SU1120858A1

SU1120858A1 - Способ дезактивации внутренних поверхностей контура дерного реактора

Info

Publication number: SU1120858A1
Application number: SU823492178A
Authority: SU
Inventors: А.П. Нестеренко; Е.М. Филиппов; Е.В. Сенин
Original assignee: Предприятие П/Я А-7631
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1989-12-30

Abstract

СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ВНУТРЕН-в НИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОНТУРА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА,изготовленного из углеродистых и нержавеющих сталей и цветных : металлов и сплавов, обработкой в две стадии растворами на основе щавелевой кислоты, отличающийс тем, что, с целью повьппени эффективности дезактивации путем растворени вторичных оксалатных отложений и уменьшени коррозионного воздействи на конструкционные материалы, на второй- стадии обработки в щавелевокислый раствор добавл ют до рН 7-9 смесь щелочи и оксиэтилидендифосфоновой или этилендиаминтетрауксусной кислоты с -мол рным соотношением

Description

Изобретение относитс л дерной . энергетике, а именно к дезактивации и может быть использовано при удалении радиоактивных процщтов коррозии с внутренних поверхностей контура теплоносител дерных энергетических установок, содержащих нар ду с нержавеющей и углеродистой сталью цветные металлы и сплавы, например, контура реакторов больщой мощности РБМК-1000 и 1500. В современной дерной энергетике при проведении предремонтной дезактивации циркул ционных контуров дерных реакторов «троко примен ютс растворы, содержащие щавелевую кислоту при ,80-100 С. В такие растворы могут быть добавлены лимонна кисло- , та, оксалаты, нитраты, перекись водорола , ингибиторы коррозии.

Известные способы.дезактиваций на основе щавелевой кислоты, как правило , вл ютс многорастворными и привод т к образованию значительного количества жидких радиоактивных отхо- дов, подлежащих переработке. В некото-,- рых случа х эти способы оказывают сильное коррозионное воздействие на коррозионнонестойкие материалы.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ дезактивации внутренних поверхностей контура дерного реактора, изготовленного из углеро- , дистых и нержавеющих сталей и цветных металлов и сплавов .обработкой в две стадии растворами на основе щавелевой кислоты.

Способ заключаетс в обработке поверхностей сначала раствором 2-:20 г/л Н,Сг04+ 10-20 г/л + Ш,ОН до рН 3,5-4,0 в течение 6-10 ч, а затем раствором 2-10 г/л (Ш). . + 1-5 г/л . + 5-10 г/л H,j.O при рН 3-3,5 в течение 1-3 ч. 3 Температура растворов 85-90С, При дезактивации в первом растворе происходит растворение основной массы радиоактивных продуктов коррозии , а второй раствор обеспечивает растворение вторичных, т,е, образовавгаихс в процессе дезактивации, отложений в виде оксалата двухвалентного железа. При этом за счет окислени перекисью водорода образуютс хорошо растворимые оксалатные комплек сы трехвалентного железа. Однако существующий способ дезактивации оказываетс неэффективным в том случае, когда происходит образование трудноудал емых осадков оксалатов двухвалентных металлов, не про вл ющих переменной валентности, например меди, никел , цинка и др. В этом случае .действие оксалатно-пере кисного раствора не приводит к полному растворению вторичных отложений , сорбирующих на себе значительное количество радионуклидов. Кроме того, при действии второго раствора, содержащего щавелевую кислоту и пере кись водорода, на узлы оборудоваж , изготовленные из медьсодержащих спла вов (проютадки, трубчатки теплообмен НИКОВ и т.п.), наблюдаетс коррози этих поверхностей. Целью изобретени вл етс повышение эффективности дезактивации кон тура дерного реактора путем раство рени вторичных оксалатных отложений и снижение коррозионного воздействи на конструкционные материалы,Поставленна цель достигаетс тем что при дезактивации внутренних поверхностей контура дерного реактора , изготовленного из углеродистых и нержавеющих сталей и цветных метал лов и сплавов, обработкой в две стадии растворами на основе щавелевой кислоты, после первой стадии обработ ки раствором, содержаищм щавелевую кислоту, на второй стадии обработки щавелевокислый раствор добавл ют до рН 7-9 смесь щелочи и оксиэтилиденди фосфоновой или этилендиаминтетраук: сусной кислот с молекул рным соотнощением (7-15):1 соответственно и обработку продолжают при теьтературе 60-90°С в течение 1-3 ч. Отношение концентраций щелочи и кислоты в мол х oi, подбираетс таким, чтобы предотвратить образование осадков гидроксидов на стадии ввода 58 щелочного paoffBopa. Это отношение зависит от содержани в растворе щавелевой кислоты и растворенного железа и было найдено при растворении, оксидов железа в растворах щавелевой кислоты (см.-чертеж), На чертеже представлен график зависимости eL от концентрации щавелевой кислоты и содержани железа в растворе, где обозначено: О - значение об; ti- содержание железа в растворе , г/л, после растворени в щавелевой кислоте при t , t 6 ч. Как оказалось, величина об заключена в пределах (7-15):1 (щелочь: :кислота). Только притаком соотношении добавление щелочного раствора к раствору щавелевой кислоты, содержащему растворенные продукты коррозии, не вызывает локального образовани осадков гидроксидов металлов в месте ввода раствора. Локальные образовани осадков - весьма опасное вление при дезактивации таких сильно разветвленных систем, как РБМК, так как эти осадкимогут вызвать забивание технологических каналов. Одним из факторов, вли ющих на скорость растворени вторичных оксалатных отложений, вл етс велишна рН (см,табл,1), Вли ние рН на скорость растворени оксалатов железа (II) и никел в растворе 2 г/л ) + + 2 г/л ОЭДФ Примечание: Услови опыта: навеска оксалата 100 мг, объем раствора 25 ми, температура 75°С, рН устанавливали добавлением гидроксида кали

511

.Из таблицы видно, что оптимальное значение рН соответствует величине 7-9, дальнейшее увеличение рН нецелесообразно , так как это приводит к лишнему- расходованию дорогосто щей органической кислоты, кроме того , непредвиденное увеличение рН более 9 может вызвать образование. осадков гидроксидов (см,табл.2)f

Таблнца2

Выпадание гидроксидов железа (III) в растворах органических кислот при рН 9,2, концентраци железа 1 г/л

(f) - осадок гидроксида образуетс ; (-) - осадок гидроксида не образуетс .

Примечание, При величине рН 6 9 осадок гидроксида не образуетс .

Поэтому значение рН прин то равным 7-9, Такое же вли ние оказывает рН на растворение оксалатов других двухвалентных металлов, замена

Врем полного удалени оксалатных отложений с поверхности углеродистой стали в отсутствии перемешивани

0858:«

ОЭДФ на ЭДТА не измен ет :характера( этого вли ни „rj Таким образом, после проведени первой стадии дезактивации щавелевокислым раствором добавление в дезактивирующий раствор смеси щелочи и кислоты в мол рном соотношении (7-15):1 соответственно до значени рН 7-9 приведет к растворению вторичных оксапатов всех

10 двухвалентных металлов. Оказалось, что отсутствие в растворе перекиси водорода и значение рН, близкое к нейтральному, обеспечивают невысокое

5 коррозионное воздействие растворов на углеродистуюсталь, цветные металлы и сплавы. Существенное значение имеет длительность обработки на второй стадии с целью полного удале20 ни вторичных оксалатных отложений. Проведенные эксперименты (см,табл,3) показали, что врем полного удалени отложений оксалатов с поверхности углеродистой стали в отсутствии цирку25 л ций составл ет 1,5-2,5 ч при 6090°С , Повьш1ение или понижение температуры обработки приводит, как видно из данных табл.З, к увеличению коррозии за врем обработки. Цирку-

30 л ди раствора в 1,5-2 раза снижает врем обработки дл полного удалени отложений. Однако продолжительность обработки будет определ тьс временем , необходимым дл полного удалени вторичных оксалатных отложений в самых неблагопри тных услови х - в отсутствии циркул ции (участка застой-, них зон). Поэтому врем обработки по предлагаемому способу выбрано в предед0 лах 1тЗ ч при температуре 60-90 С,

ТаблицаЗ

11208588

.Продолжение табл. 3

601,6

701,5

801,4

90Г, 2

римечание. Услови опыта: образцы ст.20 обрабатывались в растворе 20 г/л при t в течение 6ч, затем в раствор вводилась смесь КОН и ОЭДФ или ЭДТА () до рН 7,8-8,0 8,0. Пример. Проводили деэактива щпо образцов из нержавеющей и углеродистой стали, вырезанных из трубопроводов , эксплуатировавшихс в контуре реактора РБМК-1000, известным и предлагаемым способом в услови х необходимой циркул ции. 1..Известный способ дезактивации а)20 г/л + 20 г/л лимонной кислоты -«- (до рН 3,6);. 6 t 90С; б)10 г/л (NH4)a Сг04 + 5 г/л + 10 г/л HflO

Результаты сравнени известного и предлагаемого способов дезактивации Известный ПредлагаеБолее 100 Менее

Использование предлагаемого способа дезактивации контура дерного реактора обеспечивает по сравнению

2,7 2,6 2,8 2,9

100 С

б л и ц а 4

Т а 0,01

с известным способом следующие преимущества: повыгаеиие эффективности дезактивации в 1,5 раза; резкое 2, Предлагаемый способ дезактива-, дии: а)20 г/л J 6 ч; t б)добавление в раствор (а) смеси КОН и ОЭДФ (7,4:1) или КОН и ЭДТА (10:1) до .рН 8 и продолжение, обработки в течение 1 ч при t 90 С, Одновременно оценивали коррозионное воздействие растворов на образцы конструкционных материалов, примен емых в реакторостроении. Результаты испытаний сведены в табл.4. 12,6 4,6 1,2 1,8 1,3 0,0 , 0,02 2,0

уменьгаение коррозионного воздействи на медьсодержащие сплавы (более чем в 5000 раз).

В св зи с-тем, что при дезактивации по предлагаемому способу отпадает необходимость в замене медных прокладок и трубок из сплава МНЖ продолжительность ремонта реакторной установки может быть сокращена примерно на 1 сутки. , ТехнологическоеОформление предлагаемого способа не будет отличатьс от npHHHTbix в насто щее врем базовых способов дезактивации дерных реакторов типа РШК-1000 заключающихс в обработке внутренних поверхностей растворами щавелевой кисг лоты с добавлением в кошде обработки перекиси водорода. Промышленностью выпуск реагентов ОЭДФ и ЭДТА налажен в достаточном количестве. Внед рение предлагаемого способа на действующем объекте не дет св зано с трудност ми.

Claims

СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ВНУТРЕН-Б НИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОНТУРА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА,из готовленного из углеродистых и нержавеющих сталей и цветных <
2

металлов и сплавов, обработкой в две стадии растворами на основе щавелевой кислоты, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности дезактивации путем растворения вторичных оксалатных отложений и уменьшения коррозионного воздействия на конструкционные материалы, на второй- стадии обработки в щавелевокислый раствор добавляют до рН 7-9 смесь щелочи и оксиэтилидендифосфоновой или этилендиаминтетрау'ксусной кислоты с -молярным соотношением (7^-15): 1. соответственно и обработку продолжают при 60-90°С в течение 1-3 ч.