c'žjsďulf féí ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ R E P U B L I K A POPIS VYNÁLEZU 192 334 ( 19 ) K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ (61) (23) Výstavní priorita jgj m ž m-7? 210 77 (m <B1) (51) Int. C1. )2 G 21 P 9/00 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (40) Zveřejněno 30 11 78 (45) Vydáno 01 07 81 (75) Autor vynálezu BÍR JAROMÍR doc. log. CSo a KáPKA PRAÍřTlSBK log., BRNO (54) Zařízeni k dezaktivaci a koncentrování kapalných radioaktivních odpadů 1 Předmětem vynálezu de zařízeni k dezaktivaci a koncentrováni' kapalných radioaktivních odpadů** K dezaktivaci teplonosných i parovodnich okruhů jaderných elektráren, zvláště jejich parních generátorů, se používají dezaktivačni roztoky, jež přejdou do kapalných radioaktivních odpadů, které se nakonec musi rovněž de zaktivovat a ískoncentrovat. Doposud se dezaktivace provozních zařízení jaderných elektráren byly tedy rovněž téměř výhradně vodné. Dezaktivovaly se a koncentrovaly velmi účinně v zařízeních založených na principu pomalé sedimentace, koagulace a rychlé sedimentace, výměny iontů, aorpoe na hydrofobních aorbentech typu aktivního uhlí, destilace a elektroforóay. V poslední době se však roztoky vytvořenými na základě trichoretyleénu, tetrachloretyléna, popřípadě i některých jinýoh organických rozpouštědel, které po dezaktivaci přejdou do kapalných radioaktivních odpadů, v nichž budou bud převládat, nebo budou tvořit jejich podstatnou část. E dezaktivaci a koncentraci takových radioaktivních odpadů lze s výhodou použit destilaci, avšak sorpční filtrace na měničích iontů a na hydrofobnich sorbenteoh, vytvořených na základě aktivního uhlí, je málo účinná* Dezaktivace a koncentrování takových radioaktivních odpadů vyžaduje též zcela jiných technologických postupů a zařízeni, které zatia nebyly vyvinuty 192 334
2 192 3 3 4 Uvedené nevýhody odstraňuje zařízeni k dezaktivaci a koncentrováni kapalných radioaktivních odpadů, jehož podstata spočívá v tom, že sestává nejméně z jednoho filtru, z něhož vychází výstupní potrubí, ze kterého odbočuje vedlejší potrubí, na nějž je zapojen nejméně jeden výparník se sborníkem, a výparník je dála spojen s kondenzátorom, na nějž je napojen nejmóng jeden sorpční filtr a výtokem do nádrže, opatřené potrubím k dopravě kapaliny do výparníku, kde sorpfinl filtr obsahuje nejméně jeden práškovitý, nebo zrnitý SI vláknitý eorbent, jimž může být buä gel kyseliny křemičité nebo kremelina či sklo.' Zařízení podle vynálezu sestává ze dvou větvi a to hlavni a vedlejší. Hlavni větev zařízeni sestává z usazovače 1, filtru 2 (mechanického) a výstupního potrubí Vedlejší větev zařízeni se napojuje na výstupní potrubí 2 vedlejším potrubím a pokračuje výparnikem ae separátorem g kapek, a se sborníkem 12 pro sběr vyloučené kapalná, např. vodné fáae, při hladině trichloretylénového roztoku a kaplu při dně. Na separátor g sa může ještě napojit parní filtr Buď za separátorem g nebo za parním filtrem 12 může být ještě napojen výfuk ústící do vysokéno komína a bu3 to na něj nebo na výfiik může být ještě zapojea přívod Jg chladného nebo zahřátého vzduchu. Dále je v každém případě součásti vedlejší větve kondensátor sorpční filtr g s výtokem 2 a nádrž z niž vychází potrubí Hf' které jl spojuje s výparnlkem Nejvhodnějši náplni sorpv čniho filtrujj je práškovitý nebo jemně zrnitý gel kyseliny křemičité čili "silikagel", může se však též použit k tomuto účelu křemelioa nebo drcené sklo. Nejvhodnějšl náplni parního filtru 12 jsou skelná vlákna, může se však použit 1 silikagel 51 křemelina. Pohyb kapaliny v hlavni větvi a do výparníku 5 umožňuje čerpadlo do výparníku 5 & do výstupního potrubí 2 umožňuje druhé čerpadlo 20,. a P hyb kapaliny z nádrže IQ, Celé zařízeni podle vynálezu lze zapojit např. na radioaktivně zamořený a dezaktivovaný teplonosný okruh 21 jaderné elektrárny tak, jak je to uvedeno na připojeném schématu. Uzavřením ventilu 22 a 25 so "vyřadí z okruhu jaderný reaktor 22 a hlavní okruhové čerpadlo 2ft» a vytvoří se dva dezaktivačni okruhy hlavni a vedlejší. Hlavní dezaktivačnl okruh zahrnuje hlavni větev zařízeni podle vynálezu a nevyřazené části teplonosného okruhu 21 jaderné elektrárny, včetně vyhřívaeího prostoru 2át parogenerátoru Jg. Vedlejší dezaktivačni okruh vznikne z vedlejší větve zařízení podle vynálezu otevřením ventilů 2Zt 2S» 22 a uzavřením ventilů 21, 52. Aby se nepřenášelo radioaktivní zamořeni ze silněji zamořených částí okruhu do čásbl zamořených slaběji, musl být žařlzenl podle vynálezu zapojeno tak, že smysl pohybu kapaliny v částech teplonosného okruhu 21 je opačný než je smysl pohybu nosiče tepla v těchže částech teplonosného okruhu 21 při normálním provozu jaderné elektrárny. ~ Před dezaktivací vyhřívaeího prostoru 26 parogenerátoru 12 a přilehlých části teplo-
5 192 334 nosného okruhu 21 ae nejdříve uzavřou ventily 33, čímž se izoluje turbina 2, kondenzátor 52 & hlavní čerpadlo parovodního okruhu 22, a do parovodního prostoru 13, so druhý* Čerpadlem 22 načerpá z nádrže 12 dezektivační roztok. Přitom se v parovodnlm prostoru ig vytvoří vyšší tlak než bude tlak ve vyhřívaclm prostoru 22 Při dezaktivaci aby opgt radioaktivní zamořeni za silně zamořeného vyhřívacího prostoru 2S, nemohlo netěsnostmi v parogenerátoru pronikat do slabě zamořeného parovodního prostoru Před naplněním hlavního dezaktlvačniho okruhu dezaktivačuim roztokem, připraveným v cvádrži 12, se uzavřou ventily 2Z# H Lt a otevřou se ventily 2S# 02* Dezaktivačnl kapalina se pák načerpá druhým čerpadlem 2fi z nádrže 12 do celého hlavního desaktivačniho okruhu až po předepsanou úroveň hladiny ve vyrovnávací nádrži 22* Potom se uzavřou ventily 2, otevře se ventil čerpadlo 12, se uvede v činnost, dezaktivačnl roztok začne cirkulovat v hlavním dezaktivačulm okruhu a probíhá dezaktivace nevyřazených části teplonosného okruhu včetně vyhřlvaclho prostoru 2&* Přitom hrubší mechanická nečistoty sedimentuj! T usazovači X a jemnější se zachycuji ve filtru» jímž může být např. tkaninový filtr* Po určité dobs dezaktivace aa uzavřou ventily 2S» 31* a otevřou sa ventily 2J>, 22, 2S a uved«;. se do provozu výparník Rozpouštědlo, které, je základem dezaktlvačniho roztoku se vypařuje ve výparníku 2 jehož hladiny se občas odpouští sborníkem 12 vyloučená kapalná fáze* Cnapř.' vodná fáze z trichloretyiónového dezaktlvačniho roztoku), nebo táž kal ode dna výparníku 5* :p áry rozpouštědla dezaktivačního roztoku se zbavují větších kapek v separátoru g a jemnějších kapiček v parním filtru 12, kondenzují v kondenzátoru 2 a kondenzát se zbavuje zbytkové radioaktivity průchodem přes sorpční filtr» a vyčištěná rozpouštědle přichází výtokem 2 do nádrže 12* Tam se nadávkují znovu účinné složky dezaktlvačniho roztoku odstraněné destilací či sorpcí a takto regenerovaný dezaktivačnl roztok se vráti druhým čerpadlem,22 způsobem výše popsaným zpět do hlavního dezaktivačniho okruhu* Před ukončením dezaktivace se účinné složky do nádrže 12 přestanou dávkovat a dezaktivačnl roztok se postupně začne vytěsňovat nejdříve z parovodního prostoru 1 a potom z celého dezaktlvačniho okruhu pouhým rozpouštědlem* Po dosaženi úplného vytěsnění se může dokonale vyčištěné rozpouštědle postupně vypouštět z nádrže 12 ventilem 1 k využiti jako meradioaktivnl látky, nebo se může likvidovat tím, že se jeho páry společně s horkým nebo i chladným vzduchem, prisávaným potrubím přes ventil 2, vypustí výfukem do vysokého komína 12* Rozpouštědlo, které zůstane ve slepých místech parogenerátoru. a okruhu se odpaří buä zahřátím příslušné části proudem harké péry či vzduchu. Naprostá většina radioaktivních látek se zkoncentruje ve filtrech 2*» lä» v usazovačl 1 a ve sborníku 12* Využité náplně těchto filtrů a koncentrované radioaktivní kapalné odpady z usazovača 1 a ze sborníku 12* se P ztúžení, např* cementem Či bitumenem nakonec uloží na pohřebišti tuhých radioaktivních odpadů* ŽTtrvedejiého je zřejmé, že zařízení podle vynálezu umožňuje účinnější dezaktivaci a koncentrováni kapalných radioaktivních odpadů, zejméně při použiti trichloretylénových a tetrachloretylénových roztoků, použitých k dezaktivaci parních generátorů a okruhů jaderných elektráren, než zařízení používaná doposud*'
4 182 334 PABDMST vrirxlbzír X.' Zařízeni k dezaktivaci a koncentrování kapalných radioaktivních odpadů, vyznačené t im, Že sostává nejméně s jednoho filtra (2), % něhož vychásí výatupnl potrubí (3), se kterého odbočuje vedlejfii potrubí (4), na ně je napojen nejméně jeden výparník (5) se sborníkem (12), a výparník. (5) je dále apo jen a kondenzátorom (7), na ně ji je napojen nejméně jeden sorpční filtr (8) a výtokom (9)«do nédríe (10), opatřené potrubí* (11) k dopravě kapalin; do výparníka (5), kde sorpční filtr (8) obsahuje tie jméně jeden prásk ovitý, nebo zrnitý či vláknitý sartoent, jímž je gel kyseliny křemičité nebo křemolina, čí sklo. 2.' Zaříaaní podle bodu 1, které má mezi výparnikam (5) a kondensátorem (7) zapojen aeparátor (6)«3«Zařízeni podle bodu lj vyznačené tím, že mesi výparníkom (5) a kondensátorem (7) je zapojon parní filtr (13)* 4«< Zařízeni podle bodu 1, vyznačené tím, Se mesi výparnikem (5) a kondensátorem (7) je zapojen na straně výparníku (5) separát or (6) a na straně kondensátoru (7) je zapojen parní filtr (13)* 5v Zařízeni podle bodu 4 vyznačené tím, Se mezi výparnikem (5) a kondensátorem (7) je napojen výfuk (14) ústící do komína (1?)* 6.' Zařízeni podle bodu 3, vyznačené tím, Se má na výfuk (14) nebo na komín (15) napojen přívod (16) chladného nebo zahřátého vzduchu* 1 výkres
192 334 S s / t> r v, 8
Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 15, Olomouc