RU117702U1 - CAPACITY FOR RECEPTION AND TEMPORARY STORAGE OF LIQUID WASTE SORBENTS AT A NUCLEAR POWER PLANT - Google Patents

Abstract

Емкость для приема и временного хранения отработанных сорбентов на атомной электростанции, включающая цилиндрический корпус с конусным днищем, отличающаяся тем, что конусное днище выполнено усеченным, при этом в верхней и нижней его частях установлены один под другим два кольцевых барботажных коллектора с щелевыми отверстиями с возможностью подвода к ним сжатого воздуха, а в верхней части емкости смонтирован узел перелива, содержащий трубопровод перелива емкости и трубопровод технологического перелива для возврата очищенной среды в технологический цикл, причем оба трубопровода снабжены фильтрующими элементами. A container for receiving and temporary storage of spent sorbents at a nuclear power plant, including a cylindrical body with a tapered bottom, characterized in that the tapered bottom is truncated, while in its upper and lower parts, two annular bubble collectors with slotted holes are installed one below the other with the possibility of supply compressed air to them, and an overflow unit is mounted in the upper part of the tank, containing a tank overflow pipeline and a process overflow pipeline for returning the purified medium to the technological cycle, both pipelines being equipped with filter elements.

Description

Полезная модель относится к области атомной энергетики и может быть использована на атомных электростанциях (далее - АЭС) в системе промежуточного узла хранения отработанных сорбентов.The utility model relates to the field of nuclear energy and can be used at nuclear power plants (hereinafter referred to as NPPs) in the system of an intermediate node for storing spent sorbents.

Одной из актуальных проблем ядерной энергетики является проблема радиоактивных отходов. В исходном виде радиоактивные отходы непригодны для хранения из-за малой механической прочности и значительной химической активности. Поэтому они подлежат переработке и кондиционированию, которые включают уменьшение объема отходов и их перевод в твердую стабильную монолитную форму.One of the pressing problems of nuclear energy is the problem of radioactive waste. In its original form, radioactive waste is unsuitable for storage due to low mechanical strength and significant chemical activity. Therefore, they are subject to processing and conditioning, which include reducing the volume of waste and converting it into a solid, stable, monolithic form.

Одним из видов жидких радиоактивных отходов являются отработанные ионообменные смолы, которые широко используются на атомных станциях для поддержания качества теплоносителей. После исчерпания ресурсов ионообменные смолы поступают в хранилища жидких радиоактивных отходов.One type of liquid radioactive waste is spent ion-exchange resins, which are widely used at nuclear power plants to maintain the quality of coolants. After running out of resources, ion-exchange resins enter liquid radioactive waste storage facilities.

Заявляемая полезная модель относится к емкостям для приема и ионообменных смол в смеси с различными сорбентами и дисперсными осадками (гетерогенная фаза), удаляемыми из фильтров при гидровыгрузке и промывке, и их временного хранения перед транспортировкой на переработку.The inventive utility model relates to containers for receiving and ion-exchange resins mixed with various sorbents and dispersed precipitates (heterogeneous phase) removed from the filters during hydraulic unloading and washing, and their temporary storage before transportation to processing.

Известен металлический предварительно напряженный резервуар, включающий днище, установленное на основании, стенку (см. авторское свидетельство SU №1231188, Е04Н 7/04, 1986).Known metal pre-stressed tank, including a bottom mounted on the base wall (see copyright certificate SU No. 1231188, Е04Н 7/04, 1986).

Известен также вертикальный цилиндрический резервуар, включающий стенку, днище (см. авторское свидетельство SU №1231189, Е04Н 7/06, 1986).Also known is a vertical cylindrical tank including a wall, a bottom (see copyright certificate SU No. 1231189, ЕНН 7/06, 1986).

Недостатком указанных устройств является выполнение резервуара в виде цилиндра с плоским днищем.The disadvantage of these devices is the implementation of the tank in the form of a cylinder with a flat bottom.

Из этого вытекает отсутствие визуального контроля протечек днища; наличие застойных зон в ячейках резервуара, при этом не предусмотрено перемешивание радиоактивных отходов, что приводит к образованию уплотнений; исключено полное опорожнение резервуара, ремонт требует больших трудозатрат, велика металлоемкость резервуара, что приводит к увеличению нагрузки на фундамент.This implies the lack of visual monitoring of bottom leaks; the presence of stagnant zones in the cells of the tank, while mixing radioactive waste is not provided, which leads to the formation of seals; complete emptying of the tank is excluded, repairs require a lot of labor, the tank is very metal-intensive, which leads to an increase in the load on the foundation.

Известна также емкость для хранения жидких радиоактивных отходов (см. авторское свидетельство SU №1153720, G21F 9/22, 1999).Also known is a container for storing liquid radioactive waste (see copyright certificate SU No. 1153720, G21F 9/22, 1999).

Емкость содержит бак с крышкой, трубопровод подвода радиоактивной среды, сообщенный с нижней частью емкости, и трубы подвода и отвода газа.The tank contains a tank with a lid, a pipeline for supplying a radioactive medium in communication with the lower part of the tank, and pipes for supplying and discharging gas.

Недостатками данного устройства являются: отсутствие визуального контроля протечек плоского днища; трубопровод подвода радиоактивной среды не обеспечивает перемешивание радиоактивных отходов в емкости; образование уплотнений отложений по периметру днища емкости; вынос ионита с декантатом через перелив емкости приводит к нарушению технологического цикла переработки трапных вод.The disadvantages of this device are: the lack of visual control of leaks of a flat bottom; the pipeline for supplying radioactive medium does not provide mixing of radioactive waste in the tank; the formation of seals deposits around the perimeter of the bottom of the tank; removal of ion exchanger with decantate through the overflow of the tank leads to disruption of the technological cycle of the treatment of drain water.

Известен также резервуар, содержащий вертикальную цилиндрическую емкость с конусным днищем, системы подвода и отвода вод и отвода загрязнений (см. патент RU №2182508, В01D 21/02, 2002).Also known is a tank containing a vertical cylindrical tank with a conical bottom, a system for supplying and discharging water and removing contaminants (see patent RU No. 2182508, B01D 21/02, 2002).

Внутри емкости расположена труба для подвода воды, лоток для сбора очищенной воды и насадка в виде установленной на трубе для подвода воды спиральной пластины, наружный край которой прикреплен к стенке емкости с образованием зазора. Внутренний край спиральной пластины жестко прикреплен к наружной поверхности трубы, на трубе по всей высоте выполнено щелевое отверстие, а в нижней части трубы установлена заглушка.Inside the tank there is a pipe for supplying water, a tray for collecting purified water and a nozzle in the form of a spiral plate mounted on the pipe for supplying water, the outer edge of which is attached to the wall of the container with the formation of a gap. The inner edge of the spiral plate is rigidly attached to the outer surface of the pipe, a slit hole is made along the entire height of the pipe, and a plug is installed in the lower part of the pipe.

Недостатком данного устройства является то, что входной патрубок всасывающей магистрали смонтирован к нижней части емкости, что делает невозможным выполнение ремонтных работ на запорной арматуре и трубопроводе без опорожнения емкости.The disadvantage of this device is that the inlet pipe of the suction line is mounted to the lower part of the tank, which makes it impossible to carry out repair work on valves and pipelines without emptying the tank.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является емкость для сбора и временного хранения отработанных сорбентов, выполненная в виде вертикального цилиндра с конусным днищем и с системами подвода и отвода сред (см. патент JP №63271197, G21F 9/22, 1988).The closest in technical essence to the claimed solution is a container for collecting and temporary storage of spent sorbents, made in the form of a vertical cylinder with a conical bottom and with systems for supplying and discharging media (see JP patent No. 63271197, G21F 9/22, 1988).

Недостатками данного устройства является: отделение частичек смолы и дисперсных осадков в емкости происходит методом отстаивания, что приводит к уплотнению пульпы в конусной части емкости и забиванию транспортной магистрали, которая смонтирована к нижней части конусного днища емкости; невозможность выполнения ремонтных работ на запорной арматуре и трубопроводе.The disadvantages of this device are: the separation of particles of resin and dispersed sediments in the tank is carried out by the settling method, which leads to compaction of the pulp in the conical part of the tank and clogging of the transport line, which is mounted to the bottom of the conical bottom of the tank; the inability to perform repair work on valves and pipelines.

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении эффективности работы устройства за счет применения каскада барботирования и исключения выноса ионитов за пределы емкости.The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency of the device through the use of a cascade of bubbling and eliminating the removal of ion exchangers outside the tank.

Для достижения указанного технического результата в емкости для приема и временного хранения отработанных сорбентов на атомной электростанции, включающей цилиндрический корпус с конусным днищем, согласно предложению, конусное днище выполнено усеченным, при этом в верхней и нижней его частях установлены один под другим два кольцевых барботажных коллектора с щелевыми отверстиями с возможностью подвода к ним сжатого воздуха, а в верхней части емкости смонтирован узел перелива, содержащий трубопровод перелива емкости и трубопровод технологического перелива для возврата очищенной среды в технологический цикл, причем оба трубопровода снабжены фильтрующими элементами.To achieve the specified technical result, in the container for receiving and temporary storage of spent sorbents at a nuclear power plant, including a cylindrical body with a conical bottom, according to the proposal, the conical bottom is made truncated, while in the upper and lower parts there are two ring bubblers with slotted holes with the possibility of supplying compressed air to them, and in the upper part of the tank mounted overflow unit containing the overflow container and the pipeline techn overflow logic to return the purified medium into the production cycle, both of the pipeline provided with filtering elements.

Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез общего вида емкости; на фиг.2 представлен узел перелива «В» с трубопроводами технологического перелива и перелива емкости; на фиг.3 изображен поперечный разрез емкости А-А; на фиг.4 представлен разрез Б-Б барботажного коллектора; на фиг.5 изображен вид «С» с фрагментом барботажного коллектора.The essence of the proposal is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of a General view of the tank; figure 2 presents the node overflow "B" with pipelines technological overflow and overflow tank; figure 3 shows a cross section of a container aa; figure 4 presents a section BB of the bubbling manifold; figure 5 shows a view of "C" with a fragment of the bubbler collector.

Следует учесть, что на чертежах представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа предложения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.It should be noted that the drawings show only those details that are necessary for understanding the essence of the proposal, and the accompanying equipment, well known to specialists in this field, is not presented in the drawings.

Устройство представляет собой емкость 1 для сбора и временного хранения отработанных сорбентов с цилиндрическим корпусом и с конусным днищем 2 из нержавеющей стали (фиг.1).The device is a container 1 for collecting and temporary storage of spent sorbents with a cylindrical body and with a conical bottom 2 made of stainless steel (figure 1).

При этом конусное днище 2 выполнено с усеченной площадкой 3, которая расположена в нижней части конусного днища 2 и по центральной оси устройства.In this case, the conical bottom 2 is made with a truncated platform 3, which is located in the lower part of the conical bottom 2 and along the central axis of the device.

На усеченной площадке 3 конусного днища 2 внутри корпуса установлен нижний кольцевой барботажный коллектор 4. Нижний коллектор 4 предназначен для размыва и исключения уплотнения пульпы.On a truncated platform 3 of the conical bottom 2, a lower annular bubbler collector 4 is installed inside the housing. The lower collector 4 is designed to wash out and eliminate pulp compaction.

В верхней части конусного днища 2 расположен верхний кольцевой барботажный коллектор 5. Верхний коллектор 5 предназначен для эффективного перемешивания пульпы.In the upper part of the conical bottom 2 is located the upper annular bubbler collector 5. The upper collector 5 is designed for efficient mixing of the pulp.

Коллекторы 4, 5 выполнены из нержавеющих стальных труб с отверстиями в виде щелей, которые равномерно расположены по плоскости и ориентированы к усеченной площадке 3 (фиг.3, 4, 5). При этом к коллекторам 4, 5 подведены трубопроводы 6 для подачи сжатого воздуха.The collectors 4, 5 are made of stainless steel pipes with holes in the form of slots that are evenly distributed along the plane and oriented towards the truncated platform 3 (Figs. 3, 4, 5). At the same time, pipelines 6 for supplying compressed air are connected to the collectors 4, 5.

Для транспортировки пульпы из емкости 1 она снабжена трубопроводом выгрузки 7, который опущен к усеченной площадке 3 и выведен в среднюю часть обечайки емкости 1.To transport the pulp from the tank 1, it is equipped with a discharge pipe 7, which is lowered to the truncated platform 3 and displayed in the middle part of the shell of the tank 1.

Емкость 1 снабжена узлом перелива, выполненным в верхней части емкости 1 и включающим трубопровод технологического перелива 8 и трубопровод перелива емкости 9 (фиг.2). Трубопровод перелива емкости 9 предназначен для исключения перелива емкости 1, а трубопровод технологического перелива 8 - для возврата среды в технологический цикл.The tank 1 is equipped with a overflow unit made in the upper part of the tank 1 and includes a process overflow pipe 8 and a tank overflow pipe 9 (Fig. 2). The overflow pipeline of the tank 9 is designed to eliminate the overflow of the tank 1, and the pipeline of the technological overflow 8 is used to return the medium to the technological cycle.

Для предотвращения выноса ионитов трубопровод технологического перелива 8 и трубопровод перелива емкости 9 снабжены фильтрующими элементами 10, выполненными в виде сетчатых фильтров с ячейкой 0,2 мм. Фильтрующие элементы 10 установлены на трубопроводах перелива 8 и 9 с возможностью их осмотра и выполнения ремонтных работ без полного опорожнения емкости 1.To prevent the transfer of ion exchange resins, the overflow pipeline 8 and the overflow pipeline of the tank 9 are equipped with filter elements 10 made in the form of strainers with a 0.2 mm cell. Filter elements 10 are installed on overflow pipelines 8 and 9 with the possibility of inspection and repair work without complete emptying of the tank 1.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После выработки ресурса ионообменные смолы из фильтров и радиоактивный шлам из системы переработки трапных вод, образующиеся в процессе эксплуатации АЭС, поступают в емкость 1 для приема и временного хранения отработанных сорбентов для выдержки их до распада короткоживущих радионуклидов, перед подачей на дальнейшую переработку.After the resource is depleted, ion-exchange resins from the filters and radioactive sludge from the drainage water treatment system generated during the operation of the nuclear power plant enter the tank 1 for receiving and temporary storage of spent sorbents for soaking them until the decay of short-lived radionuclides, before serving for further processing.

Транспортировку отработанных сорбентов в емкость 1 осуществляют с применением сжатого воздуха и воды.Transportation of the spent sorbents to the tank 1 is carried out using compressed air and water.

Отделение частичек смолы и дисперсных осадков в емкости 1 осуществляют методом отстаивания. При этом дисперсная фаза остается в емкости 1, а декантат через трубопровод технологического перелива 8 вновь возвращается в технологический цикл переработки трапной воды.Separation of resin particles and dispersed sediments in the tank 1 is carried out by the method of sedimentation. In this case, the dispersed phase remains in the tank 1, and the decantate through the technological overflow pipe 8 again returns to the technological cycle of processing the drain water.

Накапливаемая в емкости 1 пульпа отстаивается и уплотняется. Для исключения образования уплотнения пульпы в конусном днище 2 на усеченной площадке 3 к нижнему кольцевому барботажному коллектору 4подают сжатый воздух по трубопроводам 6. При подаче сжатого воздуха уплотнения пульпы размываются и перемешиваются.The pulp accumulated in the tank 1 settles and is compacted. To prevent the formation of pulp compaction in the conical bottom 2 on the truncated platform 3, compressed air is supplied to the lower annular bubbler collector 4 through pipelines 6. When compressed air is supplied, the pulp seals are eroded and mixed.

Также для равномерного перемешивания и предотвращения образования уплотнения пульпы в емкости 1 по трубопроводам 6 подают сжатый воздух в верхний барботажный коллектор 5. Данную операцию выполняют периодически в соответствии с регламентом.Also, to uniformly mix and prevent the formation of pulp compaction in the tank 1, pipelines 6 supply compressed air to the upper bubbler collector 5. This operation is performed periodically in accordance with the regulations.

Конструкция коллекторов 4 и 5 предотвращает попадание в них зерен ионообменных смол и обеспечивает работоспособность устройства на весь период эксплуатации емкости 1.The design of the collectors 4 and 5 prevents the ingress of grains of ion-exchange resins and ensures the operability of the device for the entire period of operation of the tank 1.

Для исключения забивания трубопровода выгрузки 7 и транспортных коммуникаций пульпой на время транспортирования пульпы также подают сжатый воздух по трубопроводам 6 в барботажные коллектора 4 и 5.To prevent clogging of the discharge pipeline 7 and transport communications with the pulp during the transportation of the pulp, compressed air is also supplied through pipelines 6 to the bubbler collectors 4 and 5.

Заявляемая полезная модель позволила: соединить в одном техническом решении функции приема и временного хранения отработанных сорбентов для выдержки их до распада короткоживущих радионуклидов перед подачей на дальнейшую переработку; исключить образование уплотнения пульпы на дне емкости; обеспечить возможность выполнения ремонтных работ на трубопроводе выгрузки и арматуре без условия полного опорожнения емкости; обеспечить устойчивую работоспособность барботажных коллекторов на весь период эксплуатации емкости.The inventive utility model allowed: to combine in one technical solution the functions of reception and temporary storage of spent sorbents for soaking them until the decay of short-lived radionuclides before serving for further processing; eliminate the formation of pulp compaction at the bottom of the tank; to provide the ability to perform repair work on the discharge pipeline and valves without the condition of complete emptying of the tank; to ensure the stable performance of bubbler collectors for the entire period of operation of the tank.

Claims (1)

Емкость для приема и временного хранения отработанных сорбентов на атомной электростанции, включающая цилиндрический корпус с конусным днищем, отличающаяся тем, что конусное днище выполнено усеченным, при этом в верхней и нижней его частях установлены один под другим два кольцевых барботажных коллектора с щелевыми отверстиями с возможностью подвода к ним сжатого воздуха, а в верхней части емкости смонтирован узел перелива, содержащий трубопровод перелива емкости и трубопровод технологического перелива для возврата очищенной среды в технологический цикл, причем оба трубопровода снабжены фильтрующими элементами.

A container for receiving and temporary storage of spent sorbents at a nuclear power plant, including a cylindrical body with a conical bottom, characterized in that the conical bottom is truncated, while in the upper and lower parts there are two annular bubbler collectors with slotted openings with the possibility of supply compressed air to them, and an overflow assembly is mounted in the upper part of the tank, containing a tank overflow pipeline and a technological overflow pipeline to return the cleaned medium to Tehnological cycle, both a pipeline provided with filtering elements.