Водно-химический режим АЭС с реакторами ВВЭР-1000 и РБМК-1000 Рощектаев Б.М

Таблица 3.5

Нормы качества воды на выходе СВО-1

Схематичные конструкции фильтров − механического, смешанного действия и ловушки ионитов − представлены в приложении рис. П2–П6.

3.8. Установка очистки вод бассейнов выдержки СВО-2

Отработанные в реакторе тепловыделяющие сборки помещают в бассейны выдержки кассет, заполненные водой. В бассейнах выдержки поддерживается нейтральный безкоррекционный воднохимический режим.

Она предназначена для:

очистки вод бассейна выдержки кассет от коррозионного шлама и взвешенных частиц;

создания прозрачности (осветления) вод бассейна на глубину 7 м;

очистки воды от растворѐнных солей.

Вода в бассейнах выдержки необходима для отвода тепла от тепловыделяющих элементов, образующегося за счѐт остаточного энерговыделения. Охлаждение воды производится специальной системой охлаждения в теплообменниках технической водой, а также за счѐт теплообмена воды с воздухом помещения.

61

Кроме того, вода в бассейнах выдержки необходима и для защиты обслуживающего персонала от радиационного излучения технологических каналов после выгрузки из реактора. На каждом блоке имеется два бассейна выдержки и одна шахта выдержки. Контроль качества воды бассейнов выдержки производится с помощью установки СВО-2, принципиальная схема которой представлена на рис. 3.3. Нормы ВХР БВ должны максимально соответствовать рабочей среде КМПЦ. Однако выдержать эти нормы в полной мере не представляется возможным по причине специфических условий работы бассейнов. Наличие прямого контакта с атмосферой приводит к поглощению углекислого газа и понижению рН до значений 5,5 ÷ 5,7, а также в этой связи к увеличению электропроводности до 1 ÷ 2 мкСм/см.

Рис. 3.3. Установка очистки вод БВ и БВТК: 1 – НПФ; 2 – ФСД; 3 – ФЛИ

Производительность установки 50 м3/ч, в форсированном режиме до 100 м3/ч. Вода из нижней части бассейна забирается насосами и подаѐтся в намывной фильтр, где происходит очистка от механических примесей. Затем вода направляется в ФСД, где происходит обессоливание, и через фильтр-ловушку ионитов возвращается в верхнюю часть бассейна выдержки.

Перед включением установки в работу проводится намыв на фильтрующие элементы механического фильтра фильтрперлита с узла приготовления и намыва. Конструкция намывного фильтра и его обвязка позволяют создать условия для гидродинамического удара при помощи сжатого воздуха давлением 45−50 кгс/см2.

62

Регенерацию проводят при условии увеличения перепада давления на намывном фильтре до 4 кгс/см2.

Фильтр смешанного действия заполняется смесью катионита КУ-2-8 чс и анионита АВ-17-8 чс. Отработанные иониты ФСД гидротранспортѐром выгружаются в ХЖО.

3.9. Установка очистки контура СУЗ (СВО-3)

Система управления и защиты реактора обеспечивает устойчивое автоматическое поддержание мощности на заданном уровне. Она позволяет с помощью поглощающих стержней выравнивать распределение нейтронного потока по радиусу и высоте активной зоны и компенсировать изменение реактивности реактора во время переходных режимов и останова. Поглощающие стержни СУЗ выполнены из карбида бора в оболочке из алюминиевого сплава. Стержни в процессе работы реактора охлаждаются водой с температурой 40−70 ºС. Для организации циркуляции охлаждающей воды предназначен контур охлаждения каналов СУЗ. Вода из аварийного бака СУЗ самотѐком поступает в напорный коллектор СУЗ и далее по индивидуальным напорным трубопроводам на вход в каждый канал. В каналах СУЗ вода движется сверху вниз, охлаждая каналы, а затем поступает в теплообменники. Часть воды из напорного трубопровода (10 м3/ч) подаѐтся на систему байпасной очистки СВО-3.

Установка очистки контура СУЗ предназначена для очистки продувочной воды от солевых примесей, продуктов коррозии, масел, механических суспензий и поддержания водно-химического режима контура СУЗ.

Солевые примеси в контур СУЗ поступают с присосами охлаждающей технической воды в теплообменниках, а продукты коррозии и масла поступают из технических приводов стержней СУЗ. Кроме вышеперечисленных источников загрязнений вода контура СУЗ загрязняется и продуктами радиационно-химических реакций – NO3-, NO2-, H2, H2O2, NH3 и О2. Деаэрация воды контура СУЗ не предусмотрена.

На рис. 3.4 представлена упрощѐнная схема установки СВО-3. Она включает в себя два намывных фильтра, один катионитовый фильтр, один анионитовый фильтр и фильтр-ловушку ионитов.

63

Отработанные ионообменные смолы не регенерируются. Они выгружаются в хранилище жидких отходов.

Рис. 3.4. Упрощѐнная схема установки очистки охлаждающей воды контура СУЗ (СВО-3):

1 – циркуляционный бак; 2 – намывной фильтр; 3 – катионитовый фильтр; 4 – анионитовый фильтр; 5 – фильтр-ловушка ионитов

Значения показателей качества воды на выходе установки СВО-3 должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 3.6.

При отклонении показателей качества воды контура СУЗ от нормируемый определены действия персонала согласно регламенту по трѐм уровням.

64

Уровни действий при отклонениях от условий нормальной эксплуатации по показателям качества воды контура очистки СУЗ представлены в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Уровни действий при отклонениях от условий нормальной эксплуатации по показателям качества воды контура очистки СУЗ

При отклонениях 1-го уровня принимаются меры настолько оперативно, на сколько это практически возможно. При отклонениях 2-го уровня принимаются меры в течение 24 часов. При отклонениях 3-го уровня по любому из показателей принимаются меры не более чем через 4 часа. Время даѐтся для подтверждения анализов. В случае их подтверждения реактор заглушается.

3.10. Установка очистки трапных вод (СВО-4)

При эксплуатации реактора РБМК-1000 имеют место большие потоки трапных вод:

обмывочные воды помещений;

дезактивирующие растворы;

промывочные воды от дезактивации;

неорганизованные протечки основного контура, контура СУЗ;

сливы в спецканализацию;

промывочные воды после регенерации;

неорганизованные протечки и воды машзала;

опорожнение бассейнов;

воды саншлюзов;

воды взрыхления;

65

декантант из ѐмкостей хранилища жидких отходов и др.

В состав примесей и загрязнений трапных вод входят и радиоактивные продукты, которые вносят свой вклад в общий γ-фон станции.

Перечисленные трапные воды подвергаются спецводоочистке, которая предназначена для удаления из вод растворимых солей и радионуклидов. Очищенная вода направляется в обратный цикл.

Очистка радиоактивных вод является сложным и многоступенчатым процессом, который включает в себя:

очистку методом дистилляции на выпарной установке;

дегазацию для удаления из конденсата вторичного пара радиоактивных благородных газов (ксенона, криптона) и угольной кислоты;

доочистку конденсата выпарной установки методом фильтрации в фильтрах с активированным углем для очистки от органических и механических примесей, а также в ионообменных фильтрах от растворимых в воде солей.

Кратность упаривания в выпарном аппарате равна 20−40. Хуже

очищается вода от коллоидных примесей. Коэффициент очистки от масел не превышает 102.

Схема очистки предусматривает подачу трапных вод на выпарную установку, состоящую из выпарного аппарата, доупаривателя и конденсатора-дегазатора. Выпарной аппарат и доупариватель соединены водяными и паровыми коммуникациями

ипредставляют собой единый аппарат со ступенчатым испарителем раствора. При работе выпарного аппарата контролируют следующие параметры:

расход трапной воды на выпарном аппарате;

уровень в выпарном аппарате;

расход греющего пара;

расход флегмы на выпарном аппарате.

Флегма – это часть деаэрированной воды, которая подается в сепаратор для промывки пара.

66

Принципиальная схема СВО-4 представлена на рис. 3.5.

дегазатор; МФ – механический фильтр; КФ – катионитовый фильтр; АФ – анионитовый фильтр; ФСД – фильтр смешанного действия; ФЛИ – фильтр-ловушка ионитов; БТВ – бак трапных вод

Катионитовый фильтр загружается смолой марки КУ-2-8 чс, анионитовый фильтр загружается смолой марки АВ-17-8 чс. Фильтр смешанного действия загружается смесью смол КУ-2-8 чс и АВ-17-8 чс.

3.11. Установка очистки организованных протечек (СВО-5)

Установка предназначена для очистки вод протечек, поступающих от насосов, сальниковой арматуры, пробоотборных точек и другого оборудования, от которого предусмотрен организованный отвод. Производительность установки 100 т/ч. Загрязнѐнность вод организованных протечек будет зависеть от того, с какого узла они поступили. Протечки от насосов и сальниковой арматуры, кроме растворимых в воде примесей, будут загрязнены маслом и продуктами стирания набивочного материала. Вода оргпротечек собирается в приѐмные емкости, а затем насосами подаѐтся на установку СВО-5, которая состоит из двух

67

намывных фильтров, катионитового и анионитового фильтров, включѐнных последовательно, где очищается от механических и растворѐнных примесей.

Очистка воды от механических примесей основана на задержании этих примесей слоем фильтроперлита, намытого на фильтрующие элементы (ФЭЛы) намывных фильтров. На катионитовом и анионитовом фильтрах вода очищается от ионов растворѐнных солей. В качестве катионита в установке применяют катионит КУ-2-8 чс и в качестве анионита применяют анионит АВ-17-8 чс. При истощении ионообменных смол их подвергают регенерации. При разрушении смол, когда регенерация уже нецелесообразна, смолы выгружают из установки и направляют в ХЖО.

На два блока предусмотрена одна общая установка СВО-5. Очищенные воды оргпротечек используются в качестве

подпиточной воды. Схемой предусмотрена взаимосвязь СВО-5 и СВО-6.

Если ионообменная часть СВО-6 вышла на регенерацию, то воду, поступающую на СВО-6, можно чистить на СВО-5, а также очищенную на установке СВО-5 воду можно направлять на более тонкую очистку на ФСД СВО-6.

Значения показателей качества воды на входе и выходе установки СВО-5 представлены в табл 3.8.

68

Принципиальная схема СВО-5 представлена на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Принципиальная схема установки очистки организованных протечек СВО-5:

Б – бак «грязных» организованных протечек; 1 – намывной фильтр; 2 – катионитовый фильтр; 3 – анионитовый фильтр; 4 – фильтр-ловушка ионитов

3.12.Установка очистки вод взрыхления

ипромывочных вод (СВО-6)

Установка предназначена для очистки отмывочных вод и вод взрыхления, возвращаемых с установок спецводоочистки и конденсатоочистки, от продуктов коррозии и растворѐнных примесей, а также для подачи промывочной воды на установки СВО и КО. Производительность установки 100 т/ч.

Вода для очистки собирается в приемные емкости установки, затем насосами подается на намывные фильтры и далее на ионообменные фильтры и фильтр-ловушку ионитов. Для более глубокой очистки конденсата и вод после СВО-5 предусмотрена в установке очистка на фильтрах смешанного действия. Вода из баков «грязных» вод насосами подаѐтся на намывной фильтр, где проходит очистку от механических примесей и масла. В качестве задерживающего материала намывного фильтра служит фильтроперлит. После намывных фильтров вода поступает на ионитовые фильтры (КУ-2-8 чс и АВ-17-8 чс). Фильтры смешанного действия расположены после катионитового и анионитового фильтров.

69

По мере истощения обменной емкости ионитов производится их регенерация на СВО-13. Смолы, не восстанавливающие обменную емкость после регенерации, перегружаются в ХЖО.

После фильтра-ловушки ионитов вода установки СВО-6 поступает в баки очищенных вод.

Значения показателей качества воды на входе и выходе установки СВО-6 соответствуют значениям показателей качества воды на входе и выходе установки СВО-5.

Принципиальная схема установки СВО-6 представлена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Принципиальная схема установки очистки вод взрыхления и промывочных вод СВО-6:

А – бак грязных вод; 1 – намывной фильтр; 2 – катионит; 3 – анионит; 4 – фильтр смешанного действия; 5 – фильтр-ловушка ионитов; БОВ – бак очищенной воды

3.13. Узел приготовления регенерационных растворов (СВО-7)

На АЭС с реактором РБМК используется большое количество технологических вод, которые очищаются до требуемой чистоты в соответствии с нормами качества вод с использованием ионообменных смол. Смолы в процессе очистки переходят в солевые формы и в этой связи теряют свои ионообменные свойства. Для их восстановления иониты подвергаются регенерации. В качестве регенеративных растворов для катионитов используют разбавленную (5 %) азотную кислоту, а для регенерации анионитов используют 4 % едкий натр.

Установка имеет баки смешения, в которые со склада химреагентов подается концентрированная кислота и концентрированная щелочь. Баки предварительно заполняются

70