1 / 30

Установка переработки натриевого теплоносителя реакторной установки БН-350

1-ая Международная выставка и конференция «Атомная энергетика и Промышленность» KazAtomExpo. Установка переработки натриевого теплоносителя реакторной установки БН-350. 19-21 мая 2010 года АСТАНА КАЗАХСТАН. Авторы: Васильев И.И., Плещенкова Л.К., Пугачев Г.П., Ровнейко А.В.

dorian-bird
Download Presentation

Установка переработки натриевого теплоносителя реакторной установки БН-350

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 1-ая Международная выставка и конференция «Атомная энергетика и Промышленность» KazAtomExpo Установка переработки натриевого теплоносителяреакторной установки БН-350 19-21 мая 2010 года АСТАНА КАЗАХСТАН Авторы: Васильев И.И., Плещенкова Л.К., Пугачев Г.П., Ровнейко А.В.

  2. Реакторная установка БН-350 • БН-350 - первый в мире опытно-промышленный реактор на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. • Проектная тепловая мощность составляет 1000 МВт. • Физический пуск осуществлен 29.11.1972 г. • Энергетический пуск осуществлен 16.07.1973 г. • Остановлен 16.03.1998 г. • Постановлением правительства РК решение о снятии с эксплуатации принято 22.04.1999 г.

  3. Реактор БН-350 петлевого типа с трехконтурной схемой теплоотвода (натрий-натрий-вода) Принципиальная технологическая схема

  4. Вывод РУ БН-350 Состоит из 5-и основных направлений, в которые включены следующие мероприятия: 1. Мероприятия по разработке Проекта вывода из эксплуатации РУ БН-350. 2. Мероприятия по обеспечению безопасности реактора в переходный период. 3. Мероприятия по обращению с жидкометаллическим теплоносителем. 4. Мероприятия по размещению отработанного топлива реактора БН-350 на долговременное хранение. 5. Мероприятия по подготовке зданий, сооружений и инженерных систем РУ БН-350 к безопасному длительному хранению.

  5. первый контур - 610 м3, • второй контур - 570 м3, • сплав натрий-калий (эвтектика) - 20 м3 Оценочные объемы натрия для переработки Оценочные объемы геоцементного камня • Переработка 1 куб.м Na 6,4 куб.м обходов • первый контур - 3900 м3, или 2603 НЗК • второй контур - 3650 м3 , или 2463 НЗК

  6. Мероприятия по обращениюс жидкометаллическим теплоносителем РУ БН-350 • Проведена очистка теплоносителя первого контура от радионуклидов цезия. Удельная активность натрия 1 контура после завершения процесса очистки - 10 мкКи/кг (370Бк/г); • Изготовлено и смонтировано оборудование для сверления напорного коллектора реактора и выполнено уникальное сверление на глубине более 13,4 м в натриевой среде с температурой 280…300ºС для выполнения проекта по дренированию теплоносителя; • 30.11.2004 - осуществлено дренирование теплоносителя из корпуса реактора БН-350. С учетом 100 м3 натрия, имевшегося в баках до начала дренирования, количество натрия в баках системы хранения после дренирования составляет 600…610 м3; • Выполнены мероприятия по безопасному хранению натрия до его переработки; • Поэтапно дренирован натрий из петель и ПТО второго контура; • Реализован проект по розливу натрия второго контура в 100 литровые барабаны и отправка его на АО «УМЗ» для использования в танталовом производстве и утилизацию; • Реализуется проект по переработке содержимого (смесь натрий-калия и масла) барабана отработавших пакетов (ВОП) методом водомасляной отмывки на специальном стенде; • Реализуется проект по удалению остатков натрия методом парогазовой отмывки и гидрокарбонизации (СУОН); • Успешно реализуется проект УПН и УП ГЦК по утилизации натрия первого контура

  7. Очистка теплоносителя 1-го контура от Cs-137 Сорбент RVC внутри ловушки • Цель проекта: снижение количества радиоактивного цезия в первом контуре реакторной установки БН-350. • Начальная активность цезия в 1 контуре: 3,71014Бк (10000 Ки),удельная активность – 7,25108Бк/кг натрия или (19 мКи/кг) • Удельная активность натрия 1 контура после завершения процесса очистки снижена в 2000 раз: 3,7105Бк/кг (10 мкКи/кг)

  8. Дренирование натрия первого контура Стенд для сверления внутрикорпусных конструкций реактора

  9. Начало строительства здания УПН 18 октября 2004 года.

  10. Монтаж оборудования УПН

  11. Завершение строительства

  12. Экзотермическое взаимодействие щелочных металлов с водой • Комплекс технологических систем УПН предназначен для переработки натрия первого контура и эвтектики натрий-калиевого контура холодных фильтр-ловушек реактора БН-350. • Выбран метод растворения натрия при инжектировании его расплава в 50 % щелочной раствор гидроксида натрия. • Физико-химическая основа процесса переработки – экзотермическое взаимодействие щелочных металлов с водой: 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 + Q 2K + 2H2O  2KOH + H2 + Q

  13. Структура технологической части УПН

  14. Состав УПН Химический реактор (5), в котором происходит равномерная управляемая химическая реакция натриевого теплоносителя с водой с постоянным расходом подаваемого натрия, отводимого гидроксида натрия и отходящих газов

  15. Система подачи натрия (3) обеспечивает круглосуточную, бесперебойную подачу натрия с заданными параметрами в химический реактор и приём натрия из РУ БН-350. Во время подачи натрия на переработку в химический реактор из одного расходного бака, второй заполняется натрием из бакового хозяйства РУ БН-350. Представлены суточные расходные баки натрия.

  16. Система отвода и разбавления гидроксиданатрия (6) обеспечивает рециркуляцию раствора гидроксида натрия в корпусе химического реактора, отвод полученного гидроксида натрия из химического реактора в емкость разбавления щелочи, разбавление 50% раствора гидроксида натрия до концентрации до 35 % и отвод разбавленного гидроксида натрия из емкости разбавления на УПГЦК. В случае остановки процесса переработки (кратковременной или на длительное время) гидроксид натрия циркуляционным насосом перекачивается в емкость хранения гидроксида натрия 7, а трубопроводы промываются водой, опорожняются и продуваются азотом для слива остатков воды через спускные трубопроводы.

  17. обеспечивает очистку отходящих газов от вредных и радиоактивных частиц, сброс газов в атмосферу с содержанием вредных веществ, не превышающим значения предельно допустимых выбросов, образующихся в технологическом оборудовании УПН во время работы. Система очистки отходящих газов (10),

  18. обеспечивает подачу воды, необходимой для осуществления химической реакции, а также сбор конденсата из конденсатора и регенерата из фильтров СООГ. Система технологической, подпиточной и охлаждающей воды (1).

  19. от существующей азотно-кислородной станции РУ БН-350, где запас азота хранится в четырех специальных 4-х ёмкостях ПЕ-200, объемом 200 м3 каждая под давлением 16 кгс/см2. Система подачи азота (4)

  20. является вспомогательной системой и предназначена для подачи насыщенного водяного пара от парогенератора ПЭ-30 в кольцевую полость форсунки химического реактора для прогрева и промывки в случае её забивания. Система подачи водяного пара (2),

  21. Автоматизированная система управления и контроля технологических параметров Общая мнемосхема

  22. Представление информации о процессе УПН Вывод технологической информации операторам УПН на два монитора • максимально возможное отображение информации, необходимой для человеческого восприятия; • структурирование отображаемой информации на мониторе, с выделением наиболее важной информации, требуемой повышенного внимания оператора.

  23. Описание процесса переработки 1. Приготовление исходного раствора гидроксида натрия. 2. Продувка всего оборудования азотом. 3. Подготовка к работе систем подпиточной, охлаждающей и технологической воды. 4. Разогрев оборудования и емкостей до температуры не менее 140 оС. 5. Заполнение химического реактора исходным раствором гидроксида натрия. 6. Заполнение натрием суточных баков УПН из емкостей хранения натрия РУ БН-350. 7. Пуск систем подачи подпиточной и охлаждающей воды. 8. Подача натрия в химический реактор, заполненный гидроксидом натрия и подача технологической воды в реактор. 9. Отвод гидроксида натрия из химического реактора в ёмкость разбавления. 10. Разбавление гидроксида натрия до требуемой концентрации. 11. Отвод гидроксида натрия на переработку.

  24. Технология переработки Выбран метод растворения натрия при инжектировании его расплава в щелочной раствор гидроксида натрия. Физико-химическая основа процесса – экзотермическое взаимодействие щелочных металлов с водой: 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 + Q 2K + 2H2O  2KOH + H2 + Q Способ разработан и апробирован специалистами ANL-W, США Расплав натрия подаётся через форсунку с образованием мелкодисперсных частиц под слой кипящего щелочного раствора. Вода проникает внутрь частицы и вступает в реакцию внутри неё, это взаимодействие происходит очень активно с микровзрывом, что приводит к возникновению вибрации химического реактора.

  25. Система радиационного контроля Просмотр активности

  26. Вид рабочего экрана системы видеонаблюдения УПН

  27. Приточно-вытяжная вентиляция Помещения УПН также оборудованы системами приточно-вытяжной вентиляции, радиационного и газового контроля, средствами пожаротушения, сигнализацией, средствами связи

  28. Заключение • Основной особенностью проекта по обращению с жидкометаллическим теплоносителем реактора БН 350 является международное сотрудничество. На первом этапе, при реализации проектов по удалению радионуклидов цезия, дренированию натрия первого контура и его переработке использовался как опыт США, полученный в результате вывода из эксплуатации реактора ЕВR-II, так и значительная финансовая поддержка США. В последствии был дополнительно использован опыт Великобритании, полученный при выводе из эксплуатации реакторов в г.Доунрей, и финансовая поддержка Британского Правительства. • Знания, полученные от иностранных коллег, и высокая квалификация специалистов Республики Казахстан стали важнейшими факторами успешного выполнения проекта по обращению с жидкометаллическим теплоносителем

  29. Реализация проекта переработки натрия на УПН позволяет обеспечить безопасность при выводе РУ БН-350 из эксплуатации; снижение эксплутационных расходов; решение проблемы обращения с большими объемами химически активных щелочных металлов; получение свободных объёмов для удаления остатков натрия. • Построенная УПН - уникальна (как и сама реакторная установка БН-350), хотя она и является модифицированной версией установки переработки натрия ЕВR национальной лаборатории Айдахо. В мире еще нет установок, рассчитанных на переработку таких больших объемов радиоактивного натрия – на реакторной установке БН-350 предстоит переработать порядка шестисот кубических метров натрия первого контура. • После завершения реализации проектов переработки всего объема жидкометаллического теплоносителя РУ БН-350 в геоцементный камень планируется выполнить комплекс работ по приведению УПН в состояние безопасного хранения, в соответствии с принятой для РУ БН‑350 концепцией вывода из эксплуатации

  30. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

More Related