Особенность обработки радиоактивных вод реакторов, использующих мягкое регулирование реактивности раствором борной кислоты, заключается в необходимости не только очистки воды первого контура от активных и неактивных примесей, но и выделения из нее и очистки (регенерации) борной кислоты с целью ее дальнейшего использования.
Ниже рассматриваются схемы очистки борсодержащей радиоактивной воды и регенерации борной кислоты.
Рис, 13.16. Схема очистки организованных протечек и слива воды первого контура блока с ВВЭР:
1 — сжатый воздух; 2 — промывочная вода; 3 — вход обрабатываемой воды; 4 — кислотный регенерационный раствор; 5 — щелочной регенерационный раствор; 6 — катионитный фильтр; 7 — анионитный фильтр; 8 — сдувка; 9 — выход очищенной воды; 10, 11 — воды взрыхления и отработавшие иониты на захоронение
Первая установка предназначена для обработки воды организованных протечек и специально сливаемой из первого контура воды для снижения содержания борной кислоты в контуре с целью увеличения реактивности реактора (см. § 13.1).
Установка (рис. 13.16) состоит из двух цепочек (на схеме условно показана одна), включенных поочередно. В состав каждой цепочки входят три ионитных фильтра. Первые два фильтра 6 загружены катионитом в Н-форме, а третий 7 — анионитом в ОН-форме. Регенерация катионита производится азотной кислотой, анионита—натриевой щелочью. Катионитные фильтры работают поочередно, анионитный фильтр на период промывки и регенерации байпасируется.
В процессе работы катионит переводится в К-форму, а анионит в Н2ВО3-форму при помощи содержащихся в воде первого контура КОН и Н3ВО3 (см. § 5.2), и в таком виде иониты очищают воду от всех ионных примесей, за исключением калия и борной кислоты.
Исходная вода, охлажденная во избежание термолиза ионитов до 40—50 °C, очищается на катионите от ионов Na+, Mg2+, Са2+, некоторых радионуклидов, находящихся в катионной форме, а также от активных и неактивных продуктов коррозии.
Очищенная вода, содержащая калиевые соли и борную кислоту, подается на анионитный фильтр, где удаляются анионы сильных кислот, такие как Cl-, SO42-, NO3- и т. д., а также некоторые радионуклиды, находящиеся в анионной форме.
При загрязнении фильтры промываются водой, а при истощении по указанным выше ионам подвергаются регенерации. Так как вода после взрыхления ионитов содержит большое количество радиоактивного шлама, сбрасывают ее непосредственно в емкости ХЖО. По этой же схеме удаляются ионообменные смолы после выработки ресурса и снижения обменной емкости вследствие радиолиза (см. § 11.3), для чего увеличивается расход промывочной воды и дополнительно в фильтры подается сжатый воздух.
После установки вода, содержащая в основном КОН и Н3ВО3, подвергается дегазации для удаления РБГ и радионуклидов йода и подпиточными насосами· (см. рис. 13.2) возвращается в первый контур. Часть воды с целью выведения и регенерации борной кислоты направляется на дальнейшую обработку.
Установку контролируют по значению pH, электропроводности и содержанию хлоридов в воде до очистки и после нее.
По данной схеме работает СВО № 2 блока с ВВЭР-1000.
Установка регенерации борной кислоты предназначена для очистки борного концентрата доупаривателя (см. рис. 13.13) от механических и коллоидных примесей, растворимых солей и радионуклидов.
Горячий концентрат подается в напорный отстойник 9 (рис. 13.17), куда дозируются одновременно растворы перманганата калия и гидразингидрата для образования двуокиси марганца (см. § 10.2). Осадок двуокиси марганца вместе с адсорбированными активными и неактивными примесями в виде пульпы периодически удаляется из нижней части отстойника на захоронение, а концентрат направляется на механический фильтр 10 для окончательной очистки от хлопьев коагулянта. Механический фильтр загружен катионитом КУ-2-8. Очищенный концентрат охлаждается в охладителе 11 до 40—50 °C и проходит последовательно через катионитный 12 и анионитный 13 фильтры, где удаляются все растворимые примеси и некоторые радионуклиды, находящиеся в ионной форме.
При загрязнении все фильтры промываются, причем вода, содержащая большое количество радиоактивного шлама, сбрасывается в емкости ХЖО, туда же удаляют отработавшие фильтрующие материалы.
Рис. 13.17. Схема регенерации борной кислоты:
1 — сжатый воздух; 2 — промывочная вода; 3 — вода после взрыхления фильтрующего материала; 4 — спецканализация; 5 — пульпа; 6 — вход обрабатываемой воды; 7 — раствор гидразингидрата; 8 — раствор перманганата калия; 9 — отстойник; 10 — механический фильтр; 11 — охладитель; 12 — катионный фильтр; 13 — аммонитный фильтр; 14 — фильтр-ловушка; 15 — бак очищенного борного концентрата; 16 — насос; 17 — сдувка; 18 — кислотный регенерационный раствор; 19 — щелочной регенерационный раствор; 20 — выход борной кислоты
При истощении катионит регенерируется азотной кислотой, анионит — натриевой щелочью. Анионит после регенерации переводят в Н2ВО3-форму, для чего через фильтры пропускается раствор борной кислоты из баков 15. При пуске установки для этих целей через фильтры пропускается свежий раствор борной кислоты.
На выходе установки предусмотрена ионитная ловушка 14, которая может байпасироваться только в период промывки или ремонта. Очищенная борная кислота из бака 15 насосами 16 по мере необходимости подается на всас подпиточных насосов первого контура (см. рис. 13.2).
Контролируют установку по концентрации борной кислоты и содержанию в ней натрия и хлоридов. При неудовлетворительном качестве борная кислота возвращается на повторную очистку.
По данной схеме работает СВО № 6 блока с ВВЭР-1000.
