Регенерационных растворов

Общее количество топлива, вовлеченного в топливный цикл, включает топливные элементы, загруженные в реактор Мр, топливо, находящееся в стадии изготовления и регенерации отработавшего топлива.

возможность строительства установок по регенерации отработавшего топлива и наработке нового топлива с относительно коротким временным циклом, поскольку главным преимуществом реактора БН является внутренне присущая ему способность нарабатывать собственное топливо-. Предложенная американскими и английскими учеными установка по интегральной переработке топлива в ядерном цикле типа ЦИВЕКС, вероятно, обеспечит приемлемый подход к бридерному топливному циклу.

Атомная энергия должна была играть главную роль в будущем мировом энергоснабжении, и предсказывался скорый переход к эффективно использующим уран реакторам-размножителям на быстрых нейтронах. С того временя оппозиция ядерной энергетике ужесточилась, и после инцидента на АЭС Три Майлз Айлэнд вопросы безопасности атомной энергии как никогда ранее приобрели политическую окраску. Отсутствие международных соглашений, касающихся взаимосвязи между развитием ядерной энергетики и распространением ядерного оружия, и единого подхода ж созданию соответствующих приемлемых средств для захоронения ядерных отходов приводит к разногласиям относительно путей развития технологии регенерации отработавшего топлива и сдерживает торговлю ураном и ядерным топливом, а также передачу ядерных технологий. В США, Швеции и ФРГ фактически объявлен мораторий в области заказов на строительство ядерных реакторов, и в большинстве других стран осуществление программ... развития ядерной ; энергетики затягивается; Только Франция и страны—члени' СЭВ развивают ядерную энергетику в соответствии со своими первоначальными планами. Как же в этой ситуации выглядит 'будущее мировой ядерной энергетики?

однократное использование ядерного горючего, при котором семейство современных конверторных реакторов на тепловых нейтронах работает в «однообразном» режиме (без регенерации отработавшего топлива) с постепенным повышением эффективности использования урана;

Предполагается, что мощности по переработке отработавшего топлива тепловых конверторных реакторов будут строиться в заинтересованных странах в соответствии с их программами развития реакторов БН. К 2000 г. суммарная мощность предприятий по регенерации отработавшего ядерного горючего в мире (в пяти странах) могла бы в этом случае достичь 3,5 тыс., а к 2020 г. -— около 36 тыс. т/год (в 16 странах). Кроме того, в странах с наибольшим развитием ядерной энергетики должны в будущем создаваться установки по переработке отработавшего на реакторах БН топлива.

Плановое ведение регенерации отработавшего масла предусматривает следующие мероприятия: 1) сбор и хранение, 2) отстой, 3) фильтрацию, 4) центрифугирование, 5) химическую очистку. Сбор масла должен производиться по маркам в отдельные резервуары. Отстой освобождает масло от механических примесей, способных отстаиваться. Фильтрация служит для удаления гряви и механических примесей. Центрифуги рование обязательно для обводненных масел. Химической очистке подвергаются масла, в которых присутствуют механические .примеси (коллоиды), которые нельзя отфильтровать. У дизелей цилиндровое масло частично стекает в картер и там смешивается с утечками машинного масла; регенерации подлежит, таким образом, только машинное масло с незначительной примесью цилиндрового. Смазка поршня и порш--невых колец .производится' свежим цилиндровым маслом, часто от особого насоса.

Применительно к этим условиям разработан способ развитой регенерации Н-катионитных фильтров, предусматривающий сбор и повторное использование при следующей регенерации отработавшего кислого раствора Н-фильтров [95, 98].

С целью повышения к.п.д. автор совместил процесс активации с процессом регенерации отработавшего угля, разместив зону регенерации над зоной активации и использовав для этой цели рабочий агент (парогазовую смесь), выходящий из зоны активации.

Рассмотрена специфика технологии и определяемой ею экономики основных стадий и главных процессов производства природного и обогащенного урана, гвэлов и тепловыделяющих сборок, радиохимической регенерации отработавшего топлива и обращения с радиоактивными отходами. Даны расчетные формулы потребления ядерного топлива на АЭС, рассмотрены критерии эффективности его использования стоимости различных переделов. Третье нздаине книги (1-е изд. — 1980 г., 2-е изд. — 1984 г.) дополнено новым разделом «Экономика АЭС».

имя топлива *. Следовательно, чтобы сжечь какое-то количество урана в реакторе, необходимо загрузить его топливом, имеющим существенно большую массу, чем критическая. При этом после достижения заданной глубины выгорания, когда запас реактивности будет исчерпан, необходимо заменить отработавшее** топливо свежим. Однако в выгруженном из активной зоны отработавшем топливе будет содержаться значительное количество делящихся и воспроизводящих нуклидов, и оно представляет значительную ценность. Это топливо после химической очистки от продуктов деления может быть снова возвращено в топливный цикл для повторного использования. Количество делящихся нуклидов в отработавшем топливе, которое остается не использованным при одноразовом его пребывании в реакторе, зависит от типа реактора и от вида топлива и может составлять до 50 % первоначально загруженных. Например, в 1 т выгруженного из реактора ВВЭР-440 отработавшего расчетную кампанию топлива содержится примерно 950 кг 238U, до 12 кг 235U и около 6,5 кг делящихся изотопов плутония (239Ри и 241Ри). Естественно, такие ценные «отходы» необходимо использовать. С этой целью создаются специальные технические средства и сооружения для хранения, транспортирования и химической регенерации отработавшего топлива.

вергшихся делению ядер 238U (~2кг)] составит ~33,8%. Кроме I того, в выгруженном топливе будут содержаться Риэ,41=7,4 кг/т и неделящиеся изотопы плутония (~2,7 кг/т 240Pu+242Pu). Видно, что вклад плутония в энерговыработку реактора ВВЭР-1000, как и других реакторов на тепловых нейтронах, работающих на слабообогащенном уране, весьма значителен. Вместе с тем в отработавшем топливе остается много делящихся нуклидов. В топливном цикле их можно использовать после химической регенерации отработавшего топлива (с некоторыми небольшими потерями этих ценных веществ). Как видно из рассмотренного выше ориентировочного расчета, в отработавшем топливе реактора ВВЭР-1000 будет содержаться суммарно делящихся нуклидов ~20 кг/т, т. е. почти в 3 раза больше, чем в природном уране. После химической регенерации столь ценное топливо должно возвращаться в топливный цикл ядерной энергетики.

Институтом коллоидной химии и химии воды АН УССР разработан перспективный метод химической регенерации активированного угля. В качестве регенеранта используют 3 %-ный раствор аммиака или смесь конденсирующегося водяного пара и аммиака. Предусмотрена рекуперация последнего из отработанных регенерационных растворов.

С технологической точки зрения важно установление обратимости сорбции органических веществ. Люминесцентный, а также СФ-анализы регенерационных растворов показали, что в элюат переходит лишь некоторое количество сорбированных органических веществ.

В схемах с одностадийной регенерацией — поваренной солью и с двухстадийной регенерацией — возвратом и поваренной солью очистные сооружения выполняют функцию удаления аммиака из отработавших регенерационных растворов перед их сбросом в природный водоем или утилизацией в составе других минерализованных вод ТЭС. В схеме с двухстадийной регенерацией морской водой и поваренной солью очистные сооружения предназначаются для очистки морской воды от органических и взвешенных примесей перед регенерацией Na-катионитных фильтров. 182

СибНИПИгазстрой разрабатывает проектную документацию по промплощадке и жилой зоне в пос. Винзили Тюменской области. Основными потребителями являются домостроительный ком'-бинат, завод керамзито-бетонных изделий и котельные. Общий расход воды на техническое водоснабжение 4000 м3 в сутки. В связи с острым дефицитом воды АзИНЕФТЕХИМ по предложению СибНИПИгазстроя разрабатывает схемы и технологию доочистки и повторного использования биологически очищенных сточных вод на производственные нужды промышленных предприятий для систем оборотного охлаждения с градирнями и питания.котельных после соответствующей водоподготовки. Рассмотренные- примеры показывают необходимость ускорения и расширения научно-исследовательских работ в направлении использования доочищенных сточных вод в промышленной теплоэнергетике. Основное направление этих исследований должно включать разработку эффективных методов локальной очистки промышленных стоков от специфических загрязнений, а применительно к котельным — создание малоотходных процессов водоподготовки, включающих рекуперацию и повторное использование отработанных регенерационных растворов Na-фильтров, очистку и включение в цикл регенерации продувочных вод паровых ' котлов.

Регенерация ФСД применяется как внутренняя (рис. 7-7), так и внешняя (рис. 7-8). Преимуществами внешней регенерации являются возможность исключения попадания регенерационных растворов в тракт и сокращение времени смены истощенной загрузки ионитов на отрегенерированпую в каждом аппарате. Давление в аппаратах для внешней регенерации ионитов составляет обычно 5—7 кгс/см2. Транспорт ионитов осуществляется гидравлически или пневматически.

качество фильтрата благоприятно сказывается на загрязненности поверхностей всего контура блока. Так, даже на блоках, проработавших более года, химическая очистка оборудования не требовалась, а отложения в турбинах, вскрытых после первого года работы, были минимальными. Процесс намыва суспензии ионитов прост по сравнению с общепринятой технологией регенерации ФСД обычных коиденсатоочисток. Так как иони-ты поставляются на станцию в полностью отрегенери-рованной форме, необходимость проведения на самой станции каких-либо процедур, связанных с применением корроэионнеактивных регенерационных растворов, отпадает.

Солерастворители типов С-0,25-0,4; С-0,4-0,7 и С-1,0-0,7 предназначены для приготовления регенерационных растворов поваренной соли и сульфата аммония для катионитных фильтров, а также для осветления этих растворов пропусканием их через слой фильтрующего материала (антрацита с крупностью зерен 0,5-1 мм или кварцевого песка с послойным расположением зерен по движению воды, крупность которых в каждом слое составляет: 1-2,5; 2,5-6 и 5-10 мм).

Отличительной особенностью синтетических ионитов Является их способность к набуханию в воде и сжатию под действием регенерационных растворов. Это свойство материала необходимо учитывать при первоначальном заполнении ионитных фильтров и их дальнейшей эксплуатации.

Рис. 6-1. Принципиальная схема конструкции ионитного фильтра смешанного действия с внутренней регенерацией. / — иониты; 2—бетон; 3 — распределительные устройства; 4 — подвод исходной воды; подвод раствора шелочи и отвод промывной воды; 5 — вывод регенерационных растворов кислоты и шелочи; 6 —вывод обессоленной воды; 7—вывод отработавшего раствора кислоты, промывной воды и опорожнение фильтра; 8 и 9 —подвод и выход сжатого воздуха для перемешивания ионитов.

регенерационных растворов кислоты и шелочи. Нижнее распределительное устройство предназначается для подвода раствора кислоты, вывода обессоленной воды, а также подачи в фильтр воды для гидравлического разделения ионитов и воздуха для их перемешивания перед включением фильтра в рабочий цикл. Коммуникация фронта фильтра позволяет во время регенерации одного из ионитов пропускать через другой ионит (не регенерируемый в это время) «блокирующую» воду с малым расходом для предотвращения поступления раствора щелочи в катионит или раствора кислоты в анионит.

Разработан эффективный способ термического обессоливания воды, при котором для осаждения солей кальция и магния используются анионы этой же воды [105]. В исходную воду (рис. 7.9) дозируют отмывочные воды, собранные на стадии регенерации, и пропускают ее через Na-катионитный фильтр. Затем глубокоумягченную воду подают в испаритель 2, а продувку испарителя смешивают с 20—50 % отработавших регенерационных растворов, из которых предварительно удалены ионы Са в кристаллизаторе гипса.