Тема: Система переработки трапных вод (СВО-3) 1. Назначение, состав и принцип работы установки. 2. Технологическая схема СВО-3. Литература: • • Учебное пособие «Системы и оборудование химических цехов АЭС» . Техническое описание системы СВО-3.
Известно, что АЭС неизбежно являются источниками радиоактивных отходов: жидких, твердых и газообразных. Часть радиоактивных вод образуется во время эксплуатации оборудования и систем спецкорпусов АЭС в результате: • протечек радиоактивных сред из оборудования и помещений контролируемой зоны; • при регенерации, промывке фильтров; • при химических и обычных промывках оборудования и трубопроводов, работающих с радиоактивными средами. Для очистки данной части радиоактивных вод от загрязняющих веществ с тем, чтобы сконцентрировать выделенную активность и направить концентрат на хранение в ХЖО, а очищенную воду вернуть в технологический цикл АЭС предназначена система переработки трапных вод – СВО-3.
1 вопрос. Назначение, состав и принцип работы установки Система переработки трапных вод (OTR) предназначена для приема, очистки трапных вод, которые включают в себя: • неорганизованные протечки первого контура и других технологических систем РО блоков; • неорганизованные протечки оборудования технологических систем спецкорпусов; • возвратные воды из промежуточного узла хранения ХЖО (декантат после гидровыгрузки сорбентов фильтров СВО); • воды с радиоактивностью выше допустимой из контрольных баков дистиллята СВО-3, 6, 7; • воды с радиоактивностью выше допустимой блока мастерских; • конденсат греющего пара при суммарной активности > 3 · 10 -10 Ки/л; • регенерационные воды после регенерации и взрыхления фильтров всех установок СВО; • воды из баков радиационного контроля (БРК) ХВО при суммарной активности данной воды > 3 · 10 -10 Ки/л.
Состав СВО-3 Система спецканализации спецкорпуса Узел сбора и предочистки трапных вод Выпарная установка Узел доочистки дистиллята Трапы помещений спецкорпуса Бак-приямок трапных вод спецкорпуса Насосы приямка трапных вод Бак-отстойник трапных вод Бак декантата Насосы декантата Фильтры предочистки Баки трапных вод Насосы осветленных трапных вод Выпарные аппараты Доупариватели Конденсаторы-дегазаторы Дефлегматоры сдувок Монжюс кубового остатка Механические фильтры Охладители дистиллята Катионитовые фильтры Анионитовые фильтры Ловушки ионитов Контрольные баки Насосы контрольных баков
Система очистки трапных вод Дренажи систем СВО Трапные воды из РО бл. 3 МФ Трапные воды из РО бл. 4 ОТВ МФ БД От трапов пом. СК БТВ БТВ Приямок трапных вод На аэрозольный фильтр Техвода группы Б ДФ Техвода группы Б ВА Греющий пар Конденсат греющего пара Конд. дегаз. ДУ МК В ХЖО Техвода группы Б МФ МФ КФ Техвода группы Б КФ АФ КБ КБ В ТZ В контрольные баки К потребителю
Принципиальная схема узла приема и предочистки трапных вод МФ МФ МФ Воды спецканализации Р. О. Бак декантата Бак-отстойник трапных вод Бак осветленных трапных вод На выпарной аппарат Воды спецканализации бл. СВО
Принципиальная схема узла выпаривания трапных вод Дефлегматор сдувок Конд. дегаз. Сепаратор Греющая камера В вент. трубу Сепаратор К узлу доочистки Греющая камера От узла предочистки В ХЖО Монжюс кубового остатка Дефлегматор сдувок Конд. дегаз. Сепаратор Греющая камера В вент. трубу Сепаратор Греющая камера К узлу доочистки В ХЖО Монжюс кубового остатка
Принципиальная схема узла доочистки дистиллята От выпарной установки МФ Теплообменник охлаждения дистиллята МФ КФ МФ От выпарной установки ЛЗМ АФ Теплообменник охлаждения дистиллята КФ МФ Контрольный бак ЛЗМ Контрольный бак АФ Насосы контрольных баков К потребителям
Наиболее сложным оборудованием в системе СВО-3 является выпарная установка. Выпарной аппарат, входящий в выпарную установку предназначен для концентрирования радиоактивных трапных вод методом дистилляции. Производительность выпарного аппарата по трапной воде составляет 6 м 3/час. Выпарной аппарат – это аппарат естественной цирку-ляции с вынесенной греющей камерой. В состав выпарного аппарата входит сепаратор, греющая камера и циркуляционный трубопровод.
Выпарной аппарат системы СВО-3
Конструкция греющей камеры ВА СВО-3
Греющая камера предназначена для нагрева обрабатываемой воды. Она выполнена в виде вертикального одноходового кожухотрубного теплообменника со съемными верхней и нижней крышками. Обогрев осуществляется насыщенным паром, который подается в межтрубное пространство. По трубкам проходит упариваемый раствор. Для предотвращения возникновения значительных напряжений, обусловленных разницей температур греющего пара и холодной воды, на корпусе греющей камеры предусмотрен линзовый компенсатор. В верхней части крышки грещей камеры установлена трубка, соединенная с сепаратором, которая служит для предотвращения скопления газов, выделяющихся в процессе упаривания. Не конденсирующиеся газы, накапливающиеся в межтрубном пространстве греющей камеры, удаляются через специально предусмотренный штуцер. В греющую камеру подводится греющий пар, отводится из нее конденсат греющего пара.
Конструкция сепаратора ВА
Сепаратор выпарного аппарата предназначен для очистки вторичного пара от капель кубового остатка или концентрата. В сепараторе вторичный пар проходит четырехступенчатую очистку на последовательно расположенных отбойнике, промывной тарелке, жалюзийных каплеуловителях и насадке из колец Рашига.
Конструкция жалюзийного отбойника
Отбойник представляет сварную коробчатую конструкцию, расположенную на выходе парожидкостной смеси из греющей камеры по верхней циркуляционной трубе в сепаратор. Он предназначен для изменения направления потока и выравнивания скорости пара по сечению сепаратора.
Конструкция барботажной ситчатоклапанной тарелки
Паропромывная тарелка выполнена в виде пластин, закрывающих под собственной тяжестью отверстия диаметром 5 мм в перфорированной перегородке. Перегородка занимает все сечение сепаратора и залита слоем стекающей сверху воды. Пластины за счет давления вторичного пара приоткрывают отверстия в перфорированной перегородке. Поступающий снизу пар барботирует через слой воды и проходит очистку за счет контакта с жидкой фазой. При снижении давления вторичного пара пластины, поворачиваясь на шарнирах, закрывают отверстия в перегородке. С барботажной тарелки вода сливается по переливной трубке в нижнюю часть сепаратора и смешивается с концентратом, за счет этого поддерживается постоянный уровень на тарелке.
Клапан барботажной тарелки в закрытом и открытом положении
Для окончательной очистки пара предусмотрен слой на-садки, выполненный из колец Рашига, насыпанных навалом на перфорированный лист. Флегма растекается по поверхности колец, чем обеспечивается развитая поверхность контакта промывочной воды и вторичного пара. Коэффициент очистки вторичного пара (Коч) во многом зависит от расхода флегмы. Проектом предусмотрен расход флегмы, составляющий 10% от производительности выпарного аппарата. Заметное увеличение Коч наблюдается при расходе флегмы 15 -20% от расхода упариваемой воды. Исходя из этого и учитывая, что расход обрабатываемой воды составляет 5 -6 м 3/час, расход флегмы составляет 0, 8 -1, 0 м 3/час.
При переработке трапных вод важной характеристикой является кратность упаривания. Чем выше кратность упаривания, тем меньше объем жидких радиоактивных отходов, подлежащих хранению. Увеличение кратности упаривания приводит к повышению вероятности накипеобразования и ухудшению качества вторичного пара. Поэтому в схеме переработки трапных вод используют доупариватель, в котором происходит концентрирование раствора, поступающего из выпарного аппарата с солесодержанием 150 -200 г/дм 3 до солесодержания 400 -600 г/дм 3. Доупариватель конструктивно похож на выпарной аппарат и отличается производительностью (до 1, 0 м 3/час) и устройством сепаратора. Кубовый остаток, образующийся при переработке трапных вод, через монжюс направляется на хранение в емкости ХЖО. Вторичный пар из доупаривателя и выпарного аппарата поступает в конденсатор-дегазатор, где происходит его конденсация и дегазация. Неконденсирующиеся газы поступают в дефлегматор сдувок. С дефлегматора газовая сдувка направляется в аэрозольный фильтр «Фартос» и далее в вентиляционную трубу.
2 вопрос. Технология очистки трапных вод Вода из системы спецканализации блока СВО самотеком сливается в бак приямка трапных вод. Конструктивно данный бак состоит из «грязного» и «чистого» отсеков. При поступлении трапных вод в «грязный» (шламовый) отсек происходит осаждение грубодисперсных примесей, после чего деконтированная вода через перегородку в баке поступает в «чистый» отсек, откуда насосами подается на дальнейшую очистку в бак-отстойник. Для очистки отсеков бака приямка от накопившегося в них шлама используется монжюс, в который воздухом выдавливается шлам.
Конструкция бака-приямка трапных вод
Следующий этап очистки осуществляется в баке-отстойнике. Бак-отстойник предназначен для приема трапных вод из: • бака-приямка трапных вод; • реакторных отделений блоков; • смежного спецкорпуса при необходимости; • санитарно-бытового блока; • блока мастерских; • фильтров установок блока СВО при взрыхляющей отмывке. Конструкционно бак-отстойник представляет собой вертикальный, цилиндрический сосуд с конусообразным днищем, установленный на четыре опоры.
Конструкция бака-отстойника трапных вод
Сливаемая через перелив бака-отстойника вода поступает в бак декантата, представляющий собой емкость цилиндрической формы и служащей промежуточной емкостью, обеспечивающей устойчивую работу насосов бака декантата.
Конструкция бака-декантата
Трапная вода из бака деконтата насосами подается на фильтры предочистки трапных вод. На МФ трапных вод осуществляется очистка от мелко-дисперсных взвешенных частиц, которые не выделились при отстаивании. На МФ также происходит очистка от радиоактивных загрязнений. В качестве фильтрующего материала используются керамические шарики или катионит КУ-2 -8.
Конструкция фильтра предочистки трапных вод А Г Верхнее глубоко. В выпуклое днище Верхняя водораспределительная система Консольная опора Фланец А – вход воды Б – выход очищенной воды В – воздушник Г – загрузка сорбента Д – выгрузка сорбента Д Е Опора Шпонка крепежная Нижнее глубоковыпуклое днище Нижняя водосборна я система Б Е – опорожнение фильтра
Очищенная на фильтрах вода поступает в один из баков осветленных трапных вод. В баке осветленных трапных вод определяется р. Н и при необходимости корректируется подачей щелочи до величины р. Н = 10, 5 -10, 8. Это вызвано тем, что при р. Н < 10, 5 наб-людается увеличение отложения осадков на внутрен-ней поверхности труб греющей камеры. Конструктивно бак осветленных трапных вод представляет собой емкость цилиндрической формы, имеющей люк для доступа внутрь, технологические штуцера для подклю-чения трубопровода СИТ. В баки осветленных вод поступают: • отмывочные и регенерационные воды фильтров СВО -4, 6; • отмывочные и регенерационные воды фильтров СВО -5 и фильтров доочистки дистиллята СВО-3, 6, 7; • вода контрольных баков систем СВО-3, 7; • конденсат греющего пара систем СВО-3, 6, 7.
Конструкция бака осветленных трапных вод 1 – трубопровод БРК ХВО; 2 – трубопровод конденсата греющего пара; 3 – трубопровод промводы; 4 – трубопровод подачи сжатого воздуха; 5 – трубопровод дистиллята КБ СВО-3, 7; 6 – трубопровод подачи едкого натра; 7 – трубопровод дренажей фильтров СВО-4, 6; 8 – трубопровод приема трапных вод; 9 – трубопровод дренажей фильтров СВО-5, фильтров доочистки дистиллята СВО-3, 6, 7; 10 – трубопровод сдувки бака; 11 – трубопровод выдачи трапных вод; 12 – трубопровод рециркуляции насосов.
Из бака осветленных трапных вод насосами уплотняющей воды трапные воды подаются на выпарную установку. На выпарной установке происходит разделение потоков сред. Концентрат направляется на доупариватель, затем в монжюс. А вторичный пар, пройдя сепарационные устройства сепаратора выпарного аппарата направляется в конденсатор-дегазатор. Дегазированный конденсат после конденсатора-дегазатора откачивается насосами на механические фильтры, в которых на активированном угле происходит улавливание масла и других органических веществ. Перед поступлением на ионообменные фильтры дистиллят охлаждается до температуры 40 -50ºС на теплообменнике во избежание термогидролиза ионообменных смол. На катионитовом фильтре дистиллят очищается от ионов Ca 2+, Mg 2+, Na+, а на анионитовом – в основном от ионов Cl-.
После заполнения дистиллятом одного из контрольных баков производится водно-химический анализ данной воды, а также замеряется суммарная удельная активность. При удовлетворительных анализах данный дистиллят подается в баки дистиллята реакторных отделений, либо в баки собственных нужд блока СВО. При неудовлетворительных анализах воды контрольного бака вода подается в баки осветленных трапных вод для повторной очистки. Полученный в результате упаривания в выпарном аппарате солевой концентрат (кубовый остаток) периодически удаляется посредством монжюса в емкости хранения жидких радиоактивных отходов.
Контролируемые параметры Объем теплотехнического контроля включает в себя более 120 параметров (с ними можно ознакомиться на ПЗ). Объем водно-химического контроля системы TR 1. Прозрачность трапной воды после фильтра предочистки – не < 90%. 2. р. Н трапной воды перед подачей на выпарную установку ≈ 10, 5. 3. Вода после КФ р. Н – 6; СNH 3 – 0, 5 мг/дм 3; СNa+ – 0, 1 мг/дм 3; жo – 0, 005 мг-экв/дм 3. 4. Вода после АФ р. Н – 6; СNa+ – 0, 1 мг/дм 3; СCl- – 0, 05 мг/дм 3. 5. Кубовый остаток выпарного аппарата: • сухой остаток (солесодержание) – 150 -300 г/дм 3; • борная кислота до 250 г/дм 3.
После вывода системы СВО-3 из работы производится кислотно-щелочная промывка выпарной установки, взрыхляющая отмывка фильтров предочистки и механических фильтров, регенерация КФ и АФ. Регенерация КФ производится при наличии одного из следующих факторов: а) в фильтр загружен новый фильтрующий материал, находящийся в солевой форме; б) СNa+ после КФ > 0, 1 мг/дм 3; в) СNH 3 после КФ > 0, 5 мг/дм 3. Регенерация производится пропуском через фильтрующий материал 5% раствора HNO 3 в течение часа. После окончания регенерации и отмывки фильтр заполняется чистым дистиллятом. Регенерация АФ производится при наличии следующих показателей: а) в фильтр загружен новый фильтрующий материал в солевой форме; б) р. Н после АФ < 6; в) СCl- после АФ > 0, 05 мг/дм 3. Регенерация производится пропуском через фильтрующий материал 5% раствора КОН. Затем производится отмывка и заполнение фильтра дистиллятом.
Выводы Система СВО-3 выполняет одну из центральных ролей в концентрировании ЖРО и очистке трапных вод от загрязняющих веществ для возвращения обработанной воды в технологический цикл АЭС, а отходов на ХЖО. Тем самым обеспечивается безопасность персонала АЭС и защита окружающей среды от радиоактивных отходов.
Скачать презентацию Тема Система переработки трапных вод СВО-3 1 Назначение
Система переработки трапных вод (СВО-3).ppt