Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Синев Н.М. -> "Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд." -> 153

Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.

Синев Н.М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд.: Экономика АЭС: Учеб. пособие для вузов — M.: Энергоатомиздат, 1987. — 480 c.
Скачать (прямая ссылка): atomnaya-energetika.djvu
Предыдущая << 1 .. 147 148 149 150 151 152 < 153 > 154 155 156 157 158 159 .. 209 >> Следующая


10.6. ПЕРЕРАБОТКА ТОПЛИВА МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

Единственным промышленно освоенным (для крупных партий) методом химической переработки отработавшего в реакторах АЭС оксидного уранового топлива пока является экстракция урана.и плутония из водных растворов их нитратов с помощью жидкого органического растворителя. Наиболее широкое применение получила экстракция урана и плутония трибутилфосфатом по технологической схеме, названной пьюрекс-процеєсом и впервые примененной в США в 1954 г. для выделения плутония из облученного металлического природного урана. Этот метод имеет различные усовершенствования и технологические варианты, направленные на снижение радиационного воздействия на экстра-гент и достижение более глубокой очистки урана и плутония от продуктов деления.

В ряде стран ведутся исследования и разработки так называемых сухих (безводных) методов химической регенерации: фторидних (основанных на превращении U в Pu в газообразную фазу гек-сафторидов), пирометаллургических, растворения в расплавах солей и др. Их цель — обеспечить наиболее эффективную в техническом и экономическом отношении промышленную технологию регенерации с одновременным решением проблемы переработки, консервации и удаления радиоактивных отходов в наиболее компактном и безопасном для хранения виде. Предполагается, что сухие методы позволят осуществить регенерацию топлива активных зон реакторов-размножителей на быстрых нейтронах с короткой выдержкой этого топлива и с меньшими потерями его по Сравнению с жидкостной экстракцией. Эти методы привлекательны также тем, что удельные объемы получаемых радиоактивных отходов малы (преимущественно твердая компактная форма, пригодная для консервации в процессе регенерации]'.

Как при жидкостных, так и при сухих методах химической переработки отработавшего топлива процессы (и связанные с ними трудности) очистки, консервации и удаления газообразных и летучих продуктов деления весьма схожи, хотя при сухих процессах улавливание и удаление иода и трития упрощаются.

На рис. 10.13 приведена схема основных этапов подготовки и радиохимической переработки отработавшего топлива методом жидкостной экстракции.

Для отработавшего топлива реакторов на тепловых нейтронах LWR (США), ВВЭР и РБМК (СССР) установлено оптимальное время выдержки в бассейнах с водой на АЭС 3—5 лет. Для реакторов-размножителей на быстрых нейтронах нормативное время пребывания TBC в бассейнах выдержки на АЭС пока не установлено. Для получения малого времени удвоения топлива это время должно быть минимальным (не более 1 года).

Поступившее от АЭС на радиохимический завод топливо перегружают под водой из контейнеров в бассейны складов-хранилищ,

АЭС

Транспортирование отработавших TBC

Хранилище на радиохимическом заводе

Механическая разделка TBC и твэлов

АЭС. Бассейн выдержки отработавших TBC

Растворение в HNO3

Зкстращия UuPu жидким органическим растворителем (ТБФ и др.). Очистка от твердых и жидких ПД

L

I

Емкости отходоВ *1 тидких, твердых

Мг№,)г, очищенный от продуктов

деления

1

PUfNO3J4,

очищенный от продуктов деления

Рис. 10.13. Схема основных этапов подготовки и радиохимической переработки отработавшего топлива АЭС методом жидкостной экстракции

где TBC устанавливают в специальных стойках или стеллажах, размещая так, чтобы в любых случаях не достигалась критическая масса и обеспечивалось необходимое охлаждение. Глубина бассейнов и толщина слоя воды над TBC рассчитаны так, чтобы создать необходимую радиационную защиту. Бассейны имеют замкнутую циркуляционную систему для охлаждения и очистки воды и снабжены отсосами воздуха в систему специальной очистной вентиляции.

Из бассейнов TBC поступают в отделение разделки, представляющее собой наиболее сложный комплекс радиохимического завода и оснащенное дистанционно управляемой техникой.

Разделка TBC перед растворением топлива на заводах США и Западной Европы осуществляется механическими средствами: рубка с помощью специальных прессов, разрезка TBC фрезами целиком без разборки на отдельные твэлы, при этом предварительно отрезаются концевые детали («холостые концы»), не содержащие топлива.

На опытном заводе «Еврокемик» в Бельгии применялось химическое удаление циркониевых оболочек твэлов. Недостаток этого способа — большое количество (8—10 м3/т урана) радиоактивного шлама.

Разрабатываются установки для резки лучом лазера (Великобритания, Франция), а также для разборки TBC на отдельные твэлы и их последующей разделки для растворения.

Для обеспечения лучшей растворимости стержни твэлов режут на куски длиной 15—20 мм. Отрезанные куски попадают в баки-растворители периодического или непрерывного действия, выполненные из нержавеющей стали. В этих растворителях осуществляется выщелачивание (извлечение) урана и плутония с помощью нагретой крепкой азотной кислоты. Полное растворение окисного топлива происходит за 2—4 ч, металлического — за 24 ч.

Во Франции и США разработаны аппараты растворения непрерывного действия барабанного типа. Ядерная безопасность может достигаться добавлением в раствор нейтронных поглотителей (например, гадолиния) или комбинацией ядерно-безопасной геометрии аппарата с поглотительными вставками. Растворы тщательно осветляются с использованием фильтров из мелкопористой нержавеющей стали (диаметр пор ~3 мкм) или центрифуг. Растворение диоксида урана в азотной кислоте происходит по реакции
Предыдущая << 1 .. 147 148 149 150 151 152 < 153 > 154 155 156 157 158 159 .. 209 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed