Установка для сушки отработанных ионообменных смол

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к сушке отработанных ионообменных смол (ОИОС). Установка для сушки отработанных ОИОС содержит герметичный цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнен штуцер сдувки и патрубок для подачи отработанных ионообменных смол внутрь корпуса, а в нижней части выполнен патрубок для извлечения осушенных ОИОС, снабженный запорным устройством, внешний подогреватель корпуса, а также установленный соосно в корпусе с возможностью вращения приводной вал, оснащенный ворошителем. Ворошитель выполнен в виде жестко закрепленной на приводном валу якорной мешалки, лопасти мешалки по конфигурации повторяют внутреннюю поверхность нижней и боковой частей корпуса, и расположенных на приводном валу выше и ниже места крепления якорной мешалки верхней и нижней однонаправленных шнековых навивок. Нижняя часть приводного вала с нижней шнековой навивкой размещена соосно внутри патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол. Патрубок для извлечения осушенных ОИОС снабжен приспособлением для слива воды. Изобретение позволяет сократить время и энергоемкость процесса сушки ОИОС. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности, к сушке отработанных ионообменных смол (ОИОС), и может быть использовано на атомных станциях или спецкомбинатах по переработке радиоактивных отходов.

Ионообменные смолы широко используются на АЭС для обеспечения водно-химического режима первого и второго контуров, доочистки конденсата выпарных установок и в других вспомогательных водных системах, а также при выводе энергоблоков АЭС из эксплуатации. В процессе использования накапливается значительное количество ОИОС, которые необходимо обрабатывать для их последующего хранения. При этом долговременное безопасное хранение ОИОС в герметичном защитном контейнере возможно при условии остаточной влажности ОИОС не более 5 массовых %. Данный предел обусловлен возможным радиолизом остаточной влаги при хранении/захоронении герметичного защитного контейнера.

Известна установка для термической переработки радиоактивных ионообменных смол (патент РФ на полезную модель №121396), содержащая термореактор, снабженный загрузочным и выгрузочным узлами и нагревателем. Установка также содержит конденсатор паров воды, соединенный магистралью с термореактором, конденсатоприемник, соединенный магистралью с конденсатором паров воды, и вакуумный насос, вход которого соединен с конденсатоприемником, а выход соединен с магистралью для отвода воздуха.

Недостатком вышеописанного метода сушки ОИОС является низкая энергоэффективность процесса.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для сушки отработанных ионообменных смол (патент РФ на полезную модель №161811), содержащая цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнен штуцер отвода паров и газов и патрубок для подачи внутрь корпуса отработанных ионообменных смол, а в нижней части выполнен патрубок для извлечения осушенных ионообменных смол, снабженный запорным устройством. Цилиндрический корпус снабжен внешним подогревателем корпуса и установленным соосно в корпусе с возможностью вращения приводным валом, оснащенным ворошителем.

Недостатком ближайшего аналога является низкая удельная производительность процесса, длительное время сушки и, в связи с этим, повышенная энергоемкость.

Задачей заявляемого изобретения является интенсификация и снижение энергоемкости процесса сушки ОИОС и ускорение выгрузки ОИОС после сушки.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является сокращение времени и энергоемкости процесса сушки ОИОС, а также ускорение выгрузки ОИОС после сушки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для сушки отработанных ионообменных смол, содержащей герметичный цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнен штуцер сдувки и патрубок для подачи отработанных ионообменных смол внутрь корпуса, а в нижней части выполнен патрубок для извлечения осушенных ионообменных смол, снабженный запорным устройством, внешний подогреватель корпуса, а также установленный соосно в корпусе с возможностью вращения приводной вал, оснащенный ворошителем, предложено ворошитель выполнить в виде жестко закрепленной на приводном валу якорной мешалки, лопасти которой по конфигурации повторяют внутреннюю поверхность нижней и боковой части корпуса, и расположенных на приводном валу выше и ниже места крепления якорной мешалки верхней и нижней однонаправленных шнековых навивок, при этом нижнюю часть приводного вала с нижней шнековой навивкой разместить соосно внутри патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол, а патрубок для извлечения осушенных ионообменных смол снабдить приспособлением для слива воды.

Лопасти якорной мешалки и расположенную на приводном валу верхнюю шнековую навивку преимущественно выполняются по высоте больше высоты зоны подогрева внешнего подогревателя корпуса.

Приспособление для слива воды может быть выполнено в виде установленного коаксиально снаружи на нижнем конце патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол цилиндрического сборника воды со штуцером для ее слива, а по периметру нижней цилиндрической части патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол выполнены отверстия, соединяющие внутреннюю полость патрубка с полостью сборника воды.

На чертеже представлена схема установки для сушки отработанных ионообменных смол в одном из вариантов выполнения.

Установка для сушки отработанных ионообменных смол содержит герметичный цилиндрический корпус 1, в верхней части которого выполнен штуцер 2 сдувки и патрубок 3 для подачи отработанных ионообменных смол внутрь корпуса 1, а в нижней части выполнен патрубок 4 для извлечения осушенных ионообменных смол, снабженный запорным устройством (на чертеже не показано) и приспособлением для слива воды. Герметичный цилиндрический корпус 1 снабжен внешним подогревателем 5.

В герметичном цилиндрическом корпусе 1 установлен соосно с ним с возможностью вращения приводной вал 6, оснащенный ворошителем. Ворошитель выполнен в виде жестко закрепленной на приводном валу 6 якорной мешалки 7, лопасти которой по конфигурации повторяют внутреннюю поверхность нижней и боковой части герметичного цилиндрического корпуса 1, и расположенных на приводном валу 6 выше и ниже места крепления якорной мешалки 7 однонаправленных верхней шнековой навивки 8 и нижней шнековой навивки 9. Нижняя часть приводного вала 6 с нижней шнековой навивкой 9 размещена соосно внутри патрубка 4 для извлечения осушенных ионообменных смол.

На чертеже представлен вариант выполнения установки для сушки отработанных ионообменных смол, в котором лопасти якорной мешалки 7 и расположенная на приводном валу 6 верхняя шнековая навивка 9 выполнены по высоте больше высоты зоны подогрева внешнего подогревателя 5, а приспособление для слива воды выполнено в виде установленного коаксиально снаружи на нижнем конце патрубка 4 для извлечения осушенных ионообменных смол цилиндрического сборника 10 воды со штуцером 11 для ее слива, а по периметру нижней цилиндрической части патрубка 4 для извлечения осушенных ионообменных смол выполнены отверстия 12, соединяющие внутреннюю полость патрубка 4 с полостью сборника 10 воды.

Установка для сушки отработанных ионообменных смол работает следующим образом. Патрубок 4 для извлечения осушенных ионообменных смол закрывают запорным устройством. В герметичный цилиндрический корпус 1 через патрубок 3 для подачи отработанных ионообменных смол подают частично обезвоженные ОИОС с массовым соотношением «твердая фаза : жидкость» (Т:Ж) от 1:1 до 1:3. Лишняя жидкость при этом самотеком сливается из герметичного цилиндрического корпуса 1 через отверстия 12, выполненные в нижней цилиндрической части патрубка 4 для извлечения осушенных ионообменных смол, в цилиндрический сборник 10 воды и затем по штуцеру 11 для слива воды в спецканализацию. После заполнения герметичного цилиндрического корпуса 1 подачу ОИОС прекращают и внутри герметичного цилиндрического корпуса 1 создают разрежение через штуцер 2 сдувки. Включают внешний подогреватель 5 (электрический или паровой) и запускают вращение приводного вала 6 с жестко закрепленными на нем якорной мешалкой 7 и однонаправленными верхней шнековой навивкой 8 и нижней шнековой навивкой 9. При этом однонаправленные верхняя шнековая навивка 8 и нижняя шнековая навивка 9 вместе с приводным валом 6 вращаются в таком направлении, при котором ОИОС из патрубка 4 для извлечения осушенных ионообменных смол и нижней части герметичного цилиндрического корпуса 1 выталкиваются вверх, начинают движение внутри корпуса 1 и дополнительно интенсивно перемешиваются лопастями якорной мешалки. В процессе сушки температуру ОИОС за счет внешнего подогревателя 5 поддерживают не выше 90°С с целью воспрепятствования термическому разложению ОИОС. После окончания процесса сушки ОИОС внешний подогреватель 5 отключают и останавливают вращение приводного вала 6. Перед выгрузкой из установки ОИОС охлаждают до температуры, не превышающей 50°С.

Для выгрузки осушенных ОИОС под патрубок 4 для извлечения осушенных ионообменных смол помещают герметичный защитный контейнер. Открывают запорное устройство, расположенное в нижней части патрубка 4 для извлечения осушенных ионообменных смол, и осушенные ОИОС выгружаются в контейнер. Для улучшения и ускорения процесса выгрузки осушенных ОИОС запускают обратное вращение приводного вала 6. При этом верхняя шнековая навивка 8 и нижняя шнековая навивка 9 вместе с приводным валом 6 вращаются в таком направлении, при котором ОИОС из герметичного цилиндрического корпуса 1 и патрубка 4 для извлечения осушенных ионообменных смол выталкиваются вниз и выгружаются в герметичный защитный контейнер.

Заявленное изобретение обеспечивает снижение энергоемкости, интенсификацию процесса и существенное сокращение времени сушки за счет обеспечения эффективного перемешивания ОИОС во время сушки, а также ускорение выгрузки ОИОС после окончания сушки.

1. Установка для сушки отработанных ионообменных смол, содержащая герметичный цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнен штуцер сдувки и патрубок для подачи отработанных ионообменных смол внутрь корпуса, а в нижней части выполнен патрубок для извлечения осушенных ионообменных смол, снабженный запорным устройством, внешний подогреватель корпуса, а также установленный соосно в корпусе с возможностью вращения приводной вал, оснащенный ворошителем, отличающаяся тем, что ворошитель выполнен в виде жестко закрепленной на приводном валу якорной мешалки, лопасти которой по конфигурации повторяют внутреннюю поверхность нижней и боковой частей корпуса, и расположенных на приводном валу выше и ниже места крепления якорной мешалки верхней и нижней однонаправленных шнековых навивок, при этом нижняя часть приводного вала с нижней шнековой навивкой размещена соосно внутри патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол, а патрубок для извлечения осушенных ионообменных смол снабжен приспособлением для слива воды.

2. Установка для сушки отработанных ионообменных смол по п. 1, отличающаяся тем, что лопасти якорной мешалки и расположенная на приводном валу верхняя шнековая навивка выполнены по высоте больше высоты зоны подогрева внешнего подогревателя корпуса.

3. Установка для сушки отработанных ионообменных смол по п. 1, отличающаяся тем, что приспособление для слива воды выполнено в виде установленного коаксиально снаружи на нижнем конце патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол цилиндрического сборника воды со штуцером для ее слива, а по периметру нижней цилиндрической части патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол выполнены отверстия, соединяющие внутреннюю полость патрубка с полостью сборника воды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для устранения радиоактивного заражения радиоактивных отходов. Устройство дезактивации радиоактивных элементов содержит загрузочно-разгрузочный манипулятор, рабочую камеру с крышкой, расположенный внутри нее поворотный стол, контейнер для сбора отходов и устройство вытяжной вентиляции.

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано в процессе экстракционного аффинажа плутония. Способ экстракционного концентрирования и очистки плутония включает экстракцию плутония из потока питания, промывку экстракта и реэкстракцию плутония, корректировку состава реэкстракта, повторную экстракцию плутония оборотным экстрагентом из откорректированного реэкстракта, повторную реэкстракцию плутония с выводом реэкстракта из процесса в качестве продуктового потока, переработку рафината повторной экстракции на стадии извлечения плутония из потока питания и присоединение органического потока после повторной реэкстракции к промытому экстракту от первой экстракции.

Изобретение относится к области утилизации плавучих объектов, содержащих радиоактивные отходы. Способ формирования упаковки для долговременного хранения радиоактивных отходов, при котором утилизируемый плавучий объект устанавливают на стапель, вырезают радиоактивный блок, производят перемещение незагрязненных носового и кормового блоков для последующей утилизации.

Группа изобретений относится к атомной энергетике. Способ обработки отработанных ионообменных смол для захоронения включает подачу смеси отработанных ионообменных смол с транспортной водой в загрузочный бак, отделение ионообменных смол от транспортной воды путем отстаивания смеси и слива транспортной воды из загрузочного бака, последующую дозированную подачу отделенных от транспортной воды ионообменных смол в сушильную камеру, вакуумную сушку с одновременным перемешиванием ионообменных смол в сушильной камере при температуре не более 90°С и выгрузку обработанной ионообменной смолы в транспортный контейнер.

Группа изобретений может быть использована в ядерной энергетике для обработки объектов, включающих элементы, омываемые натрием. Для обработки натрия, осажденного на элементах ядерного реактора, его погружают в водный раствор соли, представляющий собой раствор карбоксилата или аминокарбоксилата.

Изобретение относится к ядерной физике, в частности к способам обработки материалов с радиоактивным заражением. Способ дезактивации поверхностей твердых объектов с радиоактивными загрязнениями включает проведение входного радиационного контроля уровня загрязнений, подачу под давлением воздуха в абразивное устройство, содержащее горелку с плазмотроном, эжекционную камеру и ускоряющую трубу.

Изобретение относится к устройству для отмывки внутренней и наружной поверхностей труб от продуктов коррозии и последующей пассивации отмытых поверхностей, а также может быть использовано для дезактивации труб низкого уровня активности.

Изобретение относится к технологии дезактивации радиоактивно зараженной конструкции из сплава на основе никеля в устройстве переработки радиоактивного материала.

Изобретение относится к технологии уничтожения твердых отходов или их переработки. Способ подготовки графитовых радиоактивных отходов к захоронению включает размещение облученного графита в термической камере, проведение термической деструкции путем продувания через термическую камеру газообразной инертной среды, вывод газовых продуктов деструкции в инертную среду.
Изобретение относится к способам дезактивационной обработки облученного реакторного графита, может быть использовано при выводе из эксплуатации уран-графитовых реакторных установок и при обращении с углеродсодержащими твердыми радиоактивными отходами (ТРО) для снижения класса их радиационной опасности.

Группа изобретений относится к комплексу для иммобилизации радионуклидов из жидких ВАО. Комплекс для иммобилизации радионуклидов из жидких ВАО включает последовательно расположенные установку для синтеза неселективного сорбента, средства подачи сорбента, блок сорбции, систему отделения высокоактивного осадка от низко- или очень низкоактивного раствора, блок компактирования осадка.

Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов, в частности к составам для отверждения жидких радиоактивных растворов и пульп путем их остекловывания.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к вопросам безопасного обращения с органическими жидкими радиоактивными отходами. Способ отверждения органических жидких радиоактивных отходов (ЖРО) заключается в соединении ЖРО с отвердителем, способным к многоразовым циклам плавление - отверждение, нагреве полученной смеси и выдержке до расплавления отвердителя и растворения в нем ЖРО с последующим отверждением смеси.
Изобретение относится к способу переработки жидких органических радиоактивных отходов и изоляции их от окружающей среды. Способ переработки жидких органических отходов включает отверждение жидких отходов путем добавления к отходам полимеров.

Изобретение относится к способам иммобилизации радионуклидов в керамике и предназначено для прочной иммобилизации и длительной консервации радиоактивных отходов, в том числе отходов атомной энергетики, отработанных сорбентов, содержащих радионуклиды, а также может найти применение в радиохимической промышленности при изготовлении источников ионизирующего излучения для использования в гамма-дефектоскопии, измерительной технике, медицине, в том числе источников ионизирующего излучения со строго дозированной удельной активностью для применения в онкологии.

Изобретение относится к способам иммобилизации радионуклидов в керамике и предназначено для прочной иммобилизации и длительной консервации радиоактивных отходов, в том числе отходов атомной энергетики, отработанных сорбентов, содержащих радионуклиды, а также может найти применение в радиохимической промышленности при изготовлении источников ионизирующего излучения для использования в гамма-дефектоскопии, измерительной технике, медицине, в том числе источников ионизирующего излучения со строго дозированной удельной активностью для применения в онкологии.

Изобретение относится к области отверждения жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ отверждения ЖРО включает упаривание отходов нагнетаемым горячим воздухом при температуре ниже температуры кипения с последующей конденсацией из воздуха паров, приготовление цементного компаунда путем смешения полученного при упаривании концентрата ЖРО с цементным связующим и отверждение цементного компаунда.

Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов, в частности к составам для отверждения жидких радиоактивных растворов и пульп путем их остекловывания.

Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и может быть использовано в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных растворов и пульп методом цементирования.

Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных растворов, в частности к отверждению высокоактивных растворов, содержащих бериллий и другие стабильные и радиоактивные элементы.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к сушке отработанных ионообменных смол. Установка для сушки отработанных ОИОС содержит герметичный цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнен штуцер сдувки и патрубок для подачи отработанных ионообменных смол внутрь корпуса, а в нижней части выполнен патрубок для извлечения осушенных ОИОС, снабженный запорным устройством, внешний подогреватель корпуса, а также установленный соосно в корпусе с возможностью вращения приводной вал, оснащенный ворошителем. Ворошитель выполнен в виде жестко закрепленной на приводном валу якорной мешалки, лопасти мешалки по конфигурации повторяют внутреннюю поверхность нижней и боковой частей корпуса, и расположенных на приводном валу выше и ниже места крепления якорной мешалки верхней и нижней однонаправленных шнековых навивок. Нижняя часть приводного вала с нижней шнековой навивкой размещена соосно внутри патрубка для извлечения осушенных ионообменных смол. Патрубок для извлечения осушенных ОИОС снабжен приспособлением для слива воды. Изобретение позволяет сократить время и энергоемкость процесса сушки ОИОС. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх