В Росатоме разработана новая технология дезактивации оборудования АЭС

Специалисты Топливной компании Росатома «ТВЭЛ», выступающей отраслевым интегратором по выводу из эксплуатации и обращению с радиоактивными отходами (РАО), провели приемку результатов НИОКР по теме «Разработка технологии дезактивации выведенного из эксплуатации оборудования АЭС с применением концентрированного озона». Уникальная для российской атомной отрасли технология была разработана в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ», организация Научного дивизиона Росатома) в рамках Единого отраслевого технического плана НИОКР Госкорпорации «Росатом».

Технология ориентирована на дезактивацию оборудования, изготовленного из коррозионно-стойких сталей, и имеет ряд преимуществ по сравнению c альтернативными традиционно применяемыми в отрасли химическими методами дезактивации – промывкой оборудования раствором перманганата калия. Применение высококонцентрированного озона позволяет повысить скорость проведения очистки оборудования от радиоактивных веществ, а также снизить количество образующихся в процессе дезактивации вторичных жидких радиоактивных отходов (ЖРО), тем самым уменьшив общие затраты на переработку образующихся отходов. Кроме того, в составе вторичных ЖРО отсутствуют труднорастворимые соединения диоксида марганца, что, в свою очередь, также позволяет сократить технологический процесс дальнейшей переработки вторичных РАО.

В процессе реализации НИОКР был создан экспериментальный стенд для отработки режимов технологии дезактивации с применением озона (Оз) высокой концентрации и изготовлен транспортируемый стенд для дезактивации трубного оборудования АЭС. Транспортируемый стенд состоит из трех основных элементов: блок генерации Оз, блок подключения дезактивируемого трубного оборудования и блок образующихся ЖРО. В настоящее время стенд соответствует уровню лабораторного образца и позволяет проводить дезактивацию трубопроводов диаметром от 16 до 44 мм и длиной до 10 метров.

«Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования процессов дезактивации оборудования АЭС является использование озона в качестве окислителя. Озон активно вступает в реакцию окисления и разрыхляет загрязненную радиоактивными элементами оксидную пленку, образовавшуюся в процессе эксплуатации на поверхности оборудования первого контура реактора из коррозионно-стойкой стали, причем в растворе отсутствуют продукты реакции или разложения озона. В процессе выполнения работ были определены оптимальные параметры технологии применительно к дезактивации теплообменных труб парогенератора (температура, концентрация Оз, дисперсность газовой эмульсии Оз). Взяв за основу зарубежный опыт дезактивации с применением Оз, имея уникальные компетенции научных сотрудников института в области озоновых технологий, мы использовали в работе газовую эмульсию высокой концентрации Оз, что позволило повысить эффективность зарубежной технологии на четыре порядка. Что особенно важно, стенд, реализующий технологию, изготовлен исключительно из оборудования и материалов российского производства», – отметил руководитель НИОКР со стороны АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» Игорь Вторушин.

«Наша задача как Интегратора по выводу из эксплуатации и обращению с РАО заключается в том, чтобы аккумулировать опыт, эффективные решения и перспективные технологии, которые можно применять на российских и зарубежных объектах. У наших заказчиков есть потребности, связанные с дезактивацией и обращением с крупногабаритным оборудованием и его элементами. И мы нацелены на то, чтобы предложить им максимально сбалансированное по стоимости и набору решений комплексное предложение», – отметил директор программ по выводу из эксплуатации АО «ТВЭЛ» Эдуард Никитин.

В перспективе технология применения Оз должна заменить традиционные методы промывки химрастворами. С точки зрения потенциального внедрения в отрасли Оз может применяться не только на АЭС – на любом ядерно-, радиационно-опасном объекте, где существует необходимость дезактивации оборудования, изготовленного из коррозионно-стойких сталей. Это могут быть и атомные станции, и предприятия по обращению с РАО, как например, ФГУП «ПО «Маяк», ФГУП «ГХК» и другие.

В продолжение сотрудничества специалисты ТРИНИТИ планируют усовершенствовать мобильный стенд – дооснастить его технологическими ваннами для дезактивации оборудования сложной геометрии и его частей. В 2023 году предполагается провести полномасштабные натурные испытания на действующем объекте.