A kezdetek (az első 10 év)

Átírás

1 Folyékony Radioaktív Hulladékvíz Feldolgozó Technológia üzembe helyezési, üzemeltetési tapasztalatai Otterbein János MVM Paksi Atomerőmű Zrt. Radioaktív Hulladékkezelési Osztály XII. MNT Nukleáris Technikai Szimpózium Budapest, A kezdetek (az első 10 év) 2 1

2 A kezdetek évi kazetta sérülés a 2. blokki 1. aknában 3600 m 3 folyékony hulladék tervezve Folyékony radioaktív hulladékvíz kezelő technológiák üzembe lépése csúszik Tartálypark bővítés m 3 és m 3 bepárlási maradék m 3 üzemzavari kapacitás m 3 dekontamináló oldat 3 FHFT bórax-leválasztó alrendszer aktív próba (2003) a bórax a komplex-bontás nélkül szennyezett marad szükség esetén az alrendszer használható a bepárlási maradékok térfogatának mintegy 20%-os csökkentésére A kezdetek 4 2

3 Hulladékkezelő rendszer felépítése 5 Feladat Komplexképzők elroncsolásával, megbontásával a Co-60 izotóp (és egyéb fémionok) oldott állapotból diszperz állapotba vitele, kiszűrése. Ok A komplexképzők lerövidítik az FHF Technológia cézium-szelektív szűrő élettartamát Az általuk megkötött aktivitás miatt a leválasztott bórax szennyezett marad. Cél A Co-60 (és egyéb fémionok) aktivitáskoncentrációjának 100 Bq/l alá csökkentése Laboratóriumi kísérletek (2002) G.I.C. Kft. Szerves anyagok roncsolása váltóáramú elektromos ívben Fortum Co-szelektív ioncsere Veszprémi Egyetem KMnO 4 kezelés magas hőmérsékleten 6 3

4 Működési elv Az elektróda és a folyadék között létrejövő ív (plazma) magas hőmérséklete, és UV-sugárzása oxidálja a szerves molekulákat H 2 O 2 adagolása segíti a folyamatot A keletkező "termék" (aktív mangánt, kobaltot, vasat, ezüstöt tartalmazó iszap) eltávolítható a beépített szűrőkkel. Polipropilén belső kialakítás, 48 elektróda reaktoronként 7 Az első üzembe helyezési tapasztalatok ( ) - Az elégtelen elszívás miatt az elektródák gőztérben lévő sarkain át fázis-zárlat alakult ki > új típusú elektróda kell > autonóm elszívó és gáztisztító rendszer kell A szabályozható felfűtés és ívgyújtás érdekében tirisztoros áramkorlátozó beépítése szükséges. 8 4

5 Üzembe helyezési műveletek ( ) Ideiglenes elszívó rendszerrel és tirisztoros szabályozással inaktív, modelloldatos próbák 1 bontókörrel elvégzett aktív közeges próbák A technológia képes elbontani a komplexképzőket és hatékonyan csökkenteni a Co-60 aktivitáskoncentrációt. Engedélyek és költségkeret a szükséges módosítások elvégzésére 9 Átalakítások ( ) Tirisztoros áramkorlátozás Beadagolás-kiadagolás rendszere H 2 O 2 -átfejtés és adagolás Tartály szintmérések Autonóm elszívó és gáztisztító rendszer 10 5

6 Tartampróbák és 3 reaktoros aktív próbák ( ) A reaktorok stabilan indíthatóak és üzemeltethetőek A gőz a reaktorokból biztonságosan elvezethető A reaktor szerkezeti elemei elviselik a 48 órás folyamatos terhelést A stabil üzemeltethetőség felső tartománya g/l bórsav-koncentráció. Felette 400 A-t meghaladó áramtüskék jelentkeznek Az elektródák élettartama óra folyamatos üzem A mérések alapján a rendszer a blokki betáplálásról üzemeltethető Az alátámasztó korvizit lapok élettartama a rugóerőtől jelentősen függ Az elektróda szárát szigetelő teflon megfelelő 11 Átalakítások II. ( ) A tapasztalatok a stabil üzemmenet érdekében további módosításokat tettek szükségessé: Kiadagoló szivattyú cseréje Utókezelő szivattyúinak cseréje TK-adagolás módosítása Belső műanyag elemek cseréje Belső nullázó fésű kialakítása 12 6

7 Összefoglalás Az elektródával kb. 40 óra üzemidő érhető el, a belső nullázó sínek élettartama 3 hét Kapacitás: l/h körül Felvett villamos teljesítmény: kb. 800 kw (ebből kb. 200 kw reaktoronként) Beadagolt H 2 O 2 -mennyisége: kb l/h A villamos betáplálási rendszeren a több éves üzemeltetés során nem lépett fel meghibásodás (felharmónikus zavarok keltette hiba, kábelmelegedés, stb.) Az ívgyújtás során keletkező zavarok mértéke nem követelte meg aktív, illetve passzív szűrők beépítését sem a 0,52 kv-os, sem a 0,6 kv-os rendszerbe. A technológiával kezelt bepárlási maradék mennyisége: kb. 550 m 3. Fejlesztési lehetőségek Titán bevonatú elektród alkalmazása, magasfrekvenciás berendezés kifejlesztése, cserélhető elektródatalp Fotokatalitikus reaktorok kifejlesztése 13 Keletkező hulladékok A szűrők kisaktivitású hulladékot képeznek Átlagos üzemidejük: 40 óra Az elektródák üzemideje: 40 óra Az elhasználódott elektródák dekontaminálást követően kiszállíthatóak 14 7

8 Nuklid-eltávolítás Aktív próbák ( ) Feladat Az ultraszűrő valamint a cézium-szelektív szorbens hatékonyságának igazolása ph=12 értéken A nuklid-eltávolító rendszer az eredeti technológiai sorrendtől eltérően, a kristályosítás előtt kerül alkalmazásra Cél Radioaktív izotópoktól mentes szűrlet, ennek következtében felszabadítható bórax kinyerése 15 Nuklid-eltávolítás Cézium-szelektív ioncsere Fortum Cs-treat cézium-szelektív szorbens töltet: kálium-kobalt-hexacianoferrát szemcsék mérete: 0,25-0,85mm közeg ph: 1-12 BME Cs-fix cézium-szelektív szorbens töltet: alkáli-nikkel-hexacianoferrát szemcsék mérete: 0,20-0,80mm közeg ph: 7-13 Termoxid-35 cézium-szelektív szorbens töltet: cirkónium-oxid alapú kálium-nikkelhexacianoferrát szemcsék mérete: 0,4-1,00mm közeg ph:

9 Nuklid-eltávolítás Tapasztalatok Cs-Treat és a Cs-fix szűrési hatásfoka magas: DF>1000 (10 5 Bq/l-ről Bq/l-re) Az oszlop kialakítása nem megfelelő A gyanta megfelelő előkészítése elengedhetetlen 17 Nuklid-eltávolítás Kimerült szorbensek tárolása Az eldobott céziumoszlopok átlagos felületi dózisteljesítménye kb msv/h Végleges ólombéléses konténer tárolás: vasbeton 18 9

10 Nuklid-eltávolítás Összefoglalás Az ultraszűrő berendezés tehermentesítése, és a szorbensek megóvása érdekében kiemelten fontos a vas-hidroxid csapadék eltávolítása a komplex-bontott közegből az előszűrők segítségével. Az ultraszűrő membrán alkalmas a magas ph értékű és sótartalmú közeg tisztítására, élettartama kb m 3 A Cs-szelektív szűrőoszlopok üzemeltethetőségét nagyban befolyásolja a gyanta előkészítése, és az indítási procedúra. Az üzembe vételt követően a gyanta kiszámíthatóan, stabilan viselkedik. Feldolgozási teljesítmény: l/h Cs-szelektív oszlop kapacitása: m 3 DF=50-ig (soros üzemmel az oszlopok jobban kihasználhatóak) Kezelt bepárlási maradék mennyisége: kb. 450 m 3. Fejlesztési lehetőségek Célszerű megváltoztatni az ioncserélő oszlop kialakításának néhány elemét Új szűrőállomás telepítésével kapacitás növelése Sr-szelektív, illetve alfa-szelektív (pl. tannix) szorbensek vizsgálata, üzembe vétele 19 Kristályosítás, bórax leválasztás Aktív próbák ( ) Feladat A kristályosító, valamint a présszűrő berendezés alkalmasságának igazolása Cél Felszabadítható bórax %-os arányú kinyerése a kezelt közegből 20 10

11 Kristályosítás, bórax leválasztás Kristályosítás tapasztalatai A kristályosítás folyamata alatt keletkező kristályok gyorsan ülepednek, állandó keveréskeringtetés szükséges A rendszerelemek kímélése érdekében a kristályosított sarzs mielőbbi leszűrése szükséges A rendszer leállítását követően alapos tisztítás szükséges 21 Kristályosítás, bórax leválasztás Bórax leválasztás tapasztalatai A berendezés a mintegy 10 éves kényszerszünetet követően is üzembiztos Saválló acélból készült bórax tároló konténer kiváltása Big- Bag zsákra Bórax lepény mosási, szárítási ciklusidők megfelelőek 22 11

12 Kristályosítás, bórax leválasztás Összefoglalás A kristályosító- bórax leválasztó alrendszer stabilan üzemeltethető. A kinyert bórax, valamint a szűrlet kibocsátható/felszabadítható. A kristályosítás folyamata során kiemelten kell figyelni a kezelt közeg keverésének-keringtetésének meglétét. Üzemszünet esetén a csővezetékrendszer kézi tisztítása szükséges. Feldolgozási teljesítmény: 4 m 3 /műszak Bórsav mentesített bepárlási maradék mennyisége: 50 m 3, ebből kinyert bórax mennyisége: kb. 7 t. A szűrlet kibocsátása az erőmű vízkibocsátási rendjében foglaltak alapján folyamatos, a bórax kiszállításának előkészítése megkezdődött. Fejlesztési lehetőségek Manipulációs és közbenső tárolási lehetőségek bővítése mind a folyékony, mind a szilárd oldalon (részben megvalósult) 23 Bórax felszabadítás Bórax felszabadítás Évi 150 tonna bórax hatósági felügyelet alóli felszabadítása, és veszélyes hulladék lerakóban történő elhelyezése engedélyezett. Lehetséges lerakók: Győr-Aszód, Sajóbábony 24 12

13 Anyalúg kibocsátás Anyalúg kibocsátás Engedélyezett az évi mintegy 500 m 3 hulladékvíz kibocsátása A kialakuló koncentráció értékek a hatósági ellenőrző pontnál jelentős mértékben alatta maradnak az engedélyezett határértéknek V2 V4 MF akna 25 13