Расчетно-экспериментальные исследования гидродинамических условий работы фильтров-контейнеров для ионоселективной очистки

20.06.2022 2022 - №02 Топливный цикл и радиоактивные отходы

О.Л. Ташлыков И.А. Бессонов А.Д. Лезов С.В. Чалпанов М.С. Смыков Г.И. Скворцов В.А. Климова

https://doi.org/10.26583/npe.2022.2.06

Образование радиоактивных отходов (РАО) является специфической особенностью функционирования АЭС. Жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) образуются при работе реакторных установок, дезактивации оборудования, помещений и спецодежды. Основными радионуклидами в кубовых остатках являются 134,137Cs в форме ионов и изотопы 60Co, 54Mn в форме комплексонов с веществами, которые используются для дезактивации оборудования. Среди известных методов кондиционирования наибольшее сокращение объемов ЖРО происходит при селективной сорбции. Повысить эффективность использования объема фильтрующего материала можно при подаче очищаемой среды одновременно в несколько слоев сорбента.

Проведено компьютерное моделирование трех предложенных вариантов усовершенствованных конструкций фильтра-контейнера для ионоселективной очистки, отличающихся способами как разделения потоков очищаемой воды, так и их подвода к слоям сорбента. Оценка повышения эффективности сорбционных процессов в предлагаемых конструкциях проводилась с использованием компьютерного моделирование в SolidWorks Flow Simulation.

Для исследования использовались три сорбента НПП «Эксорб». Для определения гидравлического сопротивления исследуемых образцов была проведена серия экспериментальных исследований течения через слой сорбента.

Полученные экспериментальные данные были добавлены в инженерную базу данных Solidworks Flow Simulation для проведения моделирования представленных ранее конструкций. По результатам моделирования были получены характерные параметры течения потока в полости фильтров-контейнеров.

Ссылки

1. Новиков Г. А., Ташлыков О. Л., Щеклеин С. Е. Обеспечение безопасности в области использования атомной энергии: учебник. – Екатеринбург: УрФУ, 2017. – 552 с.
2. Tashlykov O.L., Khomyakov A.P., Mordanov S.V., Remez V.P. Ion-selective treatment as a method for increasing the efficiency of liquid radioactive waste reducing in accordance with acceptance criteria for disposal. // AIP Conf. Proc. – 2021, 2388(1):020032. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0068413 .
3. Адамович Д.В. и др. Современные подходы к комплексам переработки и кондиционирования РАО для вновь строящихся АЭС. // Докл. XI Межд. конф. «Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики» – М.: АО «Концерн Росэнергоатом», 2018. – С. 276-279.
4. Ташлыков О.Л. и др. Эксплуатация и ремонт ядерных паропроизводящих установок АЭС: учебник. / В 2-х кн. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – Кн.1. – 256 с.
5. Nosov Yu.V., Rovneiko A.V. , Tashlykov O.L., Shcheklein S.E. Decommissioning Features of BN-350, -600 Fast Reactors. // Atomic Energy. – 2019. – Vol. 125. – Iss. 4. – PP. 219-223. DOI: https://doi.org/10.1007/s10512-019-00470-z .
6. Кропачев Ю.А., Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е. Оптимизация радиационной защиты на этапе вывода энергоблоков АЭС из эксплуатации. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – № 1. – С. 119-130. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.11 .
7. Арустамов А.Э. и др. Метод ионоселективной очистки жидких радиоактивных отходов атомных станций. // Безопасность жизнедеятельности. – 2005. – № 11. – С. 13-16.
8. Ремез В.П. и др. Повышение эффективности локализации радионуклидов кобальт-60 и цезий-137 из жидких радиоактивных отходов в решении проблемы обеспечения радиационной безопасности АЭС. // Ядерная физика и инжиниринг. – 2016. – Т. 7. – № 2. – С. 129-137. DOI: https://doi.org/10.1134/S2079562916020135 .
9. Авезниязов С.Р., Стахив М.Р. Опыт работы по обращению с ЖРО на Кольской АЭС. // Радиоактивные отходы. – 2018. – № 4 (5). – С.49-54.
10. Булатов В.И., Ташлыков А.О., Ташлыков О.Л. Сооружение комплекса переработки жидких радиоактивных отходов на Белоярской АЭС. // Межд. научн. журнал «Альтернативная энергетика и экология». – 2020. – № 25-27 (347-349). – С. 62-72.
11. Litovchenko V.Yu. et al. Modeling of combined radiation protection when working with irradiation sources. // AIP Conf. Proc. – 2020. – 2313, 020010. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0033620 .
12. Mikhailova A.F., Tashlykov O.L. The Ways of Implementation of the Optimization Principle in the Personnel Radiological Protection. // Physics of Atomic Nuclei. – 2020. – Vol. 83. – No. 12. – PP. 1718-1726. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063778820100154 .
13. Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е., Лукьяненко В.Ю. и др. Оптимизация состава радиационной защиты. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – № 4. – С. 36-42.
14. Веницианов Е. В. Многослойные и многосекционные фильтры – способы повышения эффективности сорбционных процессов. // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2013. – Т. 13. – № 3. – С. 284-292.
15. Бельтюков А.И., Карпенко А.И., Полуяктов С.А. и др. Атомные электростанции с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем: учебное пособие. Ч. 1. / Под ред. С.Е. Щеклеина, О.Л. Ташлыкова. – Екатеринбург: УрФУ, – 2013. – 548 с.
16. Khomyakov A. et al. Research of the physical properties of the liquid radioactive waste treatment ion-selective sorbents. // AIP Conf. Proc. – 2021. – 2388(1): 040014. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0068415 .
17. Бессонов И.А. и др. Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование гидродинамических характеристик сорбентов для ионоселективной очистки. / Сб. статей VIII Международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации». – Екатеринбург: УрФУ, 2021. – С. 46-58.
18. Морданов С.В. и др. Экспериментальное исследование гидравлического сопротивления сорбентов для ионоселективной очистки ЖРО. / Сб. статей VIII Международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации». – Екатеринбург: УрФУ, 2021. – С. 216-230.
19. Бессонов И.А. и др. Расчетно-экспериментальные исследования течения воды через насыпной слой сорбента при ионоселективной очистке. / Сб. материалов Научно-практической конференции «Ядерные технологии: от исследований к внедрению». – Нижний Новгород, 2021. – С. 25-26.
20. Чалпанов С.В. и др. Компьютерное моделирование и экспериментальные исследования течения потока через насыпной слой сорбента. / Тез. докл. IV Международной (XVII Региональной) научной конференции «Техногенные системы и экологический риск». Под общ. ред. А.А. Удаловой. – Обнинск, ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2021. – С. 108-110.
21. Аладьев А.П., Пахлян И.А., Юртов М.П. Моделирование параметров работы струйного насоса в скважинных условиях (с применением программного продукта Solidworks Flow Simulation). / Тез. докл. II Международной научно-практической конференции «Наука и технологии в нефтегазовом деле». – Краснодар, 2020. – С. 215-218.

вывод из эксплуатации жидкие радиоактивные отходы ионоселективная очистка сорбенты фильтр-контейнер оптимизация радиационной защиты гидравлическое сопротивление порозность компьютерное моделирование

Ссылка для цитирования статьи: Ташлыков О.Л., Бессонов И.А., Лезов А.Д., Чалпанов С.В., Смыков М.С., Скворцов Г.И., Климова В.А. Расчетно-экспериментальные исследования гидродинамических условий работы фильтров-контейнеров для ионоселективной очистки. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 2. – С. 62-72. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.2.06 .