[发明专利]用于处理来自金属表面的净化的废水的方法、废水处理装置和废水处理装置的用途

说明书

本发明提供一种用于处理来自核反应堆(14)的主冷却剂回路(12)中的金属表面的净化的废水的方法，该方法包括：从主冷却剂回路(12)排出预定量的氧化溶液到与主冷却剂回路(12)连接的还原区(16)中，并使氧化溶液与还原剂反应，以形成不含有氧化剂的反应溶液，并且反应溶液流过离子交换树脂以形成脱盐溶液，并且使脱盐溶液返回到主冷却剂中并/或对脱盐溶液进行处理。本发明还提供了一种用于实施该方法的废水处理装置(10)。

技术领域

本发明涉及用于处理来自核反应堆的主冷却剂回路中的金属表面的净化的废水的方法、废水处理装置以及上述废水处理装置在净化核反应堆的主冷却剂回路中的金属表面的方法中的用途。

背景技术

核反应堆包括反应堆容器，在反应堆容器中布置有包含核燃料的燃料元件。管道系统连接到反应堆容器，管道系统形成主冷却剂回路并连接到至少一个冷却剂泵，并且在压水反应堆(PWR)或重水反应堆的情况下连接到蒸汽发生器。

冷却剂回路的管道系统通常由不锈钢奥氏体FeCrNi钢制成。蒸汽发生器的热交换器表面可以由镍合金形成。另外，钴钢和/或铸铁材料用于冷却剂泵和其他部件。在核反应堆的功率运行条件下，所有的这些材料在水中表现出一定的溶解性。从合金中溶出的金属离子进入冷却剂流中并到达反应堆容器，金属离子在反应堆容器中通过普遍存在的中子辐射部分地转化为放射性核素。进而，核素通过冷却剂流分布在整个冷却剂系统中，并且包含在在核反应堆运行期间形成在冷却剂系统的金属表面上的氧化物层中。

沉积的活性核素随着运行时间的增加而累积，使得冷却剂系统的部件上的放射性或放射剂量率增加。根据用于部件的合金的类型，氧化物层包含作为主要成分的具有二价铁和三价铁的铁氧化物以及在上述材料中作为合金成分存在的诸如铬和镍等其他金属的氧化物。

在对反应堆系统的部件进行检查、维护、修理和拆除措施之前，需要减少各个部件的放射性辐射以减小对人员的辐射。这通过借助净化方法尽可能彻底地去除存在于部件表面上的氧化物层来完成。净化可以作为全系统净化(full system decontamination，FSD)来进行。为此，利用水性清洁溶液填充整个冷却剂系统或系统的被阀门隔开的一部分，并对其进行净化。在局部净化中，能够在含有清洁溶液的单独容器中处理系统的独立部件。

在全系统净化(FSD)的情况下，可取的是，使用发电站自己的泵(例如主冷却剂泵)使处理溶液在主冷却剂回路中循环，并且将发电站自己的存在于主冷却剂回路中的装置用于压力和温度控制。为了冷却剂泵的运行，需要向泵供应用于垫圈部件的内部冷却的密封水，其中，密封水被输送到主冷却剂中。为此，可以经由内部密封水回路中的站内操作系统或者通过外部的去离子水供应部来提供所需的密封水。出于程序上的原因，在净化过程的氧化阶段期间主要进行外部密封水供应。在该过程中，外部密封水以优选地以去离子水品质被供应到主冷却剂回路。由于在系统净化期间在封闭的主冷却剂回路中仅能够接收非常有限的外部供应密封水，因此从系统中被作为废水排出的处理溶液的量需要对应于所供应的密封水的量。通常在运行期间在蒸发器内将排出的处理溶液浓缩至小的体积，以保持较小的放射性废水量。

在全系统净化的氧化阶段期间被引入到冷却剂系统中的外部密封水的量可以是数立方米每小时。因此，必须提供大的蒸发器容量以蒸发高达数百立方米的处理溶液的相关量。除了蒸汽器的高投资成本外，由于在蒸发过程期间的高能量消耗，也会产生进一步的成本。在将重水用作冷却剂的重水反应堆中，仅使用昂贵的重水作为密封水，并且在使用传统技术时在处理溶液的蒸发期间可能出现大量的重水损耗，由此产生额外的成本。因此，在这一类型的反应堆中，不能经济地实施完整的系统净化。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理在核反应堆的主冷却剂回路中的金属表面的净化期间产生的废水的方法，该方法更具有成本效益，并且减少了放射性废物的产生。

为了实现这一目的，提供了一种用于处理来自在核反应堆的主冷却剂回路中的金属表面的净化的废水的方法，该方法包括以下步骤：