CH636218A5 - Method and device for continuously producing salt solutions, in particular for use in nuclear reactor plants - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Der Durchmesser, der in den statischen Mischern nach der

Herstellung einer Lösung, insbesondere zur Anwendung bei der 50 Mischstrecke nachgeschalteten Verweilstrecke (nicht detailliert Inbetriebnahme von wassergekühlten Kernreaktoranlagen, dargestellt) wird so gewählt, dass bei minimalem Durchsatz der wobei die Lösung aus Salz und Wasser besteht. Anlage die Strömungsgeschwindigkeit der Sinkgeschwindigkeit

Bei der Inbetriebnahme einer wassergekühlten Kernreaktor- des grössten Kornes entspricht. Die Durchmesser der einzelnen anlage wird eine grosse Menge Salzlösung, und zwar hauptsäch- Verweilstrecken können also in der Reihenfolge der Durchströ-lich Borsäurelösung benötigt. Seither werden die Salzlösungen 55 mung grösser gewählt werden, um ein optimales Verhältnis zwi-innerhalb des Kernkraftwerkes in beheizten Rührwerkskesseln sehen Verweilzeit und Apparategrösse zu erreichen. Nach dem chargenweise hergestellt oder als fertige Lösungen in Tankwa- Verlassen der Mischerkolonne strömt die Lösung durch einen gen angefahren. Die Herstellung in Rührwerkskesseln macht die Hydrozyklon 14. Hier werden evëntuell nicht gelöste Salze bzw. Bereitstellung von mehreren, möglichst grossen Rührwerkskes- unlösliche Verunreinigungen abgeschieden. Die noch nicht sein erforderlich, um noch einigermassen zeitsparend arbeiten 60 gelösten Salze werden durch die Leitung 35 über Ventil 15, zu können. Werden die fertigen Lösungen in Tankwagen ange- Durchflussschauglas 16 und Sieb 17 wieder der Strahlpumpe 5 fahren, so besteht die Gefahr, dass die Lösung bei Ankunft im zugeführt. Ab einer bestimmten Trübung wird über das Trü-Kernkraftwerk eine andere Temperatur aufweist als am Herstel- bungsmessgerät 18 und das Regelventil 6 der Durchfluss durch lungsort. Das Salz kristallisiert dann aus und setzt sich am die Strahlpumpe 5 gedrosselt und damit die Salzzufuhr verrin-

Boden des Tankwagens ab, so dass die Lösung nicht die 6s gert. Dadurch wird gewährleistet, dass das Salz vollständig gewünschte Konzentration aufweist. Die aufgezeigten Metho- gelöst wird. Im Rekuperativwärmetauscher 3 wird die über die den sind zeitraubend und teuer. Leitung 40 zugeführte Lösung auf wenige K über der Eintritts-

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur schnei- temperatur der Ausgangslösung abgekühlt. Die Messung 34

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(Alternativ: Trübung, Dichte, Leitfähigkeit o.ä.) bietet die Gewähr, dass keine Übersättigung bei der Abkühlung im Rekuperativwärmetauscher erfolgen kann.

Zum Aufheizen beim Anfahren der Anlage werden die Ventile 19 und 20 geschlossen und 21 geöffnet. Während des Durchlaufbetriebes ist das Ventil 21 der Verbindungsleitung 22 geschlossen und die Ventile 19 und 20 der Wasserzufuhrleitung 23 und der Abführleitung 24 sind geöffnet. Die Ventile 36 und 37 dienen der Probenahme. Über die automatische Entlüftung 38 wird eine Gasansammlung im Hydrozyklon 14 verhindert. Die Temperaturmessung 25 verhindert ein weiteres Aufheizen über dem Durchlauferhitzer 4, falls die zulässige Beckentemperatur erreicht wird.

Die Temperaturmessungen 26 und 27 dienen der Regelung des Durchlauferhitzers 4 und die Temperaturmessung 28 kontrolliert die zulässigen Austrittstemperaturen. Mehrere Durch-flussmessstellen 29,30 und 31 dienen der Funktionskontrolle bzw. Einstellung der Durchflussmengen.

Die Druckmessung 32 ist zur Funktionskontrolle der Pumpe erforderlich. Über die Differenz aus der Analysenmessung 33 und 34 kann die Dosierung von Hand oder automatisch geregelt werden.

Aus Transport- und Aufstellungsgründen kann die ganze Einrichtung fahrbar bzw. bei grosser Leistungseinheit auch in Modulen ausgeführt werden.

Diese Moduleinheiten wie z.B. Pumpe und Strahler, Wärmetauscher, Durchlauferhitzer und statischer Mischer und Zyklon können für andere Inbetriebnahmeaufgaben wie beispielsweise Anlagenreinigung mit anderen Einheiten wie z.B. Filter, Hydra-5 zin-Zuspeisung oder Wasserstoffperoxid-Zudosierung zur Aufarbeitung von hydrazinhaltigen Lösungen kombiniert werden, um dadurch Investitionskosten zu sparen.

Aufgrund der hohen Aufheizung von z.B. 80 °C kann eine schnelle Lösung von beispielsweise 6% Borsäure erreicht wer-io den.

Durch den Einsatz des Hydrozyklons werden Verstopfungen durch Verunreinigungen der Anlage und Sedimentation im jeweiligen Lagerbecken bzw. Behälter vermieden.

Mit der rekuperativen Rückkühlung wird Energie gespart 15 und unzulässige Beckenerwärmung vermieden. Die Analysenmessung 34 am Auslauf gewährleistet, dass keine übersättigten Lösungen zubereitet werden, die anschliessend im Becken sedi-mentieren.

Für die Herstellung der Lösungen brauchen nur die Salze 20 transportiert und gelagert werden.

Die Herstellung der Lösung erfolgt kontinuierlich aus dem Becken in das Becken oder noch schneller aus einem Becken in ein zweites Becken bzw. aus der Prozessleitung in einen Behälter oder Becken.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE len und wirtschaftlichen Herstellung von Salzlösungen insbe-

   1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Lösung, sondere innerhalb eines Kernkraftwerkes zu finden, insbesondere zur Anwendung bei der Inbetriebnahme von was- Gelöst wird die Aufgabe durch folgende Merkmale : sergekühlten Kernreaktoranlagen, wobei die Lösung aus Salz a) Das Wasser wird vor der Salzzugabe erwärmt,

   und Wasser besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 5 b) der erwärmte Wasserstrom wird in einen Haupt- und a) das Wasser wird vor der Salzzugabe erwärmt einen Nebenstrom aufgeteilt,

   b) der erwärmte Wasserstrom wird in einen Haupt- und c) in den Nebenstrom wird die für die gesamte, erwärmte einen Nebenstrom aufgeteilt Wassermenge vorgesehene Salzmenge beigegeben,

   c) in den Nebenstrom wird die für die gesamte erwärmte d) der salzlose Hauptstrom und der Nebenstrom werden Wassermenge vorgesehene Salzmenge beigegeben io zusammengeführt und durch eine Mischerkolonne geleitet d) der salzlose Hauptstrom und der Nebenstrom werden e) ungelöste Salze und Verunreinigungen werden abgeschie-zusammengeführt und durch eine Mischerkolonne geleitet den e) ungelöste Salze und Verunreinigungen werden abgeschie- f) die warme Lösung wird im Gegenstrom zum kalten Wasser den geführt.

   f) die warme Lösung wird im Gegenstrom zum kalten Wasser 15 Vorzugsweise wird das Wasser mittels eines Rekuperativ-geführt. Wärmetauschers vorgewärmt und mittels eines Durchlauferhit-
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zers auf die Endtemperatur gebracht.

   das Wasser mittels eines Rekuperativwärmetauschers (3) vorge- Die ungelösten Salze werden vorteilhaft dem Nebenstrom wärmt und mittels eines Durchlauferhitzers (4) auf die Endtem- wieder zugeführt.

   peratur gebracht wird. 20 Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe, ein Rekuperativwär-die ungelösten Salze dem Nebenstrom wieder zugeführt werden, metauscher und ein Durchlauferhitzer in Reihe geschaltet sind,
4. 4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem dass die Hauptstromleitung ein Bypass der Nebenstromleitung der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine ist, dass die Ausscheidung von ungelösten Salzen und Verunrei-Pumpe (1), ein Rekuperativwärmetauscher (3) und ein Durch- 25 nigungen mit Hilfe eines Hydrozyklons erfolgt.

   lauferhitzer (4) in Reihe geschaltet sind, dass die Hauptstromlei- In die Nebenstromleitung ist vorteilhaft eine Strahlpumpe tung (39) ein Bypass der Nebenstromleitung ( 12) ist, dass die eingebaut. Diese Strahlpumpe kann mit der Salzzufuhrleitung Ausscheidung von ungelösten Salzen und Verunreinigungen mit und mit der vom Hydrozyklon wegführenden Leitung verbun-Hilfe eines Hydrozyklons ( 14) erfolgt. den sein.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 30 In die vom Hydrozyklon wegführende Leitung ist zweck-dass in der Nebenstromleitung ( 12) eine Strahlpumpe (5) einge- mässig ein Absperrventil und ein Sieb eingebaut.

   baut ist. Ein Druckhalteventil kann in die Hauptstromleitung und
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, ein Regelventil in die Nebenstromleitung eingebaut sein.

   dass eine Salzzufuhrleitung (8) und eine vom Hydrozyklon (14) Anhand der schematischen Darstellung und eines Ausfüh-wegführende Leitung (35) mit der Strahlpumpe (5) verbunden 35 rungsbeispiels wird das erfindungsgemässe Verfahren mit Einsind. richtung beschrieben.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, Mit einer Pumpe 1 wird aus einem nicht dargestellten Bek-dass in die wegführende Leitung (35) ein Absperrventil (15) und ken oder einer Prozessleitung Wasser über das Sieb 2 angesaugt, ein Sieb ( 17) eingebaut sind. strömt durch die Wasserzufuhrleitung 23, wird in dem Rekupe-
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 40 rativwärmetauscher 3 vorgewärmt und mit dem Durchlauferhit-dass in die Hauptstromleitung (39) ein Druckhaiteventil ( 10) zer 4 auf die gewünschte Temperatur gebracht. Die in die und in die Nebenstromleitung ( 12) ein Regelventil (6) eingebaut Nebenstromleitung 12 eingebaute Strahlpumpe 5, deren Durchsind. fluss über das Regelventil 6 eingestellt wird, saugt das zu lösende

   Salz aus dem Behälter 7 über die Salzzufuhrleitung 8 an und

   45 speist es vor dem statischen Mischer 9 der Mischerkolonne 11 in den durch das Drückhalteventil 10 gedrosselten Hauptstrom wieder an. Die Mischerkolonne 11 besteht aus mehreren Mischern 9, die jeweils von unten nach oben durchströmt werden.