alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2024.01.214-224alternative-2377Research ArticleXI. ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ, ТЕХНОЛОГИИ, УСТРОЙСТВА И ИХ ВНЕДРЕНИЕ. 26. Инновационные решения в области энергетики и альтернативной энергетикиXI. INNOVATION SOLUTIONS, TECHNOLOGIES, FACILITIES AND THEIR INNOVATION. 26. Information solutions in the field of energy and alternative energyЭкспериментальное исследование эффективности абразивной очистки трубопроводов ядерно-энергетических установокЕxperimental study of the efficiency of abrasive cleaning of nuclear power installations’s pipelinesЩеклеинС. Е.ShchekleinS. E.

Щеклеин Сергей Евгеньевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»,

Екатеринбург

Sergey E. Shcheklein - Doctor of technical science, professor, head of Atomic Stations and Renewable Energy Sources Department,

Ekaterinburg

s.e.shcheklein@urfu.ruСергеевА. Н.SergeyevA. N.

Сергеев Александр Николаевич - студент кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского энергетического института,

Екатеринбург

Aleksandr N. Sergeyev - student of the Department of Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources of the Ural Energy Institute,

Ekaterinburg

s.e.shcheklein@urfu.ruСургановО. А.SurganovO. A.

Сурганов Олег Алексеевич - ассистент кафедры «Атомные станции ивозобновляемые источники энергии» Уральского энергетического института;

инженер филиала,

Екатеринбург

Oleg A. Surganov - assistant of the Department of Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources of the Ural Energy Institute;

 engineer,

Ekaterinburg

s.e.shcheklein@urfu.ruШастинА. Г.ShastinA. G.

Шастин Арнольд Георгиевич - кандидат технических наук, профессор кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»,

Екатеринбург

Arnold G. Shastin - Candidate of Technical Sciences, Professor of the Department of Nuclear Power Plants and Renewable Energy Sources,

Ekaterinburg

s.e.shcheklein@urfu.ruУральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University named after the First President of Russia B. N. YeltsinRussian FederationУральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина; АО «Концерн Росэнергоатом» «Белоярская атомная станция»РоссияUral Federal University named after the First President of Russia B. N. Yeltsin; Beloyarsk Nuclear Power PlantRussian Federation20242105202401214224Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20232023Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2377

В процессе эксплуатации энергоблоков АЭС в трубопроводах различных систем происходит накопление радиоактивных отложений, создающих впоследствии высокие дозовые нагрузки на персонал, выполняющий работы по демонтажу данных трубопроводов в рамках ремонта или вывода из эксплуатации энергоблоков АЭС.

Приведены экспериментальные результаты абразивной очистки металлических поверхностей от накопившихся загрязнений, имитирующих радиоактивные отложения пароводяных контуров ядерно-энергетических установок. Проведено сравнение качества очистки поверхностей различными абразивными составами с применением стандартизированного визуального метода. Даны рекомендации о дальнейших шагах по развитию методов бездемонтажной внутритрубной абразивной дезактивации.

In the course of operation of NPP power units, radioactive deposits accumulate in the pipelines of various systems, which subsequently create high dose loads on the personnel performing work on the dismantling of these pipelines as part of the repair or decommissioning of NPP power units.

There are experimental results of abrasive cleaning of metal surfaces from accumulated contaminants which imitate radioactive deposits of steam-water circuits of nuclear power plants. The quality of cleaning surfaces with various abrasive compositions was compared with using a standardized visual method. Recommendations are given on further steps in the development of non-dismantling in-line abrasive decontamination methods.

дезактивацияабразивалундкупершлакдиатомитрадиоактивные отходырадиоактивностьdecontaminationabrasivealundumcooper slagdiatomiteradioactive wasteradioactivityReferences. Симановский В. М., Ампелогова Н. И., Крицкий В. Г., Былкин Б. К. и др. Применение опыта дезактивации энергоблоков АЭС с реакторами РБМК при их выводе из эксплуатации. «Теплоэнергетика» –1999. – №. 10. – C. 51-55.. Simanovsky V.M., Ampelogova N. I., Kritsky V. G., Bylkin B. K. and others. Application of experience in decontamination of nuclear power units with RBMK reactors during their decommissioning. «Thermal Power Engineering» №. 10 (51-55). 1999.. Архангельский Е. Б. и др. Об оценке активности радиоактивных продуктов коррозии и продуктов деления на внутренних стенках трубопроводов контуров АЭС с РБМК // Известия Академии промышленной экологии. – 2001. – №. 2. – С. 76-80.. Arkhangelskii E. B. et al. On the Assessment of the Activity of Radioactive Corrosion Products and Division Products on the Internal Walls of Pipelines of Nuclear Power Plant Circuits with RBMK // Proceedings of the Academy of Industrial Ecology. 2001. №. 2. P. 76-80.. Тяпков В. Ф. и др. Образование продуктов коррозии в теплоносителе и отложениях в контуре многократной принудительной циркуляции АЭС с РБМК-1000 // Теплоэнергетика. – 2007. – №. 12. – С. 55-59.. Tyapkov V. F. et al. Formation of corrosion products in the coolant and deposits in the circuit of multiple forced circulation of nuclear power plants with RBMK-1000. 2007. №. 12. P. 55-59.. Черников О. Г. и др. Метод прогноза мощности дозы гамма-излучения в помещениях КМПЦ РБМК-1000 по данным химического и радиоспектрометрического контроля теплоносителя // Теплоэнергетика. – 2009. – №. 5. – С. 39-44.. Chernikov O. G. et al. Method of predicting the dose rate of gamma radiation in the premises of the RBMK-1000 CMPC according to the data of chemical and radiospectrometric control of the coolant.2009. № 5, P. 39-44.. Çetin Y., Acır A. Simulating the erosion modelling of pipes used in nuclear power plants in terms of physical decontamination //Progress in Nuclear Energy. – 2022. – Т. 150. – С. 104284.. Çetin Y., Acır A. Simulating the erosion modelling of pipes used in nuclear power plants in terms of physical decontamination // Progress in Nuclear Energy. – 2022. Т. 150, С. 104284.. Zhong L. et al. Existing and potential decontamination methods for radioactively contaminated metalsA Review //Progress in Nuclear Energy. – 2021. – Т. 139. – С. 103854.. Zhong L. et al. Existing and potential decontamination methods for radioactively contaminated metalsA Review //Progress in Nuclear Energy. 2021. Т. 139, С. 103854.. Ампелогова Н. П., Симановский Ю. М., Трапезникова А. А. Дезактивация в ядерной энергетике. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 256 с.. Ampelogova N. P., Simanovsky Yu. M., Trapeznikova A. A. Decontamination in nuclear energy. – M.: Energoatomizdat, 1982. – 256 p.. Итиге Х., Такигути Х. Химическая дезактивация на АЭС «Атомная техника за рубежом» № 6 (10-24). 2001.. Itige H., Takiguchi H. Chemical decontamination at nuclear power plants «Atomic technology abroad» № 6 (10-24). 2001.. Патент 2245587 РФ МПК G21F 9/28. Способ дезактивации контура многократной принудительной циркуляции энергетического ядерного реактора / В. И. Лебедев, В. М Тишков, Л. В. Шмаков, С. М. Ковалёв / заявл. 15.05.2023; опубл. 27.01.2005 Бюл. № 3 – 10 с.; ил.. Patent 2245587 RF IPC G21F 9/28. Method for decontamination of the multiple forced circulation circuit of a nuclear power reactor / V. I. Lebedev, V. M Tishkov, L. V. Shmakov, S. M. Kovalev / statement 05.15.2023; publ. 01/27/2005 Bulletin. N3 – 10 s.; ill.. Зимон А. Д., Пикалов В. К. Дезактивация. – М.: ИздАТ, 1994. – 336 с.. Zimon A. D., Pikalov V. K. Deactivation. – M.: Publishing House, 1994. – 336 p.. Ампелогова Н. И. и др. Дезактивация оборудования и систем 1-го блока Ленинградской АЭС при выводе из эксплуатации // Атомная энергия. – 1998. – Т. 85. – №. 2. – С. 138-143.. Ampelogova N. I. et al. Decontamination of equipment and systems of the 1st unit of the Leningrad nuclear power plant during decommissioning. 1998. T. 85. №. 2, P. 138-143.. Алешин A. M., Змитродан А. А., Кривобоков В. В. Разработка и применение технологии дезактивации оборудования и трубопроводов наземного стенда-прототипа транспортной ЯЭУ // Технологии обеспечения жизненного цикла ядерных энергетических установок. – 2019. – №. 4. – С. 34-49.. Aleshin A. M., Zmitrodan A. A., Krivobokov V. V. Development and application of technology for decontamination of equipment and pipelines of the ground stand-prototype of transport nuclear power plants. 2019. № 4. P. 34-49.. Наумов А. А., Ташлыков О. Л. Минимизация дозовых затрат при ремонтном обслуживании систем и оборудования АЭС // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2010. – №. 1. – С. 80-88.. Naumov A. A., Tashlykov O. L. Minimization of dose costs in repair maintenance of systems and equipment of nuclear power plants. Nuclear power. 2010. № 1, P. 80-88.. Ташлыков О. Л., Щеклеин С. Е. О влиянии на эффективность дезактивации конструкционных особенностей систем реакторной установки // Научные труды VI отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Ч. 1. – Екатеринбург, 2004. – Уральский государственный технический университет-УПИ, 2004. – С. 187-188.. Tashlykov O. L., Shcheklein S. E. On the Influence on the Efficiency of Decontamination of Structural Features of Reactor Installation Systems // Scientific Works of the VI Reporting Conference of Young Scientists of the State Educational Institution of Higher Professional Education of the Ural State Technical University. Ch. 1. – Ekaterinburg, 2004. Ural State Technical University-UPI, 2004. P. 187-188.. Юрманов В. А. и др. Безопасный способ дезактивации первых контуров АЭС при подготовке к выводу из эксплуатации // Проблемы и перспективы развития химического и радиохимического контроля в атомной энергетике. – 2017. – С. 133.. Yurmanov V. A. et al. Safe Method of Decontamination of the First Circuits of the Nuclear Power Plant in Preparation for Commissioning // Problems and Prospects for the Development of Chemical and Radiochemical Control in Nuclear Energy. 2017. p. 133.. Воронин Д. В., Истомин В. Л., Хлебус К. А. Экспериментальное исследование дезактивации внутренней поверхности трубопроводов на макете импульсного пневмотранспорта абразивным обдувом // Атомная энергия. – 2012. – Т. 113. – №. 5. – С. 266-270.. Voronin D. V., Istomin V. L., Khlebus K. A. Eksperimental’noe issledovanie decontaminatsi i vnutrennogo surface truboprovodov na modele impulsionnogo pneumotransporta abrasive obduv [Experimental study of decontamination of the internal surface of pipelines on the model of pulsed pneumatic transportation by abrasive blowing]. 2012. T. 113. № 5, P. 266-270.. Комаров А. А. и др. Исследование эффективности технологии дезактивации оборудования гидрокавитационным методом // XIX Всероссийская научно-практическая конференция «Дни науки–2019». Посвящается 150-летию открытия периодического закона Д. И. Менделеевым: Материалы конференции. Озерск, 17-20 апреля 2019 г. – Озёрск: ОТИ НИЯУ МИФИ, 2019–248 с. ISBN 978-5-905620-30-0–248 с. – 2019. – С. 96.. Komarov A. A. et al. Issledovanie effektivnosti tekhnologii decontaminatsi i oborudovaniem hydrocavitatsionnom metod [Study of the effectiveness of decontamination technology of equipment by the hydrocavitation method]. Dedicated to the 150th anniversary of the discovery of the periodic law of D. I. Mendeleev: Conference Proceedings. Ozersk, April 17-20, 2019 – Ozersk: OTI NRNU MEPHI, 2019, p. 96.. Frano R. L. et al. Application of PHADEC method for the decontamination of radioactive steam piping components of Caorso plant // Nuclear Engineering and Design. – 2014. – Т. 273. – С. 595-601.. Frano R. L. et al. Application of PHADEC method for the decontamination of radioactive steam piping components of Caorso plant //Nuclear Engineering and Design. – 2014. – Т. 273. – С. 595-601.. Nam S., Um W. Decontamination of radioactive metal wastes using underwater microwave plasma // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2022. – Т. 10. – №. 1. – С. 107090.. Nam S., Um W. Decontamination of radioactive metal wastes using underwater microwave plasma // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. Т. 10. №. 1, С. 107090.. Патент N 2384906 РФ МПК G21F 9/34. Ультразвуковая установка для дезактивации металлических изделий. / Н. М. Лебедев, А. П. Васильев, Г. В. Дубинин, В. Н. Коваленко, А. Е. Савкин, В. Ю. Сердитов, А. В. Коняхин / заявл. 10.09.2009; опубл. 20.03.2010 Бюл. N8 – 5 c.; ил.. Patent N 2384906 RF IPC G21F 9/34. Ultrasonic installation for decontamination of metal products. / N. M. Lebedev, A. P. Vasiliev, G. V. Dubinin, V. N. Kovalenko, A. E. Savkin, V. Yu. Serditov, A. V. Konyakhin / appl. 09/10/2009; publ. 03/20/2010 Bulletin. N8 – 5 sec.; ill.. Т. А. Кулагина, В. В. Шеленкова Способы дезактивации поверхностей с радиоактивным загрязнением. «Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies» № 10(3) (352-363). 2017. T. A. Kulagina, V. V. Shelenkova. Methods for decontamination of surfaces with radioactive contamination. «Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies» №. 10(3) (352-363). 2017. В. М. Шумячер, С. А, Крюков, Н. В. Байдакова, А. М. Безнебеева, Е. М. Ревзина Абразивные материалы, инструменты, пасты, суспензии и их использование: учебно-терминологический словарь. – Спб.: Наукоёмкие технологии, 2019. – 154 с.. V. M. Shumyacher, S. A., Kryukov, N. V. Baydakova, A. M. Beznebeeva, E. M. Revzina. Abrasive materials, tools, pastes, suspensions and their use: educational terminological dictionary. – St. Petersburg: High technology, 2019. – 154 p.. Белоусов П. Е., Милютин В. В., Крупская В. В., Зеленин П. Г. Использование природных сорбентов для очистки радиоактивно-загрязнённых растворов // Сборник материалов VII Российской молодёжной научно-практической Школы «Новое в познании процессов рудообразования» (61-62). 2018.. Belousov P. E., Milyutin V. V., Krupskaya V. V., Zelenin P. G. The use of natural sorbents for the purification of radioactively contaminated solutions // Collection of materials of the VII Russian Youth Scientific and Practical School «New in the knowledge of ore formation processes» (61-62). 2018.. Сурганов О. А., Шастин А. Г., Щеклеин С. Е. Метод дезактивации оборудования с применением ультразвука // Тезисы докладов межотраслевой научно-технической конференции «Реакторные материалы атомной энергетики» (31-32). Екатеринбург, 2021.. Surganov O. A., Shastin A. G., Shcheklein S. E. Method of decontamination of equipment using ultrasound // Abstracts of reports of the interindustry scientific and technical conference «Reactor materials for nuclear energy» (31-32). Ekaterinburg, 2021.. Патент N 2626385 РФ МПК G21F 9/16. Установка для отверждения жидких радиоактивных отходов / А. И. Попов, С. Е. Щеклеин / заявл. 27.06.2016; опубл. 26.07.2017 Бюл. № 21. – 10 с.; ил.. Patent № 2626385 RF IPC G21F 9/16. Installation for solidification of liquid radioactive waste / A. I. Popov, S. E. Shcheklein / statement 06/27/2016; publ. 07/26/2017 Bulletin. № 21 – 10 s.. Капустина И. Б., Соловьёв В. Н., Фокина Г. И., Левчук А. С. Иммобилизация радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности «Вестник Национальной Академии Наук Беларуси» № 3 (86-91). 2013.. Kapustina I. B., Solovyov V. N., Fokina G. I., Levchuk A. S. Immobilization of low and medium level radioactive waste «Bulletin of the National Academy of Sciences of Belarus» № 3 (86-91). 2013.. Гафарова В. В., Кулагина Т. А. Безопасные методы утилизации радиоактивных отходов «Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies» № 9(4) (585-597). 2016.. Gafarova V. V., Kulagina T. A. Safe methods of disposal of radioactive waste «Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies». № 9(4) (585-597). 2016.. В. И. Аксёнов, А. А. Кадников, А. Г. Шастин Новые способы применения ультразвука для дезактивации оборудования ЯЭУ «Вопросы радиационной безопасности» № 1 (10-15). 2012.. V. I. Aksenov, A. A. Kadnikov, A. G. Shastin New methods of using ultrasound for decontamination of nuclear power plant equipment «Radiation Safety Issues». № 1 (10-15). 2012.. Патент N 2505872 РФ МПК G21F 9/28. Способ дезактивации труб и трубных пучков – кислотно-абразивная дезактивация / В. И. Аксёнов, А. А. Кадников, В. И. Минаев, А. Г. Шастин, С. Е. Щеклеин / заявл. 24.10.2011; опубл. 27.04.2013 Бюл. № 3 – 5 с.. Patent № 2505872 RF IPC G21F 9/28. Method for decontamination of pipes and tube bundles – acid-abrasive decontamination / V. I. Aksenov, A. A. Kadnikov, V. I. Minaev, A. G. Shastin, S. E. Shcheklein / statement 10/24/2011; publ. 04/27/2013 Bulletin. № 3 – 5 s.. Сурганов О. А., Щеклеин С. Е., Шастин А. Г. Разработка технологии дезактивации трубопроводов АЭС // Физика. Технологии. Инновации. Тезисы докладов (ФТИ-2023). – 2023. – С. 109-110.. Surganov O. A., Shcheklein S. E., Shastin A. G. Razrabotka tekhnologii decontaminatsii trubovodov AES [Development of technology for decontamination of pipelines of nuclear power plants]. Technology. Innovation. Abstracts (IPT-2023). – 2023. P. 109-110.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.