[发明专利]一种去除乏燃料池水中硫酸根的装置和方法

说明书

本发明提供一种去除乏燃料池水中硫酸根的装置，其包括双层树脂床和泵；所述泵将所述双层树脂床和乏燃料水池连通，经配置以将乏燃料水池中的水泵入所述双层树脂床内。本发明提供的去除乏燃料池水中硫酸根的装置和方法，解决乏燃料水池净化床运行中硫酸根离子增加的问题，同时避免树脂被双氧水氧化的问题，改善回路水质，避免阳树脂性能下降和阴树脂提早饱和，最终延长树脂床寿命，改善乏燃料池水水质。

技术领域

本发明涉及一种去除乏燃料池水中硫酸根的装置和方法。

背景技术

从反应堆燃料池卸出的乏燃料组件，如果采用湿式储存，需要将乏燃料组件储存在乏燃料储存水池中一段时间，经衰变冷却后方可向后处理厂转运。由于乏燃料水池内贮存的燃料组件存在重返临界的风险，需要对其反应性进行控制，防止链式反应，因此溶液中还需要添加较高浓度的硼酸，通常为2500～3000ppm。同时水中杂质还包含一些放射性的腐蚀产物、裂变产物和少量的硅、钠离子等除盐水带入的杂质。

为了保证乏燃料的安全储存，需要对乏燃料水池中的水通过混合离子交换树脂净化床(通常为强酸阳离子交换树脂和强碱阴离子交换树脂的混合物)循环净化，包括去除其中的放射性腐蚀产物、裂变产物和其他杂质，维持换料水池低放射性水平，并保持池水清澈度。

由于乏燃料水池内的水是直接和空气接触的，因此水中氧浓度一般达到数个ppm，在放射性环境下，会发生如下反应：

O₂+2H₂O-----2H₂O₂

而离子交换树脂净化床中的树脂是苯乙烯二乙烯苯高分子聚合物，在氧化性物质H₂O₂的环境下会产生氧化降解，其中阳树脂含有磺酸基，降解后会产生聚苯乙烯磺酸盐，进一步分解后会产生硫酸根离子，因此很多核电厂乏燃料水净化床运行过程中水中硫酸根浓度逐渐升高。目前通常的解决方案是减少其中阳树脂用量或者采用抗氧化性能更好的高交联度阳离子交换树脂，情况虽然有所缓解，但减少阳树脂用量会影响混床树脂床净化效率，缩短树脂床寿命，增加固废产生量，提高树脂交联度会增加初期采购成本。

如何安全有效解决回路中硫酸根离子问题，又不影响混床净化效果，解决现有核电行业乏燃料水池净化时产生硫酸根导致水质恶化、树脂寿命缩短等问题成为本发明的重点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种去除乏燃料池水中硫酸根的装置。

本发明提供的去除乏燃料池水中硫酸根的装置包括双层树脂床和泵；所述泵将所述双层树脂床和乏燃料水池连通，经配置以将乏燃料水池中的水泵入所述双层树脂床内。

优选地，所述双层树脂床的上层为混合离子交换树脂，包括强酸氢型阳离子交换树脂和强碱氢氧型阴离子交换树脂。

优选地，所述双层树脂床的下层为氢氧型载钯树脂。

优选地，所述泵与所述双层树脂床的顶部连通。

优选地，所述双层树脂床的底部与乏燃料水池连通。

优选地，所述双层树脂床的上层混合离子交换树脂的高度为1000mm-2000mm。

优选地，所述双层树脂床的下层氢氧型载钯树脂的高度为100-600mm。

本发明的另一目的在于，提出一种去除乏燃料池水中硫酸根的方法。

本发明提供的去除乏燃料池水中硫酸根的方法包括如下步骤：

采用泵将乏燃料水池中的水以10～100BV/h的流速自双层树脂床的顶部泵入；

将经所述双层树脂床处理后的液体从所述双层树脂床的底部流入乏燃料水池；