Atomerőmű, 1990 (13. évfolyam, 1-12. szám)
1990-09-01 / 9. szám
4 ATOMERŐMŰ Megnyugtató eredmények A Duna hatása a paksi atomerőmű üzemére, valamint az erőmű hatása a Dunára Az erőművek köztudottan a nagy vízfelhasználók családjába tartoznak. Az erőművek a víz legnagyobb hányadát hűtési célra használják. A paksi atomerőmű a hűtésre és egyéb technológiai célra felhasznált vizét a Dunából szerzi. A víz a Dunából egy ún. hidegvíz-csatornán keresztüljut el a vízkivételi műig. A vízkivételi mű kapacitására mi sem jellemzőbb mint, hogy másodpercenként több mint 100 m3 víz kiemelésére képes. Ez a vízmennyiség éves viszonylatban meghaladja a 3 milliárd m3-t is. Ez a hatalmas vízmennyiség a kondenzátorok, technológiai berendezések, biztonsági rendszerek hűtését szolgálja. A kiemelt víz tisztítására csak mechanikai (szűrés) lehetőség van, mivel ezen víztömeg tisztítása minden más módszerrel (pl. kémiai) költségvonzata miatt, teljes mértékben gazdaságtalan lenne. A következőkben a Duna erőműre gyakorolt hatásával foglalkoznék. Mint ismeretes, hazánk legnagyobb folyójának vízminősége az utóbbi évtizedben rohamosan romlott. Ennek egyik oka, hogy a Duna hazánk területére már nem első osztályú vízminőséggel érkezik. A Vág-Duna torkolata alatt a szennyvízbevezetések és a mellékvízfolyások hatására a víz minősége tovább romlik. A budapesti szennyvízbevezetések szintén nem segítik elő a folyó vízminőségének javítását. A folyó Paks térségébe érve az öntisztuló képességének következtében, általában csak az ammonium-, foszfátion és az ásványolaj-származékok mennyiségében haladja meg az első osztályú határértéket. Az erőmű szempontjából azonban a lebegőanyag és az ipari jellegű hulladékok (konzervgyár, papírgyár) jelenlétével kell potenciálisan számolni. A lebegőanyagot illetően a hidegvíz-csatornának ülepítő hatása van. A vízkivételi mű előterében viszont a szivatytyúk üzeméből következő turbulencia következtében a lebegőanyag fölkeveredik és a kisebb szemcseátmérőjű szennyezők bejutnak a technológiai rendszerekbe. A kialakult holtterekben, illetve ahol a víz áramlási sebessége lecsökken, a lebegőanyag (iszap) kirakódik. Ez jelenleg elzáródásokat, ill. hőmérséklet-emelkedéseket, ezáltal hatásfokcsökkenést okoznak. Ezen szennyeződések eltávolítása leállások időszakában történhet, de egyes esetekben üzemközbeni beavatkozásokra is szükség van. Az erőműben egyes berendezéseken kísérletek folynak ezen probléma elhárítására. A végső megoldást a forrásoldali szennyeződés lokalizálása jelentené, a szerves ipari szennyeződéseket is beleértve. Az előzőekben leírt problémakörön kívül a szerves szenynyezők táplálékul szolgálnak, és elősegítik a technológiai rendszerekben a biológiai élő bevonatok (mohaállatok, kagylók stb.) kialakulását, amelyek ugyanolyan, sőt egyes esetekben nagyobb problémát jelentenek a lebegőanyag okozta problémánál. A biológiai szennyeződések eltávolítására az előbbivel ellentétben kidolgozott kémiai eltávolítási módszerrel rendelkezünk, viszont ennek is hátránya, hogy csak leállási időszakban alkalmazható. r A bejövő víz minőségét a hidegvíz-csatornára telepített mérőállomáson mérjük, amely kiterjed a lebegőanyag, vezetőképesség, pH, olaj, valamint a víz és környezeti hőmérséklet mérésére is. Itt kell megemlíteni, hogy az erőmű hűtése átfolyásos rendszerű, amely gyakorlatilag azt jelenti, hogy a kiemelt vízmennyiség maradéktalanul az ún. melegvíz-csatornán keresztül visszajut a Dunába. A kimenő víz minőségét az előbbiekben említett fizikáikémiai összetevők vonatkozásában mérjük, a melegvíz-csatornán a Dunába való betorkollás előtt. Ezen mérésekből egyértelműen megállapítható, hogy nem bocsátunk ki rosszabb minőségű vizet, mint amilyet kiemelünk. (Lásd pl. lebegőanyag.) Hőterhelés ill. hőszennyezés E témával az 1975-ben indult tárcaközi kutatás foglalkozik mélyebben, amelynek keretében a BME és a VEIKI vizsgálatai feltárták hazai folyóink hőterhelésének jellegzetes fizikai folyamatait, megalapozva a VITUKI párhuzamosan megkezdett, vízbiológiai vonatkozású kutatásait. Előre becsülték már akkor a paksi atomerőmű várható hőterhelési-hőszennyeződési folyamatait is. Erre a kutatásra épült 1982-ben az erőmű indítása előtti alapállapot-felvétel, amelynek során elemezték a Paks alatti Duna-szakasz sajátos meder- és áramlási viszonyait, illetőleg ezek várható hatásait a hőterhelési-hőszenynyeződési folyamatokra. 1983-tól kezdve már az atomerőmű üzembe állása utáni hőterhelési állapotot vizsgálták. 1987-től már mind a négy blokk működésének együttes hatására is végeztek megfigyeléseket, mindenkor összhangban a VITUKI hidrobiológiái kutatásaival. Mielőtt tovább foglalkoznék e témakörrel, szükséges a hőterhelés, ill. hőszennyezés fogalmát tisztázni. Hőterhelést jelent minden olyan fizikai beavatkozás, amely következtében (viszonylagos folyamatos üzem mellett) magasabb hőmérsékletű vizet bocsátunk ki, mint amilyet kiemelünk. Hőszennyezés, amikor a bevezetés következtében tartósan olyan hőmérsékleti viszonyok alakulnak ki - pl. a Duna esetében 30° C -, amelyek a fizikaikémiai, illetve biológiai összetételben visszafordíthatatlan változást okoznak. Az erőmű üzemében a kiemelt, illetve visszavezetett víz közötti hőmérséklet-különbség 9°C. A vizsgálatok a Duna vízjárásához és hőmérsékleti viszonyaihoz, valamint üzeméhez igazodtak. A megfigyeléseket természetesen elsősorban a hőszenynyezés szempontjából mértékadónak tekintett nyári, kora őszi időszakban végezték, lehetőleg a magas vízhőmérséklet, alacsony vízállás és nagy hőterhelés együttes előfordulásakor. Összefoglalva az atomerőmű 4. blokkos (1760 MW) kiépítésének dunai hőterhelésére vonatkozó vizsgálatok a mértékadó állapotokban rögzítették a dunai hőmérsékleti viszonyokat. Megnyugtató, hogy a megfigyelt vízhőmérsékletek nem haladták meg az előre becsült értékeket, illetve a hatóságilag kiszabott korlátot. KÖVES LÁSZLÓ hidrotechnológus Kis és közepes aktivitású folyékony radioaktív hulladékok tervezett feldolgozása A termelőmunka elkerülhetetlenül együtt jár a munkafolyamat jellegétől függő hulladékok keletkezésével. Az eddigi gyakorlat szerint hulladékoknak azokat az anyagokat tekintjük - halmazállapotuktól és konzisztenciájuktól függetlenül -, amelyek gazdaságos újrahasznosítására az adott helyen és időben társadalmi igény vagy anyagi tehetőség nincs. Ebből következik az is, hogy egyes anyagok hulladékká minősítése nem szükségszerűen végleges. Több komponenst tartalmazó hulladékokból egyes komponensek visszanyerése a későbbiekben gazdaságossá válhat. Működő atomerőművi blokkok ellenőrzött zónájában különböző forrásokból radioaktív izotópokat tartalmazó vegyszeres hulladékvizek keletkeznek. A paksi atomerőmű ellenőrzött zónájában keletkezett minden nem kibocsátható, radioaktív szennyeződést tartalmazó folyékony hulladékot radioaktív hulladéknak tekintünk. Folyékony radioaktív hulladékok közé soroljuk a bepárlási maradékon kívül a kimerült, primer körben használt ioncserélő gyantákat, különböző iszapokat és a szennyezett szerves oldószerkeverékeket. A paksi atomerőmű ellenőrzött zónájában a következő forrásokból keletkeznek vegyszeres, szenynyezett hulladékvizek:- szervetlen szivárgások- primer köri víztisztítók ioncserélő gyantáinak lazítóvize és regenerátuma, gyantacserék transzportvize- elhasznált dekontamináló oldatok- primer köri laborok hulladékvizei A felsorolt forráshelyekből látható, hogy a radioaktív hulladékvízben, mint kis szárazanyag-(3-5 g/l)tartalmú vizes oldatban mindazok az oldott vegyszerek megtalálhatók, amelyeket a primer kör vízüzemének vezetésére, víztisztítók regenerálására, a reaktorteljesítmény finomszabályozására és dekontaminálási célokra felhasználunk. Az összegyűjtött (nem szelektált) hulladékvizeket vegyszeres („metaborátos”) kezelés után bepárolják kb. 400 g/1 össz-sókoncentrációjú sűrítménynyé. A folyékony radioaktív hulladékok (sűrítmény, használt gyanták, iszapok) feldolgozása a nemzetközi gyakorlat szerint, annak beágyazását jelenti valamilyen - bekeverés után - megszilárduló matrixanyagba. Erre azért van szükség, hogy szétszóródását ezzel is megakadályozzák azon kívül, hogy zárt edénybe kerül, amelyet azután a hulladéktemetőben külön, szigorú előírásoknak megfelelően tárolhatnak. Matrixanyagként cementet, bitument vagy műanyagokat használnak fel. Cél az, hogy a beágyazott végtermékre előirt normák betartása mellett a tárolás minél kisebb térfogatban történhessen. A paksi atomerőmű folyékony radioaktív hulladékainak feldolgozására - több évvel ezelőtt - különböző nyugat-európai cégektől ajánlatot kértek vállalatunk ezzel a kérdéssel foglalkozó szakemberei. Sok szempontot figyelembe véve és mérlegelve a nyugatnémet NUKEM cég mobil cementezöberendezésének (MOWA) megvásárlásáról döntöttek. A berendezés elkészült és jelenleg már Pakson van. A szállítási szerződés szerint szükséges hidegpróbát (inaktív körülmények között), ideiglenes felállítási helyen, ez év október második Jelében szeretnénk elvégezni, közösen a BÉRIG szakembereivel. A MOWA cementezőberendezéssel (ábra) történő hulladékfeldolgozás rövid ismertetése előtt néhány mondatban a feldolgozásra kerülő folyékony radioaktív hulladékok mennyiségének csökkentésére irányuló átalakításokról és fejlesztésekről is írnom kell. Ezek közül a leglényegesebbek a következők voltak:- A primer köri csurgalékvízbe kerülő bórsav mennyiségének csökkentése (reaktorosztály által elvégzett átalakítások).- A paksi műszaki tervben szereplő 200 g/l-es össz-sókoncentrációjú sűrítmény helyett 400 g/1- ig történő besűrítési technológia kidolgozása és alkalmazása (Magyar Ásványolaj és Földgáz Kísérleti Intézet kutatási eredményei alapján).- Különböző üzemviteli intézkedésekkel, amelyeket a reaktorosztály és vegyészeti osztály hajtott végre a saját rendszerein. Ezen munkák eredményeként sikerült a műszaki tervben évente négy blokkra tervezett 600 mi sűrítmény mennyiségét 25(f alá csökkenteni. Ez azért lényeges kérdés, mert a folyékony hulladékok feldolgozásának költsége külföldi adatok alapján meghaladja ma már a 3000 dollár/m3 értéket. Korábbi koncepció szerint a folyékony hulladékok feldolgozása az 1. és a 2. segédépülethez csatlakoztatva megépítendő feldolgozóépületben történne, felváltva a mobil MOWA cementezőberendezés átszállításával, amely erre a feladatra alkalmas. Jelenleg folyamatban van annak a lehetőségnek a megvizsgálása, hogy feldolgozás csak a 2. segédépület mellé megépítendő feldolgozó épületben történjen, és az 1. segédépületben tárolt hulladékok oda kerüljenek átadásra. Ezzel a megoldással az 1. segédépületi szilárdhulladék-tárolókat nem kellene átalakítani feldolgozóépületté. A MOWA cementezőberendezés ún. „vesztett keverős” vaslemezből készült hordókat (a bekeverés után a keverő a hordóban marad) igényel, amelybe feldolgozandó hulladékfajtától függő receptúra szerint szükséges menynyiségű cementet és mészhidrátot töltünk be a hordó-előkészítő épületben, utána szállítjuk az így előtöltött hordókat a feldolgozóépülethez. A folyékony hulladékokat a MOWA berendezés bemérőtartályaiba (külön a sűrítményt és külön a használt gyantát) egy feladószivattyú és egy-egy segédépületi tárolótartályból induló recirkulációs körvezeték megcsapolásából adagoljuk be. Az előtöltött hordókat egymás után targoncával szállítjuk és helyezzük el a cementezőberendezés keverőállásába. A keverőállásban megtörténik a csatlakozás és töltőfejen lévő töltő-, levegőelszívó és keverőcsatlakozó és a hordón lévő nyílások között. Ezután a berendezés saját adagolószivattyújával tölti be a folyékony hulladékot a bemérőtartályból a hordóba a keverőszerkezet folyamatos működése mellett. A bekeverés végén a hordóban homogén cementkása marad. A csatlakozások bontása és a végleges fedéllel való lezárás után a végtermékhordók az átmeneti tárolóba kerülnek. Innen lesznek elszállítva min. 3 napos pihentetés után a végleges hulladéktárolóba. MOWA berendezés teljesítménye:- bepárlási maradék és iszap feldolgozása esetén 10 m3/8 óra (40 db 400 1-es hordóban)- elhasznált ioncserélő gyanták feldolgozása esetén 2 m3/8 óra (20 db 200 1-es hordó) Ha a cementezésre kerülő folyékony hulladékok aktivitáskoncentrációja indokolja, akkor a hordókat a feldolgozás során biológiai védelembe kell tenni. (Nemzetközi előírások szerint a hulladékcsomag felületétől 1 m távolságra a dózisteljesítmény 0,1 mSv/h lehet.) A hulladékfeldolgozó épület a terv szerint 1992-re készül el. A MOWA berendezés „melegpróbája” valós hulladékokkal a beépítés helyén történik meg. Üzemeltetni akkor lehet, ha a cementezett hulladékok elhelyezésének kérdése megoldódik. Addig célszerű a folyékony hulladékokat cementezés nélkül a segédépületi tárolótartályokban tárolni. Erre azért van lehetőség, mert az eddigi üzemeltetés során összegyűlt sűrítményünk térfogata a tervek szerint elkészült tárolótartály-térfogatnak csak kb. harmadrészét foglalja el. Használt gyantából és iszapból eddig csak néhány köbmétert kell tárolnunk. A folyékony radioaktív hulladékok mennyiségének csökkentésére irányúló munkát a következő területeken folytatjuk:- Az ellenőrzött zónában lévő spec, csatornarendszer átalakításával a „szelektív” hulladékgyűjtés megvalósítása- Bórsav visszanyerésre irányuló kísérletek membrántechnológiai műveletekkel- Szervetlen szorbensek alkalmazásának vizsgálata- Ultraszűrési kísérletek. * A MOWA berendezés megvásárlásával vállalatunk egy korszerű hulladékfeldolgozó berendezés birtokába jutott, amely arra is alkalmas, hogy az előzőekben vázolt fejlesztések bármelyikében üzemi alkalmazása esetén keletkezett hulladékokat (szervetlen szorbensek, flokkuláló anyagok, stb.) is feldolgozza. VISZLAY JÓZSEF vegyészmérnök, környezetvédelmi szakmérnök Kis és közepes aktivitású radioaktív hulladék cementezőberendezés
