Акционерное общество «Электрогорский научно-исследовательский
центр по безопасности атомных электростанций»
Организация АО «Концерн Росэнергоатом»
ПРЕДПРИЯТИЕ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»
Обратная связь Карта сайта English version
РОСАТОМ Росэнергоатом

Химико-технологический стенд для проведения испытаний ионообменных смол на осмотическую стабильность и механическую прочность в динамических условиях (ОСМОС)

Стендовые испытания осмотической стабильности и механической прочности в условиях, приближенных к эксплуатационным, являются эффективным методом оценки качества, физической стойкости и эксплуатационных характеристик ионообменных смол, предназначенных для применения в установках при высоких скоростях фильтрования, с многократной регенерацией, с гидроперегрузкой и т.п.

ОСМОС – стенд расширенных испытаний ионообменных смол при циклической регенерации. Основными рабочими элементами стенда (рисунок) являются экспериментальные колонки, заполненные пробой катионита (анионита). Колонки оснащены верхними и нижними распределительными коллекторами и трубной обвязкой с электромагнитными клапанами и регулирующими дросселями на линиях сброса из колонок. Для измерения гидравлического сопротивления фильтрующего слоя предусмотрена линия подачи отмывочной воды в верхние коллекторы колонок.

Система приготовления рабочих растворов кислоты и щелочи предусмотрена в помещении бокса и состоит из двух баков–монжусов с ручными мешалками. Баки-монжусы соединены подающими трубопроводами с расходными ёмкостями кислоты и щелочи, которые заполняются рабочей средой с использованием системы вакуумирования. Последняя включает в себя вакуумный насос и форвакуумный баллон, соединённые между собой трубопроводами с запорной арматурой.

Подача рабочих растворов в экспериментальные колонки осуществляется с помощью четырех насосов-дозаторов. Отмывочная вода в экспериментальные колонки подается из бака обессоленной воды с помощью одновинтового насоса.

Система АСУТП стенда имеет двухуровневую структуру, связь между нижними и верхними уровнями осуществляется по сети ETHERNET. Система обеспечивает опрос 15 измерительных каналов и управление 19 единицами арматуры и агрегатов стенда.

Получен аттестат Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, удостоверяющий пригодность стенда для испытаний ионообменных смол на механическую прочность и осмотическую стабильность в установленных технической документацией параметрах испытаний.

В рамках выполнения работ по созданию методик стендовых испытаний ионообменных смол, используемых для загрузки фильтров конденсатоочистки АЭС, проведены:

  1. Стендовые испытания сильноосновных анионитов гелевого типа марки Monoplus M 500 KR производства фирмы «Lanxess», марки Monosphere A 550 LC производства фирмы «Dow Europe» и макропористого типа марки AmberJet 9000(OH) производства фирмы «Rohm and Haas», марки Monoplus MP 500 KR производства фирмы «Lanxess», с количеством циклов испытаний 20, 40 и 60, в результате которых установлены режим и условия проведения стендовых испытаний для данных типов сильноосновных анионитов, определены совместные показатели осмотической стабильности и механической прочности (ОСМ) для данных образцов анионитов (табл. 1, 2).
  2. Стендовые испытания сильнокислотных катионитов гелевого типа марки Lewatit Monoplus S 100 KR производства фирмы «Lanxess», марки Dowex Monosphere 545 C производства фирмы «Dow Europe» и макропористого типа марки Lewatit Monoplus SP 112H производства фирмы «Lanxess», марки Ambersep 252H производства фирмы «Rohm and Haas», с количеством циклов испытаний 20, 40 и 60 (табл. 3, 4).

В результате выполненных работ:

  1. отработаны режимы проведения стендовых испытаний сильноосновных анионитов и сильнокислотных катионитов гелевой и макропористой структуры;
  2. разработаны методики совместного определения осмотической стабильности и механической прочности сильноосновных анионитов и сильнокислотных катионитов гелевой и макропористой структуры, метод расчета количества целых и разрушенных гранул ионитов после проведения испытаний.

Возможности стенда ОСМОС и направления работ

  1. Проведение сравнительных испытаний ионообменных смол для установок АЭС и ТЭС с целью определения совместного показателя осмотической стабильности и механической прочности в динамических условиях, приближенных к реальным условиям их эксплуатации.
  2. Оценка динамики изменения показателей физической стойкости ионообменных смол на стадиях опытно-промышленного и промышленного освоения.
  3. Проведение входного и эксплуатационного контроля ионообменных смол для установок АЭС и ТЭС.
  4. Выполнение работ по сертификации ионообменных материалов, поступающих на предприятия отрасли.

Таблица 1. Показатели ОСМ сильноосновных анионитов гелевого типа после 20, 40,60 циклов испытаний


Количество циклов испытаний

ОСМ сильноосновного анионита гелевого типа Monoplus M 500 KR, %

ОСМ сильноосновного анионита гелевого типа Monosphere A 550 LC, %

20

98,4

96,0

40

97,5

89,2

60

95,7

86,2

 

Таблица 2. Показатели ОСМ сильноосновных анионитов макропористого типа после 20, 40,60 циклов испытаний


Количество циклов испытаний

ОСМ сильноосновного анионита макропористого типа Lewatit monoplus MP 500 KR, %

ОСМ сильноосновного анионита макропористого типа Amberjet 9000 OH, %

20

98,6

99,6

40

98,6

99,8

60

98,9

99,9

 

Таблица 3. Показатели ОСМ сильнокислотных катионитов гелевого типа после 20, 40,60 циклов испытаний


Количество циклов испытаний

ОСМ сильнокислотного катионита гелевого типа Lewatit Monoplus S 100 KR (H), %

ОСМ сильнокислотного катионита гелевого типа Dowex Monosphere 545 (H), %

20

99,8

99,9

40

98,6

99,8

60

97,0

99,9

 

Таблица 4. Показатели ОСМ сильнокислотных катионитов макропористого типа после 20, 40,60 циклов испытаний


Количество циклов испытаний

ОСМ сильнокислотного катионита макропористого типа Lewatit SP 112 (H), %

ОСМ сильнокислотного катионита макропористого типа Amberserp 252 (H), %

20

99,9

97,1

40

99,9

95,9

60

99,9

96,5

 

Рабочий участок стенда ОСМОС
Рабочий участок стенда ОСМОС

Схема ОСМОСТемпература рабочей среды — 23 ± 5 °С
Рабочая среда - обессоленная вода:
5–10% раствор H2SO4
5–10% раствор NaOH
Внутренний диаметр рабочей колонки — 15 мм
Высота рабочей части экспериментальной колонки — 600 мм
Количество циклов — 20–60



1, 2 – колонки для катионита и анионита; 3, 4 – верхние и нижние распределительные коллекторы; 5 – трубные обвязки с электромагнитными клапанами; 6 – баки-монжусы для приготовления растворов кислоты и щелочи; 7 – расходные баки растворов кислоты и щелочи; 8 – насос вакуумный; 9 – форвакуумный баллон; 10 – насосы-дозаторы подачи растворов кислоты и щелочи; 11 – бак обессоленной воды; 12 – насос одновинтовой подачи обессоленной воды; 13 – расходомерный участок с фильтром; 14 – сборный бак; 15 – бак промежуточного сброса (гидрозатвор).

Комплексный проектный инжиниринг
Автоматизация нестандартных объектов и систем
Электролаборатория АО «ЭНИЦ»
Поставка систем контроля и управления водно-химическим режимом
Орган по сертификации
Испытательная лаборатория АО «ЭНИЦ»