CAP 8 PROCEDURA DI TRATTAMENTO CHIMICO

CAP 8

PROCEDURA DI TRATTAMENTO CHIMICO

8.1 PREMESSA

All’interno di questo capitolo sono raccolti i dati sperimentali ricavati da prove di decontaminazione condotte su campioni estratti da alcuni sistemi che costituiscono il gruppo degli annex turbina del reattore. Lo studio è stato esteso a due sistemi vapore e in particolare il sistema N11 vapore principale in uscita dal reattore alla turbina e il sistema N38 vapore in uscita dalla turbina ai surriscaldatori. Questi primi risultati hanno permesso di ottenere dei dati per poter valutare le differenze macroscopiche di comportamento tra due sistemi vapore.

Successivamente è stato approfondito lo studio in corrispondenza del sistema vapore N11 (che costituisce il sistema tra quelli esterni al reattore probabilmente più soggetto a problematiche di contaminazione da radioisotopi essendo di fatto il primo ad essere a contatto con il vapore ad alta temperatura e pressione in uscita dal reattore): sono stati analizzati i comportamenti confrontando la risposta di diverse sezioni all’interno dello stesso sistema N11 allo scopo di valutare come condizioni di esercizio e caratteristiche geometriche della linea possono influenzare le caratteristiche del crud e le modalità di deposizione del contaminante.

In ultimo sulla scorta dei dati ottenuti con lo studio del sistema N11 e con i risultati delle modellizzazioni e i confronti con i dati sperimentali si è provato ad individuare e a quantificare alcuni parametri del processo di decontaminazione chimica propedeutici ai fini della introduzione di un processo di ottimizzazione della gestione dell’attività di decontaminazione off line del l’impianto PHADEC.

8.2 RISULTATI SPERIMENTALI OTTENUTI DA ATTIVITA’ DI ATTACCO CHIMICO DI CAMPIONI ESTRATTI DAL SISTEMA N11 E N38

Durante la prima fase sono state fatte prove sperimentali di decontaminazione dei campioni estratti dal sistema N38 (sistema vapore ai surriscaldatori) e N11 (sistema vapore principale in uscita dal reattore alla turbina).

N° CAMPIONE POSIZIONE te m p e ra tu ra d i e s e rc iz io ( °C ) p re s s io n e d i e s e rc iz io a s s o lu ta c o n d iz io n i d i e s e rc iz io ti p o f lu id o p o rt a ta t o n /h ti to lo v a p o re p o s iz io n e c a m p io n e (g ra d i ri s p e tt o posizione rispetto alle curve note posizione campione d ia m e tr o l in e a m a te ri a le l in e a

SISTEMA N11 (vapore principale) N11GG001_ACC06_1 Collettore vapore principale 280 73,7 continuo linea vapor e 5000 99,90% 180° centrato distanza 10m dalla prima

fondo tubo parte bassa 36" acciaio al carbonio

SISTEMA N38 (Surriscaldatori di vapore) N38GG001_ACC06_01 Vapore a 2° stadio a MSRH A-B (a monte NN004A) 280 73,7 continuo linea vapor e 79 kg/h 99,90% 180°

su linea vapore vivo a 2° stadio MSRH A e B 10" acciaio al carbonio N38GG007_ACC06_03 Vapore a 1° stadio a MSRH A-B (a monte NN009A) 221 25 continuo linea vapor e 34 kg/h 97,00% 180° posizione inferiore linea spillamento 5° stadio 10"acciaio al carbonio Fig. 1

Nelle immagini che seguono sono riportate le sezioni di impianto da cui sono estratti i campioni trattati

N

N1111GGGG000011__AACCCC0066__11

N

ella tabella che segue sono riportati i risultati ottenuti: N

N3388GGGG000077__AACCCC0066__33

Campione N38GG001_1 Attività Bq Totali

Campione iniziale 99,78 Campione dopo 20' 22,89 Campione dopo 40' 8,22 Campione dopo 60' 4,53 Campione dopo 80' 3,8 Campione dopo 100' 3,51 Campione dopo 120' 0,3958

Campione N38GG001_1 Attività Bq Totali

Campione iniziale 246,9

Campione dopo 1°ora 78,3

Campione dopo 2° ora 12,89

Campione dopo 3°ore 5,3

Campione N38GG007_3 Attività Bq Totali

Campione iniziale 214,95

Campione dopo 3° ore 28,22

Di seguito viene indicata l’andamento della curva di decontaminazione per il provino N11GG001_ACC06_1 y = 61,631e-0,0377x 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120 140

Tempi dii trattamento (minuti)

A tt iv it à s u p e rf ic ia le ( B q /c m q ) Peso provino (g) 134 135 136 137 138 139 0 20 40 60 80 100 120

La curva di decontaminazione può essere espresso approssimativamente da un esponensiale del tipo:

Dai risultati ottenuti è possibile ipotizzare che l’andamento dell’attività in funzione del tempo di immersione in vasca segua un andamento del tipo:

'

Bt

e

A

Attività

₌

_⋅

₋

campione N38GG001_1

campione N38GG007_3

te mpo di trattame nto

A tt iv it à ( B q /c m q ) 0 50 100 150 200 250 0 1 2 3 4 5

tempo di trattam ento

A tt iv ità ( B q /c m q ) C CooeeffffiicciieenntteeBB C CooeeffffiicciieenntteeAA Sistema impianto 0,0377 66 N11GG001_ACC06

_0

1

8.3 RISULTATI SPERIMENTALI DEL TRATTAMENTO DI COMPONENTI ESTRATTI DAL SISTEMA VAPORE PRINCIPALE N11

L’analisi che segue è stata condotta in corrispondenza di componenti che caratterizzano il sistema vapore principale N11. Lo scopo principale di questa attività è stato quello di osservare quali differenze sia possibile riscontrare all’interno dello stesso sistema.

L’analisi

N11GG0009_24 Ammissione BP a TPAL A

N11GG0009_25 Ammissione BP a TPAL B

N11GG0011_10 Ingresso vapore HP a TPAL B

N11GG0011_26 Ingresso vapore HP a TPAL A

N11GG0017_14 Uscita MSRH B (lato est)

N11GG0017_15 Riammissione corpo BP A (a monte combinata F)

N11GG0017_18 Riammissione corpo BP B (a monte combinata D)

N11GG0017_22 Riammissione corpo BP C (a monte combinata A)

N11GG0019_04 Uscita MSRH C (lato est)

N11GG0023_19 Scarico valvola di sicurezza FF001C

N11GG0039_09

SISTEMA N11GG0009 (ammissione bassa pressione a turbopompe alimento A e B) N11GG009-24

SISTEMA N11GG0011 (ammissione alta pressione a turbopompe alimento A e B) N11GG0011-10

SISTEMA N11GG0017 (VAPORE DA MOISTURE SEPARATOR A E B alle valvole combinate)

N11GG0017_14 Uscita MSRH B (lato est)

N11GG0017_15 Riammissione corpo BP A (a monte combinata F)

N11GG0017_18 Riammissione corpo BP B (a monte combinata D)

N11GG0017_22 Riammissione corpo BP C (a monte combinata A)

SISTEMA N11GG0019 (VAPORE DA MOISTURE SEPARATOR C E D alle valvole combinate) N11GG0019-04

SISTEMA N11GG0023 (scarico relief valveFF001C al condensatore) N11GG0023-19

SISTEMA N11GG0039 (RITORNO VAPORE DALLE TENUTE TURBOPOMPA) N11GG0039-09

Di seguito i risultati ottenuti dall’analisi condotta:

Ammissione BP a TPAL A 6,85E-03 1,84E-03 1,56E-04

Ammissione BP a TPAL B 8,26E-03 5,43E-04 5,43E-04

Ingresso vapore HP a TPAL A 8,31E-02 2,92E-02 4,11E-04

Uscita MSRH B (lato est) 3,56E-03 3,30E-03 8,32E-04

Riammissione corpo BP A (a monte combinata F) 4,53E-02 2,74E-02 2,84E-04

Riammissione corpo BP B (a monte combinata D) 3,55E-02 3,83E-03 1,20E-03

Riammissione corpo BP C (a monte combinata A) 3,55E-02 1,54E-02 5,52E-04

Uscita MSRH C (lato est) 7,20E-03 5,96E-03 2,21E-04

Scarico valvola di sicurezza FF001C 1,59E-02 3,73E-03 2,72E-03

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 0 15 30

durata attacco acido (min)

ri d u z io n e d e ll o s p e s s o re ( m m ) N11GG0004_24 N11GG0004_25 N11GG0011_26 N11GG00017_14 N11GGOO17_15 N11GG0017_18 N11GG0017_22 N11GG0019_04 N11GG0023_19 0,00E+00 1,00E-02 2,00E-02 3,00E-02 4,00E-02 5,00E-02 6,00E-02 7,00E-02 8,00E-02 9,00E-02

0,0

0,6

0,7

0,00E+00 1,00E-02 2,00E-02 3,00E-02 4,00E-02 5,00E-02 6,00E-02 7,00E-02 8,00E-02 9,00E-02 0 15 30

durata attacco acido (min)

A tt iv it à B q /c m q N11GG0009_24 N11GG0009_25 N11GG0011_26 N11GG0017_14 N11GG0017_15 N11GG0017_18 N11GG0017_22 N11GG0019_04 N11GG0023_19 N11GG0009_24 y = -0,0033x + 0,0096 N11GG0009_25 y = -0,0039x + 0,0108 N11GG0011_26 y = -0,0413x + 0,1202 N11GG0017_14 y = -0,0014x + 0,0053 N11GG0017_15 y = -0,0225x + 0,0694 N11GG0017_18 y = -0,0172x + 0,0478 N11GG0017_22 y = -0,0175x + 0,0521 N11GG0019_04 y = -0,0035x + 0,0114 N11GG0023_19 y = -0,0066x + 0,0206

Di seguito per ciascun sistema sono indicate le caratteristiche

coefficiente angolare intercetta

N11GG0009_24 0,0033 0,0096 N11GG0009_25 0,0039 0,0108 N11GG0011_26 0,0413 0,1202 N11GG0017_14 0,0014 0,0053 N11GG0017_15 0,0225 0,0694 N11GG0017_18 0,0172 0,0478 N11GG0017_22 0,0175 0,0521 N11GG0019_04 0,0035 0,0114 N11GG0023_19 0,0066 0,0206

-0 ,0 4 5 -0 ,0 4 -0 ,0 3 5 -0 ,0 3 -0 ,0 2 5 -0 ,0 2 -0 ,0 1 5 -0 ,0 1 -0 ,0 0 5 0 N11GG0009_24 N11GG0009_25 N11GG0011_26 N11GG0017_14 N11GG0017_15 N11GG0017_18 N11GG0017_22 N11GG0019_04 N11GG0023_19 s e z io n i d i im p ia n to N 1 1

coefficente angolare riduzione di attività per 30' di trattamento

0 0 ,0 2 0 ,0 4 0 ,0 6 0 ,0 8 0,1 0 ,1 2 0 ,1 4 N11GG0009_24 N11GG0009_25 N11GG0011_26 N11GG0017_14 N11GG0017_15 N11GG0017_18 N11GG0017_22 N11GG0019_04 N11GG0023_19 se z io n e im p ia n to N 1 1 intercetta

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 N 1 1 G G 0 0 0 9 _ 2 4 N 1 1 G G 0 0 0 9 _ 2 5 N 1 1 G G 0 0 1 1 _ 2 6 N 1 1 G G 0 0 1 7 _ 1 4 N 1 1 G G 0 0 1 7 _ 1 5 N 1 1 G G 0 0 1 7 _ 1 8 N 1 1 G G 0 0 1 7 _ 2 2 N 1 1 G G 0 0 1 9 _ 0 4 N 1 1 G G 0 0 2 3 _ 1 9 sezioni impianto N11 c o e ff ic e n te a n g o la re r id u z io n e d i s p e s s o re p e r a tt a c c o d i 3 0 '

8.4 ANALISI DEI RISULTATI OTTENUTI

Dai risultati indicati è possibile osservare quanto segue:

1. Il componente N11GG0011-26 (Ingresso vapore HP a TPAL A) è caratterizzato da valori relativamente elevati di concentrazione superficiale di attività. Inoltre sono stati rilevati valori elevati di riduzione dell’attività ma con spessori di attacco relativamente modesti che evidenziano come in questa sezione di impianto probabilmente la deposizione del contaminante è di tipo superficiale. L’analisi della Per queste parti sono stimabili tempi di attacco acido ridotti ai fini del raggiungimento della clearance

8.5 DEFINIZIONE DI PARAMETRI DI PROCESSO UTILI PER LA DEFINIZIONE DI UNA PROCEDURA DI ESERCIZIO DEL TRATTAMENTO CHIMICO MEDIANTE L’IMPIANTO PHADEC

All’interno di questo paragrafo sono stati individuati i principali parametri che caratterizzano il processo di decontaminazione e quindi l’impiego del sistema PHADEC.

I parametri individuati sono i seguenti:

• Tempo di lavoro

• Fattore di decontaminazione

Tempi di lavoro

Per tempo di lavoro si intende la somma dei tempi necessari per il trattamento complessivo del componente dal momento in cui lo stesso viene calato all’interno delle vasche fino a quando entra all’interno della cabina di lavaggio

1. Tempo necessario per il trattamento del pezzo dalla vasca TI 2. Tempo necessario per l’estrazione del pezzo dalla vasca TE

3. Tempo necessario per la rimozione per caduta del prodotto liquido dal pezzo TC

4. Tempo necessario per lo spostamento del pezzo fino alla cabina di lavaggio TS

T

= T

+ T

+ T

Dove con

T

si è indicato il tempo di riposo che coincide con il tempo di reazione di

fosfatazione

Complessivamente (da una prima stima e considerando le velocità di movimentazione dei carichi-noti i valori di targa della gru-) è possibile fare le seguenti ipotesi:

minimo Massimo

TE (min) 5 10

TC (min) 10 20

TS (min) 5 8

TMIN = 20 min

TMAX = 38 min

E’ necessario ipotizzare anche un tempo superiore legato al verificarsi di situazioni critiche che determinano la fermata del pezzo con valori dell’ordine di:

TMAX = 60 min

Il tempo di trattamento all’inetrno

Fattore di decontaminazione

Ci≡ Contaminazione Superficiale presente inizialmente, [Bq/cm2] Cf≡ Contaminazione Superficiale finale, [Bq/cm2]

Fattore di efficienza della decontaminazione

Ci≡ Contaminazione Superficiale presente inizialmente, [Bq/cm2] Cf≡ Contaminazione Superficiale finale, [Bq/cm2]

f i C C DF = f i T DF EDF =

8.6 DEFINIZIONE DEI DI PARAMETRI DI PROCESSO PER IL SISTEMA N11 TRAMITE IMPIEGO DEI DATI SPERIMENTALI DISPONIBILI

Il tempo di trattamento all’interno della vasca è stato considerato come il tempo necessario per ottenere un calore di concentrazione di attività pari a 1 Bq/cm2 pari al valore di clearance per avviare il componente al rilascio incondizionato.

Questo tempo viene espresso in funzione del valore di attività iniziale che costituiscono di fatto i dati di input noti a seguito del processo di caratterizzazione del sistema.

Nella tabella che segue sono riportati per ciascuna sezione del sistema N11 le indicazioni dei parametri sopra elencati

8.7 PROCEDURA DI ESERCIZIO DEL TRATTAMENTO CHIMICO MEDIANTE L’IMPIANTO PHADEC

E’ necessario comunque considerare che prima di poter definire una procedura di esercizio è importante sempre provvedere a:

o Definizione delle caratteristiche della contaminazione (almeno per macroaree individuando le disomogeneità più consistenti)

o Definizionedi un limite critico di contaminazione superficiale oltre a cui è inutile operare con il PHADEC

Di seguito vengono riassunte le indicazioni che possono essere utilmente impiegati per la definizione di una procedura per la previsione della contaminazione delle linee e dei tempi di trattamento all’interno del sistema di decontaminazione PHADEC

1. Simulazione tramite codice di calcolo della deposizione all’interno delle linee a delle apparecchiature (rif cap. 7)

2. Individuazione di fattori di correlazione tra la deposizione prevista dal codice e i valori di attività determinati attraverso la caratterizzazione (rif cap. 7)

3. Previsione delle attività all’interno delle linee (rif. cap.7)

Note le differenze di attività è possibile passare al sezionamento meccanico dei componenti che sarà condotto cercando di mediare tra il rispetto di mantenimento di condizioni di omogeneità di

contaminazione e contemporaneamente di dimensioni tali da poter essere gestite all’interno delle vasche di contaminazione. Il numero e tipologia di tagli dovrà ovviamente tener conto anche di tutte le esigenze/ottimizzazioni già richieste all’interno della stazione di gestione materiali .

Successivamente alla scelta dei tagli e quindi alla definizione delle parti che andranno a trattamento 4. Definizione e scelta di curve di decontaminazione (le curve di decontaminazione possono

essere ricavate da un database opportunamente costruito) che variano in funzione del tipo di ossido presente, tipologia di fluido, condizioni di esercizio della linea (rif cap.

5. Stima dei tempi di trattamento chimico per il raggiungimento dei livelli di clearance

Prima dell’utilizzo della procedura in modo estensivo è necessario un processo di validazione della stessa definendo un sistema di controllo dei risultati ottenuti anche con lo scopo di affinare la procedura stessa.