CAP 10
L’APPLICAZIONE DEIRISULTATI OTTENUTI ALLA DECONTAMINAZIONE DEL REATTORE
10.1 LA DECONTAMINAZIONE DEL REATTORE
L’analisi condotta relativa alle problematiche di decontaminazione di superfici interne dell’impianto è stata condotta in corrispondenza di alcuni sistemi vapore che di fatto costituiscono le linee nelle quali la concentrazione del contaminante risulta maggiore Come facilmente rilevabile dai dati presentati i livelli di contaminazione (sempre con riferimento alla contaminazione da Co 60) sono generalmente piuttosto contenuti e solo in parte superano i livelli di rilasciabilità. La situazione è differente all’interno dell’isola nucleare dove i valori di contaminazione sono più elevati e raggiungono livelli dove il trattamento chimico è indispensabile.
Allo stato attuale della caratterizzazione degli impianti all’interno dell’edificio reattore tra i dati disponibili sono stati presi in considerazione quelli relativi a sistemi che hanno valore di contaminazione superiore.
In particolare è stato analizzato il sistema B21 che costituisce il sistema vapore dal reattore in turbina (è di fatto la continuazione del sistema N11 all’interno dell’isola nucleare), e due sistemi di refrigerazione del nocciolo RHR e RCIC (rispettivamente sistema E11 e E41)
• Sistema di vapore principale (Sistema B21) • Sistema RHR (Sistema E11)
• Sistema di refrigerazione del nocciolo isolato (RCIC) (Sistema E41)
La linea vapore è probabilmente la linea più contaminata tra quelle di processo per essere attraversata direttamente da contaminazione in uscita dal reattore, mentre i sistemi di ricircolo per loro natura tendono ad accumulare i prodotti e quindi anche i contaminanti. In particolare allo stato attuale della caratterizzazione i campioni estratti dal circuito RHR sono quelli con la maggiore contaminazione superficiale presenti nell’impianto. La differenza tra le caratteristiche dei materiali della linea e soprattutto le condizioni di esercizio del sistema B21 ed E11 hanno genarato tuttavia una diversa struttura dell’ossido e pertanto l’attività di decontaminazione è differente
10.2 ANALISI DEL SISTEMA DI VAPORE PRINCIPALE (B21)
Il sistema B21 è costituito dal sistema vapore in uscita dal reattore (n° 4 collettori principali) e dalle due linee d’acqua di alimento del reattore. Nei collettori del vapore il contaminante è veicolato dal vapore primario, nelle linee acqua di alimento invece è l’acqua determinare la movimentazione dei prodotti di erosione.
La caratterizzazione del sistema di vapore principale in uscita dal reattore (B21) condotti nel 2012 ha fornito complessivamente i seguenti risultati. Il campionamento è stato condotto mediante carotaggi condotti a freddo tramite sega a tazza.
B21-7- GG105 Linea vapore principale A
B21-8- GG107 Linea vapore principale B
B21-9- GG109 Linea vapore principale C
B21-10- GG111 Linea vapore principale D
B21-11- GG001 Linea acqua di alimento A Ramo
B ingresso reattore
B21-12- GG003 Linea acqua di alimento B Ramo
C ingresso reattore
B21-13- GG003 Linea acqua di alimento A tratto
orizzontale a valle FO32A
B21-14- GG003 Linea acqua di alimento A tratto
orizzontale a valle FO32A
Nella tabella che segue sono riportati i dati caratteristici delle linee campionate
DESCRIZIONE DIAMETRO SCHEDULA SPESSORE MATERIALE MODALITA’
DI PRELIEVO B21-7- GG105 Linea vapore principale A 40 100 15,06 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm B21-8- GG107 Linea vapore principale B 40 100 15,06 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm B21-9- GG109 Linea vapore principale C 40 100 9,25 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm
B21-10- GG111 Linea vapore principale D 40 STD 9,25 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm B21-11- GG001 Linea acqua di alimento A Ramo B ingresso reattore 60 100 23,8 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm B21-12- GG003 Linea acqua di alimento B Ramo C ingresso reattore 14 100 23,8 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm B21-13- GG003 Linea acqua di alimento A tratto orizzontale a valle FO32A 10 100 18,24 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm B21-14- GG003 Linea acqua di alimento A tratto orizzontale a valle FO32A 16 STD 9,25 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm
Nella tabella seguente sono elencati i dati della contaminazione superficiale di attività ottenuti a seguito della caratterizzazione condotta in data 05.2009.
Campione Data campionamento Componente Area campione Co60 Bq/cm² B21-7- GG105
21/07/2012 Linea vapore principale A 11,33 1,99E+01
B21-8- GG107
21/07/2012 Linea vapore principale B 11,33 2,61E+01
B21-9- GG109
B21-10- GG111
21/07/2012 Linea vapore principale D 11,33 1,96E+01
B21-11- GG001
21/07/2012 Linea acqua di alimento A Ramo
B ingresso reattore 11,33 6,74E+00
B21-12- GG003
21/07/2012 Linea acqua di alimento B Ramo
C ingresso reattore 11,33 4,87E-00
B21-13- GG003
21/07/2012
Linea acqua di alimento A tratto
orizzontale a valle FO32A 11,33 6,71E+01
B21-14- GG003
21/07/2012 Linea acqua di alimento A tratto
orizzontale a valle FO32A 11,33 1,72E-02
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 B 2 1 -7 -G G 1 0 5 B 2 1 -8 -G G 1 0 7 B 2 1 -9 -G G 1 0 9 B 2 1 -1 0 -G G 1 1 1 B 2 1 -1 1 -G G 0 0 1 B 2 1 -1 2 -G G 0 0 3 B 2 1 -1 3 -G G 0 0 3 B 2 1 -1 4 -G G 0 0 3 sezioni di impianto te m p i d i tr a tt a m e n to ( m in )
Stima dei tempi di trattamento per il sistema B21
10.3 ANALISI DEL SISTEMA DI RIMOZIONE DEL CALORE RESIDUO RHR (E11)
Il sistema di rimozione del calore residuo costituito schematicamente da quattro pompe aspiranti dalla piscina di soppressione che attraverso due loops separati inviano acqua al vessel attraverso i due rami di ricircolo ha le seguenti funzioni:
• Raffreddamento del nocciolo in condizioni di emergenza tramite mantenimento del livello di acqua nel vessel.
COMPONENTE ATTIVITA' SUPERFICIALE MISURATA DA CARATTERIZZAZIONE (Bq/cm2) CURVE DI DECONTAMINAZIONE ASSOCIATE CURVE DI DECONTAMINAZIONE IPOTIZZATE PER IL COMPONENTE ATTIVITA' SUPERFICIALE RAGGIUNTA A SEGUITO DEL TRATTAMENT O (Bq/cm2) TEMPO DI TRATTAMENTO STIMATO (MINUTI)
B21-7- GG105 1,99E+01 y = 19e-0,0377x y = 61,631e-0,0377x 0,930939469 80
B21-8- GG107 2,61E+01 y = 26e-0,0377x y = 61,631e-0,0377x 0,873800263 90
B21-9- GG109 2,36E+01 y = 22e-0,0377x y = 61,631e-0,0377x 0,932740509 80
B21-10- GG111 1,96E+01 y = 18e-0,0377x y = 61,631e-0,0377x 0,98754991 77
B21-11- GG001 6,74E+00 y = 6,74e-0,1732x y = 0,001e-0,1732x 0,843377956 12
B21-12- GG003 4,87E+00 y = 4,87e-0,1732x y = 0,001e-0,1732x 0,861650052 10
B21-13- GG003 6,71E+01 y = 65e-0,1732x y = 0,001e-0,1732x 0,855890587 25
• Raffreddamento dell’acqua del reattore dal momento in cui il vapore generato non può più essere scaricato al condensatore
• Asportare il calore generato nel reattore condensando il vapore prodotto (in condizioni di indisponibilità del condensatore)
• Condensare il vapore che si forma nel duomo del vessel mediante spruzza mento • Mantenere la temperatura della piscina di soppressione
• Impiegato in aggiunta al sistema di refrigerazione delle piscine del combustibile
Durante l’esercizio dell’impianto il Sistema RHR non ha mai funzionato in condizioni di emergenza.
All’interno dei circuiti che costituiscono il sistema E11 circolano essenzialmente fluidi. Il trasporto del contaminante è determinato pertanto in gran parte da acqua.
La caratterizzazione del sistema RHR condotti nel 2009 ha fornito complessivamente i seguenti risultati. Il campionamento è stato condotto mediante carotaggi condotti a freddo tramite sega a tazza.
E11-21-ACC09-GG009 Aspirazione da linea
ricircolazione
E11-22-ACC09-GG041 Mandata a ricircolazione A E11-23-ACC09-GG049 Mandata a ricircolazione B
DESCRIZIONE DIAMETRO SCHEDULA SPESSORE MATERIALE MODALITA’ DI
PRELIEVO E11-21-ACC09-GG009 Aspirazione da linea ricircolazione 40 80 15,06 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm E11-22-ACC09-GG041 Mandata a ricircolazione A 40 80 15,06 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm E11-23-ACC09-GG049 Mandata a ricircolazione B 40 STD 9,25 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm
Nella tabella seguente sono elencati i dati della contaminazione superficiale di attività ottenuti a seguito della caratterizzazione condotta in data 05.2009.
Campione Data campionamento Componente Area campione Co60 Bq/cm² E11-21-ACC09-GG009 16/09/2009 Aspirazione da linea ricircolazione 12,56 1,28E+03
E11-22-ACC09-GG041 14/09/2009 Mandata a ricircolazione A 12,56 3,03E+02
E11-23-ACC09-GG049 14/09/2009 Mandata a ricircolazione B 12,56 1,85E+03
L’analisi dei dati mette in evidenza valori di attività assolutamente superiori rispetto ai livello di contaminazione presenti negli altri sistemi del reattore: tale accumulo è da imputare all’azione di ricircolo del sistema che tende a concentrare e al fatto che lo stesso aspira dalla piscina di soppressione dove sono da aspettarsi livelli elevati di contaminazione.
COMPONENTE ATTIVITA' SUPERFICIALE MISURATA DA CARATTERIZZAZIONE (Bq/cm2) CURVE DI DECONTAMINAZIONE ASSOCIATE CURVE DI DECONTAMINAZIONE IPOTIZZATE PER IL COMPONENTE ATTIVITA' SUPERFICIALE RAGGIUNTA A SEGUITO DEL TRATTAMENTO (Bq/cm2) TEMPO DI TRATTAMENTO STIMATO (MINUTI)
E11-21-ACC09-GG009 8,00E+02 y = 800e-0,1732x y = 0,001e-0,1732x 0,783967062 40
E11-22-ACC09-GG041 1,60E+02 y = 160e-0,1732x y = 0,001e-0,1732x 0,886187979 30
E11-23-ACC09-GG049 9,00E+02 y = 900e-0,1732x y = 0,001e-0,1732x 0,881962945 40
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 se z i o n i d i i m p i a n t o
Stima dei tempi di trattamento per il sistema E11
10.3 ANALISI DEL SISTEMA DI REFRIGERAZIONE DEL NOCCIOLO ISOLATO (RCIC)
Nell’analisi seguente è stata preso in considerazione alcune parti del sistema di refrigerazione del nocciolo isolato RCIC. Il sistema analizzato ha la funzione di mantenere nel recipiente del reattore il livello d’acqua sufficiente a garantire la refrigerazione del nocciolo in caso di isolamento del reattore dal resto dell’impianto. Il sistema ha un sistema di attivazione automatico per basso livello acqua nel reattore oppure la possibilità di avviamento manuale da sala manovra.
Come da schema allegato il sistema RCIC è composto essenzialmente da una pompa in grado di inviare acqua al reattore con sufficiente contropressione (acqua aspirata dal serbatoio stoccaggio
condensato o dalla piscina di soppressione) trascinata da una turbina a vapore alimentata direttamente dalla linea principale (D) del vapore.
E’ necessario sottolineare che i primi 4 campioni sono i più significativi per la stima obbiettivo del presente studio in quanto sono estratti direttamente da linea vapore alta pressione in uscita dal reattore e quindi hanno lavorato sostanzialmente nelle condizioni del sistema N11 almeno per quanto riguarda le condizioni a monte dell’ingresso in turbina. Gli altri campioni sono relativi invece a linee attraversate da acqua non collegata direttamente alla mandata del reattore e comunque aspirata da serbatoi dove molto probabilmente la contaminazione primaria ha subito processi di decantazione. Questo spiega almeno in linea di massima la consistente differenza di contaminazione tra le varie sezioni del circuito.
E41-1 GG001 Linea vapore
E41-2 GG001 Linea vapore ingresso turbina
E41-3 GG001 Scarico vapore turbina
E41-4 GG001 Scarico vapore turbina
E41-5 G001 Mandata pompe
E41-6 GG001 Mandata pompe
E41-7 GG001 Linea di prova
E41-8 GG001 Aspirazione pompa da CST E41-9 GG001 Aspirazione pompa da piscina
di soppressione
Di seguito viene riportata una tabella con indicazione dei punti di caratterizzazione condotti nel 2009 in corrispondenza della linea vapore interna all’isola nucleare. Per ciascun punto nella tabella seguente vengono riportati i valori di contaminazione da cobalto misurati nel 2009 al momento della caratterizzazione. Linea vapore 80 15,06 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm Inserto specifico10 No 54,50 R017 Si
Linea vapore ingresso turbina 80 15,06 Acciaio al carbonio
Foratura 40 mm Inserto specifico No 39,23 R005 Si
DESCRIZIONE DIAMETRO SCHEDULA SPESSORE MATERIALE MODALITA’ DI PRELIEVO
E41-1 GG001 Linea vapore 10 80 15,06 Acciaio al
carbonio
Foratura 40 mm E41-2 GG001 Linea vapore
ingresso turbina 10 80 15,06 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm
E41-3 GG001 Scarico vapore
turbina
20 STD 9,25 Acciaio al
carbonio
Foratura 40 mm E41-4 GG001 Scarico vapore
turbina 20 STD 9,25 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm E41-5 G001 Mandata pompe 14 100 23,8 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm E41-6 GG001 Mandata pompe 14 100 23,8 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm
E41-7 GG001 Linea di prova 10 100 18,24 Acciaio al
carbonio Foratura 40 mm E41-8 GG001 Aspirazione pompa da CST 16 STD 9,25 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm E41-9 GG001 Aspirazione pompa da piscina di soppressione 16 STD 9,25 Acciaio al carbonio Foratura 40 mm
Nella tabella seguente sono elencati i dati della contaminazione superficiale di attività ottenuti a seguito della caratterizzazione condotta in data 05.2009.
Campione Data campionamento Componente Area campione Co60 Bq/cm²
E41-1 GG001 21/05/2009 Linea Vapore 12,56 2,07E+02
E41-2 GG001 20/05/2009 Linea vapore ingresso Turbina 12,56 2,70E+01
E41-3 GG005 20/05/2009 Scarico vapore di turbina 12,56 1,37E+01
E41-5 GG015 20/05/2009 Mandata pompa 12,56 2,54E+00
E41-6 GG015 21/05/2009 Mandata pompa 12,56 7,47E-02
E41-7 GG019 20/05/2009 Linea di prova 12,56 1,64E+00
E41-8 GG011 25/05/2009 Aspirazione pompa da CST 12,56 7,60E-01
E41-9 GG013 19/05/2009 Aspirazione pompa da piscina di
soppressione 12,56 9,38E-01 COMPONENTE ATTIVITA' SUPERFICIALE MISURATA DA CARATTERIZZAZIONE (Bq/cm2) anno 2009 ATTIVITA' SUPERFICIALE MISURATA DA CARATTERIZZAZIONE (Bq/cm2) anno 2014 CURVE DI DECONTAMINAZIONE IPOTIZZATE PER IL COMPONENTE CURVE DI DECONTAMINAZIONE ASSOCIATE ATTIVITA' SUPERFICIALE RAGGIUNTA A SEGUITO DEL TRATTAMENTO (Bq/cm2) TEMPO DI TRATTAMENTO STIMATO (MINUTI)
E41-1 GG001 2,00E+01 1,87E+01 y = 61,631e-0,0377x y = 18,7e-0,0377x 0,987996152 78
E41-2 GG001 2,70E+01 2,52E+01 y = 61,631e-0,0377x y = 25,2e-0,0377x 0,984761297 86
E41-3 GG005 1,37E+01 1,28E+01 y = 0,0011e-0,0882x y = 12,8e-0,0882x 0,928156583 32
E41-4 GG005 9,75E+01 9,10E+01 y = 0,0011e-0,0882x y = 91,0e-0,0882x 0,927242183 52
E41-5 GG015 2,54E+00 2,37E+00 y = 0,0011e-0,0882x y = 2,37e-0,0882x 0,822415082 12
E41-6 GG015 7,47E-02 6,90E-02 y = 0,0011e-0,0882x y = 0,069e-0,0882x 0,063567765 1
non significativo (non ecessario trattamento
PHADEC)
E41-7 GG019 1,64E+00 1,53E+00 y = 0,0011e-0,0882x y = 1,53e-0,0882x 0,825197717 7
E41-8 GG011 7,60E-01 7,09E-01 y = 0,001e-0,1732x y = 0,709e-0,1732x 0,672132522 2
non significativo (non necessario trattamento
PHADEC)
E41-9 GG013 9,38E-01 8,75E-01 y = 0,001e-0,1732x y = 0,875e-0,1732x 0,224308848 1
non significativo (non necessario trattamento PHADEC) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 E 4 1 -1 G G 0 0 1 E 4 1 -2 G G 0 0 1 E 4 1 -3 G G 0 0 5 E 4 1 -4 G G 0 0 5 E 4 1 -5 G G 0 1 5 E 4 1 -6 G G 0 1 5 E 4 1 -7 G G 0 1 9 E 4 1 -8 G G 0 1 1 E 4 1 -9 G G 0 1 3 sezioni di impianto te m p o d i tr a tt a m e n to ( m in u ti )
10.6 CONCLUSIONI
Sono state di seguito riassunte per ciascun sistema alcuni elementi significativi che sono stati ottenuti dallo studio effettuato:
Sistema B21
1. Il tempo di trattamento stimato per le linee vapore A,B,C,D è stimato dell’ordine dei 90 minuti; per le linee di alimento del rettore è invece stimare valori più bassi determinati da l’effetto combinato di curve di decadimento più rapide (determinate da diverse strutture dello strato ossidato in cui è presente la contaminazione) e da valori di attività superficiale inferiori.
Sistema E11
1. Il tempo di trattamento delle linee di raffreddamento del nocciolo è stimabile, per le zone caratterizzate e campionate, con tempi pari a circa 40 minuti massimi. E’ necessario però considerare che nel circuito di rimozione del calore residuo a differenza di quanto accade nelle linee vapore è probabile che la contaminazione risulti più soggetta a situazioni di accumulo localizzato e pertanto i tempi di trattamento possono essere soggetti a variazioni maggiori rispetto alla stima.
Sistema E41
1. Il tempo di trattamento (per il raggiungimento della clearance) dei componenti della linea vapore ad alta pressione, (prima della turbina) che coincidono come da caratterizzazione con i componenti che presentano livelli di contaminazione maggiori, è stimabile tra i 70 e 90 minuti
2. Con la riduzione dei valori di pressione e temperatura e la riduzione dei valori di contaminazione i tempi di trattamento si riducono a 30-50 minuti per i componenti sulla linea di scarico della turbina
3. Per i componenti della linea di mandata acqua al reattore i valori di contaminazione risultano estremamente ridotti rispetto ai limiti di rilasciabilità portano a concludere la sostanziale inutilità del trattamento chimico e probabilmente trattamenti di tipo meccanico (laddove necessari) sono da preferire.
