Разработка и создание эффективных аппаратов-разделителей для получения кондиционной (с концентрацией 99,8%) тяжелой воды на ФГУП ПО Маяк

Целью разработки является создание высокоэффективного комплекса ректификационных установок для переработки некондиционной тяжелой воды с концентрацией дейтерия 42 ат.% и 96 ат.%. Создаваемый комплекс депротизации явится прототипом для системы очистки теплоносителя нового реактора ТВР-Э. Задачей проекта является разработка и создание импортозамещающей продукции – высокоэффективных контактных устройств с регулярной насадкой – для переработки тяжелой воды с различной концентрацией дейтерия методом ректификации воды под вакуумом.

В результате проведения работ будет разработана технология изготовления контактных устройств рулонного ленточно-винтового типа для ректификации воды под вакуумом. На ее основе будут разработаны и изготовлены образцы контактного устройства рулонного ленточно-винтового типа и аппарата-разделителя. Результатом ПНИЭР станет рабочая конструкторская и проектная документация по размещению каскада аппаратов-разделителей, заполненных разработанным контактными устройствами, на имеющихся площадях регенерационной установки реактора ЛФ-2 на ФГУП «ПО «Маяк».
Разрабатываемая технология переработки некондиционной тяжелой воды методом ректификации под вакуумом обеспечит:
- замену малоэффективных тарельчатых контактных устройств на высокоэффективную рулонную ленточно-винтовую насадку, обеспечивающую более высокую разделительную способность при сопоставимой пропускной способности аппаратов-разделителей;
- высокую эффективность процесса депротизации некондиционной тяжелой воды с получением кондиционной (с концентрацией дейтерия 99,8 ат.%) тяжелой воды и отвального продукта с концентрацией дейтерия не более 0,1 ат.%;
- возможность значительного снижения потребности реактора ЛФ-2 в кондиционной тяжелой воде,а значит и снижение ее закупок за рубежом.

В связи с принятием решения о строительстве на ФГУП «ПО «Маяк» нового тяжеловодного реактора ТВР-Э вопрос о получении кондиционной тяжелой воды «на месте» путем переработки тяжеловодных сливов разной концентрации становится актуальным. Данная проблема может быть решена путем частичной модернизации существующего каскада ректификационных колонн и использования имеющейся системы обеспечения технологического процесса и опыта персонала. Кроме этого, создаваемая в рамках проекта установка будет служить прототипом узла депротизации тяжеловодного теплоносителя реакторной установки ТВР-Э.
Результатом внедрения разработки станет создание комплекса высокоэффективных аппаратов-разделителей на основе регулярной рулонной ленточно-винтовой насадки для получения кондиционной тяжелой воды путем переработки некондиционной воды с различным содержанием дейтерия на ФГУП «ПО «Маяк».

1. Проведен аналитический обзор информационных источников, затрагивающих научно-техническую задачу ПНИЭР.
2. Проведены теоретические исследования контактных устройств для определения исходных данных.
3. Проведены экспериментальные исследований по изучению массообменных характеристик и пропускной способности контактных устройств на колоннах диаметром 60 мм и 120 мм.
4. Изготовлена опытная партия контактных устройств для колонн диаметром 120 мм.