proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[21/10/2005]     Обращение с твердыми РАО при выводе РУ БН-350 из эксплуатации

А.И.Скворцов, В.Д.Сафутин, В.Ю.Ямов, Н.А.Мухин, А.В.Немцова, Федеральное государственное унитарное предприятие «Головной институт «Всероссийский проектный и научно-исследовательский институт комплексной энергетической технологии» (ВНИПИЭТ)

Реакторная установка БН-350 с реактором на быстрых нейтронах построена в г.Актау Республики Казахстан по проекту ФГУП "ГИ "ВНИПИЭТ" и находилась в эксплуатации с 1973 г. В 1999 г. после 26-летней эксплуатации РУ БН-350 была окончательно остановлена. С 1999 г. по настоящее время проводятся работы по выводу РУ БН-350 из эксплуатации.

Концепция вывода из эксплуатации установлена Правительством республики Казахстан и включает три этапа:

1 этап. Приведение РУ БН-350 в состояние длительного безопасного хранения. Основными критериями завершения этого этапа являются: вывоз с площадки отработавшего ядерного топлива, удаление из РУ и переработка радиоактивного натрия, переработка и размещение на долговременное хранение всех радиоактивных отходов, подготовка зданий, сооружений и оборудования к длительному хранению, организация мониторинга.

2 этап. Длительное безопасное хранение в течение 50 лет. Реакторная установка находится под наблюдением.

3 этап. Частичный или полный демонтаж оборудования, зданий и сооружений и захоронение отходов.

По состоянию на 2005 г. разработаны: основные положения Проекта вывода из эксплуатации РУ БН-350; проект комплекса переработки ЖРО; в стадии завершения находятся проекты переработки радиоактивного натрия и сооружения временного и долговременного хранилища ОЯТ. Начата разработка проекта комплекса переработки ТРО РУ БН-350. В настоящем докладе рассмотрены основные экономико-экологические аспекты обращения с твердыми радиоактивными отходами и принципы выбора технологий переработки ТРО для сооружаемого комплекса.

На стадии разработки "Основных положений проекта вывода из эксплуатации РУ БН-350" определен график выполнения работ, являющийся основой для определения производительности основных установок и длительности переработки ЖРО и ТРО. В соответствии с графиком накопленные и образующиеся ТРО должны быть переработаны в течение 5 лет.

Накопленные в процессе эксплуатации твердые радиоактивные отходы находятся в хранилище ТРО (ХТРО), здании реактора и вспомогательных зданиях. На территории ХТРО (рис.1) размещены хранилище низко- и среднеактивных ТРО, представляющее собой траншеи – сооружения 156 и 159 (для низкоактивных крупногабаритных ТРО); арочный склад для временного хранения демонтированного оборудования и хранилище высокоактивных отходов (ВАО) бункерного типа – сооружение 158.

Всего за время эксплуатации накоплено ~7000 тонн низко- и среднеактивных ТРО; 160 тонн высокоактивных ТРО; около 75 тонн радиоактивного натрия в ловушках и адсорберах, 540 тонн металлического натрия первого контура (среднеактивного), 400 тонн металлического натрия второго контура (низкоактивного).

Проведенная оценка количества и состава ТРО, образующихся на 1-м этапе вывода из эксплуатации, показала, что масса низко- и среднеактивных ТРО составит ~1500 тонн. В итоге, общая масса твердых отходов низкой и средней активности составит 8500 тонн или 11000 м3.

Классификация и сортировка ТРО производится по уровню активности, радионуклидному составу и мощности экспозиционной дозы (табл.1), по физической природе и составу, габаритом, способам переработки /1,2/.

Переработке подлежат только ТРО I и II групп (низко- и среднеактивные). На основе существующих требований НТД проведена классификация накопленных и образующихся ТРО на РУ БН-350 (табл.2).

В целом, прессуемые ТРО составляют 8380 тонн (~9000 м3), включая ~5000 м3 горючих и около 2000 тонн металлических отходов.



Рисунок 1. Схема размещения инженерных сооружений на площадке ХТРО РУ БН-350
1 – сооружение 156 (траншеи); 2 –сооружение 159 (траншеи); 3 – сооружение 158 (бункеры ВАО); 4 – сооружение 216 (траншеи,1 вскрытая); 5 – сооружение "Ч" (траншея); 6 – арочный ангар; 7 – контейнеры НЗК; 8 – фильтровальная установка; 9 – дозиметрический пункт; 10 – автомобильная дорога; 11 – железная дорога.




Таблица 1. Классификация твердых радиоактивных отходов по удельной радиоактивности, уровню радиоактивного загрязнения и мощности дозы -излучения на расстоянии 0,1 м от поверхности



Таблица 2. Классификация низко- и среднеактивных ТРО РУ БН-350

Радиоактивные отходы РУ БН-350 обладают рядом особенностей: наличие большой массы радиоактивного жидкометаллического натрия, в том числе в адсорберах и ловушках различных габаритов; значительное количество радионуклидных источников (оповещатели дыма, РИТЭГ и др.), отработавших и действующих; основная часть (около 6400 тонн) низко- и среднеактивных твердых отходов хранится в земляных траншеях в условиях, не соответствующих современным нормативным требованиям к долговременному хранению РАО: траншеи разных габаритов, не укреплены, отходы хранятся навалом, послойно засыпанные землей, без первичной упаковки. В связи с этим, важное значение приобретает с экологической точки зрения выбор технологии извлечения ТРО из траншей и организация работ по их кондиционированию.

Основной проблемой при выборе оборудования для извлечения ТРО из траншей является отсутствие информационной базы, позволяющей выбрать основные механизмы с необходимым уровнем механизации и производительности. В то же время, одной из главных задач обращения с ТРО является обеспечение радиационной безопасности и минимизация затрат. Вскрытие траншей и извлечение из них отходов приведет к образованию радиоактивных аэрозолей, которые могут распространяться в окружающую среду. Поэтому необходимо герметизировать пространство над секцией (участком) траншеи, из которой производится выгрузка. Предполагаются удаление покрытия участка траншеи, предварительные замеры активности отходов, установка на проём герметизируемого бокса (рис.2). Извлечение ТРО производится дистанционно с помощью грейферного захвата, далее после контроля уровня радиоактивного загрязнения извлеченные ТРО в боксе загружают в транспортный контейнер и направляют на сортировку и кондиционирование. Для фрагментации крупногабаритных металлических деталей в боксе предусматривается фреза. По завершении выемки ТРО из рабочего участка траншеи бокс переставляют на соседний участок.



Рисунок 2. Установка извлечения ТРО из хранилищ:
1 – бокс; 2 – пульт; 3 – перегружатель грейферный; 4 – стол тележка; 5 –тележка; 6 – направляющая; 7 – грейфер; 8.9 – барабан канатный; 10 – люк перчаточный; 11 – контейнер; 12 – рольганг; 13 – проем загрузочный; 14 – подъемник; 15 – крышка шлюза; 16 – рольганг; 17 – подъемник; 18 – пульт управления.


Использование бокса для выгрузки ТРО из траншей более целесообразно для среднеактивных отходов, так как его применение осложняется необходимостью выполнения дополнительных работ по укреплению проездов вдоль траншей и стенок самих траншей для возможности перемещения и работы тяжелой техники и транспортирования заполненных контейнеров.

Низкоактивные отходы предполагается извлекать с помощью малогабаритной специализированной техники: экскаватора с навесными исполнительными механизмами (ковш, вибромолот, грейферный захват и др.) или дистанционно управляемой робототехники при обеспечении радиационной безопасности и пылеподавления. В этом случае в зоне производства работ предполагается возведение временных ограждающих конструкций для исключения ветрового разноса, а поверхности оборудования, машин и конструкций подлежат защите дезактивируемыми или съемными полимерными покрытиями. После извлечения ТРО из траншей извлекают загрязненный грунт и засыпают их чистым грунтом.

Основные операции по сортировке, фрагментации и компактированию ТРО осуществляются в здании комплекса переработки ТРО. Применяемые технологии обращения с ТРО на всех объектах примерно одинаковы:
– сортировка, фрагментация, дезактивация;
– сжигание, прессование (суперпрессование);
– цементирование золы и спрессованных ТРО;
– переплавка ТРО (металлических, теплоизоляции, оболочек кабелей и т.п.).

В качестве тары для упаковки кондиционированных ТРО используются металлические бочки, железобетонные контейнеры и т.п.

Однако состав набора указанных технологий зависит от типа объекта, а также от количества и характера ТРО. В связи с этим, для выбора технологий переработки, компактирования и иммобилизации ТРО, которые следует включить в проект комплекса переработки ТРО, были выполнены технико-экономические исследования. В основу этих исследований заложены следующие основные положения:
– переработанные цементированные ЖРО помещаются в невозвратные железобетонные контейнеры типа НЗК-1,5 и размещаются в специальном вновь создаваемом хранилище РАО на территории ХТРО;
– кондиционированные ТРО также упаковываются в НЗК-1,5 и размещаются в том же хранилище. Крупногабаритные ТРО размещаются навалом в специальном отделении хранилища;
– сравнение выполняется для технологий прессования, сжигания, упаковки ТРО в НЗК навалом без переработки, в следующих вариантах:

Вариант 1. Затраты на установку прессования+хранилище НЗК (отделения приема и хранения) сравниваются с затратами на упаковку непереработанных ТРО в НЗК с размещением в хранилище (отделения приема, перетаривания, хранения);

Вариант 2. Затраты на установку сжигания+хранилище НЗК (отделения приема и хранения) также сравниваются с затратами на упаковку и хранение непереработанных ТРО;

Вариант 3. Затраты на хранилище ТРО (отделения приема, перетаривания, хранения);
– использован метод полных затрат, включающий капитальные вложения, текущие расходы и расходы на безопасное хранение установок и хранилища в течение 50 лет.

Для расчетов были приняты следующие исходные данные:
– установка прессования (1 шт.) производительностью 1000 м3/год, сокращение объема ТРО – в 6 раз;
– установка сжигания (1 шт.) производительностью 1000 м3/год, сокращение объема ТРО в 30 раз;
– контейнер НЗК объемом 1,5 м3, бочка для ТРО объемом 200 л;
– расход бочек и НЗК на 1000 м3 перерабатываемых ТРО составляет: для варианта 1 – 835 и 210 шт. соответственно; для варианта 2 – 100 и 35 шт.; для варианта 3 – 670 шт. НЗК.
– объем отделения хранения при переработке 1000 м3 ТРО увеличивается на 2500 м3 при прессовании; на 500 м3 при сжигании; на 10000 м3 при упаковке.

Постоянными, не зависящими от объема перерабатываемых ТРО, являются следующие затраты: капитальные вложения на строительство установок прессования или сжигания, отделения приема хранилища и текущие затраты на их хранение в течение 50 лет. Переменными, зависящими от объема переработки ТРО, являются капитальные вложения на строительство отделения хранения, текущие затраты на прессование или сжигание, на прием, перетаривание и хранение ТРО и на безопасное хранение (50 лет) в отделении хранения. Расчеты выполнены:
– для исходных объемов ТРО от 1000 до 10000 м3 через каждую тысячу;
– в долларах США в ценах 4 кв. 2002 г. по курсу: 1$=31 руб.=147 тенге (табл.3).

Этот расчет производился при стоимости 1 шт. контейнера НЗК – 825 долл.

В результате расчетов получены графики зависимости полных затрат от объемов перерабатываемых ТРО (рис.3). Точки пересечения прямых на графике определяют граничные объемы ТРО, при которых целесообразно использование для переработки ТРО технологии прессования или сжигания, либо обеих технологий. На основании анализа графиков установлено, что прессование становится целесообразным при объеме прессуемых ТРО более 2380 м3. Сжигание целесообразно включать в состав комплекса для переработки ТРО при наличии более 10450 м3 сжигаемых ТРО, а упаковка ТРО в НЗК навалом выгодна при наличии менее 2377 м3 прессуемых ТРО. Совместное использование установок прессования и сжигания целесообразно при суммарном объеме ТРО (прессуемых и сжигаемых) превышающем 15000-20000 м3. Сопоставляя эти значения с количеством накопленных и образующихся при ВиЭ ТРО (см.табл.2), можно заключить, что в состав комплекса переработки ТРО РУ БН-350 целесообразно включить установки прессования (и суперпрессования) и цементирования спрессованных отходов. Использование технологии прессования подразумевает необходимость выполнения подготовительных операций по сортировке и фрагментации ТРО и размещения в комплексе соответствующего оборудования. В состав комплекса переработки ТРО входит хранилище НЗК с отделениями приема и хранения отходов, рассчитанное на размещение НЗК с переработанными ТРО и ЖРО, продуктами переработки натрия первого контура и имеющее отделение для хранения крупногабаритных ТРО.



Таблица 3. Технико-экономические показатели вариантов переработки ТРО при переработке 1000 м3 ТРО



Рисунок 3. График зависимости полных затрат от количества перерабатываемых ТРО (при стоимости 1 шт. НЗК 825 $США)

Для извлечения накопленных ТРО из траншей должна быть предусмотрена технология с использованием специальной установки, обеспечивающая защиту окружающей среды при выполнении работ и возможность автоматизации.

Таким образом, для проектирования рекомендован следующий состав комплекса переработки ТРО:
– установка прессования;
– установка извлечения ТРО из траншей;
– хранилище контейнеров НЗК и крупногабаритных ТРО.

Список литературы
1. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2000). СП 2.6.6.1168 02.М., Минздрав., 2002.
2. СП АС 03. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций. СанПин 2.6.1.24 03 М.М., – Минздрав РФ. 2003.


По материалам конференции «Безопасность ядерных технологий: экономика безопасности и обращение с ИИИ»  

 
Связанные ссылки
· Больше про Обращение с РАО и ОЯТ
· Новость от PRoAtom


Самая читаемая статья: Обращение с РАО и ОЯТ:
Снятие АЭС с эксплуатации: проблемы и пути решения

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 0
Ответов: 0

Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.09 секунды
Рейтинг@Mail.ru