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

[10/10/2005]     Экономика и безопасность длительного хранения ОЯТ

О.П.Анисимов, В.И.Калинкин, Н.П.Шафрова, Федеральное государственное унитарное предприятие «Головной институт «Всероссийский проектный и научно-исследовательский институт комплексной энергетической технологии» (ВНИПИЭТ)

Реализуемая в настоящее время схема обращения с ОЯТ энергетических, исследовательских и транспортных установок предусматривает:
• радиохимическую переработку ОЯТ реакторов ВВЭР-440, транспортных установок и большей части исследовательских реакторов на заводе РТ 1 ПО "Маяк";
• временное хранение ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 в централизованном хранилище "мокрого" типа завода РТ-2 ГХК;
• временное хранение ОЯТ реакторов РБМК-1000 в хранилищах "мокрого"типа на территории АЭС;
• временное хранение ОЯТ реакторов ЭГП-6 Билибинской АЭС и АМБ Белоярской АЭС на территории АЭС;
• временное хранение ОЯТ исследовательских реакторов на объектах;
• временное хранение ОЯТ транспортных установок на объектах.

Балансовые расчеты по объемам образования, накопления и переработке ОЯТ показали, что количество ОЯТ, находящегося в хранилищах на территориях АЭС, составляет в настоящее время 15 тыс. т (по т.м.), емкость действующих хранилищ при АЭС и заводах Р-1 и РТ-2 составляет 20 тыс. т (по т.м.). К 2025 г. на действующем заводе РТ-1 с учетом планируемой его модернизации может быть переработано около 15 тыс. т. Таким образом, общий дисбаланс между образовавшимся объемом ОЯТ и возможным объемом его хранения и переработки составит 20-25 тыс.т.

Для уранового ОЯТ российских АЭС с реакторами типа ВВЭР-440, БН-600 и транспортных установок (АПЛ) не будет существовать проблем с переработкой на заводе РТ-1 ФГУП "ПО "Маяк" как до, так и после модернизации последнего.

Наиболее значимые объемы ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 и РБМК-1000 в настоящее время не перерабатываются и находятся на хранении в приреакторных бассейнах выдержки, промежуточных хранилищах на АЭС и централизованном хранилище в здании 1 на ГХК, которые близки к заполнению. Предел емкости этих хранилищ может наступить к 2010году. Особенно острой проблемой является хранение отработавшего топлива реакторов РБМК.

В последнее время, в связи с отсутствием финансирования из федерального бюджета, вывоз ОЯТ исследовательских реакторов на ПО "Маяк" стал крайне нерегулярным. В результате ОЯТ остается на хранении в бассейнах выдержки при реакторах или в приобъектовых хранилищах (ХОЯТ). Временные хранилища ОЯТ исследовательских центров в настоящее время почти заполнены.

К "неперерабатываемому" в настоящее время топливу относится ОЯТ реакторов РБМК, АМБ, ЭГП-6,уран-циркониевое и уран-бериллиевое топливо транспортных энергетических установок, стендов прототипов, некоторых типов ИР. Для этих видов ОЯТ принято отложенное решение – длительное контролируемое хранение.

В настоящее время ОЯТ ядерных энергетических, транспортных и исследовательских установок хранится в бассейнах под водой. Этап промежуточного хранения ОЯТ реакторных установок является необходимой технологической операцией для снижения энерговыделения и активности топлива.

Существующее мокрое хранение ОЯТ имеет ряд существенных недостатков:
• необходимость принятия особых мер для предотвращения протечек воды;
• значительные трудозатраты персонала при технологических операциях и ремонтных работах;
• существенный расход электроэнергии;
• образование значительного количества вторичных РАО.



Таблица 1. Сравнительные показатели существующей и перспективной технологий долговременного хранения ОЯТ АЭС

Сухое хранение облученного ядерного топлива – альтернатива мокрому, однако, оно не исключает предварительную выдержку топлива в воде для уменьшения уровня радиоактивности и снижения тепловыделения.

При сухом хранении улучшаются условия хранения (поскольку вода является более агрессивной средой хранения по сравнению с воздухом и/или инертными газами), упрощается обслуживание хранилищ, особенно при охлаждении естественной конвекцией, уменьшается доля электропотребления. Сухое хранение приводит к уменьшению объема образования вторичных радиоактивных отходов по сравнению с мокрым способом хранения. При сухой технологии легче осуществить модульный принцип ввода в эксплуатацию, уменьшаются сроки строительства, эксплуатационные затраты, упрощается процедура снятия хранилищ с эксплуатации. Поэтому переход на сухой метод хранения ОЯТ после предварительной выдержки его в воде с целью снижения тепловыделений и распада короткоживущих радионуклидов является актуальным.

Отличительной чертой сухого способа является хранение ОТВС в герметичных емкостях, заполненных либо воздухом, либо инертным газом. Герметичные емкости с ОЯТ устанавливаются в железобетонные массивы или защитные колодцы с циркуляцией воздуха или в контейнеры.

В период 2000-2005 гг. во ФГУП "ГИ "ВНИПИЭТ" разработаны проекты сухих хранилищ, которые прошли согласование в надзорных органах и в Госэкспертизе:
• хранилище ОЯТ в контейнерах для неперерабатываемого ОЯТ АПЛ на ФГУП "Атомфлот";
• хранилище ОЯТ в контейнерах двухцелевого назначения для ОЯТ АПЛ на ФГУП ПО "МАЯК";
• хранилище камерного типа для ОЯТ РБМК 1000 и ВВЭР 1000 на ФГУП "ГХК".

Ко всем методам сухого хранения ОЯТ предъявляются следующие основные требования:
• обеспечение сохранности ОЯТ в течение времени не менее 50 лет;
• обеспечение температуры на оболочке твэл при хранении в среде инертного газа не более 300°С для топлива РБМК-1000 и 350°С для топлива ВВЭР-1000;
• обеспечение долговечности строительных конструкций хранилища в течение времени не менее чем 100 лет;
• обеспечение пассивного способа отвода тепла от хранимого топлива;
• устойчивость хранилища к внешним воздействиям (падению самолета, воздушной ударной волне, летящим предметам, землетрясению, урагану, смерчу);
• обеспечение возможности удобной и быстрой идентификации источника появления радиоактивных загрязнений.

Обеспечение безопасности при эксплуатации долговременных сухих хранилищ является важнейшей задачей по обеспечению ядерной, радиационной безопасности, санитарно-эпидемиологического благосостояния населения, охраны окружающей среды и решение вопросов о нераспространения.

Безопасность хранилища обеспечивается за счет реализации глубоко эшелонированной защиты, основанной на применении системы физических барьеров состоящих из топливной матрицы, оболочки твэлов, герметичного пенала, герметичного гнезда хранения, железобетонных строительных конструкций, а также зональности территории (зона промышленной площадки; санитарно-защитная зона; зона наблюдения) и зоны помещений хранилища (зона контролируемого доступа, зона свободного режима).

При сравнении вариантов сухого хранения ОЯТ основными критериям выбора являются: уровень безопасности, который обеспечивается при принятии данного варианта и затраты, которые потребуются на воплощение рассматриваемого варианта в жизнь. Очевидно, что обеспечение безопасности при длительном хранении ОЯТ и затраты на строительство и эксплуатацию сухого хранилища взаимосвязаны: чем выше уровень безопасности – тем выше затраты.

При оценке "стоимости" безопасности следует учитывать, что любое хранилище ОЯТ ("мокрое", "сухое", контейнерное, камерное и т.д.) предназначено, в первую очередь, для обеспечения безопасного обращения с ОЯТ на всех стадиях, начиная с загрузки ОЯТ в хранилище и заканчивая снятием хранилища с эксплуатации.

Исходя из этого, можно все затраты на проектирование, сооружение и эксплуатацию хранилища связать непосредственно с обеспечением безопасности, а экономические показатели рассматривать в качестве "интегрального" критерия при выборе оптимального варианта.

Требуемый уровень безопасности в проекте сухого хранилища камерного типа обеспечивается за счет реализации принципа глубокоэшелонированной защиты, который основан "на применении системы физических барьеров на пути распространения ионизирующего излучения, ядерных материалов, радиоактивных веществ в окружающую среду, а также системы технических и организационных мер по защите физических барьеров и сохранению их эффективности, а также по защите работников (персонала), населения и окружающей среды". Для герметичных ОТВС реакторных установок присущи два барьера безопасности: топливная матрица и оболочка твэл.

В проекте сухого хранилища камерного типа предусмотрены еще два контролируемых физических барьера безопасности: герметичный пенал, герметичное гнездо хранения; железобетонные конструкции здания. Кроме того, безопасность хранилища обеспечивается использованием ампул для ПТ РБМК-1000, железобетонными строительными конструкциями, а также зональностью территории (зона промышленной площадки, санитарно-защитная зона, зона наблюдения) и помещений хранилища (зона контролируемого доступа, зона свободного режима).

Хранение ОТВС РБМК-1000 и ВВЭР-1000 предусматривается в герметичных пеналах, заполненных смесью азота и гелия. Пенал представляет собой цилиндрическую обечайку 630х7мм, внутри пенала имеются три гнезда для ОТВС ВВЭР 1000. Емкость пенала по ОЯТ РБМК 1000 рассчитана на 30 ампул с ПТ.

На участках хранения гнезда в каждой камере расположены по квадратной решетке с шагом 1000x1000 мм.

Предусматривается система контроля герметичности гнезд хранения и находящихся в них пеналов, при использовании которой можно контролировать как герметичность самих гнезд, так и выход загрязнения в гнезда хранения в случае разгерметизации пенала. Отвод остаточного тепловыделения ОЯТ при хранении осуществляется естественной конвекцией воздуха. В процессе длительного хранения предусматривается периодический выборочный контроль состояния пеналов и ампул с ОЯТ.

Очевидно, что основными "элементами" безопасности являются герметичные пенал и гнездо хранения. Именно эти физические барьеры являются основными препятствиями на пути распространения ионизирующего излучения, ядерных материалов и радиоактивных веществ в окружающую среду. Разработка их конструкции, выбор материалов и способа герметизации, а также сохранение их работоспособности и эффективности в процессе эксплуатации хранилища в течение 50 лет обеспечивает требуемый уровень безопасности.

Требования к конструкции пенала и гнезда хранения, выбору материала и системы герметизации определяются исходя из условий соблюдения ядерной и радиационной безопасности при эксплуатации хранилища.

Ядерная безопасность обеспечивается конструкцией пенала и гнезда хранения, а также размещением гнезд хранения по квадратной решетке с необходимым расчетным шагом. Радиационная безопасность обеспечивается выбором конструкционных материалов пенала и гнезда хранения (нержавеющая сталь, сталь марки 10ХСНД) и системой герметизации пенала и гнезда хранения – герметизация сваркой с обеспечением третьего класса герметичности. Предусмотрена система контроля герметичности гнезд хранения и находящихся в них пеналов, что позволяет обеспечить работоспособность физических барьеров в процессе эксплуатации хранилища.

Хранилища контейнерного типа характеризуются наличием двух физических барьеров безопасности, из которых один – контролируемый: собственно контейнер с герметично завариваемой крышкой и приваркой стального листа к днищу контейнера для обеспечения длительного хранения и строительные конструкции здания хранилища, обеспечивающие восприятие природных явлений: ветер, снег, дождь. Контроль герметичности осуществляется при помощи специального приспособления на крышке контейнера.



Таблица 2. Долевое участие затрат на обеспечение ядерной и радиационной безопасности в общей стоимости долговременных хранилищ ОЯТ сухого типа (в ценах 1991 г., млн. руб.)

Из общей стоимости долговременных хранилищ ОЯТ доля затрат на обеспечение ядерной и радиационной безопасности составляет 52-67% в зависимости от типа конструкции хранилища, вида и объема хранимого ОЯТ.

Проведенный анализ показал, что стоимость долговременных хранилищ ОЯТ сухого типа в значительной степени определяется затратами на обеспечение требуемого нормативной документацией уровня безопасности.

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: 4
Ответов: 2


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: 0.28 секунды
Рейтинг@Mail.ru