proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 28 лет 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





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[31/07/2019]     Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО

Виталий Узиков, ведущий инженер-технолог АО «ГНЦ НИИАР».

«Ахилесовой пятой» ядерной отрасли является проблема радиоактивных отходов (РАО). Их многообразие и степень опасности для населения не подразумевает простых решений, однако при обращении с ними следует придерживаться подходов, известных как принцип ALARA, (сокр. As Low As Reasonably Achievable).  Этот принцип, сформулированный еще в 1954 году Международной Комиссией по Радиологической защите с целью минимизации вредного воздействия ионизирующей радиации, широко используется на АЭС и других радиационно-опасных объектах как принцип оптимизации доз. Он включен в российские нормы радиационной безопасности и предусматривает поддержание на возможно низком и достижимом уровне, как индивидуальных доз, так и коллективных доз облучения (ниже пределов, установленных действующими нормами), с учётом социальных и экономических факторов.


Смысл этого критерия близок к поговорке «по одежке протягивай ножки». Прежде, чем приступать к планированию работ по обезвреживанию накопленных РАО, чтобы не перекладывать уже накопившиеся и продолжающие накапливаться проблемы на плечи будущих поколений, необходимо использовать этот принцип оптимизации доз и выбирать наиболее эффективные, экономически обоснованные и безопасные технологии. Но прежде нужно критически подойти к оценке применяемых в настоящее время технологий обращения с РАО, и в частности, к переработке и обезвреживанию огромных объемов жидких радиоактивных отходов (ЖРО).

Ключевыми подходами к оптимизации технологии является универсальность ее применения к широкому спектру ЖРО различных параметров активности и химического состава, а также унифицированность:

· применяемого выпарного оборудования;

· размеров формируемых блоков цементного компаунда;

· оборудования для изготовления блоков цементного компаунда;

· транспортно-упаковочных комплектов для хранения и транспортирования блоков;

· пунктов окончательной изоляции.

1. Современное состояние дел с переработкой ЖРО

На сегодняшний день накоплено и продолжает накапливаться огромное количество ЖРО средней и низкой активности (уже только в России более 500 млн. кубометров активностью ~1020 Бк). В идеале, в процессе переработки ЖРО радиоактивные и другие химические вещества должны выделяться из отходов, а очищенная вода должна быть пригодной для возвращения в технологический процесс или сброс в открытые водоемы. Для переработки ЖРО обычно используют термический, сорбционный и мембранный методы.

Термический метод (дистилляция или упаривание) – наиболее распространенный и удобный способ переработки ЖРО. Этот способ осуществляется в специальных испарительных аппаратах с естественной циркуляцией и подведением тепла от водяного пара. Эти аппараты очень дороги, имеют большие габаритные размеры и рассчитаны на определенную (только проектную) производительность, поэтому их применение, как правило, ограничено лишь АЭС. Получаемый в результате упаривания на этих аппаратах кубовый остаток с солесодержанием 250…400 г/л направляются на хранение в баках. По мере заполнения этих баков требуется их периодическое освобождение от кубового остатка, который направляется на установки глубокого упаривания УГУ-500, в которых должна удаляться несвязанная вода, а полученный концентрат («солевой плав») сливаться в металлические бочки. Это крайне спорная с точки зрения радиационной безопасности технология имеет много недостатков, что привело к проблемам с обращением этого некондиционного продукта на АЭС.

Сорбционный метод предусматривает удаление радионуклидов из жидких отходов в виде твердой фазы в результате адсорбции, ионного обмена, адгезии и т.д. однако из-за селективности к отдельным радионуклидам метод сорбции нельзя рассматривать как основной метод очистки от радионуклидов.

Мембранные методы – это методы, при помощи которых удаление радиоактивных веществ из отходов осуществляется на молекулярном уровне. Среди них наиболее эффективным является обратный осмос, электродиализ и ультрафильтрация.

Из-за разнообразия радиоактивных и нерадиоактивных загрязнителей, в том числе из-за наличия аммиака, масел, ни один из упомянутых методов очистки отдельно не обеспечивает очистки ЖРО до необходимой степени, поэтому система очистки ЖРО – сложная цепочка операций, на выходе из которой получают высокоактивный концентрат, поступающий на отверждение и захоронение. Концентраты, полученные в результате очистки ЖРО, представляет собой шламы после фильтрации и химической обработки, отработавшие ионообменные смолы, кубовые остатки после упаривания. Эти концентраты обычно отверждают методами битумирования, цементирования, полимеризации и др.

Отверждение концентратов ЖРО происходит посредством включения их в связующие материалы, которые можно поделить на три основные группы: термопластические (битум и др.); термореактивные (смолы полиэфирные, карбамидные и т.д.); неорганические (цемент, гипс, стекло и др.). Недостатком бетумирования является высокая пожароопасность и биологическая деградация, термоактивные материалы слишком дороги для широкого применения, поэтому наиболее приемлемыми для отверждения являются неорганические материалы – стекло для ВАО и цемент для САО и НАО.

Включение в цементную матрицу является одним из наиболее распространенных и экономически обоснованных методов отверждения и иммобилизации радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности. Во многом из-за доступности, низкой стоимости технологического оборудования и материалов матрицы, негорючести конечных продуктов и относительной простоте технологических процессов цементирование широко используется при иммобилизации радиоактивных отходов. Способность цемента связывать воду особенно важна при кондиционировании жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Однако очевидно, что при простоте процесса цементирования сложный химический состав неоднозначно влияет на качество конечного отвержденного продукта. Кроме того, тепло, выделяемое в процессе отверждения за счет экзотермической реакции гидратации, обуславливает разогрев цементного массива, особенно в первые сутки. Этот разогрев, при затвердевании больших объемов цементного компаунда, может негативно влиять на его качество. Цементирование РАО в 200-литровые металлические бочки не создает особых проблем, однако ресурс металлических бочек очень ограничен, что создает проблемы при долговременном хранении, особенно для САО. Для резкого увеличения срока гарантированной изоляции цементного компаунда от окружающей среды (до 300 лет) можно использовать невозвратные защитные контейнеры НЗК- 150-1,5 (с толщиной стенки 150мм и полезным объемом 1,5м3). Однако, даже уже при таком объеме необходимо осторожно относиться к составу цементной смеси, так как тепловые расчеты показывают, что при использовании чистого портландцемента (содержание C3S 62%) в заполненном НЗК через 18 часов твердения температура в центре достигает 180°С, что недопустимо с точки зрения сохранения требуемых свойств цементного камня (рис.1).

Рисунок 1 – Динамика тепловыделения в твердеющем цементе [1] и максимальный разогрев в НЗК через 18 час после начала цементирования

Даже с учетом добавок в рецептуру цементной смеси, снижающих динамику гидратации, существует риск перегрева компаунда и выпаривания свободной воды, что может привести к снижению прочности, появлению трещин и повышению выщелачиваемости цементного камня.

Еще более проблематичным и опасным разогрев компаунда при гидратации становится при заливе цементного раствора в большие емкости, такие, как в комплексе по цементированию среднеактивных отходов на ФГУП «ПО «Маяк», который должен был начать функционировать ещё 2013 году и в котором предусмотрено 100 отсеков по 280 м3 (рис.2). И вряд ли возможно решение этой проблемы за счет предлагаемых добавок нитрата натрия в концентрации 450 г/л, а также снижения доли портландцемента в составе сухой смеси до 40% за счет введения 50 % низкокальциевой золы ТЭЦ и 10 % бентонита [2]. При этом на строительство этого комплекса уже затрачены многие миллиарды рублей, но он так и не заработал, а эффективность иммобилизации остается под вопросом.

Рисунок 2 – Проект комплекса по цементированию среднеактивных отходов
на ФГУП «ПО «Маяк»

При всех достоинствах цементирования ЖРО на сегодняшний день эта технология применяется недостаточно широко. Основными причинами этого являются:

· Увеличение объема РАО после цементирования;

· Высокая стоимость обращения с полученным радиоактивным компаундом;

· Сложность получения оптимальной концентрации солевого раствора 700-800 г/л [3], при которой цементирование становится экономически оправданным.

По этой причине, там, где нет полигонов глубинного захоронения ЖРО, чаще всего идут по наиболее простому пути – упаривают растворы последовательно в выпарных аппаратах и УГУ-500, получая при этом концентрат, близкий к солевому плаву. Проблема этой технологии заключается в том, что в прямоточных испарителях УГУ-500 теплообменные трубки быстро зарастают солевыми отложениями, снижая при этом степень упаривания раствора и увеличивая количество несвязанной воды в так называемом «солевом плаве», загруженном в стальные бочки. Из-за высокого содержания несвязанной воды (до 30%) многие бочки прокорродировали и перестали обеспечивать изоляцию РАО от окружающей среды.

Это привело к появлению спорной схемы обращения с РАО, при которой в НЗК загружаются 4 бочки с «солевым плавом», полученным после упаривания кубовых остатков в установках УГУ-500. Так как приемлемой (экономически оправданной) технологии обращения с этими бочками пока не найдено, единственным решением стала их упаковка в НЗК (рис. 3), и отправка на длительное хранение, хотя это и противоречит нормативным документам о кондиционировании.

Рисунок 3 – Затаривание бочек с солевым радиоактивным сплавом в контейнеры НЗК-150-1,5

Оценим, во сколько обходится это ненормативное, и, возможно, временное «решение» проблемы (рис. 3). В НЗК-150-1,5 (габаритный объём 3,7 м3, полезный – 1,5 м3) размещаются 4 бочки, стоимость самого НЗК составляет не менее 120 тыс.руб, а стоимость передачи НЗК с отвержденными РАО класса 3 (твердые САО и долгоживущие НАО) национальному оператору (при тарифах на 2019 год) – 700 тыс.руб, т.е. суммарная стоимость контейнеризации 4-х бочек и их долговременное хранение в НЗК составит свыше 820 тыс.руб, из которых 537 тыс. рублей (65%) – это сомнительные траты на долговременное хранение самого контейнера (!), что вряд ли соответствует принципу ALARA.

Именно на устранение этого несоответствия и направлена предлагаемая технология обращения с РАО. Согласно ей повергаться окончательному захоронению должны только отвержденные кондиционированные ЖРО в виде унифицированных цементных блоков, а схема их размещения в пунктах окончательной изоляции должна обеспечивать высокую степень изоляции РАО от окружающей среды в течение очень длительного времени.

2. Отличие предлагаемой технологии обращения с ЖРО

Следование принципу ALARA при сложившихся в России экономических условиях заставляет искать более оптимальные пути обращения с РАО, не перекладывая накопившиеся проблемы на плечи будущих поколений. Для этого все предлагаемые новые технологии должны анализироваться по степени их эффективности изоляции РАО и по их экономической эффективности. Возможными направлениями оптимизации могут стать:

- Уменьшение этапов обращения с РАО;

- Отказ от дорогостоящих глубинных хранилищ для окончательной изоляции;

- Отказ от использования НЗК в пунктах окончательной изоляции;

- Применение энергоэффективной технологии упаривания солевых растворов с использованием механического сжатия пара Mechanical Vapor Recompression (MVR);

- Упаривание раствора до оптимальной для цементирования концентрации 700-800г/л [3];

- Изготовление унифицированных цементных блоков (УЦБ) компаунда, удобных для транспортировки и для плотной укладки в пунктах окончательной изоляции;

- Пропитка УЦБ жидким стеклом для придания поверхности гидрофобности и гидроизоляции, заполнения пор, повышения прочности и т.д.;

- Укладка УЦБ в пунктах окончательной изоляции производится с прослойками из гидроизолирующего пластичного материала, например, из бентонитовой глины или подобных по свойствам материалов;

- Капитальными должны быть только подземные строительные конструкции пунктов окончательной изоляции, а наземные конструкции желательно делать мобильными;

- Укладка УЦБ прослойками из бентонитовой глины в пунктах окончательной изоляции должна производиться по принципу вложенности – блоки САО в центре массива, их окружают блоки НАО, далее ОНАО, а весь массив окружен чистым бетоном с гидроизолирующими слоями и герметичной оболочкой из листов нержавеющей стали;

- Технология должна предусматривать возможность обращения с унифицированными цементными блоками САО и НАО на этапах их изготовления, загрузки в защитный контейнер, выгрузки из защитного контейнера и укладку в пунктах окончательной изоляции без непосредственного участия человека (с использованием промышленных роботов).

Основой предлагаемой технологии является процесс кондиционирования РАО, когда концентрированные ЖРО или ТРО переводятся в форму, удобную для хранения, транспортирования и захоронения. Особенностью технологии является то, что полученный в результате кондиционирования продукт (цементный компаунд) имеет унифицированную геометрическую форму параллелепипедов, под которую разрабатываются контейнеры для временного хранения и транспортирования, а также технология укладки УЦБ в пунктах окончательной изоляции. Наиболее приемлемым вариантом для этого процесса является цементирование, при котором обеспечиваются низкие затраты, негорючесть и относительная простота технологического процесса, но при этом имеется большой недостаток – высокая степень выщелачиваемости радионуклидов из цементной матрицы в процессе длительного хранения. Этот недостаток можно нейтрализовать созданием практически непроницаемых для радионуклидов прослоек из фильтрующих материалов, например, бентонитовой глины. Роль этого пластичного материала не ограничивается фильтрацией радионуклидов и гидроизоляцией боков. Она также снимает напряжения в УЦБ при температурных изменениях и сохраняет свои изолирующие свойства при землетрясениях.

Из общего количества накопленных ЖРО 92,7 % общего объёма – это низкоактивные и очень низкоактивные (НАО и ОНАО), 6,8% – среднеактивные (САО) и 0,5 % – высокоактивные (ВАО) отходы (рис. 4) [5].

Рисунок 4 – Распределение накопленных ЖРО:
а) по объёму, б) по активности

Если не рассматривать проблему обращения с ВАО, технология остекловывания которых неплохо отработана, практически нерешенными остаются вопросы обращения с САО, НАО и ОНАО, причем, чем ниже активность ЖРО, тем более запущенной выглядит технология переработки и обезвреживания. Комплексное решение САО, НАО и ОНАО подсказывает распределение их объемов и активности. Как было отмечено в перечисленных направлениях оптимизации создание пунктов окончательной изоляции должно проводиться по принципу «матрешки» или по принципу физзащиты «кощеевой иглы» - «на море на океане есть остров, на том острове дуб стоит, под дубом сундук зарыт, в сундуке — заяц, в зайце — утка, в утке — яйцо» в яйце игла». Этот принцип означает, что физической и радиационной защитой зацементированных РАО более высокой активности становятся зацементированные РАО более низкой активности [4]. Кроме того, исходя из экономических возможностей, необходимо применять максимально простые и надежные инженерные решения, а не такие сложные и дорогостоящие, как в комплексе по цементированию среднеактивных отходов на ФГУП «ПО «Маяк» (осознание проблем цементирования в этом комплексе пришло лишь на этапе строительства: тепло гидратации, и, соответственно, состав цементной смеси, формирование монолита при сбросе порций бетона с большой высоты и т.д.). А если учесть, что это инженерное сооружение придется обслуживать сотни лет, то ситуация становится еще печальней. Инженерные сооружения приповерхностного хранения или захоронения контейнеров НЗК с загруженными УЦБ более просты, но экономически могут быть оправданы лишь для изоляции САО, и совершенно неприемлемы для НАО, и тем более, для ОНАО.

Очевидно, что сооружение дорогостоящих глубинных могильников в подходящих геологических формациях хотя и обеспечивает максимальную степень изоляции РАО, но упирается в проблему огромных финансовых затрат. Долговременное хранение кондиционированных РАО в невозвратных защитных контейнерах (НЗК) не решает вопрос об окончательной изоляции РАО, так как гарантийный срок у них всего 300 лет. При этом большая часть объема хранения занимает не кондиционированные РАО в контейнере, а сам контейнер. И это при колоссальной стоимости передачи национальному оператору каждого кубометра объема ТРО на хранение, которая, без сомнения, будет только увеличиваться. Неудивительно, что пока проблема для больших объемов НАО и ОНАО зависла без решения.

В качестве альтернативы существующим решениям предлагается переводить ЖРО средней и низкой активности (включая ОНАО) сначала в высокосолевой раствор с содержанием солей 700-900 г/л, а затем использовать его для получения унифицированных цементных блоков, пригодных для плотной укладки в пунктах окончательной изоляции. При таком подходе основным конструкционным материалом таких инженерных сооружений являются сами УЦБ на основе высокосолевых концентратов ЖРО, причем формирование радиоактивного массива должно проводится так, чтобы на его периферии был относительно низкоактивные блоки, а к центральной части массива активность блоков постепенно возрастала (рис.5). При облицовке этой радиоактивной «матрешки» листами нержавеющей стали, железобетонными конструкциями с надежной гидроизоляцией обеспечивается не только максимальная изоляция радиоактивных веществ от окружающей среды при минимальных затратах, но и исключается несанкционированный доступ к радиоактивным материалам, что соответствует принципу ALARA.

Для возведения таких инженерных приповерхностных сооружений и формирования массивов из комактрированных РАО требуется минимальные затраты на строительство и оборудование. Применение эффективной технологии концентрирования ЖРО до оптимального (для цементирования) солесодержания 700-800 г/л [3] и технологии цементирования, обеспечивает максимальную концентрацию РАО для всех видов РАО (САО, НАО и ОНАО) в пунктах окончательной изоляции при выполнении норм радиационной безопасности и минимальных финансовых затратах. Очень важно, что при этой технологии могут кондиционироваться ТРО и радиоактивные фильтрующие материалы, особенно это касается отработанных ионообменных смол, по которым нужно соблюдать процентное ограничение из загрузки в цементную матрицу (не более 5%).

Основу оборудования составляет мостовой кран, состоящий из подкрановых путей с рельсами, балки или моста и технологической платформы, которая перемещается в вертикальном направлении. Платформа снабжается механизмом укладки УЦБ, а также механизмом нанесения гидроизолирующих слоев, например, бентонитовой глины. Все работы по укладке слоев из УЦБ и глины производятся автоматически и дистанционно (промышленный робот) с визуальным (видеонаблюдение) и иным контролем (приборы измерения и контроля укладываемых слоев) (рис.6).

 

Рисунок 5 – Структура пункта окончательной изоляции в процессе заполнения

Рисунок 6 – Технологическая платформа для укладки слоев УЦБ и бентонитовой глины в пункте окончательной изоляции

В качестве верхнего защитного слоя применяются листы нержавеющей стали и бетонный массив с гидроизоляцией, защищающие от проникновения влаги в массив цементного компаунда, что служит также физзащитой от несанкционированного доступа к радиоактивным веществам и который должен обеспечить окончательную изоляцию РАО в течение тысячелетий. Для обеспечения этого условия верхние бетонные слои должны находиться под уровнем грунта или теплоизоляции, обеспечивающих защиту от промерзания в зимний период, а нижние бетонные слои должны быть всегда выше уровня грунтовых вод. Поэтому выбор участка для размещения пунктов окончательной изоляции должен проводиться после тщательных гидрологических исследований местности.

3. Технология изготовления транспортируемых унифицированных цементных блоков (УЦБ)

Изготовление в процессе кондиционирования САО и НАО унифицированных цементных блоков включает в себя следующие этапы:

- Концентрирование ЖРО до оптимального солесодержания 700-800 г/л, которое обеспечивает максимальное включение радиоактивных солей в цементную матрицу (рис.7, 1…5);

- Разработка рецептурных композиций цемента и добавок для конкретных солевых растворов;

- Приготовление цементного раствора;

- Дозированная заливка цементного раствора в форму установки цементирования (рис.7, 6);

- Извлечение сформированного УЦБ из формы, выдержка блока до окончательного затвердевания и пропитка поверхности жидким стеклом.

После затвердевания УЦБ и пропитки поверхности жидким стеклом он загружается промышленным роботом (рис.7, 7) в контейнер (рис.7, 8), в котором выдерживается около года во временном хранилище (рис.6, 9), пока тепловыделение при гидратации не снизится до значений меньше 1..2 Вт/м3, что практически не скажется впоследствии на разогреве цементного массива в пункте окончательной изоляции.

После практически полного завершения процесса гидратации в УЦБ, контейнеры с блоками готовы к транспортировке к пункту окончательной изоляции автомобильным или железнодорожным транспортом (рис.7, 10).

Концентрирование и дистилляция радиоактивных растворов производятся в барабанных пленочных испарителях [5, 6]. Этапы концентрирования показаны на рис. 6. Из емкости исходного раствора (рис.7, 1) жидкость подается в выпарной барабан (рис.7, 2), в котором производится пленочное выпаривание воды до заданной концентрации. Для повышения экономичности процесс проводится по технологии с использованием механического сжатия пара Mechanical Vapor Recompression (MVR), при которой пар, полученный при упаривании жидкой пленки на внутренней поверхности барабана (вторичный пар) после механического сжатия в компрессоре (рис.7, 3) повышает свою температуру и становится греющим паром для выпарного барабана. Поступающий на выпаривание раствор подогревается в теплообменнике-рекуператоре (рис.7, 4) горячим конденсатом, образующимся после конденсации греющего пара на внешней поверхности барабана, и направлявшимся в емкость очищенной воды. В процессе выпаривания концентрация раствора постоянно увеличивается и после достижения требуемых значений 700-800 г/л [3] порция концентрата ЖРО периодически откачивается в вакумируемую емкость установки цементирования (рис.7, 6).

 

Рисунок 7 – Схема этапов изготовления унифицированных цементных блоков (УЦБ)

Подробное описание технологии концентрирования радиоактивных растворов в барабанных пленочных испарителях (БПИ) приведено ниже.

4. Почему для концентрирования ЖРО нужен особый выпарной аппарат

Термоочистка или упаривание (дистилляция) в настоящее время являются основным методом переработки жидких радиоактивных отходов поскольку:

• обеспечивается переработка отходов любой засоленности;

• позволяет очищать раствор от радионуклидов, находящихся в любой форме (ионной, молекулярной, коллоидной);

• предъявляет низкие требования к качеству перерабатываемых отходов и позволяет исключить применение предварительных специальных осадительных операций;

• обеспечивает высокий коэффициент очистки, что позволяет дистилляции при необходимости самостоятельно и полностью решать проблему очистки жидких отходов до установленных норм.

Как уже было отмечено выше, для концентрирования ЖРО на практике, как правило, используется два типа выпарных аппаратов:

• Выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой производительностью 6000 кг/ч, производящий кубовый остаток с солесодержанием от 250 до 400 г/л;

• Установка глубокого упаривания УГУ-500, доупаривающая кубовый остаток до «солевого плава», который должен содержать количество несвязанной воды не более 15% (на практике в «солевом плаве» содержится до 30% несвязанной воды).

Общей проблемой для этих выпарных аппаратов является интенсивное солеотложение на греющих поверхностях теплообменных трубок, снижающее эффективность теплопередачи, что приводит к остановке для отмывки теплообменника. Химические добавки для снижения солеотложения и пенообразования в выпарном аппарате с вынесенной греющей камерой приводят к увеличению количества радиоактивных солей в концентрате, что увеличивает объемы кондиционированных РАО, подлежащих долговременному хранению и захоронению. Еще большие проблемы с вторичными ЖРО возникают при использовании УГУ-500, так как солеотложение на теплообменных трубках там идет наиболее эффективно, поэтому установку приходится постоянно останавливать для промывки раствором азотной кислоты, который после использования должен быть нейтрализован, что также приводит к существенному увеличению объемов радиоактивных солей, подлежащих переработке.

Для минимизации объемов концентрата, направляемого на цементирование, должны использоваться выпарные установки, в которых отсутствует проблема солеотложения на греющих поверхностях при выпаривании растворов и в которых для экономии энергозатрат используется рекомпрессия пара (MVR). Этим требованиям в полной мере отвечает технология упаривания в барабанных пленочных испарителях, рассмотренная ниже.

5. Цели и задачи безреагентной технологии упаривания жидких радиоактивных отходов

Основной целью создания безреагентной технологии упаривания ЖРО является проведение процессов отделения чистых паров растворителя от радиоактивного раствора в режиме пленочного испарения при использовании непрерывной механической очистки греющей поверхности от солевых отложений. Механическая очистка греющей поверхности позволяет избежать необходимости применения химических реагентов, что является важным положительным фактором для многих процессов выпаривания, в частности, применительно к переработке ЖРО, так как отсутствие химреагентов для промывки теплообменных поверхностей существенно снижает объемы при кондиционировании. Кроме того, технология позволяет обеспечить экономически оправданное кондиционирование высокосолевых растворов в цементном компаунде. Для реализации технологии решаются следующие задачи:

- Создание технологии безреагентного упаривания до требуемой концентрации солей (например, до 700-800 г/л);

- Исключение химических отмывок выпарного оборудования для восстановления теплопередающей способности греющих поверхностей;

- Применение энергосберегающих технологий с механической рекомпрессией вторичного пара (Mechanical Vapor Recompression);

- Разработка «всеядных» по химическому составу выпарных аппаратов с широким диапазоном степени концентрирования;

- Высокая степень очистки пара;

- Обеспечение длительного межпромывочного цикла работы;

- Автоматизация управления технологическими параметрами;

- Малая численность персонала и низкие дозовые нагрузки;

- Компактность выпарного оборудования и его встраиваемость в технологическую цепочку, например, для получения цементного компаунда.

Непрерывность очистки греющей поверхности установки от отложений в процессе упаривания позволяет обеспечивать безостановочную работу по переработке ЖРО в течение нескольких месяцев, что выгодно отличает данную установку от существующих выпарных аппаратов. К особенностям предлагаемой технологии можно так же отнести:

- безреагентность процесса упаривания;

- низкие энергозатраты при переработке ЖРО средней и низкой активности;

- отсутствие охлаждающего контура;

- нетребовательность к составу и солесодержанию перерабатываемых ЖРО;

- широкий диапазон солесодержания получаемого концентрата;

- очистка греющей поверхности от отложений в процессе упаривания;

- минимальное количество вторичных ЖРО;

- возможность создания транспортируемых модулей;

- встраиваемость технологии в комплекс по переводу ЖРО в цементный компаунд;

- удобство автоматизации процессов;

- существенное снижение стоимости переработки ЖРО;

- быстрая окупаемость оборудования.

6. Технология упаривания в барабанных пленочных испарителях (БПИ)

Проблемы накипеобразования на теплообменных поверхностях при проведении упаривания и дистилляции существуют в различных отраслях промышленности (атомная, химическая, гидрометаллургическая, фармацевтическая, пищевая и т.д.). Предлагаемая технология направлена на решение этой проблемы и создание оборудования для безреагентного концентрирования и дистилляции растворов, в частности при переработке ЖРО. В сочетании с применением нагрева теплообменных поверхностей за счет рекомпрессии вторичного пара предлагаемая технология обеспечивает энергосберегающий режим работы и низкие эксплуатационные расходы. Реализация принципа непрерывной очистки греющих поверхностей в процессе выпаривания позволяет неограниченно увеличивать межпромывочный цикл выпарного оборудования

Принцип упаривания предлагаемой технологии по физике процесса более всего близок к роторным испарителям, однако движение материальных потоков идет в непрерывном режиме, без необходимости периодического заполнения выпарного сосуда и полного слива концентрата. Кроме того, имеется механическая система очистки греющей стенки от отложений под уровнем упариваемого раствора, что стало возможным при переходе от формы колбы к форме полого цилиндра (рис.8).

Как и в роторных испарителях, принцип действия БПИ основан на испарении растворителя (например, воды) с поверхности пленки жидкости, растекающейся по внутренней подогреваемой поверхности вращающегося барабана. Непринципиальным отличием можно считать способ нагрева испарительного сосуда. Если в роторных испарителях нагрев колбы осуществляется ее частичным погружением в чашу с подогреваемой водой или маслом (так называемую «баню»), то для БПИ нагрев испарительного барабана на внешней поверхности осуществляется предпочтительно конденсирующимся паром либо инфракрасным излучением.

Еще одним из прототипов БПИ являются барабанные кристаллизаторы, в которых проблема инкрустации поверхностей решается размещением внутри тяжелой цепи, перекатывающейся при вращении барабана. В предлагаемой конструкции вместо цепи предлагается использовать шнековую конструкцию, которая при перекатывании не только очищает стенки, но и перемещает образующиеся кристаллы к точке выгрузки.

Процесс пленочного испарения либо исключает, либо многократно снижает фрагментацию раствора в результате разрыва пленок паровых пузырьков и уноса мелких капель (аэрозолей) вместе с паром в устройство конденсации, что обеспечивает высокую степень очистки конденсата вторичного пара от аэрозолей. Особенности механизма тонкопленочного испарения позволяют упаривать некоторые растворы до очень высоких концентраций, вплоть до «солевого плава».

 

Рисунок 8 – Реализация в БПИ принципов роторных испарителей, барабанных кристаллизаторов и механической рекомпрессии пара


6.1 Преимущества применения технологии безреагентного упаривания

Применение барабанных пленочных выпарных аппаратов для переработки накипеобразующих растворов, позволят потребителям:

- Решить проблему накипеобразования на теплообменных поверхностях при проведении упаривания и дистилляции растворов;

- Обеспечить высокую степень очистки вторичного пара от аэрозолей;

- Отказаться от необходимости использования химических реагентов для борьбы с накипью;

- Обеспечить энергосберегающий режим работы и низкие эксплуатационные затраты;

- Полностью или частично возвращать растворитель в технологический цикл;

- Достигать заданного уровня концентрации раствора.

Можно выделить следующие преимущества применения технологии безреагентного упаривания:

- Вакуумная дистилляция в БПИ: простой принцип – эффективный результат;

- Рециркуляция тепловой энергии обеспечивает высокую эффективность процесса и отпадает необходимость в греющем паре и в контуре охлаждения;

- Барабанный пленочный испаритель с системой самоочистки обеспечивает непрерывный цикл работы без ухудшения параметров теплопередачи;

- Автоматический режим работы при простой и надежной системе контроля и управления;

- Возможность применения дополнительной системы доочистки вторичного пара;

- Многофункциональность комплекса: дистилляция, экстракция, концентрирование;

- Низкие требования к квалификации персонала;

- При применении в ядерной энергетике резко снижаются дозовые нагрузки на персонал из-за отсутствия необходимости в шомполении теплообменных трубок;

- Высокая ремонтопригодность.

6.2 Модульное построение выпарного аппарата

Предлагается модульное построение выпарного аппарата. Это снизит затраты на изготовление, кроме того универсальный модуль имеет ряд других преимуществ:

- легкая масштабируемость производительности выпарной установки;

- простая технология изготовления, сборки и транспортировки модулей;

- изготовление модулей большими партиями;

- быстрая перенастройка выпарных установок на другую производительность и т.д.

Выпарной модуль состоит из горизонтального вращающегося барабана, размещенного в герметичном корпусе. С одной стороны, к модулю подводятся и отводятся рабочие среды, а с другой стороны расположен герметичный привод вращения (магнитная муфта), что позволяет решить проблемы с герметичностью выпарного модуля и установки в целом (рис.9).

Габаритные размеры выпарных модулей удобны для транспортировки обычным автомобильным, морским и железнодорожным транспортом. Транспортировка конструкций каркаса установки, теплообменников, приводов вращения барабанов и других более мелких элементов конструкции так же не вызывает трудностей при доставке заказчику. При использовании технологии MVR в качестве компрессоров целесообразно использовать насосы Рутса, так как они обладают хорошими технико-экономическими показателями и удобны для транспортировки.

Рисунок 9 – Отдельный модуль барабанного пленочного испарителя

Очистка греющей поверхности от солевых отложений производится механически, под уровнем раствора, например, перекатывающимся спиральным безосевым шнеком.

Рассматриваемый процесс пленочного испарения во вращающемся барабане либо исключает, либо многократно снижает фрагментацию раствора в результате разрыва пленок паровых пузырьков и уноса мелких капель (аэрозолей) вместе с паром в конденсатор, что обеспечивает высокую степень очистки конденсата вторичного пара от включений радиоактивных солей.

Эффективность технологии барабанного пленочного испарения обусловлена высокими коэффициентами теплоотдачи при конденсации (внешняя стенка барабана) и при испарении (внутренняя стенка барабана).

Использование технологии MVR дает возможность использовать вторичный пар, получаемый внутри барабана, в качестве греющего пара для паровой рубашки этого же барабана, что позволяет кратно снизить энергозатраты при повышении производительности.

6.3 Пример модульной установки БПИ производительностью 15 т/ч

В качестве примера рассматривается модульная установка производительностью 15т/ч по выпаренной жидкости. Для обеспечения такой производительности установка включает 59 выпарных модулей, соединенных по параллельной схеме и имеет габаритные размеры Д×Ш×В – 7,0×6,0×4,0м. (рис.10). Длина греющей части барабана 5,0 м, корпус выполнен из трубы диаметром 540×3мм, а барабан из трубы диаметром 508×6мм.

Рисунок 10 – Модульная выпарная установка на базе БПИ производительностью 15 т/ч

После того, как установка собрана, монтируется теплоизолирующий кожух, обеспечивающий нормальные условия работы персонала в помещении и снижающий потери тепловой энергии. При этом зона приводов вращения остается открытой для обеспечения оптимального температурного режима.

Паровые коллекторы, подводящие и отводящие пар к компрессорам типа Рутса, из-за низкой плотности пара имеют достаточно большой диаметр проходного сечения - 350 мм, и для обеспечения требуемой производительности по выпаренному продукту (15 т/ч) необходимы четыре компрессора HDSR...З50WN (рис.11). Характеристики этого компрессора приведены в таблице ниже. Подсоединение компрессора к выпарной установке на рисунках не приведено.

Упариваемый раствор через рекуператор с горячим конденсатом подается во вращающийся испарительный барабан, где происходит его испарение с нагреваемой пленки. Полученный пар сжимается и подогревается в насосе Рутса, после чего подается на внешнюю стенку барабана, на которой происходит его конденсация и отвод горячего конденсата на рекуператор. Периодически кратковременно открывается электромагнитный клапан и упаренный до нужной концентрации раствор передавливается в вакуумируемую емкость, которая может также выполнять функцию мерной емкости при приготовлении цементного компаунда. Под действием большого перепада давления скорость выгрузки в трубопроводе велика, причем наличие частиц кристаллов при высокой скорости очищает стенку и не дает образовываться отложениям в трубопроводе выгрузки концентрата (в самом барабане отложения не образуются благодаря перекатывающемуся шнеку).

Для обеспечения нормальной работы установки необходимо наличие системы сжатого воздуха и системы вакуумирования. Из-за механического способа поддержания греющей поверхности в состоянии свободном от накипи, отсутствуют ограничения по степени упаривания солевых растворов. Кристаллизация и выпадение части солей в твердый осадок не представляет проблемы, так как при перекатывании шнека пульпа перемещается к точке выгрузки, а не скапливается на дне вращающегося барабана.

Рисунок 11 – Параметры насосов Рутса для применения в выпарных аппаратах

6.4 Конкурентные преимущества модульных выпарных аппаратов

Модульные выпарные установке на базе БПИ имеют существенные преимущества по сравнению с другими выпарными аппаратами:

- Технологичный наукоемкий подход удешевляет производство унифицированных выпарных модулей и обеспечивает их высокое качество;

- Практически отсутствуют ограничения по производительности выпарной установки, так как количество задействованных унифицированных выпарных модулей не ограничено;

- Монтаж выпарных модулей в выпарной установке можно проводить с учетом существующей геометрии отведенных площадок с применением простого подъемно-транспортного оборудования;

- Удобство транспортировки, загрузки, выгрузки, монтажа и демонтажа унифицированных модулей;

- Технология модульного построения позволяет максимально сократить сроки реализации проекта, причём это в равной степени касается как времени изготовления унифицированных модулей, так и времени монтажа выпарных установок;

- Универсальность (однотипные модули могут применяться в установках разной производительности);

- При применении рекомпрессии пара рециркуляция тепловой энергии обеспечивает высокую эффективность процесса и отпадает необходимость в греющем паре и в контуре охлаждения;

- Барабанный пленочный испаритель с системой самоочистки обеспечивает непрерывный цикл работы без ухудшения параметров теплопередачи;

- Автоматический режим работы при простой системе контроля и управления;

- Высокая степень очистки раствора;

- Возможность применения дополнительной системы доочистки вторичного пара;

- Многофункциональность комплекса: дистилляция, экстракция, концентрирование;

- Низкие требования к квалификации персонала;

- В ядерной энергетике резко снижаются дозовые нагрузки на персонал из-за отсутствия необходимости в механической очистке теплообменных трубок;

- Высокая ремонтопригодность;

- Относительно низкая стоимость аппаратов и их монтажа;

- Низкие эксплуатационные затраты;

- Встраиваемость в непрерывный технологический цикл.

Рыночная привлекательность технологии заключается в востребованности оборудования с неограниченным межпромывочным циклом, низкими эксплуатационными и энергетическими расходами.

Предполагаемыми конкурентами являются производители роторно-пленочных испарителей. Преимуществом перед ними можно считать высокую степень очистки раствора, более простое техническое обслуживание, малые высотные габариты.

Референтность технологии подтверждается в реально работающих физических процессах: пленочного испарения во вращающихся колбах роторных испарителей, в процессах конденсации греющего пара и испарения в вальцовых сушилках, в использовании во многих современных выпарных установках механической рекомпрессии пара (MVR). В предлагаемой технологии каждый из применяемых физических процессов хорошо изучен и опробован в работающих аппаратах.

6.5 Экономические и технологические аспекты применения новой технологии

Наиболее наглядно преимущества новой технологии можно проиллюстрировать на примере ее возможного применения в атомной промышленности - при переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО)

Обеспечение эффективной переработки накопленных ЖРО является одной из важнейших задач обращения с радиоактивными отходами. Непрерывность механической очистки греющей поверхности установки от отложений в процессе упаривания позволяет обеспечивать безостановочную работу по переработке ЖРО с течение нескольких месяцев, что выгодно отличает данную установку от существующих выпарных аппаратов. Из приведенной ниже Таблицы 1 видно, что при переработке ЖРО кроме технологических преимуществ барабанные установки имеют хорошие стоимостные характеристики и обеспечивают низкие эксплуатационные затраты при высокой производительности.

Сравнительные стоимостные параметры переработки ЖРО различными методами, включая выпаривание в модульных выпарных установках приведены на рис.12.

Рисунок 12 – Сравнение стоимости переработки ЖРО различными методами, тыс.руб/м3 [8]

Сравнение стоимости обращения и захоронения ТРО различными методами, включая технологию с применением отвержения концентрированных растворов цементированием в унифицированные цементные блоки и их захоронение, приведены на рис.13.

Рисунок 13 – Сравнение стоимости обращения и захоронения ТРО различными методами, тыс.руб/м3 [8]

Заключение

· Для оптимизации технологии переработки больших объемов ЖРО среднего и низкого уровня активности на этапах концентрирования, кондиционирования, хранения, транспортирования и захоронения (окончательной изоляции) предложено проводить операции в следующей последовательности:

1. Концентрирование радиоактивных растворов в барабанных пленочных испарителях до концентрации 700-800 г/л;

2. Цементирование концентрированных растворов с получением унифицированных цементных блоков (УЦБ) одинаковых геометрических размеров, удобных для временного хранения и перевозки в контейнерах, а также для плотной кладки в пунктах окончательной изоляции;

3. Пропитка поверхности УЦБ жидким стеклом, и паспортизация блоков по параметрам радиоактивности;

4. Загрузка УЦБ после затвердевания в контейнер для временного хранения;

5. Выдержка не менее 1 года УЦБ в контейнере для окончания процесса гидратации цементного компаунда;

6. Транспортировка автомобильным или железнодорожным транспортом контейнеров с УЦБ к пунктам окончательной изоляции;

7. Укладка УЦБ промышленным роботом в пункте окончательного захоронения в соответствии с принципом вложенности – в центре цементного массива укладывают наиболее активные блоки, а далее по мере убывания активности. Наименее активные УЦБ укладывают на периферии таким образом, что менее активные блоки выполняют роль радиационной защиты для более активных УЦБ, причем между всеми блоками находятся гидроизолирующие и фильтрующие слои бентонитовой глины;

8. После заполнения пункта окончательной изоляции УЦБ сверху укладываются листы нержавеющей стали, бетон, гидроизолирующие слои для возможности формирования «зеленой лужайки».

· Для решения проблем концентрирования ЖРО среднего и низкого уровня активности до оптимальной концентрации предлагается использовать модульные выпарные установки на базе БПИ;

· Для снижения стоимости строительства пунктов окончательной изоляции предлагается капитальное строительство проводить только на уровне земли и ниже, а стены, перекрытие, мостовой кран с платформой для укладки УЦБ и бентонитовой глины предлагается делать мобильными, перемещающимися на новое место после того, как будет подготовлено новое место для укладки УЦБ.

· Чем большее внешних слоев в пункте окончательной изоляции занимают очень низкоактивные (практически нерадиоактивные) унифицированные цементные блоки, тем лучшую защиту от выхода опасных радионуклидов в окружающую среду от УЦБ САО и НАО они обеспечивают в долговременной перспективе и тем проще и дешевле подземная часть капитальных строительных конструкций пунктов окончательной изоляции. Этим одновременно решается вопрос об экономически оправданной утилизации ОНАО, объемы которых наиболее велики.

Список источников

1. Невилль А.М., Свойства бетона, Издательство литературы по строительству, М., 1972, Стр.31

2. Козлов П.В., Разработка технологии иммобилизации жидких солесодержащих САО в цементную матрицу с последующим хранением компаунда в отсеках большого объема, диссертация, Санкт-Петербург, 2009

3. Маслов М. В., Гупало B.C., Чистяков В.Н. Исследование схем обращения с накопленными радиоактивными отходами в целях их подготовки для окончательной изоляции// Горный информационно аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - М.: 2012. - №1, - С. 160-164;

4. И. В. Узикова, В. А. Узиков, И. Г. Меринов //Применение принципа вложенности при захоронении РАО/ Applying the principle of nesting in the disposal of radioactive wastes / Альтернативная энергетика и экология. - 2010. - N 2 (82). - С. 77-85

5. Муратов О.Э., Тихонов М.Н., Радиоэкологические аспекты обращения с РАО и ОЯТ в условиях инновационного развития ядерной энергетики / http://nuclear-submarine-decommissioning.ru/node/755;

6. Узиков В.А., Кочнов Я.К, Осипова Н.Е., Узикова И.В., Патент РФ № 2488421 «Способ концентрирования жидких растворов»;

7. Узиков В.А., Кочнов Я.К, Осипова Н.Е., Узикова И.В., Патент РФ № 2619768 «Выпарная установка для концентрирования жидких растворов»;

8. РАО в Приволжье разложили по схеме. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://atomicexpert-old.com/content/rao-v-privolzhe-razlozhili-po-sheme. (Дата обращения: 17.07.2019).

 

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


Самая читаемая статья: Обращение с РАО и ОЯТ:
О недостатках закона № 190-ФЗ «Об обращении с радиоактивными отходами…»

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 3.4
Ответов: 5


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 29 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Вопрос автору- определитесь -бентонит материал изолирующий ? Или фильтрующий?


[ Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
По мне так эту дрянь лучше хранить в скальных породах ниже водных горизонтов.


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
По мне так эту дрянь лучше хранить в скальных породах ниже водных горизонтов.
====
А еще лучше эту дрянь отправить в открытый космос (была и такая "идея"). Но встает вопрос в стоимости наших "хотелок" и связанных рисках при транспортировании. Далеко не везде есть подходящие скальные породы для этих целей, а транспортирование на большие растояния влечет высокую стоимость и риски. А во что обойдется глубинное захоронение - эти затраты еще нужно сопоставить с имеющимися экономическими возможностями России.  В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Бентонитовая глина обладает гидроизолирующими и фильтрующими свойствами. В чем противоречие?
В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
И автор и комментатор правильно указывают главную проблему ПЗРО - грунтовые воды. Рано или поздно они окажутся в подземном ПЗРО, как его не защищай и на какой глубине не располагай. Но ПЗРО и не должно быть подземным! Размещение РАО внутри глиняного кургана решает все проблемы. Исторический опыт, опыт французских ПЗРО и работы Изместьева в Северске это подтверждают.


[ Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
 Галина не является изоляторов, и Курган, и ПЗРО со временем будут наполнены инфильтрующейся водой. Далее известные процессы деструкции портландцемента.и выход РН из цементной матрицы. Щелочная среда только способствует усилению миграции стронция -  смотри данные мониторинга подземных вод на площадке ЧАЭС


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
Галина не является изоляторов, и Курган, и ПЗРО со временем будут наполнены инфильтрующейся водой. Далее известные процессы деструкции портландцемента.и выход РН из цементной матрицы. Щелочная среда только способствует усилению миграции стронция -  смотри данные мониторинга подземных вод на площадке ЧАЭС
====

Монтмориллонитовые (бентонитовые, смектитовые) глины успешно используются для создания сорбционно-гидроизолирующих барьеров изоляции радиоактивных отходов. Многолетние исследования, проведенные в различных странах, показали, что этот генетический тип глин наиболее эффективен для использования в качестве буферного материала, окружающего упаковки отходов в хранилищах. Технологические смеси на основе монтмориллонита входят в состав заполняющих и герметизирующих материалов различных типов хранилищ РАО, в том числе для ВАО и ОЯТ [Глины как геологическая среда для изоляции радиоактивных отходов, ФГУП НПО «РАДИЕВЫЙ ИНСТИТУТ им. В.Г. ХЛОПИНА», www.khlopin.ru/docs/books/Sav_And_Shab-Clays.pdf [www.khlopin.ru]].  
Если обеспечить нахождение приповерхностного хранилища выше грунтовых вод (гидрологические исследования местности) и долговременную гидроизоляцию верхней части от осадков (https://bentizol.ru/our-works/pripoverhnostnyj-punkt-zahoroneniya-radioaktivnyh-othodov-ppzro.html ) , а так же участь что бентонит является не только гидроизолятором, но и СОРБЕНТОМ, в том числе стронция, о каком выходе активности из приповерхностного пункта захоронения радиоактивных отходов, Вы говорите? Вы можете иметь любое мнение, но я больше доверяю специалистам Радиевого института, чем анонимному комментатору. В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Немного о выпарных аппаратах для упаривания ЖРО… Выпарные аппараты с вынесенной греющей камерой на АЭС входят в системы для переработки теплоносителя первого контура или переработки трапных вод представляют собой выпарные аппараты с вынесенной греющей камерой высотой 10 м. Такая высота нужна для организации большой скорости в теплообменных трубках за счет естественной циркуляции и размещения тарельчатого скрубера, в котором за счет стекания флегмы очищается вторичный пар. Расход упариваемого раствора 6000 кг/ч,  флегмы – до 2000 кг/ч, расход греющего пара с давлением 0,6 МПа – почти 10 т/ч. Одна из основных проблем по дозовым нагрузкам на персонал  – механическая очистка (шомполение) 341 теплообменной трубки высотой 4 м от среднеактивных солевых отложений. Аппарат с таким большим потреблением греющего пара приемлем для АЭС с большим количеством технологического пара, но может быть проблематичен для других объектов атомной отрасли или на этапе вывода АЭС из эксплуатации. В. Узиков


[ Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Немного о доупаривании кубовых остатков ЖРО…

Прямоточная выпарная установка УГУ-500 разработан в ВТИ им. Дзержинского в 60-х годах и представляет собой 4 параллельно работающих прямоточных испарителя в виде U-образного теплообменника. Трубка с упариваемым раствором делает несколько витков в этом теплообменнике, в межтрубном пространстве которого подается греющий пар с давлением 0,6 МПа. Далее потоки парорастворной смеси объединяются и подаются в циклон-сепаратор, в котором раствор стекает по стенкам а грязный пар идет в теплообменник конденсатор.

 Недостатки УГУ-500 :
  • Особенности гидравлической характеристики течения двухфазных парорастворных потоков в трубе приводят к гидродинамической неустойчивости при их параллельном подключении, когда при одном и том же перепаде давления на U-образных теплообменниках в одном будет слишком много жидкости, а в другом – слишком много пара. Это приводит к неравномерному зарастанию солевыми отложениями теплообменников, полному перекрытию проходного сечения и возможному выходу одного из них из строя.
  • Для решения проблемы гидродинамической неустойчивости на входе в каждый теплообменник ставят дроссельную шайбу, снижающую влияние паросодержания на гидравлическое сопротивление в параллельных нитках, но это ухудшает условия проведения промывки теплообменных трубок, из-за невозможности организовать большой поток моющего раствора азотной кислоты, поэтому количество вторичных ЖРО, образующихся в результате химотмывки этих аппаратов, очень большое. После переупаривания этих растворов объемы солей, подлежащих гранению (захоронению) существенно возрастают.
  • Еще одним недостатком УГУ-500 является то, что из-за особенностей контроля температуры выходящей парорастворной смеси (большая задержка по времени) и сложности регулирования подачи греющего пара в межтрубное пространство теплообменников крайне сложно получить требуемую концентрацию упаренного продукта в заданном диапазоне.
  • Конструкция УГУ-500 не предусматривает возможности механической очистки «заросших» отложениями трубок, поэтому некоторые U-образные теплообменники могут быть выведены из эксплуатации из-за зарастания проходного сечения отложениями. 
  • Выходящий из циклона-сепаратора вторичный пар очень загрязнен из-за капельно-аэрозольного уноса, поэтому его конденсат – это те же самые ЖРО, которые нужно опять отправлять на переработку.
  • Неужели за полвека инженеры в СССР, а затем в России не смогли создать что-то более лучшее, чем УГУ-500 с его огромным количеством недостатков? 


В. Узиков


[ Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Немного конкретных цифр…
 
  • ·         В одном кубометре цементных блоков может быть компактировано 570 кубометров низкосолевых ЖРО с солесодержанием до 1 г/л или 140 кубометров среднесолевых ЖРО (до 4 г/л) или 2 кубометра кубовых остатков с солесодержанием 275 г/л.
  • ·         Требуемая электрическая мощность БПИ с технологией MVR при производительности по пару 1 т/ч составляет 70…90 кВт. При стоимости электроэнергии для предприятия 2 руб/кВт затраты на электроэнергию составляют 180 руб на тонну полученного дистиллята, и, следовательно, менее 180 руб на тонну переработанных ЖРО.
  • ·          Стоимость китайского насоса Рутса с производительностью по пару 2 т/ч (Модель HDSR-250BWNS) составляет 29000$

  В.Узиков


[ Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Немного о «странностях» экономики обращения со средне- и низкоактивными отверждёнными РАО…  
  • Как это не парадоксально, приведение РАО к минимальным объемам (компактирование) в сегодняшних условиях не выгодно, так как при переходе в другой класс опасности тариф на захоронения при передаче национальному оператору резко повышается – 45836 руб/м3 для отвержденных РАО 4-го класса опасности и 152473 руб/м3 для отвержденных РАО 3-го класса. Поэтому при создавшейся ситуации «отходообразователю» экономически не выгодно упаривание ЖРО до высоких концентраций, приводящему к образованию РАО 3-го класса опасности и увеличению оплаты за передачу национальному оператору более чем в 3,3 раза.
  • Предлагаемая схема нивелирует экономические затраты на захоронение РАО 3-го и 4-го класса и делает экономически выгодным максимальное снижение объемов отвержденных кондиционированных РАО для окончательной изоляции. 
  В.Узиков


[ Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
"Рисунок 5 – Структура пункта окончательной изоляции в процессе заполнения" - а где должны находиться все складируемые сюда блоки с САО, НАО, ОНАО до момента складирования. Судя по методике, перед складированием должно быть точно известно количество блоков с разной активностью и только после этого начинается складирование таким образом, что САО со всех сторон будут окружены НАО, а те, в свою очередь, ОНАО.


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
"Рисунок 5 – Структура пункта окончательной изоляции в процессе заполнения" - а где должны находиться все складируемые сюда блоки с САО, НАО, ОНАО до момента складирования. Судя по методике, перед складированием должно быть точно известно количество блоков с разной активностью и только после этого начинается складирование таким образом, что САО со всех сторон будут окружены НАО, а те, в свою очередь, ОНАО.

===

Мостовой кран имеет свободный доступ в складское помещение контейнеров с САО, НАО и ОНАО, где и выбирается нужный контейнер в соответствии с программой укладки блоков. Сами контейнеры с необходимыми блоками РАО (САО, НАО или ОНАО) завозятся на склад по разработанному графику, разработанному исходя из базы данных для временных хранилищ контейнеров с цементными блоками. Так как каждый цементный блок паспортизируется по установленным параметрам активности, с помощью компьютера по выбранной процедуре (программе) несложно определить его оптимальное место в массиве кладки и сделать соответствующих заказ на доставку нужного контейнера в заданный срок в пункт окончательной изоляции из временного хранилища.
В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
"Рисунок 5 – Структура пункта окончательной изоляции в процессе заполнения" - а где должны находиться все складируемые сюда блоки с САО, НАО, ОНАО до момента складирования. Судя по методике, перед складированием должно быть точно известно количество блоков с разной активностью и только после этого начинается складирование таким образом, что САО со всех сторон будут окружены НАО, а те, в свою очередь, ОНАО.
==
И ещё...  Кладка может заполняться ступенчато, что дает возможность принимать все виды РАО практически весь период формирования кладки (за исключением финального, когда укладываются в верхнем слое только ОНАО)...


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Обратите внимание на контейнер на рисунке 3.Однажды к нам на вывоз РАО приехала спец.грузовая машина госпредприятия "Р****" с подобной формы контейнером. Собралось нас человек 10 комиссии сдавать РАО. Вдруг обнаружилось: в пустом контейнере - вода! Сразу несколько человек, как наших так и предприятия "Р****" предложили вручную опрокинуть контейнер, слить воду и начать грузить РАО. 
Дело было почти перед парадным крыльцом главного директорского корпуса. Вдруг у меня мелькнула мысль: -"А вдруг она радиоактивная?".Настоял, чтоб грузить наши РАО не сливая воду.Когда вижу форму контейнера рисунка 3 - каждый раз всплминаеся эта история..  


[ Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 31/07/2019
Обратите внимание на контейнер на рисунке 3....
======
Конечно же изображение контейнера на рисунке чисто условное и выбрано из схожести с НЗК. На самом деле транспортно упаковочный комплект (ТУК) будет выглядеть совсем по другому, исходя из утвержденных размеров УЦБ и удобства транспортной технологии загрузки и выгрузки блоков. И конечно же он не будет железобетонным, а будет нормальным металлическим ТУКом, сертифицированным по всем нормам.


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
Задумка интересная, вот только "гладко было на бумаге, да забыли про овраги"
1. Конденсат, как правило, радиоактивный. Его сбрасывать в воздух нельзя. Конденсат доочищают другими технологиями (ИОС, например). Это ставит крест на мобильности этих установок, так как нужен будет целый комплекс.
2. Размещение в ПЗРО. Предлагаемая технология сродни работы каменщика, укладывающего кирпичи. Слой бентонитовой глины - это хорошо и правильно. Вот только как ее уложить ровным слоем? Биороботом -смертником? А зимой, когда глина смерзлась и представляет собой монолит? А ведь если уложить неровно, то вся будка обязательно рухнет.
Тут есть над чем подумать, но пока это все совершенно нереализуемо, увы.
Прохожий


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
Задумка интересная, вот только "гладко было на бумаге, да забыли про овраги" 1. Конденсат, как правило, радиоактивный. Его сбрасывать в воздух нельзя. Конденсат доочищают другими технологиями (ИОС, например). Это ставит крест на мобильности этих установок, так как нужен будет целый комплекс. 2. Размещение в ПЗРО. Предлагаемая технология сродни работы каменщика, укладывающего кирпичи. Слой бентонитовой глины - это хорошо и правильно. Вот только как ее уложить ровным слоем? Биороботом -смертником? А зимой, когда глина смерзлась и представляет собой монолит? А ведь если уложить неровно, то вся будка обязательно рухнет. Тут есть над чем подумать, но пока это все совершенно нереализуемо, увы. Прохожий  =====   Спасибо за вопросы по существу технологии. По пункту 1. Принципиальное отличие предлагаемой технологии упаривания – это пленочное испарение, при котором практически отсутствуют условия для капельного (аэрозольного) и пенного уноса ввиду плавности перемещения жидкости в барабане и отсутствия лопастей, как в роторных испарителях. Остается только молекулярный унос с паром.  Основная часть содержащихся в ЖРО радионуклидов находится в условиях дистилляции в нелетучей форме, поэтому молекулярный унос не лимитирует коэффициент очистки. Согласно этому источнику [Никифоров А.С., Куличенко В.В., Жихарев М.М. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. М., Энергоатомиздат, 1985, 184 с] в условиях упаривания склонностью к молекулярному уносу обладают два радионуклида: рутений в виде четырехокиси и йод в молекулярной форме или в виде соединений с органическими веществами (например, метил иодид). Прогнозируемый коэффициент очистки не ниже 10^6,  но обсуждать него не имеет смысла так на практике как он будет существенно различаться в зависимости от упариваемого раствора. Доочистку вторичного пара до норм сброса в открытую сеть водоемов можно будет проводить с помощью барабанного скрубера, в котором пар проходит через слой переодически смачиваемой чистой водой нерегулярной насадки (типа колец Рашига), а загрязненная вода из этого скруббера поступает на упаривание в БПИ.  Принцип работы похож на принцип работы тарельчатых скрубберах в выпарных аппаратах АЭС (массообмен между паровой и жидкой фазами при встречном движении потоков), однако расход флегмы в барабанном скруббере определяется только достижимостью требуемой степенью очистки вторичного пара, а не задан исходя из конструкции тарельчатого скруббера.  Если вторичный пар из БПИ достаточно чистый, то расход флегмы будет минимальный для достижения заданных параметров по чистоте дистиллята. По пункту 2.  Отсутствие на картинке стен и перекрытия не означает, что работа по укладке блоков проводится на открытом воздухе. Во время всего периода заполнения блоками и в период формирования гидро- и теплоизолирующего перекрытия в этом помещении поддерживается нормальная температура, так что «замораживании» глины в период проводимых работ речь не идет. Верхние слои в пункте окончательной изоляции формируются таким образом, чтобы обеспечить не только гидроизоляцию, то и непромерзание верхних слоев бетонного массива при самых суровых возможных климатических условиях в данной местности. По поводу «биороботов». Рассматриваемые операции укладки блоков и бентонитовой глины, а также контроля геометрических параметров кладки сложны для уровня развития современных промышленных роботов. Если точность их работы позволяет собирать двигатели внутреннего сгорания, то обеспечить простую кладку с заданной погрешностью для них совсем простая задача.  А так же трудно представить, что гидравлике и электродвигателям этих роботов могут помешать радиационные поля от блоков средней активности. В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
Задумка интересная, вот только "гладко было на бумаге, да забыли про овраги" 1. Конденсат, как правило, радиоактивный. Его сбрасывать в воздух нельзя. Конденсат доочищают другими технологиями (ИОС, например). Это ставит крест на мобильности этих установок, так как нужен будет целый комплекс.
2. Размещение в ПЗРО. Предлагаемая технология сродни работы каменщика, укладывающего кирпичи. Слой бентонитовой глины - это хорошо и правильно. Вот только как ее уложить ровным слоем? Биороботом -смертником? А зимой, когда глина смерзлась и представляет собой монолит? А ведь если уложить неровно, то вся будка обязательно рухнет. Тут есть над чем подумать, но пока это все совершенно нереализуемо, увы. Прохожий
===
Спасибо за вопросы по существу технологии.

По пункту 1. Принципиальное отличие предлагаемой технологии упаривания – это пленочное испарение, при котором практически отсутствуют условия для капельного (аэрозольного) и пенного уноса ввиду плавности перемещения жидкости в барабане и отсутствия лопастей, как в роторных испарителях. Остается только молекулярный унос с паром.  Основная часть содержащихся в ЖРО радионуклидов находится в условиях дистилляции в нелетучей форме, поэтому молекулярный унос не лимитирует коэффициент очистки. Согласно этому источнику [Никифоров А.С., Куличенко В.В., Жихарев М.М. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. М., Энергоатомиздат, 1985, 184 с] в условиях упаривания склонностью к молекулярному уносу обладают два радионуклида: рутений в виде четырехокиси и йод в молекулярной форме или в виде соединений с органическими веществами (например, метил иодид). Прогнозируемый коэффициент очистки не ниже 10^6,  но обсуждать него не имеет смысла так на практике как он будет существенно различаться в зависимости от упариваемого раствора. Доочистку вторичного пара до норм сброса в открытую сеть водоемов можно будет проводить с помощью барабанного скрубера, в котором пар проходит через слой переодически смачиваемой чистой водой нерегулярной насадки (типа колец Рашига), а загрязненная вода из этого скруббера поступает на упаривание в БПИ.  Принцип работы похож на принцип работы тарельчатых скрубберах в выпарных аппаратах АЭС (массообмен между паровой и жидкой фазами при встречном движении потоков), однако расход флегмы в барабанном скруббере определяется только достижимостью требуемой степенью очистки вторичного пара, а не задан исходя из конструкции тарельчатого скруббера.  Если вторичный пар из БПИ достаточно чистый, то расход флегмы будет минимальный для достижения заданных параметров по чистоте дистиллята.

По пункту 2.  Отсутствие на картинке стен и перекрытия не означает, что работа по укладке блоков проводится на открытом воздухе. Во время всего периода заполнения блоками и в период формирования гидро- и теплоизолирующего перекрытия в этом помещении поддерживается нормальная температура, так что «замораживании» глины в период проводимых работ речь не идет. Верхние слои в пункте окончательной изоляции формируются таким образом, чтобы обеспечить не только гидроизоляцию, то и непромерзание верхних слоев бетонного массива при самых суровых возможных климатических условиях в данной местности.

По поводу «биороботов». Рассматриваемые операции укладки блоков и бентонитовой глины, а также контроля геометрических параметров кладки сложны для уровня развития современных промышленных роботов. Если точность их работы позволяет собирать двигатели внутреннего сгорания, то обеспечить простую кладку с заданной погрешностью для них совсем простая задача.  А так же трудно представить, что гидравлике и электродвигателям этих роботов могут помешать радиационные поля от блоков средней активности.
В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
Забыл поставить в предложении знак вопроса.
....По поводу «биороботов». Рассматриваемые операции укладки блоков и бентонитовой глины, а также операции контроля геометрических параметров кладки сложны для уровня развития современных промышленных роботов? Если точность их работы позволяет собирать двигатели внутреннего сгорания, то обеспечить простую кладку с заданной погрешностью для них совсем простая задача.  А так же трудно представить, что гидравлике и электродвигателям этих роботов могут помешать радиационные поля от блоков средней активности.
 В.Узиков


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
О каком уровне инженергой культуры в нашей стране можно говорить, если разговор переключается на неких биороботов-"смертников", даже когда речь идет о выполнении простых строительных операций? Уважаемый прохожий! Откройте же, наконец, интернет, и ознакомтесь с достижениями современной строительной техники На том же ютубе видео такой техники очень много,  ну хотя бы  этот робот, осуществляющим укладку строительных  блоков:
https://www.youtube.com/watch?v=G_Pj2GI6-xc


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
Уважаемый комментатор!
Вы просто не увидели иронии. 
Как Вы понимаете, то в данном случае речь пойдет о роботе, которого еще нет. Который надо спроектировать, изготовить и аттестовать для применения на ОИАЭ. Далее, как пишет В.Узиков - ПЗРО будет отапливаемым. Запасы глины, чтобы она не смерзлась зимой, тоже будут лежать в отапливаемом помещении. И т.д. Нет такого пока нигде! Более того, например, из проекта второй очереди Новоуральского НЗРО даже примитивный ангар из профлиста, который от осадков должен был защищать, и тот убрали. Дорого слишком, говорят. А здесь предлагаются высокие технологии во весь  полный рост. Еще, кстати, не затронули возможные сложности с транспортировкой.
К чему я это все? Да к тому, что, неплохое в целом предложение, чтобы могло быть реализовано со всеми его плюсами, вызывает принципиальный пересмотр подхода к захоронению вообще, а не только переработки ЖРО, как указано в заголовке статьи. А такой подход тащит за собой еще и экономическое обоснование, которое с учетом стоимости отопления и робота в сравнении с исконно-посконной возней с контейнерами становится не так уж очевидно выгодным в финансовом плане.
Все мы двумя руками за высокие технологии, вот только как в этом убедить тех, кто непосредственно занимается захоронением?
Прохожий.


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 01/08/2019
Уважаемый комментатор!
Вы просто не увидели иронии. 
Как Вы понимаете, то в данном случае речь пойдет о роботе, которого еще нет. Который надо спроектировать, изготовить и аттестовать для применения на ОИАЭ. Далее, как пишет В.Узиков - ПЗРО будет отапливаемым. Запасы глины, чтобы она не смерзлась зимой, тоже будут лежать в отапливаемом помещении. И т.д. Нет такого пока нигде! Более того, например, из проекта второй очереди Новоуральского НЗРО даже примитивный ангар из профлиста, который от осадков должен был защищать, и тот убрали. Дорого слишком, говорят. А здесь предлагаются высокие технологии во весь  полный рост. Еще, кстати, не затронули возможные сложности с транспортировкой.
К чему я это все? Да к тому, что, неплохое в целом предложение, чтобы могло быть реализовано со всеми его плюсами, вызывает принципиальный пересмотр подхода к захоронению вообще, а не только переработки ЖРО, как указано в заголовке статьи. А такой подход тащит за собой еще и экономическое обоснование, которое с учетом стоимости отопления и робота в сравнении с исконно-посконной возней с контейнерами становится не так уж очевидно выгодным в финансовом плане.
Все мы двумя руками за высокие технологии, вот только как в этом убедить тех, кто непосредственно занимается захоронением?
Прохожий.
===

Уважаемый Прохожий! Давайте обсудим ваши доводы.
 
  • По поводу «робота которого нет». Может я и ошибаюсь, но промышленные роботы под конкретную и достаточно простую задачу нет надобности проектировать и изготавливать, так как на рынке представлен огромный выбор моделей и, уверен, что большое количество из них может быть использовано для такой простой задачи, как укладка блоков и покрытие бентонитовой глиной.  Будем честны, в сегодняшних условиях России разработка и изготовление такого высокотехнологичного оборудования скорее превратится в распил, чем приведет к хорошему результату (пример йотафона, и я не слышал о конкурентоспособных производителях промышленных роботов в России). По данным на 2018 год на каждые 10 000 населения в Южной Корее приходится свыше 700 промышленных роботов, в полуторамиллиардном Китае около 100, а в России аж целых 4(!!!) промышленных робота. Неудивительно, что нас пугает даже мысль о их реальном применении даже в такой передовой отрасли, как атомная промышленность. Стоимость промышленного робота манипулятора, например, «KUKA KR 180-2 PA» грузоподъемностью 180 кг, радиусом действия 3200мм 4,1 млн.руб. – это стоимость (по тарифам национального оператора) всего лишь 7-ми бесполезно зарытых в приповерхностное хранилище контейнеров НЗК-150-1,5. Да, всегда будут вопросы типа – что лучше, сверхдорогая радиационно-стойкая видеокамера, или несколько массовых и несравненно более дешевых видеокамер, у которых суммарный ресурс многократно превосходит ресурс дорогой видеокамеры.
  •  
  • По поводу отапливаемых ПЗРО. Если исходить из стоимости возведения торговых центров, то отапливаемая площадка 50×200м может обойтись примерно 0,5 млрд.руб. Если проект сооружения будет разборной и мобильной конструкцией, то стоимость увеличится до 2-3 млрд. руб. Если глубина кладки составит 10 м, то объем кладки может достигать 45м×150м×10м=67500м3, что в 2,5 раза превышает суммарный объем отсеков под цементный компаунд на «Маяке». Насколько я знаю, стоимость этого сооружения не менее 14 млрд. рублей.
  • У типовых конструкции торговых центров хорошая теплоизоляция, поэтому расходы на отопление не так уж и велики.
  •  
  • По поводу сложности транспортировки. Если даже железобетонные НЗК-150-1,5 удовлетворяют нормативным требованиям транспортировки ТРО, то грамотно спроектированный металлический ТУК тем более не будет иметь вопросов по выполнению нормативны

    Прочитать остальные комментарии...


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 02/08/2019
Уважаемый В. Узиков!
Позволю себе несколько отклониться от основной темы, чтобы прояснить то, в чем я вижу смысл настоящего дискурса.
Упомянутый в Вашей статье Маяковский объект, это яркий пример волюнтаризма и безответственности,  объект построенный по принципу "мне надо сейчас, а про завтра даже думать не хочу". Если Ростехнадзор и выдаст лицензию на эксплуатацию этого чуда инженерной мысли, нарушающего все мыслимые и немыслимые законы и федеральные правила, то только, махнув рукой и сказав: хуже Карачая уже некуда. Дабы в последующем избегать при лицензировании нового объекта ситуации пердимонокля у надзорных органов, было бы разумно все новые технические и конструкторские решения прогонять через горнило специалистов по эксплуатации, безопасности, etc. Более того, в системе ЕГС РАО, о создании которой прокукарекали давным-давно, но почему то так и не рассвело, должна была бы быть создана система отраслевых стандартов как по сооружению ПЗРО, так и по способам кондиционирования различных РАО и, соответственно, по оценке необходимых установок переработки и хранилищ временного хранения и т.д. Но ничего этого нет. Как обеспечить безопасность при захоронении, например, ИОС и плавов до сих пор толком не знает никто.
Возвращаясь к Вашему предложению, предлагаю рассмотреть его с т.з. эксплуатации ПЗРО. Как Вы знаете, эта деятельность очень жестко регламентирована и потому должна быть продумана так, чтобы не вызывать неустранимых замечаний ни у одного из семи надзорных органов, Конструктору весьма желательно знать базовые их возможные требования, чтобы не получилось как на Маяке.
Итак: 
1. робота нужно будет аттестовать по группе А НП-043 и по двум НП-071. Не уверен, что выпускаются такие общепромышленные устройства и, возможно, придется готовый немного "подшаманить" . Не особая проблема - но время и силы может занять немалые.
2. Понять, а какого будут класса РАО получаться эти отходы, кондиционируемые по предлагаемой технологии? Вот тут мы напарываемся на еще одну коллизию: так как предлагается исключить из списка инженерных барьеров контейнер (НП-055-14), то в соответствии с НП-093 попадаем под ограничение - только 4 класс. Стоимостной выигрыш предлагаемой технологии в этом случае, увы, проиграет банальному "навальному" типу захоронения. Предлагаемая технология, имеет значительно более высокий потенциал и становится эффективной только при работе с РАО 3 и 2 класса. Чтобы полностью реализовать этот потенциал, придется приложить довольно много усилий. Причем должна работать команда разносторонних специалистов, чтобы убедить НТЦ ЯРБ, Ростехнадзор и НОРАО, в том что данная технология перспективна. Вообще то это задача ЕГС РАО, но никакой системы, увы, нет. Только лозунги. 
Вывод. Для реализации действительно хороших конструкторских идей и технологических решений нужна реально действующая, хотя бы отраслевая, система. Иначе все просто загубят.
С уважением, Прохожий.


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 02/08/2019
Ну и вдогонку....
Внедрение предлагаемой технологии, при условии решения проблемы трития, вполне позволит отказаться от эксплуатации ПГЗЖРО НИАРа и ГХК. Для СХК, по понятным причинам, придется изобретать что-то иное. Руководители Росатома, испытывая сильнейшее давление МАГАТЭ, уже объявили о намерении прекратить подземную закачку, но пока никаких действиях по разработке альтернативы этому способу захоронения не слышно. А время то идет....
Прохожий.


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 02/08/2019
Если посмотреть шире, можно констатировать:- каждое предприятие, задействованное в технологических цепочках обращения с РАО, стремится формально снизить издержки (продолжая эксплуатацию старых объектов и внедряя копеечный ПСР), но при этом вколачивает десятки миллиардов в новые объекты с сомнительным функционалом - что АЭС, что Маяк, что НОРАО; при этом общая стоимость обращения на всей цепочке необоснованно увеличивается,- единая техническая политика по обращению с РАО отсутствует как в корпорации, так и в дивизионах (или, как в КРЭА, содержит волюнтаристские технические решения и местнические интересы типа Нововоронежской плазменной печки и неунифицированных с остальной отраслью титановских контейнеров на ЛАЭС); эта техническая политика никому не нужна, т.к. может помешать осваивать бюджеты, см.выше;- об интересах государства, которое является собственником подавляющего количества старых РАО и значительного количества новых (для всех ФГУПов, например), в корпорации никто не думает; единственная задача - отжать как можно больше денег.Макс


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 02/08/2019
 Уважаемый В. Узиков! Позволю себе несколько отклониться от основной темы, чтобы прояснить то, в чем я вижу смысл настоящего дискурса….
===
Благодарю за Вашу поддержку, уважаемый Прохожий!  
  • Вы подняли вопрос об очень важной, и на мой взгляд, ключевой проблеме развития отрасли – организации отраслевой системы рассмотрения конструкторских идей и технологических решений, исходящих от специалистов. По своему опыту могу сказать, что действующий механизм рассмотрения, принятия или отсева предлагаемых технических решений не позволяет просеивать через сито экспертов наиболее перспективные из них, чтобы начать хотя бы обсуждение в среде специалистов, чтобы оценить их экономическую выгоду или бесперспективность.
  • Моя специальность ЯЭУ, но какое то время пришлось поработать параллельно в АСЭ над проектами кондиционирования кубовых остатков в Бушере и Куданкуламе, поэтому я хорошо знаком с технологиями выпаривания и цементированием
  • В рамках работы в АСЭ мне предложили ознакомиться с техническим обоснованием с комплекса цементирования на «Маяке», и, естественно я в первую очередь обратил внимание не тепловые расчеты. И я был шокирован  - в это трудно поверить, но при расчете разогрева отсеков с компаундом учитывалось абсолютно мизерное тепло радиоактивного распада, но не учитывалось тепло гидратации! Не учитывалось тепло гидратации в комплексе по ЦЕМЕНТИРОВАНИЮ! Как такое могли пропустить не то, что эксперты, в самые обычные инженеры?
  • А теперь по поводу экспертов. В 2014 году я послал свои предложения по безреагентному упариванию ЖРО Руководителю Проектного офиса «Формирование единой государственной системы обращения с РАО», который, естественно, передал его на рассмотрение экспертам. Один из них, Зинин А.В. дал следующее экспертное заключение «Эта технология устарела. В интернете можно посмотреть более экономичные и надежные «выпарные» аппараты обеспечивающие упаривание под вакуумом: Vacudest, Loft.» на этом «рассмотрение» закончилось. Вы можете себе представить уровень эксперта, дающего столь грамотные «экспертные заключения»?
  • Поясню для неспециалистов – производительность немасштабируемых выпарных установок Vacudest с естественной циркуляцией и циркулирующими керамическими шариками (технология Activpowerclean) всего около 0,1 м3/ч, а установка Loft требует постоянных отмывок, в ней не предусмотрена механическая очистка трубок, и именно её NUKEM должна была поставить на комплекс по переработке ТРО на Курской АЭС, но насколько я знаю, она так и не заработала.
  • И когда такие эксперты, как Зинин вместо грамотного экспертного заключения на установку, имеющую 2 патента, отсылает специалиста к интернету, уже не удивляешься, что при таком уровне экспертизы возможно строительство таких комплексов по цементированию, как на «Маяке»
  • По этой же причине не удивляешься, что аванпректы на технологии упаривания в БПИ, подаваемые на рассмотрение от НИИАР, так же не включаются в программу работ.
  •  Когда проект БПИ шёл от лица студентов в так называемом турнире «ТЕМП», он занял второе место и вызывал кратковременный живой интерес,  а Ю.А.Оленин тогда даже захотел обсудить возможности этой установки, но, видимо текущие дела не позволили ему это сделать.
  • Показательно, что подобные творческие «турниры» в Росатоме проводятся только среди студентов, у которых сомнительный профессиональный опыт, но не проводятся среди специалистов, поэтому у них нет НИ ОДНОЙ ПУБЛИЧНОЙ ПЛОЩАДКИ, где бы можно было представить свои инновац

    Прочитать остальные комментарии...


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 02/08/2019
Я знаком с Александром Валентиновичем Зининым - он очень сильный специалист в своем деле. Но все мы порой бываем подвержены минутным слабостям, суете, цейтноту, банальными неприятностями, когда и соль не очень соленая и сахар какой то не сладкий, а тут еще на экспертизу что то сунули и потому можем оказаться необъективными и поскорее отмахнуться от дела, которое нам в данный момент неинтересно. Пресловутый человеческий фактор. Поэтому должны создаваться такие условия в группе экспертов, чтобы они не только частично перекрывали между собой свои вопросы, но и были готовы лично отстаивать свое заключение перед инициатором. Это задача СИСТЕМЫ, которая, увы, не работает. Остается пока ждать, что разум возобладает.
Прохожий.


[
Ответить на это ]


Re: Оптимизация технологии обезвреживания ЖРО (Всего: 0)
от Гость на 02/08/2019
Не могу удержаться от небольшого оффтопика (выход за рамки обсуждаемой темы). В журнале формирующихся направлений науки (ЖФНН) №23-24 опубликованы 3 статьи по LENR-тематике. 
А.Л. Шишкин, В.Ю. Татур. Оценка воздействия странного излучения на биологические объекты.
А.Г. Пархомов, В.А.Жигалов, С.Н.Забавин, А.Г.Соболев, Т.Р.Тимербулатов. Никель-водородный теплогенератор, непрерывно проработавший 7 месяцев.
А.Г. Пархомов. LENR как проявление слабых ядерных взаимодействий.


http://lenr.seplm.ru/articles/v-zhurnale-formiruyushchikhsya-napravlenii-nauki-zhfnn-23-24-opublikovany-3-stati-po-lenr-tematike [lenr.seplm.ru]

В.Узиков


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@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: 0.11 секунды
Рейтинг@Mail.ru