способ отверждения жидких радиоактивных отходов

Формула изобретения

Способ отверждения жидких радиоактивных отходов, включающий подачу цемента и ЖРО в емкость, герметизацию ее, перемешивание компаунда путем вращения и транспортирования к месту захоронения, отличающийся тем, что подачу ЖРО ведут с помощью дозатора и все последующие операции с присутствием ЖРО осуществляют в герметичной закрытой камере, после подачи необходимого количества ЖРО в емкость производят дезактивацию патрубка дозатора подачи ЖРО, перемешивание компаунда осуществляют путем вращения емкости в вертикальной плоскости, по окончании перемешивания производят дезактивацию емкости, перед транспортированием емкости к месту захоронения ее помещают в герметичный контейнер, при этом перед подачей цемента в емкость насыпают щебень фракцией 10 - 12 мм в количестве 10 - 20% от веса цемента, а общее наполнение компаунда составляет 0,8 от объема емкости, причем все операции, производимые в камере, осуществляются дистанционно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО), образующихся при эксплуатации АЭС, АСТ и центров ядерных исследований.

Известен способ удаления ЖРО [1], в котором при удалении радиоактивных отходов используют канистру, входное отверстие которой расположено на оси симметрии канистры. Канистра при повороте может устанавливаться в вертикальное или горизонтальное положение. В вертикальном положении канистру заполняют цементными гранулами и опрокидывают в положение, когда отверстие устанавливается горизонтально. Затем откачивают газ из канистры, чтобы создать внутри нее давление ниже атмосферного. Канистра устроена так, что может вращаться вокруг своей оси.

Далее осуществляется засасывание в канистру жидких радиоактивных отходов через входное отверстие под воздействием наружного атмосферного давления. Для перемешивания радиоактивных отходов с цементом канистру вращают вокруг горизонтальной оси.

Данный способ включает в себя следующие основные операции в их последовательности:

1) подача цемента в вертикально расположенную канистру;

2) наклон канистры до положения, когда ее ось располагается горизонтально;

3) откачка газа из внутреннего объема канистры до давления ниже атмосферного;

4) всасывание ЖРО в горизонтально расположенную канистру;

5) перемешивание цемента и ЖРО внутренними лопастями и путем вращения канистры вокруг горизонтальной оси ;

6)установка канистры с образовавшимся бетоном в вертикальное положение.

Описанный способ, несмотря на его положительные стороны, небезопасен для окружающей среды, так как не исключена возможность попадения ЖРО в виде брызг и капель в окружающую среду.

Известен способ удаления ЖРО [2], заключающийся в том, что в емкость дистанционно, с помощью дозатора, загружают твердеющее связующее и радиоактивные отходы, емкость герметизируют, смесь перемешивают, затем емкость с отвержденным блоком помещают в контейнер, который транспортируют к месту захоронения.

Данный способ имеет преимущество перед рассмотренным аналогом: емкость с отвержденным блоком дополнительно помещают в контейнер и транспортируют к месту захоронения. Это позволяет повысить безопасность окружающей среды при транспортировке, а в процессе отверждения жидких радиоактивных отходов этот способ также небезопасен для окружающей среды.

Цель изобретения - обеспечение абсолютной чистоты окружающей среды.

Цель достигается тем, что в способе отверждения жидких радиоактивных отходов, включающем подачу цемента и ЖРО в емкость, герметизацию ее, перемешивание компаунда путем вращения и транспортирование к месту захоронения, подачу ЖРО ведут с помощью дозатора и все последующие операции с присутствием ЖРО осуществляют в герметичной закрытой камере, после подачи необходимого количества ЖРО в емкость производят дезактивацию патрубка дозатора подачи ЖРО, перемешивание компаунда осуществляют путем вращения емкости в вертикальной плоскости (скорость вращения емкости - 6 об/мин; время вращения - 12 мин), по окончании перемешивания производят дезактивацию емкости, перед транспортированием емкости к месту захоронения ее помещают в герметичный контейнер, при этом перед подачей цемента в емкость насыпают щебень фракцией 10-12 мм в количестве 10-20% от веса цемента, а общее наполнение компаунда составляет 0,8 от объема емкости, причем все операции, производимые в камере, осуществляют дистанционно.

Заявляемый способ отверждения жидких радиоактивных отходов абсолютно исключает попадание их в любом виде в окружающую среду, так как все операции с ними ведут в закрытой герметичной камере, где своевременно обеспечивается дезактивация отдельных рабочих узлов. Что же касается введения щебня в состав компаунда, то он обеспечивает, в совокупности с перемешиванием компаунда путем вращения емкости в вертикальной плоскости, тщательное перемешивание цемента с ЖРО, гомогенизацию и затвердевание компаунда. Дистанционное управление всеми операциями в закрытой камере абсолютно исключает облучение обслуживающего персонала.

Таким образом авторы считают поставленную задачу выполненной.

При использовании конкретных численных параметров в процессе изготовления бетонного блока достигается оптимальная степень гомогенизации компаунда и его полное отверждение.

Сравнение признаков заявляемого способа с признаками способа-прототипа позволяет установить соответствие их критерию "новизна".

При получении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не были выявлены и явным образом не следуют из уровня техники, на основании чего авторы считают заявляемое изобретение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.

На чертеже изображены закрытая герметичная камера 1, емкость 2 для компаунда, патрубок 3 дозатора подачи ЖРО, крышка для герметизации емкости 4, герметичный контейнер 5 для установки в него емкости 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Вне герметичной камеры 1 (в так называемой чистой зоне) в чистую емкость 2 насыпаются щебень и цемент. Затем емкость подается через рабочий люк (на схеме не показан) в камеру 1, где с помощью насосов через патрубок дозатора 3 в емкость 2 подается ЖРО. После наполнения емкости 2 компаундом (коэффициент наполнения 0,8 от объема емкости) она закрывается герметичной крышкой 4. Затем уже герметичная емкость 2 поступает на площадку перемешивания путем вращения емкости с компаундом в вертикальной плоскости. После окончания перемешивания сразу же дистанционно производится дезактивация емкости 2. Затем она устанавливается в герметичный контейнер 5 и транспортируется к месту захоронения.

Авторами проведены экспериментальные работы по подбору фракции щебня, подачи ЖРО, скорости и времени перемешивания (см. таблицу).

Из таблицы видно, что оптимальными параметрами способа являются: щебень фракции 10-20 мм; расход щебня 10-20% от веса цемента; коэффициент наполнения емкости 0,8; скорость вращения герметизированной емкости составляет 6 об/мин; время ее вращения 12 мин.

Данные оптимальные параметры обеспечивают необходимую гомогенизацию компаунда и его полное отверждение.