СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕРАБОТКОЙ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к атомной энергетике и технологии, а именно к устройствам для переработки твердых радиоактивных отходов и может быть использована для термического преобразования и компактирования отходов в химически устойчивый, монолитный и пригодный для длительного захоронения материал.
Известно контрольное устройство загрузки отходов плазмохимического реактора, содержащее бункер, накопительные секции, шибер и желоб, выполненный в виде секционированного конвейера. Желоб выполнен в виде трубы цепного конвейера, на трубе установлены рентгеновский плотномер, микроволновый определитель влажности, спектрометрический гамма-нейтронный анализатор и замедлитель. В трубе расположен спектрометрический гамма-нейтронный анализатор. Полезная модель Российской Федерации №43946, МПК: F23G 5/44, 2005 г.
Известно сортировочное устройство загрузки печи для переработки отходов, содержащее подающее устройство в виде бункера и лотка, оно содержит дозатор-плотномер, детектор-определитель наличия и содержания хлора, отделитель порций материала, содержание хлора в которых превышает допустимую величину, вычислительное устройство и поворотный распределитель отходов. Дозатор-плотномер содержит контейнер, установленный на оси, закрепленной на весах, и содержит индикаторы уровня, установленные в стенках контейнера, устройство определения веса, находящийся в нижней части контейнера затвор с электроприводом. Полезная модель Российской Федерации №44166, МПК: F23G 5/44, 2005 г.
Известно устройство загрузки отходов в плазмохимический реактор, содержащее бункер, с накопителем отходов. В накопителе отходов расположен верхний уровнемер, затем не менее двух пластинчатых шиберов, а после нижнего шибера расположен загрузочный уровнемер, каждый индикатор уровня загрузки выполнен на основе микроволнового радара, связан с антенной посредством волновода, и размещен в футеровке печи в виде съемного блока, содержащего обойму и волновод. Полезная модель Российской Федерации №44202, МПК: F23G 5/44, 2005 г.
Известные устройства не являются аналогами полезной модели, т.к. решают частные задачи утилизации отходов.
Техническим результатом полезной модели является поддержание оптимального по энергопотреблению и производительности режима работы плазмотермического реактора, минимизация уноса радионуклидов с газообразными продуктами переработки отходов, обеспечение захвата и удержания радионуклидов в стекловидном экологически безопасном шлаке и обеспечение радиационной безопасности обслуживающего персонала.
Технический результат полезной модели достигается тем, что в системе управления переработкой радиоактивных отходов, характеризующейся тем, что она снабжена блоком входного контроля, содержащим транспортер, входной монитор интегральной активности поступающих на переработку упаковок с радиоактивными отходами, входной монитор массы каждой упаковки, входной монитор плотности материала, входной монитор влажности материала, входной монитор радионуклидного и химического состава упаковок, снабжена складом-формирователем, содержащим транспортер склада-формирователя, штабеля гнездового размещения идентифицированных упаковок, автоматическим штабелером для укладки и адресного извлечения упаковок, устройством автоматизированного управления штабелером, снабжена блоком автоматизированной загрузки упаковок с отходами, содержащим индикаторы наличия в приемный бункер поступившей на загрузку очередной упаковки, устройство управления работой шиберных затворов загрузочного канала реактора, индикатор прохода упаковки через шлюзовой узел, дистанционный индикатор уровня загруженных отходов в шахте реактора, снабжена блоком управления режимом работы плазменных генераторов, содержащим регулятор тока, регулятор подачи воздуха, регулятор подачи пара, снабжена блоком выбора режима работы плазменных теплогенераторов, содержащим датчик текущей суммарной активности радиоактивного материала, датчик текущего темпа переработки радиоактивных отходов, датчик удельного содержания радионуклидов, датчик удельного содержания радионуклидов в составе жидкого шлака, выходящего их реактора, снабжена блоком автоматизированной укладки изложниц с радиоактивным шлаком в контейнеры постоянного хранения, причем выходы мониторов блока входного контроля соединены с входом устройства автоматизированного управления штабелером, выходы которого соединены с входами автоматического штабелера для укладки и адресного извлечения упаковок, устройством управления работой шиберных затворов шлюзового узла, дистанционного индикатора уровня загруженных отходов в шахте реактора, датчика текущей суммарной активности радиоактивного материала, датчика текущего темпа переработки радиоактивных отходов, выходы датчиков соединены с входами блока выбора режима работы плазменных теплогенераторов, выходы которого соединены с входами регулятора тока, регулятора подачи воздуха, регулятора подачи пара и входами датчика удельного содержания радионуклидов и датчика удельного содержания радионуклидов в составе жидкого шлака, выходы датчиков регулятора тока и регулятора подачи пара замкнуты, выход регулятора подачи воздуха соединен с входом плазменных теплогенераторов, выход датчика удельного содержания радионуклидов соединен с входом узла сливного канала шлака.
Схема системы автоматизированного управления работой по переработке радиоактивных отходов показана на чертеже, где: А - поступающие упаковки с радиоактивными отходами. I - транспортер блока входного контроля. 1.1 - входной монитор интегральной активности поступающих на переработку упаковок (крафт-мешков, бочек) с радиоактивными отходами; 1.2 - входной монитор массы каждой упаковки; 1.3 - входной монитор плотности материала в составе упаковок; 1.4 - входной монитор влажности материала в составе упаковок; 1.5 - входной монитор радионуклидного и химического состава упаковок. II - транспортер склада-формирователя. 2.1 - штабеля гнездового размещения упаковок. 2.2 - автоматический штабелер для укладки и адресного извлечения упаковок, направляемых на загрузку в реактор. 2.3 - устройство автоматизированного управления штабелером с оперативной базой идентификационных данных на складированные упаковки. 2.3 - устройство автоматизированного управления штабелером с оперативной базой идентификационных данных на складированные упаковки. 3 - блок автоматизированной загрузки упаковок с отходами в реактор в составе: 3.1 - приемного бункера с индикаторами наличия в нем поступившей на загрузку очередной упаковки; 3.2 - устройством управления работой шиберных затворов шлюзового узла; 3.3 - индикатора прохода упаковки через шлюзовой узел; 3.4 - дистанционного индикатора уровня загруженных отходов в шахте реактора. 4 - блок автоматизированного управления режимом работы плазменного генератора (генераторов) в составе: 4.1 - регулятор тока; 4.2 - регулятор подачи воздуха; 4.3 - регулятор подачи пара. 5 - блок выбора режима работы плазменных теплогенераторов с учетом отслеживаемых параметров его работы, в том числе: 5.1 - датчик текущей суммарной активности радиоактивного материала, находящегося в каждый данный момент в реакторе; 5.2 - датчик текущего темпа переработки радиоактивных отходов; 5.3 - датчик удельного содержания радионуклидов; 5.4 - датчик удельного содержания радионуклидов в составе жидкого шлака, выходящего их реактора. 6 - блок автоматизированной укладки изложниц с радиоактивным шлаком в контейнеры постоянного хранения. III - приемный бункер реактора; IV - загрузочный канал реактора; V - плавильная камера реактора; VI - газоход для выпуска из реактора газообразных продуктов Б переработки радиоактивных отходов; VII - плазменные теплогенераторы; VIII - сливной канал шлака.
Система работает следующим образом. Поступающие на переработку упаковки с радиоактивными отходами А с помощью транспортера I подают для промежуточного складирования в автоматизированном складе-формирователе 2. По мере продвижения транспортером I упаковки идентифицируют на автоматизированных постах с помощью входных мониторов: определения интегральной активности каждой упаковки 1.1, массы упаковки 1.2, плотности содержимого упаковки 1.3, влажности 1.4, а также радионуклидного и химического состава 1.5 содержащихся в них радиоактивных отходов. Информацию передают в базу данных блока 2.3 автоматизированного управления погрузочно-разгрузочным манипулятором (штабелером) 2.2 склада. Выемка упаковки из надлежащего гнезда штабеля 2.1 производится манипулятором по команде от блока 2.3 автоматизированного управления складом. Команда на подачу в реактор упаковки вырабатывают в соответствие с алгоритмом работы блока 2.3, составленным на основе полученных функциональных зависимостей, с учетом информации, поступающей в него от устройства 3.2 управления подачей упаковок в реактор, индикатора 3.4 уровня отходов в шахте реактора, а также от интегратора 5.1 текущей суммарной активности радиоактивных отходов в объеме реактора и 5.2 - текущего темпа переработки радиоактивных отходов. Извлеченную из стеллажа упаковку отходов подают транспортером II в приемный бункер III реактора. По сигналу от индикатора 3.1 о поступлении упаковки в приемный бункер устройство 3.2 управления шиберными затворами активирует приводы шиберных затворов и обеспечивает последовательное прохождение упаковки через шлюзовую систему и поступление ее в шахту реактора, что регистрируют индикатором 3.3 в загрузочном канале IV. Подача очередной упаковки происходит по сигналу от индикатора 3.4, отслеживающего понижение уровня отходов в шахте по мере их переработки. Режим работы плазменных теплогенераторов VII, температуру и расход подаваемого в реактор рабочего газа, а также и пара регулируют блоком 5, который управляет работой регулятора тока 4.1, устройства подачи воздуха 4.2 и регулятора пара 4.3. Регулируемые параметры определяют с учетом текущей суммарной активности радиоактивных отходов в объеме реактора 5.1, текущего темпа переработки радиоактивных отходов 5.2, удельной активности выходящих из реактора газообразных продуктов переработки отходов 5.3 и удельной активности шлака выходящего из плавильной камеры V реактора через сливной канал VIII. Выходящий из плавильной камеры V реактора жидкий шлак обладает повышенной радиоактивностью, поскольку в нем концентрируются радионуклиды, содержавшиеся изначально в отходах. Обращение со шлаком автоматизировано блоком 6. В блоке 6 выходящим из реактора жидким шлаком заполняют последовательно подаваемые изложницы. Изложницы после затвердевания шлака и охлаждения, подают для укладки в стандартизированные бетонные контейнеры длительного хранения.