УСТАНОВКА ДЛЯ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области переработки жидких радиоактивных отходов.
Известна установка для отверждения жидких радиоактивных отходов (ЖРО) путем пропитки отходов цементным раствором, которая содержит герметичный рабочий бокс, контейнер для радиоактивных отходов с крышкой, виброплощадку для размещения контейнера, установленную на тележке с приводом, емкость-дозатор жидкости, снабженную уровнемером и электромагнитными клапанами на входе и выходе емкости-дозатора жидкости, смеситель, содержащий патрубок для жидкости, патрубок для загрузки цемента и сливной патрубок с клапаном. Установка также содержит систему подачи цементного раствора в контейнер, блок управления, расположенный вне бокса, вентиляционную систему и систему дезактивации, снабженную форсункой, RU 2301468 C1.
Недостатком известной установки является необходимость периодической очистки смесителя после пропитки от оставшегося цементного раствора, что усложняет эксплуатацию установки.
Известна установка для цементирования жидких радиоактивных отходов, содержащая контейнер, установленный на транспортной тележке с подъемной площадкой и снабженный перемешивающим устройством, подъемник контейнера, технологическую крышку контейнера, узлы подачи жидких радиоактивных отходов и цемента, соединенные с технологической крышкой, датчики и элементы связи между узлами; перемешивающее устройство контейнера выполнено в виде опорной рамы с закрепленной на ней мешалкой, при этом опорная рама снабжена в верхней части металлическим кольцом, выполненным с возможностью стыковки контейнера с технологической крышкой, узел подачи жидких радиоактивных отходов выполнен в виде дозирующей емкости, снабженной манометром, датчиками нижнего, верхнего и текущего уровней, патрубками приема отходов, сжатого воздуха и технологической воды, патрубками вывода отходов, аварийных сливов и технологических газов, при этом патрубок вывода отходов из дозирующего устройства соединен трубопроводом с технологической крышкой контейнера, узел подачи цемента выполнен в виде емкости, снабженной сверху загрузочным боксом, а снизу роторным питателем, соединенным последовательно с винтовым питателем и технологической крышкой контейнера, RU 2374706 C1.
Недостатком данного технического решения является загрязнение технологической крышки радиоактивным излучением компаунда, в результате чего происходит радиоактивное загрязнение как воздуха в помещении, так и самого помещения, в том числе, находящегося в нем оборудования.
Известна установка для отверждения радиоактивных отходов, содержащая контейнер с крышкой, выполненной с отверстием по ее центру, установленный на транспортную тележку и снабженный размещенным внутри него перемешивающим устройством, расположенным на вертикальной оси с возможностью ее взаимодействия с вертикальным валом электропривода, горизонтальное затворное кольцо, узел съемной технологической крышки-приставки с отверстием для прохода вертикального вала электропривода, расположенным соответственно отверстию крышки контейнера, и снабженной, по меньшей мере, одним устройством подачи в контейнер компонентов герметизирующей среды с патрубком, устройством подачи в контейнер радиоактивных отходов, устройством отвода из контейнера технологических газов, связанными с соответствующими узлами технологической системы, систему управления; горизонтальное затворное кольцо расположено в отверстии крышки контейнера с возможностью его вращения вокруг вертикальной оси и снабжено, по меньшей мере, двумя прорезями для прохождения сквозь них нижних шлицев, жестко закрепленных на переходном цилиндре, соединенном с вертикальной осью перемешивающего устройства, шарнирно подвижно закрепленной внутри контейнера, возможность взаимодействия которой с валом электропривода, выполненного полым, осуществляется посредством взаимозацепления нижних шлицев с, по меньшей мере, двумя верхними шлицами, жестко закрепленными на нижнем конце вала электропривода, причем патрубок устройства подачи в контейнер компонентов герметизирующей среды установлен внутри полости вала электропривода, RU 113411 U8.
Данная установка принята в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Ее недостатком является то обстоятельство, что емкость с ЖРО и емкость с герметизирующей средой находятся вне модуля и смонтированы в производственном помещении. Вследствие этого необходимо вентилировать весь большой объем производственного помещения, очищать большой объем вентилируемого воздуха, а также поддерживать требуемую температуру в помещении большого объема.
Кроме того, транспортировка установки согласно RU 113411 U8, весьма трудоемка и требует больших затрат времени, поскольку для перемещения оборудования установки на другое место необходимо, прежде всего, демонтировать элементы установки, укрепленные непосредственно в производственном помещении, в частности, емкости для ЖРО и герметизирующей среды. Для демонтажа и монтажа на новом месте необходимо соответствующее оборудование и специальный персонал. Кроме того, для монтажа установки на новом месте необходимо наличие помещения, оборудованного средствами вентиляции, очистки воздуха, поддержания температурного режима и т.д.
Это не всегда возможно в условиях чрезвычайной ситуации при необходимости быстрой переработки большого объема ЖРО; вместе с тем при небольших объемах ЖРО содержание стационарных установок экономически нецелесообразно.
Задачей настоящей полезной модели является исключение необходимости вентиляции и очистки большого объема воздуха, а также обеспечение мобильности установки за счет исключения необходимости демонтажа и монтажа на новом месте элементов оборудования.
Согласно полезной модели установка для отверждения жидких радиоактивных отходов (ЖРО), содержащая контейнер с крышкой, выполненной со снабженным пробкой отверстием в ее центре, контейнер установлен на транспортную тележку и снабжен размещенной внутри него мешалкой, расположенной на вертикальной оси, выполненной с возможностью ее взаимодействия с вертикальным полым валом, выполненным с возможностью его прохождения через отверстие в крышке контейнера и сопряженным с электроприводом, снабженную приводом вертикального перемещения технологическую крышку, в которой выполнено отверстие, соосное с отверстием в крышке контейнера, емкость с герметизирующей средой, снабженную патрубком в нижней ее части, выполненным с возможностью сопряжения с полым валом, емкость для ЖРО, соединенную гибким трубопроводом с полостью контейнера, магистраль с фильтром для отвода технологических газов из контейнера, магистраль с фильтром для отвода технологических газов из емкости для ЖРО, при этом контейнер с крышкой и транспортная тележка расположены в транспортно-технологическом модуле, снабжена дополнительным модулем, установленным на транспортно-технологическом модуле, при этом емкость с герметизирующей средой и емкость для ЖРО размещены в дополнительном модуле, а в потолке транспортно-технологического модуля и в полу дополнительного модуля выполнены совмещенные друг с другом отверстия, размеры которых соответствуют размерам технологической крышки.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг. 1 - продольный разрез установки в исходном положении;
на фиг. 2 - продольный разрез установки в рабочем положении;
на фиг. 3 - узел A на фиг. 2.
Установка для отверждения жидких радиоактивных отходов содержит контейнер 1 с крышкой 2, выполненной с отверстием по ее центру. Контейнер 1 с крышкой 2 установлен на тележку 3 и расположен в транспортно-технологическом модуле 17. Тележка 3 установлена на рельсы 24, размещенные на полу модуля 17 и перемещается по ним с помощью электропривода 25. Внутри контейнера 1 размещена мешалка 4, укрепленная на вертикальной оси 5. Верхний конец оси 5 сопряжен в рабочем положении посредством шлицевого соединения 27 с нижним концом вертикального полого вала 6, сопряженного с электроприводом 7, включающим электродвигатель и зубчатую передачу, обеспечивающую передачу вращения от вала электродвигателя к полому валу 6. Электропривод 7 установлен на технологической крышке 8, которая снабжена приводом 19, обеспечивающим ее вертикальное перемещение. В крышке 8 выполнено вертикальное отверстие, соосное с отверстием в крышке 2 контейнера 1. В транспортном положении отверстие в технологической крышке 8 закрыто пробкой (на чертежах не показана). Установка также содержит емкость 9 с герметизирующей средой, в конкретном примере смесью на основе цемента. В качестве герметизирующей среды возможно также использование отверждающих смесей, в частности, магнезиально-минерально-солевой композиции (МАГСОЛ), производимой в РФ. Емкость 9 снабжена опорными элементами 26, прикрепленными к технологической крышке 8. В нижней части емкости 9 имеется патрубок 10, нижний конец которого входит с минимальным зазором внутрь верхней части полого вала 6. Емкость 11 для ЖРО соединена гибким трубопроводом 12 с полостью контейнера 1. Гибкая магистраль 13 с фильтром 14 и магистраль 15 с фильтром 16 служат для отвода технологических газов, соответственно, из контейнера 1 и емкости 9 для ЖРО. Установка снабжена дополнительным модулем 18.
Транспортно-технологический модуль 17 и дополнительный модуль 18 представляют собой прочные металлические контейнеры. Емкость 9 с герметизирующей средой и емкость 11 для ЖРО размещены в дополнительном модуле 18. В потолке транспортно-технологического модуля 17 и в полу дополнительного модуля выполнены совмещенные друг с другом отверстия 20, 21, размеры которых соответствуют размерам технологической крышки 8.
Модуль 18 снабжен герметичными воротами 22. Для вентиляции объема внутри модуля 17 используется вентиляционная установка 23, включающая вентилятор и фильтр. В рабочем положении (фиг. 2) модули 17 и 18 объединены в единое целое, их внутренние объемы связаны через отверстия 20, 21.
Установка работает следующим образом. В исходном или в транспортном положении технологическая крышка 8 с укрепленной на ней емкостью 9 поднята вверх с помощью привода 19 и перекрывает отверстие 21 в полу модуля 18 (фиг. 1). Отверстие в крышке 8 перекрыто пробкой (на чертеже не показана), при этом внутренний объем модуля 18 изолирован от окружающей среды.
Через открытые ворота 22 транспортно-технологического модуля 17 контейнер 1 с мешалкой 4 и закрытым пробкой (не показана) отверстием устанавливают на тележку 3, затем ворота 22 закрывают. Тележку 3 перемещают по рельсам 24 до того положения, когда продольная геометрическая ось оси 5 совместится с продольной геометрической осью полого вала 6. Затем удаляют пробку в технологической крышке 8 и опускают крышку 8; верхний конец оси 5 при этом сопрягается посредством шлицевого соединения 27 с нижним концом полого вала 6. Затем по магистрали 12 в контейнер 1 перекачивают с помощью включенного в эту магистраль насоса ЖРО из емкости 11. После включения электропривода 7 полый вал 6 и ось 5 с мешалкой 4 приводят во вращение, при этом герметизирующая среда из емкости 9 с помощью шнекового питателя (на чертежах не показан) подается в контейнер 1 и перемешивается с ЖРО. Перемешивание осуществляется в течение 10-15 минут, затем, электропривод 7 выключается и производится подъем технологической крышки 8 с установленным на ней оборудованием до закрытия крышкой 8 отверстия 21 в полу модуля 18. Крышку 2 контейнера 1 закрывают пробкой и контейнер после открытия ворот 22 снимают с тележки 3 и перемещают на площадку для выдержки и набора прочности герметизирующей смесью, смешанной с ЖРО. В процессе всего цикла работы установки через магистраль 13 с фильтром 14 и магистраль 15 с фильтром 16 отводятся в атмосферу технологические газы. Кроме того, в атмосферу отводится воздух из внутреннего объема модуля 18 с помощью вентиляционной установки 23, мощность которой рассчитана на ограниченный объем воздуха в модуле 18.
Благодаря реализации признаков полезной модели, а именно тому, что емкости с ЖРО и герметизирующей средой изолированы в дополнительном модуле, достигается технический результат, состоящий в исключении необходимости вентиляции и очистки большого объема воздуха производственного помещения (здания, сооружения), что позволяет значительно уменьшить мощность вентиляционного оборудования и расход электроэнергии.
Кроме того, благодаря наличию наряду с транспортно-технологическим модулем дополнительного транспортабельного модуля, в котором размещены указанные емкости с ЖРО и герметизирующей смесью, а также другое технологическое оборудование, обеспечивается мобильность установки без необходимости демонтажа и монтажа на новом месте оборудования. Это особенно важно в условиях чрезвычайной ситуации, когда необходимо быстро начать переработку большого объема ЖРО и нет времени на поиск подходящего сооружения и монтажа оборудования в помещении этого сооружения. Полезная модель также экономически эффективна в условиях, когда необходимость переработки ЖРО возникает редко, и постоянное содержание стационарных установок нецелесообразно.