СУДОВАЯ СЪЕМНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ СЛОЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к области обращения с радиоактивными отходами и касается технологии переработки низкоактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) с повышенным солесодержанием и органическими примесями, образующихся при работе специальной спринклерной системы, использующей морскую воду для охлаждения транспортных упаковочных комплектов (ТУК) с отработавшим ядерным топливом, перевозимых судами, и относящихся к опасному грузу 7 класса опасности.
Известна малогабаритная станция комплексной переработки ЖРО, образующихся в процессе эксплуатации и ремонта атомных энергетических установок (АЭУ) кораблей и судов непосредственно на месте их образования, размещенная в 40-футовом морском контейнере. (Ю.М. Вишняков, С.П. Малышев, В.М. Пчелинцев, В.Г. Хорошев. Малогабаритная станция переработки жидких радиоактивных отходов. «Судостроение», 1999 г., №3 - с. 44).
Однако, недостатком технологического оборудования, входящего в состав малогабаритной станции, является его ориентация на выполнение задач по переработке на борту атомного судна радиоактивных бессолевых вод 1-го и 3-го технологических контуров АЭУ объемом более 80%, не содержащих механических и органических примесей. Переработка низкоактивных загрязненных судовых ЖРО на станции составляет менее 20% общего объема и имеет низкую производительность.
Известна также установка переработки высокосолевых низкоактивных жидких радиоактивных отходов (патент №126186 от 20.03.2013 г., авторы В.А. Анитропов, А.А. Иванов, К.А. Кузнецов, С.П. Малышев, В.П. Струев, А.Ж. Сутеева, Е.В. Цыбульский), включающая расположенные в контейнере четыре последовательно соединенных между собой функциональных узла. Первый узел предназначен для удаления из исходных ЖРО углеводородных примесей и оснащен приемной емкостью ЖРО, сепаратором для отделения от них органических примесей и емкостью сбора очищенных ЖРО. Второй - для удаления твердых примесей из очищенных от органических примесей в первом узле ЖРО, представляющий собой блок механических фильтров очистки ЖРО от твердых примесей. Третий - для окончательного доведения очищенных в первом и втором узлах ЖРО до пастообразного состояния в виде концентрата ЖРО и получения очищенной воды, состоящий из блока выпарных агрегатов и устройства сбора и подачи полученного концентрата ЖРО в размещенные на судне переносные емкости, и четвертый узел, предназначенный для доочистки полученной в третьем узле очищенной воды, содержащий ионообменные фильтры тонкой очистки и емкость сбора доочищенной воды - прототип.
Однако, существенным недостатком установки является то, что она не обеспечивает необходимый уровень радиационной безопасности, кроме этого ее технологическое оборудование предназначено для переработки высокосолевых ЖРО, образующихся после очистки трубопроводов и оборудования морских платформ и терминалов с высоким содержанием органических и механических примесей, в связи с чем имеет большие габариты и обладает значительным энергопотреблением. И наконец, контейнер с расположенной в нем установкой занимает значительную полезную площадь на палубе судна.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение уровня обеспечения радиационной безопасности на судне при транспортировании ТУК с отработавшим ядерным топливом, относящимся к опасному грузу 7 класса опасности, включая сбор и переработку низкоактивных ЖРО сложного состава, которые могут образовываться в результате орошения ТУК морской водой и дезактивации трюма после орошения, а также снижение энергопотребления установки и уменьшение ее габаритов, позволяющих разместить контейнер с размещенными нем функциональными узлами установки на меньшей площади или объеме.
Для этого в судовой съемной малогабаритной установке для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава, состоящей из четырех последовательно соединенных функциональных узлов, первый из которых оснащен приемной емкостью жидких радиоактивных отходов, сепаратором для отделения от жидких радиоактивных отходов органических примесей, емкостью сбора органических примесей и емкостью сбора очищенных жидких радиоактивных отходов, второй представляет собой блок механических фильтров для удаления из очищенных в первом узле жидких радиоактивных отходов твердых примесей, третий состоит из блока выпарных агрегатов для получения очищенных в первом и втором узле жидких радиоактивных отходов в виде концентрата и получения очищенной воды и имеет устройство сбора и подачи полученного концентрата жидких радиоактивных отходов в расположенные на судне переносные емкости, четвертый содержит ионообменные фильтры тонкой очистки очищенной в третьем функциональном узле воды и емкость сбора доочищенной воды, по полезной модели в установку введен пятый функциональный узел, включающий блок-смеситель с дезактивирующим концентратом, соединенный трубопроводом с емкостью сбора доочищенной воды для производства дезактивирующего раствора, и стационарная система дезактивации, связанная трубопроводом с блоком-смесителем, причем контейнер, сепаратор и блок выпарных агрегатов установки выполнены в малогабаритном исполнении, а контейнер с функциональными узлами установки при этом размещен в трюме судна
Введенный пятый функциональный узел, содержащий блок-смеситель с дезактивирующим концентратом и соединенный трубопроводом с емкостью сбора дочищенной воды позволяет производить дезактивирующий раствор, поступающий далее в расположенную на судне стационарную систему дезактивации, которая, в случае радиационного загрязнения, вводится в действие и обеспечивает дезактивацию грузовых трюмов, в которых произошло радиоактивное загрязнение, тем самым повышая уровень обеспечения радиационной безопасности на судне.
Выполнение сепаратора и блока выпарных агрегатов с малыми габаритами и производительностью позволяет снизить энергопотребление установкой при переработке ЖРО и разместить установку в переносном малогабаритном контейнере, который может быть расположен в трюме судна.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком, на котором представлена блок - схема судовой съемной малогабаритной установки для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава.
Установка включает в себя пять последовательно соединенных функциональных узла 1, 2, 3, 4, 5, размещенных в переносном контейнере 6, первый из которых включает приемную емкость ЖРО 7, соединенную с сепаратором 8 для отделения органических примесей от ЖРО, и связанную с сепаратором 8 емкость сбора органических примесей 9. Второй 2 состоит из механических фильтров 10, предназначенных для отделения от ЖРО твердых примесей, и соединенных со вторым выходом сепаратора 8. Третий функциональный узел 3 содержит блок выпарных агрегатов 11, служащих для получения концентрата ЖРО и очищенной воды, вход которых соединен с выходом механических фильтров 10, и один из их выходов с устройством сбора и подачи 12 полученного концентрата ЖРО в расположенные на судне переносные емкости (на рисунке не показано). Четвертый 4 включает ионообменные фильтры 13 для доочистки воды, соединенные с другим выходом блока выпарных агрегатов 11, и связанную с ионообменными фильтрами 13 емкость сбора доочищенной воды 14. В установку введен блок-смеситель 15 с дезактивирующим концентратом в нем, соединенный трубопроводом 16 с емкостью сбора дочищенной воды 14 для образования дезактивирующего раствора, и стационарная система дезактивации 17, соединенная трубопроводом 18 с блоком-смесителем 15. Причем переносной контейнер 6, сепаратор 8 и блок выпарных агрегатов 11 установки выполнены в малогабаритном исполнении, а при этом контейнер 6 с функциональными узлами установки размещен в трюме судна (на рисунке не показано).
Судовая съемная малогабаритная установка для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава работает следующим образом.
В приемную емкость ЖРО 7 из специальной судовой цистерны сбора жидких радиоактивных отходов (на рисунке не показано) подаются ЖРО, образующиеся в грузовых трюмах в результате работы специальной спринклерной системы по охлаждению ТУК с отработавшим ядерным топливом. Из приемной емкости 7 ЖРО подаются на сепаратор 8, который производит отделение от ЖРО органических примесей. Органические примеси собираются в емкости их сбора 9. После сепаратора 8 ЖРО проходят очистку механическими фильтрами 10 от твердых примесей, и далее они поступают в блок выпарных агрегатов 11. На выходе из блока выпарных агрегатов 11 получаются концентрат ЖРО, который поступает в устройство сбора и подачи полученного концентрата 12 в переносные емкости на судне, и очищенная вода, которая подается в ионообменные фильтры 13, где происходит доочистка очищенной воды, которая затем поступает в емкость сбора доочищенной воды 14. Из емкости сбора доочищенной воды 14 вода поступает по трубопроводу 16 в блок-смеситель 15 стационарной системы дезактивации 17, где производится смешивание дезактивирующего концентрата с доочищенной водой, в результате чего получается дезактивирующий раствор, который подается по трубопроводу 18 на стационарную систему дезактивации 17, обеспечивающую дезактивирующую обработку помещения трюма, в котором размещены ТУК с отработавшим ядерным топливом.
Предлагаемая судовая съемная малогабаритная установка для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава обеспечивает дезактивацию грузовых трюмов, в которых произошло радиоактивное загрязнение, тем самым повышая уровень обеспечения радиационной безопасности на судне, а выполнение ее функциональных узлов в малогабаритном исполнении и размещение их в (двадцатифутовом) морском контейнере позволяет обеспечить ее транспортабельность, погрузку- выгрузку и размещение с контейнером в трюме судна, осуществлять переработку ЖРО непосредственно на судне на стоянке и в рейсе при одновременном снижении энергопотребления для ее работы. Это существенно повышает эффективность предлагаемой установки в связи с уменьшением материальных затрат по обращению с радиоактивными отходами и существенно сократить сроки подготовки судна для дальнейшей эксплуатации, а также обеспечивает улучшение радиационной обстановки на самом судне, что выгодно ее отличает от прототипа.