УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Заявляемое устройство относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки радиоактивных отходов (РАО) путем их фиксации в устойчивой твердой среде. Наиболее эффективно заявляемое устройство может быть реализовано при цементировании жидких радиоактивных отходов (ЖРО), как гомогенных (протечки, растворы от регенерации, дезактивации, ЖРО атомных электростанций (АЭС) и радиохимических производств), так и гетерогенных, содержащих отработанные фильтроматериалы (радиоактивные ионообменные смолы, фильтр - перлит, активированный уголь) или их смесей.
Известно устройство загрузки жидких радиоактивных отходов в контейнер, содержащее трубопровод для жидких радиоактивных отходов с запорной арматурой на выходе.
В контейнер с грузом для перемешивания добавляют цемент, а затем жидкие радиоактивные отходы. Контейнер закрывают и подвергают вращению одновременно в нескольких плоскостях до достижения требуемой степени гомогенизации (Никифоров А.С., Куличенко В.В., Жихарев В.В Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. М.: Энергоатомиздат, 1985, с.132-133) Затем контейнер вместе с грузом для перемешивания и полученным продуктом направляют на захоронение.
Недостатком известного устройства являются то, что при заполнении контейнера жидкими радиоактивными отходами возможен выход цемента из него, что может привести к загрязнению окружающего пространства. Другим недостатком является то, что при перемешивании возможна не полная гомогенизация содержимого контейнера, что снижает надежность его хранения. Вышеперечисленные недостатки делают применение данного устройства экологически небезопасным.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для загрузки жидких радиоактивных отходов с шланговым
затвором и зажимом. [Давыдов В.И., Костин В.В., Савин Л.И. и др. Установки отвержения жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности. Атомная энергия, т.79, вып.6, 1995, с.430-431.], Предварительно жидкие радиоактивные отходы с цементом перемешивают в смесителе мешалкой, а затем перемешанную смесь транспортируют в контейнер.
При наполнении контейнера зажим закрывают.
Недостатком устройства является пониженная надежность его работы, связанная с наличием в устройстве шлангового затвора. Шланговый затвор может забиваться раствороцементной смесью, что приведет к выходу из строя всего устройства.
В данном устройстве не решена и проблема отвода воздуха, находящегося в контейнере, и при его заполнении возможно разбрызгивание, смеси ЖРО с цементом, что снижает экологическую безопасность при работе с радиоактивными отходами.
Преимуществом заявляемого устройства для загрузки жидких радиоактивных отходов является повышение надежности работы загрузочного устройства и экологической безопасности.
Указанные преимущества обеспечиваются за счет того, что устройство для загрузки жидких радиоактивных отходов в контейнер содержит платформу с патрубками для подачи цемента и жидких радиоактивных отходов, через которую проходит вал привода мешалки контейнера, при этом платформа и вал установлены с возможностью одновременного или независимого вертикального перемещения, кроме того, патрубок для подачи жидких радиоактивных отходов дополнительно оснащен коллектором, соединенным, по меньшей мере, с двумя трубопроводами, один из которых для подачи жидких радиоактивных отходов, а второй для отвода воздуха, причем диаметр коллектора больше диаметра трубопровода для подачи жидких радиоактивных отходов, а соединения патрубков с коллектором и трубопроводом подачи цемента выполнены подвижными.
Для повышения экологической безопасности устройство снабжено поддоном, установленным с возможностью перекрывания нижней поверхности платформы при отсоединении платформы от контейнера.
Платформа снабжена уплотнением для обеспечения герметичности при сопряжении с горловиной контейнера.
Для вертикального перемещения платформа снабжена стойками, жестко соединенными с кареткой. Каретка приводится в движение ходовым винтом, закрепленным на корпусе.
Коллектор дополнительно снабжен патрубком для подачи промывочной воды.
Патрубок подачи жидких радиоактивных отходов подвижно соединен с коллектором, имеющим в свою очередь как минимум два трубопровода - один для подачи жидких радиоактивных отходов, второй - для отвода воздуха, расположенный преимущественно выше трубопровода для подачи жидких радиоактивных отходов, причем диаметр коллектора больше диаметра трубопровода для подачи жидких радиоактивных отходов.
Так как диаметр трубопровода для подачи жидких радиоактивных отходов меньше диаметра коллектора, то ЖРО, попадая в коллектор, будут сливаться в контейнер по стенкам, а по центру коллектора вверх будет подниматься воздух из контейнера. Увлекаемая воздухом цементная пыль из контейнера будет смываться в контейнер жидкими радиоактивными отходами.
При загрузке ЖРО в контейнер платформа опускается вниз и герметично состыковывается, за счет уплотнения, с горловиной контейнера. Вал привода мешалки соединяется с валом мешалки. Передвижение платформы вертикально вверх-вниз обеспечивается, например, с помощью ходового винта, который расположен на корпусе и соединен с кареткой. Платформа в свою очередь жестко соединена с кареткой с помощью стоек.
Выполнение соединения патрубков для подачи цемента и ЖРО с трубопроводом и коллектором подвижными повышает надежность работы
устройства. При перемещении платформы вверх нет необходимости отсоединять трубопроводы подачи компонентов.
Сущность заявляемого устройства иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема устройства для загрузки жидких радиоактивных отходов, где: 1 - платформа, 2 - патрубок для подачи жидких радиоактивных отходов, 3 - коллектор, 4 - трубопровод для подачи ЖРО, 5 - трубопровод для отвода воздуха, 6 - патрубок для подачи промывочной воды, 7 - вал привода мешалки, 8 - стойки, 9 - каретка, 10 - ходовой винт, 11 - трубопровод подачи цемента, 12 - подвижные соединения, 13 - патрубок для подачи цемента, 14 - контейнер, 15 - корпус, 16 - поддон.
Устройство работает следующим образом.
Подают контейнер 14 к месту загрузки. Опускают платформу 1 до сопряжения с контейнером с помощью каретки 9, соединенной со стойками 8, по ходовому винту 10, закрепленному на корпусе 15. Подвижные соединения 12 при перемещении платформы изменяют свою длину, не нарушая герметичное соединение патрубков 13 и 2 с трубопроводом 11 и коллектором 3 соответственно. Вал привода мешалки 7 состыковывается с валом мешалки контейнера. Подают по трубопроводам цемент 11 и жидкие радиоактивные отходы 4 в контейнер 14 и перемешивают. Отвод воздуха осуществляется по трубопроводу 5. После заполнения контейнера и гомогенизации его содержимого поднимают платформу 1, закрывая ее нижнюю часть поддоном 16. Контейнер закрывают крышкой и отправляют на хранение, затем процесс загрузки повторяется. При необходимости можно смыть остатки жидких радиоактивных отходов с поверхности коллектора промывочной водой через патрубок 6, которую затем удаляют через поддон.