УСТАНОВКА ДЛЯ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области безопасного обращения с токсичными отходами радиохимических производств, в частности, к установкам, предназначенным для иммобилизации жидких отходов низкого и среднего уровня радиоактивности в твердую цементную матрицу.
Известна установка цементирования жидких радиоактивных отходов (ЖРО) [патент РФ №2324242, МПК G21F 9/16], имеющая защитную камеру, расположенный в ней узел получения цементного компаунда с перемешивающим устройством, и размещенные снаружи защитной камеры емкость для ЖРО и узел предварительного приготовления цементного теста, имеющий емкости для цемента и воды и дополнительное перемешивающее устройство.
Недостатками данной установки, обусловленными поэтапным приготовлением в ней цементного компаунда - вначале смешение в емкости цемента с водой, затем транспортирование этой емкости в защитную камеру и добавление в нее ЖРО - являются сложность ее конструкции, трудоемкость в обслуживании и невысокая производительность.
Известна также установка для цементирования ЖРО [патент РФ №77096, МПК G21F 9/00], содержащая защитную камеру с узлом приготовления цементного компаунда, емкостями для ЖРО и сухого цемента, расположенную за пределами рабочей камеры тележку, снабженную подъемным механизмом с установленным на нем контейнером для приема цементного компаунда.
Недостаток этой установки - отсутствие технических средств для удобного, исключающего применение ручного труда, и безопасного обращения с контейнером после его заполнения компаундом.
Известно также устройство для отверждения радиоактивных отходов [заявка на изобретение РФ №95112892, МПК G21F 9/00], выполненное в виде замкнутой защитной камеры, по торцам которой расположены входной и выходной шлюзы, по полу камеры проложен рельсовый путь, по которому перемещают транспортную тележку с установленной на ней емкостью (механизм для транспортирования емкости), заранее заполненной цементом, в которую через дозатор подают жидкие радиоактивные отходы. В защитной камере установлены также механизм герметизации емкости с компаундом, механизм перемешивания загерметизированной емкости и механизм установки этой емкости в герметичный контейнер для транспортирования ее к месту последующего захоронения, при этом дозатор ЖРО и загерметизированная емкость оборудованы форсуночными механизмами для их дезактивации.
Одним из основных недостатков указанного устройства для цементирования ЖРО является размещение в едином пространстве рабочей камеры емкости с цементом и дозатора для заполнения этой емкости ЖРО, то есть наиболее загрязненного нуклидами оборудования, с прочими оборудованием устройства - механизмами герметизации емкости с компаундом, перемешивания загерметизированной емкости, ее транспортирования и др. Такая компоновка оборудования усложняет конструкцию известного устройства, приводя к необходимости его дооснащения дополнительными узлами: механизмами дезактивации дозатора и емкости, герметичными контейнерами и механизмом для установки в них бочек с компаундом. Кроме того, использование такого устройства для отверждения большого количества ЖРО связано с образованием, вследствие дезактивации многочисленных механизмов (а при проведении ремонтных работ - и стенок защитной камеры), значительных объемов вторичных, также требующих включения в твердую цементную матрицу, жидких радиоактивных отходов. Это снижает коэффициент полезного действия устройства, увеличивает затраты на его эксплуатацию, и, следовательно, снижает эффективность его работы. Наличие многочисленных механизмов в защитной камере осложняет их обслуживание в период проведения ремонтно-профилактических работ, что ухудшает условия труда и безопасность персонала.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности работы установки путем снижения вторичных отходов, упрощение ее конструкции и улучшение условий труда обслуживающего персонала.
Для решения поставленной задачи установка для отверждения жидких радиоактивных отходов содержит каньон с крышкой, в котором размещены защитная камера, снабженная узлом для приготовления компаунда и выходным шлюзом, емкость для приема компаунда с механизмом для крепления крышки на емкости, размещенный на крышке каньона входной шлюз с механизмом подачи пустой емкости в каньон и механизм для транспортирования емкости в каньоне, при этом выходной шлюз защитной камеры и емкость установлены с возможностью их герметичного соединения в рабочем положении посредством механизма подъема емкости, причем механизм подъема емкости закреплен на механизме для ее транспортирования и снабжен столом для крепления емкости, а механизм для транспортирования выполнен в виде транспортера реверсного действия, при этом емкость, механизм для ее транспортирования и механизм для крепления крышки на ней расположены в каньоне за пределами защитной камеры.
В частном варианте каньон снабжен участком для хранения емкостей с отвержденными жидкими радиоактивными отходами.
В другом частном варианте механизм для крепления крышки на емкости выполнен с возможностью ее снятия.
Предлагаемая установка реализована в виде опытной установки периодического действия, предназначенной для интенсификации операций технологического процесса отверждения ЖРО низкого и среднего уровня радиоактивности.
Установка схематически представлена на фигуре.
Установка включает каньон 1, в полости которого установлена защитная камера 2 с расположенными в ней устройством для приготовления компаунда 3 и шлюзом 4 для вывода приготовленного компаунда в емкость 5; расположенные на крышке каньона входной шлюз 6 с механизмом подачи 7 в каньон пустой емкости; механизм герметизации 8 емкости после установки на нее крышки 9; механизм транспортирования 10 с закрепленным на нем подъемным механизмом 11 со столом 12, предназначенным для установки и крепления на нем емкости; участок временного хранения 13 емкостей, заполненных цементным компаундом.
Средства дистанционного управления работой установки расположены за пределами каньона (на фигуре не показаны).
Установка для отверждения РАO работает следующим образом.
Пустую емкость 5 с крышкой 9 с помощью механизма 7 через входной шлюз 6 опускают в каньон 1, устанавливают на стол 12 подъемного механизма 11 и закрепляют на нем. Посредством транспортера 10 емкость 5 перемещают вначале к механизму герметизации 8 емкости 5, с помощью которого с нее снимают крышку 9, а затем перемещают к защитной камере 2, где помощью подъемного механизма 11 открытый торец емкости герметично соединяют с выходным шлюзом 4. По окончании приготовления смеси цемента с ЖРО в устройстве 3 открывают заслонку выходного шлюза 4 и выгружают полученный компаунд в емкость 5. Затем заслонку шлюза 4 закрывают, заполненную компаундом емкость 5 опускают, с помощью механизма 8 закрывают крышкой 9 и транспортируют на расположенный за перегородкой участок временного хранения 13, где и завершают процесс отверждения компаунда.
3
3
5
6
Испытания установки в процессе приготовления и отверждения цементного компаунда показали, что ее оборудование - узел для приготовления компаунда, механизмы транспортирования емкости (стандартной бочки вместимостью 0,2 м, ее подачи в каньон, подъема и герметизации - функционировали в требуемом режиме, обеспечивая производительность по компаунду от 0,35 до 0,55 м/ч. При этом, проводимый в ходе испытаний дозиметрический контроль не выявил радиоактивного загрязнения оборудования, расположенного в каньоне за пределами защитной камеры, что подтвердило надежность в работе выходного шлюза защитной камеры при выгрузке из нее приготовленного компаунда (с объемной радиоактивностью включенных в него ЖРО, равной 10-10 кБк/кг) и позволило отправлять бочки с полученным компаундом на участок временного хранения без предварительной дезактивации их поверхности.
Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволяет повысить эффективность работы за счет снижения вторичных получаемых при дезактивации оборудования ЖРО, и улучшить условия труда обслуживающего персонала при проведении ремонтных и регламентных работ за счет упрощения конструкции заявленной установки. Наличие участка временного хранения конечной продукции способствует увеличению интенсивности переработки ЖРО, а каньонное размещение оборудования установки позволит цементировать отходы повышенной активности и обеспечить безопасность персонала в нештатных ситуациях.