УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАДИОАКТИВНОЙ ИОНООБМЕННОЙ СМОЛЫ

Полезная модель относится к области переработки радиоактивных ионообменных смол (РИОС) с получением продукта, пригодного для долгосрочного хранения.
Долгосрочное хранение отработанных радиоактивных ионообменных смол может обеспечиваться при наличии в конечном продукте переработки РИОС не более 3% воды в соответствии с нормативными требованиями. Это объясняется тем, что наличие остаточной воды в указанном продукте и, соответственно, в контейнере, где этот продукт будет храниться, вызывает радиолиз воды, вследствие чего нарушается безопасность хранения переработанных РИОС.
В связи с изложенным все технологии переработки РИОС должны обеспечивать удаление воды из конечных отходов.
Одним из самых распространенных средств переработки РИОС является цементирование. Во многом благодаря доступности и дешевизне технологического оборудования и матричных материалов, негорючести конечного продукта, отсутствию его пластичности, относительной простоте технологических процессов цементирование получило широкое применение при иммобилизации радиоактивных отходов.
Установка для цементирования РИОС включает резервуар для приема отходов, бункер для цемента, резервуар для добавок, емкость для перемешивания отходов и добавок, дозатор цемента, шнековый смеситель, барабан с цементированными отходами, В.М.Гавриш и др. «Обзор вариантов переработки отработанных ионообменных смол», Ядерная и радиационная безопасность, 1(45), 2010, с.26, Украина.
Несмотря на большое количество преимуществ, отверждение отработанных ионообменных смол АЭС с использованием установки прямого цементирования значительно увеличивает объемы цементного компаунда (в 6-10 раз), подлежащего хранению или захоронению по сравнению с исходным объемом РИОС.
Известна установка для высокотемпературной термической переработки радиоактивной ионообменной смолы, содержащая термореактор с загрузочным и выгрузочным узлами; термореактор имеет зажигательное устройство - электроразрядное или газовую горелку.
РИОС сжигается в термореакторе, газовые продукты горения поступают на узел фильтрации, включающий фильтр грубой очистки, фильтр тонкой очистки и затем после фильтрации через вытяжной вентилятор сбрасываются в атмосферу, RU 2153718 С1.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Его недостатками являются образование большого количества токсичных продуктов термического разложения РИОС и необходимость утилизации фильтров очистки, обеспечивающих поглощение радиоактивных и токсичных продуктов.
В результате суммарный объем отходов, подлежащих утилизации после процесса сжигания, может быть сопоставим с исходным объемом сжигаемым РИОС.
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение объема отходов, требующих дополнительной переработки.
Согласно полезной модели в установке для термической переработки радиоактивной ионообменной смолы, содержащей термореактор с загрузочным и выгрузочным узлами, термореактор снабжен нагревателем, при этом установка содержит конденсатор паров воды, соединенный магистралью с термореактором, конденсатоприемник, соединенный магистралью с конденсатором паров воды, и вакуумный насос, вход которого соединен с конденсатоприемником, а его выход соединен с магистралью для отвода воздуха.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «Новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена схема установки.
Установка включает термореактор 1, представляющий собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, выполненную из нержавеющей стали. В верхней части емкости имеется герметичная крышка 13 с загрузочным узлом 2, в нижней части емкости расположен выгрузочный узел 3. Термореактор 1 снабжен размещенным на его наружной поверхности электрическим нагревателем 4. Установка содержит конденсатор 5 паров воды с системой 14 охлаждения, соединенный магистралью 6 с термореактором 1. Также установка содержит конденсатоприемник 7, представлющий собой сливную емкость, соединенную магистралью 8 с конденсатором 5 паров воды, и вакуумный насос 9. Вход насоса 9 соединен магистралью 10 с конденсатоприемником 7, а его выход соединен с магистралью 11 для отвода воздуха в атмосферу. Магистраль 11 содержит газовый фильтр 12.
Установка работает следующим образом.
РИОС загружается в термореактор 1 через загрузочный узел 2. В работу включаются нагреватель 4, система охлаждения конденсатора 5 и вакуумный насос 9. В процессе нагрева РИОС в термореакторе образующиеся при этом пары воды откачиваются вакуумным насосом 9 через конденсатор 5, где конденсируются благодаря системе 14 охлаждения и отводятся в конденсатоприемник 7. Воздух, освобожденный от паров воды, отводится вакуумным насосом 9 через фильтр 12 в атмосферу. Осушенная РИОС через выгрузочный узел 3 перегружается в контейнер 15.
Установка обеспечивает удаление воды из РИОС без термического разрушения РИОС, тем самым достигается технический результат - сокращение объема отходов, требующих дополнительной переработки, поскольку из этого объема исключаются присутствующие в прототипе фильтры, удерживающие продукты термического разрушения РИОС.