УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) средней активности методом цементирования.
Известна установка для цементирования жидких радиоактивных отходов (см. патент РФ №2374706 «Установка для цементирования жидких радиоактивных отходов», МПК G21F 9/16, опубл. 27.11.2009 г.), содержащая контейнер с перемешивающим устройством, узлы подачи жидких радиоактивных отходов и цемента, соединенные с контейнером, патрубки приема отходов, сжатого воздуха, технологической воды, патрубки вывода отходов, аварийных сливов и технологических газов.
Недостатками известной установки являются:
- пониженная производительность, связанная с невозможностью 100% использования полезного объема контейнера;
- повышенная опасность работы устройства из-за возможности механического повреждения контейнера мешалкой;
- пониженное качество конечного продукта (цементного компаунда), связанное с отсутствием добавок и неравномерностью его свойств по объему.
Наиболее близким является устройство для цементирования жидких радиоактивных отходов (см. патент РФ №2132095 «Устройство для цементирования жидких радиоактивных отходов», МПК G21F 9/16, опубл. 20.06.1999 г.), содержащее расходный бункер для цемента, соединенный с дозатором цемента, расходный бункер для добавок, соединенный с дозатором добавок, трубопровод для подачи жидких радиоактивных отходов, соединенный с входом смесителя, контейнер.
Недостатками известного устройства являются:
- низкая надежность работы устройства и сложность эксплуатации, обусловленная отсутствием системы очистки смесителя от остатков цементного компаунда, что может привести к выходу из строя всего устройства;
- недостаточная безопасность эксплуатации, обусловленная эффектом пыления и взаимной компоновкой узлов устройства, не обеспечивающей необходимой защиты обслуживающего персонала при цементировании отходов среднего уровня радиоактивности.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы устройства, повышение удобства и безопасности эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в устройство для цементирования жидких радиоактивных отходов, содержащее бункер для цемента, соединенный с дозатором цемента, бункер для добавок, соединенный с дозатором добавок, смеситель, к первому входу которого подсоединен трубопровод для подачи ЖРО, контейнер для цементного компаунда, введены последовательно соединенные узел загрузки, узел разгрузки и первый фильтр, а также второй фильтр, блок управления-распределения и бак для сбора промывочного раствора, вход которого соединен с первым выходом блока управления-распределения, второй выход которого соединен с контейнером для цементного компаунда, при этом дополнительные входы дозатора цемента и дозатора добавок соединены с дополнительным входом бункера для добавок и с входом второго фильтра, а выходы дозатора цемента и дозатора добавок соединены с входами узла загрузки, второй выход узла разгрузки соединен с вторым входом смесителя, выход которого соединен с входом блока управления-распределения, третий вход смесителя соединен с трубопроводом подачи промывочного раствора, дополнительный выход смесителя соединен с трубопроводом специальной вентиляции.
На чертеже представлена блок-схема устройства.
Устройство для цементирования жидких радиоактивных отходов содержит бункер 1 для цемента, дозатор 2 цемента, бункер 3 для добавок, дозатор 4 добавок, смеситель 5, трубопровод 6 для подачи ЖРО, контейнер 7 для цементного компаунда, узел 8 загрузки, узел 9 разгрузки, первый фильтр 10, блок 11 управления-распределения, бак 12 для сбора промывочного раствора, второй фильтр 13, трубопровод 14 подачи промывочного раствора, трубопровод 15 специальной вентиляции.
Устройство работает следующим образом. Цемент из бункера 1 с помощью наклонного шнека подается в дозатор 2. Воздух из бункера 1 очищается во встроенном фильтре (на чертеже не показан). Добавка из бункера 3 с помощью наклонного шнека подается в дозатор 4. Для очищения от пыли бункера 3 и дозаторов 2, 4 служит фильтр 13, соединенный воздуховодом с объемом бункера 3, дозаторов 2, 4 и системой вытяжки, за счет чего создается небольшое разряжение и пыль всасывается внутрь.
По заданной рецептуре замеса отвешиваются соответствующие дозы в дозаторе 2 цемента и дозаторе 4 добавок, после чего цемент и добавки шнеками синхронно подаются к узлу 8 загрузки.
Узел 8 загрузки предназначен для подачи цемента и добавок в систему пневмотранспорта, находящуюся под давлением. Далее смесь цемента с добавками воздушным потоком по трубопроводу транспортируется в узел 9 разгрузки, который предназначен для разгрузки цемента и добавок из системы пневмотранспорта в смеситель 5.
Воздух из узла 9 разгрузки поступает в фильтр 10, где окончательно очищается от пыли, затем выводится в систему вытяжки. Пыль из пылесборника фильтра 10 периодически возвращается в бункер 1 цемента.
3
3
Усредненная и сконцентрированная пульпа ЖРО порциями объемом не более 0,5 м через трубопровод 6 подается в смеситель 5. В смесителе 5 происходит смешивание цемента и добавок с ЖРО. Смеситель 5 представляет собой герметичную емкость рабочим объемом 0,7 м с коническим днищем и плоской верхней крышкой.
Для заполнения контейнера 7 проводится два замеса. После каждого замеса содержимое смесителя 5 отправляется в контейнер 7 через блок 11 управления-распределения.
Блок 11 выполняет как функции выгрузки цементного компаунда, так и функции промывки и дезактивации смесителя 5 после заполнения контейнера 7. Кроме того, блок 11 обеспечивает исключение неконтролируемого попадания капель цементного компаунда на наружную поверхность контейнера 7.
После второго замеса проводится промывка внутренних полостей смесителя 5. Промывка проводится в два этапа. На первом этапе проведения струйной промывки, до отстыковки смесителя 5 от контейнера 7, внутренние поверхности смесителя 5 отмываются промывочным раствором (20 л), который сливается в контейнер 7. Перед началом второй стадии промывки внутренние поверхности смесителя 5 должны быть максимально отмыты от цементного компаунда. На второй стадии смеситель 5 заполняется полностью, после чего промывочный раствор сливается в бак 12. Бак 12 для сбора промывочного раствора представляет собой цельносварной аппарат с эллиптическими крышкой и днищем, и цилиндрическим корпусом. Промывочные растворы из бака 12 удаляются избыточным давлением сжатого воздуха в спецканализацию через фильтр, либо возвращаются в приемные баки (на чертеже не показаны).
Режим работы устройства - периодический, с учетом остановок на проведение ремонтов, осмотров, промывок, дезактивации.
Таким образом, введение блока управления-распределения, бака для сбора промывочного раствора и их связей позволит повысить надежность работы устройства путем обеспечения очистки смесителя от остатков цементного компаунда. Введение дополнительных фильтров, узла загрузки, узла разгрузки и их связей позволит повысить удобство эксплуатации устройства и безопасность обслуживающего персонала при утилизации отходов среднего уровня активности.