НИР 7 семестр / ДолговРН_РПЗ

Рис. 3. Пиролизный реактор

Глава 3. Технология использования сверхкритического водного окисления Впервые сверхкритичные состояния наблюдал Каньяр де ля Тур ещё в 20-х годах

XVIII века. Они возникают, если жидкость в кипящем состоянии продолжать нагревать и одновременно увеличивать давление. В определённый момент, плотности жидкости и пара становятся одинаковыми, граница между ними исчезает и вещество приобретает новое состояние.

Вкачестве основы для достижения состояния флюида используют некоторые газы

иводу. Чтобы довести последнюю до такого состояния, необходимо нагреть её до 374°C. В этом состоянии вода приобретает ценные свойства, например, становится растворителем, который имеет универсальную сферу применения, и мощным окислителем. [7]

Для переработки отходов создаются специальные установки из жаропрочных и стойких к воздействию различных веществ сплавов и со специальной обвязкой, которая полностью исключает возможность взрыва реактора СКВО. Применение технологии с вышеозначенными целями имеет следующие преимущества:

1. Экономичность — в качестве основного окисляющего вещества выступает обычный кислород;

11

2.Скорость — период нахождения в реакторе составляет меньше минуты;

3.Экологичность — полное, протекающее в один этап окисление любых веществ с

выделением безопасных элементов, таких как углекислый газ и вода, азот, галогены, фосфор и т. д.;

4. Экзотермичность происходящего внутри процесса — если в перерабатываемых отходах содержится органики 10-205, то при реакции СКВО выделяется 10-20 МДж/кг тепла — это лишь в два раза меньше, чем тепло, выделяемое при сжигании бензина;

5.Простота утилизации тепла — возможно использование уничтожаемых отходов в качестве альтернативного сырья в электрогенерирующих установках;

6.Универсальность техники — одни и те же установки применяются для переработки отходов разного типа.

Рис. 4. Фазовая диаграмма вещества в зависимости от давления и температуры

Глава 4. Технология кондиционирования отработавших ионнообменных смол

может рассматриваться как форма, пригодная для длительного хранения и захоронения,

12

1.В порошкообразной форме с высокой способностью к рассеянию;

2.Химически неустойчивых и сильных окислителей;

3.Коррозионно-активных;

4.Ядовитых, патогенных и инфекционных;

5.Биологически активных;

6.Легковоспламеняющихся и взрывопожароопасных;

7.Способных к детонации или взрывному разложению;

8.Вступающих в экзотермическое взаимодействие с водой, сопровождающееся взрывом;

9.Содержащих или способных генерировать токсичные газы, пары или возгоны.

Данные таблицы показывают, что среднеактивные ОИОС относятся к 3 классу РАО по классификации, принятой Постановлением Правительства РФ №1069 от 12.10.2012 и, в случае соответствия упаковок ОИОС требованиям к упаковкам 3 класса, могут быть захоронены в ППЗРО.

Захоронение РАО 3 класса, которые не включены в формообразующую матрицу (такие как неперерабатываемые твердые РАО, нефрагментируемое загрязненное оборудование, прессованные РАО, фрагментированные металлические РАО, обезвоженные ионообменные смолы, солевой плав), допускается при условии, что захораниваемая упаковка РАО соответствует требованиям, установленным федеральными нормами и правилами, и критериям приемлемости РАО для захоронения в определенный ПЗРО.

окружающую среду и получение компаунда – сложных веществ, соединенных между собой химической связью (например, цементирование зольных остатков).

13

Таблица 2 – Требования к РАО класса 3 и 4 [7]

* Не более 10 мЗв/ч по особому разрешению, утвержденному руководством эксплуатирующей организации и согласованному с национальным органом, ответственным за захоронение кондиционированных отходов.

** Не более 2 мЗв/ч по особому разрешению, утвержденному руководством эксплуатирующей организации и согласованному с национальным органом, ответственным за захоронение кондиционированных отходов.

14

полномасштабная опытно-демонстрационная установка, которая по производительности соответствует требованиям промышленной установки. Она оборудована датчиками температуры, обеспечивающими контроль процесса сушки и автоматическое управление электрической мощностью нагревателей.

Рис. 5. Технологическая схема установки для термовакуумной сушки ионообменной смолы:

1 — термореактор; 2 — наружные нагреватели; 3 — внутренние нагреватели; 4 — дренажное устройство; 5 — конденсатор, 6 — аэрозольный фильтр; 7 — вакуумный

15

Глубина сушки смолы может достигать остаточного значения 30 % связанной (внутризерновой) воды. Свободная влага при этом полностью отсутствует. Высушенный продукт свободно высыпается из аппарата в контейнер.

обеспечивает производительность от 12,5 до 25 дм 3/ч по исходной смоле и может быть принят как базовый при создании промышленных установок.

Например, для одного блока АЭС ВВЭР 1200 установка такой производительности более чем достаточна, так как обеспечит переработку годового объема отработавших ионитов — 25 м3 за 1000—2000 часов.

Глава 5. Размещение для хранения и транспортировки ОИОС в контейнерах

Устройство относится к устройствам ядерной техники и может использоваться для временного хранения отработавших ионообменных смол из ионообменных фильтров ядерной энергетической установки и передачи их на захоронение.

Суть данного технического решения заключается в том, что в известном ионообменном фильтре высокого давления, включающем в себя корпус, фильтрующий

корпуса установлено съемное днище, герметично прикрепленное к корпусу крепежными

сжатого воздуха в верхнюю часть корпуса и узел дренажа свободной воды, включающий в себя кольцевую трубу, находящуюся в нижней части корпуса, с установленными по периметру фильтрующими колпачками и трубу для отвода дренированной воды, выходящую наружу.

16

Вышеуказанное устройство работает следующим образом. Пустой контейнер-сборник через трубу для подачи шихты ионообменных смол заполняется шихтой отработавших ионообменных смол, в виде пульпы, гидродинамическим способом. При этом основная часть воды из пульпы шихты отработавших ионообменных смол очищается на фильтрующем элементе и отводится через трубу для отвода очищенной воды. После заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол оставшаяся в ней свободная вода, опускаясь под действием силы тяжести в нижнюю часть контейнерасборника, фильтруется через фильтрующие колпачки, установленные на кольцевой трубе, и отводится через трубу для отвода дренированной воды. [8]

Контейнер-сборник, заполненный осушенной таким образом шихтой отработавших ионообменных смол, передается на временное хранение в ожидании перегрузки шихты

перегрузочный контейнер таким образом, чтобы одноразовое удаляемое днище прилегало к горловине перегрузочного контейнера.

После этого через патрубок для подачи сжатого воздуха в контейнер подается сжатый воздух. Под давлением сжатого воздуха одноразовое удаляемое днище удаляется и вместе с шихтой отработавших ионообменных смол выгружается в перегрузочный контейнер.

Пустой контейнер-сборник демонтируется с перегрузочного контейнера,

17

перегрузочный контейнер герметизируется и передается на захоронение. В контейнерсборник после его промывки и дезактивации устанавливается новое одноразовое удаляемое днище, на корпус с помощью крепежных элементов монтируется съемное днище и контейнер-сборник возвращается в исходное состояние.

Данный контейнер-сборник для ионообменных смол дает возможность безопасного заполнения его шихтой отработавших ионообменных смол временного хранения ее в контейнере-сборнике и безопасной выгрузки шихты отработавших ионообменных смол в перегрузочный контейнер для передачи ее на захоронение.

Рис. 7. Контейнер для размещения ОИОС

Устройство включает в себя корпус 1 фильтрующий элемент 2, трубу для подачи

18

шихты ионообменных смол 3, трубу для отвода очищенной воды 4, съемное днище 5,

сжатого воздуха 8 и узел дренажа свободной воды, включающий в себя кольцевую трубу 9 с установленными по периметру фильтрующими колпачками 10, и трубу для отвода дренированной воды 11.

Контейнер работает следующим образом. Пустой контейнер-сборник через трубу для подачи шихты ионообменных смол 3 заполняется шихтой отработавших

фильтрующем элементе 2 и отводится через трубу для отвода очищенной воды 4. После заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол оставшаяся в ней свободная вода, опускаясь под действием силы тяжести в нижнюю часть контейнера-

19

Заключение

Результаты сравнительного анализа технологий обращения с ОИОС

Показатели, используемые для анализа технологий обращения с ОИОС:

1.Параметры режимов проведения технологических процессов;

2.Степень готовности внедрения технологии на АЭС;

3.Объемы образования вторичных РАО;

4.Коэффициент изменения объема;

5.Капитальные затраты;

6.Затраты на монтаж и ПНР оборудования;

7.Эксплуатационные затраты;

8.Затраты на контейнеризацию и захоронение;

9.Соответствие конечного продукта критериям приемлемости для захоронения.

Таблица 4 – Сравнение технологий переработки ОИОС

20