RU137704U1

RU137704U1 - SHIPPING REMOVABLE SMALL SIZE FOR THE PROCESSING OF LIQUID RADIOACTIVE WASTE OF COMPLEX COMPOSITION

Info

Publication number: RU137704U1
Application number: RU2013142668/07U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Шлячков; Сергей Павлович Малышев; Аделина Жанатовна Сутеева; Екатерина Михайловна Гостяева
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2014-02-27

Abstract

Судовая съемная малогабаритная установка для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава, включающая размещенные в контейнере четыре последовательно соединенных функциональных узла, первый из которых оснащен приемной емкостью жидких радиоактивных отходов, сепаратором для отделения от жидких радиоактивных отходов органических примесей, емкостью сбора органических примесей и емкостью сбора очищенных жидких радиоактивных отходов, второй узел представляет собой блок механических фильтров для удаления из очищенных в первом узле жидких радиоактивных отходов твердых примесей, третий узел состоит из блока выпарных агрегатов для получения очищенных в первом и втором узлах жидких радиоактивных отходов в виде концентрата и получения очищенной воды и имеет устройство сбора и подачи полученного концентрата жидких радиоактивных отходов в расположенные на судне переносные емкости, четвертый узел содержит ионообменные фильтры тонкой очистки очищенной в третьем функциональном узле воды и емкость сбора доочищенной воды, отличающаяся тем, что в установку введен пятый функциональный узел, включающий блок-смеситель с дезактивирующим концентратом, соединенный трубопроводом с емкостью сбора доочищенной воды для производства дезактивирующего раствора, и стационарная система дезактивации, связанная трубопроводом с блоком-смесителем, причем контейнер, сепаратор и блок выпарных агрегатов установки выполнены в малогабаритном исполнении, а контейнер с функциональными узлами установки при этом размещен в трюме судна. A portable removable small-sized installation for the processing of liquid radioactive waste of complex composition, including four series-connected functional units located in the container, the first of which is equipped with a receiving container of liquid radioactive waste, a separator for separating organic impurities from liquid radioactive waste, a capacity for collecting organic impurities and a collection capacity for treated liquid radioactive waste, the second node is a block of mechanical filters for removal from treated in the first node of liquid radioactive waste of solid impurities, the third node consists of a block of evaporation units for receiving liquid radioactive waste purified in the first and second nodes in the form of a concentrate and receiving purified water and has a device for collecting and supplying the obtained liquid radioactive waste concentrate to portable containers located on the vessel , the fourth node contains ion-exchange fine filters of water purified in the third functional unit and a collection tank for treated water, characterized in that the fifth functional unit, including a mixer block with a decontamination concentrate, connected by a pipeline to a tank for collecting purified water for the production of a decontamination solution, and a stationary decontamination system connected by a pipeline to the mixer block, the container, separator, and unit of evaporator units of the installation being made in small size and the container with the functional units of the installation is placed in the hold of the vessel.

Description

Полезная модель относится к области обращения с радиоактивными отходами и касается технологии переработки низкоактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) с повышенным солесодержанием и органическими примесями, образующихся при работе специальной спринклерной системы, использующей морскую воду для охлаждения транспортных упаковочных комплектов (ТУК) с отработавшим ядерным топливом, перевозимых судами, и относящихся к опасному грузу 7 класса опасности.The utility model relates to the field of radioactive waste management and relates to the technology of processing low-level liquid radioactive waste (LRW) with high salt content and organic impurities generated during the operation of a special sprinkler system that uses sea water to cool transport packaging sets (TUK) with spent nuclear fuel, transported by ships and related to the dangerous goods of hazard class 7.

Известна малогабаритная станция комплексной переработки ЖРО, образующихся в процессе эксплуатации и ремонта атомных энергетических установок (АЭУ) кораблей и судов непосредственно на месте их образования, размещенная в 40-футовом морском контейнере. (Ю.М. Вишняков, С.П. Малышев, В.М. Пчелинцев, В.Г. Хорошев. Малогабаритная станция переработки жидких радиоактивных отходов. «Судостроение», 1999 г., №3 - с. 44).A small-sized station for the integrated processing of LRW generated during the operation and repair of nuclear power plants (AEU) of ships and vessels directly at the place of their formation is known, located in a 40-foot sea container. (Yu.M. Vishnyakov, S. P. Malyshev, V. M. Pchelintsev, V. G. Khoroshev. Small-sized liquid radioactive waste processing station. “Shipbuilding”, 1999, No. 3, p. 44).

Однако, недостатком технологического оборудования, входящего в состав малогабаритной станции, является его ориентация на выполнение задач по переработке на борту атомного судна радиоактивных бессолевых вод 1-го и 3-го технологических контуров АЭУ объемом более 80%, не содержащих механических и органических примесей. Переработка низкоактивных загрязненных судовых ЖРО на станции составляет менее 20% общего объема и имеет низкую производительность.However, the drawback of the technological equipment that is part of the small-sized station is its focus on the tasks of reprocessing on board an atomic vessel of radioactive salt-free waters of the 1st and 3rd technological circuits of nuclear power plants with a volume of more than 80% that do not contain mechanical and organic impurities. The processing of low-level contaminated ship LRW at the station is less than 20% of the total volume and has a low productivity.

Известна также установка переработки высокосолевых низкоактивных жидких радиоактивных отходов (патент №126186 от 20.03.2013 г., авторы В.А. Анитропов, А.А. Иванов, К.А. Кузнецов, С.П. Малышев, В.П. Струев, А.Ж. Сутеева, Е.В. Цыбульский), включающая расположенные в контейнере четыре последовательно соединенных между собой функциональных узла. Первый узел предназначен для удаления из исходных ЖРО углеводородных примесей и оснащен приемной емкостью ЖРО, сепаратором для отделения от них органических примесей и емкостью сбора очищенных ЖРО. Второй - для удаления твердых примесей из очищенных от органических примесей в первом узле ЖРО, представляющий собой блок механических фильтров очистки ЖРО от твердых примесей. Третий - для окончательного доведения очищенных в первом и втором узлах ЖРО до пастообразного состояния в виде концентрата ЖРО и получения очищенной воды, состоящий из блока выпарных агрегатов и устройства сбора и подачи полученного концентрата ЖРО в размещенные на судне переносные емкости, и четвертый узел, предназначенный для доочистки полученной в третьем узле очищенной воды, содержащий ионообменные фильтры тонкой очистки и емкость сбора доочищенной воды - прототип.Also known is the installation for the processing of high-salt low-level liquid radioactive waste (patent No. 126186 of 03.20.2013, authors V.A. Anitropov, A.A. Ivanov, K.A. Kuznetsov, S.P. Malyshev, V.P. Struev , A.Zh. Suteeva, E.V. Tsybulsky), including four functional units located in series with each other in a container. The first unit is designed to remove hydrocarbon impurities from the initial LRW and is equipped with a LRW receiving tank, a separator for separating organic impurities from them and a collection tank for purified LRW. The second - to remove solid impurities from purified from organic impurities in the first LRW unit, which is a block of mechanical filters for cleaning LRW from solid impurities. The third one is for final bringing the LRW purified in the first and second nodes to a paste-like state in the form of LRW concentrate and obtaining purified water, consisting of a block of evaporating units and a device for collecting and supplying the obtained LRW concentrate to portable containers placed on the vessel, and a fourth unit designed for post-treatment of the purified water obtained in the third unit, containing fine ion exchange filters and a collection tank for the treated water - prototype.

Однако, существенным недостатком установки является то, что она не обеспечивает необходимый уровень радиационной безопасности, кроме этого ее технологическое оборудование предназначено для переработки высокосолевых ЖРО, образующихся после очистки трубопроводов и оборудования морских платформ и терминалов с высоким содержанием органических и механических примесей, в связи с чем имеет большие габариты и обладает значительным энергопотреблением. И наконец, контейнер с расположенной в нем установкой занимает значительную полезную площадь на палубе судна.However, a significant drawback of the installation is that it does not provide the necessary level of radiation safety, in addition, its technological equipment is intended for the processing of high-salt LRW formed after cleaning pipelines and equipment of offshore platforms and terminals with a high content of organic and mechanical impurities, in connection with which It has large dimensions and has significant power consumption. And finally, the container with the installation located in it occupies a significant usable area on the deck of the vessel.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение уровня обеспечения радиационной безопасности на судне при транспортировании ТУК с отработавшим ядерным топливом, относящимся к опасному грузу 7 класса опасности, включая сбор и переработку низкоактивных ЖРО сложного состава, которые могут образовываться в результате орошения ТУК морской водой и дезактивации трюма после орошения, а также снижение энергопотребления установки и уменьшение ее габаритов, позволяющих разместить контейнер с размещенными нем функциональными узлами установки на меньшей площади или объеме.The objective of the proposed utility model is to increase the level of radiation safety on board the vessel when transporting TUKs with spent nuclear fuel related to hazardous cargo of hazard class 7, including the collection and processing of low-level LRW of complex composition that may result from TUK irrigation with sea water and decontamination of the hold after irrigation, as well as reducing the energy consumption of the installation and reducing its dimensions, allowing you to place a container with functional units placed in it SETTING on a smaller area or volume.

Для этого в судовой съемной малогабаритной установке для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава, состоящей из четырех последовательно соединенных функциональных узлов, первый из которых оснащен приемной емкостью жидких радиоактивных отходов, сепаратором для отделения от жидких радиоактивных отходов органических примесей, емкостью сбора органических примесей и емкостью сбора очищенных жидких радиоактивных отходов, второй представляет собой блок механических фильтров для удаления из очищенных в первом узле жидких радиоактивных отходов твердых примесей, третий состоит из блока выпарных агрегатов для получения очищенных в первом и втором узле жидких радиоактивных отходов в виде концентрата и получения очищенной воды и имеет устройство сбора и подачи полученного концентрата жидких радиоактивных отходов в расположенные на судне переносные емкости, четвертый содержит ионообменные фильтры тонкой очистки очищенной в третьем функциональном узле воды и емкость сбора доочищенной воды, по полезной модели в установку введен пятый функциональный узел, включающий блок-смеситель с дезактивирующим концентратом, соединенный трубопроводом с емкостью сбора доочищенной воды для производства дезактивирующего раствора, и стационарная система дезактивации, связанная трубопроводом с блоком-смесителем, причем контейнер, сепаратор и блок выпарных агрегатов установки выполнены в малогабаритном исполнении, а контейнер с функциональными узлами установки при этом размещен в трюме суднаFor this, in a removable small-sized shipboard vessel for processing liquid radioactive waste of complex composition, consisting of four functionally connected in series, the first of which is equipped with a receiving tank of liquid radioactive waste, a separator for separating organic impurities from liquid radioactive waste, a capacity for collecting organic impurities and a collection capacity purified liquid radioactive waste, the second is a block of mechanical filters for removal from the cleaned liquid in the first node x radioactive waste of solid impurities, the third consists of a block of evaporation units for receiving liquid radioactive waste purified in the first and second nodes in the form of a concentrate and receiving purified water and has a device for collecting and supplying the obtained liquid radioactive waste concentrate to portable containers located on the vessel, the fourth contains ion-exchange fine filters of water purified in the third functional unit and the capacity for collecting purified water, according to a utility model, the fifth functional unit was introduced, comprising a mixer block with a decontaminating concentrate connected by a pipeline to a collection tank for treated water for the production of a decontamination solution, and a stationary decontamination system connected by a pipeline to the mixer block, the container, separator and unit evaporator units of the installation being made in small size, and the container with functional installation units at the same time placed in the hold of the vessel

Введенный пятый функциональный узел, содержащий блок-смеситель с дезактивирующим концентратом и соединенный трубопроводом с емкостью сбора дочищенной воды позволяет производить дезактивирующий раствор, поступающий далее в расположенную на судне стационарную систему дезактивации, которая, в случае радиационного загрязнения, вводится в действие и обеспечивает дезактивацию грузовых трюмов, в которых произошло радиоактивное загрязнение, тем самым повышая уровень обеспечения радиационной безопасности на судне.The introduced fifth functional unit, containing a mixer block with decontaminating concentrate and connected by a pipeline to the collection tank for purified water, allows the production of decontamination solution, which then enters the stationary decontamination system located on the vessel, which, in the case of radiation pollution, is put into operation and ensures decontamination of cargo holds where radioactive contamination has occurred, thereby increasing the level of radiation safety on board.

Выполнение сепаратора и блока выпарных агрегатов с малыми габаритами и производительностью позволяет снизить энергопотребление установкой при переработке ЖРО и разместить установку в переносном малогабаритном контейнере, который может быть расположен в трюме судна.The implementation of the separator and block evaporator units with small dimensions and performance allows you to reduce the energy consumption of the installation during the processing of LRW and place the installation in a portable small container, which can be located in the hold of the vessel.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком, на котором представлена блок - схема судовой съемной малогабаритной установки для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава.The essence of the proposed utility model is illustrated in the figure, which shows a block diagram of a removable shipboard small-sized installation for the processing of liquid radioactive waste of complex composition.

Установка включает в себя пять последовательно соединенных функциональных узла 1, 2, 3, 4, 5, размещенных в переносном контейнере 6, первый из которых включает приемную емкость ЖРО 7, соединенную с сепаратором 8 для отделения органических примесей от ЖРО, и связанную с сепаратором 8 емкость сбора органических примесей 9. Второй 2 состоит из механических фильтров 10, предназначенных для отделения от ЖРО твердых примесей, и соединенных со вторым выходом сепаратора 8. Третий функциональный узел 3 содержит блок выпарных агрегатов 11, служащих для получения концентрата ЖРО и очищенной воды, вход которых соединен с выходом механических фильтров 10, и один из их выходов с устройством сбора и подачи 12 полученного концентрата ЖРО в расположенные на судне переносные емкости (на рисунке не показано). Четвертый 4 включает ионообменные фильтры 13 для доочистки воды, соединенные с другим выходом блока выпарных агрегатов 11, и связанную с ионообменными фильтрами 13 емкость сбора доочищенной воды 14. В установку введен блок-смеситель 15 с дезактивирующим концентратом в нем, соединенный трубопроводом 16 с емкостью сбора дочищенной воды 14 для образования дезактивирующего раствора, и стационарная система дезактивации 17, соединенная трубопроводом 18 с блоком-смесителем 15. Причем переносной контейнер 6, сепаратор 8 и блок выпарных агрегатов 11 установки выполнены в малогабаритном исполнении, а при этом контейнер 6 с функциональными узлами установки размещен в трюме судна (на рисунке не показано).The installation includes five series-connected functional units 1, 2, 3, 4, 5, placed in a portable container 6, the first of which includes a receiving tank of LRW 7, connected to a separator 8 for separating organic impurities from LRW, and connected to the separator 8 the capacity for collecting organic impurities 9. The second 2 consists of mechanical filters 10, designed to separate solid impurities from LRW, and connected to the second output of the separator 8. The third functional unit 3 contains a block of evaporation units 11, which serve to obtain Nia LRW concentrate and purified water, which input is connected to output mechanical filters 10, and one of their outputs collecting device 12 and supplying the resultant concentrate in LRW transportable container disposed on the vessel (not shown). The fourth 4 includes ion-exchange filters 13 for water purification, connected to the other output of the evaporator unit 11, and a collection tank for treated water 14. connected to the ion-exchange filters 13, a mixer 15 with a decontamination concentrate in it is connected to the installation by a pipe 16 with a collection tank purified water 14 for the formation of a decontaminating solution, and a stationary decontamination system 17, connected by a pipe 18 to the mixer unit 15. Moreover, the portable container 6, the separator 8 and the unit of evaporation units 11 The ki are made in a small-sized version, while the container 6 with the functional units of the installation is placed in the hold of the vessel (not shown in the figure).

Судовая съемная малогабаритная установка для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава работает следующим образом.Ship removable small-sized installation for the processing of liquid radioactive waste of complex composition works as follows.

В приемную емкость ЖРО 7 из специальной судовой цистерны сбора жидких радиоактивных отходов (на рисунке не показано) подаются ЖРО, образующиеся в грузовых трюмах в результате работы специальной спринклерной системы по охлаждению ТУК с отработавшим ядерным топливом. Из приемной емкости 7 ЖРО подаются на сепаратор 8, который производит отделение от ЖРО органических примесей. Органические примеси собираются в емкости их сбора 9. После сепаратора 8 ЖРО проходят очистку механическими фильтрами 10 от твердых примесей, и далее они поступают в блок выпарных агрегатов 11. На выходе из блока выпарных агрегатов 11 получаются концентрат ЖРО, который поступает в устройство сбора и подачи полученного концентрата 12 в переносные емкости на судне, и очищенная вода, которая подается в ионообменные фильтры 13, где происходит доочистка очищенной воды, которая затем поступает в емкость сбора доочищенной воды 14. Из емкости сбора доочищенной воды 14 вода поступает по трубопроводу 16 в блок-смеситель 15 стационарной системы дезактивации 17, где производится смешивание дезактивирующего концентрата с доочищенной водой, в результате чего получается дезактивирующий раствор, который подается по трубопроводу 18 на стационарную систему дезактивации 17, обеспечивающую дезактивирующую обработку помещения трюма, в котором размещены ТУК с отработавшим ядерным топливом.LRW generated in cargo holds as a result of the operation of a special sprinkler system for cooling TUK with spent nuclear fuel is fed into the receiving tank of LRW 7 from a special ship tank for liquid radioactive waste collection (not shown in the figure). From the receiving tank 7 LRW are fed to the separator 8, which produces separation of organic impurities from LRW. Organic impurities are collected in a collection tank 9. After LRW separator 8, solid impurities are cleaned by mechanical filters 10, and then they enter the block of evaporation units 11. At the outlet of the block of evaporation units 11, LRW concentrate is obtained, which enters the collection and supply device the obtained concentrate 12 into portable containers on the vessel, and purified water, which is supplied to the ion-exchange filters 13, where there is a post-treatment of purified water, which then enters the collection tank of purified water 14. From the collection tank of pure water 14, water flows through line 16 to the mixer block 15 of the stationary decontamination system 17, where the decontamination concentrate is mixed with purified water, resulting in a decontamination solution, which is fed through line 18 to the stationary decontamination system 17, which provides decontamination processing of the hold in which TUKs with spent nuclear fuel are located.

Предлагаемая судовая съемная малогабаритная установка для переработки жидких радиоактивных отходов сложного состава обеспечивает дезактивацию грузовых трюмов, в которых произошло радиоактивное загрязнение, тем самым повышая уровень обеспечения радиационной безопасности на судне, а выполнение ее функциональных узлов в малогабаритном исполнении и размещение их в (двадцатифутовом) морском контейнере позволяет обеспечить ее транспортабельность, погрузку- выгрузку и размещение с контейнером в трюме судна, осуществлять переработку ЖРО непосредственно на судне на стоянке и в рейсе при одновременном снижении энергопотребления для ее работы. Это существенно повышает эффективность предлагаемой установки в связи с уменьшением материальных затрат по обращению с радиоактивными отходами и существенно сократить сроки подготовки судна для дальнейшей эксплуатации, а также обеспечивает улучшение радиационной обстановки на самом судне, что выгодно ее отличает от прототипа.The proposed marine removable small-sized installation for the processing of liquid radioactive waste of complex composition provides for the decontamination of cargo holds in which radioactive contamination occurred, thereby increasing the level of radiation safety on the vessel, and the implementation of its functional units in a small-sized version and placing them in a (twenty-foot) sea container allows to ensure its transportability, loading, unloading and placement with a container in the hold of the vessel, to process LRW directly on the ship in the parking lot and in flight, while reducing energy consumption for its operation. This significantly increases the efficiency of the proposed installation in connection with the reduction of material costs for the management of radioactive waste and significantly reduce the preparation time of the vessel for further operation, and also improves the radiation situation on the vessel itself, which compares favorably with the prototype.

Claims

A portable removable small-sized installation for the processing of liquid radioactive waste of complex composition, including four series-connected functional units located in the container, the first of which is equipped with a receiving container of liquid radioactive waste, a separator for separating organic impurities from liquid radioactive waste, a capacity for collecting organic impurities and a collection capacity for treated liquid radioactive waste, the second node is a block of mechanical filters for removal from treated in the first node of liquid radioactive waste of solid impurities, the third node consists of a block of evaporation units for receiving liquid radioactive waste purified in the first and second nodes in the form of a concentrate and receiving purified water and has a device for collecting and supplying the obtained liquid radioactive waste concentrate to portable containers located on the vessel , the fourth node contains ion-exchange fine filters of water purified in the third functional unit and a collection tank for purified water, characterized in that the fifth functional unit, including a mixer block with a decontamination concentrate, connected by a pipeline to a collection tank of purified water for the production of a decontamination solution, and a stationary decontamination system connected by a pipeline to the mixer block, the container, separator, and unit of evaporating units of the installation being made in small size and the container with the functional units of the installation is placed in the hold of the vessel.