RU2140108C1 - Method and system for recovery of nuclear- powered submarines - Google Patents

Method and system for recovery of nuclear- powered submarines Download PDF

Info

Publication number
RU2140108C1
RU2140108C1 RU96121046A RU96121046A RU2140108C1 RU 2140108 C1 RU2140108 C1 RU 2140108C1 RU 96121046 A RU96121046 A RU 96121046A RU 96121046 A RU96121046 A RU 96121046A RU 2140108 C1 RU2140108 C1 RU 2140108C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melting
tunnel
chamber
metal
nuclear
Prior art date
Application number
RU96121046A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96121046A (en
Inventor
Н.И. Герасимов
А.А. Ива
А.П. Греков
В.Д. Горбач
М.И. Клестов
Н.И. Каукин
А.С. Кондратьев
В.Н. Михайловский
Original Assignee
Государственный научный центр Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научный центр Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения filed Critical Государственный научный центр Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения
Priority to RU96121046A priority Critical patent/RU2140108C1/en
Publication of RU96121046A publication Critical patent/RU96121046A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2140108C1 publication Critical patent/RU2140108C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/82Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: recovery of nuclear- powered submarines, ships, tanks, and other large vehicles. SUBSTANCE: reactor core, filters, radioactive coolant circuits, and weapon are removed prior to decontamination and after decontamination all pieces of equipment are dismounted. Then submarine hull is conveyed to intake chamber of underground tunnel wherein nonmetal materials are removed by heating hull to 500 C. After that, hull is heated to 700 C and conveyed as it melts to melting chamber located in underground tunnel behind intake chamber until it fully melts up. Powdered carbon is injected in molten metal surface in accumulation chamber mounted in bottom part of tunnel. System implementing this method has two inclined underground tunnels. First tunnel accommodates intake, melting, and accumulation chambers; the latter is located in bottom part of first tunnel, heating device is mounted in intake chamber and melting device, in melting chamber; metal pouring device is made in the form of discharge chute. Second one is transport tunnel accommodating metal admission molds. EFFECT: reduced time and labor consumption, reduced storage time of power units, improved environmental safety. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу утилизации атомных подводных лодок (АПЛ). Широкая его универсальность позволяет его применять также для судов, танков, торпед, ракет и других объектов. The invention relates to a method for the disposal of nuclear submarines (NPS). Its wide versatility allows it to be used also for ships, tanks, torpedoes, missiles and other objects.

Известные отечественные и зарубежные способы утилизации АПЛ характеризуются следующими особенностями (см. международный научный семинар "Проблемы вывода из эксплуатации и утилизации атомных подводных лодок". Тезисы докладов 19-22.06.95 г., М.):
1. Технология утилизации АПЛ предусматривает обязательную разделку корпусных конструкций и судового оборудования, не пригодных для дальнейшей эксплуатации в народном хозяйстве, в судовой лом.
Well-known domestic and foreign methods of dismantling submarines are characterized by the following features (see the international scientific seminar "Problems of decommissioning and disposal of nuclear submarines." Abstracts of June 19-22, 1996, M.):
1. The technology for the dismantlement of nuclear submarines provides for mandatory cutting of hull structures and ship equipment, not suitable for further operation in the national economy, in ship scrap.

2. Широкий диапазон использованных материалов и их толщин, сложные конфигурации в сечениях разрезаемых (разделываемых) конструкций корпуса АПЛ и затесненность делают технологию разделки корпуса одной из сложных и трудоемких работ. При этом разработанные и применяемые технологии разделки корпуса (газовая, плазменная, лазерная и гидравлическая резка) являются в целом несовершенными, трудоемкими и загрязняющими окружающими среду. Сложно применять резку металла взрывом, т. к. требуются точная пригонка "шнура" к профилю конструкции АПЛ, а также не обеспечивается необходимая безопасность работ. Наиболее чистым процессом разделки является механическая резка, однако ее возможности для данных конструкций весьма ограничены. 2. A wide range of materials used and their thicknesses, complex configurations in sections of cut (cut) submarine hull structures and oppression make the technology of cutting the hull one of the most difficult and time-consuming jobs. At the same time, the developed and applied technologies for cutting the body (gas, plasma, laser and hydraulic cutting) are generally imperfect, time-consuming and polluting the environment. It is difficult to apply metal cutting by an explosion, because it requires accurate fit of the “cord” to the nuclear submarine design profile, and the necessary work safety is not provided. The cleanest cutting process is mechanical cutting, but its capabilities for these structures are very limited.

3. Высокая наведенная радиоактивность реакторного отсека (РО) за весь период эксплуатации судовой ядерной установки предопределяет его длительное (50-100 лет) хранение в закрытых тоннелях или огражденных зонах до снижения уровня радиации, при котором впоследствии возможна разделка отсека на лом-шихту. Для обеспечения длительного хранения РО потребуется создание специальных хранилищ, имеющих подъездные пути, системы освещения и мониторинга. Кроме того подготовленные отсеки необходимо транспортировать к месту их длительного хранения, что потребует создания специальных транспортных средств и подъездных путей. 3. The high induced radioactivity of the reactor compartment (RO) for the entire period of operation of the ship’s nuclear installation predetermines its long-term (50-100 years) storage in closed tunnels or fenced areas until the radiation level decreases, at which it is subsequently possible to cut the compartment into scrap material. To ensure long-term storage of RO, it will be necessary to create special storage facilities with access roads, lighting and monitoring systems. In addition, prepared compartments must be transported to the place of their long-term storage, which will require the creation of special vehicles and access roads.

4. Работы по разделке радиоактивного оборудования и конструкций РО являются потенциально-опасными. При разрезке радиоактивного металла на судовой лом невозможно создать защитные барьеры, обеспечивающие охрану окружающей среды и рабочего персонала. 4. Work on the cutting of radioactive equipment and structures RO are potentially dangerous. When cutting radioactive metal into ship scrap, it is impossible to create protective barriers that protect the environment and workers.

5. Высокая трудоемкость работ, так, например, трудоемкость утилизации АПЛ, не считая переплавки лома, составляет 700 тыс. чел.-ч, при этом подготовленный к длительному хранению РО впоследствии также потребует трудозатрат на его утилизацию. 5. The high complexity of the work, for example, the complexity of the dismantling of nuclear submarines, not counting the smelting of scrap, is 700 thousand man-hours, while prepared for long-term storage of radioactive waste will subsequently also require labor for its disposal.

6. Акватории предприятий, отведенные под утилизацию АПЛ, занимают большие площади, а многочисленные и вредные отходы производства в процессе утилизации загрязняют окружающую среду, нанося непоправимый вред всей природе. 6. The water areas of the enterprises allocated for the dismantlement of nuclear submarines occupy large areas, and the numerous and hazardous production wastes in the process of disposal pollute the environment, causing irreparable harm to all nature.

В качестве аналога можно привести наиболее проработанный способ утилизации АПЛ (Е.А. Горигледжан "Основные направления решения проблемы утилизации АПЛ России"), представленный в сборнике международного научного семинара "Проблемы вывода из эксплуатации и утилизации атомных подводных лодок". Тезисы докладов, 19-22 июня 1995 г., Москва, с. 14-15. As an analogue, one can cite the most elaborated method of nuclear submarine dismantlement (E. A. Gorigledzhan, "Basic directions for solving the problem of the dismantlement of Russian nuclear submarines"), presented in the collection of the international scientific seminar "Problems of decommissioning and disposal of nuclear submarines." Abstracts, June 19-22, 1995, Moscow, p. 14-15.

Основными отличительными признаками этого способа являются:
- отрезка реакторного отсека (РО) от носового и кормового блоков;
- герметизация РО по прочному корпусу и его испытания на герметичность;
- загрузка РО на специальное транспортно-крановое судно (ТКС) грузоподъемностью крана около 1600 тс и его транспортировка в пункты длительного хранения тоннельного типа;
- перегрузка РО с ТКС на судовозные тележки и отправка их на отстой в течение 50-70 лет;
- разрезка оставшихся носового и кормового блоков на металлолом или сварка их между собой и отправка на временное хранение после демонтажа оборудования.
The main distinguishing features of this method are:
- a section of the reactor compartment (RO) from the bow and stern blocks;
- RO sealing in a robust case and its tightness test;
- LO loading onto a special transport crane crane (TKS) with a crane lifting capacity of about 1600 tf and its transportation to long-term storage facilities of the tunnel type;
- transshipment of RO from the transformer substation to ship carts and sending them to sediment for 50-70 years;
- cutting the remaining bow and stern blocks into scrap metal or welding them together and sending them to temporary storage after dismantling the equipment.

Приведенный способ утилизации АПЛ, кроме того, требует выполнения значительного объема дополнительных работ:
- дооборудование заводов специализированными участками для разделки корпусов (АПЛ) и переработки отходов;
- создание прогрессивных технологий разделки корпусов (лазерная, гидроструйная, плазменная);
- проведение большого комплекса работ по обеспечению охраны окружающей среды и т.д.
The above method of dismantling submarines, in addition, requires a significant amount of additional work:
- retrofitting of factories with specialized sections for cutting hulls (nuclear submarines) and waste processing;
- the creation of advanced technologies for cutting hulls (laser, hydro-jet, plasma);
- carrying out a wide range of activities to ensure environmental protection, etc.

Заявка N 94018126, G 21 F 9/34, 1994 г., RU, "Способ промышленной дезинтеграции кораблей и судов с ядерными энергетическими установками" предусматривает дезактивацию агрегатов и узлов ядерной энергетической установки (ЯЭУ), разделку корпуса по меньшей мере на три части с выделением части, включающей ЯЭУ. Затем эту часть корпуса с ЯЭУ подвергают разделке на части в специально оборудованной камере с помощью линейных, направленных к центру установки взрывов. Далее эти части подвергают дезактивации за счет специальной переплавки с добавлением соответствующего флюса. Application N 94018126, G 21 F 9/34, 1994, RU, "Method for the industrial disintegration of ships and vessels with nuclear power plants" provides for the decontamination of units and components of a nuclear power plant (NPP), cutting the hull into at least three parts with the allocation of the part, including nuclear power plants. Then this part of the hull with the nuclear power unit is subjected to cutting into parts in a specially equipped chamber using linear, directed to the center of the installation of explosions. Further, these parts are subjected to decontamination due to special remelting with the addition of an appropriate flux.

При плавке радиоактивного металла, по мнению авторов, получают высокорадиоактивный шлак, радиоактивные газы и дезактивированный металл. Однако разделка радиоактивной части корпуса с помощью взрыва для таких сложных крупногабаритных судовых конструкций является непрогнозируемым, неуправляемым процессом и, самое главное, не приемлемым с точки зрения безопасности работ. Указанный способ разделки может быть использован для малогабаритных или фрагментированных конструкций. When melting a radioactive metal, according to the authors, highly radioactive slag, radioactive gases and deactivated metal are obtained. However, blasting the radioactive part of the hull for such complex large-sized ship structures is an unpredictable, uncontrollable process and, most importantly, not acceptable from the point of view of safety. The specified method of cutting can be used for small or fragmented structures.

Наиболее близкий к предлагаемому способу является способ, описанный в заявке N 94005896, МПК G 21 F 9/30, 1994 г., RU, "Способ переработки демонтированного радиоактивно-загрязненного оборудования и комплекс для его осуществления. Данный способ включает в себя фрагментацию оборудования, индукционную переплавку в присутствии отшлаковывающих флюсов с последующим отделением радиоактивно-загрязненного шлака и отверждение металла, при этом перед фрагментацией оборудования проводят жидкостную дезактивацию его в сборе, а после фрагментации - повторную дезактивацию фрагментов. Перед индукционной переплавкой осуществляют также термическую дезактивацию фрагментов путем выжигания горючих (неметаллических) материалов, расплавления легкоплавких металлов при отделении радиоактивных оксидов и прокалки остальных металлов с последующим удалением радиоактивно-загрязненной окалины, при этом прокаленные металлы сортируют по видам и группам и направляют на индукционную переплавку, а образовавшиеся в процессе газы отводят на обезвреживание и очистку. Closest to the proposed method is the method described in the application N 94005896, IPC G 21 F 9/30, 1994, RU, "A method for processing dismantled radioactive contaminated equipment and a complex for its implementation. This method includes fragmentation of equipment, induction remelting in the presence of slag fluxes, followed by separation of radioactive contaminated slag and curing of the metal, with liquid decontamination assembled before fragmentation of the equipment, and re-decontamination after fragmentation fragment deactivation Before induction smelting, thermal deactivation of the fragments is also carried out by burning combustible (non-metallic) materials, melting low-melting metals in the separation of radioactive oxides and calcining the remaining metals, followed by removal of radioactive contaminated scale, while the calcined metals are sorted by type and group and sent to induction remelting, and the gases formed in the process are taken to neutralization and cleaning.

Способ предполагает жидкостную и термическую дезактивацию, применение отшлаковывающих флюсов, что в целом существенно уменьшает радиоактивность полученного после переплавки металла. Однако при данном способе необходима операция фрагментации радиоактивно-загрязненного оборудования до размеров, удобных для загрузки в транспортный контейнер. Переплавка фрагментов предусмотрена индукционным способом. The method involves liquid and thermal deactivation, the use of slag fluxes, which generally significantly reduces the radioactivity obtained after remelting the metal. However, with this method, the operation of fragmenting radioactively contaminated equipment to sizes convenient for loading into a transport container is necessary. Remelting fragments is provided by induction.

Необходимость указанной фрагментации применительно к габаритам и массам АПЛ, судов и кораблей не устраняет основные недостатки разделки корпусов, то есть требует для проведения потенциально-опасных работ создание специализированных участков, а также большого комплекса работ по охране окружающей среды, таким образом снижая эффективность процесса. The need for this fragmentation in relation to the dimensions and masses of nuclear submarines, ships and ships does not eliminate the main drawbacks of cutting hulls, that is, it requires the creation of specialized sections for a potentially dangerous work, as well as a large range of environmental protection works, thereby reducing the efficiency of the process.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности утилизации АПЛ (сокращение трудоемкости и продолжительности утилизации, исключение долговременного хранения энергоотсеков, расширение номенклатуры утилизируемых изделий), обеспечение экологической безопасности. The objective of the present invention is to increase the efficiency of dismantlement of nuclear submarines (reducing the complexity and duration of disposal, eliminating the long-term storage of energy compartments, expanding the range of utilized products), ensuring environmental safety.

Указанный технический результат достигается тем, что в этом способе утилизации АПЛ, включающем дезактивацию оборудования, удаление неметаллических материалов путем их газификации, переплавку металла в присутствии отшлаковывающих присадок с последующим отделением образовавшегося радиоактивно-загрязненного шлака от расплавленного металла, разливку и отверждение металла и шлака, перед дезактивацией оборудования производят выгрузку активной зоны реактора, фильтров I и II контура, радиоактивных вод и вооружения, а после дезактивации - демонтаж оборудования, затем корпус АПЛ подают в подземный тоннель, в приемную камеру, в которой производят удаление неметаллических материалов, нагревая корпус до температуры 500oC, после чего корпус нагревают до температуры 700oC и перемещают по мере плавления его торцевой части в плавильную камеру, расположенную в подземном тоннеле за приемной камерой, до полного расплавления, при этом в процессе плавления поверхность расплавленного металла в накопительной камере, расположенной в нижней части тоннеля, инжектируют порошкообразным углеродом.The specified technical result is achieved by the fact that in this method of disposal of nuclear submarines, including decontamination of equipment, removal of non-metallic materials by gasification, remelting of metal in the presence of slag additives, followed by separation of the resulting radioactively contaminated slag from molten metal, casting and curing of metal and slag before by decontamination of the equipment, the reactor core, filters of the I and II circuit, radioactive water and weapons are unloaded, and after decontamination, installation of the equipment, then the submarine’s hull is fed into the underground tunnel, into the receiving chamber, in which non-metallic materials are removed by heating the hull to a temperature of 500 o C, after which the hull is heated to a temperature of 700 o C and moved as its end part melts into the melting chamber located in the underground tunnel behind the receiving chamber, until complete melting, while during the melting the surface of the molten metal in the storage chamber located in the lower part of the tunnel is injected with powdered carbon th.

Проведение операций способа в указанной последовательности в подземном тоннеле позволяет утилизировать АПЛ без предварительной резки корпуса, уменьшает затраты и продолжительность выполнения работ, повышает безопасность процесса. Carrying out the operations of the method in the indicated sequence in the underground tunnel allows you to dispose of the nuclear submarines without preliminary cutting the hull, reduces costs and the duration of the work, increases the safety of the process.

Проведение работ в указанных режимах в едином цикле позволяет исключить этапы работы, связанные с транспортировкой промежуточных продуктов, например, прокаленных металлов, что также повышает эффективность и безопасность процесса. Carrying out work in these modes in a single cycle eliminates the stages of work associated with the transportation of intermediate products, for example, calcined metals, which also increases the efficiency and safety of the process.

Известные металлургические плавильные установки (мартеновские, электроплавильные, конвертерные) не могут обеспечить переплавку корпуса АПЛ, выпуск и разливку металла в связи с его габаритами, массой и конструктивными особенностями, например, сталеплавильная плазменная печь (см. А.Д. Крамаров, А.Н. Соколов. Электрометаллургия стали и ферросплавов, М., Металлургия, 1976, с. 184-186). Агрегаты такого типа предназначены для переплавки металлошихты, ограниченный по массе, габаритам и химическому составу требованиями ГОСТ 2785-75. Well-known metallurgical melting plants (open-hearth, electric, smelting, converter) cannot provide remelting of the nuclear submarine, release and casting of metal in connection with its dimensions, weight and design features, for example, a steel-smelting plasma furnace (see A.D. Kramarov, A.N. Sokolov, Electrometallurgy of Steel and Ferroalloys, M., Metallurgy, 1976, p. 184-186). Units of this type are intended for remelting a metal charge, limited in weight, dimensions and chemical composition by the requirements of GOST 2785-75.

Таким образом, реализация способа утилизации крупногабаритных радиационно-загрязненных объектов требует проработки его воплощения в конкретных устройствах. Thus, the implementation of the method of disposal of large-sized radiation-contaminated objects requires the study of its implementation in specific devices.

Следует отметить, что реализация заявляемого способа может быть осуществлена с помощью целого комплекса устройств, связанных единым технологическим циклом. Комплекс также является объектом изобретения по данной заявке. Патентуемые способ и комплекс представляют собой группу изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом, а именно позволяют высокоэффективно проводить процесс утилизации крупногабаритных конструкций, в частности, корпуса АПЛ с соблюдением требований экологической безопасности. Указанный технический результат достигается при совместном использовании объектов изобретения. It should be noted that the implementation of the proposed method can be carried out using a whole range of devices connected by a single technological cycle. The complex is also an object of the invention according to this application. The patented method and complex are a group of inventions, united by a single inventive concept, namely they allow highly efficient process for the disposal of large-sized structures, in particular, the nuclear submarine hull, in compliance with environmental safety requirements. The specified technical result is achieved by sharing the objects of the invention.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является комплекс для переработки демонтированного радиоактивно-загрязненного оборудования по заявке N 94005896, МПК G 21 F 9/30, 1994 г., RU. The closest in technical essence to the claimed solution is a complex for processing dismantled radioactive contaminated equipment according to the application N 94005896, IPC G 21 F 9/30, 1994, RU.

Комплекс по переработке демонтированного радиоактивно-загрязненного оборудования содержит установки фрагментации оборудования, индукционной переплавки (устройство плавления), жидкостной дезактивации, установки термической дезактивации, включающую электропечь косвенного нагрева (устройство подогрева), устройства для разливки и отверждения расплавленного металла и шлака, устройства обезвреживания и очистки газов, узлы транспортировки, сортировки металлов, подготовки шихты. The complex for processing dismantled radioactive contaminated equipment contains equipment fragmentation units, induction remelting (melting device), liquid decontamination, thermal deactivation units, including an indirect heating electric furnace (heating device), devices for casting and curing molten metal and slag, and neutralization and cleaning devices gases, nodes of transportation, sorting of metals, preparation of the charge.

Указанный комплекс служит для реализации способа по этой же заявке, принятого в качестве прототипа заявляемого способа, и ему присущи те же ограничения, которые препятствуют использованию способа для утилизации крупногабаритных конструкций, в частности, корпусов АПЛ. The specified complex serves to implement the method according to the same application, adopted as a prototype of the proposed method, and it has the same limitations that impede the use of the method for the disposal of large structures, in particular, nuclear submarines.

Способ и устройство, выбранные в качестве прототипа, позволяют произвести очистку и переплавку утилизируемого оборудования до радиационного уровня, позволяющего осуществить возврат металлов в хозяйственный оборот непосредственно после обработки. Однако они требуют предварительной фрагментации демонтированного оборудования, что для объектов такой категории как АПЛ является очень трудоемкой операцией, к тому же не обеспечивающей экологическую безопасность. The method and device, selected as a prototype, allow cleaning and re-melting of utilized equipment to a radiation level, which allows for the return of metals to economic circulation immediately after processing. However, they require preliminary fragmentation of the dismantled equipment, which for objects of such a category as nuclear submarines is a very time-consuming operation, which also does not ensure environmental safety.

Комплекс для утилизации АПЛ, содержащий устройство подогрева, устройство плавления, устройства для разливки и отверждения расплавленного металла и шлака, устройство для обезвреживания и очистки газов, выполнен в виде двух подземных наклонных тоннелей, в первом тоннеле, расположенном выше второго, транспортного тоннеля, размещены приемная, плавильная и накопительная камеры, причем накопительная камера расположена в нижней части первого тоннеля, устройство подогрева размещено в приемной камере, а устройство плавления - в плавильной камере, устройства для разливки и отверждения металла и шлака выполнено в виде сливных желобов и изложниц, при этом желоб для слива расплавленного металла выходит из нижней части накопительной камеры в транспортный тоннель, а желоб слива шлака - из верхней части накопительной камеры в транспортный тоннель, в котором размещены изложницы для приема и отверждения металла и шлака, а в верхней части накопительной камеры расположены инжекторы для подачи порошкообразного углерода на поверхность расплавленного металла. A nuclear submarine dismantlement complex containing a heating device, a melting device, a device for casting and curing molten metal and slag, a device for neutralizing and treating gases, is made in the form of two underground inclined tunnels, in the first tunnel located above the second transport tunnel, there is a reception , a melting and storage chamber, the storage chamber being located in the lower part of the first tunnel, the heating device is located in the receiving chamber, and the melting device is in the melting chamber re, devices for casting and curing metal and slag are made in the form of drain troughs and molds, while the trough for draining molten metal leaves the lower part of the storage chamber into the transport tunnel, and the slurry drain chute from the upper part of the storage chamber into the transport tunnel, in which contains molds for receiving and curing metal and slag, and injectors are located in the upper part of the storage chamber for feeding powdered carbon onto the surface of the molten metal.

В качестве нагревательных элементов устройства подогрева использованы топливно-кислородные горелки, размещенные на внутренней поверхности приемной камеры, а в качестве нагревательных элементов устройства плавления - струйные плазмотроны, размещенные на внутренней поверхности плавильной камеры. As heating elements of the heating device, fuel-oxygen burners are used located on the inner surface of the receiving chamber, and as heating elements of the melting device are jet plasmatrons located on the inner surface of the melting chamber.

В качестве рабочего слоя футеровки накопительной камеры применены углеродные блоки. Carbon blocks are used as the working layer of the lining of the storage chamber.

Соединение указанных элементов и узлов в комплексе обеспечивает достижение указанного технического результата, а именно, эффективной утилизации крупногабаритных конструкций, в частности, корпусов АПЛ, методом локального торцевого плавления. The combination of these elements and assemblies in the complex ensures the achievement of the specified technical result, namely, the efficient disposal of large-sized structures, in particular, nuclear submarines, by the method of local face melting.

Преложенные способ и комплекс для его осуществления обладают новизной; из известного уровня техники не выявлено решений, аналогичным образом решающих поставленную задачу. The proposed method and the complex for its implementation are novel; from the prior art there are no solutions that similarly solve the problem.

Предложенная группа изобретений имеет изобретательский уровень, так как не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с их отличительными признаками. The proposed group of inventions has an inventive step, since no solutions have been identified that have features that match their distinctive features.

Предложенное решение является промышленно применимым, т.к. его реализация позволит удовлетворить потребность в утилизации крупногабаритных радиационно-загрязненных объектов средствами и методами, описанных в материалах заявки. The proposed solution is industrially applicable, because its implementation will satisfy the need for the disposal of large-sized radiation-contaminated objects by means and methods described in the application materials.

Таким образом, предлагаемое решение удовлетворяет всем критериям патентоспособности. Thus, the proposed solution meets all the criteria of patentability.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид комплекса для утилизации АПЛ в разрезе, на фиг. 2 - сечение А-А. The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a sectional view of a complex for the dismantlement of nuclear submarines, in FIG. 2 - section aa.

Комплекс состоит из двух наклонных тоннелей: первого, плавильного, в котором последовательно размещены приемная 1, плавильная 2 и накопительная 3 камеры, и второго, транспортного тоннеля 16. В комплексе предусмотрены также:
- устройство обезвреживания и очистки газов 4,
- шлюзовые герметизирующие створки 5 и 6;
- устройство подогрева 7, размещенное в приемной камере 1;
- устройство плавления 8, размещенное в плавильной камере 2;
- устройство подачи присадок 9;
- инжекторы 10 порошкообразного углерода, расположенные в верхней части накопительной камеры;
- желоб слива 14 расплавленного металла;
- желоб слива шлака 15;
- изложницы 17 для приема расплавленного металла и шлака;
- топливно-кислородные горелки 18;
- струйные плазмотроны 19.
The complex consists of two inclined tunnels: the first, melting, in which receiving 1, melting 2 and storage 3 chambers are sequentially placed, and the second, transport tunnel 16. The complex also provides:
- device for the neutralization and purification of gases 4,
- gateway sealing flaps 5 and 6;
- a heating device 7 located in the receiving chamber 1;
- a melting device 8 located in the melting chamber 2;
- additive supply device 9;
- carbon powder injectors 10 located in the upper part of the storage chamber;
- a chute discharge 14 molten metal;
- a chute discharge of slag 15;
- molds 17 for receiving molten metal and slag;
- fuel and oxygen burners 18;
- jet plasmatrons 19.

Приемная камера 1 предусмотрена для предварительного нагрева корпуса АПЛ 13 с целью сжигания и удаления примесей органического происхождения и затем подогрева его до 700oC.The receiving chamber 1 is provided for pre-heating the hull of the nuclear submarine 13 with the aim of burning and removing impurities of organic origin and then heating it to 700 o C.

Нагрев корпуса осуществляется путем сжигания природного или печного газа, а также путем использования отходящих горячих газов из плавильной камеры аналогично способам, применяемым для подогрева шихты в корзине (бадье) электродуговой сталеплавильной печи. The case is heated by burning natural or furnace gas, as well as by using the exhaust hot gases from the melting chamber, similarly to the methods used to heat the charge in a basket (tub) of an electric arc steel furnace.

Дополнительный нагрев корпуса должен осуществляться за счет топливно-кислородных горелок 18, расположенных на внутренней поверхности приемной камеры 1 в кольцевых углублениях и направленных тангенциально к оси тоннеля. Внутренняя поверхность приемной камеры 1 облицована огнеупорным материалом 12. В верхней части камеры 1, в шахте, находится устройство для обезвреживания и очистки газов 4. В плавильной камере по боковым поверхностям, в верхней и торцевой ее частях располагаются струйные плазмотроны 19, мощность и направление струи плазмы управляются специальной телеметрической системой. Для работы плазмотронов используется инертный газ или конверсия природного газа. Additional heating of the housing should be carried out due to the fuel-oxygen burners 18 located on the inner surface of the receiving chamber 1 in the annular recesses and directed tangentially to the axis of the tunnel. The inner surface of the receiving chamber 1 is lined with refractory material 12. In the upper part of the chamber 1, in the shaft, there is a device for gas neutralization and purification 4. In the melting chamber along the lateral surfaces, in its upper and end parts there are jet plasmatrons 19, power and direction of the jet plasma are controlled by a special telemetric system. For the operation of plasmatrons, an inert gas or natural gas conversion is used.

Для подачи специальной шихты (присадок) в верхней части камеры 2 располагают необходимые устройства подачи 9. To supply a special mixture (additives) in the upper part of the chamber 2 have the necessary feeders 9.

Накопительная камера 3 находится в нижней части тоннеля, за плавильной камерой и служит для накопления, порционного или непрерывного слива расплавленного металла через электромагнитный желоб слива 14 непосредственно в изложницы 17, расположенные в транспортном тоннеле 16. Накопительная камера имеет футеровку 11 из углеродных блоков, что способствует снижению температуры плавления расплава. The storage chamber 3 is located in the lower part of the tunnel, behind the melting chamber and serves to accumulate, portioned or continuous discharge of molten metal through the electromagnetic discharge chute 14 directly into the molds 17 located in the transport tunnel 16. The storage chamber has a lining 11 of carbon blocks, which contributes to lowering the melting point of the melt.

Пример конкретного осуществления предлагаемых способа и комплекса выглядит следующим образом. An example of a specific implementation of the proposed method and complex is as follows.

На первой стадии утилизации АПЛ производят выгрузку и транспортирование активной зоны реактора, фильтров I и II контура, радиоактивных вод, вооружения, дезактивацию, демонтаж судового оборудования, механизмов и устройств согласно принятой технологии. После осуществления всех демонтажных работ корпус АПЛ поднимают по слипу или транспортируют на площадку, где проводят демонтаж валопроводов, рулей, рубки и стабилизаторов. Одновременно с корпуса удаляется эластичное покрытие. В верхней части каждого отсека вскрываются небольшие съемные листы или открывают штатные люки. At the first stage of nuclear submarine dismantlement, the reactor core, filters I and II of the circuit, radioactive water, weapons, decontamination, dismantling of ship equipment, mechanisms and devices are unloaded and transported in accordance with accepted technology. After carrying out all dismantling operations, the submarine’s hull is lifted along a slipway or transported to the site where the dismantling of shaft lines, rudders, deckhouses and stabilizers is carried out. At the same time, an elastic coating is removed from the body. In the upper part of each compartment, small removable sheets are opened or regular hatches open.

Корпус АПЛ устанавливают на стапельных тележках с постепенным образованием уклона его на 8-15o вглубь тоннеля.The submarine hull is installed on slipway bogies with the gradual formation of a slope of it at 8-15 o deep into the tunnel.

С помощью специального устройства-задержника корпус АПЛ 13 под действием силы тяжести равномерно с заданной скоростью подают в приемную камеру 1, где после закрытия шлюзовых герметизирующих створок 5 и 6 нагревают до температуры 500oC путем сжигания природного или печного газа, а также за счет утилизации тепла отходящих газов плавильной камеры 2. В этот период осуществляется сжигание и удаление неметаллических материалов. Затем включают дополнительные топливно-кислородные горелки, которые нагревают корпус до 700oC.Using a special delay device, the hull of the nuclear submarine 13, under the action of gravity, is uniformly and at a predetermined speed fed into the receiving chamber 1, where after closing the lock sealing flaps 5 and 6 they are heated to a temperature of 500 o C by burning natural or furnace gas, as well as by recycling heat of the exhaust gases of the melting chamber 2. During this period, non-metallic materials are burned and removed. Then include additional fuel and oxygen burners that heat the housing to 700 o C.

После подготовки корпуса АПЛ 13 к основному процессу (плавке) он подается с малой скоростью в плавильную камеру 2. При этом к моменту поступления корпуса в камеру включаются плазмотроны 19, с помощью которых осуществляется оплавление подаваемой кормовой или носовой части. After preparing the hull of the nuclear submarine 13 for the main process (smelting), it is fed at a low speed into the melting chamber 2. At the same time, by the time the hull enters the chamber, the plasma torches 19 are turned on, by which the feed aft or bow is melted.

Скорость перемещения корпуса АПЛ 13 строго синхронизируется с работой плазмотронов, которые с помощью автоматики отслеживают профиль и внутренние конструкции АПЛ для оптимального нагрева и расплавления. The speed of movement of the hull of the nuclear submarine 13 is strictly synchronized with the operation of the plasma torches, which automatically monitor the profile and internal structures of the nuclear submarine for optimal heating and melting.

Расплавленный металл попадает на основание плавильной камеры 2 и стекает в накопительную камеру 3, где дополнительно науглероживается подачей порошкообразного углерода с помощью инжекторов 10 для снижения температуры-ликвидус расплава. По электромагнитному желобу слива 14 металл сливается в изложницы 17, расположенные в транспортном тоннеле 16 и автоматически подаваемые под сливной желоб. The molten metal enters the base of the melting chamber 2 and flows into the storage chamber 3, where it is additionally carbonized by the supply of powdered carbon using injectors 10 to reduce the temperature-liquidus of the melt. On the electromagnetic drain chute 14, the metal merges into the molds 17 located in the transport tunnel 16 and automatically fed under the drain chute.

В процессе расплавления радиоактивной части РО в расплав через устройство подачи 9 вводят необходимые присадки, очищающие металл от радионуклидов за счет перевода их в шлак. Радиоактивный шлак через желоб слива 15 сливается в изложницы (специальные контейнеры), которые доставляются к месту хранения. In the process of melting the radioactive part of the PO, the necessary additives are added to the melt through the supply device 9, which purify the metal from radionuclides by converting them to slag. Radioactive slag through a drain chute 15 is poured into molds (special containers), which are delivered to the storage location.

Практическое осуществление предложенного технического решения позволит:
- резко сократить трудоемкость и продолжительность утилизации АПЛ (при существующей технологии неполная утилизация АПЛ составляет 1 год, в то время как с использованием новой технологии - 10-20 дней);
- локализовать вредные и радиационно-опасные выбросы путем создания надежных защитных инженерных сооружений, практически исключающих загрязнения окружающей среды;
- исключить долговременное хранение энергоотсеков и вместе с тем специальные дорогостоящие сооружения;
- использовать металл в народном хозяйстве не через 100 лет, а непосредственно после подачи из транспортного тоннеля;
- производить утилизацию различных вооружений: танков, кораблей в виде крупных секций и т.д.
Practical implementation of the proposed technical solution will allow:
- sharply reduce the complexity and duration of nuclear submarine dismantlement (with the existing technology, incomplete nuclear submarine dismantlement is 1 year, while using the new technology it takes 10-20 days);
- localize harmful and radiation-hazardous emissions by creating reliable protective engineering structures that virtually eliminate environmental pollution;
- to exclude long-term storage of energy compartments and at the same time special expensive constructions;
- use metal in the national economy not after 100 years, but immediately after supply from the transport tunnel;
- dispose of various weapons: tanks, ships in the form of large sections, etc.

Claims (4)

1. Способ утилизации атомных подводных лодок, по которому осуществляют дезактивацию оборудования, удаление неметаллических материалов путем их газификации, переплавку металла в присутствии отшлаковывающих присадок с последующим отделением образовавшегося радиоактивно-загрязненного шлака от расплавленного металла, разливку металла и шлака, отличающийся тем, что перед дезактивацией оборудования производят выгрузку активной зоны реактора, фильтров I и II контуров, радиоактивных вод, вооружения, а после дезактивации - демонтаж оборудования, механизмов и устройств, затем корпус атомной подводной лодки подают в подземный тоннель в приемную камеру, в которой производят удаление неметаллических материалов, нагревая корпус до 500oC, после чего корпус нагревают до 700oC и перемещают по мере его плавления в плавильную камеру, расположенную в подземном тоннеле за приемной камерой, до полного расплавления, при этом поверхность расплавленного металла в накопительной камере, расположенной в нижней части тоннеля, инжектируют порошкообразным углеродом.1. The method of disposal of nuclear submarines, which carry out the decontamination of equipment, the removal of non-metallic materials by gasification, remelting of metal in the presence of slag additives, followed by separation of the resulting radioactively contaminated slag from molten metal, casting of metal and slag, characterized in that before deactivation equipment unload the reactor core, filters I and II circuits, radioactive water, weapons, and after decontamination - dismantle the equipment tions, arrangements and devices, then housing nuclear submarine is fed into an underground tunnel into the receiving chamber in which produce removal of nonmetallic materials, heating the body up to 500 o C, after which the body is heated to 700 o C and is transferred as it is melting in the melting chamber located in the underground tunnel behind the receiving chamber, until complete melting, while the surface of the molten metal in the storage chamber located in the lower part of the tunnel is injected with powdered carbon. 2. Комплекс для утилизации атомных подводных лодок, содержащий устройство плавления, устройство для разливки расплавленного металла, а также устройство обезвреживания и очистки газов, отличающийся тем, что он выполнен в виде двух подземных наклонных тоннелей: первого, плавильного, тоннеля и второго, транспортного, тоннеля, в первом тоннеле последовательно размещены приемная, плавильная и накопительная камеры, причем накопительная камера расположена в нижней части первого тоннеля, устройство подогрева размещено в приемной камере, а устройство плавления - в плавильной камере, устройство для разливки металла выполнено в виде сливного желоба, который соединен с накопительной камерой, в транспортном тоннеле размещены изложницы для приема металла, в нижней части плавильной камеры расположены инжекторы для подачи порошкообразного углерода на поверхность расплавленного металла, а для приема шлака предусмотрены контейнеры. 2. A complex for the disposal of nuclear submarines, comprising a melting device, a device for casting molten metal, and a gas neutralization and purification device, characterized in that it is made in the form of two underground inclined tunnels: the first, the melting, the second and the transport, tunnel, in the first tunnel the receiving, melting and storage chambers are sequentially placed, the storage chamber being located in the lower part of the first tunnel, the heating device is placed in the receiving chamber, and the device The melting point is in the melting chamber, the device for casting metal is made in the form of a drain chute, which is connected to the collecting chamber, molds for receiving metal are placed in the transport tunnel, injectors for feeding powdered carbon to the surface of the molten metal are located in the lower part of the melting chamber, and for slag collection containers are provided. 3. Комплекс по п. 2, отличающийся тем, что в качестве нагревательных элементов устройства подогрева использованы топливно-кислородные горелки, размещенные на внутренней поверхности приемной камеры, а в качестве нагревательных элементов устройства плавления - струйные плазмотроны, размещенные на внутренней поверхности плавильной камеры. 3. The complex according to claim 2, characterized in that fuel-oxygen burners located on the inner surface of the receiving chamber are used as heating elements of the heating device, and jet plasmatrons located on the inner surface of the melting chamber are used as heating elements of the melting device. 4. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что в качестве рабочего слоя футеровки накопительной камеры применены углеродные блоки. 4. The complex according to claim 2, characterized in that carbon blocks are used as the working layer of the lining of the storage chamber.
RU96121046A 1996-10-16 1996-10-16 Method and system for recovery of nuclear- powered submarines RU2140108C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96121046A RU2140108C1 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Method and system for recovery of nuclear- powered submarines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96121046A RU2140108C1 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Method and system for recovery of nuclear- powered submarines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96121046A RU96121046A (en) 1998-12-20
RU2140108C1 true RU2140108C1 (en) 1999-10-20

Family

ID=20186866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96121046A RU2140108C1 (en) 1996-10-16 1996-10-16 Method and system for recovery of nuclear- powered submarines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2140108C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101076610B (en) Device and method for treating waste material or slag of non-ferrous metal and its alloy
KR20120128752A (en) Treatment Equipment and Method of Radioactivity Waste by Plasma
CN107363072A (en) The fused bath smelting method of waste
CN112460603B (en) Hazardous waste incineration system and hazardous waste incineration method
RU2486616C1 (en) Method for processing of solid radioactive wastes
KR102073272B1 (en) The Melting Decontamination Equipment for Radioactive Metal Waste
CN107091478A (en) Incinerator apptss
RU2140108C1 (en) Method and system for recovery of nuclear- powered submarines
CN207394872U (en) A kind of plasma Incinerating and melting system for handling ashes and clinker
CN111112287A (en) Hazardous waste recycling comprehensive treatment system adopting electric arc furnace and treatment method thereof
CN111519033A (en) Method for performing harmless treatment on hazardous waste raw material secondary aluminum ash
ES2671253T3 (en) Furnace and waste treatment method
RU2579151C1 (en) Method of recycling radionuclide-contaminated metal wastes
CN210463022U (en) Solid and liquid dangerous waste plasma cracking and vitrification treatment equipment
GB2146166A (en) Equipment for reclaiming radioactive metallic components from spent nuclear power plants
JP7143029B2 (en) Manufacturing method of clearance metal
RU2075126C1 (en) Disassembled radioactively contaminated equipment reprocessing method and scheme for it realizing
Brooks et al. Thermal treatment of spent potliner in a rotary kiln
CN109731884A (en) Plasma disposes dangerous waste system
RU2804078C1 (en) Unit for processing municipal solid waste
CN110883070A (en) Comprehensive treatment system and method for recycling hazardous waste by adopting converter
RU2765028C1 (en) Method for recycling radioactive waste generated during destruction of irradiated fuel assemblies of fast neutron reactors by induction slag remelting in cold crucible
JP7143030B2 (en) Manufacturing method of clearance metal
RU220134U1 (en) Multifunctional Laboratory Electric Resistance Furnace
KR19990026212A (en) High temperature melt processing systems and methods for flammable and non-combustible radioactive waste

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051017