RU2171509C2 - Method and device for heat treatment of liquid radioactive wastes by freezing to produce clean water - Google Patents

Method and device for heat treatment of liquid radioactive wastes by freezing to produce clean water Download PDF

Info

Publication number
RU2171509C2
RU2171509C2 RU99120605A RU99120605A RU2171509C2 RU 2171509 C2 RU2171509 C2 RU 2171509C2 RU 99120605 A RU99120605 A RU 99120605A RU 99120605 A RU99120605 A RU 99120605A RU 2171509 C2 RU2171509 C2 RU 2171509C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
tank
freezing
purified water
solution
Prior art date
Application number
RU99120605A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.М. Пашин
В.П. Копченов
В.П. Струев
Ю.М. Вишняков
Р.И. Кильдеев
С.П. Малышев
В.Г. Хорошев
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова
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 Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова filed Critical Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова
Priority to RU99120605A priority Critical patent/RU2171509C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2171509C2 publication Critical patent/RU2171509C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: handling radioactive wastes. SUBSTANCE: clean water meeting sanitary standards and concentrated solution of liquid radioactive wastes suitable for recovery are produced using methods of reconditioning. Freezing process is conducted in tank concurrently with mixing up liquid radioactive wastes at linear velocity of maximum 0.8 m/s while heating inner bottom of this tank with temperature maintained between 0.5 and 1 C. Freezing is started as soon as daily subzero temperature of at least -3 C is attained in at least 48 hours. Ice formed in the process is accumulated in decontamination tank. Source solution of liquid radioactive wastes is mainly frozen by natural cooling. Device implementing proposed method has metered pouring unit incorporating coarse filter unit for source liquid radioactive wastes, metering pump with valve and metered pouring mechanism, conveying platform, lifting-and- discharging unit, storage tank provided with salt-metering sensor, and decontamination tank with ice showering unit. Decontamination tank has water final decontamination unit with pump, valve, and ion-exchange filter, as well as clean water delivery pipeline. Tank is equipped with radioactivity sensor. Device also has clean-water storage tank with radioactivity sensor and concentrated radioactive solution storage tank also provided with radioactivity sensor. EFFECT: enhanced economic efficiency, reduced power requirement and labor consumption. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике обращения с радиоактивными отходами, в частности к термическим способам переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) путем выделения концентрированного радиоактивного раствора из исходных ЖРО естественным замораживанием с получением очищенной воды, удовлетворяющей санитарным нормам. The invention relates to techniques for radioactive waste management, in particular to thermal methods for processing liquid radioactive waste (LRW) by isolating a concentrated radioactive solution from the original LRW by natural freezing to obtain purified water that meets sanitary standards.

В технике современного обращения с ЖРО, имеющими высокий солевой фон, применяются в основном термические методы их переработки. In the technique of modern treatment of LRW having a high salt background, mainly thermal methods of their processing are used.

Известен способ концентрирования ЖРО выпариванием, включающий нагревание исходных отходов в емкости, отделение воды из раствора ЖРО путем парообразования с последующей конденсацией пара с получением из него очищенной воды, и концентрированного раствора ЖРО в указанной емкости (А.С. Никифоров, В.В. Куличенко и др. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. - М.: Энергоиздат, 1985). A known method of concentrating LRW by evaporation, including heating the original waste in a tank, separating water from a LRW solution by vaporization, followed by condensation of steam to produce purified water from it, and a concentrated LRW solution in the tank (A.S. Nikiforov, V.V. Kulichenko et al. Neutralization of liquid radioactive waste. - M.: Energoizdat, 1985).

Однако способ концентрирования и очистки ЖРО выпариванием, получивший наибольшее распространение в практике обращения с ЖРО, имеет большие энергетические затраты, что делает его одним из наиболее дорогих методов переработки жидких отходов. However, the method of concentrating and purifying LRW by evaporation, which is most widely used in the practice of handling LRW, has high energy costs, which makes it one of the most expensive methods for processing liquid waste.

Известен и другой способ концентрирования ЖРО искусственным вымораживанием, заключающийся в намораживании льда на металлической стенке вращающегося цилиндра, охлаждаемого жидким хладагентом и помещенного в исходный раствор ЖРО, с последующим удалением с поверхности цилиндра намороженного льда, расплавлении последнего с одновременным отделением от него захваченного концентрированного раствора. Рассмотренные операции намораживания на стенке цилиндра льда и его расплавление со сбором очищенной воды и концентрированного раствора повторяются многократно до получения очищенной воды, удовлетворяющей санитарным нормам (Б.С. Колычев. Атомная энергия, 1967, т. 22, с. 393). Таким образом, при таком способе концентрирования и очистки ЖРО необходимо выполнять процедуру многократного "замораживания-оттаивания" с использованием искусственного охлаждения, что приводит в итоге к большим энергетическим затратам. Another method is known for concentrating LRW by artificial freezing, which consists in freezing ice on the metal wall of a rotating cylinder cooled by liquid refrigerant and placed in the initial LRW solution, followed by removal of frozen ice from the cylinder surface, melting of the latter with simultaneous separation of the captured concentrated solution from it. The considered operations of freezing on the wall of the ice cylinder and its melting with the collection of purified water and concentrated solution are repeated many times to obtain purified water that meets sanitary standards (BS Kolychev. Atomic energy, 1967, v. 22, p. 393). Thus, with this method of concentrating and purifying LRW, it is necessary to perform the procedure of multiple “freezing-thawing” using artificial cooling, which ultimately leads to high energy costs.

Известен также способ очистки ЖРО методом искусственного замораживания, заключающийся в заливке исходного раствора отходов в емкость, помещении ее в холодильную камеру с последующим разделением льда и незамерзшего концентрированного раствора ЖРО, расплавлением полученного льда и замораживанием талой воды опять-таки с последующим отделением незамерзшего концентрированного раствора в целях получения очищенной воды, удовлетворяющей заданным требованиям. При необходимости последние две операции повторяются многократно (П. Серре, Е. Местер. Доклад N 31/32 на симпозиуме экспертов МАГАТЭ", Вена, 1962, издательство МАГАТЭ, или см. Technical Reports Ser N 82 Treatment of low and intermediate - level radioactive waste consentrates. Vienn: IAEA, 1968) - прототип. Таким образом, при использовании этого способа приходится выполнять многократное последовательное "замораживание-оттаивание" раствора ЖРО, затрачивая при этом значительное количество энергии, соизмеримое, а чаще превосходящее по величине затраты энергии при очистке отходов термической дистилляцией. There is also a known method for cleaning LRW by artificial freezing, which consists in pouring the initial solution of waste into a container, placing it in a refrigerator, followed by separation of ice and unfrozen concentrated LRW solution, melting the ice and freezing melt water again, followed by separation of unfrozen concentrated solution in in order to obtain purified water that meets the specified requirements. If necessary, the last two operations are repeated many times (P. Serre, E. Mester. Report No. 31/32 at the IAEA Expert Symposium, Vienna, 1962, IAEA Publishing House, or see Technical Reports Ser N 82 Treatment of low and intermediate - level radioactive waste consentrates. Vienn: IAEA, 1968) - a prototype. Thus, when using this method, it is necessary to perform multiple sequential "freezing-thawing" of the LRW solution, while consuming a significant amount of energy, comparable, and often exceeding the energy costs in waste treatment thermal distillate s.

Вследствие этого рассмотренные способы концентрации ЖРО с получением очищенной воды, основанные на использовании нескольких циклов "замораживания-оттаивания" искусственным холодом малоэффективны по энергетическим затратам. Поскольку стоимость переработки отходов искусственным вымораживанием превышала таковую по сравнению с традиционными способами обезвреживания сложных радиоактивных растворов, указанные способы не получили широкого распространения в практике обращения с ЖРО. As a result of this, the considered methods of LRW concentration with obtaining purified water, based on the use of several cycles of “freezing-thawing” with artificial cold, are ineffective in energy costs. Since the cost of processing waste by artificial freezing exceeded that in comparison with traditional methods of neutralizing complex radioactive solutions, these methods are not widely used in the practice of handling LRW.

Известно устройство-льдоформа для вымораживания льда из сложных растворов естественным холодом (Авторское свидетельство СССР N 1097872, кл. F 25 C 1/00, 1984), включающее конусообразную металлическую емкость для получения в ней ледяного блока, причем стенки и дно емкости снабжены техническими средствами, исключающими возможность смерзания льда с материалом поверхности емкости, деформацию последней и обеспечивающие соизмеримые величины теплопроводностей стенок, дна и открытой поверхности ЖРО в емкости льдоформы, принятое в качестве прототипа. A device is known as an ice mold for freezing ice from complex solutions with natural cold (USSR Author's Certificate N 1097872, class F 25 C 1/00, 1984), including a cone-shaped metal container for receiving an ice block in it, and the walls and bottom of the vessel are equipped with technical means excluding the possibility of ice freezing with the material of the surface of the tank, deformation of the latter and providing comparable values of the thermal conductivity of the walls, bottom and open surface of LRW in the ice mold tank, adopted as a prototype.

В указанном оборудовании льдоформы отсутствуют безопасные технические средства удаления из емкости ледяного блока и концентрированного ЖРО, а значения теплопроводности стенок и дна, соизмеримые с теплопроводностью открытой поверхности ЖРО, в емкости при замораживании обеспечивают формирование ледяного блока, в центральной части которого собирается незамерзший концентрированный раствор отходов, что затрудняет разделение льда и концентрированного раствора отходов. Здесь также возникает проблема обеспечения радиационной безопасности при извлечении из центральной части ледяного блока незамерзшего радиоактивного концентрированного раствора. The indicated ice-form equipment does not have safe technical means of removing ice block and concentrated LRW from the tank, and the thermal conductivity of the walls and bottom, comparable with the thermal conductivity of the open surface of the LRW, in the tank during freezing, forms an ice block in the central part of which an unfrozen concentrated waste solution is collected, which makes it difficult to separate ice and concentrated waste solution. This also raises the problem of ensuring radiation safety when removing non-frozen concentrated radioactive solution from the central part of the ice block.

Кроме того, при концентрировании ЖРО в льдоформе, после формирования ледяного блока, не предусмотрены дополнительные меры по выделению захваченного радиоактивного раствора, что создает дополнительные материальные и энергетические затраты по очистке полученной из льда воды. In addition, when concentrating LRW in ice form, after the formation of the ice block, additional measures are not provided for the release of the trapped radioactive solution, which creates additional material and energy costs for the purification of water obtained from ice.

Задачей настоящего изобретения является повышение экономичности и эффективности термической переработки жидких радиоактивных отходов путем сокращения энергозатрат и трудоемкости в процессе преобразования содержащейся в них воды в лед вымораживанием с получением очищенной воды, удовлетворяющей санитарным нормам, и незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора. The objective of the present invention is to increase the cost-effectiveness and efficiency of thermal processing of liquid radioactive waste by reducing energy consumption and complexity in the process of converting the water contained in them into ice by freezing to obtain purified water that meets sanitary standards, and unfrozen concentrated radioactive solution.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе термической переработки ЖРО вымораживанием, включающем операции заливки исходных ЖРО в емкость, замораживания отходов в емкости, отделение полученного льда от незамерзшего концентрированного раствора ЖРО и сбора льда, последующего оттаивания этого льда нагревом с одновременным отделением от льда захваченного им концентрированного раствора ЖРО и получением из льда очищенной воды, операцию замораживания исходных ЖРО выполняют при одновременным их перемешивании с линейной скоростью не более 0,8 м/с и нагреванием теплом дна этой емкости с поддержанием его температуры в интервале +0,5 - +1oC, причем замораживание указанных отходов начинают осуществлять при достижении среднесуточной отрицательной температуры -3oC в течение не менее 48 часов, после отделения от льда незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора в сборную емкость, сбор льда производят в очистной емкости и в этой же емкости выполняют оттаивание этого льда в медленном режиме с подводом тепла при температуре не выше +20oC, при этом на стадии медленного оттаивания льда производят его обмыв кратковременным душированием спустя 0,5 - 1 час времени от начала процесса оттаивания и после этого удаляют со дна очистной емкости захваченный льдом концентрированный радиоактивный раствор, который присоединяют к ранее отделенному и собранному в сборной емкости незамерзшему концентрированному раствору ЖРО, причем в очистной же емкости при дальнейшем плавлении льда получают очищенную воду. При этом замораживание исходных ЖРО осуществляют преимущественно естественным охлаждением.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of thermal processing of LRW by freezing, which includes the operation of pouring the original LRW into the tank, freezing the waste in the tank, separating the obtained ice from the non-frozen concentrated LRW solution and collecting ice, subsequent thawing of this ice by heating with simultaneous separation from ice the concentrated LRW solution captured by it and obtaining purified water from ice, the operation of freezing the initial LRW is performed while mixing them with a linear velocity of not more than 0.8 m / s and heating the bottom of this tank with heat while maintaining its temperature in the range of +0.5 - +1 o C, and the freezing of these wastes begins when the average daily negative temperature reaches -3 o C for not less than 48 hours, after separation of the unfrozen concentrated radioactive solution from ice into the collection tank, ice is collected in the treatment tank and the ice is thawed in the same tank in a slow mode with heat input at a temperature not exceeding +20 o C, while at the stage of slow ice thawing, it is washed with short-term flushing after 0.5 - 1 hour from the start of the thawing process and after that the concentrated radioactive solution trapped in ice is removed from the bottom of the treatment tank, which is attached to the previously frozen and collected in the collection tank ice-cold concentrated LRW solution moreover, in the treatment tank, upon further melting of ice, purified water is obtained. In this case, the freezing of the initial LRW is carried out mainly by natural cooling.

Устройство термической переработки ЖРО вымораживанием, содержащее льдоформу, представляющую собой металлическую емкость, выполненную в виде перевернутого усеченного конуса, внутренние стенки которой покрыты слоем гибкого пористого материала с проницаемой для жидкости структурой и прикрепленной к этому материалу гибкой пленки из гидрофобного материала, а к металлической стенке емкости и к пленке в верхней части льдоформы прикреплена эластичная оболочка с образованием между стенкой и пленкой герметичной камеры, заполненной антифризом и снабженной установленными внутри камеры электронагревателями, а пространство в верхней части камеры под эластичной оболочкой заполнено воздухом, причем вокруг льдоформы в ее верхней части смонтирован металлический короб, внутри которого размещена эластичная оболочка, снабженная контактной группой, а на внутренней стенке короба установлена ответная контактная группа реле управления электронагревателями, снабжено дополнительным оборудованием, включающим узел дозированного розлива, содержащий блок фильтров предварительной очистки, насос-дозатор с вентилем и дозировочный механизм розлива ЖРО, транспортную платформу, оборудованную обоймой для установки группы льдоформ, их подъема и перемещения, подъемно-перегрузочный узел, сборную емкость незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора, снабженную трубопроводом с вентилем для соединения со входом узла дозированного розлива и датчиком-солемером, связанным с насосом-дозатором и дозировочным механизмом розлива ЖРО, и очистную емкость с установкой душирования льда, оборудованную магистралями подвода к ней тепла, подвода чистой воды для установки душирования, удаления в сборную емкость захваченного льдом концентрированного радиоактивного раствора с помощью насоса через вентиль, удаления очищенной воды, включающей блок доочистки воды с насосом, вентилем и ионитовым фильтром, и магистралью подвода очищенной воды из очистной емкости ко входу узла дозированного розлива при повторном вымораживании ранее очищенной воды, причем очистная емкость оборудована датчиком радиоактивности, связанным с насосом-дозатором и дозировочным механизмом розлива ЖРО, при этом устройство снабжено также емкостью-накопителем очищенной воды с датчиком радиоактивности, сообщенную трубопроводами через вентили с выходом очистной емкости, с входом узла дозированного розлива ЖРО и с потребителями очищенной воды, и емкость-накопитель концентрированного радиоактивного раствора ЖРО с датчиком радиоактивности, сообщенную трубопроводами через вентили с выходом сборной емкости незамерзшего концентрированного раствора и средствами утилизации полученного концентрированного ЖРО. A freeze-thawed thermal treatment device for LRW containing an ice mold, which is a metal container made in the form of an inverted truncated cone, the inner walls of which are coated with a layer of flexible porous material with a liquid-permeable structure and a flexible film of a hydrophobic material attached to this material, and to the metal wall of the container and an elastic shell is attached to the film at the top of the ice form to form a sealed chamber filled with antifreeze between the wall and the film ohm and equipped with electric heaters installed inside the chamber, and the space in the upper part of the chamber under the elastic shell is filled with air, and a metal box is mounted around the ice mold in its upper part, inside of which there is an elastic shell equipped with a contact group, and a response contact group is installed on the inner wall of the box the control relay for electric heaters is equipped with additional equipment, including a metering filling unit, containing a block of preliminary filters webs, a metering pump with a valve and a dispensing mechanism for dispensing LRW, a transport platform equipped with a clip for installing a group of ice forms, lifting and moving them, a lifting and handling unit, a collecting container of unfrozen concentrated radioactive solution, equipped with a pipeline with a valve for connecting to the inlet of the dosed unit filling and a saline gauge associated with a metering pump and a dosing mechanism for filling LRW, and a treatment tank with an ice showering unit equipped with supply lines heat, supplying clean water for choking, removing concentrated radioactive solution trapped in ice into the collection tank using a pump through a valve, removing purified water, including a water after-treatment unit with a pump, valve and an ion filter, and a purified water supply line from the treatment tank to to the inlet of the metering filling unit when re-freezing previously purified water, and the treatment tank is equipped with a radioactivity sensor associated with a metering pump and a metering mechanism m of LRW bottling, while the device is also equipped with a purified water storage tank with a radioactivity sensor communicated by pipelines through valves with the outlet of the treatment tank, with the inlet of a metered LRW filling unit and with consumers of purified water, and a storage tank of concentrated radioactive LRW solution with a radioactivity sensor communicated by pipelines through the valves with the outlet of the collection tank of unfrozen concentrated solution and means of disposal of the obtained concentrated LRW.

Выполнение перемешивания исходных ЖРО с линейной скоростью не более 0,8 м/с при их замораживании обеспечивает формирование игольчатого пресного льда с вертикальным расположением капилляров, заполненных захваченным концентрированным радиоактивным раствором, который по мере увеличения концентрации при замораживании перемещается вдоль капилляра по направлению вниз, что способствует хорошему отделению захваченного концентрированного раствора ЖРО от льда. При этом достигается высокая степень очистки полученного льда от радиоактивных компонентов. Mixing the initial LRW with a linear velocity of not more than 0.8 m / s during freezing ensures the formation of needle-shaped fresh ice with a vertical arrangement of capillaries filled with trapped concentrated radioactive solution, which moves downward along the capillary with increasing concentration during freezing, which contributes to good separation of the captured concentrated LRW solution from ice. This achieves a high degree of purification of the obtained ice from radioactive components.

Одновременное в процессе замораживания нагревание днища емкости льдоформы с поддержанием его температуры в интервале +0,5 - +1oC позволяет минимизировать теплоотвод через дно емкости и тем самым обеспечить концентрацию незамерзшего раствора ЖРО именно на дне льдоформы, исключив его образование в центральной части ледяного блока.Simultaneously during the freezing process, heating the bottom of the ice mold tank while maintaining its temperature in the range of +0.5 - +1 o C allows minimizing heat removal through the bottom of the tank and thereby ensuring the concentration of the non-frozen LRW solution exactly at the bottom of the ice mold, eliminating its formation in the central part of the ice block .

Процесс замораживания исходного ЖРО надежно осуществляется при достижении среднесуточной отрицательной температуры по крайней мере -3oC в течение не менее 48 часов в целях получения в льдоформе качественного ледяного блока.The process of freezing the initial LRW is reliably carried out upon reaching an average daily negative temperature of at least -3 o C for at least 48 hours in order to obtain a high-quality ice block in ice form.

Оттаивание собранного льда в очистной емкости в медленном режиме подводом тепла с температурой не выше +20oC способствует выходу захваченного концентрированного раствора ЖРО из льда несколько раньше начала таяния самих ледяных кристаллов с превращением их в воду и позволяет достичь существенной экономии энергии путем использования для оттаивания льда дешевого низкопотенциального тепла, а обмыв кратковременным душированием ледяного блока спустя 0,5 - 1 час времени от начала процесса оттаивания обеспечивает надежное отделение захваченных радиоактивных компонентов ЖРО от полученного льда. Выполнение рассмотренной операции по обмыву льда и удаление со дна очистной емкости захваченного льдом концентрированного раствора ЖРО позволяет из отмытого льда получать в этой же емкости очищенную воду.Thawing the collected ice in the treatment tank in a slow mode by applying heat with a temperature of no higher than +20 o C helps the captured concentrated LRW solution to escape from the ice a little earlier than the melting of the ice crystals themselves and turning them into water and can achieve significant energy savings by using ice thawing cheap low-grade heat, and washing with a short-time showering of the ice block after 0.5 - 1 hour from the start of the thawing process ensures reliable separation of trapped of the radioactive components of LRW from the resulting ice. Performing the considered operation for washing the ice and removing from the bottom of the treatment tank the concentrated LRW solution trapped in ice allows purified water to be obtained from the washed ice in the same tank.

Замораживание в льдоформе исходных ЖРО естественным холодом повышает эффективность переработки отходов, существенно снижая энергозатраты по сравнению с таковыми при выполнении процессов очистки и концентрирования ЖРО дистилляцией и искусственным вымораживанием. Freezing in the ice form of the initial LRW with natural cold increases the efficiency of waste processing, significantly reducing energy consumption compared to those in the process of cleaning and concentrating LRW by distillation and artificial freezing.

Дополнение устройства термической переработки ЖРО узлом дозированного розлива с блоком фильтров механической очистки обеспечивает предварительную очистку исходных отходов от грубодисперсных и органических примесей, повышая в итоге степень очистки получаемого льда и соответственно - очищенной воды. The addition of the LRW thermal processing device with a metered filling unit with a mechanical cleaning filter unit provides preliminary purification of the initial waste from coarse and organic impurities, ultimately increasing the degree of purification of the resulting ice and, accordingly, purified water.

Дооборудование устройства транспортной платформой с обоймой для установки, одновременного подъема и перемещения группы льдоформ позволяет увеличить количество одновременно замораживаемых отходов, повышая в целом производительность устройства переработки ЖРО. Retrofitting the device with a transport platform with a holder for installing, simultaneously lifting and moving a group of ice forms allows you to increase the number of simultaneously frozen waste, increasing the overall performance of the LRW processing device.

Наличие очистной емкости с установкой душирования и магистралью удаления очищенной воды, включающий блок доочистки воды с насосом и ионитовым фильтром, обеспечивает дополнительную очистку полученного льда кратковременным душированием при его оттаивании от захваченного концентрированного раствора ЖРО и доочистку ионным обменом полученной из льда воды от проскочивших радионуклидов, резко повышая в итоге степень очистки полученной воды в процессе переработки ЖРО. The presence of a treatment tank with a shower unit and a purified water removal line, including a water aftertreatment unit with a pump and an ion exchange filter, provides additional purification of the ice obtained by short-term flushing when it is thawed from the trapped concentrated LRW solution and additional purification by ion exchange of the water received from ice from leaked radionuclides, sharply as a result, increasing the degree of purification of the resulting water during the processing of LRW.

Соединение трубопроводами с вентилями выходов сборной и очистной емкостей со входом узла дозированного розлива позволяет осуществлять повторное вымораживание как концентрированного радиоактивного раствора ЖРО, так и очищенной воды, повышая тем самым эффективность концентрирования и очистки исходных ЖРО. The piping connection with the valves of the exits of the combined and treatment tanks with the inlet of the metered-dose filling unit allows repeated freezing of both concentrated radioactive LRW and purified water, thereby increasing the efficiency of concentration and purification of the initial LRW.

Емкость-накопитель очищенной воды, соединенная трубопроводом с вентилем со входом узла дозированного розлива, обеспечивает при необходимости повторное вымораживание окончательно очищенной воды в целях исключения проскока в нее радионуклидов и получения воды с высокой степенью очистки. The purified water storage tank connected by a pipeline to the valve with the inlet of the dosed filling unit provides, if necessary, repeated freezing of the finally purified water in order to prevent radionuclides from slipping into it and to obtain water with a high degree of purification.

Датчики радиоактивности, установленные в очистной емкости полученного льда и емкости-накопителе очищенной воды, позволяют управлять работой устройства дистанционно, отслеживая допустимую величину концентрации радиоактивности в очищаемой воде, управляют работой насоса-дозатора и дозировочного механизма розлива, связаны с органами дистанционного управления узла дозированного розлива в целях повторного вымораживания ранее полученной воды. The radioactivity sensors installed in the treatment tank of the obtained ice and the storage tank of purified water allow you to control the device remotely by monitoring the allowable concentration of radioactivity in the treated water, control the operation of the metering pump and the dispensing dispensing mechanism, are connected with the remote controls of the dispensing dispensing unit in in order to re-freeze previously obtained water.

Датчик-солемер в сборной емкости незамерзшего концентрированного раствора ЖРО связан с узлом дозированного розлива для управления его работой. The saline sensor in the collection tank of the non-frozen concentrated LRW solution is connected to the metered filling unit to control its operation.

Выполнение льдоформы с двойным дном позволяет практически исключить теплоотвод через ее дно путем поддержания температуры в полости двойного дна в интервале +0,5 - +1oC и тем самым обеспечить получение на дне льдоформы незамерзшего концентрированного раствора ЖРО, облегчая и одновременно повышая радиационную безопасность процесса удаления раствора с высокой степенью радиоактивности в сборную емкость через вентиль, вмонтированный в дно льдоформы.The implementation of the ice form with a double bottom allows you to practically eliminate the heat sink through its bottom by maintaining the temperature in the cavity of the double bottom in the range of +0.5 - +1 o C and thereby ensure that an unfrozen concentrated LRW solution is obtained at the bottom of the ice form, facilitating and simultaneously increasing the radiation safety of the process removing a solution with a high degree of radioactivity into the collection tank through a valve mounted in the bottom of the ice mold.

Наличие в емкости льдоформы лопастной мешалки, установленной над ее внутренним дном, позволяет выполнять непрерывное перемешивание исходного раствора ЖРО при замораживании в целях достижения высокой степени очистки полученного льда, а установка внутри емкости льдоформы вертикальной металлической штанги с рымом, на которую намораживается ледяной блок при замораживании, облегчает процесс удаления полученного ледяного блока из льдоформы в очистную емкость путем стропания за рым. The presence in the ice-mold container of a paddle mixer installed above its inner bottom allows continuous mixing of the LRW stock solution during freezing in order to achieve a high degree of purification of the obtained ice, and the installation of a vertical metal rod with a ring inside the ice-mold container, onto which the ice block is frozen during freezing, facilitates the process of removing the obtained ice block from the ice form into the treatment tank by slinging behind the eye.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для осуществления способа термической переработки жидких радиоактивных отходов вымораживанием с получением очищенной воды; на фиг. 2 - общий вид льдоформы в разрезе. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a schematic diagram of a device for implementing the method of thermal processing of liquid radioactive waste by freezing to obtain purified water; in FIG. 2 is a general sectional view of the ice form.

Устройство термической переработки ЖРО вымораживанием на ВХОДЕ процесса в помещении обработки отходов имеет узел дозированного розлива, включающий насос-дозатор 1, связанный с блоком фильтров 2 предварительной очистки исходных ЖРО от дисперсных и органических примесей и собственно дозировочным механизмом розлива 3 ЖРО, вход узла дозированного розлива через вентили соединен трубопроводами (магистралями) с выходами ряда рабочих емкостей процесса: внешней магистралью через вход устройства - с хранилищем ЖРО; магистралью 4 - со сборной емкостью 5 незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора ЖРО; магистралью 6 - с очистной емкостью 7 полученного льда и магистралью 8 - с емкостью-накопителем 9 очищенной воды, на выходе узла дозированного розлива смонтирован дозировочный механизм 3, управляемый дистанционно, для одновременного розлива исходных ЖРО в группу льдоформ 10, установленных в обойму 11, выполненную в виде металлической плиты, для закрепления на ней льдоформ 10 и приспособлениями для подъема и перемещения обоймы 11 (на чертеже не показаны). Группа льдоформ 10 в обойме 11 помещена на транспортную платформу 12, необходимую для доставки льдоформ 10 к месту замораживания и выполненную, например, в виде передвижного шасси, снабженного средствами дистанционного управления и крепления на нем обоймы 11 с льдоформами 10. The device for thermal processing of LRW by freezing at the INPUT of the process in the waste treatment room has a metered filling unit, including a metering pump 1, connected to the filter unit 2 for preliminary cleaning of the initial LRW from dispersed and organic impurities and the dosing filling mechanism 3 of LRW proper, the input of the metered filling unit through the valves are connected by pipelines (highways) with the outputs of a number of process working capacities: an external line through the device inlet - with LRW storage; line 4 - with a collection tank of 5 unfrozen concentrated radioactive solution of LRW; line 6 - with a treatment tank 7 of ice obtained and line 8 - with a storage tank 9 of purified water, a metering mechanism 3 mounted remotely at the outlet of the metered filling unit for simultaneous filling of the initial LRW into the group of ice forms 10 installed in the holder 11 made in the form of a metal plate, for fixing ice forms 10 on it and devices for lifting and moving the cage 11 (not shown). The group of ice forms 10 in the holder 11 is placed on the transport platform 12, necessary for delivering the ice forms 10 to the place of freezing and made, for example, in the form of a mobile chassis equipped with remote control and mounting on it clips 11 with ice forms 10.

В составе устройства под открытым небом размещена закрытая навесом и радиационно защищенная площадка 13 для замораживания ЖРО в льдоформах 10 на платформе 12 естественным холодом. Площадка 13 снабжена подъездными путями, коммуникациями дистанционного управления и стоянками (на чертеже не показаны) для платформ 12 с установленными на них льдоформами 10 с ЖРО. As part of the device in the open air there is a closed canopy and radiation protected area 13 for freezing LRW in ice forms 10 on platform 12 with natural cold. Site 13 is equipped with access roads, remote control communications and parking lots (not shown in the drawing) for platforms 12 with ice forms 10 with LRW installed on them.

Рабочие емкости процесса переработки отходов вымораживанием, включают: сборную емкость 5 незамерзшего концентрированного раствора ЖРО, оборудованную трубопроводом 14 с вентилем для слива концентрированного раствора ЖРО в емкость-накопитель 15, трубопроводом с вентилем для удаления из очистной емкости 7 с помощью насоса 16 захваченного льдом концентрированного раствора ЖРО и датчиком-солемером 17; очистную емкость 7 полученного льда, соединенную трубопроводами через вентили с выходом емкости-накопителя 9 очищенной воды в целях подачи чистой воды на установку душирования 18, с входом емкости-накопителя 9 для сбора очищенной воды посредством насоса 19 через ионитовый фильтр смешанного действия 20, предназначенный для доочистки воды от радио-нуклидов и присадок (например, аммиака), не удаленных вымораживанием, и связанную магистралью 21 через теплообменник с источником низкопотенциального тепла в целях реализации режима медленного оттаивания полученного льда, а также оборудованную датчиком радиоактивности 22; емкость-накопитель 9, связанную по ВЫХОДУ 1 трубопроводом через вентиль с потребителями чистой воды и оборудованную датчиком радиоактивности 23; емкость-накопитель 15 концентрированного раствора ЖРО, соединенную по ВЫХОДУ 2 трубопроводом через вентиль со средствами кондиционирования концентрированного раствора ЖРО, например, методом цементирования и оборудованную датчиком радиоактивности 24. The working capacities of the freezing waste treatment process include: a collecting tank 5 of non-frozen concentrated LRW solution, equipped with a pipe 14 with a valve for draining the concentrated LRW solution into a storage tank 15, a pipe with a valve for removing from the treatment tank 7 with a pump 16 trapped in ice the concentrated solution LRW and salinometer 17; a purification tank 7 of ice obtained, connected by pipelines through the valves to the outlet of the treated water storage tank 9 in order to supply clean water to the shower unit 18, with the inlet of the storage tank 9 for collecting purified water through a pump 19 through a mixed-action ion-exchange filter 20, designed to additional purification of water from radio nuclides and additives (for example, ammonia) not removed by freezing, and connected by line 21 through a heat exchanger to a source of low-grade heat in order to implement a slow ott mode Bani obtained ice and equipped radioactivity sensor 22; storage tank 9 connected by EXIT 1 by a pipeline through a valve to consumers of clean water and equipped with a radioactivity sensor 23; storage tank 15 of the concentrated LRW solution, connected via OUTPUT 2 through a valve through a valve with means for conditioning the concentrated LRW solution, for example, by cementing and equipped with a radioactivity sensor 24.

Датчик-солемер 17 и датчики радиоактивности 22 и 23 связаны через органы дистанционного управления (не показаны) с приводами насоса-дозатора 1 и дозировочным механизмом розлива 3 в целях осуществления повторного процесса вымораживания ранее полученных продуктов обработки ЖРО посредством магистрали 4, 6 и 8. The salinity sensor 17 and the radioactivity sensors 22 and 23 are connected via remote controls (not shown) to the metering pump drives 1 and the dispensing filling mechanism 3 in order to carry out the repeated freezing process of previously obtained LRW processing products via lines 4, 6 and 8.

Устройство оборудовано также подъемно-перегрузочным узлом 25, включающим мостовой кран и тельфер с захватами (на чертеже не показаны), необходимыми для дистанционного подъема и перемещения обоймы 11 с группой льдоформ 10 к сборной и очистной емкостям 5 и 7, а также выгрузки из льдоформ 10 полученных ледяных блоков в очистную емкость 7. The device is also equipped with a lifting and handling unit 25, including a bridge crane and a hoist with grips (not shown in the drawing) necessary for remote lifting and moving of the yoke 11 with a group of ice molds 10 to the collection and treatment tanks 5 and 7, as well as unloading from ice molds 10 the resulting ice blocks in the treatment tank 7.

Устройство имеет средства для формирования ледяных блоков из исходных ЖРО - льдоформы 10. Льдоформа 10 (см. фиг. 2) представляет собой металлическую емкость 26 в виде перевернутого усеченного конуса. Внутренняя поверхность стенок покрыта слоем гибкого пористого материала 27 с проницаемой для жидкости структурой, например поролона. Со стороны полости емкости 26 к слою 27 прикреплено прочное покрытие 28 из гидрофобного материала, например фторопласта. The device has means for forming ice blocks from the initial LRW - ice form 10. Ice form 10 (see Fig. 2) is a metal tank 26 in the form of an inverted truncated cone. The inner surface of the walls is covered with a layer of flexible porous material 27 with a liquid-permeable structure, such as foam. From the side of the cavity of the container 26, a strong coating 28 of a hydrophobic material, for example fluoroplastic, is attached to the layer 27.

Снаружи вокруг емкости 26 в ее верхней части смонтирован металлический короб 29, днище которого прикреплено к стенке емкости 26. Верхняя крышка короба 29 снаружи герметично соединена с покрытием 28. В коробе 29 размещены контакты реле 30, управляющего сигнализацией о готовности формирования ледяного блока и электронагревателями 31. Outside around the container 26 in its upper part is mounted a metal box 29, the bottom of which is attached to the wall of the tank 26. The top cover of the box 29 is sealed from the outside with a coating 28. The contacts of the relay 30 are placed in the box 29, which controls the readiness to form an ice block and electric heaters 31 .

К металлической емкости 26 и к верхней части крышки короба 29 с внутренней стороны прикреплена эластичная оболочка 32 из морозоустойчивой резины с образованием между стенкой емкости 26 и покрытием 28 герметичной камеры 33, заполненной до верхнего края стенок емкости 26 незамерзающей жидкостью-антифризом, а пространство герметичной камеры 33 внутри эластичной оболочки 32 заполнено воздухом под давлением, превышающим атмосферное ориентировочно на 10%. An elastic shell 32 of frost-resistant rubber is attached to the metal container 26 and to the upper part of the lid of the box 29 from the inside to form a sealed chamber 33 between the wall of the container 26 and the coating 28, filled to the upper edge of the walls of the container 26 with an anti-freeze antifreeze liquid, and the space of the sealed chamber 33 inside the elastic shell 32 is filled with air at a pressure exceeding atmospheric by approximately 10%.

Толщина эластичной оболочки 32 в местах креплений к стенке емкости 26 и к металлическому коробу 29 превышает ее толщину в центральной части эластичной оболочки 32. The thickness of the elastic shell 32 at the points of attachment to the wall of the container 26 and to the metal duct 29 exceeds its thickness in the central part of the elastic shell 32.

Внутри герметичной камеры 33 под уровнем незамерзающей жидкости установлены электронагреватели 31. Inside the sealed chamber 33 below the level of non-freezing liquid, electric heaters 31 are installed.

Целесообразно, чтобы объем герметичной камеры 33 при расширении составлял ориентировочно 1/10 объема металлической емкости 26 (предельная величина увеличения объема воды при замерзании в процессе фазового перехода ее в лед), это достигается построением короба 29 объемом не менее 1/10 объема металлической емкости 26 и установкой на эластичной оболочке 32 и стенке короба 29 группы контактов реле 30 для сигнализации окончания формирования ледяного блока. It is advisable that the volume of the sealed chamber 33 during expansion is approximately 1/10 of the volume of the metal container 26 (the maximum value of the increase in the volume of water when it freezes during the phase transition to ice), this is achieved by constructing a box 29 with a volume of at least 1/10 of the volume of the metal container 26 and installing on the elastic shell 32 and the wall of the box 29 a group of contacts of the relay 30 to signal the end of the formation of the ice block.

Льдоформа выполнена с двойным дном, образующим герметичный отсек 34, в котором расположены: электродвигатель с редуктором 35, обеспечивающий функционирование двухлопастного перемешивающего устройства 36, установленного над внутренним дном емкости 26 и занимающего ориентировочно не более 1/20 части объема емкости 26; электронагреватель 37, ограничивающий величину теплоотвода через дно льдоформы по сравнению с теплоотводом через боковые стенки и открытую поверхность жидких радиоактивных отходов в емкости 26; электромагнитный вентиль 38, через который осуществляется слив из емкости 26 незамерзшего радиоактивного концентрированного раствора ЖРО. The ice form is made with a double bottom, forming a sealed compartment 34, in which are located: an electric motor with a reducer 35, which ensures the functioning of a two-blade mixing device 36 installed above the inner bottom of the tank 26 and occupying approximately no more than 1/20 of the volume of the tank 26; an electric heater 37, limiting the amount of heat removal through the bottom of the ice mold compared with heat removal through the side walls and the open surface of the liquid radioactive waste in the tank 26; the electromagnetic valve 38, through which the discharge from the tank 26 of the unfrozen radioactive concentrated solution of LRW is carried out.

Для удаления ледяного блока льдоформа снабжена рымом с вертикальной металлической штангой 39, имеющей горизонтальные металлические распорки, устанавливаемые в ограничительные пазы на верхней крышке металлического короба 29 в целях расположения вертикальной штанги 39 строго по осевой линии емкости 26 без контакта с мешалкой 36. Внутри штанги 39 смонтирован электронагреватель 40, обеспечивающий легкое отделение ледяного блока от вмороженной в него вертикальной штанги 39. To remove the ice block, the ice form is equipped with a ring with a vertical metal rod 39 having horizontal metal struts installed in the restrictive grooves on the top cover of the metal box 29 in order to position the vertical rod 39 strictly along the axial line of the container 26 without contact with the mixer 36. Inside the rod 39 is mounted an electric heater 40, providing easy separation of the ice block from the frozen vertical rod 39.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

С наступлением низких температур (когда среднесуточная отрицательная температура достигнет по крайней мере -3oC) ЖРО из хранилища подаются по внешней магистрали на ВХОД устройства.With the onset of low temperatures (when the average daily negative temperature reaches at least -3 o C) LRW from the storage are fed through an external line to the device INPUT.

После очистки от грубодисперсных и органических примесей блоком механических фильтров 2 с помощью насоса-дозатора 1 и дозировочного механизма розлива 3 отходы дистанционно помещают в группу льдоформ 10, установленную в обойме 11 на платформе 12, и транспортируют из помещения обработки ЖРО на площадку 13 (если под открытым небом, то для замораживания ЖРО естественным холодом) (локальная биологическая защита показана на фиг. 1 штрихпунктирными линиями). Замораживание отходов выполняют в течение времени не менее 48 часов с одновременным перемешиванием радиоактивного раствора электромеханической мешалкой 36 с линейной скоростью не более 0,8 м/с в целях получения льда с высокой степенью очистки и нагреванием элементом 37 внутреннего дна платформы, путем поддержания в полости двойного дна 34 температуры в интервале +0,5 - +1oC, для образования на нем незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора ЖРО. После формирования в льдоформах ледяных блоков с требуемыми характеристиками контактная группа реле 30 выдает сигнал об окончании процесса замораживания и обеспечивает легкое механическое отделение льда с помощью собственных нагревательных элементов 31. Платформа 12 с группой льдоформ 10 в обойме 11 дистанционно доставляется обратно в помещение обработки для разделения ледяных блоков и незамерзшего радиоактивного концентрированного раствора ЖРО. Обойма 11 льдоформ 10 с помощью захватов мостового крана подъемно-перегрузочного узла 25 дистанционно снимается с транспортной платформы 12 и фиксируется над сборной емкостью 5 незамерзшего жидкого концентрата. Незамерзший раствор из льдоформ 10 сливается в сборную емкость 5 путем включения электромагнитных вентилей 38, установленных на дне последних.After removing coarse and organic impurities from the block of mechanical filters 2 using a metering pump 1 and a dispensing mechanism 3, the waste is remotely placed in the ice form group 10 installed in the holder 11 on the platform 12, and transported from the LRW treatment room to platform 13 (if under open sky, then for freezing LRW with natural cold) (local biological protection is shown in Fig. 1 by dash-dotted lines). Waste is frozen for at least 48 hours while stirring the radioactive solution with an electromechanical mixer 36 with a linear velocity of not more than 0.8 m / s in order to obtain ice with a high degree of purification and heating element 37 of the inner bottom of the platform by maintaining double bottom 34 temperature in the range of +0.5 - +1 o C, for the formation on it of an unfrozen concentrated radioactive solution of LRW. After the ice blocks with the required characteristics are formed in ice forms, the contact group of the relay 30 gives a signal about the end of the freezing process and provides easy mechanical separation of the ice using its own heating elements 31. The platform 12 with the ice form group 10 in the cage 11 is remotely delivered back to the processing room to separate the ice blocks and unfrozen radioactive concentrated solution of LRW. The holder 11 of the ice mold 10 using the grips of the overhead crane of the lifting and handling unit 25 is remotely removed from the transport platform 12 and fixed over the collection tank 5 of the unfrozen liquid concentrate. Non-frozen solution from ice forms 10 is discharged into a collection tank 5 by turning on electromagnetic valves 38 installed at the bottom of the latter.

Далее мостовой кран подъемно-перегрузочного узла 25 устанавливает обойму 11 льдоформ 10 над очистной емкостью 7 и ледяные блоки из них выгружаются тельфером посредством стропания за рымы вмороженных в лед металлических штанг 39 в очистную емкость 7 для их медленного нагрева. Для отделения ледяного блока от штанги 39 включают нагреватель 40 внутри нее и после оттаивания тонкой прослойки льда на поверхности штанги 39 блок легко и надежно помещается в очистную емкость 7. Next, the overhead crane of the lifting and transshipment unit 25 installs a cage 11 of ice form 10 above the treatment tank 7 and ice blocks are unloaded from them by a hoist by lifting metal rods 39 frozen into ice into the treatment tank 7 to slowly heat them. To separate the ice block from the rod 39 include a heater 40 inside it and after thawing a thin layer of ice on the surface of the rod 39, the block is easily and reliably placed in the treatment tank 7.

В очистной емкости 7 осуществляется режим медленного оттаивания ледяных блоков посредством подвода низкопотенциального тепла с температурой не выше +20oC по магистрали 21, например, отходящих газов греющих котлов теплоснабжения производства переработки ЖРО. При неинтенсивном повышении температуры в очистной емкости 7 поверхность ледяных блоков нагревается и примесный захваченный раствор в капиллярах начинает таять и стекать с них в первую очередь. Стекающий со льда захваченный концентрированный раствор спустя 0,5 - 1 час времени от начала процесса медленного оттаивания с помощью обмыва кратковременным душированием установкой 18 собирается на дне очистной емкости 7. Указанный раствор откачивается по магистрали удаления захваченного раствора насосом 16 в сборную емкость 5. Концентрация радиоактивного раствора в сборной емкости 5 измеряется с помощью датчика-солемера 17. При необходимости повышения концентрации этого раствора процесс очистки вымораживанием из сборной емкости 5 повторяется по магистрали 4.In the treatment tank 7, a mode of slow thawing of ice blocks is carried out by supplying low-grade heat with a temperature of no higher than +20 o C along line 21, for example, waste gases from heating boilers for heating supply of LRW processing. With a non-intensive increase in temperature in the treatment tank 7, the surface of the ice blocks heats up and the impurity trapped solution in the capillaries begins to melt and drain from them first. Trapped concentrated solution flowing down from the ice after 0.5 - 1 hour from the start of the slow thawing process by washing with a short-time scrubbing unit 18 is collected at the bottom of the treatment tank 7. This solution is pumped along the removal line of the captured solution by pump 16 to the collection tank 5. Radioactive concentration the solution in the collection tank 5 is measured using a saline gauge 17. If it is necessary to increase the concentration of this solution, the process of cleaning by freezing from the collection tank 5 is repeated Highway 4.

Дальнейшее плавление низкопотенциальным теплом обмытых ледяных блоков в очистной емкости 7 может производиться как в течение периода времени замораживания ЖРО в очередной партии льдоформ на площадке 13, так и в более быстром режиме. Очищенная вода в емкости 7 после контроля концентрации радионуклидов датчиком радиоактивности 22 либо (при высокой концентрации) направляется на повторное вымораживание по магистрали циркуляции очищенной воды 6 к началу процесса, либо (при низкой концентрации) доочищается от радионуклидов до допустимых концентраций безопасности блоком доочистки в составе магистрали удаления очищенной воды путем включения насоса 19, связанного с ионитовым фильтром смешанного действия 20 и откачивается в емкость-накопитель очищенной воды 9, либо при концентрации ниже безопасной чистая вода непосредственно из емкости 7, минуя ионитовый фильтр 20, удаляется насосом 19 в емкость-накопитель 9. В емкости-накопителе 9 для комплексного контроля радиоактивности очищенной воды установлен датчик радиоактивности 23, выполняющий низкофоновый β- и γ-контроль. В результате в емкости-накопителе 9 собирается очищенная вода, которая после контроля датчиком 23 повторно используется с ВЫХОДА 1 для технических нужд (в частности, также для обмыва ледяных блоков). Фильтр 19 выполняет роль барьерного фильтра в случае проскока радионуклидов после очистки "замораживанием-оттаиванием". Кроме того, фильтр 19 необходим для очистки ЖРО от присадок, в частности, от растворенного аммиака. При наличии последнего в отходах при замораживании аммиак внедряется в кристаллическую решетку льда и не может быть извлечен из очищаемой воды. Further melting by low-grade heat of the washed ice blocks in the treatment tank 7 can be carried out both during the period of freezing of LRW in the next batch of ice forms at site 13, and in a faster mode. The purified water in the tank 7 after monitoring the concentration of radionuclides by the radioactivity sensor 22 is either sent (for high concentration) for re-freezing along the circulation line of purified water 6 to the beginning of the process, or (at low concentration) it is purified from radionuclides to the acceptable safety concentrations by the after-treatment unit in the main removal of purified water by turning on the pump 19 associated with the mixed-action ion exchange filter 20 and is pumped into the storage tank of purified water 9, or at the end tration below safe pure water directly from the tank 7, bypassing the ion exchange filter 20 is removed by the pump 19 to the tank 9. The storage container drive 9 for integrated monitoring of radioactivity Radioactivity of treated water set sensor 23, performs low-background β- and γ-control. As a result, purified water is collected in the storage tank 9, which, after being monitored by the sensor 23, is reused from OUTPUT 1 for technical needs (in particular, also for washing ice blocks). The filter 19 acts as a barrier filter in case of leakage of radionuclides after freeze-thaw cleaning. In addition, the filter 19 is necessary for cleaning LRW from additives, in particular, from dissolved ammonia. If the latter is present in the waste during freezing, ammonia is introduced into the crystal lattice of ice and cannot be extracted from the treated water.

В случае, если содержание радионуклидов в очищенной воде емкости 9 превышает уровень безопасности, очистка вымораживанием может быть повторена путем циркуляции очищенной воды из емкости 9 к началу процесса по магистрали 8. If the content of radionuclides in the treated water of the tank 9 exceeds the safety level, freezing treatment can be repeated by circulating the purified water from the tank 9 to the beginning of the process along the line 8.

При получении в сборной емкости 5 радиоактивного раствора с концентрацией солей выше 200 г/л, полученный концентрат ЖРО собирается в емкости-накопителе 15 концентрированного радиоактивного раствора для последующей локализации с ВЫХОДА 2, например, методом цементирования. Контроль уровня радиоактивности жидкого концентрата ЖРО выполняется датчиком радиоактивности 24. Upon receipt of a radioactive solution in a collection tank 5 with a salt concentration above 200 g / l, the resulting LRW concentrate is collected in a storage tank 15 of a concentrated radioactive solution for subsequent localization from OUTPUT 2, for example, by cementing. Monitoring the level of radioactivity of liquid concentrate LRW is carried out by the radioactivity sensor 24.

Claims (3)

1. Способ термической переработки жидких радиоактивных отходов вымораживанием с получением очищенной воды, включающий заливку исходных жидких отходов в емкость, замораживание их в емкости, отделение полученного льда от незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора и сбор льда, последующее оттаивание этого льда нагревом с одновременным отделением от льда захваченного им концентрированного радиоактивного раствора и получение из льда очищенной воды, отличающийся тем, что процесс замораживания исходных жидких радиоактивных отходов в емкости ведут при одновременном их перемешивании с линейной скоростью не более 0,8 м/с и нагревании дна этой емкости с поддержанием его температуры в интервале +0,5 - +1oC, причем замораживание указанных отходов начинают осуществлять при достижении среднесуточной отрицательной температуры - 3oC в течение не менее 48 ч, после отделения от льда незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора в сборную емкость сбор льда производят в очистной емкости и в этой же емкости выполняют оттаивание этого льда в медленном режиме с подводом тепла при температуре не выше +20oC, при этом на стадии медленного оттаивания льда производят обмыв льда кратковременным душированием спустя 0,5 - 1 ч времени от начала процесса оттаивания, после этого удаляют со дна очистной емкости захваченный льдом концентрированный радиоактивный раствор, который присоединяют к ранее отделенному и собранному в сборной емкости незамерзшему концентрированному радиоактивному раствору, причем в очистной же емкости при дальнейшем плавлении льда получают очищенную воду.1. The method of thermal processing of liquid radioactive waste by freezing to obtain purified water, including pouring the original liquid waste into a container, freezing them in a container, separating the ice from an unfrozen concentrated radioactive solution and collecting ice, subsequent thawing of this ice by heating with simultaneous separation of trapped ice from ice them a concentrated radioactive solution and obtaining purified water from ice, characterized in that the process of freezing the original liquid radioactive thodov in the container while they are stirred at a linear velocity of 0.8 m / s and heated bottom of the container maintaining its temperature in the range of +0,5 - +1 o C, said freezing being carried out at start of waste reaching the daily average negative temperature - 3 o C for at least 48 hours, after separation of the unfrozen concentrated radioactive solution from ice into the collection tank, ice is collected in a treatment tank and ice is thawed in the same tank in a slow mode with supply ohm of heat at a temperature of no higher than +20 o C, while at the stage of slow ice thawing, ice is washed with short-term flushing after 0.5 - 1 h from the start of the thawing process, then the concentrated radioactive solution trapped in ice is removed from the bottom of the treatment tank, which attached to the previously separated and collected in the collection tank non-frozen concentrated radioactive solution, and in the treatment tank with further melting of ice receive purified water. 2. Способ термической переработки жидких радиоактивных отходов вымораживанием с получением очищенной воды по п.1, отличающийся тем, что замораживание исходного раствора жидких радиоактивных отходов осуществляют преимущественно естественным охлаждением. 2. The method of thermal processing of liquid radioactive waste by freezing to obtain purified water according to claim 1, characterized in that the freezing of the initial solution of liquid radioactive waste is carried out mainly by natural cooling. 3. Устройство термической переработки жидких радиоактивных отходов вымораживанием с получением очищенной воды, включающее льдоформу, представляющую собой металлическую емкость, выполненную в виде перевернутого усеченного конуса, внутренние стенки которой покрыты слоем гибкого пористого материала с проницаемой для жидкости структурой и прикрепленной к этому материалу гибкой пленки из гидрофобного материала, а к металлической стенке емкости и к пленке в верхней части прикреплена эластичная оболочка с образованием между стенкой и пленкой герметичной камеры, заполненной антифризом и снабженной установленными внутри камеры электронагревателями, а пространство в верхней части камеры под эластичной оболочкой заполнено воздухом, причем вокруг льдоформы в ее верхней части смонтирован металлический короб, внутри которого размещена эластичная оболочка, снабженная контактной группой, а на внутренней стенке короба установлена ответная контактная группа реле управления электронагревателями, отличающееся тем, что оно дополнено оборудованием, включающим узел дозированного розлива, содержащий блок фильтров предварительной очистки исходных жидких радиоактивных отходов, насос-дозатор с вентилем и дозировочный механизм розлива, транспортную платформу, оборудованную обоймой для установки группы льдоформ, их подъема и перемещения, подъемно-перегрузочный узел, сборную емкость незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора, снабженную трубопроводом с вентилем для соединения со входом узла дозированного розлива и датчиком-солемером, связанным с насосом-дозатором и дозировочным механизмом розлива, и очистную емкость с установкой душирования льда, оборудованную магистралями подвода к ней тепла, подвода чистой воды для установки душирования, удаления в сборную емкость захваченного льдом концентрированного радиоактивного раствора с помощью насоса через вентиль, удаления очищенной воды, включающей блок доочистки воды с насосом, вентилем и ионитовым фильтром, и магистралью подвода очищенной воды из очистной емкости ко входу узла дозированного розлива при повторном вымораживании ранее очищенной воды, причем очистная емкость оборудована датчиком радиоактивности, связанным с насосом-дозатором и дозировочным механизмом розлива, при этом устройство имеет емкость-накопитель очищенной воды с датчиком радиоактивности, сообщенную трубопроводами через вентили с выходом очистной емкости, с входом установки душирования, с входом узла дозированного розлива жидких радиоактивных отходов и с потребителями очищенной воды, и емкость-накопитель концентрированного радиоактивного раствора с датчиком радиоактивности, сообщенную трубопроводами через вентили с выходом сборной емкости незамерзшего концентрированного радиоактивного раствора и средствами утилизации полученного концентрированного радиоактивного раствора, а льдоформа выполнена с двойным дном, снабжена лопастной мешалкой, размещенной над вторым дном льдоформы и установленной на валу электродвигателя с редуктором, расположенными в полости, образованной двойным дном, в котором вмонтирован вентиль, сообщающий рабочую полость льдоформы с внешней средой, при этом в рабочей полости льдоформы установлена на распорках вертикальная металлическая штанга с рымом на ее верхнем свободном конце, внутри которой вмонтирован электронагреватель. 3. A device for thermal processing of liquid radioactive waste by freezing to obtain purified water, including an ice mold, which is a metal container made in the form of an inverted truncated cone, the inner walls of which are covered with a layer of flexible porous material with a liquid-permeable structure and a flexible film of a hydrophobic material, and an elastic shell is attached to the metal wall of the container and to the film at the top with the formation between the wall and a sealed chamber filled with antifreeze and equipped with electric heaters installed inside the chamber, and the space in the upper part of the chamber under the elastic shell is filled with air, and a metal box is mounted around the ice mold in its upper part, inside of which there is an elastic shell equipped with a contact group, and on the inner wall a reciprocal contact group of the electric heater control relay is installed in the box, characterized in that it is supplemented by equipment including a metering unit o bottling, containing a block of pre-filters for the initial liquid radioactive waste, a metering pump with a valve and a metering mechanism for filling, a transport platform equipped with a clip for installing a group of ice forms, lifting and moving them, a lifting and handling unit, a collecting container of unfrozen concentrated radioactive solution, equipped with a pipeline with a valve for connecting to the inlet of the metered filling unit and a saline sensor connected to the metering pump and the metering filling mechanism and a treatment tank with an ice chilling unit equipped with heat supply pipelines, clean water supply for the choking unit, removing concentrated radioactive solution captured by ice using a pump through a valve, removing purified water, including a water after-treatment unit with a pump, valve and an ion exchanger filter, and a line for supplying purified water from the treatment tank to the inlet of the metering filling unit when the previously purified water is re-frozen, and the treatment tank is equipped with It is connected by a radioactivity sensor associated with a metering pump and a dispensing dispensing mechanism, while the device has a purified water storage tank with a radioactivity sensor communicated by pipelines through the valves with the outlet of the treatment tank, with the input of the shower unit, with the input of the unit for dispensing liquid radioactive waste and with consumers of purified water, and a storage tank of a concentrated radioactive solution with a radioactivity sensor, communicated by pipelines through valves with the outlet of the national team e containers of unfrozen concentrated radioactive solution and means of disposal of the obtained concentrated radioactive solution, and the ice form is made with a double bottom, equipped with a paddle mixer placed above the second bottom of the ice form and mounted on the motor shaft with a gearbox located in the cavity formed by the double bottom in which the valve is mounted, communicating the working cavity of the ice form with the external environment, while in the working cavity of the ice form, a vertical metal head is installed on the struts ha rymom at its upper free end, inside which the heater is mounted.
RU99120605A 1999-09-28 1999-09-28 Method and device for heat treatment of liquid radioactive wastes by freezing to produce clean water RU2171509C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99120605A RU2171509C2 (en) 1999-09-28 1999-09-28 Method and device for heat treatment of liquid radioactive wastes by freezing to produce clean water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99120605A RU2171509C2 (en) 1999-09-28 1999-09-28 Method and device for heat treatment of liquid radioactive wastes by freezing to produce clean water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2171509C2 true RU2171509C2 (en) 2001-07-27

Family

ID=20225342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99120605A RU2171509C2 (en) 1999-09-28 1999-09-28 Method and device for heat treatment of liquid radioactive wastes by freezing to produce clean water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2171509C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA017783B1 (en) * 2011-12-09 2013-03-29 Сергей Александрович БУЧИК Plant for water purification
RU2776583C1 (en) * 2021-11-04 2022-07-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН) Method for concentration of inorganic liquid radioactive waste

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA017783B1 (en) * 2011-12-09 2013-03-29 Сергей Александрович БУЧИК Plant for water purification
RU2776583C1 (en) * 2021-11-04 2022-07-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН) Method for concentration of inorganic liquid radioactive waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101173424B1 (en) Processing method and apparatus therefor of solidified drums with paraffin
RU2171509C2 (en) Method and device for heat treatment of liquid radioactive wastes by freezing to produce clean water
RU2335597C1 (en) Snow melting device
CN205711614U (en) Overhead road of city road surface automatic freezing-protective deicing system
CN210736431U (en) High and cold area construction sewage treatment system
EA017783B1 (en) Plant for water purification
JP5285476B2 (en) Snow and ice cooling system
CN206705877U (en) The retracting device of aromatic compound in a kind of organic wastewater
RU121822U1 (en) INSTALLATION SNOW MELTING
FR2486060A1 (en) Installation to purify and cool domestic effluent etc. - uses cooling vessel with upflow injection to avoid fouling heat transfer surface
JP4918232B2 (en) Freeze-thaw treatment method and freeze-thaw treatment equipment
RU105635U1 (en) SNOW MELTING INSTALLATION
RU2476638C2 (en) Device for recycling of solid atmospheric precipitations
CA2342022A1 (en) Control of solids deposition from used desiccant solutions
RU2507157C2 (en) Method of producing water from melted snow
CN204747004U (en) Strong magnetism machine coil cleaning system
JPH08338696A (en) Exchanged heat quantity-measuring method of underground heat exchanger and device thereof
CN211078533U (en) Freezing agitator tank
RU49957U1 (en) AUTONOMOUS SYSTEM OF TECHNOLOGICAL HEAT SUPPLY
SE1850744A1 (en) A method for treatment of a fluid and a fluid treatment device
RU101858U1 (en) LIQUID RADIOACTIVE WASTE PROCESSING DEVICE
RU2226591C2 (en) Snow melter
US6218592B1 (en) Method and apparatus for the treatment of radioactive evaporator concentrates from nuclear plants
JP2011000541A (en) Freeze concentration method and freeze concentration apparatus
RU2498917C2 (en) Method of railway vehicle sanitary tank operation