RU866U1

RU866U1 - Complex for processing dismantled radioactive contaminated equipment

Info

Publication number: RU866U1
Application number: RU94005897/25U
Authority: RU
Inventors: В.А. Махов; Г.П. Попов; Б.В. Шамарин; А.Г. Кудимов; В.Ф. Кириченко; А.Г. Негодаев; О.М. Сараев; В.Г. Морозов; А.П. ягов
Original assignee: Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения; Белоярская атомная электростанция
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1995-09-16

Abstract

Комплекс по переработке демонтированного радиоактивного загрязненного оборудования, содержащий установку фрагментации оборудования, установку индукционной переплавки с отсасывающим устройством и устройствами для разливки расплавленного металла и его отверждения, транспортный контейнер и обслуживающее комплекс подъемно-транспортное устройство, отличающийся тем, что комплекс снабжен установками жидкостной дезактивации оборудования в сборе и его фрагментов, установкой термической дезактивации фрагментов с электропечью косвенного нагрева и устройствами для разливки расплавленного металла и его отверждения, узлом сортировки по видам и группам металлов и подготовки шихты и упаковками для обезвреживания и очистки газон, одна из которых сообщена с отсасывающим устройством установки индукционной переплавки, а другая - с полостью электропечи косвенного нагрева установки термической дезактивации фрагментов.A complex for processing dismantled radioactive contaminated equipment, comprising an equipment fragmentation unit, an induction remelting unit with a suction device and devices for casting and solidifying molten metal, a transport container and a lifting and handling device serving the complex, characterized in that the complex is equipped with liquid decontamination equipment collection and its fragments, installation of thermal deactivation of fragments with an indirect electric furnace about heating and devices for casting molten metal and its curing, a sorting unit for types and groups of metals and preparation of the charge and packaging for neutralizing and cleaning the lawn, one of which is connected to a suction device of the induction remelting unit, and the other to the cavity of the indirect heating furnace thermal decontamination of fragments.

Description

КОМПЛЕКС по ПЕРЕРАБОТЖ ДЕМОНТИРОВАННОГО РАДИОАКШВНО ЗАГРЯЗНЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯCOMPLEX FOR REFINING REMOVED RADIO-ACCIDENTALLY POLLUTED EQUIPMENT

Предлагаемая полезная ьлодель - компекс по переработке сниадаеадого с эксплуатации выработавшего свой pecipc радиоактивно загрязненного оборудования относится к области обработки материалов с радиоактивньш загрязнение, а именно твердых радиоактивных отходов.Комплекс мокет быть использован при утилизации металлических составных частей оборудования атомных электростанций и радиохимических производств.The proposed useful tool is a complex for the processing of radioactive contaminated equipment that has developed its pecipc and relates to the field of processing materials with radioactive contamination, namely solid radioactive waste. The moket complex can be used in the disposal of metal components of nuclear power plant equipment and radiochemical plants.

Крупной проблемой становится в настояшее время снятие с эксплуатации выработавшего ресурс оборудования производств ядерно-топливного цикла.A major problem nowadays is the decommissioning of spent equipment from nuclear-fuel cycle facilities.

Одной из вавшых задач здесь является дезактивация и утилизация дефицитных конструкционных материалов: стали, меди, алюминия, циркония, никеля, свинца, щтана а. .такяи .благородных (QQJIOта, cepe.(i pa и др,) и тугоплавких металлов,радиоактивно загрязненных,One of your main tasks here is the decontamination and disposal of scarce structural materials: steel, copper, aluminum, zirconium, nickel, lead, and timber a. . such as noble (QQJIO, cepe. (i pa et al.) and refractory metals contaminated by radioactive

Действующая в России и странах СНГ система обращения с твердыми радиоактивными отходами (ТРО) предусматривает, в основном, захоронение или временное хранение без обработки отходов всех типов (в том числе и металлических) в различного вида наземных и слабозаглубленных хранилиЕ аХна территории промплошадок. Это связано с отторкением земельных плошадей, с опасностью распространения радионуклидов в окрукаюшую среду, с изъятием из хозяйственного оборота значительных количеств металла и с большими капитальными и эксплуатационными затратами.The solid radioactive waste (SRW) management system operating in Russia and the CIS countries mainly provides for the burial or temporary storage without treatment of all types of waste (including metal) in various types of ground and slightly inland storage at the territory of industrial sites. This is due to the rejection of land, with the danger of the spread of radionuclides into the environment, with the removal of significant quantities of metal from the economic turnover and with large capital and operating costs.

МШ 6- 21 F 9/30MSh 6-21 F 9/30

дами и отработанными ядерньши материалами и их утилизации и захоронению на период 1992-1995г.г. и на перспективу до 2005 г., предусматривающая этап переработки ТРО, обеспечиваютий сокращение объемов отходов и перевод их в форму, пригодную для безопасного долговременного хранения, как обязательное звено обшей схемы локализации радиоактивных отходов, В то ке время эта концепция ориентирует, на максимальный возврат в х-озяйственный оборот вторичных металлов,не загрязненных радиоактивными веществами. Отсюда следует, что указанная концепция мокет быть реализована в новых разработках технологии и устройств по переработке демонтированного радиоактивно загрязненного оборудования атомных электростанций и радиохимических производств, с помошью которых мокет быть достигнут технический результат - очистка металлических частей оборудования от радиоактивного загрязнения до уровня,позволяющего передавать металлы в хозяйственный оборотки сокращение объема радиоактивных отходов.Dams and spent nuclear materials and their disposal and disposal for the period 1992-1995. and for the future, up to 2005, providing for the stage of SRW processing, ensuring reduction of waste volumes and transferring them into a form suitable for safe long-term storage, as an indispensable part of the general scheme for the localization of radioactive waste, At the same time, this concept focuses on the maximum return to x-business turnover of secondary metals not contaminated with radioactive substances. It follows that the indicated concept can be implemented in new developments of technology and devices for the processing of dismantled radioactively contaminated equipment of nuclear power plants and radiochemical plants, with the help of which the technical result can be achieved by cleaning the metal parts of the equipment from radioactive contamination to a level that allows metals to be transferred to business turnover reduction in the volume of radioactive waste.

Рассмотрим, достигается ли такой технический результат в известных из уровня техники решениях.Consider whether such a technical result is achieved in solutions known from the prior art.

Аналогом заявляемого комплекса является известная установка для восстановления металлических деталей атомных электростанций (см. заявку ФРГ № 3404106, кл.(г21 Г 9/30, 1964), содеркашая систему для размельчения металлических деталей (установку фрагментации оборудования), транспортный резервуар для размельченного материала (транспортный контейнер), электроплавильную печь с отсасывашим устройством (установку индукционной переплавки с отсасывающим устройством), устройство для обработки расплава до его отверждения (устройство для разливки расплавленного металла и его отверждения), устройство для удаления отверженного расплава.An analogue of the claimed complex is a well-known installation for the restoration of metal parts of nuclear power plants (see Germany’s application No. 3404106, class (g21 G 9/30, 1964), containing a system for grinding metal parts (equipment fragmentation unit), a transport tank for crushed material ( transport container), an electric melting furnace with a suction device (induction remelting unit with a suction device), a device for processing the melt before it solidifies (device for pouring melt metal and curing it), a device for removing solidified melt.

3yO( 3yO (

ные отхода перерабатываются.перед отправ«ой на хранение или захоронение. Таким образом, осуществляется концепция по переработке металлических деталей атомных электростанций. Переработка твердых радиоактивных отходов в этой установке ведет к уменьшению объема отходов. Но переработка осуществляется в одной индукционной печи, поэтому вызывает сомнение, что переработанные металлические отходы будут нерадиоактивными, а поэтому возврат в хозяйственный оборот вторичных металлов невозможен, А раз переработка металлических деталей атомных электростанций в описываемой установке не обеспечивает перевод радиоактивно за р язяешад йеталл& в нех азцюактмшлае., то отходы долкны быть захоронены или дополнительно переработаны, но в данной установке это не предусмотрено. Таким образом, достигается технический результат только в отношении незначительного сокращения объема радиоактивных отходов.Waste is recycled. Before being shipped for storage or disposal. Thus, the concept of processing metal parts of nuclear power plants is implemented. The processing of solid radioactive waste in this facility leads to a reduction in the volume of waste. But the reprocessing is carried out in one induction furnace, therefore it is doubtful that the recycled metal waste will be non-radioactive, and therefore recycling of secondary metals into the economy is not possible. ., then the waste must be buried or additionally recycled, but this is not provided for in this installation. Thus, a technical result is achieved only with respect to a slight reduction in the volume of radioactive waste.

Известна такке установка для утилизации металлических составныхKnown for such a plant for the disposal of metal components

частей атомных электростанцийСсм,заявку ФРГ № 3331383, кл.б ZIf 9/30, 1983), содержащая систему размельчения металлических составных частей (установку Фрагментации оборудования), плавильную печь для размельченного материала (установку индукционной переплавки с отсасываюшим устройством), устройство для обработки расплавленного материала в целях отвервдения (устройства для разливки расплавленного металла и его отверждения), устройство для удаления отвереденного материала, транспортный контейнер, крановую установку (подъемно-транспортное устройство ) и отрезной станок для разделения изделия на транспортабельные участки. Транспортный контейнер, электроплавильная печь, установка разливки, отрезной станок расположены в экранируюшем вакуумном пролете.parts of nuclear power plantsScm, FRG application No. 3331383, class B ZIf 9/30, 1983), containing a system for grinding metal components (equipment fragmentation unit), a melting furnace for crushed material (induction smelting unit with a suction device), a device for processing molten material for curing purposes (devices for casting molten metal and its curing), device for removing the removed material, transport container, crane installation (hoisting device ) and a cutting machine for dividing the product into transportable areas. A transport container, an electric melting furnace, a casting plant, a cutting machine are located in a shielding vacuum span.

dyoos dyoos

в этой установке, как и в ВБипеописанной известной установке про исходит переработка ТРО, причем еще и со значительным уровнем радиоактивного загрязнения, о чем свидетельствует тот факт, что перерабатывающее ТРО оборудование помещено в экранирующий пролет. Переплавка ТРО в электроплавильной печи приведет к сокращению объема радиоактивных отходов, но не обеспечит получение нерадиоактивных металлов, т.к. уровень радиоактивного загрязнения металлических отходов при одно кратной дезактивации в печи снижается только в несколько раз. Для использования же в хозяйственном обороте вторичных металлов необходимо, чтобы уровень радиоактивности отходов при их переработке снижался минимум в десятки-тысячи раз. Поэтому отвержденные расплавы металлов придется направлять на захоронение или на дополнительную переработку с целью возврата в хозяйственный оборот. Однако последнее не предусмотрено в рассматриваемой установке.In this installation, as well as in the WB described well-known installation, SRW is processed, moreover, with a significant level of radioactive contamination, as evidenced by the fact that the SRW processing equipment is placed in a shielding span. Remelting SRW in an electric melting furnace will reduce the volume of radioactive waste, but will not ensure the production of non-radioactive metals, as the level of radioactive contamination of metal waste with a single decontamination in the furnace decreases only several times. To use secondary metals in the economic turnover, it is necessary that the level of waste radioactivity during their processing should be reduced at least tens to thousands of times. Therefore, the cured metal melts will have to be sent for burial or for additional processing in order to return to economic circulation. However, the latter is not provided for in the installation in question.

Из написанного выше следует, что технический результат - очистка металлических частей оборудования от радиоактивности с переводом их в нерадиоактивные металлы и максимальное сокращение объема радиоак тивных отходов в известных установкахх не достигается.It follows from the foregoing that the technical result - the purification of metal parts of equipment from radioactivity with their conversion to non-radioactive metals and the maximum reduction in the volume of radioactive waste in known installations is not achieved.

Комплекс- включает установку фрагментации оборудования, установку индукционной переплавки с отсасывающим устройством и устройствами для разлиэки. расплавленного металла и его отверждения, транспортный контейнер и обслуживающее компле1сс подъемно - транспортное устройство, причем комплекс снабжен установками жид- r- э оо эThe complex includes installation of equipment fragmentation, installation of induction remelting with a suction device and devices for razlieki. molten metal and its curing, transport container and lifting-transport device serving the complex, the complex is equipped with liquid-e oo e installations

у о, y o

костной дезактивации оборудования в сборе и его фрагментов, установкой термической дезактивации фрагментов с электропечью косвенного нагрева и устройствами разливки расплавленного металла и его отвервдения, узлом сортировки по видам и группам металлов и установками для обезвреживания и очистки газов, одна из которых сообщена с отсасывающим устройством установки индукционной переплавки, а другая-с полостью электропечи косвенного нагрева установки термической дезактивации фрагментов.bone decontamination of the assembled equipment and its fragments, the installation of thermal decontamination of fragments with an indirect heating electric furnace and devices for casting molten metal and its hardening, a sorting unit for types and groups of metals and installations for the neutralization and purification of gases, one of which is connected to a suction device of the induction installation remelting, and the other with a cavity of an electric furnace of indirect heating of a thermal decontamination unit.

Отличительными признаками заявляемого комплекса от у б ановки прототипа являются:/те)мплекс снабкен установкой acидкojгтнoй дезактивации оборудований в сборе и его фрагментов, уста|к5вкой термической дезактивациихфрагментов с электропечью косвенн0то нагрева и устройствами дляу зливки расплавленного металла отверкдения, узлом сортировки по видам и группам металлов ii установками для обезврекивания и очистки газов, одна из сообщена с отсасывающим усх тройством установки индукционной ереплавки, а другая - с поло5 ю электропечи косвенного нагре за установки термической дезак а вации фрагментов.Distinctive features of the claimed complex from the prototype setup are: / those) the multiplex is equipped with an installation for quick decontamination of the complete equipment and its fragments, installation of thermal decontamination of fragments with an indirect electric heating furnace and devices for casting molten metal of curing, sorting units and metal units ii installations for the neutralization and purification of gases, one of which is connected with a suction device of the induction remelting unit, and the other is connected with a hollow of an indirect electric furnace sta for installation and thermal dezak novation fragments.

Из вышесказанного следует, что/заявляемый комплекс являе я новым, т.к. иЖ уровня техники неизвестны решения с такими/ е со/-//From the above it follows that / the claimed complex is new, because IL of the prior art unknown solutions with such / e co / - //

вокупностши существенных признаков, о чем свидетельст;в1/ет и приве /a plurality of essential features, as evidenced by; v1 / et and prive /

денный/Анализ устройств сю заявкам ФРГ № 3404106 и ,Л 3331383.data / Analysis of devices for applications of Germany No. 3404106 and, L 3331383.

Заявляемый в качестве полезной модели/комплекс промышленноDeclared as a utility model / complex industrial

/ применим, е. комплекс по всем признакам заявляемой совокупности// applicable, e. the complex for all signs of the claimed combination /

выполнили воспроизводим, ничто не мешает использованию его в про/ мышj ннocти с достижением ошмдаемого технического результата.performed reproduced, nothing prevents the use of it in the pro / mouse nnosti with the achievement of the expected technical result.

Пред Ставляемое ниже описание ког кретного выполнения jpэ«fплвкса - подт рждение тому.The following description of the specific implementation of jpе “fplvksa is a confirmation of this.

На прилагаемом чертеже - иллюстрация комплекса в целом.In the attached drawing is an illustration of the complex as a whole.

Комплекс содержит установку I фрагментации демонтированного радиоактивно загрязненного оборудования, установку 2 индукционной пере плавки с индукционной электропечью 3 с отсасьшающим устройством 4, с устройством 5 разливки расплавленного металла в изложницы бис уст ройством 7 для отверждения расплавленного металла, транспортный кон тейнер 8 и обслуживающее комплекс подйемно-транспортное устройство 9, например, мостовой кран. Комплекс снабжен установкой 10 жидкостной дезактивации оборудования в сборе, установкой II жидкостной дезакти вации фрагментов оборудования, установкой 12 термической дезактивации фрагментов с электропечью 13 косвенного нагрева, с устройством 14 для разливки расплавленного металла в изложницы 15 и с устройством 16 для отверждения расплавленного металла. Комплекс также снабжен узлом сортировки 17 по видам и группам металлов и установками IB и 19 для обезвреживания и очистки газов. Одна - установка 18 - сообщена трубопроводом 20 с отсасывающим устройством 4 установки 2, а другая -установка 19 - сообщена трубопроводом 21 с полостью электропечи 13 установки 12.The complex comprises a unit I for fragmentation of dismantled radioactively contaminated equipment, an induction smelting unit 2 with an induction electric furnace 3 with a suction device 4, with a device 5 for casting molten metal into molds with an apparatus 7 for solidifying the molten metal, a transport container 8 and a servicing complex transport device 9, for example, a bridge crane. The complex is equipped with a unit 10 for liquid decontamination of equipment, a unit II for liquid decontamination of equipment fragments, a unit 12 for thermal decontamination of fragments with an indirect heating furnace 13, with a device 14 for pouring molten metal into molds 15 and with a device 16 for solidifying the molten metal. The complex is also equipped with a sorting unit 17 for types and groups of metals and installations IB and 19 for the neutralization and purification of gases. One — unit 18 — is communicated by a pipe 20 with a suction device 4 of a unit 2, and the other — a unit 19 — is communicated by a pipe 21 with an electric furnace cavity 13 of the unit 12.

Переработка демонтированного радиоактивно загрязненного оборудования осуществляется следующим образом.Processing dismantled radioactively contaminated equipment is as follows.

Демонтированное оборудование 22 в виде отдельных аппаратов и узлов мостовым краном 9 транспортируют на установку 10 для осуществления жидкостной дезактивации в сборе, т.е. без вскрытия загрязненных внутренних полостей, но с локализацией радионуклидов в ограниченном объеме. Затем это оборудование с помощью того же крана 9 направляют на установку I фрагментации (размельчения), где оборудование (аппараты и узлы) приводят к массе и размерам, удобным для загрузки в транспортный контейнер 8, после чего краном 9 транспортируют на установку II жидкостной дезактивации фрагментов.The dismantled equipment 22 in the form of separate apparatuses and units with a bridge crane 9 is transported to the installation 10 for the implementation of liquid decontamination assembly, i.e. without opening contaminated internal cavities, but with localization of radionuclides in a limited volume. Then this equipment using the same crane 9 is sent to the installation of I fragmentation (grinding), where the equipment (devices and units) lead to a mass and size convenient for loading into the transport container 8, after which the crane 9 is transported to the installation II of liquid decontamination fragments .

дуооь д duoo d

Частично дезактивированные фрагменты оборудования, загруженные в контейнер 8, адостовьм краном 9 транспортируют на установку 12, где в электропечи 13 косвенного нагрева производят термическую дезактивацию путем вымогания из фрапиентов горючих материалов (битума, резины, пластмассы, краски, эпоксидного компаунда, бумаги, дерева и т.п.) и расплавления легкоплавких металлов, алюминия и свинца, причем расплавление этих металлов происходит селективно при непрерывном отделении от расплавов указанных металлов образующихся при нагреве оксидов вместе с радиоактивным загрязнением.Partially deactivated pieces of equipment loaded into container 8 are transported by a crane 9 to unit 12, where thermal decontamination is carried out in an indirect heating furnace 13 by extorting combustible materials (bitumen, rubber, plastic, paint, epoxy compound, paper, wood, etc. from frappies). .p.) and the melting of fusible metals, aluminum and lead, moreover, the melting of these metals occurs selectively with continuous separation from the melts of these metals formed by heating the oxides in Este with radioactive contamination.

Одновременно в электропечи 13 производится и термическая дезактивация стали, меди и тугоплавких металлов путем прокалки в газовой среде с последующим удалением окалины вместе с радиоактивным загрязнением. Расплавленные легкоплавкие металлы, алюминий и свинец устройством 14 разливают в излокницы 15 и отвервдают(охлаждают) в устройстве 16, получая металлы в виде слитков. А прокаленные металлы; сталь, медь и тугоплавкие металлы-в контейнере 8 краном 9 транспортируют к узлу сортировки 17 их по видам и группам.At the same time, in an electric furnace 13, thermal deactivation of steel, copper and refractory metals is also carried out by calcination in a gaseous medium, followed by descaling along with radioactive contamination. The molten fusible metals, aluminum and lead are poured by the device 14 into the sheds 15 and solidified (cooled) in the device 16, obtaining metals in the form of ingots. A calcined metals; steel, copper and refractory metals — in a container 8 by a crane 9 are transported to a sorting unit 17 by type and group.

Далее какдый вид или группу металлов направляют на установку 2 индукционной переплавки, где в присутствии отшлаковываюших флюсов металлы переводят в расплав, а образующийся на поверхности расплава шлак с перешедшими в него радиоактивными веществами удаляют. Расплавленные металлы устройством 5 разливают в излокницы б, после чего охлакдают расплавы в устройстве 7, получая слитки.Next, some kind or group of metals is sent to induction remelting unit 2, where in the presence of slag fluxing metals are transferred to the melt, and the slag formed on the surface of the melt with the transferred radioactive substances is removed. The molten metals of the device 5 are poured into the molds b, after which the melts in the device 7 are cooled down to form ingots.

Образовавшиеся при термической дезактивации и индукционной переплавке дымовые газы, необходимо обезвреживать и очищать, а потому их направляют в соответствующие установки 18 и 19, где путем комбинированной многоступенчатой мокрой и сухой очистки газы доводят до санитарных норм содержания в них сажи, агрессивных химических соединений, водяных паров, до допустимой для выбросаThe flue gases formed during thermal decontamination and induction smelting must be neutralized and cleaned, and therefore they are sent to the appropriate plants 18 and 19, where, by combined multi-stage wet and dry cleaning, the gases are brought to sanitary standards for the content of soot, aggressive chemical compounds, water vapor up to allowable for release

- //-/у/ окрукаюшую среду температуру и без радиоактивных вешеств.- // - / at / ambient temperature and without radioactive substances.

Использование заявляемой полезной модели в народном хозяйстве обеспечит получение металлов, очищенных от радиоактивного загрязнения, при этом металлы уке будут разделены по видам и группам. Более того, благодаря такому комплексу осуществляется рентабельный процессперерабрткн я дезактивации, обеспечивающий полный возврат в народное хозяйство цветных и черных вторичных металлов и сокращение до минимума радиоактивных отходов, подлежащих захоронению . Заместитель директо СвердНИИхиммаша Заместитель главного инкенера по научной работе БелоярскойThe use of the claimed utility model in the national economy will ensure the production of metals purified from radioactive contamination, while the uke metals will be divided by type and group. Moreover, thanks to such a complex, a cost-effective decontamination process is carried out, which ensures the full return to the national economy of non-ferrous and ferrous secondary metals and minimizes the radioactive waste to be disposed of. Deputy Director of SverdNIIhimmash Deputy Chief Inker for Research Beloyarskaya

-/2- / 2

X 1й В.Н.Дмитриев В.Б.МальцевX 1st V.N.Dmitriev V.B.Maltsev

Claims

A complex for processing dismantled radioactive contaminated equipment, comprising an equipment fragmentation unit, an induction remelting unit with a suction device and devices for casting and solidifying molten metal, a transport container and a lifting and handling device serving the complex, characterized in that the complex is equipped with liquid decontamination equipment collection and its fragments, installation of thermal deactivation of fragments with an indirect electric furnace about heating and devices for casting molten metal and its curing, a sorting unit for types and groups of metals and preparation of the charge and packaging for neutralizing and cleaning the lawn, one of which is connected to a suction device of the induction remelting unit, and the other to the cavity of the indirect heating furnace thermal decontamination of fragments.