Спосіб тривалої консервації рідких токсичних та радіоактивних відходів

1. Спосіб тривалої консервації рідких токсичних та радіоактивних відходів, що підлягають похованню в підземному сховищі в контейнерах, який відрізняється тим, що рідкі токсичні та радіоактивні відходи консервують в глиноцементних розчинах, що самозатвердівають, шляхом зачинення їх рідкими радіоактивними відходами. 2. Спосіб по п.1, який відрізняється тим, що для консервації радіоактивних відходів використовують глиноцементну суміш складу (мас.%): глина 23 - 26 цемент . 8-Ю силікат натрію 0,8 - 1,0. Винахід відноситься до галузі охорони навколишнього середовища і спрямований на поліпшення способу тривалої консервації рідких токсичних та радіоактивних відходів при захороненні в підземному сховищі. Найбільш близьким до передбачуваного винаходу є спосіб захоронения рідких радіоактивних відходів (РАВ), що широко використовується в світовій практиці, і полягає у тому, що відходи консервують у металевих контейнерах і в подальшому разташовують в підземному сховищі. На ядерних електростанціях (ЯЕС) РАВ утримуються всередині витраченого палива, що є джерелом енергії для реактора Під витраченим розуміється паливо, яке не може ефективно використовуватися в ядерному реакторі. Витрачене паливо спочатку складується протягом 5 років в спеціально сконструйованих басейнах з водою на ЯЕС. Вода служить як щит, що запобігає радіації та охолоджує витрачене паливо. Після охолоджування рідкі РАВ розміщують в спеціальні контейнери, які від ЯЕС доставляють на місце тимчасового або постійного захоронения РАВ. Контейнери для РАВ являють собою металеві циліндричні ємкості (200-літрові), вкриті спеціальною антикорозійною жароміцною оболонкою [1] (прототип). Головна мета контейнерів - вміщувати в собі РАВ та запобігати витіканню з контейнерів.Для захоронения високорадіоактивних відходів використовують контейнери, виготовлені з цирко нію, стійкого до корозії та жароміцного. Для зберігання РАВ також використовують контейнери, виготовлені з нержавіючої сталі, з вуглецевої сталі або з міді. Недоліки цього засобу полягають в тому, що тривале зберігання відходів не гарантується через корозію контейнерів та їх можливих ушкоджень при деформації внаслідок посувів гірничих порід, в яких споруджується підземне сховище. В основу винаходу поставлене завдання поліпшення способу консервації рідких радіоактивних відходів в контейнерах шляхом калсулізації рідких РАВ в стабільних суфозійностійких глиноцементних розчинах (сумішах), що самозатверджуються, для забезпечення запобігання ви~ тіканню рідких РАВ при корозії та ушкодженні контейнерів, а також забезпечення можливості використовувати звичайні металеві бочки. Глиноцементні суміші, що затверджуються, якісно характеризуються міцністю, що легко регулюється, гарною здатністю помпуватися поршневими насосами, гарною транспортабільністю по трубах, повною непроникністю та високою стійкістю до суфозійного вилужування компонентів, включаючи відходи, що консервуються. При деформаціях гірничих порід затверджена суміш не втрачає суцільності, тобто на протязі всього періоду існування залишається в'язкопластичною. Нижче детально викладено вплив кожного з компонентів на структуру і властивості суміші, що затверджується. г ю со < 34577 Глина є основою суспензії і забезпечує непроникність, СТІЙКІСТЬ до суфозн безусадочнють і прокачуванність суміші, а також пластичність су- * МІШІ в кінцевому (затверділому) стані Глини відрізняються великою різноманітністю як по мінералогічному, так і по гранулометричному складу Причому КІЛЬКІСТЬ необхідного твердого для забезпечення необхідних властивостей суспензій менш за все в бентонітових глинах, більше в каолінітових та пдрослюдистих глинах Властивості суспензій полімінеральних глин значно відрізняються від співвідношення складаючих мінералів В'яжуче Для затвердження суспензії можна використовувати практично будь-яке відоме гідравлічне в'яжуче в КІЛЬКОСТІ що забезпечує необхідну МІЦНІСТЬ та час прокачуванності суспензії Чайбіпьш доцільно використовувати для консервації рідких радіоактивних ВІДХОДІВ відому глиноцементну суміш по а с 612518 "Тампонажна суміш" складу (мас %) Глина 23 - 26 Цемент 8-10 Силікат натрію 0,8 - 1,0 Вода Решта Вказана суміш повністю відповідає вимогам безусадочності та суфозійної стійкости Запропонований спосіб консервації рідких радіоактивних ВІДХОДІВ ЗДІЙСНЮЮТЬ таким чином Спочатку одержують глинистий розчин шляхом змішування РАВ та глудкової глини При цьому використовують комплекс обладнання, зображений на фіг 1 Одержаний стабільний глинистий розчин при перемішуванні може зберігатися в спеціальному бункері на протязі кількох діб Безпосередньо перед захоронениям у розчин додають в'яжуче і нагнітають насосом в контейнери При цьому використовують комплекс об* ладнання зображений на фіг 2 Одразу після заливки контейнери зачиняють і транспортують в сховище не очікуючи повного затвердження глиноцементної суміш» Приготування глинистого розчину здійснюють в наступній ПОСЛІДОВНОСТІ заливають рідкі РАВ в проміжну ємкість (1) завантажують глину (2) з допомогою пневмогрейфера КС-3 (3) в бункер фрезерноструминного млина (4) з одночасною подачею рідких РАВ до млина, де здійснюється приготування глинистого розчину, готовий глинистий розчин з проміжної ємкості перекачують в ємкість-накопичувач (5) насосом ШН-270/40 (6) Приготування та нагнітання глиноцементного розчину здійснюють в наступній ПОСЛІДОВНОСТІ глинистий розчин з ємкості-накопичувача (5) насосом 9МГР (7) подають на пдромішалку агрегату 2СМН-20 (8), готовий глиноцементний розчин потрапляє в проміжну ємкість (9), куди подається силікат натрію (10) не пізніше ніж через 10 хвилин суміш насосом 1В20/10 (11) перекачують в контейнер Комплекс по приготуванню глинистого розчину включає 1 Кранова естакада відкритого або закритого типу бетонований майданчик, обладнаний для механізованого завантаження глини в глиномішалки кран-балкою з тельфером і пневмогрейфером 2 Цех -по приготуванню глинистого розчину - будівля, в якій розташовані глиномішалки, пускорегулююча апаратура, насоси Насосна камера - бетонний резервуар, розташований нижче нульової ВІДМІТКИ 3 Бункер-накопичувач для готового глинистого розчину надземної чи підземної конструкції, виконаний з металу \ обладнаний механізмом перемішування розчину на випадок тривалого зберігання 4 При значному віддаленні комплексу від складу рідких РАВ треба передбачити окремо бункер для складування технологічних об'ємів рідких РАВ МІСТКІСТЬ бункерів для рідких РАВ та готового глинистого розчину слід вибирати ВІДПОВІДНО до добового виробництва всього комплексу по захоронению рідких радіоактивних ВІДХОДІВ В цілому технологічний комплекс по приготуванню глинистого розчину являє собою збірно-розбірну глиностанцію, обладнану високопродуктивними глиномішалками типу ФСМ з повною механізацією процесу приготування глинистого розчину і дистанційним керуванням основним технологічним обладнанням Зразковий набір технологічного обладнання типової глиностанціїв розрахунку на одну технологічну ЛІНІЮ продуктивністю 150-300 куб м за добу включає - фрезерно-струминний млин ФСМ 1 шт - шламовий насос ШН-270/40 2 шт - ємкість-накопичувач (250 куб м) 1 шт - пневмонавантажувач глини - кранбалка 1 шт - тельфер Л-Ш-30 1 шт - грейфер КС-3 1 шт - компресор ВУ-6/4 1 шт Принципова технологічна схема приготування глинистих розчинів показана на фіг 1 Для приготування та нагнітання глиноцементної суміші використовують наступне обладнання цементно-змішувальний агрегат 2СМН-20 1 шт насос 9МГР 1 шт насос 1В20/10 1 шт "'Спосіб консервації рідких РАВ ", що пропонується нами, відрізняється від прототипу тим, що з метою підвищення корозійної СТІЙКОСТІ контейнерів та забезпечення можливості використовування замість цирконієвих контейнерів звичайних 200-літрових металічних бочок, пропонується заповнювати контейнери не рідкими РАВ а радюїзолюючою глиноцементною сумішшю, що готується на базі рідких РАВ шляхом її зачинення на рідких РАВ Останнє забезпечує капсулізацію рідких РАВ в контейнерах, знижує рівень ()-випромінювання в декілька разів і зменшує корозійний та температурний вплив РАВ При цьому глина, з якої на 23-26% складається радюїзолююча суміш є природним ізолятором із строком служби в десятки тисяч років Порівняння технічного рішення, що заявляється з прототипом дозволило встановити ВІДПОВІДНІСТЬ його критерію "новизна" При вивченні інших відомих технічних рішень у даній галузі ознаки, що відрізняють винахід який заявляється, від прототипу, не були виявлені і тому вони за 34577 безпечують технічному рішенню, що заявляється, ВІДПОВІДНІСТЬ критерію "ІСТОТНІ ВІДМІНИ" ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 Пілот завод по ізоляції РАО Інженерні бар'єри Заповнення контейнерів та камер/штре ків Заказ № 1 Субконтракт № 982-503-005, 1995 СПМК/СТГ Бойа Айдахо 2. АС № 612518 Е Я Кіпко та ін -Не опубл ФІГ. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 ( 0 3 1 2 2 ) 3 - 7 2 - 8 9 (03122)2-57-03 Тампонажна суміш/