Установка для комплексной переработки жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности

Полезная модель относится к области переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) низкого и среднего уровня активности, в том числе для удаления влаги из различных растворов, жидких отходов химических производств (сточных вод), с целью повышения их концентрации, т.е. уменьшения объема.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей и повышение качества очистки, за счет проведения очистки в одном устройстве любой по составу радиоактивной воды.

Техническим результатом данного устройства является возможность проводить одновременно процесс выпаривания с получением конденсата, пригодного для сброса в открытый водоем и концентрирования получаемого в процессе наиболее полного упаривания рассола с последующим его осаждением на мелкоячеистую сетку в пределах одной испарительной емкости.

Технический результат достигается тем, что в установке для комплексной переработки жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности, содержащая устройство для обезвреживания жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности включающее гидродинамический генератор гидроакустический колебаний введен блок предварительной очистки, выполненный в виде конденсатора-холодильника и вертикально расположенной технологической емкости, внутри которой размещено гидродинамическое устройство гидроволновых колебаний, соединенное посредством трубопровода с выходом насоса, вход которого соединен с выходным патрубком технологической емкости, в верхней части которой установлен патрубок, который соединен с конденсатором-холодильником, а в нижней части технологической емкости установлен патрубок подключения к устройству для обезвреживания жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности.

Полезная модель относится к атомной экологии и может быть использована при переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО), образующихся при эксплуатации различных атомно-энергетических установок (АЭУ) на АЭС, транспортных средствах (атомных ледоколах, подводных лодках (АПЛ), плавучих АЭС).

В результате эксплуатации АЭУ образуются три основных типа ЖРО, относящихся к классу средне- и низкоактивных.

Исходя из экологических требований, существующих в РФ и отраженных в НРБ-96 и рекомендаций МАГАТЭ процесс переработки ЖРО должен включать в себя их очистку до суммарного содержания активных радионуклидов меньше 10^-9 Ku/л. Как правило, лимитирующими этот показатель являются радионуклиды цезия-137 и стронция-90, активность которых в стандартных ЖРО составляет около 80% от суммарной, а химическая природа такова, что они очень трудно извлекаются из солевых растворов. Кроме того, исходя из санитарных требований (СПОРО-85) активность подлежащих окончательной утилизации твердых радиоактивных отходов (ТРО), как правило, не должна превышать lO^-(3-4) Ku/к. Это требование обусловлено допустимыми уровнями облучения обслуживающего персонала хранилищ.

Поэтому комплексные методы переработки ЖРО включают в себя предочистку от некоторых химических примесей, мешающих дальнейшим процессам обессоливания и очистки от радионуклидов, последующие обессоливание и очистку ЖРО от радионуклидов различными методами и сорбционную доочистку обессоленных растворов до допустимых сбросных норм.

Известна установка для комплексной переработки жидких радиоактивных отходов является установка, содержащая последовательно расположенные и соединенные между собой приемные емкости, блоки предочистки (обессоливания и концентрирования). колонны сорбционной доочистки фильтрата и блок утилизации отработанных сорбентов и солей, снабженный защитным контейнером для хранения твердых радиоактивных отходов, а так же колонну сорбционной очистки жидких радиоактивных отходов,

помещенную вместе с колоннами сорбционной доочистки фильтрата в защитный контейнер, снабженный верхними съемными крышками и подводящими и отводящими патрубками, (см. патент РФ №2101235, публ. 10.01.1998).

Недостатками данного устройства является следующее:

- сложность устройства, за счет наличия большого количества оборудования (фильтры, сорбционные колонны и т.д.), в том числе энергопотребляющего (электродиализатор);

- применение большого количества сорбентов, требующих последующей утилизации;

- сложность, многоступенчатость технического процесса.

Наиболее близким является устройство для обезвреживания жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности, содержащее вертикально расположенную испарительную емкость с крышкой, помещенную внутри кольцевого бака, выполненную в виде закрытой воронки узкой частью книзу с фланцевым разъемом и мелкоячеистой сеткой, патрубок подвода перерабатываемого раствора и нагревательный блок, который выполнен в виде гидродинамического генератора: установленного во внутренней емкости, которая расположена в средней части испарительной емкости, причем внутренняя емкость закреплена на съемной крышке испарительной емкости, на которой установлены патрубки для подвода перерабатываемого раствора и отвода пара, а внутри испарительной емкости в нижней узкой ее части, установлена мелкоячеистая сетка, при этом входной патрубок внутренней емкости, установленный в ее крышке соединен посредством трубопровода с выходом насоса, вход которого, соединен с выходным патрубком кольцевого бака, расположенного в его днище, а входной патрубок кольцевого бака, расположенный на боковой поверхности которого, соединен посредством трубопровода с выходным патрубком внутренней емкости, расположенным на боковой поверхности внутренней емкости, выше съемной крышки испарительной емкости. Кроме того, внутри испарительной емкости в нижней части, может быть установлена конструкция из мелкоячеистой сетки, (см. патент на полезную модель РФ №55623, публ.27.08.2006).

Недостатками этого устройства являются:

- наличие электрического нагревателя внутри емкости, что приводит к осаждению на его поверхности накипи, отложений из перерабатываемых растворов, и снижению эффективности, загрязнению и сложности технического обслуживания (замены);

- нет предварительной очистки от посторонних примесей.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей и повышение качества очистки, за счет проведения очистки в одном устройстве любой по составу радиоактивной воды.

Техническим результатом данного устройства является возможность проводить одновременно процесс выпаривания с получением конденсата, пригодного для сброса в открытый водоем и концентрирования получаемого в процессе наиболее полного упаривания рассола с последующим его осаждением на мелкоячеистую сетку в пределах одной испарительной емкости.

Технический результат достигается тем, что в установке для комплексной переработки жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности, содержащее вертикально расположенную испарительную емкость с крышкой, помещенную внутри кольцевого бака, выполненную в виде закрытой воронки узкой частью книзу с фланцевым разъемом и мелкоячеистой сеткой, патрубок подвода перерабатываемого раствора, и нагревательный блок, который выполнен в виде гидродинамического генератора, установленного во внутренней емкости, которая расположена в средней части испарительной емкости, причем внутренняя емкость закреплена на съемной крышке испарительной емкости, на которой установлены патрубки для подвода перерабатываемого раствора и отвода пара, а внутри испарительной емкости в нижней узкой ее части, установлена мелкоячеистая сетка, при этом входной патрубок внутренней емкости, установленный в ее крышке соединен посредством трубопровода с выходом насоса, вход которого, соединен с выходным патрубком кольцевого бака, расположенного в его днище, а входной патрубок кольцевого бака, расположенный на боковой поверхности которого, соединен посредством трубопровода с выходным патрубком внутренней емкости, расположенным на боковой поверхности внутренней емкости, выше съемной крышки испарительной емкости. Кроме того, внутри испарительной емкости в нижней части, может быть установлена конструкция из мелкоячеистой сетки.

На чертеже показана установка для комплексной переработки жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности.

Она представляет собой блок предварительной очистки, соединенный посредством трубопровода с устройством для обезвреживания ЖРО низкого и среднего уровня радиоактивности по патенту РФ на полезную модель №55623.

Блок предварительной очистки представляет собой вертикально расположенную технологическую емкость 1 с крышкой 2, внутри которой в средней его части установлен гидродинамический генератор 3, соединенный посредством фланцевого разъема 4 и трубопровода 5 с выходом насоса 6, вход которого соединен посредством трубопровода 7 и фланцевого разъема 8 с входным патрубком емкости 1, расположенным на ее боковой поверхности. На крышке 2 технологической емкости 1 имеется патрубок 9 для подачи ЖРО в емкость и патрубок с фланцевым разъемом 10 для соединения емкости 1 через трубопровод 11 и фланцевого соединения 12 с конденсатором-холодильником 13. В днище технологической емкости 1 установлен патрубок с фланцевым разъемом 14, с помощью которого и посредством трубопровода 15 блок предварительной очистки соединяется с входным патрубком 16 устройства для обезвреживания ЖРО низкого и среднего уровня активности 17

Установка для комплексной переработки работает следующим образом.

Технологическая емкость 1 заполняется через патрубок 6 подвода перерабатываемых растворов до определенного уровня жидкими реактивными отходами. При включении насоса 6 гидродинамический генератор 3 начинает вырабатывать тепло и создавать гидроволновые колебания в перерабатываемой жидкости. За счет тепла, вырабатываемого гидродинамическим генератором 3, и гидроволновой обработки происходит нагрев и деструкция переработки жидкости, при этом начинается процесс испарения перерабатываемого раствора. Образовавшиеся пары поступают через патрубок 10 отвода пара по трубопроводу 11 в конденсатор-холодильник 13 с высокой степенью очистки конденсата от радионуклидов. Процесс выпаривания до удаления всех легкокипящих примесей из перерабатываемого раствора.

После проведения контрольных анализов в емкости-сборнике (на черт. не показан), при условии определения ПДК ниже нормативных, конденсат из конденсатора-холодильника 13 сбрасывается в открытый водоем.

Концентрированный перерабатываемый раствор направляется на дальнейшую переработку в устройство для обезвреживания ЖРО (по патенту РФ на полезную модель №55623, публ.27.08.2006).

Предложенная конструкция имеет ряд преимуществ перед известными аппаратами:

- технологический процесс проводят в два этапа;

- наличие блока предварительной очистки позволяет повысить эффективность работы устройства для обезвреживания ЖРО за счет предварительного удаления из растворов ЖРО легкокипящих примесей;

- компактность установки за счет того, что технологическая емкость выполняет одновременно роль емкости приемной и емкости дистилляционного концентрирования;

- наличие гидродинамического устройства, позволяющего одновременно нагревать перерабатываемые растворы ЖРО и производить их деструкцию.

Установка для комплексной переработки жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности, содержащая устройство для обезвреживания жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности, включающее гидродинамический генератор гидроакустический колебаний, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения качества очистки, она снабжена блоком предварительной очистки, выполненным в виде конденсатора-холодильника и вертикально расположенной технологической емкости, внутри которой размещено гидродинамическое устройство гидроволновых колебаний, соединенное посредством трубопровода с выходом насоса, вход которого соединен с выходным патрубком технологической емкости, в верхней части которой установлен патрубок, который соединен с конденсатором-холодильником, а в нижней части технологической емкости установлен патрубок подключения к устройству для обезвреживания жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня радиоактивности.