Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов



Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов
Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов
Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов
Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов
Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов

 


Владельцы патента RU 2431210:

Открытое акционерное общество "Восточно-Европейский головной научно-исследовательский и проектный институт энергетических технологий" (ОАО "Головной институт "ВНИПИЭТ") (RU)

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами (РАО) низкого и среднего уровня активности и предназначено для их безопасного длительного хранения и/или захоронения в подземных сооружениях, созданных в однородных слабопроницаемых породах. В подземном сооружении для длительного хранения и/или захоронения упаковок (3) радиоактивных отходов, содержащем один или более туннелей (2), соединенных с наземным сооружением для приема указанных упаковок (3), средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования, в нижней части туннеля (2) выполнен транспортный коридор (4), включающий боковые стенки (5) и верхнее перекрытие (6) с проемом (8) для подачи упаковок (3), снабженным крышкой (7), в котором размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок (3) радиоактивных отходов, на верхнем перекрытии коридора размещено с возможностью продольного перемещения средство для штабелирования упаковок (3) радиоактивных отходов, при этом верхняя часть (15) туннеля (2) отделена защитным перекрытием (13). Обеспечивается возможность транспортировки упаковок (3) радиоактивных отходов, контроля их состояния, а также эксплуатации и ремонта инженерных систем при нахождении персонала вне зоны повышенной радиации, что является техническим результатом изобретения. 5 ил.

 

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами (РАО) низкого и среднего уровня активности и предназначено для их безопасного длительного хранения и/или захоронения в подземных сооружениях, созданных в однородных слабопроницаемых породах.

В странах, имеющих развитую атомную промышленность, разработаны концептуальные проекты, а в ряде стран построены и эксплуатируются подземные сооружения для захоронения РАО.

Известно подземное сооружение для захоронения РАО с низким уровнем тепловыделения, создаваемое в граните, каменной соли или глине, Siting Design and Construction of Underground Repositories for Radioaktive Wastes.-Vienna: IAEA, 1986. - P.553-571.

Подземное сооружение представляет собой ряд параллельных туннелей небольшого поперечного сечения площадью 15-40 м2 протяженностью 300 м, в которых размещаются упаковки - контейнеры с РАО. Туннели расположены по обе стороны от транспортного туннеля и являются тупиковыми. Подземное сооружение связано с наземным комплексом несколькими шахтными стволами, служащими для спуска упаковок, вентиляции и удаления горных пород при строительстве.

Известно подземное централизованное хранилище радиоактивных отходов SFR, созданное вблизи АЭС Форсмарк, Швеция, в скальных породах, И.Л.Рыбальченко. Шведская система обращения с радиоактивными отходами. - 2-е изд., испр. и доп.- СПб., 2008, - 86 с. Подземный пункт захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО) состоит из бетонной шахты (для среднеактивных отходов) и четырех камер (для низкоактивных отходов), размещенных на глубине 50 м. Бетонная шахта глубиной 50 м, диаметром 25 м, с толщиной стенок 0,8 м соединена наклонным туннелем с дневной поверхностью. Водонепроницаемость шахты обеспечивается засыпкой пространства между наружной стенкой шахты и коренной породой шириной 1 м уплотненной бентонитовой глины. Пространство между упаковками заливается цементной смесью.

Камеры имеют ширину 16-18 м и длину 160 м. В одной из камер упаковки размещаются дистанционно управляемым краном, в других - при помощи автопогрузчика.

Известно подземное хранилище РАО в залежах глины в виде камер большого размера, Сорокин В.Т. Создание регионального хранилища РАО - условие безопасного развития атомной энергетики в Северо-Западном регионе. Радиационная безопасность: Атомтранс - 2003: Доклады 6-ой международной конф, 22-26 сентября 2003 г. Санкт-Петербург, 2003. - С.262-267.

Отличительная особенность данной конструкции подземного сооружения состоит в использовании в качестве помещений для захоронения отходов горных выработок по типу односводчатой станции метрополитена длиной 101,2 м, шириной - 25,03 м, высотой - 13,26 м. Обделка свода и опорных туннелей станции выполняется из сборных железобетонных элементов, торцевые стены - из монолитного железобетона. В качестве других конструктивных элементов подземного сооружения выбраны элементы, также используемые в строительстве метрополитена.

Подземный комплекс выполнен в виде петли в горной выработке диаметром 8,5 м, являющейся центральным транспортным туннелем, и параллельно расположенных (по обе стороны внешнего контура) выработок, предназначенных для размещения РАО.

Подземное сооружение связано с поверхностью земли: наклонным транспортным туннелем диаметром 5,6 м и двумя вертикальными шахтными стволами (строительным и вентиляционным) диаметром 6 м.

Недостатками рассмотренных выше ПЗРО являются сложность строительства камер большого объема с использованием ручного труда, низкий коэффициент использования строительного объема из-за наличия протяженных транспортных туннелей, высокие затраты на вентиляцию подземных выработок, расположение систем транспортирования, вентиляции, освещения, приборов контроля РАО в зоне повышенной радиации, что затрудняет их обслуживание, ремонт и замену.

Известно также подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов, содержащее один или более туннелей, соединенных с наземным сооружением для приема этих упаковок, средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования. Туннели имеют спиральную форму и соединены радиальными технологическими туннелями, по которым транспортируются упаковки РАО в спиральные туннели к месту хранения и/или захоронения, RU 2133993.

Спиральные туннели соединены с поверхностью земли тремя вертикальными шахтными стволами: вентиляционным, строительным и транспортным. Доставка упаковок РАО в подземное сооружение осуществляется на самоходной тележке. Съем упаковок с тележки и расстановка их в горной выработке осуществляются загрузочной машиной - укладчиком. Укладчик представляет собой самоходную машину портального типа на рельсовом ходу с тремя степенями свободы перемещения груза, обеспечивающими штабелирование упаковок.

Системы вентиляции, контроля и освещения расположены в зоне хранения и/или захоронения упаковок РАО.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Недостатком прототипа является то обстоятельство, что персонал, осуществляющий транспортировку упаковок РАО, контроль их состояния, а также персонал, осуществляющий эксплуатацию и ремонт систем вентиляции, освещения и др. инженерных систем не изолирован от РАО и периодически должен находиться в зоне повышенной радиации.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности транспортировки упаковок РАО, контроля их состояния, а также эксплуатации и ремонта инженерных систем при нахождении персонала вне зоны повышенной радиации.

Согласно изобретению в подземном сооружении для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов, содержащем один или более туннелей, соединенных с наземным сооружением для приема указанных упаковок, средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования, в нижней части туннеля выполнен транспортный коридор, включающий боковые стенки и верхнее перекрытие с проемом для подачи упаковок, снабженным крышкой, в котором размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок радиоактивных отходов, на верхнем перекрытии коридора размещено с возможностью продольного перемещения средство для штабелирования упаковок радиоактивных отходов, при этом верхняя часть туннеля отделена защитным перекрытием.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «Новизна».

Реализация отличительных признаков настоящего изобретения обеспечивает важное новое свойство объекта: обеспечение возможности работы персонала вне зоны с повышенным уровнем радиации. Заявителем не выявлены источники, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное новое свойство объекта обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «Изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - продольный разрез сооружения;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;

на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2;

на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2.

Подземное сооружение включает наземный портал 1 для приема упаковок 3 РАО, из которого выходят туннели 2, предназначенные для длительного хранения и/или захоронения упаковок 3 РАО. Противоположные концы туннелей 2 посредством вентиляционной шахты 16 соединены с вентиляционным центром 17. В нижней части каждого из туннелей 2 выполнен транспортный коридор 4, включающий боковые стенки 5 и верхнее перекрытие 6. В перекрытии 6 имеется проем 8 для подачи упаковок 3, снабженный крышкой 7. В транспортном коридоре 4 размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок 3 РАО, в частности тележка 10 с электроприводом, снабженная подъемником 11. Штабелирование упаковок 3 РАО осуществляется с помощью штабелёра 9, размещенного на тележке 12 с возможностью перемещения на верхнем перекрытии 6 транспортного коридора 4 в отсеках 18 для хранения и/или захоронения упаковок 3 РАО. Верхняя часть 15 туннеля 2 отделена от воздействия радиоактивного излучения защитным перекрытием 13. Отсеки 18 помещения хранения ограничены стеной 20 с разборными панелями 14. В верхней части 15 туннеля 2 находятся вентиляторы 19, а также другие инженерные системы и средства контроля (на чертежах не показаны).

Упаковки 3 с РАО автомобильным или железнодорожным транспортом доставляются в наземный портал 1, где устанавливаются на тележку 10 и по транспортному коридору 4 транспортируются к одному из проемов 8. Штабелёр 9 передвигается на тележке 12 по перекрытию 6. Штабелёр 9 и тележка 12 управляются дистанционно и работают в автоматическом режиме. После снятия крышки 7 с проема 8 штабелёр 9 захватывает упаковку 3, которая с помощью подъемника 11 подается в отсек 18 помещения хранения и с помощью штабелёра 9 устанавливается в штабель. Перемещение штабелёра 9 на тележке 12 из отсека 18 в другие отсеки осуществляется через проемы в стенках 20 после удаления разборных панелей 14. Вентиляция, контроль воздуха и освещение отсеков 18 осуществляются из чистой верхней части 15 туннеля. На защитном перекрытии 13 расположены электрокабели, трубопроводы, вторичные приборы контрольно-измерительной аппаратуры и промышленного телевидения (на чертежах не показаны). Вентиляционный воздух из всех помещений подземного сооружения по вентиляционной шахте 16 удаляется в вентиляционный центр 17. Закрытие отсека 18 (перевод отсека в статус могильника) осуществляется путем подачи в него инертного материала (цементный раствор, глинопесчаная смесь и др.) из верхней части туннеля 15 через отверстия в перекрытии 13.

Операции по перемещению упаковок в транспортном коридоре 4 могут осуществляться с помощью персонала в условиях допустимого уровня радиации или дистанционно, автоматически из операторской.

Контроль состояния упаковок РАО, эксплуатация и ремонт систем вентиляции, освещения и других инженерных систем осуществляется персоналом, находящимся в чистой верхней части 15 туннеля, что принципиально повышает безопасность сооружения и снижает эксплуатационные расходы на вентиляцию и освещение подземного сооружения.

Для изготовления сооружения использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».

Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов, содержащее один или более туннелей, соединенных с наземным сооружением для приема указанных упаковок, средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования, отличающееся тем, что в нижней части туннеля выполнен транспортный коридор, включающий боковые стенки и верхнее перекрытие с проемом для подачи упаковок, снабженным крышкой, в котором размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок радиоактивных отходов, на верхнем перекрытии коридора размещено с возможностью продольного перемещения средство для штабелирования упаковок радиоактивных отходов, при этом верхняя часть туннеля отделена защитным перекрытием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного, а также прочих видов загрязнения и может быть использовано в процессе захоронения радиоактивных и промышленных отходов.

Изобретение относится к конструкции хранилища для длительного хранения в нем контейнеров с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ). .

Изобретение относится к способу переработки и захоронения радиационно загрязненной растительности на территориях криолитозоны. .
Изобретение относится к способам захоронения жидких радиоактивных фторидсодержащих отходов и может быть использовано на радиохимических предприятиях. .

Изобретение относится к области обращения с твердыми радиоактивными отходами и может быть использовано при возведении защитных саркофагов полууглубленных могильников твердых радиоактивных отходов в криолитозоне.

Изобретение относится к области захоронения опасных отходов и может быть использовано для консервации опасных отходов, размещенных на дне водоемов различного типа.
Изобретение относится к способам захоронения жидких радиоактивных отходов, а именно отработанного экстрагента - трибутилфосфат в гексахлорбутадиене, в глубоко залегающие подземные пласты-коллекторы.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для защиты от загрязнения токсичными или радиоактивными веществами подземных питьевых вод, грунтов и почв в районах размещения технических отходов.

Изобретение относится к способам очистки русел малых рек криолитозоны с сезонным стоком от донных отложений, загрязненных радионуклидами, и обращения с твердыми радиоактивными отходами.

Изобретение относится к области подземного захоронения биологически опасных сточных вод (промстоков) различных предприятий, очистка и переработка которых затруднена, а сброс в открытые водоемы невозможен.
Изобретение относится к способам подземного захоронения жидких радиоактивных кремнийсодержащих отходов и для их утилизации может быть использовано на радиохимических предприятиях

Изобретение относится к областям охраны окружающей среды и ядерной энергетике и может быть использовано для консервации на длительное хранение приповерхностных хранилищ как с жидкими, так и с твердыми радиоактивными отходами (ЖРО, ТРО). Разработаны три варианта рецептуры изготовления консерванта в зависимости от гидрогеологических условий расположения хранилища (выше или ниже уровня первого водоносного горизонта) и вида радиоактивных отходов (ЖРО или ТРО). Для консервации хранилищ с ЖРО основной компонентой консерванта является перемешанная до однородного состояния, включая осадок, жидкостная фаза отходов конкретного хранилища, в которую в зависимости от конкретных гидрогеологических условий либо вводят под давлением порошок бентонитовой глины непосредственно, либо с предварительным добавлением специально подобранного для конкретного хранилища гелеобразующего раствора. Для консервации хранилищ с ТРО в консерванте в качестве жидкостной компоненты использована природная вода, смешанная с гелеобразующим раствором и порошком бентонитовой глины. Изобретение позволяет исключить миграцию радионуклидов за пределы хранилища. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявленное изобретение относится к способу сооружения хранилища для радиоактивных отходов. Заявленный способ включает бурение скважины в вечномерзлотных породах, спуск и цементирование обсадной колонны, размещение в скважине контейнеров с радиоактивными отходами, герметизацию верхней части скважины. В заявленном способе обсадную колонну цементируют в интервале от расчетной границы зоны растепления до поверхности, а контейнеры с радиоактивными отходами устанавливают на полую колонну-хвостовик, перфорированную в нижней части, на расстоянии от забоя скважины, где hom - высота интервала, в пределах которого произойдет оттаивание вечномерзлых пород; m - пористость вечномерзлых пород; Rom - расчетный радиус оттаивания; Rc - внутренний радиус скважины. Техническим результатом является обеспечение более высокой степени надежности захоронения радиоактивных отходов и исключение возможности миграции радионуклидов за пределы хранилища. 3 з. п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при захоронении высокотоксичных и радиоактивных отходов в рудниках при камерных системах разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Способ включает образование камер, разделенных междукамерными целиками, сооружение саркофагов из отработавших колесных шин большегрузной самоходной техники, размещение в саркофагах контейнеров с отходами и заполнение камер гидравлической закладкой из твердеющих смесей. Техническим результатом является использование подлежащих утилизации шин большегрузной техники для повышения надежности захоронения опасных отходов промышленности. 1 ил.

Изобретение относится к средствам захоронения радиоактивных отходов (РАО), а также средствам исследования (6, 7) геологических пород (8) в глубинных слоях литосферы вплоть до мантии (9). Заявленное устройство содержит герметичный контейнер, корпус (1) которого выполнен из тугоплавкого материала и заполнен тепловыделяющими элементами (2) с прочной оболочкой и теплопроводящим наполнителем (3). Оболочки элементов заполнены РАО и тепловыделяющими активными радионуклидами. Корпус имеет две торцевые поверхности и боковую поверхность, имеющие осесимметричную форму. Высота Н контейнера вдоль его оси симметрии и максимальный поперечный размер контейнера в плоскости, расположенной перпендикулярно его оси симметрии, выбраны из условия: D>4H. Контейнер снабжен теплоизоляцией (4), расположенной со стороны верхней торцевой поверхности, над которой расположены зоны расплавленных (11) и затвердевшего расплава (12) геологических пород. На нижней торцевой поверхности корпуса, под которой расположен слой (10) расплава геологической породы, выполнены выступы. Предусмотрена возможность использования дополнительного контейнера (5) для помещения капсул с РАО. Техническим результатом является увеличение скорости погружения, увеличение объема и массы погружаемых веществ или оборудования (6, 7) и уменьшение температуры корпуса контейнера и внутренних элементов конструкции устройства. 23 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу подготовки и захоронения радиоактивных отходов (РАО). Заявленный способ включает доставку РАО к месту захоронения, подготовку РАО, размещение РАО в объеме захоронения и окончательную изоляцию от окружающей среды. При этом для захоронения используют открытые горные выработки с завершенным циклом добычи полезных ископаемых - горные или горнорудные карьеры (3) со скальной основой, при которых производят оборудование площадки (8) выгрузки и подготовки РАО к захоронению, пункта (2) переработки МРАО, транспортной сети (6) для РАО. Захоронение осуществляют преимущественно в предварительно подготовленных унифицированных металлических единичных упаковках кубической формы. При этом предусмотрен возврат части металла в хозяйственный оборот после прохождения дезактивации в пунктах (10). Дно-основание карьера засыпают привозной глиной (4) с выравниванием до горизонтальной площадки, где РАО выстраивают с обеспечением зазоров между блоками (5) и стенами карьера, после чего зазоры заполняют глиной, дают ей выдержку на осадку, продолжают блочно-ярусное заполнение карьера, затем незаполненную часть карьера перекрывают глиной и засыпают грунтом с восстановлением ландшафта. Техническим результатом является повышение надежности длительной изоляции-захоронения РАО и эффективности захоронения РАО без ограничений по происхождению, активности, конструкции, материалам, формам, габаритам, времени и условиям предшествующего хранения контейнеров и упаковок РАО. 8 ил.

Изобретение относится к области приповерхностного захоронения твердых или отвержденных радиоактивных отходов (РАО). Способ приповерхностного захоронения РАО включает в себя создание котлована, бетонирование его дна и стенок, образование в основании котлована экрана с абсорбирующим веществом. Выбирают несколько пригодных для изоляции РАО участков грунтового массива. Путем многократных измерений определяют значения коэффициента фильтрации местных вод и минимальные расстояния по толще грунтов от границы зоны размещения РАО до первого от поверхности водоносного горизонта. Собирают статистическую информацию о климатическом режиме. Для каждого участка определяют величину коэффициента риска ru попадания опасной концентрации радионуклидов в зону активного водообмена. Отсеивают из рассмотрения участки с ru>1,0. Среди оставшихся для строительства рекомендуют участок с наименьшим значением ru. На этом участке грунтового массива строят приповерхностный могильник. Изобретение позволяет исключить возможность выноса из приповерхностного могильника РАО в окружающую среду в ситуации некачественного исполнения или разрушения его инженерных барьеров.

Изобретение относится к технологиям обращения с токсичными и радиоактивными технологиями и может быть использовано при разработке месторождений с закладкой выработанного пространства. По мере возведения саркофагов из шин внутренний зазор между ними и контейнерами для скрепления заполняют монтажной пеной на основе жидкого предполимера с пропеллентом с последующим образованием жесткого пенополиуретана. Высоту подачи пены принимают равной половине высоты саркофага из шин при подаче пены на весь саркофаг сразу. Технический результат - снижение трудоемкости создания саркофагов, снижение вероятности коррозии контейнеров. 1 ил.

Изобретение относится к средствам захоронения радиоактивных отходов (РАО) атомной энергетики и исследования глубинных слоев литосферы. Устройство содержит осесимметричную тепловыделяющую пространственную структуру (1), образованную тепловыделяющими и соединительными элементами (2, 3). Структура (1) выполнена в форме диска. Тепловыделяющие элементы (2) жестко связаны между собой соединительными элементами (3), выполненными из тугоплавкого материала. Элементы (2) расположены друг относительно друга с пространственными зазорами. Между поверхностями тепловыделяющих и соединительных элементов (2, 3) образованы проточные каналы (4), связывающие верхнюю и нижнюю торцевые поверхности структуры (1). Тепловыделяющие элементы (2) содержат герметичную оболочку, выполненную из тугоплавкого материала и заполненную активными радионуклидами и теплопроводящим наполнителем. Контейнеры (5), соединенные с верхней частью структуры (1), заполняются подлежащими захоронению РАО или используются для размещения измерительного оборудования. Технический результат - увеличение скорости погружения устройства, увеличение массы полезной нагрузки, включающей подлежащие захоронению РАО, и повышение надежности устройства. 22 з.п. ф-лы, 9 ил, 1 табл.
Наверх