Способ перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов на дне акватории

 

Использование: изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способам очистки акватории от радиоактивных и токсичных отходов, содержащихся в разрыхленных от времени днолежащих контейнерах-упаковках, и перезахоронения их. Сущность изобретения: на плавающей платформе изготавливают тор-контейнер путем укрупнительной сборки сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов в объемно предварительно напряженный тор-контейнер с замоноличиванием швов между элементами напрягающим бетоном. Платформу с тор-контейнером без замыкающего кольцевого элемента транспортирую к месту обнаружения отходов, погружают ее на дно, ориентируя замыкающей открытой частью тора оппозитно отходам, фиксируют ее, захватывают отходы и загружают захватным устройством. После заполнения тора его поднимают на поверхность. После этого производят герметизацию замоноличиванием кольцевого элемента тора напрягающим бетоном. Затем платформу с упакованными в тор-контейнер отходами транспортируют к месту захоронения. Платформу притопляют и извлекают ее из-под тора, а тор-контейнер плавно самопогружают на дно в горизонтальном положении, образуя последовательно модульно-блочное днолежащее сооружение хранилища. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способам очистки акватории от радиоактивных и токсичных отходов и их перезахоронения.

Известен способ захоронения радиоактивных и токсичных отходов в емкостях на дне моря, включающий изготовление контейнера с защитными покрытиями, размещение в нем отходов, герметизацию контейнера и последующее его самопогружение на дно акватории [1] Наиболее близким к предлагаемому является способ перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов, включающий размещение отходов в первичной капсуле, погружение их на дно акватории, извлечение их со дна, изготовление контейнера, загрузку в него капсул с отходами, герметизацию и последующее погружение контейнера на дно акватории [2] Недостатками известных способов являются сложность и многодельность изготовления контейнеров, их малая вместимость. А также необходимость транспортирования контейнеров с помощью специальных транспортных средств к месту захоронения и хаотичное погружение их на дно акватории либо необходимость сооружения громоздкого могильника, что не обеспечивает достаточную безопасность окружающей среды и возможность контроля экологической обстановки в районах захоронения отходов, особенно когда они в ветхом состоянии, поскольку извлечение последних со дна акватории сопряжено с крайне опасной операцией.

Техническая задача заключается в упрощении способа перезахоронения ветхих от времени хранения на дне акватории контейнеров с отходами при повышении экологической надежности процесса и безопасности окружающей среды и снижении стоимости за счет возможности конвейерного процесса сбора отходов непосредственно в полость контейнера и перезахоронения в акватории.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов на дне акватории, включающем изготовление контейнера, извлечение отходов со дна акватории и загрузку отходов в него, герметизацию контейнера и последующее его погружение на дно акватории, согласно изобретению, изготовление контейнера осуществляют на плавучей платформе путем укрупнительной сборки сборных предварительно напряженных железобетонной сборки сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов в объемно предварительно напряженный тор-контейнер с замоноличиванием швов между элементами напрягающим бетоном с последующей транспортировкой платформы с тор-контейнером к месту обнаружения отходов, погружением на дно акватории и фиксированием ее оппозитно месту нахождения отходов, после чего производят загрузку тор-контейнера отходами, затем платформу поднимают на поверхность акватории, герметизируют тор-контейнер путем замоноличивания замыкающего кольцевого элемента тора напрягающим бетоном и транспортируют к месту захоронения отходов, а погружение тор-контейнера на дно акватории осуществляют после извлечения платформы путем ее притопления. При этом загрузку тор-контейнера осуществляют путем кантования отходов смонтированным на платформе захватным устройством и установки их на тележку размещенного в полости тор-контейнера транспортера-сцепа с последующим перемещением ее по мере заполнения тор-контейнера. Кроме того, фиксирование платформы с тор-контейнером осуществляют на дне акватории под углом к поверхности дна акватории. Причем фиксирование платформы с тор-контейнером на дне акватории осуществляют с помощью выдвижных шпор-опор.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что изготовление контейнера осуществляют на плавучей платформе путем укрупнительной сборки сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов в объемно предварительно напряженный тор-контейнер и транспортируют к месту обнаружения ранее захороненных отходов, где платформу погружают на дно акватории в положении причаливания открытой загрузочной замковой части тора непосредственно напротив нахождения отходов, платформу фиксируют на дне, после чего захватное устройство производит захват опасного груза и подачу его на сцеп-тележку транспортера для проталкивания внутрь полости рта, затем платформу с наполненными отходами и водой тор-контейнером поднимают на поверхность и транспортируют.

Затем тор-контейнер герметизируют замоноличиванием последнего замыкающего кольцевого элемента тора напрягающим бетоном, платформу доставляют на место захоронения, где ее притопляют и извлекают из-под тора, который после этого плавно погружают на дно акватории.

При необходимости платформу фиксируют в положении к уровню дна акватории под определенным углом для сохранения от рассыпания ветхих отходов в случае затрудненного доступа.

В последнем случае сбор грузов производят, последовательно переходя от одного груза к другому без всплытия платформы на поверхность воды.

Загрузку тор-контейнера осуществляют путем кантования отходов смонтированным на платформе захватным устройством и установки на тележку непрерывного кольцевого многотележечного сцеп-транспортера и последовательного его проталкивания в полость тор-контейнера по мере загружения последнего.

Сцеп-транспортер оборудуют катучими роликовыми опорами, позволяющими самопроизвольно перекатываться вместе с грузом в удобное положение при изменении положения платформы, например при ее всплытии или при качании во время шторма.

Кроме того, перед захватом отходов со дна акватории платформу на дне в месте их обнаружения фиксируют с помощью выдвижных шпор, упираемых в дно акватории.

Платформу оборудуют системой баллансировочных емкостей, обеспечивающих затопление платформы в любом положении, в том числе под определенным оптимальным углом.

Предлагаемая последовательность операций позволит извлечь со дна акватории и перезахоронить беспорядочно разбросанные, в том числе ветхие от времени отходы в надежном герметичном контейнере, при этом максимально обеспечить безопасность работ и упростить их за счет возможности заполнения тор-контейнера на дне.

При этом размещение внутри тор-контейнера кольцевого замкового многотележечного транспортера-сцепа и выполнение заборного устройства, обеспечивающего кантование платформы, позволяет механизировать процесс загрузки отходами тор-контейнера в непрерывном цикле. Выполнение контейнера в виде железобетонного тора и наличие герметичного люка в замковом кольцевом элементе, а также наличие плавсредств типа пантон позволяет без дополнительных средств и опасности повреждений герметизации осуществить самопогружение контейнера в заданном месте складирования отходов на дне акватории.

При различных вариантах (степенях) плавучести тор-контейнера, используют для погружения заборную балластную воду акватории.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно напряженные железобетонные кольцевые элементы целесообразно изготавливать вблизи плавучей платформы, т.е. на берегу акватории.

Плавучесть платформы определяют из расчета непогружения ее на прибрежное дно, при этом в период замерзания воды сборка тора возможна на поверхности вмерзшей в лед платформы (или нескольких платформ) с расчетом всей подготовки к весеннему таянию льда, а также работой на склад.

Платформа выполнена с расчетом ее притопления и потопления на дно акватории, в том числе с расчетом причаливания к днолежащим отходам под определенным оптимальным углом из условия удобства захвата и кантования отходов.

Платформа имеет для фиксации выдвижные шпоры-опоры. На платформе установлено захватное устройство, например типа обратная лопата, и поперечный по отношению к тору трап-пантус откидного выдвижного типа.

Изготовление контейнера осуществляют на платформе путем раскладки и стыковки кольцевых железобетонных элементов. При этом образуется тор-емкость, в стенке которой пропускают арматурные канаты и натягивают их гидроцилиндрами, обжимая все стыки, после чего их замоноличивают напрягающим бетоном.

При диаметре тела (трубы) тор-контейнера около 6 м и его диаметре в плане 30 м полезный объем тора составит около 2000 м³. В случае необходимости, по условиям обращения с отходами, внутри тор-контейнера укрепляют сварную металлическую тонкостенную рубашку из нержавеющего листа, выполняющую дополнительные защитные функции.

Собранный таким образом тор-контейнер без замыкающего кольцевого элемента готов к загрузке отходами. В его полости монтируют многотележечный цепной транспортер-сцеп с роликовыми опорами, обеспечивающими самоустановку груза при изменении наклона платформы и тора. Платформу буксируют к месту обнаружения отходов, захороненных на дне акватории.

Над местом нахождения отходов платформу погружают на дно, по месту корректируя причаливание к отходам стороной платформы, где размещена замковая открытая часть тора (в случае необходимости под оптимальным углом к лежащим отходам), и производят фиксацию платформы, например, с помощью выдвижных шпор-опор или якоря.

Выдвигают транспортер с грузовой площадкой на конце, захватное устройство захватывает, кантует и подает груз с отходами на тележку, последнюю с отходами вставляют в состав кольцевого транспортера-сцепа, который последовательно, по мере загрузки его проталкивают внутрь тора.

В случае если в одном месте отходов разбросано недостаточно для загрузки тора, платформу перемещают от одного места забора груза к другому, без поднятия платформы на поверхность акватории, до полной загрузки тор-контейнера и всплытия платформы на поверхность акватории.

После чего замоноличивают замыкающий кольцевой элемент напрягающим бетоном с выполнением встроенного люка с герметичной крышкой.

Загерметизированный тор-контейнер на платформе транспортируют к месту захоронения (тор-склад), где платформу притопляют и извлекают ее из-под тора, который в горизонтальном положении плавно опускают на дно.

В случае положительной плавучести тора через люк замыкающего элемента впускают балластную заборную воду акватории до необходимого плавного погружения тора в момент герметизации люка.

При отрицательной плавучести тор-контейнера к нему крепят временные понтоны сопровождения перед притоплением платформы.

Торы последовательно устанавливают друг на друга при действии выталкивающей воды, резко снижающей давление их друг на друга, образуя модульно-блочное хранилище из расчета подводного непромерзания сооружения, для этого на дне устанавливают вертикальные направляющие с откидными или выдвижными верхними частями, обеспечивающими горизонтальную устойчивость хранилища в целом, по высоте тор-склад рассчитывают в каждом конкретном случае из условия степени промерзания и толщины образования льда и размеров контейнеров.

По условиям работы, в случае перерыва в наличие отходов, возможно создание резервного запаса тор-контейнеров, временно заполненных водой акватории и установленных в хранилище-запаснике с расчетом извлечения их с помощью пантона.

В период отсутствия платформы или сложных погодных условий формование элементов продолжают и складируют их на береговом складе акватории.

Предлагаемый комбинированный способ сбора, упаковки, транспортировки, герметичного и долговечного захоронения днолежащих радиоактивных и токсичных отходов, в том числе и ветхих, позволяет организовать непрерывно-бесперевалочный процесс, упростить его и обезопасить персонал, сохранив экологическую безопасность региона.

Формула изобретения

1. Способ перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов на дне акватории, включающий изготовление контейнера, извлечение отходов со дна акватории и загрузку отходов в него, герметизацию контейнера и последующее его погружение на дно акватории, отличающийся тем, что изготовление контейнера осуществляют на плавучей платформе путем укрупнительной сборки сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов в объемно предварительно напряженный тор-контейнер с замоноличиванием швов между элементами напрягающим бетоном с последующей транспортировкой платформы с тором-контейнером к месту обнаружения отходов, погружением на дно акватории и фиксированием ее оппозитно месту нахождения отходов, после чего производят загрузку тора-контейнера отходами, затем платформу поднимают на поверхность акватории, герметизируют тор-контейнер путем замоноличивания замыкающего кольцевого элемента тора напрягающим бетоном и транспортируют к месту захоронения отходов, а погружают тор-контейнер на дно акватории после извлечения платформы путем ее притопления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрузку тора-контейнера осуществляют путем кантования отходов смонтированным на платформе захватным устройством и установки их на тележку размещенного в полости тора-контейнера транспортера-сцепа с последующим перемещением ее по мере заполнения тора-контейнера.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фиксирование платформы с тором-контейнером осуществляют на дне акватории под углом к поверхности дна акватории.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фиксирование платформы с тором-контейнером на дне акватории осуществляют с помощью выдвижных шпор-опор.