Способ захоронения и перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов в районе акватории

 

Изобретение используется для очистки акватории от радиоактивных и токсичных отходов, содержащихся в разрыхленных от времени хаотически разбросанных днолежащих контейнерах и перезахоронения их в хранилище сухопутного базирования. Изготовление тор-контейнера осуществляют на съемном поддоне, размещенном на плавучей платформе. Затем его транспортируют по поверхности акватории путем буксировки к месту нахождения отходов в районе акватории и фиксируют оппозитно расположению отходов, затем производят загрузку, и тор-контейнер герметизируют на поверхности акватории, после чего его буксируют на платформе к береговому причалу. С платформы снимают поддон с тор-контейнером и складируют на причале, платформу возвращают для повторного использования. При достижении отрицательных температур поддон с тор-контейнером последовательно транспортируют с помощью тяговых механизмов по ледовому покрытию, соединяющему береговой причал с опускным колодцем сухопутного подземного хранилища и производят захоронение поддона с тор-контейнером путем заглубления опускного колодца на высоту этажа хранилища. Ледовое покрытие возводят путем намораживания. Осуществление способа обеспечивает повышение экологической безопасности окружающей среды. 2 з.п. ф-лы.

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

Известен способ перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов, включающий размещение отходов в первичных капсулах, погружение их на дно акватории, извлечение их со дна, изготовление контейнера, загрузку в него капсул с отходами, герметизацию и последующее погружение [1].

Известен способ захоронения отходов на дне акватории в тор-контейнерах, изготовленных на ледяной поверхности (естественной ледяной платформе), сезонно замерзающей акватории путем укрупнительной сборки сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов с замоноличиванием швов между элементами напрягающим бетоном с последующей его транспортировкой к месту нахождения отходов, загрузкой отходами и герметизацией контейнера путем замоноличивания замыкающего кольцевого элемента тора напрягающим бетоном, с последующей транспортировкой тор-контейнера по поверхности акватории к месту захоронения, и погружения его на дно акватории [2].

Недостатками известных способов являются сложность производства работ при сборке ветхих прежде хаотично захороненных отходов на дне акватории, а также непридусмотренность подземного захоронения из-за сложности транспортирования тор-контейнеров по суше и обеспечении экологической безопасности, а также ограниченность во времени изготовления контейнеров, его транспортирования и захоронения.

Техническая задача заключается в упрощении способа захоронения и перезахоронения сохранившихся или ветхих от времени хранения на дне акватории контейнеров с отходами, а также захоронения отходов, находящихся в районе акватории, при повышении экологической безопасности окружающей среды и снижения стоимости, за счет возможности конвейерного процесса сбора отходов в контейнер и транспортирования его водным путем и затем по суше для захоронения отходов в подземном хранилище, расположенном в удаленном от акватории районе.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе захоронения и перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов в районе акватории, включающем изготовление тор-контейнера, загрузку в него отходов, герметизацию контейнера и его захоронение, согласно изобретению, изготовление тор-контейнера осуществляют на съемном поддоне, размещенном на плавучей платформе, с последующей транспортировкой платформы с тор-контейнером к месту нахождения отходов в районе акватории, фиксированием ее оппозитно месту нахождения отходов, загрузкой тор-контейнера отходами, герметизацией тора и транспортировкой его к месту захоронения на платформе по поверхности акватории до берегового причала, затем производят съем поддона с тор-контейнером с платформы и складирование его на причале после чего при достижении отрицательных температур, поддон транспортируют с помощью тяговых механизмов по ледовому покрытию, соединяющему береговой причал с опускным колодцем сухопутного подземного хранилища, и производят захоронение поддона с тор-контейнером путем заглубления опускного колодца на высоту этажа хранилища. При этом ледовое покрытие возводят путем намораживания. Кроме того, в днище поддона размещают тепловыделяющие элементы.

Предлагаемый способ отличается от известного последовательностью операций и наличием дополнительных операций, а именно: изготовлением тор-контейнера на съемном поддоне, установленном на плавучей платформе, транспортированием его по поверхности акватории к месту нахождения отходов, фиксированием, загрузкой контейнера отходами и герметизацией контейнера, транспортировкой к береговому причалу, съемом поддона с контейнером с платформы, складированием его на причале, а затем транспортированием поддонов с контейнером по ледовому покрытию, сооруженному в период отрицательных температур, до опускного колодца сухопутного подземного хранилища, и захоронением тор- контейнера на поддоне путем заглубления опускного колодца на высоту этажа хранилища, с последующим захоронением следующих контейнеров до полного заполнения хранилища. Такая последовательность операции обеспечивает возможность захоронения радиоактивных и токсичных отходов, находящихся в районе акватории, под землей в зонах наименьшей опасности, определяемых в зависимости от структуры грунта, удаленности от акватории и населенных пунктов с минимальными затратами.

Способ осуществляется следующим образом.

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

Плавучесть платформы с поддоном 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 их) с расчетом всей подготовки к весеннему таянию льда, а также работой на склад.

Платформа имеет верхний съемный поддон, который опирается на нижнюю платформу посредством рольганговой дорожки. Кроме того, внутри поддона непосредственно у дна монтируют тепловыделяющие элементы с целью прогрева днища в случае примерзания его в процессе транспортировки тора по ледовому покрытию.

Такая платформа с поддоном выполнена с расчетом ее потопления на дно акватории, например, с помощью встроенных балластировочных цистерн, в том числе с расчетом причаливания к днолежащим отходам под определенным углом из условия удобства захвата и подачи отхода в открытую часть тора и далее внутрь его.

Платформа имеет для фиксации выдвижные шпоры-опоры или якорное устройство. На платформе установлено захватное приспособление, например, типа обратная лопата, и поперечный по отношению к открытой части тора трап-пандус откидного-выдвижного типа.

Изготовление тор-контейнера осуществляют на поддоне, установленном на платформе, путем раскладки и состыковки кольцевых железобетонных элементов. При этом образуется тор-емкость, в толще стенок которой пропускают арматурные канаты, и их натягивают гидродомкратами, обжимая все стыки, после чего их замоноличивают напрягающим бетоном, а каналы с арматурой инъецируют цементным раствором.

При диаметре тора (трубы) тора-контейнера около 6 м и его диаметре в плане порядка 30 м - полезный объем емкости составит около 2000 м³. При необходимости, внутри тор-контейнера укрепляют сварную тонкостенную рубашку из нержавеющей стали.

Собранный таким образом тор-контейнер без замыкающего замкового, кольцевого элемента, готов к загрузке. Внутри тора монтируют многотележечный безрельсовый сцеп-транспортер с роликовыми опорами или тельфера, обеспечивающие постоянное положение груза при изменении наклона платформы и тора или при волнении моря.

Платформу с контейнером 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 хаотично лежащим отходам) и производят фиксацию платформы, например с помощью выдвижных шпор-опор или якоря.

Выдвигают транспортер с грузовой площадкой на конце и устройство захвата, которое кантует груз с отходами, и подает его на тележку сцеп- транспортера, который проталкивают внутрь тора последовательно по мере его загрузки.

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

После чего замоноличивают замыкающий кольцевой элемент напрягающим бетоном, образуя абсолютно герметичную упаковку радиоактивных отходов.

При загрузке жидких отходов с плавсредств, тор-контейнер изготовливают с замыкающим кольцевым элементом, выполненным со встроенным люком с герметичной крышкой.

Сбор отходов как твердых, так и жидких с плавсредств осуществляют на плаву путем причаливания платформы к судну, затем производят герметизацию и загруженый тор-контейнер на платформе транспортируют к месту захоронения: сначала по поверхности акватории до причала, перекатывают поддон с контейнером по рольганговой дорожке на причал, а платформу возвращают для повторного использования. Поддоны с контейнерами складируют на причале, а при низких температурах, путем намораживания, устраивают ледяное покрытие, соединяющее причал с хранилищем. Размеры ледяного покрытия соответствуют беспрепятственному прохождению по льду поддона с тор-контейнером; на поверхности ледяного покрытия устраивают выемку, куда входит киль-фиксатор поддона, обеспечивая надежность перемещения громоздкой конструкции по намеченному пути. Для улучшения скольжения поддона по ледяной поверхности в днище его встраивают тепловыделяющие элементы. Буксировку по льду осуществляют с помощью тягового механизма.

Хранилище радиоактивных и токсичных отходов устраивают на берегу на заданном безопасном расстоянии от акватории, в месте, отвечающем условиям наземного хранения и обеспечения нормальной экологии окружающей среды, в виде сухопутного базирования подземного вертикального тор-хранилища.

Хранилище оснащено опускным колодцем, верхнюю рольганговую поверхность которого располагают перед захоронением на уровне поверхности ледяного покрытия.

При установке первого тор-контейнера на рольганг опускного колодца, последний заглубляют на высоту этажа, образуя шахту, которая соответствует диаметру кольцевого элемента тора и элементов, обеспечивающих процедуры транспортировки. При захоронении следующего тор-контейнера, его надвигают на предыдущий, и опускной колодец заглубляют еще на один этаж, и т.д. до сооружения всего хранилища.

По условиям работы весь процесс захоронения отходов должен сочетаться с особенностями действия ледяного покрытия, в начале которого сосредоточен весь ансамбль необходимого количества тор-емкостей, (модулей тор-хранилища), в конце которой расположен опускной колодец, сооружение, обеспечивающее шаговое, по мере доставки модулей, погружение последних, в геологические формации земли.

В период отсутствия платформы, сложных погодных условий и т. п., формование элементов продолжают, группируя их на прибрежном складе-накопителе.

Предлагаемый комбинированный способ сбора, упаковки, транспортировки, герметичного и долговечного захоронения днолежащих радиоактивных отходов, в том числе ветхих, а также отходов с плавсредств, позволяет организовать непрерывно-бесперевалочный процесс с максимальным использованием местных природно-климатических возможностей, экономически упростить его и обезопасить персонал, сохранив экологическую безопасность региона.

Источники информации.

1. Заявка PCT N 91/05351, кл. G 21 F 9/04, 1991.

2. Патент РФ N 2077747, кл. G 21 F 9/24, Б.И. N 11, 1997.

Формула изобретения

1. Способ захоронения и перезахоронения радиоактивных и токсичных отходов в районе акватории, включающий изготовление тор-контейнера, загрузку в него отходов, герметизации контейнера и его захоронение, отличающийся тем, что изготовление тор-контейнера осуществляют на съемном поддоне, размещенном на плавучей платформе, с последующей транспортировкой платформы с тор-контейнером к месту нахождения отходов в районе акватории, фиксированием ее оппозитно месту нахождения отходов, загрузкой тор-контейнера отходами, герметизацией тора и транспортировкой его к месту захоронения на платформе по поверхности акватории до берегового причала, затем производят съем поддона с тор-контейнером с платформы и складированием его на причале, после чего при достижении отрицательных температур поддон транспортируют с помощью тяговых механизмов по ледовому покрытию, соединяющему береговой причал с опускным колодцем сухопутного подземного хранилища, и производят захоронение поддона с тор-контейнером путем заглубления опускного колодца на высоту этажа хранилища.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ледовое покрытие возводят путем естественного намораживания.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в днище поддона размещают тепловыделяющие элементы.