Home / Новые технологии / Индукционно-шлаковая переплавка радиоактивных металлических отходов
“Одним из обязательных условий дальнейшего масштабного развития атомной энергетики России является решение задачи комплексного обеспечения ядерной, радиационной и экологической безопасности. Важнейшее направление деятельности в этой области — организация безопасного и экономически эффективного обращения с облученным ядерным топливом (ОЯТ), которое отработало свой ресурс и нуждается в хранении и переработке. Своевременное решение данной задачи позволит мотивированно снять основные доводы противников развития атомной энергетики, а так же более достоверно оценить затраты на весь жизненный цикл ядерной установки.” А.В. Путилов, Организация длительного технологического хранения ОЯТ как стадия замыкания ядерного топливного цикла в развивающейся атомной энергетике

Индукционно-шлаковая переплавка радиоактивных металлических отходов

Решение проблемы утилизации (переплавки) радиоактивных металлических отходов (РАМО) и улучшения радиационной обстановки при реконструкции или снятии АЭС с эксплуатации актуально для всех стран, развивающих атомную энергетику.
Для решения этой задачи, в разных странах использовали, в основном, электродуговые и индукционные установки. Как показала практика, применение печей такого типа создает огромные проблемы со сбором и переработкой пыли и шлака; громоздка и дорога система газоочистки. Однако и применение индукционных вакуумных печей имеет ряд существенных недостатков — весьма ограниченный срок службы плавильных тиглей (примерно 50 плавок) и изложниц, что приводит к образованию дополнительных объемом не перерабатываемых вторичных отходов.
Для подготовки РАМО к длительному хранению, окончательному захоронению либо, в отдельных случаях, для оборотного использования очищенного металла наиболее перспективным является использование процесса индукционно-шлаковой переплавки в печах с «холодным» тиглем.

Индукционный плавитель с «холодным» тиглем

Этот процесс предусматривает расплавление РАМО в индукционной печи с «холодным» тиглем в присутствии дезактивирующего солевого флюса, формирование монолитного слитка очищенного металла и переработку методом цементирования или остекловывания образующегося шлака, содержащего основную массу радионуклидов.
Дезактивация РАМО при индукционно-шлаковой их плавке достигается за счет перераспределения радионуклидов между металлом и солевым флюсом. При этом коэффициент очистки металла будет тем выше, чем более химически активным будет применяемый солевой расплав по отношению к радионуклидам, находящимся в РАМО.

Плавка РАМО позволяет достичь положительный эффект в нескольких направлениях:

• уменьшение в 4-6 раз объемов отходов и, соответственно, объемов хранилищ и могильников;
• переведение части РАМО из категории высокоактивных в средне- или низкоактивные и, как следствие, упрощение и удешевление их хранения;
• переведение низкоактивной части РАМО а категорию коммерческого металла, использование которого возможно в металлургических процессах в качестве оборотного металла при производстве конструкционных материалов для атомной техники (коррозионностойкие стали и циркониевые сплавы)
• упрощение измерения уровня удельной и интегральной активности РАМО;
• практически исключается возможность радиоактивного загрязнения окружающей среды, благодаря равномерному распределению и надежной фиксации радионуклидов в металлической матрице.
Установки по плавке РАМО располагаются в боксах, находящихся под пониженным давлением и снабжены специальной системой газоочистки. Фрагментированные РАМО с помощью загрузочного устройства попадают в приемный бункер загрузочного устройства и затем в плавильный тигель. Наибольший размер фрагментов отходов, поступающих на плавку, должен быть не более 250 мм, а масса одного куска до 25 кг. Основные технические характеристики установки по переплавке РАМО приведены в Таблице 1.

Наименование Величина
Производительсноть, кг/сут до 3000
Тип нагревателя Индукционный
Мощность, кВт до 1000
Частота тока, Гц 2400
Температура расплава, С до 2000
Тип плавителя "холодный тигель"
Диаметр тигля, мм до 500
Высота тигля, мм до 1500
Высота установки, мм до~7000+8000
Длина установки, мм ~6000
Ширина установки, мм ~5000

1.gif

Основными достоинствами установки, по сравнению с электродуговыми и индукционными с керамическим тиглем печами, являются:

• компактность и малая материалоемкость оборудования;
• длительный ресурс работоспособности;
• компактность и простота газоочистки;
• малое количество флюса (3-5 % от массы металла) и образующегося шлака;
• отсутствие изложниц и другого литейного оборудования;
• высокое качество получаемого металла;
• возможность дистанционного контроля и управления процессом плавки и демонтажа оборудования; возможность остекловывания образующегося шлака.

Check Also

AREVA не досчитается в США одного заказа на строительство USEPR

Группа AREVA может не досчитаться в США одного заказа на строительство энергоблока с реактором USEPR. …

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *