Atomic-Energy.ru

Металлические контейнеры для транспортирования РАО

3 марта 2012
Внешний вид танк-контейнера

Введение

Транспортировки радиоактивных и ядерных материалов являются неотъемлемой частью функционирования ядерного топливного цикла России. Определенную долю в объеме перевозок радиоактивных материалов занимают перевозки радиоактивных отходов (РАО).

Особую актуальность и значимость проблема безопасного транспортирования РАО приобрела в настоящее время в связи со следующими обстоятельствами:

  • большое количество накопленных РАО, размещенных на значительном расстоянии от мест переработки и хранения (захоронения);
  • отсутствие или недостаточное наличие на действующих предприятиях и объектах технологических систем и установок для переработки и кондиционирования РАО, а также сооружений для долговременного хранения кондиционированных РАО;
  • наличие (создание новых) специализированных предприятий, занимающимися вопросами переработки, кондиционирования и долговременного хранения РАО.

Рост стоимости услуг на обращение с РАО, в первую очередь на долговременное хранение (захоронение) твердых радиоактивных отходов (ТРО), обуславливает при выборе варианта обращения с РАО необходимость передачи отходов на специализированные предприятия, что, в свою очередь, требует значительного увеличения объема перевозок.  

В связи с этим возникает необходимость разработки и внедрения в широкую практику универсальных крупнотоннажных контейнеров, позволяющих осуществлять безопасную перевозку больших объемов ТРО с объектов, на которых они образуются, на специализированные перерабатывающие предприятия с целью уменьшения объема и кондиционирования с последующей передачей на долговременное хранение (захоронение).

Краткая информация о предприятии ЗАО «ЭКОМЕТ-С»

Акционерное общество «ЭКОМЕТ-С» (г. Санкт-Петербург) создано в 1994 г. в целях внедрения природоохранных, ресурсосберегающих и экологических технологий в области обращения с твердыми радиоактивными отходами, образующимися на объектах атомной энергетики и промышленности. Основной деятельностью предприятия является оказание услуг по переработке и утилизации металлических отходов, загрязненных радиоактивными веществами (МОЗРВ), в целях уменьшения объема ТРО, направляемых на захоронение, и возврата металла в промышленность для повторного использования.

Предприятие располагает собственными производственными мощностями по переработке МОЗРВ мощностью до 6000 тонн/год, расположенными в г. Сосновый Бор Ленинградской области. Имеющиеся у предприятия технологическое оборудование и лицензии позволяют проводить работы с МОЗРВ, относящимися в соответствии с требованиями действующих нормативных документов к категории низкоактивных ТРО.

Для доставки отходов на свои производственные мощности и отправки вторичных ТРО на долговременное хранение (захоронение) предприятие использует два типа металлических транспортных контейнеров: контейнер транспортный базовый для низкоактивных отходов КТБН-3000 и универсальный крупнотоннажный транспортный контейнер УКТН-24000.

Описание и основные характеристики транспортных контейнеров

Контейнер транспортный базовый для низкоактивных отходов КТБН-3000 разработан и используется ЗАО «ЭКОМЕТ-С» с 1999 г. Контейнер сертифицирован в установленном порядке как упаковка типа «А» для перевозки и хранения металлических радиоактивных отходов, относящихся к материалам с низкой удельной активностью (НУА-I и НУА-II) и объектам с поверхностным радиоактивным загрязнением (ОПРЗ-I и ОПРЗ-II). Грузоподъемность – 3000 кг, объем - 2,0 м3. (габаритные размеры контейнера: длина - 2050 мм; ширина – 1125 мм; высота – 1170 мм, масса (нетто) - 3000 кг). Полная информация о контейнере КТБН-3000 приведена в докладе [1]. Данный контейнер используется при необходимости перевозки незначительных по объему партий отходов или при отсутствии технических возможностей для работы с крупнотоннажными контейнерами (подъездные пути, грузоподъемные механизмы и др.).

Универсальный крупнотоннажный транспортный контейнер УКТН-24000 разработан в 2005 г. ЗАО «ЭКОМЕТ-С» и ОАО СПИИ «ВНИПИЭТ» на базе универсального контейнера типоразмера IСС 20 и представляет собой его модернизированный вариант [2]. Внешний вид контейнера представлен на рис.1.

 

Рис. 1. Внешний вид контейнеров УКТН-24000

 

Контейнер УКТН-24000 соответствует требованиям, предъявляемым к промышленным упаковкам типа 2 (ПУ-2). Контейнер предназначен для хранения и перевозки автомобильным, железнодорожным и морским видами транспорта низкоактивных ТРО, соответствующих требованиям, предъявляемым к материалам с низкой удельной активностью II группы (НУА- II) и объектам с поверхностным загрязнением II группы (ОПРЗ-II).

Основные технические характеристики контейнера УКТН-24000 приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Основные технические характеристики контейнера УКТН-24000

№ п/п

Наименование

Единица измерения

Значение по ТУ

1.

Максимальная масса брутто

кг

24000

2.

Масса порожнего контейнера

кг

2550

3.

Внутренние размеры:

-длина

-ширина

-высота

 

мм

мм

мм

 

5895

2270

2381

4.

Наружные размеры

-длина

-ширина

-высота

 

мм

мм

мм

 

6058

2438

2591

5.

Размеры дверного проема

-ширина

-высота

 

мм

мм

 

2336

2293

6.

Вместимость

м3

32,2

 

Контейнер изготавливается в соответствии с конструкторской документацией КГ 255-00.00.000 и соответствует техническим условиям ТУ 3177-001-55224399-2005. Срок эксплуатации контейнера 10 лет.

Материалы и технология изготовления контейнера соответствует требованиям Российского Морского Регистра. Контейнер УКТН-24000 имеет сертификат Российского морского регистра судоходства как специализированный контейнер для перевозки низкоактивных отходов класса 7.

На контейнер УКТН-24000 ЗАО «ЭКОМЕТ-С» выдан сертификат-разрешение Федерального Агентства по атомной энергии RUS/6051/I-96T (Rev.2). Срок действия сертификата-разрешения по 18.12.2011 г.

Характеристика и радиационный контроль грузов, перевозимых в УКТН-24000

В универсальных крупнотоннажных транспортных контейнерах УКТН-24000 разрешается перевозка и хранение низкоактивных твердых радиоактивных отходов в виде:

  • металлических элементов оборудования, трубопроводов и т.п. объектов атомной энергетики, промышленности и морских судов;
  • изделий из стекла, керамики, полимеров, резины, строительного мусора, грунта, сорбентов, ионообменных смол, изделий из бумаги, картона, древесины, биологических отходов, помещенных в первичную упаковку (пластикатовые или крафт-мешки);

соответствующих требованиям, предъявляемым  к материалам с низкой удельной активностью II группы (НУА-II) и объектам с поверхностным радиоактивным загрязнением II группы (ОПРЗ-II).

При этом удельная активность радионуклидов в материалах НУА-II не должна превышать значений, приведенных в табл.2, а радиоактивное загрязнение объектов ОПРЗ-II не должно превышать значений, приведенных в табл.3.

 

Таблица 2. Удельная активность радионуклидов в материалах НУА-II

Радионуклид

Предельно допустимая удельная активность, кБк/г

Калий - 40

9.104

Марганец - 54

1.105

Железо - 59

9.104

Кобальт - 60

4.104

Цинк - 65

2.105

Стронций  90

3.104

Ниобий - 94

7.104

Цирконий - 95

8.104

Рутений - 106

2.104

Цезий - 134

7.104

Цезий - 137

6.104

Церий - 144

2.104

Европий - 154

6.104

Радий - 226

300

Торий - 232

Не ограничено

Уран - 232

100

Уран - 234

600

Уран – 235*

Не ограничено

Уран - 238

Не ограничено

Известно, что присутствуют только бета- или гамма-излучатели

2.103

Известно, что присутствуют альфа- излучатели

9

Нет соответствующих данных

9

*Суммарная активность радионуклида уран-235 в УКТН-24000 не должна превышать 1,2  МБк (15 г).

 

Таблица 3. Допустимые уровни радиоактивного загрязнения объектов ОПРЗ-II

 

 

Вид загрязнения

Уровни радиоактивного загрязнения, Бк/см2

Для бета-, гамма-излучателей, альфа-излучателей низкой токсичности

Для всех другие альфа-излучателей

Нефиксированное радиоактивное загрязнение на доступной поверхности

400

40

Фиксированное радиоактивное загрязнение на доступной поверхности

8.105

8.104

Нефиксированное радиоактивное загрязнение + фиксированное радиоактивное загрязнение на недоступной поверхности

8.105

8.104

 

Суммарная активность радионуклидов в материалах НУА-II и ОПРЗ-II, загружаемых в контейнер, при выполнении указанных требований по удельной активности и поверхностному загрязнению, ограничивается и контролируется по допустимым уровням излучения, значения которых приведены в табл.4.

 

Таблица 4. Допустимые уровни излучения и радиоактивного загрязнения контейнера УКТН-24000

Уровни излучения от контейнера, не находящегося в условиях исключительного пользования

≤ 2 мЗв/час (200 мбэр/час) на внешней поверхности контейнера

≤ 0,033 мЗв/час (3,3 мбэр/час) на расстоянии 1 м от внешней поверхности контейнера

Нефиксированное (снимаемое) радиоактивное загрязнение внешней поверхности контейнера

≤ 4 Бк/см2 для бета- и гамма-излучателей и альфа- излучателей низкой токсичности

≤ 0,4 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей

Уровень излучения от порожнего контейнера

≤ 0,005 мЗв/час (0,5 мбэр/час) на внешней поверхности контейнера

Радиоактивное загрязнение внутренней поверхности порожнего контейнера

≤ 400 Бк/см2 для бета- и гамма-излучателей и альфа- излучателей низкой токсичности

≤ 40 Бк/см2 для всех других альфа-излучателей

 

Радиационный контроль производится перед загрузкой, при загрузке и после загрузки контейнера путем измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения от контейнера и поверхностной загрязненности. После каждой перевозки низкоактивных ТРО, необходимо контролировать уровень радиоактивного загрязнения наружной и внутренней поверхности контейнера.

 

Перевозка грузов в контейнере УКТН-24000

Перевозка контейнера УКТН-24000 с низкоактивными ТРО может осуществляться железнодорожным, автомобильным и морским видами транспорта при соблюдении правил безопасности перевозки опасных грузов класса 7 ГОСТ 19433-88, предусмотренных для каждого вида транспорта, по транспортной категории «III-ЖЕЛТАЯ».

Транспортный индекс (ТИ) должен быть не более 10. Количество контейнеров, размещаемых на транспортном средстве, должно быть таким, чтобы ТИ не превышал 50. При перевозке на морском судне суммарный ТИ не должен превышать 200.

Контейнер УКТН-24000 относится к большим грузовым контейнерам и его перевозка может осуществляться железнодорожным, автомобильным и морским видами транспорта на условиях исключительного использования по транспортной категории «III-ЖЕЛТАЯ на условиях исключительного использования». При выполнении требований к условиям исключительного использования ТИ контейнера с грузом может быть больше 10, а суммарный ТИ контейнеров на транспортном средстве не ограничен.

ТРО могут поставляться на загрузку в контейнеры УКТН-24000 в охранных (первичных) емкостях или без первичных емкостей (фрагменты оборудования) в следующих видах:

  • в контейнерах прямоугольной формы объемом 1-4 м3;
  • в контейнерах в виде бочек объемом 200 л и более;
  • трубы диаметром от 100 до 200 мм и длиной до 5,8 метра, связанные в пучки;
  • крупногабаритное оборудование массой до 5 тонн единицы оборудования.

Размещение и крепление грузов должно производиться в соответствии с «Техническими условиями крепления грузов в контейнерах» ЦМ-943. При размещении крупногабаритного оборудования весом 3-5 т возможно размещение 6-4 единиц оборудования, соответственно, с общим весом груза в контейнере не более 20 т. При размещении груза в бочках (размер бочки: Д=624 мм, Н=820 мм, масса ~ 400 кг)  общее количество бочек, помещаемых в контейнер, - 34 шт. с общим весом груза до 14 т. При размещение груза, предварительно помещенного в контейнере КТБН-3000, в контейнере УКТН-24000 размещается 5 единиц груза с общим весом до 15 т.

Транспортирование контейнеров осуществляется железнодорожным, автомобильным и морским видами транспорта.

Транспортирование по железной дороге осуществляется на специализированных платформах и в полувагонах в соответствии с действующими Правилами перевозок грузов железнодорожным транспортом. Транспортирование контейнеров автомобильным транспортом осуществляется на специально оснащенных автомобилях-контейнеровозах, прицепах-контейнеровозах и полуприцепах-контейнеровозах. Морские перевозки контейнеров осуществляются на специализированных судах-контейнеровозах и на универсальных сухогрузных судах.

Опыт эксплуатации

По состоянию на середину 2009 г. контейнерный парк предприятия состоит из 68 контейнеров УКТН-24000 и 81 контейнера КТБН-3000. Имеющийся контейнерный парк обеспечивает единовременную загрузку, транспортировку или временное хранение до 1500 т ТРО. Опыт эксплуатации показал, что для временного хранения поступающих МОЗРВ или вторичных ТРО постоянно используется ~30 % из общего числа контейнеров УКТН-24000.

Основная масса отходов с объектов перевозится железнодорожным транспортом с использованием контейнеров УКТН-24000. Целесообразность использования контейнеров УКТН-24000 определяется наличием вблизи объектов железнодорожных станций, осуществляющих операции с крупнотоннажными контейнерами, а также подведенной железной дороги к объекту и соответствующих подъемно-транспортных механизмов с грузоподъемностью не менее 30 т. При отсутствии подъездных путей, условий и необходимых грузоподъемных механизмов, а также при необходимости перевозки незначительных по объему партий отходов, используется контейнер КТБН-3000.

ЗАО «ЭКОМЕТ-С» использует контейнеры КТБН-3000 с 1999 г. Контейнеры использовались для доставки опытных партий МОЗРВ с ОАО «Чепецкий механический завод» при отработке технологии перед вводом в эксплуатацию в 2002 г. промышленного комплекса по переработке и утилизации МОЗРВ, а также для доставки небольших партий МОЗРВ с предприятий и объектов, расположенных в г.Санкт-Петербург и Ленинградской области..

С использованием данных контейнеров в 2004 г. по контракту между ФГУП «СевРАО» и ЗАО «ЭКОМЕТ-С» была проведена доставка и выполнены опытные работы по перера­ботке и утилизации партии низкоактивных МОЗРВ с технической территории ФГУП «СевРАО» в губе Андреева. Состав МОЗРВ - фрагменты демонтированного технологического оборудования, трубопроводов, арматуры, металлоконструкций, части рельсов и цепей из углеродистой стали со значительным присутствием на поверхности коррозионных отложений. Количество МОЗРВ – 40,6 тонн в 20-ти контейнерах КТБН-3000. В результате проведенных работ помимо выбора оптимальной технологии переработки была отработана транспортно-технологическая схема доставки МОЗРВ с данной территории.

Контейнеры УКТН-24000 ЗАО «ЭКОМЕТ-С» использует с октября 2005 г. Контейнеры применяются, в основном, для транспортирования МОЗРВ на производственные мощности предприятия с атомных станций концерна «Энергоатом» и отправки вторичных ТРО на долговременное хранение. С начала эксплуатации с объектов концерна перевезено более 3500 т грузов. Грузы в виде МОЗРВ за исключением крупногабаритного оборудования транспортируются в первичной упаковке (металлические ящики, контейнеры производственного назначения). Вторичные ТРО транспортируются в бочках в соответствии с руководством по эксплуатации на контейнер.

Имеется положительный опыт использования данного контейнера для транспортирования крупногабаритного неразборного оборудования атомных станций. В 2006 г. была осуществлена транспортировка железнодорожным транспортом бывшей в эксплуатации и имеющей высокий уровень радиоактивного загрязнения выемной части ГЦН-310  (вес 21 т) с Кольской АЭС на Нововоронежскую АЭС.

Помимо использования для собственных нужд ЗАО «ЭКОМЕТ-С» передало по договору ФГУП Саратовский зональный специализированный комбинат «Радон» один контейнер УКТН-24000 для последующей эксплуатации с целью перевозки в данном контейнере радиоактивных материалов, поставляемых на спецкомбинат.

Опыт эксплуатации транспортных контейнеров показал, что для организации перевозок в настоящее время оформляются следующих сопроводительные документы: накладная на отпуск материалов, паспорт на каждый контейнер, санитарно-эпидемиологическое заключение. аварийная карточка, справка МВД о принадлежности груза, справка о взрыво-пожаробезопасности груза.

Приемка грузов от перевозчика (железной дороги) осуществляется на основании накладной с проверкой целостности груза и его соответствия сопроводительным документам. По результатам приемки груза  по количеству и качеству составляется Акт приёма-передачи.

К настоящему времени ЗАО «ЭКОМЕТ-С» отработаны транспортно-технологические схемы доставки низкоактивных ТРО на  производственные мощности предприятия из большинства регионов, в которых расположены крупные объекты атомной энергетики и промышленности. С начала эксплуатации перевезено более 800 т ТРО с использованием контейнеров типа КТБН-3000 и более 4300 т ТРО  с использованием  контейнеров УКТН-24000. 

По результатам эксплуатации транспортных контейнеров было установлено, что стоимость перевозки 1 т низкоактивных ТРО железнодорожным транспортом в контейнере УКТН-24000 составляет 1,8-1,9 руб на 1 км. Для контейнеров КТБН-3000 эта величина составляет от 6,1 до 9,1 руб на 1 км. В целом, стоимость перевозки 1 т низкоактивных ТРО с использованием транспортных контейнеров ЗАО «ЭКОМЕТ-С» в десятки раз меньше по сравнению с стоимостью услуг на перевозку со стороны специализированных комбинатов «Радон» (40-60 руб на 1 т/км).

Перспективные направления деятельности

Перспективные направления деятельности предприятия в области организации перевозок радиоактивных материалов направлены на разработку (доработку имеющихся упаковок), сертификацию и ввод в эксплуатацию среднетоннажных (20 тонн) контейнеров и крупнотоннажных (60 тонн) вагон-контейнеров с верхней загрузкой, предназначенных для перевозки низкоактивных ТРО. Внешний вид среднетоннажного контейнера, аналогичного по техническим характеристикам контейнеру УКТН-24000, со съемной верхней крышкой приведен на рис.2.

 

Рис.2 Внешний вид контейнера типа IСС-20` со съемной верхней крышкой (Container 20’x8’x8’6” HARD TOP Type- IP2 (MOD.SICOM OT20/TA1-IP2)

 

Исходя из имеющейся практики эксплуатации УКТН-24000 это позволит:

  • упростить и ускорить операции загрузки отходов, при этом сократится время простоя и увеличится оборачиваемость контейнеров;
  • производить загрузку крупногабаритного оборудования без дополнительной фрагментации;
  • увеличить степень заполняемости контейнеров.

В конечном итоге ввод в оборот контейнеров с верхней загрузкой обеспечит в целом снижение транспортной составляющей в стоимости услуг на обращение с РАО.

Одним из перспективных направлений в области организации перевозок является расширение контейнерного парка по видам перевозимых грузов. В настоящее время ЗАО «ЭКОМЕТ-С» проводит работы по сертификации специализированных танк-контейнеров (цистерн), предназначенных для перевозки ЖРО. Внешний вид контейнера представлен на рис.3.

Вид упаковки: танк - контейнер типа IMO1, выполненный в соответствии  со стандартами ISO и IMO по нормам ASME CODE, статья  VIII, раздел 1. Контейнер  спроектирован согласно требованиям Международных правил грузовых перевозок в части опасных грузов  3,6,8 (RID /ADR). Характеристики контейнера: вместимость – 24 000 л, длина – 6058 мм, ширина – 2438 мм, высота – 2591 мм, максимальный вес брутто – 36 000 кг, обечайка и днище – из нержавеющей стали.

Вид радиоактивного материала: жидкие отходы, загрязненные радиоактивными веществами, относящиеся к материалам с низкой удельной активностью (НУА-II), в виде водных растворов с примесями твердых веществ, не горючие, не токсичные, не взрывоопасные. Ориентировочный химический состав ЖРО: солесодержание – до 10 000 мг/л, РН – до 7, взвеси – до 1000 мг/л, содержание  нефтепродуктов – до 100 мг/л.

Тип транспортного средства и условия перевозок – железнодорожный, автомобильный и морской вид транспорта при соблюдении правил безопасности перевозки опасных грузов класса 7 ГОСТ 19438-88, предусмотренных для каждого вида транспорта по транспортной категории III ЖЕЛТАЯ.

После завершения сертификации данные танк-контейнеры предполагается использовать для оказания услуг по организации перевозок сторонним организациям больших объемов ЖРО для переработки на специализированных предприятиях.

 

 Внешний вид танк-контейнера

 

Заключение

Имеющийся опыт эксплуатации транспортных контейнеров показал, что перевозка низкоактивных ТРО не представляет радиационной опасности как для персонала, так и для населения. За все время перевозок не было случаев аварии, инцидентов или отклонений от нормальных условий перевозок.

Разработка и внедрение ЗАО «ЭКОМЕТ-С» в практику универсальных большеобъемных крупнотоннажных контейнеров явились качественно новым уровнем в организации перевозок ТРО в Российской Федерации. Учитывая то обстоятельство, что суммарные затраты на транспортирование низкоактивных РАО, включая затраты на транспортирование порожних контейнеров и вторичных ТРО с использованием контейнеров УКТН-24000 составляют не более 3-5 % от стоимости услуг по их переработке, можно говорить, в целом, об экономической целесообразности использования крупнотоннажных контейнеров для перевозки РАО с объектов, где они образуются, на специализированные перерабатывающие предприятия. Актуальность использования крупнотоннажных контейнеров возрастает в связи с необходимостью вывода из эксплуатации объектов использования атомной энергии и перемещения больших объемов РАО в пункты окончательной изоляции.

Расширение контейнерного парка позволит ЗАО «ЭКОМЕТ-С» стать ведущей логистической компанией в сфере обращения с радиоактивными отходами в Российской Федерации.

Литературные источники

1. Агапов А.М. и др. Организация транспортирования металлических радиоактивных отходов на перерабатывающие мощности ЗАО «ЭКОМЕТ-С». Сб. докладов VI международной конференции «Радиационная безопасность: транспортирование радиоактивных материалов. АТОМТРАНС-2003», г. Санкт-Петербург, 22.09-26.09.2003 г., с. 58-64.

2. Андреев Д.Е., Гелбутовский А.Б., Трошев А.В., Черемисин П.И. Универсальный крупнотоннажный транспортный контейнер УКТН-24000 для низкоактивных РАО. Опыт ЗАО «ЭКОМЕТ-С» по перевозке металлических отходов, загрязненных радиоактивными веществами. Материалы международного ядерного форума, Международной конференции «Стратегия безопасности использования атомной энергии», IX Международной конференции «Безопасность ядерных технологий: обеспечение безопасности при транспортировании радиоактивных материалов и при обращении с радиоактивными отходами: АТОМТРАНС-2006», г. Санкт-Петербург, 25-29 сентября 2006 г., с. 19-30. 

Авторы

Гелбутовский А.Б., Гринев И.Е., Трошев А.В., Черемисин П.И.

ЗАО «ЭКОМЕТ-С»
188540, г. Сосновый Бор, Ленинградская обл., а/я 221/5
Тел./факс: (81369)-4-23-03, 2-83-49. E-mail: eco@ecomet-s.ru
http://www.ecomet-s.ru