В Варне с 6 по 8 июня 2018 года прошёл традиционный международный атомный форум "Булатом", посвящённый текущему состоянию и перспективам атомной энергетики Болгарии.
Один из докладов, с которым выступил представитель болгарской компании ДП РАО Георги Патеров, был посвящён применению технологии плазменной переработки твёрдых РАО, образующихся при выводе из эксплуатации блоков №№1/4 АЭС "Козлодуй".
Полное название установки - сооружение для переработки и кондиционирования твёрдых РАО с большим коэффициентом сокращения объёма. Краткое название - сооружение плазменного сжигания (по-болгарски - СПИ).
Разработчиком проекта СПИ выступил консорциум в составе "Iberdrola" и "BELGOPROCESS" и большой группы субподрядчиков. Сооружение установки стартовало в 2015 году и продлилось два года.
В период с 29 по 31 мая 2017 года прошли 72-часовые комплексные испытания с загрузкой нерадиоактивных отходов. А в конце мая - начале июня 2018 года состоялись горячие испытания с реальными РАО, в ходе которых менее чем за пять дней было переработано 6500 кг радиоактивных отходов.
СПИ была установлена в здании спецкорпуса-2 (СК-2) АЭС "Козлодуй". При этом единственное крупное изменение, которое пришлось сделать в здании - добавить кровельную конструкцию.
Для работы установки требуется 20 человек персонала.
Назначение установки СПИ - переработка и кондиционирование низко- и среднеактивных короткоживущих твёрдых РАО. Такие отходы могут образовываться при эксплуатации станции, а также значительные их объёмы образуются при выводе энергоблоков.
На переработку в СПИ могут доставляться отходы непрессованные, то есть в том же виде, в каком они образуются (их хранят, как правило, в мешках). Могут также быть отходы прессованные (в бочках) и гиперпрессованные (предварительно сжатые на 910-тонном прессе).
Коэффициенты сокращения объёма на СПИ для этих отходов таковы:
- 2 раза для гиперпрессованных;
- 20 раз для прессованных;
- до 81 раза для непрессованных.
Производительность установки СПИ - 65 кг/ч при работе 4000 часов в году. Таким образом, за год можно переработать более 250 тонн отходов.
Удельные активности перерабатываемых отходов - до 20 тысяч Бк/кг по альфа-излучению и до 517 тысяч Бк/кг по гамма-излучению.
В установке СПИ используется высокотемпературная обработка РАО с помощью плазменной технологии (температура в дуге до 15000°C, в рабочей камере до 1500°C).
Это гарантирует, что конечный продукт будет выглядеть как стекловидная масса, свободная от органических материалов и пригодная для постоянного захоронения.
Полученный расплав выдерживается примерно неделю в сборной камере, после отправляется во временное хранилище, откуда в будущем его вывезут на постоянное захоронение в национальном хранилище.В систему подачи РАО входят приёмный контейнер с весами, подъёмник, воздушный шлюз и двухступенчатый измельчитель с гидравлическим приводом (мощность двигателя - 75 кВт).
После измельчителя отходы подаются в камеру первичной обработки. Её диаметр 2200 мм, высота 2800 мм. Максимальный объём расплава в камере - 200 литров, объём выливающегося расплава - 180 литров. Мощность плазменной горелки - 500 кВт.
Предварительный нагрев печи камеры осуществляется с помощью дизельной горелки, затем подключается плазменная горелка. Как уже сказано выше, температура в печи достигает в итоге 1500°C.
Полученный расплав направляется в сборную камеру, полностью механизированную и дистанционно управляемую. Перед обработкой очередной партии в камеру ставятся пустые ёмкости, на выходе получаются закрытые и готовые к транспортировке ёмкости с расплавом.
Проблемой газой в СПИ занимаются в камере вторичной обработки диаметром 1900 мм и длиной 7200 мм. Здесь с помощью дизельной горелки при температуре 900°C производится полное сжигание остатков отходов.
Далее газы охлаждаются до температуры 190°C, поступают на высокотемпературные рукавные фильтры из тефлона и на HEPA-фильтры (cтепень очистки - 99,5%). Далее газы поступают на скруббер и (после подогрева до 200°C) в DeNOx-систему для денитрификации каталитическим методом при помощи аммиака.
Конечный пункт маршрута газов - вентиляционная труба, через которую они выбрасываются в окружающую среду.
Выбросы газов в реальном времени контролируются по ряду химических соединений и по пылевым частицам.
Осуществляется также радиационный мониторинг путём отбора проб. Фильтры заменяются через 24 часа и анализируются на α- и β-активность. Отдельно существует система радмониторинга помещения, в котором расположена установка СПИ. Естественно, контролируется и дозовая нагрузка на персонал.
Управление работой установки СПИ производится дистанционно. Имеются пять программируемых логических контроллеров (ПЛК) и две независимые рабочие станции. Управлять системой можно как из центрального зала, так и с помощью панелей, установленных на месте. Предусмотрены уставки по ряду параметров, при достижению которых система автоматически останавливает работы.
В системе электропитания предусмотрен аварийный дизель-генератор на случай отключения электроэнергии - он восстановит менее чем за 30 секунд питание всего оборудования, необходимого для перевода установки в безопасное состояние. В течение времени (30 секунд), необходимого для подключения дизель-генератора, питание обеспечивается с помощью бесперебойных источников питания.
Так как в системе СПИ при работе достигаются высокие температуры, то требуется отвод тепла, который осуществляется с помощью технической воды группы "А". Дополнительно имеются два бустерных насоса с расходом 120 м3/ч.
В установку входят также автономная система пожаротушения (в двух наиболее опасных зонах), системы подачи сжатого воздуха и азота, а также система подачи дизельного топлива для дизельных горелок (его запас достаточен для месяца работы установки).
Горячие испытания установки СПИ прошли успешно, и на ней можно приступать к переработке отходов, заявил в заключение Георги Патеров.