Инженеры Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого впервые в инженерной практике разработали архитектуру цифрового двойника печи остекловывания. Проект внедряется на расположенном в Челябинской области комбинате "Маяк".
Как сообщили в региональном минпроме, промышленный комплекс по остекловыванию радиоактивных отходов (РАО) открылся на химкомбинате 37 лет назад. В нем переводят в безопасное состояние жидкие радиоактивные отходы, образующиеся в процессе переработки облученного ядерного топлива.
- Новый метод виртуальной проверки печи позволяет рассчитать параметры ее работы, снизить число испытаний и тем самым уменьшить сроки изготовления оборудования и его стоимость. Кроме того, впервые появилась возможность просчитать множество режимов работы установки еще до натурных испытаний, не говоря уже о промышленной эксплуатации, - отметили на атомном предприятии. - Главным преимуществом на этапе проектирования является сокращение сроков разработки и испытаний, а на этапе эксплуатации - безопасность и оптимизация производственных процессов.
Остекловывание - процесс перевода концентрированных жидких радиоактивных отходов в твердое стеклоподобное состояние. С помощью электропечи их нагревают до 1000 градусов по Цельсию и подвергают обезвоживанию для сокращения объема, а потом перемешивают со стеклообразующими добавками. В итоге получается жидкий расплав стекла, содержащий радиоактивные элементы, который из печи разливают в стальные бидоны, где он застывает в стеклоблоки, пригодные для дальнейшего уже безопасного хранения и последующего захоронения на глубине сотен метров под землей.
Все эти процессы управляются дистанционно - без прямого контакта человека с радиоактивной средой: в отличие от общепромышленного стекловаренного оборудования, печи остекловывания находятся в закрытых бетонных каньонах, облицованных нержавеющей сталью. Поэтому выход из строя любого важного элемента приводит к остановке всего агрегата. Электропечь включается и выключается один раз и должна отработать в непрерывном режиме пять-шесть лет в условиях повышенных температур и радиации, коррозионной активности расплава и особой парогазовой среды. Теперь проектирование и испытания столь сложных установок можно проводить быстрее и дешевле, а главное - с большим запасом надежности, уверены на предприятии.