18 апреля 2012

Обследования и создание технологий обращения с ОТВС в губе Андреева

Atomic-Energy.ru
Рис. 1. Расположение термолюминесцентных детекторов над рядами­ ячеек в БСХ-2Б (черным цветом помечены номера ячеек)

Обследования состояния ячеек в емкостях блоков «сухого» хранения (БСХ) в губе Андреева и размещенных в них чехлов с ОТВС проводились, начиная с 2000 года. Целью исследований было получение исходных данных для разработки технологии и оборудования для выгрузки и вывоза ОТВС на переработку. Работы велись по нескольким направлениям: радиационное обследование, определение наличия воды в ячейке и отбор проб воды и мусора, обследование состояния головки чехла и определение типа чехла с ОТВС.

Радиационное обследование

Рис. 2. Ячейка в БСХ-2А (на чехле лежит свинцовый вкладыш) Ячейка в БСХ-2А (деформация верхнего кожуха чехла, препятствующая его вскрытию по штатной технологии) Неизвлекаемые ОТВС в чехле из углеродистой стали Контейнер типа 6 с ОТВС в приямке БСХ 2А Рис. 3. Подъём чехла с деформацией байонетного замка с помощью специального захвата и размещение чехла в фиксаторе Вскрытие чехла и измерение мощности дозы гамма-излучения Рис. 4. Установка захвата на грибок пробки чехла Установка захвата на головку ОТВС в чехле Захват для чехла без пробки (размещен внутри верхнего кожуха на месте пробки чехла)

Основными задачами радиационного обследования были проведение детальных измерений уровней радиации и определение основных источников излучения в помещениях БСХ. Такие данные необходимы для выработки рекомендаций для снижения дозовых нагрузок при обращении с ОЯТ.

Мощность дозы γ-излучения измерялась на разной высоте над несколькими группами  из семи расположенных рядом ячеек (рис.1), над бетоном между ячейками, а также внутри ячеек по высоте, начиная от головки (верхнего кожуха) чехла, по одной ячейке в каждом хранилище – БСХ-2А и БСХ-2Б. Дополнительно выполнены измерения в ячейке БСХ-2Б с экранированием источников, начиная с головки чехла и ниже, свинцовым диском, установленным на торец головки.

Отобраны пробы активной воды из ячеек БСХ-2Б, бетона и поверхностного наслоения на бетоне (кусочки охрупченной дезактивационной пленки, мусор и т.д.) в обоих хранилищах, определена их активность и радионуклидный состав.

Результаты исследований позволили сделать следующие выводы. Основным дозообразующим радионуклидом является 137Cs.

Источники, определяющие  радиационную обстановку в БСХ-2А и БСХ-2Б, принципиально отличаются по своей природе. Так, для БСХ-2А с практически сухими ячейками мощность дозы определяется излучением от топливных частей ОТВС, проходящим по конструкционным зазорам между трубой ячейки и чехлом, а также от загрязненного бетона. Для БСХ-2Б, где ячейки заполнены водой, закрывающей излучение от топливных частей, мощность дозы определяется излучением от загрязненных поверхностей трубы ячейки, среднеактивной воды и загрязненного бетона.

Причины радиационно-опасной обстановки над емкостями БСХ-2А и БСХ-2Б также различны. В первом хранилище не во всех ячейках установлены крышки со свинцовыми пробками. Во многих ячейках диаметр пробок много меньше диаметра ячеек, поэтому пробки не обеспечивают полного перекрытия излучения. При эксцентричном расположении крышек образуются серповидные зазоры у стенок ячеек, где и зафиксировано прострельное излучение. В большинстве ячеек БСХ-2Б удалены бетонные пробки и на открытые ячейки установлены тонкостенные стальные крышки, использование которых неэффективно для ослабления излучения.

Полученные в результате обследования данные позволили создать расчетную модель, описывающую радиационную обстановку в БСХ. Она была использована для расчетов толщины горизонтальной стальной защиты, которая позволит нормализовать радиационную обстановку.

Разработка технологического инструмента

В настоящее время разрабатывается проект, направленный на создание в губе Андреева комплекса по обращению с ОЯТ, одним из основных элементов которого станет дистанционно управляемый перегрузочный агрегат (ПА), размещенный в здании – укрытии БСХ.

На одной из тележек ПА будет располагаться робот-манипулятор со сменным навесным оборудованием для выполнения технологических операций по подготовке чехлов к поштучной выгрузке из них ОТВС.

В ходе обследования ячеек и чехлов в них были выявлены значительные отклонения от штатного состояния (рис. 2), которые требуют использования при подготовке к выгрузке ОТВС специальных технологических приемов и оборудования.

При обследовании ячеек и чехлов использовался специально разработанный и изготовленный инструмент. Подъем чехла с деформацией байонетного замка с помощью специального захвата, размещение его в фиксаторе, вскрытие и измерение мощности дозы γ-излучения показаны на рисунке 3.

Результаты обследования более 950 ячеек БСХ-2А и БСХ-2Б и размещенных в них чехлов позволили определить виды оборудования, необходимого для подготовки ячеек и чехлов к выгрузке ОТВС, и сформулировать исходные требования к нему.

С помощью такого оборудования будут выполнены следующие основные технологические операции:

  • удаление ЖРО и воды из ячейки;
  • удаление ТРО (мелкий мусор, крупные посторонние предметы) с головки чехла;
  • исправление деформации верхнего кожуха чехла или его резка либо расширение;
  • подрыв пробки чехла и удаление ее;
  • установка пробки на чехол с неизвлекаемыми ОТВС.

Разработан, изготовлен и испытан технологический инструмент – установки захвата на грибок пробки чехла и на головку ОТВС, а также захват для чехла без пробки, размещаемый на ее месте внутри верхнего кожуха (рис. 4).

Установки и захват могут быть использованы в ПА с дистанционным управлением как сменное навесное оборудование робота-манипулятора, а также в качестве ручного инструмента.

После разработки и экспериментальной проверки оборудование для подготовки ячеек и чехлов к выгрузке должно войти в состав перегрузочного ­агрегата.

Авторы

Е.Б. Архангельский – нач. группы, С.Ю. Булкин - зам. нач. отдела, В.В. Вазингер - к.т.н., вед. научный сотрудник, В.П. Васюхно - к.т.н., нач. отдела, А.В. Соколов - зам. нач. отдела, А.И. Яшников - нач. группы

ОАО «НИКИЭТ»