Производство железобетонных контейнеров для решения проблем обращения с РАО

Хранение радиоактивных отходов в контейнерах из высокопрочного и долговечного бетона, с соблюдением необходимых технологических регламентов, гарантирует безопасный распад радионуклидов без выхода ионизирующего излучения в окружающую среду, как в процессе стабильного хранения, так и при возможных аварийных ситуациях.

НЗК: долговечность и экономичность

В ОАО «345 механический завод» создан и уже пять лет успешно эксплуатируется технологический комплекс по серийному выпуску невозвратных железобетонных защитных контейнеров НЗК-150-1,5П, НЗК-150-1,5П(С) и НЗК-Радон для хранения и транспортирования РАО низкой и средней активности. Все эти годы ОАО «345 механический завод» активно сотрудничает с ГУП МосНПО «Радон», имеющим многолетний опыт обращения с РАО.

Расчетный срок эксплуатации контейнеров НЗК составляет 300 лет. Они могут использоваться для хранения РАО в обслуживаемых зданиях (холодных или отапливаемых) не менее 50 лет, в приповерхностных или подземных сооружениях (региональных хранилищах) – до 250 лет, то есть до фактического превращения радиоактивных отходов в бытовые. При этом стоимость серийно выпускаемых контейнеров в 2 – 2,5 раза ниже аналогов, применяемых для хранения упаковок с РАО в Швеции и Словакии.

Контейнеры НЗК включены в реестр контейнеров и упаковок Росатома, рекомендованных к применению на объектах атомной энергетики.

«Рабочая программа по обращению с РАО на период 2003-2008 годы», утвержденная 4 июля 2003 года, и Федеральная целевая программа «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года» (Постановление Правительства Российской Федерации от 06.10.2006 г. №605) предусматривают применение НЗК-150-1,5П(С) в качестве основного контейнера для АЭС.

Хранение кондиционированных РАО с использованием железобетонных контейнеров этого типа 28 сентября 2007 года одобрено секцией №4 «Безопасность объектов использования атомной энергии» научно-технического совета Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору как одно из направлений решения проблемы окончательного захоронения РАО.

Основные модели и характеристики контейнеров

Модель	НЗК-150-1,5П	НЗК-150-1,5П (С)	НЗК-Радон
Ёмкость, м3	1,50	1,15	1,90
Толщина стенок, мм	150	150	110
Габаритные размеры, мм	1650x1650x1375	1650x1650x1375	1650x1650x1340
Масса, т	4,30	4,45	4,00
Масса с отходами, т	7,30	7,30	6,50

ОАО «345 механический завод» проводит испытания контейнеров при сертификации изделий и контрольное тестирование при серийном производстве. Методика испытаний соответствует требованиям стандартов и норм на упаковочные комплексы для РАО и согласована с Ростехнадзором РФ.

Контейнер железобетонный защитный невозвратный защищен патентами РФ и свидетельством РФ на полезную модель, патентом РФ на промышленный образец перебазируемой модульной бетоносмесительной установки.

Помимо контейнеров НЗК в ОАО «345 механический завод» разработаны, изготовлены, испытаны и поставляются заказчикам специальные грузозахватные механизмы для всех технологических этапов их перемещения.

Модуль по производству контейнеров

Технологический комплекс ОАО «345 механический завод» при работе в одну смену позволяет выпускать 1000 контейнеров ежегодно. При этом у предприятия есть возможность расширить производство до 5000 контейнеров в год.

Технологический комплекс ОАО «345 механический завод»

В состав технологического комплекса по производству контейнеров НЗК входят два технологических модуля – по производству НЗК и герметизации контейнеров после их заполнения радиоактивными отходами.

Технологический модуль по производству контейнеров включает в себя:
– бетоносмесительный узел;
– стенд изготовления пространственных арматурных каркасов;
– комплект металлических форм;
– пост подготовки форм и установки арматурного каркаса;
– пост бетонирования;
– площадки выдержки и распалубки изделий;
– пост окраски наружной поверхности дезактивирующей краской;
– комплект траверс для различных погрузо-разгрузочных работ;
– лабораторию бетона и железобетона.

Бетоносмесительный узел (БСУ) представляет собой автоматизированное производство и обслуживается одним оператором. Он состоит из современного смесительного, дозирующего и коммуникационного оборудования. Компьютерная система управления агрегатами БСУ и технологическими процессами позволяет фиксировать и длительно хранить в архиве состав каждого замеса бетона.

Система дозирования компонентов бетона обеспечивает точность дозирования состава в два раза выше предусмотренной техническими нормами (по воде, цементу и растворам химических добавок – ± 2%). Это обеспечивает однородность высоких показателей качества бетона.

БСУ снабжен двухвальным смесителем СБ-163; он может быть укомплектован и другими эффективными смесителями, например DKX-1,0 немецкой фирмы BHS.

Оборудование БСУ позволяет выпускать все виды высокопрочного и особо прочного бетона, в том числе тяжелого и сверхтяжелого, используемого при выпуске контейнеров для хранения РАО высокой активности. За шесть лет эксплуатации БСУ не было случаев выпуска бетона низкого качества.

Бетон контейнеров имеет следующие характеристики: класс прочности на сжатие – В50(М700), марки по морозостойкости и водонепроницаемости – F300 и W8, класс арматуры – АIII. Вследствие высокого качества бетона и интенсивного набора прочности в ранние сроки (50-60 % в сутки в зависимости от требуемого класса бетона) контейнеры твердеют в естественных условиях, что является залогом их долговечности.

Модуль герметизации

В состав технологического модуля герметизации контейнера НЗК после его заполнения РАО входят:
– транспортная система перемещения контейнера и цементной смеси;
– установка подъема, фиксации и опускания крышки контейнера до и после заливки межбочечного пространства;
– установка герметизации швов крышки контейнера;
– узел приема–промывок агрегата;
– узел подачи сжатого воздуха;
– бокс для разрезания мешков цементной смеси;
– установка взвешивания и маркировки контейнеров НЗК;
– пульт управления оборудованием модуля.

Сухие компоненты смеси подают в отдельной таре из расчета на один замес. Герметизирующая смесь обеспечивает прочность 600-650 кг /см², что соответствует характеристикам бетона класса В50; обладает повышенной способностью к деформации и несколько пониженным модулем упругости по сравнению с бетоном корпуса и крышки. Эти свойства позволяют поглощать больше энергии удара (из расчета на единицу объема бетона шва) и предотвращать образование трещин при падении контейнера.

Производительность модуля герметизации – 10 контейнеров в смену.

***

Сферой применения контейнеров НЗК могут быть АЭС и организации Росатома, спецкомбинаты системы «Радон», нефтегазовая отрасль, горно-обогатительные (урановые) производства, коммунальные службы.

В настоящее время налажено сотрудничество предприятия с атомными станциями концерна «Росэнергоатом» (Нововоронежской, Смоленской, Ростовской, Белоярской и Кольской АЭС), спецкомбинатами системы «Радон» и другими организациями, технологический цикл которых предполагает обращение с радиоактивными отходами.