ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» является разработчиком технологий и оборудования для переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Разработки включают различные по принципу и назначению устройства: от отдельных фильтров ультра- и микрофильтрации до систем комплексной переработки.
Комплексный подход обеспечивается возможностью последовательного или параллельного подключения модульных устройств в зависимости от целей, состава и необходимой производительности переработки. Модульный принцип делает возможным выбор требуемой конфигурации модулей в технологической схеме для решения практически любой задачи по переработке средне- и низкоактивных ЖРО ЯЭУ, имеющих практически всегда сложный радионуклидный и физико-химический состав, определяемый присутствием в них отработанных дезактивирующих растворов, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, взвесей, включая продукты коррозии.
Автоматизированный режим работы модульной мембранно-сорбционной установки (ММСУ-А), а также модульной установки цементирования (МУЦ) с модернизированным модулем упаривания концентратов (МУК-М) позволяют существенно снижать уровень дозовых нагрузок на эксплуатирующий персонал, а возможность глубокой очистки, концентрирования и цементирования позволяет обеспечивать современные требования к компаундам для длительного захоронения.
Модульная мембранно-сорбционная установка (ММСУ) предназначена для концентрирования низкоактивных жидких радиоактивных отходов сложного физико-химического состава с очисткой фильтрата до санитарных норм, допускающих сброс в открытые водоемы.
ММСУ состоит из следующих функциональных модулей:
- модуль микрофильтрационный (ММФ)
- модуль ультрафильтрационный (МУФ)
- модуль обратноосмотический (гиперфильтрационный, МОО)
- модуль ионного обмена (МИО)
- реактор-отстойник (РО)
- модуль регенерации
ММСУ в сборе обеспечивает очистку жидких радиоактивных отходов ниже допустимых уровней активности основных экологически опасных радионуклидов 90Sг и 137Cs, которые составляют, соответственно, 5,0·105 и 11,0·105 Бк/л (1,3·10-10 и 3,0·10-10 Кu/л), согласно НРБ-99.
Модуль микрофильтрационный (ММФ) предназначен для предварительной очистки перерабатываемых жидких радиоктивных отходов от взвешенных веществ.
Состав модуля:
- четыре глубинных патронных фильтроэлемента типа ФПГ на основе полиамидной мембраны
- манометр
- мембранный разделитель
Корпус модуля изготовлен из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Тонкость фильтрации — 20 и 5 мкм.
Производительность очистки ЖРО составляет 1,5-4,0 м3/час
Модуль ультрафильтрационный (МУФ) предназначен для очистки исходных жидких радиоактивных отходов от взвешенных веществ, эмульгированных нефтепродуктов, а также для частичной очистки от растворенных нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ (ПАВ), сорбировавших и экстрагировавших радионуклиды.
Состав модуля:
- четыре трубчатых или рулонных ультрафильтра
- блок промывки, запорно-регулирующая арматура и контрольно-измерительные приборы
- трубопроводы
Производительность очистки ЖРО составляет 0,1-0,6 м3/час
Модуль обратного осмоса (МОО) предназначен для концентрирования и обессоливания радиоактивных загрязненных вод, очистки от радионуклидов и токсичных соединений (тяжелые металлы, ПАВ, нефтепродукты).
Насосом высокого давления обеспечивается подача ЖРО с рабочим давлением 0,6 МПа на четыре патрона с рулонными обратноосмотическими элементами. Модуль оборудован датчиками давления, расходомерами переменного перепада давления с преобразователями давления, преобразователями электропроводности и регулировочными клапанами.
Состав модуля:
- насос высокого давления
- четыре обратноосмотических элемента
- контрольно-измерительная аппаратура
- арматура и трубопроводы
В качестве фильтрующей среды используются композитные мембраны высокого давления.
Производительность модуля по очищенной воде — 0,25-0,5 м3/час.
Реактор-отстойник (РО) предназначен для удаления из концентрата модуля обратного осмоса солей жесткости с целью исключения выпадения осадка на поверхности обратноосмотических мембран в процессе концентрирования.
Состав модуля:
- реактор-отстойник вертикального типа
- запорно-регулирующая арматура
- трубопроводы
Модуль ионного обмена (МИО) предназначен для доочистки фильтрата после модуля обратного осмоса от ионных примесей до требований санитарных норм.
Состав модуля:
- ионообменные фильтры
- арматура и трубопроводы
Модуль регенерации ионообменных смол (МРИС) предназначен для очистки ионообменных смол модуля ионного обмена от радионуклидов и ионных примесей.
Состав модуля:
- ёмкости для растворов
- дозатор-насос “МЕНАД” для подачи обессоленной воды, растворов кислот
- арматура
Оборудование модуля может также использоваться для введения в перерабатываемые отходы химических реагентов, корректировки химического состава ЖРО и приготовления промывочных растворов для промывки мембран модулей ультрафильтрационного и обратного осмоса.
Технические характеристики ММСУ
| Характеристики модулей | |
| Производительность модуля ультрафильтрации, м3/час | 0,1-0,6 |
| Производительность модуля обратноосмотического, м3/час | 0,25-0,5 |
| Рабочее давление, МПа, максимальное | 7,0 |
| Солесодержание перерабатываемых ЖРО, г/дм3, не более | 10 |
| Объемная активность перерабатываемых ЖРО, Ku/дм3, не более | 1 x 10-6 |
| Объемная активность концентрата после МУФ и МОО, Ku/дм3 | 1 x 10-5 |
| Температура очищаемых ЖРО, °С | от 1 до 55 |
| Коэффициент очистки жидких радиоактивных отходов | |
| Cуммарный ММСУ | 103-106 |
| Модулей микро- и ультрафильтрации | до 100 |
| Модуля обратноосмотического | 20-100 |
| Модуля ионного обмена | 50-100 |
| Общие технические характеристики | |
| Напряжение питания, В | 220/380 |
| Род тока | переменный |
| Частота, Гц | 50 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 8 |
| Количество обслуживающего персонала, чел | 3 |
| Количество контейнеров при транспортировке, шт | 1 |
| Габаритные размеры транспортного контейнера, мм | 3500х1350х2000 |
| Масса установки (нетто), кг | 1000 |
Модульная установка цементирования (МУЦ) предназначена для подготовки концентратов жидких радиоактивных отходов к захоронению путем включения их в неорганические вяжущие материалы (портландцемент, шлакопортландцемент и другие).
Установка состоит из:
- транспортный модуль
- технологический модуль:
- бак приема ЖРО
- бункер
- мерник-дозатор
- узел загрузки, питатель
- rидрозатвор
- пульт управления
Автоматизированная система технологического контроля МУЦ предназначена для автоматизации процесса получения цементного компаунда при отверждении жидких радиоактивных отходов, обеспечения контроля и управления за отдельными операциями процесса получения цементного компаунда и автоматизации дозирования жидких радиоактивных отходов и исходных компонентов в узел смешивания.
Автоматизированная система состоит из:
- блок управления клапанами
- вторичный измерительный преобразователь уровнемера ЭХО-5 типа ППИ-SС
- цифровой прибор типа TPMl
- таймер типа УТ-23
- три магнитных пускателя включения приводов мешалки, питателя и вибратора
Система радиационного технологического и дозиметрического контроля (КРБ) МУЦ обеспечивает измерение мощности дозы гамма-излучения от оборудования установки и на рабочих местах персонала, бета-радиоактивности аэрозолей в воздухе рабочей зоны помещений, сбор измерительной информации от блоков детектирования, а также выдачу звуковых и световых сигналов при превышении измеряемыми параметрами предупредительных и аварийных порогов.
Выдача сигналов осуществляется на пульт системы радиационного технологического и дозиметрического контроля, на рабочие места персонала и на центральный щит сменного оператора здания, в котором расположена МУЦ.
Состав системы:
- блок детектирования БДМГ-ОВР-03 и БДМГ-ОВР-04
- устройство измерения бетарадиоактивных аэрозолей в воздухе рабочей зоны помещений УДАБ-ОЗП
- устройства распределения УВА-17Р
- устройства обработки УНО-17Р
- блок сигнализации БСР-19П
Технические характеристики ММСУ
| Производительность установки | |
| Производительность по исходному жидкому радиоактивному концентрату, м3/год | 100 |
| Среднее солесодержание концентратов, г/дм3 | 50 |
| Максимальное солесодержание концентратов, г/дм3 | 100 |
| Средний объем жидкого концентрата на цементирование одной бочки, дм3 | 10 |
| Требуемое количество цемента на цементирование одной бочки, кг | 200 |
| Требуемое количество сорбирующих добавок на цементирование одной бочки, кг | 20 |
| Номинальный рабочий объем бака приема ЖРО, м3 | 5 |
| Общие технические характеристики | |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 5 |
| Количество обслуживающего персонала, чел | 3 |
| Количество модулей при транспортировке, шт | 2 |
| Габаритные размеры модулей, мм | 3500х1350х2000 3500х2600х2000 |
| Масса установки (нетто), кг | 1000 2000 |
