proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 28 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[10/10/2005]     Экономика и безопасность длительного хранения ОЯТ

О.П.Анисимов, В.И.Калинкин, Н.П.Шафрова, Федеральное государственное унитарное предприятие «Головной институт «Всероссийский проектный и научно-исследовательский институт комплексной энергетической технологии» (ВНИПИЭТ)

Реализуемая в настоящее время схема обращения с ОЯТ энергетических, исследовательских и транспортных установок предусматривает:
• радиохимическую переработку ОЯТ реакторов ВВЭР-440, транспортных установок и большей части исследовательских реакторов на заводе РТ 1 ПО "Маяк";
• временное хранение ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 в централизованном хранилище "мокрого" типа завода РТ-2 ГХК;
• временное хранение ОЯТ реакторов РБМК-1000 в хранилищах "мокрого"типа на территории АЭС;
• временное хранение ОЯТ реакторов ЭГП-6 Билибинской АЭС и АМБ Белоярской АЭС на территории АЭС;
• временное хранение ОЯТ исследовательских реакторов на объектах;
• временное хранение ОЯТ транспортных установок на объектах.

Балансовые расчеты по объемам образования, накопления и переработке ОЯТ показали, что количество ОЯТ, находящегося в хранилищах на территориях АЭС, составляет в настоящее время 15 тыс. т (по т.м.), емкость действующих хранилищ при АЭС и заводах Р-1 и РТ-2 составляет 20 тыс. т (по т.м.). К 2025 г. на действующем заводе РТ-1 с учетом планируемой его модернизации может быть переработано около 15 тыс. т. Таким образом, общий дисбаланс между образовавшимся объемом ОЯТ и возможным объемом его хранения и переработки составит 20-25 тыс.т.

Для уранового ОЯТ российских АЭС с реакторами типа ВВЭР-440, БН-600 и транспортных установок (АПЛ) не будет существовать проблем с переработкой на заводе РТ-1 ФГУП "ПО "Маяк" как до, так и после модернизации последнего.

Наиболее значимые объемы ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 и РБМК-1000 в настоящее время не перерабатываются и находятся на хранении в приреакторных бассейнах выдержки, промежуточных хранилищах на АЭС и централизованном хранилище в здании 1 на ГХК, которые близки к заполнению. Предел емкости этих хранилищ может наступить к 2010году. Особенно острой проблемой является хранение отработавшего топлива реакторов РБМК.

В последнее время, в связи с отсутствием финансирования из федерального бюджета, вывоз ОЯТ исследовательских реакторов на ПО "Маяк" стал крайне нерегулярным. В результате ОЯТ остается на хранении в бассейнах выдержки при реакторах или в приобъектовых хранилищах (ХОЯТ). Временные хранилища ОЯТ исследовательских центров в настоящее время почти заполнены.

К "неперерабатываемому" в настоящее время топливу относится ОЯТ реакторов РБМК, АМБ, ЭГП-6,уран-циркониевое и уран-бериллиевое топливо транспортных энергетических установок, стендов прототипов, некоторых типов ИР. Для этих видов ОЯТ принято отложенное решение – длительное контролируемое хранение.

В настоящее время ОЯТ ядерных энергетических, транспортных и исследовательских установок хранится в бассейнах под водой. Этап промежуточного хранения ОЯТ реакторных установок является необходимой технологической операцией для снижения энерговыделения и активности топлива.

Существующее мокрое хранение ОЯТ имеет ряд существенных недостатков:
• необходимость принятия особых мер для предотвращения протечек воды;
• значительные трудозатраты персонала при технологических операциях и ремонтных работах;
• существенный расход электроэнергии;
• образование значительного количества вторичных РАО.



Таблица 1. Сравнительные показатели существующей и перспективной технологий долговременного хранения ОЯТ АЭС

Сухое хранение облученного ядерного топлива – альтернатива мокрому, однако, оно не исключает предварительную выдержку топлива в воде для уменьшения уровня радиоактивности и снижения тепловыделения.

При сухом хранении улучшаются условия хранения (поскольку вода является более агрессивной средой хранения по сравнению с воздухом и/или инертными газами), упрощается обслуживание хранилищ, особенно при охлаждении естественной конвекцией, уменьшается доля электропотребления. Сухое хранение приводит к уменьшению объема образования вторичных радиоактивных отходов по сравнению с мокрым способом хранения. При сухой технологии легче осуществить модульный принцип ввода в эксплуатацию, уменьшаются сроки строительства, эксплуатационные затраты, упрощается процедура снятия хранилищ с эксплуатации. Поэтому переход на сухой метод хранения ОЯТ после предварительной выдержки его в воде с целью снижения тепловыделений и распада короткоживущих радионуклидов является актуальным.

Отличительной чертой сухого способа является хранение ОТВС в герметичных емкостях, заполненных либо воздухом, либо инертным газом. Герметичные емкости с ОЯТ устанавливаются в железобетонные массивы или защитные колодцы с циркуляцией воздуха или в контейнеры.

В период 2000-2005 гг. во ФГУП "ГИ "ВНИПИЭТ" разработаны проекты сухих хранилищ, которые прошли согласование в надзорных органах и в Госэкспертизе:
• хранилище ОЯТ в контейнерах для неперерабатываемого ОЯТ АПЛ на ФГУП "Атомфлот";
• хранилище ОЯТ в контейнерах двухцелевого назначения для ОЯТ АПЛ на ФГУП ПО "МАЯК";
• хранилище камерного типа для ОЯТ РБМК 1000 и ВВЭР 1000 на ФГУП "ГХК".

Ко всем методам сухого хранения ОЯТ предъявляются следующие основные требования:
• обеспечение сохранности ОЯТ в течение времени не менее 50 лет;
• обеспечение температуры на оболочке твэл при хранении в среде инертного газа не более 300°С для топлива РБМК-1000 и 350°С для топлива ВВЭР-1000;
• обеспечение долговечности строительных конструкций хранилища в течение времени не менее чем 100 лет;
• обеспечение пассивного способа отвода тепла от хранимого топлива;
• устойчивость хранилища к внешним воздействиям (падению самолета, воздушной ударной волне, летящим предметам, землетрясению, урагану, смерчу);
• обеспечение возможности удобной и быстрой идентификации источника появления радиоактивных загрязнений.

Обеспечение безопасности при эксплуатации долговременных сухих хранилищ является важнейшей задачей по обеспечению ядерной, радиационной безопасности, санитарно-эпидемиологического благосостояния населения, охраны окружающей среды и решение вопросов о нераспространения.

Безопасность хранилища обеспечивается за счет реализации глубоко эшелонированной защиты, основанной на применении системы физических барьеров состоящих из топливной матрицы, оболочки твэлов, герметичного пенала, герметичного гнезда хранения, железобетонных строительных конструкций, а также зональности территории (зона промышленной площадки; санитарно-защитная зона; зона наблюдения) и зоны помещений хранилища (зона контролируемого доступа, зона свободного режима).

При сравнении вариантов сухого хранения ОЯТ основными критериям выбора являются: уровень безопасности, который обеспечивается при принятии данного варианта и затраты, которые потребуются на воплощение рассматриваемого варианта в жизнь. Очевидно, что обеспечение безопасности при длительном хранении ОЯТ и затраты на строительство и эксплуатацию сухого хранилища взаимосвязаны: чем выше уровень безопасности – тем выше затраты.

При оценке "стоимости" безопасности следует учитывать, что любое хранилище ОЯТ ("мокрое", "сухое", контейнерное, камерное и т.д.) предназначено, в первую очередь, для обеспечения безопасного обращения с ОЯТ на всех стадиях, начиная с загрузки ОЯТ в хранилище и заканчивая снятием хранилища с эксплуатации.

Исходя из этого, можно все затраты на проектирование, сооружение и эксплуатацию хранилища связать непосредственно с обеспечением безопасности, а экономические показатели рассматривать в качестве "интегрального" критерия при выборе оптимального варианта.

Требуемый уровень безопасности в проекте сухого хранилища камерного типа обеспечивается за счет реализации принципа глубокоэшелонированной защиты, который основан "на применении системы физических барьеров на пути распространения ионизирующего излучения, ядерных материалов, радиоактивных веществ в окружающую среду, а также системы технических и организационных мер по защите физических барьеров и сохранению их эффективности, а также по защите работников (персонала), населения и окружающей среды". Для герметичных ОТВС реакторных установок присущи два барьера безопасности: топливная матрица и оболочка твэл.

В проекте сухого хранилища камерного типа предусмотрены еще два контролируемых физических барьера безопасности: герметичный пенал, герметичное гнездо хранения; железобетонные конструкции здания. Кроме того, безопасность хранилища обеспечивается использованием ампул для ПТ РБМК-1000, железобетонными строительными конструкциями, а также зональностью территории (зона промышленной площадки, санитарно-защитная зона, зона наблюдения) и помещений хранилища (зона контролируемого доступа, зона свободного режима).

Хранение ОТВС РБМК-1000 и ВВЭР-1000 предусматривается в герметичных пеналах, заполненных смесью азота и гелия. Пенал представляет собой цилиндрическую обечайку 630х7мм, внутри пенала имеются три гнезда для ОТВС ВВЭР 1000. Емкость пенала по ОЯТ РБМК 1000 рассчитана на 30 ампул с ПТ.

На участках хранения гнезда в каждой камере расположены по квадратной решетке с шагом 1000x1000 мм.

Предусматривается система контроля герметичности гнезд хранения и находящихся в них пеналов, при использовании которой можно контролировать как герметичность самих гнезд, так и выход загрязнения в гнезда хранения в случае разгерметизации пенала. Отвод остаточного тепловыделения ОЯТ при хранении осуществляется естественной конвекцией воздуха. В процессе длительного хранения предусматривается периодический выборочный контроль состояния пеналов и ампул с ОЯТ.

Очевидно, что основными "элементами" безопасности являются герметичные пенал и гнездо хранения. Именно эти физические барьеры являются основными препятствиями на пути распространения ионизирующего излучения, ядерных материалов и радиоактивных веществ в окружающую среду. Разработка их конструкции, выбор материалов и способа герметизации, а также сохранение их работоспособности и эффективности в процессе эксплуатации хранилища в течение 50 лет обеспечивает требуемый уровень безопасности.

Требования к конструкции пенала и гнезда хранения, выбору материала и системы герметизации определяются исходя из условий соблюдения ядерной и радиационной безопасности при эксплуатации хранилища.

Ядерная безопасность обеспечивается конструкцией пенала и гнезда хранения, а также размещением гнезд хранения по квадратной решетке с необходимым расчетным шагом. Радиационная безопасность обеспечивается выбором конструкционных материалов пенала и гнезда хранения (нержавеющая сталь, сталь марки 10ХСНД) и системой герметизации пенала и гнезда хранения – герметизация сваркой с обеспечением третьего класса герметичности. Предусмотрена система контроля герметичности гнезд хранения и находящихся в них пеналов, что позволяет обеспечить работоспособность физических барьеров в процессе эксплуатации хранилища.

Хранилища контейнерного типа характеризуются наличием двух физических барьеров безопасности, из которых один – контролируемый: собственно контейнер с герметично завариваемой крышкой и приваркой стального листа к днищу контейнера для обеспечения длительного хранения и строительные конструкции здания хранилища, обеспечивающие восприятие природных явлений: ветер, снег, дождь. Контроль герметичности осуществляется при помощи специального приспособления на крышке контейнера.



Таблица 2. Долевое участие затрат на обеспечение ядерной и радиационной безопасности в общей стоимости долговременных хранилищ ОЯТ сухого типа (в ценах 1991 г., млн. руб.)

Из общей стоимости долговременных хранилищ ОЯТ доля затрат на обеспечение ядерной и радиационной безопасности составляет 52-67% в зависимости от типа конструкции хранилища, вида и объема хранимого ОЯТ.

Проведенный анализ показал, что стоимость долговременных хранилищ ОЯТ сухого типа в значительной степени определяется затратами на обеспечение требуемого нормативной документацией уровня безопасности.

По материалам конференции «Безопасность ядерных технологий: экономика безопасности и обращение с ИИИ»  

 
Связанные ссылки
· Больше про Обращение с РАО и ОЯТ
· Новость от PRoAtom


Самая читаемая статья: Обращение с РАО и ОЯТ:
О недостатках закона № 190-ФЗ «Об обращении с радиоактивными отходами…»

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4
Ответов: 2


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.05 секунды
Рейтинг@Mail.ru