СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ И ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ НА ДНЕ АКВАТОРИИ Российский патент 1997 года по МПК G21F9/24 

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способам захоронения жидких и твердых радиоактивных и токсичных отходов на дне сезонно замерзающих акваторий.

Известен способ захоронения радиоактивных отходов, включающий помещение отходов в металлические герметичные контейнеры, например цилиндрической формы, транспортировку их автопогрузчиком в вертикальном положении, последующее кантование в горизонтальное и укладку их в гнезда ящика по несколько штук, установку ящиков на судно, транспортировку к месту захоронения и погружение контейнеров [1]
Известен также способ захоронения радиоактивных и токсичных отходов в емкостях на дне моря, включающий изготовление контейнера с защитными покрытиями, размещение в нем радиоактивных отходов, герметизацию контейнера и последующее его погружение на дно акватории [2]
Недостатками известных способов является сложность и многодельность изготовления контейнеров, ненадежность последних из-за использованных форм емкостей, поскольку обеспечение герметичности емкости при наличии углов трудоемко. А также транспортирование контейнеров производят с помощью специальных транспортных средств к месту захоронения и хаотичное стихийное погружение контейнеров на дно акватории не обеспечивает достаточную безопасность для окружающей среды.

Техническая задача заключается в упрощении способа захоронения радиоактивных отходов при повышении надежности и безопасности захоронения и снижении стоимости.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе захоронения радиоактивных и токсичных отходов на дне акватории, включающем изготовление контейнера, загрузку отходов в него, герметизацию контейнера и последующее его погружение на дно акватории, согласно изобретению, изготовление контейнера осуществляют на ледяной поверхности сезонно замерзающей акватории из сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов путем их укрупнительной сборки в тор с замоноличиванием швов между элементами напрягающим бетоном и выполнением замыкающего кольцевого элемента тора монолитным из напрягающего бетона, а погружение осуществляют в горизонтальном положении тора в период таяния льда. Причем замыкающий кольцевой элемент выполняют монолитным после заполнения его твердыми радиоактивными отходами или с встроенным люком и герметичной крышкой, а загрузку тора жидкими радиоактивными отходами осуществляют после выполнения замыкающего кольцевого элемента.

Кроме того, предварительно напряженные железобетонные кольцевые элементы формуют на берегу сезонно замерзающей акватории, а отформованные предварительно напряженные железобетонные кольцевые элементы складируют в период оттаивания акватории. Причем торы буксируют к месту погружения после таяния льда. При этом контейнеры при необходимости погружают на дно акватории по вертикальным направляющим с образованием многоярусного хранилища.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что изготовление контейнера осуществляют на ледяной поверхности сезонно замерзающей акватории из сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов путем их укрупнительной сборки в объемно предварительно напряженный тор с замоноличиванием швов между элементами напрягающим бетоном и выполнением замыкающего кольцевого элемента монолитным из напрягающего бетона, а погружение осуществляют в горизонтальном положении тора в период таяния льда.

Изготовление контейнеров на ледяной поверхности акватории обеспечивает возможность сборки на твердой поверхности контейнера больших размеров в форме тора и простоту последующего погружения его в горизонтальном положении в воды акватории в период таяния льда. Причем именно в этот период имеется возможность плавного погружения контейнера исключая толчки и повреждения при погружении и размещении его на дно акватории. Кроме того, в период таяния льда упрощается транспортировка контейнера за счет возможности буксировки тора в необходимое место для его захоронения, загрузки или складирования.

Надежность и безопасность захоронения радиоактивных отходов обеспечивается не только мягкой технологией доставки отходов к месту захоронения, но и выбранной формой контейнера тора, обладающей устойчивостью при действии сейсмичной волны, цунами, просадок грунта, подмывов.

Обтекаемость формы тора исключает наличие угловых зон у контейнера, обеспечивает герметичность и долговечность.

Тор-контейнер изготавливают из сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов с замоноличиванием в объемно преднапряженную конструкцию, используя при замоноличивании швов и монолитном бетонировании замыкающего кольцевого элемента напрягающего бетона, что обеспечивает полную герметизацию и высокую коррозионную стойкость. Сверхпрочная и плотная конструкция контейнера достигается также и тем, что тор имеет трехосное обжатие (объемно предварительно напряженное состояние).

Заявленным способом можно захоронить отходы как жидкие (ЖРО), так и твердые (ТРО). При захоронении ТРО загрузку отходами осуществляют до выполнения монолитного замыкающего элемента, а при захоронении ЖРО загрузку осуществляют после выполнения монолитного замыкающего кольцевого элемента, для этого в нем выполняют встроенный люк с герметичной крышкой.

Предварительно напряженные железобетонные кольцевые элементы целесообразно формовать вблизи образовывающейся ледяной поверхности, т.е. на берегу сезонно замерзающей акватории, при этом в период оттаивания льда, когда сборка торов на льду невозможна, отформованные элементы складируют.

При необходимости торы могут быть отбуксированы в период таяния льда к месту складирования, или к месту захоронения, или к месту загрузки, поскольку плавучесть тора может быть обеспечена расчетом или использованием пантонных средств.

Конструкция торов-контейнеров позволяет погружать их на дно акватории в горизонтальном положении в вертикальном направлении с оптимальной укладкой их на дне. Возможно устройство из торов многоярусного хранилища, для чего торы погружают по специально установленным вертикальным направляющим.

Способ осуществляют следующим образом.

На берегу сезонно замерзающей акватории (море, океан, река, озеро) устанавливают формовочный агрегат, на котором формуют предварительно напряженные железобетонные кольцевые элементы. В период замерзания акватории отформованные кольцевые элементы транспортируют путем скатывания их по наклонному желобу на ледяную поверхность.

Элементы раскладывают по кругу, стыкуют их, образуя тор-емкость из последовательно устанавливаемых кольцевых элементов. После установки последнего элемента в кольцо пропускают пучки арматуры, затем ее натягивают гидроцилиндрами. Натяжение двух прядей, располагаемых с диаметрально противоположных сторон, служит одновременно и средством точной установки, и подтяжки очередного кольцевого элемента.

По окончании натяжения арматуры и придания благодаря этому тору монолитности и жесткости, напрягающим бетоном заделывают трапециевидные выемки каждого стыка и производят инъекцирование каналов раствором напрягающего цемента. Замыкающий кольцевой элемент формуют на месте, выполняя его монолитным из напрягающего бетона и предварительно напряженным. За счет чего достигается полное замоноличивание тор-емкости. Использование напрягающего бетона обеспечивает надежную герметизацию и долговечность контейнера.

Загрузку радиоактивными отходами ТРО производят в тор-емкости перед формованием замыкающего элемента, что обеспечивает более полную герметизацию. При загрузке ЖРО, которую производят после формования замыкающего элемента, предусматривают при бетонировании встроенный люк с герметичной крышкой.

Готовые контейнеры тор-емкости хранятся на ледяной поверхности до наступления весны и достижения положительной температуры, способствующей таянию льда. Тор-емкость постепенно плавно погружается в воду акватории в горизонтальном положении вертикально вниз, устойчиво располагаясь на дне акватории. Причем торы можно устанавливать друг на друга при достаточной выталкивающей силе воды, снижающей давление их друг на друга, образуя многоярусное хранилище, для этого на дне устанавливают вертикальные направляющие, определяющие размеры хранилища в плане, по высоте тор-склад рассчитывают в каждом конкретном случае из условия степени промерзания и толщины образования льда и размеров контейнеров.

В период отсутствия льда формование кольцевых элементов для торов продолжают и складируют их на берегу акватории.

При необходимости изготовленные торы-емкости буксируют по воде к месту погружения. Причем при отрицательной плавучести тора, например заполненного, при буксировке используют пантонные средства.

Предлагаемый способ захоронения радиоактивных и токсичных отходов позволит упростить и обезопасить транспортировку отходов и обеспечить изготовление герметичного и долговечного контейнера и его плавное погружение на дно акватории.

Использование: изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способам захоронения жидких и твердых радиоактивных и токсичных отходов на дне акваторий. Сущность изобретения: на ледяной поверхности сезонно замерзающей акватории изготавливают контейнер из сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов, которые предварительно формуют на формовочном агрегате, установленном на берегу акватории. Кольцевые элементы собирают в объемно предварительно напряженный тор с помощью пучков прядевой арматуры. Стыки между элементами замоноличивают напрягающим бетоном. Последний замыкающий кольцевой элемент выполняют из монолитного напрягающего бетона для полной герметизации. Отходы загружают: твердые до монолитного бетонирования замыкающего элемента, а жидкие - после изготовления тор-контейнера через встроенный люк. Контейнер погружают в воды акватории в период таяния льда. 7 з.п. ф-лы.

1 1. Способ захоронения радиоактивных и токсичных отходов на дне акватории, включающий изготовление контейнера, загрузку отходов в него, герметизацию контейнера и последующее его погружение на дно акватории, отличающийся тем, что изготовление контейнера осуществляют на ледяной поверхности сезоннозамерзающей акватории из сборных предварительно напряженных железобетонных кольцевых элементов путем их укрупнительной сборки в объемно предварительно напряженный тор с замоноличиванием швов между элементами напрягающим бетоном и выполнением замыкающего кольцевого элемента тора монолитным из напрягающего бетона, а погружение осуществляют в горизонтальном положении тора в период таяния льда.2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что замыкающий кольцевой элемент тора выполняют монолитным после заполнения тора твердыми радиоактивными отходами.2 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что замыкающий кольцевой элемент тора выполняют монолитным с встроенным люком и герметичной крышкой.2 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрузку тора жидкими радиоактивными отходами осуществляют после выполнения замыкающего кольцевого элемента.2 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно напряженные железобетонные кольцевые элементы формуют на берегу сезонно замерзающей акватории.2 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что отформованные предварительно напряженные железобетонные кольцевые элементы складируют в период оттаивания акватории.2 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что торы буксируют к месту погружения после таяния льда.2 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что торы погружают на дно акватории по вертикальным направляющим с образованием многоярусного хранилища.