УСТАНОВКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ В МОРЕ ОПАСНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2000 года по МПК G21F9/24 G21F9/34 G21F7/00 

Изобретение относится к установке для хранения в море опасных отходов, в особенности низкоактивных радиоактивных отходов.

Во всем мире существует огромная и срочная необходимость в способах и установках, пригодных для хранения опасных отходов в больших объемах. Выражение "опасные отходы" обозначает опасно загрязненные, инфицированные либо другие опасные материалы, то есть те материалы, с которыми необходимо обращаться и хранить их таким образом, чтобы они были надежно изолированы. Например, если большие количества отходов находятся временно на хранении в бочках или других контейнерах, которые подвергаются воздействию коррозии и в которых еще не имеется протечек, то можно предположить, что они начнут протекать в течение последующих нескольких лет.

Радиоактивные отходы - яркий пример опасных отходов, по-видимому, представляют собой именно тот тип опасных отходов, для которых, по крайней мере в настоящее время, наиболее настоятельно требуется разработка системы хранения, которая обеспечивает достаточную безопасность и может быть создана достаточной емкости.

Задачей настоящего изобретения является создание системы для временного или окончательного хранения опасных отходов, в особенности радиоактивных опасных отходов, а более конкретно низкоактивных отходов, которые могут характеризоваться как опасные отходы низкой или средней опасности.

Такие опасные отходы существуют во многих формах, как, например:
- почва, песок, вода (реакторная вода);
- ядерные реакторы или другие части ядерных энергетических установок;
- атомные подводные лодки целиком или разобранные на части (секции реактора, например);
- бочки или другие контейнеры, содержащие радиоактивный материал.

Из этих примеров очевидно, что формы опасных отходов, которые рассматриваются здесь, могут также включать высокоактивный, опасный для жизни радиоактивный материал, как, например, стержни ядерного топлива, заключенные в защитные коробки, или другие включения, такие, что, когда они будут так же закрыты, с ними можно обращаться, как с опасными отходами низкой или средней активности, по крайней мере, в течение ограниченного времени, более короткого, чем время окончательного хранения.

Уровень техники, относящейся к хранению в море опасных отходов, иллюстрируется W091/05351. В этой публикации описана установка для хранения опасных отходов, содержащая корпус для хранения в форме кольцеобразной бетонной конструкции, приспособленной для того, чтобы покоиться в погруженном состоянии на дне моря, и снабженной несколькими открытыми сверху пространствами для хранения, каждое из которых приспособлено для размещения бетонного контейнера для хранения, в котором в свою очередь заключены опасные отходы.

В установке для хранения по известному уровню техники отдельные контейнеры для хранения сконструированы так, что они образуют автономные блоки для хранения, которые сами обеспечивают требуемую защиту конструкции от заключенного в них материала, например, защиту от доступа и защиту от радиоактивности.

Более того, в установках по известному уровню техники отдельные контейнеры для хранения приспособлены для того, чтобы после загрузки опасными отходами и уплотнения транспортировать их как плавучие корпуса, например, к корпусу для хранения, где их опускают в корпус для хранения. Опускание осуществляется путем регулируемой подачи воды в балластные резервуары, которые являются пустыми во время транспортирования по поверхности воды.

Установка в соответствии с настоящим изобретением, характерные черты которой изложены в пунктах формулы изобретения, имеет некоторые черты, общие с установкой по известному уровню техники, однако отличается от нее по существу.

Так, в установке по известному уровню техники корпус для хранения представляет собой в первую очередь полностью погруженный в море участок для хранения контейнеров, которые сами по себе по существу обеспечивают защиту конструкции. Соответственно, дополнительная защита, создаваемая корпусом для хранения, в основном остается в пределах корпуса для хранения.

С другой стороны, в соответствии с изобретением полная защита или, по крайней мере, существенная часть защиты от опасных отходов обеспечивается только путем размещения их в корпусе для хранения на морском участке.

Более того, установка для хранения в соответствии с изобретением содержит корпус терминала, на который поступают опасные отходы, например, из водных или воздушных транспортных средств, в первую очередь, судов и из которого опасные отходы перемещаются в основной корпус путем использования транспортных средств, которые входят в состав установки, таких, как конвейеры или автомобили.

Изобретение далее будет объяснено посредством следующего описания примера установки для хранения в соответствии с изобретением. Установка проиллюстрирована прилагаемыми схематическими чертежами.

Фиг. 1 изображает вид в плане установки;
фиг. 2 - вертикальный разрез по линии II-II фиг. 1;
фиг. 3 - вид сбоку двух соседних основных корпусов, как видно по направлению, показанному стрелкой III на фиг. 1;
фиг. 3А - увеличенный разрез по линии IIIA-IIIA фиг. 3 части основного корпуса;
фиг. 4 - вертикальный разрез по линии IV-IV фиг. 1.

Как показано на чертежах, установка содержит корпус терминала 10 и несколько корпусов для хранения, далее именуемых как основание корпуса и обозначенных выноской 11, которые расположены рядом с корпусом терминала и бок о бок по отношению один к другому. Как корпус терминала 10, так и основные корпуса 11 покоятся на опорной подушке или другом соответствующем основании, которое заранее было подготовлено на дне моря. Соседние корпуса связаны между собой, например, посредством соединительных канатов, таким образом, вся установка образует связное целое.

Верхняя сторона корпуса терминала 10 или, по крайней мере, часть верхней стороны расположена выше уровня моря. Это может также относиться к основным корпусам 11, однако эти корпуса или, по крайней мере, некоторые из них могут иметь верхнюю сторону, лежащую ниже уровня моря.

На основных корпусах 11 или, по крайней мере, на некоторых из них предусмотрены резервуары для хранения типа бункеров, у которых по крайней мере верхние части расположены полностью над уровнем моря.

Корпус терминала 10 и основные корпуса 11 являются основными компонентами установки, причем основные корпуса могут включать резервуары для хранения, если они предусмотрены.

Корпус терминала 10 представляет собой блок, предназначенный для выполнения различных вспомогательных функций, например, получение поступающих материалов, которые должны быть помещены на хранение, отгрузка материалов, находящихся на хранении, для вывоза их с установки, хранение расходуемых изделий, размещение мастерской, снабжение жильем и выполнение административных функций, наблюдение и т.п., в то время, как основные корпуса представляют собой блоки действительно для хранения опасных материалов, для обозначения которых далее зачастую используется термин "материалы, находящиеся на хранении".

Хранение может представлять собой окончательное хранение низкоактивных отходов (например, на период 50 лет), либо временное хранение в ожидании вывоза материалов, находящихся на хранении, на участок окончательного хранения.

Определение "временное", использованное в этом контексте, обозначает, что хранение может быть как на более короткий, так и на более длительный срок, например, на несколько лет или несколько десятилетий.

Материалы, поступающие на хранение, транспортируются из корпуса терминала 10 к пространствам для хранения в основных корпусах 11. Для возможности осуществления этой транспортировки предусмотрены соединительные пути, которые связывают между собой корпус терминала и пространства для хранения в основных корпусах. Эти соединительные пути могут быть образованы удлиненными секциями 14, которые вставлены между соседними основными корпусами 11 и очерчивают транспортные пути, по которым осуществляется движение автомобилей, рельсовые пути, на которые опираются связанные с рельсами машины, поезда или тому подобные, конвейеры различных типов, трубопроводы, лотки и т.п. Различные типы соединительных путей и средств транспортирования могут комбинироваться.

На фиг. 1 и 2 секции 14, определяющие основные соединительные пути, расположены таким образом, что они соединяют все основные корпуса 11 с корпусом терминала 10. С этих секций основных соединительных путей 14 к отдельным пространствам для хранения S в основных корпусах 11 может быть осуществлен подход через боковые проходы. Стрелки L на фиг. 2 показывают подобный подход к пространствам для хранения S.

Как очевидно из фиг. 1, установка для хранения в соответствии с изобретением может быть быстро расширена для увеличения емкости хранения путем добавления большого числа основных корпусов 11. Если потребуется, могут быть также добавлены один или несколько дополнительных корпусов терминала 10.

Предпочтительно основные корпуса 11 выполняются как монолитные бетонные блоки, имеющие размеры по горизонтали (длина, ширина), например, 200 х 200 метров. Они могут быть изготовлены с использованием технологии бетонирования методом скользящей опалубки, который подходит для морской установки, которая может быть сооружена в соответствии с принципами, описанными в патентах США N 3,249,664, 3,686,886 и 4,556,002.

Отдельный основной корпус 11 может быть охарактеризован просто как прямоугольная бетонная плита. В показанном варианте конструкции эта плита имеет среднюю часть 11A, содержащую три яруса цилиндрических параллельных отделений для хранения S, проходящих вдоль всей длины основного корпуса от одной его стороны до противоположной стороны, верхнюю часть 11B и нижнюю часть 11C, имеющие подобные, но меньшие отделения К.

Толщина или высота этой бетонной плиты определяется числом ярусов отделений для хранения S, высотой каждого такого яруса и высотами верхнего участка и нижнего участка и может иметь величину порядка 100 м для вышеуказанных значений ширины и длины.

После того как бетонную плиту изготовят в стоячем положении с отделениями для хранения, проходящими в вертикальном направлении, и перевернут в горизонтальное положение, в котором она плавает в воде, путем перемещения балласта (воды) в пространствах, используемых как резервуары для балласта, она может быть снабжена ранее упомянутыми резервуарами 12 на ее верхней стороне; это может быть также произведено с использованием технологии бетонирования методом скользящей опалубки. В конструктивном исполнении, показанном с правой стороны на фиг. 1 и 2, резервуар 12 содержит внутренний резервуар 12A и наружный резервуар 12B, концентричный ему. Эти резервуары 12A и 12B предназначены для хранения объемных материалов, таких как радиоактивная вода, во внутреннем резервуаре, и почвы, загрязненной радиоактивным материалом, в наружном резервуаре.

Резервуар 12 должен быть объединен со средствами для улавливания протечек материала и возврата его в резервуар или прохода его в пространства внутри основного корпуса 11, предусмотренные для сбора такого материала. Эти пространства могут быть, например, некоторыми из отделений K или другими открытыми пространствами между этими отделениями или между отделениями S в средней части 11A основного корпуса.

Законченный основной корпус 11 с резервуаром 12 или без него и снабженный средствами для уплотнения отделений S и К (эти средства, не показанные, могут быть частично постоянно уплотнены, а частично могут открываться) транспортируется по воде на приготовленный фундамент или основание на дне моря, где он опускается на предназначенное для него место и соединяется с корпусом терминала или другими основными корпусами.

Соответственно, монолитный основной корпус 11 изготовляется как оболочковая конструкция, и пример такой конструкции показан на фиг. 3A в увеличенном масштабе, в этом корпусе отделения S в средней части 11A ограничиваются внутренней стенкой двухслойной цилиндрической оболочковой структуры, наружная стенка которой соединяется с внутренней стенкой посредством ребер. Пространства между стенками оболочки могут быть использованы для сбора протечек материала из резервуара 12 или отделений S и обеспечивают возможность доступа к наружной стороне внутренней стенки для осмотра, ремонта и т.п.

Как и следовало ожидать, резервуар 12 является необязательной частью основного корпуса в соответствии с изобретением. Материалы, находящиеся на хранении, тех видов, для размещения которых предназначен резервуар 12, могут, конечно, также храниться в отделениях S и K основного корпуса 11.

Корпус терминала 10 также содержит док 15 с присоединенными к нему причалами и погрузочными и разгрузочными средствами (не показаны), при помощи которых материалы, поступающие на хранение, могут быть выгружены с водных транспортных средств, таких как суда или баржи. После выгрузки материалы, поступающие на хранение, могут транспортироваться в предназначенное для хранения отделение S в одном из основных корпусов 11 посредством пандуса или другого соединения с транспортными секциями 14. Транспортирование может также производиться с использованием грузовых автомашин или открытых платформ.

Более того, корпус терминала 10 содержит разгрузочную установку 16 для приема объемных материалов, поступающих на хранение, таких как радиоактивная почва или радиоактивная вода. Эта установка включает док для баржи или судна с откидным дном P, образующееся при откидывании отверстие которых может быть соединено с шахтой 17, из которой поступающие на хранение материалы, выгруженные с баржи или судна, удаляются в резервуар 12 соответствующим способом, например, посредством автомобилей и/или конвейеров.

Часть корпуса терминала 10, которая на фиг. 1 отделена от дока 15 и разгрузочной установки 16 посредством лежащей между ними транспортной секции 14, служит как жилище, мастерская, административные и управленческие помещения. Во время изготовления основных корпусов корпус терминала также может быть использован как бетонный завод и как площадка для приема всех поступающих материалов, используемых для изготовления основных корпусов.

Весь прием материалов на хранение или их отправка не должны иметь места у корпуса терминала. Конструкция основных корпусов 11 в соответствии с изобретением делает возможным и удобным прием определенных видов материалов, поступающих на хранение с воды, непосредственно через один конец одного или нескольких отделений для хранения S, и с этой целью эти отделения снабжены открывающимися затворами (не показаны). Таким образом, подводные лодки целиком, если потребуется без башен, или, по крайней мере, части подводных лодок, содержащие ядерные реакторы, могут приниматься прямо из воды. Этот способ приема материалов графически обозначен стрелкой U на фиг. 2.

Использование: для хранения в море опасных отходов, в особенности радиоактивных отходов для обеспечения достаточной безопасности и достаточной емкости. Сущность изобретения: установка содержит бетонный основной корпус (11), который передвигается по воде как плавучий корпус и приспособлен, чтобы покоиться на дне моря на участке хранения, причем этот основной корпус снабжен внутренними пространствами для хранения отходов (S, К), и, по крайней мере, некоторые из пространств устроены так, чтобы они были расположены ниже уровня воды, бетонный корпус терминала, который передвигается по воде как плавучий корпус и приспособлен, чтобы покоиться на дне моря на участке хранения, расположен рядом с основным корпусом (11), примыкает к нему и соединяется с основным корпусом с помощью соединительных путей (14). Корпус терминала имеет устройства, расположенные выше уровня воды для приема отходов из водных или наземных транспортных средств. 2 с. и 13 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Установка для хранения в море опасных отходов, в особенности радиоактивных отходов, содержащая бетонный основной корпус (11), выполненный с возможностью перемещения по воде как плавучий корпус и нахождения на дне моря на участке хранения, причем этот основной корпус снабжен внутренними пространствами для хранения отходов (S, K) и, по крайней мере, некоторые из пространств для хранения устроены так, чтобы они были расположены ниже уровня воды, бетонный корпус терминала (10), выполненный с возможностью перемещения по воде как плавучий корпус и нахождения на дне моря на участке хранения рядом с основным корпусом (11), примыкает к нему и соединен с основным корпусом, и соединительные пути (14), соединенные с основным корпусом (11) и корпусом терминала (10) и выполненные с возможностью соединения одного с другим и с пространствами для хранения (S, K) основного корпуса, причем корпус терминала (10) приспособлен, чтобы иметь устройства (15, 16), расположенные выше уровня воды для приема отходов из водных или наземных транспортных средств. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одно из пространств для хранения (S, K) основного корпуса (11) имеет приемное отверстие (U), которое проходит через боковую поверхность основного корпуса и уплотняется посредством затвора. 3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что основной корпус (11) снабжен в своей верхней части пространством для размещения отходов (12), расположенным выше уровня воды и окруженным сплошной стенкой. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что пространство для размещения отходов содержит внутреннюю секцию (12А), отделенную снаружи по горизонтали внутренней стенкой, и наружную секцию (12В), заключенную между внутренней стенкой и наружной стенкой. 5. Установка по любому из пп. 1 - 4, отличающаяся тем, что основной корпус (11) содержит множество горизонтальных удлиненных и параллельных цилиндрических пространств, проходящих на всем протяжении основного корпуса между его противоположными боковыми поверхностями, причем указанные цилиндрические пространства используются как указанные внутренние пространства для хранения (S, K). 6. Установка по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что удлиненные бетонные соединительные пути (14) выполнены с возможностью размещения рядом с основным корпусом (11) и корпусом терминала (10), и присоединения со своей длинной стороны к основному корпусу и корпусу терминала, а со стороны свих примыкающих концов один к другому, причем соединительные пути имеют проходящие в продольном направлении соединительные проходы, соединенные один с другим и с пространствами для хранения (S, K) основного корпуса. 7. Установка по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что основной корпус (11) выполнен с возможностью соединения со вторым подобным основным корпусом так, что соединительные пути (14) сообщаются с пространствами для хранения (S, K) второго основного корпуса. 8. Установка по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что корпус терминала (10) выполнен с возможностью соединения, по крайней мере, с одним дополнительным основным корпусом (11), подобным упомянутому первым, так что соединительные пути (14) также сообщаются с пространствами для хранения (S, K) указанного дополнительного основного корпуса. 9. Установка по любому из пп.1 - 8, отличающаяся тем, что основной корпус (11) имеет пространства, которые отделены от внутренних пространств для хранения (S) и приспособлены, чтобы принимать отходы, вытекающие из внутренних пространств для хранения. 10. Бетонный основной корпус установки для хранения в море опасных отходов, в особенности радиоактивных отходов, причем корпус для хранения выполнен с возможностью перемещения по воде как плавучий корпус и с возможностью нахождения на дне моря на участке хранения, при этом этот корпус для хранения снабжен внутренними пространствами (S, K) для хранения отходов и, по крайней мере, некоторые из пространств для хранения выполнены таким образом, чтобы они были расположены ниже уровня воды, отличающийся тем, что содержит множество горизонтальных удлиненных и параллельных цилиндрических пространств, простирающихся на всем протяжении корпуса для хранения между его противоположными боковыми поверхностями, причем указанные цилиндрические пространства используются как указанные внутренние пространства (S, K) для хранения. 11. Бетонный основной корпус по п.10, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно из пространств для хранения (S, K) основного корпуса (11) имеет приемное отверстие (U), которое проходит через боковую поверхность основного корпуса и уплотняется посредством затвора. 12. Бетонный основной корпус по п.10, отличающийся тем, что основной корпус (11) снабжен в своей верхней части пространством для размещения отходов (12), расположенным выше уровня воды и окруженным сплошной стенкой. 13. Бетонный основной корпус по п.12, отличающийся тем, что пространство для размещения отходов содержит внутреннюю секцию (12А), отделенную снаружи по горизонтали внутренней стенкой, и наружную секцию (12В), заключенную между внутренней стенкой и наружной стенкой. 14. Бетонный основной корпус по п.10, отличающийся тем, что основной корпус (11) выполнен с возможностью соединения со вторым подобным основным корпусом так, что соединительные пути (14) сообщаются с пространствами для хранения (S, K) второго основного корпуса. 15. Бетонный основной корпус по п.10, отличающийся тем, что основной корпус (11) имеет пространства, которые отделены от внутренних пространств для хранения (S) и приспособлены, чтобы принимать отходы, вытекающие из внутренних пространств для хранения.