ПОДЗЕМНОЕ СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ И/ИЛИ ЗАХОРОНЕНИЯ УПАКОВОК РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2011 года по МПК G21F9/24 

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами (РАО) низкого и среднего уровня активности и предназначено для их безопасного длительного хранения и/или захоронения в подземных сооружениях, созданных в однородных слабопроницаемых породах.

В странах, имеющих развитую атомную промышленность, разработаны концептуальные проекты, а в ряде стран построены и эксплуатируются подземные сооружения для захоронения РАО.

Известно подземное сооружение для захоронения РАО с низким уровнем тепловыделения, создаваемое в граните, каменной соли или глине, Siting Design and Construction of Underground Repositories for Radioaktive Wastes.-Vienna: IAEA, 1986. - P.553-571.

Подземное сооружение представляет собой ряд параллельных туннелей небольшого поперечного сечения площадью 15-40 м² протяженностью 300 м, в которых размещаются упаковки - контейнеры с РАО. Туннели расположены по обе стороны от транспортного туннеля и являются тупиковыми. Подземное сооружение связано с наземным комплексом несколькими шахтными стволами, служащими для спуска упаковок, вентиляции и удаления горных пород при строительстве.

Известно подземное централизованное хранилище радиоактивных отходов SFR, созданное вблизи АЭС Форсмарк, Швеция, в скальных породах, И.Л.Рыбальченко. Шведская система обращения с радиоактивными отходами. - 2-е изд., испр. и доп.- СПб., 2008, - 86 с. Подземный пункт захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО) состоит из бетонной шахты (для среднеактивных отходов) и четырех камер (для низкоактивных отходов), размещенных на глубине 50 м. Бетонная шахта глубиной 50 м, диаметром 25 м, с толщиной стенок 0,8 м соединена наклонным туннелем с дневной поверхностью. Водонепроницаемость шахты обеспечивается засыпкой пространства между наружной стенкой шахты и коренной породой шириной 1 м уплотненной бентонитовой глины. Пространство между упаковками заливается цементной смесью.

Камеры имеют ширину 16-18 м и длину 160 м. В одной из камер упаковки размещаются дистанционно управляемым краном, в других - при помощи автопогрузчика.

Известно подземное хранилище РАО в залежах глины в виде камер большого размера, Сорокин В.Т. Создание регионального хранилища РАО - условие безопасного развития атомной энергетики в Северо-Западном регионе. Радиационная безопасность: Атомтранс - 2003: Доклады 6-ой международной конф, 22-26 сентября 2003 г. Санкт-Петербург, 2003. - С.262-267.

Отличительная особенность данной конструкции подземного сооружения состоит в использовании в качестве помещений для захоронения отходов горных выработок по типу односводчатой станции метрополитена длиной 101,2 м, шириной - 25,03 м, высотой - 13,26 м. Обделка свода и опорных туннелей станции выполняется из сборных железобетонных элементов, торцевые стены - из монолитного железобетона. В качестве других конструктивных элементов подземного сооружения выбраны элементы, также используемые в строительстве метрополитена.

Подземный комплекс выполнен в виде петли в горной выработке диаметром 8,5 м, являющейся центральным транспортным туннелем, и параллельно расположенных (по обе стороны внешнего контура) выработок, предназначенных для размещения РАО.

Подземное сооружение связано с поверхностью земли: наклонным транспортным туннелем диаметром 5,6 м и двумя вертикальными шахтными стволами (строительным и вентиляционным) диаметром 6 м.

Недостатками рассмотренных выше ПЗРО являются сложность строительства камер большого объема с использованием ручного труда, низкий коэффициент использования строительного объема из-за наличия протяженных транспортных туннелей, высокие затраты на вентиляцию подземных выработок, расположение систем транспортирования, вентиляции, освещения, приборов контроля РАО в зоне повышенной радиации, что затрудняет их обслуживание, ремонт и замену.

Известно также подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов, содержащее один или более туннелей, соединенных с наземным сооружением для приема этих упаковок, средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования. Туннели имеют спиральную форму и соединены радиальными технологическими туннелями, по которым транспортируются упаковки РАО в спиральные туннели к месту хранения и/или захоронения, RU 2133993.

Спиральные туннели соединены с поверхностью земли тремя вертикальными шахтными стволами: вентиляционным, строительным и транспортным. Доставка упаковок РАО в подземное сооружение осуществляется на самоходной тележке. Съем упаковок с тележки и расстановка их в горной выработке осуществляются загрузочной машиной - укладчиком. Укладчик представляет собой самоходную машину портального типа на рельсовом ходу с тремя степенями свободы перемещения груза, обеспечивающими штабелирование упаковок.

Системы вентиляции, контроля и освещения расположены в зоне хранения и/или захоронения упаковок РАО.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Недостатком прототипа является то обстоятельство, что персонал, осуществляющий транспортировку упаковок РАО, контроль их состояния, а также персонал, осуществляющий эксплуатацию и ремонт систем вентиляции, освещения и др. инженерных систем не изолирован от РАО и периодически должен находиться в зоне повышенной радиации.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности транспортировки упаковок РАО, контроля их состояния, а также эксплуатации и ремонта инженерных систем при нахождении персонала вне зоны повышенной радиации.

Согласно изобретению в подземном сооружении для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов, содержащем один или более туннелей, соединенных с наземным сооружением для приема указанных упаковок, средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования, в нижней части туннеля выполнен транспортный коридор, включающий боковые стенки и верхнее перекрытие с проемом для подачи упаковок, снабженным крышкой, в котором размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок радиоактивных отходов, на верхнем перекрытии коридора размещено с возможностью продольного перемещения средство для штабелирования упаковок радиоактивных отходов, при этом верхняя часть туннеля отделена защитным перекрытием.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «Новизна».

Реализация отличительных признаков настоящего изобретения обеспечивает важное новое свойство объекта: обеспечение возможности работы персонала вне зоны с повышенным уровнем радиации. Заявителем не выявлены источники, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное новое свойство объекта обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «Изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - продольный разрез сооружения;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;

на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2;

на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2.

Подземное сооружение включает наземный портал 1 для приема упаковок 3 РАО, из которого выходят туннели 2, предназначенные для длительного хранения и/или захоронения упаковок 3 РАО. Противоположные концы туннелей 2 посредством вентиляционной шахты 16 соединены с вентиляционным центром 17. В нижней части каждого из туннелей 2 выполнен транспортный коридор 4, включающий боковые стенки 5 и верхнее перекрытие 6. В перекрытии 6 имеется проем 8 для подачи упаковок 3, снабженный крышкой 7. В транспортном коридоре 4 размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок 3 РАО, в частности тележка 10 с электроприводом, снабженная подъемником 11. Штабелирование упаковок 3 РАО осуществляется с помощью штабелёра 9, размещенного на тележке 12 с возможностью перемещения на верхнем перекрытии 6 транспортного коридора 4 в отсеках 18 для хранения и/или захоронения упаковок 3 РАО. Верхняя часть 15 туннеля 2 отделена от воздействия радиоактивного излучения защитным перекрытием 13. Отсеки 18 помещения хранения ограничены стеной 20 с разборными панелями 14. В верхней части 15 туннеля 2 находятся вентиляторы 19, а также другие инженерные системы и средства контроля (на чертежах не показаны).

Упаковки 3 с РАО автомобильным или железнодорожным транспортом доставляются в наземный портал 1, где устанавливаются на тележку 10 и по транспортному коридору 4 транспортируются к одному из проемов 8. Штабелёр 9 передвигается на тележке 12 по перекрытию 6. Штабелёр 9 и тележка 12 управляются дистанционно и работают в автоматическом режиме. После снятия крышки 7 с проема 8 штабелёр 9 захватывает упаковку 3, которая с помощью подъемника 11 подается в отсек 18 помещения хранения и с помощью штабелёра 9 устанавливается в штабель. Перемещение штабелёра 9 на тележке 12 из отсека 18 в другие отсеки осуществляется через проемы в стенках 20 после удаления разборных панелей 14. Вентиляция, контроль воздуха и освещение отсеков 18 осуществляются из чистой верхней части 15 туннеля. На защитном перекрытии 13 расположены электрокабели, трубопроводы, вторичные приборы контрольно-измерительной аппаратуры и промышленного телевидения (на чертежах не показаны). Вентиляционный воздух из всех помещений подземного сооружения по вентиляционной шахте 16 удаляется в вентиляционный центр 17. Закрытие отсека 18 (перевод отсека в статус могильника) осуществляется путем подачи в него инертного материала (цементный раствор, глинопесчаная смесь и др.) из верхней части туннеля 15 через отверстия в перекрытии 13.

Операции по перемещению упаковок в транспортном коридоре 4 могут осуществляться с помощью персонала в условиях допустимого уровня радиации или дистанционно, автоматически из операторской.

Контроль состояния упаковок РАО, эксплуатация и ремонт систем вентиляции, освещения и других инженерных систем осуществляется персоналом, находящимся в чистой верхней части 15 туннеля, что принципиально повышает безопасность сооружения и снижает эксплуатационные расходы на вентиляцию и освещение подземного сооружения.

Для изготовления сооружения использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами (РАО) низкого и среднего уровня активности и предназначено для их безопасного длительного хранения и/или захоронения в подземных сооружениях, созданных в однородных слабопроницаемых породах. В подземном сооружении для длительного хранения и/или захоронения упаковок (3) радиоактивных отходов, содержащем один или более туннелей (2), соединенных с наземным сооружением для приема указанных упаковок (3), средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования, в нижней части туннеля (2) выполнен транспортный коридор (4), включающий боковые стенки (5) и верхнее перекрытие (6) с проемом (8) для подачи упаковок (3), снабженным крышкой (7), в котором размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок (3) радиоактивных отходов, на верхнем перекрытии коридора размещено с возможностью продольного перемещения средство для штабелирования упаковок (3) радиоактивных отходов, при этом верхняя часть (15) туннеля (2) отделена защитным перекрытием (13). Обеспечивается возможность транспортировки упаковок (3) радиоактивных отходов, контроля их состояния, а также эксплуатации и ремонта инженерных систем при нахождении персонала вне зоны повышенной радиации, что является техническим результатом изобретения. 5 ил.

Подземное сооружение для длительного хранения и/или захоронения упаковок радиоактивных отходов, содержащее один или более туннелей, соединенных с наземным сооружением для приема указанных упаковок, средство для транспортировки упаковок и средство для их штабелирования, отличающееся тем, что в нижней части туннеля выполнен транспортный коридор, включающий боковые стенки и верхнее перекрытие с проемом для подачи упаковок, снабженным крышкой, в котором размещено с возможностью продольного перемещения средство для транспортировки упаковок радиоактивных отходов, на верхнем перекрытии коридора размещено с возможностью продольного перемещения средство для штабелирования упаковок радиоактивных отходов, при этом верхняя часть туннеля отделена защитным перекрытием.