Mayak 升级高放射性废物玻璃化技术

2024-09-26 09:23  来源:中国核电网    俄罗斯核电  放射性废物

俄罗斯奥焦尔斯克的马亚克生产协会正在继续安装放射性化学工厂的第六座熔炉。


俄罗斯奥焦尔斯克的马亚克生产协会正在继续安装放射性化学工厂的第六座熔炉。新的电炉 EP 250/6 是马亚克高放射性废物 (HLW) 处理技术重大升级的一部分,该技术涉及玻璃化。其之前的电炉 EP-500/5 于 2020 年关闭,运行四年后,从废燃料中获得的液体溶液中含有的 1.41 亿居里放射性被玻璃化。

2021 年,Mayak 开发了两种新型独特熔炉的设计文件,为其放射化学设施提供现代化的高放废物玻璃化装置。它们是用于生产铝磷酸盐玻璃的 EP-250/6 型熔炉和用于生产硼硅酸盐玻璃的小型 EPM 型熔炉。这些设计是基于之前运行五台 EP-500 电炉的经验以及在企业实验台上测试过的原型而开发的。

放射化学工厂的新玻璃化综合设施由 JSC RaoProekt 设计。新综合设施的设计产能为每年 490 吨玻璃化高放废物。原定于 2028 年投入使用,但工作提前完成。

“工作进度比计划略有提前,”Mayak 维修和建设部门 (RSU – Remontno-Stroitelnomu Upravleniyu) 专家 Vladimir Polisadin 强调道。“当前的主要任务是安装炉内技术设备。当然,这其中也存在困难:以前炉子是用起重机从顶部建造的,但目前在车间内,这项工作几乎是手工完成的。我们很荣幸能委托 RSU,尤其是我们的工厂来建造如此复杂而独特的设施。我认为,在炉子建造完成后,我们的工人将成为安装业务的‘学者’。”

EP 250/6 的建造受到工业安全服务、基本建设部门、Mayak 设计与建造部门和放射化学工厂专家的严格监督。放射化学工厂生产开发与重建部负责人 Alexander Akintsev 指出:“企业管理层为设施投入使用设定了严格的期限。参与炉子建造的整个专家团队不知疲倦地工作。施工进度良好:大多数主要设备已经安装完毕,炉子正在呈现其设计形状。”

新玻璃化综合设施的主要区别在于,除了久经考验的 EP-500 型电炉外,它还将使用可拆卸的小型熔炉。在其使用寿命结束时,它将被远程拆卸,装入容器并转移到联邦国家单一制企业国家放射性废物管理运营商的集中储存处,并在其位置安装新的熔炉。Mayak PA 新设施的建设是2016-2020 年和 2030 年前确保核和辐射安全的联邦目标计划的一部分。

最初的玻璃化综合设施于 1987 年投入商业运营。玻璃化方法包括在电炉中熔化铝磷酸盐玻璃,并将其与放射性废物溶液和助熔剂混合。然后将含有高放废物的玻璃熔体倒入特殊容器中,凝固成机械强度高、化学稳定性好的单块。将装满的容器放入金属盒中。三个容器装满后,用盖子盖上罐子,密封并运送到玻璃化高放废物的特殊储存地点。

最后一台 EP-500/5 电炉于 2016 年底在放射化学工厂的 4 号车间投入运行。之前的四台电炉在使用寿命到期后在安装现场封存。新综合体将包括一个统一的运输和技术系统,与放射化学生产的主要技术重新分配有关。其中的所有陶瓷熔炉都是可更换的——当它们被加工好后,将被拆卸、破碎、装进容器并转移到联邦国家单一制企业国家运营商 RAO 的仓库。

新综合设施旨在解决与企业早期积累的液态放射性废物固化相关的环境问题。它将使用两种类型的陶瓷熔炉:高性能熔炉,例如用于生产铝磷酸盐玻璃的 EP-250 电炉,以及用于生产硼硅酸盐玻璃的小型熔炉。高性能熔炉用于处理企业以前活动中积累的液态高放废物,以及处理特殊类型的废核燃料。小型熔炉将用于对动力反应堆废燃料再处理产生的废物进行玻璃化。”

马亚克公司最初成立于 20 世纪 40 年代末,为苏联核工业生产钚。目前的主要业务方向包括:履行国家国防订单,生产核武器部件;运输和处理废燃料;生产和销售同位素产品;机械工程和仪器制造;研究和生产活动;以及解决核遗留问题。

和世界各地的武器生产基地一样,早期对安全问题关注甚少,无节制的高放废物处置导致大片地区受到严重污染。1957 年,废物箱爆炸加剧了污染问题。此后,马亚克面临巨大的整治任务,目前正取得积极进展。2015 年,经过多年努力和巨额投入,马亚克完成了卡拉恰伊湖的封存和整治,该湖位于倾倒高放废物的地点,华盛顿特区的世界观察研究所曾将其描述为地球上污染最严重的地方。

阿金采夫解释说,新电炉将安装在原有电炉停放的同一栋建筑内,而不是建造和装备新建筑,这是对现有玻璃化综合体进行技术改造的一部分。这不仅可以缩短电炉投入运行所需的时间,还可以大大节省企业的资源。

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