Принципиальная технологическая схема переплава рамо

Металлические отходы после дезактивации, резки и сортировки

Загрузка в печь и плавка

Приготовление флюса

Газоочистка

Удаление шлака I

Удаление шлака II

2,5· d 0,75· нГр· /(с·кг)

Металл

Шлак II

Радиолиз в изложины

Дозиметрический контроль

0,5· d 2,5· нГр· /(с·кг)

Металл

Шлак I

d< 0,5· нГр· /(с·кг)

Были разработаны режимы и способы плавления РАМО, позволяющие уменьшить количество радионуклидов, переходящих в газовую фазу. С этой целью переплавку необходим вести в следующих режимах:

1. в печи расплавляется загрузка нерадиоактивного металла или же в тигле печи останавливается часть металла от предыдущей плавки. Затем загружается флюс и производится догрузка РАМО. Дозагружаемые фрагменты должны полностью погружаться в расплав (чтобы вся их поверхность экранировалась расплавом металла и шлака от контакта с атмосферой);

2. при переплавке длинномерных образцов, геометрические размеры которых не позволяют полностью погрузить их в расплав, аналогично первому режиму вначале в тигле печи получают расплав металла, затем загружается флюс и металл перегревается выше точки плавления этого флюса не менее чем на 10 °С, далее проводится загрузка длинномерных отходов. В течение всего процесса плавления поддерживается перегрев металла не менее чем на 10 °С.

3. При переплавке металлических отходов в соответствии с данными режимами количество радионуклидов, переходящих в газовую фазу, существенно снижается и составляет, %: для

Система газоочистки установки переплавки состоит из двух ступеней. В первой ступени используется циклон, улавливающий основную массу крупных частиц и являющийся своего рода искрогасителем, препятствующим попаданию искр и раскалённых частиц шлака и металла во вторую ступень газоочистки. Циклон позволяет собирать пыль в транспортный контейнер (без дополнительной перегрузки пыли).

Вторая ступень оборудуется фильтрами тонкой очистки, обеспечивающими низкую концентрацию пыли в очищенном газе. В качестве таковых могут использоваться рамные или рукавные фильтры. Рукавные фильтры имеют преимущества перед рамными, так как для них легко механизируются и автоматизируются процесс выгрузки пыли и очистка фильтрующей поверхности.

Вместимость печи плавления может составлять 1-6 т, а производительность по расплаву – 1,3- 3 т/ч при потребляемой мощности 800-2240 кВт.

3.Перспективные способы и методы обращения с рамо

Перспективным методом обращения с РАМО является индукционно-шлаковая переплавка их в печах с «холодным» тиглем.

Как показала практика, применение электродуговых и воздушно-индукционных печей создаёт проблемы со сбором и переработкой пыли и шлака; громоздка и дорога система газоочистки. Однако и применение индукционных вакуумных печей имеет существенный недостаток: весьма ограниченный срок службы плавильных тиглей (менее 50 плавок) и изложниц, что приводит к образованию дополнительных объемов неперерабатываемых вторичных РАО. Альтернативной этим установкам являются индукционные печи с холодным тиглем (ИПХТ). Из опыта, полученного в России, Японии, Франции при переработке металлических отходов низкого и высокого уровней активности в стендовых и промышленных ИПХТ, следует, что коэффициент уменьшения объема отходов составляет 5-6, коэффициент дезактивации металла по цезию и стронцию достигает 98%, а по альфа-излучающим нуклидам – более 98%.

Сущность процесса ИШПО-ХТ применительно к переработке ВАМО состоит в следующем. Нарубленные оболочки ТВЭЛов после сушки в бункере-накопителе поступают в дозатор, из которого порционно загружаемых в месте с оболочками в количестве 3-6% массы РАМО и предназначенных для дезактивации металла и теплоизоляции ванны расплава, исключая интенсивное его охлаждение. Основной эффект дезактивации металла достигается за счёт химического взаимодействия компонентов флюса и оксидов продуктов деления, находящихся в поверхностных слоях оболочек ТВЭЛов. Радионуклиды переходят в шлак, концентрирующийся на верхней поверхности слитка металла.

Образовавшийся шлак, содержащий основную массу долгоживущих радионуклидов (уран, плутоний, стронций, цезий, рутений), отделяется от слитка и подвергается дополнительной переработке в целях его безопасного хранения.

Дезактивация РАМО при индукционно-шлаковой плавке достигается за счёт перераспределения радионуклидов между металлом и солевым флюсом.

При этом коэффициент очистки металла будет тем выше, чем более химически активных будет применяемый солевой расплав по отношению к радионуклидам, находящимся в оболочках ТВЭЛов.