Жидкие радиоактивные отходы больше не проблема

В декабре 2006 года на Кольской атомной электростанции был введен в эксплуатацию первый в мире промышленный комплекс по переработке жидких радиоактивных отходов, в создании и запуске которого непосредственное участие принимала компания «РТСофт».

В жизненном цикле каждой атомной электростанции после того, как она начинает производить доступную электрическую энергию в необходимых количествах, наступает момент, когда нужно решать проблему утилизации накопленных ею радиоактивных отходов. О серьезности этой задачи говорит тот факт, что единственной, но не полной альтернативой утилизации отходов может служить лишь выведение атомной станции

из эксплуатации, да и то только с точки зрения фиксации количества накопленных отходов. В то же время вывод АЭС или одного энергоблока из эксплуатации порождает массу проблем по утилизации/хранению или захоронению тех же самых отходов, оборудования, машин и механизмов разной степени загрязненности, требует проведения дезактивации и рекультивации земель, мониторинга состояния окружающей среды.

Операторская КПЖРО

Участие ЗАО «РТСофт» в проекте, направленном на решение проблемы переработки жидких радиоактивных отходов, подтверждает его репутацию социально-ответственной компании, деятельность которой способствует реализации общегосударственных задач. За 15 лет деятельности «РТСофт» заслужил авторитет инновационной компании, обеспечивающей надежные и высокопрофессиональные решения в области автоматизированных информационно-управляющих систем для энергетики. Поэтому логическим продолжением галереи проектов компании стало участие в создании, изготовлении и запуске в опытную, а потом и промышленную эксплуатацию комплекса по переработке жидких радиоактивных отходов (КП ЖРО), который, по словам генерального директора концерна «Росэнергоатом» С. А. Обо-зова, является «уникальным объектом с уникальными же российскими технологиями, не имеющими аналогов в мире».

Кольская АЭС, расположенная за Полярным кругом на берегу озера Имандра, стала первой и пока единственной из десяти действующих в России атомных электростанций, где установлен комплекс по переработке ЖРО. Это одна из первых атомных электростанций Советского Союза, действующая с 1973 г. Бурное развитие промышленности Кольского полуострова и всего Северо-Запада страны требовало и соответствующих темпов роста энергетики. Чтобы удовлетворить растущие потребности предприятий Кольского полуострова в электроэнергии, единственным выходом было производить ее на ядерных установках. За период с 1973 по 1984 г. на Кольской АЭС были запущены и действуют четыре энергоблока с реакторами ВВЭР-440. Сегодня на долю станции приходится около 60% выработки электроэнергии в Мурманской области. В свое время, когда Кольская АЭС только начинала работать, вопросы переработки жидких радиоактивных отходов предполагалось решать на стадии снятия АЭС с эксплуатации. Так что к 90-м годам прошлого века хранилища жидких радиоактивных отходов станции были практически заполнены, а технологии и оборудование по переработке ЖРО на АЭС попросту отсутствовали.

Мнемосхема установки переработки ЖРО

КП ЖРО на Кольской АЭС

Строительство комплекса по переработке жидких радиоактивных отходов на Кольской АЭС началось в 1997 году.

В декабре 2006 года введен в эксплуатацию пусковой комплекс, предназначенный для переработки накопленных высокосолевых отходов (кубовых остатков), в состав которого вошли:

• установка растворения и изъятия;

• установка очистки ЖРО от радионуклидов;

• установка концентрирования;

• вспомогательные системы (спецвентиляции, спецгазоочистки, спецканализации, греющего пара, сжатого воздуха и другие).

В 2008-2009 гг. будет введена в эксплуатацию установка цементирования отработанных ионообменных смол и шламов, а также хранилище отверж-денных радиоактивных отходов.

Специалисты компании «РТСофт» в сотрудничестве с ЗАО «РАОТЕХ» сконструировали, изготовили и поставили на Кольскую АЭС два программно-технических комплекса: ПТК установки очистки ЖРО от радионуклидов и ПТК вспомогательных систем КП ЖРО.

Метод ионоселективной очистки был выбран потому, что он обеспечивает перевод ЖРО в инертную форму, пригодную для захоронения, с максимальным уменьшением объема отходов (в 70-90 раз) по сравнению с другими традиционными методами переработки кубовых остатков — глубокое упаривание, цементирование, битумирование. Именно на основе этого метода, предложенного специалистами ГУП МосНПО «Радон», в 2002 г. в Обнинске была создана пилотная лабораторная установка по ионоселективной очистке ЖРО, которая позволила проверить жизнеспособность идеи.

КП ЖРО Кольской АЭС предназначен для извлечения ЖРО из ёмкостей хранения и их очистки от радионуклидов, концентрирования радионуклидов в минимальном объёме и перевода их в твёрдую фазу, обеспечивающую безопасное хранение в течение 300-500 лет. Производительность основного технологического оборудования комплекса составляет 550 литров/час. Это позволит, с учетом вновь образующихся в ходе эксплуатации Кольской АЭС отходов, полностью решить проблему ЖРО на станции в течение 12-15 лет.

ПТК КП ЖРО: надежность, безопасность, открытость и гибкость

Перед разработчиками ПТК КП ЖРО стояла нелегкая задача: обеспечить высокую надежность и работоспособность комплекса в режиме реального времени при распределенной и разноплатформен-ной архитектуре средств автоматизации, вычислительной техники и электрооборудования. И эта задача была успешно реализована. Программно-технические комплексы КП ЖРО обеспечивают:

• сбор информации и ее передачу от распределенных датчиков различного типа арматуры, исполнительных механизмов и оборудования (около 2500 каналов сбора с возможностью наращивания);

• отображение на автоматизированных рабочих местах (АРМ) операторов собранной информации в различной форме;

• документирование и архивирование собранной информации, которое осуществляется на основе резервируемой SCADA-системы Сitect;

• автоматическое регулирование и автоматическое логическое управление арматурой, исполнительными механизмами и оборудованием КП ЖРО в различных режимах с АРМ операторов (около 1000 каналов управления с возможностью наращивания).

Всё возрастающие требования к безопасности работы с радиоактивными материалами определили приоритеты при создании ПТК для КП ЖРО Кольской АЭС: обеспечение безусловной безопасности функционирования технологического оборудования КП ЖРО при непрерывном режиме работы. Эта задача определяет важнейшие особенности системы:

• надежность программно-технических средств ПТК с соответствующими характеристиками надежности, допущенными к применению в атомной промышленности;

• высокая степень резервирования технических средств (резервирование системы электропитания, «горячее» резервирование контроллера и информационных магистралей, дублирование АРМ операторов);

• развитая система контроля, диагностики и самодиагностики программно-технических средств ПТК, обеспечивающая реализацию как автоматического перехода на резервные средства при отказах, так и возможность замены отказавших модулей без отключения питания;

• строгая система контроля доступа к технологической информации и управлению оборудованием КП ЖРО, к программно-техническим средствам и базам данных ПТК;

• аппаратно (по нажатию одной кнопки) и программно реализованная возможность оперативного перевода технологического оборудования КП ЖРО в условно безопасное состояние;

• разветвленная система защит и блокировок, реализованная в прикладном ПО и обеспечивающая безаварийное функционирование оборудования КП ЖРО при различных режимах работы;.

• реализации местного режима управления единицами оборудования КП ЖРО (возможность управления технологическим процессом со шкафов силовой автоматики даже при полном отказе ПТК).

АРМ оператора КП ЖРО

Кроме обеспечения безопасности работы с радиоактивными отходами, ПТК КП ЖРО должны удовлетворять следующим требованиям:

• иметь открытую архитектуру, позволяющую как наращивать количество каналов измерения и управления, вводить новые типы каналов при минимальных затратах, так и обмениваться информацией и командами управления с другими установками КП ЖРО и автономными узлами, имеющими свои собственные АСУТП;

• иметь гибкое программное обеспечение с модульной структурой, позволяющее реализовать изменение прикладного ПО (алгоритмы функционирования технологического оборудования КП ЖРО, защиты и блокировки, перечни параметров и т. д.) без изменения всего ПО за минимальное время силами специалистов эксплуатирующей организации и без привлечения разработчиков прикладного ПО. Несомненно, существенными факторами, повлиявшими на разработку, изготовление и отладку ПТК, стали:

1) новизна объекта автоматизации: — одновременность создания самого объекта автоматизации (КП ЖРО) и его системы управления: все изменения, вносимые в объект автоматизации в ходе проектирования и создания, должны были трансформироваться в соответствующие изменения в программно-технических средствах ПТК на всех этапах жизненного цикла;

— отсутствие на этапе создания и отладки ПТК окончательных технологических характеристик и алгоритмов процесса переработки ЖРО: в процессе проведения отладки ПТК происходили значительные корректировки и изменения алгоритмов, защит и блокировок, перечня параметров и режимов функционирования единиц оборудования УИСО.

Шкаф автоматики КПЖРО

2) сжатые сроки создания:

конструирование, изготовление, отладка, предварительные испытания и поставка ПТК — 9 месяцев;

— пусконаладочные работы, внесение изменений в программное обеспечение ПТК и испытания на КП ЖРО для ввода в опытно-промышленную эксплуатацию — 6 месяцев.

Компания «РТСофт» успешно справилась с поставленными задачами.

ПТК КП ЖРО имеет распределенную иерархическую структуру, состоящую из трех уровней: диспетчерского (верхнего), контроллерного (среднего) и уровня низковольтных комплектов устройств, датчиков, исполнительных механизмов и запорной арматуры (нижнего). Каждый уровень состоит из аппаратно-программных средств, необходимых для реализации определенных функций ПТК КП ЖРО. Комплексы созданы с использованием технических средств известных зарубежных фирм-производителей: Schneider Electric, Rittal, Kontron и др. Программное обеспечение ПТК построено на основе интегрированной среды разработки Unity фирмы Schneider Electric, программное обеспечение АРМ операторов — на основе SCADA-системы Citect. Комплексы имеют открытую архитектуру и доступны как для последующей модернизации, так и для информационного обмена со смежными информационными системами и построения информационно-аналитической системы верхнего уровня всего КП ЖРО Кольской АЭС.

Перспективы КП ЖРО

По словам начальника Управления сооружения объектов атомной энергетики и промышленности Федерального агентства по атомной энергии А. А. Тютяева, введение в эксплуатацию КП ЖРО на атомной электростанции, работающей уже 33 года, стало «первым цивилизованным шагом по утилизации накопившихся радиоактивных отходов. Остановлена динамика наращивания отходов; более того, важно, что уже сегодня можно говорить о сокращении количества ЖРО на Кольской АЭС». Заместитель генерального директора по развитию, директор по развитию ФГУП концерна «Росэнергоатом» А. К. Полу-шкин убежден, что, несмотря на то что КП ЖРО — стартовый объект, учитывая тенденции атомной энергетики, наметившиеся с принятием Федеральной целевой программы по развитию отрасли, подобные проекты должны тиражироваться. Опыт Кольской АЭС теперь нужно передать другим станциям.

ЗАО «РТСофт»
www.rtsoft.ru, pr@rtsoft.ru
тел. (495) 742-6828, 967-1505