Утилизация судов атомно-технического обслуживания

МИНИСТЕРСТВО  ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Омский  институт водного  транспорта (филиал) ФГОУ ВПО

«Новосибирская  государственная  академия водного  транспорта»

 
 

кафедра _____СТД_________                                            
 

                                                       Оценка 
 

                                                     Подпись 
 

                                                      Дата 
 

контрольная работа №

По дисциплине  Реновация и утилизация судовой техники   

На тему:  Утилизация судов атомно-технического обслуживания  

Вариант:             

                                       РУКОВОДИТЕЛЬ:

                                                       (ученая степень, должность)

                                                               (Фамилия И.О.)

                                       СТУДЕНТ:

                                      (форма обучения, группа,  шифр)

                                      (Фамилия И.О.)

Омск 2011

 
 

     Введение.

     По  количеству построенных атомных  кораблей и судов флот СССР превзошел флоты, всех государств, включая США. В период с 1955 года по 2000 год в СССР и России было построено 5 атомных надводных кораблей (АНК), 260 атомных подводных лодок (АПЛ), 8 атомных ледоколов (девятый достраивается), 1 атомный лихтеровоз - контейнеровоз. По особенностям конструкции и количеству они отнесены к серийным и единичным. И флот России представлял более чем из 30 типов кораблей и судов основных проектов. Для их обслуживания был построен вспомогательный флот или суда атомно-технологического обслуживания (АТО). Этот флот представляет как специальные суда, построенные для непосредственного обслуживания атомных кораблей и судов, так и переоборудованные для этих целей из серийных танкеров, сухогрузов, лесовозов, барж и т.д.  

Суда  атомно-технологического обслуживания: "Имандра" и "Лотта". 

     Количество  судов АТО (включая плавучие емкости) в настоящее время составляет более 90. Причем судов различного класса и назначения.

     По  количеству судов АТО Россия в  настоящее является абсолютным лидером в мире. Причиной тому является многочисленность пунктов базирования на территории большой страны, недостаточно развитые (а в некоторых местах отсутствующие) транспортные коммуникаций (автомобильные и железные дороги) в местах базирования и ремонта атомных кораблей. К этому добавляется слаборазвитая береговая инфраструктура по обращению с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) и радиоактивными отходами (РАО).

     Большинство судов АТО построено или переоборудовано  в суда АТО в 60-70-х годах прошлого века в период массового строительства военного и гражданского атомного флотов. Техническое состояние большинства е судов АТО, в первую очередь в ВМФ неудовлетворительное, а многие из них находятся в аварийном состоянии.

     До 1992 года выслужившие свой срок суда АТО, главным образом суда ВМФ, как правило, захоранивались (затапливались) в море в специально выделенных для этих целей районах. При этом, учитывая отсутствие инфраструктуры по переработке ТРО, они максимально заполнялись такими отходами. Захоронения проводились в 6-ти районах северных морей и в 4-х районах дальневосточных морей. Всего затоплено в прибрежных водах России около 60 плавучих средств различных типов.-1 Это был единственным способом утилизации судов АТО, если его можно назвать утилизацией.

     В настоящее время в России разработана  общая концепция утилизации АПЛ  и программа их утилизации с помощью  западных инвесторов успешно выполняется. Однако концепция утилизации судов  АТО не разработана. Имеются отдельные  примеры утилизации (конвертации) судов АТО, осуществленные по причине их аварийного состояния или необходимости вывода их эксплуатации, а также размещения на них дополнительного количества РАО. На некоторых судах АТО проведены подготовительные работы (выгрузка ОЯТ, РАО, перевод суда в отстой и т.д.) продиктованные выше назваными причинами.  

     1.Описание  проблемы.

     Большинство судов АТО построено или переоборудовано  в суда АТО в 60-70-х годах прошлого века в период массового строительства  военного и гражданского атомного флотов. Техническое состояние большинства е судов АТО, в первую очередь в ВМФ неудовлетворительное, а многие из них находятся в аварийном состоянии. 

     Основные  типы судов АТО представлены:  

     1.Плавучие  технологические базы (ПТБ, в ВМФ  принятое сокращение - ПМ), предназначенные  для проведения перезарядок (выгрузка и загрузка ядерного топлива, временное хранение ОЯТ). Этот тип судов АТО осуществляет так же в процессе перезарядок обращения с РАО: прием и хранение жидких радиоактивных (ЖРО) и твердых радиоактивных отходов (ТРО). Проведения комплекса работ со специальным перегрузочным оборудованием и обеспечения атомных кораблей и судов необходимыми средами (вода специального назначения, сорбенты для фильтров и т.д.).

     2.Спецтанкеры,  транспортно наливные танкеры  (ТНТ), плавучие емкости (ПЕк), предназначенные для сбора, хранения и транспортировки ЖРО.

     3.Плавбазы (ПБ), баржи, предназначенные для  хранения ТРО.

     4.Плавучие  контрольно-дозиметрические пункты (ПКДП), предназначенные для обеспечения  организации прохода на атомные  корабли и суда во время перезарядки, обеспечения санитарной обработки участвующих в ней специалистов и проведения радиационного контроля (включая индивидуальный дозиметрический контроль). 
 

     Количество  судов АТО по основным регионам: 

     В Северном регионе в отстое и эксплуатации находится 72 судна АТО, 28 из них находится в аварийном, затопленном или полузатопленном состоянии. 50 судов АТО выработали установленные сроки и подлежат утилизации.

     В Дальневосточном регионе в отстое и эксплуатации находится 27 судов  АТО, 3 них в аварийном состоянии, а 23 выработали установленные сроки и подлежат утилизации.

     Неудовлетворительное  техническое и как следствие  аварийное состояние судов АТО  определяются, прежде всего, условиями  эксплуатации. Эксплуатируя однотипные суда одного года постройки с ВМФ в ОАО «Мурманское морское пароходство» обеспечивает регламентируемое техническое состояние и даже на судах-ветеранах «Володарский» 1929 года постройки и «Лепсе» год закладки судна 1934 (переоборудовано в судно АТО в 1961 году.)

     Вторым  условием, определяющим нынешнее техническое состояние судов АТО, является продолжавшаяся длительное время практика слива ЖРО и захоронения ТРО в морях Северного и Дальневосточного региона. Отсутствие береговой инфраструктуры по переработке РАО способствовало практике быстрого сбора этих отходов для последующего слива и захоронения в морях. При этом важные для обеспечения последующей безопасной эксплуатации судов АТО и хранения отходов принципы, такие как сортировка отходов, хранение в безопасных упаковка не соблюдались.

     В результате чего на судах АТО, прежде всего ВМФ, применялась практика перемешивания в цистернах ЖРО  различного физико-химического состава  и как следствие образование  осадка на дне цистерн с накоплением  радионуклидов в нем и, как следствие, повышение уровня радиации в смежных помещениях. Прием в одну цистерну щелочных и кислых вод привел к их коррозии.

     Как следствие неудовлетворительной технической  эксплуатации из топливных цистерн  в цистерны для хранения ЖРО попали нефтепродукты. В некоторых случаях  по той же причине имеет место попадание морской воды и вод дезактивации в хранилище ОЯТ, что приводит к увеличению количества высокоактивных ЖРО, коррозии конструкций хранилищ, в том числе чехлов с ОЯТ.

     ОЯТ на некоторых плавучих технологических  базах ВМФ и гражданском атомном флоте (птб «Лепсе») имеют коррозионное разрушение, сопровождаемое изменением геометрических размеров и просыпью топливной композиции, исключающее возможность свободного извлечения ОТВС из хранилища по существующей технологической схеме. 

     2.Условия, определяющие экологические риски утилизации.

     Основными условиями, которые определяют экологические  риски при утилизации судов АТО, являются: 

     1. Наличие и состояние ОЯТ на  судне

     2. Количество и состояние ТРО  и ЖРО

     3. Техническое состояние судна

     4. Радиационная обстановка

     5. Наличие современных технических  средств доставки судна АТО  к месту утилизации и соответствующей  инфраструктуры на предприятии  по их утилизации:

     5.1.Буксиры,  док

     5.2.Стуктуры  обращения с ОЯТ, РАО

     5.3. Структуры, обеспечивающие экологический контроль, включая радиационный.

     6. Надзор и контроль за проводимыми  работами. 

     1. Наличие и состояние  ОЯТ на судне.

     Наличие на судне ОЯТ определяет радиационную обстановку и удаление ОЯТ должно быть первым этапом практической фазы утилизации.

     Так, на ПТБ «Лепсе» активность ОЯТ в хранилище в настоящее время составляет около 2,5•1016 Беккерелей (680 тыс. Кюри), что соизмеримо с активностью выброса при аварии на ПО «Маяк» в 1957 году. По проведенным расчетам в топливе содержится суммарно 260 кг урана (U-235), 156 продуктов деления и 8 кг делящегося радионуклида плутония (PU-239). Мощность дозы гамма-излучения в помещении хранилища и в смежных с ним помещениях в сотни тысяч раз превышает природный радиационный фон.

     Значительное  количество ОЯТ на судах АТО, подлежащих утилизации имеют коррозионное разрушение, сопровождаемое изменением геометрических размеров и просыпью топливной композиции, исключающее возможность свободного извлечения ОТВС из хранилища по существующей технологической схеме.

     Выгрузка дефектного топлива является операцией, которая потенциально связана с загрязнением радионуклидами самого судна АТО, используемого перегрузочного комплекса (плавучие технологические базы и береговых сооружений), территории предприятия, санитарно-защитной и наблюдаемых зон и, при неблагоприятных условиях - населенных пунктов.

     Извлечение  ОЯТ является сложной технологической  и радиационно-опасной операцией, требующей разработки индивидуального  регламента для каждого судна  АТО.

     Потребует применения специального оборудования и решения транспортно-технологической схемы обращения, включая временное хранение дефектного топлива и его дальнейшую транспортировку. Для выполнения этого вида работ на предприятии, занимающейся утилизацией судов АТО потребуется создание необходимой инфраструктуры.  
 

     1.1.Решение  проблемы ОЯТ.

     При решении вопросов обращения с  ОЯТ при утилизации судов АТО  соответствующего типа, прежде всего  с дефектным необходимо проработать  рассмотреть как минимум два  варианта:

- с выгрузкой  топлива 

- без выгрузки.

В настоящее  время реальным проектом утилизации судна АТО типа плавучей технологической  базы, подготовленным с технической  и финансовой сторон является международный  проект утилизации плавучей технологической  базы «Лепсе». При реализации которого, главным вопросом, по мнению «Беллоны», следует выделить обращение с ОЯТ, и место проведения работ по утилизации судна (смотри позицию Беллоны по международному проекту утилизации плавучей технологической базы «Лепсе» www.bellona.no).

     Эти же вопросы могут быть ключевыми при решении вопросов утилизации других плавучих технических баз, на которых хранится ОЯТ.

     Топливо из хранилища не выгружать.

При таком варианте предусматривается проведение работ  по созданию дополнительных инженерных барьеров, позволяющих обеспечить безопасное с точки зрения ядерной безопасности длительное хранение топлива в хранилище. Эта работа обоснована проведенными теплотехническими расчетами тепловыделений при проведении вышеназванных работ, обосновывающие возможность их реализации.