Bài tóm tắt
TRINITY đã phát triển công nghệ cắt laser từ xa (technology for remote laser cutting)
Chú thích: TRINITY = Troitsk Institute of Innovative and Thermonuclear Research
SSC RF "Viện nghiên cứu nhiệt và sáng tạo Troitsk" hoặc TRINITY viết tắt trong tiếng Nga: Троицкий Институт инновационных и термоядерных исследований hạt nhân, vật lý nhiệt hạch có kiểm soát của Nga trong lĩnh vực khoa học laze) , và công nghệ và ứng dụng thực tế của các nguồn cung cấp điện xung dựa trên máy phát MHD.
Tấm thép không gỉ cắt bằng laser
Có nhiều phương pháp để tháo dỡ thiết bị cỡ lớn: cơ khí cũ tốt (nhược điểm chính là sự phức tạp của tự động hóa, cần người vận hành có mặt trong khu vực bị ô nhiễm, sự hình thành một lượng lớn chất thải phóng xạ từ hỗn hợp kim loại và nước), cắt plasma (cực kỳ tốn kém do tiêu thụ nhiều vật liệu, cắt hạn chế độ sâu), hydroabrasive (một lần nữa, một lượng đáng kể chất thải phóng xạ thứ cấp). Không thể bỏ hoàn toàn kinh điển, điều quan trọng là tùy hoàn cảnh mà vận dụng chính xác từng phương pháp.
Các nhà khoa học từ TRINITY đề xuất sử dụng một phương pháp thay thế hiệu quả, an toàn và quan trọng nhất là rất thân thiện với môi trường - cắt laser.
Giám đốc dự án Alexander Petrovsky cho biết: “Giải pháp của chúng tôi giúp có thể di chuyển toàn bộ cơ sở hạ tầng của khu liên hợp tháo dỡ ra ngoài khu vực bị ô nhiễm, điều này sẽ giảm tải nhân sự và tăng hiệu quả công việc lên nhiều lần. - Bản thân việc cắt laser từ xa là một sự đổi mới, nhưng việc lắp đặt của chúng tôi cũng sẽ được trang bị một hệ thống lọc độc đáo và giám sát trực tuyến khí thải và sol khí. Nó sẽ tích hợp một hệ thống kiểm soát nhiệt độ thời gian thực. Điều này cho phép toàn quyền kiểm soát quá trình phân mảnh thiết bị, cung cấp thêm sự an toàn cho nhân viên và chất lượng cao của công việc tháo dỡ. "
Một trong những ưu điểm chính của việc cắt laser là một đội ngũ người vận hành có thể ở cách đối tượng 300 mét. Bạn cũng có thể làm việc dưới nước - ở độ sâu lên đến 100 m.
Alexander Petrovsky cho biết thêm: “Một khía cạnh quan trọng,“ chỉ cần hai hoặc ba người làm việc trên tổ hợp laser, số lượng phụ thuộc vào nhiệm vụ. Đào tạo tiêu chuẩn là 40 giờ, là một tuần làm việc. "
Vào năm 2022, hệ thống kiểm soát nhiệt độ và sol khí còn thiếu sẽ được bổ sung vào tổ hợp laser. Và đồng thời họ sẽ thực hiện các bài kiểm tra thực địa về phân mảnh và tháo dỡ các thiết bị thật.
“Nhu cầu về tia laser của chúng ta là rất lớn, các phương pháp cũ không còn đủ sức đáp ứng với các nhiệm vụ mới cả từ quan điểm kinh tế và công nghệ. Cùng với nhà tích hợp, chúng tôi đang đàm phán với các khách hàng nước ngoài, ”Alexander Petrovsky nói.
-----------------------------------------------
Chi tiết
Kết luận cho thấy chính nó: TVEL Integrator (bộ tích hợp TVEL) phát triển các đổi mới ở backend
Các nhiệm vụ chính của bộ tích hợp được tạo ra vào năm 2019 trong mạch TVEL là củng cố và phát triển các công nghệ tiên tiến để ngừng hoạt động của các cơ sở nguy hiểm bức xạ và hạt nhân (WE NROO). Chúng tôi đang nói về những phát triển đã và đang chuẩn bị gia nhập thị trường.
Vadim Sukhikh, giám đốc chương trình ngừng hoạt động TVEL, cho biết: “Thị trường cho ngừng hoạt động, phụ trợ, là thị trường cho công nghệ. - Trong năm qua, chúng tôi đã thiết lập mối liên hệ với hàng chục doanh nghiệp trong ngành có công nghệ và năng lực phù hợp. Hóa ra là nhiều công nghệ của Nga có khả năng cạnh tranh trên thị trường thế giới, trong khi một số công nghệ khác có tiềm năng lớn với một số cải tiến. Tôi nghĩ rằng trong một số cuộc đấu thầu, chúng tôi có những lợi thế đáng kể, chính xác là do công nghệ. "
Dmitry Semyonov, người đứng đầu nhóm nghiên cứu và hoạt động kỹ thuật tại VE YROO, cho biết nhà tích hợp đã vạch ra một chương trình R&D cho các sản phẩm mới và công việc đó đang được tiến hành dựa trên các công nghệ đột phá. Ông nhấn mạnh: “Khi thực hiện đổi mới, sự phối hợp hiệu quả hành động của các doanh nghiệp khác nhau là vô cùng quan trọng. "Chỉ bằng cách hoạt động như một mặt trận thống nhất, chúng ta mới có thể tiến vào các thị trường mới và chúng ta cần sự linh hoạt tối đa: không nhất thiết phải áp dụng cho toàn bộ phạm vi công việc, điều quan trọng là phải nhanh chóng hình thành các liên minh và tập hợp, kể cả với các công ty nước ngoài. . "
Có điều gì đó để khẳng định: tính đến năm 2021, 396 doanh nghiệp chu trình nhiên liệu hạt nhân, 116 lò phản ứng nghiên cứu, 164 nhà máy điện hạt nhân đã ngừng hoạt động trên thế giới. Theo những ước tính thận trọng nhất, thị trường ngừng hoạt động trong thời gian tới năm 2050 sẽ vượt quá 500 tỷ USD. Hợp đồng trong lĩnh vực này dài hạn, doanh nghiệp có thể lập kế hoạch hoạt động không phải hàng năm mà hàng chục năm.
“Tất nhiên, chúng tôi đang chuẩn bị thâm nhập thị trường nước ngoài, nhưng bản thân điều này chưa phải là dấu chấm hết. Đầu tiên, bạn cần chuẩn bị kỹ lưỡng cho một bước đột phá, thử nghiệm những cải tiến đã được phát triển trong thời gian ngắn như vậy, - Dmitry Semenov giải thích. - Chúng tôi cần chứng minh với các đối tác không phải là một con lợn trong một cuộc chọc ngoáy, mà là những công nghệ thực sự hoạt động đã chứng minh được tính hữu ích và hiệu quả của chúng trong thực tế tại các doanh nghiệp của Rosatom.
Tính đến mức độ phát triển công nghệ hiện tại, thời gian ngừng hoạt động của các NROO dựa trên nguyên tắc tháo dỡ ngay lập tức là khoảng 10–20 năm. Đó là khái niệm này đã được áp dụng bởi Rosatom, công ty rõ ràng là đi đầu trong công nghệ.
Mắt nhìn toàn diện
Hệ thống cáp quang để đo tỷ lệ liều bức xạ gamma ở những nơi khó tiếp cận, IPPE
Giai đoạn đầu tiên của bất kỳ dự án nào về việc ngừng hoạt động của NROO là đánh giá nguy cơ bức xạ. Trước khi tháo dỡ thiết bị, bạn cần vẽ một bản đồ chi tiết, hoặc thậm chí tốt hơn - mô hình 3D của các trường bức xạ. Các phép đo thường được thực hiện ở những nơi khó tiếp cận - ví dụ, tại các máy bơm tuần hoàn chính của một đơn vị điện hoặc trong một kho chứa chứa đầy chất thải rắn có hình thái và hoạt tính khác nhau.
IPPE đã phát triển, sản xuất và thử nghiệm một hệ thống tìm kiếm các nguồn bức xạ gamma và beta dựa trên một bó sợi quang, thực hiện hai vai trò cùng một lúc - một cảm biến bức xạ và một bộ truyền tín hiệu đến một bộ tách sóng quang. “Thiết bị đã vượt qua một loạt bài kiểm tra đo lường trên một giá đỡ được trang bị đặc biệt mô phỏng công việc với các nguồn ẩn ở những nơi khó tiếp cận. Ưu điểm của cảm biến là nhạy cảm với nhiễu điện từ và rung động, khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao. Theo những gì chúng tôi biết, nó không có chất tương tự nào trên thế giới, - một trong những tác giả của phát minh, người đứng đầu Phòng Nghiên cứu Nâng cao tại IPPE Vitaly Khryachkov cho biết.- Hãy tưởng tượng một tình huống thường gặp trong thực tế: trong quá trình tháo dỡ phải cắt một hệ thống đường ống bị uốn cong, trong đó có thể bị nhiễm phóng xạ. Không thể đo từ bên ngoài: thành ống sẽ hấp thụ hoàn toàn các hạt bêta. Phép đo lượng tử gamma có vấn đề, vì chúng cũng bị bức tường hấp thụ và kết quả có thể bị bóp méo đáng kể. Hệ thống của chúng tôi xuyên qua đường ống đến độ sâu khá lớn và kiểm tra mọi thứ từ bên trong. "
Kính thiên văn quang học để đánh giá nguy cơ bức xạ
Việc cài đặt là nhỏ gọn. Phần tử nặng nhất và đồ sộ nhất là một máy tính công nghiệp. Trọng lượng của cảm biến và bộ phận phát hiện không vượt quá 2 kg. Một người là đủ cho tất cả các phép đo. Chiều dài của bó cáp quang hiện nay là 3 m, có thể vài chục mét. Vitaly Khryachkov cho biết cảm biến này là một công nghệ hoàn toàn mới có thể trở thành nền tảng cho toàn bộ thế hệ thiết bị hiện đại.
Rô bốt ôzôn
Công nghệ khử nhiễm bằng ozone đậm đặc, TRINITY
Các phương pháp khử nhiễm thiết bị truyền thống - phun cát, siêu âm và hóa học - có những hạn chế của chúng. Chủ yếu là một lượng lớn chất thải phóng xạ phát sinh trong quá trình làm sạch. Đây là một khoản chi rất lớn.
“Quá trình thanh lọc bằng ozone đặc biệt ở chỗ thời gian phân hủy thành oxy là 2,5 giờ. Ozone, có hại cho các sinh vật sống, biến mất, và bầu khí quyển được bão hòa với oxy, đó cũng là một quá trình thân thiện với môi trường, ”giám đốc dự án Stanislav Kosarev cho biết. - Tất nhiên, người ta phải lưu ý rằng ozone rất nguy hiểm, và ở nồng độ cao, 2 g / lít, chỉ là chất độc. Nhưng trong công nghệ của chúng tôi, ozone không đạt được nồng độ như vậy, chúng tôi nhận được tối đa là 0,5 g mỗi lít. Và tất nhiên, nhân viên có trang bị bảo hộ cá nhân nghiêm túc, thời gian làm việc được kiểm soát chặt chẽ, và bản thân công việc từ xa.Khử nhiễm bằng ôzôn có nhiều ưu điểm: chúng ta có thể xử lý bề mặt bên trong của các đường ống có đường kính nhỏ, chúng ta có thể làm việc mà không cần làm sạch sơ bộ với các bề mặt bị nhiễm chất hữu cơ - ví dụ như dầu. Ozone có đặc tính oxy hóa mạnh mẽ và có thể loại bỏ không chỉ ô nhiễm hữu cơ, mà còn, ví dụ, lớp oxit bề mặt có chứa các hạt nhân phóng xạ từ kim loại. Một điểm cộng rất lớn của việc xử lý bằng ozone là thời gian khử nhiễm gần như giảm hai lần so với các công nghệ khác. "
Kinh nghiệm sử dụng các công nghệ như vậy ở nước ngoài chỉ ra rằng lượng chất thải phóng xạ tạo ra trong quá trình khử nhiễm giảm mạnh. Do đó, trong quá trình ngừng hoạt động của nhà máy điện hạt nhân Hamaoka ở Nhật Bản, đã có ít hơn 20 lần trong số đó. Ông Stanislav Kosarev nhấn mạnh: “Tổng số tiền tiết kiệm được trên một đơn vị điện ngừng hoạt động có thể lên tới ít nhất 40 triệu euro do giảm chi phí lưu trữ và xử lý chất thải phóng xạ.
Sự tương đồng của công nghệ Nga với các đối tác nước ngoài, theo ông, hoàn toàn chỉ là danh nghĩa. Ví dụ, việc lắp đặt của chúng tôi không yêu cầu thiết bị cố định để tạo ra nhiều ozone hơn, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành. “Để giới thiệu công nghệ của chúng tôi trên thị trường quốc tế, chúng tôi hiện đang cấp tất cả các bằng sáng chế. Stanislav Kosarev cho biết sẽ mất thêm một thời gian nữa, cũng như việc tạo ra một khu phức hợp rô bốt để khử nhiễm ôzôn. Theo dự báo của ông, robot ozone có thể được đưa vào hoạt động vào năm 2025.
Phân mảnh ở khoảng cách xa
Công nghệ cắt laser từ xa, TRINITY
Có nhiều phương pháp để tháo dỡ thiết bị cỡ lớn: cơ khí cũ tốt (nhược điểm chính là sự phức tạp của tự động hóa, cần người vận hành có mặt trong khu vực bị ô nhiễm, sự hình thành một lượng lớn chất thải phóng xạ từ hỗn hợp kim loại và nước), cắt plasma (cực kỳ đắt do tiêu thụ nhiều vật liệu, hạn chế độ sâu cắt), tia nước (một lần nữa, một lượng đáng kể chất thải thứ cấp). Không thể bỏ hoàn toàn kinh điển, điều quan trọng là tùy hoàn cảnh mà vận dụng chính xác từng phương pháp.
Các nhà khoa học từ TRINITY đề xuất sử dụng một phương pháp thay thế hiệu quả, an toàn và quan trọng nhất là rất thân thiện với môi trường - cắt laser. Giám đốc dự án Alexander Petrovsky cho biết: “Giải pháp của chúng tôi giúp có thể di chuyển toàn bộ cơ sở hạ tầng của khu liên hợp tháo dỡ ra ngoài khu vực bị ô nhiễm, điều này sẽ giảm tải nhân sự và tăng hiệu quả công việc lên nhiều lần. - Bản thân việc cắt laser từ xa là một sự đổi mới, nhưng việc lắp đặt của chúng tôi cũng sẽ được trang bị một hệ thống lọc độc đáo và giám sát trực tuyến khí thải và sol khí. Nó sẽ tích hợp một hệ thống kiểm soát nhiệt độ thời gian thực. Điều này cho phép toàn quyền kiểm soát quá trình phân mảnh thiết bị, cung cấp thêm sự an toàn cho nhân viên và công việc tháo dỡ chất lượng cao. "
Tấm thép không gỉ cắt bằng laser
Một trong những ưu điểm chính của việc cắt laser là một đội ngũ người vận hành có thể ở cách đối tượng 300 mét. Bạn cũng có thể làm việc dưới nước - ở độ sâu lên đến 100 m. Alexander Petrovsky cho biết thêm: “Một khía cạnh quan trọng,“ chỉ cần hai hoặc ba người để làm việc trên tổ hợp laser, số lượng phụ thuộc vào nhiệm vụ. Đào tạo tiêu chuẩn là 40 giờ, là một tuần làm việc. "
Vào năm 2022, hệ thống kiểm soát nhiệt độ và sol khí còn thiếu sẽ được bổ sung vào tổ hợp laser. Và đồng thời họ sẽ thực hiện các bài kiểm tra thực địa về phân mảnh và tháo dỡ các thiết bị thật.
“Nhu cầu về tia laser của chúng ta là rất lớn, các phương pháp cũ không còn đủ sức đáp ứng với các nhiệm vụ mới cả từ quan điểm kinh tế và công nghệ. Cùng với nhà tích hợp, chúng tôi đang đàm phán với các khách hàng nước ngoài, ”Alexander Petrovsky nói.
Đóng vòng kết nối (Closing the circle)
Tối ưu hóa công nghệ pha rắn để xử lý chất thải phóng xạ của kim loại kiềm trong quá trình ngừng hoạt động của các lò phản ứng nhanh, IPPE
Với việc đóng cửa chu trình nhiên liệu hạt nhân, điện hạt nhân sẽ trở thành một trong những ngành công nghiệp thân thiện với môi trường nhất. Một trong những mắt xích trong chuỗi này là các lò phản ứng neutron nhanh, cho đến nay hầu hết thường sử dụng natri lỏng làm chất làm mát. Sau khi vật đó đóng cửa, chất làm mát natri phải được xử lý - xử lý thành dạng ổn định thích hợp để chuyển đến nơi xử lý cuối cùng. Các công nghệ sử dụng natri hiện có quá dễ cháy, nổ, nguy hiểm bức xạ và rất đắt tiền.
IPPE đã đề xuất một cách tiếp cận ban đầu - công nghệ oxy hóa pha rắn, TPO. Với sự trợ giúp của xỉ của quá trình luyện đồng trong một giai đoạn, sẽ thu được một sản phẩm rắn không thấm nước giống như khoáng chất - mà không tạo thành hydro và chất thải phóng xạ lỏng thứ cấp. Vitaly Khryachkov nói: “Đôi khi bạn chỉ cần nhìn mọi thứ theo một cách mới, tránh xa những khuôn mẫu - đây chính là sự đổi mới.
Công nghệ TPO được tạo ra dựa trên kinh nghiệm hoạt động của mô-đun Magma-TPO. Các nhà khoa học đã thiết kế một mẫu lắp đặt Mineral-100/150, được thiết kế để xử lý chất làm mát natri bị ô nhiễm (chất thải phóng xạ có hoạt tính trung bình theo đồng vị 137Cs) và bản thân công nghệ đã được tối ưu hóa.
“Việc thực hiện dự án của chúng tôi sẽ cho phép chuyển đổi sang chế biến công nghiệp. Công nghệ TPO làm tăng đáng kể độ an toàn khi xử lý cả natri và chất thải tạo ra trong quá trình xử lý, đây là một trong những nhiệm vụ cấp bách đối với các NPP hoạt động trên neutron nhanh và đối với các lò phản ứng nghiên cứu ngừng hoạt động, ”Vitaly Khryachkov nói.
Triển vọng xuất khẩu cũng có thể nhìn thấy ở đây: có các lò phản ứng nhanh không chỉ ở Nga, mà còn ở Kazakhstan, Trung Quốc và Ấn Độ.
The conclusion suggests itself: TVEL integrator develops innovations in the backend
Напрашивается вывод: интегратор ТВЭЛ развивает инновации в бэкенде
Основные задачи созданного в 2019 году в контуре ТВЭЛ интегратора — консолидация и развитие инновационных технологий для вывода из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов (ВЭ ЯРОО). Рассказываем о разработках, которые уже готовятся к выходу на рынок. «Рынок вывода из эксплуатации...
strana-rosatom.ru
erzrf.ru
chỉ nỏ mồm là giỏi
