ZAKRES PUBLIKACJI: ZBIORNIK CHEMOODPORNY | ZBIORNIK NA ŚCIEKI RADIOAKTYWNE | PROJEKTOWANIE ZBIORNIKÓW I INSTALACJI
BRANŻA: CENTRUM BADAWCZE / LABORATORIUM

Case study: jak magazynować ścieki radioaktywne zgodnie z wymogami – zespół zbiorników z tworzywa laminowanego

Zapewnienie ciągłości i bezpieczeństwa pracy centrum badawczego w obrębie instalacji gospodarki ściekami laboratoryjnymi i niskoaktywnymi wymaga szczególnego podejścia. Istotne jest zapewnienie wysokiego poziomu bezpieczeństwa przechowywania niebezpiecznych odpadów, przy jednoczesnym spełnieniu wymogów wynikających z Obwieszczenia Prezesa Rady Ministrów z dnia 30 maja 2022 r., które ogłasza jednolity tekst rozporządzenia w sprawie odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego oraz zaleceń Państwowej Agencji Atomistyki.

Wdrażając kompleksowe rozwiązania, centra badawcze mogą nie tylko zwiększyć bezpieczeństwo prowadzonych działań, ale także zminimalizować ryzyko związane z nieprzewidzianymi zdarzeniami. To pozwala na ochronę zarówno ludzi, jak i środowiska naturalnego.

W materiale przedstawiamy realizację nowego układu sześciu zbiorników posadowionych w istniejącej żelbetonowej komorze podziemnej. W celu zapewnienia funkcjonalności oraz najwyższych standardów bezpieczeństwa, zbiorniki wyposażyliśmy w zautomatyzowaną instalację, a komorę zabezpieczyliśmy wykładziną chemoodporną. Zadanie poprzedzone było badaniem analizy szczelności istniejących zbiorników, które pracowały na obiekcie od kilkudziesięciu lat.

Inwestycja stanowi kluczowy element w efektywnym zarządzaniu odpadami niebezpiecznymi.

Sytuacja Inwestora – wpływ wieloletniej eksploatacji na stan techniczny zbiorników na ścieków laboratoryjne

W instalacji służącej do bezpiecznego gospodarowania ściekami laboratoryjnymi (instalacja zielona) oraz niskoaktywnymi (instalacja czerwona), pochodzącymi z centrum badawczego, przez kilkadziesiąt lat funkcjonowały trzy bezciśnieniowe zbiorniki.

Zbiorniki te znajdowały się w podziemnym żelbetonowym pomieszczeniu, przykrytym warstwą ziemi. W momencie nawiązania kontaktu z ekspertami Amargo^®, w obiekcie tym trwały prace remontowe. Stan układu magazynowania ścieków budził wątpliwości, dlatego zdecydowano o sprawdzeniu stanu ich konstrukcji i szczelności pozwalających na podjęcie decyzji co do koniecznych działań naprawczych.

Charakterystyka dotychczasowych zbiorników

Każdy zbiornik miał pojemność 22 m³ i był wykorzystywany do magazynowania ścieków z laboratorium izotopowego. Ścieki dopływały do nich grawitacyjnie, natomiast po napełnieniu zbiorników odprowadzano je do sieci za pomocą zestawu pompowego.

Wieloletnia eksploatacja doprowadziła do znacznego pogorszenia stanu technicznego zbiorników.

Inwestor w pierwszej kolejności zlecił przeprowadzenie analizy szczelności istniejących zbiorników, aby na podstawie wyników ocenić możliwe opcje – naprawę lub budowę nowych zbiorników.

Wynik oceny stanu technicznego i szczelności konstrukcji wpłynął na decyzję o konieczności budowy nowych zbiorników magazynowych na ścieki laboratoryjne. Dodatkowo, w ramach prowadzonego na obiekcie remontu, zlecono wykonanie chemoodpornej powłoki na ścianach i dnie pomieszczenia, tworząc tym samym wannę wychwytową. Celem takiej wanny jest zapobiegnięcie dalszemu rozprzestrzenianiu się odpadów w przypadku awarii i rozszczelnienia zbiorników.

Założenia techniczne w zakresie zbiorników magazynowych na ścieki z laboratorium

Urzędem nadzorującym, z którym prowadzono wszelkie uzgodnienia dokumentacji i odbiorów była Państwowa Agencja Atomistyki. W przypadku budowy nowych zbiorników wymagana była konstrukcja z tworzywa sztucznego pokrytego laminatem. Dodatkowo materiał warstwy zabezpieczającej zbiornika musiał posiadać certyfikat odporności na związki chemiczne (oraz ich stężenia), które mogą pojawić się w zbiornikach.

Nowe zbiorniki bezciśnieniowe do magazynowania ścieków laboratoryjnych i niskoaktywnych z tworzywa laminowanego

We współpracy z wyspecjalizowanym biurem projektowym, w oparciu o zapisy Obwieszczenia Prezesa Rady Ministrów z dnia 30 maja 2022 r., które ogłasza jednolity tekst rozporządzenia w sprawie odpadów promieniotwórczych oraz wypalonego paliwa jądrowego, zaprojektowano i wykonano zespół sześciu zbiorników magazynowych przeznaczonych na ścieki laboratoryjne oraz odpady niskoaktywne.

Zbiorniki wykonane zostały z płyt polietylenu PE100 w kolorze czarnym i wzmocnione dodatkową warstwą z laminowanego tworzywa sztucznego PE100 pokrytego od zewnątrz (dach oraz część cylindryczna) żywicą (laminatem poliestrowo-szklanym).

Pojemność robocza każdego zbiornika wyniosła 11 m³. Zbiorniki zostały połączone parami za pomocą rurociągów, tworząc układ naczyń połączonych. W konstrukcji zbiorników przewidziano montaż dna pochyłego ze spadkiem 3%, co umożliwia ich całkowite opróżnienie. Żywotność obliczeniowa zespołu magazynowego wynosi 20 lat.

Nowe zbiorniki do magazynowania ścieków mają możliwość ich mieszania za pomocą zestawu pompowego – jest to wymóg konieczny przy pobieraniu próbek do badań.

Charakterystyka zbiorników magazynowych na ścieki

• Typ zbiorników: zbiornik magazynowy bezciśnieniowy (ciśnienie robocze hydrostatyczne)
• Czynnik roboczy: Ścieki niskoaktywne 1,10 g/cm³
• Pojemność całkowita każdego zbiornika: 12,50 m³
• Pojemność robocza każdego zbiornika: 11,00 m³
• Temperatura obliczeniowa zbiorników: 20°C
• Okres żywotności zbiorników: 20 lat

Wyposażenie zbiorników magazynowych na ścieki radioaktywne niskoaktywne

Każdy ze zbiorników posiada komplet niezbędnych do pracy przyłączy, umiejscowionych na dachu oraz w pobocznicy i został wyposażony w następujące elementy dodatkowe:

• czujnik przepełnienia, uniemożliwiający napełnienie zbiornika powyżej dopuszczalnej wysokości napełnienia,
• czujnik pustego zbiornika, uniemożliwiający uruchomienie pompy do opróżniania danego zbiornika jako zabezpieczenie przed suchobiegiem,
• radarową sondę poziomu, zapewniającą stały pomiar poziomu napełnienia zbiornika,
• wskaźnik stanu napełnienia – poziomowskaz linowy, wskazujący optycznie poziom napełnienia na zamocowanej skali wysokości napełnienia zbiornika,
• zawór kulowy ręczny na króćcu poboru ze zbiornika,
• przepustnicę międzykołnierzową ręczną na napływie grawitacyjnym.

Chemoodporna wanna wychwytowa jako zabezpieczenie środowiska przed wyciekiem czynnika roboczego – ścieków radioaktywnych do gleby

Funkcję wanny ochronnej pełni pomieszczenie komory żelbetonowej, wyłożone płytami chemoodpornymi z tworzywa termoplastycznego PE. W przypadku awaryjnego rozszczelnienia któregokolwiek ze zbiorników magazynowych, wanna ochronna jest przystosowana do przejęcia mediów o właściwościach i parametrach odpowiadających ściekom laboratoryjnym, zgodnie z określeniami zawartymi w otrzymanych kartach ścieków.

Pojemność wychwytowa zamontowanych sześciu nowych zbiorników na ścieki laboratoryjne i niskoaktywne wynosi 84 m³, co pozwala na pomieszczenie wszystkich ścieków i spełnia wymagania regulacyjne.

Wanna ochronna została zaprojektowana i wykonana zgodnie z:

• wytycznymi Niemieckiego Stowarzyszenia Techniki Spawalniczej (DVS – Deutscher Verband für Schweisstechnik) – DSV 2205,
• Instrukcją Technologiczną Wytwórcy,
• Dziennikiem Ustaw Poz. 2267 z dnia 29 grudnia 2015 r.,
• Obwieszczeniem Prezesa Rady Ministrów z dnia 30 maja 2022 r., które ogłasza jednolity tekst rozporządzenia w sprawie odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego.

Instalacja gospodarowania ściekami laboratoryjnymi i niskoaktywnymi napływającymi z budynku laboratoryjnego

W ramach układu magazynowania wykonano nowe instalacje do gospodarowania ściekami: instalację ścieków laboratoryjnych (instalacja zielona) oraz instalację ścieków niskoaktywnych (instalacja czerwona). Obie instalacje zostały zrealizowane z rur i kształtek z tworzywa sztucznego – polietylenu PE100.

Instalacje zostały zaprojektowane do przesyłania czynnika roboczego, którym są ścieki laboratoryjne i niskoaktywne, o maksymalnej temperaturze 30°C oraz maksymalnym ciśnieniu 5 bar. Każda z instalacji została podzielona na trzy odcinki: grawitacyjny, służący do napełniania zbiorników, ssawny dla pomp oraz tłoczny dla pomp.

Dzięki instalacjom możliwe będą m.in.:

• wizualizacja stanu instalacji, w tym procesu napełniania, opróżniania i mieszania ścieków w zbiornikach, na przemysłowym panelu dotykowym,
• pomiar poziomu w zbiornikach dla ścieków zielonych i czerwonych za pomocą czujników analogowych,
• pomiar poziomu w sześciu zbiornikach z tworzywa również przy użyciu czujników analogowych,
• monitorowanie poziomu MIN, MAX w zbiornikach za pośrednictwem czujników analogowych,
• wizualizacja stanu zasuw napełniania grawitacyjnego,
• mieszanie ścieków w wybranym zbiorniku,
• wypompowanie ścieków z wybranego zbiornika do innego zbiornika w obrębie instalacji
• wypompowanie ścieków ze zbiorników do instalacji kanalizacyjnej lub do cysterny,
• wizualizacja stanu wszystkich zaworów oraz pomp na panelu dotykowym.

Zgodność z prawem, bezpieczeństwo i funkcjonalność nowego układu magazynowania ścieków – podsumowanie korzyści, jakie zyskał Inwestor

Inwestor odniósł szereg korzyści z realizacji projektu związanego z budową nowych zbiorników do magazynowania ścieków laboratoryjnych. Przede wszystkim, zadanie zostało zrealizowane zgodnie z wymogami Państwowej Agencji Atomistyki oraz zapisami Obwieszczenia Prezesa Rady Ministrów z 30 maja 2022 r., które wprowadza jednolity tekst rozporządzenia dotyczącego odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego. Dzięki temu inwestycja była zgodna z obowiązującymi przepisami prawa i zaleceniami dotyczącymi przechowywania odpadów promieniotwórczych.

Inwestor otrzymał wsparcie w realizacji projektu poprzez współpracę z wyspecjalizowanym biurem projektowym, co pozwoliło na minimalizację ryzyka. Całość inwestycji została powierzona jako kompleksowa usługa „pod klucz”, obejmująca wszystkie etapy: od opracowania projektu, przez produkcję i montaż, aż po odbiory i uruchomienie instalacji. Dzięki temu proces przebiegał sprawnie i zgodnie z założeniami technicznymi.

Zastosowany układ magazynowy charakteryzuje się wysoką odpornością na działanie żrących ścieków promieniotwórczych, co wydłuża jego trwałość i niezawodność.

Odpowiednia pojemność zbiorników zapewnia bezpieczne i efektywne zarządzanie ściekami laboratoryjnymi oraz niskoaktywnymi. Dodatkowo, wdrożone środki ochrony środowiska przed potencjalnymi wyciekami czynnika roboczego zwiększają bezpieczeństwo systemu, minimalizując ryzyko skażenia i chroniąc otoczenie przed zagrożeniami.

Zautomatyzowana instalacja zwiększa funkcjonalność całego układu, umożliwiając zdalny monitoring aktualnego poziomu napełnienia zbiorników. System automatyki rejestruje czas przechowywania medium w zbiornikach oraz ilość ścieków wypompowanych do kanalizacji, co pozwala na dokładne zarządzanie procesami i bieżącą kontrolę.

Jeśli reprezentujesz składowisko odpadów promieniotwórczych, zakład unieszkodliwiania odpadów, Instytut badawczy, laboratoria radiochemiczne, ośrodek badań jądrowych, jednostkę medyczną realizującą procesy radioterapii i diagnostyki czy Zakład Medycyny Nuklearnej, i odpowiadasz za przestrzeganie bezpieczeństwa przechowywania odpadów promieniotwórczych, pomożemy Ci zapewnić właściwe gospodarowanie ww. ściekami zgodnie z prawem i bez negatywnych skutków dla ludności oraz środowiska naturalnego.