Мультимодальные перевозки в программе репатриации ОТВС ИР российского производства в Российскую Федерацию

А.Н. Дорофеев, А.А. Иващенко, С.В. Комаров, С.Н. Комаров, О.П. Баринков

PATRAM-2013, Сан-Франциско, 18-23 августа 2013 г.

PDF версия

ВВЕДЕНИЕ

Ввоз ОТВС исследовательских реакторов (ИР), построенных при содействии СССР в раз-личных странах Европы, Азии и Африки, в Российскую Федерацию выполняется в рамках международной программы репатриации (программа RRRFR). Основной целью программы RRRFR является снижение риска распространения ядерного оружия и угрозы международного терроризма. Правовым основанием для ее реализации явилось Соглашение между правительствами РФ и США о сотрудничестве, подписанное в мае 2004 года. Условия и принципы возврата высокообогащенного топлива в Российскую Федерацию одобрили 14 стран из 17-ти, имеющих на своей территории ИР, построенные по советским проектам.
Программа RRRFR позволила получить колоссальный опыт мультимодальных перевозок ОТВС ИР. В настоящее время международная программа RRRFR приближается к своему завершению, предоставив возможность обобщить накопленный опыт и подвести промежуточные итоги. На сегодняшний день успешно выполнены перевозки ОТВС российского производства из Узбекистана, Латвии, Казахстана, Чехии, Болгарии, Венгрии, Румынии, Ливии, Украины, Польши, Сербии, Беларуси, Вьетнама.

ЭВОЛЮЦИЯ СРЕДСТВ И МАРШРУТОВ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ОТВС ИР

К началу программы репатриации топлива в Российскую Федерацию российский парк транспортных упаковочных комплектов для перевозки ОТВС ИР был, в основном, представлен контейнерами ТУК-19, ТУК-32, ТУК-18, ТУК-108, ТУК-128. Причем, фактически можно было использовать только один тип контейнеров – ТУК-19. Это определялось простотой обращения с контейнером, небольшой массой (4,5 т), достаточным количеством контейнеров и, соответственно, минимальными организационно-техническими мероприятиями для приемки и обращения с ТУК-19 на объекте грузоотправителя ОТВС.
Первый опыт перевозок по программе RRRFR был получен при вывозе ОТВС ИР из Узбекистана в 2006 году. Для транспортирования ОТВС на радиохимический завод были использованы контейнеры ТУК-19, которые перевозились традиционным способом – по железной дороге в вагонах-контейнерах ТК-5. Перевозка между исследовательским институтом и ж/д станцией осуществлялась автомобилем. Аналогичные схемы были применены при транспортировании ОТВС ИР из Латвии (2008 год), Казахстана (2008–2009 гг.). В каждом из этих случаев автомобильная перевозка контейнеров ТУК-19 требовала разработки специальных технических средств (рис. 1), которые не были универсальными и исключали возможность их дальнейшего использования в других проектах.
Очевидно, что использование одного типа контейнера в столь масштабной программе репатриации топлива в Российскую Федерацию было недостаточным. Специально для программы DOE была профинансирована разработка и изготовление 16-ти контейнеров SKODA VPVR/M.
Чешский контейнер SKODA VPVR/M изначально был более приспособлен к мультимодальным перевозкам, поскольку размещался в грузовом 20-футовом ISO-контейнере (рис. 2), обращение с которым унифицировано практически для всех видов транспорта.
Использование иностранного контейнера в программе репатриации ОТВС ИР в России осуществлялось впервые. Для использования контейнера SKODA VPVR/M в перевозках ОТВС ИР в Российской Федерации требовалось получить сертификат на конструкцию упаковки и перевозку, а также адаптировать технологии ФГУП «ПО «Маяк» к приемке этого контейнера.
Работы по оформлению российского сертификата-разрешения на конструкцию ТУК SKODA VPVR/M были осуществлены в два этапа. В работе принимали участие российские экспертные организации: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» и ФГУП «ГНЦ РФ-ФЭИ». На первом этапе российскими экспертами была проведена ревизия комплекта документов по обоснованию безопасности конструкции контейнера, подготовленных разработчиком (SKODA JS a.s.), на предмет полноты и соответствия требованиям российских нормативных документов. На основании замечаний российских экспертов разработчик представил дополнительные материалы для обоснования радиационной и ядерной безопасности, а также прочности упаковки (исключение хрупкого разрушения конструкции в аварийных условиях при отрицательных температурах окружающей среды, обоснование назначенного срока службы контейнера и другие).
На втором этапе была разработана заявка на оформление российского сертификата-разрешения на конструкцию ТУК SKODA VPVR/M, которая была подана в российский компетентный орган ГК «Росатом». Экспертами ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» и ФГУП «ГНЦ РФ-ФЭИ» был выполнен полный комплекс расчетов в обоснование безопасности конструкции контейнера в нормальных и аварийных условиях перевозки, результаты которых подтвердили правильность обоснований разработчика контейнера.
После проведения всех согласований 23.01.2006 ГК «Росатом» утвердила сертификат-разрешение RUS/3065/B(U)F-96 на конструкцию ТУК SKODA VPVR/M для перевозки ОТВС исследовательских реакторов, сроком действия на 3 года, который являлся подтверждением чешского сертификата CZ/048/B(U)F-96 (Rev.1). В 2009 году срок действия сертификата был продлен до 1 июля 2011 года и далее до 31 октября 2016 года.
С целью подготовки к приёму ТУК SKODA VPVR/M на ФГУП «ПО «Маяк» были спроектировано, изготовлено и закуплено дополнительное оборудование, разработана необходимая технологическая документация, проведено обучение персонала, проверка транспортно-технологической схемы радиохимического завода. По итогам испытаний сделано заключение о готовности ФГУП «ПО «Маяк» к обращению с ТУК SKODA VPVR/M с соблюдением требований изготовителя (SKODA J.S a.s.) и владельца контейнера (UJV Rez).
С использованием чешских контейнеров SKODA VPVR/M в 2007 году было вывезено облученное топливо из Института ядерных исследований Ржеж (Чешская Республика). ОТВС в контейнерах SKODA VPVR/M, упакованных в ISO-контейнеры, были перевезены автотранспортом до ж/д станции и по железной дороге транзитом через территорию Словакии и Украины доставлены на российский радиохимический завод (рис. 3). Аналогичную схему применяли при транспортировании ОТВС ИР из Украины и Беларуси.
При вывозе ОТВС ИР из Болгарии в 2008 году получен первый опыт транспортирования чешских контейнеров SKODA VPVR/M водным транспортом. Водный участок маршрута проходил по реке Дунай. Баржа типа «река-море» была использована на этом участке маршрута (рис. 4). Контейнеры SKODA VPVR/M с ОТВС были перевезены из исследовательского института в порт Козлодуй на автомобилях и перегружены на баржу. По реке Дунай контейнеры были доставлены в украинский порт Измаил, откуда перевезены ж/д транспортом на перерабатывающий завод.
В 2008 году из Института исследования атомной энергии Венгерской Академии Наук ОЯТ ИР было вывезено с использованием чешских контейнеров SKODA VPVR/M. При этом впервые в программе RRRFR использовался морской транспорт. В некоторых проектах из-за сложностей реализации транзита морская перевозка облученного топлива является единственно возможной.
Морской участок маршрута был реализован с использованием датского судна LYNX (рис.5) класса ОЯТ-2, оснащенного в соответствии с требованиями «Международного кодекса по безопасной перевозке отработавшего ядерного топлива, плутония и высокорадиоактивных отходов в таре на судах (Кодекс ОЯТ)». Надзор за выполнением данных требований осуществлял концерн «АСПОЛ-Балтик», российский морской перевозчик, имеющий соответствующий опыт. Поскольку большая часть морского пути протекала вне российских территориальных вод, в российском сертификате-разрешении было поставлено условие об использовании международных аварийных карт в соответствии с требованиями правил ММОГ. Особое внимание уделялось вопросу передачи ответственности за физзащиту. Специально была разработана и утверждена соответствующая процедура.
ОТВС в контейнерах SKODA VPVR/M, упакованных в ISO-контейнеры, были доставлены из исследовательского института до венгерской ж/д станции автотранспортом, где были перегружены на ж/д платформы (рис. 6). По железной дороге ISO-контейнеры были перевезены в словенский порт Копер (рис. 7). Морской участок маршрута проходил вокруг Европы до российского порта Мурманск, откуда ISO-контейнеры были доставлены на радиохимический завод по железной дороге.
В рамках проекта по вывозу ОТВС румынского реактора ВВР-С была решена задача унификации транспортно-технологических операций с контейнерами ТУК-19 путем создания транспортного пакета.
В основу транспортного пакета для перевозки ТУК-19 (рис.8) был положен специализированный грузовой крупнотоннажный 20-футовый контейнер (СГКК), удовлетворяющий требованиям ISO-стандартов, международным конвенциям и отраслевым нормам перевозки опасных грузов различными видами транспорта. СГКК оснащен комплектом оборудования для раскрепления в нем ТУК-19. В течение 2008 года был изготовлен первый экземпляр (прототип), проведены испытания и получено свидетельство-сертификат Главного управления Российского Морского Регистра. Конструкция упаковки ТУК-19 в составе транспортного пакета прошла экспертизу ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» на соответствие российским и международным требованиям при транспортировании радиоактивных материалов. Новый транспортный пакет значительно расширил возможности обращения и перевозки ТУК-19 различными видами транспорта, включая морской и воздушный. Транспортный пакет был использован для перевозки ОТВС реактора ВВР-С из Румынии воздушным транспортом. Для сертификации ТУК-19 на авиаперевозку ОЯТ ИР экспертами ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» были проведены расчетные исследования процесса динамического деформирования и оценки прочности упаковки ТУК 19 при воздействии механических нагрузок, моделирующих нормальные условия эксплуатации, а также аварийные условия перевозки, включая авиационную аварию. Было выполнено также дополнительное расчетное обоснование сохранения подкритичности единичной упаковки при усиленной серии испытаний.
Вывоз ОТВС ИР из Румынии был осуществлен в июне 2009 года. Контейнеры ТУК-19, загруженные ОТВС и упакованные в ISO-контейнеры, были доставлены автотранспортом в румынский аэропорт. Для авиаперевозки использовался самолет Ан-124-100 компании «Волга-Днепр» (рис.9). Для исключения пролета через воздушное пространство третьих стран маршрут проходил над Черным морем, а над сушей – в обход крупных населенных пунктов и опасных производственных объектов. После промежуточной посадки в Ульяновске для дозаправки самолет приземлился в а/п «Кольцово», откуда груз автотранспортом был доставлен во ФГУП «ПО «Маяк». Аналогичная транспортная схема с использованием воздушного транспорта была применена при транспортировании ОТВС ИР из Ливии (декабрь 2009 года), Узбекистана (август, октябрь 2012 года).
Было бы нелогичным в столь масштабной программе репатриации топлива не задействовать возможности российского морского перевозчика. Специально для этих целей при непосредственном участии НПФ «Сосны» в январе 2008 года в ЦНИИ им. академика Крылова начались работы по подготовке проекта переоборудования судна «MCL-Trader» (рис.10) концерна «АСПОЛ-Балтик».
После разработки и утверждения проекта на эстонской судоверфи «Netaman Оу» под наблюдением местных представителей Российского Морского Регистра судно «MCL-Trader» было переоборудовано и сертифицировано по классу ОЯТ-2. Выполнен большой объем работ по разработке и утверждению всей необходимой судовой документации, персонал судна прошел специальное обучение и получил соответствующие разрешения на проведение работ. Данное судно переоборудовано в соответствии со всеми требованиями современных нормативных правил, имеет большое водоизмещение, возможность загрузки упаковок с использованием судовых кранов, приспособлено для плавания в северных широтах и, следовательно, имеет более высокий уровень безопасности. Использование «MCL-Trader» в программе репатриации началось в сентябре 2009 года при вывозе ОЯТ реакторов «Ева» и «Мария» из Польши (рис.11).
Для вывоза ОТВС польских реакторов потребовалось шесть рейсов, в которых были использованы контейнеры SKODA VPVR/M и ТУК-19, размещенные в ISO-контейнерах. Маршрут включает в себя автомобильный участок от исследовательского института до польской ж/д станции, ж/д участок по территории Польши до польского порта Гдыня, морской участок вокруг Скандинавии до российского порта Мурманск и ж/д участок по территории России до радиохимического завода.
При вывозе ОЯТ ИР из Сербии было использовано судно «Puma», при вывозе из Польши (2012 год) и из Чехии (2013 год) – судно «Михаил Дудин».
До 2008 года при перевозках ОТВС ИР по программе RRRFR использовались автомобильный и железнодорожный виды транспорта. С 2008 года для перевозок ОТВС началось использование водных видов транспорта, а с 2009 года – воздушного.

ПЕРСПЕКТИВЫ

В 2009 году начаты работы по разработке упаковки типа С на базе контейнера SKODA VPVR/M для воздушной перевозки. В отличие от упаковки типа B, сертифицированной для воздушной перевозки, на упаковку типа С не накладывается дополнительных ограничений по активности радиоактивного содержимого, не требуется загружать ОТВС в герметичные пеналы, но конструкция ТУК должна удовлетворять требованиям по сохранению прочности и герметичности при усиленных испытаниях. По имеющейся информации, в настоящее время в мире отсутствуют контейнеры для ОЯТ исследовательских реакторов, сертифицированные на соответствие требованиям безопасности, предъявляемым к упаковкам типа С, за исключением российского ТУК-145/С (рис.12).
В июле 2013 года с использованием упаковки ТУК-145/С успешно завершен вывоз ОТВС ИР из Вьетнама. В настоящее время ведутся работы по подготовке к вывозу с использованием упаковки ТУК-145/С ОТВС ИР из Венгрии и жидкого ОЯТ ИР из Узбекистана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Программа RRRFR явилась катализатором для совершенствования контейнерного парка, разработки оборудования для загрузки ОТВС в контейнеры, использования новых транспортных средств и маршрутов.
Накопленный опыт мультимодальных перевозок и разработанные технические решения значительно расширили возможности перевозок ОТВС ИР и в настоящее время успешно применяются при реализации программы RRRFR. Этот опыт имеет практическое значение не только для программы RRRFR, он носит универсальный характер и может быть использован в любых других проектах, связанных с обращением с ядерным топливом исследовательских реакторов.