DE1536757C

DE1536757C - Process for the storage of radioactive solid particles such as ion exchange resins or filter sludge

Info

Publication number: DE1536757C
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl Ing Unter siggenthal Hentschel Gerhard Dipl Ing Neuenhof Baumann (Schweiz)
Original assignee: Aktiengesellschaft Brown, Boven & Cie, Baden (Schweiz)
Publication date: 1971-05-19

Description

2 .2.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lagern von radioaktiv strahlenden Feststoffteilchen, wie Ionenaustauschharze oder Filterschlamm, unter Verwendung von Zement in einem verschließbaren Behälter nach einer Filtration, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for storing radioactive solid particles such as ion exchange resins or filter sludge, using cement in a sealable container a filtration, and a device for carrying out the method.

Beim Betrieb von Kernkraftwerken fällt in der Regel Abwasser an, das mit Ionenaustauschharzen und Filterschlamm durchsetzt ist. Da die Filterrückstände und die inaktiven Ionenaustauschharze eine radioaktive Strahlung abgeben, ist es notwendig, diese Feststoffe zu isolieren und während der Lagerung in einem sogenannten Abklingbecken unterzubringen.When operating nuclear power plants, wastewater is usually produced that contains ion exchange resins and Filter sludge is permeated. Because the filter residue and the inactive ion exchange resins are radioactive To emit radiation, it is necessary to isolate these solids and keep them in one place during storage to accommodate so-called cooling pools.

Es sind bisher Dekontaminationsanlagen bekannt, die mit stationären Apparaten ausgerüstet sind und deren Hauptfilter, z. B. Kerzeridruckfilter, nach einer bestimmten Arbeitszeit geleert bzw. gereinigt werden müssen, da durch den auf den Kerzen ansitzenden Schlamm oder Kuchen der Filtration ein zu großer Widerstand entgegengesetzt wird. -There are previously known decontamination systems that are equipped with stationary apparatus and their main filter, e.g. B. Kerzeridruckfilter emptied or cleaned after a certain working time must, because of the sludge or cake of the filtration that is attached to the candles, too much Resistance is opposed. -

Dabei wird üblicherweise in der Form vorgegangen, entweder durch sogenannte Druckstöße den Kuchen von den Kerzen zum Abfall zu bringen oder durch eine Abschlämmung den Kuchen von den Kerzen zu lösen und nachfolgend in einem Austragfilter zu sammeln.This is usually done in the form, either by so-called pressure surges the cake to bring from the candles to the garbage or to loosen the cake from the candles by a drain and then to collect in a discharge filter.

Die erste Möglichkeit weist den Nachteil auf, daß die abgelösten Kuchenteile nicht vollkommen von den Kerzen gelöst werden und Rückstände verbleiben, welche die Funktionstüchtigkeit einerseits beeinträchtigen und andererseits nach Austrag des Filterkuchens weitere Dekontaminationsarbeiten notwendig machen. Hierzu gehören neben der Vorbehandlung des Filterkuchens und der Reinigung der Kerzenfilter auch das Einfrieren der Filterrückstände zur Umladung in einen Sammelbehälter oder einen späteren Lagerbehälter, wobei durch diese Arbeiten die Sicherheit des Verfahrens nicht gewährleistet werden kann. Es ist somit notwendig, gegen die auftretende radioaktive Strahlung der Filterrückstände eine Abschirmung bei der Manipulation vorzusehen, wodurch die Anlagekosten wesentlich erhöht werden. ·The first possibility has the disadvantage that the peeled cake pieces are not completely from the Candles are loosened and residues remain, which on the one hand impair the functionality and on the other hand, make further decontamination work necessary after the filter cake has been discharged. In addition to the pretreatment of the filter cake and cleaning of the candle filters, this also includes that Freezing the filter residues for transferring to a collecting container or a later storage container, The security of the process cannot be guaranteed through this work. So it is necessary to shield against the radioactive radiation of the filter residues Provide manipulation, whereby the investment costs are increased significantly. ·

Die zweite angeführte Möglichkeit der Entfer-: nung des Filterkuchens wird durch den Nachteil gekennzeichnet,, daß nach der Abschlämmung und dem Einführen des Schlammes in Zentrifugen sowohl die Entgiftung des Schlämmmittels und der Zentrifugen erforderlich ist und ein Austrag des Schlammes aus den Zentrifugen nur auf Grund mechanischer Arbeiten möglich ist. Somit kann bei beiden Methoden der die Sicherheit des Verfahrens garantierende einfache Aufbau nicht erreicht werden. - , 'The second mentioned possibility of removing the filter cake is characterized by the disadvantage, that after the blowdown and the introduction of the sludge into centrifuges, both the Detoxification of the sludge and centrifuges is required and a discharge of the sludge from the Centrifuges is only possible due to mechanical work. Thus, with both methods, the The simple structure guaranteeing the safety of the procedure cannot be achieved. -, '

Die hohen Investitionskosten und die angeführten Nachteile der bekannten Dekontaminationsverfahren wirkten sich in der Fachwelt hemmend auf die Weiterentwicklung aus. " ':The high investment costs and the listed disadvantages of the known decontamination processes had an inhibiting effect on further development in the professional world. "':

Aufgabe der Erfindung ist es, die angeführten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren aufzuzeigen, das mit einfachen Mitteln durchführbar ist. Die Erfindung schlägt zur Lösung der gestellten Aufgabe vor, daß eine Suspension in das Innere eines Filtersackes eingeleitet, die Flüssigkeit in einen ringzylindrischen Hohlraum zwischen Filtersack und Behälterwand durch den Filtersack filtriert und abgeführt wird und daß die verbleibenden ^: Hohlräume, insbesondere der zylindrische Hohlraum zwischen der Behälterwand und dem Sieb, mit einem wasserbindende und ionisierende Strahlung absorbierenden Mittel, beispielsweise Zementbrühe, aufgefüllt wird.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned and to show a method that can be carried out with simple means. The invention proposes that a suspension is introduced into the interior of a filter bag, the liquid is filtered into an annular cylindrical cavity between the filter bag and the container wall through the filter bag and discharged and that the remaining ^: cavities, in particular the cylindrical cavity between the Container wall and the sieve, is filled with a water-binding and ionizing radiation absorbing agent, for example cement broth.

Die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung liegen darin, daß Zentrifugen oder Reinigungsgeräte bzw. mechanische Entleerungseinrichtungen für den Schlamm oder den^: Feststoff nicht erforderlich werden. Außerdem verkürzt das Verfahren die bisherigen Arbeitsvorgänge wesentlich, weil die Zusammenfassung mehrerer Verfahrensschritte durch Verwendung eines als Lagerbehälter dienenden Filtergehäuses erreicht wird. Durch den einfachen Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung können die Anlagekosten enorm verringertThe advantages of the process according to the invention are that the centrifuge or cleaning devices, or mechanical discharge devices for the sludge ^or: solids are not required. In addition, the method shortens the previous work processes significantly, because the combination of several method steps is achieved by using a filter housing serving as a storage container. Due to the simple structure of the device for carrying out the method according to the invention, the investment costs can be reduced enormously

..werden. Gleichzeitig ist durch die Betonmasse um den abgetrennten Schlamm herum sowie insbesondere durch die Bodenschicht die geforderte Sicherheit zur Abschirmung gegen die radioaktive Strahlung erreichbar. Es ist auch möglich, das Verfahren nach der Erfindung wegen seiner Einfachheit besser zu überwachen, wobei weniger gefahrvolle Manipulationen notwendig sind als bei den üblichen aufwendigen Dekontaminationsanlagen. Als letzter Vorteil ist die Möglichkeit der Wiederverwertbarkeit der in den Lagerbehältern in Abklingbecken gesammelten Reststoffe, nachdem ihre radioaktive Strahlung auf einen zulässigen Wert abgesunken ist, zu nennen...will. At the same time is through the concrete mass around the separated sludge around and in particular through the bottom layer to the required safety Shielding against radioactive radiation can be achieved. It is also possible to use the method according to the invention better to monitor because of its simplicity, with less dangerous manipulation necessary than with the usual, complex decontamination systems. The final benefit is the ability to Recyclability of the residues collected in the storage bins in cooling pools after their radioactive radiation has dropped to a permissible value.

· Die Erfindung wird nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below on the basis of two Embodiments of a device for implementation the method explained in more detail in the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines offenenF i g. 1 is a schematic representation of an open

Lagerbehälters mit zylindrischem Sieb undStorage container with cylindrical sieve and

■■·--■ F i g. 2 eine weitere Ausführungsform eines geschlossenen Lagerbehälters mit Filtersack.■■ · - ■ F i g. 2 another embodiment of a closed one Storage container with filter bag.

Gemäß F i g. 1 ist in einem Lagerbehälter 1, beispielsweise einem handelsüblichen Eisenfaß, ein zylindrisches Sieb 2 angeordnet. Die Eigenfestigkeit des Siebes 2 ist derart gewählt, daß es auf dem Boden 3 des Behälters 1 frei aufsteht. Der äußere Durchmesser des Siebes ist im Vergleich zum inneren Durchmesser des Behälters 1 um die zweifache Breite des Ringraumes, der zwischen der Wand des Lagerbehälters .1 und dem Sieb 2 ausgebildet ist, kleiner. Eine bewegliche, senkrechte Absaugleitung 4 wird von der Oberseite des Lagerbehälters 1 her eingebracht. Der Boden 3, welcher den Ringraum abschließt, ist kreisförmig aus-According to FIG. 1 is in a storage container 1, for example a commercially available iron barrel, a cylindrical Sieve 2 arranged. The inherent strength of the sieve 2 is selected such that it rests on the floor 3 of the container 1 stands up freely. The outside diameter of the screen is compared to the inside diameter of the container 1 by twice the width of the annular space, which is formed between the wall of the storage container .1 and the sieve 2, smaller. A movable, vertical suction line 4 is introduced from the top of the storage container 1. The floor 3, which closes the annulus is circular

gebildet. . ...educated. . ...

Oberhalb des Siebes 2 ist eine Rohrleitung 5 angeordnet, die ein Gemisch von Wasser mit Feststoffen, z. B. Ionenaustauschharze und Filterschlamm, in das Sieb einführt. Das durch das Sieb 2 in den Ringraum gelangende filtrierte Wasser sammelt sich am Boden 3 an und wird von dort_; vorzugsweise kontinuierlich, durch die Absaugleitung 4 abgeführt. Sobald der Innenraum des Siebes mit Feststoffen gefüllt und das abgeschiedene Wasser abgeführt wurde, wird die Absaugleitung 4 entfernt. Hierauf werden die verbleibenden Hohlräume, insbesondere der zylindrische Hohlraum zwischen der Behälterwand, und dem Sieb, mit einem aus einer weiteren Rohrleitung 6 ausströmenden wasserbindenden und ionisierende Strahlung absorbierenden Mittel, beispielsweise Zementbrühe, aufgefüllt. Durch Abbinden der Zemehtbrühe mit dem Restwasser wird ein zusätzlicher Korrosionsschutz neben der Abschirmung gegen die ionisierende Strahlung der Feststoffe erreicht, wobei in gleicher Weise die Dichtheit des Behälters mit größerer Sicherheit gewährleistet wird. Im Anschluß an den Trennungsvorgang wird der Lagerbehälter 1 mit einem nicht dargestellten Deckel dicht verschlossen und an den Lagerort ge-Above the sieve 2, a pipe 5 is arranged, which is a mixture of water with solids, for. B. ion exchange resins and filter sludge, introduces into the screen. The filtered water passing through the sieve 2 into the annular space collects at the bottom 3 and is from there _; preferably continuously, discharged through the suction line 4. As soon as the interior of the sieve has been filled with solids and the separated water has been discharged, the suction line 4 is removed. The remaining cavities, in particular the cylindrical cavity between the container wall and the sieve, are then filled with a water-binding and ionizing radiation-absorbing agent, for example cement broth, flowing out of a further pipeline 6. By setting the cement liquor with the residual water, additional protection against corrosion is achieved in addition to the shielding against the ionizing radiation of the solids, the tightness of the container being guaranteed in the same way with greater reliability. Following the separation process, the storage container 1 is tightly closed with a cover (not shown) and transferred to the storage location.

bracht,, wo die Strahlung bis auf ein ungefährliches Ausmaß abklingen kann, bevor die gelagerten Reststoffe einer Weiterverarbeitung zugeführt werden.brings, where the radiation down to a harmless one Extent can subside before the stored residues are sent for further processing.

Das Verfahren nach der Erfindung kann aber auch mit einer anderen Vorrichtung nach F i g. 2 durchgeführt werden. Sie besteht aus einem Lagerbehälter t, in dem ein vorzugsweise aus Papier- oder Filtergewebe ausgebildeter Filtersack 8 angeordnet ist. An der Oberseite des Behälters ist ein aus einem äußeren Ring 9 und einem inneren, konischen Stopfen 10 gebildeter Deckel vorgesehen, die zusammen zur Einspannung des Filtersackes 8 dienen. Außerdem weisen sie noch Durchlässe für die verschiedenen Leitungen 4,11,12 auf. Der Rand des Filtersackes 8 ist zwischen den' konischen Flächen des Ringes 9 und des Stopfens 10 eingespannt. Die Einspannvorrichtung kann beispielsweise pneumatisch betätigt werden. Um eine genügende Abschirmung nach allen Richtungen zu erreichen, wird die Länge des Filtersackes 9 derart bemessen, daß zwischen Filtersackboden und Boden 3 ein Raum bleibt, der nachfolgend auch mit dem dje Strahlung absorbierenden Mittel aufgefüllt wird.The method according to the invention can, however, also be used with another device according to FIG. 2 carried out will. It consists of a storage container t, in which a preferably made of paper or filter fabric trained filter bag 8 is arranged. At the top of the container is one of an outer ring 9 and an inner, conical stopper 10 formed cover is provided, which together for clamping the filter bag 8 serve. They also have openings for the various lines 4, 11, 12. the The edge of the filter bag 8 is clamped between the 'conical surfaces of the ring 9 and the plug 10. The clamping device can be operated pneumatically, for example. To provide sufficient shielding reachable in all directions, the length of the filter bag 9 is dimensioned such that there is a space between the bottom of the filter bag and the bottom 3 remains, which is subsequently also filled with the radiation absorbing agent.

Im Stopfen 10 ist ein Rohr 11 zum Einführen der Suspension angeordnet. Der in den Filtersack 8 einströmende Schlamm wird filtriert, indem das Wasser in den Ringraum absickert. Das sich auf dem Boden 3 sammelnde Wasser wird vorzugsweise kontinuierlich durch die im Ringraum angeordnete Absaugleitung 4 abgeführt. Diese wird durch einen Durchlaß im • äußeren Ring 9 des Deckels ins Freie geführt.In the plug 10 is a tube 11 for introducing the Arranged suspension. The sludge flowing into the filter bag 8 is filtered by the water seeps into the annulus. The water collecting on the bottom 3 is preferably continuous discharged through the suction line 4 arranged in the annular space. This is through a passage in the • the outer ring 9 of the cover is led outside.

Zur beschleunigten Wasserabscheidung kann während der Filtration im Filtersack ein Überdruck erzeugt werden, beispielsweise durch Einleiten der Abschlämmung mit Überdruck in den Filtersack oder durch Einblasen von Druckluft. Für den zweiten Fall ist in der Rohrleitung 11 ein koaxiales Rohr 12 vorgesehen, wodurch die unter Überdruck stehende Luft zugeführt wird. Die Druckluft bewirkt daneben auch eine Durchwirbelung der Suspension, so daß die Wasserabscheidung unterstützt werden kann.To accelerate water separation, overpressure can be generated in the filter bag during filtration , for example by introducing the blowdown with excess pressure into the filter bag or by blowing it in of compressed air. For the second case, a coaxial tube 12 is provided in the pipeline 11, whereby the pressurized air is supplied. The compressed air also causes a Swirling the suspension so that the water separation can be supported.

Durch Aufsetzen des Bodens 3 des Lagerbehälters 1 auf einen Drehteller, welcher den Behälter um seine Längsachse in Rotation versetzt, kann der Wassergehalt der Rückstände weiter herabgesetzt werden. Das ausgeschleuderte Wasser sammelt sich insbesondere nach Anhalten des Drehtellers auf dem Boden 3 an,By placing the bottom 3 of the storage container 1 on a turntable, which the container around his If the longitudinal axis rotates, the water content of the residues can be further reduced. The Ejected water collects on the floor 3, especially after the turntable has stopped,

ίο von wo es durch die Absaugleitung 4 abgeführt werden kann. Zur Abstützung des Filtersackes 8 ist es jedoch dann erforderlich, ähnlich wie in F i g. 1 ein Sieb 13 zusätzlich vorzusehen, das den Filtersack umschließt. Nach dem Absaugen des Wassers wird ein wasserbindendes und die ionisierende Strahlung absorbierendes Mittel durch eine entsprechende Rohrleitung in die verbleibenden Hohlräume eingefüllt. Der Behälter 1 wird hierauf gleich dem voran beschriebenen Ausführungsbeispiel dicht verschlossen und in ein Abklingbecken gebracht.ίο from where it can be discharged through the suction line 4 can. To support the filter bag 8, however, it is then necessary, as in FIG. 1 a Provide sieve 13 in addition, which encloses the filter bag. After suctioning off the water, a water-binding and ionizing radiation absorbing agent through an appropriate pipeline filled into the remaining cavities. The container 1 is then the same as that described above Embodiment tightly closed and placed in a cooling pool.

Claims

Claim:

Method for storing radioactive solid particles, ion exchange resin? or Filter sludge, using cement in a sealable container after filtration, characterized in that a suspension into the interior of a filter bag introduced the liquid into an annular cylindrical cavity between the filter bag and the container wall is filtered through the filter bag and discharged and that the remaining cavities, in particular the cylindrical cavity between the loading. container wall and the sieve, with a water-binding and ionizing radiation absorbing agent such as cement broth is replenished

1 sheet of drawings