DE2810089B2

DE2810089B2 - Verfahren und Einrichtung zum Einbetten von radioaktiven, pulverförmigen Kunststoffabfällen

Info

Publication number: DE2810089B2
Application number: DE2810089A
Authority: DE
Inventors: Erich Ing.(Grad.) 6082 Walldorf Marr; Othmar Dipl.-Ing. 6096 Raunheim Meichsner; Anwer Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Puthawala
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1978-03-08
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1980-06-19
Also published as: JPS6133398B2; US4280922A; JPS5558498A; FR2419569A1; FR2419569B1; BR7901355A; DE2810089A1; DE2810089C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einbetten von radioaktiven, pulverförmigen Kunststoffabfällen, die rieselfähig getrocknet über eine Dosiervorrichtung einem Kneter zugeführt, mit einer thermoplastischen Masse gemischt und anschließend aus einer Austragsöffnung des Kneters in einen Behälter abgefüllt werden, wobei aus Entgasungsdomen des Kneters Gase und/oder Dämpfe abgezogen werden. Solche Kunststoffabfälle sind insbesondere Filtermaterialien, die in kerntechnischen Anlagen zur Reinigung von radioaktiven Flüssigkeiten oder Gasen eingesetzt werden und die einen schwankenden Anteil organischer Substanz enthalten können. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.

Nach dem aus der DE-OS 25 31 584 bekannten Verfahren versucht man eine Zersetzung der Kunst- Stoffabfälle beim Einmischen in Bitumen dadurch zu verhindern, daß man die Bitumentemperatur so niedrig wie möglich hält. Hier sind jedoch Grenzen gesetzt, weil die Zähigkeit des Bitumens mit sinkender Temperatur

s stark zunimmt, so daß das Einbetten und die Mischung erschwert ist. Die bei einer dennoch auftretenden Zersetzung der Kunststoffabfälle entstehenden Gase können zwar durch die Entgasungsdome abgezogen werden, die zwischen dem beschickungsseitigen Ende

ίο des Kneters und der Austragsöffnung liegen und die an eine Entgasungseinrichtung angeschlossen sind. Sie bilden aber auch dort wegen ihrer Explosibilität und

Konzentration eine unzulässige Gefährdung. Ziel der Erfindung ist es, die Gefahr der Zersetzung

is und Gasbildung der Kunststoffabfälle zu verringern, <;hne daß die Temperatur der Einbettungsmasse unerwünscht niedrig werden müßte. Gleichzeitig soll eine gefährliche Aufkonzentration teilweise explosibler Gase in Entgasungsdomen verhindert werden. Dabei sind die getrockneten Kunststoffabfalle auf die Einbettungsmasse so aufzudosieren, daß keine Stauungen und Verstopfungen auftreten.

Erfindungsgemäß werden dazu die Abfälle dem Kneter durch ein in den der Austragsöffnung nächstge legenen Entgasungsdom hineinragendes Dosierrohr zugeführt, wobei das Dosierrohr mechanisch bewegt und mindestens zeitweilig in Richtung 211m Kneter hin mit einem Spülgas gespült wird.

Dadurch wird die Mischungszeit wesentlich verkürzt

und somit die Temperaturbelastung der einzubettenden Kunststoffabfälle verringert, weil deren Durchlaufzeit nicht mehr durch die Bewegung der Abfälle durch den gesamten Kneter sondern nur noch durch das kleine Teilstück zwischen dem »letzten« Entgasungsdom und der Austragsöffnung gegeben ist. Auf diese Weise kann die Mischungszeit auf ein Drittel oder weniger gekürzt werden. Mithin ist auch die Zersetzung die ja nicht schlagartig erfolgt, entsprechend reduziert Dabei wird durch die mechanische Bewegung im Dosierrohr die Genauigkeit der Dosierung verbessert, so daß man tatsächlich mit derartig kleinen Mischungszeiten auskommt. Außerdem wird durch das Spülgas das Dosierrohr von kontaminierenden Dämpfen freigehalten, so daß die im wesentlichen auf diesen Entgasungs- dom beschränkte Abfuhr von Gasen oder Dämpfen keine Verstopfung bewirken kann.

Als mechanische Bewegung wird vorteilhaft eine Rüttelbewegung des Dosierrohres verwendet. Hierzu kann das Dosierrohr vorzugsweise quer zu seiner

w Längsachse von einem Vibrator bewegt werden.

Das Dosierrohr kann ständig mit Spülgas gespült werden, um ein Verklumpen durch die Abfälle zu vermeiden. Notfalls können durch Veränderungen der Spülgasmenge Verstopfungen im Dosierrohr beseitigt werden. Dazu können üblicherweise Luft aber auch andere Gase eingesetzt werden, die gegebenenfalls durch ihren Gehalt an inerten Bestandteilen auch bei Störungen in der Spülgaszufuhr eine Explosionsgefährdung vermeiden.

Das vorzugsweise senkrecht in den Entgasungsdom ragende Dosierrohr kann periodisch mit Dampf beheizt werden. Damit erreicht man einmal eine gewisse Erwärmung des Rohres, die das Austreiben von Kondensationsprodukten und evtl. Bitumenspritzern

^h<> auf dem kurzen Wege bis zur Austragsöffnung erleichtert. Gleichzeitig kann der Dampf zur Spülung des Entgasungsdomes von anhaftenden Kunststoffpulvern dienen. Zu diesem Zweck wird ein den Dampf

fahrender Mantel um das Dosierrohr mit geeigneten Auslaßöffnungen versehen.

Die Abfälle werden vorteilhaft im Verhältnis etwa 60 :40 mit Bitumen gemischt, das 110 bis 15O⁰C warm und vorzugsweise Destillationsbitumen ist

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine etwas vereinfachte Seitenansicht eines Kneters und de.·zu diesem führenden Leitungen mit den radioaktiven Kunststoffabfällen.

Fig.2, 3 und 4 zeigen in zwei Längs- und einem Querschnitt den für die Zuführung der Kunststoffabfälle vorgesehenen Entgasungsdom in einem größeren Maßstab.

In F i g. 1 ist zu sehen, daß in einem Betongehäuse 1 mehrere voneinander durch Zwischenwände 2, 3 und 4 getrennte Räume 5, 6, 7 und 8 vorgesehen sind, die zu einer Abfüllanlage für radioaktive Kunststoffabfälle dienen. Das Abfüllen in einem endlagerfähigen Zustand erfolgt mit Hilfe eines Kneters 10, der im wesentlichen im Raum 7 untergebracht wird. Der Kneter besitzt zum Beispiel eine oder mehrere Schneckenwellen, die von einem nicht dargestellter Elektromotor über eine Antriebswelle 11 in Bewegung gesetzt werden. Die Schneckenwelle fördern die radioaktiven Abfälle und das als Einbettungsmaterial verwendete Bitumen in Richtung des Pfeiles 12 durch den Kneter 10 zu einer Austragsöffnung 13. Dort gelangt die Mischung in sogenannte Normfässer 14 mit zum Beispiel 200 1 Inhalt, die nach dem Füllen und Verschließen in Endlager, zum Beispiel stillgelegte Salzbergwerke, transportiert werden.

Der Kneter 10 besitzt drei Entgasungsdome 16, 17 und 18, die in Richtung zur Austragsöffnung 13 in einer Reihe angeordnet sind und zur Abfuhr von Gasen oder Dämpfen dienen, wie in der eingangs genannten deutschen Offenlegungsschrift zu sehen ist. Die dem Kneter 10 abgekehrten Enden der Entgasungsdome 16, 17,18 ragen in den Raum 6.

Beim Ausrührungsbeispiel werden die radioaktiven Abfälle in einem Wiegebunker 20 gesammelt. Es handelt sich dabei im wesentlichen um die getrockneten Rückstände von Filtern zum Reinigen von Gas- oder Flüssigkeitsströmen eines Druckwasserreaktors. Die Partikelgröße beträgt etwa 1— 300{im. Als Kunststoffe sind darin vor allem Harze auf Styrolbasis enthalten. Daneben umfassen die Rückstände Filterhilfsmittel, wie Kieselgur.

Aus dem Wiegebunker 20 können die Abfälle über ein Förderrohr 21 zu einem Fallrohr 22 geführt werden, das durch die Wand aus dem Raum 5 in den Raum S führt. Dort ist ein Absperrschieber 23 vorgesehen, der über eine flexible Manschette 24, vorzugsweise aus Gummi oder gummiähnlichem Material, mit einem Rohrstück 25 verbunden ist Das Rohrstück 25 ist die äußere Verlängerung eines Dosierrohres, das in den F i g. 2 bis 4 zu sehen ist Das Rohrstück 25 ist mit einem Wellrohr 26 gegenüber dem Deckel 27 des Dampfdomes 18 abgedichtet Es wird mit einem Vibrator 30 vor allem

ίο quer zu seiner Längsachse in Rüttelbewegung versetzt Die Rüttelfrequenz kann 50Hz betragen bei einer Amplitude von 0,7 mm.

In den F i g. 2 bis 4 ist zu sehen, daß der auf dem Kneter 10 sitzende Dampfdom 18 ein Rohr 31 mit rechteckigem Querschnitt umfaßt Das Rohr 31 ist von einem zylindrischen Rohr 32 umgeben, so daß ein Ringraum 33 zur Aufnahme von Heizdampf entsteht Ein weiterer Ringraum 34, der von konzentrischen Rohrteilen 35 und 36 begrenzt wird, kann einen Kondensator enthalten.

In das Rohr 18 ragt als Verlange iing des Rohrteiles 25 das Dosierrohr 38, das sich mit se^;nem keilförmig zusammengequetschten Ende 39 bis in die Nähe der Kneterschnecken erstreckt die durch Mittellinien 40 angedeutet sind. Die Längsrichtung des keilförmigen Endes 39 verläuft quer zur Längsrichtung der Kneterschnecke 40, so daß die gesamte Breite des von den Schnecken bewegten Bitumenstromes überdeckt wird.

Das Dosierrohr 38 ist mit einem äußeren Mantel 41 versehen, so daß ein Zwischenraum 42 entsteht, der Dampf aufnehmen kann. Der Heizdampfanschluß ist in F i g. 2 zu sehen und mit 43 bezeichnet An der darüber liegenden Anschlußstelle 44 kann Spülluft in das Rohr

J5 38 geblasen werden, die das Rohr zum Kneter 10 hin durchströmt und gleichzeitig dafür sorgt, daß das Rohr 38 nicht durch kondensierende Dämpfe benetzt und von antrocknenden Bitumenspritzern oder von Abfällen verklebt wird. Außerdem wird so die Förderung der Abfallpartikel verbessert.

Am Deckel 27 des Entgasungsdomes 18, in dem das Dojierrohr 38 mit dem Wellrohr dichtschließend angeordnet ist, ist zur Beobachtung, zum Beispiel durch eine Fernsehkamera, ein Bleiglasfenster 45 vorgesehen.

Der Heizdampf durchströmt vom Anschluß 43 her den Ringraum 42 in Richtung zum Kneter. Am unteren Ende 39 des Dosierrohres tritt er aus Düsen 46 aus. Damit wird verhindert, daß sich der untere Bereich des Domes 18 mit Bitumen zusetzt. Ähnliche Austrittsöffnungen können aber auch über die Höhe des Dosierrohres 38 verteilt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einbetten von radioaktiven, pulverförmigen Kunststoffabfällen, die rieselfähig getrocknet über eine Dosiervorrichtung einem Kneter zugeführt, mit einer thermoplastischen Masse gemischt und anschließend aus einer Austragsöffnung des Kneters in einen Behälter abgefüllt werden, wobei aus Entgasungsdomen des Kneters Gase und/oder Dämpfe abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle dem Kneter (10) durch ein in den der Austragsöffnung (13) nächstgelegenen Entgasungsdom (18) hineinragendes Dosierrohr (38) zugeführt werden, wobei das Dosierrohr (38) mechanisch bewegt und mindestens zeitweilig in Richtung zum Kneter (10) hin mit einem Spülgas gespült wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (38) gerüttelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, oa.3 das Dosierrohr (38) quer zu seiner Längsachse gerüttelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (38) ständig mit Spülgas gespült wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (38) mit Dampf beheizt wird.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Kneter mit mehreren Entgasungsdomen und einer Austragsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß in den der Austragsöffnung (13) nächstgelegenen Eptgasungsdom (18) ein gegenüber diesem bewegbares Dosierrohr (38) hineinragt, dac mit einein Sp-Mgasanschluß (44) versehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (38) einen Heizmantel (41) aufweist

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Dosierrohr (38) aus dem Heizmantel (41) in den Entgasungsdom (18) führende Düsen (46) angeordnet sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (38) mit einem auf dem Entgasungsdom (18) angeordneten Vibrator (30) verbunden ist.