DE9018112U1

DE9018112U1 - Einrichtung zum Behandeln flüssiger radioaktiver Abfälle

Info

Publication number: DE9018112U1
Application number: DE9018112U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2000-07-21
Also published as: CS216291A3; ES2088327A1; ES2088327B1; WO1992002025A1; HU212236B; DE4023161A1; HU9300137D0; US5430227A; HUT71176A

Description

GR 90 G 3272 DE

Beschreibung

Einrichtung zum Behandeln flüssiger radioaktiver Abfälle

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Behandeln flüssiger radioaktiver Abfälle durch Eindampfen mit Kondensation der Brüden, wobei während des Eindampfens Abfälle nachgespeist werden.

Bei den bekannten Infaß-Trocknungsverfahren werden flüssige radioaktive Betriebsabfälle durch thermischen Entzug von Wasser in ein festes Abfallprodukt überführt.

Ein Verfahren der vorgenannten Art ist zum Beispiel aus der DE-PS 16 39 299 bekannt. Dort wird zum Nachspeisen der Füllstand des Gefäßes ermittelt, in dem das Eindampfen vorgenommen wird. Die Ermittlung ist jedoch relativ ungenau und führt zu einer zu geringen Füllung, wenn mit Sicherheit vermieden werden soll, daß nachgespeiste Abfälle überlaufen. Hinzu kommt, daß die den Füllstand messenden Geräte durch Hitze und Strahlung stark beansprucht werden und entsprechend störanfällig sind.

Man hat bereits auch versucht, eine Einrichtung zu verwenden, bei der die Nachspeisung in Abhängigkeit des Faßfüllstandes erfolgt, der durch in verschiedenen Höhen eintauchenden Meßsonden erfaßt wird. Diese neigen mit zunehmender Reisezeit jedoch zu Anbackungen oder Verkrustungen, was wiederum zu Fehlschaltungen führen kann.
30

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Steuerung der Nachspeisung zu verbessern und hierfür eine Einrichtung anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Meßgefäß zum Auffangen des Kondensats, durch ein Ventil zum gesteuerten Ablassen des Kondensats aus dem Meßgefäß und durch eine Einrichtung zur Bestimmung der vom Meßgefäß ausgetragenen

GR 90 G 3272 DE

Kondensatmenge, welche Einrichtung in Steuerverbindung mit der Nachspeisung der Abfälle steht.

Eine günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Anzahl der Öffnungen oder Öffnungsvorgänge des Ventils einer bestimmten Kondensatmenge entspricht; sie ist zur Steuerung der Nachspeisung verwendbar. Alternativ kann bei einem gleichmäßigen Kondensatanfall eine bestimmte Kondensatmenge auch mit einem Zeitglied vorgebbar sein, das dann eine Nachspeisung einleitet. Die Nachspeisung kann ebenfalls entsprechend dem Kondensatanfall mit einem Zeitglied steuerbar sein, das für die richtige Nachspeisung sorgt.

Vorteilhafterweise sind die Abfälle in einen verschließbaren Behälter einspeisbar, in dem dann auch die Trocknung stattfindet. Dazu ist der Füllstand des Behälters überwachbar. Der Füllstand kann zur Endabschaltung der Nachspeisung verwendbar sein. Für diese Endabschaltung eignet sich besonders eine Staudruckmessung. - Als Behälter wird bevorzugt ein Abschirmbehälter, insbesondere ein Gußeisenbehälter, mit relativ großer Wandstärke verwendet. Es kann sich auch um einen zugelassenen Endlagerbehälter handeln.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieses ist in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht gezeigt.

Die Einrichtung 1 dient zur Infaßtrocknung von flüssigen radioaktiven Abfällen, wie sie zum Beispiel in einem Kernkraftwerk mit einem Druck- oder Siedewasserreaktor anfallen. Es handelt sich vor allem um sogenannte Verdampferkonzentrate, d.h. um Rückstände aus dem System zur Behandlung radioaktiver Abwässer, die hauptsächlich aus wasserlöslichen Salzen, z.B. Borsäuresalzen, bestehen. Unter Umständen können auch Suspensionen sowie Aufschwemmungen von Filterharzen oder dergleichen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.

GR 90 G 3272 DE

Die Einrichtung 1 umfaßt z.B. zwei Trockenstationen 2 und 3, die in einem nur stellenweise angedeuteten Gebäude benachbart angeordnet sind und jeweils einen Fülladapter 5 und eine Heizung 6 aufweisen. Sie werden mit gleichartigen Fässern oder Abschirmbehältern 8 beschickt, die auf Transportpaletten 9 sitzen. Für den Transport der Paletten 9 gehört z.B. ein Luftfilmtransporter 10 zu der Einrichtung 1. Stattdessen kann auch eine andere Transporteinrichtung verwendet werden, z.B. eine elektrisch betriebene Einrichtung oder speziell ein schienengebundenes Fahrzeug.

Die Transportpaletten 9 bilden mit ihren Füßen 26, die an beiden Seiten des Palettenbodens 27 sitzen, einen Zwischenraum 28. In diesen kann der Luftfilmtransporter 10 einfahren.

Die Oberseite 2 9 jeder Palette 9, auf der der Abschirmbehälter 8 aufsitzt, wird von einer Zusatzheizung 30 gebildet. Beim Ausführungsbeispiel ist eine elektrische Zusatzheizung 30 angedeutet. Es könnte z.B. aber auch Dampf als Heizenergie verwendet werden.

Der Abschirmbehälter 8 besteht bevorzugt aus Gußeisen. Er ist einstückig ausgebildet und besitzt einen Boden 32 und eine vorzugsweise zylindrische, relativ dicke Abschirmung oder Seitenwand 33. An der Seitenwand 33 liegt eine Heizung 6 an, wenn ihre beiden Schalen 35 und 36, die in einer horizontalen Ebene schwenkbar in der Trockenstation 2, 3 befestigt sind, zu einem den Abschirmbehälter 8 weitgehend umschließenden Heizmantel zusammengeklappt sind.

Der Deckel 40 des Abschirmbehälters 8 kann ebenfalls bevorzugt aus Gußeisen bestehen. Er besitzt eine zentrische Öffnung 41 mit einem Kreisquerschnitt, deren Durchmesser d einen Bruchteil (z.B. ein Zehntel) des Innendurchmessers (D = H 2w) des Abschirmbehälters 8 beträgt. In die Öffnung 41 ragt mit passendem Querschnitt der Fülladapter 5, der mit einem Flansch 43 in einem passenden Rücksprung 43R auf dem Deckel 40 aufsitzt.

GR 90 G 3272 DE

Der Fülladapter 5 besitzt als äußeres Gehäuse ein Rohr 44 mit vertikaler Achse, das an seinem oberen Ende mit einem Verschlußdeckel 45 verschlossen und z.B. an einem Druckluft- oder Elektroantrieb 46 in vertikaler Richtung verstellbar befestigt ist. Der Druckluftantrieb 46 ist jeweils der Trockenstation 2 oder 3 zugeordnet und z.B. an der Gebäudedecke oder einer Bühne befestigt.

Das Rohr 44 ist der erste Teil einer Absaugvorrichtung für die beim Trocknen und Eindicken entstehenden Dämpfe oder Brüden, die über einen seitlichen Anschluß 48 mit einer Schlauchverbindung 49 zu einem Kondensator 12 abgezogen werden. Der Kondensator 12 wird mit einer nicht dargestellten Wasserringpumpe abgesaugt, wie durch den Pfeil 14 an der Leitung 15 angedeutet ist. Die Kühlschlange 16 des Kondensators 12 ist an ein Kühlwassersystem angeschlossen.

Das Kondensat wird von der Unterseite des Kondensators 12 durch eine Leitung 18 abgeführt und gelangt in ein Sammel-0 oder Meßgefäß 2 0 mit definiertem Volumen. Mit diesem Meßgefäß 20 wird die Kondensatmenge in bekannter Weise bestimmt, z.B. durch eine Gewichtsmessung oder eine Füllstandsmessung. Ist jeweils der vorgesehene Füllstand von z.B. 1 Liter erreicht, wird das Meßgefäß 20 durch Öffnen eines Ventils 21 entleert, wie durch den Pfeil 22 angedeutet ist. Somit kann die aus dem Abschirmbehälter 8 entwichene Wassermenge, die durch Nachspeisung ersetzt werden soll, durch die Kondensatmenge, z.B. die Zahl der Öffnungen des Ventils 21, genau und mit geringem Aufwand bestimmt werden. Dazu ist an dem Ventil 21 ein Kontakt 24 vorgesehen, über den ein Zeit- und Zählglied 2 5 angesteuert wird. Durch einen Pfeil 2 6 ist angedeutet, daß von dem Zeit- und Zählglied 25 die Nachspeisung gesteuert wird.

Dem Anschluß 48 des Fülladapters 5 liegt ein Anschluß 50 schräg gegenüber, an dem ein Schlauch 51 als Teil einer Beschickungsleitung befestigt ist. Sie dient zum gesteuerten Belüften des Behälters 8 beim Trocknen des Behälterinhalts,

GR 90 G 3272 DE

d.h. des radioaktiven Abfalls 52. Über die Beschickungsleitung 51 werden die zu trocknenden flüssigen radioaktiven Abfälle 52 zugeführt, die dann durch ein bevorzugt in der Mitte des Rohres 44 verlaufendes Zulaufrohr 53 ohne Berührung mit den Innenwänden des Gehäuses 4 in den Abschirmbehälter 8 gelangen. Die Beschickung, die durch einen Pfeil 54 angedeutet ist, wird durch Öffnen eines (nicht dargestellten) Ventils in Abhängigkeit von der Kondensatmenge gesteuert.

Beim Anschluß 50 ist ein weiterer Anschluß 55 mit einem Schlauch 56 am Gehäuse 4 vorgesehen, der zu einer (nicht dargestellten) Druckluftguelle führt. Mit der durch einen Doppelpfeil 58 angedeuteten Druckluft wird eine Füllstandsmeßeinrichtung 57 im Fülladapter 5 beaufschlagt, die nach dem Staudruckmeßprinzip arbeitet. Gemessen wird nur beim Befüllen des Abschirmbehälters 8. Beim Trocknen wird ein Unterdruck von z.B. 0,2 bar abs. durch die Absaugvorrichtung 44, 48, 49 erzeugt. Dabei dient die Staudruckmessung zur Endabschaltung und als Überwachung der erfindungsgemäßen Bestimmung der Konzentratmenge.

Der Abschirmbehälter 8 wird mit Konzentrat stufenweise gefüllt oder nachgefüllt. Bei vollständiger Füllung wird, wenn der Inhalt 52 getrocknet ist, der Fülladapter 5 vom Deckel nach oben abgehoben, so daß der Abschirmbehälter 8 mit dem Luftfilmtransporter 10 zu einem Manipulator oder einer Verschließstation 60 gebracht werden kann. Die Verschließstation 60 umfaßt einen Stopfenaufleger 61 und einen Schrauber 62, die nebeneinander z.B. an der Gebäudedecke 47 oder Bühne befestigt sind. Sie werden beide vorzugsweise durch Druckluft betätigt, wie durch Pfeile 63, 64 und 65 angedeutet ist. Stattdessen kann auch ein elektrischer Antrieb verwendet werden. Der Stopfenaufleger 61 führt mit einem Kolbenantrieb eine vertikale Bewegung aus, mit der ein an einem Heberteil 67a lösbar befestigter Stopfen 67b in die Öffnung 41 des Deckels 40 eingesetzt wird; dieser Stopfen 67b hat im Schnitt T-Form. Dort wird der Stopfen 67b mit Hilfe des Schraubers 62 befe-

GR 90 G 3272 DE

stigt, so daß ein endlagerfähiges Gebinde gebildet wird, das dann mit dem Luftfilmtransporter 10 zu einer (nicht dargestellten) Übergabestation gebracht wird. Von dort erfolgt der Abtransport zu einem Zwischen- oder Endlager. 5

Mit dem Stopfenaufleger 61 läßt sich auch zu Beginn des Einfüllverfahrens der Stopfen 67b aus der Öffnung 41 des Deckels 40 entfernen. Der Fülladapter 5 kann konstruktiv mit dem Stopfenaufleger 61 und/oder mit dem Schrauber 62 zusammengefaßt werden.

Zusammenfassend läßt sich folgendes feststellen: Die bei der Trocknung unter mehr oder minder großem Unterdruck anfallenden Brüden werden kondensiert, und das relativ saubere Kondensat wird in dem Sammelgefäß 2 0 mit definiertem Volumen aufgefangen. Nach Ansprechen der Füllstandsmessung wird diese Kondensatmenge gemäß Pfeil 22 zu einem Behälter oder zum Gebäudesumpf abgelassen; dabei wird die Anzahl der Öffnungen des Ventils 21 registriert. Nach Anfall der (am Zählglied 25 vorgewählten) Kondensatmenge oder nach Ablauf des Zeitgliedes 25, in dem eine bestimmte Kondensatmenge angefallen sein muß, wird die Nachspeisung gemäß Pfeil 54 eingeleitet. Sie erfolgt nach Belüftung der Anlage und wird durch eine Füllstandsmessung wieder beendet. Durch die Kombination "Messung des Kondensatanfalls" und "Zeitgliedablauf" nach Öffnung bestimmter Armaturen oder Anstehen bestimmter Signale läßt sich in einfacher Weise sowohl die diskontinuierliche Nachspeisung steuern und sicherstellen, als auch das Ende des Trocknungsprozesses erkennen und erfassen.

Claims

GR 90 G 3272 DE Schut zansprüche

1. Einrichtung zum Behandeln flüssiger radioaktiver Abfälle durch Eindampfen mit Kondensation der Brüden,

gekennzeichnet durch ein Meßgefäß (20) zum Auffangen des Kondensats, durch ein Ventil (21) zum gesteuerten Ablassen des Kondensats aus dem Meßgefäß (20) und durch eine Einrichtung (24, 25) zur Bestimmung der vom Meßgefäß (20) ausgetragenen Kondensatmenge, welche Einrichtung
(24, 25) in Steuerverbindung mit der Nachspeisung (54) der
Abfälle (52) steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Öffnungen des Ventils (21) zur Steuerung der Nachspeisung verwendbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch ein Zeitglied

(25) zur Steuerung der Nachspeisung.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle (52) in einen verschließbaren Behälter (8) einspeisbar sind, wobei der Füllstand des Behälters (8) überwachbar und zur Endabschaltung der Nachspeisung verwendbar ist.