CH706308A2

CH706308A2 - Process for the disposal of radioactive secondary waste.

Info

Publication number: CH706308A2
Application number: CH00599/13A
Authority: CH
Inventors: Jan Hendrik Bruhn; Hans-Uwe Arnold
Original assignee: Areva Gmbh
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2013-09-30
Also published as: DE102012204348B3; JP2013195427A

Abstract

Bei einem Verfahren zum Entsorgen eines radioaktiven Sekundärabfalles (S), der beim Zerlegen einer Komponente einer nuklearen Anlage mit einem Schneidverfahren entsteht, das mit einem Gemisch aus Wasser und einem dem Wasser beigemischten Abrasivmittel durchgeführt wird, wird der Sekundärabfall (S) einem Reinbeton (R) beigemischt, mit dem ein für die Endlagerung mit radioaktivem Primärabfall bestückter Behälter (2) vergossen wird.In a method for disposing of a radioactive secondary waste (S), which results from cutting a component of a nuclear plant with a cutting process carried out with a mixture of water and an abrasive mixed with the water, the secondary waste (S) is mixed with a clean concrete (R ), with which a container (2) equipped with radioactive primary waste for final disposal is poured.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entsorgen eines radioaktiven Sekundärabfalles, der beim Zerlegen einer Komponente einer nuklearen Anlage mit einem Schneidverfahren entsteht, das mit einem unter Hochdruck zugeführten Gemisch aus Wasser und einem dem Wasser beigemischten Abrasivmittel durchgeführt wird. The invention relates to a method for disposing of a radioactive secondary waste, which results from the disassembly of a component of a nuclear plant with a cutting process, which is carried out with a supplied under high pressure mixture of water and a water-blended abrasive.

[0002] Beim Rückbau einer nuklearen Anlage müssen stark kontaminierte bzw. aktivierte Komponenten, beispielsweise der Reaktordruckbehälter sowie die in ihm befindlichen Einbauten aus Gründen des Strahlenschutzes unter Wasser mit thermischen oder mechanischen Trennverfahren zerlegt werden. Neben weiteren sogenannten kalten mechanischen Trennverfahren, beispielsweise Sägen oder Fräsen wird auch ein als Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidverfahren oder Wasser-Abrasiv-Injektions-Schneidverfahren bezeichnetes Trennverfahren eingesetzt, bei dem Wasser und ein dem Wasser beigemischtes Abrasivmittel mit Druck beaufschlagt und zur Zerlegung der Komponente eingesetzt wird. Beim Durchtrennen entsteht durch die Mitnahme von Schnittfugenmaterial ein Gemisch aus Abrasivmittel und kontaminiertem bzw. aktiviertem metallischem Material. Die Vorteile dieser abgekürzt als WASS bzw. WAIS bezeichneten Trennverfahren sind in einer hohen Flexibilität sowie einer Unempfindlichkeit gegenüber mechanischen Spannungen zu sehen, die in den Schweisskonstruktionen der Komponenten während des Zerlegens frei werden und insbesondere bei Sägeverfahren zum Verklemmen des Sägeblattes oder Sägebandes führen können. When dismantling a nuclear plant heavily contaminated or activated components, such as the reactor pressure vessel and the internals located in it for reasons of radiation protection under water with thermal or mechanical separation processes must be decomposed. In addition to other so-called cold mechanical separation processes, such as sawing or milling, a separation process called water-abrasive suspension cutting or water-abrasive injection cutting is used in which water and an abrasive mixed with the water are pressurized and used to disassemble the Component is used. When cutting through the entrainment of kerf material creates a mixture of abrasive and contaminated or activated metallic material. The advantages of this separation process, abbreviated to WASS or WAIS, are to be seen in a high degree of flexibility and insensitivity to mechanical stresses which are released in the welded constructions of the components during disassembly and which can lead to jamming of the saw blade or saw band, in particular during sawing processes.

[0003] Wesentlicher Nachteil des Wasserstrahlschneidens ist jedoch der dabei entstehende Sekundärabfall, der aus dem Abrasivmittel sowie dem beim Schneiden abgetragenen Fugenmaterial gebildet ist und dessen Gewicht in ungünstigen Fällen etwa dieselbe Grössenordnung hat wie das Eigengewicht der zerlegten Komponente. Dieser Sekundärabfall wird im Zerlegebereich vom Beckenboden mit einem Hydrozyklon abgesaugt und in diesem durch Fliehkraftabscheidung abgeschieden. Da das abgeschiedene Gemisch neben dem Abrasivmittel, in der Regel Quarzsand auch kontaminiertes bzw. aktiviertes Material aus der Schnittfuge enthält, muss es als radioaktiver Abfall entsorgt werden, wobei ein beträchtlicher Aufwand für die Konditionierung und eine erhebliche Anzahl von Endlagergebinden benötigt wird. However, a significant disadvantage of water jet cutting is the resulting secondary waste, which is formed from the abrasive and the abraded during cutting joint material and its weight in unfavorable cases about the same order of magnitude as the weight of the disassembled component. This secondary waste is extracted in the cutting area of the tank bottom with a hydrocyclone and deposited in this by centrifugal separation. Since the deposited mixture in addition to the abrasive, usually quartz sand also contains contaminated or activated material from the kerf, it must be disposed of as radioactive waste, with a considerable effort for the conditioning and a significant number of disposal bins is needed.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem radioaktiver Sekundärabfall, der beim Zerlegen einer Komponente einer nuklearen Anlage mit einem Gemisch aus Wasser und einem dem Wasser beigemischten Abrasivmittel durchgeführten Schneidverfahren entsteht, mit deutlich verringertem Aufwand entsorgt werden kann. The invention is therefore based on the object to provide a method, with the secondary radioactive waste, the cutting process performed during disassembly of a component of a nuclear plant with a mixture of water and an abrasive added to the water, are disposed of with significantly reduced effort can.

[0005] Die genannte Aufgabe wird gemäss der Erfindung gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei diesem Verfahren wird der radioaktive Sekundärabfall, der aus einem Gemisch aus Abrasivmittel und Material aus der Schnittfuge der zerlegten Komponente besteht einem Reinbeton beigemischt, mit dem eines für die Endlagerung mit radioaktivem Primärabfall bestückten Behälter vergossen wird. The above object is achieved according to the invention with a method having the features of claim 1. In this method, the radioactive secondary waste, which consists of a mixture of abrasive and material from the kerf of the disassembled component is mixed with a pure concrete a container filled with radioactive primary waste for final disposal is potted.

[0006] Die Erfindung beruht dabei auf der Überlegung, dass es möglich ist, das bei der Zerlegung anfallende Gemisch aus Abrasivmittel und Schnittfugenmaterial den zum Vergiessen des mit radioaktivem Primärabfall bestückten, zur End- oder Zwischenlagerung vorgesehenen Behälter verwendeten Reinbeton, d.h. radioaktiv nicht kontaminierten Beton, in einem die Einhaltung der geltenden Strahlenschutzvorgaben gewährleistenden Ausmass beizumischen, so dass der Aufwand und Lagerbedarf zur Entsorgung des beim WASS- bzw. WAIS-Verfahren entstehenden radioaktiven Sekundärabfalles verringert ist. The invention is based on the consideration that it is possible that obtained during the decomposition mixture of abrasive and kerf material used for casting the stocked with radioactive waste primary, intended for final or temporary storage containers used pure concrete, i. radioactively uncontaminated concrete, to be mixed in a manner ensuring compliance with the applicable radiation protection requirements, so that the effort and storage required for the disposal of the radioactive secondary waste resulting from the WASS or WAIS process is reduced.

[0007] Eine weitere Verringerung des Aufwandes bei der Entsorgung des Sekundärabfalles wird dann erzielt, wenn der beim Schneiden entstehende Sekundärabfall im Rahmen einer Säuberung des Zerlegebeckens abgesaugt und in einem Fliehkraftabscheider mechanisch abgeschieden und dem Reinbeton als riesel- oder fliessfähiges Gemisch aus Abrasivmittel und Fugenmaterial ohne vorhergehende Trocknung beigemischt wird. A further reduction of the effort in the disposal of secondary waste is achieved when the secondary waste resulting from cutting as part of a cleaning of Zerlegebeckens and mechanically deposited in a centrifugal separator and the pure concrete as free-flowing or flowable mixture of abrasive and grout without previous drying is added.

[0008] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sekundärabfall mit dem Reinbeton in einem Extruder vermischt und mit diesem dem Behälter zugeführt. In a further preferred embodiment of the method, the secondary waste is mixed with the pure concrete in an extruder and fed to the container.

[0009] Vorzugsweise wird der Sekundärabfall dem Reinbeton in einem solchen Ausmass zugeführt, dass die Bruchfestigkeit des aus Sekundärabfall und Reinbeton bestehenden Mischbetons nach dem Aushärten wenigstens 10N/mm<2> beträgt. Preferably, the secondary waste is fed to the pure concrete to such an extent that the breaking strength of the secondary waste and pure concrete existing mixed concrete after curing is at least 10N / mm <2>.

[0010] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Behälter in seinem oberen Bereich mit Reinbeton befüllt, um nicht nur die Dosisleistung ausserhalb des Behälters zu reduzieren, sondern insbesondere einen kontaminationsfreien Abschluss gegenüber einem den Behälter lösbar verschliessenden Deckel zu gewährleisten. In a further advantageous embodiment of the method, the container is filled in its upper part with pure concrete, in order not only to reduce the dose rate outside the container, but in particular to ensure a contamination-free conclusion against the container releasably closing lid.

[0011] Bei dem Behälter handelt es sich vorzugsweise um einen Stahlbehälter, der an seinen Innenwänden mit Reinbeton vorbetoniert ist. The container is preferably a steel container which is pre-concreted on its inner walls with pure concrete.

[0012] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Figur verwiesen, die einen Behälter während des Befüllens mit dem erfindungsgemässen Betongemisch in einem schematischen Querschnitt zeigt. To further explain the invention, reference is made to the figure, which shows a container during filling with the concrete mixture according to the invention in a schematic cross section.

[0013] Gemäss dieser Figur sind in einem Behälter 2, der im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Kastens aufweist, eine Vielzahl von vorzerlegten Schnittstücken 4 aus der Zerlegung einer Komponente einer nuklearen Anlage eingebracht. Der Behälter 2 besteht aus einem Stahlmantel 6, der an seiner Innenwand mit einer 5 bis 15cm dicken Schicht aus Reinbeton versehen ist. Die zwischen den Schnittstücken 4 vorhandenen Hohlräume 8 werden mit einem erfindungsgemässen Betongemisch 10 verfüllt, das aus Reinbeton R und einem Abrasivmittel und Schnittfugenmaterial enthaltenden Sekundärabfall S zusammengesetzt ist. Hierzu wird dem in einem Extruder 12 geführten fliessfähigen Reinbeton R der Sekundärabfall S zudosiert und über einen flexiblen Schlauch 14 fernbedient in den Behälter 2 geleitet. According to this figure, in a container 2, which has substantially the shape of a rectangular box, a plurality of vorzerlegen cutting pieces 4 introduced from the decomposition of a component of a nuclear plant. The container 2 consists of a steel jacket 6, which is provided on its inner wall with a 5 to 15cm thick layer of pure concrete. The existing between the cut pieces 4 cavities 8 are filled with an inventive concrete mixture 10, which is composed of pure concrete R and a abrasive and kerf material secondary waste S composed. For this purpose, the secondary waste S is metered into the flowable pure concrete R guided in an extruder 12 and directed into the container 2 via a flexible hose 14 in a remote-controlled manner.

[0014] Um die Menge des anfallenden Sekundärabfalles S zu verringern, wird vorzugsweise der beim Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidverfahren entstehende und aus dem Zerlegebereich angesaugte und noch mit Wasser versetzte Sekundärabfall S in einem Fliehkraftabscheider mechanisch abgeschieden, so dass er als riesel- oder fliessfähiges Gemisch aus Abrasivmittel und Fugenmaterial dem Extruder 12 zugeführt werden kann, ohne dass eine vorherige Trocknung erforderlich ist. In order to reduce the amount of secondary waste incurred S, preferably formed in the water-abrasive suspension cutting process and sucked from the cutting area and still mixed with water secondary waste S is mechanically deposited in a centrifugal separator, so that it as a trickle or flowable mixture of abrasive and grout material can be fed to the extruder 12, without a prior drying is required.

[0015] Bei Erreichen einer vorgegebenen Füllhöhe H, die kleiner ist als die maximal mögliche Füllhöhe wird, die Zufuhr von Sekundärabfall S gestoppt. Der Behälter 2 wird in seinem oberen Bereich B durch eine Schicht aus Reinbeton R versiegelt, damit kontaminiertes Betongemisch 10 sich auch dann nicht am Aussenbereich befindet, wenn in einem äusserst unwahrscheinlichen Fall der in der Regel ebenfalls vorbetonierte Deckel verloren geht. Upon reaching a predetermined level H, which is smaller than the maximum possible level, the supply of secondary waste S is stopped. The container 2 is sealed in its upper region B by a layer of pure concrete R, so that contaminated concrete mixture 10 is not even on the outside, even if lost in an extremely unlikely case, the usually also pre-concreted lid.

Claims

A method for disposing of a radioactive secondary waste, which results from the decomposition of a component of a nuclear plant with a cutting process, which is carried out with a mixture of water and an abrasive mixed with water, in which the secondary waste (S) a pure concrete (R) admixed is poured with a container for final disposal with radioactive primary waste container (2).

2. The method of claim 1, wherein the secondary waste (S) produced during cutting is sucked off and mechanically separated in a separator and the pure concrete (R) is added as a free-flowing or flowable mixture of abrasive and grout without prior drying.

3. The method of claim 1 or 2, wherein the secondary waste (S) with the pure concrete (R) in an extruder (12) is mixed and supplied with this the container (2).

4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the breaking strength of the secondary waste (S) and pure concrete (R) existing concrete mixture (10) after curing at least 10N / mm <2>.

5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the container (2) is filled in its upper part with pure concrete (R).

6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the container (2) is a steel container, which is precast concrete on its inner wall with pure concrete (R).