DE1088624B

DE1088624B - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von radioaktiven Verunreinigungen aus Fluessigkeiten, insbesondere aus Wasser, durch Eindampfen

Info

Publication number: DE1088624B
Application number: DEV16799A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Reinold Mutke; Roland Traeuptmann
Original assignee: Vereinigte Kesselwerke AG
Current assignee: Vereinigte Kesselwerke AG
Priority date: 1959-06-27
Filing date: 1959-06-27
Publication date: 1960-09-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von radioaktiven Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Wasser, durch Eindampfen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Entfernen von radioaktiven Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Wasser, durch Eindampfen.
Bei Flüssigkeiten, insbesondere bei Wasser, ist die radioaktive Verunreinigung fast ausschließlich an die im Wasser gelösten oder suspendierten Stoffe gebunden. Eine Entseuchung dieser Flüssigkeiten kann deshalb in einfacher Weise dadurch geschehen, daß diese Stoffe eingedampft werden. Der abziehende Dampf führt keine Radioaktivität mit sich. Dadurch kann das verbleibende Kondensat einen sehr großen Gehalt an radioaktiven Stoffen erreichen.
Zur Eindampfung radioaktiv verseuchter Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, hat man bisher bekannte Eindampfverfahren benutzt, z. B. ein- oder mehrstufige Umlaufverdampfer oder auch Dünnschichtverdampfer. Die Eindampfung hat den Vorteil, daß die im Rückstand verbleibenden radioaktiven Stoffe auf kleinste Volumina gebracht werden, ohne daß zusätzliche chemische Adsorptionsstoffe benötigt werden, welche die Menge des radioaktiven Abfalls lediglich vergrößern. Wenn außerdem beim Eindampfen die Wärme des gereinigten Dampfes oder des Destillates noch zu Heizzwecken ausgenutzt werden kann, so läßt sich das Eindampfverfahren besonders wirtschaftlich durchführen.
Die heute gebräuchlichen Eindampfverfahren für die Reinigung radioaktiven Wassers haben aber einige Nachteile: Bei einer bestimmten Konzentration der eingedampften Flüssigkeit fallen Feststoffe in den Verdampfern aus und verkrusten die Heizflächen. Dadurch wird einmal der Wärmeübergang verschlechtert, wodurch die Leistung der Anlage sinkt, und zum anderen besteht die Gefahr, daß sich Armaturen und Leitungen zwischen den Eindampfgefäßen verstopfen. Hinzu kommt noch, daß die Verkrustung durch die ausgefallenen Feststoffe radioaktiv ist und die Eindampfgefäße verseucht, wodurch der Betrieb erschwert wird und insbesondere Reparaturen nur unter großem Zeitaufwand durchgeführt werden können. Diese radioaktive Verseuchung der Apparatur versucht man dadurch herabzumindern, daß in der letzten Eindampfstufe ein sogenannter Dünnschichtverdampfer eingesetzt wird, bei welchem sich nur dünnwandige Verkrustungen bilden können, da der überstehende Film laufend von Rührflügeln abgekratzt wird. Diese Dünnschichtverdampfer beseitigen das Problem der radioaktiven Verseuchung der Apparatur aber nicht, sondern mindern es nur, nehmen dafür allerdings den Nachteil in Kauf, daß be-,vegte Teile im Eindampfgefäß für das Abkratzen des radioaktiven Filmes verwendet werden müssen.
Das mit der Erfindung vorgeschlagene Verfahren vermeidet die Nachteile der bekannten, oben geschilderten Ausführungen. Bei einem Verfahren zum Entfernen von radioaktiven Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Wasser, durch Eindampfen wird die zu reinigende Flüssigkeit zunächst auf eine 5 bis 3Do/o,ige Lösung in bekannten Ein- oder Mehrstufenverdampfern eingedickt und dann in der letzten Stufe die Restfeuchtigkeit ausgetrieben, wobei das Eindampfgefäß der letzten Stufe zugleich als Abfallbehälter für die radioaktiven Feststoffe dient und mit diesen zusammen beseitigt wird.
Auf diese Weise bleibt die Verdampferanlage von dem Ausfall radioaktiver Feststoffe frei, da die Flüssigkeit nur so weit eingedickt wird, wie kein Ausfall von Feststoffen zu befürchten ist. In der letzten Stufe wird dann bis zum Feststoff eingedickt. Da das Eindampfgefäß der letzten Stufe mit den radioaktiven Feststoffen beseitigt wird, ist hier also ein Ansatz und ein Verkrusten belanglos. Dieses Verfahren vermeidet auch den Nachteil, daß bei Beginn des Ausfalls von Feststoffen Armaturen und Leitungen verstopfen können. Auch Korrosionen, die in den üblichen Verdampfern bei starker Konzentration der einzudampfenden Flüssigkeit auftreten .können, werden vermieden, da der Eindampfvorgang im letzten Gefäß nur kurze Zeit dauert, so daß sich die Korrosionen nicht bis zur Zerstörung des Eindampfgefäßes auswirken können. Das Eindampfgefäß wird überdies vor Beseitigung entweder in korrosionsfesten Kunststoff-oder anderen Behältern eingeschlossen. Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens als Beispiel für eine von vielen Möglichkeiten gezeigt. Die Vorrichtung nach der Erfindung soll zeigen, daß das Verfahren gemäß der Erfindung außer seinen bereits erwähnten Vorteilen auch den Vorzug besitzt, billig und betriebssicher ausgeführt werden zu können. Das vorgeschlagene Eindampfgefäß ist ein dünnwandiger, billiger Blechbehälter, der sich leicht herstellen läßt und ohnehin als Abfallbehälter benötigt wird. Die Vorrichtung ist sehr einfach und damit wenig störanfällig und kann mit sehr geringem Aufwand vollständig fernbetätigt werden.
Die Vorrichtung ist in der Abbildung dargestellt. Das Eindampfgefäß 1 ist in den Heizmittelbehälter 2 eingehängt, welcher Zu- und Abführungsrohre 3, 4 für das Heizmittel besitzt. Der Deckel 5 des Heizmittelbehälters enthält ein Zuführungsrohr 6 für die einzudampfende Flüssigkeit und ein Abführungsrohr 7 für den Dampf. Diese Rohre sind mit dem Verschlußdeckel 5 fest verbunden und passen in entsprechende Öffnungen 8 und 9 im Deckel des Eindampfgefäßes. Durch Fernbetätigung kann der Deckel 5 des Heizmittelbehälters gehoben und gesenkt werden. Bei gehobenem Deckel wird das leere Eindampfgefäß 1 in den Heizmittelbehälter 2 eingehängt. Beim Senken des Deckels 5 werden die mittels Lippendichtung 10 verbundenen überstehenden Flansche 11 des Eindampfgefäßes 1 zwischen den Flanschen 12 des Heizmittelbehälters 2 eingespannt, wodurch ein dichter Abschluß des Heizmittelbehälters erreicht werden soll, damit das Heizmittel nicht entweicht, wenn es unter überdruck steht, und damit ein ebenso dichter Abschluß gegen das im Deckelraum 13 herrschende Vakuum erreicht wird, wodurch unter anderem sich das Eindampfgefäß an den Deckel 5 fest ansaugt. Dieser Abschluß kann noch durch Einlegen von Dichtungsringen in die Flächen der Flansche 12 verbessert werden.
Gleichzeitig werden beim Senken des Deckels 5 die Dichtungen 14, 15 gegen die aufgebördelten Ränder der Öffnungen 8, 9 im Deckel des Eindampfgefäßes 1 gepreßt, wodurch ein dichter Abschluß zwischen Eindampfgefäß und den Zu- und Abführungsrohren 6, 7 erreicht wird. Diese Rohre sind in ihrem oberen Teil flexibel, um den Bewegungen beim Heben und Senken des Deckels nachgeben zu können.
Die einzudampfende Flüssigkeit wird dem Eindampfgefäß durch das Rohr 6 und das Heizmittel wird durch das Rohr 3 zugeführt. Die bei der Verdampfung gebildeten Dämpfe durchströmen zur Reinigung und Trocknung das Siebblech 16 und das Filter 17 im oberen Teil des Eindampfgefäßes 1, bevor sie durch .das Abführungsrohr 7 zu einem Kondensator entweichen, wo ihre Wärme zur Heizung noch ausgenutzt werden kann. Das Eindampfgefäß füllt sich allmählich mit Trockenstoff. Die vollständige Füllung des Gefäßes zeigt sich selbsttätig dadurch an, daß sich das Filter 17 zusetzt, wenn der Flüssigkeitsspiegel über das Siebblech 16 angestiegen ist. Dadurch steigt der Differenzdruck zwischen dem Heizmittel und dem Kondensator rasch an und zeigt die Füllung des Eindampfgefäßes an.
Nach Abschaltung der Zufuhr von einzudampfender Flüssigkeit und Heizmittel wird der Deckel 5 zusammen mit dem Eindampfgefäß 1 aus dem Heizmittelbehälter durch ein Stellglied gehoben. :\ach Beseitigung des Vakuums im Deckelraum 13 kann nun die Verbindung zwischen dem Deckel und dem Eindampfgefäß gelöst werden. Nach Verschließen der Öffnungen 8 und 9 im Deckel des Eindampfgefäßes durch Auflöten von Verschlußkappen - was leicht durch Fernbedienung erfolgen kann - wird das gefüllte Gefäß zur Ablage für radioaktive Abfälle befördert.
Hierbei kann je nach den örtlichen Vorschriften das Eindampfgefäß in einen Kunststoff- oder Betonbehälter eingeschlossen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Entfernen von radioaktiven Verunreinigungen aus Flüssigkeiten, insbesondere aus Wasser, durch Eindampfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zunächst auf eine etwa 5- bis 30°/aige Lösung in bekannten Ein- oder Mehrstufenverdampfern eingedickt und dann in der letzten Stufe die Restfeuchtigkeit ausgetrieben wird, wobei das Eindampfgefäß der letzten Stufe zugleich als Abfallbehälter für die radioaktiven Feststoffe dient und mit diesen zusammen beseitigt wird.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindampfgefäß der letzten Stufe als geschlossener Blechkanister ausgebildet ist, welcher in seinem Deckel je einen Bördelstutzen für die Zuführung der einzudampfenden Flüssigkeit und die Abführung der Dämpfe sowie ein Filter für die Trocknung der Dämpfe besitzt.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindampfgefäß in einen mit einem Heizmittel gefüllten Behälter eingehängt ist, derart, daß der überstehende Deckel -des Eindampfgefäßes zwischen den oberen Flanschen des Heizmittelbehälters eingespannt ist.
4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel des Heizmittelbehälters mit einer fernbetätigten Vorrichtung gehoben und gesenkt werden kann und flexible Leitungen für die Zuführung der einzudampfenden Flüssigkeit und die Abführung der Dämpfe besitzt, welche an Öffnungen im Deckel anschließen, die mit Dichtungen umgeben sind, welche gegen die entsprechenden Stutzen des Eindampfgefäßes beim Senken des Deckels geprellt werden und die dichte Verbindung zwischen Eindampfgefäß und den flexiblen Zu- und Abführungsleitungen herstellen.