DE1639299C - Vorrichtung zum Eindicken radioaktiver Konzentrate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung "zum Eindicken radioaktiver Konzentrate mit einem das radioaktiv verunreinigte, flüssige Konzentrat aufnehmenden, transportablen Behälter, mit einem Heizkörper zur beriihrungslosen Heizung des Oberflächenspiegels des Konzentrats und mit Mitteln zum Entfernen der verdunsteten Flüssigkeit des Konzentrats aus dem Behälter, bei der der Heizkörper in dem Behälterraum oberhalb des Oberflächenspiegels des Konzentrats ein- und ausbaubar angeordnet ist und bei der der Behälter zur Lagerung des ausgetrockneten Konzentrats während des Abklingens der Radioaktivität dient, nach Patent 1 564 276, oder bei der noch zusätzlich der Heizkörper fest in einem auf die obere offene Stirnfläche des Behälters aufsetzbaren Trocknungsaufsatz angeordnet ist, nach dem Zusatzpatent 1614071.

In dem Hauptpatent wurde eine Vorrichtung angegeben, bei der innerhalb eines Behälters ein radioaktive!) Konzentrat, wie ej> in Kernkraftwerken au anfällt, mittels eines Heizkörpers berührungslos beheizt wird. Es war dabei die Aufgabe zu lösen, ein radioaktives Konzentrat so einzudampfen, daß kein Sieden auftritt, denn beim Sieden wird zuviel der radioaktiven Substanz aus dem siedenden Konzcntrat mitgerissen, so daß es zu einer Kontamination des Systems und der Dampfleitungen kommt.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent und seines ersten Zusatzes 1614071 bei zu starker Beheizung des 3« Oberflächenspiegels des Konzentrats dieses eine Kruste bildet, so daß ein weiteres Ausdampfen weilgehend unterbunden wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Au^fgabe zugrunde, eine weitere Beschleunigung der Eindickung radioaktiver Konzentrale zu erreichen, ohne daß von der vorteilhaften Beheizung des Konzentraloberflächenspiegels durch einen Heizkörper im Behälterraum oberhalb des Oberflächenspiegels abgegangen wird. Eine Blasen verdampfung soll dabei unter allen Umständen vermieden werden, damit keine radioaktiven Substanzen aus dem Konzentrat mitgerissen werden.

Die Erfindung baut auf folgendem Stand der Technik auf. Aus der USA.-Patentschrift 3 127 300 ist eine Vorrichtung zum Eindicken radioaktiver Konzentrale mit einem das radioaktiv verunreinigte, flüssige Konzentrat aufnehmenden, transportablen Behälter, der eine Eintritts- sowie eine Austrittsöffnung für den die verdunstete Flüssigkeit des Konzentrats aus dem Behälter entfernenden Gasstrom aufweist und bei dem mit einem Heizkörper zur berührungslosen Heizung des Oberflächenspiegels des Konzentrats die Eindickung erfolgt, bekannt, bei der der Heizkörper an Stelle einer berührungslosen Heizung in Form einer Heizplatte ausgebildet sein kann, die nur einen Teil der Behälteroberfläche überdeckt. Aus der deutschen Auslegeschrift 1 088 624 ist eine Eindampfvorrichtung für radioaktive Konzentrate bekannt, bei der eine Heizung auch seitlich um den Behälter herum entfernbar angeordnet ist. Aus der Patentschrift 42 534 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin ist eine Vorrichtung zum Eindicken radioaktiver Konzentrate bekannt, bei der sich Heizkörper in der Strömungsbahn der Spülluft befinden. Aus der Zeitschrift Kernenergie, 8. Jahrgang 1966 Nr. 3, S. 105 bis 110, ist es bekannt, eingedickten und ausgetrockneten radioaktiven Konzentraten wasserbindenden Stoff zuzusetzen.

Die obengenannte Aufgabe, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß außerhalb des Behälters eine Vorrichtung angeordnet ist, die eine Umwälzung des Konzentrats innerhalb des Behälters bewirkt.

Durch diese Umwälzvorrichtung wird eine Eindampfung ohne Krustenbildung und ohne Mitreißen radioaktiver Substanzen erreicht.

Gemäß einer Weilerbildung der die Erfindung aufweisenden Vorrichtung ist die eine Umwälzung des Konzentrats bewirkende Umwälzvorrichlung eine Heizung seitlich um den Behälter herum oder eine Heizplatte, die nur einen Teil der Behälterbodenfläche überdeckt, die beide vom Behälter leicht entfernbar angeordnet sind. Diese Heizung ist also nicht dazu vorgesehen, daß Konzentrat zum Sieden zu erhitzen, damit es eindampft, sondern sie dient nur dazu, eine durch thermischen Auftrieb bedingte Bewegung innerhalb des Konzentrates zu bilden, so daß sich an dessen Oberfläche während des Eindampfen:, keine Kruste bilden kann. 1st diese Heizung zeitlich um den Behälter herum angeordnet, so wird sich an den seillichen Behälterwänden eine aufsteigende Strömung ausbilden, die in der Mitte des Behälters wieder herabnrömt. Verwendet man statt dessen eine Heizplatte, die einen kleinen Teil des Behälters von unten überdeckt, beispielsweise einen zentrisch um dessen Mittelachse gelegenen Teil, so ist die Strömungsrichtung gerade umgekehrt. Durch diese Heizvorrichtung ist es ohne mechanisch zu bewegende Teile möglich, eine sehr schnelle vollständige Eintrocknung des Konzentrats zu erreichen.

An Stelle dieser Heizung, die das Konzentrat vornehmlich in Bewegung versetzt, kann die eine Umwälzung des Konzentrats bewirkende Umwälzvorrichtung auch zweckmäßigerweise ein Rührer innerhalb des Behälters sein, der durch die Einwirkung eines Kraftfeldes von außerhalb des Behälters indirekt bewegbar ist.

Ferner ist es vorteilhaft, die Heizkörper innerhalb der Trockenhaube, beispielsweise Infrarotstrahler in Form von Quarzslrahlcr derartig unterhalb der Eintrittsöffnung für den aus Spülluft bestehenden Gasstrom anzuordnen, daß sie sich in der Strömungsbahn der Spülluft befinden. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß sich die Infrarotstrahler innerhalb des abgeschlossenen Raumes der Trockenhaube zu stark überhitzen und dadurch thermisch zerstört werden. Weiterhin wird durch diese Anordnung erreicht, daß die Infrarotstrahler, die von der Spülluft umströmt werden, nicht von den mitgerissenen Teilchen und Dämpfen des einzudickenden Konzentrats kontaminiert und chemisch angegriffen werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der die Erfindung aufweisenden Vorrichtung sind in den restlichen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Für den Eindunstungsvorgang bestellt die Möglichkeit, das Konzentrat kontinuierlich oder chargenweise in den Behälter einzufüllen. Um nach beendetem Eindunstungsvorgang ein vollständiges Erstarren des Konzentrats zu erreichen, kann man dem noch flüssigen Konzentrat Wasserbinder zusetzen, die entweder dutch Kristallisation oder durch Reaktion mit dem noch im Konzentrat vorhandenen Wasser die eingedickte Konzentratmenge zum Erstarren bringen.

An Hand einer Figur sei ein Ausfuhrungsbeispiel der die Erfindung aufweisenden Vorrichtung näher beschrieben.

Innerhalb eines Fasses genormter Abmessung Γ be-

findet sich das einzudickende Konzentrat. Das einzudickende Konzentrat wurde zuvor beispielsweise aus den radioaktiven Abwässern, die in einem Kernkraftwerk anfallen, gewonnen, indem es durch Sieden eingedickt wurde. Ab einer gewissen Konzentration werden jedoch beim Sieden zuviel der im Konzentrat gelösten radioaktiven Verunreinigungen mitgerissen, so daß ein weiteres Eindicken durch Sieden der Flüssigkeit unvorteilhaft ist. Auf dem Behälter 1 ist ein Trocknungsaufsatz 6, im folgenden Trockenhaube genannt, aufgesetzt. Innerhalb dieser Trockenhaube befinden sich Infrarotstrahlers, die von der Spülluft 9 umspült werden. Der Stutzen 2 für den Zustrom der Spülluft ist slrömungsmäßig entsprechend oberhalb der Infrarotstrahler 5 angeordnet. Innerhalb der Haube 6 können Leitbleche 12 angeordnet sein, um damit eine gleichmäßige Führung von Spülluft und Abluft zu erreichen. Die Spülluft 9 bestreicht die Konzentratoberfläche 10 und nimmt die ausdunstenden Flüssigkeitsbrüden in ihrer Strö- ao mung mit, die durch den Stutzen 3 für Ablauf in den Filter 13 geleitet werden. Der Filter 13 enthält einen leicht dekontaminierbaren Filtereinsatz 11, in dem sich mitgerissene kontaminierte Teilchen absetzen.

Die Luft kann vorher einen Zyklonabschcidcr durchströmen, in dem mitgerissene Partikeln aus der Strömung ausgeschieden werden. Bei 14 gelangt die Abluft aus dem Filter in die Abluftanlage des gesamten Kraftwerkes. In der Trockenhaube 6 befinden sich Einfüllstutzen 3 für das einzudickende Konzentrat und auch für weitere Zusätze, die dem Konzentrat zugegeben werden können, beispielsweise Wasserbinder, wie Zement oder Gips, die kurz vor Beendigung des Trocknungsvorganges zugegeben werden. Auf diese Weise erstarrt das eingedickte Konzentrat zu einer absolut festen Masse, und da der . Behälter 1 gleich der Endlagcrbehällcr des Konzentrats ist, ist somit ein einfacher und gefahrloser Transport zur Endlagerstätle gewährleistet. Ebenso kön- 4" nen vorher dem Konzentrat Salze zugegeben werden, die nach Trocknungsende den Inhalt des Fasses durch Auskristallisation zu einem festen Block erstarren lassen. Durch diese Verfestigung sind Korrosionsprobleme, die eventuell zwischen Behälter 1 und dem darin befindlichen eingedickten Konzentrat auftreten könnten, weitgehend ausgeschaltet. Um das Konzentrat innerhalb des Behälters 1 auch in seinen unteren Teilen eindicken zu können, wird seitlich des Behälters eine Heizvorrichtung 15 vorgesehen. Diese Heizvorrichtung ist so ausgelegt, daß kein Sieden auftritt, sondern nur eine Strömung 16 des Konzentrats. Bei der in der Figur dargestellten Anordnung steigt die Strömung seitlich auf und in der Mitte des Behälters wieder hinab. Dabei ist diese Heizung 15 von dem Behälter leicht zu entfernen, so daß sie nach beendigtem Eindickvorgang für den nächsten Eindickbehälter wieder verwendet werden kann. Tritt nach längerem Gebrauch der Trocknungshaube trotzdem eine geringe Kontamination, beispielsweise an dem Leitblech 12 und an dem Abluftstutzen 3 der Spülluft auf, kann an der Trockenhaube eine Dekontaminationsvorrichtung vorgesehen werden. Beispielsweise kann das ein Kranz von Düsen sein, die während des Dekontaminationsvorganges eine dazu geeignete Flüssigkeit innerhalb der Trockenhaube versprühen, so daß sich die radioaktiven Stoffe ablösen und mit der üblichen Abwasserverarbeitung mit beseitigt werden können.

Claims (8)

Patentanspräche:

1. Vorrichtung zum Eindicken radioaktiver Konzentrate mit einem das radioaktiv verunreinigte, flüssige Konzentrat aufnehmenden, transportablen Behälter, mit einem Heizkörper zur berühruhgslosen Heizung des Oberflächenspiegels des Konzentrats und mit Mitteln zum Entfernen der verdunsteten Flüssigkeit des Konzentrats aus dem Behälter, bei der der Heizkörper in dem Bchälterraum oberhalb des Oberflächcnspiegels des Konzentrats ein- und ausbaubar angeordnet isi und bei der der Behälter zur Lagerung des ausgetrockneten Konzentrats während des Abklin gens der Radioaktivität dient, nach Patent 1 564 276, oder bei der noch zusätzlich der Heizkörper fest in einem auf die obere offene Stirnfläche des Behälters aufselzbaren Trocknungsaufsatz angeordnet ist, nach dein Zusalzpaicni 1614071, dadurch gekennzcich nei, daß außerhalb des Behälters (1) eine Uniwäbvorrichtung (15) angeordnet ist, die eine Umwälzung des Konzentrats innerhalb des Behalten, (1) bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die eine Umwälzung des Konzentrats bewirkende Umwälz\orrichlung(15) eine Heizung seitlich um den Behälter herum oder eine Heizplatte, die nur einen Teil der Behälterbodenfläche überdeckt, ist, die beide vom Behälter (1) leicht entfernbar angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Umwälzung des Konzentrats bewirkende Umwälzvorrichlung (15) ein Rührer innerhalb des Behälters (1) ist, der durch die Einwirkung eines Kraftfeldes von außerhalb des Behälters (1) indirekt bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, bei der die Heizkörper innerhalb des Trocknungsaufsatzes Infrarotstrahler sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahler (5) derartig unterhalb der Einlrittsöffnung (2) für den aus Spülluft bestehenden Gasstrom angeordnet sind, daß sich die Infrarotstrahler (5) in der Strömungsbahn der Spülluft befinden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Trocknungsaufsatzes (6) Leitblechc (12) zur Spülluflführung angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (3) für das einzudickende Konzentrat ebenfalls zum Einfüllen von wasserbindenden Stoffen benutzbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem mit der Austrittsöffnung verbundenen Filter für das aus dem Behälter abslrömende Medium, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter ein Wirbelfilter (13) mit herausnehmbaren) und im Betrieb leicht dekonlaminicrbarcm Einsatz (11) verwendet wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trocknungsaufsatz (6) Sprüh vorrichtungen zum Dekontaminieren vorhanden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen