DE1767184B1 - Verfahren zur konzentrierung und lagerung von radioaktiven borhaltigen abwaessern und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

von oberhalb des Konzentrats auftretendem Schaum vorgesehen.

Zur Weiterbildung der Einrichtung zur Durchführung des die Erfindung aufweisenden Verfahrens empfiehlt es sich, wie aus der letztgenannten Literaturstelle an sich bekannt ist, zur Kondensation der verdampften Flüssigkeit einen nachgeschalteten Wärmetauscher und zu ihrer Sammlung einen Kondensatbehälter vorzusehen.

In den Lagerbehältern ist vorteilhafterweise eine Kraftmeßdose zur Füllstandsmessung angeordnet.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels, des die Erfindung aufweisenden Verfahrens und der Einrichtung zu seiner Durchführung näher erläutert.

Den Kern der Anlage bildet ein zylindrisches Eindickungsgefäß 1, das mit einem Rührwerk 2 versehen ist und im unteren Bereich von außen über Heizvorrichtungen 3 beheizt wird. Dabei ist es wesentlich, daß sich der niedrigste Wasserspiegel im Gefäß oberhalb der obersten Heizzone befindet, um eine örtliche Überhitzung und damit Krustenbildung zu vermeiden. Aus diesem Grunde ist das Eindickungsgefäß 1 mit einem unteren Grenzwertmelder 13 versehen, der die Heizung abschaltet, wenn der Flüssigkeitsspiegel unterhalb dieses Minimalwertes absinkt. Der wirkliche Wasserstand sowie die Dichte des Konzentrats werden mit einem Meßgerät 14, das nach der Einperlmethode arbeitet, gemessen. Die von dem Meßgerät 14 ausgehenden Meßsonden 15 und 16 reichen bis zum Boden des Gefäßes bzw. bis unter die Oberfläche bei Mindestflüssigkeitsstand.

Über eine Zuleitung 4 im Deckel des Eindickungsgefäßes 1 fließen zunächst die radioaktiven Abwässer aus nicht näher dargestellten Konzentratbehältern in das Eindickungsgefäß ein. Nach Verdampfen des überschüssigen Wasseranteils wird die bei hoher Temperatur noch flüssige Natriumboratlösung über einen geregelten Ablauf 5 am Boden des Gefäßes 1 über eine der nachgeschalteten Abfülleitungen 6 in einen der Lagerbehälter 7 abgefüllt. Der Füllstand dieser Lagerbehälter 7 wird dabei mit einer Kraftmeßdose 17 gemessen. Wenn beispielsweise der erste Lagerbehälter? gefüllt ist, schließt das Zuleitungsventil in der ersten Leitung 6, und das entsprechende Ventil in der nächsten Leitung öffnet, so daß nacheinander die vorhandenen Lagerbehälter 7, deren Gesamtvolumen etwa einer Füllung des Eindickungsgefäßes 1 entspricht, gefüllt werden. Anschließend können diese Lagergefäße direkt mit dem Wagen 8 zum Lagerplatz gefahren werden. Die in die Lagerbehälter abgefüllte Lösung verfestigt sich nach Abkühlung, da in der Natriumboratlösung nur noch das einbindbare Kristallwasser enthalten ist.

Der bei der Eindickung aus dem Eindickungsgefäß 1 abströmende Dampf wird über eine Leitung 9 einem Wärmetauscher 10 zugeführt, in dem der Dampf kondensiert. Anschließend kann der kondensierte Dampf in einem Kondensatorbehälter 11 aufgefangen und schließlich über die Leitung 12 zu einem Abwasserbehälter abgeführt werden.

Da sich bei der Eindickung und der Rührung der Natriumboratlösung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Schaum bilden kann, ist eine nicht näher dargestellte Meßeinrichtung vorgesehen, die nach dem Prinzip der elektrischen Leitfähigkeitsmessung arbeitet. Da dieser Schaum gegebenenfalls radioaktive Bestandteile enthalten kann, kann somit vermieden werden, daß dieser Schaum mit dem abströmenden Dampf in den Wärmetauscher 10 und den Kondensatbehälter 11 abströmt.

Die Verwendung von Natriumboratlösung hat sich dabei als besonders vorteilhaft und einfach erwiesen, da unter anderem bei chemisch geregelten Reaktoren meist bereits Bor im Primärkreislauf enthalten ist. Es ist aber gegebenenfalls auch möglich, an Stelle von Natriumborat ein anderes Salz zu verwenden, bei dem ein Teil des Lösungswassers als Kristallwasser gebunden wird, so daß sich die entsprechende Lösung nach Verdampfung des Überschußwassers verfestigt.

Mit dem beschriebenen Verfahren und der Eindickungsanlage ist es also möglich, auf einfache und wirtschaftliche Weise einerseits das Endvolumen der Abwässer zu verringern und andererseits diese Abwasser ohne Zusätze einzudicken und in den festen Zustand überzuführen. Die beschriebene Anlage ist gegenüber herkömmlichen äußerst betriebssicher, da die Anlage einfach ist und keine Explosionsgefahr wie bei Bitumieranlagen besteht. Darüber hinaus ist auch eine Korrosion des Lagerbehälters im Endlagerzustand ausgeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY

Claims (8)

1 -2 -■.--■■-■'-■ Bitumen oder Zement einzubinden, um sie somit im Patentansprüche: festen Zustand lagern zu können. Bei Anwendung derartiger Bitumier- oder Zementieranlagen ver-

1. Verfahren zur Konzentrierung und Lagerung größert sich die zu lagernde Menge jedoch ganz von radioaktiven borhaltigen Abwässern, bei dem 5 erheblich, da jeweils nur eine relativ geringe Menge die Abwässer durch Zusatz von Natronlauge oder an Abwässern eingebunden werden können. Darüber Natriumhydroxyd in einen mit Natriumborat- hinaus besteht insbesondere bei Bitumieranlagen eine lösung versetzten Zustand überführt werden, erhöhte Feuergefahr, da die Abwasser im heißen Zudadurch gekennzeichnet, daß die stand mit dem Bitumen gemischt werden, radioaktiven, Natriumboratlösung enthaltenden io Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Abwasser durch Erhitzen so weit eingeengt wer- ein Verfahren zur Konzentration und Lagerung der den, bis das verbleibende Wasser durch Küh- Abwasser zu finden, bei dem einerseits ein möglichst lungskristallisation als Kristallwasser des Na- geringes Endvolumen erreicht wird und eine Gefährtriumborats gebunden wird. dung der Umwelt durch Brand oder durch Zersetzung

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfah- 15 der Lagerbehälter ausgeschlossen ist.

rens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Eindickungsgefäß (1), das mit einer Heizvor- löst, daß die radioaktiven, Natriumboratlösung entrichtung (3) im Mantel und einem Rührwerk (2) haltenden Abwasser durch Erhitzen so weit eingeversehen ist und einen geregelten Zulauf (4) für engt werden, bis das verbleibende Wasser durch die Abwässer im Deckel sowie einen geregelten ao Kühlungskristallisation als Kristallwasser des Na-Ablauf (5) für die eingedickte Lösung an seiner triumborats gebunden wird, tiefsten Stelle aufweist. Es ist zwar aus der USA.-Patentschrift 3 008 904

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- ein Verfahren zur Konzentrierung und Lagerung von kennzeichnet, daß zur Auskristallisation der ein- radioaktiven Abwässern bekannt, bei dem auch die gedickten Lösung Lagerbehälter (7) vorgesehen 25 radioaktiven, Natriumboratlösung enthaltenden Absind, in die die eingedickte Lösung abfüllbar ist. wasser durch Erhitzen eingeengt werden. Bei diesem

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Verfahren wird jedoch darüber hinaus noch nach kennzeichnet, daß das Eindickungsgefäß (1) mit dem Erhitzen eine Sprühtrocknung des Konzentrats einem unteren Grenzwertmelder (13) für die Min- vorgenommen und die so entstandene pulverförmige destfüllhöhe oberhalb der obersten Heizzone (3) 30 Masse nach einem weiteren Materialzusatz zu einer versehen ist. festen Form zerschmolzen. Demgegenüber geht je-

5. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeich- doch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das net durch eine Meßanordnung (14) für eine Mes- Endprodukt nach dem Erhitzen ohne weitere zusätzsung des Wasserstandes und der Dichte des Kon- liehe Maßnahmen allein während seines Abfullvorzentrats nach der Einperlmethode. , 35 ganges in seine feste Form über, so daß das Ent-

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- stehen eines staubförmigen Zwischenproduktes und kennzeichnet, daß eine auf der Basis der elek- die dafür erforderlichen Schutzmaßnahmen und zutrischen Leitfähigkeitsmessung arbeitende Meß- sätzlichen Abscheideeinrichtungen vermieden werden, einrichtung zur Messung von oberhalb des Kon- Eine Einrichtung zur Durchführung des die Erfinzentrats auftretendem Schaum vorgesehen ist. 4° dung aufweisenden Verfahrens besteht aus einem

7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- Eindickungsgefäß, das mit einer Heizvorrichtung im kennzeichnet, daß zur Kondensation der ver- ■ Mantel und einem Rührwerk versehen ist und einen dampften Flüssigkeit ein nachgeschalteter Wärme- geregelten Zulauf für die Abwasser im Deckel sowie tauscher (10) und zu ihrer Sammlung ein Konden- einen geregelten Ablauf für die eingedickte Lösung satbehälter (11) vorgesehen ist. 45 an seiner tiefsten Stelle aufweist Eine derartige Ein-

8. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, ge- richtung ist zwar aus der Zeitschrift »Kerntechnik«, kennzeichnet durch eine Kraftmeßdose (17) zur 8. Jg., 1966, Nr. 3, S. 105 bis 107, insbesondere Füllstandsmessung in den Lagerbehältern (7). Fig. 4, bekannt, jedoch lediglich für eine Bitumier-

anlage, bei der jedoch ein abweichendes Verfahren ■ 50 angewendet wird.

- Zur Auskristallisation der nach dem die Erfindung

aufweisenden Verfahren eingedickten Lösung sind ferner aus der letztgenannten Literaturstelle bekannte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzen- Lagerbehälter vorgesehen, in die die eingedickte Lotrierung und Lagerung von radioaktiven borhaltigen 55 sung abfüllbar ist. Darüber hinaus ist das EinAbwässern, bei dem die Abwasser durch Zusatz von dickungsgefäß mit einem unteren Grenzwertmelder Natronlauge oder Natriumhydroxyd in einen mit Na- für die Mindesthöhe oberhalb der obersten Heizzone triumboratlösung versetzten Zustand überführt wer- versehen und weist ferner eine Meßanordnung für den, sowie Einrichtung zur Durchführung dieses eine Messung des Wasserstandes und der Dichte des Verfahrens. 60 Konzentrates nach der Einperlmethode auf.

Bei mit Borsäure chemisch geregelten Reaktoren ist Da beim Rühren des Konzentrats sich Schaum biles bekannt, das aus dem Primärkreislauf anfallende den kann und unbedingt verhindert werden muß, daß radioaktive borhaltige Abwasser zunächst durch Zu- dieser noch radioaktive Bestandteile enthaltende satz von Natronlauge oder Natriumhydroxyd zu neu- Schaum in einen zur Kondensation der verdampften tralisieren, so daß das Bor als Natriumborat bzw. 65 Flüssigkeit nachgeschalteten Wärmetauscher und den Natriummetaborat gebunden wird. daran anschließenden Kondensatbehälter abströmt,

Zur Aufbereitung dieser radioaktiven Natrium- ist ferner eine auf der Basis der elektrischen Leitfähigboratlösung ist es ferner bekannt, die Abwässer in keitsmessung arbeitende Meßeinrichtung zur Messung