DE19508172A1 - Verfahren zur Entsorgung von beim Normal- und Instandhaltungsbetrieb von Kernreaktoren anfallenden Lösungen - Google Patents
Verfahren zur Entsorgung von beim Normal- und Instandhaltungsbetrieb von Kernreaktoren anfallenden LösungenInfo
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- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung von
beim Normal- und Instandhaltungsbetrieb von Kernreaktoren,
insbesondere von Siedewasser- und Druckwasserreaktoren,
anfallenden radioaktiv kontaminierten, salzhaltigen
wäßrigen Lösungen, die feinteilige, suspendierte Fest
stoffe aufweisen und deren Salze beim Entzug des Wassers
der Lösung kristallin ausfallen. Die Lösungen enthalten
radioaktive und nichtradioaktive Inhaltsstoffe, aber auch
Öle und Inhaltsstoffe organischer Natur. Die feinteiligen
suspendierten Feststoffe können aus metallischem Abrieb
bestehen. - Zu solchen Lösungen zählen praktisch alle Ab
wasserströme aus Kernkraftwerken.
Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht
(DE 43 10 319 A1), wird die Lösung in ein Wirbelbett
eingedüst, welches aus Fremdträgern und einem Prozeßfluid
gebildet ist. Die Fremdträger bestehen z. B. aus Zeolith,
Kieselgur, Gammatonerde und dergleichen, sie sind hoch
porös. Die Salze lagern sich im Wirbelbett auf den Fremd
trägern ab. Die Temperatur im Wirbelbett ist so gewählt,
daß die in der Lösung mitgeführten organischen Substanzen
abgebaut werden und/oder wie das Wasser verdampfen. Als
Nachteil ist anzusehen, daß die Fremdträger mitentsorgt
werden müssen und das zu entsorgende Granulat, welches
aus den Fremdträgern und den darauf abgeschiedenen
Substanzen besteht, oft verhältnismäßig hohe Restfeuchte
aufweist. Die auf den Fremdträgern abgeschiedenen Stoffe
können bei der Handhabung der zu entsorgenden Granulate
leicht freikommen, was zur Vermeidung einer radioaktiven
Kontamination der Umgebung zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen
erforderlich macht. Zur Entsorgung von beim Normal- und
Instandhaltungsbetrieb von Kernreaktoren anfallenden
kontaminierten, salzhaltigen wäßrigen Lösungen ist auch
die sogenannte Dünnschichttrocknung bekannt (vgl. Ullmanns
Enzyklopädie . . ., Band 2, 1972, S. 656).
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, im
Rahmen der Entsorgung von beim Normal- und Instandhaltungs
betrieb von Kernreaktoren anfallenden radioaktiv konta
minierten, salzhaltigen wäßrigen Lösungen die radioaktiven
und nichtradioaktiven Inhaltsstoffe auf einfache Weise in
entsorgungsfähiges, sehr trockenes Granulat umzuwandeln.
Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der
Erfindung ein Verfahren zur Entsorgung von beim Normal- und
Instandhaltungsbetrieb von Kernreaktoren, insbesondere von
Siedewasser- und Druckwasserreaktoren, anfallenden, radio
aktiv kontaminierten, salzhaltigen wäßrigen Lösungen, die
feinteilig suspendierte Feststoffe aufweisen und deren
Salze beim Entzug des Wassers der Lösung kristallin
ausfallen, mit den Verfahrensschritten:
- 1) Es wird das Verfahren der Wirbelschichtgranu lationstrocknung in einem Wirbelschicht-Sprühgranu lator angewendet, der mit Wasserdampf oder mit einem Wasserdampf/Luft-Gemisch als Prozeßfluid be trieben wird,
- 2) das fluidisierte Bett in dem Prozeßraum des Wirbel schicht-Sprühgranulators arbeitet fremdträgerfrei und wird aus Granulatpartikeln gebildet, welche durch Granulation aus den wäßrigen Lösungen herge stellt sind,
- 3) die wäßrige Lösung wird mit Wasserdampf und/oder mit Luft in den Prozeßraum mit dem fluidisierten Bett eingedüst und die Verweilzeit in dem Prozeßraum wird so gewählt, daß die Granulatpar tikel zu Granulatkörnern vorgegebener Größe oder Masse aufwachsen,
- 4) die Granulatkörner gemäß 3) werden schüttfähig aus dem Prozeßraum über einen Windsichter abgezogen und der Entsorgung zugeführt,
wobei das Prozeßfluid, der im Prozeßraum verdampfte Wasser
anteil der wäßrigen Lösung und mit dem Prozeßfluid mitge
führte Feststoffe (mitgebrachte feinteilige Feststoffe,
feinteiliger Granulatabrieb und mitgerissene Granulat
partikel) über einen Feststoffabscheider geführt werden,
und wobei das Prozeßfluid im geschlossenen Kreislauf sowie
die Feststoffe als Granulationskeime in das Verfahren
zurückgeführt werden.
Die Erfindung geht von der überraschenden Tatsache aus, daß
aus den radioaktiven und nichtradioaktiven Inhaltsstoffen
von radioaktiv kontaminierten salzhaltigen wäßrigen
Lösungen, die feinteilig suspendierte Feststoffe aufweisen,
einschließlich der feinteiligen, zunächst suspendierten
Feststoffe, die die Lösungen mitbringen, sehr trockene und
ohne weiteres entsorgungsfähige Granulate gewonnen werden
können. Diese weisen voluminöse und entsorgungsraumfüllende
Fremdkörper nicht auf, wenn, wie beschrieben, mit der
Methode der fremdkörperfreien Wirbelschichtgranula
tionstrocknung gearbeitet wird. Die Granulate enthalten
sowohl die radioaktiven als auch die nichtradioaktiven
Inhaltsstoffe. Die organischen Inhaltsstoffe werden bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren abgebaut, die festen Abbau
produkte werden in die Granulate eingebaut. Die Granulate
zeichnen sich durch hohe Festigkeit aus und zeigen bei der
weiteren Handhabung nur geringen Abrieb. Das Prozeßfluid
wird im Kreislauf geführt, die mitgeführten Feststoffe
werden abgeschieden und in das Verfahren wieder eingeführt,
Kontaminierungen im Umfeld des Wirbelschicht-Sprühgra
nulators sind nicht zu befürchten.
Für andere Zwecke, z. B. in der Lebensmittelindustrie, aber
auch bei der Trocknung von Sickerwasser und Klärschlamm,
ist das Verfahren der sogenannten Wirbelschicht
granulationstrocknung an sich bekannt (vgl.
Chem.-Ing.-Tech. 1994, S. 1610 bis 1611). Die insoweit
bekannten Maßnahmen haben zur Lösung der beschriebenen
typischen Probleme der Kerntechnik bisher nicht beige
tragen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert. Die einzige Figur zeigt das Schema einer Anlage
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in der Figur dargestellte Anlage arbeitet im Rahmen
eines Verfahrens zur Entsorgung von beim Normal- und
Instandhaltungsbetrieb von Kernreaktoren anfallenden,
radioaktiv kontaminierten, salzhaltigen wäßrigen Lösungen,
die feinteilige suspendierte Feststoffe aufweisen und deren
Salze beim Entzug des Wassers der Lösung kristallin
ausfallen. Man erkennt einen Wirbelschicht-Sprühgranulator
1, der mit einem über die Leitung 2 zugeführtem Prozeßfluid
betrieben wird. Bei diesem Prozeßfluid handelt es sich um
überhitzten Wasserdampf oder um ein Gemisch aus Wasserdampf
und Luft.
In dem Prozeßraum 3 des Wirbelschicht-Sprühgranulators 1
wird ein fluidisiertes Bett 4 aus Granulatpartikeln 5
gebildet. Diese werden fremdträgerfrei durch Granulation
der wäßrigen Lösung gewonnen, d. h. die Granulationspar
tikel 5 bestehen aus den in der wäßrigen Lösung enthal
tenen, gelösten Salzen bzw. suspendierten Feststoffen. - Es
versteht sich, daß beim erstmaligen Anfahren Fremdträger
erforderlich sein können, um die Granulation in Gang zu
bringen (Nullfüllung).
Die wäßrige Lösung wird dem Wirbelschicht-Sprühgranulator
1 über die Leitung 6 zugeführt und mit über die Leitung 7
zugeführtem Wasserdampf und/oder mit Luft durch eine Zwei
stoffdüse 8 in den Prozeßraum 3 eingedüst. Dabei verdampft
der Wasseranteil der wäßrigen Lösung. Die hierzu notwen
dige Verdampfungsenthalpin wird dem Prozeßfluid entzogen,
d. h. das Prozeßfluid kühlt sich im Prozeßraum 3 ab. Die in
der wäßrigen Lösung enthaltenen Salze und Feststoffe
wachsen auf den Granulatpartikeln 5 auf. Dabei wird die
Verweilzeit im Prozeßraum 3 so gewählt, daß die Granulat
partikel 5 zu Granulatkörnern 9 einer vorgegebenen Größe
aufwachsen.
Man erkennt, daß die Granulatkörner 9 schüttgutfähig über
einen Windsichter 10 aus dem Prozeßraum 3 abgezogen werden.
Der Windsichter 10 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel
mit einem Teilstrom des Prozeßfluids betrieben. Das Prozeß
fluid, der verdampfte Wasseranteil der wäßrigen Lösung und
mit dem Prozeßfluid mitgeführte Feststoffe (mitgebrachte
feinteilige Feststoffe, feinteiliger Granulatabtrieb und
mitgerissene Granulatpartikel) werden über die Leitung 11
aus dem Wirbelschicht-Sprühgranulator 1 abgezogen und über
einen Feststoffabscheider 12 geführt.
Die abgeschiedenen Feststoffe werden in einen Behälter 13
geleitet und dort mit über Leitung 14 in das Verfahren,
eingeführter wäßriger Lösung vermischt und so als Granu
lationskeime in das Verfahren zurückgeführt. Der verdampfte
Wasseranteil wird über die Leitung 15 abgezogen, niederge
schlagen und als Brüdenkondensat abgeführt. Das Prozeßfluid
wird im geschlossenen Kreislauf in das Verfahren zurückge
führt. Dieser Kreislauf ist in der Figur durch eine größere
Strichstärke gut zu erkennen.
Claims (2)
- Verfahren zur Entsorgung von beim Normal- und Instandhal tungsbetrieb von Kernreaktoren (insbesondere von Siede wasser- und Druckwasserreaktoren) anfallenden, radioaktiv kontaminierten, salzhaltigen wäßrigen Lösungen, die feinteilig suspendierte Feststoffe aufweisen und deren Salze beim Entzug des Wassers der Lösung kristallin ausfallen, mit den Verfahrensschritten:
- 1) Es wird das Verfahren der Wirbelschichtgranu lationstrocknung in einem Wirbelschicht-Sprüh granulator angewendet, der mit Wasserdampf oder mit einem Wasserdampf/Luft-Gemisch als Prozeßfluid betrieben wird,
- 2) das fluidisierte Bett in dem Prozeßraum des Wirbel schicht-Sprühgranulators arbeitet fremdträgerfrei und wird aus Granulatpartikeln gebildet, welche durch Granulation aus den wäßrigen Lösungen herge stellt sind,
- 3) die wäßrige Lösung wird mit Wasserdampf und/oder mit Luft in den Prozeßraum mit dem fluidisierten Bett eingedüst und die Verweilzeit in dem Prozeß raum wird so gewählt, daß die Granulatpartikel zu Granulatkörnern vorgegebener Größe oder Masse aufwachsen,
- 4) die Granulatkörner gemäß 3) werden schüttfähig aus dem Prozeßraum über einen Windsichter abgezogen und der Entsorgung zugeführt,
- wobei das Prozeßfluid, der im Prozeßraum verdampfte Wasseranteil der wäßrigen Lösung und mit dem Prozeßfluid mitgeführte Feststoffe (mitgebrachte feinteilige Fest stoffe, feinteiliger Granulatabrieb und mitgerissene Granu latpartikel) über einen Feststoffabscheider geführt werden, und wobei das Prozeßfluid im geschlossenen Kreislauf sowie die Feststoffe als Granulationskeime in das Verfahren zurückgeführt werden.
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DE1995108172 DE19508172C2 (de) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | Verfahren zur Entsorgung von beim Normal- und Instandhaltungsbetrieb von Kernreaktoren anfallenden Lösungen |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3222677C2 (de) * | 1982-06-16 | 1989-06-22 | Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo, Jp | |
DE4310319A1 (de) * | 1993-03-30 | 1994-10-06 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Behandlung einer radioaktiven Abfall-Lösung |
-
1995
- 1995-03-10 DE DE1995108172 patent/DE19508172C2/de not_active Expired - Fee Related
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