DE19625464A1

DE19625464A1 - Verfahren zur Entsorgung und Vorbereitung der Wiederverwendung von radioaktiv kontaminiertem Kabelmaterial und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19625464A1
Application number: DE1996125464
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Duempelmann; Helmut Dr Steiner
Original assignee: KGB KERNKRAFTWERKE GUNDREMMINGEN BETRIEBSGESELLSCHAFT MBH 89355 GUNDREMMINGEN DE; Rados Recycling 70499 Stuttgart De GmbH; KERNKRAFTWERKE GUNDREMMINGEN; RADOS RECYCLING GmbH
Current assignee: Rados Ag 70469 Stuttgart De; Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2016-06-27
Also published as: DE19625464C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung und Vorbereitung der Wiederverwendung von radioaktiv konta miniertem Kabelmaterial aus kerntechnischen Anlagen, wobei das Kabelmaterial, welches metallische Leiter und aus Gummi und/oder Kunststoff bestehende Kabelmäntel aufweist, einer Vorzerkleinerung und das vorzerkleinerte Kabelmaterial einer Feinzerkleinerung auf eine vorgege bene Korngröße unterworfen werden und wobei das feinzer kleinerte Kabelmaterial in entsorgungsbedürftiges und wiederverwendbares Material separiert wird. Die Erfin dung betrifft fernerhin eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens. - Das radioaktiv kontaminierte Kabelmaterial fällt z. B. bei Revisionsarbeiten, bei Reparaturen sowie bei der Stillegung von kerntechnischen Anlagen an. Das anfallende Kabelmaterial ist teilweise kontaminiert und muß dekontaminiert werden. Ist dieses nicht möglich oder wirtschaftlich nicht sinnvoll, so muß das Kabelmaterial als radioaktiver Abfall in ein End lager oder ein Zwischenlager abgegeben werden. Dabei gehen wertvolle Rohstoffe verloren und die Endlager kapazitäten werden zusätzlich belastet. Die Leiter des Kabelmaterials bestehen im allgemeinen aus einer Kupfer legierung oder Aluminiumlegierung. Die Leiter können sowohl Drähte als auch Litzen sein, sie können metallblank oder verzinnt sein. Das Kabelmaterial kann aus flexiblen Kabeln geringen Querschnitts sowie großen Querschnitts bestehen. Gehören zu dem Kabelmaterial auch Kabel mit Stahlbandagen oder Bleiummantelung, so müssen diese Bandagen oder Ummantelungen zuvor durch Schälen entfernt werden. Kabelmantel bezeichnet im Rahmen der Erfindung alles, was den Leiter umgibt.

Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (EP 0 381 834 B1), wird das feinzerkleinerte Kabelmaterial dosiert einem Bandförderer aufgegeben, auf dem es als mattenförmige Schicht gleicher Dicke aufliegt. Das Maß der radioaktiven Kontaminierung des auf dem Bandförderer aufliegenden feinzerteilten Kabelmaterials wird gemessen.

Nach Maßgabe dieser Messungen wird das Material als wiederverwendbar oder entsorgungsbedürftig eingestuft und separiert. Entsprechend ist die Anlage zur Durchführung des bekannten Verfahrens mit einem Vorzerkleinerer, einem Feinzerkleinerer, einer Dosiereinrichtung, dem Förderband und der Meßeinrichtung sowie mit Abwurfeinrichtungen für das zu separierende Material ausgestattet. Die Zerklei nerer sind als Shredder ausgeführt. Die bekannten Maß nahmen sind nachteilig. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen dient die Zerkleinerung des Kabelmaterials hauptsächlich dazu, in bezug auf die radioaktive Kontaminierung meßbare Geometrien zu schaffen. Eine Trennung von Leitermaterial und Isoliermaterial wird nicht vorgenommen. Folglich kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Mischung insgesamt und damit sauberes Kupfer in der Mischung durch kontaminierte Bestandteile der Kabelmäntel als kontami niert deklariert und behandelt wird. Das bedeutet, daß mit der kontaminierten Mischung, die entsorgt und der Endlagerung zugeführt werden muß, sauberes Leitermaterial nicht wiederverwendet, sondern entsorgt wird.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß eine saubere Trennung des Leitermaterials und des nichtmetalli schen Kabelmantelmaterials so erfolgt, daß das metallische Material ohne weiteres der Wiederverwendung zugeführt werden kann. Der Erfindung liegt fernerhin das technische Problem zugrunde, eine Anlage anzugeben, die für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren, daß das feinzerkleinerte Kabelmaterial mit einem Föderluftstrom einem Zyklon zugeführt wird, in dem das Schwergut von den Feinstäuben getrennt wird, wobei die Feinstäube mit dem Förderluftstrom in eine Filteranlage eingeführt werden und das Schwergut über eine Dosiervor richtung einem Separator zugeführt wird, der nach Maßgabe des spezifischen Gewichtes die Metallteile und die Nichtmetallteile mit einem durch den Separatorbetrieb einstellbaren Schnitt so trennt, daß die abgetrennten Metallteile der Wiederverwendung zugeführt werden können und daß die Nichtmetallteile nach Maßgabe ihrer Kontami nierung der Endlagerung oder der Wiederverwertung zuge führt werden. Der Schnitt kann durch die Feinzerkleinerung des Kabelmaterials gesteuert werden.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß bei radioaktiv kontaminiertem Kabelmaterial die Metallteile an sich und für sich nicht oder nicht störend kontaminiert sind. Die Kontaminierung des vorzerkleinerten und feinzerkleinerten Kabelmaterials beruht darauf, daß die zerkleinerten Kabel mäntel kontaminiert und in dem zerkleinerten Kabelmaterial mit den zerkleinerten metallischen Leitern vermischt sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß mit Hilfe eines Separators, der nach Maßgabe der unterschiedlichen spezifischen Gewichte der Werkstoffe die metallischen Leiter (zumeist Kupfer) einerseits und die Kabelmäntel andererseits ausreichend genau trennt, so daß die abgetrennten Metallteile der Wiederverwertung zugeführt werden können, während die Nichtmetallteile nach Maßgabe ihrer Kontaminierung der Endlagerung unter der Wiederverwertung zugeführt werden. Die Erfindung beruht fernerhin auf der Erkenntnis, daß die Feinzerkleinerung des Kabelmaterials so durchgeführt werden kann, daß im feinzerkleinerten Kabelmaterial die metallischen Leiter teile von dem Kabelmantelmaterial bereits befreit sind, was durch Einstellung der Körnung bei der Feinzer kleinerung erreicht werden kann. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung vorzerkleinertes Kabelmaterial in einer Schneidmühle mit Rotor oder Stator feinzerkleinert wird, wobei der Rotor umlaufende Rotormesser und feststehende Statormesser aufweist, und das feinzerkleinerte Kabelma terial über ein Sieb aus der Schneidmühle abgezogen wird, welches die Korngröße der Feinanteile bestimmt. Wird die Feinzerkleinerung wie beschrieben geführt, so entstehen staubförmige und aerosolförmige Bestandteile. Je nach der Provenienz des Kabelmaterials können diese staubförmigen oder aerosolförmigen Bestandteile radioaktiv kontaminiert sein. In diesem Falle empfiehlt die Erfindung, daß das aus der Schneidmühle abgezogene, feinzerkleinerte Kabelma terial mit einem Förderluftstrom über einen Zyklon, der das körnige Material von dem staubförmigen oder aerosol förmigen Material trennt, dem Separator zugeführt wird. Die staubförmigen oder aerosolförmigen Bestandteile werden mit einem Teilstrom des Trägerluftstroms abgezogen und in Filtereinrichtungen abgeschieden.

Die Separation kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Grundsätzlich kann insoweit mit bekannten Hydrosortierverfahren und Elektro sortierverfahren gearbeitet werden. Zu den Hydrosortier verfahren gehören die Schwimm-Sinksortierung mit soge nannter Schwertrübe, die Sortierung im Hydrozyklon und die Setzsortierung in Schwertrübe. Im Rahmen der üblichen Elektrosortierverfahren arbeitet man mit elektrischen Hochspannungsfeldern, in denen Leiter und Nichtleiter getrennt werden können. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird das Schwergut über die Dosiervor richtung einem Separator zugeführt, der als Lufttrennherd ausgeführt ist und wird das Schwergut dort von den Nichtmetallteilen befreit sowie danach der Wiederverwen dung zugeführt. Auf diese Weise ist es möglich, die Metallteile aus dem Lufttrennherd der Wiederverwertung zuzuführen und die nichtmetallischen Teile über einen weiteren Zyklon und eine Filtereinrichtung abzuziehen. Wie ein Lufttrennherd aufgebaut ist und arbeitet, wird weiter unten beschrieben.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage, die für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Zum grundsätzlichen Aufbau der Anlage gehören eine Vorzerkleinerungseinrichtung in Form eines Shredders, eine Feinzerkleinerungseinrichtung in Form einer Schneidmühle, eine Luftstromfördereinrichtung für das feinzerkleinerte Kabelmaterial zu einem nachgeschalteten Zyklon, eine dem Zyklon nachgeschaltete Dosiereinrichtung für das Schwergut und ein der Dosiervorrichtung nachgeschalteter Separator, der das metallische Material des Schwergutes von dem nichtmetallischen Material trennt, wobei an den Zyklon eine Abzugseinrichtung mit Filtereinrichtung für das staubförmige bis aerosolfeine Material angeschlossen ist und an den Separator über ein Gebläse ein weiterer Zyklon mit Feststoffaustrag für körnige Feststoffe und nachge schalteter Filtereinrichtung für den abgehenden, mit staubförmigen Teilchen bzw. aerosolfeinen Teilchen beladenen Förderluftstrom angeschlossen ist. Es versteht sich, daß hinter der Filtereinrichtung die vorschrifts mäßig gereinigte Luft ins Freie entlassen werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 das Funktionsschema der Schneidmühle aus dem Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 3 das Funktionsschema des Lufttrennherdes aus dem Gegenstand der Fig. 1.

In dem Schema der Fig. 1 erkennt man zunächst eine Vorzerkleinerungseinrichtung in Form eines Shredders 1, eine Feinzerkleinerungseinrichtung in Form einer Schneid mühle 2 und eine Luftstromfördereinrichtung 3 für das feinzerkleinerte Kabelmaterial zu einem nachgeschalteten Zyklon 4. Zu dieser Luftstromfördereinrichtung 3 gehört ein entsprechendes Fördergebläse. In dem Zyklon 4 wird das Schwergut von den Feinstäuben getrennt. Man erkennt, daß die Feinstäube mit dem Förderluftstrom in eine Filteran lage 5 eingeführt werden. Das Schwergut wird in eine dem Zyklon 4 nachgeschaltete Dosiereinrichtung 6 eingeführt. Die Dosiereinrichtung 6 gibt das Schwergut im Ausführungs beispiel einer Schwingrinne 7 auf, die auf den Separator 8 arbeitet. Der Separator 8 trennt das metallische Material von dem nichtmetallischen Material. Das metallische Material kann bei 9 abgezogen werden, das nichtmetallische bei 10. Überraschenderweise ist damit auch das kontami nierte Material von dem nichtkontaminierten Material getrennt. Aus dem schon erwähnten Zyklon 4 tritt ein Teilstrom des Förderluftstromes mit dem staubförmigen und aerosolen Material bei 11 aus. In der nachgeschalteten Filteranlage 5 werden die staubförmigen bzw. aerosolen Bestandteile aus diesem Luftstrom herausgenommen, der danach über ein weiteres Gebläse 12 ins Freie entlassen wird. In der Filteranlage 5 bleiben die staubförmigen und aerosolen Bestandteile, gleichgültig ob sie kontaminiert sind oder nicht, sind sie kontaminiert, so werden sie entsorgt.

An den Separator 8 ist über ein Gebläse 12 ein weiterer Zyklon 14 angeschlossen. Der Zyklon hat einen Feststoff austrag für das körnige nichtmetallische Material, welches bei 15 abgezogen werden kann. Der bei 16 abgehende Förder luftstrom, der mit staubförmigen Teilchen und aerosolen Teilchen beladen ist, wird den Filtereinrichtungen 17 zugeführt. Der gereinigte Luftstrom wird über ein weiteres Gebläse 18 ins Freie gelassen.

Die beschriebene Anlage läßt erkennen, daß das Kabelmaterial, welches metallische Leiter und aus Gummi oder Kunststoff bestehende Kabelmäntel aufweist, einer Vorzerkleinerung zugeführt wird und daß das vorzerklei nerte Kabelmaterial einer Feinzerkleinerung unterworfen wird, und zwar wie weiter unten erläutert wird auf eine vorgegebene Korngröße. Das feinzerkleinerte Kabelmaterial wird in dem Separator 8 in wiederverwendbares metallisches Material und unter Umständen entsorgungsbedürftiges Material aus Kunststoff oder Gummi separiert.

In der Fig. 2 erkennt man, daß im Ausführungsbeispiel das vorzerkleinerte Kabelmaterial in einer Schneidmühle 2 zerkleinert wird. Die Schneidmühle 2 besitzt einen Rotor 19 und einen Stator 20. Der Rotor 19 besitzt umlaufende Rotormesser 21, im Stator 20 erkennt man feststehende Statormesser 22. Das feinzerkleinerte Kabelmaterial wird über ein Sieb 23 aus der Schneidmühle 2 abgezogen, welches die Korngröße des feinzerkleinerten Materials bestimmt.

In der Fig. 3 erkennt man den Separator in Form eines Lufttrennherdes 8, mit dem im Rahmen der Erfindung unter Fluidisierung des zu trennenden Materials vorzugsweise gearbeitet wird. Es handelt sich um ein besonderes Schwingsieb 24. Man erkennt das Maschinengestell 25 mit Gebläse 26, den Siebkasten 27, Lenkerfedern 28 und einen Unwuchtantrieb 29. Die Gebläseluft tritt über die Faltenbälge 30 in die Verteilerkammer 31 ein, wo sich ein fluidisches Bett 32 ausbildet. Die stark differierenden spezifischen Gewichte des zerkleinerten metallischen Leitermaterials und des zerkleinerten Mantelmaterials bewegen sich in unterschiedlichen Richtungen. Im Luftstrom trennt sich die schwere metallische Komponente von dem leichteren Kunststoff oder Gummi. Die Trennung kann sehr zuverlässig durchgeführt werden. Die metallischen Teile werden in Richtung des Pfeiles 9 abgezogen, die nichtmetallischen Teile treten in Richtung des Pfeiles 10 aus. Der Lufttrennherd 8 kann so betrieben werden, daß ein definierter Schnitt zwischen den Metallteilen und den Nichtmetallteilen erreicht wird. Die abgetrennten Metallteile können ohne weiteres der Wiederverwertung zugeführt werden. Die Nichtmetallteile werden nach Maßgabe ihrer Kontaminierung, die leicht gemessen werden kann, der Endlagerung oder der Wiederverwertung zugeführt. - Das Kabelmaterial wird der beschriebenen Anlage z. B. in Stücken von etwa 100 cm Länge zugeführt, die zuvor mechanisch gereinigt sein können.

Claims

1. Verfahren zur Entsorgung und Wiederverwendung von radioaktiv kontaminiertem Kabelmaterial aus kerntechni schen Anlagen, wobei
das Kabelmaterial, welches metallische Leiter und aus Gummi und/oder Kunststoff bestehende Kabelmäntel aufweist, einer Vor zerkleinerung und das vorzerkleinerte Kabel material einer Feinzerkleinerung auf eine vorgegebene Korngröße unterworfen werden, und
wobei das feinzerkleinerte Kabelmaterial in entsorgungs bedürftiges und wiederverwendbares Material separiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerkleinerte Kabelmaterial mit einem Förderstrom einem Zyklon zugeführt wird, in dem das Schwergut von den Feinstäuben getrennt wird,
wobei die Feinstäube mit dem Förderluftstrom in eine Filteranlage eingeführt werden und das Schwergut über eine Dosiervorrichtung einem Separator zugeführt wird, der nach Maßgabe des spezifischen Gewichtes die Metallteile und die Nichtmetallteile mit einem durch den Separatorbetrieb einstell baren Schnitt so trennt,
daß die abgetrennten Metallteile der Wiederverwertung zugeführt werden können und daß die Nichtmetallteile nach Maßgabe ihrer Kontaminierung der Endlagerung oder der Wiederverwertung zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzerkleinerte Kabelmaterial in einer Schneidmühle mit Rotor und Stator feinzerkleinert wird, wobei der Rotor umlaufende Rotormesser und feststehende Statormesser auf weist, und daß das feinzerkleinerte Kabelmaterial über ein Sieb aus der Schneidmühle abgezogen wird, welches die Korngröße des Feinanteils bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schneidmühle abgezogene, feinzerkleinerte Kabelmaterial über einen Zyklon, der das körnige Material von dem staubförmigen oder aerosolen Material trennt, geführt wird und daß das körnige Material dem Separator zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwergut über die Dosiervor richtung einem Lufttrennherd zugeführt wird und dort die Metallteile von den Nichtmetallteilen befreit sowie danach der Wiederverwendung zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile aus dem Lufttrennherd der Wiederverwertung zugeführt werden und daß die Nichtmetallteile über einen weiteren Zyklon und eine Filtereinrichtung abgezogen werden.

6. Anlage, die für die Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 eingerichtet ist, mit
einer Vorzerkleinerungseinrichtung in Form eines Shredders (1),
einer Feinzerkleinerungseinrichtung in Form einer Schneidmühle (2),
einer Luftstromfördereinrichtung (3) für das feinzerkleinerte Kabelmaterial zu einem nachgeschalteten Zyklon (4),
einer dem Zyklon (4) nachgeschalteten Dosiereinrichtung (6) für das Schwergut,
einem der Dosiereinrichtung (6) nachgeschal teten Separator (8), der das metallische Material von dem nichtmetallischen Material trennt,
wobei an den Zyklon (4) eine Abzugseinrichtung mit Filter einrichtung (5) für das staubförmige bis aerosole Material angeschlossen ist und an den Separator (8) über ein Gebläse (13) ein weiterer Zyklon (14) mit körnigem Feststoff austrag und Filtereinrichtung (17) für den abgehenden, mit staubförmigen Teilen und aerosolen Teilen beladenen Luft strom angeschlossen ist.