DE19653390C2

DE19653390C2 - Verwendung eines Trocknungsbehälters für radioaktive wässrige Abfälle

Info

Publication number: DE19653390C2
Application number: DE1996153390
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Blenski; Herbert Engelage; Reinhold Graf
Original assignee: GNS Gesellschaft fuer Nuklearservice mbH
Current assignee: GNS Gesellschaft fuer Nuklearservice mbH
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2016-12-21
Also published as: DE19653390A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Trocknungsbehälters für radioaktive, in den Behälterinnenraum eingebrachte wässrige Abfälle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Trocknungsbehälter der eingangs genannten Art, von dem die Erfindung ausgeht, ist aus EP 143 234 A1 bekannt. Dieser Trocknungsbe hälter ist jedoch für die Trocknung radioaktiver Ionen austauscherharze vorgesehen, die beim Trocknen keine Verkrustungen bilden, sondern rieselfähig sind und daher nach dem Trocknen problemlos in Endlagerbehälter umgefüllt werden können.

Bei einem anderen bekannten Trocknungsbehälter (DE 34 32 103 A1, Fig. 6 bis 8) sind die Wärmeleitrippen an einem im Behälterraum angeordneten Zentraltubus vorgesehen, der die Einrichtungen für die Einleitung der Trocknungs wärmeenergie aufnimmt. Die insgesamt vier Wärmeleitrippen sind an ihren außenliegenden freien Bereichen mit Aussparungen versehen, so dass die Wärmeleitrippen nur mit oberen und unteren Zentriervorsprüngen an der Innenwand des Trocknungsbehältermantels anliegen. Mit den so ausgebil deten Wärmeleitrippen wird zwar ein gleichmäßiger Eintrag der Trocknungswärme in die zu trocknenden radioaktiven Abfälle erreicht, die Verkrustungen entstehen aber zunächst auf dem Zentraltubus und beeinträchtigen den weiteren Wärmeübergang in die zu trocknenden Abfälle zunehmend, so dass sich insgesamt eine verhältnismäßig lange Prozessdauer ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trocknungs behälter der eingangs genannten Art so auszubilden, dass er eine beachtlich beschleunigte Trocknung der Abfälle zu lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung die Verwendung eines Trocknungsbehälters mit den Merk malen aus dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Die Erfindung nutzt hierbei die überraschende Erkenntnis, dass man bei einer äußeren Beheizung des Trocknungs behälters durch Vorsehen einer ausreichenden Zahl von Wärmeleitrippen und deren Erstreckung zum Zentrum hin einen Zustand erreichen kann, bei dem die ausfallenden Substanzen bzw. Verkrustungen primär im Zentrum des Trocknungs behälters, d. h. gleichsam an der von der Einleitungsstelle der Trocknungswärme entferntesten Stelle auftreten. Die Folge der Anwendung dieser Erkenntnis ist, dass die zunehmende Trocknung den Wärmeübergang von der Quelle zu den Abfällen nicht mehr beeinträchtigt!

Für die weitere Ausgestaltung der Erfindung bestehen mehrere Möglichkeiten.

Damit die Trocknungswärmeenergie möglichst problemlos in die Wärmeleitrippen gelangt, bestehen erfindungsgemäß die Wärmeleitrippen aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff und sind wärmeleitend an die Innenwand des Trocknungsbehältermantels angeschlossen. Das kann über eine stoffschlüssig wärmeleitende Verbindung geschehen. Das lässt sich aber auch mit Hilfe von entsprechenden Hilfskonstruktionen verwirklichen.

Die Bildung der Verkrustungen an den Wärmeleitrippen lässt sich erfindungsgemäß dadurch positiv beeinflussen, dass die Wärmeleitrippen eine Verkrustungsniederschläge fördernde Oberfläche auf weisen. Hierzu sind die Wärmeleitrippen im Bereich ihrer freien Rippenkanten mit Auf rauhungen versehen.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist dabei der Behälterinnenraum kreiszylindrisch gestaltet und sind folglich die Wärmeleitrippen radial orientiert. Die Wärme leitrippen können durch Tragringe gehalten und mit diesen verspannt sein.

Der erfindungsgemäße Behälter ist ein Trocknungsbehälter für die eingangs angegebenen radioaktiven Abfälle. Das schließt nicht aus, dass der Trocknungsbehälter auch andere Funktionen erfüllt. Er kann gleichzeitig als Transport- und/oder Lagerbehälter für die radiaktiven Abfälle ausge bildet und eingesetzt sein, beispielsweise aus sphäroli tischem Gusseisen oder Stahlguss bestehen. Er ist in diesem Falle als Zwischenlagerbehälter oder Endlagerbehälter einsetzbar und besitzt entsprechende Deckel- und Kontroll einrichtungen. Es kann sich aber auch um fassartige Behälter aus Stahlblech handeln.

Bei radioaktiven Abfällen, die eine wässrige Komponente und bei der Trocknung ausfallende sowie dabei krustenbildende Substanzen aufweisen, ist das Ausfallen dieser Substanzen ein thermodynamischer Prozess, der von den entsprechenden thermodynamischen Potentialen, insbesondere Konzentrations potentialen beherrscht wird. Überraschenderweise erreicht die Erfindung durch die besondere Anordnung der Wärme leitrippen, dass die Verkrustung nicht mehr von der Innenwand des Trocknungsbehältermantels nach innen wachsen, sondern zunächst im Zentrum des Innenraums des Trocknungs behälters entstehen und gleichsam nach außen zum Behälter mantel hinwachsen. Haben sich solche Verkrustungen im Kern gebildet, so wachsen die Verkrustungen an den verbliebenen freien Flächen der Wärmeleitrippen und der Innenwand des Behältermantels ohne Beeinträchtigung des Wärmeübergangs zwischen Innenwand des Trocknungsbehältermantels und dem zu trocknenden Gut weiter, bis der Trocknungsvorgang beendet ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Trocknungsbehälter,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1 bei abgenommenem Deckel,

Fig. 3 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 2,

Fig. 4 die Ansicht einer Wärmeleitungsrippe aus dem Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 2 in wesentlich ver größertem Maßstab.

Der in den Figuren dargestellte Trocknungsbehälter 1 ist für radioaktive Abfälle bestimmt, die zum Zwecke der Trocknung in den Behälterinnenraum eingebracht werden. Es handelt sich um radioaktive Abfälle, die eine wässrige Komponente und bei der Trocknung ausfallende sowie dabei Krusten bildende Substanzen aufweisen. Die Trocknung erfolgt dadurch, dass auf den Trocknungsbehälteraußenmantel 2 die Trocknungswärmeenergie aufgebracht wird, und zwar über entsprechende Einrichtungen, die nicht gezeichnet wurden (vgl. DE 32 00 331 C2).

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 einerseits und 2 und 5 andererseits entnimmt man, dass an die Innenwand des Trocknungsbehältermantels 2, über den Umfang verteilt, Wärmeleitrippen 3 angeschlossen sind, die in den Behälterinnenraum vorkragen. Die Wärmeleitrippen 3 sind als Niederschlagsflächen für die entstehenden Verkrustungen ausgebildet. Durch die Anzahl der Wärmeleitrippen 3 und deren Erstreckung in Richtung auf das Zentrum des Be hälterinnenraumes hin wird erreicht, dass die Verkrustungen zuerst in diesem Zeitraum entstehen.

Die Wärmeleitrippen 3 bestehen aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff. Sie sind wärmeleitend an die Innenwand des Trocknungsbehältermantels 2 angeschlossen, im Ausführungs beispiel über Hilfskonstruktionen. Es könnte aber auch ein stoffschlüssiger Anschluss verwirklicht sein. Aus Maßstabs gründen ist nicht erkennbar, dass die Wärmeleitrippen 3 eine Verkrustungsniederschläge fördernde Oberflächenaus bildung, z. B. eine Aufrauhung, aufweisen. Diese Aus bildungen befinden sich vorzugsweise zumindest im Bereich der freien Rippenenden.

Wie bereits erwähnt sind die Wärmeleitrippen 3 auf das Zentrum des Behälterinnenraumes so gerichtet, dass sich im Zentrum des Behälterinnenraumes ein Verkrustungszentrum 4 bildet. Dazu sind der Behälterinnenraum kreiszylindrisch ausgebildet und die Wärmeleitrippen 3 radial angeordnet. Sie sind durch Tragringe 5 gehalten und mit diesen, z. B. über Schrauben 6, verspannt. Bei dem dargestellten Behälter mag es sich um einen Transport- und Lagerbehälter (Zwischenlagerbehälter oder Endlagerbehälter) für die radioaktiven Abfälle handeln.

Claims

1. Verwendung eines Trocknungsbehälters (1) für radioaktive, in den Behälterinnenraum eingebrachte wässrige Abfälle, wobei Einrichtungen für die Einleitung der Trocknungs wärmeenergie außen auf dem Trocknungsbehälter mantel (2) vorgesehen sind,
wobei Wärmeleitrippen (3) aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff über den Umfang des Behälters verteilt wärmeleitend an die Innenwand des Trocknungs behältermantels (2) angeschlossen sind und sich in das Zentrum des Behälterinnenraumes hinein erstrecken, dadurch gekennzeichnet,
dass der Trocknungsbehälter (1) für die Trocknung von radioaktiven Abfällen eingesetzt wird, die eine wässrige Komponente und bei der Trocknung aus fallende sowie dabei Krusten bildende Substanzen aufweisen,
dass sich die Wärmeleitrippen (3) in einer solchen Anzahl in das Zentrum (4) des Behälterinnenraumes hinein erstrecken, dass sich die Verkrustungen im Zentrum (4) an den freien Kanten der Wärmeleitrippen (3) beginnend absetzen und dass hierzu die Wärme leitrippen im Bereich ihrer freien Rippenenden eine mit Aufrauhungen versehene Verkrustungs niederschläge fördernde Oberfläche aufweisen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterinnenraum kreiszy linderförmig gestaltet ist und die Wärmeleitrippen (3) radial angeordnet sind.

3. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Wärmeleitrippen (3) durch Tragringe (5) gehalten und mit diesen verspannt sind.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) im Übrigen als Transport- und/oder Lagerbehälter für die radioaktiven Abfälle ausgebildet ist.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) als Stahl- Blechbehälter ausgeführt ist.