DE2154978A1

DE2154978A1 - Ionentauscher-anlage fuer kernkraftwerke

Info

Publication number: DE2154978A1
Application number: DE2154978A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Schettler
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1971-11-05
Publication date: 1973-05-10
Also published as: IT970163B; FR2158539A1; JPS4857888A; FR2158539B1

Description

Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Erlangen, 4.11.71

Werner-von-Siemens-Str. 6Ί

Unser Zeichen: PA 71/9328 Skn/Di

Ionentauscher-Anlage für Kernkraftwerke

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Ionentauscher-Anlage für Kernkraftwerke, "bei der aus einem Ionentauscherbehälter von Zeit zu Zeit beladene Harzfüllungen oder andere Peststoffmengen herauszuführen und durch andere neu einzubringende zu ersetzen sind. Bei derartigen Ionentauscher-Anlagen reichern sich radioaktive Korrosionsprodukte an, die einen starken Strahlenpegel zur Folge haben, sodaß das mögliche Lebensalter der Harze sehr herabgesetzt werden kann. Nach Beladung sollen die Harze hydraulisch in besondere Ablegebhälter ausgespült werden.

Bisher mußte man besondere Maßnahmen treffen, um die Harzkonzentration unterhalb der maximal zulässigen Höhe zu halten. Beim hydraulischen Harztransport kann man aber nicht mit Sicherheit Rohrleitungsverstopfungen verhindern, wobei für den Strahlenpegel Art und Verhalten der Harze, Beladungszustände und Verweildauer eine wichtige Rolle spielen. Aus Sicherheitsgründen mußte man verhältnismäßig große Rohrdurchmesser wählen, was aber nicht immer mit Rücksicht auf die sonstigen Be- " triebserfordernisse der Reaktoranlage günstig oder gar möglich ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und insbesondere einer Verstopfung der Harzleitungen vorzubeugen.

Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß bei einer Anlage der geschilderten Art der Ionentauscherbehälter mit einem

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nach, oben hin gerichteten, bei Vorhandensein einer Strahlenschutzdecke diese durchdringenden Rohr von im Verhältnis zu den übrigen Zuleitungen großer Weite versehen ist, das an seinem freien Ende eine Befestigungsvorrichtung aufweist, mit der wahlweise einerseits ein Abschlußdeckel und andererseits eine Einrichtung zum Einbringen und Austragen der Harze aufsetzbar ist. Diese Einrichtung kann ein elektromotorisch verstellbares senk- und hubbewegliches Rohr enthalten, dessen unteres Ende bis nahe an den Siebboden für die Harze absenkbar ist. Das untere Ende des senk- und hebbaren Rohres kann mit einem geeigneten Einlauftrichter versehen sein.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert W werden. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, zum Teil schematischer Darstellung.

Mit 1 ist ein Ionentauscherbehälter bezeichnet, der sich unterhalb der Betondecke 2, die als oberer Strahlenschutz dient, befindet. Im Innern des Ionentauscherbehälters 1 liegt auf einem Siebboden 3 bis zu einer gewissen Höhe eine Füllung aus Harzen, die nach einer gewissen Zeit aus dem Behälter herauszuführen und durch neue Harze zu ersetzen sind.

Im Betrieb der Ionentauseher-Anlage gelangt das beladene Wasser in Richtung des Pfeiles 4 in das Zulaufrohr 5 mit dem Zulaufkorb 6, während das Reinwasser über die Leitung 7 in Richtung • des Pfeiles 8 austritt.

Erfindungsgemäß ist ein Rohr 9 großer Weite am oberen Ende des Ionentauscherbehälters 1 an diesem befestigt und dringt durch die obere Strahlenschutzdecke 2, die eine Dicke von etwa einem Meter aufweist, hindurch. Am oberen Ende des Rohres 9 befindet sich ein Befestigungsflansch 10, wobei im normalen Betriebszustand der Anlage ein Abschlußdeckel 11 das Rohr 9 verschließt. Zum Ausspülen de& Harzes wird auf den

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Plansoll 10 nach Entfernen des Abschlußdeckels 11 eine Einrichtung zum Einbringen und Austragen der Harze angesetzt.

In Figur 2 ist diese Einrichtung näher dargestellt. Der untere Plansch 12 der Einrichtung kann auf den Anschlußflansch 10 an Stelle des Abschlußdeckels 11 aufgesetzt und befestigt werden. Innerhalb eines einseitig geschlitzten Standrohres 13 ist das Rohr 14 axial verschieblich angeordnet, wobei ein polumschaltbarer Getriebemotor 15 eine Gewindespindel 16 antreibt und über die am Rohr 14 angeschweißte Gewindemutter 17 das Rohr 14 senkt und hebt. Mit 18 ist eine Weichpackungs-Stopfbuchse bezeichnet. Das untere Ende des Rohres 14 ist mit einem Einlauftrichter 19 versehen. Das obere Ende des Rohres 14 steht mit einer flexiblen Schlauchleitung in Verbindung, die sich in Richtung des Pfeiles 20 an den Anschlußstutzen 21 des Rohres 14 anschließt und einen beweglichen Teil der Harzaustrageleitung darstellt.

Das Harzausspülen beginnt nach Durchschalten der Harzausspülleitung zunächst mit dem Einspeisen einer relativ geringen Wassermenge (Deionat) in die Hilfsleitung 22, um eine Quellströmung durch den Siebboden hervorzurufen und so zu vermeiden, daß die feinen Korrosionsprodukte beim HarzausspülVorgang in den Raum 23 unterhalb des Siebbodens 3 gelangen. Durch diese über die Hilfsleitung 22 einströmende kleine Wassermenge wird also vom Raum 23 zum Raum 24 ein Druckgefälle aufrecht erhalten, das eine Potentialschwelle darstellt, die beim Spülvorgang vom Raum 24 aus nicht überwunden werden kann.

Das eigentliche Harzausspülen erfolgt anschließend durch Einspeisen einer mittels Rotameter einstellbaren Deionatmenge in die tangential angebrachte Spülleitung .25. Damit wird das gesamte Ionentauscherbett in Rotation versetzt. Inzwischen ist die in Figur 2 dargestellte Einrichtung aufgesetzt worden, wobei das Rohr 14 langsam herunter bewegt wird. Über die Aus spül einrichtung wird nun das getjamte Harzbett ausgespült und nach oben abgeführt.

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Das Einfahren des Rohres 14 mit Hilfe des polumsehaltbaren Getriebemotors 15 kann in der Weise gesteuert werden, daß anfänglich wegen des freien Totvolumens oberhalb des Ionentauscherbettes praktisch nur Flüssigkeit abgezogen und erst beim weiteren Eintauchen eine Konzentrationszunähme erfolgt. Wie Figur 1 zeigt, kann ein Meßrohr 27 vorgesehen sein, um den Beladungszustand des Ionentauschers zu erfassen. Das Eintauchen des Rohres 14 kann entsprechend der Konzentrationszunahme so erfolgen, daß durch Wahl einer begrenzten Einfahrgeschwindigkeit bei gegebener Spülwassermenge unzulässig hohe ,, Konzentrationen vermieden werden, sodaß die Gefahr von leitungsverstopfungen nicht mehr zu befürchten ist. Damit läßt sich zugleich erreichen, daß innerhalb einer Mindestzeit nur eine Mindestwassermenge zum Spülen insgesamt benötigt und gegebenenfalls eine Kreislaufpumpe entbehrlich wird. Weiterhin kann im Raum 24 durch Luftzugabe an geeigneter Stelle ein Luftpolster aufgebaut und aufrecht erhalten werden, durch das eine weitere Volumenreduzierung erreichbar ist.

Dadurch, daß die Harze in das gleiche Rohr eingefüllt werden, aus dem sie auch herausgespült wurden, werden zusätzliche Anlageteile, wie Einfüllbehälter, Rohrleitungen, Armaturen, Pumpen usw. eingespart. Das Mischen der Harze kann bereits beim Einfüllen hinreichend gut bewerkstelligt werden, sodaß auf ein gesondertes Mischen in den meisten Fällen verzichtet werden kann, wodurch ein zusätzlicher Arbeitsgang wegfällt. Sofern ein Mischen der Harze durchgeführt werden soll, läßt sich die dazu erforderliche Niveaueinstellung der Flüssigkeit sehr genau bewerkstelligen, da man durch das verhältnismäßig weite Rohr 9 von oben her gute Beobachtungsmöglichkeiten hat. Die Harzmenge läßt sich auch frei nach den betrieblichen Belangen von Fall zu Fall variieren, wobei das Mischen immer in gleicher Weise gut möglich ist. Die Erfindung spart weiterhin Entlüftungsleitungen ein, da das Rohr 9 bereits an der höchsten Stelle des Behälters angebracht ist und die Entlüftung über dieses Rohr vorgenommen werden kann. Der lau-

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fende Beladmngszustand des Ionentauschers kann mit Hilfe des Meßrohres 27 und eines Teledetektors vorgenommen "werden. Damit kann der Harzwechsel "bestimmt und können zugleich wertvolle Ergebnisse hinsichtlich der Korrosionsrate gewonnen werden.

7 Patentansprüche
2 Figuren

Claims

- 6 - PA 71/9528 Patentansprüche

1. Ionentauscher-Anlage für Kernkraftwerke, bei der aus einem Ionentauscherbehälter von Zeit zu Zeit beladene Harzfüllungen oder andere Feststoff mengen herauszuführen und durch andere neu einzubringende zu ersetzen Bind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionentauscherbehälter mit einem nach oben gerichteten, "bei Vorhandensein einer Strahlenschutzdecke diese durchdringenden Rohr von im Verhältnis zu den übrigen Zuleitungen großer Weite versehen ist, das an seinem freien Ende eine Befestigungsvorrichtung aufweist, mit der wahlweise einerseits ein Abschlußdeekel und andererseits eine Einrichtung zum Einbringen und Austragen der Harze aufsetzbar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einbringen und Austragen der Harze ein elektromotorisch verstellbares senk- und hubbewegliches Rohr enthält, dessen unteres Ende Ms nahe an den Siebboden des Harzbettes absenkbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das absenkbare Rohr an seinem unteren Ende mit einem Einlauftrichter und an seinem oberen Ende mit einer flexiblen Schlauchleitung der Harzaustrageleitung verbunden ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3» dadurch, gekennzeichnet, daß am Ionentauseherbehälter oberhalb des Siebbodens eine tangential angeordnete Spülleitung angebracht ist.

5· Anlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ionentauscherbehälter ein Meßrohr für den Beladungsswastand des Harzbettes vorgesehen ist.

6. Anlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch, gekennzeichnet, daß !Mitt«! zur Erzeugung und Aufrecht erhaltung eines Luftpolsters oberhalb des larzbettes vorgesehen sind.

?. Anlage nach Ansprucli 2, gekennzeichnet durch ein Steuergerät für >äa® Absenkern £«© üBoiires der Harzaustrag-eleitung ist AMaaaogigtoeit

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