DE2254523B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen von radioaktiven Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eindampfen von radioaktiven Flüssigkeiten, bei dem in der Flüssigkeit eine zweistufige Entspannungsverdampfung durchgeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Entaktivierung von radioaktiven Abwässern wurden bisher einstufige Verdampfungsprozesse benützt.

Die DE-OS 15 19 652 beschreibt ein Verfahren, bei dem die zu verdampfende Flüssigkeit in der einen Richtung und das Kondensat in der entgegengesetzten Richtung einen Verdampfer durchwandern, der mehrere Kammern bildet, innerhalb derer jeweils die Oberfläche der zu konzentrierenden Flüssigkeit und die des Kondensates einem gemeinsamen Dampfraum ausgesetzt sind. Hierbei wird der in der ersten Entspannungskammer gebildete Dampf in eine erste Kondensationskammer geleitet und dort durch Kondensat einer darüberliegenden Stufe kondensiert Weiters wird der in den vorhergehenden Stufen nicht verdampfte Teil der Lösung in den jeweils folgenden Verdampferstufen weiter entspannt und dabei partiell verdampft. Die bei der Verdampfung entstehenden Brüden werden zwar mittels kühlerem Kondensat der

ίο nachfolgenden Verdampferstufen kondensiert, doch wird das Kondensat keiner Verdampferstufe ein zweitesmal verdampft Die zu verdampfende Lösung wird insgesamt in diesem Verfahren nur einmal verdampft, also ein Monodestillat erzeugt

Ebenso ist im Aufsatz Kerntechnik, Band 1, August 1959, Heft 2, Seiten 60—66, eine Mehrfachvefdampfung beschrieben, bei der das Speisewasser drei parallel zueinander vorgesehenen Verdampfern zugeführt wird, die auf drei Druck- und Temperatur-Niveaus arbeiten.

Die Brüdendämpfe höchster Temperaturen werden den dem Wärmetauscher des mittleren Verdampfers zugeführt, und dessen Brüdendämpfe übernehmen analogerweise die Verdampfung im dritten Verdampfer. Die in dem Brüdendampf des dritten Verdampfers latent enthaltene Gesamtverdampfungsenergie wird dadurch zurückgewonnen, daß der Brüdendampf mittels eines Dampfstrahlinjektoio adiabatisch verdichtet und dem Wärmetauscher des 1. Verdampfers zugeführt wird. Die zu verdampfende Flüssigkeit, d.h. das Speisewasser, wird zwar in drri Verdampfern, jedoch jeweils nur einmal verdampft, so daß auch hier nur ein Monodestillat erhalten wird.

Es hat sich gezeigt, daß es nicht möglich ist, mit den Verfahren, bzw. Anlagen, wie vorstehend beschrieben, ein den Erfordernissen entsprechendes aktivitätsfreies Destillat zu erzeugen, selbst wenn der Dampf über Abstreiferkolonnen, die mit Glockenboden oder Tropfenfängern ausgerüstet sind, gereinigt wird. Die von den Brüden mitgerissenen Flüssigkeitrtröpfchen weisen sehr kleine Durchmesser auf und werden vom Dampf mitgerissen und gelangen in das Destillat und verursachen dort eine unerwünscht hohe Radioaktivität

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verhältnismäßig einfaches Verfahren zum Eindampfen radioaktiver Flüssigkeiten zu schaffen, bei dessen Anwendung das gewonnene Destillat eine wesentlich geringere Radioaktivität aufweist, als in den bisher für angeführten Zweck verwendeten Eindampfanlagen. Erfindungsgemäß wird dies bei einer zweistufigen

so Entspannungsverdampfung dadurch erreicht daß der aus der ersten Verdampferstufe kommende Brüdendampf mittels der zweiten Verdampferstufe entnommener, in ihn hineingedrückter Flüssigkeit kondensiert und das dadurch gebildete Gemisch in die zweite Verdampfungsstufe geleitet wird.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtung erläutert, die in der Zeichnung schematisch abgebildet ist

In der ersten Verdampferstufe wird die einzudampfende, stark radioaktive Flüssigkeit mittels einer Umwälzpumpe 1 im Kreislauf durch einen mit Dampf beheizten Wärmeaustauscher 2, eine bekannte, eine Düse aufweisende Entspannungseinrichtung 3, einen

« Briiden-Flüssigkeitsbehälter 4 und Verbindungsleitungen 5 gefördert. Der infolge der Entspannungsverdampfung gebildete Brüdendampf strömt von der Oberseite des Brüden-Flüssigkeitsbehälters 4 durch eine Rohrlei-

tung 6 in einen Einspritzkondensator 7. In ihm wird mittels einer zweiten Umwälzpumpe 8 aus dem zweiten Bruden-Flüssigkeitsbehälter 9 durch eine Rohrleitung 10 kommende Flüssigkeit hinejngedrflckt und dabei mittels einer Zerstäubungsdüse 11 fein verteilt. Daher kondensiert der Brüdendampf im Einspritzkondensator 7. Von dessen Unterseite strömt die Flüssigkeit durch eine Rohrleitung 12 und eine zweite, ebenfalls eine Düse aufweisende Ei.tspannungsvorrichtung 13, in den zweiten Brüden-Flüssigkeitsbehälter 9. Die beiden zuletzt angeführten Teile 13 und 9 bilden die zweite Verdampferstufe. Der bei der zweiten Enispannungsverdampfung gebildete Brüdendampf strömt von der Oberseite des zuletzt erwähnten Brüden-Flüssigkeitsbehälters 9 durch eine Rohrleitung 14 in einen Oberflächenkondensator 15 und wird dort mittels Kühlwasser kondensiert Das dabei gebildete, keine nennenswerte Radioaktivität aufweisende Destillat wird durch eine Rohrleitung 16 von der Eindampfanlage weggeleitet Um während des Eindampfvorganges eine Zunahme der Radioaktivität in der durch den Einspritzkondensator 7 zirkulierenden Flüssigkeit zu verhindern, wird von der Druckseite der zweiten Umwälzpumpe 8 ein Teil der Flüssigkeit durch eine mit einem Drosselventil 20 versehene Rückführleitung 19 zur Saugseite der ersten Unwälzpumpe 1 zurück geleitet Von der Austrittsseite des Kondensators 15 gelangt eine entsprechende Flüssigkeitsmenge durch eine mit einem Regulierventil 18 versehene Ausgleichsleitung 17 zur Saugseite der zweiten Umwälzpumpe 8. Eben beschriebener Vorrichtung kann durch eine in den ersten Brüden-Flüssigkeitsbehälter 4 führende Rohrleitung 21 kontinuierlich oder chargenweise radioaktive Flüssigkeit zugeführt werden. Die Entnahme des Konzentrats aus diesem Brüden-Flüssigkeitsbehälter 4 erfolgt durch einen von der tiefsten Stelle der ersten Stufe nach unten wegführenden, knapp vor der Umwälzpumpe 1 angeordneten Rohrstutzen 22, der mit einem Absperrventil 23 versehen ist Beim Eindampfen radioaktiver Flüssigkeiten beträgt z.B. der Dampfdruck 1,7 bar im ersten Brüden-Flüssigkeitsbehälter and 1,0 bar im zweiten Brüden-Flüssigkeitsbehälter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Eindampfen von radioaktiven Flüssigkeiten, bei dem in der Flüssigkeit eine zweistufige Entspannungsverdampfung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der ersten Verdampferstufe kommende Brüdendampf mittels der zweiten Verdampferstufe entnommener in ihn hineingedrückter Flüssigkeit kondensiert und das dadurch gebildete Gemisch in die zweite Verdampferstufe geleitet wird.

2 Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der aus der zweiten Verdampferstufe kommende Brüdendampf mittels eines Oberflächenkondensators kondensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des dabei gebildeten Destillats in die in der zweiten Verdampferstufe vorhandene Flüssigkeit zurückgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der zweiten Verdampferstufe eine Flüssigkeitinienge in die in der ersten Verdampferstufe vorhandene Flüssigkeit zurüekgeleitet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die in jeder der beiden Verdampferstufen je eine Entspannungseinrichtung, je einen Brüden-Flüssigkeitsbehälter und je eine Umwälzpumpe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vom zweiten Brüden-FIüssigkcitsbehälter (9) eine Rohrleitung (10) über die zweite Umwälzpumpe (8) zur Zerstäubungsdüse (11) eines Einspritzkondensators (7) führt, in dem eine von der Oberseite des ersten B Oden-Flüssigkeitsbehälters (4) kommende Rohrleitung (6) einmündet und von dessen (7) Unterseite eine Rohrleitung (12) über die zweite Entspannungseinrichtung (:3) in den zweiten Brüden-Flüssigkeitsbehälter (9) führt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, mit einem der zweiten Verdampferstufe nachgeschalteten Oberflächenkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Austrittsseite des Oberflächenkondensators (5) zur Saugseite der zweiten Umwälzpumpe (8) führende, mit einem Regulierventil (18) versehene Ausgleichsleitung (17) vorhanden ist

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Druckseite der zweiten Umwälzpumpe (8) zur Saugseite der ersten Umwälzpumpe (1) führende, mit einem Drosselventil (20) versehene Rückführleitung (19) vorhanden ist.