-
Transportbehälter für radioaktive Ionenaustauscherharze Die in Kernkraftwerken
eingesetzten kugelförmigen Ionenaustauscherharze zum Reinigen von Wasserkreisläufen
werden, wenn sie verbraucht sind, in Sammelbehälter gespült und dort zunächst aufbewahrt.
-
Nach einer gewissen Abklingzeit müssen diese stark aktiven Harz@ über
öffentliche Strassen zu einer Anlage transportiert werden, in der die Verarbeitung
zu einem endlagerfähigen Produkt erfolgt.
-
Nach dem heutigen Stand der Technik existiert kein Behälter zum Transport
von verbrauchten aktivierten Ionenaustauscherharzen, der den nationalen und internationalen
Transport-Vorschriften entspricht, d.h. ein Entweichen seines radioaktiven Inhalts
unter möglichen Unfallbedingungen verhindert.
-
Durch die vorliegende Erfindung wird die Aufgabe ;eiöst, einen Transportbehälter
zu schaffen, der sowohl ein sicheres Füllen und Entleeren gestattet als auch den
Sicherheitsvorschriften für den Transport radioaktiver Stoffe entspricht. Die gefundene
Lösung besteht in der zweckmässigen Kombination mehrerer an sich bekannter Konstruktionsmerkmale.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein Transportbehälter für radioaktive
Ionenaustauscherharze, bestehend aus einem doppelwandigen Aussenbehälter in zylindrischor
Form mit einem aufgeschraubten Flanschdeckel mit eingebautem Diciiteiemeit und einer
auf (ten Deckel aufgesetzten Stosskappe, und einen in clen Aussenbehiltcr eingesetzten
Harzbohälter, der in seinem Unterteil mit einem Spalt-Siebboden versehen ist und
je eine Füll- und Entleerungsleitung für das Ionenaustauscherharz, eine mehrfach
vcrzweig Zu- bzw.
-
Ableitung für das Förder- bzw. Spülwasser, mindestens eine Füllstandsmesseinrichtung
und ein durch ein Ventil absperrbares Reservevolumen aufweist.
-
Der als Schutzbehälter (Abschirmbehälter) dienende Aussenbehälter
(1) ist ein zylindrischcs, doppelwandiges Gehäuse mit einer Innen- (2) und einer
Aussenwand (3), beispielsweise aus ctwa 10 mm starkem Stahl. Der Zwischenraum zwischen
der Innen- und der Aussenwand kann mit Stahl- oder Bleikugeln gefüllt sein.
-
Die Stahl- oder Bleikugeln ihrerseits können durch ein geeignetes
Bindemittel, z.B. cinen Zementmörtel oder auch ein Kunstharz gebunden sein. Auf
das zylilldrische Unterteil des Aussenbehälters ist ein Flanschdeckel (4) mit eingebautem
Dichtelement (5) aufgeschraubt. Auf den Flanschdeckel ist eine über die Trelanfuge
Behälter/Deckel hinausragende Stosskappe (6) aufgesetzt. Diese Stosskappe kann beispielsweise
aus mit Blech beschlagenem Balsaholz bestehen und ist mit der Aussenwand des Behälters
verschraubt.
-
Sie dient dazu, eine Beschädigung der Dichtelemente unter Unfallbedinguilgen
(9 Meter-Fall, Feuer) zu verhindern.
-
Der Aussenbehälter gewährleistet w während des Transports die dichte
Umschliessung der radioaktiven Harze auch unter Unf@llbedingungen und übernimmt
die Abschirmung der Strahlung.
-
Der in den Aussenbehälter eingesetzte Harzbeliäiter (7) ist cin im
wesentlichen zylindrischer Tank, beispielsweise aus etwa 10 mm starkem Stahl. Er
dient zur Aufnahnie der radioaktiven Harze und ist in scinem Unterteil mit einem
Siebboden (8), z.B. einem Spaltsiebboden, versehen, mit dessen Hilfe die llarzpartikel
aus der eingespülten Harz/Wasser-Suspension abgeschieden werden.
-
Der Harzbehälter weist eine Fülleitung (9) für eine Harz/Wasser-Suspension
auf, die knapp unter den Deckelteil endet, sowic ein knapp über dem Siebboden beginnende,
am unteren Endc zweckmässig trichterförmig erweiterte, Entleerungsleitung (10),
durch die das Ionenaustauscherharz wieder aus dem Harzbehälter herausgespült werden
kann. Er ist ferner mit einer in ihren oberen Teil mehrfach verzweigten Zu- bzw.
Ableitung (11) für das Förder- bzw. Spülwasser versehen, die durch den Siebboden
bis knapp über den Boden des Behälters reicht.
-
Der Harzbehälter muss weiter mit mindestens einer Füllstandsmesseinrichtung
ausgerüstet sein. Hierfür koncn drei Systeme in Frage: 1. Füllstandsmessung über
eine Vibrationssonde, 2. Füllstandsmessung über ein Schwimmerventil und 3. Füllstandsmessung
durch Differenzdruckmessung zwischen der Fülleitung für das Ionenaustauscherharz
und der Ableitung für das Förderwasser.
-
Die verwendete Füllstandsmesseinrichtung ist zweckmässig mit einer
elektrischen Kontaktgebung versehen, die beim Füllvorgang nach Erreichen des zulässigen
Püllstandes die weitere Zuführung von Ionenaustauscherharz automatisch unterbindet.
Dies kann beispiclsweise in der Form geschehen, dass die Förderpumpe für die Harz/Wasser-Suspension
abgeschaltet oder das Eingangsventil am Behälter geschlossen wird. Zur Erhöhung
der Betriebssicherheit kann der Harzbehälter natürlich mit mehreren Fii1 lstandsmesseinrichtungen,
vorzugsweise von verschiedenem 15'p, ausgerüstet sein.
-
Ebenfalls aus Gründen der Betriebssicherheit ist der Behälter als
Druckbehälter gegen die maximale Förderhöhe der Pumpe ausgelegt.
-
Vom Hauptvolumen des Harzbehälters muss ferner ein Reserve@olumen
(16) von etwa 7 Prozent des Gesamtvolumens durch eine Zwischenwand unterhalb des
Deckelteils abgetren.; sein. vlieses Reservevolumen kann über cin Ventil (15) Init
dem Hauptvolumen verbunden oder gegen dieses abgesperrt werden.
-
Die Leitungen (9), (10) und (11) enden oberhalb des harzbehälters
in den Kügelhahn-Kupplungen (17), (18) und (19), an die beim Füllen und Entleeren
jeweils die entsprechenden anlageseitigen Leitungen angeschlossen werden können.
Sämtliche Leitungen, im Falle der Leitung (11) auch die einzelnen Zweigleitungen,
sind mit Kugelhahnventilen versehen. Zur Vermeidung einer Strahlengefährdung ist
es vorteilhaft, diese Vcntilc, wie auch das Ventil (15), mit einer Fernbedienungs-Einrichtung
auszuriisten. In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässcn
Transportbehälters vercinfacht und beispielhaft dargostcllt.
-
Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Aussenbehälter,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Harzbehälter und Fig. 3 den Deckelteil des Harzbehälters
von ober.
-
Der in Fig. 1 dargestellte Ausschbehälter (1) ist ein zylindrisches
Gehäuse mit einer Innen- (2) und einer Aussenwand (3), auf das ein Flanschdeckel
(4) mit eingebautem Dichtelement (5) aufgeschraubt ist. Über dein Flanschdeckel
ist eine Stosskappe (6) mit der Aussenwand des Behälters verschraubt.
-
Der in Fig. 2 und 3 dargestellte eigentliche Harzbehälter (7) hat
ein Nutzvolumen für etwa 1 m3 Ionenaustauscherharz. Er ist ein im wesentlichen zylindrischer
Tank und ist in seinem Unterteil mit einem Siebboden (8) verschen. Durch den Deckelteil
des Behälters sind eine Fülleitung (9) und eine @ntleerungsleitung (10) für das
Ionenaustauscherharz, sowie eine Wasser- Zu- bzw. Ableitung (11) hindurchgeführt,
die oberhalb des Deckelteils in den Kugelhahn-Kupplungen (17), (18) und (19) enden.
Der Behälter enthält forner als Füllstandsmesseinrichtungen eine Vibrationssonde
(12), eine Schwimmerschaltung (13) mit elektrischer Kontaktgebung und eine Differenzdruckmesseinrichtung
(14) zwischen den Leitungen (9) und (11). Vom Hauptvolumen des Harzbehülters ist
ein Reservevolumen (16) von etwa 7 % des Gesamtvolumens abgetrennt, das über das
Ventil (15) mit dem Hauptvolumen verbunden werden kann. Von der Leitung (11) zweigen
ausserhalb des Harzbehälters zwei Zweigleitungen (20) und (21) ab, di knapp unter
dem Deckelteil enden und für Spülvorgänge benötigt werden. Die Zweigleitung (21
) ist mit einem Schauglas vcrsclicn.
-
Zum Füllen wird der Harzbehülter (7) mit dem Harz-Sammelbehälter der
Anlage in einen Kreislauf geschaltet. Das Reservevolumen (16) wird durch das Ventil
(15) abgesperrt. Dann wird zunächst durch Leitung (9) Wasser in den Harzbehälter
gepumpt, bis bei geschlossenen Ventilen in den Leitungen (10)und (11), sowie in
der Zveigleitung (20) durch ein in die Zweigleitung (21) eingebautes Schauglas erkennbar
wird, dass alle Luft aus dem Harzbehälter durch Wasser verdrängt ist. Anschliessend
wird bei geschlossenen
Ventilen in der Leitung (10) und in d<ln
Zweigleitungen (20) und (21) durch Leitung (9) das Ionenaustauscherharz mit Wasser
als Trägermedium aus dem Harz-Sammelbehälter eingespült und über Leitung (11) das
Wasser unt-erhalb des Siebbodens (8) wieder in den Harz-Sammelbehälter zurückgeführt.
Nach Erreichen des maximal zulässigen Füllstandes wird durch eine der Füllstandsmesseinrichtungen
(12), (13) oder (14) die weitere Zuführung von Harz/Wasser-Suspension unterbunden.
Nun wird noch bei geschlossenen Ventilen iii den Leitungen (10) und (11) und in
der Zweigleitung (21) die Fülleitung (9) von Ionenaustauscherharz freigespült. Hierzu
wird ein Wasserkreislauf über die Zweigleitung (20) entgegen dem Füllkreislauf gefahren.
-
Nach Beendigung des Füllvorganges wird das Vcntil (15) geöffnet, so
dass das Reservevolumen (16) mit dein Ilauptvolumen des Harzbehälters vcrbunden
ist. Damit wird der Vorschrift entsprochen, dass der Behälter während des Transports
nur zu etwa 93 Prozent gefüllt sein darf.
-
Zum Entleeren wird der Harzbehälter (7) mit dem Harz-Sammelbehälter
einer Aufarbeitungsanlage in einen Kreislauf geschaltet. Das Ventil (15) bleibt
geöffnet. Dann wird bei geschlossenen V@ntil@n in der Leitung (9) und in den Zweigleitungen
(20) und (21) gleichzeitig durch Leitung (11) eine geringe Wassermenge zugepumpt
und durch leitung (10) die entstehende Harz/Wasser-Suspension abgesaugt