DE2361732C2

DE2361732C2 - Schneckenwellen-Extruder zum Fixieren radioaktiver und/oder toxischer Abfallstoffe

Info

Publication number: DE2361732C2
Application number: DE2361732A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Meier
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1973-12-12
Filing date: 1973-12-12
Publication date: 1982-09-09
Also published as: DE2361732A1; JPS5231520B2; FR2254861A1; FR2254861B1; US3971732A; GB1457837A; JPS5090900A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenwellen-Extruder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Schneckenwellen-Extruder ist aus der DE-OS 21 35 328 bekannt, wobei als plastifizierbares Trägermaterial Kunststoffpulver zum Einsatz kommt, aber auch auf Bitumen hingewiesen wird.

Schneckenwellen-Extruder der eingangs genannten Art besitzen eine Reihe von Nachteilen, welche deren Störanfälligkeit wesentlich erhöhen und aufwendige Arbeiten an stark kontaminierten Einrichtungen erfordern. So bilden sich während des Betriebes in dem an die Schnecken des Extruders angrenzenden Bereich des Ausdampfstutzens radioaktive und/oder toxischen Ablagerungen, die den Betrieb beeinträchtigen oder sogar unmöglich machen, weil das Bedienungspersonal durch die auftretende radioaktive Strahlung und/oder Giftigkeit in seinen Einsatzmöglichkeiten beeinträchtigt ist. Die Beobachtungsfenster am oberen Ende der Ausdampfstutzen werden schon nach relativ kuizer Zeit infolge Verschmutzung undurchsichtig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Reinigung der Ausdampfstutzen und der Beobachtungen fenster anzugeben, mit der die Voraussetzung geschaffen wird um solche SchneckenwelJenrExtruder stös rungsfrei während eines längeren Zeitraumes zu betreiben, ohne daß äußere Eingriffe mit Gefährdung des Wartungspersonals und langen Stillstandszeiten erforderlich sind und gleichzeitig eine Verbesserung der Betriebssicherheit erreicht werden kann.

ίο. Diese Aufgabe wird bei einem Schneckenwellen-Extruder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die in dessen Kennzeichen genannten Merkmale gelöst Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einfachen Mitteln der

is Ausnutzungsgrad von Schneckenwellen-Extrudern wesentlich erhöht wird, indem Verschmutzungen von Anlagekomponenten mit radioaktiven und/oder toxischen Stoffen erheblich eingeschränkt und die zu deren Beseitigung bei den bekannten Einrichtungen erforder liehen Stillstandszeiten ganz entfallen oder stark reduziert werden. Dadurch kann bei Anlagen mit einem vorbestimmten Anfall radioaktiver und/oder toxischer Abfallstoffe eine verringerte Anlagenkapazität zum Fixieren der Abfallstoffe ausreichend sein, so daß bei geringerem Raumbedarf und Kapitaleinsatz bessere Leistungen erreicht werden. Ein anderer bedeutender Vortei! ergibt sieb aus der wesentlich geringeren Gefährdung des Personals, wegen der stark reduzierten Wartungszeiten.

Ein Ausführungsbeispiel eines Schneckenwellen-Extruders gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es

Fi g. 1 Obersichtsschema einer Bituminierungsanlage,

F i g. 2 vereinfachtes Schnittbild eines Ausdampfstutzens mit Reinigungseinrichtung.

Die F i g. 1 zeigt eine Bituminierungsanlage mit einem Schneckenwellen-Extruder zum Fixieren radioaktiver und/oder toxischer Abfallstoffe in .thematischer Dar stellung.

Bitumen wird in einem Vorratstank 1 von etwa 20 m^] Rauminhalt mit einem Wärmetauscher 2 auf 140⁰C erwärmt Der Wärmetauscher ist über ein Reduzierventil 3, an die Heizdampfleitung 4 angeschlossen, deren Heizdampf von 16 bar und 203° C durch das Reduzierventil auf 8 bar und 175°C gebracht wird. Eine Bitumendosierpumpe 5 fördert das flüssige Bitumen über eine Rohrleitung 6 mit Begleitheizung 7 zu einem Doppelwellen-Extruder 8, auf dessen zwei nebeneinan-

5b der liegenden Wellen 9, 10 Schnecken U, 12 unterschiedlicher Längen und Steigungen in Form von Büchsen angeordnet sind. Die Gewinde der beiden Schnecken, welche radioaktives Konzentrat und Bitumen aufnehmen, greifen bei gleicher Drehrichtung ineinander, mischen beide Komponenten und fördern gleichzeitig das Mischgut in axialer Richtung. Die Schnecken sind in 11 aneinandergeflanschten Gehäusen gelagert, wobei je zwei Gehäuse zu einer mit Dampf beheizten Zone zusammengefaßt sind. Jede Heizzone ist

eo mit einem Ausdampfstutzen 13 und einem Kondensator 14 versehen. Jede der Heizzonen hat eine Einrichtung zum Regeln der Temperatur. Die Schneckendrehzahl beträgt bis zu 300 t/min, ihr Antrieb erfolgt durch einen 60 kW Gleichstrommotor 15 über ein Getriebe 16. Als zweite Komponente wird dem Extruder 8 Konzentrat aus flüssigen radioaktiven Abfallstoffen mit einer Konzentratdosierpumpe 17 aus einem Vorlagebehälter 18 zugeführt, der über eine weitere Pumpe 19 aus einem

größeren Vorratsbehälter 20 gespeist wird. Per VorlagebehäJtar 18 ist durch Bleiwände 2t abgeschirmt, aus ihm können unter Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen in einer Probenentnahmebox 22 Konzentratproben entnommen werden. Der im Extruder beim Einrühren des Konzentrates in das Bitumen erzeugte Dampf, wird in fünf Kondensatoren 14 niedergeschlagen und das Destillat zum Entfernen mitgerissener Bitumenpartikel über ein Teerfilter 23 in einen Destillatsammler 24 mit Kühleinrichtung 25 geleitet Eine Destillatpumpe 26 fördert das Destillat zur weiteren Reinigung in einen Verdampfer 27. Im Bereich des Abfüllstutzens 28 des Extruders 8 ist eine mit Bleiwänden 29 gegen Strahlung abgeschirmte Abfüllkabine 30 und in dieser ein mechanisch angetriebener Drehteller 31 angeordnet, auf dem sechs Fässer 32 in beiden Richtungen bewegbar sind. Ein Teil von Seitenwand und Decke kann als Winkeltür 33 verfahren werden und gibt eine öffnung frei, durch die mit einem Laufkran 34 und einem Fraßgreifer 35 Fässer bewegt werden können. Die Abfüllkabine 30 wird mit einem besonderen, von den anderen Räumen getrennten Belüftungssystem belüftet Das Mischgut tritt ohne Unterbrechung aus dem Abfüllstutzen 28 des Extruders 8 aus. Sobald aus unter dem Abfüllstutzen befindlichen Faß gefüllt ist, wird mit einem von außen bedienbaren Manipulatorarm 36 ein Unterbrechertopf 37 unter den Abfüllstutzen gebracht und durch Drehen des Drehtellers 31 ein leeres Faß unter den Abfüllstutzen bewegt, dessen Füllung nach Abschwenken des Unterbrechertopfes beginnt Der aus Stahlblech gepreßte Unterbrechertopf faßt ca. 2 Liter des Mischgutes, ist nach 4 bis 5 Fachwechseln gefüllt und wird dann in das Faß eingeworfen, so daß die Faßoberfläche nicht kontaminiert wird und die Beseitigung des gefüllten Unter- 3s brechertopfes problemlos erfolgt Eine Deckelver-

10

15

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25 schließvorrichtung 38 legt mit einem Greifer 39 den Deckel 40 auf die Einfüllöffnung des Fasses 32, drückt den Decke! in die öffnung und verformt den Deekelranct durch Bewegen von vier Klauen, so daß eine Bördelung erreicht wird.

Ein vereinfachtes Schnittbild eines der Ausdampfstutzen 13 des Doppelwellen-Extruders 8 ist in Fig.2 dargestellt Am Flansch 41 ist die Leitung 6 zum Zuführen des flüssigen Bitumens, am Flansch 42 die Konzentratleitung der Konzentratdosierpumpe 17 angeschlossen. Durch den Anschluß der Leitungen für Bitumen und Konzentrat oberhalb der Wellen 9,10 wird eine Pfropfenbildung in der Bitumenleitung verhindert Zwischen dem Flansch 43 am oberen Ende des Ausdampfstutzens 13 und dem Flansch 44 des Rohres 45 mit dem Fenster 46 ist ein Zwischenring 47 mit Spannschrauben 48 eingespannt Im Inneren des Zwischenringes ist eine ringförmige Rohrleitung 49 als Verteiler angeordnet die an eine durch die Wand des Zwischenringes geführte erste Dampfzuleitung 50 angeschlossen ist Von der Unterseil,;-der ringförmigen Rohrleitung sind sechs an ihren Enden 51 düsenförmig ausgebildete und in Richtung auf die Innenwand des Ausdampfstutzens abgebogene Rohre 52 als Dampflanzen bis etwa 20 cm oberhalb der Oberkante der Schneclen 11, 12 geführt Mit diesen Dampfianzen werden im Bedarfsfall Ablagerungen radioaktiver Salze an der Innenwand des Ausdampfstutzens auf einfache Weise ohne Betriebsunterbrechung abgeschlagen und in das Bitumen gemischt

Zum Reinigen des Fensters 46 ist durch den Zwischenring 47 eine zweite Dampfzuleitung 53 geführt deren inneres Ende 54 düsenförmig ausgebildet und gegen das Fenster 46 gerichtet ist, so daß die Transparenz des Giases beeinträchtigende Verschmutzungen mühelos entfernt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

U Schneckenwellen-Extruder zum Fixieren radioaktiver und/oder toxischer Abfallstoffe in einem plastifizierbaren Trägermaterial mit mehreren Heizzonen. Von denen jede einen Ausdampfstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Ausdampfstutzen (13), der an seinem von den Schnecken abgewandten oberen Ende durch ein Fenster abgeschlossen ist, eine erste Einrichtung (47, 53, 54) zum Erzeugen mindestens eines auf das Fenster (46) gerichteten Wasserdampfstrahls und eine zweite Einrichtung (47, 49, 50, 51, 52) zum Erzeugen mindestens eines auf den an die Schnecken (11, 12) angrenzenden Innenwandbereich des Ausdampfstutzens (13) gerichteten Wasserdampfstrahles angeordnet ist.
2. Schneckenwellen-Extruder nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung aus einem Zwischenring (47) vom Durchmesser des Ausdamufsiutzens (13) besteht der zwischen den Flanschen (43, 44) des Ausdampfstutzens (13) und des Fensters (46) eingespannt ist und der an seiner Innenseite eine ringförmige mit einer durch die Wand des Zwischenringes (47) geführten ersten Dampfzuleitung (50) verbundene Rohrleitung (49) aufweist, an deren Unterseite mehrere an ihren Enden (51) düsenförmig ausgebildete und in Richtung auf die Innenwand des Ausdampfstutzens (13) abgebogene Rohre (52) angeschlossen sind.
3. Schneckenwellen-Extruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung, aus einer durch den Zwischenring (47) geführten zweiten DampfzuSeitung (53) besteht, deren inneres Ende (54) düsenförmig ausgebt. Jet und gegen das oberhalb des Zwischenringes (47) angeflanschte Fenster (46) gerichtet ist.
4. Schneckenwellen-Extruder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung aus einer durch den Zwischenring (47) geführten zweiten Dampfzuleitung (53) besteht und daß die zweite Dampfzuleitung (53) mit einem u- oder rechenförmigen Rohrstück verbunden ist, dessen Enden düsenförmig ausgebildet sind.