DE2421142A1

DE2421142A1 - Verfahren und vorrichtung zur beseitigung radioaktiver abfaelle

Info

Publication number: DE2421142A1
Application number: DE2421142A
Authority: DE
Inventors: Paul Hanss
Original assignee: Elba Werk Maschinen GmbH and Co
Current assignee: Elba Werk Maschinen GmbH and Co
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1974-05-02
Publication date: 1975-11-13

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung radioaktiver Abfälle Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung radioaktiver Abfälle von geringer bis mittlerer Aktivität und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Betrieb von Kernkraftwerken fallen vor allem radioaktive Abfälle in Form von Schlamm mittlerer Aktivität an. Dieser Schlamm muß für den Abtransport fixiert und unschädlich verpackt werden.
Die Verpackung erfolgt in Metallfässern, welche dann in aufgelassenen Kaligruben zur Einlagerung kommen.
Für das Fixieren des radioaktiven Schlamms ist es bekannt, über einen Erhitzungsvorgang den Wasseranteil zu verdampfen und so die Feststoffanteile, die meistens eine Salzbindung aufweisen, zu gewinnen. Die Feststoffe werden dabei zusammen mit Bitumen, einem Extrudiervorgang unterworfen, bei dem sich die radioaktiven Feststoffe in die Bitumenmasse einlagern und nach diesem Fixiervorgang wird die fixierte Masse schließlich in die Transportfässer abgefüllt.
Dieses Bituminieren radioaktiver Abfälle ist wegen des Verdampfungsvorganges und durch den Einsatz von Extrudern unter den strengen Bedingungen des Strahlenschutzes, technisch aufwendig, störanfällig und damit teuer.
Es wurde deshalb auch schon vorgeschlagen, den radioaktiven Schlamm in einem technologisch einfacherem Verfahren, nämlich durch Zementieren, zu fixieren. Dabei wird aus dem Schlamm, der zu ca. 80 % aus Wasser und zu ca. 20 % aus festen Bestandteilen, insbesondere aus Salzen besteht, unter Zusatz von Zement und Füllstoffen in einem bekannten Baustoffmischer ein Beton hergestellt. Aus dem Mischer wird dieser Beton anschließend in die Transportfässer abgefüllt und nach dem Erhärten können diese Fässer dann transportiert und eingelagert werden.
Ein Nachteil des Zementierens gegenüber dem Bituminieren liegt zwar im größeren Volumen, welches der Beton durch seinen Wasseranteil im Vergleich zur bituminierten Masse einnimmt, welcher das Wasser entzogen wurde, doch könnte dies wegen der einfacheren Verarbeitungsmöglichkeit in Kauf genommen werden. Es bestehen aber noch schwerwiegendere Nachteile bei dieser Art der Zementierung, die aus der Neigung des Betons zum Verkleben herrühren. Die unvermeidliche Folge ist, daß sich an allen Anlageteilen, die mit dem Frischbeton, also mit dem noch nicht erhärteten Beton, in Berührung kommen.
wie Mischbehälter, Mischwerkzeuge, Fass- Fülleinrichtungen usw., Betonrückstände ansetzen. Die Beseitigung dieser Rückstände muß stets in dem Zeitraum erfolgen, in welchem der Beton noch plastisch ist. Kommt es erst zu Erhärtungen, dann wachsen die Rückstände in der Folge der Mischspiele ständig weiter an und eine Beseitigung wird auf Grund ihrer räumlichen Verteilung über die gesamte Anlage hinweg, technisch aufwendig und sehr teuer, weil ja alle Schutzmaßnahmen wegen der Strahlungsaktivität in den Rückständen beachtet werden müssen.
Es ist technisch zwar möglich, mechanische Reinigungsvórrichtungen in der Anlage vorzusehen, doch würde eine solche Maßnahme zu komplizierten Einbauten führen und jede solche Einrichtung würde darüberhinaus wiederum mit Betonresten behaftet bleiben, die nur durch Spülen entfernt werden könnten. Zur Beseitigung der Betonreste und des Reinigungswassers wäre dann jedoch ein erneutes Dekonterminationsverfahren unter den gleichen Schwierigkeiten erforderlich.
Daraus ergab sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die darin bestand, für die Beseitigung radioaktiver Abfälle ein vereinfachtes und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei denen die bisher aufgetretenden Nachteile behoben sind.
Diese Aufgabe wurde gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Beseitigung radioaktiver Abfälle durch Einlagerung der Abfälle in eine Betonmischung, als Mischungsbestandteile die radioaktiven Abfälle in Form einer wässrigen Aufschwemmung, der Zement, die FüLlstoffe sowie die Abbindung beschleunigende Zusatzstoffe über Dosiereinrichtungen direkt in den Transportbehälter eingegeben werden und darin mittels eines einsenkbaren Rührwerkes, die Betonmischung unmittelbar fertiggestellt wird.
Bei der Verarbeitung radioaktiver Abfälle in fester Form, wird den Mischungsbestandteilen Wasser in der für den Beton als Anmachwasser benötigten Menge zugesetzt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Verbindung mit einem abgeschirmten und unter Vakuum stehenden Arbeitsraum, den eine Fördereinrichtung durchläuft, welche die Transportbehälter bewegt, eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Transportbehälter in einer Füllstation von einer Hubvorrichtung bis zu einem elastischen Dichtkragen anhebbar sind, so daß dann Füllrohre in den Transportbehälter ragen und nach Zuführung der Mischungsbestandteile ein Rührwerk in den Transportbehälter einsenkbar angeordnet ist, welches die Betonmischung unmittelbar fertigstellt.
Zur Sauberhaltung der Füllstation befindet sich neben derselben ein Drehwerk, auf dessen Dreharm ein austauschbarer Auffangteller unter die Füllrohre und unter das Rührwerk schwenkbar ist, sobald dieses aus einem Transportbehälter mit fertiggestellter Mischung herausgefahren wird.
Die besonderen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß kein separater Mischer und keine separaten Fülleinrichtungen zur Übergabe der fertigen Betonmischung in die Transportbehälter mehr vorhanden und daß damit die Hauptursachen für bisherige Störungen in der Beseitigung radioaktiver Abfälle behoben sind.
Das erfindungsgemäß vorgesehene, verschiebbare Rührwerk läßt sich vergleichsweise leicht sauber halten und der gesamte Vorrichtungsaufwand ist damit soweit vereinfacht, daß die Kosten für die Beseitigung radioaktiver Abfälle in wirtschaftlich vertretbare Grenzen zurückgeführt sind.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben, die eine Gesamtübersicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.
In dem abgeschirmten und unter Vakuum stehenden Arbeitsraum 1 befindet sich die Fördereinrichtung 2, auf deren Band, Kette oder Rollengang 3 die Transportbehälter, hier die Fässer 4, im Sinne des Richtungspfeiles 5 bewegt werden. Die Fässer 4 gelangen dabei von der Eingangsschleuße 6 auf die Fördereinrichtung 2 und am Ende derselben durch die Ausgangsschleuße 7 in einen nicht dargestellten Lagerraum. Der Transport erfolgt schrittweise. Bei jedem Schritt wird ein Fass 4 in die Füllstation 8 gebracht und dort von der Hubvorrichtung 9 soweit angehoben, daß es an den elastischen Dichtkragen 10 anstößt. In dieser Füllstellung ragen die Füllrohre 11 und 13 in das Faßinnere.
Durch das Füllrohr 11 werden dann die trockenen Mischungsbestandteile, nämlich Zement und Füllmittel, aus dem Vorratssilo 12, über die Dosierschnecke 29 und durch das Füllrohr 13 werden die übrigen Mischungsbestandteile, nämlich die Aufschwemmung der radioaktiven Abfälle mit dem Abbindebeschleuniger, in das Faß eingegeben.
In der Meßvorlage 14 sind vorher die erforderlichen Einzelmengen an radioaktivem Abfall, Wasser und Abbindebeschleuniger für eine Faßfüllung aus dem Vorratsbehälter 15, über die Zuleitung 16, zusammengestellt worden.
Beim Anheben des leeren Fasses 4 in der Füllstation 8, ist bereits das Rührwerk 17 in das Faßinnere.eingefahren und wird nun, nach der Einbringung sämtlicher Mischungsbestandteile, durch seinen Antriebsmotor 18 zur unmittelbaren Fertigstellung der Betonmischung 19 im Faß 4, in Tätigkeit gesetzt.
Die Vertikalführung des Rührwerkes 17 im Sinne des Richtungspfeiles 20, aus der Ruhestellung 21 in die Arbeitsstellung 22 und umgekehrt, erfolgt in der Führungsstrecke 23, durch die Seilwinde 24.
Nach Fertigstellung der Betonmischung 19 wird das in der Füllstation 8 befindliche Faß 4 von der sich absenkenden Hubvorrichtung 9 wieder auf die Fördereinrichtung 2 abgesetzt und einen Schritt weiter, in Richtung zur Ausgangsschleuße 7 gebracht. Gleichzeitig ist das nächste leere Faß in die Füllstation 8 gelangt und der Füll- und Mischvorgang beginnt erneut.
Um auch in der kurzen Zeit des Auswechselns eines gefüllten mit einem leeren Faß ein Abtropfen von Mischungsresten und sonstige Verunreinigungen zu vermeiden, ist neben der Füllstation 8 ein Drehwerk 25 angeordnet, dessen Dreharm 26 einen austauschbaren Auffangteller 27 trägt. Durch den Drehwerksantrieb 28 wird der Auffangteller 27 während des Faß-Austausches und beim Stillstand der Vorrichtung, unter die Füllrohre 11,13 und unter das in Ruhestellung 21 befindliche Rührwerk 17 geschwenkt.
Damit ist die erforderliche Sauberhaltung der Vorrichtung gewährleistet.
Nach Aushärtung der Betonmischung 19 erfolgt das Verschließen der Fässer 4, der Abtransport und die Einlagerung in üblicher Weise.
Durch entsprechende Steuerung kann der gesamte Arbeitsgang vollautomatisch durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Beseitigung radioaktiver Abfälle durch Einlagerung der Abfälle in eine Betonmischung, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischungsbestandteile die radioaktiven Abfälle in Form einer wässrigen Aufschwemmung, der Zement, die Füllstoffe sowie die Abbindung beschleunigende Zusatzstoffe, über Dosiereinrichtungen direkt in den Transportbehälter eingegeben werden und darin mittels eines einsenkbaren Rührwerkes die Betonmischung unmittelbar fertiggestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verarbeitung radioaktiver Abfälle in fester Form, den Mischungsbestandteilen Wasser in der für den Beton als Anmachwasser benötigten Menge zugesetzt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, in Verbindung mit einem abgeschirmten und unter Vakuum stehenden Arbeitsraum, der von einer Fördereinrichtung durchlaufen wird, welche die Transportbehälter bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbehälter (4) in einer Füllstation (8) von einer Hubvorrichtung (9) bis zu einem elastischen Dichtkragen (10) anhebbar sind, so daß dann Füllrohre (11,13) in den Transportbehälter (4) ragen und nach Zuführung der Mischungsbestandteile ein Rührwerk (17) in den Transportbehälter (4) einsenkbar angeordnet ist, welches die Betonmischung (19) unmittelbar fertigstellt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich neben der Füllstation (8) ein Drehwerk (25) befindet, auf dessen Dreharm (26) ein austauschbarer Auffangteller (27) unter die Füllrohre (11,13) und unter das Rührwerk (17) schwenkbar ist.

L e e r s e i t e