DE2511957A1

DE2511957A1 - Verfahren und anordnung zur beseitigung von radioaktiven abfaellen von kernkraftwerken

Info

Publication number: DE2511957A1
Application number: DE19752511957
Authority: DE
Inventors: Henning Dr Baatz
Original assignee: Steag Kernenergie GmbH
Current assignee: Steag Kernenergie GmbH
Priority date: 1975-03-19
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1976-10-07
Also published as: DE2511957C2

Description

Verfahren und Anordnung zur Beseitigung von radioaktiven Abfällen von Kernkraftwerken Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Anordnung zur Beseitigung von radioaktiven Abfällen von Kernkraftwerken, - wobei die radioaktiven Abfälle in einem Sammelbehälter gesammelt, unter Beimischung eines Verfestigungsmittels in Deponiebehälter eingefüllt und die Deponiebehälter in einer Endlagerstätte deponiert werden. - Deponiebehälter bezeichnet im Rahmen der Erfindung diejenigen Behälter, mit denen die radioaktiven Abfälle deponiert werden, gleichgültig, wo die Deposition erfolgt.
Radioaktive Abfälle meint insbes. solche, die üblicherweise hinter entsprechenden Abschirmungen manipuliert werden müssen, z. B.
handelt es sich dabei um sog. mittelaktive Ionenaustauscherharze.
Als Verfestigungsmittel kommen in Frage Wasser/Zement-Mischungen, bituminöse Bindemittel, Kunstharze, Glas, Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt u. dgl.
Im Rahmen der bekannten, gattungsgemäßen Maßnahmen gelangen die radioaktiven Abfälle nicht im Kernkraftwerk sondern über aufwendige Umwege in die Deponiebehälter, nachdem sie zuvor mit dem Verfestigungsmittel vermischt worden sind und die Mischung aus den radioaktiven Abfällen und im Verfestigungsmittel in die Deponiebehälter eingefüllt ist. Das geschieht im einzelnen wie folgt: 1) Die radioaktiven Abfälle werden am Entstehungsort, z. B.
am Reaktor, in einem Sammelbehälter gesammelt und dort in einen aufwendigen, abgeschirmten Transporttank gepumpt, der den strengen Sicherheitsbestimmungen für den Transport flüssiger radioaktiver Stoffe genügen muß.
2) Dieser abgeschirmte Transportbehälter wird mit Hilfe eines Fahrzeuges unter Beachtung aufwendiger Sicherheitsmaßnahmen zu einer sog. heißen Zelle transportiert, die sich nicht im oder am Kernkraftwerk sondern im allgemeinen nur in großen Forschungszentren befindet.
3) Dort werden die radioaktiven Abfälle mit einem aufwendigen Verfahren wiederum in einen abgeschirmten Sammelbehälter umgepumpt.
4) Aus diesem Sammelbehälter der heißen Zelle werden die radioaktiven Abfälle ferribedient einem Mischer in einer heißen Zelle aufgegeben, in dem die Vermischung mit dem Verfestigungsmittel, beispielsweise mit Zement, erfolgt.
Dort wird dann auch die Mischung in die Deponiebehälter eingefüllt, die beispielsweise als 200 1 Fässer ausgeführt sind.
5) Die so gefüllten Deponiebehälter werden aus der heißen Zelle ausgeschleust und mit einem abgeschirmten Ubergabebehälter in einen wiederum abgeschirmten größeren Transportbehälter verladen, der eine Mehrzahl der Deponiebehälter aufnimmt.
6) Erst wenn dieser Transportbehälter voll beladen ist, wird er mit Hilfe eines Fahrzeuges, wiederum unter Beachtung aufwendiger Sicherheitsmaßnahmen, zur Endlagerstelle transportiert, mag es sich dabei um ein Bauwerk, um den Meeresgrund oder um eine andere Deponie handeln.
7) An der Endlagerstelle werden die Deponiebehälter einzeln zur Endlagerstelle transportiert und dort endgültig eingelagert.
Das alles bildet eine Mehrzahl von gefährlichen und aufwendigen Manipulationen, die von Umweltgefährdung begleitet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Beseitigung von radioaktiven Abfällen von Kernkraftwerken anzugeben, bei der die Vielzahl der beschriebenen gefährlichen und aufwendigen Manipulationen nicht mehr erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Abfällen von Kernkraftwerken, - wobei die radioaktiven Abfälle in einem Sammelbehälter gesammelt, unter Beimischung eines Verfestigungsmittels in Deponiebehälter eingefüllt und die Deponiebehälter in einer Endlagerstätte deponiert werden.
Die Erfindung besteht darin, daß die radioaktiven Abfälle im Kernkraftwerk in die Deponiebehälter eingefüllt, danach die Verfestigungsmittel in die gefüllten Deponiebehälter injiziert und die Deponiebehälter mit den verfestigten Abfällen vom Kernkraftwerk aus unmittelbar der Endlagerstätte zugeführt werden.
Im Zusammenhang mit der Injektion kann der Inhalt des Deponiebehälters gerührt werden, damit eine innige Durchmischung stattfindet. In der Ausführungsform, bei der die mit den verfestigten Abfällen versehenen Deponiebehälter mit Hilfe eines Fahrzeuges transportiert werden, welches einen abgeschirmten Transportraum oder Ubergabebehälter für eine Mehrzahl von Deponiebehältern aufweist, kann das Verfestigungsmittel auf dem Fahrzeug in die Deponiebehälter injiziert werden. Eine bevorzugte Ausführungsform arbeitet jedoch gleichsam mit transportablen und auf den speziellen Zweck der Erfindung abgestimmten heißen Zellen geeigneter Größe. In diesem Zusammenhang lehrt die Erfindung, daß die Deponiebehälter im oder am Kraftwerk in eine, ggf. transportable, Abschirmung eingebracht werden und in der Abschirmung das Verfestigungsmittel in die Deponiebehälter injiziert wird.
Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens die eingangs beschriebene Mehrzahl von aufwendigen und gefährlichen Manipulationen mit radioaktiven Abfällen oder mit Behältern, in denen sich radioaktive Abfälle befinden, nicht mehr erforderlich ist.
Dadurch wird die Gefährdung der Umwelt beachtlich herabgesetzt.
Es versteht sich, daß die Füllung der Deponiebehälter und die Einfüllung des Verfestigungsmittels so vorgenommen werden müssen, daß nach der Verfestigung aus den Deponiebehältern bzw. den damit verbundenen Einrichtungen für die Injektionen vagabundierende radioaktive Substanzen nicht freikommen können. Erfindungsgemäß wird aber auch das aus radioaktiven Abfällen und Verfestigungsmitteln resultierende integrierte Abfallvolumen beachtlich reduziert, weil nämlich infolge der Injektion des Verfestigungsmittels in die bereits mit radioaktiven Abfällen gefüllten Deponiebehälter nur die Hohlräume zwischen den radioaktiven Abfällen und ggf. die Poren in den radioaktiven Abfällen ausgefüllt werden, aber nicht mehr, wie bisher, eine gleichsam betonartige Mischung hergestellt wird, die hauptsächlich aus dem eingesetzten Verfestigungsmittel mit nur eingelagerten radioaktiven Abfällen besteht. Von besonderem Vorteil ist aber auch die Tatsache, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit einer sehr einfachen Anordnung durchgeführt werden kann. Diese Anordnung ist im Prinzip gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Deponiebehältern mit Einrichtung zur Entlüftung und Einrichtung zur Injektion eines Verfestigungsmittels, Injektionsanlage und Abluftreiniger, wobei die Injektionsanlage über eine Injektionsrohrleitung und/ oder über eine Injektionsschlauchleitung, der Abluftreiniger über eine Abluftrohrleitung und/oder eine Abluftschlauchleitung an zumindest einen zu behandelnden Deponiebehälter anschließbar sind. Die Deponiebehälter bestehen zweckmäßigerweise aus einem topfartigen oder tonnenartigen Behälterunterteil und einem aufgesetzten Deckel, wobei der Deckel die Einrichtung zur Entlüftung sowie die Einrichtung zur Injektion des Verfestigungsmittels aufweist. Die Einrichtung zur Entlüftung besteht im einfachsten Falle aus einem Abluftstutzen mit Kupplung zur Ankupplung an die Abluftrohrleitung bzw. an die Abluftschlauchleitung, die Einrichtung zur Injektion des Verfestigungsmittels besteht im einfachsten Falle aus einem Tauchrohr mit Injektionsstutzen und Kupplung zur Ankupplung an die Injektionsrohrleitung bzw. an die Injektionsschlauchleitung. Die Injektionseinrichtung kann mit einer Druckpumpe und/oder mit einer Saugpumpe ausgerüstet sein, wobei sich die Saugpumpe auf der Abluftseite befinden muß, Den Abluftreiniger wird man im allgemeinen mit einem Staubabscheider ausrüsten, um zu verhindern, daß aus einem Deponiebehälter beim Injizieren des Verfestigungsmittels herausgedrückte oder abgesaugte Luft radioaktive Staubteilchen an die Umwelt abgibt. Handelt es sich um radioaktive Abfälle, die leichter sind als das Verfestigungsmittel und aufschwimmen, so wird man im Deponiebehälter im oberen Teil und oberhalb der radioaktiven Abfälle ein Sieb anordnen, welches das Aufschwimmen radioaktiver Abfälle verhindert.
Die Injektionsanlage kann als stationäre Anlage ausgeführt sein, sie ist dann im Kernkraftwerk installiert. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Injektionsanlage als transportable Anlage auszuführen. Sie ist dann z. B. auf einem Fahrzeug installiert oder am Verwendungsort absetzbar. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Injektionsanlage und den Abluftreiniger so auszubilden, daß gleichzeitig mehrere Deponiebehälter angeschlossen werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
Man entnimmt aus der Figur unmittelbar eine Mehrzahl von Deponiebehältern 1 mit Einrichtung 2 zur Entlüftung und Einrichtung 3 zur Injektion eines Verfestigungsmittels, die Injektionsanlage 4 und den Abluftreiniger 5. Die Injektionsanlage 4 ist im Ausführungsbeispiel über eine Injektionsrohrleitung 6, der Abluftreiniger 5 ist über eine Abluftrohrleitung 7 an den jeweils zu behandelnden Deponiebehälter 1 angeschlossen. Die einzelnen Deponiebehälter 1 bestehen aus einem topfartigen Behälterunterteil 8 und einem aufgesetzten Deckel 9, wobei der Deckel 9 die Einrichtung 2 zur Entlüftung sowie die Einrichtung 3 zur Injektion des Verfestigungsmittels V aufweist. Der Deckel 9 ist mit den Armaturen u. dgl., die er trägt, im allgemeinen ein verlorenes Bauteil.
Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die mit dem Deponiebehälter 1 bzw. dessen Deckel 9 integrierte Einrichtung 2 zur Entlüftung aus einem Abluftstutzen 10 mit Kupplung 11 zur Ankupplung an die Abluftrohrleitung 7. Die Injektionseinrichtung 3 besteht aus einem Tauchrohr 12, welches bis in den Bereich des Bodens des Deponiebehälters 1 führt und einem Injektionsstutzen 13 mit Kupplung 14, wobei diese Kupplung 14 zur Ankupplung an die Injektionsrohrleitung 6 eingerichtet ist. Es versteht sich von selbst, daß die beschriebenen Kupplungen 11, 14 im allgemeinen aus zwei Hälften bestehen, die jeweils einerseits den Rohrleitungen 6 bzw. 7 und andererseits dem Abluftstutzen 10 bzw. dem Injektionsstutzen 13 zugeordnet sind. Zur Injektionseinrichtung 3 gehört der Behälter 15, in dem das Verfestigungsmittel V aufbereitet wird. Zur Injektionseinrichtung 4 gehört aber auch eine Pumpe 16, die im Ausführungsbeispiel als Saugpumpe ausgeführt ist und folglich auf der Abluftseite angeordnet ist. Der Abluftreiniger 5 besteht aus einem Staubabscheider. - Wenn der Inhalt des Deponiebehälters bei der Injektion zum Zwecke der Durchmischung gerührt werden soll, so trägt der Deckel 9 auch eine entsprechende Rührvorrichtung, zweckmäßig ebenfalls als verlorenes Bauteil.
Das ist nicht gezeichnet worden.
Die dargestellte Injektionsanlage 4 mag eine stationäre Anlage sein, sie ist dann in dem bzw. an dem Kernkraftwerk installiert.
Sie könnte aber auch fahrbar ausgeführt sein, und mit dem Fahrzeug verbunden sein, welches die Deponiebehälter 1 mit den eingefüllten und verfestigten radioaktiven Abfällen der Deponie zuführt. Das ist im einzelnen nicht dargestellt worden. Auch konnte die Injektionsanlage 4 so ausgebildet sein, daß gleichzeitig mehrere Deponiebehälter 1 behandelt werden können. Jedenfalls wird so verfahren, daß die radioaktiven Abfälle im Kernkraftwerk in die Deponiebehälter 1 eingefüllt und danach das Verfestigungsmittel V in die gefüllten Deponiebehälter 1 injiziert und die Deponiebehälter 1 mit den verfestigten Abfällen vom Kernkraftwerk aus unmittelbar der Endlagerstätte zugeführt werden.

Claims

Ansprüche:

Verfahren zur Beseitigung von radioaktiven Abfällen von Kernkraftwerken, - wobei die radioaktiven Abfälle in einem Sammelbehälter gesammelt, unter Beimischung eines Verfestigungsmittels in Deponiebehälter eingefüllt und die Deponiebehälter in einer Endlagerstätte deponiert werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die radioaktiven Abfälle im Kernkraftwerk in die Deponiebehälter eingefüllt, danach das Verfestigungsmittel in die gefüllten Deponiebehälter injiziert und die Deponiebehälter mit den verfestigten Abfällen vom Kernkraftwerk aus unmittelbar der Endlagerstätte zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deponiebehälter im oder am Kraftwerk in eine, ggf. transportable, Abschirmung eingebracht werden und in der Abschirmung das Verfestigungsmittel in die Deponiebehälter injiziert wird.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Deponiebehälter (1) mit Einrichtung (2) zur Entlüftung und Einrichtung (3) zur Injektion eines Verfestigungsmittels (V), Injektionsanlage (4) und Abluftreiniger (5), - wobei die Injektionsanlage (4) über eine Injektionsrohrleitung (6) und/oder über eine Injektionsschlauchleitung, der Abluftreiniger (5) über eine Abluftrohrleitung (7) und/oder eine Abluftschlauchleitung an einen zu behandelnden Deponiebehälter (1) anschließbar sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deponiebehälter (1) aus einem topfartigen Behälterunterteil (8) und einem aufgesetzten Deckel (9) bestehen und der Deckel die Einrichtung (2) zur Entlüftung sowie die Einrichtung (3) zur Injektion des Verfestigungsmittels aufweist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) zur Entlüftung aus einem Abluftstutzen (10) mit Kupplung (11) zur Ankupplung an die Abluftrohrleitung (7) oder Abluftschlauchleitung, die Injektionseinrichtung (3) aus einem Tauchrohr mit Injektionsstutzen (13) und Kupplung (14) zur Ankupplung an die Injektionsrohrleitung (6) oder Injektionsschlauchleitung besteht.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsanlage (4) mit einer Druckpumpe und/oder - auf der Abluftseite - mit einer Saugpumpe (16) ausgerüstet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftreiniger (5) mit einem Staubabscheider ausgerüstet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsanlage (4) als stationäre Anlage ausgeführt und in dem Kernkraftwerk installiert ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsanlage (4) als mobile Anlage ausgeführt ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsanlage (4) und der Abluftreiniger (5) an mehrere Deponiebehälter (1) gleichzeitig anschließbar sind.