DE2546428C2

DE2546428C2 - Verfahren zur Einbettung von radioaktiv kontaminierten Filterkerzen oder Filterelementen in Bitumen

Info

Publication number: DE2546428C2
Application number: DE2546428A
Authority: DE
Inventors: Lutz Hoffmann; Anwer Dipl.-Ing. Puthawala; Harald Dr.-Ing. 8520 Erlangen Wille
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1975-10-16
Publication date: 1985-10-24
Also published as: FR2328266B1; FR2328266A1; DE2546428A1; JPS5250500A; CH594959A5; JPS608477B2; SE7611021L; GB1525068A; IT1073016B; BR7606944A; ES452457A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbettung von radioaktiv kontaminierten festen Abfällen, bei dem die Abfälle zunächst durch Erwärmung getrocknet und dann in einem zur Endlagerung vorgesehenen Behälter mit heißem Bitumen übergössen werden.

Bei dem in der mit der DE-OS 26 28 144 veröffentlichten älteren Patentanmeldung angegebenen Verfahren der oben genannten Art werfer als feste Abfälle Asche und Verbrennungsräckstände, Ionenaustauscherharze und getrocknete Salze für die F^:nbettung in Bitumen erwähnt FQr grobkörnige und stückige Abfälle ist dagegen die Zementierang als Einbettungsverfahren ge- nannt

Bei der Erfindung geht es dagegen um die Einbettung von schwach bis mittel radioaktiv kontaminierten Filterkerzen oder Filterelementen. Sie fallen insbesondere in Kernkraftwerken an, wo sie in Hilfsanlagen, zum Beispiel zur Reinigung von Kühlmitteln, eingesetzt werden. Die Filterkerzen bestehen aus einem meist metallischen rohrförmigen Träger für das in Form von Kunststoffbahnen aufgewickelte eigentliche Filtermaterial. Das Filtermaterial kann aber auch ein Metallflies sein und eine stabilere Abdeckung aufweisen. Ferner ist es denkbar, daß der Trägerkörper aus formsteifem Kunststoff hergestellt wird. Für einen größeren Durchsatz können mehrere solcher Filterkerzen mit Hilfe einer Stützkonstruktion zusammengefaßt werden, der als Filtereinsatz so eine parallele Durchströmung der einzelnen Filterkerzen ermöglicht Nach Benutzung sind Filterkerzen bzw. Filtereinsätze radioaktiv kontaminiert Sie erfordern daher eine strahlungssichere Endlagerung.

Zur Endlagerung der Filterkerzen oder Filtereinsätze muß man im allgemeinen für eine Transportmöglichkeir, sorgen, da die Lagerungsmöglichkeiten am Einsatzort, also üblicherweise in einem Kernkraftwerk, räumlich und zeitlich nicht ausreichen. Außerdem ist es bei den vorkommenden Kontaminierungen erforderlich, daß die kontaminierten Gegenstände flüssigkeitsdicht eingeschlossen sind, damit ein Auslaugen an der Endlagerstätte auch für den Fall der Zerstörung des Behälters unmöglich ist. Deshalb ist es das Ziel der Erfindung, den vorgenannten Bedingungen mit möglichst geringem Aufwand zu genügen.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei der Einbettung von Filterkerzen oder Filterelementen diese bei 100 bis 200⁰C getrocknet werden und daß der Gießvorgang auf mindestens 30 Minuten ausgedehnt wird. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung kann der Behälter, zum Beispiel ein sogenanntes Normfaß mit 2001 Inhalt, noch durch einen Deckel verschlossen werden. Danach erfolgt der Abtransport unter Berücksichtigung der StrahJenschutzbedingungen bis zu der gewünschten Endlagerstätte.

Durch die Trocknung wird erreicht daß die Abdekkung der Filterkerzen oder Filtereinsätze mit Bitumen nicht durch Dampfbildung gestört wird, die sonst bei stark wasserhaltigen Filterkerzen bis zum Aufschäumen des Bitumens führen kann. Gleichzeitig wird durch den über einen langen Zeitraum von unter Umständen mehreren Stunden verteilten Gießvorgang die Möglichkeit geschaffen, daß Feuchtigkeitsreste blasenförmig entweichen und nicht in unerwünschten Hohlräumen eingeschlossen bleiben. Zusätzlich wird damit die Schrumpfung des Bitumens beim Erkalten berücksichtigt, die etwa 10 bis 20% betragt Man vermeidet dadurch gleichfalls unerwünschte Hohlräume, weil das Bitumen im Behälter während des Gießvorganges schon in beträchtlichen Bereichen erkalten kann und sein damit verbundenes Schrumpfungsvolumen dennoch ausgefüllt wird.

Die Trocknung äann vorteilhaft als Warmlufttrocknung durchgeführt werden, bei der die im Behälter liegenden Filterkerzen mit heißer Luft, vorzugsweise von 130 bis 160⁰C, bespült werden, die die Feuchtigkeit abtransportiert Es ist aber auch möglich, die Trocknung lediglich durch Erhitzen des Fasses, zum Beispiel von außen oder aber etwa mit einem Infrarotstrahler, vorzunehmen, der durch die Beschickungsöffnung des Behälters auf die Filterkerzen einwirkt

Da der nach der Erfindung über einen längeren Zeitraum verteilte Gießvorgang bewirkt, daß die beim Erkalten durch Schrumpfung entstehende Volumenverringerung nicht zu Hohlräumen führ**, hängt er wie die für das Erkalten notwendige Zeit von den Volumenverhältnissen und den Bitumentemperaturen ab. Deshalb kann sich der Gießvorgang auch über wesentlich längere Zeiträume als 30 Minuten erstrecken, zum Beispiel über 2 Stunden oder mehr. Hierbei braucht allerdings nicht die gesamte Zeit ununterbrochen Bitumen eingefüllt zu werden. Es genügt auch, wenn der Gießvorgang entsprechend einer besonders günstigen Variante der Erfindung in zwei Stufen erfolgt Dabei wird in der zweiten Stufe, also nach einer Pause von 30 Minuten oder mehr, ein Rest von 5 bis 25% des Bitumens nachgegossen, so daß die radioaktiv kontaminierten Filterkerzen oder Filtereinsätze mit Sicherheit vollständig und hohlraumfrei von Bitumen umschlossen sind.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Figur ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Figur zeigt dabei einen nach der Erfindung vergossenen Filtereinsatz in einem Querschnitt

Der Behälter 1 ist ein sogenanntes Normfaß aus Stahl mit 2001 Inhalt, wie es zum Transport von kontaminierten Abfällen aus nuklearen Anlagen, insbesondere Kernkraftwerken verwendet wird. Der zylindrische Behälter 1 hat eine Wanddicke von zum Beispiel 2 mm und hat an seinem oberen Ende eine Einfüllöffnung 2, die von einem verstärkten Rand 3 begrenzt wird. Zusätzlich kann der Behälter 1 durch Stahlringe versteift sein. Diese sind der Einfachheit halber weggelassen.

In dem Behälter 1 ist ein Filtereinsatz 5 untergebracht, der mehrere zur Reinigung von Wasser verwendete Filterkerzen 6 umfaßt. Die Filterkerzen 6 sind in

H der Figur gestrichelt angedeutet Sie sitzen zwischen

|ΐ zwei Endplatten 7 und 8, die durch ein Stützrohr 9 von-

fc einander distanziert sind. Das Stützrohr 9 kann mit

p Schrauben 10 verspannt werden, die in einem Flansch 11

If; unterhalb der Platte 7 angeordnet sind. In der oberen

11 Platte 8 sitzt das Stützrohr 9 mit einer Verschraubung

fijj 12. Die obere Platte 8 ist noch mit einer über ein Rohr-

|§ stück 14 befestigten Scheibe 15 versehen, die für den

|j Transport und die Lagerung des Filtereinsatzes 5 vor-

H teilhaft ist

ig Nach Gebrauch wird der Filtereinsatz 5 mit einem

|5 strahlungssicheren Manipulatorgerät in den Behälter 1

IJ gesetzt Dabei wird durch geeignete Abstützungen für

G eine möglichst zentrale Lage des Filtereinsatzes 5 im

|if Behälter 1 gesorgt, denn es ist erwüascht, daß der Filter-

IW einsatz 5 gleichmäßig von allen Seiten eingeschlossen

|ί wird.

Il Der im Behälter 1 befindliche Filtereinsatz 5 wird

H dann mit einem Heißluftstrom getrocknet Dieser Heiß-

p luftstrom mit einer Temperatur von etwa 200⁰C wird

fe mit einer Düse durch die Öffnung 2 an einer Seiti in den

|i Behälter 1 gerichtet und so geführt daß er an einer

% anderen Stelle austritt, möglichst aber den ganzen FiI-

U tereinsatz 5 gleichmäßig bespült Das Trocknen erfolgt

ji entweder rein zeitabhängig, wobei der Trocknungsvor-

•. gang 1 bis 2 Stunden umfassen kann, bei besonders fei-

•-v nen Filtern auch längere Zeit oder aber auch in Abhän-

ift gigkeit von der Feuchtigkeit der aus dem Behälter 1

h austretenden Luft

i;i Danach wird mit einer bekannten Bituminieranlage

>S Bitumen 17 in den Behälter 1 eingeführt das Gießtem-

' peraturen zwischen 180 und 200⁰C aufweist Dieser

; Gießvorgang füllte in etwa 20 Minuten das Faß soweit

f: daß die obere Platte 8 bedeckt war. Dann wurde nach

r; 2 Stunden eine Restmenge von 15% des zuvor einge-

'; gossenen Bitumenvolumens nachgefüllt um die beim Erkalten auftretende Schrumpfung auszugleichen, die

■; zu einer Absenkung des Bitumenspiegels bis unter die

'"' obere Platte 8 geführt hatte. Mit dem nunmehr nachge-

$ gossenen Bitumenvolumen war der Filtereinsatz 5 voll-

f; ständig abgedeckt Die öffnung 2 wurde nach Erkalten

^Ί mit dem zu solchen Fässern gehörenden Deckel ver-

':j_t schlossen, worauf das Faß abtransportiert werden konn-

J. ^te·

': Die Strahlungsbeständigkeit von Bitumen beträgt et-

■ wa 10⁸ rad. Dies reicht für mittelaktive Filter aus.

Beim Einbetten von Filterkerzen, die nicht durch schwere Metallteile zu einem Filtereinsatz verbunden sind, kann es vorkommen, daß die Filterkerzen wegen ihrer porösen Bauweise in dem eingefüllten Bitumen aufzutreiben versuchen. Hier muß man durch eine Be-

; schwerung dafür sorgen, daß die Filterkerzen unterhalb

<ί des Bitumenspiegels bleiben. Dazu geeignete Hilfsvorrichtungen sind zum Beispiel aus der DE-GM 74 18 165

■; bekannt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einbettung von radioaktiv kontaminierten festen Abfällen, bei dem die Abfälle zunächst durch Erwärmung getrocknet und dann in einem zur Endlagerung vorgesehenen Behälter mit heißem Bitumen Obergossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einbettung von Filterkerzen oder Filterelementen diese bei 100 bis 200° C getrocknet werden und daß der Gießvorgang auf mindestens 30 Minuten ausgedehnt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Warmluft-Trocknung.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießvorgang in zwei Stufen erfolgt, wobei in der zweiten Stufe 5 bis 25% des Bitumens nach einer Pause von 30 Minuten oder mehr nachgegossen werden.

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