DE2548156A1

DE2548156A1 - PROCESS FOR GENERATING PURE DISTILLATE, IN PARTICULAR DECONTAMINATION OF RADIOACTIVELY POLLUTED WASTE WATER BY RELAXATION EVAPORATION

Info

Publication number: DE2548156A1
Application number: DE19752548156
Authority: DE
Inventors: Rolf Ing Grad Janicke; Georg Dipl Ing Schulz
Original assignee: Vereinigte Kesselwerke AG
Current assignee: Vereinigte Kesselwerke AG
Priority date: 1975-10-28
Filing date: 1975-10-28
Publication date: 1977-05-05
Also published as: FR2329318B1; FR2329318A1

Description

Düsseldorf, den 10. Oktober 1975 PAT SCHl/hoDüsseldorf, October 10, 1975 PAT SCHl / ho

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Vereinigte Kesselwerke AGUnited Kesselwerke AG

4 Düsseldorf 1, Werdener Straße 34 Düsseldorf 1, Werdener Strasse 3

Verfahren zur Erzeugung von Reindestillat, insbesondere Dekontaminieren von radioaktiv belastetem Abwasser durchProcess for the production of pure distillate, in particular by decontaminating radioactive waste water

EntspannungsverdampfungFlash evaporation

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Reindestillat, insbesondere Dekontaminieren von radioaktiv belastetem Abwasser durch Entspannungsverdampfung, wobei das Wasser weiteren Behandlungsstufen zugeführt und anschließend kondensiert wird.The invention relates to a method for producing pure distillate, in particular decontamination of radioactively contaminated wastewater by flash evaporation, whereby the Water is fed to further treatment stages and then condensed.

Radioaktive■Abwasser aus Kernkraftanlagen z.B. dürfen erst nach umfangreicher Aufbereitung in einen unbedenklichen Zustand in Abwassersysteme bzw. in natürliche Gewässer geleitet werden. Es besteht die Forderung, daß Abwasser eine Restaktivität von unter 10~⁷ Ci/m³ aufweist.Radioactive ■ sewage from nuclear power plants, for example, may only be discharged into sewage systems or natural waters after extensive treatment in a safe condition. There is a requirement that waste water has a residual activity of less than 10 ~ ⁷ Ci / m ³ .

Die strengen Forderungen an die Aufbereitungsanlagen wurden erst in letzter Zeit gestellt, da es bisher möglich war, durch Verdünnung (Zugabe von inaktivem Kühlwasser) die Restaktivität herabzusetzen. In vielen Fällen besteht keine Zumischmöglichkeit von inaktivem Wasser, weil durch Umstellung der Technologien Zumischwasser nicht vorhanden ist.The strict demands on the processing plants were Only recently, as it was previously possible to reduce the residual activity by dilution (addition of inactive cooling water) to belittle. In many cases there is no possibility of adding inactive water because of the changeover the technology admixing water is not available.

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Die üblichen Aufbereitungsanlagen, die nach dem Prinzip der Verdampfung mit anschließender Kondensation arbeiten, sind in ihrer Leistungsfähigkeit beschränkt und können den behördlichen Forderungen nicht mehr entsprechen. Wie sich aus den verschiedensten Untersuchungen gezeigt hat, kann aber die Verdampfung mit anschließender Kondensation grundsätzlich als die wichtigste Methode der Aufbereitung angesehen werden. Es kommt bei der Aufbereitung durch Verdampfung darauf an, daß keine Fremdelemente aus dem Verdampfer in die nachgeschaltete Kondensationsanlage gelangen. Salze werden bei solchen Anlagen in der Regel durch mitgerissene Flüssigkeitstropfen oder Nebelteilchen aus dem Verdampfer in den Kondensatteil getragen. Die Aufgabe dieser Aufbereitungsanlagen liegt deshalb darin, Wasser zu verdampfen, wobei der Dampf vor der Kondensation von allen Fremdelementen befreit werden muß, die meist an Tröpfchen im Dampf angelagert sind.The usual processing plants, which operate on the principle of Evaporation with subsequent condensation work, are limited in their efficiency and can be the official Requirements no longer meet. As has been shown from various studies, however, evaporation can with subsequent condensation can basically be regarded as the most important method of processing. It When processing by evaporation, it is important that no foreign elements from the evaporator into the downstream Get condensation system. Salts are used in such plants usually carried by entrained drops of liquid or mist particles from the evaporator into the condensate section. The task of these treatment plants is therefore to evaporate water, with the steam before condensation must be freed from all foreign elements, which are usually attached to droplets in the steam.

Die bisher gebauten einstufigen Verdampferanlagen für radioaktives Abwasser mit Natur- bzw. Zwangsumlaufsystemen und einem Brüdenabscheider mit aufgesetzter Füllkörper- oder Bodenkolonne oder auch mit Gewebepackungen zur Dampfreinigung haben die Nachteile, daß sie zur Verkrustung neigen aufgrund ihrer vielen kleinen Öffnungen und ihrem Reinigungseffekt durch Nebel- und Tröpfchenabscheidung physikalische Grenzen gesetzt sind. Alle diese Verfahren sind mehr oder weniger wirkungslos, wenn kleinste Nebelteilchen (ca. < 1 jUm) , die noch Fremdelemente enthalten, zur Reinigung des Dampfes abgeschieden werden sollen. Es hat sich gezeigt, daß auch Teil-The previously built single-stage evaporator systems for radioactive Wastewater with natural or forced circulation systems and a vapor separator with attached packed or tray column or with fabric packings for steam cleaning have the disadvantages that they tend to become encrusted due to their many small openings and their cleaning effect physical limits are set by mist and droplet separation. All of these procedures are more or less ineffective if the smallest fog particles (approx. <1 jum), the still contain foreign elements, deposited for cleaning the steam should be. It has been shown that partial

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rückführungen von kondensiertem gesäuberten Wasser, Einsetzen von Nebelabscheidern mit gewellten Platten und Abstreifkanten, Vorschalten von Agglomeratoren, Zwischenschalten von Sprühwäschern zur Agglomeration der Nebelteilchen, nicht in der Lage sind, die geringe Trägheit der kleinsten fremde leinen thaltigen Nebelteilchen maßgeblich zu beeinflussen, umjsie an Wänden oder anderen Flüssigkeitsteilchen anzulagern.recirculation of condensed purified water, insertion of mist separators with corrugated plates and scraper edges, Upstream connection of agglomerators, intermediate connection of spray washers for the agglomeration of the mist particles, are unable to contain the slight inertia of the smallest foreign lines To significantly influence fog particles in order to attach them to walls or other liquid particles.

• Die bisher üblichen mehrstufigen Verdampferanlagen, wie z.B. zwei Zwangsumlaufverdampfer hintereinandergeschaltet oder Zweistufenverdampfer mit Naturumlauf, wobei die zweite Stufe unter einem niedrigeren Druck arbeitet als die erste Stufe, oder zweistufige Entspannungsverdampfer sind in der Reinigungswirkung besser gegenüber den einstufigen Anlagen. Der technische Aufwand ist dagegen sehr groß, wobei Verkrustungen die Anlagen sehr störanfällig machen·.• The previously common multi-stage evaporator systems, such as two forced circulation evaporators connected in series or two-stage evaporators with natural circulation, with the second stage works under a lower pressure than the first stage, or two-stage flash evaporators are in the cleaning effect better compared to the single-stage systems. The technical effort, however, is very great, with incrustations make the systems very susceptible to failure ·.

So ist in der DT-OS 2 343 463 ein zweistufiges Verfahren beschrieben, das den Nachteil aller Mehrstufenverfahren trägt, nämlich den erhöhten Wärmeverbrauch, der zum zweimaligen Verdampfen der Flüssigkeit nötig ist. Da außerdem der erzeugte Dampf der ersten Stufe kondensiert werden muß, ergibt sich auch ein größerer Kühlwasserbedarf gegenüber Einstufenverfahren. Ein weiteres negatives Kennzeichen dieses Verfahrens ist die große UmIaufwassermenge, die bei kontaminierten Wässern auch nicht.gewünscht wird. Der Vorteil der besseren Wärmeeinbringung durch die Trennung der Wärmeaustauscher kann diese Nachteile auch nicht ausgleichen.A two-stage process is described in DT-OS 2 343 463, that carries the disadvantage of all multi-stage processes, namely the increased heat consumption, which is twice Evaporation of the liquid is necessary. In addition, since the generated steam of the first stage must be condensed, it results also a greater cooling water requirement compared to single-stage processes. Another negative hallmark of this procedure is the large amount of circulating water that is used in contaminated Watering is also not desired. The advantage of better heat input by separating the heat exchanger can be nor do they compensate for these disadvantages.

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Nach dem Verfahren zur Entspannungsverdampfung feststoffhaltiger Flüssigkeiten gemäß der DT-OS 2 361 236 erfolgt die Verdampfung und anschließende Separierung von feststoffhaltigen Flüssigkeiten und Brüden in funktionell voneinander getrennten Bereichen derart, daß durch Drucksenkung unterhalb des Dampfdruckes der abzukühlenden Flüsigkeit eine plötzliche Verdampfung erfolgt und die dabei gebildete flüssige und gasförmige Phase direkt anschließend durch Zentrifugalkraft getrennt wird.According to the method for flash evaporation of solids-containing liquids according to DT-OS 2 361 236, the Evaporation and subsequent separation of solids-containing liquids and vapors in functional terms separate areas such that a sudden drop in pressure below the vapor pressure of the liquid to be cooled Evaporation takes place and the liquid and gaseous phases formed are then separated directly by centrifugal force will.

Dieses Verfahren ist speziell auf die Entspannungsverdampfung von feststoffhaltigen Flüssigkeiten ausgerichtet. Ein Entfernung von gelösten radioaktiven Salzen ist mit diesem Verfahren nicht ohne weiteres möglich.This process is specific to flash evaporation aligned by solid-containing liquids. A distance of dissolved radioactive salts is not easily possible with this method.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Reindestillat unter Ausschaltung der aufgezeigten Nachteile zu schaffen, mit dem der Dampf auch von kleinsten fremdelementhaltigen Nebelteilchen befreit wird und damit ein Kondensat von höchster Reinheit auch bei ungünstigsten Bedingungen, d.h. bei stark verschmutztem Abwasser*, erhalten wird.The invention is based on the object of a method for the production of pure distillate with the elimination of those indicated To create disadvantages, with which the steam is freed from even the smallest mist particles containing foreign elements and thus a condensate of the highest purity even under the most unfavorable conditions, i.e. with heavily polluted wastewater *, is obtained.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß.die Entspannung des erwärmten Wassers und eine Reinigung des durch die Entspannung entstandenen Dampfes in einem gemeinsamen Apparat erfolgt und die Weiterbehandlung in einem Ven-According to the invention this object is achieved in that the Relaxation of the heated water and a cleaning of the steam created by the relaxation in one joint Apparatus and the further treatment in a valve

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turiwäscher im Sattdampfbereich oder/und in einem Gefällespeicher durchgeführt wird.turi scrubber in the saturated steam area and / or in a sloping storage tank is carried out.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens zum Einsatz kommenden Vorrichtungen sind in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The method according to the invention and the devices used to carry out the method are in one Embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gesamtanlage,1 shows a schematic representation of an overall system,

Fig. 2 einen Schnitt durch den für Entspannung und Reinigung dienenden gemeinsamen Apparat,2 shows a section through the common apparatus used for relaxation and cleaning,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Venturiwäscher, Fig. 4 einen Schnitt durch einen Gefällespeicher.3 shows a section through a Venturi scrubber, FIG. 4 shows a section through a gradient storage tank.

Das zu verdampfende Wasser wird über die Umwälzpumpe 2 in dem Wärmeaustauscher 3 erwärmt und im Apparat 4 entspannt und gereinigt. In Fig. 2 ist eine der möglichen Ausbildungen des Apparates 4 dargestellt. Danach erfolgt eine Entspannung im Teil 4' des Apparates 4. Ein Teil der entspannten Flüssigkeit verdampft, wobei die durch die Entspannungsverdampfung auftretende Beschleunigung in Verbindung mit der tangentialen Einleitung zur Abscheidung ausgenutzt wird. Der Dampf wird über ein Tauchrohr 5, das bis unter die Einleitungshöhe 6 reicht, abgezogen, über das Absperrorgan 1 fließt dem Verdampferkreislauf weiteres zu reinigendes Wasser zu.The water to be evaporated is heated in the heat exchanger 3 via the circulation pump 2 and expanded in the apparatus 4 and cleaned. In Fig. 2 one of the possible designs of the apparatus 4 is shown. This is followed by relaxation in part 4 'of the apparatus 4. Part of the expanded liquid evaporates, with the result of the expansion evaporation occurring acceleration in connection with the tangential introduction is used for the deposition. The steam will Via a dip tube 5, which extends below the inlet level 6, withdrawn, the evaporator circuit flows through the shut-off device 1 more water to be cleaned.

Die Weiterbehandlung des Wassers erfolgt gemäß Fig. 1 in einem Venturiwäscher 7. Einer Aufkonzentrierung der Waschflüssigkeit durch Fremdelemente wird durch Einspeisung von sauberem Wasser über das Ventil 8 und einer AbschlämmungThe further treatment of the water takes place according to FIG. 1 in a venturi washer 7. A concentration of the washing liquid foreign elements are caused by feeding clean water through valve 8 and a blowdown

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entgegenwirkt. Der saubere Dampi wird mit dem Kondensator 9 kondensiert.counteracts. The clean Dampi is with the condenser 9 condensed.

Im'Venturiwäscher 7 (Fig. 3) wird der Dampf in der Kehle 12 beschleunigt und quer zum Dampf strom unmittelbar in bzw. vor der Kehle 12 größere Mengen Wasser 13 radial eingeführt. Die Menge des umlaufenden Waschwassers 13 ist ein Mehrfaches der Sattdampfmenge. Das radial zugeführte Waschwasser 13 besitzt eine hohe Geschwindigkeitsdifferenz gegenüber den im Dampf befindlichen Nebelteilchen und ist in der Lage, die kleinsten Nebelteilchen durch direktes Zusammentreffen aufzunehmen. Im Sumpf 14 des Venturiwäschers 7 sammelt sich das Waschwasser mit den aufgenommenen. Fremdelementen aus den Nebelteilchen und wird wieder der Umwälzpumpe 11 zugeführt.In the venturi washer 7 (Fig. 3) the steam in the throat 12 accelerated and transversely to the steam stream immediately in or in front of the throat 12 larger amounts of water 13 introduced radially. the The amount of circulating wash water 13 is a multiple of the amount of saturated steam. The washing water 13 supplied radially has has a high speed difference compared to the mist particles in the vapor and is able to handle the smallest To absorb fog particles by direct meeting. The wash water collects in the sump 14 of the venturi washer 7 with the recorded. Foreign elements from the mist particles and is fed back to the circulation pump 11.

Die Weiterbehandlung kann auch in einem Gefällespeicher 15 erfolgen, wobei im Bedarfsfall eine Kombination von Venturiwäscher 7 und Gefällespeicher 15 möglich ist. Im Gefällespeicher 15 wird der Dampf über mehrere Rohre zum Boden eines mit Wasser gefüllten Behälters geführt. Der aus den Rohren austretende Dampf kondensiert in den unteren Zonen vollständig und erwärmt das Wasser, welches an der Wasseroberfläche aufgrund des niedrigeren Druckes wieder verdampft. Die Nebelteilchen werden von dem Wasser aufgenommen, da eine vollständige Kondensation eintritt. Auch hier wird einer Aufkonzentrierung des Wassers durch Fremdelemente durch Einspeisung von sauberem Wasser über das Ventil 8 und einer Abschlämmung 10 entgegengewirkt.The further treatment can also take place in a gradient storage tank 15, with a combination of Venturi scrubbers if necessary 7 and slope storage 15 is possible. In the slope storage 15, the steam is through several pipes to the bottom of a out of the container filled with water. The steam emerging from the pipes condenses completely in the lower zones and heats the water, which evaporates again on the water surface due to the lower pressure. The mist particles are absorbed by the water as complete condensation occurs. Here too there will be one Concentration of the water by foreign elements Feeding clean water via the valve 8 and a blowdown 10 counteracted.

PatentanspruchsClaim

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Claims

Düsseldorf, 10.

October 1975 PAT SCHI / ho

United Kesselwerke AG

4 Düsseldorf 1, Werdener Strasse 3

Claim

Process for the production of pure distillate, in particular Decontamination of radioactively contaminated wastewater by flash evaporation, with the water in further treatment stages is supplied and then condensed, characterized in that the relaxation of the heated water and a cleaning of the steam created by the relaxation in one joint Apparatus (4) takes place and the further treatment in a Venturi scrubber (7) in the saturated steam range and / or in one Slope storage tank (15) is carried out.

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