DE2554256A1

DE2554256A1 - Verfahren zur entsorgung eines kernkraftwerkes

Info

Publication number: DE2554256A1
Application number: DE19752554256
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1977-06-16
Also published as: FR2334178A1; BE848890A; ES450693A1; NL7610729A; SE7608950L; CH597675A5; BR7605837A

Description

L. & C. Steinraiiller GmbH 527 Oummersbach 1, den l. Dez. 1975

Pa 7513 Kl./Bth./Hei.

Patentanmeldung "Verfahren zur Entsorgung eines Kernkraftwerkes"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung aktivierter und/oder kontaminierter Teile eines Kernkraftwerkes mit Vorbehandlung der Teile zwecks Reduzierung des von ihnen eingenommenen Volumens.

Unter Entsorgung ist ein bestimmter Arbeitsablauf zu verstehen, der den Ausbau eines aktivierten und/oder kontaminierten Teiles, seine Volumenverringerung, seine Dekontamination, seine Verpackung, seine Lagerung und seine Wiederverwertung -je nach der vorhandenen Strahlungshöhe- beinhaltet.

Eine Entsorgung innerhalb eines Kernkraftwerkes ist beim Betrieb zur Beseitigung der regelmäßig anfallenden Abfälle und in Störfällen zur Beseitigung der nicht mehr funktionstüchtigen Teile bzw. zum Zeitpunkt der Stillegung desselben erforderlich.

Die Beseitigung radioaktiver Abfälle in flüssiger oder fester Form, insbesondere eines Kernkraftwerkes, stellt ein bedeutsames Problem dar, weil die Radioaktivität sich nicht willkürlich verringern läßt und bei einer Reihe von Nukliden nur sehr langsam abklingt.

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Bekannt ist es, aktivierte und/oder kontaminierte Bauteile eines Kernkraftwerkes, z.B. vorübergehend im Lagerbecken oder -je nach Größe und Strahlungshöhein einem Lager zu deponieren, um sie anschließend oder später der weiteren Behandlung zuzuführen, d.h. zu verpacken und anschließend außerhalb des Kernkraftwerkes zu lagern. Die Verpackung der Teile erfolgt in bekannten Normf-issern oder in Spezialbehhltern. Dies bedingt, daß die Teile nur eine bestimmte Größe -den Normfnssern bzw. den Spezialfässern angepaßtaufweisen dürfen. Die Beseitigung größerer Teile, wie z.B. Dampferzeuger, Dampftrockner etc., war bisher nicht möglich. Sie wurden im Kernkraftwerk direkt gelagert. Dies ist jedoch nur begrenzt möglich, da in den bisher gebauten Kernkraftwerken keine derartigen Lagermöglichkeiten vorgesehen sind. Der Transport und die Lagerung großer Teile außerhalb eines Kernkraftwerkes setzen jedoch enorme Sicherheitsvorkehrungen voraus, die einen hohen Kostenaufwand, z.B. für die unterschiedlichsten Transportausführungen, erforderlich machen. Außerdem muß dafür ein ausreichend sicherer Lagerort zur Verfugung stehen.

Weiterhin ist es bekannt, die Entsorgung der Brennelemente von verschiedenen Kernkraftwerken überörtlich vorzunehmen, indem die Brennelemente mittels Transportbehälter zu einer zentralen Aufbereitungsanlage transportiert werden. Eine derartig zentrale Behandlung für andere Teile eines Kernkraftwerkes ist problematisch.

Im Hinblick auf die oben angesprochenen Probleme einer dezentralen Entsorgung für Kernkraftwerksteile hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem durch Vorbehandlung und Behandlung der aktivierten und/oder kontaminierten Teile

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die Entsorgung wesentlich gefahrloser durchzuführen ist. Unter Vorbehandlung im Sinne der Aufgabenstellung wird verstanden, daß das Volumen der aktivierten und/oder kontaminierten Teile auf Größenordnungen reduziert wird, die den Einsatz von bereits im Kernkraftwerk vorhandenen Sicherheits- und Hilfssystemen bzw. die Bereitstellung zusätzlicher Behandlungssysteme kostengünstig ermöglicht.

Diese Aufgabe wird im Rahmen der Erfindung durch drei grundsätzlich voneinander selbständig durchführbare Vorbehandlungsmethoden mit einer sich jeweils anschließenden bekannten oder neuen Behandlungsart gelöst.

GemMß einem ersten möglichen Verfahren ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung in einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen und danach die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten mittels an sich bekannter Verdicttungseinrichtungen, vorzugsweise Pressen, erfolgt.

Bei diesem Verfahren kann geranß einer Ausführungsform unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Einschmelzen der Teile mittels an sich bekannter Vorrichtungen erfolgen.

Eine andere Ausführungsform dieses Verfahrens sieht die weitere Behandlung erfindungsgennß vor, daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der

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Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten mit anschließendem Tiefgefrieren und Brechen der Teile in tiefgefrorenem Zustand erfolgt.

Im Rahmen der letztgenannten Entsorpungsalternative wird weiter vorgeschlagen, daß die Vorbehandlung durch Zusammenpressen der Teile ergnnzt wird, und daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlunp in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten mit anschließendem Tiefgefrieren und Brechen der Teile in tiefgefrorenem Zustand erfolgt.

Schließlich sieht eine andere Ausfnhrungsform des erfindungsgemhßen Verfahrens vor, daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch chemische Behandlung erfolgt.

Eine zweite erfindungsgennße Verfahrensmethode ist sowohl in Bezug auf die Vorbehandlung als auch auf die sich hieran anschließende Behandlung dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung durch Tieffrieren der Teile mit anschließender Zerkleinerung in tiefgefrorenem Zustand und danach die weitere Behandlung bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Behandlung mittels einer chemischen Lösung erfolgt.

Eine dritte erfindungsgemäße Verfahrensmethode ist sowohl in Bezug auf die Vorbehandlung als auch auf die sich hieran anschließende Behandlung dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung durch Zusammenpressen der Teile und danach

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die weitere Behandlung bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Einschmelzen erfolgt.

Im Rahmen der Erfindung- kann es zweckmäßig sein, der Vorbehandlung eine Dekontaminierung der Teile vor- oder nachzusehaIten.

Für die oben erwähnte erste Verfahrensmethode sieht die Erfindung vor, der Vorbehandlung eine Dekontaminierung der Teile vor- oder nachzuschalten.

Für die beschriebene zweite und dritte Verfahrensmethode sieht die Erfindung vor, der Vorbehandlung eine Dekontaminierung der Teile vorzuschalten.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß mit vorhandenen Sicherheits- und Hilfssystemen und angesel lossenen bzw. eingebrachten Behandlungssystemen innerhalb des Kontroll bereiches des Kernkraftwerkes kostengünstig eine Entsorgung der aktivierten und/öder kontaminierten Teile ermöglicht wird. Der Einsatz der möglichen Hilfssysteme für die Behandlung der Teile richtet sich nach der Aktivierung, Kontamination und der Abmessung bzw. Zusammensetzung der Teile.

Anhand der nachstehenden Beschreibung werden die Erfindungsgedanken näher erläutert:

Die Entsorgung beginnt mit dem Ausbau eines Teiles, wobei der Ausbau durch das Trennen von vorhandenen lösbaren Verbindungen erfolgen kann, oder das Teil durch Trennschneiden, Zerspanen oder Brennschneiden aus dem übrigen funktionsfähigen Teil herausgenommen wird. Je nach Größe des auszubauenden Teiles und der erforderlichen Behandlungsarten ist eine mehr oder weniger große Portionierung erforderlich.

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Diese Portionsierunp kann mittels Trennschneiden, mittels mechanischer Schere, mittels Zerspanen in Form von Sägen, Fräsen, Hobeln und Drehen oder durch Brennschneiden erfolgen. Diese Arbeiten können sowohl an der Ausbaustelle als auch ,z.B. im Lagerbecken des Kernkraftwerkes, durchgeführt werden. Außerdem ist eine Portionierung an anderen Stellen des Kernkraftwerkes möglich, da eventuell anfallende Abgase bzw. Abwasser über nicht fest installierte, flexible Leitungen den vorhandenen Hilfssystemen, wie Abwasser- und Abgasanlage, zugeführt werden können.

Die Portionierune innerhalb des Lagerbeckens bedingt bei zerspanender Methode entsprechende Auffangvorrichtungen für Späne, wobei zusätzliche mechanische Reinigungseinrichtungen am Lagerbeckenreinigungssystem weitere Sicherheiten bieten. Die Arbeiten können durch Fenster im Lagerbecken beobachtet werden, wobei von der Fensterseite aus oder vom Beckenrand bedienbare Manipulatoren und Vorrichtungen einsetzbar sind. Die jeweilige Behandlungsstelle innerhalb des Lagerbeckens kann durch Einbauten von dem übrigen Wasserraum getrennt werden. Weiterhin kann an der Behandlungsstelle auch die Verpackung unterhalb des Wasserspiegels erfolgen.

Als weitere Vorbehandlung folgt eine weitere Volumenverringerung durch Zusammenpressen mittels an sich bekannter Vorrichtungen. Diese Vorrichtungen können direkt an dem Ausbauort in der Nähe des Lagerbeckens oder an einem anderen beliebigen Ort innerhalb des Kontrollbereiches verwendet werden. Es ist jedoch auch eine Zusammenpreßeinrichtung möglich, die an die vorhandene Schleuse angebaut wird und mit ihrer äußeren Hülle den Kontrollbereich erweitert. Nach erfolgter Arbeit kann diese Zusatzeinrichtung einem weiteren Einsatz zugeführt

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werden. Die so behandelten Teile können danach in die bekannten Normfrisser verpackt und in den bekannten Lagerstätten gelagert werden. Die bisher vorhandene Normfaßverpackungsanlage kann im Kernkraftwerk so zentral angeordnet sein, daß die anfallenden Fässer ohne große interne Transportwege dorthin gelangen. Es können auch spezielle Transportwege für die Fässer zur zentralen Ausschleusstelle verwendet werden.

Nach der Portionierung der Teile und/oder dem Zusammenpressen kann ein Zusammenschmelzen der Teile in an sich bekannten Vorrichtungen erfolgen. Diese Vorrichtungen können in den Kontrollbereich direkt eingebracht werden oder an den Kontrollbereich, z.B. an die Schleusen, angeschlossen werden. Diese Zusatzeinrichtung in Form eines Schmelzofens kann in einem Störfall von den übrigen Energieversorgungszentren des Kernkraftwerkes versorgt werden. Bei Stillsetzung des Kernkraftwerkes kann der Schmelzofen durch Fremdenergien von außen betrieben werden. Dies gilt auch für noch zu verwendende Tlilfssysteme, wie z.B. der Abwasseranlage oder der Abgasbzw. Spaltirasrückhalteanlage. Mittels der bereits erwähnten nicht fest installierten, flexiblen Leitungen können Abwasser bzw. Abgase aus dem eingebrachten oder angeschlossenen Schmelzofen auf die vorhandenen Hilfssysteme überführt werden. Kontaminierte Teile der Zusatzeinrichtung werden nach Beendigung der Arbeiten entweder in bekannte Normfässer verpackt, oder sie werden mittels der vorhandenen Hilfssysteme dekontaminiert, wobei die Schadstoffe über die Abgas- bzw. Abwasseranlage den vorhandenen Verpackungseinrichtungen zugeführt werden können.

Anstelle des Schmelzofens kann eine andere Zusatzeinrichtung, wie z.B. eine Tiefgefrieranlage eingebracht bzw. angeschlossen werden. Diese Tiefgefrieranlage

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dient dazu, portionierte Bauteile aus bestimmten Werkstoffen zu gefrieren und in einer angeschlossenen Brechanlage in kleine Teile zu brechen. Es ist möglich, die kleinen Teile direkt zu verpacken oder auch nach unterschiedlichen Strahlungsintensitäten mittels bekannter Meßverfahren zu sortieren und gegebenenfalls einer Weiterbebandlunp zuzuführen.

Anstelle der beschriebenen Einschmelz- bzw. Tiefteraperaturvorrichtunjr ist eine chemische Behandlungsanlage möglieh, die ebenfalls in den Kontrollbereich eingebracht oder angeschlossen werden kann. Diese chemische Behandlungsanlage ist einerseits in der Lage, die portionierten oder gepreßten Teile aufzulösen oder bei den portionierten Teilen eine OberfP'Chenabtragung mittels entsprechender Beiz-Siuren vorzunehmen. Die Kontamination kann damit auf ein vorgeschriebenes Maß reduziert werden. Auch hier können alle Abgase und Abwnsser den vorhandenen Hilfssystemen, wie beschrieben, zugeführt werden. Das somit behandelte, abgebeizte Teil kann eventuell einer Wiederverwertung zugeführt werden. Das aufgelöste Material der Teile kann entsprechend verpackt bzw. mit Verfestigungszugaben angereichert, verpackt und der Lagerstätte zugeführt werden.

Eine weitere Möglichkeit der Behandlung ist dadurch gegeben, daß vor einer Vorbehandlung eine Dekontamination vorgeschaltet wird. Diese Dekontamination kann in eingebautem Zustand, aber auch erst nach dem Ausbau des Teiles erfolgen. Die Dekontaminierung kann mittels Abwaschen, Abstrahlen mit körnigen oder pulverförmigen Mitteln, spanabhebend wie Fr.äsen, Schleifen, Drehen, Hobeln und mit chemischen Lösungen erfolgen.

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Desweiteren ist eine Dekontamination nach der Vorbehandlung möglich, die jedoch dann an jeder beliebigen Stelle des Kontrollbereiches durchzuführen ist.

Ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen, ist es möFlich, verschiedene Behandlungsarten, wie Einschmelzen, Tiefgefrieren und Chemischbehandeln ohne eine Vorbehandlung durchzuführen und jede weitere technisch sinnvolle Behandlungsart unter Verwendung der vorhandenen Sicherheits- und Hilfssysteme und der zusätzlichen Behandlungssysteme einzusetzen.

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Claims

L. & C. SteinmiJller GmbH 527 Gummersbach 1, den 1. Dez. 1975 Pa 7513 O./lIei. Patentansprüche

1.) Verfahren zur Entsorgung aktivierter und/oder kontaminierter Teile eines Kernkraftwerkes mit Vorbehandlung der Teile zwecks Reduzierung des von ihnen eingenommenen Volumens, dadurch gekennzeichnet . daß die Vorbehandlung in einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen und danach die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten mittels an sich bekannter Verdichtungseinrichtungen, vorzugsweise Pressen, erfolgt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Einschmelzen der Teile mittels an sich bekannter Vorrichtungen erfolgt.

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3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten mit anschließendem Tiefgefrieren und Brechen der Teile in tiefgefrorenem Zustand erfolgt.

4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorbehandlung durch Zusammenpressen der Teile ergänzt wird,und daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten mit anschließendem Tiefgefrieren und Brechen der Teile in tiefgefrorenem Zustand erfolgt.

5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch chemische Behandlung erfolgt.

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6.) Verfahren zur Entsorgung aktivierter und/oder kontaminierter Teile eines Kernkraftwerkes mit Vorbehandlung der Teile zwecks Reduzierunp des von ihnen eingenommenen Volumens, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorbehandlung durch Tieffrieren der Teile mit anschließender Zerkleinerung in tiefgefrorenem Zustand und danach die weitere Behandlung bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Behandlung mittels einer chemischen Lösung erfolgt.

7.) Verfahren zur Entsorgung aktivierter und/oder kontaminierter Teile eines Kernkraftwerkes mit Vorbehandlung der Teile zwecks Reduzierung des von ihnen eingenommenen Volumens, dadurch gekennzeichne t , daß die Vorbehandlung durch Zusammenpressen der Teile und danach die weitere Behandlung bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Einschmelzen erfolgt.

8.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbehandlung eine Dekontaminierung der Teile nachgeschaltet ist.

9.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbehandlung eine Dekontaminierung der Teile vorgeschaltet ist.

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