DE2625379C3 - Verdampferkolben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferkolben für die Destillation radioaktiver Flüssigkeiten mit einer bodenseitigen Einstülpung. Die üblicherweise verwendeten Verdampferkolben für Destillationsanlagen, auch Blasen genannt stellen im allgemeinen runde oder kugelige Glasgefäße dar, die z. B. über ein beheiztes ölbad erwärmt werden. Sie sind außerdem oftmals mit Rühreinrichtungec versehen, die von außen über entsprechende Hilfsmittel betätigt werden. Über solche Geräte wird beispielsweise im Handbuch der [.aboratiomsdestillation von E. Kreli, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin (1958), berichtet, siehe insbesondere die Seiten 348 und 349, Abbildung 3 36. In der DE-OS 16 98 26J ist bereits ein Destillierkolben mit eingestülptem Boden vorgestellt worden, bei dem das Aufspritzen der siedenden Flüssigkeit vermieden werden sollte. Bei diesen Formgebungen wurde an die Verarbeitung radioaktiver Stoffe aber nicht gedacht.

Derartige Konstruktionen eignen sich aber tatsächlich nicht zur Verarbeitung radioaktiver Flüssigkeiten. Bei diesem muß dafür Sorge gelragen werden, daß eine nukleare Exkursion mit Sicherheit vermieden wird, außerdem sollten mechanische Rühreinrichtungen vermieden werden, da die Reinigung derselben im Sinne einer Dekontamination mit Schwierigkeiten verbunden ist. Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Verdampferkolbenkonstruktion zu finden, bei der das erwähnte nukleare Risiko mit Sicherheit vermieden wird und auch keine mechanische Rühreinrichtungen erforderlich sind. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der durch die Einstülpung entstandene Hohlraum mit neutronenabsorbierenden und moderierenden Materialien gefüllt ist. daß ein Ablaßrohr am Boden des Kolbens nach der Seile herausgeführt ist und daß dieses mit einem tangential in den oberen Teil des Kolbens einmündenden, mit einer regelbaren Heizeinrichtung versehenen Verbindungsrohr verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Kolbens ist in der Figur rein schematisch dargestellt. Mit 1 ist der eigentliche Verdampferkolben oder Blase bezeichnet, dieser besitzt eine Einstülpung H. Dadurch hat der eigentliche Verdampferbehälier eine ringförmige Gestalt, so daß eine größere Menge Flüssigkeit, z. B.

Plutoniumnitratlösung, gegenüber einem einfachen kugelförmigen Behälter, in geometrisch sicherer Anordnung aufgenommen werden kann. Damit aber eine nukleare Exkursion von in der Lösung befindlicher spaltbarer Materie mit absoluter Sicherheit vermieden wird, ist in der Einstülpung 11 eine Auskleidung 6 aus Kadmiumblech oder einem anderen Absorbermaterial vorgesehen. Für den Fall, daß auch schnelle Neutrc nen auftreten sollten, ist ein Körper 7 aus wasserstoffhalti-

to gem moderierenden Material, wie z. B. Paraffin oder

Holz, vorgesehen , der diese zunächst auf thermische Geschwindigkeiten abbremst so daß sie dann vom Kadmiumblech absorbiert» erden können. An den Kolben 1 ist weiterhin ein Ablaßrohr 2

is angeschlossen, das normalerweise bei 21 verschlossen ist Dieses Rohr ist mit einem weiteren Rohr 3 verbunden, das in den oberen Bereich 5 des Verdampferkolbens 1 tangential einmündet Es ist außerhalb dieses Kolbens weiterhin mit einer regelbaren Heizeinrichtung 4 versehen. Durch diese Anordnung der Heizeinrichtung wird der Inhalt des Verdampferkolbens ständig umgewälzt der tangentiale Austritt des Rohres 3 innerhalb des Kolbens I sorgt dafür, daß die zulaufende Flüssigkeit an der Wandung entlang strömt.

Dadurch wird für eine verbesserte Dampfabscheidung und gleichzeitig für ehe gute Durchmischung des Kolbeninhaltes gesorgt Ein mechanisches Rührwerk erübrigt sich also, so daß damit auch die Wartung vereinfacht wird. Nach dem Stand der Technik bestehen

ω Verdampferkolben aus Glas bzw. anderen entsprechend widerstandsfähigen Materialien. Auch diese Konstruktion wird zweckmäßigerweise aus solchen Werkstoffen hergestellt. Allerdings ist es in Anbetracht der zu verarbeitenden radioaktiven Flüssigkeiten zweckmäßig,

«5 hier borhaltiges Glas zu verwenden, da das Element Bor gleichfalls wie Kadmium neutronenabsorbierend und damit in Richtung zusätzlicher Sicherheit wirkt.

Zur weiteren Veranschaulichung des Erfindungsgegenstandes seien kurz die Abmessungen einer ausge-

führten Einrichtung genannt, diese haben jedoch keinerlei beschränkenden Einfluß. Höhe und Durchmesser dieser ausgeführten Anlage betragen etwa 320 mm, der Innendurchmesser der Einstülpung etwa 170 mm, deren Tiefe etwa 270 mm.

« Als Moderatormaterial ist Holz verwendet, das umschließende Kadmiumblech hat eine Dicke von etwa I mm. Die Heizung kann in an sich bekannter Weise z. B. als elektrische Strjhlungs- oder Konvektionsheizung ausgeführt sein. Die schräge Anordnung des Verbindungsrohres 3 ist in dem Beispiel gewählt worden, damit genügend Platz für die Heizeinrichtung 4 verbleibt, selbstverständlich kann die Verbindungsleitung 3. falls genügend Raum vorhanden ist, auch parallel zum eigentlichen Verdampferkolben geführt werden.

^M Hieraus geht hervor, daß auch andere Bauformen als die hier dargestellte, gewählt werden können. Allen ist jedoch gemeinsam die Anbringung von Absorber- und Moderatormaterialien in einer Einstülpung des Verdampferkolbens bzw. im Zentraum eines ringförmigen

«i Verdampferkolbens und die Umwälzung der Verdampferflüssigkeit durch äußere Mittel, wobei zusätzlich auch noch eine Pumpe aus entsprechenden Materialien Verwendung finden könnte. Die sich an den Verdampferkolben 1 nach oben anschließende Destillationsko-

*>5 lonne wurde der Übersichtlichkeit halber weggelassen, zumal deren Konstruktion für die Funktion des Anmeldungsgegenstandes ohne Bedeutung ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verdampferkolben für die Destillation radioaktiver Flüssigkeiten, mit einer bodenseitigen Einstülpung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Einstülpung (11) entstandene Hohlraum mit neutronenabsorbierenden und moderierenden Materialien (6,7) gefüllt ist, daß ein Ablaßrohr (2) am Boden des Kolbens (1) nach der Seite herausgeführt ist und daß dieses mit einem tangential in den oberen Teil des Kolbens (1) einmündenden, mit einer regelbaren Heizeinrichtung (4) versehenen Verbindungsrohr (3) verbunden ist

2. Verdampferkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zur Neutronenabsorption mit einem Kadmiumblech von etwa 1 mm Dicke ausgekleidet ist und der verbleibende Hohlraum zur Neutronenmoderierung mit einem Körper (7) aus Paraffin oder Holz gefüllt ist