DE2648263A1

DE2648263A1 - Verfahren zum einbinden wasserhaltiger radioaktiver abfaelle

Info

Publication number: DE2648263A1
Application number: DE19762648263
Authority: DE
Inventors: Anwer Dipl Ing Puthawala; Helmut Dipl Ing Stuenkel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-10-25
Filing date: 1976-10-25
Publication date: 1978-09-28
Also published as: CH622643A5

Description

Verfahren zum Einbinden wasserEaltiger
radioaktiver Abfälle Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbinden wasserhaltiger radioaktiver Abfälle in Zement, wobei die Abfälle, der Zement und Wasser in einem für die Endlagerung vorgesehenen Behälter gemischt werden. Sie hat sich die Aufgabe gestellt, dieses Verfahren in bezug auf den für die Endlagerung erforderlichen Platzbedarf zu verbessern. Dabei ist zu berUcksichtigen, daß für die Endlagerung Kosten in Höhe von einigen 1000.-- DM pro kg Abfall entstehen können.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abfälle vor dem Einfüllen in den Behälter rieselfähig getrocknet werden, daß der Behälter vor dem Einfüllen der Abfälle mit dem Zement beladen wird und daß die zum Abbinden notwendige Wassermenge über eine Meßeinrichtung zudosiert wird.
Der Trocknungsvorgang ist gegenüber dem zum Beispiel aus der deutschen Auslegeschrift 1 589 839, Spalte 1, Zeilen , bis 36 Bekannten dabei ein zusätzlicher Verfahrensschritt, der unnötig erscheint, weil für das Abbinden des Zements ohnehin Wasser erforderlich ist. Es hat sich aber gezeigt, daß durch das Trocknen nicht nur eine vorteilhafte Volumenverringerung der einzubettenden radioaktiven Abfälle erreicht werden kann, sondern daß auch die letztlich für die Endlagerung erforderliche Masse verringert werden kann, weil die Wassermenge genauer bemessen werden kann als dies ohne Trocknung möglich wäre. Die Wassermenge kann genau gleich dexl zum Abbinden der Zementmenge erforderlichen Volumen gewählt werden.
Vorzugsweise wird der Faßinhalt während des Einfüllens der Abfälle mit einem Rührwerk durchmischt, weil damit eine gleichmäßige Verteilung erreicht werden kann, die keine örtlich zu starken Strahlungen aufweist.
Es ist ferner günstig, wenn der Behälter erst nach dem Einfüllen des Zements in eine Anlage zum Einfüllen der Abfälle transportiert wird, weil dann das Einfüllen des Zements ohne Strahlenbelastung erfolgen kann.
Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man mit Vorteil eine auf ein Faß aufsetzbare Haube mit einem Anschluß für eine Wasserleitung und mit einer Dosiereinrichtung für die Abfälle sowie mit einem in die Haube mindestens teilweise einfahrbaren Rührwerk benutzten. Die Haube verhindert das Verspritzen radioaktiver Abfälle und gewährleistet zugleich einen guten Halt für das Rührwerk, das in dem unter Umständen zähen Zement größere Kräfte ausüben muß als bei Zementmischungen mit großem Wasserüberschuß. Durch das mindestens teilweise Einfahren des Rührwerkes wird verhindert, daß die Haube beim Abheben einen unerwünscht großen Weg zurücklegen muß. Wenn man das Rührwerk vollständig in die Haube einfahren kann, ist es möglich, diese ohne Hubbewegung in seitlicher Richtung vom Faß zu entfernen.
Das Rührwerk in der Haube kann vo:rteilhaft einen Wendelrührer umfassen, dessen Rotationsachse eine vorzugsweise kreisförmige Bewegung über den Faßquerschnitt ausführt. Damit erhält man eine Durchmischung des gesamten FaBinhalts, insbesondere dann, wenn das Rührwerk auch noch über die Höhe des Fasses verstellbar ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführuxlgsbeispiel beschrieben. Dabei ist der tibersichtlichkeit halber eine schematische Darstellung gewählt.
Die für eine Endlagerung wassrunlöslish einzubindenden radioaktiven Abfälle sind insbesondere die Harze von Ionenaustauschfiltern, die zur Kühlmittelreinigung in Kernkraftwerken mit Leichtwasserreaktoren anfallen. Diese Harze sind üblicherweise schwach bis mittel radioaktiv. Sie stellen aher deshalb ein besonderes Problem dar, weil ihre Einbettung in Bitumen bei den erforderlichen hohen Temperaturen zu Zersetzungserscheinungen führt.
Bei der Erfindung werden die Harze über eine Leitung l mit einem Ventil 2 in einen Vorratsbehälter 3 eingespült, der zugleich zur Trocknung dient. Zu diesem Zweck kann über eine Leitung 4 mit einem Ventil 5 erhitzte Luft an der Unterseite des Behälters 3 eingeblasen werden, die durch einen Siebeinsatz 6 von dem die Harze aufnehmenden Inrienraum 7 abgetrennt ist. Die Luft kann unter Umständen in einem geschlossenen Kreis umgewälzt werden, um das Austragen von Radioaktivität zu verhindern. Die Temperatur beim Trocknungsvorgang sollte 1000C nicht überschreiten. Vorzugsweise liegt sie bei 80°C.
Die Harze, die im Normalfall mit einem Wassergehalt von 50 bis 200 Gew.% anfallen, werden rieselfähig getrocknet, wobei ein Wassergehalt von ca. 5 Ges.% noch vorhanden sein kann. Dann fallen die Harzpartikel über eine Leitung 10 mit einer Dosiereinrichtung 11 in ein zur Endlagerung vorgesehenes Normfaß 12.
Die Dosiereinrichtung besteht zum Beispiel aus einer Zellenradschleuse bekannter Bauart.
Das Normfaß 12 wird mit einer Hubvorrichtung 13, die auch Schwenkbewegungen ausführen kann, transportiert. Es kommt aus einem nicht dargestellten strahlungsfreien Raum, in dem als erstes pulvriger Zement 14 eingefüllt worden ist, der 50 Gew.% der Endmenge von zum Beispiel 200 1 ausmacht. Der Einfüllstand ist durch die Linie 15 angedeutet.
In der gezeichneten Abfüllstation wird eine Harzmassa eingegeben, die 20 Ges.% der Endmenge umfaßt. Danach oder aber gleichzeitig kann über eine Leitung 16 mit einer Wasseruhr 17, die Uber eine Kupplung 18 an eine Haube 19 angeschlossen ist, Wasser zugegeben werden, das insgesamt etwa 30 Ges.% der Gesamtmenge ausmacht. Der Faßinhalt wird damit bis zu dem bei 20 angedeuteten Spiegel aufgeftillt.
Anschließend wird ein mit der Haube 19 verbundenes RUhrherk in Tätigkeit gesetzt, das als Ganzes mit 22 bezeichnet ist.
Das Rührwerk umfaßt einen Motor 23, der mit einer zum Beispiel teleskopierenden Abstützung 24 in Längsrichtung des Fasses 12 verstellbar an der Haube 19 befestigt ist. Damit kann ein Rührflügel 25, der über eine Kupplung 26 angeschlossen ist, nicht nur gedreht sondern auch in der Höhc verstellt werden.
Die Höhenverstellung sollte über mindestens die halbe, vorzugsweise Uber die gesamte Höhe des Fasses 12 reichen. Gegebenenfalls kann durch Drehen der Haute 19 auf dem Faß j'der einer besonderen Lagerung, die durch Flansche 27 angedeutet ist, zusätzlich zu der Drehbewegung des Rührwerkes 22 um seine Längsachse noch eine kreisförmige Bewegung über den Faßquerschnitt ausgeführt werden. Es ergibt sich dadurch eine homogene Harzzementmischung mit einer Strahlendosis von zum Beispiel 100 rem an der Außenseite des Fasses 12.
Nach der gleichmäßigen Durchmischung wird die Haube 19 abgenommen und das Faß 12 mit einem nicht dargestellten Deckel für den Transport dicht verschlossen. Nach dem Abbinden, das etwa 12 h erfordert, kann das Faß unmittelbar zur Endlagerung gebracht werden.
5 Patentansprüche 1 Figur L e e r s e i t e

Claims

PatentansBrüwhe . Verfahren zum Einbinden wasserhaltiger radioaktiver Abfälle in Zement, wobei die Abfälle, der Zement und Wasser in einem für die Endlagerung vorgesehenen Behälter gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle vor dem Einfüllen in den Behälter rieselfähig getrocknet werden, daß der Behälter vor dem Einfüllen der Abfälle mit dem Zement beladen wird und daß die zum Abbinden notwendige Wassermenge über eine Meßeinrichtung zudosiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einfüllens der Abfälle der Faßinhalt mit einem Rührwerk durchmischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter nach dem EinfUllen des Zements in eine Anlage zum Einfitlien der Abfälle transportiert wird.
4, Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine auf ein Faß (12) aufsetzbare Haube (19) mit einem Anschluß für eine Wasserleitung (16) und mit einer Dosiereinrichtung (11) für die Abfälle sowie mit einem in die Haube (19) mindestens teilweise einfahrbaren Rührwerk (22).
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (22) einen Wendelrührer umfaßt, dessen Rotationsachse eine vorzugsweise kreisförmige Bewegung huber den Faßquerschnitt ausführt.