DE2654767A1

DE2654767A1 - Filter fuer abgase mit radioaktiven verunreinigungen

Info

Publication number: DE2654767A1
Application number: DE19762654767
Authority: DE
Inventors: Heinz Kohner; Bruno Leibold
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1976-12-03
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2654767C2; CH625714A5

Description

Filter für Abgase mit radio-
aktiven Verunreinigungen Die Erfindung betrifft ein Filter für Abgase mit radioaktiven Verunreinigungen.
Abgase mit festen oder gasförmigen radioaktiven Verunreinigungen fallen in relativ großen Mengen, z.B. beim Betrieb von Kernreaktoren, an. Ein großer Teil der gasförmigen Verunreinigungen besteht aus Gasen mit kurzlebiger Radioaktivität, so daß ihre sofortige Ableitung in die Atmosphäre problematisch ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Behandlung der beschriebenen Abgase besonders geeignetes Filter zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch cin Filter gelöst, das von einem von den Abgasen durchströmten im wesentlichen zylindrischen, aufrechtstehenden Behälter mit Aktivkohle gebildet wird, welcher in seinem Inneren eine Tragblech-Spirale aufweist. Der wesentliche Vorteil eines in dieser Weise ausgebildeten Filters besteht darin, daß es in großen Dimensionen verwirklicht werden kann. Dadurch wird erreicht, daß sich die Abgase für eine relativ lange Zeit (z.B. 30 bis 50 Tcg-,e) innerhalb des Filters befinden, so daß die Radioaktivität der das Filter verlassenden Gase erheblich abgeklungen ist. Das Einleiten dieser Gase in die Atmosphäre ist dann nicht mehr mit Schwierigkeiten verbunden. Die eingebaute Tragblech-Spirale bewirkt dabei zum einen eine Verlängerung des Weges der Abgase im Filter; zum anderen tritt dadurch eine Bodendruckentlastung ein, die ein Anbacken der Aktivkohle im unteren @ereich des filter verhindert. Nach einem derartigen Anbacken wäre es nicht mehr möglich, Aktivkohle aus dem Behälter abzulassen. Gerade das soll aber beim Gegenstand der Erfindung möglich sein, um verschmutzte Aktivkohle aus dem Behälter entfernen zu können.
Der erfindungsgemäße Filter erfüllt schließlich auch bei Kernreaktor-Anlagen geforderten Voraussetzungen hinsichtlich der Erdbebensicherheit, da die Tragblech-Spirale eine besonders wirksame Innenversteifung darstellt und auch das durch Erdbebenerschütterungen verursachte Anbacken der Aktivkohle verhindert.
Die Tragblech-Spirale kann ein-, zwei- oder mehrgängig sein.
Eine eingängige Tragblech-Spirale ist jedoch insofern besonders vorteilhaft, als sie dem das Filter durchströmenden Gas einen besonders langen Weg aufzwingt.
Die Neigung wird den Fließeigenschaften der Behälterfüllung entsprechend gewählt. Je nach Art der verwendeten Aktivkohle kann die Neigung 20 bis 700, vorzugsweise 40 bis 500, betragen.
Der untere Teil des Behälters ist zweckmäßig trichterförmig ausgebildet und weist einen Verschluß auf. Durch diesen Verschluß kann der Behälter z.B. zwecks Reinigung entleert werden; es besteht aber auch die Möglichkeit, durch diesen Verschluß nur einen Teil der im Behälter befindlichen Aktivkohle auslaufen zu lassen.
Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es zweckmäßig, die dem Eintritt und Austritt der Abgase dienenden Anschlußrohre derart anzuordnen, daß das Filter von unten nach oben vom Abgas durchströmt wird. Dadurch wird erreicht, daß die im unteren Bereich des Behälters befindliche Aktivkohle zvxerst verschmutzt und dadurch unbrauchbar wird. Dieser unirauchbare Teil der Aktivkohle kann mit Hilfe des Verschlusses abgelassen werden. Von oben erfolgt dann zweckmäßig ein Nachfüllen frischer Aktivkohle. Dadurch kann im Mittel eine sehr lange Standzeit der Aktivkohle im Behälter erzielt werden, (z.B. 20 bis 40 Jahre), so daß die anfallende Menge von verschmutzter Akt Ivkohle, deren Beseitigung oder Regeneration schwierig ist, relativ klein ist.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin zweckm?lßig, wenn der Behälter einen zentralen Träger aufweist. Die Tragblech-Spirale ist dann zweckmäßig an der Innenwand des Behälters und an diesem Träger angeschweißt. Diese Konstruktion ist u .a. im Hinbl ick auf die oben erwähnte Erdbebensicherheit besonders stab 4.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung Besteht darin, daß der zentrale Trigger hohl ausgeb-ildet ist. lurch den hohlen Träger können dann die Gase von oben nach unten geleitet und dort der Aktivkohleschicht zugeführt werden. Weiterhin kann Je Betätigung des Verschlusses durch diesen zentralen Träger hindurch erfoigen.- Das hat den Vorteil, daß der Abstand zwischen dem unteren Teil des Behälters, der eine erhöhte Radioaktivität aufweist, und der Stelle wo der Verschluß betätkgt wird, relativ groß ist, so daß die Gefahr radioaktiver Schäden für das Bedienungspersonal vermindert ist. Schließlich können in den hohlen Träger Röntgenstrahlenquellen oder lsotopen-Quellen z.B. zur Überwachung der Aktivkohleschicht eingeführt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen zylindrischen, aufrechtstehenden Behälter 1, der bis zur gestrichelten Linie 2 mit Aktivkohle gefüllt ist. Die Aktivkohle wird über das am Behälter 1 angeschlossene Rohr 3 zugeführt. In dein Behälter ist die Tragblech-Spirale 4 mit einer Neigung von ca. 450 angeordnet. Diese ist an ihrer Außenseite mit der Innenwand des Behälters 1 und an ihrer Innenseite an einem Behälter axial iurchsetzenden zentralen Rohrs z.B. durch Schweißen befestigt.
Der Behälter list seinem unteren Bereich 6 trichterförmig ausgebildet nnd weist dort einen Verschluß 7 auf, der aus der Auslauföffnung 8 und dem Stopfen 9 besteht. Der Stopfen 9 ist innerhalb des Behälters 1 angeordnet und wird mit flilfe eines Gestänges 10 betätigt, daß das zentrale RohrSdurchsetzt.
Der Stopfen 9 weist zwei Abschnitte 11 und 12 auf. Der Außendurchmesser des unteren Abschnittes 12 entspricht der Auslauföffnung 8, so daß diese und das sich daran anschließende Auslaufrohr 13 damit verschlossen werden können. Der Außendurchmesser des oberen Abschnittes 11 des Stopfens 9 entspricht dem Innendurchmesser des zentralen Rohres 5. In hochgezogener Stellung verschließt deshalb der Stopfen 11 das als Gaszuführung dienende Rohr 5. Mit Hilfe des Faltenbalges 14 ist das Gestänge 10 gasdicht aus dem oberen Abschluß 15 des zentralen Rohres 5 herausgeführt.
Die Zufuhr der Gase mit den radioaktiven Verunreinigungen erfolgt über das Anschlußrohr 16, das oben in das zentrale Rohr mündet Von dort aus gelangen die Abgase durch das Tragrohr in dPn unteren Bereich 6 des Behälters 1 und treten dort in die Aivkohleschicht ein. Das im oberen Bereich des Behälters 1 an den Behälter angeschlossene Rohr 17 dient dem Austritt der gereinigten Abgase.
Der Behälter 1 ist in einem Betongehäuse 18 untergebracE d wird dort durch Stützen 19 gehalten, von denen nur zwei sie.ltbar sind Die Größe der Anlage wird so gewählt, daß die anfallenden Abgase sich ca. 30 bis 50 Tage in der Aktivkohleschicht aufhalten und dann erst icn den Behälter 1 über das Rohr 17 verlassen. Da das Abgas zuerst n den unteren Bereich der Aktivkohleschicht einströmt, wird sich dieser Bereich zuerst verschmutzen. Der Filter wird also praktisch nach dem Gegenstromprinzip betrieben. Der Verschmutzungsgrad kann z.B. durch Messung des Differenzdruckes zwischen dem oberen und unteren Teil des Behälters 1 erfolgen, da diese Druckdifferenz zunimmt mit zunehmender Verschmutzung. Die Meßstellen sind schematisch dargestellt und mit 20 und 21 bezeichnet. Bei einem bestimmten Wert des Differenzdruckes wird durch Hochziehen des Stopfens 9 ein Teil der im unteren Bereich des Behalters 1 befindlichen Aktivkohle abgelassen In dieser Stellung verschließt der Stopfen 9 das Zuführungsrohr 5. Die Betätigung des Stopfens 9 erfolgt von der Onrseite des Behälters 1 her, so daß der Abstand zwischen dem Bedienungspersonal und dem am stärksten verschmutzten Teil der Aktivkohle möglichst groß ist Da der erfindungsgemäße Filter im wesentlichen den Zweck erfüllt, die Abgase möglicht lange im Behälter 1 zu halten, ist der Verschmutzungsgrad der Aktivkohle nicht sehr groß. Dadurch ergibt sich im Mittel eine Aufenthaltsdauer der Aktivkohle im Behälter 1 von ca. 30 bis 50 Jahren.
L e e r s e i t e

Claims

A N S P R ü C II E Filter für Abgase mit @@dionktiven Verunreinigungen, gekennzeichnet d@@ch @@@en von den Abgasen durchströmten, im wesentlichen zylindr@@chen, @ufrechtstehenden Behälter (1) mit Aktivkohle und einer Im Inneren des Behälters angeordneten Tragblech-Spirale (4).
2. Filter nach Anspruch 1, d.g., daß die Tragblech-Spirale ein- oder mehrgängig ist.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Tragblech-Spirale (14) der FJie".-eigenschaft der Behälterfüllung angepaßt ist und 20° bis 700, vorzugsweise 400 bis 500, beträgt.
4. Filter nach Anspruch 1,2cder 3 dadurch gekennzeichnet, daß er im unteren Bereich trichterförmig ausgebildet ist und dort einen Verschluß (8,9) aufweist.
5 Filter nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ein- und Austritt der Abgase dienenden Anschlußmittel (5,16,17) derart angeordnet sind, daß der Filter im Gegenstrom betreibbar ist.
6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) einen zentralen Träger (5) aufweist.
7. Filter nach Anspruch 6 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragblech-Spiraie (4) an den zentralen Träger (5) und an der Innendes Behälters (1) angeschweißt ist.
8. Filter nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Träger (5) hohl ist.
9. Filter nach Anspruch 4 und Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Verschiuß von einer unteren Öffnung (8) im Bchälier (1) und einem Stopfer (9) ge@@ldet wird, der über einden hchien Träger durch@@@zendes G@stänge (10) betätigbar ist.
10. Filter nach den Ansprüchen 5 und @, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daf die Zufuhr der Abgase in es unteren Bereich des Behalters (1) über den zentralen Träger (5) erfo1t.
11. Filter nach den Ansprüchen 9 und 1O, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (9) einen Abschnitt (11) aufweist, dessen Außendurchmesser dem lnnendurchmesser des zentralen Trägers (5) entspricht.
12. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeicnnet, daß Mittel (2G,2l) zur Messung des Druckes im unteren und m oberen Bereich des Behälters vorgesehen sind.
13. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Nachfüllung von Aktivkohle in den oberen Bereich des Behälters (1) vorgesehen ist.