DE2731248B2 - Wiederaufbereitungsvorrichtung für nukleare Brennstoffe - Google Patents
Wiederaufbereitungsvorrichtung für nukleare BrennstoffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wiederaufbereiiungsvorrichtung
für nukleare Brennstoffe mit einer Einspeiseöffnung für nuklearen Brennstoff, einer Zufuhröffnung
für Prozeßgas und einer Abgasöffnung, wobei die zur Zu- und Abströmung von Gas dienenden
Öffnungen in der oberen Wand eines horizontalen
Ofenmantels angeordnet sind.
Nukleare Brennstoffe sind selbst radioaktiv, so daß eine Wiederaufbereitung der nuklearen Brennstoffe
völlig geschützt ablaufen muß und eine Freisetzung von radioaktiven Stoffen in der Umgebung mil allen
Mitteln verhindert werden muß. Darüber hinaus muß die Vorrichtung zur Wiederaufbereitung nuklearer
Brennstoffe so ausgelegt und gebaut sein, daß keine Wartungs- und Reparaturarbeiten anfallen, so daß
keine radioaktive Kontamination des Betriebspcrsonals möglich ist.
In der Fig. 1 ist eine bekannte Wiederaufbereitungsvorrichtung
für nukleare Brennstoffe gezeigt, die als Oxyclationsofen ausgebildet ist, in dem eine rotierende
Trommel mit einer Mehrzahl von geneigt angeordneten Flossen oder Rippen b an einer drehenden
Welle d gelagert ist, die ihrerseits in Lagern / gehalten und durch einen Antrieb g mit geringer Geschwindigkeit
angetrieben ist. Die Drehtrommel α ist von einer äußeren Ofenwand c völlig umschlossen, die
mit thermisch isolierendem Material / bedeckt ist, in dem nicht näher dargestellte Heizwicklungen angeordnet
sind. Zwischen die Drehwelle d und den äu-
Hi ßeren Ofenmantel c. sind Enddichtungen ε gasdicht
eingesetzt, so daß eine Leckströmung des Sauerstoffgases vermieden ist, welches durch eine Zuführleitung
h in den Innenraum des äußeren Ofenmantels c eingeleitet wird. Der äußere Ofenmantel eist mit einer
ii Auslaßleitung /, einer Brennstoffzufuhrleitung j und
einer Brennstoffabfuhrleitung k versehen.
Im Betrieb wird der wiederaufzubereitende nukleare Brennstoff durch die Brennstoffzufuhrleitung j in
die Drehtrommel α eingeführt, die mit gfringer Ge-
in schwindigkeit durch die Antriebsvorrichtung g gedreht
wird, während Sauerstoffgas oder Luft durch die Speise- oder Zufuhrleitung /i in den Innenraum
des äußeren Ofenmantels c eingeleitet wird, so daß der nukleare Brennstoff oxydiert und in feine Partikel
r> überführt wird. Die feinen Partikel weiden durch die geneigten Flossen oder Rippen b durch die Drehtrommel
α in Richtung auf die Abfuhrleitung k für Brennstoff gefc-dert. Die geneigten Flossen oder
Rippen b dienen darüber hinaus zur Rühreinwirkung
jo auf den nuklearen Brennstoff, um seine Oxydation zu erleichtern.
Eine solche Wiederaufberdtungsvorrichtung für nukleare Brennstoffe in der form eines Oxydationsofens bringt jedoch gewisse Probleme. Zunächst ist
η zu bemerken, daß die Drehwelle d an den Enddichtungen
e gleitet, so daß es unmöglich ist, jegliche Leckströmung radioaktiv kontaminierter Gase
od. dgl. durch die Spalte der Enddichtungen e zwischen der Drehwelle d und der äußeren Ofenwand c
ίο sicher auszuschließen. Darüber hinaus müssen die
Enddichtungen in vorbestimmten Zeitspannen ausgewechselt werden, so daß sich eine sehr große Gefahr
ergibt, daß das Bedienungspersonal mit radioaktiven Partikeln kontaminiert wird.
•Ti Zusätzlich zu einem Oxydationsofen wird auch ein
Reduktionsofen bei der Wiederaufbereitung nuklearer Brennstoffe verwendet. Der Reduktionsofen ist
grundsätzlich ebenso aufgebaut wie der Oxydationsofen, wobei lediglich anstelle von Sauerstoff oder Luft
,., ein reduziertes Gas in den Ofen eingeführt wird. Insgesamt
weist ein Reduktionsofen somit dieselben Probleme wie ein Oxydationsofen auf.
Es sei auch noch auf die DE-OS 1667851 hingewiesen,
die allerdings eine Vorrichtung zur Aufberei-
,-, tung von nicht-radioaktiven nuklearen Brennstoffen, nämlich Pelletschrott und Schleifschlamm, zeigt. Radioaktive
Brennstoffe einschließlich der Mäntel können mit dieser Vorrichtung nicht wieder aufbereitet
werden. Außerdem wird nach der DE-OS der Ofen-
wj mantel selbst in Vibration versetzt, so daß es notwendig
ist, Leitungsverbindungen vorzusehen, welche die Vibrationen aufnehmen können, was. natürlich einer
langen Lebensdauer abträglich ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,
h-, eine Wiederaufbereitungsvorrichtung der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß die bei der Verarbeitung radioaktiver nuklearer Brennstoffe auftretenden
Probleme vermieden werden und ein völlig abge-
sicherier und geschützter Betrieb gewährleistet ist,
wobei die zu einer eventuellen Kontamination des Bedienungspersonal*
oder der Umgebung führenden Wartungs- und Reparaturarbeiten von vornherein ausgeschaltet werden soilen,
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auch die Einspeiseöffnung (Leitung) für den
Brennstoff in der oberen Wand des einstückig ausgebildeten und vollständig geschlossenen oder gekapselten
Ofenma^tels vorgesehen ist, daß eine Oxydationsund Trennplatte mit einer großen Anzahl kleiner Perforationslöcher
und einer anschließenden Öffnung größeren Durchmessers horizontal im wesentlichen
entlang der Achse des Ofenmantels und in Axialrichtung geneigt angeordnet sowie mit einem Vibrator
verbunden ist, daß der Ofenmantel in seinem unteren Bereich mit einer ersten Brennstoff-Austragöffnung
für den Austrag der Partikel des wiederaufbereiteten Brennstoffes versehen ist, die durch die kleinen Perforationslöcher
der Oxydations- und Trennungsplatte fallen, und daß eine zweite Brennstoff-Austragöff-ηιΐ!ΐ&
vor°esehen ist, durch welche der aus der Ö'ff nur!=
austretende wiederaufbereitete nuklear?: Brennstoff in der Form von Klumpen, Mantelteilen usw. ausgetragen
wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird Sauerstoffgas in einen horizontalen, einstückigen und
völlig abgekapselten Ofenmantel eingeführt und der wiederaufzubereitende nukleare Brennstoff auf eine
Oxydations- und Trennplatte aufgebracht, die horizontal in dem Ofenmante! entlang dessen Achse gelagert
ist und Vibrationsbewegungen ausgesetzt werden kann, so daß der nukleare Brennstoff durch Oxydation
in der Sauerstoffatmosphäre wiederaufbereitet werden kann, während er den Vibrationsbewegungen unterworfen
und auf der Oxydations- und Trennplatte transportiert wird, und der wiederaufbereitete nukleare
Brennstoff in Partikelform abgeführt werden kann. Gleichzeitig werden die von dem pulverisierten
Brennstoff freigesetzten flüchtigen Spaltungsprodukte mil.eis eines Sauggebläses isoliert.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Reduktionsofen benutzt, der im Prinzip
ebenso aufgebaut ist wie der Oxydationsofen, wobei jedoch aus einem unabhängigen Speicher ein reduzierendes
Gas zugeführt wird. Wenn der Reduktionsofen an den Cxydationsofen angeschlossen ist, so kann eine
zyklische Wiederaufbereitung des nuklearen Brennstoffes beim Durchtritt durch die Oxydations- und
Reduktionsofen vorgenommen werden.
Unter nuklearen Brennstoffen sind im vorliegenden Zusammenhang sowohl bestrahlte als auch unbestrahlte
Brennstoffe mit oder ohne Mantel zu verstehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand der Fig. 2 und 3. die zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeigen, näher erläutert.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von nuklearen
Brennstoffen einen horizontal angeordneten Ofen-Hauptkörper mit einem einstückigen Mantel F
in völlig geschlossener Konstruktion und mit einstükkig angeformten Endwänden 11 auf, die als Scheideoder
Trennwände dienen. Die Außenwand des Mantels /■ ist mit einer warmeisolierenden Beschichtung 3
versehen, in tier Heiz und Kühlwicklungen 1 und 2
zur Steuerung der Ofentemperatur eingebettet sind. Der Mantel Fist mit einer Mehrzahl von Kühlrippen
15 an beiden Enden des Mantels F versehen und w^ist eine Einspeiseleitung 4 für Brennstoff, eine Zufuhrleitung
5 für Sauerstoff und eine Abgasleitung 6 auf, die sich alle nach oben erstrecken. Der Ofenmantel F
ist darüber hinaus mit einer ersten Brennstcffaustragöffnung 7 zum Austrag der Partikel des wiederaufbereiteten
nuklearen Brennstoffes und mit einer zweiten Brennstoffaustragsöffnung 8 versehen, durch
die hindurch nuklearer Brennstoff mit größerer Partikelgröße und die Mantel ausgetragen werden, wobei
beide Brennstoffaustragöffnungen 7 und 8 sich nach unten erstrecken.
Eine Oxydations- und Trennplatte 9 mit einer großen Anzahl von kleinen Löchern oder Perforationen
16, durch welche die aufbereiteten Brennstoffpartikel fallen, und mit einer Austragöffnung 17, durch weiche
hindurch aufbereitete Brennstoffe mit großer Partikelgröße und die Mantel in die zweite Brennstoff-Austragoffnung
8 fallen, ist hör; ontal im Ofenman-Ic!
F entlang dessen Achse äi.grüidnci und in
Axialrichtung in einem geringen Winkel angestellt. Die Lagerung der Platte 9 erfolgt durch eine Aufhängung
10. An beiden Enden ist die Platte 9 an die Endwände
11 angeschlossen. Ein Vibrator 12 ist an der Außenseite des Ofenmantels F angeordnet und mit
der Oxydations- und Trennplatte 9 durch die membranartigen Endwände 11 antriebsverbunden, so daß
der Vibrator 12 die Oxydations- jnd Trennplatte 9 in Vibration versetzen kann. Die Amplitude und Frequenz
des Vibrators 12 kann fest eingestellt oder bei Bedarf einstellbar gehalten sein.
Eine geneigte Führungsplatte 13 erstreckt sich unter
der Oxydations- und Trennplatte 9. so daß die durch die kleinen Perforationen 16 der Platte 9 hindurchfallenden
aufbereiteten Brennstoffpartikel auf die Führungsplatte 13 fallen und sicher zur ersten
Brennstoff-Austragöffnung 7 geleitet ν erden. Thermisch
isolierende Trennwände 14 sind im Ofenmanfel F vertikal und in einem Axialabstand voneinander
u .d von den membranartigen Endwänden 11 in geeigneter Bemessung angeordnet, um die membranartigen
Endwände 11 thermisch zu isolieien und unerwünschte
Wärmeverluste zu vermeiden.
Die erste Ausführungsform gemäß Fig. 2 in der
vorstehend erläuterten Bauweise besitzt somit einen horizontal angeordneten, völlig geschlossenen oder
gekapselten Ofenmantel F in einstückiger Bauweise und erzeugt eine Vibration der Oxydations- und
Trennplatte 9 mittels des Vibrators 12 während der Wiederaufbereitung der nuklearen Brennstoffe.
Im Betrieb wird der aufzubereitende nukleare Brennstoff durch die Einspeiseleitung 4 auf die
Oxydations- und Trennplatte 9 im Ofenmantel F gebracht und in der Sauerstoffatmosphäre J'irch Wärme
aus den Heizwicklungen 1 auf 450 bis 750° C erwärmt, wobei die Zerfallswärme des nuklearen
Brennstoffes und die als Folge der Oxydation erzeugte Wärme einen Leitrag zur Aufheizung leisten. Dadurch
dringt der Oxydationsprozeß von den abgescherten Enden der Mantel aus vor.
Wenn der wiederaufzubereitende nukleare Brennstoff Plutonium enthält, so erfolgt die Oxydation gemäß
der Formel:
(U, Pu) O? + O2 -(U1Pu)O2 + 1,
während die Oxydation ohne Plutonium nach der Formel
während die Oxydation ohne Plutonium nach der Formel
27 3\ 248
5
UO2-HO2 «UÜ,,,
UO2-HO2 «UÜ,,,
abläuft.
Als Folge der Oxydation bei gleichzeitiger Vibration wird der nukleare Brennstoff pulverisiert und
werden die flüchtigen Spaltungsprodukte verdampft und vom Brennstoff getrennt. Der Dampf der flüchtigen
Spaltungsprodukte wird durch die Abgasleitung 6 abgeführt. Der pulverisierte nukleare Brennstoff wird
von den Mänteln durch die Vibration der Oxydationsund Trennplatte 9 infolge der Einwirkung des Vibrators
12 getrennt, fällt durch die kleinen Perforationen
16 der Platte 9 auf die Führungsplatte 13 und wird infolge der Neigung und der Vibration der Fiihiiingsplalte
13 infolge der Verbindung mit der Oxydationsund Trennplatte 9 in Richtung auf die erste Brennstoff-Austragsöffnung
7 geleitet. Feststoffbrocken wie die Mäntel bleiben hingegen auf der Oberfläche
der Oxydations- und Trennplatte 9 und werden all-.'ϊίϋιΐι 'L'n t" ι -viCi ti ίΐΓϊ£ αίΐι iiiC /\ϊί^ίΓίΐί·ί~Μ I ΪΪΊΐΠίί I / jZt. -
iiihrt. wo sie in die zweite Brennstoff-Austragöffnung
8 fallen.
Meiderdritten Ausfuhrungsform gemäß I-ig. 3 ist
der Oxydationsofen /I. der vorstehend erläutert ist. nut einem Reduktionsofen Il kombiniert, so daß eine
zyklische Aufbereitung des nuklearen Brennstoffes erfolgen kann.
Wie vorstehend erläutert ist. ist der Oxydationsolen .1 in seinem Aufbau im Prinzip dem Oxydationsofen
gemäß Fig. 2 gleich, jedoch ist die erste
Brennstoff-Austragöffnung 7. durch welche hindurch der pulverisierte nukleare Brennstoff ausgetragen
wird, an eine l'artikelühergabevorrichtung 18 angeschlossen, durch welche hindurch die Partikel in den
Reduktionsofen Il eingeführt werden. Die Partikelubergabevorrichtung
18 kann eine nicht näher veranschaulichte Einrichtung aufweisen, mit der verhindert
wird, daß sich die oxydierenden und reduzierenden Gase der beiden Ofen .-I und B miteinander vermischen.
Die zweite Brennstotf-Austiugöffnung 8 des <
)\\datii>[ sotens A ist mit einem geschlossenen Behälter
19 verbunden, der die aufbereiteten Brennstiitfbro-;ken
großer Größe und die Mäntel aufnimmt. λ eiche durch die Austragöffnung 8 ausgetragen werden.
Der Reduktionsofen B entspricht in seinem Aufbau
dem Oxydationsofen A. Auch in diesem Falle ist der Ofenmantel F' horizontal angeordnet, einstückig
und vollkommen gekapselt gebaut und mit einer Ein^
speiseleitung 20 für nuklearen Brennsoff versehen, weiche an die Partikelübergabevorrichtung 18 angeschlossen
ist. sowie mit einer Zufuhrleitung 22 für reduzierendes Gas und eine Abgasleitung 23 versehen,
wobei die Leitungen 20, 22 und 23 sich ebenfalls nach oben erstrecken. Die Außenwand des Ofenmantels
F' ist mit einer wärmeisolierenden Beschichtung 24 versehen, in der Heizwicklungen 25 eingebettet
sind.
Eine Reduktionsplatte 27 erstreckt sich axial im wesentlichen in der Achse des Ofenmantels F' und
isi an einer Aufhängung 21 aufgehängt. Die Reduk tionsplatte 27 ist an ihrem stromabseitigen Ende mit
einer Austragöffnung 28 versehen, die ihrerseits an eine Austragleitung 29 für aufbereiteten Brennstoff
angeschlossen ist, welche sich vertikal unter der Platte 27 durch den Ofenmantel F' hindurch erstreckt.
Thermisch isolierende Trennwände 30 sind vertikal im Inneren des Ofenmantels F' angeordnet und in
derartigen axialen Abständen von den membranarti
gen Endwänden 31. die einstückig mit dem Ofenmantel F' ausgebildet sind, angeordnet, daß keine Störung
des Flusses oder Stromes der Partikel auf der Reduk tionsplatte 27 erfolgt und daß die Wände 30 Wärme-Verluste
aus dem Inneren des Reduktionsofen B zui
Umgebung hin verhindern oder vermindern.
Ein Vibrator 32 ist außerhalb des Reduktionsofens B angeordnet und durch eine der membranartigen
Stirnwände 31 hindurch mit der Reduktionsplatti 27 antriebsverbunden. so daß diese in Vibration ver
setzt werden kann und die daraufliegenden Brenn
stoffpartikel einer Rühreinwirkung ciuscosel/' sown
in Richtung auf die Austragöffnuni! 28 transportier werden. Wie im Falle der ersten Ausführungsfom
kann die Vibrationsfrequenz und/oder die Amplitudt iles Vibrators 32 im Bedarfsfälle einstellbar uehalter
sein, oder aber fest vorgewählt wcnlen.
i '.ίϊ"ΐΛρ;_ iSC iCiiüi
\ vtitiii* »nsi
Brennstoff ist an eine Hinspciscvorricrituim 34 für nuklearen
Brennstoff mit einem Trichter 33 angesehlos sen. so daß eine vorbestimmte Mcnee oder Charge
des nuklearen Brennstoffes, der wiederaufbereitet
werden soll, in den Oxydationsofen A eingeführt wer
den kann.
Die Austragleitung 29 des Reduktionsofens B ist
an einen Schalter 26 zur Hinstellung der Strömungsricht! .u der aufbereiteten Partikel angeschlossen, der
seinerseits über Leitungen 35 und 36 mit der F.inspeisevorrichtung
34 für den nuklearen Brennstoff bzw mit einem geschlossenen Behälter 37 zur Aufnahme
der aufbereiteten Mrennstofl'partikcl verbunden ist
Wenn die Größe der wiederaufbereiteten Brennstoffpartikel
aus dem Reduktionsofen B nicht klein genug ist. so übergibt der geregelte oder gesteuerte Sehalter
26 die Partikel über die Leitung 35 der Einspcisevorrichtung
34. so daß erneut ein Durchlauf durch die Oxydations- und Reduktionsöfen A und B erfolgt
Wenn die Körnung der aus dem Reduktionsofen Ii ausgetragenen Partikel zufriedenstellend ist. so fiihrt
1er Schalter 26 die Partikel über die Leitung 36 dem Behälter 37 zu.
Sowohl der Oxydationsofen A als auch der Reduktionsofen B sind mit Sichtfenstern 38 und 39 verse-
■ hen, so daß das Bedienungspersonal visuell den Aufbereitungsprozeß
in den Ofen überwachen kann
Beim Betrieb werden zunächst die Vibratoren 12 und 32 in Betrieb gesetzt, so daß eine Vibration der
Oxydations- und Trennplatte 9 und der Reduktions-
■■■' platte 27 einsetzt. Der aufzubereitende nukleare
Brennstoff im Trichter 33 wird mittels der Eihjpeisevorrichtung
34 abgewogen oder auf sonstige Weise in einzelne Chargen einer vorbestimmten Menge aufgeteilt und durch die Einspeiseleitung 4 auf die
ö Oxydations- und Trennplatte 9 aufgegeben. Der aufgegebene
nukleare Brennstoff wird sodann oxydiert und getrennt, wie dies weiter oben im Zusammenhang
mit der ersten Ausführungsform näher erläutert ist, wobei der nukleare Brennstoff nach seiner Aufberei-
no tung in Form kleiner Partikel durch die erste Brennstoff-Austragöffnung 7 auf die Übergabevorrichtung
18 aufgegeben wird. Der aufbereitete Brennstoff mit großer Partikelgröße und sonstige größere Brocken
werden durch die zweite Brennstoff-Austragöff
nung 8 in den geschlossenen Behälter 19 eingeführt.
Der Dampf der flüchtigen Spaltungsprodukte wird durch die Abgasleitung 6 abgeführt.
18 durch die Einspeiseleitung 20 in den Reduktionsofen B eingegeben und fallen dort auf die Reduktionsplatte
27, die durch den Vibrator 32 schwingend angetrieben ist. Die aufgegebenen Partikel werden
allmählich in Richtung auf die Austragöffnung 28 eder Reduktionsplatte 27 bewegt.
Ein reduzierendes Gas wird durch die Einspeiseleitung 22 in den Reduktionsofen B eingeführt und im
Gegenstrom mit den Partikeln auf der Reduktionsplatte 27 geführt sowie durch die Abgasleitung 23
wieder abgezogen.
In der so erzeugten reduzierenden Gasatmosphäre
werden die Partikel auf eine Temperatur über 700 C durch die Heizwicklungen 25 erwärmt und reduziert.
Wenn der wiederaufzubereitende nukleare Brennstoff Plutonium enthält, so läuft die Reduktion nach
der Formel:
(U. Pu) O,, , + H2 - (U, Pu) O2 + H2O
ab, während bei einer Aufbereitung von Brennstoff ohne Plutonium die Reaktion nach der Formei
ab, während bei einer Aufbereitung von Brennstoff ohne Plutonium die Reaktion nach der Formei
UO2 + 1 + H2 -» UO2+ H2O
abläuft.
abläuft.
Wie im Falle des Oxydationsofens A wird die Reduktion der nuklearen Brennstoffpartikel durch die
Vibration der Reduktionsplatte 27 im Reduktionsofen B sehr erleichtert. Wasser, welches als eines der
Reduktionsprodukte entsteht, wird zusammen mit den anderen Gasen durch die Abgasleitung 23 hindurch
abgeführt.
Die reduzierten Partikel werden schließlich durch die Austragöffnung 28 der Reduktionsplatte 27 und
die Austragleitung 29 zum Schalter 26 hin ausgetragen. Wenn keine weiteren Aufbereitungsmaßnahmen
erforderlich sind, so werden die Partikel durch die Leitung 36 in den geschlossenen Behälter 37 eingeführt.
Wenn jedoch ein weiterer Aufbereitungszyklus erforderlich wird, um die Partikelgröße des aufbereiteten
nuklearen Brennstoffes zu verringern, so läßt der gesteuerte oder geregelte Schalter 26 die Partikel
durch die Leitung 35 in die Einspeiseeinrichtung 34 strömen, so daß die Partikel in der erläuterten Weise
in den öfen A und B erneut eine Aufbereitung erfahren.
Zwar sind im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform keine Kühlwicklungen oder Kühlschlangen
2 erwähnt, die in den Oxydationsofen gemäß Fig. 2 eingesetzt wären; jedoch versteht es sich,
daß solche Wickungen auch beim Reduktionsofen B eingesetzt werden können, um die Ofentemperatur zu
steuern. Bei der zweiten Ausführungsform wird der nukleare Brennstoff zyklisch durch Oxydations- und
Reduktionsofen A und B wiederaufbereitet, wenn es jedoch nicht erforderlich ist, die nicht ausreichend
oxydierten Klumpen des nuklearen Brennstoffes abzutrennen, so kann ein zusätzlicher Oxydationsofen
anstelle des Reduktionsofens B benutzt werden. In diesem Falle wird selbstverständlich anstelle des reduzierenden
Gases ein oxydierendes Gas wie Sauerstoff oder Luft in den Ofen B eingeführt. Darüber hinaus
sind vielfache Abwandlugnen und Abänderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung weist eine Reihe wesentlicher Vorteile auf.
Weder die Oxydations- noch die Reduktionsofen weisen drehende Teile auf, so daß der Ofenmantel
keine Enddichtungen, Wellenlager od. dgl. aufweisen muß und jegliche Leckage von radioaktiv kontaminierten
Stoffen somit sicher verhindert ist. Auf diese Weise wiiu ein absolut sicherer Betrieb gewährleistet.
Weder die Oxydations- noch die Reduktionsofen weisen drehende Teile auf, die in periodischen Zeitabständen
inspiziert, gewartet, ersetzt oder repariert werden müssen, so daß Wartungs- und Reparaturarbeiten
an den öfen im wesentlichen ausgeschaltet sind.
Sowohl in den Oxydations- als auch in den Reduktionsofen
wird der nukleare Brennstoff einer Vibration ausgesetzt und durch den Ofen bewegt, so daß
die chemischen Reaktionen sehr intensiv und wirksam ablaufen können. Wenn die Frequenz und die Amplitude
der Vibration geändert werden, so können die Reaktionsgeschwindigkeiten auf geeignete Weise eingestellt
werden und demzufolge der Wirkungsgrad des Betriebs erhöht werden.
Sowohl in den Oxydations- als auch in den Reduktionsofen
wird die Vibration nicht nur zur Erleichterung der chemischen Reaktion eingesetzt, sondern
auch zum Transport des nuklearen Brennstoffes, so daß erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden
können. Darüber hinaus kann die Übeigabegeschwindigkeit des aufzubereitenden oder wiederaufzubereitenden
nuklearen Brennstoffes durch Einstellung der Amplitude und der Frequenz der Vibration
eingestellt werden.
Die Wiederaufbereitung erfolgt auf den gut sichtbaren
Vibrationsplatten in den Ofen, so daß der Betrieb visuell über Sichtfenster einfach überwacht werden
kann.
Hierzu 2 Biati Zeichnungen
Claims (3)
1. Wiederaufbereitungsvorrichtung für nukleare Brennstoffe mit einer Einspeiseöffnung für
nuklearen Brennstoff, einer Zuführöffnung für Prozeßgas und einer Abgasöffnung, wobei die zur
Zu- und Abströmung von Gas dienenden Öffnungen
in der oberen Wand eines horizontalen Ofenmantels angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß auch die Einspeiseöffnung (Leitung 4) für den Brennstoff in der oberen Wand des einstückig ausgebildeten und vollständig geschlossenen
oder gekapselten Ofenmantels (F) vorgesehen ist, daß eine Oxydations- und Trennplatte
(9) mit einer großen Anzahl kleiner Perforationslöcher (16) und einer anschließenden Öffnung
(17) größeren Durchmessers horizontal im wesentlichen entlang der Achse des Ofenmantels
(F) und in Axialrichtung geneigt angeordnet sowie mit einem Vibrator (12) verbunden ist, daß der
Ofenmsritel (F) in seinem unteren Bereich ;mit einerersten
Brennstoff-Austragöffnung (7) für den Austrag der Partikel des wiederaufbereiteten
Brennstoffes versehen ist, die durch die kleinen Perforationslöcher (16) der Oxydations- und
Trennplatte (9) fallen, und daß eine zweite Brennstoff-Austragöffnung (8) vorgesehen ist, durch
welche der aus der Öffnung (17) austretende wiederaufbereitete nukleare Brennstoff in der Form
von Klumpen, Mantelteilen usw. ausgetragen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine j^jneigte Führungsplatte
(13) zwischen der Oxydations- und Trennplatte (9) und der ersten BrennstxY "-Austragöffnung (7)
unter der Oxydations- und Trennplatte (9) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand
des Ofenmantels (F) mit einer oder mehreren wärmeisolierenden Schichten (3) versehen ist,
in der Heizwicklungen (1) eingebettet sind.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8195176A JPS538499A (en) | 1976-07-12 | 1976-07-12 | Sealed type reprocessing device of nuclear fuel by oxydation, oxydation and vibration |
JP52037908A JPS5847039B2 (ja) | 1977-04-01 | 1977-04-01 | 核燃料の処理方法及び核方法に用いる処理装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2731248A1 DE2731248A1 (de) | 1978-01-26 |
DE2731248B2 true DE2731248B2 (de) | 1980-01-10 |
DE2731248C3 DE2731248C3 (de) | 1980-09-25 |
Family
ID=26377077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2731248A Expired DE2731248C3 (de) | 1976-07-12 | 1977-07-11 | Wiederaufbereitungsvorrichtung fur nukleare Brennstoffe |
Country Status (3)
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FR (1) | FR2358728A1 (de) |
GB (1) | GB1574458A (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2721182A1 (de) * | 1977-05-11 | 1978-11-23 | Nukem Gmbh | Wirbelschichtreaktor zur aufarbeitung von kohlenstoffbeschichteten partikeln |
US4331618A (en) * | 1980-06-02 | 1982-05-25 | Rockwell International Corporation | Treatment of fuel pellets |
-
1977
- 1977-07-11 FR FR7721319A patent/FR2358728A1/fr active Granted
- 1977-07-11 DE DE2731248A patent/DE2731248C3/de not_active Expired
- 1977-07-11 GB GB29023/77A patent/GB1574458A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2731248A1 (de) | 1978-01-26 |
GB1574458A (en) | 1980-09-10 |
DE2731248C3 (de) | 1980-09-25 |
FR2358728A1 (fr) | 1978-02-10 |
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