DE2839955C2 - Einrichtung zum Eindicken und Trocknen von aufgeschlämmtem giftigem oder radioaktivem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche, durch die DE-OS 25 09 896 bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß das Gut am Ende des Trocknungsvorgangs in Form von Pulver oder Brocken vorliegt Zur Erzielung eines festen Blockes und zur Verminderung der Oberflächenaktivität i.<=t es aber wünschenswert, insbesondere bei radioaktivem Gut, daß dieses in eine schmelzbare Masse, z. B. in Bitumen, wie dies in Verbindung mit einem Gefriertrocknungsverfahren für radioaktive Abfälle, z. B. durch die DE-AS 1159 352, bekannt ist, eingebunden wird. Dieses

ίο Verfahren ist aufwendig und nicht zur Verarbeitung von großen Mengen radioaktiver Abfälle geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den aus der DE-OS 25 09 896 bekannten Stößeltrockner so zu verbessern, daß das getrocknete Gut ohne wesentlichen zusätzlichen Bauaufwand in Bitumen eingebettet und dadurch zu einem kompakten Körper geformt werden kann, der leicht eingelagert werden kann. Dabei soll die Vorrichtung einfach im Aufbau und in der Handhabung sein, sowie leicht und gefahrlos gewartet werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die gemeinsame Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Durch sie wird es ermöglicht, daß nach der Trocknung bis zu dem gewünschten Grade das an den Wänden des Lagerfasses befindliche Bitumen geschmolzen wird und durch die dann bis zum Boden des Lagerfasses einfahrbaren Stößel eine innige Durchmischung des Trocknungsgutes mit dem Bitumen erfolgt.

Damit bei einer etwaigen Fehlsteuerung des pneumatischen Antriebs bei der Trocknung die Stößel nicht auf die Bitumenschicht aufstoßen, ist dieser Antrieb gemäß dem Anspruch 2 ausgebildet und mit einem schwenkbaren Anschlag versehen.

Die Ausbildung der Stößelspitzen nach Anspruch 3 mit nach unten weisenden Mischstegen dient der Verbesserung des Mischvorgangs beim Untermischen des Bitumens. Eine gleichmäßige Mischung des gesamten Faßinhalts wird auch durch die Merkmale des Anspruchs 4 unterstützt. Damit an den Stößeln hängendes Trocknungsgut nicht in die Dichtungen und in die Stößelführungszylinder gelangt, sind gemäß dem Anspruch 5 Abstreifringe unterhalb der Grundplatte so vorgesehen, daß das abgestreifte Gut in das Lagerfaß zurückfällt.

Durch die Platte mit Schnellverschlußelementen nach Anspruch 6 kann der das Misch- und Trocknungsaggregat enthaltene hohlzylindrische Aufsatz nach dem Abheben von dem Lagerfaß unten abgedeckt werden, so daß beim Umsetzen auf ein anderes Lagerfaß und auch bei etwaigen Reparaturen oder Auswechselarbeiten an den Stößeln und Abstreifringen kein Gut vom Trockner auf den Boden fallen kann.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Lotrechtschnitt durch die Vorrichtung,
F i g. 2 eine Draufsicht,

F i g. 3 eine seitliche Ansicht des hohlzylindrischen Aufsatzes,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch den Stößel.
Das Trocknungsaggregat besteht aus einem hohlzylindrischen Aufsatz 1, der nach oben durch eine kreisrunde Grundplatte 2 abgeschlossen ist. Auf der Grundplatte sitzen ein Preßluftzylinder 3 und zwei Stößelführungszylinder 4, in denen sich Stößel 5 bewegen können.

Der hohlzylindrische Aufsatz 1 hat etwa den gleichen oder einen kleineren Durchmesser wie ein Lagerfaß 6, in dem das getrocknete, radioaktive Gut zur Einlagerung, z. B. in ein Salzbergwerk, gelangt. Rohrstutzen 7 und 8 ermöglichen das Zuführen von trocktaer bzw. das Abführen von feuchter Luft, ein mit Leitblechen versehener weiterer Stutzen 9 die Gutschlamm-Zufuhr in das Faß. Außerdem ist an einer Seite des Aufsatzes eine luftdicht verschließbare Tür 10 angebracht

Die Grundplatte 2 ist auf einem Kugelkran⁷ 11 drehbar gelagert Durch eine Labyrinthdichtung 12 zwischen der Grundplatte 2 und dem hohlzylindrischen Aufsatz 1 wird verhindert daß Luft aus dem Inneren an den Kugeln vorbei austreten kann. Am Umfang trägt die Grundplatte 2 einen Zahnkranz 13, in den ein von einem Elektromotor 14 antreibbares Ritzel 15 eingreift Durch den in der Mitte der Grundplatte angeordneten Preßluftzylinder 3 können über eine Kolbenstange 16 nnd ein oberes Joch 24 die Stößel 5 in axialer Richtung auf und ab bewegt werden.

Neben dem Preßluftzylinder 3 sind einander diametral gegenüber zwei Stößelführungszylinder 4 auf der Grundplatte 2 befestigt Dia beiden Stößelführungszylinder weisen in axialem Abstand von ihrem unteren, in den zylindrischen Aufsatz 1 hineinragenden Ende 4a eine Abstreifvorrichtung 17 auf, die aus einem nach beiden Enden konisch verjüngten, auch in Umfangsrichtung unterschiedlich dicken Metallring besteht, so daß sich wellenförmige Abstreifkanten 17a ergeben. Die Abstreifvorrichtungen 17 sind durch Paßschrauben 18 so am unteren Ende der Stößelführungszylinder 4 befestigt, daß sie von außen, also über der Grundplatte 2 montiert werden können. Am oberen Ende der Stößelführungszylinder befindet sich ein Preßluftanschluß 19 und darüber eine Labyrinthdichtung 20. Dadurch wird das Austreten von kontaminierter Luft aus dem Inneren der Stößelführungszylinder nach außen vermieden.

In den Stößelführungszylindern 4 sind die zylindrischen innen hohlen Stößel 5 einmal gelagert. Jedes dieser inneren Lager 21 ist so ausgebildet, daß durch Nuten 22 in der Stößeloberfläche oder in der Lagerfläche die über dem Lager 21 in den Stößelführungszylinder eingeblasene Luft nach unten strömen kann. Ein zweites, äußeres Stößellager 21a befindet sich an einem unteren Joch 23, das auf den oberen Rand des Preßluftzylinders 3 aufgeschraubt ist. Die oberen Enden der Stößel 5 sind durch das obere Joch 24 miteinander und mit der Kolbenstange 16 verbunden. Dieses obere Joch trägt über der Kolbenstange eine öse 25.

Die hohlen Stößel 5 sind mit Transformatorenöl etwa dreiviertelvoll gefüllt. Das Transformatorenöl dient der besseren Wärmeübertragung von einem längs in jedem Stößel angeordneten Heizstab 27 an die Stößeloberfläche. Zur Temperaturüberwachung ist unten an jedem Stößelende ein Thermoelement 28 angebracht. Die untere Stößelspitze 29 ist vom oberen Stößelende aus über eine Gewindestange 30 aufschraubbar. Um den Austritt von öl nach unten aus dem Loch für die Gewindestange 30 zu verhindern, ist jede Oewindestange von einem Mantelrohr 31 umgeben. An jeder der konisch ausgebildeten Stößelv 'en 29 sind drei schräg nach unten weisende Mischstege 32 um je 120° versetzt angeschweißt.

Wirkungsweise der Einrichtung

Im Raum der Eindampf- und Trocknungsanlage hängt das gesamte Trocknungsaggregat mit seiner öse 25 zunächst an einem Kran. Unter das Trocknungsaggregat wird auf eine Heizplatte 33 ein zur Einlagerung von radioaktiv verseuchten Abfällen vorgeschriebenes Lagerfaß 6 gestellt, das mit einer dicken Bitumenschicht 34 ausgekleidet ist Dann wird das Trocknungsaggregat auf das Lagerfaß gesetzt Führungsleisten 35 sorgen dafür, daß der hohlzylindrische Aufsatz zentrisch auf den oberen Faßrand zu liegen kommt Durch Schraubklemmen 36 wird der Aufsatz 1 fest mit dem Lagerfaß 6 verbunden. Eine Dichtung 37 verhindert das Austreten von Luft

Dem Aufsatz 1 wird dann über den Einlaßstutzen 7 durch ein Gebläse Luft zugeführt die über den Auslaßstutzen 8 zu einer Luftreinigungsanlage geleitet wird. Über den Rohrstutzen 9 wird das Faß mit radioaktivem Schlamm gefüllt Durch wechselndes Einströmen von Preßluft unter und über den Kolben des Preßluftzylinders 3 werden die Stößel 5 auf und ab bewegt Dabei erfolgt die Steuerung der Preßluft zunächst so, daß die Stößel nicht in das Bitumen eindringen. Wenn die Steuerung ausfallen sollte, wird das Eindringen durch einen Anschlag 38 verhindert, der um die Achse eines der Stößel 5 schwenkbar ist und auf den in eingeschwenkter Stellung das obere Joch 24 aufschlägt.

Jedesmal wenn die Stößel 5 ausgefahren sind, wird der Elektromotor 14 so lange eingeschaltet, daß er über das Ritzel «5 und den Zahnkranz 13 die Grundplatte 2 um einen Winkel dreht, der etwa dem doppelten Durchmesser der Stößel 5 entspricht. Hat sich die Grundplatte etwa um 190° gedreht, so wird der Motor durch einen Wechselschalter umgepolt. Die Grundplatte dreht sich dann zurück.
Bei jeder Abwärtsbewegung durchdringen die Stößel 5 die sich auf der Schlammoberfläche bildende Haut und sorgen so dafür, daß Wasser an die Oberfläche gelangen und verdunsten kann. Ansonsten ist es die Aufgabe der Stößel 5, den Schlamm zu erhitzen und warm zu halten. Beim Ausfahren verdampft das an den Stößeln haftende Wasser. Die in diesem enthaltenen Feststoffpartikel bleiben an der Stößeloberfläche und werden durch die Abstreifvorrichtung 17 sowohl beim Ausfahren als auch bei der Abwärtsbewegung entfernt Die über den Preßluftstutzen 19 zwischen die Stößel und ihre Führungszylinder eingeblasene Luft verhindert, daß Feststoffteilchen, die sich oberhalb der Abstreifvorrichtung 17 von der Stößeloberfläche lösen, an der Wand der Stößelführungszylinder hängen bleiben.

Ist der zuerst eingefüllte Schlamm weitgehend getrocknet, so wird das Faß mit neuem Schlamm aufgefüllt und der Trocknungsprozeß fortgeführt. Dies geschieht solange, bis das Faß bis oben hin mit trockenem Gut gefüllt ist

Nun wird die Heizvorrichtung 33 unter dem Faß 6 eingeschaltet. Sobald die Bitumenschicht 34 infolge der zusätzlichen Wärme erweicht ist — die Temperatur des Faßinhalts übersteigt 100° C — wird der Anschlag 38 nach außen geschwenkt Die Luftzufuhr zu dem Preßluftzylinder 3 wird so gesteuert, daß die Stößelspitzen 29 mit den Mischstegen 32 in das Bitumen eindringen können. Dadurch wird das radioaktive, trockene Gut in das Bitumen eingedrückt und von diesem vollständig umschlossen.

Anschließend werden die Stößel 5 aus dem Faß gezogen und die Preßluftzufuhr abgeschaltet. Die Schraubklemmen 36 werden gelöst und das Trocknungsaggregat ein wenig angehoben, so daß eine Platte unter der Dichtung 37 des Aufsatzes 1 eingeschoben und

ι Ι

. I

durch Schnellveischlußelemente, ζ. B. einen Bajonettverschluß, befestigt werden kann. Die Platte verhindert, daß sich von den Stößeln etwa lösende Trockengutbrokken auf den Boden fallen, während ein neues, leeres Lagerfaß unter das Trocknungsaggregat gestellt wird.

Von Zeit zu Zeit müssen die Stößelspitzen 29 und die Abstreifringe 17 wegen Verschleiß ausgewechselt werden. Die Stößelspitzen 29 werden durch Drehen der Gewindestange 30 gelöst, während die Abstreifringe 17 dadurch entfernt werden, daß die über der Grundplatte befindlichen Muttern von den Paßschrauben 18 abgeschraubt werden. Dies geschieht vorzugsweise bei untergestelltem Lagerfaß, so daß die mit radioaktivem Gut behafteten Teile in das Faß fallen und mit diesem zur Einlagerung gelangen.

Die Neubestückung geschieht vorzugsweise bei vom Lagerfaß abgehobenem Trocknungsaggregat, indem die Ersatzteile mit einem entsprechend angepaßten Werkzeug durch die Tür 10 in den Aufsatz 1 hineingehalten und von oben mittels der Muttern der Paßschrauben 18 bzw. der Gewindestangen 30 festgeschraubt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ί. Vorrichtung zum Eindicken und Trocknen von in einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aufgeschlämmtem, giftigem oder radioaktivem Gut, bestehend aus einem für die Aufnahme des Schlammes und die spätere Lagerung des getrockneten Gutes bestimmten Lagerfaß und aus einem deckelartig auf das Lagerfaß dichtend aufsetzbaren Trocknungsaggregat, das eine Grundplatte, sowie in das zu trocknende Gut periodisch ein- und ausfahrbare, von innen beheizbare und gegen die Grundplatte abgedichtete Stößel, und je eine Zuluft- und eine Abluftöffnung aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

   a) das Lagerfaß (6) ist an seinem Boden und an seinen Wänden mit einer Bitumenschicht (34) ausgekleidet und außen mit einer Heiivorrichtung (33) zum Schmelzen des Bitumens versehen,

   b) die Einfahrtiefe der Stößel (5) ist derart veränderbar, daß entweder eine geringere Tiefe bis nahe an die bodenbedeckende Bitumenschicht beim Trocknen oder eine größere Tiefe bis zum Boden des Fasses beim Mischen des getrockneten Gutes mit der durch Erhitzen geschmolzenen Bitumenauskleidung einstellbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ein- und Ausfahrbewegung der Stößel (5) ein gemeinsamer pneumatischer Antrieb vorgesehen ist, der aus einem Preßluftzylinder (3), einer Kolbenstange (16) und zwei Jochen (23 und 24) besteht, wobei über dem unteren Joch (23) ein ausschwenkbarer Anschlag (38) vorgesehen ist, der das Aufschlagen der Stößelspitzen auf die umgeschmolzene Bitumenschicht verhindert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelspitzen (29) mit je drei schräg nach unten weisenden Mischstegen (32) versehen sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (2) in einem auf dem Lagerfaß (16) dichtend festspannbaren hohlzylindrischen Aufsatz (1) drehbar gelagert und über einen Ritzelantrieb (14, 15) derart betätigbar ist, daß sie nach jedem Ausfahren der Stößel (5) aus dem Gut um einen Winkel gedreht wird, der etwa dem doppelten Durchmesser der Stößel (5) entspricht.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Aufsatzes (1) unterhalb der Grundplatte (2) die Stößel (5) umfassende Abstreifringe (17) vorgesehen sind, die als nach beiden Enden konisch verjüngte Metallringe mit wellenförmigen Abstreifkanten (17a,) ausgebildet sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz (1) nach dem Abheben von dem Laj,erfaß (6) durch eine Platte mit Schnellverschlußelementen unten abdeckbar ist.