DE3028040C2

DE3028040C2 - Arrangement for the storage of radioactive waste liquids

Info

Publication number: DE3028040C2
Application number: DE19803028040
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Chem. 6457 Maintal Kadner; Hartmut Dipl.-Phys. 6450 Hanau Kroll; Günther Dipl.-Chem. Dr. 6458 Rodenbach Luthardt; Josef Ing.(grad.) 6457 Maintal Reus; Hans Dipl.-Ing. 6369 Schöneck Wewer
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE3028040A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Lagerung von radioaktiven Abfallflüssigkeiten, insbesondere von tritiumhaltigem Wasser, bestehend aus einem Lagerbehälter und einem Einsatz, der mit einer zentralen Hauptleitung und einem Befüll-Anschluß versehen ist und einen kugelförmigen Container aufweist.The invention relates to an arrangement for the storage of radioactive waste liquids, in particular of tritiated water, consisting of a storage container and an insert that is connected to a central main line and a filling connection is provided and has a spherical container.

Die in den Bereichen der Kerntechnik oder durch wissenschaftliche Anwendung von radioaktiven Substanzen anfallenden wäßrigen Abfallflüssigkeiten müssen von der Biosphäre sicher getrennt werden, insbesondere müssen tritiumhaltige Abwasser sorgfältig gesichert werden. Solche Wasser sind nur schwierig aufzubewahren, vor allem über lange Zeiträume.Those in the fields of nuclear engineering or through scientific application of radioactive substances Accruing aqueous waste liquids must be safely separated from the biosphere, in particular Tritium-containing wastewater must be carefully secured. Such waters are difficult to store especially over long periods of time.

Bei der Anordnung der eingangs genannten Art, die aus der FR-PS 14 52 666 bekannt ist, befindet sich in dem zunächst dem Transport dienenden Lagerbehälter lediglich ein einziger kugelförmiger Container. Solche Anordnungen haben den Nachteil, daß bei Leckagen der gesamte Inhalt ausfließtIn the arrangement of the type mentioned, which is known from FR-PS 14 52 666, is located in the storage container initially used for transport only a single spherical container. Such Arrangements have the disadvantage that the entire content flows out in the event of a leak

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Lagerung von radioaktiven Abfall-Flüssigkeiten, insbesondere von tritiumhaltigem Wasser, zu schaffen, die den gestiegenen Sicherheits- und Umweltaspekten Rechnung trägt, relativ große Abfallmengen pro Lagereinheit aufnimmt und dabei sehr stabil ist. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz mehrere kugelförmige Container aufweist, die räumlich hexagonal dichtest gepackt sind und an die zentrale Hauptleitung angeschlossen sind.It was therefore the object of the present invention to provide an arrangement for the storage of radioactive waste liquids, especially of tritium-containing water, to meet the increased safety and environmental aspects Takes into account relatively large amounts of waste per storage unit and is very stable. This object was achieved according to the invention in that the use of several spherical containers which are spatially densely packed hexagonally and are connected to the central main line.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further advantageous configurations are the subject of subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung wird nachstehend anhand der schematischen A bb. I und II näher erläutert:An embodiment of the arrangement according to the invention is shown below with reference to the schematic A bb. I and II explained in more detail:

In einem Lagerbehälter (13) befindet sich ein Einsatz (1), bestehend aus mehreren kugelförmigen Containern (2), die in hexagonal dichtester räumlicher Packung in mehreren Etagen um ein gemeinsames Befüileitungssystem (3) angeordnet sind. Der Einsatz (1) ist mit Halteelementen zum Ein- und Umsetzen versehen, gegebenenfalls auch mit Füßen und Zentriervorrichtungen, die die zentrische Position des Einsatzes im Lagerbehälter (13) gewährleisten.There is an insert in a storage container (13) (1), consisting of several spherical containers (2), which are packed in hexagonally closest spatial packing in several floors around a common supply line system (3) are arranged. The insert (1) is provided with holding elements for insertion and transfer, if necessary also with feet and centering devices that the central position of the insert in the storage container (13) guarantee.

Der Einsatz (1) ermöglicht eine maximale Volumennutzung innerhalb des Lagerbehälters, wobei es besonders vorteilhaft ist, den Zwischenraum (12) zwischen dem Lagerbehälter (13) und den befüllten Containern (2) zur Fixierung bzw. zur Verbesserung der mechanischen Stabilität mit einem sich verfestigenden Material auszufüllen, beispielsweise mit Zement oder Bitumen.
Es entsteht somit ein Mehrbarrierensystem aus den besonders stabilen kugelförmigen Containern (2), dem verfestigten Material im Zwischenraum (12) und der Wand des Lagerbehälters (13).The insert (1) enables maximum volume utilization within the storage container, whereby it is particularly advantageous to use a solidifying space (12) between the storage container (13) and the filled containers (2) to fix or improve the mechanical stability To be filled in with material, for example with cement or bitumen.
A multi-barrier system is thus created from the particularly stable spherical containers (2), the solidified material in the space (12) and the wall of the storage container (13).

Die Raumausnutzung läßt sich durch die Verwendung von Containern (2) mit verschiedenen Durchmessern,The use of space can be achieved by using containers (2) with different diameters,

d. h. z. B. von Containern mit kleinerem Durchmesser, die zwischen Containern (2) mit größerem Durchmesser positioniert werden, optimieren.d. H. z. B. of containers with a smaller diameter, that are positioned between containers (2) with a larger diameter.

Die kugelförmigen Container (2) des Einsatzes bestehen z. B. aus wasser- und wasserdampfundurchlässigen Materialien, wie rostfreier Stahl, Aluminium oder stoßfestes Glas. Der Aufbau des Befülleitungssystems (3) aus einer Hauptleitung (4) mit einem Befüll-Anschluß (5) und aus davon strahlenförmig ausgehenden Nebenleitungen (6) ist besonders günstig. Die kugelförmigen Container (2) des Einsatzes (1) sind an die Nebenleitungen (6) angeschweißt, fallweise auch angelötet, angeschraubt oder angeflanscht. Das Einfüllen des flüssigen radioaktiven Abfalls wird erleichtert durch vorheriges Evakuieren des Einsatzes (1), wobei die Kugelform der Container (2) sich zusätzlich vorteilhaft auswirkt. Auch das Entleeren des Einsatzes auch nach langen Lagerzeiten ist problemlos. Das Befülleitungssystem (3) kann auch Belüftungsleilungen enthalten. Je nach Auslegung des Befülleitungssystems (3) und der Befüllöffnungen der kugelförmigen Container (2) können auch weniger dünnflüssige, jedoch pumpfähige Abfälle eingebracht werden.The spherical container (2) of the insert consist, for. B. made of impermeable to water and water vapor Materials such as stainless steel, aluminum or impact-resistant glass. The structure of the filling line system (3) a main line (4) with a filling connection (5) and secondary lines radiating out therefrom (6) is particularly cheap. The spherical container (2) of the insert (1) are attached to the secondary lines (6) welded on, sometimes also soldered on, screwed on or flanged on. The filling of the liquid radioactive waste is relieved by prior evacuation of the insert (1), whereby the spherical shape of the Container (2) also has an advantageous effect. Also the emptying of the insert even after long storage times is problem-free. The filling line system (3) can also contain ventilation lines. Depending on the design the filling line system (3) and the filling openings of the spherical container (2) can also be less low-viscosity, but pumpable waste is introduced.

Somit ist der beschriebene Einsatz (1), auch eingebettet und fixiert im Lagerbehälter (13), der geeignet abgeschirmt sein kann, ah Mehrfacheinschluß hervorragend geeignet. Das Einfüllen und das Entleeren oder Umfüllen des flüssigen radioaktiven Abfalls einschließlich von geeignetem pumpfähigem radioaktivem Abfall sowieThus, the described insert (1), also embedded and fixed in the storage container (13), is suitably shielded can be, ah multiple inclusion excellently suited. Filling and emptying or decanting liquid radioactive waste including suitable pumpable radioactive waste and

die Handhabung des Einsatzes ganz allgemein sind weitgehend automatisierbar und auch, ohne Gefährdung des Bedienungspersonals, problemlos fernbedienbar.the handling of the use in general can be largely automated and also without endangering the Operating staff, easily remote controllable.

Mit dem beschriebenen Einsatz (1) ist es möglich, radioaktive Flüssigkeiten, vornehmlich triiiumhaltige Wässer und Lösungen, die radioaktive Substanzen enthalten, welche durch Zerfall eine gasförmige Komponente abgeben, durch deren Ausbreitung und nachfolgenden weiteren Zerfall eine Ausbreitung von Radioaktivität ermöglicht würde, wie z. B. thoriumhaltige Lösungen, wo durch Entweicher, des kurzlebigen Radon 220 und dessen Zerfall energiereiche Folgeprodukte gebildet werden, auch radioaktive organische Flüssigkeiten mit einem Dampfdruck > 1 mbar, in die auch wegen ihrer Formstabilität günstigen kugelförmigen Container (2) einzubringen. Eine für manche Fälle besonders günstige Abwandlung des Einsatzes (1) besteht darin, das Innere (14) der kugelförmigen Container (2) vor der Aufnahme des flüssigen Abfalls mit einem saugfähigem Material zu füllen, welches den AbNl einsaugt und fixiert. Als saugfähiges Material sind z. B. organische oder anorganische Fasern und Blähton geeignet. Die Adhäsionskräfte und die Kapillarkräfte stellen dann eine zusätzliche Schutzbarriere im Gesamtsystem dar. Diese Abwandlung erfolgt vorteilhafterweise häufig in solchen Fällen, wenn der Abfall nicht zwischen-, sondern gleich endgelage'rt werden soll.With the described insert (1) it is possible to use radioactive Liquids, mainly waters containing triium and solutions that contain radioactive substances, which give off a gaseous component through decay, through its spread and subsequent further decay would allow radioactivity to spread, e.g. B. solutions containing thorium, where by escapes, the short-lived radon 220 and its decay, high-energy by-products also radioactive organic liquids with a vapor pressure are formed > 1 mbar, into the spherical ones, which are also favorable because of their dimensional stability Bring container (2). There is a particularly favorable modification of the insert (1) for some cases therein, the interior (14) of the spherical container (2) before absorbing the liquid waste with an absorbent To fill material that sucks in and fixes the AbNl. As the absorbent material, for. B. organic or inorganic fibers and expanded clay are suitable. The adhesive forces and the capillary forces then provide represents an additional protective barrier in the overall system. This modification is advantageously often made in such cases, when the waste should not be stored temporarily but immediately disposed of.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die kugelförmigen Container (2) und fallweise auch das zentrale Befülleitungssystem (3) doppelwandig ausgestattet sind und dabei insbesondere der durch die Doppelwand gebildete Zwischenraum (7,8) mit einem Prüfanschluß (9) verbunden ist. Der Prüfanschluß (9) befindet sich auch wie der Befüllanschluß (5) in einem nicht mit Fixierungsmaterial ausgefüllten Raum (16), der mit einer Abdeckung (15), die sich auch im Deckel des Lagerbehälters (13) befinden kann, abgedeckt ist. Damit ist nicht nur eine zusätzliche Barriere vorhanden, sondern es ist auch möglich, über den Prüfanschluß (9) die Integrität der Container (2) und des Befülleitungssystems (3) auf bequeme Weise durch Aktivitäts- oder Leckmessungen zu kontrollieren. So ist eine sichere laufende Überwachung entsprechender Zwischen- und Endlager durchführbar. Als besonders günstig hat sich herausgestellt, die äußere Wand (10) der doppeiwandigen kugelförmigen Container (2) und/oder des zentralen Befülleitungssystems (3) aus rostfreiem Stahl herzustellen. Ebenfalls vorteilhaft ist die Verwendung von stoßfestem Glas für die innere Wand (11). In verschiedenen Fällen ist es auch vorteilhaft, wenn das Fixierungsmalerial im Zwischenraum ^r>o (12) zumindest teilweise aus saugfähigem Material besieht, das vor allem bei gewaltsamen Beschädigungen des Einsatzes (1) ein zusätzliches Notaufnahmc-Reservoir darstellt.It is particularly advantageous if the spherical containers (2) and, in some cases, the central filling line system (3) are double-walled and in particular the intermediate space (7, 8) formed by the double wall is connected to a test connection (9). The test connection (9), like the filling connection (5), is located in a space (16) which is not filled with fixing material and which is covered with a cover (15) which can also be located in the lid of the storage container (13). This not only provides an additional barrier, but it is also possible to conveniently check the integrity of the container (2) and the filling line system (3) by means of activity or leak measurements via the test connection (9). In this way, reliable, ongoing monitoring of the relevant interim and final storage facilities can be carried out. It has been found to be particularly advantageous to manufacture the outer wall (10) of the double-walled spherical container (2) and / or the central filling line system (3) from stainless steel. The use of impact-resistant glass for the inner wall (11) is also advantageous. In various cases it is also advantageous if the fixation material in the space ^r > o (12) is at least partially made of absorbent material, which is an additional emergency receptacle, especially in the event of violent damage to the insert (1).

Die beschriebene Anordnung verbindet den Vorteil des Mehrbarrieren-Sicherheitssystems mit dem einer größeren Sicherheit gegen das Auslaufen von radioaktiver Flüssigkeit, ferner mit dem einer guten Raumausnutzung. So ist je nach Auslegung der kugelförmigen Container (2) und des Lagerfasses eine Raumausnutzung bis zu Werten um 60% für den flüssigen radioaktiven Abfall erreichbar.The arrangement described combines the advantage of the multi-barrier security system with the one greater security against leakage of radioactive liquid, furthermore with the good use of space. Thus, depending on the design of the spherical container (2) and the storage barrel, space is used Up to values of around 60% can be achieved for liquid radioactive waste.

Weitere Vorteile sind die Formstabilität der Kugelform, wobei sich das optimale Oberflächen/Volumenverhältnis auch günstig auf Korrosions- und andere Oberflachenaspcktc auswirkt, und die bequeme Intcgritiitskontrollc während der Lager/eil.Further advantages are the dimensional stability of the spherical shape, with the optimal surface / volume ratio also has a beneficial effect on corrosion and other surface aspects, and the convenient integrity control during the camp / express.

Somit ermöglicht die beschriebene Anordnung in hervorragendem Maße die Langzeitzwischen- und -endlagerung radioaktiver flüssiger Abfälle.Thus, the arrangement described enables excellent Dimensions of long-term intermediate and final storage radioactive liquid waste.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the storage of radioactive waste liquids, especially those containing tritium Water, consisting of a storage tank and an insert that connects to a central main line and a filling connection is provided and has a spherical container, characterized in that that the insert (1) has several spherical containers (2) which are spatially hexagonal are densely packed and connected to the central main line (4).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that from the central main line (4) Radiate secondary lines (6) to the individual containers (2).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the spherical container (2) and / or the filling line system consisting of the main line (4), filling connection (5) and secondary lines (6) (3) are double-walled.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the formed by the double wall Gap (7,8) of the container (2) and / or the filling line system (3) with a test connection (9) is connected to radioactivity and leak measurement.

5. Arrangement according to claim 3 to 4, characterized in that the outer wall (10) of the double-walled spherical container (2) and / or the filling line system (3) made of stainless steel.

6. Arrangement according to claim 3 to 5, characterized in that the inner wall (11) of the double-walled spherical container (2) made of shock-resistant glass.

7. Arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that the intermediate space (12) between Storage container (13) and insert (1) with .vixierungsmaterial is filled out.

8. Arrangement according to claim 1 to 7, characterized in that the fixing material at least is partially absorbent.

9. Arrangement according to claim 1 to 8, characterized in that the spherical container (2) are filled with absorbent material.