DE3404933A1 - Device for burning weakly radioactively contaminated waste - Google Patents

Device for burning weakly radioactively contaminated waste

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DE3404933A1
DE3404933A1 DE19843404933 DE3404933A DE3404933A1 DE 3404933 A1 DE3404933 A1 DE 3404933A1 DE 19843404933 DE19843404933 DE 19843404933 DE 3404933 A DE3404933 A DE 3404933A DE 3404933 A1 DE3404933 A1 DE 3404933A1
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DE19843404933
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German (de)
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Wolfgang Ing.(grad.) 2000 Barsbüttel Müntzel
Michael 2085 Quickborn Szukala
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Hansa Projekt Maschinenbau GmbH
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Hansa Projekt Maschinenbau GmbH
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • G21F9/32Processing by incineration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The subject-matter of the application is a device for burning weakly radioactively contaminated waste from nuclear power stations. It is conventional to compress such waste by applying high-pressure presses to a small volume, or to separate the combustible material from the non-combustible waste and to reduce its volume by burning it. In order not to have to transport the waste for this purpose to large incinerators, for example abroad, the invention provides an incinerator which is designed for the waste volume of a single nuclear power station and is configured such that its exhaust air corresponds to the degree of purity of the exhaust air which is present in any case in the compartments of a nuclear power station, so that it can be introduced into these compartments. For this purpose, the device is provided with a combustion chamber (4), a cyclone (6), a cooler (9) and filters (10, 11') arranged in a closed container (18) which is provided with an exhaust air outlet (23) for the combustion gas. Moreover, the container (18) is provided with an inlet opening (1) for the waste and an outlet opening (24) for the ash, of which preferably the one is arranged in the roof and the other (24) in the floor of the container (18). <IMAGE>

Description

Vorrichtung zum Verbrennen schwach radioaktiv
kontaminierter Abfälle von Kernkraftwerken
Device for burning weakly radioactive
contaminated waste from nuclear power plants

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen schwach radioaktiv kontaminierter Abfälle von
Kernkraftwerken.
The invention relates to a device for incinerating weakly radioactively contaminated waste
Nuclear power plants.

Beim Betrieb eines Kernkraftwerkes fallen regelmäßig radioaktiv verschmutzte Abfälle an, die unter besonderen Schutzvorkehrungen beseitigt werden müssen.
Diese Abfälle werden dafür gesammelt und danach gegebenenfalls endgelagerto
During the operation of a nuclear power plant, radioactive waste is regularly produced, which must be disposed of with special protective measures.
This waste is collected for this purpose and then disposed of if necessary

In der Kernkraftwerksindustrie sind die Endlagerungskosten pro Volumeneinheit so hoch, daß es wirtschaftlich ist, die Abfälle vor ihrer Lagerung einem Verfahren zu unterwerfen, durch das sich ihr Volumen
wesentlich verringerte Dafür ist es bekannt, die
Abfälle vor ihrer Lagerung durch Anwendung von Hochdruckpressen auf ein kleines Volumen zusammenzupressen·
In the nuclear power plant industry, the final storage costs per unit volume are so high that it is economical to subject the wastes to a process which increases their volume prior to storage
It is known that the
Compressing waste into a small volume using high pressure presses prior to storage

copycopy

Als ein weiteres Verfahren bietet sich die Verbrennung der Abfälle an· Das setzt voraus, die brennbaren Materialien wie Papier, Stoff und Mineralfasern von den nichtbrennbaren Abfällen zu trennenο Dadurch kann für einen Teil der Abfälle ein kostenintensives Hochverdichten in Pressen entfallen wobei es weiterhin von Vorteil ist, daß durch ein Verbrennen eine noch höhere Volumenverminderung erzeugt wird als durch ein Hochverdichten bzw. Pressen erreicht werden kann.Another method is the incineration of the waste · That presupposes that combustible materials such as paper, cloth and mineral fibers from the non-combustible waste too Separate ο This allows for some of the waste There is no need for costly high compaction in presses, whereby it is furthermore advantageous that by combustion produces an even higher volume reduction than high compression or Pressing can be achieved.

Um dem Rechnung zu tragen wird heute ein Teil der kontaminierten Abfalles zu großtechnischen Verbrennungsanlagen und dafür teilweise sogar ins Ausland gefahren. Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen müssen aber die dort gewonnenen Verbrennungsrückstände wieder in das Land zurückverbracht werden, in dem sie ursprünglich angefallen sind, um dort, endgelagert zu werden. Diese Nukleartransportkosten treiben deshalb auch bei einer Verbrennung der Abfälle die Kosten der Entsorgung erheblich in die Höhe.In order to take this into account, some of the contaminated waste is turned into large-scale incineration plants and sometimes even drove abroad. Due to legal regulations but the incineration residues obtained there must be brought back into the country, in which they originally accrued in order to be disposed of there. These nuclear transportation costs therefore drive up the costs of disposal even if the waste is incinerated Height.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbrennunqsxnlage zu schaffen, die einerseits in ihrer Leistungsfähigkeit einer großtechnischen Anlage nicht nachsteht soweit sie auf das Abfallvolumen eines einzelnenThe object of the invention is to provide a combustion system to create which, on the one hand, is not inferior to a large-scale plant in terms of its performance as far as they relate to the volume of waste of an individual

Kernkraftwerkes ausgelegt ist und im Kontrollbereich eines Kernkraftwerkes betrieben werden kann, so daß durch den Fortfall von Transportkosten die Entsorgungskosten erheblich zu vermindern sind. Das setzt voraus, daß die Abluft der Verbrennungsvorrichtung den Reinheitsgrad der in den Räumen eines Kernkraftwerkes ohnehin vorhandenen Abluft besitzt, so daß sie in diese. Räume ohne Gefährdnung eingeleitet werden kann, um danach mit der übrigen Luft im Kernkraftwerk über eine ohnehin vorhandene Klimaanlage in das Freie abgeleitet zu werden·Nuclear power plant is designed and can be operated in the control area of a nuclear power plant, so that By eliminating transport costs, the disposal costs are to be reduced considerably. That requires, that the exhaust air from the incinerator has the same degree of purity as in the rooms of a nuclear power plant Existing exhaust air anyway, so that it is in this. Spaces without endangering can be initiated to then with the rest of the air in the nuclear power plant via a Any air conditioning system that is already present to be diverted to the outside

Nach der Erfindung erfüllt eine Vorrichtung zum Verbrennen radioaktiv kontaminierter Abfälle diese Voraussetzungen beim Betrieb innerhalb eines Kernkraftwerkes, wenn die mit einer Brennkammer, einem Zyklon, einem Kühler sowie Filtern versehene Verbrennungsvorrichtung in einem geschlossenen Container angeordnet ist, der mit einer Eingabeöffnung für die Abfälle sowie einer Ausgabeöffnung für die Asche und einem Abluftaustritt für das Verbrennungsgas versehen ist. Ein derartiger, hermetisch verschlossener Container, der mit einer gasdicht verschließbaren Tür versehen 1st, v/eist im übrigen nur Versorgungsöffnungen auf zum Belüften sowie für die Sauerstoff-,Brenngas- und Kühlwasser-Zu- bzw. Abfuhr auf.According to the invention, a device for incinerating radioactively contaminated waste meets these requirements when operating within a nuclear power plant, if those with a combustion chamber, a cyclone, a Cooler and filters provided combustion device is arranged in a closed container, the with an inlet opening for the waste and an outlet opening for the ash and an exhaust air outlet is provided for the combustion gas. Such a hermetically sealed container with a Gas-tight lockable door provided 1st, v / eis only supply openings for ventilation as well as for the oxygen, fuel gas and cooling water supply or discharge on.

Weitere Merkmale der Erfindung bilden Gegenstand der Unteransprüche. . ".Further features of the invention form the subject of the subclaims. . ".

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. An embodiment of the invention is explained below with reference to a drawing.

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zum Verbrennen schwach radioaktiv kontaminierter Abfälle in Kernkraftwerken. Dafür ist die Vorrichtung Bestandteil eines nach außen hermetisch abgeschlossenen Containers 18, der durch Laufrollen 17 und 17» verfahrbar ist.The drawing shows a device for incinerating weakly radioactively contaminated waste in nuclear power plants. For this purpose, the device is part of a container that is hermetically sealed from the outside 18, which can be moved by rollers 17 and 17 ».

An seiner Oberseite weist der Container 18 eine als Trichter ausgebildete Eingabeöffnung 1 auf unter der ein als Zellschleuse ausgebildeter regelbarer Zuteiler 2 angeordnet ist, der über einen Kompensator 3 mit einer Brennkammer 4 verbunden ist. Die Brennkammer 4 ist wassergekühlt und mit einer Fangvorrichtung 32 versehen, die ein zu schnelles Durchfallen der Abfälle durch die Brennkammer 4 verhindert. Die Fangvorrichtung 32 ruft eine erneute Zündung mit einer HF-Zündung 26 hervor, sofern die Flamme kurzzeitig erlöschen sollte. An die Brennkammer ist weiterhin eins Sauerstoffzufuhr 20 und eine Brenngas- * zufuhr 21 angeschlossen.Durch eine Überwachung der Brennkammer 4 mit Pyro- und Thermometer wird bei einem Defekt sowohl die HF-Zündung 26 wie auch die Sauerstoff- und Brennstoffzufuhr 20 bzw. 21 gesperrt und der Zuteiler 2 außer Betrieb gesetzt. Die Brenn-On its upper side, the container 18 has an input opening 1 designed as a funnel under the a controllable dispenser 2 designed as a cell sluice is arranged, which via a compensator 3 with a combustion chamber 4 is connected. The combustion chamber 4 is water-cooled and has a safety catch 32, which prevents the waste from falling through the combustion chamber 4 too quickly. the Safety gear 32 causes a renewed ignition with an HF ignition 26, provided the flame is brief should go out. To the combustion chamber is also an oxygen supply 20 and a fuel gas * supply 21 connected.By monitoring the combustion chamber 4 with a pyro and thermometer is at In the event of a defect, both the HF ignition 26 and the oxygen and fuel supply 20 and 21 are blocked and the dispatcher 2 is put out of operation. The burning

— 5 —- 5 -

^ _ gaszufuhr 21 wird außerdem in Abhängigkeit von^ _ gas supply 21 is also dependent on

der Kühlwassermenge und der Kühlwassertemperatur geregelt« Zusätzlich zu der bereits erwähnten Fangvorrichtung 32 wird über einen unter der Brennkammer 4 angeordneten Drehrost 27 mit einem Abstreifer 28 die für die Pyrolyse notwendige Verweildauer in brennendem Zustand gesteuert. Dabei sorgt eine Elektronik 16 für eine ausreichende Belüftung der Brennkammer 4, die auch auf den Zuteiler 2 einwirkt. Die für den Drehrost 27 notwendige Verbrennungsluft wird unmittelbar zugeführt.the cooling water volume and the cooling water temperature regulated «In addition to the safety gear already mentioned 32 is via a rotating grate 27 arranged under the combustion chamber 4 with a scraper 28 controlled the dwell time necessary for pyrolysis in the burning state. Included an electronics 16 ensures sufficient ventilation of the combustion chamber 4, which also affects the feeder 2 acts. The combustion air required for the rotating grate 27 is supplied directly.

Das Verbrennungsgas gelangt zusammen durch den Drehrost 27 mit festen verbrannten BestandteilenThe combustion gas passes through the rotating grate 27 together with solid burned components

j in den wassergekühlten und ebenfalls von der Elek j in the water-cooled and also from the Elek

tronik 16 überwachten Zyklon 6 über den Kompensator 5. In diesem Zyklon 6 werden zusammengeschmolzene Fasern und andere Schwebeteilchen aus dem Verbrennungsgas und der angesaugten Luft abgeschieden, so daß sie in einem über einen Kompensator 7 angeschlossenen Abfallbehälter 8 am Boden des Containers 18 fallen und in diesem gesammelt werden können. Dafür befindet sich die Ausgabeöffnung 24 unter dem Zyklontronik 16 monitored cyclone 6 via the compensator 5. In this cyclone 6 are melted together Fibers and other suspended particles are separated from the combustion gas and the sucked in air, so that they are connected in one via a compensator 7 Litter bin 8 fall at the bottom of the container 18 and can be collected in this. Therefore the dispensing opening 24 is located under the cyclone

Das Verbrennungsgas gelangt über Gasleitungen 33 bzw. 33,' die an dem Zyklon 6 angeschlossen sind, in Wasserkühler 9 bzwo 9? mit Grobfiltern 10 und 10 ' sowie Feinfilter 11 und 11'. Dort werden die feinen Schwebeteilchen aus-The combustion gas arrives via gas lines 33 or 33, ' which are connected to the cyclone 6, in water cooler 9 or 9? with coarse filters 10 and 10 'and fine filters 11 and 11 '. There the fine suspended particles are

COPYCOPY

geschieden. Vorher durchlaufen sie einen Wäscher 29,
der in der Leitung 33 bzvu 3' angeordnet ist.
divorced. Before they go through a washer 29,
which is arranged in the line 33 or 3 '.

Der Wäscher 29 ist derart konzipiert, daß er eventuell
durch thermochemische Reaktionen entstehende und auf
die Filter zerstörend einwirkende Stoffe neutralisiert. Das somit bereits sehr saubere Verbrennungsgas, das anschließend einen von zwei vorhandenen
Wasserkühlern 9 und 9* durchströmt, bevor es in die
Filtersysteme 10 und 11 bzw. 10f und 11' gelangt, strömt
anschließend über Leitungen 34 bzw. 34 · durch den Ablüfter
12 und einen Abluftaustritt 23 gesäubert in den Aufstellungsraum des Containers innerhalb des Kernkraftwerkes. Die Elektronik 16 überwacht dafür auch über
Druck—, Kühltemperatur- und Mengensonden die Funktions—
fähigkeit der Filter und Kühlsysteme bzw. Wasserkühler
9 und 9».
The washer 29 is designed so that it may
through thermochemical reactions arising and on
the filter neutralizes substances that have a destructive effect. The combustion gas, which is already very clean, is then one of two available
Water cooler 9 and 9 * before it flows into the
Filter systems 10 and 11 or 10 f and 11 'reaches, flows
then via lines 34 or 34 · through the exhaust fan
12 and an exhaust air outlet 23 cleaned in the installation room of the container within the nuclear power plant. The electronics 16 also monitors for this
Pressure, cooling temperature and volume probes the function
Capability of the filters and cooling systems or water coolers
9 and 9 ».

Bevor das Gas durch den Ablüfter 12 nach außen abströmt,
wird es nochmals einer Aerosolmessung durch das Gasmeßgerät 30 unterworfen. Unabhängig davon erfolgt j eine Messung über ein Gaswarngerät 31, das an eine |
Before the gas flows out through the exhaust fan 12,
it is again subjected to an aerosol measurement by the gas meter 30. Independently of this, a measurement takes place via a gas warning device 31 which is connected to a |

Absaugleitung 19 angeschlossen ist, welche die Gas- j leitung 33 und 33' mit dem Inneren des Containers ver- ' bindet. |Suction line 19 is connected, which the gas line 33 and 33 'with the interior of the container' binds. |

Zur Regelung des Verbrennungsablaufes ist der Con- ] To regulate the combustion process, the con- ]

tainer mit einer Spannungsversorgung 25 sowie einer * ,tainer with a power supply 25 as well as a * ,

ί - 7 - Mί - 7 - M

- ΊΟ * - ΊΟ *

* Kühlwasserzu- und Abfuhr 22 versehen und mit einem Zuluft-Filter 13 in der Wandung, der ein geringes Einströmen von Umgebungsluft in den durch die Absaugleitung 19 hervorgerufenen, unter Unterdruck stehenden Container 18 ermöglicht.* Provided cooling water supply and discharge 22 and with a Supply air filter 13 in the wall, which prevents a slight inflow of ambient air into the through the suction line 19 caused, underpressure container 18 allows.

Da alle fortlaufend durchgeführten Messungen im Inneren des Containers bei etwa auftretenden Fehlern zu einer Abschaltung und Verriegelung der Öffnungen der Einrichtung und einer optischen oder akustischen Meldung führen besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung innerhalb des Kernkraftwerkes zu betreiben ohne für eine gesonderte Abluftabfuhr sorgen zu müssen,Since all measurements carried out continuously inside the container in the event of any errors to a shutdown and locking of the openings of the device and an optical or acoustic There is the possibility to operate the device within the nuclear power plant without a message to have to provide a separate exhaust air discharge,

da die beim Betrieb erzeugte Abluft den Reinheits- -* grad der in diesen Räumen üblichen Abluft besitztsince the exhaust air generated during operation of the purity - * Degree of usual exhaust air in these spaces has

und deshalb in solche Räume eingeleitet werden kann um über eine vorhandene Klimaanlage abtransportiert zu werden.and therefore can be introduced into such rooms in order to be transported away via an existing air conditioning system to become.

Zur Erleichterung der Bedienung und Kontrolle der Verbrennungsvorrichtung ist der Container an einer Seite mit einer Steigeleiter 15 versehen, die ein Begehen des Daches erlaubt, das nach den Seiten hin von einem Schutzgeländer 14 umgeben ist.To facilitate the operation and control of the combustion device, the container is on one Side provided with a vertical ladder 15, which allows walking on the roof, which is towards the sides is surrounded by a guard rail 14.

Claims (1)

PatentansprücheClaims Vorrichtung zum Verbrennen schwach radioaktiv kontami— nierter Abfälle von Kernkraftwerken, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Brennkammer (4),einem Zyklon (6), einem Kühler (9) sowie Filter (10,11 ) versehene Verbrennungsvorrichtung in einem geschlossenen Container (18) angeordnet ist, der mit einer Eingabeöffnung (1) für die Abfälle, einer Ausgabeöffnung (24) für die Asche sowie einem Abluftaustritt (23) für das Verbrennungsgas versehen ist·Device for burning weakly radioactive contaminants nated waste from nuclear power plants, characterized in that the with a combustion chamber (4), a cyclone (6), a cooler (9) and filter (10, 11) provided combustion device is arranged in a closed container (18) with an input opening (1) for the Waste, a discharge opening (24) for the ash and an exhaust air outlet (23) for the combustion gas is· 2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeöffnung (l) in der Decke und die Ausgabeöffnung (24) im Boden des Containers (18) angeordnet sind.2 · Device according to claim 1, characterized in that the input opening (1) in the ceiling and the output opening (24) are arranged in the bottom of the container (18). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeöffnung (1) über einen Zuteiler (2), eine Brennkammer (4) und einen Zyklon (6) mit der Ausgabeöffnung (24) verbunden ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the input opening (1) via a distributor (2), a Combustion chamber (4) and a cyclone (6) is connected to the discharge opening (24). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklon 6) über eine Gasleitung (33) an einen Kühler4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cyclone 6) via a gas line (33) to a cooler (9) und Filter (10),(11) angeschlossen ist, die mit dem(9) and filters (10), (11) connected to the COPYCOPY -p--p- Abluftauftritt (23) verbunden sind.Exhaust air outlet (23) are connected. 5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kühler (9, 9·) und Filter (10, 10·) bzw. (11, 11') vorgesehen sind, die über getrennte Gasleitungen (33,33·) bzw. (34, 34') an den Zyklon (6) und den Abluftaustritt (23) angeschlossen sind.5. Device according to claim 1, characterized in that two coolers (9, 9) and filters (10, 10) or (11, 11 ') are provided are connected to the cyclone (6) and the exhaust air outlet (23) via separate gas lines (33,33) or (34, 34 ') are. : 6· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gasleitung (33) ein Wäscher (29) angeordnet ist. : 6 · Device according to claim 1, characterized in that a washer (29) is arranged in the gas line (33). 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Gasleitung (33) eine absperrbare Absaugleitung (19) angeschlossen ist, die im Inneren des Containers (18) mündet.7. Apparatus according to claim 1, characterized in that a shut-off suction line to the gas line (33) (19) is connected, which opens inside the container (18). 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wand des Containers (18) ein Zuluftfilter (13) angeordnet ist.8. Apparatus according to claim 1, characterized in that a supply air filter (13) in a wall of the container (18) is arranged. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, daudrch gekennzeichnet, daß der Abluftaustritt (23) mit einem Ventil (35, 35») und Ablüfter (12) versehen ist,, die über ein Gasmeßgerät (30) steuerbar sind.9. The device according to claim 1, characterized in that the exhaust air outlet (23) with a valve (35, 35 ») and Exhaust fan (12) is provided, which can be controlled via a gas meter (30). 10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuteiler (2) die Verbrennungsluftzufuhr (20, 21) und10. The device according to claim 2, characterized in that the distributor (2) the combustion air supply (20, 21) and COPYCOPY * das Abgasventil (35, 35') über eine elektronische Überwachungseinrichtung tl6) steuerbar sind.* the exhaust valve (35, 35 ') via an electronic monitoring device tl6) are controllable. 11· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Container (18) mit Laufrädern (17, 17') versehen ist·11 · Device according to claim 1, characterized in that the container (18) is provided with running wheels (17, 17 ') is· COPYCOPY
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0308357A2 (en) * 1987-09-14 1989-03-22 Tecnicas Especiales De Reduccion, S.A. Mobile incinerator system for low level radioactive solid waste
FR2675942A1 (en) * 1991-04-26 1992-10-30 Trepaud Sa Nuclear power station with cyclone

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