EP0036999A2 - Verfahren und Einrichtung zur Endlagerung von kontaminierten Feststoffen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for the final storage of weakly to moderately radioactively contaminated solids, in particular filter candles or filter candle inserts, with a means of transport associated therewith in which the solids are covered with a binder in a waste container provided for final storage. It also relates to a facility for the exercise of the aforementioned method.
- filter cartridges or filter cartridge inserts are prepared for final storage in such a way that they are dried in the waste container provided for this purpose, for example a so-called standard drum, and then poured with hot bitumen. The casting process takes 30 minutes or more. In this way, cavities are avoided, which could otherwise arise as a result of the bitumen shrinking. The loading of the waste container is left open.
- the drying and the bitumen used as embedding material which has to be processed at a relatively high temperature, however, it can be expected that the drying and binding will take place in a system provided for this purpose, so that the filter candles are transported from the place of their operational use is required for this facility. This transport, which can be complex with regard to radiation protection regulations, is to be avoided in the invention.
- the waste container is placed at the contamination site of the solid in the interior of a shielding container so that it is to be loaded with the means of transport that the shielding container is provided with a lid after loading the waste container, that the lid is tight with the waste container is closed, that the waste container is connected via a coupling point to a supply line for a binder and is filled with it, that the lid is detached from the waste container and removed from the shielding container, that the waste container is provided with a lock that can be stored for final storage, and that the waste container is transported to final storage becomes.
- the final storage capacity is then produced by adding the binder.
- This is preferably concrete or cement milk, which can be transported and filled without special equipment. All that is required is a transport vessel, optionally provided with mixing devices, for example in the manner of a cement mixer as used on construction sites, with a downstream thick matter pump.
- the waste container is preferably connected to an exhaust system during the filling process via a coupling point provided on the cover. This can prevent radioactivity from spreading with the gas that is produced and escapes during filling.
- the filling level can be checked during the filling process with the aid of an opening leading through the lid. This can be done by observation so that one window is enough. But you can also use probes or dipsticks to determine the level.
- a shielding container known per se has a lid that fits onto its loading opening, which has a seal on the inside of the container for a waste container enclosed by the shielding container, and that at least on the outside of the container of the lid a coupling point is provided for connecting an outer line to a line leading through the cover.
- the line can advantageously lead obliquely through the lid so as not to interrupt the shielding in the area of the lid. It can be angled for the same purpose. Oblique is also understood to mean a shape in which the line is led through the cover in a helical shape. It is also possible that the line comprises a replaceable lining. This can prevent it from becoming blocked by binders during use.
- this container 1 denotes a shielding container, which can consist of steel or concrete and has a wall thickness dimensioned for the reliable shielding of the radiation.
- this container 1 is transported with a transport carriage, not shown, to the place where the contamination of the solids to be treated for final storage takes place.
- filter candles 2 which are obtained, for example, in the wastewater or coolant cleaning system of a nuclear power plant, in particular a pressurized water reactor. These filter candles 2 are removed from their filter housings with grippers (not shown) as a means of transport by remote control.
- the shielding container 1 is loaded with a waste container 3 in the form of a standardized 200 1 steel drum and moved to the operating location so that it can be loaded with the said gripper.
- the filter candles 2 keep a certain distance from the inner wall of the waste container 3 because this is provided with a support grid 4.
- the shielding container 1 After loading the waste container 3, the shielding container 1 is closed with a lid 6.
- This lid also forms a seal for the waste container 3, because - a soft material seal 7 lies on a container flange 8 of the waste container. It is also an essential component of a binding device for the filter candles 2.
- the cover 6 which, like the shielding container, is made of shielding material, comprises an actually helical line 10 drawn obliquely in the figure, which on the top 11 of the cover 6 has a coupling point 12 in the form of a flange connection for the connection of a binding agent line 13. Instead of the flange connection, a quick-action coupling with a radial seal can advantageously also be provided.
- the line 10 leading through the cover can have an interchangeable insert 14 which is designed as a flexible plastic hose and can be cleaned well after casting or is replaced by a new one.
- a second line 16 leads through the cover 6 in the angled shape shown in the figure. It is equipped on the top 11 of the cover with a coupling point 17, also in the form of a quick-action coupling, so that an exhaust air line 18 can be connected, which leads to an exhaust gas or exhaust air system.
- a third line (not shown in the figure) leads through the cover 6, which is equipped with a further coupling point 20.
- a level meter 21 can be attached there, for example a float body projecting into the waste container 3, or a dipstick or the pneumatic measuring lance described below.
- a carriage 24 is provided, which is indicated in the figure by the dashed line and can actually be in the form of a hand truck or a hand truck.
- the carriage 24 comprises the facilities required for loading the binder in an easily transportable form.
- the concrete slurry used as a binder with particular advantage is stirred into a feed hopper 25 which is equipped with a mixer 26.
- the mixer is actuated by a pneumatic motor 27. This is fed via a valve 28 from a pneumatic manifold 29, which can be connected via a quick coupling 30 to the compressed air network usually present in power plants.
- the discharge opening 32 of the funnel 25 leads to a thick matter pump 33 which is operated by a second pneumatic motor gate 34 is driven. This is also connected to the manifold 29 via a valve 35.
- the thick matter pump 33 conveys into a binder line 1-3 leading to the quick coupling 12 via a diaphragm valve 36, the diaphragm 37 of which can be actuated pneumatically.
- a control line 38 is provided with a valve 39, the drive device 40 of which is actuated by a fluidic component 41.
- the fluidic component 41 belongs to the level measuring device, which was designated as a whole as 21 above. It comprises a nozzle, not shown in the figure, which is supplied with an air flow at reduced pressure.
- the fluidic component 41 is connected to the manifold 29 via a pressure reducing valve 42.
- the desired pressure of, for example, 0.1 bar can be monitored with a pressure measuring device 43.
- the level of the binder fed into the waste container 3 is detected by the back pressure increasing with the level of the binder. Therefore, when the desired binding agent height has been reached, a command can be given to the valve 39 via the fluidic component 41, so that the further supply of binding agent is stopped by closing the diaphragm valve 36.
- the transport device for the binding agent which is designed to be transportable with the carriage 24, is easily movable, so that it can be brought directly to the operating location, as well as the shielding container 1, where the filter candles 2 to be removed are produced.
- the figure also shows that only a single energy source is required for the operation of the new binding device, namely that via the quick coupling. 30 fed compressed air.
- the actuation of it fed motors 27 and 34 for the mixer 26 and the thick matter pump 33 can, like the closure of the valve 36, be made dependent on the fill level, if so desired. It is also conceivable to operate the level measurement and the motor and valve actuation with another energy source, for example electrically, with the control being carried out electronically. But here, too, it would be advantageous for the number of connecting lines to be kept small by using a single energy source.
- the solid to be treated for final storage is only moved with the means of transport that are necessary for its operation before it is conditioned for final storage.
- this means of transport it is brought into the waste container 3, which is located in the shielding container 1.
- the conditioning required for final storage is carried out by filling in cement milk or concrete.
- the cover 6 is lifted off.
- the waste container 3 can be closed by a lid, so that the waste container is prepared for final storage.
- the removal of the cover 6 and the attachment of the closure, not shown, for the waste container 3 can also be carried out elsewhere. After loosening the coupling points for the lines 13 and 18 and, if necessary, dismantling the fill level measurement 21, the shielding cover 6 can be brought to the place where the closure for the waste container takes place.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endlagerung von schwach bis mittel radioaktiv kontaminierten Feststoffen, insbesondere Filterkerzen oder Filterkerzeneinsätze, mit einem diesen betriebsmäßig zugeordneten Transportmittel, bei dem die Feststoffe in einem zur Endlagerung vorgesehenen Abfallbehälter mit einem Bindemittel bedeckt werden. Sie bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Ausübung des genannten Verfahrens.
- Aus der DE-OS 25 46 428 ist es bekannt, daß Filterkerzen oder Filterkerzeneinsätze in der Weise für die Endlagerung vorbereitet werden, daß sie in dem dafür vorgesehenen Abfallbehälter, zum Beispiel einem sogenannten Normfaß, getrocknet und dann mit heißem Bitumen übergossen werden. Der Gießvorgang erstreckt sich über 30 Minuten oder mehr. Auf diese Weise werden Hohlräume vermieden, die sonst unter Umständen durch Schrumpfen des Bitumens zustande kommen können. Das Beladen des Abfallbehälters ist dabei offengelassen. Im Hinblick auf die Trocknung und das als Einbettungsmaterial verwendete Bitumen, das mit einer relativ hohen Temperatur verarbeitet werden muß, kann jedoch erwartet werden, daß das Trocknen und Einbinden in einer dafür vorgesehenen Anlage stattfindet, so daß ein Transport der Filterkerzen vom Ort ihres betriebsmäßigen Gebrauchs zu dieser Anlage erforderlich ist. Dieser Transport, der im Hinblick auf Strahlenschutzbestimmungen aufwendig sein kann, soll bei der Erfindung vermieden werden.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Abfallbehälter an dem Kontaminierungsort des Feststoffes im Inneren eines Abschirmbehälters so aufgestellt wird, daß er mit dem Transportmittel zu beladen ist, daß der Abschirmbehälter nach dem Beladen des Abfallbehälters mit einem Deckel versehen wird, daß der Deckel mit dem Abfallbehälter dicht verschlossen wird, daß der Abfallbehälter über eine Kupplungsstelle mit einer Zuleitung für ein Bindemittel verbunden und mit diesem aufgefüllt wird, daß der Deckel vom Abfallbehälter gelöst und vom Abschirmbehälter abgenommen wird, daß der Abfallbehälter mit einem endlagerungsfähigen Verschluß versehen wird und daß der Abfallbehälter zur Endlagerung abtransportiert wird. Hierbei wird der besondere Transportvorgang erspart, weil die kontaminierten Feststoffe mit den für ihren Betrieb ohnehin erforderlichen Transportmitteln in den Abfallbehälter eingebracht werden. Danach wird die Endlagerfähigkeit durch die Zuführung des Bindemittels hergestellt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Beton oder Zementmilch, die ohne besondere Einrichtungen transportiert und verfüllt werden können. Es genügt ein gegebenenfalls mit Mischeinrichtungen versehenes Transportgefäß etwa in der Art eines Zementmischers, wie er auf Baustellen eingesetzt wird, mit einer nachgeschalteten Dickstoffpumpe.
- Der Abfallbehälter wird vorzugsweise während des Füllvorganges über eine an dem Deckel vorgesehene Kupplungsstelle an ein Abgassystem angeschlossen. Damit kann man vermeiden, daß Radioaktivität mit dem beim Auffüllen entstehenden und entweichenden Gas verbreitet wird.
- Außerdem kann der Füllstand während des Füllvorganges mit Hilfe einer durch den Deckel führenden Öffnung überprüft werden. Dies kann durch Beobachtung erfolgen, so daß ein Fenster genügt. Man kann aber auch Sonden oder Peilstäbe zur Feststellung des Füllstandes benützen.
- Als Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist nach der weiteren Erfindung vorgesehen, daß ein an sich bekannter Abschirmbehälter einen auf seine Ladeöffnung passenden Deckel aufweist, der auf der Behälterinnenseite eine Dichtung für einen von dem Abschirmbehälter umschlossenen Abfallbehälter aufweist, und daß auf der Behälteraußenseite des Deckels mindestens eine Kupplungsstelle zur Verbindung einer äußeren mit einer durch den Deckel führenden Leitung vorgesehen ist. Die Leitung kann vorteilhaft schräg durch den Deckel führen, um die Abschirmung auch im Bereich des Deckels nicht zu unterbrechen. Zu dem gleichen Zweck kann sie abgewinkelt sein. Unter schräg wird auch eine Form verstanden, bei der die Leitung schraubenlinienförmig durch den Deckel geführt ist.An den Enden der Schraubenlinie können Krümmer vorgesehen sein, die einen zur Deckelfläche senkrechten Austritt ergeben. Ferner ist es möglich, daß die Leitung eine auswechselbare Auskleidung umfaßt. Damit kann man vermeiden, daß sie durch Bindemittel im Laufe des Gebrauchs verstopft wird.
- Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der einzigen Figur in einem Vertikalschnitt schematisch dargestellt ist.
- Mit 1 ist ein Abschirmbehälter bezeichnet, der aus Stahl oder Beton bestehen kann und eine für die sichere Abschirmung der Strahlung bemessene Wandstärke aufweist. Dieser Behälter 1 wird bei dem Verfahren nach der Erfindung mit einem nicht dargestellten Transportwagen an den Ort befördert, an dem die Kontamination der für die Endlagerung zu behandelnden Feststoffe stattfindet. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um Filterkerzen 2, die zum Beispiel in der Abwasser- oder Kühlmittelreinigungsanlage eines Kernkraftwerkes, insbesondere eines Druckwasserreaktors, anfallen. Diese Filterkerzen 2 werden mit nicht dargestellten Greifern als Transportmittel durch Fernbedienung aus ihren Filtergehäusen entnommen.
- Nach der Erfindung wird der Abschirmbehälter 1 mit einem Abfallbehälter 3 in Form eines genormten 200 1 Stahlfasses beladen und zu dem Betriebsort gefahren, so daß er mit dem genannten Greifer beladen werden kann. Die Filterkerzen 2 behalten dabei einen bestimmten Abstand von der Innenwand des Abfallbehälters 3, weil dieser mit einem Stützgitter 4 versehen ist.
- Nach dem Beladen des Abfallbehälters 3 wird der Abschirmbehälter 1 mit einem Deckel 6 verschlossen. Dieser Deckel bildet auch eine Dichtung für den Abfallbehälter 3, denn - eine Weichstoffdichtung 7 legt sich auf einen Behälterflansch 8 des Abfallbehälters. Er ist darüber hinaus wesentlicher Bestandteil einer Einbindevorrichtung für die Filterkerzen 2.
- Der Deckel 6, der wie der Abschirmbehälter aus Abschirmmaterial besteht, umfaßt eine in der Figur schräg gezeichnete, tatsächlich schraubenlinienförmig verlaufende Leitung 10, die auf der Oberseite 11 des Deckels 6 eine Kupplungsstelle 12 in Form einer Flanschverbindung für den Anschluß einer Bindemittelleitung 13 aufweist. Statt der Flanschverbindung kann vorteilhaft auch eine Schnellschlußkupplung mit einer Radialdichtung vorgesehen sein. Die durch den Deckel führende Leitung 10 kann dabei einen auswechselbaren Einsatz 14 aufweisen, der als flexibler Kunststoffschlauch ausgeführt ist und nach dem Vergießen gut zu säubern ist oder durch einen neuen ersetzt wird.
- Durch den Deckel 6 führt ferner eine zweite Leitung 16 in der aus der Figur ersichtlichen abgewinkelten Form. Sie ist an der Deckeloberseite 11 mit einer Kupplungsstelle 17 ebenfalls in Form einer Schnellschlußkupplung ausgerüstet, so daß eine Abluftleitung 18 angeschlossen werden kann, die zu einem Abgas- oder Abluftsystem führt.
- Hinter der Bildebene führt eine in der Figur nicht dargestellte dritte Leitung durch den Deckel 6, die mit einer weiteren Kupplungsstelle 20 ausgerüstet ist. Dort kann ein Füllstandsmesser 21 angebracht werden, zum Beispiel ein in den Abfallbehälter 3 ragender Schwimmerkörper, oder ein Peilstab oder die anschließend beschriebene pneumatische Meßlanze.
- Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Wagen 24 vorgesehen, der in der Figur durch die gestrichelte Linie angedeutet ist und tatsächlich in Form einer Sackkarre oder eines Handwagens ausgebildet sein kann. Der Wagen 24 umfaßt die für die Beschickung mit dem Bindemittel notwendigen Einrichtungen in leicht transportabler Form.
- Der als Bindemittel mit besonderem Vorteil verwendete Betonbrei (keine Erwärmung erforderlich, Abbinden auch unter Luftabschluß) wird in einem Aufgabetrichter 25 eingerührt, der mit einem Mischer 26 ausgerüstet ist. Der Mischer wird von einem Pneumatikmotor 27 betätigt.. Dieser wird über ein Ventil 28 von einer pneumatischen Sammelleitung 29 gespeist, die über eine Schnellkupplung 30 mit dem in Kraftwerken üblicherweise vorhandenen Druckluftnetz verbunden werden kann.
- Die Austragsöffnung 32 des Trichters 25 führt zu einer Dickstoffpumpe 33, die von einem-zweiten Pneumatikmotor 34 angetrieben wird. Dieser ist über ein Ventil 35 ebenfalls mit der Sammelleitung 29 verbunden.
- Die Dickstoffpumpe 33 fördert in eine zu der Schnellkupplung 12 führende Bindemittelleitung 1-3 über ein Membranventil 36, dessen Membran 37 pneumatisch zu betätigen ist. Für die pneumatische Betätigung ist eine Steuerleitung 38 mit einem Ventil 39 vorgesehen, dessen Antriebseinrichtung 40 von einem Fluidik baustein 41 betätigt wird.
- Der Fluidikbaustein 41 gehört zu der Füllstandsmeßeinrichtung, die vorstehend als Ganzes mit 21 bezeichnet wurde. Sie umfaßt eine in der Figur nicht, dargestellte Düse, die mit einem Luftstrom bei verringertem Druck beaufschlagt wird. Zu diesem Zweck ist der Fluidikbaustein 41 über ein Druckminderventil 42 mit der Sammelleitung 29 verbunden. Der gewünschte Druck von zum Beispiel 0,1 bar kann mit einem Druckmeßgerät 43 überwacht werden. Jedenfalls wird der Stand des in den Abfallbehälter 3 eingespeisten Bindemittels durch den mit wachsendem Bindemittelstand steigenden Staudruck erfaßt. Deshalb kann dann, wenn die gewünschte Binde- - mittelhöhe erreicht ist, über den Fluidikbaustein 41 ein Kommando auf das Ventil 39 gegeben, so daß die weitere Bindemittelzufuhr durch Schließen des Membranventils 36 gestoppt wird.
- Wie man sieht, ist die mit dem Wagen 24 transportabl ausgebildete Aufgabevorrichtung für das Bindemittel leicht beweglich, so daß sie ebenso wie der Abschirmbehälter 1 unmittelbar zum Betriebsort gebracht werden kann, wo die abzutransportierenden Filterkerzen 2 anfallen. Die Figur zeigt ferner, daß für den Betrieb der neuen Einbindevorrichtung nur ein einziger Energieträger benötigt wird, nämlich die über die Schnellkupplung. 30 eingespeiste Druckluft. Die Betätigung der damit gespeisten Motoren 27 und 34 für den Mischer 26 und die Dickstoffpumpe 33 kann im übrigen ebenso wie der Abschluß des Ventils 36 vom Füllstand abhängig gemacht werden, wenn dies erwünscht ist. Ferner ist es denkbar, die Füllstandsmessung und die Motor- und Ventilbetätigung auch mit einem anderen Energieträger zu betreiben, zum Beispiel elektrisch auszuführen, wobei die Regelung elektronisch erfolgt. Aber auch hier wäre es vorteilhaft, daß die Zahl der Anschlußleitungen durch Verwendung eines einzigen Energieträgers klein gehalten wird.
- Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der für die Endlagerung zu behandelnde Feststoff nur noch mit dem für seinen Betrieb ohnehin erforderlichen Transportmittel bewegt, bevor er für die Endlagerung konditioniert ist. Mit diesem Transportmittel wird er nämlich in den Abfallbehälter 3 eingebracht, der sich im Abschirmbehälter 1 befindet. Danach wird mit Hilfe des als Einbindevorrichtung benutzten Deckels 6 die für die Endlagerung erforderliche Konditionierung durch Einfüllen von Zementmilch oder Beton vorgenommen. Nach der Überdeckung damit und gegebenenfalls nach dem Aushärten des Zements wird der Deckel 6 abgehoben. Dann kann der Abfallbehälter 3 durch einen Deckel verschlossen'werden, so daß der Abfallbehälter zur Endlagerung vorbereitet ist.
- Das Abnehmen des Deckels 6 und das Aufsetzen des nicht dargestellten Verschlusses für den Abfallbehälter 3 kann aber auch an anderer Stelle vorgenommen werden. Dabei kann der Abschirmdeckel 6 nach dem Lösen der Kupplungsstellen für die Leitungen 13 und 18 und gegebenenfalls dem Abbau der Füllstandsmessung 21 mit zu dem Ort gebracht werden, wo das Aufsetzen des Verschlusses für den Abfallbehälter erfolgt.
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