EP0106207B1 - Verfahren zur Handhabung von radioaktiven Abfallmengen - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/34—Disposal of solid waste
Definitions
- the invention relates to a method for handling radioactive waste that occurs in control areas of nuclear facilities.
- radioactive waste When operating nuclear facilities, radioactive waste is generated in a wide variety, e.g. B. paper, wood, textiles, plastic, foils, rubber, glass and rock wool, rubble, glass, workpieces, tools, components, metallic scrap, cables, filters, filter frames, sludges, concentrates, resins, activated carbon, waste oil, scintillator solutions, organic solvents, radioactive sources, measurement standards, medical preparations, etc. These wastes can be recycled on a case-by-case basis; in other cases, they must be disposed of as radioactive wastes.
- the current state of the art of handling radioactive waste is set out below using the example of nuclear power plants.
- the waste is collected at the place of origin in appropriately approved control areas or protection zones. Open containers or stands with an inserted plastic bag of approx. 80 l volume are often used for this. In a nuclear power plant, type 1300 MWe DWR block, there can be about 80 such collection points, in a reactor block, type 1300 MWe SWR, about 140 collection points are required. Depending on the amount of waste, the containers have to be emptied several times a day. In some plants, the waste is collected separately for combustible and non-combustible parts. They are transported from the collection points to an internal waste store or the associated storage space. Removal is often made difficult by the fact that the transport z. B. takes place over several floors and multiple contamination protection zones and locks are passed.
- the transport routes can be several hundred meters.
- the waste is then pressed into 200-1 standard roller tire barrels using power plant presses (e.g. 16 t pressing force).
- power plant presses e.g. 16 t pressing force
- lumpy waste is broken down to barrel size beforehand and, if possible, also pre-compressed.
- Some of the combustible waste is specially packaged for incineration in external incinerators and placed in 200-1 drums.
- the waste in the 200-liter drums is then temporarily stored in internal waste storage facilities, which are also located in control areas, decontaminated if necessary and transferred from the control areas to a transport staging area.
- Non-combustible wastes which are in sheet metal containers, are pre-pressed, pressed together with the sheet metal containers into tablet-like compacts by means of a high-pressure press and in turn placed in 200-liter barrels, which are temporarily or temporarily stored.
- the disadvantage of the known methods is that the collection, transport, treatment and storage of the waste is very cumbersome, technically and in terms of personnel, hinders other processes, entails contamination spreading, the risk of accidents and fire and complies with the acceptance specifications of external treatment facilities , which can also result in economic disadvantages.
- the invention was therefore based on the object of providing a method for handling radioactive waste which accumulates in control areas of nuclear facilities, which eliminates the disadvantages described, unifies handling in nuclear and downstream facilities, is safer, clearer and more economical, and is more environmentally friendly .
- the object was achieved according to the invention in that the radioactive wastes occurring in the numerous control areas with relatively high radiocative radiation and a considerable risk of radioactive contamination are initially collected there in small containers of different geometry that are not particularly shielded, the small containers then, depending on the inventory, manually or remotely contained in several small containers , shielded, leakproof, suitably tested, dockable to nuclear facilities and suitable for intermediate storage in storage spaces, stackable, mobile reusable containers of uniform geometry, the reusable containers are temporarily parked in a few control areas with low radioactive radiation and a low risk of contamination until they are finally filled , the reusable containers after the intended final filling in due time to not particularly shielded, cont Ainer-like large containers are transported to locations free of control areas within the nuclear site and a large number of reusable containers are stacked tightly in the container-like reusable large containers, and depending on the inventory, the reusable large containers are transported to waste conditioning or incineration plants or to external interim storage facilities.
- nuclear facility is also intended to include those facilities in which radioactive waste is generated, such as occasionally in hospitals, in external collection points and in industrial plants in which radioactive work is carried out.
- uniform radioactive waste is filled into corresponding small containers and separately into reusable containers.
- radioactive waste is generated in the numerous radioactive control areas (A) with corresponding radioactive radiation and a high risk of contamination.
- These control areas (laboratories, workshops, decontamination operations, application technology center, personnel locks etc.) may be located in different buildings and here again in several building floors.
- the radioactive waste is collected in small containers in the numerous control areas (A), some of which can be considerably spaced apart.
- the small containers can be plastic sacks, sheet metal drums, roller hoop drums, crumple drums or other suitable smaller containers.
- control areas (A) at favorable locations other control areas (B) with low radioactive radiation and a low risk of radioactive contamination are set up in storage spaces in which reusable containers are stationed.
- the reusable containers are shielded, either by their own material, e.g. B. steel, or as required by additional shielding materials. They are provided with closable openings directly, can be docked to nuclear facilities such as locks, are mobile and comply with the normal test requirements for intermediate storage in a storage space and transport.
- the reusable containers are designed in a uniform geometry, for example cubic, and constructed to be stackable. Each reusable container can hold several small containers.
- a z. B. cube-shaped reusable container made of steel or aluminum sheet with an edge length of 1 m and decontamination-friendly stiffened surface, equipped u. a. with filler openings, emptying flap and front door, holds up to 1500 kg of radioactive waste.
- the reusable containers are brought from the few control areas (B) to the numerous control areas (A) or to the assigned groups of control areas (A). This can be done manually or remotely. Roller conveyors, elevators or crane systems have proven their worth. In many cases, the use of uniformly designed means of transport is particularly advantageous because of type acceptance, rational production, control and maintenance. Carriers or carriages have proven particularly useful because they u. a. can be easily coupled together.
- the control areas (A) the reusable container is filled with waste-filled small containers. In some cases, the reusable container can be docked for filling at nuclear facilities such as cells, locks or boxes, in which small containers with collected waste are located. This ensures safe, environmentally friendly filling of the reusable container without the risk of contamination or incorporation.
- the current filling frequency as well as the transport route of the reusable container can be coordinated with the activities in the numerous control areas (A) such as production, decommissioning, laboratory tests etc. in such a way that none of these activities are hindered.
- A control areas
- the reusable containers are transported back to the few control areas (B) and remain there until they are filled as intended.
- the filled reusable containers which are clean on the outside, are transported to large, non-shielded container-like reusable containers at locations (C) within the nuclear site that are free of control areas and are only monitored.
- a large number of reusable containers are stacked tightly in the reusable large containers.
- a reusable large container such. B. so-called EURO standard containers, capacity approx. 15-60 m 3 , can be used, which, depending on the size, can accommodate up to 48 cube-shaped reusable containers, edge length 1 m and loading of the reusable large container optimally coordinated.
- the reusable large containers After loading, the reusable large containers are ready for transport to waste conditioning plants, incineration plants or to external interim storage facilities.
- the orderly unloading of the reusable large containers and the allocation of the reusable containers are carried out according to the further treatment. Again, the corresponding process advantages according to the invention can be used if the infrastructure in the waste treatment plants is adapted according to the invention.
- Uniform radioactive waste e.g. B. intended for incineration waste or metallic scrap for final storage, separately filled in reusable containers. This reduces the need for sorting and safety, and the considerable acceptance specifications for external treatment systems are met more economically.
- the method according to the invention surprisingly simplifies the handling and organization of radioactive waste quantities, it is easy to use, safety and maintenance-friendly, therefore reduces the high costs to date, makes the radioactive waste quantity flow manageable in all respects and standardizes the movement of waste quantities between the waste producers, the waste handlers, the interim storage facilities and, if applicable, the final storage facilities according to the modular system zip, also according to common rules and instructions.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung von radioaktiven Abfallmengen, die in Kontrollbereichen kerntechnischer Anlagen anfallen.
- Beim Betrieb kerntechnischer Anlagen fallen radioaktive Abfälle in grosser Vielfalt an, z. B. Papier, Holz, Textilien, Kunststoff, Folien, Gummi, Glas-und Steinwolle, Bauschutt, Glas, Werkstücke, Werkzeuge, Komponenten, metallischer Schrott, Kabel, Filter, Filterrahmen, Schlämme, Konzentrate, Harze, Aktivkohle, Altöl, Szintillatorlösungen, organische Lösungsmittel, radioaktive Quellen, Messstandards, medizinische Präparate usw. Diese Abfälle können fallweise verwertet werden, in anderen Fällen sind sie als radioaktive Abfälle geordnet zu beseitigen. Der derzeitige Stand der Technik der Handhabung radioaktiver Abfallmengen wird nachstehend am Beispiel von Kernkraftwerken dargelegt.
- Die Abfälle werden am Entstehungsort in entsprechend zugelassenen Kontrollbereichen bzw. Schutzzonen gesammelt. Häufig werden hierzu offene Behälter oder Ständer mit einem eingelegten Plastiksack von ca. 80 I Volumen verwendet. ln einem Kernkraftwerk, Typ 1300 MWe DWR-Block, können ca.-80 derartiger Sammelstellen vorhanden sein, in einem Reaktorblock, Typ 1300 MWe SWR sind ca. 140 Sammelstellen erforderlich. Je nach Menge der Abfälle müssen die Behältnisse mehrfachtäglich entleert werden. In einigen Anlagen wird der Abfall nach brennbaren und nicht brennbaren Anteilen getrennt gesammelt. Von den Sammelstellen erfolgt der Abtransport in ein internes Abfallager bzw. in den dazugehörigen Stauraum. Häufig ist der Abtransport dadurch stark erschwert, dass der Transport z. B. über mehrere Etagen erfolgt und mehrfach Kontaminationsschutzzonen und Schleusen passiert werden. Die Transportwege können je nach Lage des Abfallagers oder Stauraumes mehrere hundert Meter betragen. Anschliessend werden die Abfälle mit kraftwerkseigenen Pressen (z. B. 16 t Presskraft) in 200-1-Standard-Rollreifenfässer eingepresst. Teilweise wird stückiger Abfall vorher auf Fassgrösse zerlegt und wenn möglich, ebenfalls vorverpresst. Teilweise wird der brennbare Abfall zwecks Verbrennung in externen Verbrennungs- öfen speziell verpackt und in 200-1- Fässer eingebracht. Danach werden die in den 200-I-Fässern befindlichen Abfälle in internen Abfallagern, die sich ebenfalls in Kontrollbereichen befinden, vorübergehend gelagert, falls erforderlich, dekontaminiert und aus den Kontrollbereichen in eine Transportbereitstellungshalle überstellt.
- Wegen der bekannten Endlagerproblematik sind die Endlagerkapazitäten begrenzt bzw. nicht vorhanden. Daher werden zunehmend volumenreduzierende Abfallbehandlungsverfahren aktuell, ehe der Abfall zwischenzeitlich zwischengelagert wird. So werden brennbare Abfälle zunächst externen Verbrennungsanlagen zugeführt. Nicht brennbare Abfälle, die sich in Blechbehältern befinden, werden vorgepresst, mittels Hochdruckpresse gemeinsam mit den Blechbehältern zu tablettenähnlichen Presslingen nachverpresst und wiederum in 200-i-Fässer eingebracht, die zwischen- oder fallweise endgelagert werden.
- Der Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, dass die Sammlung, der Transport, die Behandlung und die Lagerung der Abfälle sehr umständlich, technisch und personell aufwendig ist, andere Verfahrensabläufe behindert, Kontaminationsverschleppung, Unfall- und Brandgefahr einschliesst und die Einhaltung von Annahmespezifikationen externer Behandlungsanlagen erschwert, wodurch zusätzlich auch wirtschaftliche Nachteile entstehen können.
- Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Handhabung von radioaktiven Abfallmengen, die in Kontrollbereichen kerntechnischer Anlagen anfallen, zu schaffen, das die beschriebenen Nachteile beseitigt, die Handhabung in kerntechnischen und nachgeschalteten Anlagen vereinheitlicht, sicherer, übersichtlicher und wirtschaftlicher gestaltet sowie umweltfreundlicher ist.
- Die Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die in den zahlreichen Kontrollbereichen mit verhältnismässig hoher radiokativer Strahlung und erheblicher radioaktiver Kontaminationsgefahr anfallenden radioaktiven Abfälle dort zunächst in nicht besonders abgeschirmten Kleinbehältern unterschiedlicher Geometrie gesammelt werden, die Kleinbehälter anschliessend je nach Inventar manuell oder fernbedient in mehrere Kleinbehälter fassende, abgeschirmte, dichte, entsprechend geprüfte, an kerntechnische Einrichtungen andockbare und für die Zwischenaufbewahrung in Stauräumen geeignete, stapelbare, mobile Mehrwegehälter einheitlicher Geometrie eingebracht werden, die Mehrwegbehälter bis zu ihrer vorgesehenen Endbefüllung zwischenzeitlich in wenigen Kontrollbereichen mit niedriger radioaktiver Strahlung und geringer radioaktiver Kontaminationsgefahr abgestellt werden, weiterhin die Mehrwegbehälter nach der vorgesehenen Endbefüllung zu gegebener Zeit zu nicht besonders abgeschirmten, containerartigen Grossbehältern an kontrollbereichfreien Standorten innerhalb des kerntechnischen Geländes transportiert und eine Vielzahl von Mehrwegbehältern in den containerartigen Mehrweg-Grossbehältern dicht gestapelt werden, ferner die Mehrweg-Grossbehälter je nach Inventar zu Abfallkonditionierungs- bzw. Verbrennungsanlagen oder zu externen Zwischenlagern transportiert werden.
- Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll der Begriff kerntechnische Anlage auch solche Einrichtungen einschliessen, in denen radioaktive Abfälle anfallen, wie fallweise in Krankenhäusern, in externen Sammelstellen und in Industriebetrieben, in denen radioaktiv gearbeitet wird.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens werden einheitliche radioaktive Abfälle in entsprechende Kleinbehälter und getrennt in Mehrwegbehälter gefüllt.
- In vielen Fällen ist es besonders günstig, wenn die Kleinbehälter mehrfach verwendet werden. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Mehrwegbehälter mittels entsprechend ausgestatteten einheitlichen Transportmitteln bewegt werden. Vorteilhafterweise werden als einheitlich gestaltete Transportmittel Traggestelle bzw. Fahrlafetten verwendet.
- Das nachstehende Beispiel soll das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutern.
- In einem Kernkraftwerk als kerntechnischer Anlage fallen in den zahlreichen radioaktiven Kontrollbereichen (A) mit entsprechender radioaktiver Strahlung und hoher Kontaminationsgefahr radioaktive Abfälle an. Diese Kontrollbereiche (Labors, Werkstätten, Dekontaminationsbetrieb, Anwendungstechnikum, Personalschleusen etc.) mögen sich in verschiedenen Gebäuden und hier wieder in mehreren Gebäudeetagen befinden. In den zahlreichen Kontrollbereichen (A), die zum Teil also erheblich räumlich auseinanderliegen können, wird der radioaktive Abfall in Kleinbehältern gesammelt. Die Kleinbehälter können Plastiksäcke, Blechtrommeln, Rollreifenfässer, Knautschtrommein oder andere geeignete kleinere Gefässe sein. Je nach anfallender Abfallmenge in den einzelnen Kontrollbereichen (A) können dort täglich mehrere Male gefüllte Kleinbehälter vorliegen.
- An wenigen Stellen, die örtlich günstig Gruppen der Kontrollbereiche (A) zugeordnet sein können, sind andere Kontrollbereiche (B) mit niedriger radioaktiver Strahlung und geringer radioaktiver Kontaminationsgefahr in Stauräumen eingerichtet, in denen mehrwegbehälter stationiert sind. Die Mehrwegbehälter sind abgeschirmt ausgestattet, entweder durch das Eigenmaterial, z. B. Stahl, oder aber nach Bedarf durch zusätzliche Abschirmmaterialien. Sie sind direkt mit verschliessbaren Öffnungen versehen, an kerntechnische Einrichtungen wie Schleusen andockbar, mobil eingerichtet und entsprechen den normalen prüftechnisch vorgeschriebenen Anforderungen für die Zwischenaufbewahrung in einem Stauraum und den Transport. Weiterhin sind die Mehrwegbehälter in einheitlicher Geometrie, beispielsweise würfelförmig, gestaltet und stapelbar konstruiert. Jeder Mehrwegbehälter vermag mehrere Kleinbehälter aufzunehmen. Ein z. B. würfelförmiger Mehrwegbehälter aus Stahl- oder Aluminiumblech mit einer Kantenlänge von 1 m und dekontaminationsfreundlicher sickenversteifter Oberfläche, ausgestattet u. a. mit Einfüllöffnungen, Entleerungsklappe und Fronttür, fasst bis zu 1500 kg radioaktive Abfälle.
- Je nach Bedarf oder in bestimmten zeitlichen Rhytmus werden die Mehrwegbehälter aus den wenigen Kontrollbereichen (B) in die zahlreichen Kontrollbereiche (A) bzw. zu den zugeordneten Gruppen von Kontrollbereichen (A) gebracht. Das kann manuell oder fernbedient erfolgen. Bewährt haben sich Rollenbahnen, Aufzüge oder Krananlagen. Besonders vorteilhaft ist in vielen Fällen die Verwendung von einheitlich gestalteten Transportmitteln, wegen Typenabnahmefähigkeit, rationeller Herstellung, Kontrolle und Wartung. Traggestelle bzw. Fahrlafetten haben sich besonders bewährt, da sie u. a. leicht zusammengekuppelt werden können. In den Kontrollbereichen (A) wird der Mehrwegbehälter mit abfallgefüllten Kleinbehältern gefüllt. Fallweise kann der Mehrwegbehälter für das Befüllen an kerntechnische Einrichtungen wie Zellen, Schleusen oder Boxen, in denen sich Kleinbehälter mit gesammelten Abfall befinden, angedockt werden. Dadurch wird ein gefahrloses umweltfreundliches Befüllen des Mehrwegbehälters ohne Kontaminations- oder Inkorporationsgefahr erreicht.
- Derzeitliche Befüllrythmus sowie die Transportwegführung des Mehrwegbehälters kann mit den in den zahlreichen Kontrollbereichen (A) erfolgenden Tätigkeiten wie Produktion, Decommissioning, Laboruntersuchungen usw. so abgestimmt sein, dass keine dieser Tätigkeiten behindert wird.
- Die Mehrwegbehälter werden nach dem Befüllen wieder in die wenigen Kontrollbereiche (B) zurücktransportiert und verbleiben zwischenzeitlich dort, bis sie, wie vorgesehen, gefüllt sind.
- Im Anschluss daran werden die befüllten aussen sauberen Mehrwegbehälter zu nicht besonders abgeschirmten containerartigen Mehrweg-Grossbehältern auf Standorten (C) innerhalb des kerntechnischen Geländes transportiert, die kontrollbereichfrei sind und lediglich überwacht werden. Eine Vielzahl von Mehrwegbehältern wird in den Mehrweg-Grossbehältern dicht gestapelt. Als Mehrweg-Grossbehälter können z. B. sogenannte EURO-Normcontainer, Fassungsvermögen ca. 15-60 m3, verwendet werden, die, je nach Grösse, bis 48 würfelförmige Mehrwegbehälter, Kantenlänge 1 m, aufnehmen können, Auf alle Fälle sind Abmessungen und Gewichte der Mehrwegbehälter hinsichtlicher Handhabung, Nutzvolumen und Beladung des Mehrweg-Grossbehälters optimal abgestimmt.
- Im Anschluss an die Beladung stehen die Mehrweg-Grossbehälterzum Transport zu Abfallkonditionierungsanlagen, Verbrennungsanlagen oder zu externen Zwischenlagern bereit. Dort erfolgt die geordnete Entladung der Mehrweg-Grossbehälter und Zuweisung der Mehrwegbehälter gemäss der weiteren Behandlung. Dabei können wiederum die entsprechenden erfindungsgemässen Verfahrensvorteile genutzt werden, wenn die Infrastrukture in den Abfallbehandlungsanlagen erfindungsgemäss angepasst ist.
- Vorteilhafterweise werden einheitliche radioaktive Abfälle, z. B. für Verbrennungsanlagen vorgesehene Abfälle oder metallische Schrotte für Endlagerung, getrennt in Mehrwegbehälter gefüllt. Dadurch reduzieren sich Sortier- und Sicherheitsaufwand, und die erheblichen Annahmespezifikationen externen Behandlungsanlagen werden wirtschaftlich günstiger erfüllt.
- Das erfindungsgemässe Verfahren vereinfacht auf überraschender Weise die Handhabung und Ordnung radioaktiver Abfallmengen, es ist bedienungs-, sicherheits- und wartungsfreundlich, reduziert daher die bisherigen hohen Kosten, macht den radioaktiven Abfallmengenfluss in jeder Hinsicht überschaubar und vereinheitlicht die Abfallmengenbewegung zwischen den Abfallverursachern, den Abfallbehandlern, den Zwischenlagern und ggf. den Endlagern nach dem Baukastenprinzip, ferner nach gemeinsamen Vorschriften und Anweisungen.
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