FI61364C

FI61364C - Anordning foer omhaendertagande av radioaktivt plastavfall speciellt jonbytar-filtersubstans

Info

Publication number: FI61364C
Application number: FI761986A
Authority: FI
Inventors: Anwer Puthawala; Lutz Hoffmann; Hermann Emmert; Werner Hild; Hans-Erich John; Wolfgang Kluger
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1975-07-15
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1982-07-12
Also published as: FR2318487B1; BR7604603A; JPS6121998U; FI761986A; FR2318487A1; BE844067A; JPS5213100A; DE2531584A1; CH615777A5; ES449844A1; SE410668B; SE7606556L; FI61364B

Description

ESrTl γβΙ kuulutusjulka.su , Λ , Μα lBJ (11) UTLÄGCN INGSSKRIFT 61 3 6 4 • 555 C (45) Γη tentti ;ny-nr.:Lty 12 07 1.9-32

Patent aoddelat T (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 G 21 P 9/16 SUOMI—FINLAND (21) Pu«nttlh»k«mu( — Pat*ntan*öknln| 7619 86 (22) H*k«mlspllvl — A(wttknln|tdk| 07.07.76 * * (23) Alkupllvl —Glttljheudtj 07.07.76 (41) Tullut julklMksI — Bllvlc offentllg l6.01.77

Patentti· ja rekisterihallitus .... _ ,. , ,, .....

_ ' , (44) Nlhtivlkilpanon |· kuuL|ulkal«un pvm. —

Patent- och registerstyrelsen Aniektn uti»*d och uti.*krift*n publk.nd 31.03.82 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkuu* — Btgird prlorlttt 15.07.75

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken

Tyskland(DE) P 2531501+.8 (71) Kraftwerk Union Aktiengesellschaft, Wiesenstrasse 35» 1+33 Mulheim (Ruhr), Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Anwer Puthawala, Erlangen, Lutz Hoffmann, Erlangen, Hermann Emmert, Erlangen, Werner Hild, Hochstetten, Hans-Erich John, Leopoldshafen,

Wolfgang Kluger, Leopoldshafen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7I+) Oy Kolster Ab (5I+) Laite radioaktiivisen muovijätteen, etenkin ioninvaihdin-suodatinmassan talteenottamiseksi - Anordning för omhändertagande av radioaktivt plast-avfall, speciellt jonbytar-filtersubstans

Keksintö koskee laitetta radioaktiivisen muovijätteen, etenkin ioninvaihdin-suodatinmassan talteenottamiseksi, joka massa saadaan veteen sekoittuneena ja joka kuivataan ennenkuin se upotetaan bitumiseen kovetusaineeseen ja yhdessä sen kanssa täytetään säiliöihin, joita käytetään lopulliseen säilytykseen.

Tähän saakka tunnetut laitteet (vrt. saksalaisia hakemusjul-kaisuja 14 64 476, 14 64 859, 21 65 510 ja saksalaisia kuulutus-julkaisuja 15 89 839, 16 14 071) toimivat suureksi osaksi suhteellisen korkeissa lämpötiloissa. Näin siksi, että bitumi täytyy pitää mahdollisimman helppojuoksuisena. Toiseksi halutaan bitumiin sekoittamisen yhteydessä suorittaa vielä kuivatus, jotta säteilevät tekoainejätteet saataisiin tiiviisti suljetuiksi bitumin sisään. Tämä tiivis sisäänsul jenta on välttämätön siksi, että veden tunkeutuessa loppuvarastointipaikkoihin on vältettävä liukenemis-vaara. Nyt ovat kuitenkin korkeat lämpötilat ja kuivatuksen välttämättömyys useimmissa työvaiheissa epätaloudellisia; niillä voi 2 61364 kemiallisista muutoksista johtuvista syistä lisäksi olla ei-toivot-tuja seurauksia. Sen vuoksi keksintö pyrkii laitteeseen säteilevien tekoainejätteiden poistamiseksi, joka laite eliminoi edellä mainitut haitat. Samalla on laitekulut pidettävä pieninä, koska kustannukset, jotka ydinvoimalan käyttäjä on valmis panemaan tällaisiin tarkoituksiin, ovat vain hyvin vähäiset.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että siinä on säiliö muovijätteen keräyssäiliönä, että säiliö on tehty tuuletettavaksi kuivaussäiliöksi, että säiliö on kytketty annostuslait-teen jälkeen, että annostuslaite on laskujohdon kautta yhteydessä vaivaussekoittimen toiseen päähän, sekä että vaivaussekoittimen toiseen päähän on sovitettu täyttöasema.

Tekoainejätteiden kuivatus suoritetaan tämän mukaan yhdessä ainoassa paikassa, keräyssäiliössä, koska ydinvoimalassa esiintyvät tekohartsimäärät, etenkin ioninvaihtosuodattimista tulevat, ovat suhteellisen pienet. Kuivatus voi tällöin kestää pitkänkin ajan, niin että energiankulutus on vähäinen. Aiemmin tavalliseen samanaikaiseen korkeissa lämpötiloissa tapahtuvaan kuivatukseen ja sitomiseen verrattuna vältetään seuraavat haitat:

Hartsit hajosivat kemiallisen muutoksen johdosta ja samalla vapautui kaasuja (esim. amiineja).

Nämä kaasut kuormittivat suuresti ympäristöä läpitunkevan hajunsa ja räjähtävyytensä johdosta.

Koska korkeammassa lämpötilassa hartsista ja bitumista syntynyt tuote kaasunmuodostuksen johdosta voimakkaasti vaahtosi, astioiden täyttäminen ei ollut turvallista.

Kosteiden hartsien annostelu oli möykkyyntymisen takia varsin vaikeaa eikä käyttövarmaa.

Sopivana ajankohtana voidaan vapaasti juoksevat, kuivatetut tekoainejätteet syöttää annostuslaitteen kautta vaivaussekoittimeen eli vaivaimeen. Tällainen sekoitin on enimmäkseen olemassa jäähdytysveden käsittelylaitoksissa, esim. väkevöitteen käsittelyä varten. Sitä käytetään keksinnössä aika ajoin tekoainejätteiden poistamiseen. Kyseiseen tarkoitukseen voi kuitenkin olla varattu erikoinen sekoitin.

Kuten jo mainittiin, laitekulut ovat keksinnössä edullisen vähäiset. Olennainen rakenneosa on säiliö, joka edullisesti on 3 61364 tehty tuuletettavaksi kuivatussäiliöksi ja varustettu alapäästään annostuslaitteella. Tämä voi olla laskujohdolla yhdistetty hori-sontaalisekoittimen toiseen päähän, jonka sekoittimen toisen pään kohdalle on järjestetty tynnyrintäyttöasema. Tässä järjestelyssä tapahtuu hartsin kuljetus kuivatuksen jälkeen käytännöllisesti katsoen painovoimalla, mikäli sekoittamiseen ilman muuta välttämätön sekoittimen ruuvin liike ei aiheuta vertikaaliliikettä sekoittimes-sa. Hartsit johdetaan lietteenä kuivatussäiliöön, mitä varten on jo enimmäkseen ilman muuta olemassa sopivan kokoisia pumppuja.

Annostuslaitteen tehtävänä on ohjata syöttöä sekoittimeen, jotta voitaisiin vaaditulla tarkkuudella ylläpitää toivottu seos-suhde, esim. 1:1. Siihen voidaan käyttää kennopyöräsulkua. Muitakin annostelulaitteita voidaan kuitenkin ajatella tähän työhön.

Yleensä on edullista, jos sekoittimessa on monikammioinen kotelo, jonka kammiot on rinnankytketysti höyryllä lämmitettävissä. Näin saadaan mahdollisuus hienoasteisesti säätää lämpötilaa sekoittimessa, niin että bitumiin valettavien hartsien lämpökuormitus voidaan pitää niin pienenä kuin mahdollista. Toisaalta lämpötila pysyy silloin mahdollisimman lähellä käsittelylle sallittuja enimmäisarvoja, niin ettei bitumin viskositeetti ole liian pieni.

Keksinnön selittämiseksi lähemmin siitä kuvataan seuraavassa piirustuksen avulla suoritusesimerkki, joka on esitetty putkiston suunnittelupiirustuksessa tavallisin symbolein. Tämä putkiston suunnittelupiirustus käsittää keksinnön mukaisen, säteileviä jäteaineita poistavan laitteen lisäksi painevesireaktorin jäähdytys-aineen käsittelyjärjestelmän väkevöitteen käsittelyyn tarkoitettuja osiakin. Tämä johtuu siitä, että keksintö voidaan edullisella tavalla yhdistää väkevöitteenkäsittelylaitokseen, koska siten voidaan säteilevien tekoaineiden keksinnön mukaisen poistamisen kulut pitää erikoisen vähäisinä.

Kuviossa on numerolla 1 merkitty säiliö, joka toimii hartsin keräys- ja kuivatussäiliönä. Tähän säiliöön 1 kerätään ioninvaih-tosuodattimia huuhdeltaessa tuleva radioaktiivinen hartsi, joka syötetään huuhteluveden mukana säiliöön. Säiliön sisäpuolella sen kartiomaisessa alaosassa 2 nähdään ritilä 3, joka mahdollistaa säiliön tuuletuksen lämroinilmapiirillä 7. Tämä piiri käsittää kaasun-pesurin lauduttimineen, redundantisti sijoitetun puhaltimen 7 ri- 61364 vissä olevine vedenerottimineen ja lämmönsiirtimen 8.

Kuivatussäiliön 1 alapuolelle on sulkuventtiilien avulla liitetty kennopyöräsulku 10, joka avautuu pystysuoraan laskujohtoon 11. Laskujohto 11 johtaa vaivaussekoittiraeen 12, joka käsittää kolme vaihetta 12a, 12b, 12c. Sekoitin 12 on asetettu vaakasuoraan, kuten kuviosta nähdään. Sen toinen pää 14 on syöttöpää. Siihen on asennettu myös käyttöakseli 15 sekoittimen esittämättömien ruuvien käyttämiseksi. Sekoittimen akselia käyttää moottori 18 vaih-timen 16 ja kytkimen 17 kautta.

Sekoittimen 12 toisen pään 13 kohdalle on järjestetty täyttö-asema 20. Siinä nähdään tynnyreitä 21, joita kuljetetaan vaa'alla 23. Täyttöasemaa varten on järjestetty imu 25, joka on poistoilman-suodattimen 26 kautta yhteydessä lämmittimeen päättyvään johtoon 24.

Sekoittimen 12 kolmea vaihetta varten on järjestetty kaasu-kuvut 27, 28 ja 29, jotka ovat rakenteeltaan samanlaiset. Kaasu-kuvut sallivat vaivaussekoittamisen aikana syntyvien tai vapautuvien kaasujen poistumisen johtojen 30 kautta, jotka myös voivat johtaa suodattimiin ja lämmittimlin.

Sekoittimen 12 viereen on asennettu paksuiksi piirretyt höyry johdot, jotka kuudella rinnankytketyllä haarajohdollaan 32, 33, 34, 35, 36 ja 37 mahdollistavat lämpötilan hienoasteisen paikallisen säädön sekoittumisessa, niin että lämpötila ei esiintyvissä käyttöoloissa missään kohdassa ylitä 110°C. Asianomaiset termostaatit 40 ohjaavat sopivien venttiilien avulla joko höyryn syöttöä tai lauhteen poistoa. Lauhteenpoistojohdot johtavat yhteiseen poistoon 41. Höyryn tulo on merkitty numerolla 42.

Hartsin peittämiseen tarvittava bitumi tulee bitumisäiliöstä 45, joka on samoin kuin sekoittimeen johtava johto 46 tässä olevine bitumipurappuineen 47 lämmitettävissä höyrynjohdolla 48. Bitumi-pumppu huolehtii samalla vaaditusta bitumin annostelusta, jotta voitaisiin ylläpitää toivottu seossuhde 1:1. Bitumisäiliössä 45 ja johdossa 46 voidaan pitää korkeampia lämpötiloja, esim. 140°C, jotta viskositeetti pysyisi edullisesti suurempana ja jotta kenno-pyöräsulussa 10 ja laskujohdossa 11 jäähtynyt hartsi lämmitettäisiin heti sekoittamisen alkaessa haluttuun 110°C lämpötilaan.

Säiliö 50 toimii väkevöitteen välisäiliönä. Se ottaa vastaan jäähdytysveden puhdistuksessa saatavan säteilevien jätteiden väkevöitteen, joka saadaan esim. haihdutusmenetelmässä. Väkevöite voi-

Claims

5 61364 daan syöttää säiliöstä 50 annostuspumpun 51 ja johdon 52 kautta sekoittimen 12 tulopäähän 14, niin että säteilevien tekoaineiden keksinnön mukainen upottaminen bitumiin ei vaadi omaa sekoitinta.

1. Laite radioaktiivisen muovijätteen, etenkin ioninvaih-din-suodatinmassan talteenottamiseksi, joka massa saadaan veteen sekoittuneena ja joka kuivataan ennenkuin se upotetaan bitumiseen kovetusaineeseen ja yhdessä sen kanssa täytetään säiliöihin, joita käytetään lopulliseen säilytykseen, tunnettu siitä, että siinä on säiliö (1) muovijätteen keräyssäiliönä, että säiliö (1) on tehty tuuletettavaksi kuivaussäiliöksi, että säiliö (1) on kytketty annostuslaitteen (10) jälkeen, että annostuslaite (10) on laskujohdon (11) kautta yhteydessä vaivaussekoittimen (12) toiseen päähän (14), sekä että vaivaussekoittimen (12) toiseen päähän (13) on sovitettu täyttöasema (20).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että annostuslaite (10) on sulku, joka on tehty kennopyörä-suluksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että vaivaussekoittajassa (12) on monikammioinen kotelo, jonka kammiot (12a, 12b ja 12c) ovat rinnakkaiskytkennäisesti höyryllä lämmitettävissä.