FR2510801A1

FR2510801A1 - Concn. and dosing tank for radioactive scrap - where mixt. of scrap and liq. is fed into tank so sedimentation occurs and solid scrap is removed by helical doser pump

Info

Publication number: FR2510801A1
Application number: FR8114869A
Authority: FR
Inventors: Jean Jacques Celeri; Andre Volk Karatchewski; Edmond Chanton
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1983-02-04
Also published as: FR2510801B1

Abstract

Tank is used for the continuous feeding of radioactive scrap in a liq. phase into a mixer, in which the solid scrap will be coated and then fed into a container. The tank is vertical, and consists of a decantation chamber with a conical base terminating in a vertical exit pipe (a). Pipe (a) contains 'Moineau' (RTH) helical gear doser delivering the solid scrap to a mixer. The suspension of radioactive scrap in a liq. phase is continuously circulated through the decantation chamber by a pump and overflow. The shaft which rotates the helical gear rotor of the doser is located in a vertically adjustable sleeve so the amt. of liq. in the solid scrap entering the doser can be varied. Used in conjunction with scrap disposal plant.

Description

La présente invention se rapporte aux techniques d'enrobage et d'évacuation des déchets radioactifs, en particulier de ceux qui proviennent des centrales atomiques ou des laboratoires à haute activité. Elle a pour objet un concentrateur doseur de tels déchets radioactifs. The present invention relates to coating and disposal techniques for radioactive waste, in particular that from atomic power stations or high activity laboratories. Its purpose is a metering concentrator for such radioactive waste.

Jusqu'à une époque récente, l'enrobage des déchets radioactifs de différent nature était réalisé de façon discontinue, le plus souvent par malaxage direct des produits actifs ave des constituants d'enrobage au sein même d'un conteneur de stockage muni d'une protection biologique. Ce mala- xage était réalisé généralement à l'aide d'un agitateur à pales qu'il faut donc de temps en temps démonter, nettoyer et décontaminer. Le mélange ainsi obtenu est évacué dans le conteneur où il se solidifie peu à peu avant son stockage définitif dans un lieu sur. Until recently, the coating of radioactive waste of different kinds was carried out discontinuously, most often by direct mixing of the active products with coating constituents within a storage container provided with a biological protection. This mixing was generally carried out using a paddle stirrer which must therefore be dismantled, cleaned and decontaminated from time to time. The mixture thus obtained is discharged into the container where it solidifies little by little before its final storage in a safe place.

Les déchets radioactifs en provenance d'installations nucléaires ont évidemment des concentrations radioactives treks variables dans le temps, ce qui conduit à des doses de rayonnement également variables qui nécessitent des conteneurs comportant des protections biologiques d'épaisseurs différentes. Pour des raisons de commodité de fabrication, de manutention, et pour diminuer les frais de transport, on a choisi de réaliser des conteneurs dont les dimensions externes étaient normalisées et de faire varier dans chaque cas leur volume utile en fonction des débits de doses des produits à stocker. Radioactive waste from nuclear installations obviously has radioactive concentrations which are variable over time, which leads to equally variable doses of radiation which require containers containing biological protections of different thicknesses. For reasons of convenience of manufacture, handling, and to reduce transport costs, we chose to produce containers whose external dimensions were standardized and to vary in each case their useful volume according to the dose rates of the products. to store.

Ceci malheureusement implique l'utilisation, pour le malaxeur, de pales spécialisées pour chaque type de conteneur et par suite des opérations coûteuses de nettoyage et de décontamination à chaque remplacement desdites pales.This unfortunately implies the use, for the mixer, of specialized blades for each type of container and consequently costly cleaning and decontamination operations with each replacement of said blades.

Le brevet français EN 79 30 195 du 10 décembre 1979 a pour objet un procédé d'enrobage en continu de déchets radioactifs des installations nucléaires qui permet de s'affranchir des difficultés précédentes en produisant en permanence un produit mélangé que l'on peut introduire en continu dans des récipients ou conteneurs quelconques successifs. Ce procédé d'enrobage et d'évacuation se caractérise essentiellement en ce qu'on alimente un mélangeur à fonctionnement continu simultanément d'une part avec les déchets radioactifs en phase liquide et, d'autre part, avec les constituants d'enrobage en phase solide et en ce qu'on evacue le mélange ainsi produit en permanence dans des récipients de stockage munis de protection biologique. French patent EN 79 30 195 of December 10, 1979 relates to a process for the continuous coating of radioactive waste from nuclear installations which overcomes previous difficulties by permanently producing a mixed product which can be introduced in continuous in any successive containers or containers. This coating and disposal process is essentially characterized in that a continuously operating mixer is fed simultaneously with radioactive waste in the liquid phase on the one hand and with the coating components in the phase on the other hand solid and in that the mixture thus produced is discharged permanently in storage containers provided with biological protection.

Le mélangeur continu délivre ainsi un débit réglable à volonté de déchets parfaitement enrobés. Ce débit est de ce fait indépendant des dimensions des conteneurs dans lesquels on déverse ce produit enrobé et qui peuvent être remplis un par un à la suite les uns des autres de la facon désirée. The continuous mixer thus delivers an adjustable flow rate of perfectly coated waste at will. This flow rate is therefore independent of the dimensions of the containers into which this coated product is poured and which can be filled one by one following each other in the desired manner.

Selon une caractéristique intéressante du procédé objet de ce brevet, le mélangeur est un appareil du type malaxeur, muni d'une vis sans fin qui reçoit simultanément les déchets radioactifs en phase liquide et le matériau d'enrobage. Dans une variante de réalisation, on dissocie les deux fonctions, et le malaxeur comporte d'une part un injecteur doté d'une vis ou d'une spirale permettant le prémélange des constituants d'enrobage secs et leur introduction dans le corps du mélangeur, et, d'autre part, une vis ou spirale d'homogénéisation des adjuvants d'enrobage avec les liquides radioactifs. According to an advantageous characteristic of the process which is the subject of this patent, the mixer is an apparatus of the kneader type, provided with an endless screw which simultaneously receives the radioactive waste in liquid phase and the coating material. In an alternative embodiment, the two functions are dissociated, and the mixer comprises on the one hand an injector provided with a screw or a spiral allowing the premixing of the dry coating constituents and their introduction into the body of the mixer, and, on the other hand, a screw or spiral for homogenizing the coating additives with radioactive liquids.

De façon avantageuse, la phase liquide radioactive à enrober est stockée dans un recipient situé à un niveau inférieur au mélangeur, avant d'être introduite dans celui-ci par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique permettant de doser la quantité de produit radioactif ainsi délivré. Cette disposition permet, en cas de besoin, d'effectuer une vidange de la pompe volumétrique par simple gravité. Advantageously, the radioactive liquid phase to be coated is stored in a container located at a level below the mixer, before being introduced into the latter by means of a positive displacement pump making it possible to dose the quantity of radioactive product thus delivered. This arrangement allows, if necessary, to drain the positive displacement pump by simple gravity.

Pour travailler dans de bonnes conditions, le dispositif décrit dans le brevet français
EN 79 30 195 doit être capable de fournir une phase liquide dont la proportion en volume de matière solide active qu'elle contient peut être réglée à une valeur constante. Ceci est obtenu à l'aide d'un ensemble comprenant deux alimentations en parallèle 18 et 19 du récipient 11, chacune de ses entrées étant spécialisée, pour l'entrée 18 dans les concentrats et pour l'entrée 19 dans les résines ainsi que deux pots doseurs 17, qui permettaient de respecter- le rapport constant évoqué précédemment entre le volume du liquide proprement dit et des matières solides qu'il contient en suspension. Une pompe volumétrique 15 était nécessaire à la sortie du récipient 11 pour alimenter, en cette suspens ion de matière solide en phase liquide, le malaxeur 4.To work in good conditions, the device described in the French patent
EN 79 30 195 must be capable of providing a liquid phase, the proportion of which by volume of active solid material it contains can be adjusted to a constant value. This is obtained using a set comprising two parallel supplies 18 and 19 to the container 11, each of its inputs being specialized, for the input 18 in the concentrates and for the input 19 in the resins as well as two metering pots 17, which made it possible to respect the constant ratio mentioned above between the volume of the liquid itself and the solid matter it contains in suspension. A positive displacement pump 15 was necessary at the outlet of the container 11 to supply, in this suspension of solid material in the liquid phase, the mixer 4.

Une disposition de ce genre nécessite pratiquement pour fonctionner correctement l'aménagement de deux cuves telles que 11 en parallèle si l'on désire éviter toute interruption de fonctionnement du mélangeur 4 lorsque la cuve est vide : dans ce cas, l'existence de deux cuves permet d'effectuer en effet le soutirage dans l'une pendant que l'on prépare le mélange dans la seconde. A provision of this kind practically requires the arrangement of two tanks such as 11 in parallel if it is desired to avoid any interruption in the operation of the mixer 4 when the tank is empty: in this case, the existence of two tanks makes it possible to draw off in one while preparing the mixture in the second.

Une telle disposition conduit à une cir cuiterie relativement complexe comportant notamment d'assez nombreuses vannes et la présente invention propose à cet effet l'utilisation d'un concentrateur-doseur qui permet automatiquement et en continu de remplir les fonctions précédentes de dosage des matières solides en suspension dans la phase liquide et de l'injection de cette phase liquide chargée de solides actifs dans le malaxeur 4. Such an arrangement leads to a relatively complex circuitry including in particular a fairly large number of valves and the present invention proposes for this purpose the use of a concentrator-doser which automatically and continuously enables the previous functions of metering solids to be fulfilled. suspended in the liquid phase and by injecting this liquid phase charged with active solids into the mixer 4.

A cet effet, la présente invention, a pour objet, dans un procédé d'enrobage et d'évacuation des déchets radioactifs dans lequel la préparation desdits déchets radioactifs a lieu en phase liquide avec un rapport déterminé entre le volume des matières solides et celui de ladite phase liquide, un concentrateur doseur au sommet duquel une pompe injecte le mélange solide-liquide stocké dans un récipient de stockage, ledit concentrateur doseur comportant :: - une chambre de décantation ayant un axe de symé
trie vertical et se terminant à sa base par une
partie cylindro-conique ; - selon l'axe de symétrie de la chambre, un arbre
d'entraînement mû par un moteur extérieur et en
traînant un extracteur doseur situé dans la partie
cylindrique inférieure de ladite chambre ; - un fourreau central, centré sur l'axe de symétrie,
entourant ledit arbre d'entraînement, et réglable
en hauteur par translation verticale ; - un déflecteur situé un sommet de la chambre de
décantation ; - un trop plein reliant également le sommet de la
chambre de décantation au récipient de stockage.To this end, the object of the present invention is, in a coating and disposal process for radioactive waste in which the preparation of said radioactive waste takes place in the liquid phase with a determined ratio between the volume of solid matter and that of said liquid phase, a metering concentrator at the top of which a pump injects the solid-liquid mixture stored in a storage container, said metering concentrator comprising: - a settling chamber having a symmetrical axis
sorts vertically and ends at its base with a
cylindro-conical part; - along the axis of symmetry of the room, a tree
drive driven by an external motor and
dragging a dosing extractor located in the part
lower cylindrical of said chamber; - a central sleeve, centered on the axis of symmetry,
surrounding said drive shaft, and adjustable
in height by vertical translation; - a deflector located at the top of the
decantation; - an overflow also connecting the top of the
decantation chamber to the storage container.

De toute façon l'invention sera mieux comprise à la lecture qui suit de la description d'un exemple de mise en oeuvre du concentrateur doseur, description qui sera faite en se référant a la figure unique représentant la constitution et le schéma de branchement d'un tel concentrateur doseur. Anyway the invention will be better understood on reading the following description of an example of implementation of the dosing concentrator, description which will be made with reference to the single figure representing the constitution and the connection diagram of such a dosing concentrator.

Un réservoir de stockage 11 contient le mélange decante de produit solide radioactif , en l'occurence des resines de déminéraliseur, dans un liquide, ici de l'eau. Ce mélange de résine et d'eau contenu dans le réservoir 11 est envoyé dans la canalisation 26 et aspiré par la pomme 27 dans le con- centrateur doseur 28 dans lequel i parvient au sommet par la canalisation 29. Le conentrateur doseur 28 comporte une chambre de décantation 30 ayant un axe de symétrie vertical 31 et se terminant par une partie conique convergente 32 suivie d'une partie cylindrique 33 debouchant dans un malaxeur non re- présenté. A storage tank 11 contains the decant mixture of radioactive solid product, in this case demineralizer resins, in a liquid, here water. This mixture of resin and water contained in the reservoir 11 is sent into the pipe 26 and sucked by the apple 27 into the dosing concentrator 28 in which i reaches the top by the pipe 29. The dosing concentrator 28 has a chamber settling tank 30 having a vertical axis of symmetry 31 and ending with a converging conical part 32 followed by a cylindrical part 33 opening into a kneader not shown.

Dans une autre variante de mise en oeuvre où le réservoir 11 est situé au-dessus du coincez trateur doseur 28, la chasse des résines entre le réservoir 11 et le concentrateur doseur 28 a lieu par gravitation. Dans ce cas, l'eau excédentaire dans le concentrateur doseur 28 est évacuée par un trop plein muni de crépines interdisant aux résines de s'échapper. In another variant of implementation where the reservoir 11 is located above the wedge metering trator 28, the flushing of the resins between the reservoir 11 and the metering concentrator 28 takes place by gravity. In this case, the excess water in the dosing concentrator 28 is discharged through an overflow provided with strainers preventing the resins from escaping.

La canalisation 29 débouche au sommet de la chambre 30 et la puissance du jet de liquide envoye par la pompe 27 est amortie par un deflecteur 34 situé sous la canalisation d'arrivée 29. Un ensemble extracteur doseur 35 situe dans la partie cylindrique 33 est mû en rotation par 1 'arbremo- teur 36 situé selon l'axe 31 de l'appareil et mis en mouvement par un moteur 41. Un fourreau central 3 8 mobile en translation verticale dans la chambre de décantation 30 permet selon la place qu'il occupe en hauteur dans cette chambre 30 de faire varier plus ou moins l'état d'agitation des resines le long de l'arbre 36 et de modifier ainsi le taux de concentration souhaité pour les matières solides en suspension dans la phase liquide. The line 29 opens at the top of the chamber 30 and the power of the jet of liquid sent by the pump 27 is damped by a deflector 34 located under the supply line 29. A metering extractor assembly 35 located in the cylindrical part 33 is moved in rotation by one timepiece 36 located along the axis 31 of the device and set in motion by a motor 41. A central sheath 38 movable in vertical translation in the settling chamber 30 allows depending on the space it occupies in height in this chamber 30 to vary more or less the state of agitation of the resins along the shaft 36 and thus to modify the desired concentration rate for the solids in suspension in the liquid phase.

Un trop plein 37 est situé dans la partie supérieure de la chambre de décantation 30 et relie par la conduite 42 au sommet du réservoir de stockage 11. An overflow 37 is located in the upper part of the settling chamber 30 and connects via the pipe 42 to the top of the storage tank 11.

Le fonctionnement de l'appareil ainsi décrit est très simple, puisque la pompe 27 fonctionnant en permanence assure a un niveau constant le mélange liquide solide jusqu'au trop plein 37 dans la chambre de décantation 30. Les résines solides decantent par gravite dans la cuve 30 et sont reprises par l'engrenage heli- cotidal MOINEAU de l'extracteur doseur 35 pour être finalement evacuées dans le malaxeur 4 par le conduit . La proportion de résines solides evacuees en phase liquide est d'autant plus grande que le fourreau 38 ayant été mis en position basse, l'arbre moteur 36 n'a créé que peu d'agitation dans les solides décantés a la base du volume cylindrique 33 et que par conséquentl'ex- tracteur doseur 35 évacue une composition relativement riche en matière solide. The operation of the apparatus thus described is very simple, since the pump 27 operating continuously ensures at a constant level the solid liquid mixture up to the overflow 37 in the settling chamber 30. The solid resins settle by gravity in the tank 30 and are taken up by the helicoidal gear MOINEAU of the metering extractor 35 to be finally evacuated in the mixer 4 by the conduit. The proportion of solid resins discharged in the liquid phase is all the greater as the sheath 38 having been placed in the low position, the drive shaft 36 has created little agitation in the decanted solids at the base of the cylindrical volume 33 and that consequently the metering extractor 35 discharges a composition relatively rich in solid matter.

Claims

CLAIM

1. Dosing concentrator (28) - to continuously supply the mixer to a coating and disposal facility for radioactive waste in the liquid phase, and to prepare said radioactive waste in the liquid phase with a determined ratio between the volume of solid matter and that of said liquid phase, characterized in that it comprises - a settling chamber (30), of axis of symmetry

(31) vertical and ending at its lower part

by a conical (32) then cylindrical (33) part; - a pipe (29) opening at the top of the

decantation chamber (30) and through which is in

using the pump (27) to eject the solid mixture

liquid stored in a storage container (11) ;; - along the axis of symmetry (31) of the chamber (30) a

drive shaft (36) driven by a gear motor

(41) and catchy, ensuring its excessive movement

tre, a dosing extractor (35) located under the part

lower cylindrical of said chamber;

The metering extractor consists of a gear

helical'N0iNEAU, comprising

an internal gear with 1 tooth: the rotor (39)

an external gear with 2 teeth: the stator (40) - a central sleeve (38) centered on the axis of syme

sorts and surrounds the drive shaft; - an overflow (37) connecting the upper part

from the settling chamber to the sto container

ckage; - a deflector (34) located under the inlet (29) of the

fluid in order to break the energy of the jet.