DE2720342B2 - Verfahren und Anlage zum Verfestigen von pumpfähigen radioaktiven Abfällen in einem Deponiebehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigen von pumpfähigen radioaktiven Abfällen in einem Deponiebehälter, bei dem die radioaktiven Abfälle und Zement als Verfestigungsmittel in den Deponiebehälter dosiert eingegeben und in diesem gemischt werden, wobei die radioaktiven Abfälle durch Unterdruck in den Deponiebehälter eingesaugt werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens, mit einer Deponiebehälteraufnahme für einen Deponiebehälter, einer Zuführungeinrichtung für die radioaktiven Abfälle, einer Mischeinrichtung und einer Evakuiereinrichtung zur Erzeugung von Unterdruck im Deponiebehälter.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 25 44 447 bekannt und hat sich an sich bewährt. Die Deponiebehälteraufnahme ist eine feste Aufstellplattform. Ein zu füllender Deponiebehälter wird auf die Aufslellplattform aufgesetzt und über besondere Rohrleitungen, nämlich eine FeMstollüberführungsleitung. eine Verfesiigiingsmittel-Überfiihrungsleitung und eine Druckleitung einerseits an einen Dosierbehältcr, andererseits an einen Vorlage- und Mischbehälter angeschlossen, während der Dosierbehälter über eine Druckleitung z. 8. an einen Reaktortank ansclilicUbur ist. Ferner sind mit Hilfe einer Druckpumpeinrichtung mit Druckpumpe die radioaktiven Abfälle aus dem Reaktortank od. dgl. über die genannte Druckleitung in den Dosierbehälter eindrückbar und in dem Dosierbehälter sind die Festoffe der radioaktiven Abfälle sedimentierbar. Wasser ist über eine Wasserrückflußleitung /uführbar. Außerdem ist der zu füllende Deponiebehälter mittels Saugleitung einerseits an eine Vakuumfördereinrichtung, andererseits über die beschriebene Feststoffüberführungsleitung an den Dosierbehälter anschließbar. Folglich sind die sedimentierten Feststoffe der radioaktiven Abfälle aus dem Dosierbehälter in den Deponiebehälter einsaugbar. Endlich ist die Anordnung so getroffen, daß über die Verfestigungsmittel-Überführungsleitung das Verfestigungsmitte! aus einem Vorlage- und Mischbehälter in den Deponiebehälter einsaugbar ist, der dazu an die schon erwähnte Vakuumfördereinrichtung angeschlossen bleibt. Das Verfestigungsmittel ist. damit das gesamte Porenvolumen ausgefüllt wird, mittels Tauchrohr im Bereich des Behältertiefsten in den Deponiebehälter einführbar, während gleichzeitig Vakuum aus der Vakuumfördereinrichtung über die Saugleitung wirkt. Der Depniebehalter besitzt im übrigen ein Tauchrohr und über das Tauchrohr sind die sedimentierten Feststoffe in der beschriebenen Weise absaugbar und in den Deponiebehälter einführbar. Die Durchmischung der zu verfestigenden radioaktiven Abfälle mit dem flüssigen Verfestigungsmittel erfolgt durch die hydrodynamischen Wechselwirkungen dieser Komponenten im Deponiebehälter, wenn die Komponenten in der beschriebenen Weise eingeführt werden. Das ist zwar bewährt, in bezug auf Homogenität und Porenfreiheit de "verfestigten Mittel verbesserungsfähig. Zwar ist bei einer ähnlichen aus der DE-OS 25 11 967 bekannten Anlage der Deckel des Deponiebehälters mit einer Rühreinrichtung ausgerüstet, die als verlorenes Bauteil ausgeführt ist, und deren Rührerwelle mit Rührer in den Deponiebehälterinnenraum hineinragt. Die dadurch erzielbare Rührwirkung erfaßt jedoch nicht ohne weiteres den gesamten Behälterinnenraum, was insbesondere dann gilt, wenn die Mischung aus den radioaktiven Abfällen und dem Verfestigungsmittel eine beachtliche Viskosität aufweist. Zumindest sind in einem solchen Falle störend lange Mischzeiten erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren so weiter auszubilden, daß eine homogene Durchmischung der radioaktiven Abfälle und des Verfestigungsmittels sichergestellt ist und zwar mit geringem Porenvolumen bei kurzer Mischzeit. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die für die Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung in verfahrensmäßiger Hinsicht, daß nach dem Einfüllen von trockenem Zement in den Deponiebehälter ein Unterdruck erzeugt wird, daß der Deponiebehälter von der Unterdruckquelle abgetrennt wird, daß die radioaktiven Abfälle in einer durch den im Deponiebehälter herrschenden Unterdruck bestimmten Menge in den Deponiebehälter eingesaugt werden, und daß zur Vermischung der radioaktiven Abfälle mit dem Zement

der Deponiebehalter gekippt und in Rotaiion versetzt wird. Die Erfindung nut/i die Tatsache, dall bei einer solchen Rolalion des Deponiebehälters eine sehr intensive Mischung der radioaktiven Abfülle mit dem Zement erfolgt, was zu einem sehr homogenen Gemisch ". und im Anschluß daran auch zu einer sehr homogenen Verfestigung, bei geringem Porenvolumen, führt. Die Auslaugbcstiindigkch des verfestigten Betons aus Zement und radioaktiven Abfüllen, die auch bloße Salzlösungen sein können, wird um eine Größenord- w nung und mehr besser. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß mit pulverförmigem 2'.ement gearbeitet werden kann, so daß eine besondere Aufbereitung des Verfestigungsmittels zu einer Suspension nicht erforderlich ist. Von besonderem Vorteil ist endlich die ι > Tatsache, daß das beschriebene Verfahren vorrichtungstechnisch in einfacher Weise verwirklicht werden kann:

In vorrichtungstechnischer Hinsicht erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Deponiebehäheraufnahtne um eine horizontale Achse kippbar ist und die Rotation des Deponiebehälters um die Behälterachse mittels eines Antriebes ermöglicht und daß die Zuführeinrichtung für die radioaktiven Abfälle zugleich für die Evakuierung des Deponiebehälterinnenraumes ausgebildet und mit zumindest einer Drehkupplung versehen ist und in der Behälterachse an den Deponiebehälter anschließbar ist. Im allgemeinen wird man die Deponiebehälteraufnahme als Box ausbilden, wobei die horizontale Kippachse jo der Box in mittlerer Höhe eines eingestellten Deponiebehälters angeordnet und die Box mit Antriebsrollen für die Rotationsbewegung des Depoiiebehältcrs ausgerüstet ist. Im Behälterinnenraum können verlorene Mischeinrichtungen angeordnet oder angeformt sein.

Arbeitet man mit einer erfindungsgemäßen Anlage, so wird im allgemeinen in einen mit pumpfähigen radioaktiven Abfällen zu füllenden Deponiebehälter zunächst Zement pulverförmig eingebracht. Das kann auch in Beuteln geschehen, die sich auflösen, wenn sie -to mit den pumpfähigen radioaktiven Abfällen in Kontakt kommen. Dabei wird die Zementmenge npch allgemeinen betontechnologischen Regeln uinter Berücksichtigung des Wassergehaltes der pumpfähigen radioaktiven Abfälle eingestellt Danach wird die Zuführvorrichtung angekupptelt und mit der Depor.iebehälteraufnahme wir der Deponiebehälter gekippt und in Rotation versetzt. Gleichzeitig werden die pumipfähigen radioaktiven Abfälle axial eingeführt Man erreicht so eine überraschend gute und i/itensive Mischung der pumpfä- so higen radioaktiven Abfälle mit dem pulverförmigen Zement \ind im Ergebnis auch eine homogene und sichere Verfestigung. Das gilt insbesondere dann, wenn im Behälterninnern angeformte oder angeordnete, verlorene Mischeinrichtungen, z. B. in Form von festen Mischflügeln, angeordnet sind. Auch beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Anlage darf das Einfüllen der pumpfähigen radioaktiven Abfälle nicht durch die Luft im Deponiebehälter gestört werden. Dazu wird über ein und dieselbe Leitung, über die auch die Zuführung der pumpfähigen radioaktiven Abfälle erfolgt, zunächst der Behälterinnenraum ausreichend evakuiert. Für die erfindungsgemäße Anlage können Teile der aus der DE-OS 25 44 447 bekannten bereits erwähnten Anlage, verwendet werden, die einen Doisierbehälter, eine Druckpumpeinrichlung und eine Vakuiumfördereinrichtung aufweist, wobei ι in zu füllender Dosierbehälter über eine Rohrleitung der Zuführeinrichtung einerseits an den Dosierbehalier und andererseits an eine Saugleiiunganschlielibar ist, die für die Luftevakuierjtig erforderlich ist. Dabei kann der Dosierbehälter über eine .Saugleitung an den Reaktorrtank angeschlossen worden sein. Ferner können mit HiIIe einer Druckpumpeinrichlung die radioaktiven Abfülle aus dem Reaktortunk über eine Druckleitung in den Dosierbehalier eingedrückt und in dem Dosierbehälter die Feststoffe de; radioaktiven Abfülle sedimentiert werden, soweit noch pumpfähige Konsistenz gegeben ist. während das Wasser über eine Wasserrückflußleitung an den Rcaktortank zurückgeführt wird. Auch der pulverförmig Zement kann, dosiert, in einer, zu füllenden Deponiebehälter eingesaugt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigt in schematischer Darsi ellung

Fig. 1 die Seitenansicht einer Anlage iur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Schnitt durch den Deponiebehälter,

Fig.2 den Gegenstand nach Ρις.! in anderer Funktionsstellung.

Die in den Figuren dargestellte Anlage dient zum Füllen von Deponiebehältern 1 mit pumpiahigen radioaktiven Abfällen, und zwar insbesondere mit Kernkraftwerksabfällen. Diese radioaktiven Abfälle sollen in den gefüllten Deponiebehältern 1 eine Verfestigung erfahren, um in den Deponiebehältern J einer Deponie zugeführt und dort deponiert zu werden. Deponiebehälter 1 bezeichnet solche Behälter, die in bezug auf Strahlungsabschirmung und Festigkeit den Anforderungen des Transportes und der Deponie genügen.

Zur Anlage gehört zunächst eine Deponiebehälteraufnahme 2 für einen zu füllenden Deponiebehälter 1. eine Zuführeinrichtung 3 für die pumpfähigen radioaktiven Abfälle und eine Mischeinrichtung 4.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der F: g. 1 und 2 entnimmt man, daß die Deponiebehälteraufnahme 2 um eine horizontale Kippachse 5 kippbar sowie um die Brhälterachse 6 eines aufgenommenen Deponiebehälters 1 rotierbar und entsprechend angetrieben ist. Die Antriebsaggregate wurden nicht gezeichnet. Die Zuführeinrichtung 3 für die pumpfähjgen radioaktiven Abfälle besitzt zumindest eine Drehkupplung 7. Sie ist in der Behälterachse 6 an den entsprechend eingerichteten Deponiebehälter 1 angeschlossen. Gleichzeitig ist die Zuführeinrichtung 3 für die Luftevakuierung des Deponiebehälters 1 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Deponiebehälteraufnahme aus einer Box 2. in der ein Deponiebehälter 1 einstellbar ist. Die Box 2 ist um «ine in mittlerer Höhe angeordnete Kippachse 5 in der beschriebenen Weise kippbar. Sie ist mit seitlichen Antriebsrollen 8 ffir die schon beschriebene Rotationsbewegung ausgerüstet — Im Deponiebehälterinnenraum 9 der zu füllenden Deponiebehälter 1 befinden sich angeformte oder angeordnete, jedenfalls verlorene Mischeinrichtungjn 10 z. B. in Form von Mischflügeln. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Luftevakuierung eines zu füllenden Deponiebehälters 1 vor dem Füllvorgang, und zwar durch Anschluß an eine entsprechende Evakuiereinrichtung mit Unterdruckbehälter. Dazu ist die Rohrleitung 11 an diesen Unterdruckbehälter anschließbar. Sie ist aber außerdem anschließbar an die schon erwähnte Dosiereinrichtung wenn es sich darum handelt, eine dosierte Menge der pumpfähigen radioaktiven Abfälle in den luftevakuier-

!en Deponieinnenraum 9 des Dcponicbchältcrs I einzubringen, der dabei rotiert. Die Anlage wird so beschrieben, daß zunächst die Dcponiebehälicr 1. nach feinfüllung des Zements evakuiert werden, wobei danach die Untcrdruckwelle abgeschaltet aber der Unterdruck im Deponiebehälter 1 aufrechterhalten wird, und daß im Anschluß daran die pumpfähigen radioaktiven Abfälle nach Maßgabe des herrschenden Unterdrücke* in den Deponiebehälter eingefüllt werden. Mine Überfülliing kann also nicht eintreten.

Im Krgebnis bewirkt dabei der Unterdruck die Dosierung, weil bei vorgegebenem Unterdruck nur eine bestimmte, vom Unterdruck abhängige Menge in den Innenraum des Dcponiebchältcrs cinfüllbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren /um Verfestigen von pumpfähigen radioaktiven Abfällen in einem Deponiebehälter. bei dem die radioaktiven Abfälle und Zement als Verlestigungsmittel in den Deponiebehälter dosiert eingegeben und in diesem gemischt werden, wobei die radioaktiven Abfälle durch Unterdruck in den Deponiebehälter eingesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einfüllen von trockenem Zement in den Deponiebehälter ein Unterdruck erzeugt wird, daß der Deponiebehälter von der Unterdruckquelle abgetrennt wird, daß die radioaktiven Abfälle in einer durch den im Deponiebehälter herrschenden Unterdruck bestimmten Menge in den Deponiebehälter eingesaugt werden, und daß zur Vermischung der radioaktiven Abfälle mit dem Zement der Deponiebehälter gekippt und in Rotation versetzt wird.

2. Anlag«, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, mit einer Deponiebehälteraufnahme für einen Deponiebehälter, einer Zuführeinrichtung für die radioaktiven Abfälle, einer Mischeinrichtung und einer Evakuiereinrichtung zur Erzeugung von Unterdruck im Deponiebehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Deponiebehälteraufnahme (2) um eine horizontale Achse (5) kippbar ist und die Rotation des Deponiebehälters (1) um die Behälterachse (6) mittels eines Antriebs ermöglicht, und daß die Zuführeinrichtung (3) für die radioaktiven Abfälle zuglr.'ch für die Evakuierung des Deponiebehälierinnenraums (9) ausgebildet und mit zumindest einer Drehkupplung (7) versehen ist und in der Behälterachse (6) an d-in Deponiebehälter (t) anschließbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deponiebehälteraufnahme aus einer Box (2) besteht, und daß die horizontale Kippachse (5) der Box (2) in mittlerer Höhe eines eingestellten Deponiebehälters (1) angeordnet und die Box (2) mit Antriebsrollen (8) für die Rotationsbewegung des Deponiebehälters (1) ausgerüstet ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Deponiebehälterinnenraum (9) verlorene Mischeinrichtungen (10) angeformt oder angeordnet sind.