DE1223963B

DE1223963B - Verdampfer-Vorrichtung fuer radioaktive Loesungen

Info

Publication number: DE1223963B
Application number: DEC33875A
Authority: DE
Inventors: Pierre Auchapt; Georges Bouzou; Roger Sauteray
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1963-01-24
Filing date: 1964-09-09
Publication date: 1966-09-01
Also published as: FR1354259A; FR85175E; LU46903A1; GB1035130A; GB1039303A; ES304195A1; FR84487E; CH421054A; BE653107A; US3327763A; NL6410474A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G 21c

Deutsche Kl.: 21 g - 21/20

Nummer: 1223 963

Aktenzeichen: C 33875 VIII c/2 Ig

Anmeldetag: 9. September 1964

Auslegetag: 1. September 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdampfer-Vorrichtung für radioaktive Lösungen, insbesondere zum Konzentrieren von Plutoniumlösungen.

Es ist oft notwendig, radioaktive Lösungen zu konzentrieren, um eine konzentrierte Restlösung sowie ein wenig kontaminiertes Destillat zu erhalten. Die Hauptschwierigkeit beim Konzentrieren solcher Lösungen besteht in der Gefahr des Kritischwerdens, was bisher das auf einmal zu behandelnde Höchstvolumen der Lösung eng begrenzt hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verhältnismäßig einfache Vorrichtung zu schaffen, mit der man bei hohem Durchsatz und Volumen der Lösungen ohne Gefahr des Kritischwerdens eine rasche Konzentration radioaktiver Lösungen erzielen kann.

Gemäß der Erfindung besteht die Verdampfer-Vorrichtung aus einer von der zu konzentrierenden Lösung teilweise zu füllenden Blase, aus mindestens einem Thermosiphon, der ein unteres, mit dem Boden der Blase verbundenes Rohr, ein Erhitzungsrohr und ein oberes, in die Blase tangential mündendes Rückführungsrohr umfaßt, aus einem mit dem Oberteil der Blase verbundenen Lösungsmitteldampfabführungsrohr, einem Zuführungstopf für die zu konzentrierende Lösung und einem Auslaßtopf für die konzentrierte Lösung.

Die von der zu konzentrierenden Lösung zu füllende Blase besitzt eine abgeflachte zylindrische Form, die durch eine gelochte und eine Schicht von Raschigringen, z. B. aus Borglas, tragende Platte aus rostfreiem Blech in zwei übereinanderliegende Abteilungen unterteilt ist, wobei die Blase mit dem Thermosiphon durch ein ringförmiges Rohr, das wenigstens in seinem inneren Teil ein Neutronen absorbierendes Material aufweist, verbunden ist. Gegebenenfalls kann der äußere Teil aus einem die Neutronen absorbierenden Stoff bestehen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform besitzen die Erhitzungsrohre einen ausgebuchteten, vorteilhafterweise drei Ausbuchtungen aufweisenden Querschnitt, wobei jede Ausbuchtung von im wesentlichen längs der Achse der Ausbuchtung angeordneten Heizvorrichtungen besetzt ist.

Der in der Beschreibung benutzte Ausdruck »Thermosiphon« ist in einem besonderen Sinn zu verstehen, und zwar so, daß der durch seine Heizung hervorgerufene Flüssigkeitsumlauf in ihm im wesentlichen infolge einer aufsteigenden, Dampfblasen bildenden Siedeschicht erfolgt. In diesem letzteren Fall erreicht die Flüssigkeitshöhe, wenn die Vorrichtung nicht in Betrieb ist, nur den Boden der flachen Blase Verdampfer-Vorrichtung für radioaktive
Lösungen

Anmelder:

Commissariat ä !'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dr. H. U. May, Patentanwalt,

München 2, Ottostr. 1 a

Als Erfinder benannt:

Pierre Auchapt,

Georges Bouzou,

Roger Sauteray, Bagnols/ceze, Gard (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 19. September 1963 (948 082),
vom 30. Januar 1964 (962 029)

oder befindet sich sogar unterhalb der Höhe des oberen, zur Blase zurückführenden Rohres. Nur während des Betriebs vergrößert sich das Volumen der Flüssigkeit durch das Kochen, und die Blase wird teilweise von der Flüssigkeit gefüllt.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verdampfer-Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verdampfer-Vorrichtung und

F i g. 3 eine schematische Ansicht im Schnitt längs der LinieII-II der Fig. 2 eines Teiles der in der F i g. 2 dargestellten Vorrichtung in vergrößertem Maßstab.

Die in der F i g. 1 gezeigte erste Ausführungsform einer Verdampfer-Vorrichtung weist eine Blase 2 auf, die teilweise von der zu verdampfenden Lösung gefüllt wird. Die Blase 2 ist in ihrem Unterteil mit einer senkrecht verlaufenden Rohrleitung 4 und in ihrem Oberteil mit einer Dampfableitung 6 versehen; einer der Heizkreise 14 umfaßt ein unteres, mit dem Rohr 4 verbundenes Rohr 16, ein aufsteigendes Erhitzungsrohr 20 und ein oberes Rückführungsrohr 22, das tangential im wesentlichen in halber Höhe

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der Blase 2 in diese mündet. Das Erhitzungsrohr 20 zung bestimmter organischer Bestandteile der Lösung besteht aus einem Rohr von größerem Durchmesser zu Kohlendioxidgas auftreten könnten. Am Unterteil als die Rohre 16 und 22, in dem ein Heizstab 28, des Zuführungsstopfes 78 sind zwei Leitungen vorz. B. aus Siliciumdioxyd, befestigt ist. In dem Heiz- gesehen, von denen die eine Leitung 96 der Zufühstab sind elektrische Heizwiderstände geeigneter 5 rung der im Behälter 98 vorrätig gehaltenen Lösung Leistung, die von Zuleitungen 30 gespeist werden, mittels der Pumpe 100 und die andere Leitung 102 angeordnet. Zwischen dem Heizstab 28 und der der Zuführung der Lösung zur Rohrleitung 72 dient. Wand des Rohres 20 besteht ein radialer Zwischen- Der Ableitungstopf 80 weist ebenfalls zwei Leitungen raum, in dem die zu konzentrierende Lösung um- auf, die durch Überlauf funktionieren und von denen läuft, wobei die Erhitzung den Kreislauf der Flüssig- io die eine Leitung 104 den Unterteil des Topfes 80 keit durch Erzeugung eines aufsteigenden Films von mit dem Rohr 72 verbindet und die andere Leitung Flüssigkeit und Dampfblasen bewirkt und das Erhit- 106, deren oberes Ende 108 sich in Höhe des allgezungsrohr 20 so von einer Mischung aus Flüssigkeit meinen Flüssigkeitsspiegels 54 befindet, mit ihrem und Dampf durchströmt wird. An die Dampf- unteren Ende in einen Kühler 108 und den Konzenableitung 6 ist ein Wärmeaustauscher 42 ange- 15 tratablauf 110 mündet. Die Höhe dieser Töpfe 78 schlossen, der die Rolle des Kondensors spielt und und 80 ist einstellbar und gestattet einerseits die Beeinen Auslaß 44 zur Ableitung der flüssigen Phase obachtung des allgemeinen Flüssigkeitsspiegels und aufweist. andererseits die Regelung dieses Spiegels in Abhän-

Die Blase 2 besteht aus einem zylindrischen Teil gigkeit von der Dichte des Konzentrats.
50, der von einem kugelkalottenförmig ausgebildeten 20 In einer bevorzugten, zur Kontentration von oxal-Teil52 bedeckt ist. Beide Teile sind aus rostfreiem . sauren Mutterlaugen bestimmten Ausführungsform Stahl hergestellt. Etwas unterhalb des oberen Teiles einer Vorrichtung nach der Erfindung, die im folgendes Zylinders50, ungefähr in Höhe des allgemeinen den als Beispiel mit Bezug auf die Fig. 1 be_T Flüssigkeitsspiegels 54 der Lösung, ist ein gelochtes schrieben wird, besteht die Blase 2 aus einem Blech 56 aus rostfreiem Stahl, angeordnet, das eine 25 Zylinder 50 aus rostfreiem Stahl von 225 mm DurchSchicht von Glas-Räschigringen trägt, die schema- messer und 40 mm Höhe^ der für die Flüssigkeit eine tisch mit 58 bezeichnet sind; Zweck dieser Anord- Verdampfungsoberfläche von 398 cm² bietet. 35 mm nung ist, das Mitreißen von Flüssigkeitstropfen in vom Boden der Blase entfernt befindet sich ein Blech die Gasphase sowie jede Gefahr des Kritischwerdens aus rostfreiem Stahl von 3 mm Dicke, das Löcher außer im Ausnahmefall, daß der Flüssigkeitsspiegel 30 von 8 mm Durchmesser aufweist. Dieses Blech trägt in der Blase steigt, zu verhindern. Der Oberteil 52 eine Schicht 58 von 60 mm oder mehr_: Dicke von der Blase ist, abgesehen von der Dampfableitung 6, 10 · 10-mm-Raschigringen aus Glas mit 12,90 °/ό mit zwei weiteren" Rohrstutzen versehen, von denen B₂O₃-Gehalt, d. h. 4 °/o Bor.

der eine, 60, eine weiter unten beschriebene Rolle Durch den Wärmeaustauscher 42 laufen zwei spielt, während der andere, 62, mit einem Hahn 64 35 Schlangen aus rostfreiem Stahl von 13 m Gesamtversehen· ist und die Dekontaminierung ermöglicht. länge, die eine Austauscheroberfläche von 4,150 cm²

Der Ableitungsrohrstutzen 6 ist über ein Knie 66 bieten; bei einer Kühlwassermenge von 5251/Std.,

mit einem Zyklon 68 bekannter Bauart verbunden, einer Wassereintrittstemperatur bei 74 von 20° C

der dazu dient, durch Zentrifugalwirkung die ge- und einer Austrittstemperatur bei 76 von 40° C

gebenenfalls von der Dampfphase mitgerissenen 40 können 10,500 kcal/Std. abgeführt werden.

Flüssigkeitströpfchen abzuscheiden. Dadurch erzielt Die Töpfe 78 und 80 bestehen jeder aps einem

man einen sehr guten Dampfdekontaminierungs- Glasrohr von 75 mm Durchmesser und 125 mm

faktor und kann-ein soweit'wie möglich von radio- Höhe, das zwischen zwei Metallflanschen eingespannt

aktiven Stoffen, insbesondere Plutonium, befreites ist, die die Sicherheitssonden, den Anschluß zum

Destillat erhalten. Der Unterteil des Zyklons 68 ist 45 Druckausgleich und den Einlaß und Auslaß der

durch ein gekrümmtes Rohr 70 mit dem Zuleitungs- Flüssigkeit tragen.

rohr 72 verbunden, durch das die abfließenden Flüs- Das Heizbündel ist vollständig aus rostfreiem Stahl

sigkeiten in den Erhitzungskreislauf geführt werden. gebaut und trägt drei Rohre 20, die parallel zuein-

Der Oberteil des Zyklons 68 ist mit dem Wärme- ander mit ihren Enden an zwei Sammelplatten 112

austauscher 42, der in bekannter Weise als 50 geschweißt sind und für den Durchtritt der Flüssig-

Schlangenkühler gebaut ist und in dem eine Doppel- . keit 20 mm dicke Öffnungen frei lassen. Die in

schlange aus rostfreiem Stahl mit einer bestimmten, einem Abstand von mindestens 40 cm von der Blase

bei 74 eintretenden und bei 76 austretenden Kühl- angeordneten Tauchsieder 28 bestehen aus Quarz

wassermenge versorgt wird, verbunden. und sind mit Hilfe von sechs nicht dargestellten, am

Die Zuführung und Abführung der Lösung erfolgt 55 Boden jedes Rohres 20 angeschweißten Eckblechen mittels zweier ähnlicher Töpfe 78 und 80, die aus zentriert. Ebenfalls nicht dargestellte Dichtungen aus zwischen zwei Metallflanschen eingespannten Glas- Tetrafluoräthylen sind im Oberteil der Rohre 20 zwizylindern bestehen, wobei der obere Flansch Sicher- sehen diesen und den Tauchsiedern 28 eingeschoben, heitsmeßfühler 82, 84. bzw. 86, 88 trägt, die in den wobei der Abstand zwischen der Wand der Tauchoberen bzw. unteren Teil der beiden Töpfe reichen. ⁶° sieder und den Rohrwänden 10 mm beträgt und Die oberen Teile dieser beiden Töpfe sind durch Flüssigkeit hindurchtreten läßt. Die drei Heizstäbe elastische Schläuche 90 und 92 verbunden, die mit haben eine Leistung von je 4 kW bei einer Höchsteiner gemeinsamen, in einen Kühler 94 und von da spannung von 220 V, wobei ihre drei Widerstände in den Rohrstutzen 60 der Blase 2 führenden Ab- in Sternschaltung an die Sekundärspule eines Dreizweigung versehen sind; hierdurch wird ein Druck- 65 phasentransformators mit Mehrfachausgang angeausgleich zwischen den beiden Topfen und der Blase schlossen sind. Jeder Tauchsieder enthält in seinem ermöglicht, um starke. Veränderungen des Flüssig- eigenen Kreis einen Abschalter, der von in den Zukeitsspiegels zu vermeiden, die infolge der Zerset- führungs-und Auslaßtöpfen 78 und 80 angeordneten

Sicherheitssonden gesteuert wird, und ein alarmgebendes Amperemeter, das die völlige Stillsetzung der Apparatur bewirkt, wenn ein Widerstand außer Betrieb ist.

Mittels des Dreiphasentransformators mit einer Leistung von 30 kW kann man die Heizleistung verändern, indem man die Spannung an den Klemmen der Heizwiderstände verändert. Mittels eines von Hand umstellbaren Voltmeters kann man die Klemmenspannung jedes Widerstandes feststellen.

Abgesehen von Wärmeverlusten, die jedoch wegen der Wärmeisolierung der Vorrichtung gering und in der Größenordnung von 3% sind, entspricht das destillierte Flüssigkeitsvolumen im wesentlichen der den Widerständen zugeführten elektrischen Leistung. Die folgende Tabelle gibt das stündlich destillierte Volumen in Abhängigkeit von der aufgenommenen elektrischen Leistung an.

Leistung	Destillierleistung
(kW)	(1/Std.)
12	15,5
. 11	14,3
10	13,0
9	11,7 .
8	10,4
7	9,1
6	7,8
5	6,5
4	5,2

30

Es wurden mehrere Messungen der Gesamtwärmeausbeute durchgeführt, und die Ergebnisse lagen zwischen 93 und 97%.

Die gesamte in der beschriebenen Vorrichtung enthaltene Flüssigkeitsmenge beträgt 4,41.

Die Meßfühler 82 und 84 des Topfes 78 dienen dazu, die unter Umständen auftretenden Schwankungen in der Abgabemenge der Dosierpumpe 100 auszugleichen. Wenn diese Abgabemenge abnimmt, sinkt der Flüssigkeitsspiegel im Topf 78, und der Meßfühler 84 taucht auf, was die Unterbrechung der Erhitzung und das Aufleuchten einer Kontrollampe bewirkt. Wenn sich im Gegensatz dazu die Abgabemenge der Pumpe 100 erhöht, steigt* der Flüssigkeitsspiegel im Topf 78 und erreicht den Meßfühler 82 und bewirkt so die Stillsetzung der Anlage und das Aufleuchten eines Alarmsignals. Ein entsprechendes Sicherheitssystem tritt im Topf 80 über die Meßfühler 86 und 88 im Fall von Kristallisationen im Konzentrat in Tätigkeit. Außerdem wird, wenn eine Kristallisation in der Verdampferblase selbst auftritt und die Flüssigkeit nicht mehr umläuft, die Verdampfung unterbrochen, und Sicherheitseinrichtungen sind beispielsweise in Form von am Kühlwasserausgang des Wärmeaustauschers 42 und an den Rohren 14 des Heizbündels vorgesehene Kontaktthermometer, die die vollständige Stillegung der Anlage und die Auslösung eines Alarmsignals be- S₀ wirken.

F i g. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verdampfer-Vorrichtung, die zur Aufstellung in einer durch eine dichte Wand A in zwei Abteilungen B und C getrennten »heißen« Zelle bestimmt ist. Die Abteilung B enthält den eigentlichen Verdampfer und die zur Abscheidung der vom verdampften Lösungsmittel mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen und zu ihrer Rückführung zum Verdampfer bestimmten Einrichtungen. Die Abteilung C enthält die Nebeneinrichtungen, wie den Wärmeaustauscher zur Rückgewinnung des Lösungsmittels und Einrichtungen zur Zuführung der zu konzentrierenden Lösung und zur Ableitung der konzentrierten Lösung.

Die Verdampfer-Vorrichtung weist eine Blase 202 von im wesentlichen zylindrischer Form und im Verhältnis zum Durchmesser geringer Höhe auf, die aus zwei Stücken zusammengesetzt ist. Im Betrieb nimmt die zu konzentrierende durchlaufende Flüssigkeit den Boden dieser Blase in einer genügend dünnen Schicht ein, um die Gefahr des Kritischwerdens auszuschalten. Oberhalb der durchströmenden Flüssigkeit enthält die Blase Bor-Raschigringe 236, um von dem verdampften Lösungsmittel unter Umständen mitgerissene Tröpfchen der Lösung zurückzuhalten.

Die Blase 202 ist in ihrem Unterteil mit einer im Verhältnis zu ihrem Durchmesser dünnwandigen, senkrecht verlaufenden Rohrleitung. 204 und in ihrem Oberteil mit einer Lösungsmitteldampfableitung 206 versehen. Das Ende der Rohrleitung 204 ist mit einer Leitung 212 für die Füllung der Blase mit der zu konzentrierenden Flüssigkeit und die Rückführung der vom Dampf mitgerissenen Tröpfchen verbunden. Diese Leitung ist mit einer dem Zuführungstopf 78 der Fig. 1 entsprechenden, nicht dargestellten Einrichtung versehen, um den Flüssigkeitsspiegel der Blase 222 regem zu können.

In der Blase 202 sind zwei Erhitzungskreise 214 und 214' miteinander verbunden, wobei diese Zahl keine Begrenzung darstellt. Da diese Kreise ähnlich sind, wird nur der Kreis 214 beschrieben. Der Kreis 214 besteht aus einem unteren Rohr 216 (Fig. 2 und 3) mit zwei von einem gemeinsamen Stamm abgehenden Abzweigungen 218, zwei aufsteigenden Erhitzungsrohren 220 und einem oberen Rohr 222, ebenfalls mit zwei Abzweigungen 224, die in einem gemeinsamen, in die Blase 202 zurückführenden Stamm einmünden. Jedes Rohr 220 ist mit zwei Abzweigungen 218 und 224 verbunden.

Die Rückgewinnung der einmal konzentrierten Lösung geschieht mittels einer mit einem nicht dargestellten, dem Topf 80 der F i g. 1 entsprechenden und mit Ansaugeinrichtungen versehenen Auslaßtopf verbundenen Leitung 226.

Die Erhitzungsrohre 220 bestehen aus Leitungen mit einem ausgebuchteten Querschnitt. In jeder Ausbuchtung ist ein Tauchsieder 228, z. B. aus Siliciumdioxid, der mit durch die Zuleitungen 230 versorgten elektrischen Heizwiderständen geeigneter Leistung ausgestattet ist, angebracht. Zwischen dem Tauchsieder 228 und der Wand des Rohres 220 besteht in radialer Richtung ein Zwischenraum, durch den die zu konzentrierende Lösung strömt. Wenn der Tauchsieder 228 eingeschaltet ist, ergibt sich wegen des aufsteigenden heißen Films von Flüssigkeit und Gasblasen ein Flüssigkeitskreislauf im Sinn der Pfeile /. Dieser Kreislauf kann beschleunigt werden, indem man eine Pumpe vorsieht, jedoch ist diese Komplizierung des Systems im allgemeinen nicht wünschenswert.

Durch Verwendung von Erhitzungsproben mit ausgebuchtetem und nicht zylindrischem Querschnitt erhält man für den gleichen, der Erhitzung dienenden Umfang ein geringes Volumen, was im Hinblick auf das Kritischwerden vorteilhaft ist.

Die unteren und oberen Rohre 216 und 222 haben einen abgeflachten rechteckigen Querschnitt, d. h., ihre Höhe ist geringer als ihre Breite, um die Gefahren des Kritischwerdens zu verringern.

Die in der Fig. 2 dargestellten Kreise 214 und 214' münden jeweils in einander gegenüberliegenden Zonen und in entgegengesetzten Richtungen tangential in die Blase 202 ein.

Zur Vervollständigung der von den borhaltigen Raschigringen ausgelösten Trennung der flüssigen und dampfförmigen Phase mündet das Dampfableitungsrohr 206 in einen Zyklonenseparator 234 von beliebiger üblicher Bauart. Das verdampfte Lösungsmittel strömt in Richtung der gestrichelt gezeichneten Pfeile (Fig. 2) und wird durch die wirbelnde Strömung im Separator entfeuchtet. Die von unter Umständen mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen befreite Dampfphase verläßt den Separator durch eine durch die Trennwand A geführte und in einem Wärmeaustauscher 242 mündende Leitung 237. Die im Zyklon zurückgehaltenen Tröpfchen kehren durch eine mit einem hydraulischen Abschlußorgan 240 versehene Leitung 238 in die Leitung 212 zurück (Pfeile f in der Fig. 2). Das kondensierte Lösungsmittel wird durch den mit einem Hahn 246 versehenen Entleerungsstutzen 244 abgezogen.

Die Drücke in den (nicht dargestellten) Zuleitungsund Ableitungstöpfen und in der Blase 202 werden durch eine Leitung 248 (F i g. 2) entsprechend der Leitung90-92 der Fig. 1 ausgeglichen.

Zur Verhinderung von Neutronenwechselwirkungen zwischen den verschiedenen Einrichtungen der Verdampfer-Vorrichtung sind bestimmte Wände mit einem Material mit großem Neutroneneinfangquerschnitt verkleidet. Beispielsweise kann man die Wände mit plattierten Cadmiumfolien versehen.

Durch die beschriebenen Maßnahmen und Anordnungen kann man einerseits für jeden Bauteil und andererseits für die Gesamtheit der Verdampfer-Vorrichtung bei geringerer Sperrigkeit leicht unter der kritischen Grenze bleiben. Als Beispiel seien die folgenden Zahlenwerte angeführt, die einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von PIutoniumlösungen mit einer Verdampfungsleistung in der Größenordnung von 601/Std. entsprechen.

Die Kennzeichen der Vorrichtung sind so, daß jeder Bauteil im Hinblick auf die Lösung, die er enthält, wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt:

Volumen geringer als 41;

Durchmesser kleiner als 120 mm (zylindrischer Inhalt;

Flüssigkeitsschichtdicke geringer als 40 mm.

Die Blase 202 besteht aus einem zylindrischen Gefäß von 450 mm Durchmesser, dessen Boden im Betrieb von der Lösung bis höchstens zu einer Schichtdicke von 35 mm bedeckt wird und dessen Oberteil über eine Höhe von ungefähr 60 mm von borhaltigen Raschigringen eingenommen wird.

Jeder Erhitzungskreislauf umfaßt zwei Erhitzungsrohre mit dreifach ausgebuchtetem Querschnitt, die jedes mit drei Tauchsiedern von 4 kW ausgestattet sind. Die unteren und oberen Rohre 216 und 222 haben eine Höhe von 20 mm und eine Länge von mm, während der Rohrstutzen 204 einen Außendurchmesser von 160 mm und eine Dicke von mm hat.

Jeder Bauteil erfüllt daher mindestens eine der Bedingungen, um unter der kritischen Grenze zu bleiben. Zur Verhinderung einer wesentlichen Neutronenwechselwirkung zwischen den verschiedenen Bauteilen genügt ein gegenseitiger Abstand von

ίο 400 mm, der in der beschriebenen Vorrichtung bei weitem überschritten wird. Das Vorhandensein von absorbierenden Umkleidungen (Cadmium oder Polyäthylen) verringert weiter die Wechselwirkung. Tatsächlich erlaubt die geometrische Gestaltung der Anlage die Anordnung von Blöcken aus Polyäthylen oder einem Material derselben Art zwischen diesen gleichen Bauteilen, um zur Absorption von Neutronen und von im Cadmium durch die Neutronen erzeugten Gammastrahlen beizutragen. Solche Blöcke

so 250, 252 und 254 sind in den Fig. 2 und 3 schematisch strichpunktiert eingezeichnet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verdampfer-Vorrichtung für radioaktive Lösungen, gekennzeichnet durch eine von der zu konzentrierenden Lösung teilweise zu füllende Blase (2), mindestens einen Thermosiphon, der ein unteres, mit dem Boden der Blase verbundenes Rohr (4), ein Erhitzungsrohr (20) und ein oberes, in die Blase tangential mündendes Rückführungsrohr (22) umfaßt, ein mit dem Oberteil (52) der Blase (2) verbundenes Lösungsmitteldampfableitungsrohr (66), einen Zuführungstopf (78) für die zu konzentrierende Lösung und einen Auslaßtopf (80) für die konzentrierte Lösung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (2) eine abgeflachte zylindrische Form aufweist und mit dem unteren Rohr (4) des oder jedes Thermosiphons durch eine Rohrleitung mit ringförmigem Querschnitt verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der ringförmig gestalteten Rohrleitung ein Neutronen absorbierendes Material aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzungsrohr oder die Erhitzungsrohre (20) einen ausgebuchteten, vorteilhafterweise drei Ausbuchtungen aufweisenden Querschnitt haben, wobei jede Ausbuchtung von im wesentlichen längs der Achse der Ausbuchtung angeordneten Heizvorrichtungen besetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmitteldampfableitung (66) nacheinander einen Zyklon (68), dessen unterer Teil mit dem unteren Rohr (72) des Thermosiphons verbunden ist, und einen Wärmeaustauscher (42) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Blase, den Erhitzungsrohren und/oder den Rohrstutzen bzw. Rohrleitungen Neutronen und Gammastrahlen absorbierende Bauteile angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen