DE2251007C2 - Veraschungsofen für radioaktive Abfälle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veraschung radioaktiver Abfaelle und zur Vorbereitung brennbarer, radioaktiver Abfaelle zur umweltschuetzenden Lagerung und eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens. Hierzu werden Abfaelle mit geringen und hohen Heizwerten zusammengestellt und in einen Veraschungsofen in der Weise eingebracht, dass der zur Veraschung erforderliche Energiebedarf, ausgenommen den zur Vorwaermung in der Anfahrphase benoetigte Teil, aus den Abfaellen selbst bestritten wird. Es koennen sowohl feste als auch fluessige Abfaelle in den Ofen eingebracht und verbrannt werden. Die aufgrund unterschiedlicher Heizwerte der zur Veraschung gebrachten Abfaelle auftretenden, verschieden hohen Temperaturanstiege in den waehrend der Veraschungsreaktionen entstehenden Rauchgasen werden lediglich durch Kuehlung begrenzt. Die festen Reaktionsprodukte werden in fixierbarer Form in Behaelter ausgetragen und in diesen zu lagerfaehigen Bloecken verfestigt. Die Rauchgase werden vollstaendig und ausschliesslich unter Ausnutzung der Eigenenergie nachverbrannt und gereinigt. Die Vorrichtung besteht aus einem konventionellen Unterwindgeblaese, das mehrere dem Vorwaermer des Ofens und der Rauchgasfilter dienende Winderhitzer bekannter Bauart versorgt, aus einem Ofen mit einer Beschickungseinrichtung, einer Einrichtung zum Einbringen von Fluessigkeiten und einer Einrichtung zum Austragen der festen Reaktionsprodukte, aus mehreren Rauchgasfiltern, die ueber eine Rau...U.S.W

Description

3

nötigte Teil, aus den Abfällen selbst bestritten werden einen separaten Raum unterhalb der Bühne hineinragt, kann und daß die aufgrund unterschiedlicher Heizwerte ermöglicht es, die Verschleißteile oberer Abschnitt der zur Veraschung gebrachten Abfälle auftretenden, und unterer Abschnitt 23 beispielsweise zur Reparatur verschieden hohen Temperaturanstiege in den während abzunehmen. Die mehrschichtige, feuerfeste, keramider Veraschungsreaktionen entstehenden Rauchgasen 5 sehe Auskleidung 31 steht zumindest mit ihren äußeren lediglich durch Kühlung mit Hilfe der radialen Windzu- Schichten auf am unteren Ende der Zarge des mittleren führung im oberen Teil des mittleren Abschnitts be- Abschnitts 22 befestigten Winkelkonsolen 32 aus hitzegrenzt werden, beständigem Stahl auf. Nach Durchtrennen der innen

Die Dreiteüuag der Ofenzarge läßt nach Dürchtren- geschlossenen, keramischen Auskleidung 31 kann der nen der mehrschichtigen Ausmauerung das Abnehmen 10 untere Abschnitt 23 vom unteren Teil 26 des mittleren der Verschleißteile Deckel und unterer Abschnitt zu. Abschnitts 22 abgeflanscht werden. Nach dem Wieder-Das ist für die Erneuerung bzw. für die Reparatur des anbringen des unteren Abschnitts 23 muß die Auskleiunteren Ofenabschnittes besonders wichtig, da diese dung 31 mit feuerfestem Material ausgebessert und geArbeiten in einem von den übrigen Ofenteilen getrenn- schlossen werden.

ten Raum durchgeführt werden können und somit eine 15

von der üblicherweise erheblich radioaktiv kontami- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

nierte Auskleidung des mittleren Abschnitts ausgehen-

de Kontaminationsgefahr und Strahlenbelastung für das Personal wesentlich verringert wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Die Figur zeigt einen Veraschungsofen S in seinen wichtigsten Details, und nicht ins Einzelne gebsnd ausgeführt, eine Beschickungseinrichtung 4 und eine Einrichtung 5 zum Austragen der festen Reaktionsprodukte mit einem in einer Strahlenabschirmung befindlichen Abfallfaß 6.

Vor Inbetriebnahme wird der Ofen 3 mittels elektrischer Winderhitzer auf ca. 400⁰C vorgewännt Die Winderhitzer sind konventioneller Art und werden durch ein Unterwindgebläse mit Raumluft versorgt Die festen radioaktiven Abfälle, im Normalfall in Plastikbeuteln verpackt, werden über die Beschickungseinrichtung 4 in den Ofen 3 gegeben. Der Abfall fällt in den Ofen und entzündet sich im unteren Abschnitt 23. Das entstehende Rauchgas wird im oberen Teil des mittleren Abschnitts 22 durch den Rauchgasauslaß 17 abgezogen.

Feste Abfälle gelangen durch die Eintragsöffnung 27 im oberen Ofenabschnitt 21, über der die Beschickungseinrichtung 4 angeordnet ist, in den Innenraum 33 des mittleren Abschnitts 22. Flüssige Abfälle werden mittels einer Dosierpumpe durch die Einrichtung iS im Ofendeckel 21 kontinuierlich in den Innenraum 33 eingespritzt Die Einrichtung 16 kann zum Schutz vor Verzundern oder Verschmelzen aus dem Ofen herausgezogen werden. Die verbleibende öffnung wird in einem solchen Falie verschlossen. Durch ein luftgekühltes Schauglas 28 im Ofendeckel 21 können die Veraschungsvorgänge kontrolliert werden. Die Windzuführung 19 ist auf die den Innenraum 34 des unteren Ab-Schnitts 23· verschließende Klappe 30 gerichtet, kühlt diese und verhindert ein Zusetzen oder Zukleben der Klappe durch Asche bzw. feste Reaktionsprodukte. Beim Absenken der Klappe 30 gibt diese den gesamten Querschnitt der öffnung 29 frei, so daß die festen Reaktionsprodukte und die Asche durch die Einrichtung 5 in ein Abfallfaß 6 fallen. Die beiden Windzuführungen 18 und 19 sind tangential und gegenläufig angeordnet, um eine gute Durchwirbelung zu erzielen. Die Regelung der Windmengen erfolgt über in den Windzuführungen eingebaute Drosselklappen 18a und 19a. Die Windzuführung 20 mit Drosselklappe 20a dient lediglich der Kühlung der Rauchgase, die durch radiale Zuführung von Kühlluft bewirkt wird.

Die Dreiteilung des Ofens 3 in drei mit Flanschen is versehene Abschnitte 71. 22 und 23 und die Ausbildung des mittleren Abschnitts 22, der mit Konsolen 24 auf einer Bühne 25 steht und mit seinem unteren Teil 26 in

Claims (3)

1 2 gasleitung mit Ventilen, zwei parallel geschalteten Patentansprüche: Nachverbrennungskammern (Grobfilter), einem Feinfilter, jeweils mit 49 keramischen, in eine Gußeisenplatte

1. Veraschungsofen für radioaktive Abfälle mit ei- eingezogenen Filterkerzen und jeweils mit einem zum nem Ofenkörper, der aus einer zylindrischen Zarge 5 Filterkerzen-Wechsel abnehmbaren Deckel, aus einer besteht, eine mehrschichtige Ausmauerung aufweist als Teerabscheider dienenden, zweistufigen Wasservor- und aiii oberen Abschnitt als Deckel ausgebildet ist lage mit Regdung in einem Bypass, sowie aus zwei und eine mit einer Beschickungseinrichtung verbun- Drehkolbengebläsen.

dene Emtragsöffnung für feste Abfälle und ein luft- Die Nachteile des in dieser Anlage verwendeten Vergekühltes Schauglas aufweist und mit einem seitlich 10 aschungsofens sind die häufigen und schwierigen, auf am Ofenkörper angeordneten Rauchgasauslaß, da- verhältnismäßig kurze Arbeitsperioden folgenden Reidurch gekennzeichnet, das nigungsoperationen und Reparaturen, sowie die hohen

Anforderungen an die Aufmerksamkeit und Quaiifika-

1. der Ofenkörper (3) selbsttragend mit einer drei- tion des Personals während der Bedienung,
geteilten Zarge ausgebildet ist, 15 Es ist Aufgabe der Erfindung einen Veraschungsofen

2. die drei Abschnitte (21, 22, 23) der Zarge mit für radioaktive Abfälle zu schaffen, der mit größtmögli-Flanschen versehen und miteinander ver- eher Wirtschaftlichkeit arbeitet, d. h. mit welchem die schraubt sind, anfallenden brennbaren Abfälle in festem oder flüssi-

3. der OfenkS:per (3) sich über den mittleren Ab- gem Zustand praktisch ohne Vorbehandlung und ohne schnitt (22^ auf einer Bühne (25) abstützt und 2c Sortierung in sicherer und einfacher V/eise auf das mit dem unteren Teil (26) des mittleren Ab- kleinstmögliche Volumen eingeengt und in eine nicht Schnitts (22) sowie mit dem unteren Abschnitt mehr brennbare und somit endlagerfähige Zustands-(23) unter die Bühne (25) in einen abgetrennten form überführt werden. Insbesondere ist es Aufgabe der Raum hineinragt, Erfindung einen Veraschungsofen bereitzustellen, der

4. der obere Abschnitt (21) eine zusätzliche Ein- 25 mit geringstmöglichem Energieaufwand gefahren wird, richtung (16) zum Einbringen von brennbaren der eine verhältnismäßig· leichte Reparierbarkeit aufFlüssigkeiten aufweist und weist, bzw. ein leichtes Auswechseln von Verschleißtei-

* 5. der Rauchgasauslaß (17) am mittleren Abschnitt len gestattet und der während des Betriebs und während

(22) angeordnet ■ it des Auswechselns von Verschleißteilen ein größtmögli-

30 ches Maß an Sicherheit für das Betriebspersonal gegen

2. Veraschungsofen nach Anspruch 1 mit zwei Brandgefahr und gegen radioaktive Strahlung trotz des seitlichen Windzuführungen am Ofenkörper, da- sich mit zunehmender Betriebsdauer ergebenden Andurch gekennzeichnet, daß die Windzuführungen sammelns von Radionukliden im Ofen gewährleistet (18, 20) in den mittleren Abschnitt \22) führen, und Außerdem soll der Ofen bzw. sollen Teile des Ofens daß die eine Windzuführung (20) radial im oberen 35 längere Standzeiten erzielen, d. h. die Betriebsdauer vor Teil, jedoch unterhalb des Rauchgasauslasses (17), dem Notwendigwerden einer Reinigung oder eines Ver- und die zweite Windzuführung (18) im unteren Teil schleißteiles soll verlängert werden.

(26) des unteren Abschnitts (23) unterhalb der Bühne Die Aufgabe wird erfindungsgemäE durch die im

(25) tangential zum Innenraum (33) angeordnet ist kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen

3. Veraschungsofen nach Anspruch 1, bei dem der 40 Merkmale gelöst.

untere Abschnitt eine mit einer schwenkbaren Klap- Durch die besondere Ausbildung des Veraschungs-

pe verschließbare öffnung aufweist, die mit einer ofens ist ein höherer Durchsatz an festen Abfällen prak-

Einrichtung zum Austragen der festen Reaktions- tisch ohne Vorbehandlung und ohne Sortierung mög-

produkte verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, lieh, die Verbrennung flüssiger Abfälle in sicherer und

daß der untere Abschnitt (23) mit einer auf die Klap- 45 einfacher Weise gewährleistet und kann die Veraschung

pe (30) gerichteten, tangential zum Innenraum (34), mit geringstmöglichem Energieaufwand gefahren wer-

jedoch gegenläufig zur zweiten Windzuführung (18) den. Eine leichte Reparierbarkeit bzw. ein leichtes Aus-

im unteren Teil (26) des mittleren Abschnitts (22) wechseln von Verschleißteilen, wie z. B. des oberen und

angeordneten dritten Windzuführung (19) versehen des unteren Abschnittes der Ofenzarge, ist durch die

ist. 50 Dreiteilung der Ofenzarge, die mit Flanschen versehen

und miteinander verschraubt sind, durch die Abstützung

des mittleren Abschnitts auf einer Bühne und durch das

Hineinragen des unteren Teils des mittleren Abschnitts und des unteren Abschnitts der Zarge unter die Bühne

Die Erfindung betrifft einen Veraschungsofen für ra- 55 in einen abgetrennten Raum gewährleistet Durch die

dioaktive Abfälle gemäß dem Oberbegriff des An- Anordnung des Rauchgasauslasses im mittleren Ab-

spruchs 1. schnitt wird das Auswechseln des oberen Abschnittes

Ein derartiger Veraschungsofen ist aus der Zeitschrift der Zarge erleichtert und die Korrosionsprobleme in

Chemie-Ingenieur-Technik, 42. Jahrgang, Heft 9+10 diesem Abschnitt verringert Hieraus ergibt sich eine

(1970), Seiten 645—653, im Zusammenhang mit einer 60 längere Standzeit des oberen Abschnittes.

Veraschungsvorrichtung, die als Versuchsanlage für ei- Vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen

nen Durchsatz von ca. 30 kg/h, betrieben wurde, be- Veraschungsofens sind Gegenstand der Ansprüche 2

kannt. Diese besteht aus einem elektrischen Winderhit- und 3.

zer mit Zuluftregelung, einem mehrschichtig ausgemau- Durch die besondere Anordnung der beiden Windzuerten Veraschungsofen mit einer als Rost dienenden, 65 führungen im mittleren Abschnitt wird bei der Durchdrehbaren Stahlplatte zur Austragung der Asche und führung des Veraschungsverfahrens bewirkt, daß der einer einfachen Schiebeschleuse zum Einbringen der zur Veraschung erforderliche Energiebedarf, ausge-Abfälle in den Ofen, aus einer ausgemauerten Rauch- nommen den zur Vorwärmung in der Anfahrphase be-