DE3209250A1

DE3209250A1 - Verfahren und einrichtung zur verglasung von radioaktiven abfalloesungen

Info

Publication number: DE3209250A1
Application number: DE19823209250
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 3000 Hannover Kaufmann
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1982-03-13
Filing date: 1982-03-13
Publication date: 1983-09-22
Also published as: BR8301242A; GB2118354A; GB8306747D0; US4615833A; FR2523360B1; US4592898A; JPH0246118B2; DE3209250C2; BE896046A; GB2118354B; FR2523360A1; JPS58168997A

Description

Verfahren und Einrichtung zur Verglasung von
radioaktiven Abfallösungen

Radioaktive Spaltprodukte, die in flüssiger Form im
ersten Extraktionszyklus einer Wiederaufarbeitungsan-

lage anfallen, werden üblicherweise verglast, da Gläser mechanisch stabile Produkte bilden und die Radionuklide sehr fest gebunden halten.

Der Verglasungsanlage wird die hochradioaktive Spaltproduktlösung üblicherweise aus einem Speisebehälter
dosiert zugeführt. Dieser Speisebehälter wird aus einem Vorlagebehälter für die radioaktive Spaltproduktlösung
beschickt.

Die während der Verglasung der Spaltproduktlösung in dem Schmelzofen einer Verglasungsanlage entstehenden Abgase müssen von mitgerissenen Staubpartikeln und dergleichen befreit werden, da sonst Leitungen und Komponenten verstopft werden können. Es ist daher üblich, das Abgas
durch eine Abgasreinigungsstufe zur Abscheidung der
Staubpartikel zu führen. Das Abgas wird in dieser Reinigungsstufe im Gegenstrom mit einer Waschflüssigkeit gereinigt, in der die abgetrennten Säuren, Staubpartikel

und Aerosole akkumuliert werden.

Die Waschflüssigkeit wird im Kreislauf geführt, um den
Anfall an radioaktivem Sekundärwaste zu minimieren.
Nach einer bestimmten Zeit ist die umlaufende Waschflüssigkeit stark verschmutzt und muß ausgewechselt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verglasung von Spaltproduktlösungen zu schaffen, das einen vereinfachten Verfahrensablauf und einen gcringe--

ren Aufwand für die Abgasreinigung aufweist.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. 5

Nach dem erfindungsmäßigen Verfahren wird als Waschflüssigkeit die sich im Speisebehälter befindende flüssige Spaltproduktlösung selbst benutzt. Eine separate Waschflüssigkeit, die zusätzlichen Sekundärwaste darstellt, ist nicht mehr notwendig. Die zwei Verfahrensstufen, Dosierung der Spaltproduktlösung aus dem Speisebehälter und Abgasreinigung, werden erfindungsgemäß wesentlich vereinfacht.

Gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 2 wird in vorteilhafter Weise das Abgas aus der Verglasungsanlage oberhalb des Flüssigkeitsniveaus in den Speisebehälter geleitet. Von dort gelangt das Abgas in die Abgasreinigungsstufe. Das hat den Vorteil, daß das Abgas im Speisebehälter bereits eine Vorreinigung erfährt, bevor es in die Abgasreinigungsstufe eintrifft.

Die Erfindung betrifft zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 auch eine Einrichtung zur Verglasung von flüssigen, hochradioaktiven Spaltproduktlösungen mit einer einen Glasschmelzofen aufweisenden Verglasungsanlage, die mit einem Speisebehälter für die flüssige Spaltproduktlösung über eine Dosierfördereinrichtung verbunden ist, und mit einem Gegenstromwäscher zur Reinigung des Ofenabgases der Verglasungsanlage mit im Kreislauf geführter Waschflüssigkeit. Um die Anzahl von Anlagenkomponenten zu verringern und Aufbau und Wartung der Anlage zu vereinfachen, ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß dei~ Abfluß des Gegenstromwäschers mit dem Speiaebehäiter verbunden

ist und daß eine mit einer Dosierfördereinrichtung versehene Rohrleitung zwischen Speisegefäß und Kopf des Gegenstromwäschers angeordnet ist.

Die Abgasreinigungsstufe und der Speisebehälter für die Spaltproduktlösung werden auf diese Weise vorteilhaft zu einer Komponente zusammengefaßt. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau und eine einfache Prozeßführung aus.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung mündet die das Ofenabgas heranführende Abgasleitung in den Speisebehälter oberhalb des Flüssigkeitspegels . Die Einleitung des Abgases in den Speisebehälter ist aus konstruktiven Gründen günstiger als die Einleitung in die mit einem kleineren Querschnitt versehene Abgasreinigungskolonne.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist im Speisebehälter ein in die Spaltproduktlösung tauchendes Luftpulssystem angeordnet. Durch dieses Luftpulssystem können Ablagerungen am Boden des Speisebehälters vermieden werden.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Eine an sich bekannte Verglasungsanlage 1 weist einen hier nicht gezeigten Glasschmelzofen auf, der über eine Beheizung 2 auf Schmelztemperatur gebracht wird.

Pfeil 3 deutet den Auslauf des die radioaktiven Spaltprodukte aufnehmenden, geschmolzenen Glases an. Der Verglasungsanlage 1 wird über eine Zuschlagöffnung (Pfeil 4) Glasfritte zugesetzt, über eine Zulauföffnung 5 wird die hochradioaktive Spaltproduktlösung

dosiert zugeführt.

In einer Zuleitung 6, die die Zulauföffnung 5 mit einem Speisebehälter 7 verbindet, ist ein Doaier-Airliftbehalter 8 einer Dosier-Airlift-Fördereinrichtung angeordnet. Derartige Airlift-Fördereinrichtungen haben sich bei der dosierten Förderung von radioaktiven Spaltproduktlösungen bewährt. Bei diesen Airlift-Fördereinrichtungen wird die Förderbewegung durch Einperlen von Luft in eine Flüssigkeitssäule erzielt. Die Luftzufuhr erfolgt hier durch eine Leitung 9 am unteren Ende der Zuleitung 6, die im unteren Bereich des Speisebehälters 7 angeordnet ist. Die Förderung der Spaltproduktlösung mittels Airlift ist sicherer als mit einer Pumpe, da der Airlift keine bewegten Teile besitzt. Hierdurch fällt das eventuell erforderliche Auswechseln einer Pumpe weg. Es entsteht kein Sekundärabfall durch eine kontaminierte Pumpe und dio möglich«* Strahlenbelastung des Personals während dris Pumpenwechf.els entfällt.

Die Spa.l tprorluk L lösung wird von einem hi or nicht gezeigten Vorlagegefäß durch Pumpen oder durch ein weiteres Airliftsystem über einen Zulauf 10 dem Speisebehälter zugeführt. In diesem Speisebehälter 7 wird stets ein Flüssigkeitspegel zwischen zwei bestimmten Grenzwerten aufrechterhalten.

In den SpoisebehälLer 7 ragt ο in Pulsatorrohr 11 hinein, in das die Flüssigkeit durch Erzeugung eines Untordruckes hinoi rujezoqen wird. IVm. Eo.irur.tunq eines Überdrucken wird die Flüssigkeit wieder aus dem Pulsatorrohr 11 >n den Spc; i sebehäl I er 7 gedrückt. Durch dieses Luftpulr.nystent sollen Ablagerungen im Speisebehälter 7 vormieden werden.

In den Speisebehälter 7 ragt das untere Ende einer Waschkolonne 12, die an ihrem Kopf eine Ableitung 13 für das gereinigte Ofenabgas aufweist. Diese Waschkolonne 12 wird in ihrem oberen Bereich mit einer Waschflüssigkeit beaufschlagt, die über eine Dosierleitung 14, in der ein Äirliftbehälter 15 angeordnet ist, aus dem Flüssigkeitsvorrat des Speisebehälters 7 genommen wird. Die Luftzufuhr für diese Airlift-Fördereinrichtung erfolgt über die Zuleitung 16.
10

Die Verglasungsanlage 1 weist eine Abgasleitung 17 auf, die in den Speisebehälter 7 oberhalb des Flüssigkeitspegels 18 einmündet.

Der Speisebehälter 7 ist über eine Kühlung bzw. Heizung 19 kühlbar bzw. heizbar ausgebildet.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist wie folgt:

Die zu verglasende Spaltproduktlösung wird aus einem hier nicht gezeigten Vorlagegefäß dem Speisebehälter 7 zugeführt. Der Flüssigkeitspegel 18 im Speisebehälter 7 wird überwacht, so daß er immer zwischen zwei Grenzwerten liegt. Die Zuleitung 6 taucht in den Vorrat der Spaltproduktlösung, die mittels des angeschlossenen Dosier-Airlift-Behälters 8 und der Luftzufuhr über die Leitung 9 über die Zuleitung 6 der Verglasungsanlage 1 dosiert aufgegeben wird. Gleichzeitig wird der Verglasungsanlage 1 Glasfritte (Pfeil 4) aufgegeben. Nach dem Aufschmelzen der Glasfritte werden die radioaktiven Spaltprodukte im Glas gebunden und periodisch aus der Verglasungsanlage 1 abgezogen.

Diu während el-.·r Verglasung entstehende Ab-jas reißt

- 8

radioaktive Staubpartikel und Aerosole mit und tritt über die Abgasleitung 17 in den Speisebehälter 7 oberhalb des Flüssigkeitsniveaus 18 ein. Das Abgas durchläuft dann die Waschkolonne 12 von unten nach oben im Gegenstrom zu der im oberen Bereich aufgegebenen Waschflüssigkeit, die aus dem Vorrat der Spaltproduktlösung aus dem Speisebehälter 7 abgezogen wurde. Während des Durchströmens durch die Waschkolonne 12 wird der größte Teil der Staubpartikel, Aerosole und der bei der Verglasung flüchtigen Radionuklide von der als Waschflüssigkeit dienenden Spaltproduktlösungsmenge aufgenommen. Die verschmutzte Waschflüssigkeit fließt in den Speisebehälter 7 zurück. Aus diesem Speisebehälter 7 wird sie z. T. wiederum zum Kopf des Gaswäschers 12 zurückgeführt, zum anderen Teil über die Zuleitung 6 zur Verglasungsanlage 1 geführt.

Wenn in der Spaltproduktlösung im Speisebehälter 7 sich aufgrund der ständigen Gaswäsche ausgewaschene Bestandteile über zulässige Grenzwerte akkumulieren, die von der Glasschmelze nicht aufgenommen werden können, wird ein Teil der Waschlösung abgezogen und weiterer Verarbeitung zugeführt, über die Zuleitung 10 wird der Flüssigkeitsstand im Speisebehälter 7 wieder aufgefüllt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Verglasungsanlage

2 Beheizung

3 Pfeil - Bodenauslauf

4 Pfeil - Zuschlagöffnung

5 Zulauföffnung

6 Zuleitung

7 Speisebehälter

8 Dosier-Airliftbehälter

9 Leitung

10 Zulauf

11 Pulsatorrohr

12 Waschkolonne

13 Ableitung

14 Dosierleitung

15 Airlift-Behälter

16 Zuleitung

17 Abgasleitung

18 Flüssigkeitspegel

19 Heizung

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Leerseite

Claims

Π.j Verfahren zur Verglasung von in flüssiger Lösung vorliegenden radioaktiven Spaltprodukten, bei dem die Spaltproduktlösung aus einem Speisebehälter der Verglasungsanlage dosiert zugeführt wird und bei dem das bei der Verglasung entstehende Ofenabgas in einer Abgasreinigungsstufe mit einer Waschflüssigkeit von mitgerissenen Staubpartikeln und dergleichen gereinigt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit radioaktive Spaltproduktlösung aus dem Speisebehälter entnommen und zum Kopf der Abgasreinigungsstufe gefördert wird, daß die als Waschflüssigkeit wirkende Spaltproduktlösung nach Durchlaufen der Abgasreinigungsstufe in den Speisebehälter zurückgeführt wird, daß das Ofenabgas von der Verglasungsanlage im Gegenstrom durch die Abgasreinigungsstufe geführt wird.
2. Verfahren zur Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ofenabgas von der Verglasungsanlage in den Speisebehälter und von dort durch die Abgasreinigungsstufe geführt wird.
3. Einrichtung zur Verglasung von flüssigen, hochradioaktiven Spaltprodukten mit einer einen Glas-

— 2 —

schmelzofen aufweisenden Verglasungsanlage, die mit einem Speisebehälter für die flüssige Spaltproduktlösung über eine Dosierfördereinrichtung verbunden ist, und mit einem Gegenstromwäscher zur Reinigung des über eine Abgasleitung geführten Ofenabgases der Verglasungsanlage mit im Kreislauf geführter Waschflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß des Gegenstromwäschers (12) mit dem Speisebehälter (7) verbunden ist, und daß eine mit einer Dosierfördereinrichtung (15, 16) versehene Rohrleitung (14) zwischen Speisebehälter (7) und Kopf des Gegenstromwäschers (12) angeordnet ist.
4. Einrichtung zur Verglasung von flüssigen Spaltprodukten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ofenabgas heranführende Abgasleitung (17) in den Speisebehälter (7) oberhalb des Flüssigkeitspegels (18) mündet.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Speisebehälter (7) ein in die Spaltproduktlösung tauchendes Luftpulssystem (11) angeordnet ist.