DE69209211T2

DE69209211T2 - Verfahren zur Konditionierung oder Wiederaufbereitung von gebrauchten ionischen Kartuschen

Info

Publication number: DE69209211T2
Application number: DE69209211T
Authority: DE
Inventors: Jacques Duquesne
Original assignee: Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Current assignee: Orano Demantelement SAS
Priority date: 1991-10-10
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2012-10-09
Also published as: KR930008876A; FI924573A0; EP0537071B1; CA2079732A1; JPH0643293A; EP0537071A1; TW203661B; FI924573A; ATE135844T1; FR2682524A1; FR2682524B1; DE69209211D1; ES2087485T3; US5267280A

Description

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zur Einlagerung oder zum Recycling von Ionenkartuschen zum Gegenstand, die die Aufbereitung von kontaminiertem Wasser aus den Lagerbecken für aus Kernreaktoren kommende abgebrannte Brennelemente ermöglichen.
Diese Erfindung bezieht sich speziell auf den Bereich der Kerntechnologie. Die Brennelemente von Kernreaktoren werden in Becken gelagert, deren Wasser chemisch rein gehalten werden muß. Die Aufgabe der Gewährleistung dieser chemischen Reinheit wird durch Ionenaustauscher (im Französischen auch "Nymphéas" genannt) sichergestellt. Diese Ionenaustauscher umfassen zwei übereinander angeordnete zylinderförmige Kartuschen, von denen jede eine mit Ionenaustauscherharz gefüllte Metalistruktur beinhaltet. Wenn diese Ionenaustauscherkartuschen (die im folgenden der Einfachheit halber Kartuschen genannt werden) verbraucht sind, werden sie bis zu ihrer endgültigen Einlagerung provisorisch in einem Lagerbecken zwischengelagert.
Eine Möglichkeit zur Einlagerung dieser Kartuschen, die in einer speziellen Arbeitsstätte realisiert wird, besteht darin, ein warmaushärtendes Harz in flüssigem Zustand in die Kartusche einzuspritzen, deren Kalandriagefaß die endgültige Umhüllung des Abfalls bildet. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, der Investitionskosten und der sehr hohen Betriebskosten ist die Umsetzung dieses Verfahrens problematisch.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Ausräumen dieses Kostenproblems in Form zweier Verfahren zur Einlagerung bzw. zum Recycling, bei denen das Harz aus der Kartusche extrahiert wird, um die Einlagerung bzw. das Recycling der leeren Kartusche getrennt von der Einlagerung des Harzes zu ermöglichen. Nachdem das Harz extrahiert wurde, wird die innere Metallstruktur der Kartusche ausgespült, und im Fall der Einlagerung wird die leere, dekontaminierte Kartusche anschließend in einen Metallbehälter eingebracht, der vor der Einlagerung zubetoniert wird, bzw. im Fall des Recycling wird die leere, dekontaminierte Kartusche mit neuem Ionenaustauscherharz gefüllt.
Genauer ausgedrückt, hat die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung verbrauchter Ionenkartüschen zum Gegenstand, die aus einer hohlen Metallstruktur bestehen, die an ihrem unteren Ende durch mindestens ein Filtriersieb abgeschlossen ist und mit Ionenaustauscherharz gefüllt ist, wobei diese Kartuschen in einem Lagerbecken für Kartuschen gelagert werden. Dieses Verfahren, bei dem mehrere Becken und ein spezieller, mit einem Deckel versehener Transportbehälter zum Überführen einer Kartusche aus einem Abkiingbecken zu einer Aufbereitungszelle genutzt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Arbeitsschritte umfaßt:
a) Überführen der Kartusche aus dem Lagerbecken in ein Abklingbecken;
b) Einbringen der einzulagernden Kartusche in den Transportbehälter;
c) Emersion und Dekontaminierung des Transportbehälters in einer Dekontaminierungszelle;
d) Überführung des Transportbehälters zur Aufbereitungszelle;
e) Extraktion des im Inneren der Kartusche befindlichen Harzes mit Hilfe von Absaugmitteln.
Vorteilhafterweise umfaßt Arbeitsschritt a) das Einbringen der einzulagernden Kartusche in einen Überführungskorb, in dem sie zum Überführen vom Lagerbecken in das Abklingbecken untergetaucht bleiben. Das Abklingbecken soll so konzipiert sein, daß es sich zur Aufnahme verschiedener Typen von Transportbehältem mit Brennelementen eignet und deren Abklingen ermöglicht.
Der Arbeitsschritt d) zum Überführen des Transportbehälters zur Aufbereitungszelle umfaßt einen Ankopplungsschritt.
Dieser Ankopplungsschritt umfaßt, expuziter dargelegt, folgende Teilschritte:
- dichtes Positionieren des Transportbehälters unter der Aufbereitungszelle;
- Abnehmen des Deckels des Transportbehalters und
- Überführen des besagten Deckels in die besagte Zelle, um eine Öffnung zwischen dem besagten Behälter und der besagten Zelle zu bewirken.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung umfassen die zum Extrahieren des Harzes genutzten Absaugmittel einen Absaugschlauch, der zum einen in die Kartusche eingeführt wird und zum anderen mit einer pneumatischen Pumpe verbunden ist, die ihrerseits mit einer Lagereinheit für verbrauchtes Harz verbunden ist.
Im Hinblick auf die Einlagerung der Kartuschen umfaßt das Verfahren des weiteren die folgenden Arbeitsschritte nach der Extraktion des Harzes:
f) Herausnehmen der Kartusche aus dem Transportbehälter und Dekontaminierung der Innenstruktur in der Aufbereitungszelle;
g) Einbringen der dekontaminierten Kartusche in eine Einlagerungskartuschenhülse, die ein dichtes Einschließen der besagten Kartusche gewahrleistet; und
h) Einbringen der Kartuschenhülse in einen Einlagerungsbehälter.
Der Arbeitsschritt des Einbringens der Kartusche in die Kartuschenhülse umfaßt das Ankoppeln der Kartuschenhülse an die Aufbereitungszelle, was folgende Teilschritte umfaßt:
- dichtes Positionieren der Kartuschenhülse unter der Aufbereitungszelle (nachdem der Transportbehälter wieder aus der Aufbereitungszelle abgekoppelt wurde);
- Abnehmen des Deckels der Kartuschenhülse und
- Überführen des besagten Deckels in die besagte Zelle, um eine Öffnung zwischen der besagten Kartuschenhülse und der besagten Zelle zu bewirken.
Vorteilhafterweise umfaßt das Verfahren einen abschließenden Arbeitsschritt i), der das Auffüllen des Behälters mit Beton zur Einlagerung beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung umfaßt das Verfahren nach Arbeitsschritt f) eine Möglichkeit zum Zerkleinern der Kartusche, um ihr Volumen beim Einlagern der besagten Struktur in den Einlagerungsbehälter zu verringern.
Beim Recycling der Kartuschen umfaßt das Verfahren des weiteren nach der Extraktion des Harzes die folgenden Arbeitsschritte:
j) Entnahme der leeren Kartusche aus dem Transportbehälter und Ankoppeln der be sagten Kartusche an die Aufbereitungszelle;
k) Ausbau des Filtriersiebes und Auswaschen des besagten Siebes;
l) Dekontaminierung und Reinigung der Metallinnenstruktur der Kartusche ohne Sieb;
m) Wiedereinbau des Filtriersiebes in die Kartusche und Wiedereinbringen der besagten Kartusche in den Transportbehälter;
n) Auffüllen der Metallstruktur der Kartusche mit neuem Ionenaustauscherharz.
Präziser ausgedruckt, umfaßt das Auswaschen des Filtriersiebes das Überführen des be sagten Siebes in einen Ultraschallbehälter, in dem es gereinigt wird.
Gemäß Erfindung umfaßt das Verfahren einen letzten Arbeitsschritt o), der in der Überführung des Transportbehälters in das Abklingbecken besteht, um die Überführung der rückgewonnenen Kartusche in ein Lagerbecken zu ermöglichen.
Weitere Vorzüge und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Diese dient lediglich zur Veranschaulichung und hat mitnichten einen einschränkenden Charakter. In bezug auf die Abbildungen gilt folgendes:
- Abb. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ionenaustauschers.
- Abb. 2 ist eine schematische Darstellung der Arbeitsschritte des Ankoppelns bzw. Abkoppelns des Transportbehälters an die bzw. von der Aufbereitungszelle.
- Abb. 3 ist eine sehr schematische Darstellung des Einbringens der Kartuschenhülse mit der leeren, dekontaminierten Kartusche in den Behälter.
In der nachfolgenden Beschreibung werden zum einen die verschiedenen Arbeitsschritte erläutert, die von der Lagerung der Kartuschen im Lagerbecken bis zum Zubetonieren des Behälters mit der Kartuschenhülse und damit der dekontaminierten Kartusche durchgeführt werden, sowie zum anderen die verschiedenen Arbeitsschritte ab der Lagerung der verbrauchten Kartuschen im Lagerbecken bis zur Rückführung der rückgewonnenen Kartuschen in ebendieses Lagerbecken.
Im Hinblick auf das Verstehen der Verfahren gemäß Erfindung wurde in Abb. 1 ein Ionenaustauscher mit den dazugehörigen beiden Ionenaustauscherkartuschen dargestellt, die im folgenden der Einfachheit halber Kartuschen genannt werden.
Jeder Ionenaustauscher 1 umfaßt zwei zyhnderförmige und übereinander angeordnete Kartuschen 2A und 2B. Des weiteren umfaßt er eine Absauggruppe 4, die sich oberhalb der oberen Kartusche 2A befindet, und einen Ablaufbehälter 6, der sich unterhalb der unteren Kartusche 2B befindet.
Die Absauggruppe 4 umfaßt eine Öffnung 10, durch die kontaminiertes Wasser in den Ionenaustauscher gelangt, eine Filtergruppe 12 sowie einen Propeller 14, der über eine Welle 16 mit einem außerhalb des Ionenaustauschers befindlichen Motor (nicht dargestellt) verbunden ist. Des weiteren umfaßt die Absauggruppe 4 eine Ablenkvorrichtung 18, die sich unterhalb des Propellers 14 befindet.
Die Absauggruppe 4 wird mit Hilfe von Ausrichtmitteln 19 mit der oberen Kartusche 2A verbunden und dabei ausgerichtet. Des weiteren wird die ordnungsgemäße Ausrichtung der Kartusche 2A in bezug auf die Absauggruppe 4 und der Kartusche 2B in bezug auf die Kartusche 2A durch Greifansätze 22 an den Kartuschen 2A und 2B gewährleistet. Eine weitere, maßgebliche Aufgabe dieser Greifansätze 22 besteht darin, daß sie dem Bediener das Greifen und Bewegen jeder dieser Kartuschen mit Hilfe einer Transportvorrichtung ermöglichen, was an späterer Stelle in der vorliegenden Beschreibung eingehender erläutert wird. Jeder dieser Greifansätze 22 ist mit Dichtungen 20 versehen, die die Dichtheit des gesamten Ionenaustauschers in bezug auf das Äußere gewährleisten.
Die obere und die untere Kartusche 2A und 2B ähneln einander und umfassen ein Kalandriagefäß 24 und eine perforierte Blechstruktur (bzw; Metallstruktur) 26a und 26b. Diese Metallstruktur umfaßt zwei perforierte Bleche, die mit ringförmigen Metallsieben verschiedener Größe 26a und 26b bedeckt sind, welche zwei ineinandergefügte Mantelrohre bilden. Das zwischen diesen beiden Mantelrohren 26a und 26b befindliche Volumen, das eine in sich abgeschlossene Kammer bildet, ist mit einem für den Ionenaustausch geeigneten Harz gefüllt, wie es dem Fachmann bekannt ist. Obere und untere Abdeckungen mit den Bezugsnummern 30a bzw. 30b gewährleisten den Halt des Harzes im Inneren der abgeschlossenen Kammer, die durch die beiden Mantelrohre 26a und 26b gebildet wird.
Kreisförmige Öffnungen 28 ermöglichen das Durchströmen von kontaminiertem Wasser zwischen der Absaugeinheit 4 und der Kartusche 2A sowie zwischen den beiden Kartuschen 2A und 2B.
Jede Kartusche umfaßt des weiteren einen herausnehmbaren Stopfen 32, der in einer Öffnung in der oberen Abdeckung 30a sitzt. In Schließposition gewährleistet dieser Stopfen den Halt des Harzes im Inneren der abgeschlossenen Kammer, und in geöffneter Position ermöglicht er das Einführen einer Absaugleitung, die in der Abbildung nicht dargestellt ist, jedoch an späterer Stelle beschrieben wird.
Filtriersiebe 29a im Boden der Kalandriagefäße der Kartuschen und Öffnungen 29b in der Oberfläche des Kalandriagefäßes der unteren Kartusche 28 ermöglichen das Durchströmen von kontaminiertem Wasser durch den Ionenaustauscher.
Eine Wand 34 mit einer Dichtung 36 gewährleistet eine Trennung zwischen dem kontaminierten Wasser und dem dekontaminierten Wasser im zwischen den Kalandriagefäßen 24 der Kartuschen 2A und 2B befindlichen Zwischenbereich.
Der Ablaufbehälter 6 ist unter der unteren Kartusche 2B mit Mitteln angebracht, die denjenigen gleichen, die die Verbindung zwischen der unteren Kartusche 2B und der oberen Kartusche 2A gewährleisten. Dieser Ablaufbehälter 6 fängt das dekontaminierte Wasser auf, das von den Kartuschen 2A und 2B kommt und über das Filtriersieb 29a in den Ablaufbehälter läuft.
Rohrleitungen 38 gewährleisten das Ableiten des dekontaminierten Wassers ins Lagerbecken für die Brennelemente, in das der Ionenaustauscher eingebracht wird.
Der Ionenaustauscher wird in das Lagerbecken für die Brennelemente eingebracht. Dabei wird der gesamte in Abb. 1 dargestellte Teil des Ionenaustauschers eingetaucht. Lediglich der Motor für die Absauggruppe 4 wird nicht eingetaucht.
Das kontaminierte Wasser strömt durch die Wirkung der aus Welle 16 und Propeller 14 bestehenden Baugruppe durch die Öffnung 10 in den Ionenaustauscher. Die eingangs des Ionenaustauschers befindlichen Filter 12 fangen Partikel bis zu einer bestimmten Größe auf (z.B. Partikel mit einer Größe von deutlich mehr als 100 µm). Das aufzubereitende kontaminierte Wasser wird anschließend durch die Ablenkvorrichtung 18 in den Randbereich der oberen Kartusche 2A abgelenkt und durchströmt eine erste Reihe von Öffnungen 2B; die Anzahl dieser Öffnungen beträgt beim dargestellten Ionenaustauscher vierundzwanzig.
Ein Teil des kontaminierten Wassers wird in den Randbereich der unteren Kartusche 2B abgeleitet, während der andere Teil das Harzbett 27 der oberen Kartusche 2A durchströmt.
Das aufbereitete und dadurch dekontaminierte Wasser wird über die Filtriersiebe und die mittigen Öffnungen 29a und 29b zum Ablaufbehälter 6 weitergeleitet.
Der Teil des zur unteren Kartusche 28 abgeleiteten Wassers durchströmt das Harzbett 27 der besagten Kartusche 28 und wird nach der Aufbereitung zum Ablaufbehälter 6 weitergeleitet.
Das solcherart dekontaminierte Wasser kann aus dem besagten Ablaufbehälter 6 in mehrere Richtungen weitergeleitet werden, da mehrere Rohrleitungen 38 existieren, im vorliegenden Fall des beschriebenen Ionenaustauschers drei (von denen jedoch nur eine dargestellt ist).
Die Verfahren gemäß Erfindung umfassen somit das Einlagem bzw. Wiederaufbereiten der Kartuschen 2A und 2B. Unabhängig davon, ob es sich um eine Einlagerung oder um eine Wiederaufbereitung handelt, werden die besagten Kartuschen 2A und 2B, wenn sie verbraucht sind, durch den Bediener aus dem Ionenaustauscher herausgenommen und in ein Lagerbecken für verbrauchte Kartuschen eingebracht.
Der erste Teil der nachfolgenden Beschreibung bezieht sich auf den Teil der Aufbereitung der Kartuschen, der sowohl dem Verfahren zur Wiederaufbereitung als auch dem zur Einlagerung der besagten Kartuschen eigen ist. Danach werden die einzelnen Etappen des Verfahrens zur Einlagerung erläutert; abschließend die Etappen der Wiederaufbereitung.
Im folgenden werden die Phasen beschrieben, die zur Aufbereitung der Kartuschen von der Entnahme aus dem Lagerbecken für verbrauchte Kartuschen bis zur Extraktion des verbrauchten Harzes aus der Metallstruktur der Kartusche erforderlich sind.
Zunächst wird jede Kartusche mit Hilfe eines Überführungskorbes aus dem Lagerbecken in das Abklingbecken überführt. Dieser Überführungskorb ermöglicht es, eine Kartusche unter Wasser aus einem Becken in ein anderes zu überführen. Im Abklingbecken befindet sich ein Transportbehälter. Die Kartusche wird aus dem Überführungskorb in den Transportbehälter überführt.
Der Transportbehälter, der Einfachheit halber Behälter genannt, dient zum Transport der Kartusche aus dem Abklingbecken in die Aufbereitungszelle, da dieses Becken und diese Zelle keine gemeinsame Öffnung aulweisen, die das Überführen des Behälters aus dem Becken in die Zelle ermöglicht, wobei dennoch eine Möglichkeit geschaffen wird, die Kartusche ständig in eingetauchtem Zustand zu lassen, da die Aufbereitungszelle nicht unter Wasser steht. Die vorrangige Funktion des Transportbehäiters besteht somit darin, die Überführung durch die Luft zu ermöglichen. Des weiteren ist er mit einer Bleischicht versehen und mit Wasser gefüllt, was den biologischen Schutz des Bedienpersonais nach dern Herausnehmen des Behälters sicherstellt.
Die Überführung der Kartusche in den Transportbehälter erfolgt mit Hilfe eines Laufkrans, unter dem eine Stange aufgehängt ist. Diese Stange rastet über ein Greifsystem in den Überführungskorb ein und überführt diesen unter Wasser aus dem Lagerbecken ins Abklingbecken.
Anschließend wird die Kartusche in den im Abklingbecken bereitstehenden Behälter überführt. Auf den Behälter wird ein dicht schließender Deckel gesetzt, der mit einem Hebel versehen ist. An diesem Hebel sitzt das Ende einer Stange. Das zweite Ende der Stange befindet sich oberhalb der Wasseroberfläche und kann gegriffen und an einem Laufkran befestigt werden. Durch den besagten Laufkran wird der Behälter angehoben und aus dem leicht kontaminierten Wasser des Abklingbeckens herausgeholt.
Der Behälter mit der Kartusche wird anschließend in eine Dekontaminierungszelle überführt, wo seine Außenwand dekontaminiert wird, damit er weiter in die Aufbereitungszelle überführt werden kann, denn er muß dabei Bereiche durchqueren, die nicht kontaminiert werden dürfen.
Nach dieser Dekontaminierung kann der Behälter überführt und unter die Aufbereitungszelle gebracht werden, von der aus das Harz aus der Kartusche extrahiert wird. Ausgangs der Dekontaminierungszelle wird der Behälter auf einem Motorwagen abgestellt und zu einer Zelle gebracht, die sich unter der Aufbereitungszelle befindet. Anschließend erfolgt ein Ankoppeln des Behälters.
Dieses Ankoppeln des Behälters unter der Aufbereitungszelle ist in Abb. 2 dargestellt.
Genauer gesagt, umfaßt die Aufbereitungszelle 40 eine Obefflächenzelle 40A und eine Unterzelle 40B. Zum Ankoppeln wird der Behälter 42 in die Unterzelle 40B eingebracht und auf einem höhenverstellbaren Schemel 44 plaziert. Durch diesen Schemel wird es möglich, verschiedene Behältertypen anzukoppeln, indem die Position des Behälters 42 in bezug auf die Öffnung 47 verändert wird, die sich im Boden der Oberflächenzelle 40A befindet. Diese Öffnung 47 wird (wenn kein Behälter angekoppelt ist) durch einen Zellendeckel verschlossen, der aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Abbildung nicht dargestellt ist.
Bei korrekter Positionierung des Behälters 42 gewährleistet ein mit einem Dichtungsring versehener Emfassungskranz 46 die Dichtheit zwischen dem Oberteil des Behälters 42 und dem Boden der Oberflächenzelle 40A. Der Zellendeckel sowie anschließend der Deckel 48 des Behälters werden abgenommen und in das Innere der besagten Zelle 40A überführt. Somit besteht eine Verbindung zwischen dem Behälter 42 und der Oberflächenzelle 40A.
Anschließend wird der Stopfen 32 der Kartusche abgenommen, um das Einführen einer Absaugleitung 50 zu ermöglichen, die über einen Schlauch mit einer Saugpumpe 52 verbunden ist. Diese mittels Druckluft arbeitende Pumpe 52 ermöglicht das Absaugen des im Inneren der Kartusche befindlichen Harzes über die Leitung 50. Das solcherart extrahierte Harz wird zu einer Einheit für die Harzlagerung weitergeleitet, die sich außerhalb der Aufbereitungszelle 40 befindet und in der Abbildung nicht dargestellt ist.
Nachdem das Harz aus der Kartusche abgesaugt wurde, kann diese leere Kartusche entweder eingelagert oder rückgewonnen werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Etappen zum Einlagern der leeren Kartusche erläutert.
Nachdem das Harz aus der Kartusche entfernt wurde, wird die Kartusche mit Hilfe eines an einem Laufkran angebrachten Hebels aus dem Behälter herausgenommen und in einem Schacht der Aufbereitungszelle 40 mittels Wasser unter Hochdruck dekontaminiert, um jegliche radioaktiven Harzrückstände zu beseitigen. Die leere Kartusche ist in Abb. 2 mit Strich-Punkt-Linien außerhalb des Behälters dargestellt, wobei der Spülschacht aus Gründen der Übersichtlichkeit der besagten Abbildung nicht dargestellt ist.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung befinden sich Video-Überwachungsmit tel in der Zelle 40, um die Sichtkontrolle des Sauberkeitszustandes der Innenstruktur 26 der Kartusche zu ermöglichen.
Anschließend kann der Behälter abgekoppelt werden, um erneut in das Abklingbecken überführt zu werden, wo eine neue Kartusche in den besagten Behälter eingebracht wird.
Der Arbeitsschritt des Abkoppelns umfaßt die für das Ankoppeln erforderlichen Teilschritte in umgekehrter Reihenfolge, das heißt: Wiederanbringen des Deckels 48 auf dem Behälter 42; Wiederanbringen des Zellendeckels auf der Öffnung 47 und Herausnehmen des Behälters 42 unter dem Boden der Oberflächenzelle 40A. Anschließend wird der Behälter 42 mit Hilfe des Motorwagens erneut in das Abklingbecken überführt, wo eine neue Kartusche in den Behälter eingebracht wird.
Da die Unterzelle 40B nun frei ist, ist es möglich, die mit Hilfe des Motorwagens herangeführte Kartuschenhülse anzukoppeln. Dieses Ankoppeln der Hülse entspricht dem beschriebenen Ankoppeln des Behälters, einschließlich des Positionierens der Hülse unter der Obertlächenzelle 40A, der Abdichtung und des Wegnehmens der Deckel.
Die Funktion dieser Hülse besteht in der Gewährleistung des Einschließens der leeren, dekontaminierten Kartusche bei ihrem Herausnehmen aus der Aufbereitungszelle 40.
Nachdem die Hülse angekoppelt wurde, wird die Kartusche, aus der das Harz extrahiert wurde, in die Hülse eingebracht. Anschließend kann die besagte Hülse abgekoppelt und in einen Metallbehälter überführt werden.
In Abb. 3 ist das Überführen der Hülse in den Behälter dargestellt.
Nach dem Abkoppeln nimmt die Hülse 54 eine senkrechte Position ein. Im oberen und im unteren Teil der Hülse 54 dargestellte Zapfen 56a und 56b ermöglichen es, die Hülse zu greifen und in eine waagerechte Position zu bringen. Genauer gesagt, wird die Hülse 54 mit Hilfe eines Laufkrans angehoben, unter dem ein Hebel 60 angebracht ist, der selbst an den oberen Zapfen 56a befestigt ist. Die solcherart angehobene Hülse 54 wird so abgesetzt, daß ihre unteren Zapfen 56b in Aussparungen 64 in einem Sattel 62 einrasten, so daß es möglich wird, die Hülse 54 in eine waagerechte Position zu kippen.
Wenn sich die Hülse 54 in einer waagerechten Position befindet, ermöglicht ein Transportgeschirr (nicht dargestellt) das Greifen von Anhebeösen 66 an der Hülse, um diese in den Behälter zu überführen.
Anschließend kann der Behälter zubetoniert werden, d.h. das Volumen zwischen der Außenoberfläche der Hülse und der Innenoberfläche des Behälters wird mit Beton getüllt.
Nach diesem Zubetonieren kann der Behälter eingelagert werden, ohne daß ein Kontaminierungsrisiko in bezug auf die äußere Umgebung besteht.
Gemaß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann die Kartusche, aus der das Harz extrahiert wurde, zum Zerschneiden in eine Demontagewerkstatt gebracht werden. Auf diese Weise läßt sich ihr Volumen beträchtlich verringern, was die Verwendung kleinerer Hülsen und Behälter ermöglicht und zugleich eine Verringerung des einzulagemden Abfallvolumens mit sich bringt.
Das Verfahren zur Rückgewinnung der Kartuschen umfaßt alle bereits beschriebenen Arbeitsschritte bis zur Extraktion des Harzes. Das Wiederaufbereitungsverfahren besteht des weiteren darin, die Metallstruktur nach der Extraktion allen Harzes zu reinigen und mit neuem Harz zu füllen.
Das Reinigen der Metallstruktur umfaßt zum einen das Reinigen der Metallsiebe und zum anderen das Reinigen der Filtriersiebe.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung werden die Futriersiebe so konzipiert, daß sie sich zum Erleichtern des Reinigens beim Recycling der Kartuschen herausnehmen lassen.
Die leere Kartusche wird mit Hilfe des Hebels und des Rollkrans der Aufbereitungszelle aus dem unter der Aufbereitungszelle angekoppelten Transportbehälter entnommen. Anschließend wird sie in einen Handschuhkasten dieser Zelle überführt.
Als Handschuhkasten wird eine Zelle bezeichnet, in der manuelle Arbeitsschritte durch Bediener ausgeführt werden können, ohne daß dazu der dichte Abschluß im Behälter und in der Aufbereitungszelle unterbrochen wird.
Der untere Teil der leeren Kartusche wird in diesen Handschuhkasten eingebracht, mittels derer der Bediener das oder die Filtriersieb(e) der besagten Kartusche von Hand demontiert. Anschließend werden diese Filtriersiebe in einen Ultraschallbehälter getaucht, wo sie von jeglichen Verunreinigungen befreit werden.
Parallel zur Reinigung der Filtriersiebe wird die leere Kartusche in einen Spülschacht der Aufbereitungszelle überführt, wo sie mittels Wasser unter Hochdruck gereinigt wird.
Die sauberen Filtriersiebe werden anschließend wieder in die gereinigte Kartusche eingebaut, welche zu diesem Zweck zuvor wieder in den Handschuhkasten überführt wurde.
Die gereinigte und wieder zusammengesetzte Kartusche wird mit Hilfe des Hebels und des Laufkrans der Aufbereitungszelle wieder in den unter der besagten Zelle angekoppelten Behälter überführt.
Anschließend kann die Metallstruktur aus einem Zubereitungsbottich, der sich außerhalb der Autbereitungszelle befindet und neues Ionenaustauscherharz enthält, mit neuem Harz gefüllt werden. Wenn die Struktur vollständig aufgefüllt ist, werden mit Hilfe von Teleoperatoren neue Stopfen an der oberen Abdeckung der Kartusche angebracht.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung wird das im Zubereitungsbottich befindliche neue Harz mit entsiliziertem Wasser (d.h. mit Wasser, dem das Kieselsäureanhydrid entzogen wurde) versetzt, um das Fließen des Harzes in den zum Auffüllen der Kartusche genutzten Leitungen zu erleichtern. Während des Auffüllens der besagten Kartusche wird entsiliziertes Wasser in den Behälter gepumpt, um in diesem einen konstanten Wasserfüllstand zu gewährleisten.
Wenn die Kartusche bereit zur erneuten Verwendung ist, wird der Behälter abgekoppelt und in das Abklingbecken überführt, wo die Kartusche aus dem besagten Behälter herausgenommen und mit Hilfe des Überführungskorbes in das Lagerbecken für die Kartuschen überführt wird.
Bis zu ihrer erneuten Verwendung wird die ruckgewonnene Kartusche gelagert.
Beim Recycling-Verfahren braucht somit lediglich das verbrauchte Ionenaustauscherharz eingelagert zu werden, wodurch das einzulagernde Abfallvolumen erheblich verringert wird. Des weiteren werden durch die Wiederverwertung der Kartuschen beträchtliche Einsparungen möglich.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von gebrauchten ionischen Kartuschen (2A, 2B), die in einem Kartuschenlagerbad gelagert sind und die aus einer hohlen, inneren metallischen Konstruktion (26A, 26B) bestehen, die an ihrem unteren Ende durch mindestens ein Filtersieb (29a) verschlossen ist und mit Ionenaustauschharzen (27) gefüllt ist, ein Verfahren, bei dem mehrere Bäder verwendet werden und mindestens ein Transportbehälter (42), der mit einem Deckel (48) versehen ist und den Transport einer Kartusche aus dem Bad in eine Zelle (40) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren aus folgenden Arbeitsgängen besteht:

a) Transport der Kartusche aus dem Lagerbad in ein Entladebad;

b) Einsetzen der zu behandelnden Kartusche in den Transportbehalter;

c) Dekontamination des Transportbehälters in einer Dekontaminationszelle;

d) Transport des Behälters in eine Behandlungszelle (40);

e) Extraktion der in der Kartusche enthaltenen Ionenaustauscherharze mit Hilfe von Saugvorrichtungen (52).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgang a) darin besteht, die zu behandelnde Kartusche in einen Transportkorb in eingetauchtem Medium verladen wird, um sie vom Lagerbad in das Entladebad zu transportieren.

3. Verfahren nach einem beliebigen der Anspruche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport des Behälters zur Behandlungszelle einen Arbeitsgang umfaßt, bei dem der Behälter unter der genannten Behandlungszelle angelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlegearbeitsgang aus folgenden Etappen besteht:

- Positionierung des Behälters unter der Behandlungszelle, wobei die Verbindung vollkommen abgedichtet sein muß;

- Herausziehen des Deckels aus dem Behälter; und

- Transport des genannten Deckels in die genannte Zelle, um eine Öffnung zwischen dem genannten Behälter und der genannten Zelle zu schaffen.

5. Verfahren nach einem beliebigen der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flir die Extraktion der Ionenaustauscherharze verwendeten Ansaugvorrichtungen ein Ansaugrohr enthalten, das auf der einen Seite in die Kartusche eingeführt und auf der anderen Seite an eine Pneumatikpumpe angeschlossen wird, welche wiederum mit einer Harzlagereinheit verbunden ist.

6. Verfahren nach einem beliebigen der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es unter anderem darin besteht, daß nach der Extraktion der Ionenaustauscherharze folgende Arbeitsgänge zur Behandlung der ausgeleerten Kartuschen durchgeführt werden:

f) Herausholen der ausgeleerten Kartusche aus dem Behälter und Dekontaminierung der inneren Metallkonstruktion der Kartusche;

g) Ablegen der ausgeleerten, dekontaininierten Kartusche in einem Behandlungsbehälter unter Gewährleistung des Verschlusses der genannten Kartusche; und

h) Ablegen dieses Behälters in einen Lagerkasten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablegen der Kartusche in dem Behälter einen Arbeitsschritt umfaßt, bei dem der Behälter unter der Behandlungszelle angelegt werden

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlegearbeitsgang aus folgenden Etappen besteht:

- Herausziehen des Deckels aus dem Behälter; und

9. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es einen letzten Arbeitsgang i) umfaßt, der darin besteht, den Lagerkasten mit Beton zu füllen.

10. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dern Arbeitsgang f) ein Arbeitsgang folgt, bei dem die Metallkonstruktion zerschnitten wird, um deren Volumen bei der Behandlung der genannten Konstruktion in dem Lagerkasten zu verringern.

11. Verfahren nach einem beliebigen der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es unter anderem darin besteht, daß nach der Extraktion der Ionenaustauscherharze folgende Arbeitsgänge zur Wiederaufbereitung der ausgeleerten Kartuschen durchgeführt werden:

j) Herausziehen der ausgeleerten Kartusche aus dem Behälter und Transport der genannten Kartusche in die Behandlungszelle;

k) Ausbau des Filtersiebes und Waschen des genannten Siebes;

l) Dekontammation und Reinigung der inneren Metallkonstruktion der Kartusche ohne deren Sieb;

m) Wiederanbau des Filtersiebes an die ausgeleerte Kartusche und Wiedereinsetzen der genannten Kartusche in den Transportbehälter;

n) Füllung der inneren Metallkonstruktion der Kartusche mit neuen Ionenaustauscherharzen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschvorgang für das Filtersieb, darin besteht, daß das genannte Sieb in einen Ultraschallbehälter transportiert wird, in dem die Reinigung stattfindet.

13. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüchel 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß es einen letzten Arbeitsgang o) umfaßt, bei dem der Behälter in das Entladebad transportiert wird, wo die Kartusche aus dem genannten Behälter herausgenommen und durch einen Korbförderer in das Kartuschenlagerbad transportiert wird.