EP0111221A1 - Einrichtung und Verfahren zur endlagerfähigen Konditionierung von radioaktiven Abfällen - Google Patents

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EP0111221A1
EP0111221A1 EP83111789A EP83111789A EP0111221A1 EP 0111221 A1 EP0111221 A1 EP 0111221A1 EP 83111789 A EP83111789 A EP 83111789A EP 83111789 A EP83111789 A EP 83111789A EP 0111221 A1 EP0111221 A1 EP 0111221A1
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EP
European Patent Office
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continuous mixer
mixer
storage container
waste
binder
Prior art date
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Application number
EP83111789A
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English (en)
French (fr)
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EP0111221B1 (de
Inventor
Gerhard Kratz
Siegfried Dipl.-Ing. Meininger
Eckhard Dipl.-Ing. Fischer
Dietmar Bege
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Kraftwerk Union AG
Siemens AG
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Publication date
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Publication of EP0111221A1 publication Critical patent/EP0111221A1/de
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Publication of EP0111221B1 publication Critical patent/EP0111221B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/302—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
    • G21F9/304—Cement or cement-like matrix
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/162—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix, e.g. clays, zeolites
    • G21F9/165—Cement or cement-like matrix

Definitions

  • the invention relates to a device for the final storage-capable conditioning of radioactive waste using a multi-component binder, with a continuous mixer, a filling station for the final storage container, a storage container for liquid waste, a silo for a component of the binder and with several conveying devices.
  • the multicomponent binders in particular water-hardening cements, are usually in the final storage containers, for example in the so-called standard drums with 200 . 1 content, mixed with the waste. In most cases, stirrers that are lost are used, as specified, for example, in DE-AS 3 009 005.
  • the invention is based on the object of making it possible to use a device to condition various radioactive wastes that can be disposed of in a repository, with the smallest possible volume of waste.
  • the system known from the magazine "Power" is for this not suitable because it can only process liquid waste. It is also to be feared that different liquid wastes lead to different consistencies in the end product, so that the safe inclusion of the activity carriers is not guaranteed.
  • the outlay on equipment is undesirably great. Only the lost stirrers associated with each barrel should be remembered here.
  • a pre-mixer is provided for the one binder component and for free-flowing waste materials, that the pre-mixer is connected to the silo and a container for free-flowing waste via throughput measuring devices, that the pre-mixer is connected to one end of the continuous mixer via a metering conveying device is connected that the connection of the storage container is provided behind it and that at the other end of the continuous mixer a discharge conveyor is attached, which feeds the final storage container.
  • the premixer is used to treat dry waste. Dried ball or powder resins, activated carbon, for example in granular form, but also ashes, which come from the combustion of textiles, papers, etc. loaded with activity, are particularly suitable for this purpose.
  • the waste materials can be homogenized in the premixer and mixed with the one binder component. If necessary, additives can also be entered there which are essential for the setting of the binder, for example the sodium silicate fed into the filling station according to the magazine "Power".
  • the premixer is also for input of additives which, in the form of sand, gravel or the like, ensure the strength or freedom from cracks of the end product.
  • the pre-mixer is followed by the continuous mixer, in which liquid waste is mixed continuously and in a controlled manner, preferably with a water-curing binder.
  • a water-curing binder ie water in the case of cement.
  • dry wastes can also be mixed with liquid wastes in one operation, which give the mixing water for the other binder component premixed with the solid wastes.
  • the new device With its discharge conveyor, the new device not only enables filling into lower-lying repository containers, but also an increasing casting. Therefore, the device according to the invention can also be used to cast waste materials which are produced in the form of filter candles or the like and which are to be enclosed with the binder.
  • the continuous mixer preferably has a vertical throughput direction, the premixer being connected at the upper end.
  • the premixer on the other hand, can have a horizontal throughput direction.
  • the connection of the storage container is provided underneath so that there is a sufficiently long mixing section.
  • lubricants can be, for example, lubricating oils from main coolant pumps that are produced in large quantities. It is essential here that the components of the binder, in particular water and cement, are already mixed before the lubricants are added, which could otherwise impair the mixture of the binder components.
  • the discharge conveyor is preferably designed for constant throughput and variable pressure. This means that low energy is required when filling barrels from above. On the other hand, as already mentioned, an increasing casting is also possible, in which a counter pressure arises due to the increasing filling levels.
  • the outlet of the continuous mixer is advantageously connected to the connection of the reservoir via a lockable backwash line. Intensive cleaning of the part of the device provided for the wet mixing can thus be obtained with little detergent expenditure. But above all, backwashing is advantageous if plastics are used as binders. This is because, after the components causing a hardening, the components can be quickly rinsed, for example the monomers of the plastics polymerizing with a hardener, before the components harden. Plastics a sticking of the continuous mixer occurs. The cleaning mixture can then optionally be collected and used to set a next batch.
  • the movable wear parts of the continuous mixer are less than 700 mm long 500 mm wide .
  • This design means that the wearing parts can be accommodated in normal repository containers, the so-called standard drums with a capacity of 200 liters, without further processing.
  • other wear parts for example those of the premixer, can also be advantageously configured.
  • the product volume of the continuous mixer is expediently less than 5 1. This means that the activity content is limited. Nevertheless, the new facility can achieve large throughputs, for example 1 m3 / h or more.
  • a "slim" design of the continuous mixer is recommended so that the diameter is less than 200 mm, because this is essential for the radiation exposure to the environment.
  • the structural design of the device can be carried out in the form of a permanently installed system, but also mobile with the help of a chassis.
  • a drip pan is recommended, which is provided with pre-mixers, continuous mixers and conveyors as well as silos and containers to safely collect tropics or splashes of activity-bearing waste.
  • the premixer there should be a control of the pendulum air through ventilation and venting connections, which can be supplied to a ventilation system.
  • FIGS. 1 and 2 For a more detailed explanation of the invention, an embodiment is described below, which is shown in simplified form in FIGS. 1 and 2.
  • the liquids mentioned are set in motion in the container 1 with a stirrer 3 which is actuated by a drive motor 4.
  • a stirrer 3 which is actuated by a drive motor 4.
  • thorough mixing is to be achieved in the storage container 1.
  • a homogenization circuit 6 It comprises a suction line 7, which leads to a pump 8 on the underside of the storage container 1.
  • the pressure line of the pump ends at the top of the storage container 1.
  • a branch line 10 with a metering pump 11 leads from the homogenization circuit 6 to the connection 12 of a continuous mixer 13.
  • the continuous mixer 13 is designed similarly to the continuously operating cement mixing machines known from the construction industry. Indeed in the invention, it has several different feed options for different wastes. In the following, cement is also assumed as a binder.
  • a silo 14 of 250 l content for the cement, in particular Portland cement, is provided as a water-hardening binder, which reaches the continuous mixer 13 via a line 15.
  • a similar storage container which provides free-flowing dry substances for processing in the mixing plant 13.
  • These include powders and granules with radioactive contamination, for example activated carbon filters from exhaust systems, dried powder resins from ion exchangers or the like, but also ashes from burned radioactive waste. They are entered into the continuous mixer 13 via a line 17.
  • a container for waste oil is designated, which can have a volume of 500 1, for example.
  • the term used oil is intended to encompass all types of lubricants insofar as their consistency is suitable for delivery with a metering pump 19 which draws in from the container 18 via a line 20 and presses it into the connection 21 of the continuous mixer 13.
  • the outlet 24 of the continuous mixer 13 leads to a waste drum 25 which is arranged on a vibrating table 26.
  • Equipment for the provision of empty kegs Water and the removal of filled drums are not shown.
  • the silo 14 and the containers 16 and 27 are connected via metering devices 29, 30, 31 in the form of cellular wheel sluices with a premixer 33 which serves to homogenize the dry constituents of the mixture which can be stored in a repository.
  • metering devices 29, 30, 31 which are driven by electric motors 34, 35, 36, the desired proportion of the components of the mixture is controlled.
  • the output lines 15, 17 and 37 lead into one end of the premixer 33, the screw 38 of which is actuated there by a drive motor 40 controlled by the flow rate depending on the line 39. This gives a dry mix with horizontal throughput.
  • the premixed dry material is then fed into the continuous mixer 13 itself via a conveying device 41.
  • the continuous mixer 13 comprises, as shown in FIG. 2, a stirring device 42, which is driven by an electric motor 43, in a cylindrical housing 76 with ver tical axis and a diameter of 150 mm.
  • the lower part 75 of the stirring device acts as a screw conveyor with which the mix is continuously discharged at a constant throughput of, for example, 1.5 m 3 / h and a pressure given by the resistance in line 24.
  • the continuous mixer 13 is the so-called wet mixer. It has a product volume of less than 5 liters from its input-side upper end 44, at which the conveyor 41 is provided, to the output-side end, so that the activity inventory is limited. Together with the slim shape, this leads to low radiation.
  • connection 12 from the metering pump 11 is in the upper third of the stirrer 42.
  • the line 10 from the storage container 1, which is not shown in FIG. 2, is connected via a shut-off valve 45 to a pressure measuring line, the pressure measuring device 46 of which is also read at 47 on a control panel 48 can be.
  • a valve 50 which can be actuated from the control panel 48, is arranged in the course of the line 10 in front of the metering pump 11, as indicated by a handle 51.
  • the pressure measurement is important in order to be able to precisely set and maintain the amount of liquid. If necessary, a pressure reducer can be provided to limit the water pressure to 2 bar.
  • connection 21 for the supply of waste oil is also provided on the continuous mixer 13, which is input via the metering pump 19.
  • the connection 21 is located directly above the screw conveyor 75, so that the waste oil is added to the "finished" mixture.
  • the line 20 to the container 18 not shown (Fig. 1) is with provided with a valve 54 and also provided with a pressure measuring device and with a valve 55 which can be actuated from the control panel 48.
  • the control panel 48 has a display 56 from a quantity measuring device which is assigned to the rotary valve 29, so that the cement supply can be continuously controlled.
  • Another display 57 belongs to the rotary valve 31 so that the amount of dry waste (solid waste) fed to the premixer 33 is also displayed.
  • Another display 58 shows the amounts in which aqueous waste or waste oil get into the continuous mixer 13, so that the consistency of the waste mixture can be set consistently.
  • the outlet line 24 of the continuous mixer 13 leads via a flexible line 60 to a hood 61 which can be placed on the shielding container 62 serving as a final storage container.
  • the binder-waste mixture is filled up to a mirror 63, the height of which is monitored via a connection 64 with a fill level measuring device.
  • the display 65 on the control panel 48 shows the current level. It can be connected to an automatic system for stopping the continuous mixer 13.
  • the conical hood 61 has at its highest point a ventilation line 67 with a flexible line 68 for connection to a suction line 69.
  • a corresponding ventilation can also be useful for the premixer 33 so that it can be provided with a closed housing, the different filling of which Avoiding fluctuations in air pressure must be compared.
  • Inactive water is used to clean the continuous mixer 13 and can be supplied via the line 10 to the metering pump 11.
  • a rinsing circuit is provided with a line 70 which begins with a valve 71 on line 24 and leads back into line 12, as indicated by arrow 72.
  • the flush can be operated with an increased liquid level.
  • a level measurement is provided, which is connected at 73 to the continuous mixing system.
  • the display is provided at 74 on the control panel 48.
  • a tub 81 is indicated by dash-dotted lines, which serves to collect radioactive drops and splashes.
  • the tub 81 can serve as a construction platform for the entire facility. It can also be provided with wheels, so that there is a mobile device.
  • the screw conveyor 75 is structurally combined with the stirring device 42. But it can also be a separate thick matter pump. This is particularly true in the event that larger solid waste is to be cast around the device in an increasing manner. Such waste also includes the wear parts of the continuous mixer 13.
  • the stirring device 42 with its length of 600 mm and the screw conveyor 75 with its length of 400 mm, given the small diameter of 120 mm, can easily be placed in a standard drum and with cement slurry or a cement-waste mixture increasing, that is to say cast from a pipe 82 leading to the bottom of the container 62.

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Abstract

Zum endlagerfähigen Konditionieren von unterschiedlichen radioaktiven Abfällen verwendet man einen Durchlaufmischer (13), der kontinuierlich betrieben wird und aus einem Vormischer (33) mit Zement und gegebenenfalls rieselfähigen trockenen Abfällen und aus einem Vorlagebehälter (1), in dem die flüssigen Abfälle chemisch eingestellt werden, beschickt wird. Das Abfüllen in Endlagergebinde (62) erfolgt mit einer Fülleitung (24), die ein haubenförmiges Endstück (61) zum Aufsetzen auf die Endlagergebinde (25) und ein Tauschrohr (82) aufweist, um größere Abfallstücke steigend vergießen zu können.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum endlagerfähigen Konditionieren von radioaktiven Abfällen unter Verwendung eines Mehrkomponenten-Bindemittels, mit einem Durchlaufmischer, einer Abfüllstation für die Endlagergebinde, einem Vorlagebehälter für flüssige Abfallstoffe, einem Silo für eine Komponente des Bindemittels und mit mehreren Fördereinrichtungen.
  • Üblicherweise werden die Mehrkomponenten-Bindemittel, insbesondere wasserhärtende Zemente, in den Endlagergebinden, zum Beispiel in den sogenannten Normfässern mit 200.1 Inhalt, mit den Abfällen gemischt. Dabei werden zumeist verlorene Rührer eingesetzt, wie zum Beispiel in der DE-AS 3 009 005 angegeben ist.
  • Aus der Zeitschrift "Power", Okt. 1979, Seiten 81 bis 87 ist es auch bekannt, daß man flüssige Abfälle aus einem Mischtank über eine Speisepumpe in eine Mischpumpe gibt, die aus einem Zementsilo mit Zement beschickt wird. Die Mischpumpe fördert in eine Abfüllstation, in der über eine weitere Förderpumpe Natriumsilicat zugegeben wird. Alles zusammen gelangt dann in Fässer, die zum Endlager abtransportiert werden.
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, mit einer Einrichtung eine endlagerfähige Konditionierung von unterschiedlichen radioaktiven Abfällen zu ermöglichen, bei der ein möglichst geringes Abfallvolumen entsteht. Die aus der Zeitschrift "Power" bekannte Anlage ist dafür deswegen nicht geeignet, weil sie nur flüssige Abfälle verarbeiten kann. Außerdem ist zu befürchten, daß schon unterschiedliche flüssige Abfälle zu unterschiedlichen Konsistenzen des Endproduktes führen, so daß der sichere Einschluß der Aktivitätsträger nicht gewährleistet ist. Andererseits ist bei der Anlage nach der eingangs genannten DE-AS 3 009 005 der apparative Aufwand unerwünscht groß. Hier sei nur an die jedem Faß zugeordneten verlorenen Rührer erinnert.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Vormischer für die eine Bindemittelkomponente und für rieselfähige Abfallstoffe vorgesehen ist, daß der Vormischer über Durchsatz-Meßeinrichtungen mit dem Silo und einem Behälter für rieselfähige Abfälle verbunden ist, daß der Vormischer über eine dosierende Fördereinrichtung mit dem einen Ende des Durchlaufmischers verbunden ist, daß dahinter der Anschluß des Vorlagebehälters vorgesehen ist, und daß am anderen Ende des Durchlaufmischers eine Austrags-Fördereinrichtung angebracht ist, die die Endlagergebinde speist.
  • Der Vormischer dient zur Behandlung trockener Abfallstoffe. Hierfür kommen insbesondere getrocknete Kugel-oder auch Pulverharze, Aktivkohle zum Beispiel in körniger Form, aber auch Aschen in Frage, die aus der Verbrennung aktivitätsbeladener Textilien, Papiere usw. stammen. Die Abfallstoffe können in dem Vormischer homogenisiert und mit der einen Bindemittelkomponente vermischt werden. Gegebenenfalls können dort auch Zusatzstoffe eingetragen werden, die für das Abbinden des Bindemittels wesentlich sind, zum Beispiel das nach der Zeitschrift "Power" in die Abfüllstation eingespeiste Natriumsilicat. Der Vormischer ist auch für die Eingabe von Zuschlagstoffen geeignet, die in Form von Sand, Kies oder dergleichen die Festigkeit oder Rißfreiheit des Endproduktes sicherstellen.
  • An den Vormischer schließt sich der Durchlaufmischer an, in dem flüssige Abfälle vorzugsweise mit einem wasserhärtenden Bindemittel kontinuierlich und gesteuert gemischt werden. Für den Fall, daß nur trockene Abfälle endlagerfähig zu konditionieren sind, kann in diesen Durchlaufmischer auch nur die andere Komponente des Bindemittels, bei Zement also Wasser, beigegeben werden. Darüber hinaus kann auch in einem Arbeitsgang ein Mischen trockener Abfälle mit flüssigen Abfällen erfolgen, die das Anmachwasser für die mit den festen Abfällen vorgemischte andere Bindemittelkomponente ergeben.
  • Die neue Einrichtung ermöglicht mit ihrer Austrags-Fördereinrichtung nicht nur das Einfüllen in tiefer gelegene Endlagergebinde sondern auch einen steigenden Guß. Deshalb kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auch ein Vergießen von Abfallstoffen erfolgen, die in Form von Filterkerzen oder dergleichen anfallen und mit dem Bindemittel eingeschlossen werden sollen.
  • Der Durchlaufmischer weist vorzugsweise eine vertikale Durchsatzrichtung auf, wobei der Vormischer am oberen Ende angeschlossen ist. Der Vormischer seinerseits kann dagegen eine horizontale Durchsatzrichtung haben. Der Anschluß des Vorlagebehälters ist darunter so vorgesehen, daß sich eine genügend lange Mischstrecke ergibt.
  • An der Eingangsseite der Austrags-Fördereinrichtung kann. vorteilhaft noch ein Anschluß zur Eingabe von Schmierstoffen angeordnet sein. Solche Schmierstoffe können zum Beispiel Schmieröle von Hauptkühlmittelpumpen sein, die in großen Mengen anfallen. Hierbei ist wesentlich, daß die Komponenten des Bindemittels, insbesondere also Wasser und Zement, bereits vermischt sind, bevor die Schmierstoffe zugegeben werden, die sonst die Mischung der Bindemittelkomponenten beeinträchtigen könnten.
  • Die Austrags-Fördereinrichtung ist vorzugsweise für stetigen Durchsatz und veränderlichem Druck ausgelegt. Damit wird eine geringe Energie benötigt, wenn Fässer von oben gefüllt werden. Andererseits ist aber, wie schon erwähnt, auch ein steigender Guß möglich-, bei dem ein Gegendruck durch die steigenden Füllhöhen-entsteht.
  • Der Auslaß des Durchlaufmischers ist vorteilhaft über eine absperrbare Rückspülleitung mit dem Anschluß des Vorlagebehälters verbunden. Damit kann mit geringem Spülmittelaufwand eine intensive Reinigung des für die Naßmischung vorgesehenen Teils der Einrichtung erhalten werden. Vor allem aber ist so eine Rückspülung dann vorteilhaft, wenn als Bindemittel Kunststoffe verwendet werden. Hierbei kann nämlich nach dem eine Aushärtung bewirkenden Vermischen der Komponenten schnell eine Spülung mit der einen Komponente, zum Beispiel den Monomeren der mit einem Härter polymerisierenden Kunststoffe vorgenommen werden, bevor durch das Aushärten der . Kunststoffe ein Verkleben des Durchlaufmischers eintritt. Die Reinigungsmischung kann dann gegebenenfalls aufgefangen und zum Abbinden einer nächsten Charge verwendet werden.
  • Bei einer bewährten Ausführungsform der Erfindung sind die beweglichen Verschleißteile des Durchlaufmischers kleiner als 700 mm lang und 500 mm breit..Diese Ausbildung führt dazu, daß die Verschleißteile ohne weitere Bearbeitung in normalen Endlagergebinden, den sogenannten Normfässern von 200 1 Inhalt, untergebracht werden können. In gleicher Weise können auch andere Verschleißteile, zum Beispiel die des Vormischers, vorteilhaft ausgestaltet sein.
  • Das Produktvolumen des Durchlaufmischers beträgt zweckmäßig weniger als 5 1. Dies bedeutet, daß der Aktivitätsinhalt begrenzt ist. Dennoch kann die neue Einrichtung große Durchsatzmengen erreichen, zum Beispiel 1 m3/h oder mehr. Dabei empfiehlt sich eine "schlanke" Bauweise des Durchlaufmischers, damit der Durchmesser kleiner als 200 mm ist, weil dies für die Strahlenbelastung der Umgebung wesentlich ist.
  • Die konstruktive Gestaltung der Einrichtung kann in Form einer festinstallierten Anlage ausgeführt sein, aber auch fahrbar mit Hilfe eines Fahrgestells. In jedem Fall ist eine Auffangwanne empfehlenswert, mit der Vormischer, Durchlaufmischer und Fördereinrichtungen sowie Silos und Behälter versehen sind, um Tropen oder Spritzer aktivitätsführender Abfälle sicher aufzufangen. Mindestens für den Vormischer sollte durch Be- und Entlüftungsstutzen eine Kontrolle der Pendelluft gegeben sein, die einem Lüftungssystem zugeführt werden kann.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anschließend ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in den Fig. 1 und 2 vereinfacht dargestellt ist.
  • Die neue Einrichtung umfaßt einen Vorlagebehälter 1 für flüssige Abfälle. Der Vorlagebehälter hat ein Volumen von zum Beispiel 1 m3. Er kann in Form eines Stahltanks mit austenitischer Auskleidung hergestellt sein und wird entsprechend dem Pfeil 2 mit verschiedenen Flüssigkeiten beschickt. Dazu zählen
    • a) Wasser, das aktiv oder inaktiv sein kann,
    • b) Flüssigkonzentrat aus Verdampfern oder dergleichen,
    • c) Suspensionen von aktiven Schwebstoffen in Wasser,
    • d) Altharz aus Ionentauscherfiltern mit der zum Ausschwemmen erforderlichen Flüssigkeit,
    • e) andere wäßrige Abfälle.
  • Die genannten Flüssigkeiten werden in dem Behälter 1 mit einem Rührer 3 in Bewegung gesetzt, der von einem Antriebsmotor 4 betätigt wird. Jedenfalls soll in dem Vorratsbehälter 1 eine Durchmischung erreicht-werden, die . die für die Endlagerung und das Zusammenwirken mit dem Bindemittel geeigneten chemischen und physikalischen Werte ergibt. Hierzu gehört der pH-Wert, der möglichst neutral sein sollte, ein begrenzter Feststoffgehalt von etwa 20%, die maximale Aktivität, die durch die Verarbeitung und die Endlagerbestimmungen vorgegeben ist.
  • Die Einhaltung der gewünschten Konsistenz wird zusätzlich durch einen Homogenisierungskreislauf 6 unterstützt. Er umfaßt eine Saugleitung 7, die an der Unterseite des Vorlagebehälters 1 zu einer Pumpe 8 führt. Die Druckleitung der Pumpe endet an der Oberseite des Vorlagebehälters 1.
  • Von dem Homogenisierungskreislauf 6 führt eine Stichleitung 10 mit einer Dosierpumpe 11 zum Anschluß 12 eines Durchlaufmischers 13. Der Durchlaufmischer 13 ist ähnlich wie die aus dem Bauwesen bekannten kontinuierlich arbeitenden Zementmischmaschinen ausgebildet. Allerdings weist er bei der Erfindung mehrere unterschiedliche Einspeisungsmöglichkeiten für unterschiedliche Abfälle auf. Als Bindemittel wird im folgenden ebenfalls Zement angenommen.
  • Mit der von der Dosierpumpe 11 kommenden Leitung 12 wird das für das Abbinden erforderliche Wasser eingegeben. Ferner ist ein Silo 14 von 250 1 Inhalt für den Zement, insbesondere Portlandzement, als wasserhärtendes Bindemittel vorgesehen, das über eine Leitung 15 in den Durchlaufmischer 13 gelangt.
  • Mit 16 ist ein ähnlicher Vorratsbehälter bezeichnet, der rieselfähige Trockenstoffe zur Verarbeitung in der Mischanlage 13 bereitstellt. Hierzu zählen Pulver und Granulate mit radioaktiver Verseuchung, zum Beispiel Aktivkohlefilter aus Abgasanlagen, getrocknete Pulverharze von Ionenaustauschern oder dergleichen, aber auch Aschen von verbrannten radioaktiven Abfällen. Sie werden über eine Leitung 17 in den Durchlaufmischer 13 eingegeben.
  • Mit 18 ist ein Behälter für Altöl bezeichnet, der zum Beispiel ein Volumen von 500 1 haben kann. Der Begriff Altöl soll Schmierstoffe aller Art umfassen, soweit ihre Konsistenz für die Förderung mit einer Dosierpumpe 19 geeignet ist, die über eine Leitung 20 aus dem Behälter 18 ansaugt und in den Anschluß 21 des Durchlaufmischers 13 drückt.
  • Der Ausgang 24 des Durchlaufmischers 13 führt zu einem Abfallfaß 25, das auf einem Rütteltisch 26 angeordnet ist. Einrichtungen für die Bereitstellung leerer Fässer und den Abtransport gefülllter Fässer sind nicht dargestellt.
  • Aus Figur 2, die weitere Einzelheiten der Erfindung zeigt, wird ersichtlich, daß meben dem Silo 14 mit einem Inhalt von zum Beispiel 250 1 inaktivem Zement ein Behälter 27 für inaktive Zusatzstoffe zum Zement vorgesehen ist, die das Abbinaden verbessern. Gegenüber dem Behälter 16 mit einer SilLokapazität von ebenfalls 250 1 ist durch eine Wand 28 eine Trennung angedeutet, damit die aktiven Abfälle des; Behälters 16 in Form von Abfallpulver, Kohle, Aschae oder dergleichen von dem inaktiven Bindemittel abgeschirmt bleiben.
  • Das Silo 14 und die Behälter 16 und 27 sind über Dosiereinrichtungen 29, 30, 31 in Form von Zellradschleusen mit einem Vormischer 33 verbunnden, der zur Homogenisierung der Trockenbestandteille der endlagerfähigen Mischung dient. Dabei wird mirt Hilfe der Zellradschleusen 29, 30, 31, die von Elektromotoren 34, 35, 36 angetrieben werden, der gewünscthte Anteil der Komponenten der Mischung gesteuert.
  • Die Ausgangsleitungen 15, 17 und 37 führen in das eine Ende des Vormischers 33, desssen Schnecke 38 dort mit einem über die Leitung 39 durrchsatzabhängig gesteuerten Antriebsmotor 40 betätigtt wird. Damit erhält man bei horizontaler Durchsatzricchtung eine Trockenmischung. Das vorgemischte Trockengut wwird dann über eine Fördereinrichtung 41 in den eigentllichen Durchlaufmischer 13 eingegeben.
  • Der Durchlaufmischer 13 umfaEßt, wie Fig. 2 zeigt, eine Rühreinrichtung 42, die von eeinem Elektromotor 43 angetrieben wird, in einem zylinddrischen Gehäuse 76 mit vertikaler Achse und einem Durchmesser von 150 mm. Der untere Teil 75 der Rühreinrichtung wirkt als Förderschnecke, mit der das Mischgut bei stetigem Durchsatz von zum Beispiel 1,5 m3/h und einem durch den Widerstand in der Leitung 24 gegebenen Druck kontinuierlich ausgetragen wird. Der Durchlaufmischer 13 ist der sogenannte Naßmischer. Er hat von seinem eingangsseitigen oberen Ende 44, an dem die Fördereinrichtung 41 vorgesehen ist, bis zum ausgangsseitigen Ende ein Produktvolumen von weniger als 5 1, so daß das Aktivitätsinventar begrenzt ist. Dies führt zusammen mit der schlanken Form zu einer geringen Strahlung.
  • Der Anschluß 12 von der Dosierpumpe 11 liegt im oberen Drittel des Rührers 42. Die Leitung 10 von dem in Fig. 2 nicht weiter dargestellten Vorlagebehälter 1 ist über ein Absperrventil 45 mit einer Druckmeßleitung verbunden, deren Druckmeßgerät 46 auch bei 47 an einem Steuerpult 48 abgelesen werden kann. Außerdem ist im Verlauf der Leitung 10 vor der Dosierpumpe 11 ein Ventil 50 angeordnet, das vom Steuerpult 48 aus betätigt werden kann, wie durch einen Handgriff 51 angedeutet ist. Die Druckmessung ist wichtig, um die Flüssigkeitsmenge genau einstellen und einhalten zu können. Gegebenenfalls kann ein Druckminderer zur Begrenzung des Wasserdrucks auf 2 bar vorgesehen werden.
  • In Förderrichtung unter dem Einlaß 12 ist an dem Durchlaufmischer 13 noch der Anschluß 21 für die Zuführung von Altöl vorgesehen, das über die Dosierpumpe 19 eingegeben wird. Der Anschluß 21 liegt unmittelbar über der Förderschnecke 75, so daß das Altöl in das "fertige" Gemisch eingegeben wird. Die Leitung 20 zu dem nicht weiter dargestellten Behälter 18 (Fig. 1) ist mit einem Ventil 54 versehen und ebenfalls mit einer Druckmeßeinrichtung sowie mit einem Ventil 55 versehen, das von dem Steuerpult 48 aus betätigt werden kann.
  • Das Steuerpult 48 weist eine Anzeige 56 von einer Mengenmeßeinrichtung auf, die der Zellradschleuse 29 zugeordnet ist, so daß die Zementzufuhr kontinuierlich gesteuert werden kann. Eine weitere Anzeige 57 gehört zu der Zellradschleuse 31, so daß auch die Menge des dem Vormischer 33 zugeführten Trockenabfalls (Feststoffabfall) angezeigt wird. Eine weitere Anzeige 58 läßt erkennen, in welchen Mengen wäßrige Abfälle, bzw. Altöl, in den Durchlaufmischer 13 gelangen, so daß die Konsistenz der Abfallmischung gleichbleibend eingestellt werden kann.
  • Die Auslaßleitung 24 des Durchlaufmischers 13 führt über eine flexible Leitung 60 zu einer Haube 61, die auf den als Endlagergebinde dienenden Abschirmbehälter 62 aufgesetzt werden kann. Die Bindemittel-Abfall-Mischung wird bis zu einem Spiegel 63 eingefüllt, dessen Höhe über einen Anschluß 64 mit einer Füllstandsmeßeinrichtung überwacht wird. Die Anzeige 65 am Steuerpult 48 läßt den momentanen Füllstand erkennen. Sie kann mit einer Automatik zum Stillsetzen des Durchlaufmischers 13 verbunden sein.
  • Die kegelförmige Haube 61 besitzt an ihrem höchsten Punkt eine Entlüftungsleitung 67 mit einer flexiblen Leitung 68 zum Anschluß an eine Absaugleitung 69. Eine entsprechende Entlüftung kann auch für den Vormischer 33 zweckmäßig sein, damit dieser mit einem geschlossenen Gehäuse versehen werden kann, dessen unterschiedliche Füllung zur Vermeidung von Luftdruckschwankungen ausgeglichen werden muß.
  • Zum Reinigen des Durchlaufmischers 13 wird inaktives Wasser verwendet, das über die Leitung 10 mit der Dosierpumpe 11 zugeführt werden kann. Dabei ist zur Intensivierung der Reinigungswirkung ein Spülkreislauf mit einer Leitung 70 vorgesehen, die mit einem Ventil 71 an der Leitung 24 beginnt und in die Leitung 12 zurückführt, wie mit dem Pfeil 72 angedeutet ist. Die Spülung kann mit einem erhöhten Flüssigkeitsstand betrieben werden. Zu dessen Überwachung ist eine Füllstandsmessung vorgesehen, die bei 73 an der Durchlaufmischanlage angeschlossen ist. Die Anzeige ist bei 74 am Steuerpult 48 vorgesehen.
  • In Fig. 2 ist strichpunktiert eine Wanne 81 angedeutet, die zum Auffangen radioaktiver Tropfen und Spritzer dient. Die Wanne 81 kann als Konstruktionsplattform für die ganze Einrichtung dienen. Sie kann auch mit Rädern versehen sein, so daß sich eine mobile Einrichtung ergibt.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Förderschnecke 75 mit der Rühreinrichtung 42 baulich vereinigt. Es kann sich aber auch um eine getrennte Dickstoffpumpe handeln. Dies gilt besonders für den Fall, daß mit der Einrichtung größere Feststoff-Abfälle steigend umgossen werden sollen. Zu solchen Abfällen zählen auch die Verschleißteile des Durchlaufmischers 13. So kann die Rühreinrichtung 42 mit ihrer Länge von 600 mm und die Förderschnecke 75 mit ihrer Länge von 400 mm angesichts des geringen Durchmessers von 120 mm ohne weiteres in ein Normfaß abgelegt und mit Zementbrei oder einer Zement-Abfallmischung steigend, d.h. aus einem zum Boden des Behälters 62 führenden Rohr 82 umgossen werden.

Claims (14)

1. Einrichtung zum endlagerfähigen Konditionieren von radioaktiven Abfällen unter Verwendung eines Mehrkomponenten-Bindemittels, mit einem Durchlaufmischer, einer Abfüllstation für die Endlagergebinde, einem Vorlagebehälter für flüssige Abfallstoffe, einem Silo für eine Komponente des Bindemittels und mit mehreren Fördereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vormischer (33) für die eine Bindemittelkomponente und für rieselfähige Abfallstoffe vorgesehen ist, daß der Vormischer (33) über Durchsatz-Meßeinrichtungen (32, 36) mit dem Silo (14) und einem Behälter (16) für rieselfähige Abfälle verbunden ist, daß der Vormischer (33) über eine dosierende Fördereinrichtung (41) mit dem einen Ende des Durchlaufmischers (13) verbunden ist, daß dahinter der Anschluß (12) des Vorlagebehälters (1) vorgesehen ist, und daß am anderen Ende des Durchlaufmischers (13) eine Austrags-Fördereinrichtung (75) angebracht ist, die die Endlagergebinde (25) speist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufmischer (13) eine vertikale Durchsatzrichtung aufweist und der Vormischer am oberen Ende angeschlossen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eingangsseite der Austrags-Fördereinrichtung (75) ein Anschluß (21) zur Eingabe von Schmierstoffen angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, .dadurch gekennzeichnet, daß der Vormischer (33) eine horizontale Durchsatzrichtung hat.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Behälter für Bindemittel-Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (80) dem Vormischer (33) zugeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrags-Fördereinrichtung (75) für stetigen Durchsatz und veränderlichem Druck ausgelegt ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (24) des Durchlaufmischers (13) über eine absperrbare Rückspülleitung (70, 72) mit dem Anschluß (12). des Vorlagebehälters (1) verbunden ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (12) des Vorlagebehälters (1) eine Dosiereinrichtung (11) umfaßt.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Verschleißteile (42, 75) des Durchlaufmischers (13) kleiner als 700 mm lang und 500 mm breit sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Produktvolumen des Durchlaufmischers (13) weniger als 5 1 beträgt.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Durchlaufmischers (13) kleiner als 200 mm ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Vormischer (33), Durchlaufmischer (13) und Fördereinrichtungen (11, 19, 32, 36, 41) sowie Silos (14) und Behälter (1, 16, 18, 80) mit einer Auffangwanne (81) versehen sind.
13. Verfahren zum endlagerfähigen Konditionieren unter Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Abfälle in dem Vorlagebehälter gerührt und mit Hilfe eines an den Vorlagebehälter angeschlossenen Pumpenkreises homogenisiert werden, bevor sie in den Durchlaufmischer eingegeben werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Abfälle in dem Vorlagebehälter chemisch eingestellt und an das Bindemittel angepaßt werden.
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