TrocknungsStation für flüssigen oder feuchten Abfall

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trocknungsstation zur

Trocknung von in einein Behälter befindlichem Material, insbe¬ sondere von kontaminiertem Abfall einer Kernkraftwerksanlage.

Aus verschiedenen Gründen, beispielsweise aufgrund von Be- handlungsvorgangen oder nach einer Lagerung, kann der in ei¬ nem Kernkraftwerk anfallende radioaktiv kontaminierte Abfall Feuchtigkeit enthalten. Ein Feuchtigkeitsgehalt des Abfalls von z.B. mehr als 30% kann zu Faul- und Gärprozessen sowie zur Bildung eines Gases, beispielsweise Methan oder Wasser- Stoff (H2), führen. Das infolgedessen freigesetzte Gas (z.B. Methan) kann bei einer Lagerung des Abfalls ein Aufblähen und eine damit verbundene Beschädigung des Lagerbehältnisses - z.B. eines 200-1-Fasses - bewirken. Um die durch den Feuch¬ tigkeitsgehalt des Abfalls hervorgerufenen chemisch-physika- lischen Reaktionen zu unterbinden, ist eine frühzeitige und weitreichende Trocknung des Abfalls erforderlich.

Die Trocknung von in einem Behälter befindlichem Abfall einer Kernkraftwerksanlage, der radioaktiv kontaminiert sein kann, wird üblicherweise in einer Trocknungsstation durchgeführt. In dieser Station wird die für die Trocknung des Abfalls er¬ forderliche Verdampfungswärme mittels eines aufgeheizten gas¬ förmigen Mediums, beispielsweise Luft, dem Behälter und somit dem in ihm befindlichen Material zugeführt. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise von Luft, ist ein derartiger Trocknungsvorgang jedoch mit hohem Energiever¬ brauch verbunden. Darüber hinaus ist eine lange Trocknungs¬ zeit nötig, so daß die Materialdurchsatzrate bei der Trocknung relativ gering ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsstation zur Trocknung von in einem Behälter befind-

lichem Material, insbesondere von kontaminiertem Abfall einer Kernkraftwerksanlage, derart auszubilden, daß eine zuverläs¬ sige Trocknung des Materials bei kurzer Trocknungszeit mit geringem Energie- und Kostenaufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird für eine Trocknungsstation der obengenann¬ ten Art dadurch gelöst, daß eine Heizmatte zur Zuführung von Verdampfungswärme in den Behälter vorgesehen ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß durch die Ver¬ wendung einer kostengünstig verfügbaren Heizmatte, die in di¬ rekten Kontakt mit dem das zu trocknende Material enthalten¬ den Behälter gebracht werden kann, die zur Trocknung notwen¬ dige Verdampfungswärme direkt in den Behälter geführt werden kann. Da somit der hohe Wärmewiderstand eines schlechten Wär¬ meleiters, wie beispielsweise Luft, nicht überwunden werden muß, ist eine Trocknung bei geringem Energieaufwand gewähr¬ leistet, und die erforderliche Trocknungszeit ist verkürzt. Mindestens eine elektrisch regulierbare Heizmatte erlaubt da- bei ein individuelles Trocknungsprogramm für jeden einzelnen Behälter, der zu trocknendes Material enthält.

Um beim Umgang mit radioaktiv kontaminiertem Abfall einer Kernkraftwerksanlage zu vermeiden, daß Bedienungspersonal mit dem den Abfall enthaltenden Behälter in Kontakt treten muß, umfaßt die Trocknungsstation zweckmäßigerweise eine Haltevor¬ richtung, die beim Einbringen des Behälters in die Trocken¬ position selbsttätig einen großflächigen mechanischen Kontakt zwischen der Heizmatte und dem Behälter herstellt.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Trocknungsstation eine den Behälter mitsamt der Heizmatte in der Trocknungspo¬ sition umgebende Isolierschale mit einem Wandbereich und mit einem mit einer Entlüftungsόffnung versehenen Deckelbereich auf. Dadurch wird bei gleichbleibender Heizleistung der Heiz¬ matte der Wärmeeintrag in den Behälter vergrößert. Mittels der Entlüftungsöffnung im Deckelbereich der Isolierschale und

3 mittels einer mit der Entlüftungsöffnung verbundenen Luftum- wälzvorrichtung, insbesondere mit einem Gebläse, kann inner¬ halb der Isolierschale ein gerichteter Luftstrom aufgebaut werden, der ein gezieltes Abführen der durch die Trocknung dem kontaminierten Abfall entnommenen Feuchtigkeit ermög¬ licht. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vor der Entlüftungsöffnung eines Sammelschale zur Sammlung der Feuch¬ tigkeit angeordnet.

Zur Endpunktkontrolle des Trocknungsvorgangs, d.h. zur Fest¬ stellung des Zeitpunkts, von dem an der Restfeuchtigkeitsge- halt des zu trocknenden Materials unterhalb eines zulässigen Grenzwerts liegt, ist zweckmäßigerweise an einem mit der Ent¬ lüftungsöffnung verbundenen Kondensator ein Kondensatmeßgerät angeordnet. Der Kondensator dient zum Kondensieren der dem Abfall während des Trocknungsvorgangs entnommenen Feuchtig¬ keit, deren Menge durch das Kondensatmeßgerät gemessen werden kann.

Zum Transport des Behälters, beispielsweise zum Einbringen in die Trocknungsposition, umfaßt die Trocknungsstation in zweckmäßiger Ausgestaltung eine Transportvorrichtung. In be¬ sonders vorteilhafter Weiterbildung weist die Transportvor¬ richtung einen Bodenheizer sowie einen palettenartig ausge- bildeten Boden mit einer Isolierung auf. Durch den Bodenhei¬ zer kann in Verbindung mit der Heizmatte der Wärmeeintrag in den Behälter besonders effektiv gestaltet werden. Mittels des palettenartig ausgebildeten Bodens der TransportVorrichtung kann die den Behälter tragende Transportvorrichtung bei- spielsweise auch durch einen Gabelstapler bewegt werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson¬ dere darin, daß durch die Verwendung der Heizmatte eine Zu¬ führung von Verdampfungswärme in das zu trocknende Material bei geringem Energieverbrauch und unter kurzer Trocknungszeit erfolgen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch eine Trocknungsstation, insbeson- dere eine Faßtrockeneinheit, zur Vorbehandlung von Mischab¬ fällen durch Trocknung.

In der Trocknungsstation 1 gemäß der Figur sind zur Trocknung von in einem Faß oder Behälter 2 befindlichem Material, ins- besondere von kontaminiertem Abfall einer Kernkraftwerksanla¬ ge, mehrere elektrisch beheizte Heizmatten 3 übereinander zur Zuführung von Verdampfungswärme in diesen Behälter 2 vorgese¬ hen. Sie sind auf die Seitenwand des Behälters 2 flächig auf¬ gelegt oder aufgepreßt. Es kann sich auch jeweils um eine ringförmige, der Kontur des Behälters 2 angepaßte Heizmatte 3 handeln. Zu Beginn des Trocknungsvorgangs wird der Behälter 2 auf eine Transportvorrichtung 4 gesetzt, z.B. ein Gestell oder Behältnis auf Rollen. Die Transportvorrichtung 4 weist einen Bodenheizer 5 sowie einen palettenartig ausgebildeten Boden mit einer Isolierung auf. Im Ausführungsbeispiel ist die Transportvorrichtung 4 z.B. ein schienengebundener Wagen. Die Trocknungsstation 1 umfaßt eine einen Trockenraum umge¬ bende Isolierschale 6 mit einer Entlüftungsöffnung 7 in ihrem Deckelbereich. Die Isolierschale 6 ist zur Aufnahme des Be- hälters 2 mit zwei schwenkbaren 1/4-Kreissegmenttüren ausge¬ stattet, an denen mittels einer nicht dargestellten Haltevor¬ richtung die drei Heizmatten 3 derart befestigt sind, daß bei dem Einbringen des Behälters 2 in die Trockenposition inner¬ halb der Isolierschale 6 die Segmenttüren automatisch schließen und die Heizmatten 3 selbsttätig in großflächigen mechanischen Kontakt mit dem Behälter 2 gebracht werden.

Zu diesem Zweck sind die Heizmatten 3 beispielsweise mittels (nicht gezeigter) Federelemente derart an beiden Segmenttüren aufgespannt, daß sie bei geöffneten Türen durch die von den Türen gebildete Öffnung verlaufen. Beim Heranfahren des Be¬ hälters 2 an die von den Türen gebildete Öffnung kommt er mit

den Heizmatten 3 in Kontakt. Beim weiteren Einbringen des Be¬ hälters 2 legen sich die Heizmatten 3 somit selbsttätig an den Behälter 2 an und bewirken letztlich mittels der Feder¬ elemente ein Schließen der Türen.

Nach einem Einbringen des Behälters 2 in den Trockenraum in¬ nerhalb der Isolierschale 6 mit Hilfe der Transportvorrich¬ tung 4 und nach der Herstellung des großflächigen mechani¬ schen Kontakts zwischen den Heizmatten 3 und dem Behälter 2 wird mittels der Heizmatten 3 und des Bodenheizers 5 der Be¬ hälter 2 auf die zur Trocknung des in ihm befindlichen Mate¬ rials benötigte Temperatur aufgeheizt. Diese Temperatur ist für jeden individuellen Behälter 2, je nach der genauen Be¬ schaffenheit des Inhalts, wählbar und einstellbar.Im Anschluß daran wird mittels eines motorisch betriebenen Gebläses 10, das über eine Leitung 11 mit der Entlüftungsöffnung 7 verbun¬ den ist, und mittels einer durch ein Ventil 12 drosselbaren Belüftungsöffnung 13 für Luft L eine von unten nach oben ge¬ richtete Luftströmung innerhalb der Isolierschale 6 herge- stellt. Am Ende der Leitung 11 befindet sich ein Abluftventil 15, mit dem Abluft A gesteuert abgelassen werden kann.

Durch die somit erzielte Zuführung von Verdampfungswärme über die Wand des Behälters 2 in das in ihm befindliche Material wird der Feuchtigkeitsgehalt des Materials reduziert. Die da¬ bei in Dampfform austretende Feuchtigkeit wird mittels der Leitung 11 einem in die Leitung 11 geschalteten Kondensator 20 zugeführt. Dort kondensiert sie nach einem Wärmetausch mit zugeführtem Kühlmittel K. In einem am Kondensator 20 angeord- neten Kondensatmeßbehälter 21 wird die Menge der kondensier¬ ten Feuchtigkeit quantitativ erfaßt. Mittels der erfaßten Menge an kondensierter Feuchtigkeit kann der Endpunkt des Trocknungsvorgangs festgelegt werden. Mittels der durch das Ventil 22 absperrbaren Ablaßleitung 23 kann die kondensierte Feuchtigkeit z.B. einem Abwasserkanal zugeführt werden.

Durch den großflächigen mechanischen Kontakt der Heizmatten 3 mit dem Behälter 2 ist eine Trocknung des Materials bei ge¬ ringem Energieaufwand und kurzer Trocknungszeit möglich.