SCREW MIXER FOR EMBEDDING RADIOACTIVE WASTE IN A THERMOPLASTIC MASS

Abstract: 1. A worm machine having a worm which is rotatable in a housing for embedding radioactive waste in a thermoplastic mass, in particular bitumen, in which on the upper side of the housing, there is arranged a tubular steam dome having a substantially vertical axis, for the connection of a suction pipeline, and in which, during operation, the steam dome can be wetted by means of a pipe arranged at the end of the steam dome remote from the housing, in such a way that a stream of liquid is formed leading into the region of the worm, characterised in that the pipe is in the form of a ring tube (55) matched to the wall of the steam dome and having outlet openings (56) directed towards the wall.

Description: Schneckenmaschine Die Erfindung betrifft eine Schneckenmaschine mit einer in eined Gehäuse drehbaren Schnecke zum Einbetten von radioaktiven Abfällen in eine thermoplastische Masse, insbesondere Bitumen, wobei an der Oberseite des Gehäuses ein rohrförmiger Dampfdom mit mindestens annähernd vertikaler Achse zum Anschluss einer Absaugleitung angeordnet ist. Solche Maschinen müssen wegen der Radioaktivität in abgeschirmter Umgebung arbeiten, so dass praktisch kein Zutritt für Bedienungs- oder Reparaturpersonal möglich ist. Deshalb ist es wichtig, dass das Arbeiten der Maschine möglichst störungsfrei verläuft. Dies sicherzustellen, ist Aufgabe der Erfindung. Erfindungsgemäss ist der Dampfdom während des Betriebes derart benetzbar, dass eine in den Bereich der Schnecke führende Flüssigkeitsströmung entsteht. Die Flüssig keitsströwüng löst, wie gefunden wurde, im Dampfdom entstehende Verkrustungen durch Salze oder dergleichen und führt die gelösten Ablagerungen, die wiederum radioaktiv sein können, in den Bereich der Schnecken zurück, so dass sie während des Betriebes in Bitumen eingebettet und mit diesem ausgetragen werden. Die für die Benetzung zum Lösen von Verschmutzungen notwendigen FlUssigkeits- mengen bleiben dabei so gering, dass die Menge des radioaktiven Abfalls nicht nennenswert vergrössert wird. Insbesondere kann auch erreicht werden, dass die Konsistenz der aus der Schneckenmaschine austretenden Nasse durch die Waschflüssigkeit nicht unzulässig verändert wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist an dem dem Gehäuse abgekehrten Ende des Dampfdomes eine Sprühlei- tung angeordnet. Mit dieser Sprühleitung wird die ge wMnschte Waschflüssigkeit, insbesondere chemisch neutrales Wasser, von aussen zugeführt. Dabei kann die Sprühleitung ein der Wand des Dampfdomes angepasstes Rohr sein, das gegegen die Wand gerichtete Austrittsöffnungen aufweist. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der Dampfdom an dem dem Gehäuse abgekehrten Ende eine Kühleinrichtung auf. Mit dieser Kühleinrichtung kann nämlich, wie sich erstaunlicherweise gezeigt hat, allein durch Niederschlagen des sonst abgezogenen Dampfes so viel Flüssigkeit erhalten werden, dass die erfindungsgemässe Reinigung des Dampfdomes gelingt, wenn auch unter Umständen in längerer Zeit als mit der vorstehend erwähnten Sprühleitung. Die Kühleinrichtung kann vorteilhaft ein über die Länge des Dampfdomes reichender Mantel mit einem Anschluss für ein Kühlmittel sein. Besonders günstig ist diese Bauweise, wenn der Mantel über ein Ventil wahlweise mit dem Kühlmittel oder mit einem Heizmedium beaufschlag- bar ist. Solche Heizmäntel werden für den Normalbetrieb der Schneckenmaschine vorteilhaft eingesetzt, um das Verkleben des Dampfdomes durch Bituinentröpfchen zu unterbinden. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 1 in einer Seitenansicht zum Teil im Schnitt die Schneckenmaschine als Ganzes zeigt. In den Fig. 2 und 3 ist ein Dampfdom in grösserem Massstab-in einem Vertikalschnitt und einer Draufsicht gezeigt. Die in Fig. 1 gezeichnete Schneckenmaschine 1 dient zum Einbetten von schwach bis mittelaktivem Abfall aus der Kühlwasseraufbereitung eines Druckwasser-Leistungsreaktors in Bitumen, das zur Endlagerung des radioaktiven Abfalls Sn Fässer eingefüllt wird. Die Schneckenmaschine 1 besitzt ein aus mehreren Teilen zusammengeflanschtes Gehäuse 2, das auf Stützen 3, 4 und 5 ruht. Das Gehäuse 2 enthält zwei Schneckenwellen 6, die zu einem auf der in Fig. 1 rechten Seite gelegenen Auslass 7 führen. Dort werden nicht weiter dargestellte Fässer für die Aufnahme der Abfall-Bitumen-Nischung bereitgestellt. Die ganze Maschine 1 ist in ein Betonbauwerk 8 zur Strahlenabschirmung eingesetzt. An der Oberseite 9 der Maschine 1 sind drei Dampfdome 10, 11 und 12 mit vertikaler Achse vorgesehen, die gleich ausgebildet sind und durch den Teil 13 der Betonwand 8 ragen. Die Dampfdome 10, 11 und 12 sind mit Kondensatoren 14 kombiniert. Sie umfassen im Bereich ihrer unteren Stirnseite 15, d.h. an der Berührungsstelle mi:der Schneckenmaschine 1, ein im Querschnitt rechteckiges Rohrstück 16, das mit Dehnschrauben 17 gegen das Gehäuse 2 der Maschine 1 gepresst wird. An dieses schliesst sich oben ein ebenfalls im Querschnitt rechteckiges Rohr 18 an, dessen freie Stirnseite 19 von einem Flanschteil 20 gebildet wird. Der Aussenrand 21 des Flanschteiles ist rund und mit zwei Lippen 22 und 23 versehen. Von diesen erstrecken sich konzentrische Rohre 24 und 25 mit Kreisquerschnitt nach unten. An das Rohr 24 ist unten ein im Querschnitt U-förmiges Profilstück 26 angeschweisst. Das innere Rohr 25 führt zu einem Vorsprung 27, der zum Rohrstück 16 gehört. Damit entsteht zwischen dem im Querschnitt rechteckigen Rohr 18 und dem Kreisrohr 25 ein Mantel 28, der über Anschlüsse 29 mit Dampf beheizbar ist. Beim Ausfühuungs- beispiel handelt es sich um gesättigten Niederdruckdampf von 10 bar. Von dem Profilstück 26 erstreckt sich ein Rohr 30 nach oben, das mit dem Rohr 24 einen zylindrischen Ringraum 31 einschliesst. Am freien Ende des Rohres 30 ist ein Flansch 32 angeschweisst. Dort ist mit Dehnschrauben 33 ein Deckel 34 befestigt, der, wie Fig. 2 deutlich zeigt, gemeinsam das Rohr 18 des Dampfdomes und den Ringraum 31 abschliesst. Der Ringraum 31 dient als Kondensator, der mit dem Rohr 18 an dessen freien Ende über einen Ringspalt 35 verbunden ist. Er enthält zur Kühlung eine bifilar gewickelte Rohrspirale 36, die mit Schellen 37 an Haltestegen 38 angebracht ist. Die Haltestege 38 werden mit Schrauben 39 von unten gegen den Deckel 34 gepresst. Aq dem Deckel 34 sind auch die beiden En :den 40 uns:41 der Rohrspirale 36 befestigt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Mithin kann die Rohrspirale von Anschlussnippeln 42 und 43 des Deckels aus mit Kuhl- wasser gespeist werden. Der Deckel 34 enthält beim Ausführungsbeispiel zwei Schaugläser 44 und 45, die das Betrachten des Dampfdomes 10, 11, 12 und des Kondensators 14 gestatten. Dabei kann das eine der beiden Schaugläser zum Beobachten und das andere zum Beleuchten mit einer geeigneten Lichtquelle benutzt werden. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, kann von einem äusseren Anschluss 46 durch einen Kanal 47 im Deckel 34 ein Spülmittel gegen die Schaugläser 44 und 45 gespritzt werden, mit dem evtl. ansetzende Verschmutzungen abgelöst werden können. Ein weiterer Kanal 49 speist eine Dampflanze 50, die beim Ausführungsbeispiel mit Aus lassdüsen#51 bis in den Bereich des Gehäuses 1 führt. Im Rohr 18 ist an dem der Schneckenmaschine abgekehrten Ende ein seiner Kontur angepasstes Ringrohr 55 angeordnet, das als Sprühleitung schräg nach unten gegen die Innenseite des Rohres 18 gerichtete Öffnungen 56 aufweist. Das Rohr 55 ist über ein Verbindungsstück 58 an den Deckel 34 angeschlossen, das zugleich den mechanischen Halt für das Rohr 55 bildet. Das Rohr 58 führt zu einem Kanal 57 im Deckel 34, der ausserhalb des Deckels 34 in einem Anschlussstutzen 60 endet. Durch den Stutzen 60 kann chemisch neutrales Wasser zum Benetzen der Innenseite des Rohres 18 eingesprüht werden, mit dem während des Betriebes der Schneckenmaschine eine evtl. an der Innenseite des Dampfdomes 10, 11, 12 ansetzende Verkrustung durch Salze abgewaschen wird. Die dazu notwendige Wassermenge beträgt nur etwa 50 1 für einen Spülvorgang, der sich über etwa 10 min; erstreckt. Während des Spülvorganges rinnt das an die Innenseite des Rohres 18 gesprühte Wasser durch die Schwerkraft am Rohr herunter. Damit wird die gelöste Verkrustung in die laufenden Schnecken 6 geführt und deshalb in das mit der Schneckenmaschine verarbeitete Abfall Bitumen-Gemisch eingebettet. Man erreicht dadurch eine Reinigung, die die sonst notwendigen Abschaltungen der Schneckenmaschine und Wartungsarbeiten vermeidet, ohne dass durch den Spülvorgang neue Probleme entstehen, die sonst, etwa bei einem besonderen > Waschvor- gang ohne Laufen der Schnecken, ¯wegen der Radioaktivität der gelösten Verkrustungen zu befürchten wären. Eine alternative Möglichkeit besteht darin, dass der Mantel 28 des Rohres 18 durch ein an den Anschlussstel- len 29 angebrachtes Ventil 61 während des Betriebes der Schnecken 6 für eine bestimmte Zeit, zum Beispiel für etwa 30 min., statt mit Dampf aus der Leitung 62 mit einem Kühlmedium aus einer Leitung 63, insbesondere mit Wasser von höchstens Raumtemperatur, beaufschlagt wird. Dies führt zu einer Kondensation des aus der Schneckenmaschine in die Dome aufsteigenden Dampfes und ergibt damit eine in den Bereich der Schnecken 6 führende Flüssigkeitsströmung. 6 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: Patentansprüche brüche 1. Schneckenmaschine mit einer in einem Gehäuse drehbaren Sch: --ke zum Einbetten von radioaktiven Abfällen in eine ##iermoplastische Masse, insbesondere Bitumen, wobei an aer Oberseite des Gehäuses ein rohrförmiger Dampfdo vit mindestens annähernd vertikaler Achse zum Anschlu' einer Absaugleitung angeordnet ist, d a d u r c > g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dampfdom (10,s1,12) während des Betriebes derart benetzbar ist, dass eine in den Bereich der Schnecke (6) führende Flüssigkeitsströmung entsteht. 2. Schneckenmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an dem dem Gehäuse (2) abgekehrten Ende des Dampfdomes (10, 41, 12) eine Sprühleitung (55) angeordnet ist. 3. Schneckenmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Sprühleitung ein der Wand des Dampfdomes (10, 11, 12) angepasstes Ringrohr (55) ist, das gegen die Wand gerichtete Austritts öffnungen (56) aufweist. 4. Schneckenmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dampfdom (10, 11, 12) an dem dem Gehäuse abgekehrten Ende eine Kühlein- richtung (28) aufweist. 5. Schneckenmaschine nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kühleinrichtung ein über die Länge des Dampfdomes reichender Mantel (28) mit einem Anschluss (29) für ein Kühlmittel ist. 6. Schneckenmaschine nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n ntz e i c h n e t, dass der Mantel (28) über ein Ventil (61) wahlweise mit dem Kühlmittel (Leitung 63) oder mit einem Heizmedium (Leitung 62) beaufschlagbar ist.

Inventors: HOFFMANN, LUTZ, MEINTKER, MANFRED, DIPL.-ING., PUTHAWALA, ANWER, DIPL.-ING.
Applicants: KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: G21F9
IPC codes: B65G33, B29C47, G21F9