用于放射性废料的废料容器的卸压和惰性化的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于放射性废料、尤其是用于弱放射性和中等放射性的放射性废料的废料容器的卸压和惰性化的方法。此外本发明涉及一种用于放射性废料的废料容器的卸压和惰性化的适配器装置。用于放射性废料的废料容器通常由金属材料制造。所述废料容器具有容器底部、在其上连接的容器外罩和至少一个容器盖。这样的废料容器要满足确定的安全要求并且除了确保足够的屏蔽之外也必须充分抗压力地构成。接着替换术语废料容器也简短地使用术语容器。

背景技术：

在实际中已知，将各种的放射性废料包装在废料容器中。废料容器构成为运输和/或贮存容器。本发明基于这样的认识，即，基于放射性废料的特性或通过不同的放射性废料和必要时水的组合可以造成如下过程，所述过程决定容器内部空间中的气体氛围的变化。通过辐射分解可以例如在容器内部空间中形成过压。所述压力形成在此尤其是通过氢气的形成产生。原则上在容器内部空间中也可以产生负压，例如通过氧的消耗或基于在调节和闭锁之后热的废料容器以及在存放期间较冷的废料容器之间的温差。特别是在废料容器中产生的可燃烧的气体——尤其是氢气——构成问题。所述可燃烧的气体可以在与氧气混合时形成可爆炸的大气。这样的可爆炸的混合物另外在容器的密封性试验时是有问题的。当从如下事实出发，即，容器的密封装置不完全处于有效状态中时，则，在密封装置之间的密封间隙可以被填充可爆炸的大气。至今未知可靠的措施，可以将以所述可爆炸的大气装载的废料容器在考虑所有的安全要求的情况下简单并且有效地卸压和惰性化。有效的卸压和惰性化对于运输容器和/或贮存容器是值得期望的。在这里也存在改善需求。

技术实现要素：

与此对应本发明的技术问题是，给出一种开头所述类型的方法，利用所述方法，废料容器的简单的、有效的和功能可靠的惰性化和卸压是可能的。此外本发明的技术问题是，给出一种用于卸压和惰性化的对应的装置。

为了解决该技术问题，本发明教导一种用于放射性废料、尤其是用于弱放射性和中等放射性废料的废料容器的卸压和惰性化的方法，其中将具有适配器内部容积的适配器连接到容器上、尤其是容器盖上，其中随后将适配器或适配器内部容积填充惰性气体同时形成过压，其中接着建立容器内部空间和适配器内部容积之间的连接，从而对应于在容器内部空间中的压力和适配器内部容积中的过压之间的压差形成适配器内部容积中和容器内部空间中的混合压力，其中，接着在容器内部空间和适配器内部容积中的混合压力降低——尤其是降低到环境压力，并且其中随后在容器内部空间中产生负压并且从容器内部空间去除的气体或气体混合物通过惰性气体替换。作为惰性气体在此优选使用氮气。原则上也可能使用稀有气体作为惰性气体。

本发明的核心点是具有适配器内部容积的按照本发明的适配器。所述适配器——适宜地在容器上侧——连接到容器盖上并且优选直接连接到容器盖上。在此处于本发明的范围中的是，所述适配器以至少一个固定元件固定在容器盖上。此外处于本发明的范围中的是，在废料容器或容器内部空间的按照本发明的卸压和惰性化中，所有以上列举的气流通过适配器内部容积引导。适配器保证，按照本发明的方法的所有流程或过程在确定的条件下与环境条件无关地发生。

本发明基于这样的认识，通过按照本发明的适配器连同其适配器内部容积，容器内部空间的非常简单的并且功能可靠的卸压和惰性化是可能的。可爆炸的气体混合物——尤其是具有氢气和氧气的气体混合物——可以可靠和无危险地放出或清除到环境中。这些措施在按照本发明的方法的范围中能以出人意外地小的耗费实现。

处于本发明的范围中的是，在适配器连接到容器盖上之后首先——尤其是在适配器内部容积以惰性气体填充同时形成过压之前——将空气或大气氧从具有适配器内部容积的适配器装置和在其上连接的导管和/或构件中至少尽可能地去除或排出。在此，适配器装置在这里并且接着尤其指的是包括适配器和至少一个在其上连接的导管、优选多个在其上连接的导管和/或构件的装置。在至少很大程度上地去除空气或大气氧之后，值得推荐地，在适配器装置或适配器内部容积和在其上连接的导管和/或构件中产生负压或真空。适宜地接着实施适配器装置或适配器内部容积和在其上连接的导管和/或构件以惰性气体的填充。负压/真空的产生和随后的以惰性气体的填充在此适宜地以如下标准实施，即，在适配器装置中的氧气含量小于1体积％并且优选显著小于1体积％的。

按照本发明的方法的一种优选的实施形式的特征在于，——尤其是在通过惰性气体对空气或大气氧的上述排出之前——实施适配器装置的密封性试验。优选在此适配器装置的部分区域——适宜地适配器装置的通过闭塞元件分离的部分区域——被抽真空并且接着测量在这些部分区域中的压力上升并且尤其是关于确定的时间段测量。在此处于本发明的范围中的是，所述部分区域被依次抽真空或在所述部分区域中依次产生负压。当测得的压力上升处于确定的极限值以下时，部分区域或各部分区域的整体可以称为密封的。上述密封性试验适宜地也在适配器(作为适配器装置的组成部分)上并且在其至容器的接口上实施。

紧接着优选实施的密封性试验和/或在空气或大气氧从适配器装置中的优选实施的排出之后，所述适配器内部容积按照本发明以惰性气体填充同时形成过压。在此适配器内部容积以惰性气体在过压下填充按照推荐以如下条件进行，即，在适配器内部容积中的过压为1.5至10巴、优选2至7巴。

处于本发明的范围中的是，适配器直接固定在容器的容器盖上。此外处于本发明的范围中的是，在适配器内部容积和容器内部空间之间的连接通过至少一个在容器盖中设置的小盖建立。优选在容器盖中存在小盖，所述小盖借助适配器或借助集成在适配器中的提升装置可以打开。适宜地所述至少一个小盖利用适配器的提升装置从所述容器的容器盖抬起。由此适配器内部容积和容器内部空间之间的连接通过至少一个开口或通过至少一个开口通道、优选通过至少两个开口通道并且特别优选通过两个开口通道制造。通过将所述至少一个小盖从容器盖提起，确保，当负压在容器中主导(herrschen)时，小盖也可以被打开。

处于本发明的范围中的是，在适配器或适配器内部容积以惰性气体填充同时形成过压之后，建立适配器内部容积和容器内部空间之间的连接。此外处于本发明的范围中的是，在容器内部空间和适配器内部容积的连接之后形成的混合压力小于在以惰性气体填充的适配器内部容积中的之前存在的过压。适宜地，混合压力小于10巴、优选小于7巴并且非常优选小于5巴。对于形成的混合压力大于适配器内部容积中之前存在的过压和/或大于上极限值的情况，可以按照本发明的一种优选的实施形式引入并且更确切地说是按照推荐借助旁路设备引入附加的压力降低。为此确定用于压力或混合压力的确定的上极限值。

按照本发明接着对在容器内部空间和适配器内部容积中的混合压力进行降低——尤其是降低至环境压力——并且随后在容器内部空间中产生负压，其中，在容器内部空间中存在的气体或气体混合物被去除。推荐的是，该从容器内部空间抽出的或去除的气体/气体混合物首先以稀释气体——优选以空气作为稀释气体——被稀释并且以被稀释的形式导出，尤其是放出到环境或大气中。在此，处于本发明的范围中的是，气体或气体混合物通过适配器内部容积从容器内部空间中抽出。所述气体或气体混合物的稀释以如下条件进行，即，可燃烧的或可爆炸的气体/气体混合物在稀释之后显著低于爆炸极限。利用稀释为此考虑，即，可能连接于下游的系统不以可爆炸的气氛加载。

按照本发明，从容器内部空间中抽出的气体或气体混合物通过惰性气体替换。该通过惰性气体的替换按照推荐以如下条件进行，即，在容器内部空间中的保留的氧气含量小于1体积％、优选小于0.8体积％并且非常优选小于0.5体积％。

优选利用惰性气体——优选氮气——填充的容器内部空间调节到环境压力。亦即在通过惰性气体替换或在以惰性气体填充之后，环境压力在容器内部空间中主导。接着，适配器适宜地再次从容器或容器盖分开。

为了解决该技术问题，本发明此外教导一种用于放射性废料、尤其是用于弱放射性和中等放射性废料的废料容器的卸压和惰性化的适配器装置，其中，适配器设置有用于接纳气体体积的适配器内部容积，其中适配器或适配器内部容积与至少一个用于抽出气体或用于产生负压的泵或真空泵连接，并且其中，适配器或适配器内部容积此外与至少一个用于以惰性气体填充适配器内部容积和/或容器内部空间的惰性气体源连接。

适配器的适配器内部容积按照本发明的优选的实施形式为容器内部空间的体积的4至20％、优选5至15％并且非常优选为其6至10％。在这里按照推荐，容器内部空间的体积大于或显著大于适配器内部容积。推荐的是，适配器或适配器内部容积通过至少一个真空导管连接到泵上和/或通过至少一个惰性气体导管连接到惰性气体源上。按照本发明的一种推荐的实施形式，适配器装置除了适配器之外具有泵、惰性气体源和优选至少一个真空导管和/或所述至少一个惰性气体导管。

按照本发明的适配器装置的一种非常优选的实施形式的特征在于，所述适配器设计用于直接地布置或固定在容器的容器盖布置结构旁或上。适宜地，适配器直接固定在容器的容器盖上。处于本发明的范围中的是，在所述容器盖中的所述至少一个小盖由适配器或适配器内部容积覆盖。适宜地，所述至少一个小盖借助在适配器中集成的提升装置抬起并且因此打开。在此所述小盖按照推荐在适配器的适配器内部容积内运动或被操纵。

按照本发明的适配器装置的一种特别推荐的实施形式的特征在于，设置至少一个混合装置——优选至少一个混合喷嘴的形式的混合装置——用于将从容器内部空间中抽出的气体或气体混合物以稀释气体(优选空气)的稀释或与稀释气体(优选空气)混合。适宜地在混合装置中——优选在混合喷嘴中——将大体积的稀释气体与小体积的抽出的气体或气体混合物混合。进一步在下面还要解释按照本发明使用的混合喷嘴的一种优选的实施形式。借助混合装置或混合喷嘴可以确保，也许可燃烧的或可爆炸的气体/气体混合物可以利用如下标准稀释，即，从混合装置或混合喷嘴中释放的气体混合物不再可爆炸并且因此可以毫无顾虑地释放到环境或大气中。

本发明的主题也是一种适配器——尤其是用于实施按照本发明的方法和/或用于按照本发明的适配器装置，其中，所述适配器具有适配器顶部以及连接到适配器顶部上的并且环绕的适配器壁，其中，适配器顶部和适配器壁包围或界定适配器内部容积并且其中适配器优选具有至少一个用于将适配器固定在废料容器的容器盖上的固定元件。按照本发明的特别优选的实施形式，所述适配器在其朝向容器盖的下侧上敞开或基本上敞开地构成，从而在适配器的在容器盖上固定的状态中，适配器内部容积直接连接到容器盖的容器盖或上侧上。推荐的是，适配器内部容积为容器内部空间的体积的4至20％、优选5至15％。

本发明基于这样的认识，利用按照本发明的方法和按照本发明的适配器装置，废料容器的较低耗费的并且同时功能可靠的卸压和惰性化是可能的。按照本发明的卸压和惰性化可以以相对较少的方法步骤进行并且虽然如此满足所有安全要求。可以在按照本发明的方法的范围中确保，在容器内部空间中的有问题的气体或气体混合物可以功能可靠并且有效地通过惰性气体替换。在此可以进行废料容器的可靠的打开以及功能可靠的和有效的压力降低和以惰性气体的气体交换或气氛交换。此外可燃烧的和/或可爆炸的气体混合物可以以简单的方式这样处理，使得它们可以无问题地释放到核技术的通风设备上。为此核技术的通风设备无须满足关于可爆炸的气体混合物或由此造成的压力冲击的附加的要求。结果是，废料容器的按照本发明的卸压和惰性化可以以相对小的费用简单并且功能可靠地实现。

附图说明

接着借助仅示出一个实施例的附图进一步解释本发明。在示意图中示出：

图1示出包括废料容器和在其上连接的适配器装置的连接图，以用于形象说明按照本发明的方法，

图2示出废料容器的上面的区域的放大的一部分的剖面图以及

图3示出在另一个功能位置中的按照图2的物体。

具体实施方式

所述图形象地说明用于放射性废料、尤其是用于弱放射性和中等放射性废料的废料容器1的卸压和惰性化的按照本发明的方法。按照本发明，具有适配器内部容积3的适配器2连接到容器1上并且更确切地说是该适配器2优选并且在该实施例中固定在容器1的容器盖4上。适配器2是接着还要详细解释的适配器装置6的组成部分，所述适配器装置另外具有泵或真空泵7以及惰性气体源8、真空导管10和惰性气体导管11。此外，适配器装置6的组成部分也是下面进一步还解释的混合喷嘴9。

适配器2具有适配器顶部12以及在其上连接的环绕的适配器壁13。优选并且在该实施例中，适配器2的朝向容器1的下侧14敞开地构成，从而适配器内部容积3在适配器2的装配的状态中直接连接到容器盖4的上侧上。适配器2此外具有用于将适配器2固定在容器盖4上的固定元件15。此外，适配器2优选并且在该实施例中装备有提升装置16，所述提升装置连接到容器1的容器盖4中的小盖17上。借助提升装置16可以将小盖17抬起并且以这种方式推荐地并且在该实施例中通过在容器盖4中设置的开口通道18建立适配器内部容积3和容器内部空间5之间的连接。

适宜地，在容器盖4中存在其中两个所述开口通道18。然而在各图中仅示出一个开口通道18。利用提升装置16也可以再次放下小盖17。

接着解释按照本发明的方法的一种特别优选的实施形式：在连接适配器2或适配器装置6之后，在第一方法步骤中实施系统的密封性试验。在此将适配器装置6的优选通过闭塞元件或阀分离的部分区域依次抽真空并且然后关于确定的时间段测量在这些部分区域中的压力上升。当在这些部分区域中的压力上升处于事先确定的极限值之下时，所述部分区域或适配器装置6可以归类为密封。优选地，接着空气从适配器装置6、尤其是适配器内部容积3和在其上连接的导管10、11中去除，其方式为借助泵或真空泵7在所述构件中产生负压或真空。该抽真空利用如下条件实施，即，在适配器装置6中的氧含量适宜地小于1体积％(1％的体积百分比)。

接着适配器2或适配器内部容积3以惰性气体填充同时形成过压。优选并且在该实施例中，为此将氮气从惰性气体源8中通过惰性气体导管11引入适配器内部容积3中。在适配器内部容积3中的惰性气体的过压可能最后是7巴。

随后建立适配器内部容积3和容器内部空间5之间的连接。至今闭锁的小盖17为此借助在适配器2中集成的提升装置16抬起(参考图2和3的比较观察)。图2示出小盖17的至今还闭锁的状态并且图3示出对于在这里所述方法步骤已经打开的小盖17。

通过适配器内部容积3和容器内部空间5之间的连接，对应于适配器内部容积3中的压力和容器内部空间5中的压力之间的压差出现混合压力。所述方法按照推荐利用如下条件实施，即，出现小于7巴的混合压力。

在下一个方法步骤中，在容器内部空间5和适配器内部容积3中的混合压力卸压。为此气体通过真空导管10抽出并且优选通过过滤器19输送给混合喷嘴9。借助混合喷嘴9，从容器内部空间5中抽出的气体或气体混合物以稀释气体——推荐地并且在该实施例中以作为稀释气体的空气——稀释。稀释在此适宜地这样确定，即，从容器内部空间5中抽出的可燃烧的气体或可燃烧的气体混合物显著处于下爆炸极限以下。为此，通过混合喷嘴9的第一入口21将相对大的体积流量的空气导入混合喷嘴9中并且通过第二入口22将与此对照相对小的体积流量的从容器内部空间5中抽出的气体或气体混合物导入。造成的以空气稀释的气体或气体混合物于是显著处于下爆炸极限以下。该被稀释的气体/气体混合物可以毫无顾虑地例如释放到发电站的排出空气系统23上。

接着在容器内部空间5和适配器内部容积3中借助泵7产生负压并且在抽真空时抽出的气体或气体混合物如以上说明的被处理并且借助混合喷嘴9被稀释。去除的气体或气体混合物通过惰性气体——优选并且在该实施例中通过氮气——替换，所述氮气又从惰性气体源8中供应。气体或气体混合物通过惰性气体的该置换以如下条件实施，即，在容器1中的氧气含量小于1体积％。适宜地，以惰性气体填充的容器内部空间5调节到环境压力。

最后适配器2再次从容器1分开。在容器上的所有后续的工作可以然后没有爆炸保护条件地在不加压的容器上无问题实施。按照本发明的方法特征在于如下优点，即，不仅处于过压下而且处于负压下的废料容器1可以可靠地卸压和惰性化。利用按照本发明的方法可以将已经填充的并且调节(konditionieren)的废料容器1以简单的方式预备，以用于运输到最终仓库中，并且在此可以保证，容器1关于压力并且关于气体含量容易地满足所有要求。