DE2549195A1 - METHOD OF EMBEDDING CONSUMED, GRAIN, ORGANIC ION EXCHANGE IN CEMENT - Google Patents
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Description
AKTIEBOLAGET ASEA-ATOM VästeräsSHARES ASEA-ATOM Västeräs
Verfahren, um verbrauchte, komförmige, organische Ionenauatauschcasse in Zement einzubetten Method of embedding used, granular, organic ion exchange funds in cement
In Kernreaktoranlagen werden ionogene Verunreinigungen des Wassers im Primärkreis des Reaktors normalerweise mit Hilfe von Ionenaustauschfiltern, die organische Ionenaustauschmasse enthalten, entfernt. Auch das Wasser im Kondensatreinigungskreis und in der Abfluß leitung wird normalerweise einer Reinigung in Ionenaustauschfiltern derselben Art unterzogen. Nachdem die Ionenaustauschmasse eine Zeit angewendet wurde, ist sie verbraucht und muß durch neue ersetzt werden. Die verbrauchte Ionenaustauschmasse ist radioaktiv, weshalb sie unter sicheren Verhältnissen verwahrt werden muß.In nuclear reactor plants, ionogenic impurities are found in the water in the primary circuit of the reactor is normally removed with the aid of ion exchange filters containing organic ion exchange mass. Also the water in the condensate cleaning circuit and in the drain line there is normally a purification in ion exchange filters subjected to the same species. After the ion exchange compound has been used for a period of time, it is used up and must be replaced with new ones. The used ion exchange mass is radioactive, which is why it must be kept under safe conditions.
Eine bekannte Art, Ionenaustauschmasse, die sehr wasserhaltig ist, aufzubewahren ist, dieselbe in Aufbewahrungsbehältern (meistens kubikmetergroße Betonkokillen) mit Zement zu mischen. Der Zement erstarrt dann unter Aufnahme von Wasser. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der auf diese Weise erhaltene Zementblock seine Haltbarkeit verliert und zerspringt, nachdem er eine Zeit aufbewahrt wurde. Teilweise kann er auch in kleinere Teile zerbröckeln.A known way of storing ion exchange mass that is very watery is, the same in storage containers (mostly cubic meter-sized concrete molds) to mix with cement. The cement then solidifies while absorbing water. However, it has been found that the cement block obtained in this way is his Shelf life loses and shatters after being kept for a while. Sometimes it can also crumble into smaller pieces.
Es hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, den oben beschriebenen unakzeptablen Verlauf dadurch zu eliminieren, daß man der Mischung aus Ionenaustauschmasse und Zenent gemäß der Erfindung einen Stoff beimischt, der die Fähigkeit hat, das Eindringen von Wasser zu den Körnern der Ionenaustauschmasse, nachdem der Zement erstarrt ist, zu blockieren.It has been found that it is possible to avoid the above-described unacceptable Eliminate course by the fact that one of the mixture of ion exchange mass and Zenent admixes a substance according to the invention, which has the ability to Penetration of water to the grains of the ion exchange mass after the cement is frozen to block.
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- Z - KN 4798- Z - KN 4798
Die vorliegende Erfindung bezieht sich genauer gesagt auf ein Verfahren, um verbrauchte organische Ionenaustauschmasse von einem Reinigungskreis in einerMore specifically, the present invention relates to a method to spent organic ion exchange mass from one cleaning circuit in one
Kernreaktoranlage in Zement einzubetten, wobei Partikel der Ionenaustauschmasse mit Zement vermischt werden und der Zement der Mischung in einem Behälter, wie z.B. in einer Betonkokille, zum Erstarren gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu den Körnern der Ionenaustauschmasse in dem erstarrten Produkt zu blockieren, in die Mischung inkorporiert wird, bevor diese erstarrt.Embed nuclear reactor plant in cement, with particles of the ion exchange mass are mixed with cement and the cement of the mixture is made to solidify in a container, such as in a concrete mold, characterized in that, that a substance with the ability to block the penetration of water to the grains of the ion exchange mass in the solidified product, in the mixture is incorporated before it solidifies.
Eine denkbare Erklärung für das gute Resultat, das man gemäß der Erfindung erhält, kann folgende sein:A possible explanation for the good result obtained according to the invention, can be:
Die Wasseraufnahme des Zementes, die während der Erstarrung des Zements erfolgt, geschieht teilweise von in die Körner der Ionenaustauschnasse eingehendem Wasser. Da die Körner dazu neigen, Wasser zurückzubehalten, kann man sagen, daß die Körner und der Zement um das um sie herua zugängliche Wasser konkurrieren. Das Endresultat wird, daß während der Erstarrung des Zements exne gewisse Austrocknung der Körner geschieht. Die lonenaustauschkörner neigen daher nach dem Erstarren des Zements dazu, Wasser aufzunehmen. Eine solche Wasseraufnahme kann via die erstarrte Zementmasse durch Diffusionsverläufe geschehen, wobei eine Wiederv-erteilung des Wassers in der Masse selbst sowie eine Wasseraufnahme von außen stattfindet. Bei der Wasseraufnahme schwellen die Körner der Ionenaustauschmasse, was zu dem anfangs beschriebenen, unzufriedenatellendan Resultat führen kann. Wenn ein Stoff mit den oben beschriebenen Eigenschaften in die Mischung aus Zement und Ionenaustauschmasse inkorporiert wird, wird das Eindringen von Wasser zu den Ionenaustauschkörnern verhindert und der Zementblock bleibt intakt.The water absorption of the cement, which takes place during the setting of the cement, occurs in part from water entering the grains of the ion exchange wet. Since the grains tend to retain water, it can be said that the grains and cement compete for the water around them. The bottom line It is found that during the solidification of the cement exne a certain desiccation of the grains happens. The ion exchange grains therefore tend after the cement has solidified to absorb water. Such water absorption can occur via the solidified cement mass happen through diffusion processes, with a redistribution of the water in the mass itself and an absorption of water from the outside takes place. When absorbing water the grains of the ion exchange mass swell, which can lead to the unsatisfactory result described above. If a substance has the properties described above in the mixture of cement and ion exchange mass is incorporated, the penetration of water to the ion exchange grains is prevented and the cement block remains intact.
Die Ionenaustauschmassen, die in ReinigungskreiBen für Kernreaktoranlagen verwendet werden, sind meistens eine Polynerart, z.B. eine Styrol-Divinylbenzolart, die Körner mit stark sauren Gruppen enthält, wie z.B. Sulfonsäuregruppen und Körner mit stark basischen Gruppen, wie z.B. quartäre Ammoniumgruppen. Der Ionenaustauscher hat eine wasserdurchlässige Polymer struktur.The ion exchange masses that are used in cleaning circuits for nuclear reactor plants are mostly a type of polymer, e.g. a styrene-divinylbenzene type, the Contains grains having strongly acidic groups such as sulfonic acid groups and grains with strongly basic groups such as quaternary ammonium groups. The ion exchanger has a water-permeable polymer structure.
Der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, wird vorzugsweisi in Wasser dispergiert oder aufgelöst zugesetzt. Auch ist es möglich sein, eine Lösung oder Dispersion des Stoffes in einer anderen Flüssigkeit als Wasser, die mit Wasser verdünnt werden kann, wie beispielsweise Äthanol, anzuwenden.The fabric with the ability to block water penetration is preferably used added dispersed or dissolved in water. It is also possible to use a solution or dispersion of the substance in a liquid other than water Water can be diluted, such as ethanol to apply.
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- 5 - KN 4798- 5 - CN 4798
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Der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, kann u.a.The substance with the ability to block the penetration of water can, among other things,
ein Polymermaterial, wie Polyvinylpropionat oder ein anderes lineares Polymer, wie z.B. Polyvinylazetat oder Polyvinylbutyral oder ein Epoxyharz oder ein anderes Polymer mit der Fähigkeit, Vernetzungsreaktionen durchzumachen, wie z.B.a polymer material, such as polyvinyl propionate or another linear polymer, such as polyvinyl acetate or polyvinyl butyral or an epoxy resin or a other polymer with the ability to undergo crosslinking reactions, e.g.
ein Phenol-Formaldehydharz, oder ein Silikon sein. Das Epoxyharz kann dabei beispielsweise aus Bisphenol A aufgebaut und mit einem Polyamin härtbar sowie in Wasser dispergierbar sein. Ferner kann der Stoff ein Alkalisilikat, wie Wasserglas, ein organisches hydroIysierbares Silikat, wie Tetraäthylsilikat, sowie ein monomeres organisches Ester von höheren Fettsäuren, wie z.B. ein Ester von Palmitinsäure oder Stearinsäure mit Glykol oder Glyzerin, sein.a phenol-formaldehyde resin, or a silicone. The epoxy resin can thereby for example composed of bisphenol A and curable with a polyamine as well be dispersible in water. Furthermore, the substance can be an alkali silicate, such as water glass, an organic hydrolyzable silicate, such as tetraethylsilicate, and a monomeric one organic ester of higher fatty acids, such as an ester of palmitic acid or Stearic acid with glycol or glycerin.
Der Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu blockieren, wird in einem Gehalt von 0,1-20, vorzugsweise 1-20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Zement verwendest. In den meisten Fällen werden 2-10 Gewicht steile des Stoffes pro 100 Gewichtsteile Zement empfohlen.The substance with the ability to block the penetration of water becomes in one Content of 0.1-20, preferably 1-20 parts by weight per 100 parts by weight of cement using. In most cases 2-10 parts by weight of the substance will be per steep 100 parts by weight of cement recommended.
Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen weiter beschrieben: Beispiel 1 The invention is further described in the following examples: Example 1
Eine Ionenaustauschmaßse des Styrol-Divinylbemioltyps, enthaltend eine Mischung von Körnern mit Sulfonsäuregruppen bzw. mit quartären Ammoniumgruppen, die 26 Gewichtsteile Trockensubstanz und 60 Gewichtsteile Wasser enthält, wird in eine Betonkokille gegossen. Dieser setzt man auch 100 Gewichtsteile Zement und 2 Gewichtsteile Polyvitfylpropionat zu und mischt sie mit der Ionenaustauschmasse. Nach einigen Tagen ist die Masse erstarrt und verbleibt danach intakt, /uf der erstarrten Kasse wird durch Gießen an Ort und Stelle ein Deckel aus Beton angebracht, der dieselbe Dicke hat, wie Wände und 3oden der Betonkokille.A styrene-divinylbemiol type ion exchange measure containing a mixture of grains with sulfonic acid groups or with quaternary ammonium groups, the 26 Contains parts by weight of dry matter and 60 parts by weight of water, is poured into a concrete mold. This one also sets 100 parts by weight of cement and 2 parts by weight of polyvinyl propionate and mixes it with the ion exchange mass. After a few days the mass has solidified and then remains intact on the solidified cash register is attached by pouring a lid made of concrete on the spot, which has the same thickness as the walls and floors of the concrete mold.
Eine Ionenaustauschmasse derselben Art wie im Beispiel 1 wird auf die darin beschriebene Art behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt des Polyvinylpropionats als Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu vermeiden, 2 Gewiohtsteile eines Epoxyharzes verwendet werden, das in 2 Gewichtsteilen Wasser dispergiert und aus. Bisphenol A aufgebaut sowie mit einem Härter des Polyamintyps (z.B. EPOTUF EPOXY 90-544 mit Härter EPOTDF HARDENER 90-545 von Reichhold Chemicals Ine, USA, mit einem Gewichtsverhälti.ίs Harz/Härter von 100/85) versetzt ist. Genau wie im vorhergehenden Fall erhalt man ein erstarrtes Produkt, das intakt ist. ·An ion exchange mass of the same type as in Example 1 is applied to the therein type described, but with the difference that instead of polyvinyl propionate as a substance capable of preventing water ingress, 2 parts by weight of an epoxy resin can be used, which is 2 parts by weight of water dispersed and out. Bisphenol A built up as well as with a hardener of the polyamine type (e.g. EPOTUF EPOXY 90-544 with hardener EPOTDF HARDENER 90-545 from Reichhold Chemicals Ine, USA, with a resin / hardener weight ratio of 100/85). Just as in the previous case, you get a solidified product that is intact. ·
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. - - - H - KN 4798. - - - H - KN 4798
Eine Ionenaustauschmasse derselben Art, wie im Beispiel 1 wird auf die darin beschriebene Art behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß statt des Polyvinylpropionats als Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von V/asser zu verhindern, 2 Gewichtsteile Wasserglas, bestehend aus 1 Gewichtsteil Silikat und 1 Gewichtsteil Wasser, verwendet werden. Genau wie im vorhergehenden Fall erhält man ein erstarrtes Produkt, das intakt ist.An ion exchange mass of the same type as in Example 1 is applied to the therein type described, but with the difference that instead of polyvinyl propionate as a substance with the ability to prevent the ingress of water, 2 parts by weight of water glass, consisting of 1 part by weight of silicate and 1 part by weight Water, can be used. Just like in the previous case, you get a frozen one Product that is intact.
Eine Ionenaustauschiaasse derselben y>rt wie im Beispiel 1 wird auf die darin beschriebene Art behandelt, jedoch mit dem Unterschied, dafi statt des Polyvinylpropionats als Stoff mit der Fähigkeit, das Eindringen von Wasser zu verhindern, 0,1 Gewichtsteile Äthylenglykoldistearat, die in 1,9 Gewichtsteilen V/asser dispergiert sind, verwendet werden. Genau wie im vorhergehenden Fall, erhält man ein erstarrtes Produkt, das intakt ist.An ion exchange type of the same y> rt as in Example 1 is applied to the therein described type, but with the difference that instead of polyvinyl propionate as a substance with the ability to prevent the penetration of water, 0.1 part by weight of ethylene glycol distearate, which is dispersed in 1.9 parts by weight of v / water are to be used. Just like in the previous case, you get a frozen one Product that is intact.
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