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Nukleartechnik und Rückbau / Rückbau und Entsorgungstechnik

Verglasungsanlage für hochradioaktiven Abfall in China

2009 erhielt ein deutsches Konsortium bestehend aus WAK, Steag und Kraftanlagen Heidelberg den Auftrag für die Konzept-, Entwurfs- und Ausführungsplanung sowie Lieferung und Montageüberwachung einer Verglasungsanlage in China (Vitrification Plant China VPC). Das Konsortium wird dabei vom Karlsruher Institut für Technologie, dem Institut für Nukleare Entsorgung (INE), unterstützt.

Die Anlage wird in der Provinz Sichuan in Guangyuan errichtet und ist ähnlich aufgebaut wie die Verglasungseinrichtung in Karlsruhe (VEK). Sie wird jedoch die fünffache Durchsatzleistung haben.

In Guangyuan hat der Bau der Anlagen bereits begonnen (Mitte 2014). In den nächsten vier Jahren erfolgt der schrittweise Aufbau des Prozessgebäudes und des benachbarten Zwischenlagers.

Nach ausführlichen Prüfungen der Einzelkomponenten und der anschließenden Integration in die Systemumgebung soll die Anlage mit ausführlichen Kalttests im Jahr 2020 in Betrieb gehen.

Herzstück der VPC-Prozessstrecke – und somit auch der gesamten Anlage – ist dabei der flüssigkeitsgespeiste keramische Schmelzofen. Er hat eine Verglasungsleistung von 50 Litern hochradioaktivem Abfall pro Stunde. Alle Komponenten in der Ofenzelle wurden von KAH hinsichtlich ihrer Fernhantierbarkeit ausgelegt und optimiert. Im Rahmen eines erfolgreichen Factory-Acceptance-Tests fand die Abnahme des Ofens durch eine Delegation aus China statt, bevor er zum Kunden nach Guangyuan verschifft wurde.

Der Transport des Ofens stellte aufgrund seines Transportgewichts von 30 Tonnen und seiner erschütterungsfreien Transportverpackung logistisch hohe Anforderungen.

Projektbeschreibung

Bei diesem Projekt sind die hochradioaktiven Altlasten einer Wiederaufarbeitungsanlage am Standort 821 Works in der Nähe der Drei-Millionen-Start Guangyuan zu verglasen. Die chinesische Regierung beschloss, diese Abfälle in eine für die Langzeitlagerung sichere Form zu überführen. Weltweit ist die Verglasungstechnologie als die sicherste Methode zum Einschluss hochradioaktiver Flüssigkeiten für die Zwischen- beziehungsweise Endlagerung akzeptiert. Die Verglasungsanlage China (Vitrification Plant China, VPC) erfüllt alle internationalen Standards für kerntechnische Anlagen. Wir planen und liefern die Schlüsseltechnologie und die Schlüsselkomponenten für den Verglasungsprozess.

VPC ist eine erdbebensichere „Heiße-Zellen-Anlage“, bei der die stark strahlenden Abfälle konditioniert werden. Die Schmelzofenzelle, die Zellen zur Handhabung der „Canister“ (Edelstahlbehälter) und die Abgaszelle sind mit Bleiglasfenstern, Zellenkränen, Hand- und Schwerlastmanipulatoren sowie mit Abschirmtüren ausgerüstet.

Der Heiße-Zellen-Trakt entspricht weitgehend der Verglasungseinrichtung Karlsruhe (VEK) und besteht im Wesentlichen aus Übernahmezelle für hochaktiven Flüssigabfall, Verglasungszelle, Abgasreinigungssystem, Glas-Kanister-Handhabungszelle, Verdampfersystem für mittelaktive Flüssigabfälle und Hilfssystemen für die Medienversorgung.

Die Verglasung erfolgt in einem flüssigkeitsgespeisten keramischen Schmelzofen, der elektrisch beheizt wird. Unter Zugabe von Glasfritte wird der hochradioaktive Abfall verdampft, in eine Glasmasse homogen eingebunden, kalziniert und anschließend in den „Canister“ abgefüllt.

Steckbrief

Auftraggeber:
CNEIC China Nuclear Energy Industrial Corporation / SEPEC Sichuan Environment and Protection Engineering Corporation

Ausführungszeitraum:
2009–2021

Dienstleistungen: 

  • Conceptual und Basic Design der gesamten Anlage
  • Detail-Design und Lieferung der Prozesskomponenten
  • Vor-Ort-Unterstützung bei Installation und Inbetriebnahme

Gelieferte Komponenten: 

  • Schmelzofen, Abgasrohr und Dosierbehälter
  • Eingangs- und Zwischenbehälter
  • Nassentstauber und Kondensator
  • Dekontaminationsstation, inklusive Ultraschall- und Spülbad
  • fernhantierte Schweißmaschine
  • besondere Werkzeuge und Anschlüsse für fernhantierte Bedienung und Wartung
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