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Dokumentenidentifikation DE3805276C2 07.10.1993
Titel Filteranordnung für radioaktive Stoffe
Anmelder Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München, DE
Erfinder Kratz, Gerhard, 6054 Rodgau, DE;
Lisson, Johann, Dr., 6100 Darmstadt, DE;
Steller, Detlef, 8521 Möhrendorf, DE;
Baum, Helmut, 8520 Erlangen, DE
DE-Anmeldedatum 19.02.1988
DE-Aktenzeichen 3805276
Offenlegungstag 31.08.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.10.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.10.1993
IPC-Hauptklasse G21F 9/04
IPC-Nebenklasse B01D 35/30   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung für radioaktive Stoffe mit mehreren Filterkerzen, die an einem gemeinsamen Träger befestigt sind und in einem mit einem Deckel verschlossenen Gehäuse sitzen, in das Anschlußleitungen für die zu filtrierenden und die filtrierten Stoffe führen.

Ein aus der deutschen Auslegeschrift 12 49 827 bekanntes Kerzenfilter, dessen Anwendung nicht weiter angegeben ist, umfaßt mehrere Filterkerzen, die an einem gemeinsamen Träger befestigt sind und in einem mit einem Deckel verschlossenen Gehäuse sitzen. In das Gehäuse führen Anschlußleitungen für die zu filtrierenden und die filtrierten Stoffe. Zwischen den beiden Anschlußleitungen ist das Gehäuse durch eine Platte unterteilt, in die die Filterkerzen mit einem besonders geformten Fuß eingesetzt sind, der unter der Wirkung von unterhalb der Platte angeordneten Federn steht. Am anderen Ende sind die Filterkerzen in einer Befestigungsplatte gehaltert, die mit Bolzen und Muttern mit dem Gehäuse verbunden ist. Ähnliche Konstruktionen zeigen die deutsche Auslegeschrift 20 07 974 und die deutsche Patentschrift 3 05 845.

Durch die DE-A1 30 43 556 ist eine Filteranordnung zum Filtern von mit radioaktiven Stoffen belasteten Stoffgemischen bekannt. Bei der bekannten Filteranordnung für radioaktive Stoffe mit einer Filterkerze bzw. einem Filtereinsatz ist diese oder dieser an einem Träger oder Boden befestigt und sitzt in einem mit einem Deckel verschlossenen Gehäuse, in das Anschlußleitungen für die zu filtrierenden und filtrierten Stoffe führen. Dabei weist das Gehäuse einen den Filtereinsatz unten umgebenden Einsatz bzw. Zwischenboden auf, an dem der Träger oder der Boden dichtend anliegt. Zwischen dem Gehäuse und dem unteren Teil des Verschlußtellers ist eine Dichtungen aufweisende Platte angeordnet, die mit dem Träger lösbar gekuppelt ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, Filteranordnungen der oben genannten Art so auszugestalten, daß sie für Fernbedienung gut geeignet sind. Dies ist besonders wichtig, wenn verbrauchte Filterkerzen für die Endlagerung bearbeitet werden sollen. Dazu werden sie im allgemeinen in einem Abfallfaß mit einem Bindemittel übergossen, wie in der deutschen Patentschrift 30 12 116 beschrieben ist.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Filterkerzen an dem gemeinsamen Träger befestigt sind, daß zwischen dem Gehäuse und dem Deckel eine Dichtungen aufweisende Platte sitzt, die mit dem Träger lösbar gekuppelt ist, und daß die Platte zwischen dem Deckel und dem Gehäuse festklemmbar angeordnet ist und dort mit Nuten zur Aufnahme der Dichtungen versehen ist.

Mit der Erfindung wird auf wirtschaftliche Weise ermöglicht, die Kerzen zusammen mit dem Träger in ein Abfallfaß einzugeben, so daß dieser dort zum Positionieren, Niederhalten und als Hilfseinrichtung zum Vergießen zur Verfügung steht. Die für die Filteranordnung erforderlichen Dichtungen nach außen, an deren Funktionieren hohe Anforderungen zu stellen sind, werden bei der Erfindung durch eine besondere Platte aufgenommen. Diese kann aufgrund der lösbaren Kupplung mit dem Träger wiederholt verwendet werden, so daß eine große Wirtschaftlichkeit gegeben ist.

Der Einsatz sorgt für eine Trennung von zu filtrierendem und filtriertem Stoff und ist besonders für Hochdruckfilter vorteilhafterweise ein praktisch vollständiger Einschluß der Filterkerzen, während bei Niederdruckfiltern ein Ring zur Trennung genügen kann. Der Einsatz kann im Deckelbereich des Gehäuses eine Öffnung mit einem verstärkten Rand aufweisen, an dem ein Außenrand des Trägers anliegt. In den anderen Bereichen kann der Einsatz einfach gestaltet sein. Damit ist vor allem gemeint, daß eventuelle Schweißnähte nur an gut zugänglichen und damit prüfbaren Stellen erforderlich sind. Zu dieser Einfachheit kann auch beitragen, daß an der Berührungsstelle zwischen dem Träger und dem Rand eine Dichtung vorgesehen ist, mit der erreicht wird, daß keine engen Maßtoleranzen einzuhalten sind.

Der Träger weist vorteilhaft eine zwischen die Filterkerzen ragende Hülse als den einen Teil der lösbaren Kupplung auf. In diesen Teil greift dann das entsprechende Gegenstück der Filterwechselmaschine oder einer anderen Einrichtung, mit der die Filter nach dem Verbrauch transportiert werden.

Die lösbare Kupplung kann vorteilhaft eine Kugelraste mit einer Sperre sein, wobei die Sperre einen zum Lösen dienenden Stößel aufweist, der als Verbindungsstück zu einer Entlüftungsleitung dient. Die gemeinsame Funktion als Stößel und als Entlüftungsleitung ergibt Vereinfachungsmöglichkeiten, wie später anhand des Ausführungsbeispiels noch näher erläutert wird. Dies gilt besonders für den Fall, daß die Entlüftungsleitung vorteilhafterweise zusammen mit den Anschlußleitungen an der dem Deckel abgekehrten Seite des Gehäuses angeordnet ist. Dabei kann die Platte ein Entlüftungsventil aufweisen, über das die Entlüftungsleitung mit einem Raum zwischen dem Träger und dem Deckel verbunden ist. Diese Entlüftungsmöglichkeit wird besonders für das Füllen des Filters bei Betriebsbeginn benötigt. Zu dem gleichen Zweck können in der Platte Entlüftungsbohrungen vorgesehen sein.

Die Platte kann ebenfalls eine Kupplungsstelle zur Verbindung mit einem fernbedienbaren Greifer aufweisen. Besonders geeignet sind Ausnehmungen für den Eingriff eines Kugelgreifers. Dies läßt sich vorteilhaft so gestalten, daß die Kupplungsstelle mit einer Kupplungsstelle in dem Deckel in den Abmessungen übereinstimmt. Man kann dann nämlich für alle fernbedienbaren Arbeiten mit ein und demselben Greifer auskommen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel eines Hochdruckfilters beschrieben, das in einem Schnitt in Längsrichtung der Filterkerzen dargestellt ist.

Die als Ganzes mit 1 bezeichnete Filteranordnung dient zum Reinigen der Flüssigkeiten von Hilfskreisen eines Druckwasserreaktors, z.B. der Kühlwasseraufbereitung. Wegen der damit verbundenen Strahlengefährdung ist die Filteranordnung 1 in einem Betongehäuse untergebracht, das durch die Betonwand 2 mit der Metallabdeckung 3 angedeutet ist. In dieser ist eine Öffnung 4 mit einem Befestigungsflansch 5 vorgesehen.

An den Befestigungsflansch 5 ist mit Schrauben 6 von unten ein druckfestes Gehäuse 7 gepreßt, in das Dehnschrauben 8 in Sackbohrungen 9 eines Gehäusesflansches 10 greifen. Die Dehnschrauben 8 sind als Stiftschrauben ausgebildet. Das dem Gehäuseflansch 10 abgekehrte Ende trägt ein Gewinde 11, auf das Muttern 12 zum Verspannen eines Deckels 14 aufgeschraubt sind. Die Verspannung erfolgt mit einem Druckring 15, der mit einem Bügel 16 zum gegebenenfalls fernbedienbaren Abheben versehen ist.

Der Deckel 14 besteht aus Stahl. Er hat eine so große Wandstärke, daß die von der Filteranordnung 1 ausgehende Strahlung nach oben hin genügend abgeschirmt ist. An der Oberseite des Deckels ist eine zylindrische Ausnehmung 18 mit einer im Querschnitt halbkreisförmigen Ringnut 19 vorgesehen. Die Ringnut 19 bietet die Möglichkeit, in der Ausnehmung 18 einen Kugelgreifer zum fernbedienbaren Betätigen des Deckels 14 zu verankern.

Zwischen dem Gehäuseflansch 10 und dem Deckel 14 ist eine Platte 20 angeordnet, die zum Deckel 14 und zum Gehäuseflansch 10 hin je zwei mit Abstand voneinander konzentrisch angeordnete Ringnuten 21, 22 und 23, 24 aufweist. In den schwalbenschwanzförmigen Nuten sind Dichtungsringe unverlierbar untergebracht.

Im Zentrum ist die Platte 20 mit einer Hülse 26 versehen, die eine Ausnehmung 27 mit einer im Querschnitt prismatischen Ringnut 28 aufweist. Die Ausnehmung 27 mit der Ringnut 28 stimmt in den Abmessungen mit der Ausnehmung 18 im Deckel 14 überein, so daß die Platte 20 mit dem gleichen Greifer wie der Deckel 14 hantiert werden kann.

In einem die Hülse 26 unten abschließenden Boden 30 ist ein Entlüftungsventil 31 vorgesehen, das unter der Wirkung einer Feder 32 steht. Die Feder 32 stützt sich mit ihren dem Ventil 31 abgekehrten Ende an einem Verriegelungskolben 34 ab, der in der gezeichneten Stellung Verankerungskugeln 35 in Eingriff mit einem Rohrstutzen 36 der Platte 20 und zugleich einer Hülse 38 hält, die zu einem Träger 40 gehört. Mit dieser Kugelraste 39 ist der Träger 40 mit der Platte 20 lösbar gekuppelt.

Der Träger 40 umfaßt neben der Hülse 38 eine Ringscheibe 41 mit Gewindebohrungen 42, in die Filterkerzen 44 eingeschraubt sind. Insgesamt können an einem Träger 40 z.B. sechs Filterkerzen 44 angeordnet sein. Ihre unteren Enden sind, wie bei 46 dargestellt ist, durch eine Platte 47 verbunden, die mit Muttern 48 an den Filterkerzen 44 festgelegt ist. Die Filterkerzen, die auch in anderer Weise an dem Träger 40 befestigt sein können, umfassen in bekannter Weise Filtermaterial wie Naturfaser-, Kunststoff- oder Metallfaservliese, Keramikkörper oder dergleichen.

Der Träger 40 sitzt mit dem Außenrand der Ringscheibe 41, der eine Dichtung 50 enthält, in dem verstärkten Rand 52 einer Öffnung 53 an der Oberseite eines Einsatzes 54, der die Filterkerzen 44 umschließt. Der Einsatz 54 ist mit Schrauben 55 an dem Gehäuse 7 befestigt. Bohrungen 56 in dem verstärkten Rand 52 verbinden die Oberseite der Filterkerzen 44 mit dem Boden 57 des Gehäuses 7, wo Anschlußleitungen vorgesehen sind.

Man erkennt einen Einlaßstutzen 58, der in einer Bohrung 59 mündet. In diese greift ein Stutzen 60 des Einsatzes 54. Ein Auslaßstutzen 61 führt unmittelbar in den Zwischenraum 62 zwischen dem Einsatz 54 und dem Gehäuseboden 57. In der Mitte des Gehäusebodens 56 ist ein Stutzen 64 für eine Entlüftungsleitung angebracht. Diese ist über ein mit dem Einsatz 54 verschweißtes Rohrstück 65 mit einem zentrischen Entlüftungsrohr 66 verbunden, das bis zu dem Verriegelungskolben 34 nach oben führt. Das Entlüftungsrohr stellt die Verbindung zu einer zentrischen Bohrung 67 her, die durch den Verriegelungskolben 34 zum Entlüftungsventil 31 führt. Weitere Entlüftungsbohrungen 68 und 69 sind in der Hülse 26 vorgesehen, so daß der gesamte Oberteil der Filteranordnung entlüftet werden kann, der durch den Deckel 14 nach oben abgeschlossen ist.

Die neue Filteranordnung 1 ist in der Einbaulage dargestellt. Zum Ausbau werden die Muttern 12 von den Stiftschrauben 11 gelöst, so daß der Haltering 15 abgenommen werden kann. Danach kann mit einem Greifer, nämlich dem Kugelgreifer der nicht dargestellten Filterwechselmaschine, der in die Ausnehmung 18 eingreift, der Deckel 14 abgehoben werden. Anschließend wird die Platte 20 abgehoben. Dafür steht die Ausnehmung 27 zur Verfügung, in die die gleiche Filterwechselmaschine mit eingreifen kann. Mit der Platte 20 wird der Träger 40 mit den daran hängenden Filterkerzen 44 aus dem Gehäuse 7 herausgehoben. Die Filterkerzen 44 werden dann in ein Endlagergefäß, z.B. ein Normfaß, hineingesetzt. Dabei wirkt das Entlüftungsrohr 66 als Stößel, so daß die Verriegelung zwischen der Platte 20 und dem Träger 40 gelöst wird. Mit der Filterwechselmaschine kann dann die Platte 20 von dem Träger 40 abgehoben und für ein neues Filter verwendet werden.

In dem nicht dargestellten Endlagerbehälter wird der Träger 40 komplett mit den Filterkerzen 44 dadurch vergossen und versiegelt, daß von einem äußeren Anschluß Betonmilch über das Entlüftungsrohr 66 eingegeben wird, so daß die Filterkerzen 44 in steigendem Guß vergossen und damit fixiert werden. Eine beim Vergießen notwendige Festlegung im Endlagerbehälter kann dabei an dem stabilen Träger 40 angreifen, so daß die Filterkerzen 44 in der richtigen Lage mit ausreichendem Abstand von den Behälterwänden bleiben.


Anspruch[de]
  1. 1. Filteranordnung für radioaktive Stoffe
    1. a1) mit mindestens einer Filterkerze (44),
    2. b1) die an einem Träger (40) befestigt ist
    3. c1) und in einem mit einem Deckel (14) verschlossenen Gehäuse (7) sitzt, in das Anschlußleitungen (58, 61) für die zu filtrierenden und filtrierten Stoffe führen,
    4. c2) bei der das Gehäuse (7) einen die Filterkerze(n) (44) umgebenden Einsatz (54) aufweist, an dem der Träger (40) dichtend anliegt,

      dadurch gekennzeichnet,
    5. a2) daß mehrere Filterkerzen an dem gemeinsamen Träger (40) befestigt sind,
    6. d1) daß zwischen dem Gehäuse (7) und dem Deckel (14) eine Dichtungen aufweisende Platte (20) sitzt, die mit dem Träger (40) lösbar gekuppelt ist,
    7. d2) und daß die Platte (20) zwischen dem Deckel (14) und dem Gehäuse (7) festklemmbar angeordnet ist und dort mit Nuten zur Aufnahme der Dichtungen (21, 22, 23, 24) versehen ist.
  2. 2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (54) im Deckelbereich des Gehäuses (7) eine Öffnung (53) in einem verstärkten Rand (52) aufweist, an dem ein Außenrand des Trägers (40) anliegt.
  3. 3. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (40) eine zwischen die Filterkerzen (44) ragende Hülse (38) als den einen Teil der lösbaren Kupplung aufweist.
  4. 4. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Kupplung eine Kugelraste (39) mit einer Sperre (34) ist und daß die Sperre (34) einen zum Lösen dienendes Entlüftungsrohr (66) aufweist, das als Verbindungsstück zu einer Entlüftungsleitung (64) dient.
  5. 5. Filteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (64) zusammen mit den Anschlußleitungen (58, 61) an der dem Deckel (14) abgekehrten Seite des Gehäuses (7) angeordnet ist.
  6. 6. Filteranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (20) ein Entlüftungsventil (31) aufweist, über das die Entlüftungsleitung (64) mit einem Raum zwischen dem Träger (40) und dem Deckel (14) verbindbar ist.
  7. 7. Filteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platte (20) Entlüftungsbohrungen (68, 69) vorgesehen sind.
  8. 8. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (20) eine Kupplungsstelle zur Verbindung mit einem fernbedienbaren Greifer, insbesondere Ausnehmungen (27) für den Eingriff eines Kugelgreifers, aufweist.
  9. 9. Filteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsstelle (27) mit einer Kupplungsstelle (18) in dem Deckel (14) in den Abmessungen übereinstimmt.






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