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Dokumentenidentifikation DE19753124C2 09.09.1999
Titel Verfahren zum Entsorgen von radioaktiv kontaminierten Einbauten aus kerntechnischen Komponenten
Anmelder DSD Dillinger Stahlbau GmbH, 66740 Saarlouis, DE
Erfinder Tegethoff, Helmut, 46119 Oberhausen, DE
DE-Anmeldedatum 29.11.1997
DE-Aktenzeichen 19753124
Offenlegungstag 10.06.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse G21F 9/28

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsorgen von radioaktiv kontaminierten oder aktivierten Einbauten aus stillgelegten kerntechnischen Komponenten in Kernkraftwerken.

Die Zerlegung radioaktiv kontaminierter bzw. aktivierter Bauteile aus Nukleareinrichtungen erfolgt in bekannter Weise mit einer Reihe von Maschinen und Handhabungsgeräten, mit denen aufgrund der radioaktiven Strahlung in einer aufwendigen Prozeßkette verschiedene Zerlegeschritte nacheinander fernbedient durchgeführt werden.

Die Problematik liegt trotz Kameraüberwachung und Fernhantierung im Anbringen, Spannen und Einrichten der Maschinen für die notwendigen verschiedenen Arbeitsschritte sowie im Festhalten und Ausbringen der abgetrennten Einzelteile. Weiterhin müssen die abgetrennten oder zerspanten Einzelteile noch einer Sortierung und Verpackung zugeführt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrie und des Grades der Kontamination bzw. der Aktitivät der Einbauten sind verschiedene Verfahrensschritte anzuwenden.

Sowohl bei dickwandigen Bauteilen und Komponenten als auch bei leichteren labilen Einbauteilen, z. B. Rohrsysteme, Rohrbündel u. a., sind die Zerlege- und Handhabungsvorgänge nicht leicht beherrschbar. Sie erfordern daher eine Reihe genau aufeinander abgestimmter Maschinen und Vorrichtungen, die in zeitaufwendigen Arbeitsschritten und unter Strahlungsbelastung kombiniert werden müssen, wobei die Zerlegung der Einbauten sowohl an Luft als auch unter Wasser zum Schutz gegen Strahlung erfolgen kann.

In DE 296 07 448 U1 ist die Rede von einer rotierenden Zerspanungsmaschine mit Span-Abfördereinrichtungen zum Zerlegen radioaktiv kontaminierter Bauteile. Die Maschine weist eine zentrale Mittelstütze mit einem rotierenden und verfahrbaren Geräteträger mit einer Werkzeugaufnahme auf. Unterhalb der Werkzeugaufnahme befindet sich eine Span-Auffangvorrichtung.

Die DE 196 13 466 A1 betrifft ein Verfahren zum Entsorgen von stillgelegten Reaktor-Druckbehältern in Kernkraftwerken. Dabei werden die Druckbehälter in Teilstücke zerlegt, nachdem zuvor der Druckbehälter ganz oder teilweise mit Wasser gefüllt wird. Es werden zum Zerlegen Vor-Trennschnitte von innen nach außen mittels mechanischer und/oder thermischer Bearbeitung durchgeführt. Nach der Vortrennung werden die Restwanddicken durchtrennt und die abgetrennten Teilstücke strahlensicher verpackt.

Die DE 44 37 276 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entsorgung einer aktivierten und/oder radioaktiv kontaminierten metallischen Komponente eines Kernkraftwerkes, wobei ein schichtweises Abtragen durch mechanische Zerspanung über die Wanddicke der Komponente fortschreitend unter Verdünnung der Wanddicke und unter Berücksichtigung des Grades der Aktivierung bzw. radioaktiver Kontaminierung der Komponente erfolgt.

Bei den Verfahren bzw. Vorrichtungen nach den Druckschriften DE 296 07 448 U1, DE 196 13 466 A1 und DE 44 37 276 A1 findet vor dem Zerspanen kein Eingießen der Komponenten in Vergußmasse statt.

Aus der DE 30 18 748 A1 ist ein Verfahren zur Konservierung radioaktiv kontaminierter Gegenständen aus Kernkraftwerken bekannt, bei dem die Oberfläche der Gegenstände mit einer Schicht aushärtender Kunststoffe versehen wird, wobei die Schichtdicke geringer als 3 mm sein soll.

Das in der DE 30 18 748 A1 beschriebene Verfahren dient zum Konservieren der Gegenstände. Eine Zerspanung findet nicht statt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Entsorgung von Einbauten aus stillgelegten kerntechnischen Komponenten zu schaffen, bei dem die Strahlenbelastung für das Personal niedrig gehalten, der Zeit- und Kostenaufwand reduziert wird und gleichzeitig eine Sortierung und Verpackung entsprechend der radioaktiven Strahlung erfolgt.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es im Hauptanspruch und in dem abhängigen Unteranspruch angegeben ist.

Erfindungsgemäß werden die zu entsorgenden Einbauten (z. B. Rohrsysteme, Rohrbündel) mit einer flüssigen, dann aushärtenden Masse (z. B. Harze, Kunststoff) ausgegossen, um so eine kompakte feste Einheit herzustellen.

Die kompakte feste Vergußeinheit wird dann mittels einer Zerspanungsmaschine und geeigneten Zerspanungswerkzeugen durch Drehen, Fräsen usw. zerspant und das Spangut über geeignete Absauganlagen der Sortierung und/oder der Verpackung in Fässer, Container oder anderer Transportbehälter zugeführt. Die Zerspanungsvorrichtung wird ferngesteuert und ist an Luft oder unter Wasser einsetzbar. Sie wird auf dem oberen Flansch des Reaktordruckbehälters aufgesetzt und befestigt. Die Drehachse ist in einem Gehäuse der Zerspanungseinheit gelagert und ist heb- und senkbar.

An dem unteren Teil der Drehachse ist der Werkzeugkopf mit einem verfahrbar angeordneten Zerspanungswerkzeug zum Drehen oder Fräsen angebracht, womit ein schichtweises Abtragen der ausgehärteten Masse einschließlich der darin eingebetteten Rohre erfolgt.

Der Zerspanungsvorgang mit integrierter Absaugung der abgetragenen Späne nach der vorliegenden Erfindung kann auch entsprechend der aus der DE 296 07 448 U1 bekannten Vorrichtung erfolgen, bei der das zerspante Gut an der Schnittstelle erfaßt und durch ein Absaugsystem einer Sortierung und Verpackung zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer schematischen Patentfigur näher erläutert.

Die Patentfigur zeigt einen Längsschnitt durch einen noch zu zerlegenden Reaktordruckbehälter (1), bei dem in einem inneren Behälter (2) eine Reihe von Rohrbündeln (4) eines Dampferzeugers freihängend innerhalb einer Trennwand (6) angeordnet sind, wobei im unteren Teil zwischen Trennwand (6) und innerer Behälterwand (2) eine Isolierung (3) vorhanden ist.

Erfindungsgemäß wird vor Einrichten der Zerspanungseinheit (9) am oberen Teil des Reaktordruckbehälters (1, 7) die im inneren Behälter (2, 4) aufgehängten Rohrbündel (4) mit einer flüssigen Vergußmasse (5) aus beispielsweise Harz oder Kunststoff, wie rechts von der Mittelachse (14) dargestellt, ausgefüllt.

Nach Beendigung des Aushärtevorganges sind die Rohrbündel (4) und die Vergußmasse (5) zu einer festen und kompakten Vergußeinheit innerhalb der Behälterwand (6) zusammengewachsen.

Diese Vergußeinheit kann nicht als Ganzes aus dem Behälter (2, 6) herausgezogen werden, sondern sie muß schichtweise durch eine Zerspanungsvorrichtung (11, 12, 13) durch Drehen oder Fräsen zerspant werden. Über eine hydraulisch heb- oder senkbare Drehachse (10), die im Gehäuse (9) der Zerspanungseinheit gelagert ist, folgt das Zerspanungswerkzeug (12) den abgebauten Schichten der kompakten Vergußeinheit.

Durch eine nicht dargestellte Absaugvorrichtung werden die Späne erfaßt und einer Sortier- und Verpackungsanlage zugeführt.

Die Zerspanungsvorrichtung (9, 13) wird von außen ferngesteuert und ist sowohl an Luft oder unter Wasser einsetzbar.

Bezugszeichenliste

1Reaktordruckbehälter

2Innerer Behälter

3Isolierung

4Labile Einbauten/Rohrbündel, Rohrsysteme eines Dampferzeugers

5Vergußmasse

6Trennwand

7Oberer Flansch von 1

8Befestigungselemente

9Rahmen/Gehäuse der Zerspanungseinheit

10Drehachse, hydraulisch heb- und senkbar

11Werkzeugkopf

12Zerspanungswerkzeug (Drehen, Fräsen)

13Antriebseinheit von 11

14Mittelachse


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Entsorgen von radioaktiv kontaminierten oder aktivierten Einbauten aus stillgelegten kerntechnischen Komponenten in Kernkraftwerken, dadurch gekennzeichnet,
    1. 1. daß die in einem inneren Behälter in einem Reaktordruckbehälter angeordneten labilen Einbauten - Rohrbündel oder Rohrsysteme - mit einer flüssigen Vergußmasse - Harze, Kunststoffe u. a. - vollständig ausgegossen werden,
    2. 2. daß die flüssige Vergußmasse nach dem Einbringen aushärtet,
    3. 3. daß nach Beendigung des Aushärtens die feste Vergußeinheit mittels einer Zerspanungsmaschine mit Zerspanungswerkzeugen durch Drehen, Fräsen usw. zerspant und
    4. 4. daß das Spangut über eine Absauganlage der Sortierung und Verpackung zugeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerspanungsmaschine ferngesteuert und sowohl an Luft oder unter Wasser einsetzbar ist.






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