CH615602A5

CH615602A5 -

Info

Publication number: CH615602A5
Application number: CH1186575A
Authority: CH
Inventors: Ernst Bosshard
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1975-09-12
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1980-02-15
Also published as: NL7512546A; FR2323439B1; FR2323439A1; ATA615976A; JPS5239099A; AT345202B; GB1497987A; IT1063493B; DE2541354A1; CA1065064A; DE2541354C3; US4144456A; DE2541354B2; BE846046A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestrahlen von fliessbarem Gut, insbesondere Klärschlamm, mittels radioaktiver Strahlungsquellen, mit einer vom Gut durchströmten Bestrahlungskammer, einem darin angeordneten zylindrischen Strahlungsquellenträger mit einem ringförmigen Hohlraum, in dem wassergekühlte Strahlungsquellen axial angeordnet sind, mit einer Fördervorrichtung zum Umwälzen des Gutes, das abwechselnd die Innenwand und die Aussenwand des Strahlungsquellenträgers bespült, und bei der der Strahlungsquellenträger über einen Tragkörper auf einer Wand der Bestrahlungskammer abgestützt ist.

Der Nachteil der bekannten Vorrichtung (DE-OL 2 332 210) besteht darin, dass der Abschirmdeckel schwer ist und ein entsprechend kräftiges Hebezeug erfordert zum Abheben und Absenken. Weiterhin erfordern die Strahlungsquellen zu ihrer Kühlung einen Kühlwasserkreislauf mit Umwälzpumpe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bestrahlungsvorrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, die keinen Abschirmdeckel braucht, so dass ein leichtes Hebezeug genügt, und dass es keines Kühlwasserkreislaufes bedarf. Ge-5 mäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass oberhalb des Tragkörpers sich eine wassergekühlte Kammer befindet, die gegenüber der Bestrahlungskammer dicht abgeschlossen ist und über Durchführungsöffnungen für die Strahlungsquellen im Tragkörper mit dem die Strahlungsquellen io enthaltenden Hohlraum des Strahlungsquellenträgers in Verbindung steht.

Eine solche Vorrichtung weist den weiteren Vorteil auf, dass die Manipulation der Strahlungsquellen einfacher ist und leichtere und billigere Strahlungsquellen-Transportbehälter 15 eingesetzt werden können. Ausserdem kann der Wechsel der Strahlungsquellen im Betrieb der Anlage durchgeführt werden.

Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kammer auf einer Seite verbreitert und dort mit einer 20 Vertiefung für die Lagerung von Strahlungsquellen und Strahlungsquellen-Transportbehältern versehen. Es können daher grosse Transportbehälter verwendet werden.

Die Fördervorrichtung ist vorteilhaft eine Dickstoffpumpe, deren Laufrad in den Strahlungsquellenträger hineinragt. 25 Durch die Anwendung der Dickstoffpumpe wird das umgewälzte Gut geschont: die einzelnen Teilchen werden weniger zerrieben, so dass das Gut weniger kleben bleibt.

Der Strahlungsquellenträger kann auf der Zulaufseite des Laufrades einen Einsatz aufweisen, der seinen Querschnitt er-30 heblich einengt, so dass günstige Zuströmverhältnisse entstehen.

Um das rasche Abfliessen des bestrahlten Gutes zu gewährleisten, kann der Boden der Bestrahlungskammer nach einer Seite hin, wo sich ein Ablaufventil befindet, geneigt sein, 35 wobei das benachbarte Ende des Strahlungsquellenträgers entsprechend abgeschrägt ist.

Das Verschlussstück des Ablaufventils kann in einem durch die Vorrichtung nach aussen verlaufenden Rohr geführt und dort mit einem Servomotor verbunden sein. 40 Der Tragkörper kann ein Rohrstück sein, das koaxial mit dem Quellenträger verläuft, wobei der Quellenträger im Bereich des Tragkörpers Kanäle aufweist zum Bilden von Strömungsverbindungen für das Gut zwischen dem Innenraum und dem Aussenraum des Quellenträgers.

45 Wenn das zu bestrahlende Gut Teilchen aufweist, die spezifisch erheblich leichter sind als die Gutsmasse im Mittel, wird die Wand der Bestrahlungskammer im Bereich der Kanäle vorzugsweise abgerundet.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes so werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung,

Fig. 2 einen Teil-Vertikalschnitt durch eine weitere Aus-55 führungsform,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.

Im Grunde eines Schachtes 1 ist eine im wesentlichen kreiszylindrische Bestrahlungskammer 2 mit vertikaler Achse abgeteuft. Schacht 1 und Bestrahlungskammer 2 weisen Be-60 tonwände 3 auf. Die Wand der Bestrahlungskammer 2 ist überdies mit einem Futter 4 aus nichtrostendem Stahlblech ausgekleidet. Die Bestrahlungskammer 2 ist an ihrer Oberkante mit einem Tragkörper in der Form eines ringförmigen Bleches 5 versehen. In der Öffnung des Bleches 5 zentriert 65 sitzt mit einer Andrehung ein Deckel 6, der im wesentlichen einen abgerundeten Dreieck-Umriss aufweist. Am Deckel 6 sind unten koaxial ein Aussenrohr 7 und ein Innenrohr 8 ange-schweisst. die unten einseitig schräg abgeschnitten sind. Die

3

615 602

unteren Kanten der beiden Rohre sind miteinander durch einen Boden 9, der sich auf der schräg abgeschnittenen Seite bis zur Achse des Trägers erstreckt, dichtend verbunden. Der ringförmige Innenraum 10 zwischen den Rohren 7 und 8 ist durch radialstehende Bleche 11, die am Grunde Öffnungen 12 freilassen, in mehrere sektorartige Zellen 13 unterteilt. Die Mehrzahl dieser Zellen 13 ist mit Bestrahlungsquellen 14, z. B. Kobalt-60-Stäben, besetzt.

Am Boden 9 der einen Strahlungsquellenträger 15 bildenden Teile 7—14 ist ein Sporn 16 angebracht, der in eine Zentrierbohrung 17 der Bestrahlungskammer 2 eingreift.

Im Deckel 6 sind drei in vertikalen Radialebenen verlaufende Halbbogenstücke 18 eingeschweisst. Deckel 6 und Ring 5 sind entsprechend den Ein- und Austritten dieser Halbbogenstücke mit Löchern versehen. Auf der mit der Andrehung versehenen Seite des Deckels 6 sind um die drei Löcher je eine hinterstochene Nute 19 sowie um die vorstehende Andrehung eine Nute 20, in denen Dichtungsringe sitzen, angebracht. Die von den radialen Blechstreifen 11 im Quellenträger gebildeten Zellen 13 sind durch den Deckel 6 hindurch über Bohrungen 21 zugänglich. Auf dem Deckel 6 sitzt, in einer Bohrung 22, mit dem Deckel dicht verbunden ein ein Schlammpumpenrad 24 tragendes Rohr 25, welches Rad über eine Welle 26 von einem Motor 27 angetrieben wird. Dem konisch ausgebildeten Schlammpumpenrad 24, das zur Beschleunigung des Mediums segmentförmige Einfräsungen 30 aufweist und den zu bestrahlenden Stoff möglichst wenig mechanisch bearbeitet, so dass darin enthaltene Teilchen nicht zerschlagen werden, ist eine doppelkonusförmige Einströmpartie 31 vorgeschaltet, so dass für das Schlammpumpenrad 24 günstige Zuströmverhältnisse entstehen. Das Blech 5 bildet eine Trennwand zwischen Bestrahlungskammer 2 und einer Kammer 23, die mit Wasser 28 gefüllt ist, das als Strahlenschutz dient. Durch die Anwesenheit der Bohrungen 21 im Deckel 6 des Tragkörpers 15 ist auch dessen ringförmiger Innenraum 10 mit Wasser gefüllt.

Für die Zuführung des zu bestrahlenden Stoffes ist eine Zuleitung 34 vorgesehen, die mit der Wand der Bestrahlungskammer 2 bündig in einem Flansch 35 endet. An diesem Flansch ist ein Gegenflansch 36 befestigt, von dem aus ein Rohrstück 37, schräg im ringförmigen Blech 5 eingeschweisst, in die Bestrahlungskammer 2 mündet.

Im Betonboden der Bestrahlungskammer 2 ist ein Ablaufrohr 40 eingegossen, das, mit dem Futter 4 verbunden, auf Bodenhöhe einen Ventilsitz 41 bildet. Mit diesem Ventilsitz 41 wirkt ein Verschlussstück 42 zusammen, das von einem Servomotor 43 betätigt wird. Das Verschlussstück 42 verläuft in einem Rohr 44, das mit dem Futter 4 dicht verschweisst und unten eingezogen ist. Zwischen Verschlussstück 42 und Rohr 44 ist eine Hülse 45 angeordnet, deren untere Stirnseite eine zwischen der eingezogenen Partie des Rohres 44 und der Stirnseite befindlichen Packung 46 zusammendrückt. Neben der Bestrahlungskammer 2 befindet sich, ebenfalls aus dem Schacht 1 abgeteuft, eine Grube 50, die vorübergehend der Lagerung der Quellenstäbe dient.

Der Betrieb der Vorrichtung geschieht wie folgt:

Zum Beschicken des Quellenträgers mit Quellenstäben wird der Transportbehälter in die Grube 50 abgesenkt und mittels eines Manipulators geöffnet. Die darüberstehende Wasserschicht 28 genügt vollständig zur Abschirmung der die Manipulationen ausführenden, auf einem Boden 55 stehenden Personen. Mittels Manipulatoren werden die Quellenstäbe aus dem Transportbehälter in die Zellen 13 eingebracht. Nun wird der Motor 27 eingeschaltet und mittels des sich drehenden Schlammpumpenrades 24 das bereits über die Zuleitung 34 in die Bestrahlungskammer 2 eingefüllte Gut von unten her angesaugt und über die drei Halbbogenstücke 18 in den Ringraum ausserhalb des Aussenrohres 7 ausgestossen, aus dem es unten wieder in den zentralen Raum des Quellenträgers 15 eindringt. Bei der Bestrahlung freiwerdende Gase werden über die Zuleitung 34 abgeführt. Nach beendeter Bestrahlung wird das Verschlussstück 42 mittels des Servomotors 43 angehoben, so dass der Schlamm über das Ablaufrohr 40 abläuft. Gegebenenfalls wird die Vorrichtung mittels nichtgezeichneter Mittel gespült. Nach dem Schliessen des Ablaufes wird über die Zuleitung 34 neues Bestrahlungsgut eingefüllt, und der Bestrah-lungsprozess beginnt von vorn.

Die vertikal unter den Halbbogenstücken 18 befindlichen Zellen 13 sind nicht mit Strahlungsquellen 14 bestückt. Sie dienen als Fallrohre für im Schacht 1 befindliches Wasser, das sich am Fusse des Quellenträgers 15 durch die Öffnungen 12 in horizontaler Richtung verteilt und, durch die besetzten Zellen aufsteigend und die wärmeabgebenden Strahlungsquellen 14 kühlend, in die Wasserkammer 23 aufsteigt.

Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 wird dann mit Vorteil eingesetzt, wenn der zu bestrahlende Schlamm Teilchen aufweist, die spezifisch erheblich leichter sind als die Schlammasse im Mittel, so dass Gefahr besteht, dass diese Teilchen auf dem Schlammspiegel aufschwimmen und damit ungenügend bestrahlt würden. Um das Aufschwimmen der Teilchen zu vermeiden, ist der obere Bereich des der Fördervorrichtung nachgeschalteten Teiles der Bestrahlungskammer so angeordnet, dass er an Volumen kleiner ist und relativ intensiv durchströmt wird.

Gemäss Fig. 2 ist die Bestrahlungskammer 60 zu diesem Zweck oben rund eingezogen bis auf einen Durchmesser, der dem Aussendurchmesser eines Strahlungsquellenträgers 62 entspricht. Der Strahlungsquellenträger 62 besteht zur Hauptsache aus einem äusseren und einem inneren Rohr 63 bzw. 64, die durch Distanzröhrchen 65, die gleichzeitig Führungen für die Strahlungsquellen bilden, voneinander getrennt sind. Die Rohre 63 und 64 des Quellenträgers sind an einem Tragrohr 67 mit Flansch 68 angeschweisst. Das Tragrohr durchdringt die Decke 75 der Bestrahlungskammer 60 und ruht mit dem Flansch 68 auf einem zylindrischen Einsatz 76 in der Decke 75. Das Tragrohr weist Axialbohrungen 69 auf, die auf die von Distanzröhrchen 65 begrenzten Räume 70 im Quellenträger ausgerichtet sind und dem Einbringen und Entfernen der Strahlungsquellen dienen. Im Bereich des Tragrohres 67 ist der Quellenträger 62 unterhalb des Einsatzes 76 von schräg zum Radius gerichteten Öffnungen 72 durchbrochen, durch welche der Klärschlamm umgewälzt wird. In der Mitte zwischen je zwei Öffnungen 72 sind jeweils, durch je zwei radiale Wändchen 73 gebildet, Fallkanäle 74 im Quellenträger gebildet, die ebenfalls mit einer Bohrung 69 im Tragrohr kommunizieren.

Im Flansch 68 ist ein Deckel 80 eingelassen, der in einer zentralen Bohrung eine Lagerbüchse 81 trägt und über einen Stutzen 82 mit einem Führungsrohr 83 verbunden ist. Im Führungsrohr 83 ist ein Stopfbüchsenrohr 84 geführt, das auf nachgiebiges Stopfmaterial 85 drückt. In der Lagerbüchse 81 und dem Stopfmaterial 85 ist eine Welle 90 gelagert, die einen Schlammpumpenrotor 91 trägt. Der Schlammpumpenrotor besteht aus mehreren radial stehenden Flügeln 92, die von einem ringförmigen Rotationskörper 93 so durchsetzt sind, dass obere und untere Strömungskanäle 94 bzw. 95 sowie Axial-strömungskanäle 96 entstanden sind. Der grosse Teil des umgewälzten Schlammes wird an der Unterseite des Schlammpumpenrotors gefördert. Ein kleinerer Teil strömt durch die Kanäle 96 in den Bereich oberhalb des Schlammpumpenrotors, so dass auch der dort befindliche Schlamm ständig umgewälzt wird. Zur Zufuhr des Klärschlammes in die Bestrahlungskammer 60 ist ein Zufuhrrohr 97 vorgesehen, das innerhalb des Tragrohres 67 mündet. Das Zufuhrrohr 97 hat überdies die Funktion einer Entlüftungsleitung.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

S

2 Blatt Zeichnungen

Claims

615 602

1. Vorrichtung zum Bestrahlen von fliessbarem Gut, insbesondere Klärschlamm, mittels radioaktiver Strahlungsquellen, mit einer vom Gut durchströmten Bestrahlungskammer, einem darin angeordneten zylindrischen Strahlungsquellenträger, mit einem ringförmigen Hohlraum, in dem wassergekühlte Strahlungsquellen axial angeordnet sind, mit einer Fördervorrichtung zum Umwälzen des Gutes, das abwechselnd die Innenwand und die Aussenwand des Quellenträgers bespült, und bei der der Quellenträger über einen Tragkörper auf einer Wand der Bestrahlungskammer abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Tragkörpers (5, 67) sich eine wassergefüllte Kammer (23) befindet, die gegenüber der Bestrahlungskammer (2) dicht abgeschlossen ist und über Durchführungsöffnungen (21, 69) für die Strahlungsquellen (14) im Tragkörper mit dem die Strahlungsquellen (14) enthaltenden Hohlraum (10) des Quellenträgers (15, 62) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (23) auf einer Seite verbreitert ist und dort eine Vertiefung (50) für die Lagerung von Strahlungsquellen aufweist.

2

PATENTANSPRUCH E

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung eine in den Quellenträger (15, 62) hineinreichende Dickstoffpumpe (24, 91) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Quellenträger (15, 62) auf der Zulaufseite der Dick-stoffpumpe (24, 91) einen Einsatz (31) aufweist, der seinen Strömungsquerschnitt erheblich einengt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Bestrahlungskammer (2) nach einer Seite hin, wo sich ein Ablaufventil (41, 42) befindet, neigt und dass das benachbarte Ende des Quellenträgers (62) entsprechend abgeschrägt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (42) des Ablaufventils in einem durch die Vorrichtung nach aussen verlaufenden Rohr (44) geführt und dort mit einem Servomotor (43) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (67) ein Rohrstück ist, das koaxial mit dem Quellenträger (62) verläuft, wobei der Quellenträger im Bereich des Tragkörpers Kanäle (72) aufweist zum Bilden von Strömungsverbindungen für das Gut zwischen dem Innenraum und dem Aussenraum des Quellenträgers.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand der Bestrahlungskammer (60) im Bereich der Kanäle (72) abgerundet ist.