DD301060A7 - METHOD FOR THE AUTOMATED REMOVAL OF FUEL ELEMENTS - Google Patents

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DD301060A7
DD301060A7 DD24726483A DD24726483A DD301060A7 DD 301060 A7 DD301060 A7 DD 301060A7 DD 24726483 A DD24726483 A DD 24726483A DD 24726483 A DD24726483 A DD 24726483A DD 301060 A7 DD301060 A7 DD 301060A7
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Henry Polster
Helmut Erhardt
Christina Niemann
Peter Kimmerl
Marion Regal
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Polster
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beizbelagentfernung von Brennstoffelementen mittels Ultraschall nach dem Beizen in automatischen Anlagen mit Quertransport. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht, eine einwandfreie und kontrollierte Belagentfernung von gebeizten Brennstoffelementen aus Zirkonium-Niob-Legierungen in einer automatischen Anlage mit Quertransport bei kontinuierlichem Durchlauf und hoher Qualitätssicherung zu erreichen. Ein erfindungsgemäßer Bewegungsablauf im Schallfeld eines Behälters von parabolischer Form sichert eine einwandfreie Belagentfernung an allen Stellen der BSE-Oberfläche. Zur Entfernung des Belages ist eine verdünnte Salpetersäure mit einem Gehalt an Aluminiumnitrat bestimmter Konzentration, bestimmter Temperatur und Expositionszeit notwendig, wobei unter dem Ultraschalleinfluß eine überraschende chemische und physikalische Wirkung eintritt. Außer für Brennstoffelemente aus Zirkonium-Niob-Legierungen ist die automatische Anlage auch für andere rohr- oder stabförmige Werkstücke geeignet. Fig.1The invention relates to a method for pickling removal of fuel elements by means of ultrasound after pickling in automatic systems with transverse transport. The object of the invention is to provide a method which makes it possible to achieve a perfect and controlled removal of desiccated pickled fuel elements from zirconium-niobium alloys in an automatic system with transverse transport with continuous flow and high quality assurance. A sequence of movements according to the invention in the sound field of a container of parabolic shape ensures perfect removal of desmudging at all points of the BSE surface. To remove the coating, a dilute nitric acid containing aluminum nitrate of a certain concentration, temperature and exposure time is necessary, a surprising chemical and physical effect occurring under the influence of ultrasound. Apart from fuel elements made of zirconium-niobium alloys, the automatic system is also suitable for other tubular or rod-shaped workpieces. Fig.1

Description

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In bekannten handbedienten Anlagen zur Herstellung von Brennstoffelementen wird der entstehende Beizbelag durch Abwischen mit textilem Gewebe entfernt. Die Qualität der Belagentfernung ist von der Sorgfalt des Bedienpersonals abhängig. Die technische Umsetzung dieses Belagentfernungsprinzips in automatischen Anlagen mit Quertransport ist mit erheblichen Mangeln behaftet, wie begrenzte Standzeit des textlien Materials, Rückbeschmutzung des Brennstoffelementes nach verhältnismäßig kurzer Einsatzzeit, Gefahr des Eindrückens von Belagresten in die ZrNb-Oberfläche verbunden mit Korrosionsanfälligkeit, hohen Ausschußquoten sowie großem technischen Aufwand und langen Ausfallzeiten bei Wechsel des Wischmaterials.In known hand-operated systems for the production of fuel elements, the resulting pickling coating is removed by wiping with textile fabric. The quality of the removal is dependent on the care of the operating personnel. The technical implementation of this Belabetfernungsprinzips in automatic systems with lateral transport is associated with significant shortcomings, such as limited life of the textlien material, back soiling of the fuel element after relatively short time, danger of indentation of Belagresten in the ZrNb surface associated with susceptibility to corrosion, high reject rates and large technical Effort and long downtime when changing the wiping material.

Andere prinzipielle Möglichkeiten der Belagentfernung, wie Druckstrahlverfahren (1), (2), (3), Strahlen mit Kunststoffgranulat oder anderen suspendiertem Material in Luft oder Wasser (4), (5), (6), (7), (8) oder chemisches Ablösen in hochkonzentrierter Kaliumhydroxid (KOH)-Iösung (9) zeigen ebenfalls entscheidende Mängel. Sie können wegen verfahrenstechnischer oder technologischer Schwierigkeiten technisch nicht realisiert werden oder sind nicht einsetzbar, da die geforderte hohe Qualität der Belagentfernung nicht erreicht wird. Nach (10) ist Niob gegenüber Phosphorsäure chemisch zwar nur mäßig beständig, für die Belagentfsrnung ist Phosphorsäure beliebiger Konzentration jedoch leider nicht einsetzbar. Einerseits reicht die Löslichkeit nicht aus, um eine in erforderlicher Reinheit belagfreie Oberfläche des Brennstoffelementes zur erzielen; andererseits bilden sich sofort neue Deckschichten auf der Zr-Oberf lache, die die qualitätsgerechte weitere Bearbeitung des Brennstoffelementes beeinträchtigen. Übliche Behandlungsmedien zum Reinigen von metallischen und nichtmetallischen Oberflächen sind wäßrige alkalische Lösungen mit oder ohne Zusätze wie Fluoride, Emulgatoren u.a.m. sowie organische Lösungsmittel oder bestimmte Emulsionen verschiedener Lösungsmittel. Es zeigte sich, daß diese Medien sowohl bezüglich ihier Wirkung mit und ohne Ultraschall als auch in verfahrenstechnischer und technologischer Hinsicht im Rahmen einer automatisch ablaufenden Gesamttechnologie ungeeignet sind.Other principal ways of removal of scale, such as pressure jet method (1), (2), (3), blasting with plastic granules or other suspended material in air or water (4), (5), (6), (7), (8) or chemical detachment in highly concentrated potassium hydroxide (KOH) solution (9) also show significant deficiencies. Due to procedural or technological difficulties, they can not be technically realized or can not be used since the required high quality of the removal of the surface is not achieved. According to (10), niobium is chemically only moderately resistant to phosphoric acid, but it is not possible to use phosphoric acid of any concentration for the fumigation. On the one hand, the solubility is insufficient to achieve a surface of the fuel element which is impermeable in the required purity; On the other hand, new cover layers are immediately formed on the Zr surface which impair the quality-related further processing of the fuel element. Common treatment media for cleaning metallic and non-metallic surfaces are aqueous alkaline solutions with or without additives such as fluorides, emulsifiers and the like. and organic solvents or certain emulsions of various solvents. It has been found that these media are unsuitable both in terms of their effect with and without ultrasound and in terms of process technology and technology in the context of an automatic overall technology.

Bekannt ist die intensivierende, beschleunigende Wirkung des Ultraschalls bzw. der durch Ultraschall in wäßrigen und nichtwäßrigen Lösungen hervorgerufenen Kavitation auf chemische und physikalische Vorgänge an Materialoberflächen (10), (11). Es worden Hinweise gegeben, daß die Anwendung des Ultraschalls besonders bei Beseitigung sogenannter Pigmentverunreinigungen vorteilhaft sei (12), (13). In Patentschriften (14), (15) werden Vorrichtungen zum Reinigen, Beizen und Entzundern von Rohren in Flüssigkeiten mittels Ultraschalls beschrieben.Known is the intensifying, accelerating effect of the ultrasound or the cavitation caused by ultrasound in aqueous and non-aqueous solutions to chemical and physical processes on material surfaces (10), (11). Evidence has been provided that the use of ultrasound is particularly advantageous in eliminating so-called pigment contaminants (12), (13). Patents (14), (15) describe devices for cleaning, pickling and descaling tubes in liquids by means of ultrasound.

Der Mangel aller genannten Dokumentationen bzw. technischen Lösungen bezüglich des Anwendungsgebietes der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß diese nicht geeignet sind für die Beizbelagentfornung von Brennstoffelementen aus ZrNb-Legieruhgen in automatischen Anlagen mit Quertransport. Im oiruGlnon besitzen sie nachfolgend beschriebene Mängel; Beispielsweise wird das Metallrohr in axialer Richtung radial um seine Achse drehend an der Vorrichtung zur Beschallung vorbeigeführt (14). Weiterhin soll eine Drehbewegung des Rohres durch exzentrisch versetzt angeordnete Schwingerköpfe bzw. sogenannte Konzentratoren erzwungen werden (15). In beiden Fällen liegen diese direkt an der Metalloberfläche des US-Wandlors an. Bei Anwendung dieses Prinzips wäre durch die Einwirkung der Bauteile der Vorrichtungen auf die Oberfläche des Brennstoffelementes eine Vielzahl mohr oder weniger tiefer Lauf- und Kratzspuren unvermeidbar. An die Güte der Oberfläche von Brennstoffelementen für Kernreaktoren werden jedoch sehr hohe Ansprüche gestellt. Selbst leichte Beschädigungen der verhältnismäßig weichen Oberfläche würde starke Korrosionsschäden und daraus entstehende Havarien des Roaktors verursachen. Was diesbezüglich beim Entzundern von Stahl-, Edelstahl-, Kupforrohren usw. unerheblich ist, ist bei Brennstoffelementen für Kernreaktoren nicht zulässig, da besonders Anforderungen mit hoher Zuverlässigkeit erfüllt werden müssen. Die durch Anwendung sogenannter Konzentratoren gebündelte und mit großer Intensität auf ein Rohr auftreffende Schallenergie sprengt zwar Zunderschichten von Stahloberflächen ab, würde aber bei den mit Brennstoffpellets gefüllten Brennstoffelementen die Möglichkeit oiner Beschädigung der Pelietsäule in den Hüllrohren orgeben, was einen erhöhten Verschleiß der Rohrwandung bzw. einen Durchbruch des Brennstoffelementes bzw. eine Havarie des Reaktors zur Folge haben würde.The deficiency of all the mentioned documentation or technical solutions relating to the field of application of the present invention is that they are not suitable for the pickling of ZrNb alloy elements in automatic systems with transverse transport. In oiruGlnon they have the following defects; For example, the metal tube is guided in the axial direction radially about its axis rotatingly past the device for sounding (14). Furthermore, a rotational movement of the tube to be forced by eccentrically offset oscillator heads or so-called concentrators (15). In both cases, they are directly adjacent to the metal surface of the US wall. When applying this principle would be unavoidable by the action of the components of the devices on the surface of the fuel element, a variety moore or less deep running and scratch marks. However, very high demands are placed on the quality of the surface of fuel elements for nuclear reactors. Even slight damage to the relatively soft surface would cause severe corrosion damage and resulting damage to the Roaktors. What is negligible in this regard in the descaling of steel, stainless steel, Kupforrohren etc., is not allowed in fuel elements for nuclear reactors, since especially requirements must be met with high reliability. The bundled by the application of so-called concentrators and striking with great intensity on a tube sound energy bursts from scale surfaces of steel surfaces, but would give the possibility oiner damage to the Pelietsäule in the ducts in fuel pellets filled with fuel elements, resulting in increased wear of the pipe wall or a Breakthrough of the fuel element or an accident of the reactor would result.

Weiterhin sinkt durch die hohe Konzentration vor. Ultraschallenergie die Lebensdauer bzw. Standzeit der US-Konzentratoren bzw. -wsndler, die ständig ausgewechselt werden müßten, wodurch dieser Vorschlag In automatischen Anlagen technisch nicht realisierbar und ökonomisch überhaupt nicht vertretbar ist.Furthermore, it decreases due to the high concentration. Ultrasonic energy the life or service life of the US concentrators or -wsndler, which would have to be replaced constantly, making this proposal is technically unattainable in automated systems and economically not justifiable.

Ein weiterer Mangel dieser Vorrichtung ist die örtlich begrenzte Wischfläche auf der Oberfläche des Brennelementes, wodurch der Beizbelag zwar vor einer Stelle entfernt wird, sich .iber teilweise an benachbarten Stellen wieder absetzt, d. h. sich nur auf der Oberfläche verschiebt. Dadurch wird es unmöglich, ehe gleichmäßig saubere Oberfläche zu erzielen. Die genannten technischen Lösungen sind für die Belagentfernung von Brennstoffelementen in automatischen Anlagen mit Quertransport nicht realisierbar. Bei Einsatz x-beliebiger Behälter mit rechteckigem Querschnitt und Einhängen von US-Wandlern, wie es in der Metallreinigung bzw. in der Galvanotechnik üblich ist, wurden im vorliegenden speziellen Anwendungsfall, der Entfernung von Beizbelag von der Oberfläche von Brunnstoffelementen, völlig ungenügende Ergebnisse erhalten. Bei stationären Bedingungen bilden sich in allen US-Behältern infolge von Interferenzen „geschlossene Schallfelder" mit sogenannten stehenden Wellen aus, wobei schalltote Zonen entstehen können, die sich unter Umständen über mehrere λ/2 ausdehnen. Andererseits können aus der gleichen Ursachn in bezug auf den Reinigungseffekt vorteilhafte Kopplungseffekte mit einer Schallverdichtung bzw. einer Intensitätserhöhung in bestimmten Zonen des beschallten Raumes auftreten, wobei diese günstigen Bedingungen durch eine geeignete Behälterkcnvtruktion geschaffen werden können.Another deficiency of this device is the localized wiping surface on the surface of the fuel bundle, whereby the pickling is indeed removed before a point, settles .iber partially at adjacent locations again, d. H. only shifts on the surface. This makes it impossible to achieve evenly clean surface before. The mentioned technical solutions are not feasible for the removal of scale of fuel elements in automatic systems with transverse transport. When x-any container with rectangular cross-section and hanging US transducers, as is customary in metal cleaning or in the electroplating, were in this particular application, the removal of pickling from the surface of Brunnstoffelementen, completely insufficient results obtained. In steady state conditions "closed sound fields" with so-called standing waves are formed in all US containers as a result of which sound-deaf zones may develop, which may extend over several λ / 2, on the other hand Cleansing effect advantageous coupling effects occur with a sound compression or an increase in intensity in certain zones of the sonicated space, these favorable conditions can be created by a suitable Behälterkcnvtruktion.

Ziel der ErfindungObject of the invention Der Prozeß des chemischen Maßbeizens von Brennstoffelementen aus ZrNb-Legierungen und in Verbindung damit der ProzeßThe process of chemical staining of ZrNb alloy fuel elements and in conjunction therewith the process

der Beizbelagentfernung konnte bisher nicht automatisiert v/orden.The pickling distance could not be automated until now.

Durch die erfinderische Lösung soll eine einwandfreie und kontrollierte Belagentfernung von gebeizten Brennstoffelementen inThe inventive solution is a perfect and controlled removal of debris from pickled fuel elements in

einer automatischen Anlage mit Quertransport bei kontinuierlichem Durchlauf und hoher Qualitätssicherung erreicht werden.an automatic system with transverse transport with continuous flow and high quality assurance can be achieved.

Die erfinderische Lösung der Belagentternung von Bronnstoffe lementen muß davon ausgehen, daß diese TeilstufeThe inventive solution of the lining of Bronnstoffe lementen must assume that this sub-level

verfahrenstechnisch und technologisch reibungslos in den Gesamtkomplex einer automatischen Anlage zum chemischenprocedurally and technologically smoothly into the overall complex of an automatic plant for chemical

Maßbeizen und Nachbehandeln von Brennstoffelementen eingepaßt ist.Maßbeizen and after-treatment of fuel elements is fitted. Mögliche Beschädigungen der Oberfläche oder der Füllung der Brennstoffelemente, unzulässige Korrosionen, chemischePossible damages of surface or filling of fuel elements, inadmissible corrosion, chemical Deckschichten und Rückbeschmutzung bzw. Belagrückstände müssen vermieden werden, um die Reaktorsicherheit zuCovering layers and backfilling or covering residues must be avoided in order to increase reactor safety

gewährleisten. ,guarantee. .

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Erfindungsgemäß wird die Aufgab· > gelöst, indem die Brennstoffelemente in einen speziellen Behälter, dessenAccording to the invention, the problem is solved by placing the fuel elements in a special container whose Länge = 3000mm, dessen Breite = 600mm und desson max.Höhe = 220 mm betragen, mit prinzipiell parabolisch geformtemLength = 3000mm, whose width = 600mm and desson max.height = 220mm, with parabolic shape Boden und auf diesem in Längsrichtung versetzt angeordneten Schwingerplatten quer zur Längsachse bei Durchführung einerFloor and on this longitudinally staggered vibrator plates transversely to the longitudinal axis when performing a

!dichten Drehbewegung und einer zusätzlichen vertikalen Bewegung bei Vermeidung jeder möglichen Beschädigung odei! tight rotational movement and an additional vertical movement while avoiding any possible damage or damage

Deformierung der. Oberfläche des Brennstoffelementes, d. h. durch eine geeignete konstruktive Lösung, die nicht Aufgabe dieserDeformation of. Surface of the fuel element, d. H. through a suitable constructive solution, not the task of this Erfindung ist, hindurchwandert, wobei dieser E .hälter ein geeignetes Medium enthält und die senkrechte Bewegung desInvention is, wandered through, this E .hälter contains a suitable medium and the vertical movement of the Brennstoffelementes an zwei Vertikalen bis über desson Niveau hinausgeht.Fuel element on two verticals goes beyond desson level. Durch die am prinzipiell parabolisch geformten Behälterboden in drei Reihen versetzt angeflanschten Schwingerplatten mit jeDue to the parabolic shaped container bottom in three rows of flanged oscillating plates with each

3 Sandwichschwingern - bei einer Länge des Brennstoffelementes von ca. 2 500 mm 7-8 Platten a 300 mm pro Reihe - wird diefür eine wirksame Relagentfernung erforderliche und bis zur Ausbildung eines stationären Schallfeldes bei einer Anzahl von 3 x23 Schallquellen und vielfältigen Reflexionen an den Behälterwandungen und an der Oberfläche des Mediums in Form vonstehenden Wellen notwendige Schallverteilung erzielt, wobei eine Konzentrierung von Schallenergie in den Transportebenenerfolgt.3 Sandwich Vibrators - with a fuel element length of approximately 2,500 mm 7-8 plates a 300 mm per row - will require the effective removal distance and forming a steady state sound field with a number of 3 x 23 sound sources and multiple reflections on the tank walls and obtains on the surface of the medium in the form of standing waves necessary sound distribution, wherein a concentration of sound energy in the transport plane ensues.

Durch die spezielle Behälterausführung wird besonders erreicht, daß die Schallenergie an den beiden Vertikalen konzentriertDue to the special container design is achieved in particular that the sound energy concentrated at the two verticals

wird, an denen jeweils die Hubbewegung des Brennstoffelementes erfolgt.is, at each of which the lifting movement of the fuel element takes place.

Der Abstand zwischen den beiden Vertikalen beträgt erfindungsgemäß ein ungerades Vielfaches vonThe distance between the two verticals is according to the invention an odd multiple of

" drt 9,15-3,14"drt 9,15-3,14

η · = —' : = 7,2 mm,η · = - ' : = 7.2 mm,

4 44 4

das sind 94mm, wobei η eine ungerade Zahl und d der Durchmesser des Brennstoffelementes ist. Die senkrechte Bewegung dos Brennstoffelementes im Behandlungsmedium muß mindestens λ/2 betragen. Da bei der konstruktiven Ausführung des Behälters und notwendigen Einbauten einzelne Schwingungsbäuche besonders hohe Intensitätswerte erreichen, wird eine bestimmte Lage des Brennstoffelementes im parabolisch geformten Behälter bevorzugt. Die vertikale Bewegung dos Brennstoffelementes wird erfinduugsgemäß über dar N.... au des Modiums hinausgeführt, da dort bei der prinzipiell parabolischen Form der Schwingeranordnung Schwingungsbäuche mit ca.30% höherer Schallenergie als an allen anderen Stellen des Schallfeldes auftreten und somit eine überruöJionde Wirkung bezüglich der Belagentfernung erzielt wird, wobei durch eine mehrmalige Wiederholung der vertikalen H'ibbewegung im Behandlungsmedium und über dessen Niveau hinaus besonders gute Roinigungsergebnlsse erzielt werdon können.that is 94mm, where η is an odd number and d is the diameter of the fuel element. The vertical movement dos the fuel element in the treatment medium must be at least λ / 2. Since in the structural design of the container and necessary internals individual antinodes reach very high intensity values, a certain position of the fuel element in the parabolic-shaped container is preferred. According to the invention, the vertical movement of the fuel element is carried out beyond the N .. au of the mode, since there occur in the principle parabolic shape of the oscillator vibration antinodes with about 30% higher sound energy than at all other points of the sound field and thus a überruöJionde effect the desmutting is achieved, which can be achieved by a repeated repetition of the vertical H'ibbewegung in the treatment medium and beyond its level out particularly good Roinigungsergebnlsse.

Erfindungsgemäß beträgt der Wert für die Vertikalbowegung Im Behandlungsmedium 4 · λ/2, wob9i sowohl an der Oberfläche des Mediums als auch in der horizontalen Behandlungsebene ein Schwingungsmaximum, d.h. ein Schwingungsbauch vorliegt. Aus verfahrenstechnischen und technologischen Gründen erfolgt dio Ultraschall-Belagentfornung in einem im wesentlichen aus Salpetersäure bestehenden Medium, wobei unter dem US-Einfluß eine Überraschende chemische Wirkung eintritt, dio ohne US-Einwirkung nicht erkennbar ist. Die chemische Wirkunn des salpetersauren Modiums ist daraus abzuleiten, daß in vordünnten Lösungen von etwa 50g/l, bei einer Temperatur von 15-30°C und bei einer Expo&itionszeit von 90 see besonders gute Belagentfernungssergebnisse erzielt werden.According to the invention, the value for the vertical lap in the treatment medium is 4.times.λ / 2, wherein both at the surface of the medium and in the horizontal treatment plane an oscillation maximum, i. a vibration belly is present. For procedural and technological reasons, the ultrasound coating formation takes place in a medium consisting essentially of nitric acid, a surprising chemical effect occurring under the US influence which can not be detected without US exposure. The chemical effect of the nitric acid mode can be deduced from the fact that in pre-diluted solutions of about 50 g / l, at a temperature of 15-30 ° C, and at an exposure time of 90 s, particularly good desmutting results are achieved.

Ausführungsbeispiel .Embodiment. Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiol beschrieben.The invention will be described below with reference to an embodiment. In Figur 1 ist der Bewegungsablauf der Brennstoffelemente 1 in einem Behälter 2 dargestellt. In dem parabolisch ausgebildetenFIG. 1 shows the movement sequence of the fuel elements 1 in a container 2. In the parabolic trained Boden des Behälters 2 sind im Abstand von 50mm drei Reihen von Schwingerplatten der Abmessungen 140 χ 29B χ 1,5mmBottom of the container 2 are at intervals of 50mm three rows of vibrating plates of dimensions 140 χ 29B χ 1.5mm

angeordnet, wobei die beiden äußeren Reihen an den beiden Schrägen im Winkel α = 20° zur vertikal geneigten Bode nfläthe 3angebrachten acht Schwingerplanen in gleicher Flucht liegen und dio auf der mittleren horizontal angeordneten Bodenfläche 4angellanschten sieben Schwingerphitton um die haloo Länge der Schwingerplatten, d. h. um 147,5 mm zu diesen vei sotztangeordnet sind und jede Schwinget platte mit 3 Sandwichschwingern 5 bestückt ist. Dio Punkte P) bis P4 des Behälter* 2 liegenauf einer Parabel, deren Brennpunkt F sich auf der Mittellinie das Behälters und auf der horizontalen Trannportebene desarranged, wherein the two outer rows on the two slopes at an angle α = 20 ° to the vertically inclined Bode nfläthe 3befrachten eight Schwingerplanen are in the same flight and dio on the middle horizontally arranged bottom surface 4angellanschten seven Schwinger phantom to the halo length of the vibrator plates, ie to 147th , 5 mm to these vei sotztangeordnet are and each Schwinget plate with 3 Sandwichschwingern 5 is equipped. Dio points P) to P 4 of the container * 2 lie on a parabola whose focal point F is on the center line of the container and on the horizontal carrying plane of the container

Brennstoffelementes 1 befindet, die um den Abstand A = 4 λ/2 - 83,2 mm unterhalb dos Niveaus des Mediums liegt.Fuel element 1 is located, which is by the distance A = 4 λ / 2 - 83.2 mm below the level of the medium. Um eine allseitig gleichmäßige Belagentfernung zu gewährleisten, wird das BSE 1 im Punkt 5 dos Behälters eingelegt und durchIn order to ensure a uniform removal of soil on all sides, the BSE 1 is inserted in point 5 of the container and through

die horizontale Transportvorrichtung zum Punkt 6 im Schallfeld bewegt.moves the horizontal transport device to point 6 in the sound field.

Nachdem das BSE im Punkt 6 von der vertikulen Transportvorrichtung aufgenommen wurde, erfolgt, die erste vertikaleAfter the BSE has been picked up by the vertical transport device at point 6, the first vertical one takes place Hubbewegung. Dabei bewegt sich das BSE je 7mal innerhalb des Mediums sowie über dessen Niveau hinaus. Danach wird dasLifting movement. The BSE moves 7 times within the medium and beyond its level. After that it will be BSE wiederum im Punkt 6 abgelegt und mit Hilfe der horizontalen Transportvorrichtung zum Punkt 7 bewegt, wo anschließendBSE in turn deposited at point 6 and moved by means of the horizontal transport device to point 7, where subsequently

die zweite vertikale Hubbewegung mit 7 Hüben im gleichen Bereich erfolgt. Nach Beendigung der vertikalen Hubbewegung desthe second vertical lifting movement takes place with 7 strokes in the same area. After completion of the vertical lifting movement of the

BSE wird es durch die horizontale Transportvorrichtung zum Punkt 8 transportiert und in die nächste BehandlungsstufeBSE is transported by the horizontal transport device to point 8 and into the next treatment step

übergehoben.About lifted.

Dio Gesamtexpositionszeit im Ultraschallfeld beträgt 90see. Als Medium wird eine verdünnte Salpetersäure mit einemDio total exposure time in the ultrasonic field is 90see. As a medium, a dilute nitric acid with a

bestimmten Anteil an Aluminiumnitratcertain proportion of aluminum nitrate

HNO3 20 70g/lENT 3 20 70g / l

AI(NOa)3-9HjO 20 70g/lAl (NOa) 3 -9HjO 20 70g / l

bei einer Temperatur von 15,..3O0C verwendet.at a temperature of 15, .. 3O 0 C used.

Unter diesen Bedingungen ist es möglich, die Entfernung des Beizbelages mit einem zulässigen Rostbelag kleiner als 20Mg/cm2 Under these conditions, it is possible to remove the pickling layer with a permissible rust surface less than 20Mg / cm 2

und mit wenigei als 0,5 \ig/cm2 Restfluoridgehalt auf der BSE-Oberfläche zu erreichen.and with less than 0.5 \ / cm 2 residual fluoride content on the BSE surface.

Claims (3)

1. Verfahren zur BeizLelagentfernung von Brennstoffelementen mittels Ultraschalls, gekennzeichnet dadurch, daß die Belagentfernung in oiner automatischen Anlage mit Quertransport, bestehend aus einem Behälter mit prinzipiell parabolisch geformtem Boden und auf diesem in Längsrichtung in drei Reihen versetzt angeordneten Schwingerplatten, erfolgt und dabei quer zur Längsachse durch diesen und durch das Bohandlungsmedium hindurch transportiert und an 2 Hubstellen in vertikaler Richtung innerhalb des Mediums und über dessen Niveau hinaus gehoben und gesenkt wird.1. A method for removing BeizLelagentfernung of fuel elements by means of ultrasound, characterized in that the removal of casters in an automatic system with transverse transport, consisting of a container having a parabolically shaped bottom and on this in the longitudinal direction in three rows arranged oscillating plates, and thereby transversely to the longitudinal axis transported through this and by the Bohandlungsmedium through and lifted and lowered at 2 lifting points in the vertical direction within the medium and beyond its level. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der spezielle Bewegungsablauf des Brennstoffelementes so erfolgt, daß das BSE durch Horizontalbewegung mit einer leichten Drehbewegung quer zur Längsachse des BSE und in zwei festgelegten Hubstellen in vertikaler Richtung innr '^aIb des Mediums und über dessen Niveau hinaus transportiert wird, wobei der Transportweg uui Vertikalbewegung im Behandlungsmedium ein Mehrfaches von λ/2, vorzugsweise 4 · λ/2 beträgt und sowohl an der Grenze Medium-Luft als auch in der horizontalen Behandlungszone jeweils ein Schwingungsmaximum vorliegt und der Abstand zwischen den beiden Vertikalen ein ungerades Vielfaches von2. The method according to claim 1, characterized in that the specific movement of the fuel element takes place so that the BSE by horizontal movement with a slight rotational movement transversely to the longitudinal axis of the BSE and in two fixed lifting points in the vertical direction innr '^ aIb the medium and on the Level is transported out, wherein the transport uui vertical movement in the treatment medium is a multiple of λ / 2, preferably 4 · λ / 2 and both at the boundary medium-air and in the horizontal treatment zone each have a maximum vibration and the distance between the two Vertical an odd multiple of ^-, vorzugsweise das 13fache beträgt.- ^ -, preferably 13 times. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Behandlungsmedium Salpetersäure, vorzugsweise zwischen 20...70 g/l mit einem Anteil an Aluminiumnitrat 20...200g/l, vorzugsweise 20...70g/l bei einer Behandlungstemperatur von 15...750C, vorzugsweise 15...3O0C und einer Expositionszeit von 30...300see, vorzugsweise 60... 120sec verwendet wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the treatment medium is nitric acid, preferably between 20 ... 70 g / l with a proportion of aluminum nitrate 20 ... 200g / l, preferably 20 ... 70g / l at a Treatment temperature of 15 ... 75 0 C, preferably 15 ... 3O 0 C and an exposure time of 30 ... 300see, preferably 60 ... 120sec is used. Hi9rzu 1 Seite ZeichnungHi9r to 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Brennstoffelemente aus ZrNb-Legierungen für Kernkraftwerke müssen unter Reaktorbedingungen eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit besitzen. Zur Glättung des Oberflächenprofils und der Erzielung einer günstigen Oberflächenstruktur werdon die Brennstoffelemente nach einer vorangegangenen mechanischen Bearbeitung in einem HF-HNO3-Gemisch gebeizt. Bei Ablauf einer Mehrstufenreaktion verbleibt auf der BSE-Oberfläche ein Beizbelag, der aus Nb-und Nb-Verbindungen insbesondere Nioboxid und einem geringen, aber unzulässigen Anteil an F'-Ionen besteht. Bei Anwendung der Erfindung wird in automatischen Anlagon mit Quertransport der graubraune, dunkle Beizbelag mit einem Schichtgewicht von etwa 60 pg/crn2 bis auf zulässige Restbelagwerte von ^20^g/cm* entfernt. Gleichzeitig sinkt der Fluoridanteil der Oberfläche des Brennstoffelementes von etwa öpg/cm2 auf unkritische Werte von <0^g/cm2.Fuel elements made of ZrNb alloys for nuclear power plants must have a very high corrosion resistance under reactor conditions. To smooth the surface profile and to achieve a favorable surface structure, the fuel elements are pickled after a previous mechanical treatment in a HF-HNO 3 mixture. At the end of a multi-stage reaction remains on the BSE surface, a Beizbelag consisting of Nb and Nb compounds, in particular niobium oxide and a small but impermissible fraction of F 'ions. When using the invention, the gray-brown, dark pickling coating with a coating weight of about 60 pg / cm 2 is removed in automatic Anlagon with transverse transport to allowable residual coating values of ^ 20 ^ g / cm *. At the same time, the fluoride content of the surface of the fuel element drops from about pg g / cm 2 to uncritical values of <0 ≦ g / cm 2 .
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110385302A (en) * 2019-05-20 2019-10-29 中冶南方工程技术有限公司 The efficient cleaning by degreasing device and method of strip

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110385302A (en) * 2019-05-20 2019-10-29 中冶南方工程技术有限公司 The efficient cleaning by degreasing device and method of strip

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