DE10162477B4 - Vorrichtung zur Reinigung eines Behälters für radioaktive Reststoffe - Google Patents

Abstract

Eine zur Reinigung eines Behälters für radioaktive Reststoffe bestimmte Vorrichtung (1), die durch eine Öffnung in einen Innenraum des Behälters einführbar ist, wobei die Vorrichtung (1) als ein durch einen Antrieb (8) bewegliches Fahrzeug (2) ausgeführt ist, dessen Fahrwerk (4) von einer eingezogenen Ruhestellung in eine eine größere Spurbreite (B) aufweisende Arbeitsstellung verfahrbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine zur Reinigung eines Behälters für radioaktive Reststoffe bestimmte Vorrichtung, die durch eine Öffnung in einen Innenraum des Behälters einführbar ist.
• Eine Reihe von radioaktiven Reststoffen bzw. Abfällen aus Kernkraftwerken oder kerntechnischen Anlagen fällt in fließfähiger Form oder als Schlamm an. Bevor diese Abfälle einer sachgerechten Endlagerung zugeführt werden können, ist eine Zwischenlagerung erforderlich. In der Praxis erfolgt eine solche Zwischenlagerung in unmittelbarer Nähe des Kernkraftwerkes oder der kerntechnischen Anlage in hierzu vorgesehenen Behältern oder Lagertanks. Diese sind üblicherweise in massiver Bauweise ausgeführt, um die Strahlenbelastung für die Umwelt so gering wie möglich zu halten. Zum Befüllen des Behälters bzw. als Zugang für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten ist in der Regel lediglich eine einzige Öffnung vorgesehen, deren Abmessungen zudem vergleichsweise gering bemessen sind. Abgesehen von der Öffnung weisen derartige Behälter oder Lagertanks eine vollständig geschlossene Umhüllung auf, die beispielsweise aus einem Betongerüst mit einer Innenverkleidung aus Edelstahl besteht.
• Je nach Dauer der Zwischenlagerung können sich im Inneren durch Ablagerungen an der Innenverkleidung oder an der Bodenfläche des Behälters radioaktive kontaminierte Rückstände, beispielsweise in Form von sedimentierten oder auskristallisierten Feststoffen, bilden. Diese Rückstände lassen sich durch einfaches Abpumpen der fließfähigen Reststoffe nicht entfernen, so dass diese in regelmäßigen Zeitabständen mittels einer geeigneten Reinigungsvorrichtung, die durch die Öffnung in den Innenraum eingeführt wird, entfernt werden müssen, um so einen dauerhaft sicheren Betrieb zu gewährleisten.
• Durch die DE 196 17 613 A1 ist beispielsweise eine zu diesem Zweck bestimmte Vorrichtung bekannt, die einen Führungsmast aufweist, der über ein Knickgelenk mit einem Schwenkarm verbunden ist. An dem Schwenkarm ist über ein Drehgelenk ein mit einer Anzahl von Sprühdüsen versehener Schwenkausleger angeordnet. Die Vorrichtung kann durch die Öffnung in den Innenraum des Behälters eingeführt und im Bereich der Öffnung außerhalb des Behälters fixiert werden. Durch die schwenkbewegliche Anordnung kann dabei annähernd jeder Bereich der Innenverkleidung oder der Bodenfläche erreicht und gereinigt werden. Des Weiteren ist aus der DE 29617 716 U1 eine Reinigungsvorrichtung zum Absaugen von Ablagerungen auf einem Behälter- oder Beckenboden mit einer Tauchpumpe mit Pumpenvorsatz und Laufrollen bekannt.
• Als problematisch erweist sich der Einsatz einer Vorrichtung der genannten Art jedoch in der Praxis bei solchen Behältern, die eine oder mehrere Säulen im Inneren aufweisen, weil hierbei eine Vielzahl von Gelenken erforderlich ist, um zuverlässig alle Wandabschnitte erreichen zu können. Hierdurch wird die Vorrichtung insbesondere dann aufwendig, wenn die Abmessungen des Behälters und damit die Eigengewichte der Auslegerarme groß werden, was zu einer umständlichen Handhabung führt. Weiterhin können solche Vorrichtungen nur sehr eingeschränkt bei unterschiedlichen Behälterabmessungen eingesetzt werden. Zudem erfordern sie eine zuverlässige Fixiermöglichkeit an dem Behälter, so dass eine universelle Einsetzbarkeit der Vorrichtung nicht gegeben ist.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Reinigung eines Behälters für radioaktive, insbesondere fließfähige Reststoffe zu schaffen, die universell und mit geringem Aufwand einsetzbar ist. Dabei soll die Vorrichtung insbesondere weitgehend unabhängig von möglichen im Inneren des Behälters vorhandenen Säulen sein.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Vorrichtung als ein durch einen Antrieb bewegliches Fahrzeug ausgeführt ist, dessen Fahrwerk von einer eingezogenen Ruhestellung in eine eine größere Spurbreite aufweisende Arbeitsstellung verfahrbar ist.
• Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass durch eine im Inneren des Behälters frei verfahrbare Vorrichtung ein universeller Einsatz bei unterschiedlichen Behältertypen möglich ist. Durch die verfahrbare angetriebene Vorrichtung können daher auch Hinterschneidungen oder sonstige verdeckte Bereiche im Inneren des Behälters erreicht und Säulen mühelos umfahren werden. Um auch bei vergleichsweise kleinen Öffnungen eine ausreichende Fahrstabilität des Fahrzeuges im Inneren des Behälters zu ermöglichen, ist dieses nach dem Einführen durch die Öffnung von einer schmalen Ruhestellung in eine verbreiterte Arbeitsstellung ausfahrbar, so dass auch hohe Lasten transportiert bzw. die bei großen Auslegern mit entsprechenden Hebelverhältnissen auftretenden Kräfte problemlos aufgenommen werden können. Darüber hinaus entfällt die umständliche Fixierung der Vorrichtung im Bereich der Öffnung. Das Fahrzeug kann dabei sowohl in der Ruhestellung als auch in der Arbeitsstellung zweispurig sein oder aber in der Arbeitsstellung zumindest eine zusätzliche Spur aufweisen.
• Die Spurbreite kann entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen im Inneren des Behälters variiert werden, um so auch schwierig zugängliche Bereiche des Behälters reinigen zu können. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hingegen dadurch erreicht, dass das Fahrwerk lediglich in der Ruhestellung eine gegenüber der Öffnung geringere Spurbreite aufweist. Hierbei wird lediglich zum Einführen des Fahrzeuges in den Innenraum des Behälters die eingezogene Ruhestellung eingestellt, die dadurch einen individuellen Einsatz, insbesondere ohne vorhergehende Demontage des Fahrzeuges ermöglicht. Im Innenraum des Behälters wird das Fahrzeug in die vorbestimmte Arbeitsstellung ausgefahren, die während der Durchführung der Reinigung beibehalten wird.
• Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auch dadurch erreicht, dass das Fahrwerk beidseitig angeordnete, insbesondere mittels einer Parallelogrammführung einschwenkbare Ausleger aufweist. An den im wesentlichen symmetrischen Auslegern sind hierbei jeweils beispielsweise mehrere Rollen oder Räder in einer Spur angeordnet, die durch eine Schwenkbe wegung veränderlich ist. Durch die Parallelogrammführung wird dabei eine parallele Spurführung zuverlässig eingehalten.
• Eine andere besonders erfolgversprechende Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dann erreicht, wenn das Fahrwerk quer zu einer Längsachse des Fahrzeuges verfahrbar ist. Hierdurch bleibt die Position des Fahrzeuges von einer Veränderung der Spurbreite unbeeinflusst, weil das Fahrwerk lediglich quer zu der Längsachse bewegt wird. Die Steuerung des Fahrzeuges kann dadurch wesentlich erleichtert werden. Beispielsweise hat das Fahrwerk hierzu eine doppelte Parallelogrammführung, deren zwischen dem Ausleger und dem Fahrzeug angeordnetes Gelenk durch eine Verstelleinheit einstellbar ist.
• Dabei erweist es sich als besonders günstig, wenn das Fahrwerk mittels eines Hydraulikantriebes stufenlos einstellbar ist. Hierdurch kann eine beliebige, an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepasste Spurbreite mühelos eingestellt werden und dadurch der Reinigungsprozess optimiert werden. Zudem ermöglicht der Hydraulikantrieb einen weitgehend störungsfreien und wartungsarmen Betrieb.
• Bei einer weiteren, besonders praxisnahen Ausgestaltung, bei der das Fahrwerk mit Gleisketten ausgestattet ist, wird bei dem Fahrzeug eine größtmögliche Bodenhaftung erreicht. Bodenunebenheiten können so auch dann problemlos überwunden werden, wenn die Ablagerungen zähflüssig sind. Die Ketten sind vorteilhafterweise gummiert oder mit einer Gummischicht versehen, um eine noch bessere Bodenhaftung zu erreichen. Des Weiteren besteht zur bedarfsweisen weiteren Steigerung der Bodenhaftung die Möglichkeit, das Fahrzeug durch das Anbringen von Gewichten zur belasten, so dass eine größere Anpresskraft auf den Boden erreicht wird.
• Eine weitere besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass an dem Fahrzeug eine Sprüheinrichtung und/oder ein Rührwerk fixierbar ist. Durch die Sprüheinrichtung können an den Innenwandflächen des Behälters anhaftende Reststoffe gelöst und fortgespült werden, die anschlie ssend mit einer üblichen Pumpe entfernt werden können. Mittels des Rührwerkes kann die Fließfähigkeit der Reststoffe unter Zuführung von Flüssigkeit auf ein gewünschtes Maß erhöht werden, so dass die Reststoffe durch die Pumpe entfernt werden. Das Fahrzeug kann hierzu auch mit einer Aufnahme zur wahlweisen Fixierung der Sprüheinrichtung oder des Rührwerkes ausgestattet sein.
• Hierbei erweist es sich als besonders günstig, wenn die Sprüheinrichtung und/oder ein Rührwerk schwenkbar ausgeführt an dem Fahrzeug fixierbar sind, um so die Zugänglichkeit weiter zu verbessern. Zugleich kann dadurch der Sprühwinkel variiert und dadurch anhaftende Reststoffe aus unterschiedlichen Richtungen mit einem Sprühstrahl beaufschlagt werden. Hierdurch können auch fest anhaftende Reststoffe zuverlässig entfernt werden.
• Eine andere vorteilhafte Weiterbildung wird auch dadurch erreicht, dass die Sprüheinrichtung eine linear verfahrbare Sprühdüse hat. Hierdurch kann die Sprühdüse in die unmittelbare Nähe des zu reinigenden Abschnittes des Behälters, beispielsweise mittels eines teleskopischen Abschnittes der Sprüheinrichtung, oder ähnlichen Gerätschaften verfahren werden und so die Reinigungsleistung gesteigert werden.
• Eine andere zweckmäßige Abwandlung wird auch geschaffen, indem das Fahrzeug eine Pumpe aufweist, um dadurch gelöste und damit fließfähige Reststoffe unmittelbar abführen zu können. Die Pumpe ist hierzu beispielsweise mit einer durch die Öffnung nach außen führenden Schlauchleitung verbunden. Gereinigte Abschnitte der Boden- oder Wandfläche des Behälters werden daher nicht durch freigesetzte Reststoffe nachfolgend behandelter Abschnitte verunreinigt.
• Bei einer besonders praxisnahen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Fahrzeug mit einer Kamera ausgestattet. Hierdurch kann das Bedienpersonal den Einsatz des Fahrzeuges aus einer sicheren Entfernung verfolgen und dokumentieren. Zugleich kann mittels einer Steuereinheit aus den erfassten Kenngrößen des Behälters ein Fahrprogramm erstellt und beispielsweise durch das Fahr zeug ohne Eingriff des Bedienpersonals abgearbeitet werden. Gegebenenfalls erforderliche Verbindungsleitungen oder Schlauchleitungen werden dabei nachgeführt und gestreckt.
• Ferner eignet sich eine Abwandlung, bei der das Fahrzeug wasserdicht ausgeführt ist, auch für den dauerhaften Einsatz unterhalb des Flüssigkeitspegels im Inneren des Behälters, so dass das Fahrzeug bereits vor oder während des Entleerens des Behälters eingesetzt werden kann und dadurch der Reinigungsprozess erleichtert wird.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Veränderbarkeit der Spurbreite des Fahrwerks sowohl in der Arbeitsstellung eine hohe wirksame Grundfläche und damit eine hohe betriebliche Stabilität als auch in der Ruhestellung eine vergleichsweise geringe Grundfläche und somit eine Durchführung durch die Behälteröffnung ermöglicht sind. Gerade dadurch ist ein im Inneren des Behälters zu Reinigungszwecken aus Stabilitätsgründen überhaupt einsetzbares Fahrzeug in dessen Innenraum auch einbringbar. Damit ist der Einsatz eines mobilen Geräts an sich ermöglicht, was die Zugänglichkeit und auch die betriebliche Flexibilität gerade bei möglicherweise kontaminierten Behältern begünstigt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
• 1 eine zur Reinigung eines Behälters für radioaktive Reststoffe bestimmte Vorrichtung in Seitenansicht,
• 2 eine Draufsicht der in 1 gezeigten Vorrichtung,
• 3 eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung mit einem Rührwerk.
• Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen.
• 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, die zur Reinigung eines nicht dargestellten Behälters bestimmt ist. Die Vorrichtung 1 ist als selbstfahrendes Fahrzeug 2 ausgeführt, dessen Fahrwerk 4 mit Gleisketten 6 ausgestattet ist. Dabei ermöglichen die mittels eines Antriebes 8 unabhängig antreibbaren Gleisketten 6 eine optimale Bodenhaftung, so dass die Manövrierbarkeit des Fahrzeuges 2 selbst unter schwierigen Bedingungen sichergestellt ist. Hierdurch sind mit dem Fahrzeug 2 auch schwierig zugängliche Bereiche des Behälters mühelos erreichbar.
• Das Fahrzeug 2 trägt an einem Endabschnitt ein Rührwerk 10, welches an einer Aufnahme 12 schwenkbeweglich fixiert ist. Mittels eines Drehantriebes 14 kann das Rührwerk 10 daher um ca. 45° in beide Richtungen geschwenkt werden. Im mittleren Bereich des Fahrzeuges 2 ist eine gegenüber Umwelteinflüssen geschützte Steuerung 16 innerhalb einer Aufnahme 18 angeordnet, durch die der Einsatz auch unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels im Inneren des Behälters möglich ist. Die Übertragung der Steuerdaten an eine außerhalb des Behälters angeordneten Überwachungseinrichtung erfolgt dabei mittels nicht dargestellter Leitungen oder gegebenenfalls auch drahtlos. Das Fahrzeug 2 ist daher flexibel in unterschiedlichen Behältern einsetzbar.
• Um das Fahrzeug 2 in den Innenraum des Behälters auch durch ein vergleichsweise kleine Öffnung einführen zu können, ist das Fahrwerk 4 quer zu einer Längsachse 20 des Fahrzeuges 2 verfahrbar, wie dies anhand der 2 näher dargestellt wird. Zu erkennen ist einerseits unterhalb der Längsachse 20 die eingezogene Ruhestellung mit einer gegenüber der Öffnung verminderten Spurbreite b, andererseits oberhalb der Längsachse 20 die ausgefahrene Arbeitsstellung mit einer größere Spurbreite B. Die Gleisketten 6 sind hierzu an jeweils einem Ausleger 22 des Fahrzeuges 2 angeordnet, die durch eine Parallelogrammführung 24 mittels eines Hydraulikantriebes 26 stufenlos verfahrbar sind.
• Demgegenüber zeigt 3 eine abgewandelte Ausführung des Fahrzeuges 2 in einer geschnittenen Seitenansicht, bei der an der Aufnahme 12 eine Sprüheinrichtung 28 mittels eines Schwenkantriebes 30 schwenkbar fixiert ist. Die Sprüheinrichtung 28 hat einen teleskopierbaren Abschnitt 32, um so eine Sprühdüse 34 in eine geeignete relative Position gegenüber einer Behälterinnenwand verfahren zu können. Weiterhin ist das Fahrzeug 2 an seinem der Sprüheinrichtung 28 gegenüberliegenden Ende mit einer Pumpe 36 ausgestattet, durch die fließfähigen Bestandteile der Reststoffe entfernt werden können. Ferner kann an dem Fahrzeug 2 eine nicht dargestellte Kamera fixiert werden, um so eine einfache Überwachung des Reinigungsprozesses sowie der Fahrbewegung des Fahrzeuges 2 zu ermöglichen.

1

Vorrichtung

2

Fahrzeug

4

Fahrwerk

6

Gleiskette

8

Antrieb

10

Rührwerk

12

Aufnahme

14

Drehantrieb

16

Steuerung

18

Aufnahme

20

Längsachse

22

Ausleger

24

Parallelogrammführung

26

Hydraulikantrieb

28

Sprüheinrichtung

30

Schwenkantrieb

32

teleskopierbarer Abschnitt

34

Sprühdüse

36

Pumpe

B, b

Spurbreite

Claims (12)

1. Eine zur Reinigung eines Behälters für radioaktive Reststoffe bestimmte Vorrichtung (1), die durch eine Öffnung in einen Innenraum des Behälters einführbar ist, wobei die Vorrichtung (1) als ein durch einen Antrieb (8) bewegliches Fahrzeug (2) ausgeführt ist, dessen Fahrwerk (4) von einer eingezogenen Ruhestellung in eine eine größere Spurbreite (B) aufweisende Arbeitsstellung verfahrbar ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der das Fahrwerk (4) lediglich in der Ruhestellung eine gegenüber der Öffnung geringere Spurbreite (b) aufweist.
3. Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei der das Fahrwerk (4) beidseitig angeordnete, insbesondere mittels einer Parallelogrammführung (24) einschwenkbare Ausleger (22) aufweist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Fahrwerk (4) quer zu einer Längsachse (20) des Fahrzeuges (2) verfahrbar ist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Spurbreite (B) des Fahrwerks (4) mittels eines Hydraulikantriebes (26) stufenlos einstellbar ist.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Fahrwerk (4) mit Gleisketten (6) ausgestattet ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an dem Fahrzeug (2) eine Sprüheinrichtung (28) und/oder ein Rührwerk (10) fixierbar ist.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, bei der die Sprüheinrichtung (28) und/oder ein Rührwerk (10) schwenkbar ausgeführt an dem Fahrzeug (2) fixierbar sind.
9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei der die Sprüheinrichtung (28) eine linear verfahrbare Sprühdüse (34) hat.
10. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Fahrzeug (2) eine Pumpe (36) aufweist.
11. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Fahrzeug (2) mit einer Kamera ausgestattet ist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Fahrzeug (2) wasserdicht ausgeführt ist.