DE102012208240A1

DE102012208240A1 - Method for disassembling a component

Info

Publication number: DE102012208240A1
Application number: DE102012208240A
Authority: DE
Inventors: Jan Hendrik Bruhn; Theo Käufl
Original assignee: Areva GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-11-21
Also published as: JP5564601B2; JP2013237145A; CH706533B1; CH706533A2

Abstract

Bei einem Verfahren zum Zerlegen eines Bauteils (4) mit einem Wasser-Abrasivmittel-Suspension-Strahlverfahren (WASS) in Luft wird ein Schneidstrahl (8) unter einem Winkel (α) schräg nach unten gegen das Bauteil (4) gerichtet, der nach Durchdringen des Bauteils (4) schräg auf eine hinter dem Bauteil (4) befindliche Wasseroberfläche 21 auftrifft.In a method for cutting a component (4) with a water-abrasive suspension blasting method (WASS) in air, a cutting jet (8) is directed obliquely downward at an angle (α) against the component (4) which penetrates of the component (4) obliquely impinges on a behind the component (4) located water surface 21.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zerlegen eines Bauteils mit einem Wasser-Abrasivmittel-Suspension-Strahlverfahren (WASS) in Luft.The invention relates to a method for cutting a component with a water-abrasive suspension-blasting method (WASS) in air.

Zum Zerlegen von Bauteilen mit einem Schneidverfahren, insbesondere zum Zerlegen eines radioaktiv kontaminierten oder aktivierten Bauteils einer nukleartechnischen Anlage ist es bekannt, ein sogenanntes Wasser-Abrasivmittel-Suspension-Strahlverfahren (WASS), nachfolgend abgekürzt als Abrasiv-Wasserstrahlschneiden bezeichnet, einzusetzen, bei dem eine Suspension aus Wasser und Abrasivmittel mit hoher Geschwindigkeit auf das Bauteil gerichtet wird. Ein solches Strahlverfahren kann dabei entweder vollständig unter Wasser oder auch in Luft durchgeführt werden. Bei der Durchführung in Luft ist es erforderlich, den durch das Bauteil hindurchtretenden und aus der entstandenen Schnittfuge mit hoher kinetischer Energie austretenden Schneidstrahl aufzufangen und die in ihm transportierte kinetische Energie abzubauen bzw. zu vernichten, um eine Gefährdung der Umgebung und des Arbeitspersonals zu vermeiden. Hierzu wird beispielsweise beim Zerlegen eines Reaktordruckbehälters auf dessen dem Schneidstrahl abgewandter Innenseite eine Auffangkammer installiert, die mit ihrem Rand dicht auf der Innenseite aufsitzt, so das ihr Innenraum nach außen abgedichtet ist. In der Auffangkammer sind kaskadenförmig Keramikplatten angeordnet, mit denen die kinetische Energie des Schneidstrahls abgebaut wird. Die Auffangkammer wird während des Schneidens mit Wasser gespült, um den sich in ihr absetzenden Schneidschlamm abzuführen. Eine solche Vorgehensweise ist jedoch aufwendig, da die Auffangkammer entweder so groß sein muss, dass sie die beim Schneiden entstehende Schnitt- bzw. Trennfuge komplett abdeckt oder sie muss mehrmals umgesetzt werden. Dies ist mit einer Unterbrechung des Schneidvorgangs und mit Aufwand beim Umsetzen und erneutem Abdichten der Auffangkammer verbunden. Zudem sind die Keramikplatten einem Verschleiß ausgesetzt, der überprüft werden muss und Wartungsaufwand erfordert.For the disassembly of components with a cutting method, in particular for disassembling a radioactively contaminated or activated component of a nuclear installation, it is known to use a so-called water-abrasive suspension-blasting method (WASS), hereinafter abbreviated as Abrasiv-Wasserstrahlschneiden, in which a Suspension of water and abrasive is directed at high speed on the component. Such a blasting process can be carried out either completely under water or in air. When carried out in air, it is necessary to absorb the passing through the component and emerging from the resulting kerf with high kinetic energy cutting jet and reduce the kinetic energy transported in it or destroy it to avoid endangering the environment and the workforce. For this purpose, a collecting chamber is installed, for example, when disassembling a reactor pressure vessel on the inside of the cutting beam facing away from the inside, which sits with its edge close to the inside, so that their interior is sealed to the outside. In the collecting chamber cascade ceramic plates are arranged, with which the kinetic energy of the cutting jet is reduced. The collecting chamber is rinsed with water during cutting in order to remove the cutting sludge settling in it. However, such a procedure is complicated because the collecting chamber must either be so large that it completely covers the cutting or parting line created during cutting or it must be implemented several times. This is associated with an interruption of the cutting process and with effort in converting and re-sealing the collecting chamber. In addition, the ceramic plates are exposed to wear, which must be checked and requires maintenance.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Zerlegen eines Bauteils mit einem Abrasiv-Wasserstrahlschneiden in Luft anzugeben, bei dem der zum Abbau der kinetischen Energie des durch das Bauteil hindurchtretenden Schneidstrahls erforderliche technische Aufwand verringert ist.The invention is therefore based on the object to provide a method for disassembling a component with an abrasive water jet cutting in air, in which the technical effort required to reduce the kinetic energy of passing through the component cutting beam is reduced.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesem Verfahren wird der Schneidstrahl unter einem Winkel schräg nach unten gegen das Bauteil gerichtet und trifft nach Durchdringen des Bauteils schräg auf eine hinter dem Bauteil befindliche Wasseroberfläche auf.The above object is achieved according to the invention with a method having the features of claim 1. According to this method, the cutting beam is directed at an angle obliquely downwards against the component and, after penetrating the component obliquely impinges on a water surface located behind the component.

Bei dem schrägen Auftreffen auf die Wasseroberfläche wird die kinetische Energie des Schneidstrahls durch Verwirbelung und Reibung im Wasser in der gleichen Weise abgebaut bzw. vernichtet, wie dies beim Abrasiv-Wasserstrahlschneiden der Fall ist, das unter Wasser durchgeführt wird. In the oblique impingement on the water surface, the kinetic energy of the cutting jet is dissipated by turbulence and friction in the water in the same way as in the case of abrasive water jet cutting performed under water.

Eine besonders effiziente Vernichtung wird erzielt, wenn der Winkel, mit dem der Schneidstrahl auf die Wasseroberfläche auftrifft bezogen auf die Wasseroberfläche kleiner als 20° ist.A particularly efficient destruction is achieved when the angle at which the cutting jet impinges on the water surface is less than 20 ° relative to the water surface.

Die Wasseroberfläche kann in einer Ausführungsform der Erfindung dadurch bereitgestellt werden, dass hinter dem Bauteil ein mit Wasser befüllter, oben zumindest teilweise offener Behälter derart angeordnet wird, dass der aus dem Bauteil austretende Schneidstrahl schräg auf die Wasseroberfläche auftrifft.In one embodiment of the invention, the water surface can be provided by placing a container filled with water at the top, at least partially open, behind the component in such a way that the cutting jet emerging from the component impinges obliquely on the water surface.

Ein solcher separater Behälter ist nicht mehr erforderlich, wenn das Bauteil selbst ein Behälter ist, der bis zu einem unterhalb einer beim Schneiden entstehenden Austrittsstelle des aus der Schneidfuge in das Innere des Behälters austretenden Schneidstrahls mit Wasser gefüllt ist.Such a separate container is no longer necessary if the component itself is a container which is filled with water up to an emerging under cutting exit point of emerging from the kerf in the interior of the container cutting jet.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere zum Zerlegen eines Reaktordruckbehälters eines Kernkraftwerks.The method according to the invention is particularly suitable for disassembling a reactor pressure vessel of a nuclear power plant.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigen:For further explanation of the invention reference is made to the embodiments illustrated in the figures. Show it:

1 eine Ausführungsform der Erfindung, bei dem hinter dem Bauteil ein mit Wasser befüllter Behälter angeordnet ist, 1 An embodiment of the invention in which a container filled with water is arranged behind the component.

2 eine alternative Verfahrensvariante, bei dem das Bauteil selbst ein mit Wasser befüllbarer Behälter ist. 2 an alternative method variant in which the component itself is a water-filled container.

Gemäß 1 wird auf eine Wandfläche 2 eines Bauteils 4 eine Schneiddüse 6 aufgesetzt, aus der ein gegen das Bauteil 4 gerichteter Schneidstrahl 8 mit einer hohen kinetischen Energie unter einem Winkel α auftrifft. Der Schneidstrahl 8 dringt durch das Bauteil 4 hindurch und tritt auf der der Schneiddüse 6 gegenüberliegenden Seite des Bauteils 4 in Luft aus. Hinter dem Bauteil 4, d.h. auf der der Schneiddüse 6 bzw. dem Schneidstrahl 8 abgewandten Seite des Bauteils 4 ist ein Behälter 10 angeordnet der bis zu einem Wasserspiegel 12 mit Wasser 14 befüllt ist, wobei die Oberkante 16 des Behälters 10 sowie der Wasserspiegel 12 sich so weit unterhalb der beim Schneiden entstehenden Schneidfuge 18 bzw. unterhalb der Austrittsstelle 20 des Schneidstrahls 8 aus dem Bauteil befindet, dass der Schneidstrahl 8 ungehindert an einer Stelle A auf die freie Wasseroberfläche 21 auftrifft und dort seine kinetische Energie durch Reibung und Verwirbelung verliert. Je nach Ausdehnung bzw. Länge der vorgesehenen Schneidfuge 18 und Größe des Behälters 10 kann es notwendig sein, den Schneidvorgang zu unterbrechen und den Behälter 10 umzusetzen.According to 1 is on a wall surface 2 a component 4 a cutting nozzle 6 put on, from the one against the component 4 directed cutting jet 8th with a high kinetic energy at an angle α impinges. The cutting jet 8th penetrates the component 4 through and on the cutting nozzle 6 opposite side of the component 4 in the air. Behind the component 4 ie on the cutting nozzle 6 or the cutting beam 8th remote side of the component 4 is a container 10 arranged up to a water level 12 with water 14 is filled, with the top edge 16 of the container 10 as well as the water level 12 so far below the cutting gap resulting from cutting 18 or below the exit point 20 of the cutting jet 8th from the component is that the cutting beam 8th unhindered at a point A on the free water surface 21 hits and loses its kinetic energy through friction and turbulence. Depending on the extent or length of the intended kerf 18 and size of the container 10 it may be necessary to interrupt the cutting process and the container 10 implement.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 handelt es sich bei dem Bauteil 4 um einen Behälter, beispielsweise einen Reaktordruckbehälter eines Kernkraftwerkes, dessen Außenwand 22 auf ihrer Innenseite mit einer Plattierung 24 versehen ist. Zum Zerlegen des Reaktordruckbehälters werden von diesem beispielsweise ringförmige Segmente abgetrennt. Hierzu wird die Schneiddüse 6 in einer waagrechten, senkrecht auf der Zeichenebene stehenden Schneidebene 26 ringförmig entlang der Umfangsfläche der Außenwand 22 des Reaktordruckbehälters geführt.In the embodiment according to 2 is it the component 4 to a container, such as a reactor pressure vessel of a nuclear power plant, the outer wall 22 on its inside with a plating 24 is provided. To disassemble the reactor pressure vessel are separated from this example annular segments. For this purpose, the cutting nozzle 6 in a horizontal cutting plane perpendicular to the plane of the drawing 26 annular along the peripheral surface of the outer wall 22 led the reactor pressure vessel.

Der Reaktordruckbehälter ist teilweise mit Wasser 14 gefüllt, so dass sich der Wasserspiegel 12 unterhalb der Schneidebene 26 und unterhalb der Austrittsöffnung 20 des Schneidstrahls 8 befindet. Auch in diesem Fall wird die kinetische Energie des Schneidstrahls 8 durch den schrägen Eintritt des Schneidstrahls 8 auf die Wasseroberfläche 21 vernichtet. Nach erfolgtem Abtrennen eines ringförmigen Abschnittes des Reaktordruckbehälters wird der Wasserspiegel 12 abgesenkt und ein erneuter ringförmiger Trennschnitt zum Abtrennen eines weiteren ringförmigen Abschnittes des Reaktordruckbehälters durchgeführt.The reactor pressure vessel is partially filled with water 14 filled so that the water level 12 below the cutting plane 26 and below the exit opening 20 of the cutting jet 8th located. Also in this case, the kinetic energy of the cutting jet 8th by the oblique entry of the cutting jet 8th on the water surface 21 destroyed. After the separation of an annular section of the reactor pressure vessel, the water level becomes 12 lowered and performed a new annular separation cut for separating a further annular portion of the reactor pressure vessel.

Claims

Method for disassembling a component ( 4 ) with a water-abrasive suspension blasting method (WASS) in air, in which a cutting jet ( 8th ) at an angle (α) obliquely downwards against the component ( 4 ), which after penetration of the component ( 4 ) obliquely to one behind the component ( 4 ) located water surface ( 21 ).

The method of claim 1, wherein the angle (α) is less than 20 °

Method according to Claim 1 or 2, in which behind the component ( 4 ) with water ( 14 ) filled, above at least partially open container ( 10 ) is arranged such that from the component ( 4 ) exiting cutting jet ( 8th ) obliquely on the water surface ( 21 ).

Method according to Claim 3, in which the component ( 4 ) is a container which is up to a below an emerging at cutting exit point ( 20 ) of the interior of the container ( 10 ) emerging cutting jet ( 8th ) with water ( 14 ) is filled.

The method of claim 4, wherein the container is a reactor pressure vessel of a nuclear power plant.