DE10213236B4

DE10213236B4 - Hochdruckpresse

Info

Publication number: DE10213236B4
Application number: DE2002113236
Authority: DE
Inventors: Viktor Gliha; Helmut Tauschhuber
Original assignee: Areva NP GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: DE10213236A1; WO2003080322A1; LT5209B; AU2003219071A1; RU2279349C2; RU2004131540A; LT2004088A

Abstract

Hochdruckpresse (1) zum Komprimieren eines Behälters (2) mit radioaktivem Inhalt mittels eines relativ zu einer Matrize (6) beweglichen Stempels (4), dessen Querschnitt (16) lediglich geringfügig kleiner als ein den Behälter (2) zumindest abschnittsweise einschließender Querschnitt (18) der Matrize (6) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hochdruckpresse (1) zusätzlich zu der ersten Funktionsstellung zumindest eine weitere Funktionsstellung mit einem veränderten Querschnitt (16) des Stempels (4) sowie einem an den veränderten Querschnitt (16) des Stempels (4) angepassten Querschnitt (18) der Matrize (6) zum Komprimieren unterschiedlicher Behälter (2) einstellbar ist, wobei die veränderten Querschnitte (16, 18) in der zweiten Funktionsstellung durch jeweils einen dem Stempel (4) sowie der Matrize (6) zugeordneten Formkörper erreichbar sind, und wobei der dem Stempel (4) zugeordnete Formkörper als eine Stempelhülse (20) und der der Matrize (6) zugeordnete Formkörper als eine Matrizenhülse (22) ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpresse zum Komprimieren eines Behälters mit radioaktivem Inhalt mittels eines relativ zu einer Matrize beweglichen Stempels, dessen Querschnitt lediglich geringfügig kleiner als ein den Behälter zumindest abschnittsweise einschließender Querschnitt der Matrize ausgeführt ist.
In kerntechnischen Anlagen entsteht eine Vielzahl von Abfällen, die je nach ihrer Herkunft mehr oder weniger kontaminiert sein können. Dieser radioaktiv kontaminierte Abfall muss einer sachgerechten Endlagerung zugeführt werden. Da das für die Endlagerung zur Verfügung stehende Gesamtvolumen begrenzt ist, ist eine Komprimierung des radioaktiv kontaminieren Abfalls auf ein geringst mögliches Volumen wünschenswert.
Neben anderen Verfahren ist es zur Volumenreduzierung von radioaktiv kontaminiertem Abfall möglich, diesen in Behälter, beispielsweise sogenannte Knautschtrommeln, zu verfüllen. Diese Behälter können dann mitsamt ihres radioaktiven Inhaltes verdichtet werden. Zur Komprimierung der Behälter kann eine Hochdruckpresse eingesetzt werden. Beispielsweise ist aus der DE 33 19 698 A1 eine Hochdruckpresse für radioaktiven Abfall mit einer im Querschnitt runden Presskammer bekannt. Bei einer derartigen Hochdruckpresse wirkt üblicherweise über einen Stempel ein hoher Druck von etwa 200 bar auf den Behälter, welcher dabei in einer Matrize fixiert ist. Die so verpressten Knautschtrommeln, sogenannte Pellets oder Presslinge, werden anschließend in endlagerfähige Verpackungen eingebracht und nach Verdeckelung in einem entsprechenden End- oder Zwischenlager eingelagert.
Als problematisch erweist sich der Einsatz einer solchen Hochdruckpresse jedoch in der Praxis, weil der radioaktiv kontaminierte Abfall von den Behältern, in denen er gesammelt wurde, zunächst in einen zur Kompression geeigneten Behälter umgefüllt werden muss. Dieser zusätzliche Arbeitsschritt ist sehr zeitaufwendig und zudem enorm strahlenbelastend für die jeweiligen Mitarbeiter.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpresse zum Komprimieren eines Behälters mit radioaktivem Inhalt zu schaffen, durch die das Umfüllen entfallen kann. Insbesondere soll dabei der Handhabungsaufwand und somit auch die Strahlenbelastung für die Mitarbeiter so gering wie möglich gehalten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Hochdruckpresse zusätzlich zu der ersten Funktionsstellung zumindest eine weitere Funktionsstellung mit einem veränderten Querschnitt des Stempels sowie einem an den veränderten Querschnitt des Stempels angepassten Querschnitt der Matrize zum Komprimieren unterschiedlicher Behälter einstellbar ist, wobei die veränderten Querschnitte (16, 18) in der zweiten Funktionsstellung durch jeweils einen dem Stempel (4) sowie der Matrize (6) zugeordneten Formkörper erreichbar sind, und wobei der dem Stempel (4) zugeordnete Formkörper als eine Stempelhülse (20) und der der Matrize (6) zugeordnete Formkörper als eine Matrizenhülse (22) ausgeführt ist
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass durch eine Anpassung des Querschnitts des Stempels und der Matrize an verschiedene Behälter der radioaktive Abfall in den Behältern verpresst werden kann in denen er auch gesammelt wurde. Der nach dem Stand der Technik erforderliche zusätzliche Handhabungsaufwand durch das Umfüllen des radioaktiv kontaminierten Abfalls in für die Kompression geeignete Behälter entfällt. Hierdurch kann auch die Strahlenbelastung für die Mitarbeiter erheblich reduziert werden. Mittels der einstellbaren Funktionsstellungen der Hochdruckpresse können unterschiedlichste Behälter ohne großen Zeit- und Umrüstaufwand in ein und derselben Hochdruckpresse komprimiert werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Hochdruckpresse wird dadurch erreicht, dass die Querschnitte eine einstellbare Querschnittsfläche aufweisen. Hierdurch ist ein Komprimieren von Behältern mit unterschiedlichen Abmessungen, beispielsweise Knautschtrommeln mit voneinander abweichenden Durchmessern, möglich.
Eine weitere vorteilhafte Abwandlung wird dadurch erreicht, dass die Querschnitte eine einstellbare Geometrie aufweisen. Dadurch ist auch ein Komprimieren von Behältern mit voneinander abweichenden geometrischen Formen, beispielsweise von Behältern mit kreisförmiger und quadratischer Grundfläche, in einer Hochdruckpresse möglich.
Dadurch dass die veränderten Querschnitte in der zweiten Funktionsstellung durch jeweils einen dem Stempel sowie der Matrize zugeordneten Formkörper erreichbar sind, kann eine Veränderung der Querschnitte des Stempels und der Matrize ausschließlich durch die Formkörper realisiert werden. Die Form und Abmessung des Stempels sowie der Matrize bleibt hierbei unverändert.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Hochdruckpresse wird dadurch erreicht, dass der jeweilige Formkörper beweglich an dem Stempel oder an der Matrize angeordnet ist. Eine Anpassung der Querschnitte des Stempels und der Matrize auf unterschiedliche Behältergrößen und- formen kann hierdurch besonders schnell durchgeführt werden. Dabei kann der Formkörper für den Stempel beispielsweise derart verschwenkt oder gedreht werden, dass unterschiedliche Querschnitte auf die jeweils unterschiedlichen Behälter einwirken. Der Formkörper für die Matrize hingegen kann zur Anpassung an den Querschnitt des Stempels und zur Anpassung an die jeweilige Behälterform und -große beispielsweise so verschoben oder gedreht und festgelegt werden, dass unterschiedliche Aussparungen nutzbar sind.
Eine andere besonders zweckmäßige Abwandlung der Hochdruckpresse wird dadurch geschaffen, dass der jeweilige Formkörper an dem Stempel und/oder an der Matrize zum Erreichen der weiteren Funktionsstellung bedarfsweise fixierbar ist. Hierdurch ist es möglich, den Formkörper ausschließlich dann an dem Stempel und/oder der Matrize zu fixieren, wenn ein Behälter komprimiert werden muss, der von der gängigen Behälterform und/oder -große abweicht.
Dabei hat es sich als besonders praxisnah erwiesen, dass der jeweilige Formkörper austauschbar ist. Hierdurch wir eine hohe Flexibilität erreicht, da eine kurzfristige Anpassung der Hochdruckpresse an nahezu alle möglichen Behälterformen und -großen möglich ist.
Dadurch, dass der dem Stempel zugeordnete Formkörper als eine Stempelhülse und der der Matrize zugeordnete Formkörper als eine Matrizenhülse ausgeführt ist, wird auf besonders einfache und effektive Art und Weise eine Veränderung der Querschnitte des Stempels und der Matrize erreicht. Durch Verwendung von Stempelhülsen mit unterschiedlichen Aussenabmessungen und den darauf abgestimmten Matrizenhülsen ist es möglich, Behälter mit unterschiedlichen Abmessungen in der Hochdruckpresse zu komprimieren. Durch die Möglichkeit zwei oder mehr Stempelhülsen dem Stempel und zwei oder mehr Matrizenhülsen der Matrize zuzuordnen, ist es innerhalb eines vorbestimmten Bereiches möglich, nahezu alle möglichen Behälterabmessungen zu komprimieren, wodurch ein erhebliches Maß an Flexibilität erreicht wird. Dadurch, dass die Hülsen beim Verpressen der Behälter den gesamten beanspruchten Bereich des Stempels und der Matrize bedecken, müssen ausschließlich die Hülsen als Verschleißteil ausgebildet und aus einem Werkstoff gefertigt sein, welcher der erheblichen Materialbeanspruchung beim Verpressen in der Hochdruckpresse standhält. Der Stempel und die Matrize werden beim Verpressen nicht besonders beansprucht und können daher beispielsweise aus handelsüblichem Stahl hergestellt werden. Dies bedeutet einen erheblichen Kostenvorteil und eine leichte Austauschmöglichkeit von Verschleißteilen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der dargestellten Figur eine Hochdruckpresse 1 zum Komprimieren eines Behälters 2 mit radioaktivem Inhalt in einer Arbeitsposition. Sie umfasst einen Stempel 4 und eine Matrize 6. Die Hochdruckpresse 1 ist stehend angeordnet, wobei sich der Stempel 4 oberhalb der Matrize 6 befindet. Alternativ kann die Hochdruckpresse 1 allerdings auch geneigt oder liegend angeordnet sein.
Der Stempel 4 und die Matrize 6 sind in zwei Säulen 8 geführt und in eine durch einen Pfeil x angedeutete Kompressionsrichtung verfahrbar. Um das Eindringen von Rückständen und Schmutz in die Hochdruckpresse 1 zu vermeiden sind der Stempel 4 und die Matrize 6 durch einen Faltenbalg 10 miteinander verbunden. In der dargestellten Arbeitsposition befindet sich die Matrize 6 in einer abgesenkten Position und umschließt den auf einer Bodenplatte 12 angeordneten Behälter 2. Der Stempel 4 befindet sich mit einem an diesem angeordneten Stempelkopf 14 in Anlage an dem Behälter 2.
Für die Komprimierung des Behälters 2 wird der Stempel 4 durch Hochdruck von etwa 200 bar in Kompressionsrichtung verfahren, wobei der Behälter 2 zu einem sogenannten Pressling oder Pellet zusammengepresst wird.
Um eine Bewegung des Stempels 4 in die Kompressionsrichtung zu ermöglichen, ist ein Querschnitt 16 des Stempels 4 nur geringfügig kleiner ausgebildet als ein Querschnitt 18 der Matrize 6. Da die Matrize 6 den Behälter 2 zumindest teilweise umschließt, ist die Form und Größe des mittels der Hochdruckpresse zu verpressenden Behälters 2 abhängig von der Form und Größe des Querschnittes 18 der Matrize 6 und damit auch von der Form und Größe des Querschnitts 16 des Stempels 4.
Um aber beispielsweise auch Behälter 2 mit unterschiedlichen Abmessungen mittels der Hochdruckpresse 1 komprimieren zu können, weist der Stempel 4 eine Stempelhülse 20 auf, die auf den Stempel 4 aufsteckbar oder fixierbar ist. Hierdurch lässt sich der wirksame Querschnitt 16 des Stempels 4 verändern. Der Matrize 6 ist eine Matrizenhülse 22 zugeordnet, die den Querschnitt 18 analog zum Querschnitt 16 des Stempels 4 verändert. Durch Verwendung von Stempelhülsen 20 mit unterschiedlichen Aussenabmessungen und den darauf abgestimmten Matrizenhülsen 22 ist es möglich, Behälter 2 mit unterschiedlichen Abmessungen in der Hochdruckpresse 1 zu komprimieren. Wahlweise können auch mehrere Stempelhülsen 20 übereinander dem Stempel 4 und mehrere Matrizenhülsen 22 ineinander der Matrize 6 zugeordnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Hochdruckpresse
2: Behälter
4: Stempel
6: Matrize
8: Säulen
10: Faltenbalg
12: Bodenplatte
14: Stempelkopf
16: Querschnitt
18: Querschnitt
20: Stempelhülse
22: Matrizenhülse

Claims

Hochdruckpresse (1) zum Komprimieren eines Behälters (2) mit radioaktivem Inhalt mittels eines relativ zu einer Matrize (6) beweglichen Stempels (4), dessen Querschnitt (16) lediglich geringfügig kleiner als ein den Behälter (2) zumindest abschnittsweise einschließender Querschnitt (18) der Matrize (6) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hochdruckpresse (1) zusätzlich zu der ersten Funktionsstellung zumindest eine weitere Funktionsstellung mit einem veränderten Querschnitt (16) des Stempels (4) sowie einem an den veränderten Querschnitt (16) des Stempels (4) angepassten Querschnitt (18) der Matrize (6) zum Komprimieren unterschiedlicher Behälter (2) einstellbar ist, wobei die veränderten Querschnitte (16, 18) in der zweiten Funktionsstellung durch jeweils einen dem Stempel (4) sowie der Matrize (6) zugeordneten Formkörper erreichbar sind, und wobei der dem Stempel (4) zugeordnete Formkörper als eine Stempelhülse (20) und der der Matrize (6) zugeordnete Formkörper als eine Matrizenhülse (22) ausgeführt ist.
Hochdruckpresse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (16, 18) eine einstellbare Querschnittsfläche aufweisen.
Hochdruckpresse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (16, 18) eine einstellbare Geometrie aufweisen.
Hochdruckpresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Formkörper beweglich an dem Stempel (4) oder an der Matrize (6) angeordnet ist.
Hochdruckpresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Formkörper an dem Stempel (4) und/oder an der Matrize (6) zum Erreichen der weiteren Funktionsstellung bedarfsweise fixierbar ist.
Hochdruckpresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Formkörper austauschbar ist.