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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Absperren
einer Rohrleitung, insbesondere zum Absperren einer
Rohrleitung in einer Kernkraftwerksanlage.
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Zur Vorbereitung von Reparatur- und Wartungsarbeiten in einer
Kernkraftwerksanlage, beispielsweise in einer
Siedewasserreaktoranlage mit außenliegenden Umwälzschleifen, sind
Dekontaminationsarbeiten zur Verringerung der Strahlenbelastung des die
Reparatur- und Wartungsarbeiten durchführenden Personals
erforderlich. Dieses erfolgt häufig mit einem chemischen Prozess
in den betreffenden Anlagenteilen, beispielsweise in den
Rohrleitungen. Dazu ist es erforderlich, den zu dekontaminierende
Rohrleitungsabschnitt von angrenzenden Anlagenteilen,
beispielsweise vom Reaktordruckbehälter, abzuschotten. Da häufig
an den betreffenden Stellen keine Absperreinrichtungen in der
Anlage installiert sind, ist es erforderlich, die Abdichtung
mit einer Dichtvorrichtung durchzuführen, die nachträglich und
reversibel in das Innere einer Rohrleitung eingebracht werden
kann. Hierzu ist es bekannt, eine Dichtblase einzusetzen, die
an der betreffenden Position mit einem Druckfluid, in der
Regel Wasser, beaufschlagt wird, und die Rohrleitungen
abschließt.
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Dabei besteht jedoch das Problem, dass oftmals die
abzudichtende Rohrleitung einen erheblich größeren Querschnitt
aufweist als die in sie mündenden Inspektionsrohre, so dass das
Einführen und insbesondere das Herausführen einer entsprechend
voluminösen Dichtblase erschwert ist, da diese auch im
nichtaufgeweiteten Zustand ein großes Restvolumen aufweist.
Insbesondere das Entfernen der entleerten Dichtblase, d. h. das bei
Herausführen der Dichtblase aus der Rohrleitung erforderliche
Einführen in die Mündungsöffnung des Inspektionsrohres, mit
der dieses in die Rohrleitung mündet, ist problematisch und
nahezu unmöglich.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine
Vorrichtung zum Absperren einer Rohrleitung anzugeben, die auch durch
Inspektionsöffnungen mit relativ kleinem Innendurchmesser in
die Rohrleitung hinein- und aus dieser herausgeführt werden
kann.
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Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer
Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Da die
Dichtblase zwischen relativ zueinander in einer Längsrichtung
verschiebbar gelagerten Halteflanschen fixiert ist, kann diese
zum Hinein- oder Herausführen in Längsrichtung gestreckt
werden, so dass das Entstehen von Wülsten, die insbesondere das
Herausführen der Dichtblase erschweren können, verhindert ist.
Die Dichtblase kann dabei relativ lang gezogen werden, so dass
diese eine große Außenoberfläche aufweisen kann. Durch
Verkürzen des Abstandes zwischen den Halteflanschen nimmt die
Dichtblase eine annähernd kugelige Form an, so dass ohne
Überschreitung der zulässigen Dehnungsgrenzen der Dichtblase ein
Abdichten von Rohrleitungen mit großem Querschnitt ermöglicht
ist. Zum Entfernen der Dichtblase werden die Halteflansche
auseinandergefahren und die Dichtblase wird erneut gestreckt,
so dass sie zwangsläufig in eine Form zurück geführt wird, die
sie auch beim Einführen aufweist. Damit ist sichergestellt,
dass sie auch beim Herausfahren durch die Engstellen geführt
werden kann, die sie beim Hineinfahren passiert hat.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich
gemäß der Unteransprüche.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das
Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen. Es zeigen
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Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Arbeitsposition
in einem schematischen Längsschnitt,
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Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung im
Bereich einer Inspektionsöffnung eines Inspektionsrohrs
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Fig. 3 die Dichtblase bei maximal ausgefahrenen
Halteflanschen,
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Fig. 4 die Dichtblase in axial kontrahierter und radial
expandierter Arbeitsposition.
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Gemäß Fig. 1 ist in eine Rohrleitung 2, im Ausführungsbeispiel
ein in einen Reaktordruckbehälter 4 eines Siedewasser-
Kernreaktors mündendes Anschlussteil einer außenliegenden
Umwälzschleife, eine Dichtblase 6 eingeführt. Die Dichtblase 6
schottet den Reaktordruckbehälter 4 von den angrenzenden
Leitungssystemen ab, so dass in diesen unterhalb der Dichtblase 6
eine chemische Dekontamination durchgeführt werden kann.
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Die Dichtblase 6 ist in ihrem Inneren mit einem Fluid in der
Regel Wasser, beaufschlagt, die diese aufweitet, so dass sie
sich an den Innenumfang der Rohrleitung 2 anlegt und diese
fluiddicht verschließt.
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In die Rohrleitung 2 mündet ein Inspektionsrohr 8, dessen
Innendurchmesser und damit auch die lichte Weite der
Mündungsöffnung 9 deutlich kleiner ist als der Innendurchmesser der
abzuschottenden Rohrleitung 2. Das Inspektionsrohr 8 ist durch
eine Wand 10 der Kraftwerksanlage hindurchgeführt und mit
einem Absperrschieber 12 versehen, mit dem es verschlossen
werden kann.
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Durch die am freien Ende des Inspektionsrohres 8 befindliche
Inspektionsöffnung 14 ist eine aus mehreren Längssegmenten 16
zusammengesetzte Führungslanze 18 hindurchgeführt, die an
ihrem freien Ende die Dichtblase 6 trägt. Der segmentierte
Aufbau der Führungslanze 18 ermöglicht das Einführen der
Dichtblase 6 zu einer weit von der Inspektionsöffnung 14 entfernten
Stelle auch bei beengten räumlichen Verhältnissen im
Zugangsbereich, wie sie im Beispielfall im Raum 20 hinter der Wand 10
vorliegen.
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An der Inspektionsöffnung 14 ist eine Kammer 22, im Beispiel
ein Rohrstück, angeflanscht, die mit einem Anschlussstutzen 21
versehen ist, um eine Zirkulation einer in die Umwälz- oder
Treibwasserschleife eingebrachten Dekontaminationsflüssigkeit
F zu ermöglichen. Die Dekontaminationsflüssigkeit F zirkuliert
dabei durch den Ringspalt zwischen Führungslanze 18 und
Inspektionsrohr 8. Um außerdem ein maximales Befüllen der
Rohrleitung 2 bei eingeführter Führungslanze 18 zu ermöglichen,
ist diese in ihrem Inneren mit Entlüftungsleitungen versehen,
durch die beim Befüllen der Rohrleitung 2 die darin
befindliche Luft nach außen verdrängt, d. h. entweichen kann. Die
Entlüftungsleitungen münden in Öffnungen, die sich am freien Ende
der Führungslanze 18 befinden, so dass die
Dekontaminationsflüssigkeit F bis zur Höhe der Dichtblase 6 ansteigen kann.
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Die Kammer 22 bildet gemeinsam mit einem sich bis zum
Absperrschieber 12 erstreckenden Rohrabschnitt 23 des
Inspektionsrohres 8 einen Schleusenraum 24, in den das erste, d. h. das am
Freiende der Führungslanze 18 befindliche Längssegment 16-1
bei geschlossenem Absperrschieber 12 eingeführt werden kann.
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Am freien Ende der Führungslanze 18, d. h. am ersten
Längssegment 16-1, ist ein erster Halteflansch 30 angeordnet, der die
Dichtblase 6 fixiert. Der Halteflansch 30 trägt einen in das
Innere der Dichtblase 6 hineinragenden Hubzylinder 32, dessen
Kolbenstange 34 im Inneren der Dichtblase axial, d. h. in
Längsrichtung der Führungslanze 18 verschiebbar ist. An ihrem
Freiende ist die Kolbenstange 34 mit einem zweiten
Halteflansch 36 versehen, an dem ebenfalls die Dichtblase 6 in
einem dem ersten Halteflansch 30 gegenüberliegenden Bereich
fixiert ist. Durch Betätigen des Hubzylinders 32 wird der zweite
Halteflansch 36 relativ zum ersten Halteflansch 30
achsparallel zur Führungslanze 18 verfahren und die Dichtblase 6 wird
gestreckt oder gestaucht.
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In der vergrößerten Ansicht gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, dass
an dem der Inspektionsöffnung 14 abgewandten Ende des
Rohrstückes 22 eine Montagehilfsvorrichtung 25 angeflanscht ist, die
zugleich die Schleusenöffnung 26 bildet und an ihrem
Innenumfang mit ringförmigen Gleitdichtungen 27 versehen ist, deren
lichter Durchmesser dem Außendurchmesser der rohrförmigen
Längssegmente 16 angepasst ist und den Schleusenraum 24 bei
eingeführtem Längssegment 16 zum Außenraum fluiddicht
abschließt. Das erste Längssegment 16-1 wird dann soweit
eingeführt, dass es noch zu einem Teil aus dem Rohrstück 22 heraus
steht, und so den Schleusenraum 24 abdichtet. Mit Hilfe von
radialen Spannzylindern 28 wird das erste Längssegment 16-1
fixiert und ein weiteres Längssegment 16-2 angekoppelt, das
nach Freigabe der Spannzylinder 28 hydraulisch vorgeschoben
wird. Dies ermöglicht die sukzessive Montage der Längssegmente
16, die abschnittsweise in das Inspektionsrohr 8 eingeführt
und jeweils durch ein weiteres Längssegment 16 verlängert
werden kann.
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Die Funktionsweise des Hubzylinders 32 wird anhand der Fig.
3 und 4 näher erläutert. In Fig. 3 ist das Kopfstück des
ersten Längssegmentes 16-1 mit dem am Kopfstück fixierten ersten
Halteflansch 30 vergrößert dargestellt. Die Kolbenstange 34
des Hubzylinders 32 ist ausgefahren, so dass die zwischen den
Halteflanschen 30 und 36 fixierte Dichtblase 6 in
Axialrichtung gestreckt wird und einen Außendurchmesser aufweist, der
im wesentlichen durch die Elastizität des Werkstoffes, aus dem
die Dichtblase 6 besteht, vorgegeben ist und den Durchmesser
der Halteflansche 30 und 36 nur unwesentlich überschreitet. In
diesem ausgefahrenen Zustand kann die Dichtblase 6 problemlos
durch das Inspektionsrohr 8 (Fig. 1) ein- und ausgefahren
werden. In der Figur ist außerdem zu erkennen, dass zur
Erleichterung der Vorschubbewegung in beiden Richtungen am
Außenumfang der Halteflansche 30 und 36 eine Mehrzahl von
Gleitrollen 38 angeordnet sind.
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Gemäß Fig. 4 ist die Kolbenstange 34 des Hubzylinders 32
eingefahren, so dass die Dichtblase 6 zwangsläufig von der
zylindrischen Form gemäß Fig. 3 in eine annähernd kugelige Form
überführt ist. Bei Beaufschlagung des Innenraums der
Dichtblase 6 mit einem Fluid ist somit nur noch eine geringe Dehnung
der Dichtblase 6 erforderlich, um die gewünschte Abdichtung
effizient herbei zu führen.
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Nach Abschluss der Wartungsarbeiten wird die Dichtblase 6
geleert und die Kolbenstange 34 des Hubzylinders erneut
ausgefahren, so dass zwangsläufig die in Fig. 3 dargestellte
Konfiguration eingenommen wird. Damit ist sicher gestellt, dass
die Dichtblase 6 erneut eine wulstfrei zylindrische Form
einnimmt und problemlos zurück in das Inspektionsrohr 8 gefahren
werden kann. Durch das zwangsweise Strecken der Dichtblase 6ist außerdem gewährleistet, dass die Dichtblase 6 auch dann
eine zylindrische Form einnimmt, wenn sie in Achs- oder in
Umfangsrichtung mit Armierungsfäden versehen ist. Es können sich
demnach keine Wülste bilden, die das Einfahren der Dichtblase
zurück in die Mündungsöffnung 9 behindern oder unmöglich
machen.
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In Fig. 3 und 4 ist außerdem zu erkennen, dass am
Halteflansch 30 Entlüftungsöffnungen 40 angeordnet sind, die an
Entlüftungsleitungen 41 angeschlossen sind, durch die die beim
Befüllen der Rohrleitung 2 verdrängte Luft nach außen
entweichen kann.
Bezugszeichenliste
2 Rohrleitung
4 Reaktordruckbehälter
6 Dichtblase
8 Inspektionsrohr
9 Mündungsöffnung
10 Wand
12 Absperrschieber
14 Inspektionsöffnung
16, 16-1, 16-2, 16-3 Längssegmente
18 Führungslanze
20 Raum
21 Anschlussstutzen
22 Kammer
23 Rohrabschnitt
24 Schleusenraum
25 Montagehilfsvorrichtung
26 Schleusenöffnung
27 Gleitdichtung
28 Spannzylinder
30 erster Halteflansch
32 Hubzylinder
34 Kolbenstange
36 zweiter Halteflansch
40 Entlüftungsöffnung
41 Entlüftungsleitung
F Dekontaminationsflüssigkeit