DE1184026B

DE1184026B - Vorrichtung zur Strahlungsabschirmung von Rohrleitungsdurchfuehrungen durch Abschirmwaende

Info

Publication number: DE1184026B
Application number: DEG33944A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Wilhelm Lehmer
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1962-01-04
Filing date: 1962-01-04
Publication date: 1964-12-23
Also published as: GB973529A; US3265898A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 21

Deutsche KL: 21g-21/32

Nummer: 1 184 026

Aktenzeichen: G 33944 VIII c/21 g

Anmeldetag: 4. Januar 1962

Auslegetag: 23. Dezember 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strahlungsabschirmung von Rohrleitungsdurchführungen durch Abschirmwände, die einen strahlungsverseuchten von einem von radioaktiver Strahlung freizuhaltenden Raum trennen.

Strahlungsverseuchte Räume, wie Atomreaktoren, Isotopenlaboratorien u. dgl. werden durch stark strahlungsabsorbierende Wände gegenüber strahlungsfreien Räumen abgetrennt. In vielen Fällen, insbesondere bei Atomreaktoren, ist es notwendig, Rohrleitungen durch diese Strahlenschutzwand« hindurchzuführen, durch die Gase oder Flüssigkeiten als Wärmeträger und/oder als Schutzmedien hindurchströmen. Solche Leitungen bilden sogenannte Strahlungskanäle, wobei '■ die Wirksamkeit ihrer Abschirmung die Wirksamkeit der gesamten Abschirmung wesentlich mitbestimmt. Strahlung gelangt entweder direkt in Achsrichtung des Rohres oder durch Mehrfachstreuung vom strahlungsverseuchten in den strahlungsfreien Raum. Solche Leitungen sind daher unvermeidbare Strahlungskanäle.

Um diesen Durchtritt von Strahlung zu reduzieren, ist es bekannt, eine Leitung innerhalb des strahlungsabsorbierenden Wandmaterials abzuwinkein und so die Leitung mit paralleler Versetzung von Eintritts- und Austrittsende hindurchzuführen. Damit wird vermieden, daß Strahlung direkt durch das Rohr hindurchtreten kann. Trotzdem wird infolge Streuung ein erheblicher Teil der Strahlung am Rohraustritt auftreten. Diese Art der Abschirmung ist daher in vielen Fällen ungenügend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Strahlungsabschirmung von Rohrdurchführungen durch Abschirmungswände zwischen einem strahlungsverseuchten und einem strahlungsfreien Raum zu schaffen, die den Durchtritt von Strahlung mit Sicherheit so weit vermeidet, wie es der nicht durchbrochenen Abschirmung entspricht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in die Rohrleitungen an der Durchführungsstelle Rohrleitungselemente eingeschaltet sind, die mindestens teilweise eine Strahlungsabsorbierende Schüttung enthalten.

Gemäß einer besonders einfachen Ausbildung des Erfindungsgedankens ist in eine geradlinige Rohrleitung auf der strahlungsverseuchten Seite und/oder in dem zu dieser Seite hin liegenden Teil der Trennwand aus strahlungsabsorbierendem Material eine Anzahl kleiner Körper aus strahlungsabsorbierendem Material, beispielsweise Bleikugeln oder aus Stangenblei hergestellte bekannte Füllkörper tetraeder-, Oktaeder- oder kissenähnlicher Gestalt, eingebracht. Da Vorrichtung zur Strahlungsabschirmung
von Rohrleitungsdurchführungen
durch Abschirmwände

Anmelder:

Gesellschaft für Linde's Eismaschinen

Aktiengesellschaft, Wiesbaden, Hildastr. 2-10

Als Erfinder benannt:

Dr. rer. nat. Wilhelm Lehmer, München

durch diese Einbauten der Strömungswiderstand des Rohres erhöht wird, ist es zweckmäßig, dieses an der Stelle, an der die Einbauten vorhanden sind, aufzuweiten. Um zu vermeiden, daß durch Streuprozesse innerhalb der Rohrleitung die Strahlungsdichte außerhalb derselben vergrößert wird; kann um das Rohr noch eine strahlungsabsorbierehde Umhüllung vorgesehen werden, soweit die RöHrwafrdung selbst nicht ausreicht. ^Ji ■

Falls das Rohr thermisch isoliert sein muß, was beispielsweise bei der Durchleitung flüssiger oder gasförmiger Wärmeträger der Fäll ist, ist es zweckmäßig, in das Wärmeisolationsmaterial ebenfalls strahlungsabsorbierende Körper so einzubetten, daß sie sich gegenseitig nicht berühren. Diese Wärmeisolierschicht kann ebenfalls noch mit einem strahlungsäbsorbierenden Mantel umgeben werden, um den Austritt von Strahlung zu Verhindern. Die in das Wärmeisolationsmaterial eingebetteten strahlungsabsorbierenden Körper können wiederum beispielsweise Kugeln, Blättchen od. dgl. sein, die sich besonders einfach lagenweise in das Wärmeisoliermaterial einbringen lassen, wobei möglichst darauf zu achten ist, daß eine Verteilung auf Lücken gerade durchgehende Strahlungskanäle verhindert. Die Körper können hierbei auf einer Schnur aufgereiht sein. Es ist auch möglich, anstatt verteilter Körper ringförmige Blenden um das Rohr anzuordnen. Weiterhin kann in die wärmeisolierende Schicht auch eine Wicklung aus strahlungsabsorbierendem Band- oder Drahtmaterial eingelegt werden.

Auch eine konzentrische Doppelrohrleitung läßt sich in einer besonders zweckmäßigen Ausbildung des Erfindungsgedankens einfach durch die strahlungsabsorbierende Wand führen. Eine solche konzentri-

409 759/292

sehe Doppelrohrleitung wird beispielsweise dazu verwandt, in ihrem Innenrohr schwach radioaktives Gas aus einem radioaktiv verseuchten Raum, beispielsweise einem Atomreaktor, zu einer Reinigungsvorrichtung zu leiten, während das gereinigte Gas durch das äußere Rohr zurückströmt. In diesem Falle kann das innere Rohr vor der Durchtrittsstelle spiralig aufgewickelt und das äußere Rohr an dieser Stelle stark aufgeweitet und mit Strahlungsabsorbierenden Körpern gefüllt sein.

In den Zeichnungen sind Beispiele für den Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt. Der von Strahlung freizuhaltende Raum liegt jeweils links von der Strahlungsabsorbierenden Trennwand 2 und ist mit 1 bezeichnet. Der mit radioaktiver Strahlung verseuchte Raum liegt jeweils rechts von der Trennwand und ist mit 3 bezeichnet.

In F i g. 1 ist eine besonders einfache Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die Rohrleitung 4 enthält innerhalb der Durchführung durch die Strahlungsabsorbierende Wand 2 auf dem mit 7 bezeichneten Teil eine Schüttung von Bleikörpern 5, die etwa bei Kugelform beispielsweise ein Drittel bis ein Zehntel des Durchmessers der Rohrleitung aufweisen. Die Schüttung ist an beiden Seiten durch siebartige Einsätze 6 gehalten, die verhindern, daß die Körper durch die Leitung 4 fortrollen.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, in der die Leitung 4 vor dem Austritt aus dem strahlungsverseuchten Raum bei 7 auf einer Länge von etwa 0,5 m auf den etwa j/3-1achen Durchmesser aufgeweitet und ebenfalls mit Bleikörpern 5 gefüllt ist. Der aufgeweitete Teil des Rohres ist von einem strahlungsabsorbierenden Mantel 8 umgeben, der die Wirksamkeit einer solchen Abschirmung unterstützt.

Die F i g. 3 zeigt die Durchführung eines koaxialen Doppelrohres 4 a, 4 6 durch eine strahlungsabsorbierende Wand 2. Hierbei ist das innere Rohr 4 a innerhalb der Strahlungsabsorbierenden Wand 2 in dem mit Ta bezeichneten Teil aufgeweitet und mit strahlungsabsorbierenden Körpern 5, vorzugsweise Bleikugeln, gefüllt. Das äußere Rohr 4 δ hat einen entsprechend aufgeweiteten Teil 7 δ, der ebenfalls mit Bleikugeln 5 gefüllt ist. Beide Rohrleitungselemente sind mit siebartigen Einsätzen 6 a bzw. 66 abgeschlossen.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Durchführung eines koaxialen Doppelrohres. Hierbei ist das innere Rohr 4 α innerhalb des strahlungsverseuchten Raumes oder innerhalb der strahlungsabsorbierenden Wand oder — wie hier dargestellt — zwischen zwei Strahlungsabsorbierenden Wänden 2 a und 26 bei 9 spiralig aufgewickelt. Das äußere Rohr 46 ist in diesem Bereich bei 76 erweitert und mit Bleikugeln S angefüllt. Es ist in diesem Bereich außerdem von einem Strahlungsabsorbierenden Mantel 8, beispielsweise einem aufgewickelten Bleiband, umgeben.

Die F i g. 5 zeigt die Durchführung eines koaxialen Doppelrohres 4 a und 46 durch die strahlungsabsorbierende Wand 2, bei der das Rohr von Wärmeisoliermaterial 10 umgeben ist. Um den Austritt von Strahlung durch das Wärmeisoliermaterial zu vermeiden, sind in dieses ebenfalls strahlungsabsorbierende Körper 5 6, wie Bleikugeln, eingelagert, jedoch nicht in dichter Schüttung, sondern zur Verhinderung der Wärmeleitung jeweils mit gegenseitigem Abstand voneinander. Dies macht eine größere Dicke der Strahlungsabsorbierenden Schicht notwendig. Wenn die ganze Anordnung nicht in der Strahlungsabsorbierenden Wand, sondern innerhalb des radioaktiv verseuchten Raumes 3 angeordnet ist, wird sie zusätzlich noch von einem strahlungsabsorbierenden Mantel umgeben. Die Strahlungsabschirmung der Rohrleitungsdurchführung ist dabei so ausgeführt, wie es in der F i g. 4 dargestellt ist.

In der F i g. 6 ist die Durchführung eines einzelnen, jedoch wärmeisolierten Rohres 4 durch die Abschirmung zwischen dem strahlungsverseuchten Raum 3 und dem von Strahlung freizuhaltenden Raum 1 dargestellt. Die Anordnung liegt zwischen zwei stark Strahlungsabsorbierenden Wänden 2 α und 26. Das Rohr 4 ist in diesem Bereich in dem mit 7 bezeichneten Teil aufgeweitet und wieder mit Bleikörpern 5 gefüllt. Es ist umgeben von Wärmeisoliermaterial 10, in das zum Schutz gegen die durchtretende Strahlung ringförmige Blenden 11 aus stark strahlungsabsorbierendem Material, wie Blei, konzentrisch um das Rohr angebracht sind. Die Isolierung ist wiederum von einer Abschirmung 8 umgeben. An der direkten Durchtrittsstelle durch die strahlungsabsorbierenden Wände sind ringförmige, gasdichte Wärmeisolationskörper 12 angebracht.

Die in den Figuren dargestellten und in der Beschreibung niedergelegten Ausführungsformen können je nach Aufgabe miteinander kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Strahlungsabschirmung von Rohrleitungsdurchführungen durch Abschirmwände, die einen strahlungsverseuchten von einem von radioaktiver Strahlung freizuhaltenden Raum trennen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rohrleitungen (4) an der Durchführungsstelle Rohrleitungselemente (7) eingeschaltet sind, die mindestens teilweise eine strahlungsabsorbierende Schüttung (5) enthalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungselement (7) auf der strahlungsverseuchten Seite einen größeren Durchmesser als die Rohrleitung (4) hat und mit einer strahlungsabsorbierenden Schüttung (5) gefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines aus zwei koaxialen Rohren (7 a, 76) bestehenden Rohrleitungselementes sowohl das innere als auch das äußere Rohr mit einer strahlungsabsorbierenden Schüttung (5) gefüllt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines aus zwei koaxialen Rohren bestehenden Rohrleitungselementes das innere Rohr (9) spiralig aufgewikkelt und das äußere Rohr (76) auf einen größeren Durchmesser als dem der Spirale entsprechenden Durchmesser aufgeweitet und der dabei entstehende Raum mit einer strahlungsabsorbierenden Schüttung (5) ausgefüllt ist (Fig. 4).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (4) und das Rohrleitungselement (7) auf der strahlungsabsorbierenden Seite mit wärmeisolierendem Material (10) umgeben sind, in welches Strahlungsabsorbierendes Material mit

gegenseitigem Abstand voneinander eingelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Wärmeisoliermaterial (10) eingelagerte strahlungsabsorbierende Material aus gleichmäßig verteilten Füllkörpern (5b) besteht (Fig. 5).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in das Wärmeisoliermaterial (10) eingelagerte Strahlungsabsorbierende Material aus um die Rohrleitung und das Rohrleitungselement angeordneten ringförmigen Blenden (11) besteht (Fig. 6).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierschicht an der Durchtrittsstelle der Rohrleitung gasdicht überbrückt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungselement (7) und/oder die Wärmeisolierschicht (10) von einem Strahlungsabsorbierenden Mantel (8) umgeben ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1056 632, 1 063 189; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 104 850.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen