DE19603902C2 - Verfahren und Anordnung zum Ablösen von Rückständen insbesondere zur Dekontaminierung in kerntechnischen Anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablösen von Rückständen insbesondere zur Dekontamination in kerntechnischen Anlagen und Behältern sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein mechanisches Entfernen der Rückstände an Oberflächen von Behältern und Rohrleitungen ist mit größten Problemen verbunden. Es findet dabei nur eine Lockerung des Materials statt aber keine Abtragung von der Fläche. Es kommt zu einem Verkeilen der Kru­ sten, so daß die Flächen zwar locker sind aber noch lange nicht vom Rohrmaterial abfallen. Hierfür gibt die DE 34 47 827 ein Verfahren und ein Gerät an, welches analog den Rohrreinigungsschläuchen mit Düsenkopf vorne eingesetzt werden kann. Weitere Werkzeuge wie eine Stahlbürste können zugleich durch intermittieren­ des Fluid seitlich vorn am Düsenkopf longitudinal durch einen Hydrozylinder bewegt werden. Auch ein Werk­ zeug wie ein Hammer oder mehrere zugleich können mit dieser Vorrichtung eingesetzt werden. Nachteilig ist, daß die Ablagerungen ungleichmäßig abgetragen wer­ den und für das Gerät schlecht zugängliche Orte nicht bearbeitet werden können.

Nuklear(-chemische) Anlagen und Lagerbehälter sind häufig hochgradig durch sedimentierte Rückstände kontaminiert. Zur Dekontamination dieser Rückstände ist die Verwendung von chemischen Lösungsmitteln be­ kannt. Nachteilig ist, daß eine vollständige Dekontami­ nation mittels dafür zugelassenen Lösungsmitteln nicht durchführbar ist.

Weiterhin ist die Verwendung von Ultraschall zum Abtrag bekannt. So wird zur Vermeidung von Beschädi­ gungen bei Abbau der Ablagerungen an Brennelemen­ ten mittels Ultraschallschwingen in der DE 32 38 886 vorgeschlagen, daß das Brennelement gleichzeitig von gegenüberliegenden Seiten aus mit Ultraschallschwin­ gen gleicher Leistung beschallt wird. Diese Anordnung läßt eine Verwendung für den Abtrag in kerntechni­ schen Anlagen nicht zu. Außerdem treten bei Ultra­ schall hohe Energieverluste durch kleinen Wirkradius auf.

Ein ebenfalls weit verbreitetes Verfahren zur Dekon­ tamination in kerntechnischen Anlagen stellt das Sand­ strahlen dar. Hierbei entsteht Sekundär-Waste (Abfall). So z. B. lagen sich der Sand ab und muß gleichfalls entfernt werden, was wiederum einen höheren Energie­ einsatz im Verfahren zur Folge hat.

Ein Energiewandler zur Hochleistungspulserzeugung, der ein mehrpoliges koaxiales Elektrodensystem aufweist, ist in der nicht vorver­ öffentlichten DE 195 32 219 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein berüh­ rungsloses Verfahren und eine Anordnung zum Entfer­ nen von hochradioaktiven Rückständen anzugeben, das auch in stark strukturierter Umgebung ein Entfernen ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Patentan­ sprüchen 1 und 6 im kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale.

Anhand eines Ausführungsbeispieles werden das Ver­ fahren und die Anordnung durch die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer zu de­ kontaminierenden Anlage,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Elektrodenanord­ nung in der zu dekontaminierenden Anlage,

In Fig. 1 ist eine zu dekontaminierende Anlage (Be­ hälter) 1 dargestellt. Desweiteren sind in diesem Behäl­ ter 1 verlaufende Rohrleitungen 2 dargestellt, die nicht weiter beschrieben werden. Durch eine Behälteröffnung 4 am oberen Teil des Behälters 1 werden eine Energie­ koaxialleitung, 8 eine Steuerleitung 9, eine schwimm­ und tauchfähige Trägereinheit 6 sowie Pumpleitungen 10 geführt. In dem Behälter 1 befindet sich außerdem ein flüssiges Trägermedium 14. Vorzugsweise außerhalb des Behälters 1 angeordnet ist eine Energieversorgung 11, eine Steueuervorrichtung 12 beispielsweise Joystick zur Steuerung der schwimm- und tauchfähigen Träger­ einheit 6 sowie ein Auffangbehälter 13 für aussedimen­ tierte Ablagerungen 3. An der Trägereinheit 6 ange­ bracht sind ein koaxiales, mehrpoliges Elektrodensy­ stem 5 (vgl. die DE 195 32 219) über die Koaxialleitung 8 mit der Energie­ versorgung 11 verbunden ist sowie eine Pumpe 7, die an den Pumpleitungen 10 angeschlossen ist.

Dabei läuft das Verfahren wie folgt ab: Die Trägereinheit 6 mit dem mehrpoligen Elektro­ densystem 5 und der Pumpe 7, wird in den Behälter 1, über die Behälterschleuse 4 eingebracht. Mittels Steue­ rung 12 wird die schwimm- und tauchfähige Trägerein­ heit 6 wie in Fig. 2 dargestellt, in die Nähe der resuspen­ dierenden Ablagerung 3 gebracht. Nach Positionierung des Elektrodensystems 5 nahe der zu resuspendieren­ den d. h. der aufzuschließenden Ablagerung 3 werden die Hochleistungspulse 15 in die Ablagerungen 3 einge­ koppelt.

Dazu wird in der Energieversorgung 11 mittels einer nicht näher dargestellten Impulsgleichstromquelle und einer ebenfalls nicht näher dargestellten Kondensator­ batterie in herkömmlicher Weise ein Hochleistungspuls 15 erzeugt. Dieser entlädt sich über eine Schaltfunken­ strecke des sich in dem Trägermedium 14 befindlichen Elektrodensystem 5. Dabei kommt es zu einer Verdich­ tung einer Schicht im Trägermedium 14. Bedingt durch die Stärke des zwischen dem Elektrodensystem 5 ent­ standenen Hochleistungspuls 15 und damit des daraus resultierenden Druckimpulses sowie der Tatsache, daß die zu resuspendierenden Ablagerungen 3 Stoffunste­ tigkeitsstellen aufweisen, erfolgt an den Ablagerungen 3 eine Druck- und Zugbeanspruchung. Die Energie des Hochleistungspulses 15 liegt dabei zwischen 2 KJ und 20 KJ, je nach Dicke und Beschaffenheit der Ablagerungen 3. Die Ablagerungen 3 lösen sich von der Wand und werden über die Pumpe 7 und die Pumpenleitungen 10 aus dem Behälter 1 gepumpt. Im Auffangbehälter 13 wird dann eine Materialtrennung vorgenommen, d. h., das flüssige Trägermedium 14 wird von den Ablagerun­ gen 3 getrennt und fließt wieder in den Behälter 1 zu­ rück.

Die schwimm- und tauchfähige Trägereinheit 6 mit dem koaxialen mehrpoligen Elektrodensystem 5 und der Pumpe 7 wird über den Joystick 12 in herkömmli­ cher Art und Weise geführt. Die Trägereinheit 6 weist gleichfalls Überwachungs- und Kontrolleinrichtungen 16 auf. So kann die Steuerung mittels Meßtechnik in der Überwachungs- und Kontrolleinrichtung 16, d. h. durch Strahlenwerte oder durch visuelle Führung mit Hilfe von Kameras erfolgen. Über die schwimm- und tauchfä­ hige Trägereinheit 6 wird der Reinigungsprozeß über­ wacht und nach vollständiger Resuspendierung der Ab­ lagerungen 3 an der gerade bearbeiteten Position wird das Elektrodensystem 5 durch die Trägereinheit 6 an einem anderen Ort neu positioniert. Der Aufbau der Trägereinheit 6 sieht wie folgt aus:

Das Elektrodensystem 5 ist mit Hilfe der beweglichen Gelenke 21 an einem Gehäuse 20 der Trägereinheit 6 angebracht. Vorzugsweise unterhalb der Trägereinheit 6 befindet sich die Pumpe 7. Die Befestigung der Pumpe 7 kann dabei starr oder flexibel erfolgen. Vorzugsweise in Nähe des Elektrodensystems 5 befindet sich die Über­ wachungs- und Kontrolleinrichtung 16. Dabei kann di­ rekt an dem Elektrodensystem 5 eine nicht näher darge­ stellte Kamera zur visuellen Erkennbarkeit der Dekon­ taminierung angeordnet sein. Praktisch einfacher ist die Anbringung der Einrichtung 16 am Gehäuse 20. Das Gehäuse 20 besteht vorzugsweise aus Edelstahl und ist wasserdicht gestaltet. Die Trägereinheit 6 weist im Ge­ häuse 20 vorzugsweise Ballast- oder Lufttanks auf und kann dadurch rollen wie ein U-Boot.

Durch die bewegliche Gestaltung des Elektrodensy­ stems 5 am Gehäuse 20 und der u-bootartigen Bewe­ gungsfreiheit der Trägereinheit 6 werden die erzeugten Druck- bzw. Stoßwellen auch in unzugängliche Engen eingeleitet.

Bezugszeichenliste

1

Behälter

2

Rohrleitungen

3

Ablagerungen

4

4

Behälteröffnung

5

mehrpoliges koaxiales Elektrodensystem

6

schwimm- und tauchfähige Trägereinheit

7

Pumpe

8

Energiekoaxialleitung

2

9

Steuerleitung

10

Pumpleitung

11

Energieversorgung

12

Steuervorrichtung

13

Auffangbehälter

3

14

Trägermedium

15

Hochleistungspuls

16

Überwachungs- und Kontrolleinrichtung

20

Gehäuse

21

Gehäuse

Claims (9)

1. Verfahren zum Ablösen von Rückständen insbe­ sondere zur Dekontaminierung in kerntechnischen Anlagen und Behältern dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochleistungspuls (15), der durch ein mehr­ poliges Elektrodensystem 5 erzeugt wird, eine Schockwelle auslöst, die Schockwelle eine Druck­ welle erzeugt, die Druckwelle Ablagerungen (3) an ihren Stoffunstetigkeitsstellen auf Zug und Druck beansprucht und damit die Ablagerungen (3) vom Behälter (1) gelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß das mehrpolige Elektrodensystem (5) über eine schwimm- und tauchfähige Trägereinheit (6) in den Behälter (1) eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch ge­ kennzeichnet, daß das mehrpolige Elektrodensy­ stem (5) mittels der Trägereinheit (6) positioniert wird.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprü­ che 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß im Behäl­ ter (1) eine Flüssigkeit (14) enthalten ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorge­ nannten Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeich­ net, daß Positionierung der Trägereinheit (6) über eine Steuerung (12) erfolgt.

6. Anordnung zum Ablösen von Rückständen ins­ besondere zur Dekontaminierung in kerntechni­ schen Anlagen und Behältern dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine schwimm- und tauchfähige Trä­ gereinheit (6) mit einem koaxialen mehrpoligen Elektrodensystem (5) in dem Behaltet(1) zu den Ablagerungen (3) positionierbar angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Elektrodensystem (5) an einem Gehäuse (20) der Trägereinheit (6) mittels beweg­ cher Gelenke (21) befestigt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 5 dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Trägereinheit (6) zusätzlich eine Überwachungs- und Kontrolleinrichtung (16) angeordnet ist.

9. Anordnung nach Ansprüchen 5 dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Trägereinheit (6) eine Pumpe (7) angebracht ist.