DE19724350A1 - Waschvorrichtung für Antriebsgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Waschen von An­ triebsgeräten für Steuerstäbe in Atomkraftwerken, wobei die Antriebsgeräten als drei Hauptteile, und zwar Außenrohr, Kolbenrohr und Schraube abmontiert und einzelnd in ver­ schließbaren Behältern mit Wasser gewaschen werden.

Die Antriebsgeräte für Steuerstäbe in Atomkraftwerken sind durch aktive Ablagerung von Korrosionsprodukten kontaminiert und beim Waschen entstehen Dosisbelastungen in der Waschanlage und am Bedienungspersonal. Die Waschanlage akkumuliert in­ nenseitige Aktivität, was mit sich bringt, daß bei Arbeits­ position hohe Dosisleistungen vermessen werden. Bis jetzt wurde das Abwaschen in Behältern mittels Wasser und Ultraschallen durchgeführt. Das Abwaschen von Antriebsgeräten erfolgte üblicherweise indem das Antriebsgerät zuerst in den Abwasch­ behälter hinabgelassen und innen mit Wasser abgespült wurde. Nachdem das Abspülen fertig war, wurde das Antriebsgerät abmontiert und die kleineren Teile einzelnd in kleinen Ultra­ schallwäscher und die größeren Teile, Außenrohre, Kolbenrohre und Schraube einzelnd im Abwaschbehälter gewaschen. Die größe­ ren Teile des Antriebsgerätes wurden dreimals gewaschen, was Hantieren der Teile bei drei Gelegenheiten bedeutet. Der Teil, der gewaschen werden soll, wird in einer Traverse aufgehängt und in das Abwaschgerät eingetaucht und wenn das Abwaschen als durchgeführt angesehen wird, wird die Komponente aufgezogen und dabei abgespült und kontrolliert. Dies wird wiederholt bis die Flächensauberkeit ein annehmbares Niveau erreicht hat. Bei Verwendung von bekannten Vorrichtungen mit Ultraschall­ schwenkungen bedingt die Waschzeit etwas vier Stunden. Falls Ultraschall für die ganze gesamte Länge von Außenrohr, Kolben­ rohr und Schraube nach einander in dem selben Behälter ver­ wendet wird, handelt es sich um eine Waschzeit von etwa zwölf Stunden. Aufgrund der langen Waschzeit ist Abwaschen mit Ultraschallschwenkungen nur im beschränkten Maß vorgekommen und statt dessen erfolgte das Abwaschen indem die Komponenten einige Zeit in ein Wasserbad von etwa 80°C hineingelassen wurden, wonach die Komponente aus dem Gerät aufgezogen und dabei außen abgespült wurde. Wenn nach einem derartigen Abwaschen die Komponente noch zu hohe Dosisleistung aufweist, wird das Abwaschen wiederholt.

Wenn die Komponenten einzelnd gewaschen werden und der Sauber­ keitseffekt gering ist, muß zum Erreichen von annehmbarer Sauberkeit die Prozedur mehrmals wiederholt werden. Das wieder­ holte Hantieren bedeutet aber, daß das Personal Bestrahlungsbe­ lastung ausgesetzt wird. Um den Abwascheffekt beim Ultra­ schallabwaschen zu erhöhen, ist eine bedeutende Erhöhung der Anzahl von Ultraschallschwenkungen erforderlich. Somit wäre es möglich das Abwaschen mit Ultraschallschwenkungen zu verbes­ sern, falls die Anzahl von Ultraschallschwenkungsorganen erhöht wird. Jedoch kann nur erreicht werden, daß die Komponenten außen mit Ultraschall abgewaschen werden, da der Ultraschall bei einer Materialdicke von 2 mm völlig abgeschirmt wird. Vorläufig können somit die inneren Flächen der Komponenten, und zwar die Innenflächen der Außen- und Kolbenrohre nur im Wasserbad gewaschen werden, wobei der Abwascheffekt gering ist.

Die Erfindung löst nun das Problem indem das Abwaschen ver­ bessert und die oben erwähnten Nachteile bei bekannten Wasch­ methoden beseitigt werden und insbesondere gutes Abwaschen von inneren Flächen erreicht wird, und die Erfindung weist dabei die in den nachfolgenden Patentansprüchen angegebenen Merkmale auf.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungsfigur näher erläutert.

In der Zeichnungsfigur sind die zu der erfindungsgemäßen Waschvorrichtung gehörenden Teile schematisch dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform enthält die Waschvorrichtung drei Waschbehälter 1, 2 und 3. Die Waschbehälter sind genügend lang um die zum Waschen vorgesehenen Gegenstände in die Be­ hälter völlig eintauchen zu können. Wie in der Einleitung erwähnt, handelt es sich bei den zum Waschen vorgesehenen Hauptteilen um Antriebsgeräte für Steuerstäbe in Atomkraft­ werken. Die Antriebsgeräte umfassen drei Haupteile, und zwar ein Außenrohr, ein Kolbenrohr und eine Schraube. Außerdem enthalten Antriebsgeräte eine Menge Einzelteile, die jedoch in konventioneller Weise oder erfindungsgemäß gewaschen werden können. Der Waschbehälter 1 ist zum außenseitigen Waschen von Gegenständen vorgesehen, während der Waschbehälter 2 vorgesehen ist um die Außenrohre innen auszuwaschen und der Waschbehälter 2 vorgesehen ist um das Kolbenrohr innen auszuwaschen.

Am obigen Ende hat der Waschbehälter 1 Luken 4, die geöffnet noch geschlossen werden können. Der längliche Gegenstand, z. B. das Außenrohr, der gewaschen werden soll, wird von oben aus in den Behälter 1 eingeführt und hinabgesenkt. Steuerung der Lage des Außenrohres im Behälter erfolgt mittels anpassungsfähigen Steuerungen 5, die somit die Lage des Außenrohres im Behälter befestigen. Hochdrucksdüsen 6 sind im Behälter ringförmig außerhalb des Außenrohres angebracht, wenn es im Behälter eingetaucht ist. Die Hochdrucksdüsen können die gesamte Außen­ seite des Außenrohres erreichen. Wahlweise können die Hoch­ drucksdüsen im Behälter nach oben und unten verschiebbar angeordnet werden. Die Hochdruckdüsen im Behälter 1 erhalten ihr Wasser unter hohem Druck von einer Pumpe 7 über eine Speiseleitung 8. Das Wasser kann erwärmt sein und aus diesem Grund ist auch ein Heißwasserkessel 9 vorgesehen. Am Boden des Behälters gibt es eine Entleerungsleitung 10 mit einem Ventil 11 und einem dazu gehörenden Steuergerät 12. Die Leitung 10 führt zu einer Abflußleitung 13, die eine Entwässerungspumpe 14 aufweist, ein Teilchenabscheider 15 folgt, der sich mit den verschmutzten Teilchen befaßt. Das Wasser kann dann in ein zweckmäßiges Abflußsystem abgeleitet werden. Es wird auch eine von der Leitung 13 abgegrenzte Leitung 16 gezeigt, durch welche Leitung 16 gesäubertes Wasser zur Benutzung zurückgeleitet und dabei zum Heißwasserkessel 9 oder zu der Hochdruckspumpe 7 gebracht wird.

Der Behälter 1 weist auch eine Ventilationsanlage auf. Am oberen Teil des Behälters ist eine Absaugleitung 17 mit Dros­ seln 18 angebracht, die über eine Absaugleitung 19 zu einem Reiniger 20 führt. Ein Ventilator 21 besorgt den Absaugeffekt. Diese Absaugvorrichtung wird vorzugsweise beim Punktabsaugen verwendet.

In der Zeichnungsfigur wird auch eine Leitung 22 gezeigt, die z. B. mit Druckluft die Luken 4 über ein steuerbares Ventil 23 betätigt. In der Figur werden noch zwei Leitungen 24 und 25 zur Betätigung der äußeren Steuerungen 5 gezeigt.

Die Waschfunktion des Behälters 1 wird noch im einzelnen erläutert aber im Prinzip erfolgt das Abwaschen indem der Gegenstand, z. B. das Außenrohr mittels Steuerungen 5 seitlich im Behälter befestigt wird aber nach oben und nach unten verschoben werden kann. Die ringförmlich angeordneten Hoch­ drucksdüsen bespritzen dann das Außenrohr außen mit Wasser unter hohem Druck. Es ist hinzuzufügen, daß die Speiseleitung 8 für Wasser unter hohem Druck mit einem von einem Magnetventil für Hand- oder Automatbetrieb nach einem erprobten Wasch­ programm gesteuerten pneumatischen Ventil 26 versehen ist. Die Abflußleitung 13 vom Waschbehälter aus hat eine permanente Handspülfunktion. Nach beendigtem Waschen wird die Leitung um aktive Verunreinigungen abzuleiten mit Wasser ausgespült oder von der Leitung mit Heißwasser vom Heißwasserkessel gespült. Dadurch, daß permanente Spülfunktion vorhanden ist, wird die Dosisbelastung bedeutend geringer und das Arbeitsmilieu verbes­ sert.

Die Behälter 2 und 3 sind auf dieselbe Weise zum inneren Waschen von zylindrischen Komponenten vorgesehen ausgeführt. In der beschriebenen Ausführungsform werden somit zwei Behälter verwendet, wobei der Behälter für Waschen innen im Außenrohr und der Behälter 3 für Waschen innen im Kolbenrohr vorgesehen sind. Auf dieselbe Weise wie früher sind Steuerungen 27 zur äußeren Steuerung der röhrenförmigen Komponenten vorgesehen um diese in eine korrekte radiale Lage im Behälter zu bringen. Die Behälter weisen auch Luken 28 auf, die Schmutzblecher ausmachen und mit der Hand oder automatisch betätigt werden können. Der Innenseite des Behälters entlang erstreckt sich ein Speiserohr 29 nach unten, durch welches Wasser unter hohem Druck zu­ geleitet wird. Wie ersichtlich, kehrt das Speiserohr 29 im unteren Teil des Behälters um und erstreckt sich nach oben im Zentrum des Behälters. An der oberen Mündung des Speiserohres 29 ist eine Hochdrucksdüse 30 angebracht. Diese Hochdrucksdüse spritzt Wasser unter hohem Druck auf die Innenseite des zylindrischen Gegenstandes. Unter der Drüse sind vorzugsweise Steuerungen 31 angeordnet und diese sichern die Zentrierung der Düse, zum Teil beseitigen sie die Möglichkeit, daß die Düse mit den inneren Teilen des zylindrischen Gegenstandes in Berührung kommt. Sowohl die Steuerungen 27 gegen die Außenseite des zylindrischen Gegenstandes wie die Steuerungen 31 sind ein­ stellbar um verschiedenen Dimensionen des zylindrischen Gegen­ standes, somit z. B. des Außenrohres des Antriebsgerätes, zu passen. Die Steuerungen sichern die Möglichkeit, daß das Außenrohr im Behälter nach oben und unten verschoben werden kann ohne die Innenseite des Behälters oder die Hochdrucksdüse zu berühren. Der Behälter 2 ist am Boden als Trichter aus­ geführt um zu vermeiden, daß Verunreinigungen sich am Behälter­ boden ansammeln. Dies gilt auch der Ausführung des Behälters 1.

Die Behälter 2 und 3 sind auch mit Entlüftung oder Absaugevor­ richtung für Dampf ausgerüstet durch die Rohre 32, die an dem selben System zur Entlüftung oder Dampfabsaugung des Behälters 1 angeschlossen sind. Ein Abflußsystem für die Behälter 2 und 3 ist vorhanden und ist wie das Abflußsystem für den Behälter 1 ausgeführt.

Sämtliche Behälter sind mit Breiteablauf versehen. Die früher erwähnte Hochdruckspumpe 7 wird für Speisen von Kalt- und Warmwasser unter Druck für das Waschen in sämtlichen Waschbehälter verwendet. Bei Kaltwasserwaschung ist Spritzen von Wasser mit 350 bar und mit 20°C vorgesehen. Bei graphit­ kontaminierten Flächen ist Hochdruckswaschen mit Heißwasser von etwa 80°C und einem Druck von 180 bar erforderlich. Die Betätigung der Hochdruckspumpe kann automatisch oder mit der Hand mit Signalen von einer Betätigungszentrale (nicht gezeigt) erfolgen. Die Hochdruckspumpe hat somit zwei Speiseleitungen, zum Teil eine für Kaltwasser bezeichnet mit 33 und eine vom Heißwasserkessel bezeichnet mit 34. Es wird eine Hochdrucks­ pumpe gezeigt, zweckmäßig ist aber eine für jeden Behälter anzuordnen um zu ermöglichen, daß die Behälter bei verschiede­ nem Druck gleichzeitig im Betrieb sein können.

Die Funktion für außenseitiges Waschen im Behälter 1 ist wie folgt. Die Luken oder Spritzfänger 4 werden geöffnet und die zum Waschen außenseitig vorgesehene Komponente wird völlig in den Behälter eingetaucht, wonach die Steuerungen 5 angesetzt und die Luken geschlossen werden. Ein automatisches Wasch­ programm kann beginnen und dies bedeutet, daß der Punktabsaug beginnt und danach wird die Komponente von einem Aufzug an den Hochdrucksdüsen vorbei auf eine obere Lage gezogen und dabei mit kaltem Wasser gewaschen. Danach werden die Schmutzbleche geöffnet und die Komponente etwa 1 m herabgelassen und die Schmutzbleche werden geschlossen. Dann beginnt das Heißwasser­ waschen indem die Hochdruckspumpe 7 heißes Wasser vom Heiß­ wasserkessel in die Hochdrucksdüsen leitet, wobei die Komponen­ te auf eine obere Lage gezogen wird und somit ist das Waschen beendet. Zweckmäßige Waschgeschwindigkeit muß von Fall zu Fall ausprobiert werden. Es kann aber angenommen werden, daß es sich um eine Geschwindigkeit von etwa 1 m/Min handelt, wobei schät­ zungsweise die Gesamtwaschzeit mit kaltem Wasser etwa 15 Min. und mit Heißwasser 3 Min beim aussenseisigem Wasser von Komponenten sein sollte. Das aussenseisige Hochdruckswaschen erfolgt zuerst mit Wasser mit einer Temperatur von 15°C bis 20°C unter einem Druck von 350 bar. Wenn graphitbelegte Teile oder Flächen der Komponente gewaschen werden sollen, erfolgt dies mit Heißwasser von etwa 80°C und unter einem Druck von 180 bar. Bei der Hochdruckspumpe wird der Druck automatisch oder mit der Hand eingestellt und das Abwechseln zwischen kalten und heißen Wasser wird ebenfalls mittels Steuerung von Ventilen in den Leitungen 33 bzw. 34 automatisch oder mit der Hand ausgeführt.

Die Behälter 2 und 3, die somit das innenseitige Waschen der Komponenten besorgen haben ungefähr dieselbe Funktion. Die Luken 28, die auch Spritzfänger benannt sind, werden geöffnet und die inneren Steuerungen 31 mit Rücksicht auf evt. Organe an den Innenseiten der Komponente eingestellt. Es können z. B. Zahnstangen oder sonstiges vorkommen und die Steuerungen müssen von derartigen Gegenständen frei sein. Danach werden die Komponenten in den Behälter zwischen den befestigten äußeren Steuerungen 27 in den Behälter eingetaucht. Die Komponente wird auf die richtige Lage über die Spüldüse bis zu einer unteren Lage versenkt. Danach beginnt das automatische Waschprogramm, was bedeutet, daß Punktabzug 32 in Gang gesetzt wird, die Schmutzbleche 28 geschlossen werden und das Kaltwasserwaschen beginnt. Die Komponente wird etwa 1 m/s an den Düsen vorbei gezogen bis sie auf eine obere Lage gelangt ist, wobei das Kaltwasserwaschen gestoppt wird. Die Luken 28 werden geöffnet und das Rohr wird etwa 1 m gesenkt und das Heißwasserwaschen kann beginnen. Die Spritzfänger werden geschlossen und das Rohr wird wieder auf die obere Lage gezogen und das Heißwasser­ waschen wird gestoppt. Das automatische innenseitige Waschen der Komponente ist zu Ende. Wie erwähnt, ist die Waschfunktion in den Behältern 2 und 3 gleich, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß bei innenseitigem Waschen des Kolbenrohres im Verhältnis zu dem innenseitigen Waschen von dem Außenrohr, das Kolbenrohr nicht in eine besondere Position der Düse versetzt werden muß, da das Kolbenrohr innen weder Organe noch Konstruktionsteile aufweist.

Im folgenden wird nun die beabsichtigte Waschmethode zum Hoch­ druckswaschen von Steuergeräten beschrieben.

Die zum Waschen in den Waschbehältern vorgesehenen Komponenten werden mittels einer Taverse versetzt. Die Geschwindigkeit in den Behältern an den Hochdrucksdüsen vorbei kann nicht mit Bestimmtheit angegeben werden, sondern die Erfahrung wird zeigen, welche Geschwindigkeit zweckmäßig ist, schätzungsweise dürfte es sich um etwa 0,5-1 m/min handeln. Die Traverse ist zum Aufziehen und Herabsenken der Komponenten für anhand der eingestellten Länge und der eingestellte Geschwindigkeit vorbestimmte Niveaus automatisiert. Mit Kaltwasserwaschen wird wie schon erwähnt, Hochdruckswaschen bei 15°C und 350 bar gemeint. Mit Heißwasserwaschen wird Hochdruckswaschen bei 80°C und 180 bar gemeint.

Das erste Waschen. Dies betrifft aussenseisiges Abspülen der Antriebsgeräte. Das Antriebsgerät wird in den Behälter 1 eingetaucht und außen abgespült. Nachdem Abspülen wird das Gerät hinaufgezogen und das aussenseisige Abspülen ist zu Ende. Nach dem aussenseisigen Abspülen wird das Antriebsgerät ab­ montiert und die kleineren Teile werden z. B. in einem Ultra­ schallbad gewaschen.

Das zweite Waschen. Hier handelt es sich um aussenseisiges Waschen von Außenrohren, Kolbenrohren und der Schraube. Jede Komponente wird in dem Behälter zum aussenseisigen Waschen, und zwar dem Behälter 1, einzelnd gewaschen. Die Komponente wird in den Behälter versenkt, die Hochdruckspumpe zum Kaltwasser­ waschen wird eingeschaltet und die Komponente an dem Düsenring vorbeigehoben. Wenn das Kaltwasserswaschen beendigt ist, beginnt das Heißwasserwaschen. Das Heißwasser wird der Hoch­ druckspumpe zugeleitet. Beim Heißwasserwaschen werden Graphit­ reste in dem unteren Teil der Komponenten weggespült. Schät­ zungsweise muß etwa 1 m der Komponentenlänge mit Heißwasser abgewaschen werden.

Das dritte Waschen. Dies bedeutet innenseitiges Waschen der Außenrohre. Das Außenrohr wird zwecks innenseitigem Waschen in den Behälter 2 eingetaucht. In der Mitte des Behälters, ist wie schon erwähnt, die Düse 31 im oberen Teil am Rohr 29 angebracht. Die Komponente, d. h. das Außenrohr wird derartig versetzt, daß die Düse innenseitig placiert und die gesamte Länge herabgelassen wird. Um die Gefahr zu beseitigen, daß die Düse und/oder das Rohr die inneren Konstruktionen des Außen­ rohres berühren kann, sind die äußeren und inneren Steuerungen angeordnet. Wenn die Komponente in die untere Lage im Behälter herabgelassen worden ist, werden die Spritzfänger geschlossen und das Waschen kann beginnen. Die Hochdruckspumpe wird für Kaltwasserwaschen inbetriebgesetzt und die innenseitig placierte Düse wäscht die Komponente von innen. Um die gesamte Länge waschen zu können wird die Komponente von der Traverse automatisch an den Hochdrucksdüsen vorbei aufgezogen und herab­ gelassen. Wenn das Kaltwasserwaschen beendigt ist, wird der Hochdruckspumpe statt dessen Heißwasser zugeleitet und vorlie­ gender Graphit weggespült.

Die oben beschriebenen Waschmethoden können gemäß einem be­ sonderen Programm derartig automatisiert werden, daß das Öffnen und Verschließen von Luken, der Ansatz von Steuerungen, das In- und Ausserbesriebsetzen der Hochdruckspumpe, die Wahl des Druckes auf die aufgespritzte Flüssigkeit, die Wahl der Tem­ peratur, der Aufzugsbewegung und Herablassungsbewegung der Traverse, die Betätigung des Punktabzuges und der Entleerung der Behälter usw. automatisch oder mit der Hand oder Kombina­ tionen davon gesteuert werden. Auch die Geschwindigkeit, mit welcher die Komponenten in den entsprechenden Behälter versenkt und aufgezogen werden, kann automatisch gesteuert werden. Somit, wenn man drei ausführungsgemäß angeordnete Behälter hat, können drei Waschoperationen mehr oder weniger gleich­ zeitig ausgeführt werden. Wichtig ist jedoch, daß ein Behälter zum aussenseisigen Waschen der Komponente und zumindest ein Behälter zum innenseitigen Waschen der Komponente vorhanden sind. Ferner ist es wichtig, daß Hochdrucksspülen bei ver­ schiedenen angepaßten Drucken und mit verschiedenen Tempera­ turen des Wassers, und zwar sollen die Temperatur angemessen hoch und der Druck dazu angepaßt sein, erfolgen kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Waschen von Antriebsgeräten für Steuer­ stäbe in Atomkraftwerken, wobei die Antriebsgeräten als drei Hauptteile, und zwar Außenrohr, Kolbenrohr und Schraube abmontiert und einzelnd in verschließbaren Behältern mit Wasser gewaschen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Behälter (1), umfaßt, der länger als der zum Waschen vorgesehene Teil ist und beim Verschieben in den Behälter herein an der Außenseite des Teiles anliegende Steuerungen (5) aufweist und ferner zumindest einen Ring mit konzentrisch mit den Steuerungen (5) angebrachten Hochdrucks­ düsen (6) aufweist und so angeordnet sind, daß Relativbewegung zwischen dem Ring und dem Teil in der Einführungsrichtung des Teiles in den Behälter vorhanden ist beim Wasserausspritzen unter hohem Druck von den Düsen (6) auf das Zentrum des Ringes und die Außenseite des Teiles und daß die Vorrichtung ferner zumindest einen zweiten Behälter (2) mit der selben Länge als der erste, aufweist, welcher Behälter auch beim Verschieben in den Behälter hinein an der Außenseite des Teiles anliegende Steuerungen (27) aufweist und Hochdrucksdüsen (30) im Zentrum davon ab- und nach außen gerichtet zum Ausspritzen von Wasser unter hohem Druck und so angeordnet, daß Relativbewegung zwischen den Hochdrucksdüsen (30) und der Innenseite des Teiles in der Richtung, in welcher der Teil in den Behälter eingeführt wird, beim Wasserausspritzen vorliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Behälter (2) im Zentrum an die Innenseite des Teiles anlegefähige Steuerungen (31) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdrucksdüsen (6) dem Behälter gegenüber fest montiert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdrucksdüsen (6) in der Richtung der Längsrichtung des Teiles verschiebbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter an ihrem niedrigsten Punkt eine Entleerungsöffnung (10) aufweisen, von welcher eine Abflußleitung (13) mit einem Teilchenabscheider (15) ausläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter eine Absaugleitung (17) mit einem Filter (20) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heißwasserkessel (9) der Hochdruckspumpe (7) vorgeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hochdruckspumpe (7) abgegebene Wasserdruck ver­ stellbar ist.