DE2830737A1

DE2830737A1 - Personenschleuse fuer kerntechnische anlagen

Info

Publication number: DE2830737A1
Application number: DE19782830737
Authority: DE
Inventors: Erbo Moennich; Wolfgang Scheuerpflug
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DE2830737C2; US4385469A; FR2431166A1; GB2031492B; GB2031492A

Description

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Kernforschungszentrum Karlsruhe, .den 5.JuIi 1978,

Karlsruhe GmbH PLA 7831 Sd t/s tr

Personenschleuse für kerntechnische Anlagen

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Beschreibung; C" «

Die Erfindung betrifft eine Personenschleuse für kerntechnische Anlagen, bestehend aus einem Schleusenraum, der mit Hilfe von Strahlungsdetektoren überwacht wird und dessen Zu- bzw. Abgänge aufgrund der Überwachung Steuer- bzw, sperrbar sind.

Es sind Einkammerschleusen mit zwei Türen bekannt, in denen irgendwelche Messungen vorgenommen werden, nach deren Maßgabe die Türen gesperrt werden können. Wegen dynamischer Messungen und da bei einer Schleuse eine Tür immer geschlossen sein soll, müssen Stauräume vor und nach den Meßeinrichtungen vorhanden sein. Damit ergibt sich die Möglichkeit, Gegenstände an diesen Stellen abzustellen und so den Messungen zu entziehen, bis die gegenüberliegende Tür geöffnet ist. Danach können diese durch geschicktes Vorgehen unter Alarmauslösung aus der Schleusenkammer entfernt werden, wobei dies jedoch nicht mehr unterbunden werden kann. Außerdem ermöglicht dieses Schleusenkonzept nur diskontierlichen Einzelbetrieb, wodurch die kurzzeitige Durchschleusung größerer Personenzahlen praktisch unmöglich ist, zumal eine Vergrößerung des Schleusenraumes aus anderen Gründen unbedingt vermieden werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Personenschleuse für kerntechnische Anlagen zu schaffen, die den Zugang zu diesen Anlagen so abschirmt, daß weder radioaktives Material unbemerkt aus ihnen entfernt werden kann, und daß andererseits auch keine Waffen oder Sprengstoffe in- die An- lagen hinein gebracht werden können. Bei der Schleuse soll kein Betriebszustand herstellbar sein, bei dem ein freier Durchgang möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einer Personenschleuse der eingangs genannten Art vor, daß der Schleusenraum in Form einer Drehschleuse zwischen Zu- und Abgang ausgebildet ist, wobei in besonders vorteilhafter Weise die Drehschleuse aus einem senkrecht stehenden Drehkörper

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oder einem Drehkreuz besteht, innerhalb welchem bzw. innerhalb des Rotationsvolumens sich ein oder mehrere nach der Außenseite desselben geöffnete Schleusenräume befinden, wobei diese durch Drehen des Drehkörpers einmal mit dem Zugang und einmal mit dem Abgang in Verbindung bringbar und dazwischen durch den Wirkungsbereich eines oder mehrerer Detektoren schwenkbar sind, und daß der Drehkörper bezüglich seiner Drehbarkeit in einzelnen Positionen nach Maßgabe der Detektoren sperrbar ist.

Jie Erfindung schlägt weiterhin vor, daß der Drehkörper aus einem senkrecht stehenden, massiven Zylinder mit mindestens einem in den Zylinder radial eingebrachten Abteil besteht, welches den Schleusenraum bildet, oder daß der Drehkörper drehkreuzförmigen Grundriß mit Einzelsegmenten aufweist, von welchen zwei einander gegenüberliegende Segmente je einen Schleusenraum bilden und die übrigen Segmente verschlossen sind.

Vorteilhaft ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, daß die Drehtür aus vom Boden bis an die Decke des an den Drehraum reichenden Wänden besteht, wobei die Wände aus nichtmetallischem Werkstoff, vorzugsweise schußsicherem Glas, bestehen, und daß zum Überwachen des Schleusenraumes Gammastrahlungsdetektoren sowie zusätzlich Metallsuchdetektoren um denselben herum angeordnet sind. ^Durch diese Ausbildung wird die Metalldetektion nicht beeinflußt ^ .

L'ur Lösung der Aufgabenstellung schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß in der Drehachse des Drehkörpers ein Gammastrahlungsdetektor angebracht ist, und/oder daß rahmenförmige Gammastrahlungsdetektoren um den Schleusenraum angeordnet sind, wobei der eine Schenkel des Rahmens in der Drehachse des Drehkörpers und der andere außerhalb des äußeren Umfangs des Drehkörpers gelegen ist. Weiterhin gibt die vorliegende Erfindung an, daß sie am Zu- und Abgang zu dem Drehkörper mindestens je ein Metallsuchdetektor angebracht ist, dessen Wirkungsbereich

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in den Drehbereich des Drehkörpers hineinragt, wobei diese Metallsuchexnrichtungen im Boden oder in der Decke der Schleusenanlage eingebracht sein können.

Für den Verriegelungsmechanismus bzw. zur Verriegelung der Schleuse schlägt die vorliegende Erfindung vor, daß der Drehkörper durch Gesperre verriegel- bzw. sperrbar ist. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Sperrvorrichtung besteht darin, daß diese Gesperre aus einer Zackenkurve bestehen, die entweder am Umfang des Drehkörpers oder auf einer separaten, mit dem Drehkörper fluchtend verbundenen Nockenscheibe aufgebracht ist, welche die Drehung des Drehkörpers schrittweise in einer Richtung sperrt und in welche automatische einfedernde oder verriegelbare Sperrklinken eingreifen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung schlägt vor, daß vorzugsweise zwei unter 9o gestuften Nockenscheiben mit Zackenkurven jeweils umgekehrter Sperrwirkung an derselben Position vorgesehen sind, in deren eine eine automatisch wirkende Federklinke sowie eine mechanisch betätigbare Sperrklinke eingreift und in deren andere eine weitere mechanisch betätigbare Sperrklinke neben der anderen eingreift. Dabei ist es von Vorteil, daß die beiden nebeneinanderliegenden, auf die beiden umgekehrt zueinander sperrenden Zackenkurven wirkenden Sperrklinken in Schleusendrehrichtung um 9o° weniger einem kleinen Winkel £ gegenüber der Federklinke versetzt sind, und daß die Sperrklinken mittels elektrischer oder mechanischer Mittel von der Außenseite des Schleusengehäuses her ver- und . entriegelbar sind.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Schleuse ist gewährleistet, daß sie in jedem Betriebszustand einen zuverlässigen Abschluß des den zu schützenden Raum umgebenden Containments mit entsprechender Widerstandszeit'darstellt. Die Schleuse arbeitet dabei leicht und ohne Hilfsenergie und bietet einen inhärenten Verriegelungsmechanismus, bei welchem

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nie ein freier Durchgang vorhanden ist, der weitgehend unabhängig von komplizierten Verriegelungsmechanismen ist, sich nur einfacher Sperrklinken bedient und eine optimale überwachung des Schleusenraumes gewährleistet. Darüber hinaus wird eine hohe Schleusfrequenz ermöglicht, sowie die Gefahr von Manipulationen weitgehend ausgeschaltet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert:

Die Fig. 1 zeigt schematisch die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Personenschleuse und die

Fig. 2 bis 4 die Gesperreanordnung bzw. Verriegelung an derselben.

Die Personenschleuse besteht gemäß der Fig. 1 aus einem Gehäuse bzw. Grundkörper 1, der in die Anlagenwand 2 der zu schützenden Anlage eingebaut ist, die den zu überwachenden Raum 3 bzw. Innenraum vom Außenraum 4 trennt. Das Gehäuse 1 enthält in seinem Inneren einen um seine vertikale Achse 5 drehbaren Drehkörper 6, der mit dem Gehäuse 1 zusammen, sowie aem Zugang 7 und dem Abgang 8 eine Drehschleuse bildet. Der Drehkörper 6 ist dem Inneren des Gehäuses } so angepaßt, daß zwischen Gehäuse 1 und Drehkörper 6 kein Durchgang vom Zugang 7 zum Abgang 8 möglich ist, seine Wandhi>he entspricht der Höhe des Durchgangs.

In den Drehkörper 6, der bei der gezeichneten Ausführung die Form eines senkrecht stehenden, massiven Hohlzylinders aufweist, sind nun ein oder mehrere Schleusenräume 9 und 10 eingebracht, die durch Drehen des Körpers 6 in Richtung 11 um seine Achse jeweils mit dem Zugang 7 und dem Abgang 8 bzw. umgekehrt in Verbindung gebracht werden können, so daß sie von diesen aus zugänglich werden. Der Drehkörper 6 kann auch aus einem senkrecht stehenden Drehkreuz (nicht dargestellt) bestehen, welches mehrere Einzelsegmente aufweist. Von diesen Einzel-

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Segmenten können eines oder mehrere einander gegenüberliegende den oder die Schleusenräume bilden, während die restlichen Segmente verschlossen werden. Die Wände eines solchen Drehkreuzes bzw. des Grundkörpers 6 selbst bestehen aus einem durchsichtigen, festen Material,vorzugsweise schußsicherem Glas oder ähnlichem, so daß auch eine optische überwachung der Schleusenräume 9 und 10 möglich ist.

In der Schleuse ist nun ein die Schleusenräume 9 und 10 überwachendes Gammadetektionssystem 12, 13 in Form eines Türmonitors eingebaut. Die eine Detektorhälfte 12 des Systemes ist dabei in der Drehachse 5 angeordnet, die zweite Hälfte 13 um 45° zum Schleusendurchgang versetzt im Schleusengehäuse 1. Die Linie 14 zwischen den beiden Hälften 12 und 13 wird somit auf Gammaaktivität überwacht. Da beide Kammern 9 und 10 durch diese Linie 14 zwangsläufig schwenkbar sind, sind diese während des Drehens bei der Messung durch das Gehäuse verschlossen.

Des weiteren sind in dem Gehäuse 1 jeweils am Zugang 7 vom Innenraum 3 her die Metallsuchdetektoren 15, sowie am Abgang die Metallsuchdetektoren 16 in der Weise angebracht, daß die Kammern 9 und 1o nur durch deren Wirkungsbereich betreten werden können. Mit Hilfe der Metalldetektoreen 15 und 16, die zweckmäßigerweise um den Zugang 7 und Abgang 8 angeordnet sind, können die durchgeschleusten Personen auf mitgeführte Metalle untersucht werden, wobei das Ergebnis in der Steuerungselektronik 17 gespeichert wird. Darüber hinaus befinden sich am Zugang 7 vom Innenraum 3 her noch nicht in die Schleusensteuerung bzw. -verriegelung eingreifende konventionelle Ci und β-Monitore 18 und 19, die zur Kontaminationsüberwachung des Abganges jeder kerntechnischen Anlage vorgeschrieben ist. Letztlich können in den Kammern 9 und 1o Zugangskontrollsysteme wie Codekartenleser oder dergleichen angebracht sein, die nicht näher dargestellt sind.

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Die Verriegelung der Schleuse bzw. des Drehkörpers 6 in seinem Gehäuse 1 wird mittels der, in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Gesperranordnung bzw. Verriegelungsvorrichtung bewirkt. Sie erfolgt mittels der jeweils bei 90° abgestuften Zackenkurven 20 und 21, die entweder am Umfang des Drehkörpers 6 oder auf von diesem getrennten, jedoch mit ihm |:est verbundenen mit seiner Achse 5 fluchtenden Nockenscheiben 22 und 23 aufgebracht sind. Die Zackenkurven 20 und 21, deren eine 20 in der Fig. 2 und 3 und deren andere 21 in der Fig,, 4 dargestellt ist, haben einander umgekehrte Sperrwirkung, d.h. die Zacken bzw. Stufen wirken bei jeder in der jeweils anderen Drehrichtung. Die Zackenkurve 20 der Nockenscheibe 22 ermöglicht das Drehen des Schleusenkörpers 6 in der Hauptrichtung 11 und sperrt das Rückdrehen nach jeweils 90° mittels der automatisch einrastenden Federkiinke 24.

Eine weitere, verriegel- bzw. betätigbare Sperrklinke 25 greift ebenfalls in die Zackenkurve 2o ein, sie kann mittels einer Vorrichtung 26 mechanisch oder elektromagnetisch je nach Maßgabe der Detektoren 12, 13, 15 oder 16 ein- bzw. ausgefahren werden. Diese Sperrklinke 25 ist - in Drehrichtung des Körpers 6 gesehen angeordnet.

6 gesehen - um 90 weniger einem kleinen Winkel £ versetzt

Neben der Sperrklinke 25 ist eine dieser gleiche, weitere Sperrklinke 27 mit einer ähnlichen Betätigungsvorrichtung 28 angebracht, die auf die Zackenkurve 21 der Nockenscheibe 23 wirkt. Auch diese Sperrklinke 27 ist um den Winkel £. versetzt und kann, da die Zackenkurve 21 umgekehrt zur Hauptdrehrichtung 11 wirkt, diese nach Maßgabe der Detektorsignale sperren.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Schleuse ist nun wie folgt: Um von einer Seite 7 der Schleuse auf die andere 8 zu gelangen, wird der Drehkörper 6 von der schleuswilligen Person in die

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-Drehrichtung 11 ±sewegt_f dies kann entweder von Hand oder durch einen geeigneten Kraftantrieb geschehen. Eine Bewegung des Körpers 6 aus der in Fig. 1 dargestellten Normalposition entgegen der Richtung 11 wird durch die in Fig. 2 dargestellte Federklinke 24, die auf die mit dem Körper 6 fest verbundene Zackenkurve des Nockens 22 wirkt, verhindert. Bei einem SchleusVorgang vom Raum 3 in Raum 4 passiert die Person zunächst die Metallsuchdetektoren 15 und bewegt sich anschließend durch die Wirkungslinie 14 der Gammadetektoren 12, 13. Sind beide Messungen negativ, so erreicht die Person ungehindert den Abgang 8.

Fällt eine der beiden Messungen positiv aus, so greift die Sperrklinke 25 in die Zackenkurve 20 ein (Abb. 3) und die Sperrklinke 27 in die Zackenkurve 21(Abb. 4). Damit wird der Drehkörper 6 mit der in einer der Kammern 9 oder 10 befindliche Person festgesetzt und ein Alarm ausgelöst. Da die Hauptachse der Sperrklinken 25 und 27 um einen Winkel £ gegenüber den 90 -Positionen am Umfang des Drehkörpers 6 versetzt ist, kann in dieser Festhaltestellung die Federklinke 24 noch nicht eingreifen. Wird nun von einer zuständigen Wachperson über die Betätigungsvorrichtungen 26 bzw. 28 nur der Riegel z.B. der Sperrklinke 25 zurückgezogen, so kann die eingesperrte Person den Drehkörper 6 wieder in die Ausgangslage am Zugang 7 zurückdrehen und den Schleusvorgang wiederholen. Wird die Klinke 28 jedoch zurückgezogen, so kann der Schleusvorgang beendet werden.

Entsprechendes gilt für umgekehrte Schleusvorgänge vom Raum zum Raum 3. Hierbei wird jedoch keine Gammamessung vorgenommen. An ihrer Stelle kann eine nicht dargestellte Sprengstoffdetektion durchgeführt werden. Die Schleuse bietet außerdem die Möglichkeit, daß sich eine Person vom Raum 3 zum Raum 4 bewegt und eine andere gleichzeitig vom Raum 4 zum Raum 3. Wird in diesem Fall ein Alarm ausgelöst, so kann durch eine nicht dargestellte Kammernbelegtanzeige die alarmauslösende Person ermittelt werden.

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Da die Kammern 9 und 10 jeweils nur eine Person aufnehmen können, ist bei Alarmauslösung in vorteilhafter Weise eine Geiselnahme so gut wie ausgeschlossen.

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Claims

Kernforschungszentrum Karlsruhe, den 26. Mai 1978

Karlsruhe GmbH PLA 5/77 Sdt/wk

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Patentansprüche;

( 1JPersonenschleuse für kerntechnische Anlagen, bestehend aus einem Schleusenrauiu, der mit Hilfe von Strahlungsdetektoren überwacht wird und dessen Zu- bzw. Abgänge aufgrund der Überwachung Steuer- bzw. sperrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleusenraum in Form einer Drehschleuse zwischen Zu- und Abgang ausgebildet ist.
2. Schleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschleuse aus einem senkrecht stehenden Drehkörper (6) oder einem Drehkreuz besteht, innerhalb welchem bzw. innerhalb des Rotationsvolumens sich ein oder mehrere, nach der Außenseite desselben geöffnete Schleusenräume (9, 10) befinden, wobei diese durch Drehen des Drehkörpers (6) einmal mit dem Zugang (7) und einmal mit dem Abgang (8) in Verbindung bringbar und dazwischen durch den Wirkungsbereich ein oder mehrerer Detektoren (12, 13, 14) schwenkbar sind, und aaß der Drehkörper (6) bezüglich seiner Drehbarkeit in einzelnen Positionen nach Maßgabe der Detektoren (12, 13, 14, 15, 16) sperrbar ist.
3. Schleuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (6) aus einem senkrecht stehenden, massiven Zylinder mit mindestens einem in den Zylinder radial ein- ' gebrachten Abteil (9, 10) besteht, welches den Schleusenraum bildet.
4. Schleuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (6) drehkreuzförmigen Grundriß mit Einzelsegmenten aufweist, von welchen zwei einander gegenüberliegende Segmente einen Schleusenraum bilden und die übrigen Segmente verschlossen sind.

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5. Schleuse nach Anspruch T bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in den Zu- bzw. Abgang (7, 8) zu dem Drehkörper bzw. Schleusenraum (9, 10), je eine weitere Schleusentür eingeschaltet ist, welche nach Maßgabe der Detektions- bzw. Überwachungseinrichtungen verriegelbar ist.
6. Schleuse nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtür (6) aus vom Boden bis an die Decke des Drehraumes reichenden Wände besteht.
7. Schleuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände aus nich tine t allischem Werkstoff ,vorzugsweise schußsicherem Glas bestehen.
8. Schleuse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überwachen des Schleusenraumes (9, 10) Gammastrahlungsdetektoren (12, 13, 14) sowie zusätzliche Metalldetektoren (15, 16) um denselben herum angeordnet sind.
9. Schleuse nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Drehachse (5) des Drehkörpers (6) ein Gammastrahlungsdetektor (12) angebracht ist.
10. Schleuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß rahmenförmige Gammastrahlungsdetektoren (12, 13) um den Schleusenraum (9) angeordnet sind, wobei der eine Schenkel (12) des Rahmens in der Drehachse (5) des Drehkörpers (6) und der andere (13) außerhalb des äußeren ümfanges des Drehkörpers (6) gelegen ist.
11. Schleuse nach Anspruch 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß je am Zu- und Abgang (7, 8) zu dem Drehkörper (6) mindestens je ein Metalldetektor (15, 16) angebracht ist, dessen Wirkungsbereich in den Drehbereich des Drehkörpers h i nei nragt.

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12. Schleuse nach Anspruch 11_f dadurch gekennzeichnet _f daß die Metallsucheinrichtungen (15, 16) im Boden oder in der Decke der Schleusenanlage eingebracht sind,
13. Schleuse nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (6) durch Gesperre verriegel- bzw. sperrbar ist.
14. Schleuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesperre aus einer Zackenkurve {20, 21) bestehen, die entweder am Umfang des Drehkörpers (6) oder auf einer se— paraten, mit dem Drehkörper (6) fluchtend verbundenen ' Nockenscheibe (22, 23) aufgebracht ist, welche die Drehung des Drehkörpers (6) schrittweise in einer Richtung sperrt, und in welche automatisch einfedernde oder verriegelbare Sperrklinken (24, 25, 27) eingreifen.
15. Schleuse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise zwei unter 90° abgestufte Nockenscheiben.(22, 23) mit Zackenkurven (20, 21) jeweils umgekehrter Sperrwirkung an derselben Position vorgesehen sind, in deren eine (20) eine automatisch wirkende Federklinke (24) sowie eine mechanisch betätigbare Sperrklinke (25) eingreift und in deren andere (21) eine weitere mechanisch betätigbare Sperrklinke (27) neben der anderen (25) eingreift.
16. Schleuse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nebeneinanderliegenden, auf die beiden umgekehrt zueinander sperrenden Zackenkurven (20, 21) wirkenden Sperrklinken (25, 27) in Schleusendrehrichtung um 90° weniger einem kleinen Winkel <£ gegenüber der Federklinke (24) versetzt sind.
17. Schleuse nach Anspruch 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (25, 27) mittels elektrischer oder mechanischer Mittel von der Außenseite des Schleusengehäuses

(1) her ver- und entriegelbar sind.

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