DE2830737C2

DE2830737C2 - Personenschleuse zum Betreten von kerntechnischen Anlagen

Info

Publication number: DE2830737C2
Application number: DE2830737A
Authority: DE
Inventors: Erbo 7500 Karlsruhe Mönnich; Wolfgang Scheuerpflug
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1981-10-15
Also published as: DE2830737A1; FR2431166A1; GB2031492A; GB2031492B; US4385469A

Description

Die Erfindung betrifft eine Personenschleuse für kerntechnische Anlagen, wie z. B. Reaklorgebäuden, 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.

Weiterhin ist eine Drehschleuse an einer sogenannten heißen Zelle bekannt, mittels welcher radioaktive bzw. strahlende Stubstanzen durch einen Drehkörper eingeschleust werden sollen. Diese Drehschleuse hat den Zweck, auch während des Einschleusvorganges immer eine Mindestabschirmwirkung sicher zu stellen. Schleusen dieser Art verfolgen jedoch einen ganz anderen Zweck als die oben genannten Personenschleusen und sind ohne weitere zusätzliche Maßnahmen für die bei der Erfindung vorliegende Aufgabenstellung nicht verwendbar.

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 Anlagen hinein gebracht werden können. Bei der Schleuse soll kein Betriebszustand herstellbar sein, bei dem ein freier Durchgang möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Personenschleuse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Schleuse in an sich bekannter Weise in Form einer aus einem senkrecht stehenden Drehkörper bestehenden Drehschleuse zwischen Zu- und Abgang ausgebildet ist, wobei in ebenfalls bekannter Weise innerhalb des Drehkörpers sich ein oder mehrere radial eingebrachte und nach der Außenseite desselben geöffnete Schleusenräume befinden, welche durch Drehen des Drehkörpers einmal mit dem Zugang und einmal mit d?m Abgang in Verbindung bringbar sind, daß der Drehkörper mit Hilfe von ein oder mehreren Detektoren schwenkbar ist und daß der Drehkörper bezüglich seiner Drehbarkeit in einzelnen Positionen nach Maßgabe der Detektoren sperrbar ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Drehkörper drehkreuzförmigen Grundriß mit Einzelsegmenten aufweist, von welchen zwei einander gegenüberliegende Segmente einen Schleusenraum bilden und die übrigen Segmente verschlossei. sind.

Vorteilhaft ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, daß jeweils in dem Zu- bzw. Abgang zu dem Drehkörper bzw. Schleusenraum je eine weitere Schleusentür eingeschaltet ist, welche nach Maßgabe der Detektor- bzw. Überwachungseinrichtungen verriegelbar ist und daß der Drehkörper aus vom Boden bis an die Decke des Drehraumes reichenden Wänden besteht, wobei die Wände aus nichtmetallischem Werkstoff, vorzugsweise schußsicherem Glas bestehen und daß zum Überwachen der Schleuse zusätzliche Metallsuchdetektoren um den Zu- und Abgang angeordnet sind, deren Wirkungsbereiche in den Drehbereich des Drehkörpers hineinragen und daß in der Drehachse des Drehkörpers ein Gammastrahlungsdetektor angebracht ist. Besonders vorteilhaft ist es, 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 Umfanges des Drehkörpers gelegen ist.

Für den Verriegelungsmechanismus bzw. zur Verriegelung der Schleuse ist gemäß einer Weiterführung der Erfindung der Drehkörper durch Gesperre verriegel- bzw. sperrbar. 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 ausgebracht 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 besteht darin, daß vorzugsweise zwei unter 90° gestuften Nockenrcheiben mit Zackenkurven jeweils umgekehrter Sperrwirkung an derselben Position vorgesehen sind, in deren 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 90° weniger einem kleinen Winkel ε gegenüber der Federklinke versetzt sind.

Durch diese Ausbildung der Schleuse gemäß der Erfindung 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 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 F i g. 1 bis 4 näher erläutert Die

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

F i g. 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 mit dem Zugang 7 und dem Abgang 8 eine Drehschleuse bildet. Der Drehkörper 6 ist dem Innerer: des Gehäuses 1 so angepaßt, daß zwischen Gehäuse 1 und Drehkörper 6 kein Durchgang vom Zugang 7 zum Abgang 8 möglich ist, seine Wandhöhe entspricht der Höhe des Durchgangs.

In den Drehkörper 6, der bei der gezeichneten Ausführung die Form eines senkrecht stehenden Hohlzylinders aufweist, sind nun ein oder mehrere Schleusenräume 9 und 10 eingebracht, die durch Drehen des Körpers 6 in Richtung 11 um seine Achse 5 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 Einzelsegmenten kennen 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 Gammadetektorsystem 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 8 die Metallsuchdetektoren 16 in der Weise angebracht, daß die Kammern 9 und 10 nur durch deren Wirkungsbereich betreten werden können. Mit Hilfe der Metalldetektoren 15 und 16, die zweckmäßigerweise um den Zugang 7 und Abgang 8 angeordnet sind, können die durchgeschleusten Perso-

nen 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 Schleusensleuerung bzw. -verriegelung eingreifende konventionelle <x- und 0-Monitore 18 und 19, die zur Kontaminationsüberwachung des Abganges jeder kerntechnischen Anlage vorgeschrieben ist. Letztlich können in den Kammern 9 und 10 Zugangskontrollsysteme wie Codekartenleser oder dergleichen angebracht sein, die nicht näher dargestellt sind.

Die Verriegelung der Schleuse bzw. des Drehkörpers 6 in seinem Gehäuse 1 wird mittels der, in den F i g. 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 fest verbundenen mit seiner Achse 5 fluchtenden Nockenscheiben 22 und 23 aufgebracht sind. Die Zackenkurven 20 und 21, deren eine 20 in der F i g. 2 und 3 und deren andere 21 in der Fig.4 dargestellt ist, haben zueinander 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 Federklinke 24.

Eine weitere, verriegel- bzw. betätigbare Sperrklinke 25 greift ebenfalls in die Zackenkurve 20 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 — um 90° weniger einem kleinen Winkel ε versetzt angeordnet.

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 ε versetzt und kann, da die Zackenkurve 21 umgekehrt zur Hauptdrehrichtung 11 wirkt, diese nach Maßgabe der Detektorsignale sperren.

Die Funktion der Schleuse gemäß der Erfindung 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 Drehrichtung 11 bewegt, 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

ίο 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 ?us, so greift die Sperrklinke 25 in die Zackenkurve 20 ein (A b b. 3) und die Sperrklinke 27 in die Zackenkurve 21 (A b b. 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 ε 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

JO 28 jedoch zurückgezogen, so kann der Schleusvorgang beendet werden.

Entsprechendes gilt für umgekehrte Schleusvorgänge vom Raum 4 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. Da die Kammern 9 und 10 jeweils nur eine Person aufnehmen können, ist bei Alarmauslösung in vorteilhafter Weise eine Geiselnahme so gut wie ausgeschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Personenschleuse zum Betreten von kerntechnischen Anlagen, wie z. B. Reaktorgebäuden, bestehend aus einem Schleusenraum, der mit Hilfe von Strahlungsdetektoren überwacht wird und dessen Zu- bzw. Abgänge aufgrund der Überwachung Steuer-bzw. sperrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuse in an sich bekannter "Weise in Form einer aus einem senkrecht stehenden Drehkörper bestehenden Drehschleuse zwischen Zu- und Abgang ausgebildet ist, wobei in ebenfalls bekannter Weise innerhalb des Drehkörpers (6) sich ein oder mehrere radial eingebrachte und nach der Außenseite desselben geöffnete Schleusenräume (9, 10) befinden, welche durch Drehen des Drehkörpers (6) einmal mit dem Zugang (7) und einmal mit dem Abgang (8) in Verbindung bringbar sind, daß der Drehkörper (6) mit Hilfe von einem oder mehreren Detektoren (12, 13, 14) schwenkbar ist, und daß der Drehkörper (6) bezüglich seiner Drehbarkeit in einzelnen Positionen nach Maßgabe der Detektoren sperrbar ist.

2. Schleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (6) drehkreuzförmigen Grundriß mit Einzelsegmenten aufweist, von welchen zwei einander gegenüberliegende Segmente einen Schieusenraum bilden und die übrigen Segmente verschlossen sind.

3. Schleuse nach Anspruch 1 bis 2, 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 Detektor- bzw. Überwachungseinrichtungen verriegelbar ist.

4. Schleuse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (6) aus vom Boden bis an die Decke des Drehraumes reichenden Wände besteht.

5. Schleuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände aus nichtmetallischem Werkstoff, vorzugsweise schußsicherem Glas bestehen.

6. Schleuse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überwachen der Schleuse zusätzliche Metalldetektoren (15, 16) um den Zu- und Abgang (7,8) angeordnet sind, deren Wirkungsbereiche in den Drehbereich des Drehkörpers hineinragen.

7. Schleuse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Drehachse (5) des Drehkörpers (6) ein Gammastrahlungsdetektor (12) angebracht ist.

8. Schleuse nach Anspruch 7, 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 Umfanges des Drehkörpers (6) gelegen ist.

9. Schleuse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (6) durch Gesperre verriegel- bzw. sperrbar ist und die Gesperre aus einer Zackenkurve (20, 21) bestehen, die entweder am Umfang des Drehkörpers (6) oder auf einer separaten, 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 automatiscn einfedernde oder verriegelbare Sperrklinken (24,25,27) eingreifen.

10. Schleuse nach Anspruch 9, 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

lu mechanisch betätigbare Sperrklinke (25) eingreift und in deren andere (21) eine weitere mechanisch betätigbare Sperrklinke (27) neben der anderen (25) eingreift.

11. Schleuse nach Anspruch 10, 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 ε gegenüber der Federklinke (24) versetzt sind.