DE3203865A1

DE3203865A1 - Unterwassersaugvorrichtung fuer bestrahlte materialien

Info

Publication number: DE3203865A1
Application number: DE19823203865
Authority: DE
Inventors: Arthur Vernon Danville Calif. Peloquin; Frank Donald San Jose Calif. Qurnell
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1981-02-17
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1982-09-09
Also published as: JPS57151896A; US4374024A; IT1149594B; SE8200308L; ES509654A0; JPH0227640B2; DE3203865C2; ES8402109A1; GB2092886B; KR830009592A; IT8219562A0; SE445595B; CH660536A5; FR2500199A1; GB2092886A

Description

Beschreibung

Unterwassersaugvorrichtung für bestrahlte Materialien

Kernreaktoren für Versuchszwecke, Energieerzeugung und andere Zwecke sind seit vielen Jahren in den Vereinigten .Staaten und anderen Ländern in Betrieb. Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Kernreaktortechnologie und verwandten Gebieten haben mit raschen Schritten ihre Fortsetzung gefunden.

Ein häufig genutzter Ort für die Gewinnung technischer Daten und die Probennahme von Komponenten des Reaktorsystems für technische Untersuchungen ist das Reaktorbecken, das nahe dem Druckbehälter (in Energie-Reaktoren) liegt. Die Patentanmeldung. P 31 50 428.0 beschreibt eine Probenschneidvorrichtung für bestrahlte Komponenten, die in den Reaktorbekken arbeitet. Auf diese Anmeldung wird ausdrücklich Bezug genommen, und ihr Offenbarungsgehalt wird durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.

Wie in der vorstehend genannten Anmeldung angegeben, erfolgen maschinelle Bearbeitungsvorgänge unter Wasser an einer zuvor bestrahlten Reaktorkomponente über einem "Spänefang" oder einer Arbeitsplattform im Reaktorbecken. Die Auffangeinrichtung sammelt Späne, Teilchen, Abfall, Fragmente und andere bestrahlte Materialien, die bei maschineller Bearbeitung unter Wasser anfallen. Diese Materialansammlungen verunreinigen das entmineralisierte Wasser des Reaktorbeckens, das die arbeitenden Techniker und Ingenieure vor unnötiger Strahlung schützt.

^w Aufgabe der Erfindung ist es daher, bestrahlte Materialien, wie Späne, Teilchen, Abfälle, Fragmente und andere Substanzen aus einer Unterwasserumgebung einzusammeln und einzufangen und dabei den arbeitenden Techniker und andere Personen vor übermäßiger Bestrahlung abzuschirmen. Weiter soll die Erfindung eine wasserbetriebene Strahlpumpvorrichtung für das Einsammeln bestrahlter Materialien unter Wasser zur Verfügung stellen und eine Unterwasser-Saugvorrichtung mit einem verwerfbaren Filter zum Sammeln bestrahlter Materialien, das unter Wasser entfernbar ist, schaffen, um Betriebspersonal gegenüber den eingesammelten Materialien abzuschirmen. Es soll eine leichte, tragbare Saugvorrichtung zum Einsammeln bestrahlter Materialien unter Wasser aus einem Arbeitstrog für Unterwasser-Maschinenbearbeitungen geschaffen werden. Die Erfindung soll eine manuell positionierbare Saugvorrichtung zum Einsammeln .unter Wasser bestrahlter Materialien zur Verfügung stellen, die in der Lage, . mit der das Saugende der Vorrichtung die Materialien sammelt, variabel ist.

Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch eine.. Unterwasser-Saugvorrichtung zum Sammeln bestrahlter Materialien gelöst, in. der unter Druck gesetztes Wasser von einem Einspritzrohr in ein mit einem Sammelfilter verbundenes Saugrohr strahlg'epumpt wird. Das Filter ist unter Wasser vom Saugrohr durch vertikales Drehen des Filters, und Anwen-

den eines Werkzeugs zur Freigabe des Filters entfernbar. Es ist in einen Unterwasserbehälter verwerfbar., der auf der Arbeitsplattform angeordnet ist, indem das entfernte Filter zum Behälter transportiert und hineinfallen gelassen wird. Die Vorrichtung ist durch eine Positionierstange manöverierbar, die auf dem Einspritz- oder Saugrohr schwenkbar befestigt ist. Ein auf der Stange angebrachter Verriegelungsmechanismus wird von einem eine Reißleine betätigenden Benutzer ferngesteuert, um jeweils die Lage des Saugrohres und Filters in einer gewählten Orientierung einzustellen. Die Vorrichtung ist zur Verwendung im Reaktorbecken nahe dem Druckbehälter eines Kernreaktors vorgesehen. Bestrahlte Materialien werden durch die Vorrichtung von einer Arbeitsplattform gesammelt, über der maschinelle·ünterwasserbearbeitung von Zeit zu Zeit an Reaktorkomponenten durchgeführt wird.

Der .Veranschaulichung der zur wirksamen Lösung der oben angegebenen Aufgaben befähigten Vorrichtung dienen die Figuren; von diesen ist

Fig. 1 eine Vorderansicht der Unterwasser-Saugvorrichtung für bestrahlte Materialien,

/im*, ' Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der inneren Strömungsdynamik an der Düse, durch die das antreibende Wasser der Vorrichtung fließt, um einen Saugstrom zum Sammeln der bestrahlten Materialien unter Wasser aufzubauen,

Fig. 3 veranschaulicht schematisch eine mögliche Umgebung zum Betreiben der Erfindung, nämlich das Reaktorbecken eines Kernreaktors, und ·

Fig. 4 veranschaulicht schematisch das Werkzeug, das die Entfernung und das Verwerfen des Filterelements unter Wasser aus der Ferne ermöglicht.

Die Vorrichtung der Fig. 1 offenbart wichtige Merkmale der Unterwasser-Saugvorrichtung, darunter eine Positionieroder Manövrierstange 11, einen schwenkenden, variabel einstellbaren Verriegelungsmechanismus 12 einschließlich einer Reiß- oder Zugleine 13 zur Freigabe des Verriegelungsmechanismus 12, und ein Saugrohr 14 mit einem Trichter 15 zur Aufnahme bestrahlter Materialien 15'. Im einzelnen ist der Verriegelungsmechanismus 12 auf einem gekrümmten Einspritzrohr 16 einschließlich einer tragenden Strebe 17 montiert. Das Einspritzrohr·16 erhält unter Druck stehendes Wasser von einer äußeren Quelle, wie z.B. einem Schlauch 18, der in geeigneter Woitjo mit dem Einspritzrohr 16 über ein Verbindungsstück 21 verbunden ist. Das Einspritzen von Druckwasser aus dem Einspritzrohr 16 erfolgt durch eine Düse 16* mit abnehmendem Innendurchmesser, wobei die Längsachse der Düse 16' vorzugsweise mit der Längsachse des geraden Teils des Saugrohres 14 in einer Linie liegt. Diese Einspritzung erzeugt einen Wasserstrom durch das Saugrohr 14 und eine resultierende Saugkraft, die bestrahltes Abfallmaterial 15' in den Trichter 15 und durch das Saugrohr 14 zu einem entfernbaren, verwerfbaren Filier 23 zieht,, wie z.B. das in Fig. 1 dargestellte Velcon Modell 1-6286-TB-Filter.

Fig. 2 veranschaulicht die Zuführung von Druckwasser von einer äußeren Quelle, z.B. unter einem Druck von etwa 5,5 bis.7 bar (80 bis 100 psi), obgleich es nicht speziell in diesem Druckbereich sein muß. Das unter Druck stehende Wasser strömt durch das Einspritzrohr 16 aus dem Schlauch 18 und durch die Düse 16''mit abnehmendem Innendurchmesser; Nach dem bekannten Prinzip der Strahlpumpe läßt das Moment des durch die Düse 16' getriebenen Wassers einen Wasserstrom durch das Saugrohr 14 entstehen, was eine Saugwirkung am unteren Ende des Saugrohres 14 sowie im-Trichter 15 hervorruft, der tatsächlich die radioaktiven Materialien 15" aufnimmt.

Fig. 3 veranschaulicht den Betrieb der Vorrichtung im Reaktor-

becken zum Einsammeln bestrahlter Materialien von einer Arbeityplattform 24, die an der Beckenseite antjöbracht: ImI. Außerdem ist ein Abfallbehälter 25 zur Zwischenlagerung des Filters 23 unter Wasser dargestellt/ nachdem dieses mit eingesammelten Materialien gefüllt und von der Vorrichtung entfernt ist, wie nachfolgend ausgeführt.

Der Verriegelungsmechanismus 12 verbindet schwenkbar die Manövrierstange 11 mit der Saugvorrichtung und umfaßt einen nach unten vorgespannten Stempel 26 (Fig. 1) mit einem Ring 26' am oberen Ende zum Anbinden oder anderweitigen Befestigen der Zugleine 13 daran. Ein Verbindungsteil 27 ist in geeigneter Weise mit dem Ende der Stange 11 verbunden. Sowohl das Verbindungsteil 27 als auch die Stange 11 sind vorzugsweise aus Aluminium, um das Gewicht zu verringern und die Handhabung zu erleichtern. Das Verbindungsteil 27 ist mit einer Platte 28 durch geeignete Einrichtungen, wie einen Stift 29, schwenkbar verbunden. Die Platte kann halbkreisförmig sein und umfaßt einen geraden und einen gekrümmten Teil. Der gerade Teil ist in geeigneter Weise fest am Einspritzrohr 16 oder Saugrohr 14 montiert. Im gekrümmten Teil der Platte 2$ ist eine Reihe von Abstand zueinander· haltenden Arretierungsausnehmungen gebildet.

Der Stempel 26 verriegelt die Anordnung der Stange 11 zum Einspritzrohr 16 durch Einrasten in eine der gewählten Ausnehmungen 28" der Platte 28. Um die Vorrichtung zu entriegeln, so daß sie frei um den Stift 29 schwenkt, zieht der Benutzer einfach die Zugleine 13, um die Stempelspitze 26" herauszu/. lohen. Durch Ziehen am Wasser schlauch 18 oder durch Halten des. Trichters 15 des Saugrohres 14 gegen die Auffangschale oder die Arbeitsplattform 24 kann eine bestimmte Ausnehmung 28' ausgewählt werden, um die gewünschte Einstellung des Saugrohres 14 oder Filters 23 zu erhalten. .

Die Strebe 17 befestigt das Einspritzrohr 16 fest mit dem Saugrohr 14. Die Manövrierstange 11 ist am Einspritzrohr 16 un-

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mittelbar über der Strebe 17 in der dargestellten Ausführungsform angebracht. Alternativ kann die Stange 11 direkt mit dem Saugrohr 14 verbunden sein. An die Stelle des gekrümmten Saug- und Einspritzrohres 14, 16 können gerade Rohre oder andere Rohrformen treten.. Das zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Saugvorrichtung vorgeschlagene Filter 23 ist zylindrisch, wie in Fig. 1 gezeigt. Das Filter·23 fängt bestrahlte Materialien durch Einsammeln auf einem äußeren Stoffbeutel ein. Das Filter 23 ist vorzugsweise auf ein Ende des Saugrohres 14 mit einem . geeigneten Verbindungsstück 34 aufgeschraubt, das in geeigneter Weise (z.B. durch Schweißen) mit dem oberen Ende des Saugrohres 14 verbunden ist. Das Filter 23 weist einen mehrseitigen (z.B. hexagonalen) Vorsprung 36 mit einem zentral angeordneten Schraubenloch 37 auf, um mit einer Schrauben-38 und Hülsen-SS-Anordnung am Ende eines Filterentfernungswerkzeugs 40, in Fig. 3 dargestellt, zusammenzuwirken.

Das Entfernungswerkzeug 40, auch in. Fig. 4 dargestellt, weist ein Außenrohr 42 oder einen Zylinder mit einem Handgriffteil 41, die Hülse 39 und einen Innenstab 43 einschließlich dem Schraubgewinde 38 auf. Das Rohr 42 und der Stab 43 sind koaxial angeordnet, und der Stab 43 ist geeigneterweise durch Anschweißen senkrecht mit einem Querstab 44 verbunden, der als Handgriff /,um Eindrehen des Schraubengewindes 38 in das Loch37 dient, wenn das Filter 23 von der Vorrichtung entfernt¹ wird. Beim Entfernen eines verbrauchten Filters 23 unter Wasser wird der Verriegelungsmechanismus 12 gelöst und das Filter vertikal angeordnet. .Das untere Ende des Werkzeugs 40 greift in geeigneter Weise das Filter 23 am Loch 37 und Vorsprung 36, was es ermöglicht, das Filter 23 vom Verbindungsteil 34 abzuschrauben, ohne daß es auf die Arbeitsplattform 24 fällt. Durch Umdrehung des Querstabs 44 kann der Benutzer das Filter 23 vom Werkzeug 40 lösen und es in einen Abfallbehälter 25 fallen lassen.

Das Antriebswasser im Schlauch 18 ist vorzugsweise entmineralisiert und steht unter einem Druck zwischen 5,5 und 7 bar (80

φ + A. β C.

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und 100 psi), wenngleich es nur wichtig ist, daß das antreibende Wasser relativ zum Unterwasserdruck an der gewünschten Saugstelle nahe dem Trichter 15 deutlichen Überdruck hat. Eine geeignet konstruierte Strahldüse 16', wie die in Fig. dargestellte, verstärkt die Antriebskraft des eingespritzten Wassers. Wie oben bemerkt, gehört zu ihrem Aufbau ein abnehmender Innendurchmesser, wo sich das Einspritzrohr 16 der Verbindungsstelle mit dem Saugrohr 14 nähert.

Um die' Handhabung zu erleichtern und Gewicht zu verringern, besteht die Vorrichtung im allgemeinen aus ,Aluminium. Als Rohrmaterial wird vorzugsweise 606 IT6-Aluminium verwendet.

Die vorstehende Beschreibung läßt vernünftige Abwandlungen zu, die sich für den Fachmann ergeben mögen. Die Erfindung soll jedoch nicht nur auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt seih. Die Ansprüche beinhalten das erfinderische Konzept "und sollen alle Abwandlungen decken, die unter den hier beschriebenen allgemeinen Erfindungsgedanken fallen.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

. Fernbediente Saugvorrichtung zum Einsammeln bestrahlter Materialien unter Wasser, gekennzeichnet durch

eine Quelle (18) für Druckwasser,

Einrichtungen (14,15) zur Aufnahme bestrahlter Materialien (15')f

eine Einrichtung (23) «ura Einfang bestrahlter Materialien, auf der Einrichtung zur Aufnahme bestrahlter Materialien angebracht,

Einrichtungen (16, 16') zum Einspritzen von Wasser aus der Quelle für Druckwasser in die Aufnahmeeinrichtung,

eine Einrichtung (11) zum Manövrieren der Einrichtung zum Einspritzen in einem Wasserbecken,

eine Einrichtung (12) zum schwenkbaren Kuppeln der Einrichtung zum Manöverieren mit der Einrichtung zum Einspritzen, einschließlich Einrichtungen zur Verriegelung der

Einrichtung zum schwenkbaren Anbringen in einer oder einer Reihe einzelner Stellungen innerhalb des Bewegungsbere ic r.s der Einrichtung für schwenkbares Anbringen und

eine Einrichtung (13) zur Fernfreigabe der Einrichtung zum Verriegeln, wodurch die Einrichtung zum Einspritzen auf der Einrichtung zum Manöverieren erneut in Stellung gebracht werden kann und bestrahlte Materialien aus der Ferne unter Wasser gesammelt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufnahme ein Saugrohr (14) mit' einem Trichter (15) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einspritzen ein Einspritzrohr (16) mit einem sich verringernden Innendurchmesser (1 6"*) _r wirksam zur Verstärkung der Saugwirkung des eingespritzen Druckwassers, ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) zum Einfangen von der Einrichtung zur Aufnahme lösbar ist, wodurch die Einrichtung zum Einfangen von der Einrichtung zur Aufnahme abgekoppelt und unter Wasser verworfen werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einfangen ein Filter (23) > βμί die Einrichtung zur Aufnahme aufgeschraubt, ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,· dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einspritzen strukturmäßig gegen die Einrichtung zum Sammeln durch eine Trägerstrebe 17 verstrebt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur schwenkbaren Anbringung eine halbkreisförmige Platte (28) mit einem geraden und einem gekrümmten Teil ist. ' ■"■·."."
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Teil an der Einrichtung zum Einspritzen fest montiert .ist und der gekrümmte Teil eine Reihe von im Abstand zueinander angeordneten Ausnehmungen (28") festleql..
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung einen nach unten vorgespannten Stempel (26) mit einem unteren Ende (26") aufweist, das in eine bestimmte einer Reihe von im Abstand zueinander angeordneten Ausnehmungen (28■') eingreift, wodurch die Einrichtung zur Aufnahme fest orientierbar ist.
1.0. Fernbetätigte Saugvorrichtung zum Sammeln bestrahlter Materialien unter Wasser, gekennzeichnet durch ein Saugrohr (14) mit einem zur Aufnahme.der bestrahlten Materialien (15¹) wirksamen Trichter (15), einem verwerfbaren Filter (23) zum Einfangen der bestrahlten Materialien (15"),.wobei das Saugrohr die bestrahlten Materialien in das verwerfbare Filter überführt, und einem Einspritzrohr (16) mit einer Düse (16") abnehmenden Innendurchmessers zum Einspritzen von Druckwasser in das Saugrohr gegen das Filter, wodurch bestrahlte Materialien zum Verwerfen unter Wasser gesammelt werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine lösbare Verriegelung (26) mit einer Spitze (26"), einer halbkreisförmigen Platte (28) mit gekrümmtem und geradem Teil, wobei der gekrümmte Teil eine Anzahl von im Abstand zueinander angeordneten Ausnehmungen (28') festlegt, die Spitze (26") in eine ausgewählte einer Reihe von im Abstand zueinander angeordneten Ausnehmungen (28') eingreift, und eine Manö-

v'rierstange (11), die an der halbkreisförmigen Platte
schwenkbar befestigt ist, wodurch die Anordnung der Manövrierstange einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1'1 , dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Teil auf dem Einspritzrohr (16) angebracht ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Teil auf dem Saugrohr ■ (14) angebracht ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch -10,, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter auf das Saugrohr aufgeschraubt
ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzrohr auf dem Saugrohr durch eine Trägerstrebe (17) strukturmäßig verstrebt ist.