DE3226272A1

DE3226272A1 - Verfahren und vorrichtung zum mechanischen dekontaminieren

Info

Publication number: DE3226272A1
Application number: DE19823226272
Authority: DE
Inventors: Eike Dipl.-Phys. Dr. 3000 Hannover Gelfort
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1984-01-19
Also published as: JPS5924299A; BR8303753A; EP0100428A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum mechanischen Dekontaminieren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Abtragen von radioaktiv kontaminierten Oberflächenschichten kerntechnischer Anlagenteile. - _ -

In Kernkraftwerken oder Wiederaufarbeitungsanlagen eingesetzte Apparate, Komponenten, Rohrverbindungen und andere

Gegenstände werden durch den Kontakt mit radioaktiven Stoffen kontaminiert. Dabei dringen die radioaktiven Stoffe in deren Oberflächenbereiche ein, wobei die radioaktive Kontamination eine Tiefenverteilung aufweist.
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Die Entfernung der radioaktiven Elemente von den Oberflächen " oder aus den oberflächennahen Bereichen eines Werkstoffes wird als radioaktive Dekontamination bezeichnet. Radioaktive kerntechnische Apparate bzw. Anlagenteile müssen dekontäminiert werden, wenn sie repariert, ausgetauscht oder durch Verschleiß oder Stillegung zur Endlagerung anfallen, um keine Strahlengefährdung in der Biosphäre zu bewirken.

Da die Apparate und Anlagenteile nur in den Oberflächenbereichen der Werkstoffe kontaminiert sind, wäre es zweckmäßig, die kontaminierten Oberflächenschichten zu entfernen und nur diese unter kerntechnischen Gesichtspunkten zu beseitigen. Die dekontaminieren Teile können dann konventionell verschrottet werden.
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Die bisher angewandten Dekontaminationsverfahren lassen sich in zwei Kategorien einteilen. Es handelt sich dabei um mechanische und chemische Verfahren.

Die chemischen Dekontaminationsverfahren verwenden abrasive und korrosive Chemikalien, die zu einem großen Volumen an

radioaktiven Abfallösungen führen, die ihrerseits wieder aufwendig aufgearbeitet werden müssen.

Als mechanische Dekontaminationsverfahren sind die Anwendung von Ultraschall und das Abspülen der kontaminierten Gegenstände mit Kalt- oder Heißwasserstrahlen bekannt. Das Abspülen der kontaminierten Gegenstände mit Kalt- oder Heißwasserstrahlen stellt ein Abwaschen des Gegenstandes dar, das nur eine geringe Eindringtiefe und kein Abtragen der kontaminierten Oberflächenschichten bewirkt. Für diese Verfahren wird eine große Wassermenge benötigt.

Abrasive mechanische Dekontaminationsverfahren sind Sandstrahlen oder schleifendes Bearbeiten der Oberflächen der zu dekontaminierenden Anlagenteile. Diese mechanischen Verfahren haben als wesentlichen Nachteil das Entstehen von umfangreichem Sekundärwaste. Als Beispiel sei hier das Sandstrahlen genannt, das große Staubmengen erzeugt, die radioaktiv verseucht sind.

Es ist ein Verfahren zum mechanischen Abtragen von radioaktiv kontaminierten Oberflächenschichten auf der inneren Oberfläche von Rohren bekannt (DE-OS 27 46 699), bei dem eine Schleifpaste durch das zu dekontaminierende Rohr gepreßt wird. Die Einsatzmöglichkeit dieses Verfahrens beschränkt sich auf Rohre oder, rohrähnliche Gebilde. Beliebig gestaltete Oberflächen können mit diesem Verfahren nicht behandelt werden. Als weiterer wesentlicher Nachteil muß bei diesem Verfahren gesehen werden, daß das verbrauchte Schleifmittel als zusätzlicher radioaktiver Abfall anfällt und einer radioaktiven Abfallbeseitigung zugeführt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum mechanischen Abtragen von radioaktiv kontaminierten Ob. r-

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fl.'icheiischichton zu schaffen, das sich durch einen geringen Anfall von einfach aufzuarbeitendem Sekundärwaste auszeichnet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mechanische Abtragen durch einen oder mehrere- auf die Oberfläche des kontaminierten Gegenstandes gerichtete Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen vorgenommen wird.

Mit Hilfe von den Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen werden die radioaktiv kontaminierten Oberflächenschichten, der Apparate, Komponenten und anderen Anlagenteile abgetragen und diese somit dekontaminiert. Es ist möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oberflächenschichten bis in den Millimeterbereich systematisch abzutragen. Die abgetragenen Partikel mit den radioaktiven Elementen können durch Feinfilter aus dem das Schneidmedium bildenden Wasser aufgefangen werden. Das Wasser wird nach Reinigung durch Destillation wieder als Schneidmedium benutzt und somit im Kreislauf geführt. Die radioaktive Abfallmenge wird daher nicht vergrößert.

Durch die Erfindung wird eine schnelle, großflächige und ausreichend tiefgehende Dekontamination der Oberflächen erreicht. Das Schneidmedium selbst führt zu keinem Anfall von Sekundärwaste. Als Abfall fallen nur die in den Filtern zurückgehaltenen abgetragenen Partikel an. Der dekontaminierte Gegenstand bzw. Apparat kann in die konventionelle Schrottverwertung gegeben werden.

Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, daß sie mit einer äußer:.t geringen Menge von das Schneidmedium bildenden Wasser auskommt.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die durch die im Kennzeichen des Anspruches 2 angegebenen Merkmale dargestellt ist.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Verfahrenseinheit zur Dekontamination,

Fig. 2 eine Wasserstrahlvorrichtung mit drei Einzeldüsen,

Fig. 3 eine geschnittene Draufsicht auf die Wasserstrahlvorrichtung gemäß Fig. 2.

Die Erzeugung hoher Wasserdrücke und die Bildung von Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen wird über an sich bekannte Komponenten erreicht. In Fig. 1 ist eine Druckerzeugungseimichtung einer Abtragvorrichtung 5 vorgeschaltet, von der ein in einer Apparatevorschubeinrichtung 6 angeordneter kontaminierter Apparat 7 behandelt wird. Die Druckerzeugungseinrichtung 4 weist eine Vordruckeinrichtung 8 auf, die mit Wasser als Schneidmedium versorgt wird. Diese Vordruckeinheit 8 kann beispielsweise eine elektrisch angetriebene Zweikolbenpumpe sei , die zunächst einen vorbestimmten Wasservordruck erzeugt. Der Vordruckeinheit 8 ist ein Blasenspeicher 9 nachgeschaltet, der dio Aufgabe hat, die Druckschwankungen des Wassers zu glätten. Der Wasserdruck kann beispielsweise 700 bar betragen. Das Druckwasser gelangt dann in einen von einer Hydraulikexnheit 10 vorgesteuerten Druckübersetzer 11, mit dessen Hilfe der Wasserdruck auf etwa 2000 bar erhöht wird. Das Hochdruckwasser tritt dann in einen zweiten Blasenspeicher 12 ein, der ebenfalls die Aufgabe hat, Druckschwankungen des Wassers zu glätten. Das Hochdruckwasser gelangt dann zu einer Wasserstrahlvorrichtung 13, aus dessen Düsen ein Hochgeschwindigkeitswasserstrahl austritt, der auf die Oberfläche des kontaminierten Apparates 7 auftrifft und die Oberflächenschicht mechanisch abträgt.

Die War.serstrahlvorrichtung 13 ist ortsfest angeordnet. Der kontaminiert« Apparat 7 wird durch die Apparatovorschubeinrichtung 6 gesteuert an der Wasserstrahlvorrichtung 13 vorbeibewegt.

In den Fig. 2 und 3 ist die Wasserstrahlvorrichtung 13 dargestellt > ..die drei in einer Ebene nebeneinander liegende Düsenkörper 15 aufweist. Die Wasserstrahlvorrichtung 13 weist einen zentralen mit der Durckerzeugungsvorrichtung 4 verbundenen Versorgungskanal 16 auf, der sich in drei separate Düsenkanäle verzweigt. Jeder einzelne Düsenkörper 15 besteht aus einem Dichtkonus 18, der Düsenaufnahme 19, dem Düsenhalter 21 und der eigentlichen Düse 22. Im Düsenhalter 21 ist eine Entlastüngsbohrung 23 angeordnet.

· Die Apparatevorschubeinrichtung 6, die einen Industrieroboter benutzt, führt gemäß einem vorgegebenen Programm mittels ihrer Steuerung 14 den zu dekontaminierenden Apparat 7 an der Wasserstrahlvorrichtung 13 Zeile für Zeile vorbei. Die aus Düsen mit einem Durchmesser von etwa 0,1 mm austretenden Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen treffen auf die Oberfläche des Gegenstandes 7 und tragen die Oberflächenschichten ab. Das Schneidwasser wird aufgefangen, gereinigt und rezykliert. Der Wasserverbrauch der Wasserstrahlvorrichtung 13 ist sehr gering.

Jede Düse 22 verbraucht bei einem Durchmesser von 0,1 mm und einem Hochdruck von 2000 bar ca. 60 l/h Wasser.

BEZUGSZEICHENLISTE

4 Druckerzeugungseinrichtung

5 Abtragvörrichtüng "

6 Apparatevorschubeinrichtung

7 Kontaminierter Apparat

8 Vordruckeinrichtung

9 Blasenspeicher

10 Hydraulikeinheit

11 Druckübersetzer

12 Blasenspeicher

13 Wasserstrahlvorrichtung

14 Steuerung "

15 Düsenkörper

16 Versorgungskanal

17 Düsenkanäle

18 Dichtkonus

19 Düsenaufnähme

21 Düsenhalter

22 Düse

23 Entlastungsbohrung

Claims

\\1 Verfahren zum mechanischen Abtragen von radioaktiv kontaminierten Oberflächenschichten kerntechnischer Anlagenteile, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Abtragen durch einen oder mehrere auf die Oberfläche des kontaminierten Gegenstandes gerichtete Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen vorgenommen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß eine mit einer oder mehreren Düsenkörpern (15) versehene Wasserstrahlvorrichtung (13) mit einer Hochdruckerzeugungseinrichtung (4) verbunden ist,

daß vor der Wasserstrahlvorrichtung (13) eine den zu bearbeitenden Gegenstand (7) haltende Vorrichtung (6) angeordnet ist, daß die Wasserstrahlvorrichtung (13) oder die den zu bearbeitenden Gegenstand (7) haltende Vorrichtung (6) gesteuert bewegbar sind.