-
Kennwort: Reaktor-Plasmabrenner
-
Plasmabreer, insbesondere zum Schneiden Die Erfindung betrifft einen
Plasmabrenner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Für Schneidaufgaben in radioaktiven Räumen, wie z.B. in Reaktordruckbehältern
zwecks Instandsetzungs- oder Demontagearbeiten korken nur Plasmabrenner, die in
Plasmaschneideinrichtuen eingebaut sind für Atmosphären- und Unterwassereinsatz
in Betracht. Diese Plasmabrenner, die insbesondere für das Zerschneiden der im Reaktorbau
überwiegend verwendeten austenitischen Stähle bzw. schweißplattierten austenitischen
Stähle eingesetzt werden, erfordern eine hohe Mobilität und äußerst einfache Wartungs-
und Instandsetzungseigenschaften, um einerseits das Schneiden in allen Ebenen überhaupt
zu ermöglichen und andererseits bei Störungen an dem Plasmabrenner kurzfristig die
Betriebsbereitschaft wieder herstellen zu können.
-
Es is= be:<annt, zur Wartung, insbesondere zur Auswechselung von
schnell verschleißbaren Teilen, wie Düse und Elektrode, bei einem gattungsgemäßen
Plasma-Schneidbrenner, der aus zwei -.-one-nander lösbaren Teilen besteht, die Elektrode,
den Elektodenhalter, den Isolator und die Düse in dem einen Teil A und Mittel für
die Zuführung des elektrischen Stromes und die Leiturgen ür die Zuführung des Kühlmittels
sowie des Plasmagases i. einem zweiten Teil B anzuordnen (DE-PS 25 45 495).
-
Derartig konstruktiv ausgebildete Plasma-Schneidbrenner erfordern
kcmplizierte und aufwendige Führungseinrichtungen, um den 3renner in eine bestimmte
Schneidposition zur Materialoberfläche zu führen, die für ein einwandfreies und
rationelles Schneiden erforderlich ist. Die Anforderungen sind um so höher, weil
sowohl die Brenner führung als auch die Störungsbeseitigungs-bzw. :nstandsetzungsarbeiten
ausschließlich mittels Manipulatoren d rchzeführt werden müssen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Plasmabrenner cerart
zu verbessern, daß die Nachteile an bekannten Plasmaschneideinrichtungen behoben
werden und die vorbeschriebenen Forde-ungen für die Durchführbarkeit von beliebigen
Schneidauf gaben in verschiedenen Schneidebenen in radioaktiven Räumen sowie über
und unter Wasser erreichbar sind.
-
Diese Aufcabe wird bei einem gattungsgemäßen Plasmabrenner durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
-
Ein mit diesen Merkmalen ausgestatteter Plasmabrenner ermöglicht durch
seine hohe Anpassungsfähigkeit selbst an schwerzugär.alic.en Arbeitsbereichen ein
einwandfreies Zerlegen der
Stahlteile und sichert eine hohe Schneidleistung.
Bei ständig wechselnden Schneidebenen braucht der Plasmabrenner nicht aus den z.
B. radioaktiven Räumen entfernt werden. Es genügt die Schnellverschlußkupplungen
zwischen Versorgungsteil und Versorgungszwischenstück bzw. Versoppngszwiscr.enstück
und Brennerteil mittels eines Manipulators anzukuppeln und ein beispielsweise gerades
Versorgungszwischenstück durch ein gekröpftes zu ersetzen.
-
Ferner ergibt sich die Möglichkeit, defekte Düsen durch einfachen
Austausch des Brennerteils zu ersetzen oder auch für eine unterschiedliche Schneidleistung
den Plasmabrenner- mit einer größeren bzw. einer kleineren Düse umzuristen. Das
ist nicht nur in radioaktiven Räumen von Vorteil, sondern auch für Schneidaufgaben
in großen Wassertiefen, wo in unterschiedlichen Arbeitstiefen erhebliche Druckdifferenzen
bestehen und die Schneidleistung nicht nur auf Materialart und Dicke, sondern auch
auf den Wasserdruck der entsprechenden Wassertiefe und jeweils spezifische Leistungsgrößen
der Brennerteile erfordern. Diese notwendigen Umstellungs- und auch Instandsetzungsarbeiten
können selbst von Tauchern problemlos durchgeführt werden.
-
Alle vorbeschriebenen Vorteile müssen im Hinblick auf die Schwierigkeit
gesehen werden, daß Plasmaschneideinrichtungen sei es in radioaktiven Räumen oder
großen Wassertiefen mit sehr langen Versorgungsleitungen kaum noch aus der vertikalen
hängenden Lage zu handhaben sind. Andere, gegebenenfalls leichtere Schneideinrichtungen
sind zum Zerschneiden von seewasserfesten Stählen, z. B. Chrom-Nickelstählen, wie
sie in der Offshore-Technik Verwendung finden, ungeeignet.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt
und wird im folgenden unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale beschrieben.
-
Es veranschaulicht: Fig. 1 eine schematische Teileübersicht des Plasmabrenners;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des geraden Versorgungszwischenstückes mit
ausgekuppelter Schnellverschlußkupplung und Brennerteil Fig. 3 und 4 einen vergrößerten
Ausschnitt aus Fig. 1; Fig. 5 ein gekröpftes Versorgungszwischenstück.
-
In Fig. 1 ist eine schematische Teileübersicht des Plasmabrenners
10 dargestellt, der aus Versorgungsteil 11, Schnellverschlußkupplung 12, Versorgungszwischenstück
13 und Brennerteil 14 besteht. An dem Versorgungteil 11 sind alle Versorgungsleitungen
15 für die erforderlichen gasförmigen und flüssigen Medien, sowie für die Zuführung
der elektrischen Energie angeschlossen. Zwischen Versorgungteil 11 und Brennerteil
14 ist ein gerades Versorgungszwischenstück 13 (Fig. 1a) über je eine Schnellverschlußkupplung
12 mit Versorgungsteil 11 und Brennerteil 14 verbunden. Die Verbindung des Brennerteils
14 mit dem geraden Versorgungszwischenstück 13 bzw. den Versorgungsteil 11 mit dem
geraden Versorgungszwischenstück 13 über eine Schnellverkupplung ermöglicht ein
Zerlegen des Plasmabrenners 10 und ein Austauschen der Einheiten 12, 13, 14 in einfachster
Art und Weise.
-
Dies ist insbesondere in radioaktiven -en erforderlich, weil sowohl
die Brennerführung als auch die Störungsbeseitigung bzw. Instandsetzungsarbeiten
ausschließlich mittels Manipulatoren durchgeführt werden müssen. m ein Zerschneiden
der im Reaktorbau hauptsächlich verwenceten austenitischen Stähle bzw. schweißplattierten
austenitischen Stähle bei ständig wechselnden Schneidebenen innerhalb von radioaktiven
Räumen mit dem Plasmabrenner 10 zu ermöglichen, ist das Versorgungszwischenstück
13 gerade (Fig. 1a) oder stumpfwinklig bis spitzwinklig gekröpft 16 (Fic. 1b) ausgebildet.
-
Mit diesen, insbesondere unter einem Winkel 18 von 0 bis 900 zur Plasmabrennerachse
17 gebogenen und mit Brennerteil-14 und Versorgungsteil 11 verbindbaren Verscrcungszwischenstükken
13, 16 wird vorteilhaft die Austrittsrichtung 60 des Plasmastrahles 61 der jeweiligen
Schneidebene angepaßt und somit ein Zerschneiden der austenitischen Stähle bei geringstem
Platzbedarf ermöglicht.
-
In Fig. 1c ist ein flexibles Versorgungszwischenstück 19 als Prinzipskizze
dargestellt, das unter einem Winkel 20 von vorzugsweise 0 bis 1800 stufenlos über
pneumatische, elektrische oder mechanische Antriebe an die Schneidebene angepaßt
werden kann. Der hierbei entstehende Arbeitsbereich entspricht der geometrischen
Form einer Halbkugel.
-
In Fig. 1d ist ein Plasmabrenner 10 mit einem geraden Versorgungszwischenstück
13 schematisch dargestellt, bei dem die nicht näher dargestellten Versorgungsleitungen
15 für Plasmagas, Strom und Kühlmittel und die ebenfalls nicht näher dargestellte
Kathode unter einem Winkel 21 von 0 bis 900 zur Achse 22 des Versorgungszwischenstückes
13 angeordnet sind. Diese Ausbildung des Plasmabrenners 10 ermöglicht einen besonders
einfachen Austausch des kostengünstig herstellbaren Versorgungszwischenstückes 13.
-
In Fig. 2 ist ein Plasmabrenner 10 dargestellt, der aus dem geraden
VersDrgungszçischenstück 13, der von dem geraden Versorgunasz--ischenstücX 13 ausgekuppelten
Schnellverschlußkupplung 12 und dem von der Schnellverschlußkupplung 12 abschraubbaren
Brennerteil 14 besteht. Dabei ist in besonders vorteilhafter, nicht näher dargestellter
Weiterbildung der Brennerteil 14 ebenfalls über eine Schnellverschlußverbindung
auswechselbar.
-
Mit dem Versorgungszwischenstück 13 sind über die nur schematisch
dargestellte Versorgungseinheit 11 und die nicht dargestellte Sc-.nellverschlußkupplung
12 alle Versorgungsleitungen 15 für das Plasmagas, den Strom und das Kühlmittel
und die Kathode verbunden.
-
Außer der herrorsteenden Kathode 23 für den Lichtbogenstrom enden
die Zu- und Rücklaufleitungen 24, 26 für das Kühlwasser, die Plasmagasleitung 26
sowie die Zuleitung 27 für den Zündstrom zur Erzeugung des Pilotlichtbogens an der
Kupplungsoberfläche 28 des Versorgungszwischenstückes 13 und sind konzentrisch au-
einem Umkreis 29 um die Kathode 23 angeordnet.
-
Auf einen weiteren konzentrisch um die Kathode 23 angeordneten Umkreis
30 ist eine Bohrung 37 für den Arretierungsstift 32 angeordnet (Fic. 3). Durch diese
Anordnung wird ein leichtes Zusammenstecken der Schnellverschlußkupplung 12 mit
dem Versorgungszwischenstück 13 erzielt, ohne Gefahr, daß insbesondere die empflindlichen
Rohrleitungen 24, 25, 26 für das Plasmagas und das Kühlmedium beim Zusammenstecken
deformiert und undicht werden.
-
Zunächst wird beim Zusammenstecken die weit hervorstehende Kathode
23 in die mit einem Isolationsmantel 33 umgebende Steckbohrung 34 eingeführt, bis
der etwas kürzere Arretierungsstift 32 sic auf den Umkreis 30 der Kupplungsoberfläche
28 abstützt. Die Steckverbindungen 35 der Rohrleitungen
und der
Stecker 36 berühren in dieser um die Kathode 23 zentrierte Einführungsposition der
Schnellverschlußkupplung 12 mit de Versorgungszwischenstück 13 noch nicht die Kupplungsoberfläche
28. Erst bei gefahrloser radialer Drehung der Schnellverschlußkupplung 12 zum Versorgungszwischenstück
13 um die bereits eingeführte Kathode 23 wird der Arretierungsstift 32 über den
Umkreis 30 bis zu der Bohrung 31 bewegt und kann in diese eingeführt werden. In
dieser Position stehen die Steckverbindungen 35, 36 genau in axialer Flucht der
korrespondierenden Leitungen 24, 25, 26 und sind ohne Gefahr einer Deformierung
miteinander kuppelbar.
-
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß alle Dichtungselemente
die dem Verschleiß unterliegen, z. B.
-
O-Ringe 37 um die abzudichtenden Rohrleitungen 24, 25 und 26 sowie
die Dichtungen der stromführenden Leitungen 23 und 26 ausschließlich an der Schnellverschlußkupplung
12 angeordnet sind, so daß beim Austausch von Brennerteilen 14 mit den Schnellverschlußkupplungen
12 stets neue Dichtungselemente eingesetzt werden, wobei jeweils das Versorgungszwischenstück
13 und das Versorgungsteil 11 mit den umfangreichen Versorgungseinrichtungen und
Versorgungsleitungen, z. B. im radioaktiven Bereich, ohne Demontage verbleiben können.
-
In weiterer Ausgestaltung des Plasmabrenners wird die mit dem Versorgungszwischenstück
13, 16 zusammengesteckte Schnellverschlußupplung 12 vorteilhaft mittels einer an
sich bekannten Spannhülse 38 zusammengehalten. Ein oder mehrere Führungsstifte 39
werden hierbei in einer zunächst parallel zur Aufsteckrichtung 40 angeordneten Nut
41 geführt. Die Nut 41 ist auf der Oberfläche der Schnellverschlußkupplung 12 mit
einer geringen Steigung 42 zur Längsachse 43 eingearbeitet, um die Schnellverschlußkupplung
12 mit einer erforderlichen Pressung für die abdichtende Funktion der Dichtungselemente
in axialer Richtung 40 gegen die Kupplungs -
oberfläche 28 des
Versorgungszwischenstückes 13, 16 zu drücken.
-
In einem zur Aufsteckrichtung 40 gekrümmten Endbogen 44 wird schließlich
die Spannhülse 38 in der vorgespannten Lage gehalten.
-
Je nach der gegebenen Aufgabe, der Schneidebene, der günstigsten Handhabung,
z. B. bei Unterwasserschneiden durch Taucher wird ein Versorgungszwischenstück 13
mit einer spezifischen :kröpfung 16 z. B. von 900 gemäß Fig. 5 ausgewählt, um ohne
die schweren Schneideinrichtungen mit der Vielzahl von Zuführungseinrichtungen und
dem Versorgungsteil 11 aus der vertikalen Ebene bei der Brennerhandhabung bewegen
zu müssen. Insofern ist es möglich, z. B. Rohre zur Erzeugung glatter Schneidflächen
tangential anzuschneiden oder Flächen unterhalb einer Konstruktion ohne Mühe von
unten nach oben zu schneiden.
-
Dabei ist das gekröpfte Versorgungszwischenstück 16 über zwei Schnellverschlußkupplungen
12 mit dem Brennerteil 14 und mit cem nicht näher dargestellten Versorgungsteil
11 verbindbar.
-
Das Versorgungszwischenstück 13, 16 die Spannhülse 38, die Schnellverschlußkupplung
12 und das Brennerteil 14 sind an der Oberfläche mit an sich bekannten Ausnehmungen
45 ausgestaltet, die den Greiforganen von Manipulatoren angepaßt sind, so daß das
Lösen, Zusammensetzen und Verriegeln der vorgenannten Teile ohne zusätzliches Werkzeug
durchführbar ist Wenn bei einem defekten Brennerteil 14 selbst die relativ einfach
ausgebildete Schnellverschlußkupplung 12 mit verschrottet wird, ist eine Instandsetzung
der Plasma-Schneideinrichtung durch Ersatz einer Schnellverschlußkupplung 12 mit
fertigmontiertem Brennerteil 14 im Hinblick auf den geringen Materialeinsatz und
Arbeitsaufwand äußerst günstig. Dennoch ist ein Austausch eines defekten Brennerteils
14 an ausgekuppeltem Versorgungszwischenstück 13, 16 wegen der einfachen Handhabung
dieser von der Schneideinrichtung
abgetrennten Teile 12 und 14
mittels eines Manipulators durchführbar. Ein unnötiger Verlust der Schnellverschlußkupplung
12 wird dadurch vermieden.
-
Leerseite