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Vorrichtung zum selbsttätigen Zentrieren
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und Ankuppeln eines Transportbehälters für Gebinde mit radioaktiyem
Inhalt an die Öffnung einer Lagerstätte
Beschreibung: Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Zentrieren und Ankuppeln eines Transportbehälters
für Gebinde bzw. Fässer mit radioaktivem Inhalt an die Beschickungsöffnung einer
Lagerstätte für die Fässer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Die Beförderung von mittelaktiven Abfällen und solchen mit höherer
Aktivität erfolgt in wiederverwendbaren Transportbehältern, die die erforderliche
Abschirmung gewährleisten.
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Die Abfälle liegen für den Transport und zur Lagerung in fixierter
Form vor und befinden sich in dichten Abfallbehältern wie Fässern oder Kokillen.
Die Beschickung der Transportbehälter mit diesen Abfallbehältern kann von oben in
einer Heißen Zelle oder von unten, ohne besondere Abschirmvorkehrungen mit einem
Schiebersystem, erfolgen.
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Bei einer zur Ausführung gekommenen Beschickungsstation für Fässer
mit mittelaktiven Abfällen ist infolge der Flachschieberkonstruktion eine längere
Verweilzeit des Personals im Bereich des Transportbehälters zur Durchführung der
verschiedenen Arbeitsgänge für das Zentrieren und Ausrichten des Behälters sowie
für das Einkuppeln des Entnahmebolzens und Ausrücken der Riegelbolzen erforderlich.
Durch das Schiebersystem wird zwar die beim Durchgang eines Abfallbehälters auftretende
Gammastrahlung bis weit unter die gesetzliche Grenze abgeschirmt, aber wegen der
zur Bedienung notwendigen Verweilzeiten kommt es trotzdem zu einer Strahlenexposition
des Personals.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung an
der Anschlußstelle einer Beschickungs.-bohrung zu schaffen, bei welcher die Verweilzeit
des Personals in der Behälternähe bei Ladevorgängen möglichst weitgehend abgekürzt
oder sogar gänzlich überflüssig gemacht wird. Dazu werden mit der Vorrichtung selbsttätig
die Arbeitsgänge des Zentrierens, des positionsgerechten Ausrichtens und die Verbindung
von Behälterboden - und Strahlenschutzschieber zum späteren simultanen Öffnen bewerkstelligt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfindung bei
einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art die Merkmale vor, die in ihrer
Kombination in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben sind.
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Mit einer solchen Vorrichtung werden nun in besonders vorteilhafter
Weise die Be- und Entladevorgänge der Transportbehälter an der Öffnung einer Lagerstätte
für radioaktive Abfälle sehr stark vereinfacht. Da die Transportaerdem behälter
ein rundes Fußteil haben, ergibt sich beiihnen7 eine wesentliche Erhöhung der Nutzlast
im Vergleich zu den bisher verwendeten Transportbehältern für mittelaktive Abfälle
mit prismatischem Fußteil. Der wichtigste Vorteil der vorliegenden Erfindung ist
der Wegfall des größten Teils der zum Zentrieren und Ausrichten der Transportbehälter
und zum Kuppeln der Schieber erforderlichen Personaleinsatzes in Behälternähe. Die
Erfindung ersetzt weiterhin in besonders vorteilhafter Weise auch den größten Teil
der Maschinen, die bei einer automatischen Abfertigung des Transportbehälters im
herkömmlichen
System beim Entladen erforderlich wären. Neu ist bei
ihr die Anwendung von Führungskonturen zum Zentrieren und Ausrichten des Transportbehälters
an einem Strahlenschutzschieber ebenso wie das Öffnen des Behälterbodenschiebers
durch zentrisch angeordnete Halbringmitnehmer.
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Besonders günstig ist ferner die Möglichkeit, mit der neuen Vorrichtung
sowohl Transportbehälter mit einem einteiligen als auch mit einem zweiteiligen Bodenschieber
abfertigen zu können.
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Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand
der Figuren 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigen: Die Figur 1 einen Querschnitt durch
die Beladestation über einem Schacht mit noch nicht aufgesetztem Transportbehälter,
der darüber schwebend gezeichnet ist, die Figur 2 einen Längsschnitt durch die Figur
1, die Figur 3 die schematische Darstellung einer ähnlichen Anlage mit einem einteiligen
Entladeschieber des Transportbehälters am Boden/im geschlossenen Zustand, die Figur
4 den Behälter gemäß der Figur 3 im geöffneten Zustand, die Figur 5 den Schnitt
AB der Figur 3 und die Figur 6 den Schnitt CD der Figur 4.
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In den Figuren 1 und 2 ist der noch nicht aufgesetzte Transportbehälter
1, der ein Faß 2 mit radioaktiven Abfällen enthält, über der Anschlußstelle einer
Beschickungsbohrung 3 schwebend dargestellt, die zu einer nicht dargestellten
Lagerkaverne
führt. Die Anschlußstelle ist mit einem in Beton eingebetteten,konzentrischen und
zweiteiligen Abschirmschieber6 und 7 ausgerüstet, der auf einer Grundplatte 34,
mittels Schienen 35 und Rollen 36 geführt, horizontal hin und her bewegt wird. Der
Antrieb erfolgt auf nicht weiter dargestellte Weise mittels der Wellen 37 jeweils
für jeden Abschirmschieberteil 6 und 7 getrennt, wobei sich die beiden in einer
aus Abschirmgründen gezackten Trennfuge 38 trennen, deren Mittelachse mit der Trennungslinie
30 des Mitnehmerringes 27 übereinstimmt.
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Diese ist in der Mittelachse 39 des ganzen Systems gelegen.
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Der Behälter 1 besitzt an seiner Unterseite mit den Abschirmschiebern
6 und 7 korrespondierende, auf Rollen laufende Entladeschieber 4 und 5, die nach
Lösen ihrer Verriegelungsbolzen 40 angekuppelt an diese geöffnet bzw. beiseite gefahren
werden und die Entladeöffnung 41 des Behälters freigeben. Danach kann das Faß 2,
das mitteils einer Greifvorrichtung 42 gehalten wird, von oben her durch die Öffnung
41 durch die Bohrung 3 bewegt werden.(Eine Beladung des Behälters von unten ist
auch möglich). Der untere Rand bzw. das Fußteil 33 des Behälters 1 ist kreisrund
ausgebildet und schließt nach unten mit der Behälterbodenplatte 31 ab, durch welche
die Entladeöffnung 41 führt. Am Umfang des Fußteils 33 bzw. an der Behälteraußenseite
8 sind zwei einander diametral gegenüberliegende Zentrierstücke 9 mit abgerundeter
Unterkante oder an der Unterseite befindlichen Laufrollen 10 angebracht, die um
900 versetzt zu der Bewegungsrichtung der Schieber 4 und 5 angeordnet sind. In der
abgesetzten bzw. Entladeposition des Behälters greift diese Zentrierstücke 9 in
die
Ausschnitte 24 der Kurvenstücke 16 ein und fixieren ihn, so daß die Schieber in
der oben beschriebenen Art geöffnet werden können.
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Die Anschlußstelle für den Behälter über der Bohrung 3 besteht aus
einem Stahlkasten 43, der mittels Beton 44 abgeschirmt ist und über der Bohrung
3 sitzt. In der Mitte des Kastens liegt eine Deckplatte 11, auf deren Innenrand
45 der Behälter abgesetzt wird. Die Platte 11 ist durchbrochen, damit das Faß 2
abgesenkt werden kann.
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Unterhalb dieser Platte 11 bewegen si-ch die Schieber 6 und 7 entlang
der Achse 26 von der Mittelachse 39 nach der Seite weg. Auf der Oberseite der Schieber
6 und 7 ist mittig zu ihrer Trennungslinie 30 ein zweiteiliger Mitnehmerring 27
aufgesetzt, dessen Teile, die Halbringmitnehmer rund 29 je einem der Schieber 6
und 7 zugeordnet sind. Diese Halbringmitnehmer 28, 29 greifen nun in der Mittelstellung
gemeinsam formschlüssig in die ringförmige Ausnehmung 32 ein, die an der Unterseite
der Behälterschieber 4 und 5 in entsprechender Position eingelassen sind und führen
diese Schieber 4 und 5 nach Entriegelung der Bolzen 40 nach außen weg in die Kanäle
14 und 15, die ebenfalls in dem Kasten 43 gelegen sind.
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vollständig Damit ist der Behälter 1 r an die Bohrung 3 angeschlossen
und das Faß 2 kann abgesenkt werden.
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Die Ausrichtung bzw. Zentrierung des an einer Greifvorrichtung hängenden
Behälters 1 zu der Anschlußstelle bzw.
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dem Kasten 43 erfolgt beim Absenken des Behälters 1 auf besondere
Weise. Über der Deckplatte 11 bzw. dem Kasten
43 list mittig eine
Buchse 12 eingesetzt, deren Innendurchmesser etwas größer oder ungefähr dem Durchmesser
des Behälterfußteiles 33 plus Höhe beider Zentrierstücke 9 entspricht. Das obere
Ende der Buchse 12 weist einen Einlaufkonus 13 auf, der den unteren Behälterrand
vorzentriert. In die Buchse 12 ist ein doppelt ausgebildetes, hohlzylindrisches
Kurvenstück 16 eingesetzt, das unterhalb des Einlaufkonus 13 beginnt und dessen
Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Behälterfußteiles 33 entspricht.
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Es weist somit die Dicke der Zentrierstücke 9 auf. Die obere Stirnfläche
17 des Kurvenstückes 16 ist so geformt, daß sie je zwei paarweise nach unten verlaufende,
zueinander spiegelsymmetrisch gelegene Zentrierlaufbahnen 18 und 19 bildet, die
von ihren Hochpunkten 20 und 21 zu den Tiefpunkten 22 und 23 führen, unter welchen
jeweils der gemeinsame Ausschnitt 24 zur Aufnahme der Zentrierstücke 9 gelegen ist.
Die Tiefpunkte 22 und 23 sind als Ausschnitt 24, welcher mit dem Zentrierstück 9
korrespondiert, ausgebildet, um eine exakte Justierung des Behälters zum Auffahren
der Schieber zu erreichen. Die Laufbahnen 18 und 19 sind im Bereich ihrer Hochpunkte
20 und 21 nach innen unten abgeschrägt, die gebildete Fläche 25 überstreicht dabei
die Hochpunkte in etwa symmetrisch.
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Diese Hochpunkte 22 und 21 der Zentrierlaufbahnen 18 und 19 sind senkrecht
über der Bewegungsachse 26 der Schieber 4, 5 bzw. 6, 7 gelegen, die Ausschnitte
24 dazu in einem Winkel von 900.
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Wird nun der Behälter 1 von oben her langsam abgesenkt, so wird er
zunächst durch das Anliegen des Behälterfußteils 33 und der Zentrierstücke 9 im
Einlaufkonus 13 vorzentriert. Bei weiterem Absenken treffen die Zentrierstücke 9
an einer beliebigen Stelle - je nach Verdrehung des Behälters -auf die Zentrierlaufbahnen
18 und 19 und drehen den Behälter bei Fortsetzung des Absenkens nach unten bis zum
Eingreifen in die Ausschnitte 24 automatisch in die richtige Position, bei welcher
die Entladeschieber und Abschirmschieber in ihrer Bewegungsrichtung fluchtend über
einander liegen. Danach können diese, wie oben stehend beschrieben, betätigt bzw.
zur Entladung auseinander gefahren werden.
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Die Figuren 3 bis 6 zeigen schematisch, wie an der Anschlußstelle
ein Transportbehälter mit einem einteiligen Bodenschieber 46 abgefertigt wird. Gleiche
Positionsnummern wie an den Figuren 1 und 2 bezeichnen dabei identische Teile bzw.
Merkmale. Die Figuren 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung einen solchen
Behälter 1 mit einem Bodenschieber 46 mit der Schieber öffnungsrichtung nach rechts.
Bei der gezeigten Stellung nimmt bei Öffnungsvorgang der Halbringmitnehmer 29 der
rechten Strahlenschutzschieberhälfte 7 den einteiligen Bodenschieber 46 nach rechts
mit, während die linke Strahlenschutzschieberhälfte 6 leer läuft. In die Unterseite
des Transportbehälters 1 und des Bodenschiebers 46 sind Aussparungen 47 und 48 für
den Auslauf der Halbringmitnehmer 28, 29 vorgesehen. Ob der Transportbehälter 1
mit der Schieberöffnungsrichtung nach links oder rechts in der Anschlußstelle zum
Aufsitzen kommt, ist zufällig und hängt davon ab, auf welche Zentrierlaufbahnen
19 die Zentrierstücke 9 beim Senken des Behälters geraten.
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Kommt der Transportbehälter 1 mit der Öffnungsrichtung nach links
in der Anschlußstelle zum Aufsitzen, so läuft der Öffnungsvorgang im umgekehrten
Sinne wie oben beschrieben ab. Zu beachten ist, daß beim Öffnen eines Transportbehälters
1 mit einteiligem Bodenschieber 46 die beiden Strahlenschutzschieberhälften 6 und
7 den doppelten Weg zurücklegen müssen, als beim Öffnen eines Transportbehälters
mit einem zweiteiligen Bodenschieber 5, 4,um die Bodenöffnung 3 freizugeben.
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Bezugszeichenliste: 1 Transportbehälter 2 Faß 3 Beschickungsöffnung
bzw.
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Bohrung 4 Entladeschieber am Behälter 5 Entladeschieber am Behälter
6 Abschirmschieber. an der Öffnung 7 Abschirmschieber an der Öffnung 8 Behälteraußenseite
9 Zentrierstücke 10 Unterkante 11 Deckplatte 12 Buchse 13 Einlaufkonus 14 Kanal
15 Kanal 16 Kurvenstück 17 Stirnfläche 18 Zentrierlaufbahn 19 Zentrierlaufbahn 20
Hochpunkt 21 Hochpunkt 22 Tiefpunkt 23 Tiefpunkt 24 Ausschnitt 25 Fläche 26 Bewegungsachse
27 Mitnehmerring 28 Halbringmitnehmer 29 Halbringmitnehmer 30 Trennungslinie 31
Behälterbodenplatte 32 ringförmige Ausnehmung 33 Fußteil 34 Grundplatte 35 Schiene
36 Rollen 37 Welle 38 Trennfuge 39 Mittelachse 40 Verriegelungsbolzen 41 Entladeöffnung
42 Greifvorrichtung 43 Stahlkasten 44 Abschirmbeton 45 Innenrand 46 einteiliger
Bodenschieber 47 Aussparung 48 Aussparung