DE3319698A1

DE3319698A1 - Transportierbare presse zum hochverdichten radioaktiver abfallstoffe von kernkraftwerken und verfahren zum pressen

Info

Publication number: DE3319698A1
Application number: DE19833319698
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(grad.) 2000 Barsbüttel Müntzel; Michael 2085 Quickborn Szukala
Original assignee: Hansa Projekt Maschinenbau GmbH
Current assignee: Bilfinger Noell GmbH
Priority date: 1983-05-31
Filing date: 1983-05-31
Publication date: 1984-12-06
Also published as: US4897222A; DE3319698C2

Description

RALF MINETTI ; /■/■'■ ₂ Hamburg ι, den- £7.*... Mai..19.8

PATENTANWALT BtOlindamm 15 10/44

Fernsprecher 33 51 15 OO I O D \J O

Bank: Commerzbank AG, Konlo-Nr. 38/57 554 (BLZ 200 400 00)

Annul Firma Hansa Projekt L?"™™²⁵⁰⁹⁰⁰"²⁰⁷

Maschinenbau C

meine Akte: 6031/83

Maschinenbau GmbH, Hamburg <β™οο_2Ο,

Transportierbare Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfall stoffe von Kernkraftwerken und Verfahren zum Pressen

Die Erfindung betrifft eine transportierbare Presse zum Hochverdichten radioaktiver bzw· schwach kontaminierter Abfälle von Kernkraftwerken, die in einem Sammelbehälter innerhalb der Matrize der Presse

mit einem Stempel zu einem Preßpaket verpreßt werden·

Beim Betrieb eines Kernkraftwerkes fallen regelmäßig radioaktiv verschmutzte Abfälle an, die unter besonderen Schutsvorkehrungen beseitigt werden müssen. Dazu zählen beispielsweise Plastikfolien sowie Reinigungsmittel und die Bekleidung des Bedienungspersonals wie deren Schuhe, Überschuhe und

dergleichen. Diese Abfall stoffe werden in
Sammelbehältern gesammelt von denen beispielsweise in einem Kraftwerk innerhalb
eines Jahres ca. 1.000 Fässer anfallen. Um Abfall stoffe unter wirtschaftlich möglichst geringem Aufwand zu beseitigen, werden die gefüllten Sammelbehälter mit einer Spezialpresse unter einem sehr hohen Druck von bis her ca. 1.600 Megapond (Mp) verpreßt. Die
sich dabei ergebenden Preßpakete werden

ihrerseits in geringen Stückzahlen in anderartigen Sammelgefäßen gesammelt, die danach abgefördert werden.

Allgemein ist es zwar nicht üblich, Abfallstoffe unter derart hohen Drücken zu verpressen, weil damit ansich ein großer Aufwand verbunden ist. Allein in der Kernkraf⁴ Industrie sind jedoch die Kosten der End-

sorgung pro Volumen-Einheit so hoch, daß ei sich lohnt, mit den genannten besonders hohen Preßdrücken su arbeiten, um dadurch zu äußerst geringen Volumen der abzufordernde: gepreßten Abfall stoffe zu kommen.

Im Hinblick auf ^ie erheblichen Kosten einer Presse für die Beseitigung radioaktive

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Abfallstoffe ist es in der Praxis üblich, mittels einer Presse eine Vielzahl von Kernkraftwerken zu versorgen, die dafür bei Bedarf angefordert wird und vor Ort in Betrieb genommen wird. Die dafür im Einsatz befindliche, bekannte Presse besitzt eine liegende Matrize und einen liegenden Druckstempel mit Kolbenstange. Diese Kolbenstange ist an einem Joch befestigt, das mit vier hydraulischen Zylindern verbunden ist. Um beim Preßvorgang einen Gegendruck hervorrufen zu können, ist am Ende der Matrize eine Gegendruckplatte höhenverstellbar angeordnet. Beim Betrieb dieser Vorrichtung wird vor dem Beginn des Preßvorganges der zusammenzupressende Behälter von oben her in eine Kammer gefördert, die zwischen der Matrize und dem Stempel liegt. Danach wird das Faß bzw. der Sammelbehälter in die Matrize eingeschoben und gegen die Gegendruckplatte gepreßt. Nach dem Pressen wird die Gegendruckplatte angehoben, so daß der Stempel das Preßpaket horizontal herausfördern kann. Eine derartige Presse erfordert eine erhebliche Baulänge. Die bekannte Presse ist dadurch in ihren Abmessungen so groß,

daß sie nur auf besonderen Spezialfahrzeugen wie Spezialtieflastern bei einer Beförderung auf der Straße zu ihrem Einsatzort verfahren werden kann· Damit sind erhebliche Aufwendungen verbunden· Außerdem müssen kostspielige Maßnahmen ergriffen werden, um für ein Verfahren der bekannten Presse von einem Einsatzort zum nächsten die Umwelt vor der Radioaktivität zu schützen, welche von der Presse selber in Folge ihres Kontaktes mit den Abfallstoffen ausgehen kann. Die bekannte Presse muß deshalb aufwendigen Säuberungen vor einem Transport unterworfen werden und es ist üblich, sie zusätzlich mit einer Umhüllung aus Plastik zu versehen·

Ein weiterer, mit der bekannten Presse verbundener konstruktiver Aufwand ergibt sich au.« dem Umstand, daß diese vier Kolbenstangen aufweist, die auf ein gemeinsames Joch einwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine transportable Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe zu schaffen, die bei höherem

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LeistungsvoXumen einen erheblich geringeren Aufwand erfordert und aufgrund besonders geringer Abmessungen bezogen auf ihre hohe Leistung die Möglichkeit bietet, sie .insbesondere in einem handelsüblichen Container auf handelsüblichen Fahrzeugen im Öffentlichen Verkehr zu transportieren, so daß es also nicht für ihren Traneport besonderer Spezialfahrzeuge und der Absperrung des Transportweges bedarf· Gemäß der Erfindung ist dafür vorgesehen, daß die Matrize der Presse aus zwei beim Betrieb senkrechtstehenden und durch ein Drehgelenk miteinander verbundenen schwenkbaren halbzylinderförmigen Schalen besteht, die eine Verriegelung für die Schließstellung aufweisen, und daß der höhenverstellbare Stempel über der Matrize steht.

Eine erfindungsgemäße Presse arbeitet stehend bei relativ geringer Bauhöhe und benötigt nicht eine Kammer für die Einlagerung des Sammelbehälters zwischen der Matrize und dem herausgefahrenen Stempel, da der Sammelbehälter bei geöffneter Matrize von der Seite her eingefahren werden kann· Andererseits ergibt sich jedoch eine Bauhöhe, welche die

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Presse für einen Transport in der Arbeitsstellung ungeeignet macht. In Ausgestaltung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die Presse mit Drehzapfen in zwei Stützbocken gelagert ist, in denen sie um eine Querachse aus einer horizontalen Transportstellung in eine senkrechte Arbeitsstellung schwenkbar ist bzw. umgekehrt für einen Trai port aus ihrer senkrechten Arbeitsstellung.

heraus in eine horizontale Transportstellun< geschwenkt werden kann, in der sie dann in einem handelsüblichen Container verfrachtet werden kann, so daß es also auch nicht besonderer Schutzmaßnahmen in der Art einer

IS Plastikumhüllung bedarf.

Eine besonders geringe Bauhöhe bzw. TransportlKnge ergibt sich imüübrigen aus dem Mer mal, daß die Matrize sich auf einer Bodenpia abstützt, die durch säulenförmige Zugstangen mit einer Gegendruckplatte verspannt ist, we ehe den Druckzylinder mit dem Stempel unraitt bar trägt»

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Be-

Schreibung eines Ausführungsbeispieles, das in einer Zeichnung wiedergegeben ist. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: Eine Presse im Längsschnitt mit einer Lagerung in Stützböcken;

Figur 2: einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Figur 1;

Figur 3; eine Seitenansicht der Presse in Arbeitsstellung und Transportstellung·

Die in der Zeichnung wiedergegebene Presse zum Kochverdichten radioaktiver Abfallstoffe unter einem Druck von ca· 2·400 Megapond besitzt eine Gegendruckplatte I₁ die auf ihrer Unterseite einen Druckzylinder 2 trägt. In dem Druckzylinder 2 befindet sich der Stempel, der aus einer Kolbenstange 3 besteht sowie einem Kolben 15 und einer Stempeldruckplatte 4. Die Stempeldruckplatte 4 besitzt einen größeren Druchmesser als die Kolbenstange 3 und ist an dieser auswechselbar befestigt damit sie nach einem teilweisen Verschleiß ausgetauscht werden kann,ohne die

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gesamte Kolbenstange 3 überarbeiten zu müssen.

Unterhalb der Stempeldruclcplatte 4 in deren oberer Totpunktstellung gemäß der straffierten Darstellung in Figur 1 befindet sich die Matrize, die aus zwei schwenkbaren, halbzylinderförmigen Schalen 5 und 5' besteht· Oiese beiden Schalen 5 und 5* sind durch ein Drehgelenk 6 schwenkbar miteinander verbunden In ihrer geschlossenen Arbeitsstellung lassen sie sich verriegeln durch einen höhenverstell baren Verriegelungsblock 7, der mit einer Aus nehmung 7' versehen ist· Diese Ausnehmung 7♦ ist gemäß Figur 2 im Querschnitt schwalbenschwanzförmig und in ihrer Höhe konisch ausgebildet, so daß sie in der Verriegelungsstellung einen Konus 8 der beiden Schalen 5 und 5^f umfaßt und damit die Matrize verriegelt,während es zur Endriegelung nur einei geringfügigen Anhebung des Verriegelungsblock 7 bedarf, um den Konus 8 freizugeben. Diese Anhebung erfolgt durch zwei Zylinder 11 und II¹, die den Verriegelungsblock 7 führen.

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Zum Öffnen und Schließen der Matrize sind zwei hydraulische Stellzylinder 21 und 22

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vorgesehen, von denen jeweils einer an einer der Schalen 5 bzw. 5^f angreift und diese in eine Öffnungsstellung versetzt, welche in Figur 2 in gestrichelten Linien wiedergegeben ist.

Befinden sich die Schalen 5 und 5· der Matrize in der Öffnungsstellung, so läßt sich ein mit Abfallstoffen gefüllter Saromelbehälter über ein Rollenband 12 entsprechend dem Pfeil 14 radial in die Öffnung der Matrize einführen. Dabei kann ein Laufkran 43 bzw. 44 entsprechend Figur 3 zur Hilfe genommen werden, der auf einem schwenkbaren Tragarm angeordnet ist. Mittels dieser Laufkräne läßt sich das innerhalb der Matrize verpreßte Preßpaket auch wiederum auf das zweite Rollenband 13 versetzen, um auf diesem radial entsprechend dem Pfeil 14 abgefördert zu werden.

Nach einem Schließen und Verriegeln der Matrize wird die Steuerung für den Stempel freigegeben, so daß dieser in die Matrize eingefahren werden kann. Dabei fährt der Stempel bis zu einer Lastgrenze von ca.

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450 Mp. Nach erreichen dieses Wertes fährt der Stempel mit verminderter Geschwindigkeit weiter bis eine Last von ca. 2.000 Mp erreicht ist, wobei jedoch zu beachten ist, daß die maximale Last tatsächlich größer sein kann. Dabei wird der Sammelbehälter zusammengepreßt zu einem Preßpaket 9, das in Figur 1 unten am Boden der Matrize liegend wiedergegeben ist.

Nach dem Preßvorgang fährt der Stempel im Eilgang wieder in die obere Totpunktlage, die in ausgezogenen Linien in FigM*" 1 wieder gegeben ist. Dabei wird die Kolbenstange 3 in einer Bohrung des Zylinderbodens 10 geführt. Die Umschaltungen der Stempellaufgeschwindigkeiten und die Übergänge der hydraulischen Pumpen in einen drucklosen Umlauf werden automatisch Über die hydraulik durch an sich bekannte Mittel gesteuert.

Die Matrize ruht auf einer Bodenplatte 23, die ihrerseits eine weitere Platte 23' trägi welche mit einer Sammelleitung 20 versehen

Ist, in der die beim Pressen der Abfallstoffe herausgepreßten Flüssigkeiten aufgenommen und an einer Stelle abgeführt werden.

Die Bodenplatte 23 ist mit der Gegendruckplatte durch vier säulenförmige Zugstangen 16, 17, IS und 19 verbunden· Von diesen Säulenbzw. Zugstangen tragen die Zugstangen 17 und jeweils einen koaxial zueinander angeordneten Drehzapfen 40 bzw. 40', der seitlich über die Grundplatte und Gegendruckplatte herausteht. Mittels dieser Drehzapfen 40 und 40* läßt sich die Presse schwenkbar lagern in zwei Stützböcken 41 und 42. Eine derartige Lagerung ist von wesentlichem Vorteil, weil sie es ermöglicht, die Presse für ihren Transport nach einem Einsatzort in eine horizontale Lage zu verschwenken. Diese sogenannte Tiansportstellung ist in Figur 3 in gestrichelten Linien wiedergegeben.

Während ihres Betriebes ruht die Presse auf Füßen 50 und 51, mit denen sie sich auf der Bodenoberfläche A abstützt. Für ihren Transport wird die Presse an Tragösen 60 bzw. 60· angehoben, die auf der Gegendruckplatte 1

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montiert sind· Anschließend wird die Presse abgesetzt mit ihren Drehzapfen 40 und 40' in den Aufnahmelagern der beiden Böcke 41 \ind 4 dafUr ist ein Anheben um das Ausmaß B entsprechend Figur 3 notwendig. Danach kann di« Presse geschwenkt werden in die horizontale Transportstellung· In dieser Transportstellt vermag sich die Presse abzustützen mittels
eines Stützbeines 70, das schwenkbar an ein« Seite der Presse angeordnet ist» Zum Beweget in horizontaler Transportstellung sind an d< Seitender Presse mindestens drei weitere ös« 80 und 81, 82 angeordnet.

Bezugszeichenliste

1 Gegendruckplatte

2 Druckzylinder

3 " Kolbenstange

4 Stempeldruckplatte

5, 5' Matrize (zwei schwenkbare Schalen) 6 Drehgelenk 7, 7' Verriegelungsblock (mit Ausnehmung 7·)

8 Konus

9 Preßpaket

10 Zylinderboden 11, 11· Zylinder (für 8)

12 Rollenband

13 Rollenband

14 Pfeil

15 Kolben

16 Zugstange

17 Zugstange 16 Zugstange

19 Zugstange

20 Sammelleitung

21 Stellzylinder

22 Stellzylinder

23, 23 · Bodenplatte

40, 40· Drehzapfen 60, 60» Tragösen

41 Stützbock 70 Stützbein

42 Stützbock 80 Tragöse

43 Laufkran 81 Tragöse _f 82 Tragöse

44 Laufkran A · Oberseite, Boden

50 Fuß B ■ Differenz

51 Fuß F-F ■ Schwenkachse

Claims

Ansprüche

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(1·) 1rangxrtie±ÄePresse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe von Kernkraftwer ken, die in einem Sammelbehälter innerhalb der Matrize der Presse mit einen Stempel
zu einem Preßpaket verpreßt werden, dadurc gekennzeichnet, daß die Matrize aus zwei
beim Betrieb scnkrecht^stehenden und durch ein Drehgelenk (6) miteinander verbundener schwenkbaren, halbzylinderförmigen Schaler (5, 5') besteht, die eine Verriegelung (7, (8), für die Schließstellung aufweisen, ui daß der höhenverstellbare Stempel (3, 4, ' über der Matrize (5, 5¹) steht.

2« Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeii net, daß die Presse mit Drehzapfen (40, 4< in zwei Stützböcken (41, 42) gelagert ist in denen sie um die Querachse (F-F) aus e ner horizontalen Transportstellung in ein

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senkrechte Arbeitsstellung schwenkbar ist.

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Drehzapfen ( 40, 40»)

koaxial an einer Außenseite der Presse angeordnet sind·

4. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (5, 5¹) der Matrize

mit hydraulischen Stellzylindern (21, 22)
verbunden sind.

5. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (5, 5¹) sich auf einer

Bodenplatte (23) abstützt, die durch säulenförmige Zugstangen (16, 17, 18, 19) mit einer Gegendruckplatte (1) verspannt ist, welche den Druckzylinder (2) mit dem Stempel
(3, 4, 15) trägt.

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6· Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (23, 23») unter der Matrize (5, 5») mit einer Sammelleitung (20) versehen ist.

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7. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse an der den Drehzapfen (40,40

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gegenüberliegenden Außenseite mindestens ein ausschwenkbares Stützbein (70) trägt.

8. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic'. net, daß die Presse an ihrer Oberseite und einer Außenseite mit Tragösen (60,60',80,8 versehen ist.

9. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic net, daß die Steiapeldruckplatte (4) einen größeren Durchmesser als die Kolbenstange (3) aufweist.

10· Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic net, daß an die Matrize (5, 5¹) mindestens ein etwa horizontal liegendes Rollenband (12, 13) angeschlossen 1st, das bei geöffi ter Matrize (5, 5¹) radial in die Matrizei öffnung ausgerichtet 1st.

11· Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzei« net, daß die Presse über einem Rollenband (12, 13) einen Laufkran (43, 44) schwenkb trägt.

12» Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung der Matrize (5, 5·) einen Block (7) mit einer konischen und schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung (7^f) aufweist, in die ein Konus (8) der Schalen (5, 5¹) eingreift.

13. Verfahren zum hochverdichteten Pressen radioaktiver Abfallstoffe von Kernkraftwerken, die in einem Sammelbehälter innerhalb der Matrize der Presse mit einem Stempel unter Hochdruck zu einem Preßpaket verpreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter horizontal in die seitlich geöffnete, aus zwei halbzylinderförraigen Schalen bestehende Matrize verfahren wird und nach Schließen und Verriegeln der Matrize und einem Zusammenpressen dea Behälters von oben nach einem öffnen der Matrize als Preßpaket

seitlich aus der Matrize heraus verfahren wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet", daß die Presse nach Gebrauch aus

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ihrer senkrechten Arbeitsstellung herausgehoben und .drehbeweglich in StützböcJcen abgesetzt und danach in eine horizontale Transportstellung geschwenkt wird·