DE3319698C2

DE3319698C2 - Transportierbare Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe von Kernkraftwerken und Verfahren zum Pressen

Info

Publication number: DE3319698C2
Application number: DE3319698A
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: 1986-05-07
Also published as: US4897222A; DE3319698A1

Abstract

Gegenstand der Anmeldung bildet eine transportierbare Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe von Kernkraftwerken, die in einem Sammelbehälter innerhalb der Matrize der Presse mit einem Stempel zu einem Preßpaket verpreßt werden. Um eine derartige Presse so auszubilden, daß sie bei geringem konstruktivem Aufwand infolge geringer Abmessungen auf handelsüblichen Fahrzeugen im öffentlichen Verkehr zu transportieren ist, schlägt die Erfindung vor, daß die Matrize aus zwei beim Betrieb senkrechtstehenden und durch ein Drehgelenk (6) miteinander verbundenen schwenkbaren halbzylinderförmigen Schalen (5, 5') besteht, die eine Verriegelung (7, 8) für die Schließstellung aufweisen, wobei der höhenverstellbare Stempel über der Matrize (5) steht. Bei einer derartigen Presse läßt sich der Sammelbehälter bei geöffneter Matrize von der Seite her einfahren. Da in Ausgestaltung der Erfindung die Presse mit Drehzapfen (40) in Stützböcken (41, 42) gelagert ist, besteht die Möglichkeit, sie aus ihrer senkrechten Arbeitsstellung in eine horizontale Transportstellung zu schwenken, in der sie sich in einem handelsüblichen Container verfrachten läßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine transportierbare Presse zum Hochverdichten radioaktiver bzw. schwach kontaminierter Abfälle von Kernkraftwerken, die mit einem über der Matrize stehenden höhenverstellbaren Stempel zu einem Preßpaket verpreßt werden.

Beim Betrieb eines Kernkraftwerkes fallen regelmäßig radioaktiv verschmutzte Abfälle an, die unter besonderen Schutzvorkehrungen beseitigt werden müssen. Dazu zählen beispielsweise Plastikfolien sowie Reinigungsmittel und die Bekleidung des Bedienungspersonals wie deren Schuhe und dergleichen. Diese Abfallstoffe werden in Sammelbehältern gesammelt von denen beispielsweise in einem Kraftwerk innerhalb eines Jahres ca. 1000 Fässer anfallen. Um diese Abfallstolfe unter wirtschaftlich möglichst geringem Aufwand zu beseitigen, werden die gefüllten Sammelbehälter mit einer 6pezialpresse unter einem sehr hohen Druck wie etwa 16 MN (Meganewton) verpreßt. Die sich dabei ergebenden Preßpakete werden ihrerseits in geringen Stückzahlen in andersartigen Sammelgefäßen gesammelt, die danach abgefördert werden.

Im Hinblick auf die erheblichen Kosten einer Presse für die Beseitigung radioaktiver 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. Eine dafür bekannte Presse (DE-OS 32 13 544) besitzt eine Matrize und einen liegenden bzw. horizontal arbeitenden Druckstempei mit Kolbenstange. Um beim Preßvergang einen Gegendruck hervorrufen zu können, ist am Ende der Matrize eine Gegendruckplatte angeordnet. Beim Betrieb dieser Presse wird vor dem Beginn des Preßvorganges der zusammenzupressende Behälter von oben her in eine Kammer gefördert, die zwischen der Matrize und dem ausgefahrenen Stempel liegt. Danach wird der Sammelbehälter mit dem Druckstempei in die Matrize eingeschoben und gegen die Gegendruckplatte gepreßt. Nach dem Pressen wird die Gegendruckplatte herausgefahren, so daß der Stempel das Preßpaket horizontal ausstoßen kann. Eine derartige Presse erfordert eine so erhebliche Baulänge, daß sie nur bei einer Beförderung auf der Straße auf besonderen Spezialfahrzeugen zu Ihrem Einsatzort verfrachtet werden kann.

Eine andere bekannte Presse für radioaktive Ahfallstoffe (C. Koning, »Automatic Solid-Waste Compaction System«, Vortrag zur Tagung »Volume Reduction Techniques for Solid Radioactive Wastes», !η Wien (15. bis 19. Okt. 1979) S. 1 bis 5.) weist einen über der Matrize stehenden höhenverstellbaren Stempel auf, der an seinem unteren Ende eine ringförmige Glocke trägt. Zum Pressen eines Sammelbehälters wird dieser bei angehobenem Stempel und angehobener Glocke unterhalb der Glocke seitlich in eine freistehende Kammer verfahren und auf einen Matrizenboden abgestellt. Danach wird die Glocke von oben her Ober den Sammelbehälter hinweggefahren, so daß dieser Innerhalb der Glocke verpreßt werden kann. Zusätzlich zu der Matrize bedarf es also auch hier für die Aufnahme des Sammelbehälters vor dem Pressen der Freigabe einer offenen Kammer zwischen dem Matrlzonboden und dem Stempel bzw. der Glocke, was eine unerwünscht große Bauhöhe voraussetzt.

Aufgabe der Erfindung Ist es, eine Presse zum Hochverdienten radioaktiver Abfallstoffe zu schaffen, die nur eine geringe Bauhöhe aufweist und die Möglichkeit bietet, sie In einem für den Straßenverkehr üblichen Container zu transportieren. Gemäß der Erfindung Ist dafür vorgesehen, daß die Matrize der Presse aus zwei beim Betrieb senkrecht stehenden und durch ein Drehgelenk miteinander verbundenen schwenkbaren halbzylinderförmigen Schalen besteht, die eine Verriegelung für die Schließstellung aufweisen.

Eine erfindungsgemäße Presse arbeitet stehend bei relativ geringer Bauhöhe und benötigt nicht eine Kammer für die Einlagerung des Sammelbehälters zwischen der Matri/.e und dem herausgefahrenen Stempel, da der Sammelbehälter bei geöffneter Matrl/.c von der Seite her eingefahren werden kann. Andererseits

ergibt sich jedoch allein dabei noch eine Bauhöhe, welche die Presse für einen Transport in der Arbeitsstellung ungeeignet macht. In Ausgestaltung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die Presse mit Drehzapfen in zwei Stüt/böcken gelagert ist, in denen sie um eine Querachse aus einer horizontalen Transportstellung in eine senkrechte Arbeitsstellung schwenkbar ist bzw. umgekehrt für einen Transport aus ihrer senkrechten Arbeitsstellung heraus in eine horizontale Transportstellung geschwenkt werden kann, in der sie dann in einem handelsüblichen Container verfrachtet werden kann.

Eine besonders geringe Bauhöhe bzw. Transportlänge ergibt sich im übrigen aus dem Merkmal, daß die Matrize sich auf einer Bodenplatte abstützt, die durch säulenförmige Zugstangen mit einer Gegendruckplatte verspannt ist, welche den Druckzylinder mit dem Stempel trägt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in einer Zeichnung wiedergegeben ist. In der Zeichnung zeigt

!•"ig. I eine Presse im Längsschnitt mit einer Lagerung in Stützböcken;

!•ig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-il der Fig. I;

1-ig. 3 eine Seitenansicht der Presse in Arbeitsstellung und Transportstellung.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe unter einem Druck von ca. 24 Meganewton besitzt eine Gegendruckplatte 1, die auf ihrer Unterseite einen Druckzylinder 2 trügt. 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 Durchmesser als die KoI- benstange 3 und ist an dieser auswechselbar befestigt, damit sie nach einem teilweisen Verschleiß ausgetauscht werden kann, ohne die gesamte Kolbenstange 3 überarbeiten zu mOssen.

Unterhalb der Stempeldruckplattc 4 in deren oberer Totpunktsicllung gemäß der schraffierten Darstellung in F i g. 1 befindet sich die Matrize, die aus zwei schwenkbaren, halbzylinderförmigen Schalen 5 und 5' besteht. Diese beiden Schalen 5 und 5' sind durch ein Drehgelenk 6 schwenkbar miteinander verbunden. In ihrer geschlosscnen Arbeitsstellung lassen sie sich verriegeln durch einen höhcnverstellbaren Verriegelungsblock 7, der mit einer Ausnehmung T versehen ist. Diese Ausnehmung T ist gemäß Flg. 2 im Querschnitt schwalbenschwanzlörmig und in ihrer Höhe konisch ausgebildet, so daß sie in der Verri<».gelungsslellung einen Konus 8 der beiden Schalen 5 und 5' umfaßt und damit die Matrize verriegelt, während es zur Entriegelung nur einer geringfügigen Anhebung des Verriegelungsblockes 7 bedarf, um den Konus 8 freizugeben. Diese Anhebung erfolgt durch zwei Zylinder Il und 11', die den Verriegelungsblock 7 führen.

Zum Öffnen und Schließen der Matrize sind zwei hydraulische Stellzyünder 21 und 22 vorgesehen, von denen jeweils einer an einer der Schalen 5 bzw. 5' angreift und diese in eine Öffnungsstellung versetzt, welche In Fig. 2 wiedergegeben ist.

Befinden sich die Schalen 5 und 5' der Matrize In der ÖITnungsslellung, so läßt sich ein mit Abfallstoffen gefüllter Sammelbehalter über ein Rollenband 12 entsprechend dem Pfeil 14 radial In die Öffnung der Matrize einführen. Dabei kann ein Laufkran 43 bzw. 44 entsprechend Flg. 3 zur Hilfe genommen werden, der auf einem schwenkbaren Tragarm angeordnet ist. Mittels dieser Laufkräne läßt sich das innerhalb der Matrize verpreßte Preßpaket 9 auch wiederum auf das zweite Rolfenband 13 versetzen, um auf diesem radial entsprechend dem Pfeil 14 abgefördert zu werden.

Nach einem Schließen und Vorriegeln 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. 4,50 Meganewton. Nach Erreichen dieses Wertes fährt der Stempel mit verminderter Geschwindigkeit weiter bis eine Last von ca. 20 Meganewton 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 Fig. 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 Tig. 1 wiedergegeben ist. Dabei wird die Kolbenstange 3 in einer Bohrung des .' dinderbodens 10 geführt. Die Umschaltungen der Stempe'iaufgeschwindigkeiten und die Übergänge der hydraulischen Pumpen in einen drucklosen Umlauf werden automatisch über die Hydraulik durch an sich bekannte Mittel gesteuert.

Die Milrize ruht auf einer Bodenplatte 23, die ihrerseits eine weitere Platte 23' trägt, 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, 18 und 19 verbunden. Von diesen Säulen- bzw. Zugstangen tragen die Zugstangen 17 und 18 jeweils einen koaxial zueinander angeordneten Drehzapfen 40 bzw. 40', der seitlich über die Grundplatte und Gegendruckplatte heraussteht. 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 Transportstellung ist in Fig. 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 montiert sind. Anschließend wird die Presse abgesetzt mit ihren Drehzapfen 40 und 40' in den Aufnahmelagern der beiden Böcke 41 und 42; dafür ist ein Anheben um das Ausmaß B entsprechend Fig. 3 notwendig. Danach kann die Presse geschwenkt werden in die horizontale Transportstellung. In dieser Transportstellung vermag sich die Presse abzustützen mittels eines Stützbeines 70, das schwenkbar an einer Seite der Presse angeordnet ist. Zum Bewegen in horizontaler Transportstelluna sind an den Seiten der Presse mindestens drei weitere Ösen 80, 81 und 82 angeordnet.

	Bezugszeichenliste
1	Gegendruckplatte
2	Druckzylinder
3	Kolbenstange
4	Stempeldruckr'atie
5. 5'	Matrize (zwei schwenkbare Schalen)
6	Drehgelenk
7. T	Verriegelungsblock (mit Ausnehmung 7')
8	Konus

9	Preßpaket
IO	Zylinderboden
11.	I !'Zylinder (für 8)
12	Rollenband
13	Rollenband
14	Pfeil
IS	Kolben
16	Zugstange
17	Zugstange
18	Zugstange
19	Zugstange
20	Sammelleitung
21	Stellzylinder
22	Stellzylinder
23,	23'Bodenplatte
40.	40' Drehzapfen
41	Stützbock
42	Stützbock
43	Laufkran
44	Laufkran
SO	Fuß
51	Fuß
60.	60'Tragösen
70	Stützbein
80	Tragöse
81	Tragöse
82	Tragöse
A	= Überseite. Boden
B	= Differenz
*F- f*	= Schwenkachse
	Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

30

40 45 50 55 60

Claims

Patentansprüche:

1. Transportierbare Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe von Kernkraftwerken, die S mit einem über der Matrize stehenden höhenverstellbaren Stempel zu einem Preßpaket verpreßt werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize aus zwei beim Betrieb senkrecht stehenden und durch ein Drehgelenk (6) miteinander verbündenen schwenkbaren, halbzylinderförmigen Schalen (5, 5') besteht, die eine Verriegelung (7, 7\ 8) für die Schließstellung aufweisen.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse mit Drehzapfen (40, 40') in zwei Stützböcken (41, 42) gelagert ist, in denen sie um die Querachse (J-I) aus einer horizontalen Transportstellung in eine 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, 5') der Matrize mit hydraulischen Stellzylindern (21, 22) aerbunden sind.

5. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse an der den Drehzapfen (40, 40') gegenüberliegenden Außenseite mindestens ein ausschwenkbares Stützbein (70) trägt.

6. Presse i.ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse .~.n ihrer Oberseite und einer Außenseite mit Tragösen (60, 60', 80, 81, 82) versehen 1st.

7. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Matrize (5, 5') mindestens ein etwa horizontal liegendes Rollenband (12, 13) angeschlossen ist, das bei geöffneter Matrize (5, 5') radial In die Matrizenöffnung ausgerichtet Ist.

8. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung der Matrize (5, 5') einen Block (7) mit einer konischen und schwalbeiv schwanzförmigen Ausnehmung (7') aufweist, in die ein Konus (8) der Schalen (5. 5') eingreift.

9. 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 eine seitlich geöffnete, aus zwei halbzylinderförmigen Schalen bestehende Matrize verfahren wird und nach Schließen und Verriegeln der Matrize und einem Zusammenpressen des Behälters von oben nach einem Öffnen der Matrize als Preßpaket seitlich aus der Matrize heraus verfahren wird.