DE3340465A1

DE3340465A1 - Rohrleitungsverbindungsvorrichtung zum verbinden von ortsfesten rohrleitungsanschluessen

Info

Publication number: DE3340465A1
Application number: DE19833340465
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4950 Minden Forster
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1985-05-23
Also published as: JPS60116995A; GB2150244A; BR8405706A; BE900789A; FR2554542A1; GB2150244B; US4634150A; DE3340465C2; GB8428355D0; FR2554542B1

Description

Rohrleitungsverbindungsvorrichtung zum Verbinden von ortsfesten Rohrleitungsanschlüssen ■ '-""

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitungsverbindungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Anlagen zur Wiederaufarbeitung von bestrahlten Kernbrennstoffen weisen zur Aufnahme des verfahrenstechnischen Teiles sogenannte 'Heiße'Großzellen auf. In diesen strahlungsabschirmenden Großzellen sind die Verfahrenskomponenten in Gerüsten oder Gestellen (sogenannten Racks) aufgestellt.

Die Instandhaltungsarbeiten innerhalb der mit radioaktiver Strahlung belasteten Großzellen müssen ohne ein Betreten der Zelle von Arbeitspersonen "durchgeführt werden. Die Instandhaltungsarbeiten werden daher über ortsbewegliche Fernhantierungsmaschinen durchgeführt. Dabei erscheint es zweckmäßig, daß die die Verfahrenskomponenten aufnehmenden Racks fernhantierungsgerecht in Modulbauweise längs der Wände der heißen Großzelle aufgestellt werden. Es besteht so die Möglichkeit, ein Gerüst komplett oder Teile des Gerüstes auszutauschen.

Innerhalb der Gerüste ist das Rohrleitungssystem zur Versorgung der Prozeßkomponenten nahezu vollständig verschweißt« Lediglich einige Verschleißkomponenten sind mit lösbaren Rohrverbindungen ausgerüstet. Die Rohrleitungsverbindungen der Gerüste untereinander und die Verbindungen zu einem Rohrvorhang an der Zellenwand oder zu durch die Zellenwand hindurchgeführten Rohrleitungen müssen ebenfalls mit lösbaren Rohrverbindungen ausgerüstet werden.

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Bei einem Austausch eines Gerüstes müssen alle Rohrleitungen, die zwei Racks direkt miteinander oder mit durch die Zellenwand führenden Rohrleitungen verbinden, fernbedient getrennt und nach dem Einbau eines neuen Gerüstes wieder miteinander verbunden werden. Um den Gerüstausbau zu ermöglichen, ist es notwendig, daß ganze Abschnitte der Rohrleitungen entfernt werden, weil sie die Austauschbarkeit, d. h. das Entfernen, des Gerüstes verhindern würden.

Man verwendet daher herausnehmbare Rohrleitungsteile, sogenannte Rohrverbindungseinheiten (amerikanisch: Jumper), die an ihren Enden mit kuppelbaren Rohrflanschen versehen sind. Bei der Verbindung von durch die Zellenwand führenden Rohrleitungen mit Rohrleitungsanschlüssen im Gerüst werden die Rohrverbindungseinhreiten zwischen dem ortsfesten Endflansch eines an einer an der Zellenwand angebrachten Rohrleitungsplatte angeschweißten Rohrleitungsanschlusses und dem Rohrleitungsanschluß einer in dem Ge- rüst angeordneten Apparatur eingesetzt und mit diesen beiden Endflanschen gekuppelt.

Dabei enden die Rohrleitungen der im Gerüst angeordneten Prozeßkomponenten in RohrleitungsanSchlüssen, die auf einer Rohranschlußplatte auf dem Gerüst angebracht sind.

Zwischen den beiden zu verbindenden ortsfesten Endflanschen der Rohranschlußplatten ist ein feststehender Abstand vorhanden, in den das austauschbare bzw. abnehmbare Rohrlei-0 tungsteil eingeführt bzw. aus dem es herausgenommen wird. Die Verbindung der Rohr- und Endflanschen miteinander wird über an sich bekannte Mittel wie Spannringkupplungen oder Schraubverbindungen erzielt.

Das Herausnehmen bzw. Einführen des Rohrleitungsteiles muß mittels der fernhantierten Handhabungstechnik durchgeführt werden. Dieses ist nicht einfach, da der den Verbin dungs vor gang ausführende Operator diesen Vorgang nur über' Fernseh-Monitorbeobachtung überwachen und danach durchführen kann. Es kommt dabei oft zu Fehlversuchen des Einbringens des austauschbaren bzw. herausnehmbaren Rohrleitungsteiles .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitungsverbindungsvorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, durch die der Austauschvorgang des Rohrleitungsteiles zwischen zwei ortsfesten Rohrleitungsanschlüssen in der Großzelle vereinfacht und erleichtert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Nach dem fernhantierten Lösen der Spannmittel der beiden Flanschverbindungen kann das Rohrleitungsteil durch eine Kranbewegung in lediglich einer Richtung aus der Verbindungsstelle herausgenommen werden. Es sind nicht mehr mehrere Bewegungen in verschiedenen Richtungen notwendig. Das erleichtet bzw. ermöglicht die Anwendung von festen Zentrierstiften auf den Trennflächen der Flanschen.

Nach den Instandhaltungsarbeiten bzw. dem Austausch eines Gerüstes wird das Rohrleitungsteil zur Verbindung der ortsfesten Rohrleitungsanschlüsse durch ein Heranbringen mittels eines Kranes wieder eingesetzt. Beim Kuppelvorgang ist lediglich eine Bewegung in einer Richtung durchzuführen.

Für die Bedienungsperson wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Rohrleitungsverbindungsvorrichtung das Zu-

sairanenkuppeln bzw. Verbinden von zwei ortsfesten Rohranschlüssen mittels eines zwischengesetzten Rohrleitungsteiles wesentlich vereinfacht. Das fernhantierte Zusammenführen der zu kuppelnden Flanschen von einerseits den Rohrflanschen des Rohrleitungsteiles und andererseits den ortsfesten Endflanschen der beiden Rohrleitungen wird schneller und genauer möglich. Die Trennebenen der Flanschen sind entweder beide vertikal oder beide horizontal angeordnet, wobei die vertikale Anordnung vorteilhafter ist. 10

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.

Wird die Rohrleitungsverbindungsvorrichtung in vorteilhafter Weise gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 5 oder des Anspruches 6 ausgestattet, wird ein einfacher Aufbau des Rohrleitungsteiles erreicht.

Wenn die Endflanschen des Rohrleitungsteiles an einem bogenförmigen Rohrstück angeschweißt werden, wird eine gute Zugänglichkeit der Flanschschrauben mittels der fernhan- : tierten Schraubwerkzeuge möglich. Der Verlauf des Rohrleitungsteiles wird durch die Rohrbogen aus der Mittelachse des Flansches abgeleitet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen 8 bis 10 aekennzeichnet.

Die Rohrleitungsteile der erfindungsgemäßen Rohrleitungs-0 verbindungsvorrichtung können schnell und einfach ausgetauscht bzw. montiert werden. Dabei ist es ein wesentlicher Vorteil, daß das die beiden Flanschverbindungen lösende oder anziehende Werkzeug nur in einer Ebene ohne Wechseln der

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Arbeitsposition bedient zu werden braucht. Ein erheblich schnellerer Ein- bzw. Ausbau der verbindenden Rohrleitungsteile wird erreicht.

Anhand der Zeichnung werden nachstehend drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei wird auf : die Darstellung von zum Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Dinge der besseren Übersicht halber verzichtet.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Großzelle mit längs den Wänden aufgestellten Gerüsten und einem Rohrleitungsteil zwischen einem Rohrleitungsanschluß einer ortsfesten Rohrleitung an der Zellenwand und einem ortsfesten Rohrleitungsanschluß an dem linken Gerüst, während die Rohrleitungsteile am rechten Gerüst fortgelassen wurden,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein Rohrleitungsteil, das zwischen den beiden Endflanschen zweier ortsfester Rohrleitungsanschlüsse angeordnet ist,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Rohrleitungsteiles,

Fig. 4 eine Lagesicherung der Rohrflanschen.

In der Großzelle 2 sind mehrere Gerüste A₁ sogenannte Racks, entlang zweier gegenüberliegender Zellenwände 6 und 8 angeordnet. In diesen Racks 4, die eine gerasterte Struktur aufweisen können, werden die verschiedenen Verfahrenskomponenten 9 aufgenommen. Durch die beiden sich gegenüberliegenden Rack-

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reihen wird ein mittlerer Transportgang 10 gebildet. In diesem Transportgang 10 ist ein Manipulatorträgersystem 12 verfahrbar angeordnet. Das Manipulatorträgersystem weist einen oberen Brückenkran 14 auf, der seitlich in den Zellenwänden 6, 8 der Großzelle 2 horizontal verfahrbar ist. Auf dem Brückenträger 14 ist eine Seilzuglaufkatze 15 verfahrbar angeordnet, deren Seilzug 16 mit einem Kranhaken 17 versehen ist. Eine verfahrbare Fernseheinrichtung 18 ist am Brückenträger 14 hängend angeordnet. An dem Brückenträger 14 hängt eine vertikale Führungssäule 19. Die Führungssäule 19 weist eine senkrechte Zahnstange 20 auf.

An der um ihre Längsachse drehbaren Führungssäule 19 ist ein Support 21 auf- und abfahrbar angeordnet, der einen exzentrisch zur Führungssäule «19 angeordneten Schwenkausleger 22 trägt. Am Ende des Schwenkauslegers 22 ist eine Werkzeugträgerplatte 24 angeordnet, an der Manipulatoren Werkzeuge oder andere Fernhantierungsgeräte adaptierbar sind.

Oberhalb des Brückenträgers 14 des Manipulatorträgersystems 12 ist knapp unterhalb der Zellendecke 27 ein fernsteuerbarer Brückenlaufkran 28 angeordnet, der mit einer quer zu dem Kranträger 3 0 verfahrbaren Seilzuglaufkatze 32 versehen ist. Der Brückenlaufkran 28 trägt an einem Drahtseil 34 einen vertikal bewegbaren Kranhaken 36. An diesem Kranhaken 36 ist u. a. auch ein Schlagschrauber anhängbar, der in einer speziellen Aufnahmevorrichtung angebracht wer-0 den kann.

Die Racks 4 weisen auf ihren Köpfen jeweils eine waagerechte Rohranschlußplatte 4 0 auf, in der die Rohrleitungen

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41 der Verfahrenskomponenten 9 enden. Für jede Rohrleitung 41 ist auf der Rohranschlußplatte 4 0 ein Rohrleitungsanschluß 42 angebracht, der einen kuppelbaren Endflansch 4 3 (Fig. 2) aufweist.
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Seitlich oberhalb der Racks 4 sind innerhalb der Großzelle an den Zellenwänden 6, 8 für jedes Rack jeweils eine senkrecht angeordnete Rohranschlußplatte 44 für von außen durch einen Zellenwandstopfen 45 herangeführte Rohrleitungen 4 6 angeordnet. Die Rohranschlußplatten 44 weisen ebenfalls Rohrleitungsanschlüsse 47 auf, in denen die herangeführten Rohrleitungen 46 enden. Die Rohrleitungsanschlüsse 47 sind mit jeweils einem kuppelbaren Endflansch 48 versehen.

Der Zellenwandstopfen 45 ist mit Bleigranulat 49 gefüllt.

Bei jedem Rack 4 werden die Rohrleitungsanschlüsse 42 und 47 der beiden Rohranschlußplatten 40 und 44 durch Rohrleitungsteile 50, den sogenannten Rohrverbindungseinheiten, miteinander verbunden. In der Fig. 1 ist der besseren Übersichtlichkeit halber bei dem linken Rack 4 nur ein Rohrleitungsteil 50 eingezeichnet. Am rechten Gerüst 4 wurden die Rohrleitungsteile 50 fortgelassen, um den Ausbauzustand zu zeigen.

Das Rohrleitungsteil 50 (Fig. 2) weist an seinem gerüstseitigen Ende einen kuppelbaren Rohrflansch 52 auf, der über Schrauben 53 mit einem Endflansch 54 eines Rohrbogenstückes 55 verbunden ist, daß mit seinem anderen Ende auf den Endflansch 43 des Rohranschlusses 42 auf der Rohranschlußplatte 40 über Schrauben 57 angeschraubt ist. Der Rohranschluß 42 ist durch das Rohrbogenstück 55 verlängert und bietet seine Verbindungsfläche für das Rohrleitungsteil 5 0 in derselben

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Richtung an wie der Rohranschluß 47 der Rohranschlußplatte 44. Der kuppelbare Rohrflansch 51 des Rohrleitungsteiles 50 ist mit dem Endflansch 48 des Rohranschlusses 47 der Rohranschlußplatte 44 an der Zellenwand 6 verbunden. Das Rohrleitungsteil 50 ist nach dem Lösen der Schrauben 53 über die Seilzuglaufkatze 15 in horizontaler Richtung abnehmbar.

In dem Ausführungsbeispiel des Rohrleitungsteiles 50 gemäß Fig. 2, ist das Rohrleitungsteil 50 aus mehreren über Schweißnähte 56 zusammengefügte Rohrstücke gebildet worden. An den Enden des Rohrleitungsteiles 50 sind die beiden zueinander parallelen Rohrflanschen 51 und 52 angeschweißt. Von dem Rohrflansch 51 geht ein Rohrbogen 58 ab, der einen Winkel von 90° bestreicht. An diesen fügt sich ein gerades Rohrstück 60 an, das mit einem weiteren Rohrbogen 6 2 von 90° verbunden ist. Die dem Rohrbogen 62 nachfolgende längere gerade Rohrleitung 64 liegt parallel zu der Mittelachse des Rohrflansches 51 versetzt. Das längere Rohrstück 64 endet in einem Rohrbogen 66, der über ein gerades Rohrstück 68 mit einem weiteren Rohrbogen 70 verbunden ist, an dessen Ende der Rohrflansch 52 angeschweißt ist. Die letzten beiden Rohrbogen 66 und 70 sind derart angeordnet, daß das Rohrleitungsteil 50 in diesem Bereich um 180° umgelenkt wird.

Auf der Rohranschlußplatte 4 0 des Gerüstmoduls 4 ist der Rohranschluß 42 vorhanden, dessen Endflansch 43 mit einem Flansch 71 des bogenförmigen Zwischenstückes 55 verschraubt ist. An dem anderen Endflansch 54 dieses Zwischenstückes ist der Flansch 52 über Schrauben 53 angebracht.

Das Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen dadurch, daß die Richtungsänderungen des Rohrleitungsteiles 50 mit

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düngen in einer Ebene ohne ein Wechseln der Arbeitsposition arbeiten kann. Daran anschließend wird das jeweilige Rohrleitungsteil 50 mittels der Katze 15 in horizontaler Richtung aus der Verbindungsstelle herausbewegt. Das Rohrleitungsteil 50 kann nun von der Katze 15 in einen freien Bereich innerhalb der Großzelle 2 transportiert werden. Das Gerüst 4 ist nun frei austauschbar.

Nach einem Austausch des Gerüstes 4 müssen die Rohrleitungsanschlüsse 42 bzw. 72 und 47 wieder miteinander verbunden werden. Dazu wird das jeweilige Rohrleitungsteil 50 mittels der Katze 15 in die Höhe der Verbindungsstelle gebracht. Das Rohrleitungsteil 50 wird nun im Schleichgang in horizontaler Richtung gegen die Flanschen 48 und 54 bzw. 74 der Rohranschlußplatten 44 und 40 gefahren, über eine Fernseheinrichtung kann der Operateur auf seinem Bildschirm das Einfahren des Rohrleitungsteiles 50 überwachen und ausführen.

Nach dem Zusammenführen der Flanschen 48, 51 und 52, 54 bzw. 74 werden die Flanschen mittels eines die Schrauben 53 wieder anziehenden Schlagschraubers, der von dem Brükkenkran 28 getragen wird, verbunden.

BezugszeichenIiste

2 Großzelle 4 Gerüste (Racks) 6 Zellenwand

8 Zellenwand

9 Verfahrenskomponenten 10 Transportgang 12 Manipulatorträgersystem

14 Brückenträger

15 Seilzuglaufkatze

16 Seilzug

17 Kranhaken

18 Fernseheinrichtung

19 Führungssäule

20 Zahnstange

21 Support

22 Schwenkausleger

24 Werkzeugträgerplatte

27 Zellendecke

28 Brückenlaufkran 30 Kranträger 32 Seilzuglaufkatze 34 Drahtseil 36 Kranhaken

40 Rohranschlußplatte

41 Rohrleitungen

42 Rohrleitungsanschlüsse 43 Endflansch

44 Rohranschlußplatte

45 Zellenwandstopfen

46 Rohrleitungen

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47 Rohrleitungsanschlüsse

48 Endflansch

49 Bleigranulat

50 Rohrleitungsteil 51 Rohrflansch

52 Rohrflansch

53 Schrauben.

54 Endflansch

55 Rohrbogenstück 0 56 Schweißnähte

57 Schrauben

58 Rohrbogen 60 Rohrstück 62 Rohrbogen

64 Rohrleitungsstück

6 6 Rohrbogen 68 Rohstück

7 0 Rohrbogen 71 Flansch

72 Rohrleitungsanschlüsse

74 Endflansch

76 Lagesicherungen

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Claims

1. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung mit einem Rohrleitungsteil zum Verbinden von zwei im größeren Abstand zueinander angebrachten ortsfesten Endflanschen zweier zu Verfahrenskomponenten führenden Rohrleitungen in einer verfahrenstechnischen Zelle, insbesondere einer Großzelle für die Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoffen, in der die Verfahrenskomponenten in Gerüsten angebracht sind,

dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungsteil (50) zwei koppelbare Rohrflanschen (51 und 52) aufweist, die beide vertikal oder beide horizontal angeordnet sind und deren Verbindungsflächen in dieselbe Richtung weisen,

und daß die Endflanschen (48 und 54 bzw. 74) der durch das Rohrleitungsteil (50) zu verbindenden Rohrleitungen (41 und 46) beide entweder vertikal oder horizontal angeordnet sind, wobei die Verbindungsflächen der beiden zu verbindenden Endflanschen (48 und 54 bzw. 74) in dieselbe Richtung, entgegengesetzt zu den Verbindungsflächen der Rohrflanschen (51, 52) weisen.

2. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die zu verbindenden Endflanschen (48 und 54 bzw. 74) an Rohranschlüssen (47, 42, 72) angebracht sind, die auf Rohranschlußplatten (44 und 40) an der Zellenwand (6) und auf dem Gerüst (4) vorhanden sind,

und daß in diesen Rohranschlüssen (47, 42, 72) die zu verbindenden Rohrleitungen (41 und 46) enden.

3. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rohranschlüsse (42) auf der Rohranschlußplatte (40) des Gerüstes (4) mit einem angeflanschten Rohrbogenstück (55) versehen sind, dessen freier Endflansch (54) parallel zum mit ihm zu verbindenden Endflansch (48) des Rohran-Schlusses (47) der Rohranschlußplatte (40) der Zellenwand (6) liegt und dessen Verbindungsfläche in dieselbe Richtung weist.

4. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Rohranschluß (72) auf der Rohranschlußplatte (40) des Gerüstes (4) derart gebogen ist, daß der Endflansch (74) parallel zum Endflansch (48) liegt und die Verbindunqsflachen in dieselbe Richtung weisen.

5. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Rohrleitungsteil (50) aus über Schweißnähte (56) miteinander verbundenen Rohrstücken (58, 60, 62, 64, 66, 68, 70) besteht.

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6. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungsteil (50) aus einem Stück gebogen ist und an seinen Enden die koppelbaren Rohrflanschen (51 und 52) angeschweißt sind.

7. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrflanschen (51 und 52) des Rohrleitungsteiles

(50) an jeweils einem bogenförmigen Rohrstück (58, 70) angeschweißt sind.

8. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungsteil (50) einen Tragbügel aufweist.

9. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflanschen (48, 54) der zu verbindenden Rohrleitungen (46, 41) mit formschlüssigen Mutterntaschen versehen sind.

10. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Rohrflanschen (51, 52) jeweils zwei achsparallele, stabförmige Lagesicherungen (76) angeordnet sind, daß die Längsachsen der Lagesicherungen (76) die jeweilige Ebene, in denen die Dichtfläche der Rohrflanschen (51, 52) liegen, so durchdringen, daß der vom Mittelpunkt des Rohr-

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flansches und den Lagesicherungen (76) gebildete Winkel (ö6) zwischen 45° und 120° beträgt, und daß die Winkelhalbierende des Winkels (06 ) lotrecht in der Ebene der Dichtfläche verläuft.