DE3340465C2

DE3340465C2 - Rohrleitungsverbindungsvorrichtung zum Verbinden von ortsfesten Rohrleitungsanschlüssen

Info

Publication number: DE3340465C2
Application number: DE3340465A
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: 1986-07-03
Also published as: JPS60116995A; GB2150244A; BR8405706A; BE900789A; FR2554542A1; GB2150244B; DE3340465A1; US4634150A; GB8428355D0; FR2554542B1

Abstract

Eine Rohrleitungsverbindungsvorrichtung weist ein Rohrleitungsteil (50) zum Verbinden von zwei im größeren Abstand zueinander angebrachten ortsfesten Endflanschen (48, 54) zweier zu Verfahrenskomponenten führenden Rohrleitungen in einer Großzelle für die Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoffen auf. In dieser Großzelle sind die Verfahrenskomponenten in Gerüsten angebracht. Bei der fernbedienten Instandhaltung und einem Austauschen der Gerüste müssen die Rohrleitungsteile (50) einfach und schnell mittels der fernhantierten Handhabungstechnik herausgenommen bzw. nach dem Austausch wieder eingesetzt werden können. Dazu weist das jeweilige Rohrleitungsteil (50) zwei koppelbare Rohrflansche (51 und 52) auf. Diese beiden Rohrflansche (51, 52) sind parallel angeordnet und mit ihren Verbindungsflächen in derselben Richtung angeordnet. Die Endflansche (48, 54), die durch das Rohrleitungsteil (50) zu verbinden sind, sind ebenfalls parallel und mit ihren Verbindungsflächen in derselben Richtung angeordnet. Die Verbindungsflächen der beiden zu verbindenden Endflansche (48, 54) weisen allerdings entgegengesetzt zu den Verbindungsflächen der Rohrflansche (51, 52) hin. chtungen und Drehungen um diese beiden Achsen erlaubt, können eventuelle Querkr

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitungsverbindungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Anlagen zur Wiederaufarbeitung von bestrahlten

65 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 müsser* 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.

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 starre Rohrleitungsteile, sogenannte Rohrverbindungseinheiten (amerikanisch: Jumper), die an ihren Enden mit kuppelbaren Rohrflanschen versehen sind. Bei der Verbindung von einer durch die zellenwand führenden Rohrleitung mit einer Rohrleitung im Gerüst wird das starre Rohrleitungsteil zwischen einen ortsfesten Rohrstutzen, der an einer an der Zellenwand angebrachten Wandanschlußplatte angeschweißt ist, und einen Rohrstutzen des Rohrleitungsanschlusses einer in dem Gerüst angeordneten Apparatur eingesetzt und mit diesen beiden Rohrstutzen gekuppelt.

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

Zwischen den beiden zu verbindenden ortsfesten Rohrstutzen der Rohranschlußplatten ist ein feststehender Abstand vorhanden, in den das austauschbare bzw. abnehmbare starre Rohrleitungsteil eingeführt bzw. aus dem es herausgenommen wird. Die Verbindung der Rohrflansche mit den Rohrstutzen wird über an sich bekannte Mittel wie Spannringkupplungen oder Schraubverbindungen erzielt.

Das Herausnehmen bzw. Einführen des starren Rohrleitungsteiles muß mittels der fernhantierten Handhabungstechnik durchgeführt werden. Dieses ist nicht einfach, da der den Verbindungsvorg;ing 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 Rohrlcitungsteiles.

Es ist eine Rohrflanschverbindung bekannt (DE-GM

75 26 986), die zwei koaxiale Nebenrohrleitungen über eine geschlossene Flanschverbindung hinweg auf kürzestem Wege verbinden soll. Dazu weist diese Rohrflanschverbindung zwei zueinander parallele Flansche an einem U-förmigen Verbindungsstück auf, das die Verbindungsstelle der geschlossenen Flanschverbindung der beiden Enden der Hauptrohrleitung überbrückt.

Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitungsverbindungsvorrichtung der eingangs geschildenen Art zu schaffen, durch die der Austauschvorgang des starren Rohrleitungsteiles zwischen den Rohrstutzen einer senkrechten und einer waagerechten Rohrleitung vereinfacht und erleichtert wird.

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

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

Nach den Instandhaltungsarbeiten bzw. dem Austausch eines Gerüstes wird das Rohrleitungsteil zur Verbindung der ortsfesten Rohrstutzen durch 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 Zusammenkuppeln bzw. Verbinden von zwei ortsfesten Rohrstutzen mittels eines zwischengesetzten starren Rohrieitungsteiies wesentlich vereinfacht Das fernhantierte Zusammenführen der zu kuppelnden Flanschen von einerseits den Rohrflanschen des Rohrleitungsteiles und andererseits den ortsfesten Rohrstutzen der beiden Rohranschlußplatten wird schneller und genauer möglich. Die Trennebenen der Flanschen sind entweder beide vertikal oder beide horizontal angeordnet, wobei die vertikale Anordnung vorteilhafter ist.

Wird die Rchrleitupgsverbindungsvorrichtung in vorteilhafter Weise gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 2 oder des Anspruches 3 ausgestattet, wird ein einfacher Aufbau des starren Rohrleitungsteiles erreicht.

Wenn die Rohrflaschen df s starren Rohrleitungsteiles an einem bogenförmigen Rohrstück angeschweißt werden, wird eine gute Zugänglichkeit der Flanschschrauben mittels der fernhantierten Schraubwerkzeuge möglich. Der Verlauf des Rohrleitungsteiles wird durch die Rohrbogen aus der Mittelachse des Flansches abgeleitet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen 5 bis 6 gekennzeichnet

Das starre Rohrleitungsteil der erfindungsgemäßen Rohrleitungsverbindungsvornchtung kann 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 oder Wechseln der Arbeitsposition bedient zu werden braucht. Es wird ein erheblich schnellerer Ein- bzw. Ausbau des verbindenden Rohrleitungsteiles 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 Obersicht halber verzichtet Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Großzelle mit längs den Wänden aufgestellten Gerüsten und einem starren Rohrleitungsteil zwischen einem Rohrstutzen einer ortsfesten Rohrleitung in einer Wandanschlußplatte an der Zelienwand und einem ortsfesten Rohrstutzen auf einer Kopfanschlußplatte auf dem linken Gerüst, während die Rohrleitungsteile am rechten Gerüst fortgelassen wurden,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab ein starres Rohrleitungsteil, das zwischen den beiden Endflanschen zweier ortsfester Rohrstutzen angeordnet ist

Fig.3 eine andere Ausführungsform des Rohrleitungsteiles,

F i g. 4 eine Lagesicherung der Rohrflanschen.

In der GroGzelle 2 sind mehrere Gerüste 4, sogenannte Racks, entlang zweier gegenüberikgender 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 Rackreihen wird ein n^ttlerer Transportgang 10 gebildet. In diesem Transportgang 10 ist ein Manipulatorträgersystem 12 verfahrbar angeordnet. Das Manipulatorträgersystem 12 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 30 verfahrbaren Seilzuglaufkatze 32 versehen ist. Der Brückenlaufkran 28 trägt an einem Drahtseil 34 einen vertikal bewegbaren Kranhaken 36. An die-iem Kranhaken 36 ist u. a. auch ein Schlagschrauber anhängbar, der in einer speziellen Aufnahmevorrichtung angebracht werden kann.

Die i'.acks 4 weisen auf ihren Köpfen jeweils eine waagerechte Kopfschlußplatte 40 auf, in der die Rohrleitungen 41 der Vertahrenskomponenten 9 enden. Für jede Rohrleitung 41 ist auf der Rohranschlußplatte 40 ein Rohrstutzen 42 angebracht, der einen kuppelbaren Endflansch 43 (F i g. 7) aufweist.

Seitlich oberhalb der Racks 4 sind innerhalb der Großzelle 2 an den Zellenwänden 6, 8 für jedes Rack jeweils eine senkrecht angeordnete Wandan.schluliplatte 44 für von außen durch einen Zellenwandstopfen 45 herangeführte Rohrleitungen 46 angeordnet. Die Wandanschlußplatten M weisen ebenfalls Rohrstutzen 47 auf, in denen die herangeführten Rohrleitungen 46 enden. Die Rohrstutzen 47 sind mit jeweils einem kuppelbaren Endflansch 48 versehen.

Der Zellenwandstopfen 45 ist mit Bleigranulat 49 ge-

füllt.

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

Das Rohrleitungsteil 50 (F i g. 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 Rohrstutzens 42 auf der Kopfanschlußplatte 40 über Schrauben 57 angeschraubt ist. Der Rohrstutzen 42 ist durch das Rohrbogenstück 55 verlängert und bietet seine Verbindungsfläche tür das Rohrleitungsteil 50 in derselben Richtung an wie der Rohrstutzen 47 der Wandanschlußplatte 44. Der kuppelbare Rohrflansch 51 des Rohrleitungsteiles 50 ist mit dem Endflansch 48 des Rohrstutzens 47 der Wandanschlußplatte 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 F i g. 2, ist das Rohrleitungsteil 50 aus mehreren durch 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 an, das mit einem weiteren Rohrbogen 62 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 Kopfanschlußplatte 40 des Gerüstmoduls 4 ist der Rohrstutzen 42 vorhanden, dessen Endflansch 43 mit einem Flansch 71 des Rohrbogenstückes 55 verschraubt ist. An dem anderen Endflansch 54 dieses Zwischenstückes 55 ist der Rohrflansch 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 gekrümmten Rohrbogen erzielt werden, die einen größeren Radius aufweisen, und das das Rohrleitungsteil 50 aus einem Stück gebogen ist Lediglich die Rohrflansche 51 und 52 sind an den Enden des Rohrleitungsteiles 50 angeschweißt.

Die Rohrleitungsverbindungsvorrichtung gemäß F i g. 3 weist auf der Kopfanschlußplatte 40 des Gerüstes 4 Rohrstutzen 72 auf, die bereits derartig gebogen sind, daß der mit dem Rohrleitungsteil 50 zu verbindende Endflansch 74 parallel zu dem Endflansch 48 des Rohrstutzens 47 auf der Wandanschlußplatte 44 liegt und die Verbindungsfläche in der selben Richtung darbietet Durch diese Ausgestaltung kann eine Flanschverbindung eingespart werden.

Die in F i g. 4 gezeigten beiden stabförmigen Lagesicherungen 76 sind am Umfang des Rohrflansches 51 des Rohrleitungsteiles 50 angeschweißt. Mit dem Miiu-I-punkt des Rohrflansches 51 bilden die Lagcsichcningen einen Winkel « von 90°. dessen Winkelhalbierende lotrecht in der Ebene des Rohrflansches 51 verläuft.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

Soll ein Gerüst 4 oder ein Teil davon ausgetauscht werden, so müssen zuerst die Verbindungen der Rohrleitungen zwischen der Kopfanschlußplatte 40 des Gerüstes 4 und der Wandanschlußplatte 44 der Zellenwand gelöst und die Rohrleitungsteilc 50 entfernt werden. Über einen von dem Brückenkran 28 getragenen Schlagschrauber werden die Schrauben 53 der miteinander gekuppelten Flanschen 48, 51 und 52, 54 bzw. 74 gelöst, wobei der Schlagschrauber bei beiden Flanschverbindungen in einer Ebene ohne ein Wechseln der Arbeitsposition arbeiten kann. Daran anschließend wird das jeweilige Rohrlciiüngstci! 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 Ausgausch des Gerüstes 4 müssen die Rohrstutzen 42 bzw. 72 und 47 wieder miteinander verbunden werden. Dazu wird das jeweilige Rohrleitungsteil 50 m',;lels der Katze 15 in die Höhe der Verbindungsstelle gebracht Das Rohrleitungsteil 50 wird nun im Schleichgang in horizontaler Richtung gegen die Flansche 48 und 54 bzw. 74 der Roliranschlußplatten 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 Flansche 48, 51 und 52, 54 bzw. 74 werden die Flansche mittels eines die Schrauben 53 wieder anziehenden Schlagschraubcrs, der von dem Brückenkran 28 getragen wird, verbunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fernhantierungsgerechte Rohrleitungsverbindungsvorrichtung mit einem starren Rohrleitungsteil, das zwei koppelbare Rohrflansche aufweist, zum Verbinden von einem Rohrstutzen einer in einer Wandanschlußplatte endenden waagerechten Rohrleitung mit einem Rohrstutzen einer in einer KopfanschiuBplatte eines die Verfahrenskomponenten aufnehmenden Gerüstes endenden senkrechten Rohrleitung in einer verfahrenstechnischen Zelle, insbesondere einer Großzelle für die Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die zv/ei Rohr- flansche (51 und 52) des starren Rohrleitungsteils (50) beide vertikal oder beide horizontal angeordnet sind, wobei ^;hre Verbindungsflächen in dieselbe Richtung weisen, und daß die Endflansche (48 und 54 bzw. 74) der durch das starre Rohrleitungsteil (50) zu verbindenden Rohrleitungen (41 und 46) beide entweder vertikal oder horizontal angeordnet sind, wobei die Verbindungsflächen der beiden zu verbindenden Endflansche (48 und 54 bzw. 74) in dieselbe Richtung, entgegengesetzt zu den Verbindungsflächen der Rohrflansche (51,52) weisen und wobei zur Erzielung der Parallelität der Endflansche (48 und 54 bzw. 74) einer der beiden Endflansche über einen Rohrbogen (55, 72) mit der jeweiligen Rohrleitung (41,46) verbunden ist.

2. Rohrleiuingsverbiitdungsvj^rrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Rohrleitungsteil (50) aus durch "ichweißnähte (56) miteinander verbundenen Rohrstücken (58, 60, 62, 64,66,68,70) besteht

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

4. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrflanschen (51 und 52) des starren Rohrleitungsteiles (50) an jeweils einem bogenförmigen Rohrstück (58,70) angeschweißt sind.

5. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Rohrleitungsteil (50) einen Tragbügel aufweist.

6. Rohrleitungsverbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Rohrflanschen (51, 52) jeweils zwei achsparallele, stabförmige Lagesicherungen (75) 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 Rohrflansches und den Lagesicherungen (76) gebildete Winkel (λ) zwischen 45° und 120° beträgt und daß die Winkelhalbierende des Winkels («) lotrecht in der Ebene der Dichtfläche verläuft.