DE3431325A1 - Zentrier- und hantierungshilfe fuer zusammenkuppelbare rohrleitungsflansche - Google Patents

Description

Zentrier- und Hantierungshilfe für zusammenkuppelbare

Rohrleitungsflansche

Die Erfindung betrifft eine Zentrier- und Hantierungshilfe 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 Großzelle werden über ortsbewegliche Fernhantierungsmaschinen durchgeführt. Die in den Racks angeordneten Verfahrenskomponenten sind durch Rohrleitungen untereinander bzw. mit durch die Zellenwand führenden Rohrleitungen verbunden. Bei einem Austausch der Verfahrenskomponenten müssen die Rohrleitungen fernbedient getrennt und nach dem Einbau einer neuen Verfahrenskomponente wieder miteinander verbunden werden. Um diesen Austausch einer Verfahrenskomponente oder auch den Gerüstausbau insgesamt zu ermöglichen, ist es notwendig, daß ganze Abschnitte der Rohrleitungen entfernt werden, weil sie die Austauschbarkeit der Verfahrenskomponente oder das Entfernen des Gerüstes bzw. eines Gerüstmoduls verhindern wurden.

Man verwendet daher herausnehmbare Rohrleitungsteile, sogenannte Rohrverbindungeinheiten, die an ihren Enden mit kuppelbaren Endflanschen verbunden sind. Diese Endflansche sind die Flansche, die bei der Verbindung von durch die Zellenwand führenden ortsfesten Rohrleitungen mit deren

Endflanschen oder mit den Endflanschen eines Rohrleitungsanschlusses einer in dem Gerüst angeordneten verfahrenstechnischen Komponente gekuppelt werden. Eine Rohrverbindungseinheit wird also zwischen zwei Endflansche zweier 5 ortsfester Rohranschlüsse fernhantiert angebracht und ist austauschbar bzw. herausnehmbar. Die Verbindung der aus jeweils zwei Endflanschen bestehenden Flanschpaaren wird über an sich bekannte Mittel wie Spannringkupplungen oder Schraubverbindungen erzielt.

Bei der Montage einer Rohrverbindungseinheit müssen die zu kuppelnden Endflansche zentriert zusammengeführt werden. Derartige Zentrierhilfen sind bekannt und geeignet, die bei dem fernhantiert durchgeführten Zusammenfügen und Verschrauben der Flansche eines Flanschpaares erforderliche Übereinstimmung der Positionen der jeweils korrespondierenden Bohrungen der miteinander zu verbindenden Endflansche sicherzustellen.

Da dieses Zusammenführen mittels der fernhantierten Handhabungstechnik durchgeführt werden muß, ist für den den Verbindungsvorgang mittels Fernsehbilder überwachenden und betreibenden Operateur ein besonderes Problem vorhanden. Kurz vor dem Zusammenfügen der Endflansche ist ein schlechtes Einsehen der Kupplungsstelle festzustellen. Das führt zu häufigen Fehlversuchen des Einbringens der austauschbaren bzw. herausnehmbaren Rohrverbindungseinheit.

Üblicherweise sind in den Endflanschen der Rohrverbindungseinheit unverlierbar angeordnete Schraubbolzen vorhanden, die nach der erfolgten Übereinstimmung der Lochbilder der beiden zu verbindenden Endflanschen in den Endflansch der ortsfesten Rohrleitung geschraubt werden müs-

sen. Es ist also erforderlich, die Position der Gewindebohrungen im Endflansch zu den Durchgangsbohrungen bzw. den darin befindlichen Schraubbolzen des fernhantiert eingebrachten Endflansches der Rohrleitungsverbindung solange sicherzustellen, bis die gegenüberstehenden Flansche mit den Schraubbolzen korrekt miteinander verschraubt sind.

Es ist bekannt, Flanschpaare in kerntechnischen Anlagen mit sogenannten Justierstiften auszurüsten. Hierunter wird ein Zentrierstift verstanden, der mit seinem Gewinde im Blatt des Endflansches der Rohrverbindungseinheit verschraubt ist und dessen herausstehende Spitze bei dem Zusammenbau der beiden Endflansche in eine entsprechende Zentrierbohrung im Endflansch ragt. Die Verwendung dieses Justierstiftes ist bei Rohrverbindungseinheiten mit ungünstiger Geometrie, wie beispielsweise kompliziert gebogener Rohrführung, wenig vorteilhaft und führt sehr leicht zu Störungen bzw. zu einer Beschädigung der Dichtungen der Flansche.

In einer nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung (P 33 41 044.5) wird vorgeschlagen, eine Zentriervorrichtung zum fernhantierten Zusammenkuppeln eines Endflansches einer ortsfesten Rohrleitung mit einem Endflansch einer Rohrverbindungseinheit derart auszubilden, daß auf der ortsfesten Rohrleitung ein vertikaler Zentrierstift nach oben ragend angeordnet ist, während auf der herausnehmbaren Rohrverbindungseinheit ein auf den Zentrierstift passendes Mutterstück mit Zentrierflächen angeordnet ist. Durch diesen Vorschlag wird eine optische Hilfe zum Zusammenführen der zusammenzukuppelnden Flanschen geboten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zen-

trier- und Hantierungshilfe der im Oberbegriff des Anspruches 1 geschilderten Art derart auszugestalten/ daß der Kuppelvorgang schnell, sicher und mit einem einfachen technischen Aufwand möglich wird.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anpruches 1 aufgeführten Merkmale gelost.

Die Zentrier- und Hantierungshilfe besteht aus zwei Teilen, von denen je ein Teil auf dem Endflansch der ortsfesten Rohrleitung und dem Endflansch der Rohrverbindungseinheit befestigt sind. Am Endflansch der Rohrverbindungseinheit ist seitlich der über die Trennebene herausragende Führungsstift befestigt, der im zusammengebauten Zustand in der Führungsmulde mit dem am hinteren Ende der Führungsmulde angeordneten Fangring angeordnet ist. Der Operateur kann diese Zentrier- und Hantierungshilfe unter Fernsehbedingungen gut einsehen und ein zügiges und störungsfreies Zusammenfügen der Flanschverbindungen erreichen.

Bei einem fernhantierten Ausbau einer Rohrleitungsverbindung oder eines erfindungsgemäß ausgestatteten Rohrleitungsteiles können alle Schrauben aus den Endflanschen ausgeschraubt werden, bevor ein Hebezeug an der Rohrleitungsverbindung oder an dem auszutauschenden Rohrleitungsteil angreifen muß. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist die Absturzgefahr der Rohrleitungsverbindung oder der Wechselkomponente minimiert, da die Führungsstifte die Rohrleitungsverbindung oder die Wechselkomponente in den Fangringen der Führungsmulden sichern. Daher kann mit nur einem Hebezeug die Schraubarbeit und anschließend das Austauschen vorgenommen werden oder umgekehrt.

Der über Fernsehmonitoren den KuppelVorgang beobachtende, fernhantierend arbeitende Operateur setzt bei einem Einbauen einer Rohrverbindungseinheit die an einem Hebezeug hängende Rohrverbindungseinheit so in ihre Position, daß der Führungsstift am Außendurchmesser des Endflansches in die Führungsmulde eingelegt wird. Nach einer entsprechenden Vorschubbewegung mit dem die Rohrverbindungseinheit haltenden Hebezeug in Richtung Endflansch der ortsfesten Rohrleitung wird der Führungsstift in den am Ende der Führungsmulde angeordneten Fangring eingefahren.

Durch das Einfahren der Führungsstifte beider Endflansche der Rohrverbindungseinheit in die Fangringe wird die Rohrverbindungseinheit so sicher gehalten, daß sie während des Anziehens der Schraubbolzen nicht herabfallen kann. Das selbe Hebezeug kann nun zum Heranführen des Schlagschraubers, der zum Verschrauben dient, benutzt werden.

Für den über Bildschirme den Vorgang beobachtenden, den Vorgang fernhantierend ausübenden Operateur ist mit der erfindungsgemäßen Zentrier- und Hantierungshilfe ein selbst unter schlechten Sichtverhältnissen noch zufriedenstellendes Arbeiten möglich.

Im Anspruch 2 wird eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gekennzeichnet. Die Einkerbungen auf der Oberfläche der Führungsstifte verhindern ein Herausfallen des auswechselbaren Rohrleitungsteiles oder der auswechselbaren Apparatur im abgeschraubten, aber noch nicht herausgezogenen Zustand.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, die der weiteren Verbesserung der Zentrier- und Hantierungsbedingungen

dient, wird durch die Merkmale des Anspruches 3 gekennzeichnet.

Durch die Erfindung wird es möglich, auf die Justierstifte in den Flanschblättern zu verzichten.

Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert. Dabei wird auf nicht zum Verständnis der Erfindung gehörende Einzelheiten und Vorrichtungen der besseren Übersicht halber verzichtet.

Es zeigt

Fig. 1 eine Rohrverbindungseinheit, die horizontal an zwei gerüstseitigen Endflanschen zweier

ortsfester Rohrleitungen angebracht ist,

Fig. 2 im größeren Maßstab eine perspektivische Ansicht eines Flanschpaares aus der Sicht der RohrVerbindungseinheit,

Fig. 3 eine Flanschverbindung in Seitenansicht in losgeschraubter Stellung und etwas auseinandergezogener Position, wobei auf die Darstellung der üblicherweise im Endflansch der

Rohrverbindungseinheit verbleibenden Dehnschrauben verzichtet ist,

Fig. 4 eine modifizierte Ausführungsform einer Rohr-Verbindungseinheit mit Zentrier- und Hantie

rungshilfen.

Aus einem hier nicht gezeigte Verfahrenskomponenten für

die chemische' Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen aufnehmenden Gerüst 5 (Fig. 1) erstrecken sich zwei um 90° gebogene Rohrleitungsenden 7 und 9, die in je einem angeschweißten Endflansch 11 bzw. 13 enden. Die beiden in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegenden Endflansche 11 und 13 werden von einer Rohrverbindungseinheit 15 miteinander zur Kupplung der das zu verarbeitende Medium führenden Rohrleitungsstrecke 7, 15, 9, verbunden.

Die Rohrverbindungseinheit 15 weist ein zum Erzielen einer besseren Schwerpunktlage geschwungenes Rohrleitungsteil 17 auf, das an seinen Enden angeschweißte Endflansche 19 bzw. 21 aufweist. Die beiden Endflansche 19 und 21 sind mit je einem Endflansch 11 bzw. 13 der gerüstseitigen Rohrleitungen 7 bzw. 9 durch Schraubbolzen 23 verbunden.

Zur Schwerpunktsmitte der Rohrverbindungseinheit 15 ausgerichtet ist ein Bügel 25 angeschraubt, der in der Mitte eine angeschweißte Aufnahmeöse 27 aufweist, die von einem Lasthaken eines Hebezeuges ergriffen werden kann.

Die Endflansche 19 und 21 weisen seitlich jeweils einen angeschweißten Führungsstift 29 bzw. 31 auf, die achsparallel zu den Durchflußbohrungen der Endflansche 19 und 21 ausgerichtet sind. Jeder Führungsstift 29 bzw. 31 liegt in einer Führungsmulde 33, die seitlich entsprechend an dem jeweiligen Endflansch 11 bzw. 13 angebracht ist. Am hinteren Ende, zum Gerüst 5 hin gewandt, laufen die Führungsmulden 33 in je einem Fangring 35 aus. Jeder Führungsstift 20 bzw. 31 liegt in der entsprechenden Führungsmulde 33 und ragt noch durch den jeweiligen Fangring 35 über diesen hinaus.

Aus der Darstellung der Fig. 2 wird ersichtlich, daß das Flanschpaar 13, 21 eine im Mittelpunkt des Flanschpaares 13, 21 verlaufende Rohrleitung 9, 17 kuppelt. Um die Rohrleitung 17 sind drei Schraubbolzen 23 angeordnet, die von der Endflanschseite der Rohrleitungsverbindungseinheit aus ihren Betätigungssechskant haben. In dem Endflansch 21 sind Durchgangsbohrungen, während im Endflansch 13 die entsprechenden Gewindebohrungen eingebracht sind. Die Schraubbolzen 23 sind auf der Rückseite des Endflansches 13 mit entsprechenden Gewindemuttern 41 gesichert. In Fig. 3 ist der Führungsstift 31 bei entfernten Schraubbolzen 23 zu sehen.

Die modifizierte Ausführungsform gemäß Fig. 4 dient zur Verbindung von Rohrleitungsanschlussen, die zueinander nicht achsparallel angeordnet sind. Es ist mit der Zentrier- und Hantierungshilfe, von der hier nur der an dem jeweiligen Endflansch 51 bzw. 53 der Rohrverbindungseinheit 59 vorhandene Teil, der Führungsstift 55 bzw. 57, gezeigt ist, möglich, derartige, gegeneinander geneigte Rohrleitungsanschlüsse miteinander zu verbinden.

Auch diese Rohrverbindungseinheit 59 trägt im Schwerpunkt eine Aufnahmeöse 61, die von einem Lasthaken ergriffen werden kann. Die Führungsstifte 55 bzw. 57 haben auf der Oberfläche Einkerbungen 63 nach dem Widerhakenprinzip, die im auseinandergeschraubten Zustand der Flanschpaare ein Herausfallen der Rohrverbindungseinheit 59 wirksam verhindern, da sich die Einkerbungen 63 in der oberen Kante des jeweiligen Fangringes am Ende der Führungsmulden einhaken.

Der Ausbau der Rohrverbindungseinheit 15 (Fig. 1 bis 3) geht wie folgt vonstatten:

Der Operateur führt mit einem Hebezeug einen fernbedienbaren Schlagschrauber auf die Endflanschseite der Rohrleitungsverbindungseinheit 15 eines der beiden Flanschpaare 11, 19 oder 13, 21. Die drei Schraubbolzen 23 werden gelöst und ganz aus den Gewindebohrungen des Endflansches 11 bzw. 13 herausgezogen. Die Schraubbolzen 23 verbleiben gesichert in den Durchgangsbohrungen des Endflansches 19 bzw. 21. Anschließend verfährt der Operateur den Schlagschrauber zu dem anderen Flanschenpaar 11, 19 bzw. 13, 21 und wiederholt dort die eben beschriebene Tätigkeit. Obwohl nun die Schraubverbindungen zwischen der Rohrverbindungseinheit 15 und den Festflanschen 11 und 13 gelöst sind, ist die Rohrverbindungseinheit 15 gegen Herabstürzen aufgrund der noch eingefahrenen Fuhrungsstifte 29 und 31 gesichert. Der Operateur fährt den Schlagschrauber mit dem Hebezeug zu einer Ablageposition und benutzt nun das selbe Hebezeug zum Ergreifen der Rohrverbindungseinheit 15 an seiner Aufnahmeöse 27. Durch ein Verfahren von den Festflanschen 11 und 13 weg fahren die Fuhrungsstifte 29 und 31 aus den Fangringen 35 heraus. Die Rohrverbindungseinheit 15 kann nun entfernt werden.

Eine neue Rohrverbindungseinheit 15 wird durch Aufnehmen an der Aufnahmeöse 27 mittels eines einen Lasthaken aufweisenden Hebezeuges an die Verbindungsstelle herangebracht. Der Operateur setzt die RohrVerbindungseinheit 15 mit den Führungsstiften 29 und 31 etwa mittig auf dem Umfang der Endflanschen 11 und 13 auf und läßt durch Herabsenken der Rohrverbindungseinheit 15 die Fuhrungsstifte 29 und 31 am Außenumfang heruntergleiten, so daß sie zwangsläufig in die Führungsmulden 33 einfahren. Danach wird eine Vorschubbewegung mit dem Hebezeug in Richtung der Endflansche 11 und 13 durchgeführt, so daß die Führungs-

stifte 29 und 31 in den jeweiligen Fangring 35 einfahren und gesichert sind. Der Kranhaken des Hebezeuges wird aus der Aufnahmeöse 27 gefahren und mit diesem Hebezeug ein Schlagschrauber ergriffen und auf die Endflanschseite der Rohrverbindungseinheit 15 eines Flanschenpaares 11, 19 oder 13, 21 gefahren. Die Schraubbolzen 23 werden in den Endflansch 11 bzw. 13 eingeschraubt und anschließend wird das gleiche am anderen Flanschenpaar 11, 19 bzw. 13, 21 durchgeführt. Die Rohrverbindungseinheit 15 ist schnell und sicher ausgetauscht worden.

Bezugszeichenliste

5 Gerüst

7 gebogenes Rohrleitungsende 9 gebogenes Rohrleitungsende

11 Endflansch, ortsfeste Rohrleitung 13 Endflansch/ ortsfeste Rohrleitung 15 Rohrverbindungseinheit 17 Rohrleitungsteil 19 Endflansch, Rohrverbindungseinheit 21 Endflansch, Rohrverbindungseinheit 23 Schraubbolzen 25 Bügel
27 Aufnahmeöse 29 Führungsstift 31 Führungsstift 33 Führungsmulden 35 Fangringe 41 Gewindemuttern 51 Endflansch 53 Endflansch 55 Führungsstift 57 Führungsstift 59 Rohrverbindungseinheit 61 Aufnahmeöse 63 Einkerbungen

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Claims (3)

Deutsche Gesellschaft Hannover, 17.08.1984 für Wiederaufarbeitung VS/Gg/Hu von Kernbrennstoffen mbH 84/15 DE Hamburger Allee 4 3000 Hannover 1 Schutzansprüche

1. Zentrier- und Hantierungshilfe an miteinander verbindbaren Rohrleitungsflanschen zum fernhantierten Zusammenkuppeln des Endflansches einer ortsfesten Rohrleitung mit einem Endflansch eines herausnehmbaren Rohrleitungsteiles in einer verfahrenstechnischen Zelle, insbesondere einer Großzelle für die Wiederaufarbeitung von bestrahlten Kernbrennstoffen, wobei die Trennebene der beiden Endflansche senkrecht angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Endflansch (11 bzw. 13) der ortsfesten Rohrleitung (7 bzw. 9) am Umfang seitlich eine parallel zu seiner Drehachse angeordnete, nach oben offene Führungsmulde (33) aufweist, die im hinteren, der ortsfesten Rohrleitung (7 bzw. 9) zugewandten Bereich in einen Fangring (35) übergeht,

daß seitlich am Umfang des zugehörigen Endflansches (19 bzw. 21) des herausnehmbaren Rohrleitungsteiles (17) ein in die Führungsmulde (33) passender Führungsstift (29, 31) befestigt ist, der im verbundenen Zustand des Flanschpaares (11, 19 bzw. 13, 21) in der Führungsmulde (33) liegt und durch den Fangring (35) ragt.

2. Zentrier- und Hantierungshilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der oder die Führungsstifte (29 bzw. 31) des jeweiligen herausnehmbaren Rohrleitungsteiles (15? 59) auf ihrer Oberfläche mit Einkerbungen (63) versehen sind.

3. Zentrier- und Hantierungshilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das herausnehmbare Rohrleitungsteil (15 bzw. 59) mit einer Aufnahmeöse (27 bzw. 61) versehen ist.