DE3440632C1 - Gas bottle for tritium - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasflasche zum Einschluß von zu speicherndem Tritium, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.The invention relates to a gas cylinder for the containment of tritium to be stored, as in the The preamble of claim 1 is given.
Tritium, das radioaktive Isotop des Wasserstoffs, ist ein schwacher /-Strahler. Aufgrund seiner Radioaktivität weist Tritium daher nur ein geringes Gefährdungspotential auf. Wegen seiner Eigenschaften als Wasserstoffisotop ist dennoch erheblicher Aufwand erforderlich, um bei Handhabung und Speicherung von Tritium eine Kontamination der Umgebung zu vermeiden. Das hohe Permeations- und Diffusionsvermögen von Tritium, der auftretende Isotopenaustausch, die leichte Entzündbarkeit und Selbstoxidation von Tritium in Luft stellen an die zu treffenden Sicherheitsvorkehrungen erhebliche Anforderungen.Tritium, the radioactive isotope of hydrogen, is a weak emitter. Because of its radioactivity therefore tritium has only a low hazard potential. Because of its properties as a hydrogen isotope, considerable effort is required in the handling and storage of tritium avoid contamination of the environment. The high permeation and diffusivity of tritium, the isotope exchange that occurs, the easy flammability and self-oxidation of tritium in air make considerable demands on the safety precautions to be taken.
Zur Speicherung und Lagerung von Tritium sind Gasflasche bekannt, die gasdicht und druckfest ausgebildet sind. Um im Falle einer Undichtigkeit der Gasflasche einen Austritt von Tritiuim in die Umgebung zu vermeiden, werden die Gasflaschen nur bis etwa zum halben Atmosphärendruck mit Tritium gefüllt. Somit strömen bei Leckagen in die Gasflaschen Fremdgase ein, die zur Verunreinigung des gespeicherten Tritiums führen. Strömt beispielsweise Luft ein, so bedeutet dies darüber hinaus auch Explosionsgefahr wegen Knallgasbildung. Da an den Gasflaschen aus Sicherheitsgründen keine Manometer angebracht sind, läßt sich eine Druckänderung in der Gasflasche nicht ohne weiteres feststellen. Zu ermitteln, ob eine Gasflasche noch dicht ist, erfordert erheblichen Aufwand. Aus der DE-OS 29 41 859 ist eine Sauerstoffflasche mit doppeltem Mantel bekannt, dessen Zwischenraum evakuiert ist. Bei einem Leck im äußeren oder inneren Mantel strömt in den Zwischenraum entweder Luft aus der Umgebung oder der gespeicherte Sauerstoff ein. Würde eine solche Flasche zur Speicherung von Tritiuim eingesetzt, ließen sich die vorgenannten Nachteile nicht vollständig vermeiden, denn eine Leckage bliebe insbesondere bei äußerlich nicht ohne weiteres sichtbarer Beschädigung unbemerkt.For the storage and storage of tritium, gas cylinders are known which are gas-tight and pressure-resistant are. In order to avoid leakage of Tritiuim into the environment in the event of a gas cylinder leak, the gas cylinders are only filled with tritium to about half atmospheric pressure. So flow in the event of leaks in the gas cylinders, foreign gases can contaminate the stored tritium. For example, if air flows in, this also means there is a risk of explosion due to the formation of oxyhydrogen. Since there are no pressure gauges attached to the gas cylinders for safety reasons, the pressure can be changed not easily found in the gas cylinder. To determine whether a gas cylinder is still tight requires considerable effort. From DE-OS 29 41 859 an oxygen cylinder with a double jacket is known, whose Space is evacuated. If there is a leak in the outer or inner jacket, it flows into the space either air from the environment or the stored oxygen. Would such a bottle for storage Used by Tritiuim, the aforementioned disadvantages could not be completely avoided, because one Leakage would go unnoticed, especially in the case of externally not readily visible damage.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine den vorgeschriebenen Sicherheitsbestimmungen,entsprechende Gasflasche für Tritium zu schaffen, bei der einerseits eine Undichtigkeit rasch und mit Sicherheit feststellbar ist und andererseits eine Leckstelle an der Gasflasche nicht zugleich zur Verunreinigung des gespeicherten Tritiums führt.The object of the invention is to provide a gas cylinder that corresponds to the prescribed safety regulations to create for tritium, in which, on the one hand, a leak can be determined quickly and with certainty and on the other hand, a leak on the gas cylinder does not also contaminate the stored tritium leads.
Diese Aufgabe wird bei einer Gasflasche der eingangs angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst Die Gasflasche ist von einem Schutzbehälter umgeben, dessen Innenraum evakuierbar ist. Der Schutzbehälter ist druckdicht ausgeführt und mit einer Druckmeßzelle zur Anzeige des in seinem Innenraum aufrechterhaltenen Vakuums ausgerüstet. Tritt bei einem Leck an der Gasflasche Tritium in den Innenraum des Schutzbehälters ein oder dringt bei einer Beschädigung des Schutzbehälters Luft ein, so reagiert die Druckmeßzelle auf den Vakuumverlust im Innenraum und löst — entsprechend ausgebildet — ein Warenzeichen aus.In the case of a gas cylinder, this task is carried out at the beginning specified type solved by the characterizing features in claim 1 The gas cylinder is surrounded by a protective container, the interior of which can be evacuated. The protective container is pressure-tight executed and with a pressure measuring cell to display the vacuum maintained in its interior equipped. If there is a leak in the gas cylinder, tritium enters the interior of the protective container or If air penetrates when the protective container is damaged, the pressure measuring cell reacts to the loss of vacuum in the interior and - appropriately trained - triggers a trademark.
In weiterer Ausbildung der Erfindung nach Patentanspruch 2 ist es vorgesehen, den Schutzbehälter mit zwei absperrbaren Anschlüssen für Vakuum- oder Gasleitungen auszurüsten. Der Innenraum des Schutzbehälters ist dann nach Einbringen der mit Tritium gefüllten Gasflasche nicht nur evakuierbar oder bei Auftreten eines Leckes abpumpbar, sondern — beispielsweise mit Helium — auch ausspülbar. Letzteres ist vor allem zur Entnahme von Gasproben aus dem Innenraum des Schutzbehälters von Vorteil. Die Gasproben dienen dazu, zu ermitteln, ob ein registrierter Druckanstieg im Innenraum des Schutzbehälters auf ein Leck an der Gasflasche oder auf eine Undichtigkeit am Schutzbehälter zurückzuführen ist. Zur Durchführung solcher Untersuchungen ist die Druckmeßstelle mittels eines Ventils vom Innenraum absperrbar, gemäß Patentanspruch 3. Je nach festgestellter Leckursache ist die Gasflasche zu entleeren oder in einen noch unbeschädigten Schutzbehälter einzusetzen. Die Gasflasche ist deshalb nach Patentanspruch 4 lösbar im Schutzbehälter befestigt. Sie ist mit Abstand zur Wand des Schutzbehälters angebracht. In a further embodiment of the invention according to claim 2, it is provided that the protective container with two to equip lockable connections for vacuum or gas lines. The interior of the protective container is then after introducing the gas bottle filled with tritium Not only can it be evacuated or pumped off in the event of a leak, but - for example with helium - can also be rinsed out. The latter is mainly used to take gas samples from the interior of the protective container advantageous. The gas samples are used to determine whether a registered pressure increase in the interior of the protective container can be traced back to a leak in the gas cylinder or a leak in the protective container is. To carry out such investigations, the pressure measuring point is by means of a valve lockable from the interior, according to claim 3. Depending on the identified cause of the leak, the gas bottle is closed empty or place in an undamaged protective container. The gas bottle is therefore according to claim 4 releasably attached in the protective container. It is attached at a distance from the wall of the protective container.
Da eine schadhafte Gasflasche aus dem Schutzbehälter nicht entnommen werden kann, ohne daß in die unter Unterdruck gegenüber Atmosphärendruck stehende Gasflasche von außen Fremdgas, insbesondere Luft, einströmt, ist es erforderlich, die Gasflasche noch innerhalb des Schutzbehälters ohne Zutritt von Fremdgas zu entleeren. Hierzu ist nach Patentanspruch 5 am Schutzbehälter eine von außen bedienbare Einrichtung zur Betätigung eines an der Gasflasche befestigten Flaschenventils vorgesehen. Die Einrichtung weist einen vakuumdichten Durchgriff zum Flaschenventil gemäß Patentanspruch 6 auf.Since a damaged gas cylinder cannot be removed from the protective container without being in the under Gas cylinder at negative pressure compared to atmospheric pressure Foreign gas, especially air, flows in, it is necessary to close the gas cylinder while still inside the protective container without the admission of foreign gas empty. For this purpose, according to claim 5, an externally operable device is on the protective container Actuation of a cylinder valve attached to the gas cylinder is provided. The facility has a vacuum-tight passage to the bottle valve according to claim 6.
Die Erfindung und weitere Ausbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention and further developments of the invention are described below with reference to one in the drawing schematically reproduced embodiment described in more detail.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Gasflasche zur Aufnahme von Tritium, die in einem Schutzbehälter eingesetzt ist.The drawing shows a longitudinal section through a gas cylinder for receiving tritium, which in a Protective container is inserted.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist zentrisch innerhalb eines im Ausführungsbeispiel zylindrischen äußeren Schutzbehälters 1 eine ebenfalls zylindrisch geformte Gasflasche 2 für Tritium eingesetzt.As can be seen from the drawing, it is centered within a cylindrical in the exemplary embodiment outer protective container 1 a likewise cylindrically shaped gas bottle 2 used for tritium.
Die Gasflasche 2 ruht im Innenraum 3 des Schutzbehälters 1 auf einem Sockel 4, der im Schutzbehälter befestigt ist und die Gasflasche mit Abstand zur Wand des Schutzbehälters 1 abstützt. Die Ausbildung des Sokkels 4 schützt die Gasflasche 2 vor Beschädigungen auch bei stärkerer mechanischer Verformung des Schutzbehälters 1. Am Sockel 4 ist ein Zentrierring 5 vorgesehen, in den eine Bodenstütze 6 der Gasflasche 2 einsetzbar ist.The gas bottle 2 rests in the interior 3 of the protective container 1 on a base 4, which is in the protective container is attached and the gas cylinder is supported at a distance from the wall of the protective container 1. The formation of the pedestal 4 protects the gas cylinder 2 from damage even if the protective container is severely deformed 1. A centering ring 5 is provided on the base 4, into which a floor support 6 of the gas cylinder 2 can be inserted is.
Der Schutzbehälter 1 trägt an seinem Boden 7 einen Fuß 8, so daß der Schutzbehälter mit der Gasflasche in lotrechter Stellung seiner Achse 9 aufgestellt werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist die Achse 9 zugleich Zylinderachse der Gasflasche 2.The protective container 1 carries at its bottom 7 a foot 8, so that the protective container with the gas bottle in vertical position of its axis 9 can be set up. In the exemplary embodiment, the axis 9 is at the same time Cylinder axis of the gas cylinder 2.
Die Gasflasche 2 ist an ihrem oberen Ende 10 mit Handgriffen 11 zum Ausheben der Gasflasche aus dem Schutzbehälter versehen. Die Gasflasche wird am oberen Ende — in gleicher Weise wie am Sockel 4 mit Abstand zur Wand des Schutzbehälters 1 — mittels Zentrierstützen 12 am Behälterflansch 13 des Schutzbehälters 1 befestigt. Die Zentrierstützen 12 sind am Behälterflansch 13 verschraubt. In F i g. 1 sind Achsen 14 der Befestigungsschrauben dargestellt.The gas bottle 2 is at its upper end 10 with handles 11 for lifting the gas bottle out of the Provide protective container. The gas bottle is at the top - in the same way as on the base 4 with Distance to the wall of the protective container 1 - by means of centering supports 12 on the container flange 13 of the protective container 1 attached. The centering supports 12 are screwed to the container flange 13. In Fig. 1 are axes 14 the fastening screws shown.
Am oberen Ende 10 der Gasflasche 2 ist auch eine Tritiumleitung 15 mit einem Flaschenventil 16 zum Be- und Entladen der Gasflasche mit Tritium angeflanscht.At the upper end 10 of the gas cylinder 2 there is also a tritium line 15 with a cylinder valve 16 for loading and unloading the gas bottle flanged with tritium.
Ein Deckel 17 des Schutzbehälters ist mit Deckelflansch 18 am Behälterflansch 13 druckdicht verschraubt. Vom Innenraum 3 des Schutzbehälters 1 führt eine mit dem Deckel 17 verschweißte Rohrleitung 19 zu einer Meßzelle 20, mit der das im Innenraum 3 aufrechterhaltene Vakuum feststellbar ist. Die Meßzelle 20 ist an einen Warnsignalgeber anschließbar. In der Zeichnung ist der Warnsignalgeber nicht wiedergegeben.A cover 17 of the protective container is screwed pressure-tight to the cover flange 18 on the container flange 13. A pipe 19 welded to the cover 17 leads from the interior 3 of the protective container 1 a measuring cell 20 with which the vacuum maintained in the interior 3 can be determined. The measuring cell 20 is on a warning signal generator can be connected. The warning signal generator is not shown in the drawing.
In der Rohrleitung 19 zur Meßstelle 20 befindet sich ein Ventil 21, mit dem die Meßzelle vom Innenraum 3 des Schutzbehälters gasdicht abschottbar ist. Das Ventil 21 wird geschlossen, falls die Meßzelle 20 nicht in Betrieb, reparaturbedürftig oder auszuwechseln ist. Von der Meßzelle 20 wird der Druck im gesamten Innenraum 3 kontrolliert. Die Zentrierstützen 12 weisen hierzu Ausnehmungen 22 auf, so daß ein räumlicher Zusammenhang zwischen dem Teil des Innenraums, der die Gasflasche 2 umgibt und dem vom Deckel 17 umschlossenen Teil des Schutzbehälters besteht.In the pipeline 19 to the measuring point 20 there is a valve 21 with which the measuring cell is removed from the interior 3 the protective container can be sealed off in a gastight manner. The valve 21 is closed if the measuring cell 20 is not in operation, needs to be repaired or replaced. From the measuring cell 20, the pressure in the entire interior 3 controlled. The centering supports 12 have recesses 22 for this purpose, so that a spatial relationship between the part of the interior that surrounds the gas cylinder 2 and that enclosed by the cover 17 Part of the protective container exists.
Am Deckel 17 sind darüber hinaus noch zwei Anschlüsse 23,24 für Vakuum- oder Gasleitungen vorgesehen. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Anschlüsse im Randbereich des Deckels 17 angeordnet sind. Die Anschlüsse sind mit Absperrventilen 25,26 ausgerüstet. Die Anschlüsse 23,24 werden über eine Vakuumleitung mit einer Vakuumpumpe verbunden, wenn der Innenraum 3 — beispielsweise nach Einsetzen der Gasflasche — zu evakuieren ist. Die Vakuumleitung und Vakuumpumpe sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Ein Anschluß einer Pumpvorrichtung ist aber auch dann erforderlich, falls durch Undichtigkeiten der Gasflasche oder des Schutzbehälters in dessen Innenraum Gas eindringt, das abzusaugen ist. Für diesen Fall wird einer der Anschlüsse 23, 24 mit einer Pumpvorrichtung verbunden, mittels der eine Gasprobe aus dem Innenraum 3 entnehmbar ist, die analysiert wird. Weist die Gasprobe beispielsweise Anteile von Luft auf, ist das Leck am Schutzbehälter 1, am Deckel 17 oder an der Verbindung zwischen Deckel 17 und Schutzbehälter 1 an Behälterflansch 13 und Deckelflansch 18 zu suchen. Auch kann ein Leck an den Armaturen des Schutzbehälters aufgetreten sein, die mit dem Innenraum 3 in Verbindung stehen. Enthält dagegen die Gasprobe Tritium, so befindet sich das Leck an der Gasflasche 2 oder am Flaschenventil 16.In addition, two connections 23, 24 for vacuum or gas lines are provided on the cover 17. It can be seen from the drawing that the connections are arranged in the edge region of the cover 17. the Connections are equipped with shut-off valves 25, 26. The connections 23,24 are made via a vacuum line connected to a vacuum pump when the interior 3 - for example after inserting the gas bottle - is to be evacuated. The vacuum line and vacuum pump are not shown in the drawing. One connection a pumping device is also required if the gas bottle or leaks of the protective container in the interior of which gas penetrates, which is to be sucked off. In this case, one of the connections becomes 23, 24 connected to a pumping device, by means of which a gas sample can be removed from the interior 3 is that is analyzed. For example, if the gas sample contains air, the leak is on Protective container 1 on the cover 17 or at the connection between the cover 17 and the protective container 1 on the container flange 13 and cover flange 18 to look for. A leak can also occur in the fittings of the protective container which are connected to the interior 3. If, on the other hand, the gas sample contains tritium, then it is located the leak on the gas cylinder 2 or the cylinder valve 16.
Die Meßzelle 20 mit Ventil 21 und die Absperrventile 25 und 26 sind am Deckel 17 von außen zugänglich angebracht. Im Ausführungsbeispiel sind diese Armaturen von einem ebenfalls am Deckel 17 angebrachten Gehäuse 27 umgeben, das mit einem Endflansch 28 abdeckbar ist.The measuring cell 20 with valve 21 and the shut-off valves 25 and 26 are accessible from the outside on the cover 17 appropriate. In the exemplary embodiment, these fittings are also attached to the cover 17 by a device Surrounding housing 27, which can be covered with an end flange 28.
Im Ausführungsbeispiel wurde die Gasflasche mit Tritium bis zum halben Atmosphärendruck gefüllt. Im Innenraum 3 wurde eine Vakuum von ΙΟ-5 mbar eingestellt. In the exemplary embodiment, the gas bottle was filled with tritium to half atmospheric pressure. A vacuum of ΙΟ- 5 mbar was set in the interior 3.
Falls die Gasflasche leck wird, wird sie noch innerhalb des Schutzbehälters entleert, um das gespeicherte Tritium nicht durch Zustrom von Fremdgas zu verunreinigen. Hierzu weist der Schutzbehälter eine von außen bedienbare Einrichtung zur Betätigung des Flaschenventils 16 an der Gasflasche 2 auf. Die Einrichtung besteht aus einer mit dem Deckel 17 verbundenen Führung 29 für einen dreh- und verschiebbaren Dorn 30, dessen inneres Ende mit einer Schneide 31 versehen ist und in eine Nut 32 einer konischen NPT-Schraube 33 (NPT = National Pype Taper [Norm für selbstdichtende Schrauben mit konischem Gewinde]) einsetzbar ist. Die NPT-Schraube schließt in einem Anschlußflansch 34, der am Deckel 17 zur Befestigung der Führung 29 angebracht ist, eine Öffnung zum Innenraum 3 vakuumdicht ab. Der Anschlußflansch 34 ist am Deckel 17 in der Weise befestigt, daß der Dorn 30 — nach Aufsetzen der Führung 29 und nach Entfernung der NPT-Schraube 33 mittels des Doms 30 — unmittelbar auf eine Ventilspindel 35 des Flaschenventils 16 aufsetzbar ist. Um kein Fremdgas in den Innenraum 3 eindringen zu lassen, wird ein Zwischenraum 36, der zwischen Führung 29 und Anschlußflansch 34 nach deren Verbindung entsteht, über eine Abzugsleitung 37 evakuiert. Die Abzugsleitung 37 ist mittels eines Ventils 38 zu öffnen und zu schließen und über einen Rohranschluß 39 mit einer in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Pumpeinrichtung verbindbar. Die Führung 29 ist an der Durchführungsstelle für den Dorn 30 vakuumdicht ausgeführt.If the gas bottle leaks, it is emptied inside the protective container to remove the stored tritium not to be contaminated by the influx of foreign gas. For this purpose, the protective container has one from the outside operable device for actuating the cylinder valve 16 on the gas cylinder 2. The facility exists from a guide 29 connected to the cover 17 for a rotatable and displaceable mandrel 30, the inner end of which is provided with a cutting edge 31 and in a groove 32 of a conical NPT screw 33 (NPT = National Pype Taper [standard for self-sealing screws with conical thread]) can be used. The NPT screw closes in a connection flange 34 which is attached to the cover 17 for fastening the guide 29 is attached, an opening to the interior 3 vacuum-tight. The connection flange 34 is on the cover 17 in the Fastened way that the mandrel 30 - after placing the guide 29 and after removing the NPT screw 33 by means of the dome 30 - can be placed directly on a valve spindle 35 of the cylinder valve 16. To no To allow foreign gas to penetrate into the interior 3, an interspace 36 between the guide 29 and connecting flange 34 arises after their connection, evacuated via a discharge line 37. The drain pipe 37 can be opened and closed by means of a valve 38 and via a pipe connection 39 connectable to a pump device not shown in the drawing. The guide 29 is at the Implementation point for the mandrel 30 made vacuum-tight.
Nach Evakuierung des Zwischenraumes 36 wird mittels des Doms 30 die NPT-Schraube 33 gelöst und in den Innenraum 3 gestoßen. Der Dorn wird dann weiter bis zur Ventilspindel 35 gedrückt und so aufgesetzt, daß das Flaschenventil 16 durch Drehen von Dorn 30 und Ventilspindel 35 geöffnet werden kann. Für den Dorn 30 ist somit ein vakuumdichter Durchgriff zum Flaschenventil gegeben. Das nach öffnen des Flaschenventils in den Innenraum 3 ausströmende Tritium kann abgepumpt und extern gespeichert werden.After evacuation of the space 36, the NPT screw 33 is loosened by means of the dome 30 and inserted into encountered the interior 3. The mandrel is then pressed further up to the valve spindle 35 and placed in such a way that the bottle valve 16 can be opened by turning the mandrel 30 and valve spindle 35. For the mandrel 30 there is thus a vacuum-tight access to the cylinder valve. After opening the cylinder valve in Tritium flowing out of the interior 3 can be pumped out and stored externally.
Die Führung 29 wird auf den Anschlußflansch 34 nur dann aufgesetzt, wenn ein öffnen des Flaschenventils 16 der Gasflasche 2 erforderlich ist. Bei normalem Betrieb bleibt der Anschlußflansch 34 mit einem Blindflansch bedeckt. Der Blindflansch ist in der Zeichnung nicht dargestellt.The guide 29 is only placed on the connecting flange 34 when the cylinder valve 16 is opened the gas bottle 2 is required. In normal operation, the connecting flange 34 remains with a blind flange covered. The blind flange is not shown in the drawing.
Die konische NPT-Schraube 33 ist im Anschlußflansch 34 derart eingesetzt, daß die größere Stirnfläche des Kegels zum Innenraum 3 zeigt. Diese Anordnung erleichtert das Lösen der NPT-Schraube mit Hilfe des Doms 30. Für eine erneute Wiederbefestigung derThe conical NPT screw 33 is inserted in the connection flange 34 in such a way that the larger end face of the cone to the interior 3 shows. This arrangement makes it easier to loosen the NPT screw using the Doms 30. For a re-fortification of the
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NPT-Schraube im Anschlußflansch 34 weist sie auf ihrer größeren Stirnfläche eine Ausnehmung 40 zum Einstekken eines der Ausnehmung entsprechend geformten Schraubenschlüssels auf.NPT screw in the connection flange 34, it has a recess 40 for plugging in on its larger end face one of the recess correspondingly shaped wrench.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Claims (6)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE3440632A DE3440632C1 (en) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | Gas bottle for tritium |
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Family Applications (1)
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Also Published As
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|---|---|
| EP0181602A1 (en) | 1986-05-21 |
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