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Transportierbare Presse zum Hochverdichten
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radioaktiver Abfallstoffe von Kernkraftwerken Die Erfindung betrifft
eine transportierbare Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe von Kernkraftwerken,
die mit einem stehenden h:'henversteilbaren Stempel zu einem Preßpaket in einer
Matrize verpreßt werden, die aus zwei beim Betrieb senkrecht stehenden und durch
ein Drehgelenk miteinander verbundenen schwenkbaren und in der Schließstellung zu
verriegelnden Schalen besteht.
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Beim Betrieb eines Kernkraftwerkes fallen regelmaffißig radioaktiv
verschmutzte Abfälle an, die unter besonderen Schutzvorkehrungen beseitigt und danach
endlagert werden müssen.
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Diese Abfallstoffe werden in Sammelbehältern gesammelt, von denen
beispielsweise in einem Kraftwerk innerhalb eines Jahres 1000 Fässer anfallen. Um
diese Abfallstoffe unter wirtschaftlich möglichst geringem Aufwand zu
beseitigen,
werden die gefüllten Sammelbehälter mit einer Presse unter einem sehr hohen Druck
wie etwa 16 MN (Mega NewtOn) verpreßt.
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Die sich dabei ergebenden Preßpakete werden ihrerseits zusammen mit
weiteren gleichförmigen Paketen in Sammelgefäßen gesaInmelt, die danach. einer Endlagerung
zugefuhrt werden.
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tne bekannte Presse (DE-OS 32 13 544) besitzt eine zylinderförmige
Matrize und einen liegenden bzw. horizontal arbeitenden, im Querschnitt runden Druckstempel.
Beim Betrieb dieser Presse wird vor dem Beginn des Preßvorganges der zusammen zu
pressende, zylinderförmige Behälter von oben her in eine Kammer gefördert, die zwischen
der Matrize und dem ausgefahrenen Stempel liegt. Danach wird der Sammelbehälter
mit dem zylinderformagen Druckstempel in die Matrize eingefahren und gepreßt. Rine
derartige Presse erfordert jedoch eine erhebliche Baulänge. Demgegenüber zeigt die
DE-OS 33 19 698 eine Presse zum Hochverdichten radioaktiver Abfallstoffe, die nur
eine geringe Bauhöhe bzw. Baulänge
aufweist, so daß sie in eine
für den Straßenverkehr üblichen Container zu transportieren ist, denn ei ihr besteht
die schwenkbar gelagerte Matrize aus zwei beim Betrieb senkrecht stehenden und durch
ein Drehgelenk miteinander verbundenen schwenkbaren Schalen. Diese Presse benötigt
nicht eine Kammer für die Einlagerung des Sammelbehalters zwischen der Matrize und
dem herausgefahrenen Stempel, da der Sammelbehälter, der als ein F8ß ausgebildet
ist, t)i geöffneter Matrize von der Seite er eingefahren werden kann.
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ei dieser bekannten Presse sind die zwei Schalen Halbzylinderförmig
bzw. im Querschnitt halbringförmig ausgebildet, so daß die von der Matrize umschlossene
Preßkammer zylinderförmig ist. Der herzustellende Preßling, der aus dem zusammengepreßten
Material besteht, ist demzufolge ebenfalls im Querschnitt kreisrund. Damit aber
ist ein erheblicher Nachteil verbunden, denn bei der Lagerung von runden Fässern,
die eng neben-und übereinander liegen, verbleiben aufgrund
der
runden Querschnitte jeweils zwischen zwei nebeneinander liegenden Fässern zwei Freiräume
und ebenso zwischen zwei Übereinanderliegenden Fässern zwei Freiräume neben ihren
jeweiligen Berührungslinien.
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Werden deshalb derartige Preßlinge gegebenenfalls mehrfach in entsprechend
gestalteten runden Fässern gesammelt, für eine Entsorgung in einem Container abgeladen,
um ihrer Endlagerung zugeführt zu werden, so laßt sich nur eine Packungsdichte von
erfahrungsgemäß etwa 50 % des Containers bzw. eine nur effektiv 50 %ige Ausladung
des Containers erzielen. Das ist besonders deshalb unbefriebnd, weil die Kosten
einer Endlagerung eines radioaktiven Abfallstoffes allgemein sehr hoch liegen. Anders
liegen die Verhaltnisse, wenn ein für die endlagerung hestimmter Container derart
befüllt wird, daß zwischen den einzelnen zu entsorgenden Abfallprodukten kein oder
nur ein sehr geringer Freiraum i gelagerten Zustand verbleibt.
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Das ist dann der Fall, wenn die Preßlinge von säulenförmiger oder
würfelförmiger Gestalt sind, so daß sie im Lagerzustand sich
nicht
nur linear unter Freilassung großer Freiräume gegenseitig ber3hren, sondern flächenmäßig
aneinander liegen, denn dadurch läßt sich eine Packungsdichte bzw. Auslastung des
Containers von mehr als 90 % erzie-'en u und damit eine erhebliche Verminderung
der Entsorgungskosten herbeiuhren.
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Nach der Erfindung läßt sich dieser Vorteil dadurch erreichen, daß
die Schalen der Matrize der Presse im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind und
in ihrer Schließstellung eine in Querschnitt viereckige Preßkammer umschließen,
die auch quadratisch sein kann. zwei einer derartigen Gestaltung werden säulen-
oder würfelförmige Preßlinge erzeugt, die sich erheblich wirtschaftlicher endlagern
lassen als solche von rundem Querschnitt.
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Andererseits ist die Anwendung der Presse nicht beschränkt auf die
Verarbeitung von Fässern mit viereckigem oer rechteckigem Querschnitt, denn es besteht
auc bei ihr weiterhin die Möglichkeit der Verarbeitung der bisher allgemein benutzten
runden Fässer.
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Als vorteilhaft hat es sich weiterhin gczeigt, wenn die Innenkanten
der Matrizenschalan
abgerundet sind, da hierdurch das Üffnen der
Matrize nach einem Preßvorgang erleichtert wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter bezugnahme
auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen: Figur 1: eine Presse im @@ngsschnitt
und Figur 2: einen Querschnitt entlang der Linie II - II der Figur 1 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 trägt.
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In dem Druckzylinder 2 befindet sich der stempel, der aus einer Kolbenstange
3 basteht sowie einem Kolben 15 und einer Stempeldruckplatte 4. Die Stempeldruckplatte
4 besitzt einen größeren Durchmesser als die Kolbenstange
3 und
ist an dieser auswechselbar befestigt, damit sie nach einem teilweisen Verschleiß
ausgetauscht werden kann, ohne die gesamte Kolbenstange 3 Überarbeiten zu müssen.
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Unterhalb der stempoldruckplatte 4, in deren oberer Totpunktstellung
gemäß der schraffierten Darstellung in Figur 1 befindet sich die Matrize, die aus
zwei schwenkbaren Schalen 5 und 5' besteht.
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Die Schalen 5 und 5' sind im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Sie
umschließen eine im Querschnitt quadratische, insgesamt säulenfärmige Preßkammer
53. Ihre Innenkanten 54 sind abgerundet.
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Die beiden Schalen 5 und 5' sind durch ein Drehgelenk 6 schwenkbar
miteinander verbunden. In ihrer geschlossenen Arbeitsstellung lassen sie sich verriegeln
durch einen höhenverstellbaren Verriegelungsblock 7, der mit einer Ausnehmung 7'
versehen ist. Die Ausnehmung 7' ist gemäß Figur 2 im Querschmitt
schwalbenschwanzf@rmig
und in ihrer Höhe konisch ausgebildet, so daß sie in der Verriegelungsstellung einen
konus 8 der beiden schalen 5 und 5' umfaßt und damit @le matrize verriogelt, whhrend
es zur Entriegelung nur einer geringfägigen Anhebung des Verriegelungsblockes 7
bedarf, um den Konus @ freizugeben. diese @@hebung erfolgt durch zwei Zylinder 11
und 11', die den Veriegelungsblock 7 führen.
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Zum Öffnen und Schließen der Matrize sind zwei hydraulische Stellzylinder
21 und 22 vorgesenen, von denen jeweils einer an einer der schalen 5 bzw. 5' @ngreift
und Siese in sine Öffnungsstellung versetzt, welche in figur 2 in gestrichelten
linien wiedergegeben ist.
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@efinden sich die Schalen 5 und 5' der Matrize in der Öffnungsstellung,
so läßt sich sin @it Abfallstoffen gef@llter sammelbehälbar über ein Rollenband
12 entsprechend dem Pfeil 14 radial in die Öffnung der Matrize einführen. Das verpreßte
Proßpaket läßt sich auf das zweite @ollenband 13 versetzen,
um
auf diesem radial entsprechend dem Pfeil 14 abgefördert zu werden.
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Nach einem Schließen und Verriegeln der Matrize wird die Steuerung
für den Stempel freigegeben, so daß dieser in die Matrize eingefahren werden kann.
Dabei fährt @@@ Stempel bis zu einer Lastgrenze von ca. 4 1/2 @eganewton. Nach Erreichen
dieses Wertes fährt der Stempel mit verminderter Geschwindigkeit weiter bis eine
Last von ca. 28 @eganewton erreicht ist, wobei jedoch zu beachten ist, daß die maximale
Last tats@chlich größer sein kann. Dabei wird der Sammelbehälter zusammengepreßt
zu einem Preßpaket 9, das in Figur 1 unten am Boden der Matrize liegen wiedergegeben
ist.
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Nach dem Preßvorgang fährt der Stempel im Eilgang wieder in die obere
Totpunktlage, die in ausgezogenen Linien in Figur 1 wiedergegeben ist. Dabei wird
die Kolbenstange 3 in einer Bohrung des Zylinderbodens 10 gefährt. Die Umschaltungen
der Stempellaufgeschwindigkeit und die Übergänge der hydraulischen Pumpen in einen
drucklosen Umlauf
werden automatisch über die Hydraulik durch an
sich bekannte Mittel gesteuert.
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Die Matrize 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.
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Die Bodenplatte 23 ist mit der Gegendruckplatte durch vier säulenförmige
Zugstangen 16, 17, 13 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 wesentlichen Vorteil, weil
sie es ermöglicht, die Presse für ihren Transport nach einem Einsatzort in eine
horizontale Lage zu verschwenken.
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führend ihres betriebes ruht die Presse auf Füßen 50 und 51, mit denen
sie sich auf der Bogenoberfläche 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. Danach kann die Presse geschwenkt werden in die horizontale
Transportstellung.