DE3545494A1

DE3545494A1 - Foerdereinrichtung fuer kernbrennstoffpulver

Info

Publication number: DE3545494A1
Application number: DE19853545494
Authority: DE
Inventors: Manfred Adelmann
Original assignee: Alkem GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-07-02
Also published as: BE905956A; DE3545494C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung für Kernbrennstoffpulver entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer solchen Fördereinrichtung kann man durch das Förderrohr vom Eintritts- zum Austrittsende beispiels weise Luft als Fördergas strömen und Kernbrennstoff pulver am Eintrittsende des Förderrohres kontinuierlich in den Fördergasstrom hineinrieseln lassen. Der Förder gasstrom reißt das Kernbrennstoffpulver zum Austritts ende des Förderrohres mit, wo es mit einem Filter vom Fördergas getrennt werden kann.

Das Kernbrennstoffpulver fliegt im Fördergasstrom inner halb des Förderrohres mit. Die Fluggeschwindigkeit der einzelnen Partikel des Kernbrennstoffpulvers ist unter schiedlich und hängt von der Körnung und vom Gewicht dieser Partikel ab. Diese unterschiedliche Flugge schwindigkeit führt zu einer Entmischung der Partikel des Kernbrennstoffpulers, so daß das am Austrittsende des Förderrohres aus dem Fördergasstrom ausgefilterte Kernbrennstoffpulver keine homogene Verteilung der Par tikel mit verschiedener Körnung und verschiedenem Ge wicht mehr hat. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt, wenn das Kernbrennstoffpulver eine Mischung aus ver schiedenen Stoffen, z.B. aus Urandioxid und Plutonium dioxid, ist. Bei der Weiterverarbeitung eines solchen "entmischten" Pulvers zu Kernbrennstofftabletten durch Pressen und Sintern besteht dann die Gefahr, daß die Kernbrennstofftabletten Inseln aufweisen, in denen der eine Stoff gegenüber dem anderen überwiegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ent mischen von Kernbrennstoffpulver beim Fördern des selben durch das Förderrohr einer Fördereinrichtung zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat eine Fördereinrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Merk male des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1.

Mit dieser Fördereinrichtung werden im Förderrohr aus Kernbrennstoffpulver bestehende Einzelpfropfen ge bildet, die voneinander durch Fördergaspolster getrennt sind und nacheinander durch das Förderrohr vom Ein trittsende zum Austrittsende rutschen oder gleiten. Innerhalb der Pfropfen findet keine Relativbewegung der einzelnen Partikel zueinander statt, so daß auch keine Entmischung des Kernbrennstoffpulvers statt finden kann.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbil dungen der Fördereinrichtung nach dem Patentanspruch 1 gerichtet.

Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeich nung an Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt schematisch ein Schaltbild einer erfin dungsgemäßen Fördereinrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine besondere Ausführungsform eines Abscheidebehälters für die Fördereinrichtung nach Fig. 1.

In der Fördereinrichtung nach Fig. 1 ist ein Förder rohr 2 mit seinem Eintrittsende an der tiefsten Stelle des trichterförmig ausgebildeten Bodens 3 eines Vor ratsbehälters 4 angeschlossen, in dem sich Kernbrenn stoffpulver 5 befindet. Das Förderrohr 2 führt zu einem Abscheidebehälter 6, an dessen Deckel das Austrittsende des Förderrohres 2 angeschlossen ist. In diesem Ab scheidebehälter 6 sammelt sich das geförderte Kern brennstoffpulver 5 und kann über einen mit einem Ab sperrorgan 7 versehenen Ablaßstutzen 8 entnommen werden.

Sowohl der Vorratsbehälter 4 als auch der Abscheidebe hälter 6 sind geschlossen, d.h. gasdicht.

Am Förderrohr 2 ist ein Zuführstutzen 9 für aus Luft bestehendes Fördergas vorgesehen, der ein erstes Steuer ventil 10 aufweist. Ferner ist im Deckel des Vorratsbe hälters 4 ein Zusatzzuführstutzen 11 für aus Luft be stehendes Fördergas vorgesehen, der günstigerweise in nerhalb des Vorratsbehälters 4 bis nahe vor die An schlußstelle des Förderrohres 2 am Boden 3 reicht, so daß Pulverbrücken im Kernbrennstoffpulver 5 innerhalb des Vorratsbehälters 4 durch aufsteigendes Fördergas, das durch den Zusatzzuführstutzen 11 zugeführt wurde, zerstört werden. Der Zusatzzuführstutzen 11 am Vor ratsbehälter 4 ist mit einem zweiten Steuerventil 12 versehen.

Dieser mit dem Steuerventil 12 versehene Zusatzzuführ stutzen 11 kann auch in nicht dargestellter Weise anstatt am Vorratsbehälter 4 unmittelbar am Förderrohr 2 zwischen dessen am Vorratsbehälter 4 angeschlossenem Eintrittsende und dem Zuführstutzen 9 mit dem ersten Steuerventil 10 angebracht sein.

Dem ersten und dem zweiten Steuerventil 10 und 12 ist eine z.B. elektronische, nicht näher dargestellte Steuereinrichtung 13 zugeordnet. Beide Steuerventile 10 und 12 stehen von dieser Steuereinrichtung 13 derart in Steuerabhängigkeit, daß das Steuerventil 10 genau dann geöffnet ist, wenn das Steuerventil 12 geschlossen ist und umgekehrt.

Oben am Deckel des Abscheidebehälters 6 ist ein Stutzen 14 angeschlossen, dem innerhalb des Abscheidebehälters 6 ein Pulverfilter 23 vorgeschaltet ist. Der Stutzen 14 weist ein Dreiwegeventil 15 auf und ist über einen Weg an einer Saugpumpe 16 angeschlossen. Der andere Weg des Dreiwegeventiles 15 ist ein Flutstutzen 26 zum Fluten des Abscheidebehälters 6 mit einem Gas, z.B. mit Luft.

Günstigerweise geht das Austrittsende des Förderrohres 2 innerhalb des Abscheidebehälters 6 in eine offene Rutsche 17 über, die bis vor den Boden des Abscheidebe hälters 6 führt. Auf dieser Rutsche kann das Kern brennstoffpulver zum Boden des Abscheidebehälters 6 ohne zu zerstäuben und zu entmischen hinabgleiten.

Zum Fördern von Kernbrennstoffpulver aus dem Vorrats behälter 4 in den Abscheidebehälter 6 ist der Stutzen 14 mit dem Dreiwegeventil 15 an der Saugpumpe 16 ange schlossen. Es entsteht ein Unterdruck in dem aus dem Vorratsbehälter 4, dem Förderrohr 2 und dem Abscheide behälter 6 bestehenden System. Bei geschlossenem ersten Steuerventil 10 und geöffnetem zweiten Steuerventil 12 wird Kernbrennstoffpulver aus dem Vorratsbehälter 4 in das Förderrohr 2 gesaugt. Nach einer gewissen Zeit spanne schließt die Steuereinrichtung 13 das zweite Steuerventil 12 und öffnet zugleich das erste Steuer ventil 10, durch das Luft in das Förderrohr 2 unter Ausbildung eines Luftpolsters 19 im Förderrohr 2 ge langt, der einen Pfropfen 20 aus Kernbrennstoffpulver vom Kernbrennstoffpulver abreißt, das in das Förder rohr 2 aus dem Vorratsbehälter 4 gelangt ist. Durch das Wechselspiel des Öffnens des einen Steuerventils 10 bzw. 12 und des gleichzeitigen Schließens des anderen Steuerventiles 12 bzw. 10 werden abwechselnd Pfropfen 20 und Polster 19 im Förderrohr 2 gebildet und zum Austrittsende dieses Förderrohres 2 transportiert, das am Abscheidebehälter 6 angeschlossen ist. Durch Ab stimmen der Öffnungs- und Schließzeiten der beiden Steuerventile 10 und 12 kann die Länge der Polster 19 und der Pfropfen 20 eingestellt werden. Durch Variieren des Luftdurchsatzes an der Saugpumpe 16 kann die Förder geschwindigkeit für die Luftpolster 19 und die Pfropfen 20 variiert werden.

Zur Reinigung des Pulverfilters 23 kann die Saugpumpe 16 mit Hilfe des Dreiwegeventils 15 vom Stutzen 14 abge koppelt und der Stutzen 14 an den Flutstutzen 26 ange schlossen werden, so daß Umgebungsluft in Gegenrich tung durch den Pulverfilter 23 den Abscheidebehälter 6 flutet und dadurch am Pulverfilter 23 anhaftendes Kern brennstoffpulver löst.

Günstigerweise sind am Förderrohr 2 zwischen seinem am Abscheidebehälter 6 angeschlossenen Austrittsende und dem Zuführstutzen 9 mit dem ersten Steuerventil 10 bei spielsweise zwei Eingangsstutzen 21 für aus Luft be stehendes Fördergas angeordnet, die jeder mit einem Ab sperrventil 22 versehen sind. Treten unerwünschte Ver stopfungen im Förderrohr 2 auf, so kann durch Öffnen eines Absperrventiles 22 Umgebungsluft in das Förder rohr 2 eingesaugt und die Verstopfung beseitigt werden.

Der Abscheidebehälter 6 nach Fig. 2 weist eine geschlos sene d.h. gasdichte Oberkammer 30 und eine offene Unterkammer 31 auf. Zwischen der Oberkammer 30 und der Unterkammer 31 befindet sich ein Absperrorgan, das günstigerweise durch einen elastischen formstabilen Schlauch 32 gebildet ist, der mit einem Ende an der Oberkammer 30 und mit dem anderen an der Unterkammer 31 gasdicht angeschlossen ist. Die elastische Formstabi lität dieses Schlauches 32 kann durch ein inneres Traggewebe für den Kunststoff bewirkt werden, aus dem dieser Schlauch 32 besteht. Außen ist dieser Schlauch 32 von einer gasdichten ringförmigen Druckkammer 33 umgeben, der ein Dreiwegeventil 34 zugeordnet ist. Mit diesem Dreiwegeventil 34 kann die Druckkammer 33 an eine Druckluftleitung 35 angeschlossen werden, so daß der elastische formstabile Schlauch 32 durch Überdruck aus seiner stabilen Ursprungsform in die in Fig. 2 ge strichelt angedeutete Form zusammengedrückt und die Oberkammer 30 gegenüber der Unterkammer 31 gasdicht abgeschlossen wird. Durch Umlegen des Dreiwegeventiles 34 kann die Druckkammer 33 von der Druckluftleitung 35 getrennt und zum Entspannen auf die in die Umgebungsat mosphäre mündende Entspannungsleitung 36 umgeschaltet werden, so daß der elastische formstabile Schlauch 32 wieder seine stabile Ursprungsform einnimmt und die Verbindung zwischen der Oberkammer 30 und der Unter kammer 31 freigibt.

Zu Beginn der Förderung von Kernbrennstoffpulver durch das in die Oberkammer 30 mündende Förderrohr 2 ist die Druckkammer 33 an der Druckluftleitung 35 angeschlos sen und die Oberkammer 30 von der Unterkammer 31 gas dicht getrennt. Ferner ist die Oberkammer 30 über das Dreiwegeventil 15 an der Saugpumpe 16 angeschlossen, so daß sich das durch das Förderrohr 2 in den Abscheide behälter 6 nach Fig. 2 geförderte Kernbrennstoffpulver in der Oberkammer 30 ansammelt. Hat dieses Kernbrenn stoffpulver in der Oberkammer 30 eine gewisse Füll standshöhe erreicht, gibt eine beispielsweise kapazitiv wirkende Füllstandssonde 36 Signal auf eine nicht dargestellte Steuereinrichtung, die die Oberkammer 30 durch Umlegen des Dreiwegeventiles 15 auf den Flut stutzen 26 umschaltet und zugleich über das Dreiwege ventil 34 die Druckkammer 33 von der Druckluftleitung 35 auf die Entspannungsleitung 36 legt. Dadurch fällt in der Oberkammer 30 angesammeltes Kernbrennstoffpulver durch den Schlauch 32 hindurch in die Unterkammer 31, und vom Pulverfilter 23 wird dort angesammeltes Kern brennstoffpulver gelöst.

Nach dem Leeren der Oberkammer 30 schließt die nicht dargestellte Steuervorrichtung diese Oberkammer 30 gasdicht von der Unterkammer 31 und legt die Oberkammer 30 wieder an die Saugpumpe 16, so daß erneut Kernbrenn stoffpulver in die Oberkammer 30 gefördert wird.

Währenddessen wird das in die Unterkammer 31 gelangte Kernbrennstoffpulver mit einer am Boden dieser Unter kammer 31 befindlichen Förderschnecke 38 kontinuierlich beispielsweise zu einer Presse gefördert, in der das Kernbrennnstoffpulver zu Preßkörpern weiterverarbeitet wird, die schließlich zu Pellets gesintert werden.

In der Unterkammer 31 befindet sich ebenfalls eine z.B. kapazitiv wirkende Füllstandssonde 39, die Signal auf die nicht dargestellte Steuereinrichtung gibt, sobald das Kernbrennstoffpulver in der Unterkammer 31 einen bestimmten Füllstand überschreitet. In diesem Fall schaltet die Steuereinrichtung die Saugpumpe 16 solange ab, bis das Kernbrennstoffpulver in der Unterkammer eine untere Füllstandsgrenze unterschreitet.

Da im System der Fördereinrichtung nach den Fig. 1 und 2 Unterdruck erzeugt wird, ist diese Förderein richtung besonders gut geeignet zum Betrieb in einem Handschuhkasten, in dem gegenüber der äußeren Umge bungsatmosphäre Unterdruck herrscht, da eine Leckage an der Fördereinrichtung keinen Überdruck im Handschuh kasten aufbauen kann, der im Extremfall zu einem Bersten des Handschuhkastens führen könnte.

Claims

1. Fördereinrichtung für Kernbrennstoffpulver insbe sondere in einem Handschuhkasten mit einem Förderrohr, das ein Eintritts- und ein Austrittsende für das Kern brennstoffpulver hat, dadurch gekennzeichnet,
daß das Eintrittsende des Förderrohres (2) am Boden (3) eines geschlossenen Vorratsbehälters (4) angeschlossen ist und das Austrittsende oben in einen geschlossenen Abscheidebehälter (6) mündet,
daß oben am Abscheidebehälter (6) über ein Pulverfilter (23) eine Saugpumpe (16) angeschlossen ist,
daß am Förderrohr (2) ein mit einem ersten Steuerventil (10) versehener Zuführstutzen (9) für Fördergas ange bracht ist,
daß der Vorratsbehälter (4) oder das Förderrohr (2) zwischen seinem Eintrittsende und dem Zuführstutzen (9) für Fördergas einen Zusatzzuführstutzen (11) für För dergas mit einem zweiten Steuerventil (12) aufweist und
daß eine Steuereinrichtung (13) für die beiden Steuer ventile (10) und (12) vorgesehen ist, die im gleichen Takt abwechselnd das eine Steuerventil öffnet und das andere schließt.

2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Austrittsende des Förderrohres (2) innerhalb des Abscheidebehälters (6) in eine offene Rutsche (17) übergeht.

3. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzzuführstutzen (11) für Fördergas innerhalb des Vorratsbehälters (4) bis vor die Anschlußstelle des Förderrohres (2) reicht.

4. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abscheidebehälter (6) eine geschlossene Ober und eine offene Unterkammer (30) und (31) aufweist,
daß das Förderrohr (2) und die Saugpumpe (16) an der Oberkammer (30) angeschlossen sind und
daß sich zwischen Ober- und Unterkammer (30) und (31) ein Absperrorgan befindet.

5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan einen elastischen formstabilen Schlauch (32) zwischen Ober- und Unterkammer (30) und (31) aufweist, der außen von einer ringförmigen Druck kammer (33) umgeben ist.

6. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Pulverfilter (23) innerhalb des Abscheide behälters (6) befindet und zwischen der Anschlußstelle der Saugpumpe (16) und dem Pulverfilter (23) ein mit einem Absperrventil (15) versehener Stutzen (14) zum Fluten des Abscheidebehälters (6) mit Gas durch das Pulverfilter (23) hindurch angebracht ist.

7. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Förderrohr (2) zwischen seinem Austrittsende und dem Zuführstutzen (9) mit dem ersten Steuerventil (10) ein mit einem Absperrventil (22) versehener Eingangs stutzen (21) für Fördergas vorgesehen ist.