DE3710713A1 - Vorrichtung zum entnehmen von proben radioaktiver und/oder toxischer substanzen aus verfahrenskomponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ent­ nehmen von Proben radioaktiver und/oder toxischer Substan­ zen aus Verfahrenskomponenten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP-A1-00 93 609 bekannt. Dort wird für eine kerntechnische Wiederaufarbeitungsanlage vorgeschlagen, die Probenahme von Prozeßflüssigkeit innerhalb der Anlage selbst vorzu­ nehmen. Hierzu ist ein rohrpostähnliches Rohrleitungs­ system vorgesehen, das von der heißen Zelle zu einer Analysenstation führt. Ein Flaschenträger für Probenahme- Flaschen wird mittels Preßluft in diesem Rohrleitungs­ system transportiert. An der Probenahmestation innerhalb der heißen Zelle ist ein fernhantierbarer Manipulator in einem Gehäuse angeordnet, der die Probeflasche aus dem Träger entnimmt, zu einer Zapfstelle transportiert und dort auf die Zapfstelle drückt. Diese Handhabungstechnik ist für Wiederaufarbeitungsanlagen von Kernbrennstoffen nicht geeignet, da die beiden, Verfahrenskomponenten auf­ nehmende und abschirmende Prozeßzellen mit einer Vielzahl (ca. 80) von Gerüsten für die Prozeßkomponenten versehen sind, wobei pro Gerüst eine erhebliche Anzahl von Probe­ nahmestellen vorhanden ist. An jeder dieser vielen Probe­ nahmestellen müßte entsprechend der bekannten Vorrichtung jeweils ein separates, manipulatorartiges Gerät zum Ent­ laden der Probeflaschen und Aufdocken auf einen Nadelkopf vorgesehen werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß als Transportmedium für die Flaschenträger Luft benutzt wird. Die heiße Zelle einer Wiederaufarbei­ tungsanlage soll soweit als möglich abgeschlossen sein, was bedeutet, daß die Abschirmung nicht oder nur möglichst wenig von radioaktiven Prozeßströmen durchbrochen werden sollte. Luft als Transportmedium vom Zelleninneren nach außen würde dieses Konzept beeinträchtigen und Leckpro­ bleme verursachen, durch die Zellenatmosphäre aus der abgeschlossenen Zelle in Nebenräume oder ins Freie ent­ weichen könnte.

Generell müssen in kerntechnischen Anlagen, insbesondere in Anlagen zur Wiederaufarbeitung von bestrahlten Kern­ reaktorbrennelementen laufend viele Proben aus den Prozeß­ strömen in einem zentralen Labor untersucht werden. Üblicherweise werden aus den abgeschirmten heißen Zellen, in dem die chemischen Verfahrenskomponenten angeordnet sind, von den Probenahmestellen Leitungen in ein entfernt liegendes zentrales Labor oder in eine außerhalb der heißen Zelle liegende Probenahmegalerie geführt. Von dieser Probenahmegalerie werden die in Probenahmeflaschen über Nadelköpfe abgezogenen Proben mittels geeigneter Transporteinrichtungen zu den radiochemischen Arbeits­ plätzen in dem Zentrallabor geführt. Auch hier wird die Trennwand zwischen der heißen Zelle und der Probenahme­ galerie laufend von radioaktiven Prozeßströmen "durch­ brochen".

Aus der US-PS 44 93 792 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Probenahmestation außerhalb der heißen Zelle liegt, selbst jedoch weitestgehend abgeschirmt ist. Auch hier enthält die Probenahmestation ein manipulatorartiges Gerät. Ein Probeflaschenkörper wird seitlich in die Probe­ nahmestation eingeführt, wobei der Manipulator dann mit einer Nadel eine Membran der Probeflasche durchsticht und die gewünschte Probe durch die Nadel in die Flasche ab­ füllt.

Auch hier tritt das oben beschriebene Problem auf, daß radioaktive Prozeßströme aus der heißen Zelle herausge­ langen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie sich bei hoher Leistungsfähigkeit durch eine minimale Verschleppungsgefahr von radioaktiven Bestandteilen aus­ zeichnet.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsbildenden Vorrichtung durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 ange­ gebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei der Erfindung erfolgt die Probenahme also innerhalb der heißen Zelle. Nach außen gelangen nur die Proben, je­ doch keine Prozeßströme. Da bei der Erfindung der Fla­ schenträger mittels elektrischem Antrieb verfahrbar ist, findet auch kein nennenswerter Luftaustausch zwischen der heißen Zelle und der Umgebung statt. Da die heiße Zelle normalerweise ohnehin unter leichtem Unterdruck gehalten wird, strömt allenfalls etwas Luft nach innen. Die Probe­ nahme erfolgt in äußerst einfacher Weise, da das Andocken des Trägers bzw. der Probenbehälter ausschließlich durch geradlinige Bewegung des Trägers erfolgt. Irgendwelche Manipulatoren oder zusätzliche fernhantierbare Vorrich­ tungen werden nicht benötigt.

Weiterhin ist von Bedeutung, daß an einer Probenahme­ station gleichzeitig mehrere Proben verschiedener Prozeß­ flüssigkeiten entnommen werden können. Hierdurch wird der Aufwand der Probenahmestationen drastisch verringert.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die einzelnen Komponenten des Probenahmesystems leicht ausgewechselt werden können, und zwar unter den geforderten Fernhantierungsbedingungen mit den ohnehin in der heißen Zelle vorhandenen Fernhantierungseinrichtungen.

Auch ist ein Dekontaminieren des Trägers, der Probenbehäl­ ter sowie auch des gesamten Probenahmesystems sehr einfach möglich, wodurch die Gefahr der Verschleppung radioaktiver Stoffe noch weiter verringert werden kann.

Schließlich lassen sich Störungen w.z.B. ein im Rohrlei­ tungssystem festgeklemmter Träger relativ einfach besei­ tigen .

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung nach Fig. 2a den Antriebsteil des Trägers;

Fig. 2B den Probenbehälter-Trägerteil des Trägers;

Fig. 2C den Nadelkopfteil des Trägers;

Fig. 2D die Probenahmestation;

Fig. 3 ein Lochbildschema (Draufsicht) der Probenahme­ station der Fig. 2D;

Fig. 4 eine Halb-Schnittdarstellung eines Ventiles in der Probenahmestation und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Aus­ schnittes einer heißen Zelle mit Verfahrens­ komponenten und den Leitungen für das Probe­ nahmesystem der Erfindung.

Zunächst sei auf Fig. 5 Bezug genommen. In einer heißen Zelle einer kerntechnischen Wiederaufarbeitungsanlage befinden sich mehrere Gerüste 2, in denen Verfahrenskom­ ponenten 3 angeordnet sind. In den Verfahrenskomponenten 3 werden die Verfahrensschritte für die Wiederaufarbeitung durchgeführt. Die Verfahrenskomponenten 3 sind entsprechend dem Verlauf der Prozeßströme durch Rohrleitungen mitein­ ander verbunden.

An verschiedenen Stellen des Wiederaufarbeitungsprozesses sollen nun Proben der Prozeßmedien gezogen werden. Im Aus­ führungsbeispiel der Fig. 5 haben die beiden dargestellten Gerüste 2 je eine Probenahmestation 4. Von den einzelnen Verfahrenskomponenten 3 des jeweiligen Gerüstes führen nicht dargestellte Rohrleitungen zur zugeordneten Probe­ nahmestation 4, wobei das jeweilige Prozeßmedium während des normalen Betriebes (also zu Zeiten, zu denen keine Probenahme stattfindet) in diesen Rohrleitungen ständig zirkuliert.

Zu den einzelnen Probenahmestationen 4 führen nun Lei­ tungen 5, welche durch die Wand 6 der heißen Zelle 1 geführt sind. In einem abgeschirmten, jedoch außerhalb der heißen Zelle 1 liegenden Gang 7 werden diese Leitungen 5 über fernsteuerbare Leitungsweichen 8 zu einer Sammel­ leitung 9 vereinigt, die zu einer außerhalb der heißen Zelle 1 gelegenen Untersuchungsstation (nicht dargestellt) führt. Diese Untersuchungsstation entspricht dem eingangs genannten Zentrallabor.

In den Leitungen 9 und 5 ist nun ein Probenahmeträger 10 zwischen der Untersuchungsstation und den Probenahme­ stationen 4 verfahrbar. Durch Umsteuern der Leitungs­ weichen 8 kann ein Träger 10 zu einer beliebigen Probe­ nahmestation 4 dirigiert werden. Es können sich auch mehrere Träger 10 gleichzeitig im Einsatz befinden, sofern gewisse Mindestabstände zwischen zwei sich bewegenden Trägern eingehalten werden.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen.

Es dort in Explosionsdarstellung ein Teil der Leitung 5 kurz vor der Probenahmestation dargestellt, wobei die einzelnen abgebildeten Leitungsstücke selbstverständlich eine zusammenhängende, dichte Leitung bilden. In dieser Leitung ist ein Träger 10 verfahrbar, wobei auch dieser Träger 10 zur übersichtlicheren Darstellung in drei Komponenten 10 a, 10 b und 10 c zerschnitten wurde. Die drei Komponenten 10 a bis 10 c sind in Wirklichkeit ein einziger Körper. Der abgeschnittene Teil 10 a stellt den Antriebsteil, der Teil 10 b den Probenbehälterträgerteil und der Abschnitt 10 c den Nadelkopfteil des Trägers 10 dar.

Innerhalb der Leitung 5 befindet sich eine durchgehende Schiene 11 in Form einer ebenen Platte mit einer Füh­ rungsnut 12. In der Führungsnut 12 sind elektrische Leitungen 13 verlegt, die mittels eines Schleifers 14, der sich im Antriebsteil 10 a befindet, abgegriffen werden können. Über diese elektrischen Leitungen 13 erhält der Träger 10 Steuersignale für seine Bewegung sowie ggf. auch elektrische Energie für seinen Antrieb. Andererseits kann der Träger auch seine Energieversorgung durch mitgeführte Batterien erhalten. Im Antriebsteil 10 a ist weiterhin eine Antriebseinheit 15 vorgesehen, die einen Elektro­ motor, ggf. ein Getriebe sowie einen Radsatz 16 und eine Gegendruckrolle 17 aufweist. Der Radsatz 16 läuft auf der Schiene 11, während die Gegendruckrolle 17 sich an der der Schiene 11 gegenüberliegenden Seite der Innenwandung der Leitung 5 abstützt. In einer am hinteren Ende des Trägers 10 angeordneten Box 18 können die erwähnten Batterien untergebracht sein, sowie auch eine Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit 15. (Fig. 2A)

Fest mit dem Teil 10 a verbunden ist der Probenträgerteil 10 b der Fig. 2B. Auch dieser kann noch Radsätze enthal­ ten. Wesentliches Kernstück ist jedoch ein Magazin 19, das in parallel zueinander liegenden Kammern 20′ mehrere Probenbehälter 20 bzw. Probenflaschen aufnehmen kann, die parallel zueinander und mit ihrer Längsachse parallel zur Hauptachse 21 des Trägers 10 ausgerichtet sind . Das Magazin 19 ist unverdrehbar fest im Gehäuse 22 des Trägers 10 gehalten, so daß die Ausrichtung bzw. Lage der einzel­ nen Probenbehälter 20 eindeutig festgelegt ist (in Zusam­ menwirken mit der eindeutigen Lage des Trägers 10 aufgrund der Führungsnut 12).

Das Magazin 19 weist weiterhin eine zentrale Öffnung 22 auf, die seitliche Aufweitungen bzw. Bajonettschlitze 23 besitzt. Weiterhin sind an der inneren Unterseite der zentralen Öffnung 22 kleine Rastausnehmungen 24 vorhanden, wie bei Bajonettverriegelungen allgemein bekannt. Die zentrale Öffnung 22 mit den seitlichen Aufweitungen 23 und den Rastausnehmungen 24 dient dazu, eine Nadelkopfplatte 25 (Fig. 2C), die Bestandteil des Nadelkopfteiles 10 C ist, mit dem Magazin 19 zu verbinden. Der Nadelkopfteil 10 C enthält die genannte Nadelkopfplatte 25, an welcher ein zentrales Rohr 26 mit Bajonettstiften 27 angebracht ist. Dieses Rohr 26 mit den Bajonettstiften 27 wird in die zentrale Öffnung 22 eingeführt, wobei die Nadelkopfplatte 25 dann soweit gedreht wird, daß die Bajonettstifte 27 in den Rastnasen 24 einrasten, womit eine eindeutige relative Drehlage zwischen der Nadelkopfplatte 25 und dem Magazin 19 sichergestellt ist. Um das zentrale Rohr 26 liegt noch eine Druckfeder 28, die an der Rückseite der Nadelkopf­ platte 25 und der Vorderseite des Magazins 19 abgestützt ist.

Die Nadelkopfplatte 25 besitzt weiterhin mehrere Nadel­ paare 29 und zwar jeweils ein Nadelpaar pro Probenträger 20. Die Probenträger 20 haben an ihrer dem Nadelpaar 29 zugeordneten Seite jeweils eine von den Nadeln 29 durch­ stoßbare Membran 30. Im normalen Transportzustand haben die Spitzen der Nadeln 29 noch einen Abstand gegenüber der zugeordneten Membran 30. Erst wenn die Nadelkopfplatte 25 gegen die Kraft der Feder 28 in Richtung auf das Magazin 29 gedrückt wird, durchstoßen die Nadeln 29 die Membran 30. Hiermit wird auch klar, daß die Nadelkopfplatte 25 in Achsialrichtung gegenüber dem Gehäuse 22 des Trägers 10 hin- und herverschiebbar ist.

Die anderen Enden der Nadel 29 durchdringen die Nadel­ kopfplatte 25, die an ihrer Außen- bzw. Vorderseite also jeweils Öffnungen 31 aufweist, die mit den Nadeln kom­ munizieren. Jeweils zwei solcher Öffnungen 31 münden in eine Vertiefung 32 an der Außen- bzw. Vorderseite der Nadelkopfplatte 25.

An der Außen- bzw. Vorderseite der Nadelkopfplatte 25 ist weiterhin eine zentrale Öffnung 33 vorgesehen, die mit dem zentralen Rohr 26 in Verbindung steht. Das zentrale Rohr 26 besitzt mehrere radiale Öffnungen 34, die in Axial­ richtung gesehen etwa im Bereich der Spitzen der Nadeln 29 liegen. Es handelt sich hierbei um Austrittsöffnungen für eine Dekontaminierungsflüssigkeit.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2D wird jetzt die Probenahme­ station 35 beschrieben. Am Ende der Leitung 5 ist ein Ringflansch 36 angeschweißt, an den ein entsprechender Flansch 37 des Gehäuses 38 der Probenahmestation mittels einer Spannklammerverbindung 39 angeflanscht ist.

Die Probenahmestation besitzt einen Ventilblock 40, an den eine Vielzahl von Leitungspaaren 41 a bis 41 f befestigt ist. In diesen Leitungspaaren zirkulieren die Prozeßflüs­ sigkeiten. Die Leitungspaare sind also an die jeweiligen Verhaltenskomponenten 3 (Fig. 5) angeschlossen. Jede Leitung eines Leitungspaares 41 mündet über Bohrungen 42 im Ventilblock 40 in eine zugeordnete Ventilkammer 43 und zwar so, daß die Bohrungen 41 an räumlich voneinander getrennten Stellen in die Ventilkammer 43 münden. Die Ventilkammern 43 besitzen jeweils eine Verlängerung 44, in welcher die Ventilkörper 45 verdrehsicher geführt sind. Die Ventilkörper 45 sind in Axialrichtung ihrer Mittel­ achse 46 verschiebbar und können zwei Endstellungen einnehmen. In einer ersten Endstellung, bei der die Ventilkörper 45 teilweise in Richtung zu dem Träger 10 aus dem Ventilblock 40 herausragen, liegt eine Ringnut 47 des Ventilkörpers 45 der Mündungsstelle der Bohrung 41 unmit­ telbar gegenüber, so daß das Prozeßmedium von der einen Bohrung 42 zur anderen Bohrung 42 eines Leitungspaares 41 zirkulieren kann. Diese Stellung wird nachfolgend als "geschlossene Stellung" bezeichnet.

In der anderen Grenzstellung der Ventilkörper 45, in der diese weiter in das Innere des Ventilblockes 40 gedrückt sind, ist diese Zirkulation unterbunden. Vielmehr strömt das Prozeßmedium von der einen Bohrung 42 über eine Ausnehmung 48 und eine von dieser Ausnehmung 48 parallel zur Mittelachse 46 verlaufende Bohrung 55 im Ventilkörper 45 zu einer Öffnung 50 (Fig. 4) an der zum Träger 10 weisenden Seite des Ventilkörpers 45. Entsprechend liegt auch die andere Bohrung 41 für die Rücklaufleitung einer anderen Ausnehmung 48′ mit Bohrung 55′ und Öffnung 50′ des Ventilkörpers gegenüber. Die beiden Öffnungen 50 und 50′ des Ventilkörpers 45 sind nun so ausgerichtet, daß sie unmittelbar den beiden Öffnungen 31 für ein Nadelpaar 29 im Träger 10 gegenüber liegen. Damit wird also eine Strö­ mungsverbindung zwischen den Leitungspaaren 41, den Nadelpaaren 29 und den Probenbehältern 20 hergestellt.

Zusätzlich enthält auch der Ventilblock 40 eine zentrale Durchgangsbohrung, an die beidseitig eine Spülleitung 51 befestigt ist. Der "innere", d.h. zum Träger 10 hinwei­ sende Teil der Spülleitung 51 besitzt einen Spülkopf 52, der mehrere radiale Bohrungen 53 aufweist, die mit den Bohrungen 34 ausgefluchtet sind. Der Spülkopf 52 ist so dimensoniert, daß er in die zentrale Öffnung des Trägers 10 hineinpaßt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben. Für eine Probenahme wird der Träger 10 in der Untersuchungsstation mit codierten Pro­ benbehältern 20 beschickt. Die Codierung ist irgendein automatisch lesbarer Code, beispielsweise ein Strich- oder Farbcode, ein magnetischer Code etc. Die Probenbehälter sind an ihrer Öffnungsseite durch die Membran 30 dicht verschlossen. Sodann wird die Nadelkopfplatte 25 einge­ setzt und mit der Bajonettverriegelung (26, 27; 22, 23, 24) befestigt, wobei die Nadeln 29 die Membranen 30 noch nicht durchstoßen. Nun wird der Träger 10 in die Sammel­ leitung 9 eingeführt. Entsprechend der Stellung der Leitungsweichen 8 (Fig. 5) und unter der Steuerung durch die elektrischen Leitungen 13 fährt der Träger 10 elek­ trisch angetrieben bis zu einer ausgewählten Probenahme­ station 4. Nähert sich der Träger 10 der Probenahmestation 35, so fährt zunächst seine zentrale Öffnung 33 über den Spülkopf 52, bis dann der Boden der Vertiefungen 32 mit den Vorderseiten der Ventilkörper 45 in Berührung kommen. Durch die weitere Vorwärtsbewegung des Trägers 10 wird die Nadel­ kopfplatte 25 gegen die Kraft der Feder 28 in Richtung zu dem Magazin 19 verschoben. Die Nadelpaare 29 durchstechen dabei die jeweilige Membran ihres zugeordneten Probenbe­ hälters 20, so daß die Nadelspitzen im Inneren des Pro­ benbehälters liegen. Bei weiterer Vorwärtsbewegung des Trägers werden dann die Ventilkörper 25 von ihrer einen geschlossenen Stellung in ihre Öffnungsstellung verscho­ ben, womit die Zirkulationsverbindung zwischen den Lei­ tungspaaren 41 unterbrochen wird und die Zirkulation durch den jeweiligen Probenbehälter 20 hindurch erfolgt, wobei dieser gefüllt wird.

Es ist zu erkennen, daß das gesamte Andocken des Trägers an der Probenahmestation 35 ausschließlich durch die Vorwärtsbewegung des Trägers erfolgt. Sonstige fernge­ steuerte "Handgriffe" sind nicht erforderlich. Das Ab­ docken geschieht in umgekehrter Weise. Durch Zurückziehen (Rückwärtsbewegung) des Trägers gehen die Ventilkörper 45 wiederum in ihre Schließstellung und schließen die Strö­ mungsverbindung zwischen den Nadeln 29 und den Leitungen 41. Beim weiteren Zurückziehen des Trägers wird die Nadelkopfplatte 25 durch die Feder 28 wiederum von dem Magazin 19 entfernt, wodurch die Nadeln aus den Probenbe­ hältern 20 herausgezogen werden. Der Träger kann dann elektrisch gesteuert zur Untersuchungsstation zurückfahren und dabei eine Vielzahl von Proben unterschiedlicher Art mit sich führen.

Aus obiger Beschreibung ist auch zu erkennen, daß bei der Erfindung die Probenbehälter für die Probenahme nicht mehr aus dem Träger herausgenommen werden müssen und daß die gesamte Probenahme ausschließlich durch die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Trägers 10 "gesteuert" wird. Irgend­ welche zusätzlichen Eingriffe sind für das eigentliche Probenziehen nicht erforderlich.

Während des Andockens oder des Abdockens kann auch noch eine Dekontamination des Trägers durchgeführt werden, um unnötige Verschleppungen radioaktiver und/oder toxischer Substanzen zu verhindern. Hierzu dient die Spülleitung 51 mit Spülkopf 52 und Bohrungen 53 sowie das zentrale Rohr 26 mit den Bohrungen 34.

Bevorzugt erfolgt das Dekontaminieren während des Ab­ dockens und zwar in der Phase der Rückzugsbewegung des Trägers 10, bei der die Ventilkörper 45 bereits wieder in ihrer "Schließstellung" sind, die Nadeln jedoch noch nicht aus den Probenbehältern herausgezogen sind. Damit lassen sich am besten Kreuzkontaminationen vermeiden. In dieser Phase wird ferngesteuert Dekontaminationsflüssigkeit durch die Spülleitung 51 hindurch zum Spülkopf 52 gefördert, wo sie über die Bohrungen 53 in das zentrale Rohr 26 und von dort über die Bohrungen 34 austritt und die Nadeln sowie die Außenseiten der Membranen 30 dekontaminiert. Je nach Dauer der Förderung der Dekontaminationsflüssigkeit kann auch die Außenseite der Nadelkopfplatte 25 dekontaminiert werden sowie auch der Raum vor dem Ventilblock 40, d.h. auch die Ventilkörper 45.

Zum Ablauf der Dekontaminationsflüssigkeit kann eine zusätzliche, nicht dargestellte Leitung vorgesehen sein, die in den Raum in der Leitung 5 vor den Ventilblock 40 mündet. lst die Probenahmestation 35 so angeordnet, daß ihre Achse vertikal liegt, so kann die Spülleitung 51 auch als doppelwandiges Rohr ausgebildet sein, wobei dann das innere Rohr für die Zufuhr der Dekontaminationsflüssigkeit dient, während das äußere Rohr als sogenannte "Rework- Leitung" für die Abfuhr der Dekontaminationsflüssigkeit dient.

Auch ist eine Gesamtdekontamination des Leitungssystems (9, 5) möglich und von Zeit zu Zeit notwendig. Hierzu kann man ein separates, batteriebetriebenes Dekontaminations­ fahrzeug in die Rohrleitungen setzen, das eine Druck­ flasche mit Dekontaminationsflüssigkeit hat und diese vor sich aussprüht. Dabei fährt dieses Fahrzeug die gesamte Rohrstrecke ab. Nach dem Rückholen des Fahrzeuges ist dann ein Trocknungsvorgang nötig, um Schleifkontakte bzw. die Energieübertragung für die Träger sicherzustellen. Hierzu kann dann von der Untersuchungsstation aus Trocknungsgas durch das Rohrleitungssystem geschickt werden, das über die beschriebene Rework-Leitung in die heiße Zelle hin abfließt.

Im folgenden werden weitere Details der Ventile im Zu­ sammenhang mit Fig. 4 erläutert. In der schematischen Schnittzeichnung sieht man den Ventilblock 40 mit ein­ gesetztem Ventilkörper 45 sowie die beiden zugeordneten Bohrungen 42, die in die Ventilkammer 43 münden. Der Ventilkörper ist durch eine Feder 54 in seine eine Grenz­ stellung gedrückt, in welcher seine Ringnut 47 eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Bohrungen 42 herstellt.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß die Summe der Feder­ kräfte der Federn 54 für die Ventilkörper 45 größer ist als die Federkraft der Feder 28 im Träger 10. Damit ist sichergestellt, daß bei Andocken die Ventile erst öffnen, wenn die Nadeln 29 die zugeordnete Membran 30 durchstoßen haben und daß umgekehrt beim Abdocken erst die Ventile schließen, bevor die Nadeln aus den Probenträgern heraus­ gezogen werden.

Fig. 4 zeigt weiterhin deutlicher die Ausnehmungen 48 und 48′ des Ventilkörpers 45, welche über axial verlaufende Bohrungen 55 bzw. 55′ zu den Öffnungen 50 bzw. 50′ an der Außenseite der Ventilkörper münden. Ist der Ventilkörper gegen die Kraft der Feder 45 nach innen in den Ventilblock 40 gedrückt, so ist eine Bohrung (links in Fig. 4) strö­ mungsmäßig mit der Öffnung 50 verbunden und die andere Bohrung 42 (rechts in Fig. 4) mit der Öffnung 50′.

Da die Öffnungen 50 und 50′ genau mit den Öffnungen 31 der Nadelkopfplatte 25 ausgefluchtet sein müssen, muß der Ventilkörper 45 drehfest in exakter Ausrichtung im Ven­ tilblock geführt sein. Hierzu gibt es verschiedene Mög­ lichkeiten. Zum einen kann die Verlängerung 44 und der zugeordnete Abschnitt 56 des Ventilkörpers durch geeignete Formgebung (z.B. viereckig, dreieckig etc.) eindeutig definiert sein. Zum anderen kann man auch eine Keilfeder­ verbindung mit einer sogenannten Schwertführung vorsehen. Auch sonstige konstruktive Möglichkeiten, die ein axiales Verschieben des Ventilkörpers erlauben, eine Verdrehung desselben jedoch unterbinden, können angewandt werden.

Die elektrisch angetriebenen Träger sollen mit relativ hoher Geschwindigkeit durch das Rohrleitungssystem fahren. Damit das Andocken jedoch nicht mit zu großer "Wucht" erfolgt, können vor den jeweiligen Probenahmestationen abtastbare Marken (mechanisch, optisch, elektrisch, mag­ netisch, etc.) vorgesehen sein, die von Sensoren des Trägers erkannt werden, worauf die Vorschubsgeschwindig­ keit des Trägers verlangsamt bzw. ein Bremsvorgang ein­ geleitet wird.

Im Falle von Störungen des Probenahmesystems können folgende Maßnahmen getroffen werden:

Die Probenahmestation selbst kann durch innerhalb der heißen Zelle angeordnete Fernhantierungseinrichtungen ohne weiteres gewechselt werden, und zwar unter den üblichen Fernhantierungsgesichtspunkten.

Weiterhin ist das innerhalb der Prozeßzelle unmittelbar vor der Probenahmestation gelegene Teil der Leitung 5 als auswechselbarer Rohrjumper ausgebildet, so daß er auch unter Fernhantierungsbedingungen leicht ausgewechselt werden kann. Tritt also während des An- oder Abdockens ein Defekt auf, so kann dieser Rohrjumper samt dem in ihm befindlichen Träger 10 fernhantiert ausgewechselt werden.

Tritt ein Versagensfall beim Trägertransport innerhalb des Rohrleitungssystems auf, so läßt man eine elektrisch angetriebene Bergungsbox durch das Rohrleitungssystem bis zu dem defekten Träger hinfahren, der diesen nach Rück­ wärts zur Untersuchungsstation abschleppt. Eine Ankoppe­ lung kann dabei durch eine automatische Kupplung, durch Magnetkräfte o.ä. erfolgen. Führt auch dies nicht zum Erfolg, so kann die Bergungsbox den defekten Träger vorwärts bis zu einer beliebigen Probenahmestation 4 schieben, wo dann der Träger zusammen mit dem Rohrjumper fernhantiert ausgewechselt wird.

Sollte auch dies nicht zum Erfolg führen, beispielsweise weil der Träger im Rohrleitungssystem total verklemmt ist, so muß man dessen möglichst genaue Position bestimmen und kann dann ebenfalls mit Fernhantierungswerkzeugen den entsprechenden Rohrabschnitt samt den darin befindlichen Träger auswechseln. Hierzu ist das Rohrleitungssystem in Rohrleitungsabschnitten geflanscht ausgeführt.

Wie eingangs erwähnt, steht das gesamte Rohrleitungssystem unter einem leichten Überdruck, während die heiße Zelle unter leichtem Unterdruck steht, so daß eine ungewollte Verschleppung radioaktiver oder toxischer Substanzen ins Freie vermieden wird. Zusätzlich sollte das Rohrleitungs­ system mit einem geringen Gefälle von Außen zur heißen Zelle hin verlaufen, so daß bei dem oben beschriebenen Dekontaminationsvorgang des Gesamtsystems die Dekontami­ nationsflüssigkeit stets in die heiße Zelle hin abfließt.

Innerhalb des Rohrleitungssystems können verschiedene Sensoren angeordnet sein, mit Hilfe derer man die genaue Position eines Trägers bestimmen kann. Hierfür kann man Induktionsleitungen verwenden oder sonstige bekannte Sensoren, die die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Trägers feststellen.

Abschließend wird noch auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein Lochbildschema des Ventilblockes zeigt. Hier sind die jeweiligen Leitungspaare 41 a bis 41 e gezeigt, sowie deren strömungsmäßige Verbindung über die Bohrungen mit den zugeordneten Ventilkammern 41 a bis 43 e. Schließlich ist auch die zentrale Spülleitung 51 zu sehen.

Sämtliche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Entnehmen von Proben radioaktiver und/oder toxischer Substanzen aus Verfahrenskom­ ponenten, die in abgeschirmten, unzugänglichen Zellen angeordnet sind, mit einer entfernt von den Verfah­ renskomponenten angeordneten Untersuchungsstation, mit einer bei den Verfahrenskomponenten angeordneten Probenahmestation, mit einem Rohrleitungssystem, zwischen der Untersuchungs- und der Probenahmestation und mit einem in dem Rohrleitungssystem verfahrbaren Träger, der Probenbehälter enthält, die an der Probenahmestation mit Proben gefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) mittels eines elektrischen Antriebes (15) gesteuert zwischen der Probenahmestation (35) und der Untersuchungsstation verfahrbar ist, daß Leitungen (41 a-41 f) von mehreren Probenahme­ stellen an den einzelnen Verfahrenskomponenten (3) zu einem gemeinsamen Kopf (40) der Probenahmestation (35) geführt sind und daß der Träger (10) einen Gegenkopf (25) aufweist, wobei der Kopf (40) und der Gegenkopf (25) so ausge­ bildet sind, daß allein durch geradlinige Verschie­ bung des Trägers (10) gegenüber dem Kopf (40) die Probenbehälter (20) mit den zugeordneten Leitungen (41) so verbunden werden, daß Proben in die Proben­ behälter (20) gefüllt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkopf (25) des Trägers (10) als relativ zum Gehäuse (22) des Trägers (10) verschiebbare Nadelkopfplatte (25) ausgebildet ist und Nadeln (29) aufweist, die beim Andocken des Trägers (10) an die Probenahmestation (35) eine Membran (30) des zuge­ ordneten Probenbehälters (20) durchstoßen.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) in dem Rohrlei­ tungssystem (5, 9) verdrehsicher geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenbehälter (20) eine Co­ dierung aufweisen, die ein automatisches Erkennen derselben ermöglicht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (40) der Probennahme­ station (35) im Ruhezustand geschlossene Ventile (45) aufweist, die durch Heranfahren des Trägers (10) derart geöffnet werden, daß die Leitungen (41) mit den zugeordneten Probenbehältern (20) in Strömungs­ verbindung stehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (45) einem Leitungspaar (41 a-42 f) zugeordnet ist, wobei in Ruhestellung der Ventile (45) eine Zirkulation des Prozeßmediums in den Lei­ tungen eines Leitungspaares (41 a-41 f) möglich ist, während in der geöffneten Stellung der Ventile (45) die Zirkulation durch die zugeordneten Probenbehälter (20) hindurch erfolgt, wodurch diese gefüllt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilkörper (45) axial in dem als Ventilblock (40) ausgebildeten Kopf verschiebbar sind, an ihrem weiter innen im Ventilblock (40) liegenden Abschnitt eine Ringnut (47) und an ihrem weiter außen im Ventilblock (40) liegenden Abschnitt zwei strömungsmäßig von einander getrennte Außnehmun­ gen (48, 48′) aufweisen, wobei die Ausnehmungen (48, 48′) mit axialen Bohrungen (55, 55′) in Verbindung stehen, welche an der Stirnseite der Ventilkörper (45) in Öffnungen (50, 50′) münden, wobei diese Öffnungen mit zugeordneten Öffnungen (31) der Nadel­ kopfplatte (25) und damit mit den Nadeln (29) ausge­ fluchtet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (45) verdrehsicher in dem Ven­ tilblock (40) geführt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen eines Leitungs­ paares (41 a-41 f) über Bohrungen (42) an von einan­ der getrennten, vorzugsweise einander gegenüberlie­ genden Stellen in eine Ventilkammer (43) münden, in welcher der jeweilige Ventilkörper (45) verschiebbar angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelkopfplatte (25) mit den Nadeln (29) mittels einer Bajonettverriegelung (26, 27, 22, 23, 24) an einem Magazin (19) für Probenbe­ hälter (20) des Trägers (10) befestigbar ist, womit eine in Drehrichtung um die Hauptachse (21) des Trägers (10) eindeutig definierte relative Lage zwischen der Nadelkopfplatte (25) und dem Magazin (19) erhalten wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadelkopfplatte (25) mittels einer Feder (28) gegenüber dem Magazin (19) vorgespannt ist, wobei in Ruhestellung der Nadelkopf­ platte (25) die Nadeln (29) außerhalb der Probenbe­ hälter (20) liegen und daß die Kraft der Feder (28) kleiner ist als die zum Öffnen aller Ventile (45) erforderliche Kraft.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kopf (40) der Probe­ nahmestation (35) und die Nadelkopfplatte (25) des Trägers (10) je ein zusätzliches Rohr (51, 26) auf­ weisen, die beim Andocken des Trägers (10) an die Probenahmestation (35) miteinander kommunizieren, wobei das Rohr (26) im Träger (10) Austrittsöffnungen (34) für eine Dekontaminationsflüssigkeit besitzt und wobei diese Austrittsöffnungen (34) so angeordnet sind, daß die aus ihnen austretende Dekontaminations­ flüssigkeit zumindest die Spitzen der Nadeln (29) und die Membranen (30) der Probenbehälter (20) erreicht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Bergungsbox mit elektrischem Antrieb, die durch das Rohrleitungs­ system (5, 9) verfahrbar ist und einen im Rohrlei­ tungssystem (5, 9) stecken gebliebenen Träger (10) in Richtung zur Untersuchungsstation oder vorzugsweise in Richtung zu einer Probenahmestation (35) ver­ schiebt, wobei der unmittelbar vor der Probenahme­ station (35) angeordnete Abschnitt der Leitung (5) als fernhantierbar auswechselbarer Rohrjumper ausge­ bildet ist.