DE3821706A1 - Befuellstation fuer die probenahme von radioaktiven prozessloesungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befüllstation gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen werden bei der Auflösung Brennstofflösungen erzeugt, die ungelöste Feststoffe im Korngrößenbereich von 10^-4 mm bis 5 mm enthalten können. Die repräsentative Probenahme dieser Suspensionen muß gewährleistet sein.

Die bekannten Probenahmeeinrichtungen in Wiederaufar­ beitungsanlagen verwenden zur Überführung der Probe­ lösung in Probegefäße eine Kombination von verschlos­ sener Probeflasche und Hohlnadelbefüllung. Die Füll­ öffnung der Probeflasche ist dabei durch ein Gummi­ septum verschlossen, durch das eine oder zwei in spitzem Winkel angeschliffene Hohlnadeln eingestochen werden. Durch diese eingestochenen Hohlnadeln erfolgt die Befüllung der Probeflasche.

Nach dem Abstreifen der befüllten Probeflasche von der oder den Hohlnadeln schließt das elastische Gummiseptum die Einstichstelle, weil aufgrund des speziellen Nadel­ anschliffs und des Nadeldurchmessers bis ca. 2,5 mm keine Materialausstanzung, sondern nur ein Einschnitt in das Material erfolgt. Größere Nadeldurchmesser sind nicht verwendbar, da sie Ausstanzungen im Septum erzeu­ gen würden, die nach dem Herausziehen der Hohlnadel nicht geschlossen werden. Daher können mit der Kombina­ tion Gummiseptum/Hohlnadel nur Suspensionen mit maximal ca. 2 mm Teilchengröße als Repräsentativprobe in Probe­ flaschen abgefüllt werden. Liegen in der Suspension größere Feststoffteilchen vor, kommt es zu Ver­ stopfungen oder nicht repräsentativer Probenziehung.

Es ist eine Vorrichtung zum Entnehmen von radioaktiven Flüssigkeitsproben bekannt (DE-AS 26 14 787), mit der eine Probe aus einem radioaktiven Flüssigkeitskreislauf gezogen werden kann. Das technische Problem der Ver­ stopfungsgefahr der Hohlnadeln durch die Feststoffan­ teile der Flüssigkeit soll bei dieser Vorrichtung da­ durch gelöst werden, daß die verstopfungsanfälligen Teile, d.h. die Hohlnadeln, konstruktiv so angeordnet und ausgebildet sind, daß ihr Auswechseln wesentlich erleichtert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Probenahme von feststoffhaltigen radioaktiven Flüssig­ keiten die Verstopfungsgefahr zu verringern und somit die Wartungshäufigkeit wesentlich zu minimieren.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Befüllstation werden anstelle von Hohlnadeln Befüllkanäle mit einem größeren Querschnitt verwandt. Diese Befüllkanäle sind in dem Befüllkopf ausgebildet, gegen dessen unteres, konisch ausgebildetes Teil eine zu befüllende, unver­ schlossene Probeflasche ohne Membran dichtend ange­ drückt wird. Die Befüllung der Probeflasche mit der Suspension erfolgt über den einen, als Zulauf dienenden Befüllkanal, während über den anderen, als Ablauf wir­ kenden Befüllkanal die überschüssige Suspension in den Hauptstrom des Befüllkopfaustrittes zurückgeleitet wird.

Die benachbarten, senkrecht zu der Durchströmbohrung liegenden beiden Befüllkanäle können von der fest­ stoffhaltigen Suspension ohne Verstopfungsgefahr durch­ strömt werden. Der Außenkonus dient als Befüllkonus. Die Öffnungsfläche der Probeflasche ist immer etwas größer als die im Befüllkonus zur Verfügung stehende Querschnittsfläche.

Die Befüllkanäle können innerhalb des Befüllkopfes in verschiedenen Formen und Querschnitten ausgebildet werden. Durch eine unterschiedliche Ausbildung der Querschnitte kann die Durchflußmenge beeinflußt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Befüllkanäle aufweisenden Befüllkopf können Proben aus verschiedenen Probemedien gezogen werden. Es können nahezu alle Flüssig-Fest­ stoff-Mischphasen aus einer Rohrleitung in Probefla­ schen gefüllt werden. Auch bei der Probenahme aus flüssigen Medien mit flüssigen Anteilen hoher Visko­ sität kann die erfindungsgemäße Befüllstation vor­ teilhaft eingesetzt werden.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Befüllkopf mit angedockter Probe­ flasche im Schnitt, wobei das Fördersystem zum Befüllkopf schematisch dargestellt ist,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Linie II-Il in Fig. 2 durch den Befüll- und Andockkonus.

An einen Befüllkopf 1 ist eine unverschlossene Probe­ flasche 2 über einen am unteren Ende des Befüllkopfes ausgebildeten Andockkonus 3 zum Befüllen der Probe­ flasche 1 dichtend aufgeschoben. Der Befüllkopf 1 weist einen zu seiner Längsachse liegenden, als Zulauf die­ nenden Befüllkanal 4 auf, dem ein ebenfalls nach unten offener, als Rücklauf dienender Kanal 5 benachbart ist. Über eine Zulauföffnung 6 wird ein Suspensionshaupt­ strom in den Befüllkopf 1 geleitet und tritt über die Austrittsöffnung 7 aus dem Befüllkopf 1 aus. Zulauf­ öffnung 6 und Austrittsöffnung 7 sind durch eine Quer­ schnittsverengung 8 im Befüllkopf 1 miteinander verbun­ den.

Der Befüllkopf 1 wird in einem hier nicht gezeigten Sitz gehalten, der auch die Zuführungsleitungen des Mediums enthält. Die Gewindebohrung 9 dient als Halte­ rung zum Einsetzen oder Herausziehen des Befüllkopfes in seinen oder aus seinem Sitz.

Die Durchströmbohrung 10 quer zur Längsachse des Be­ füllkopfes 1 besteht aus der Zulauföffnung 6, der Quer­ schnittsverengung 8 und der Austrittsöffnung 7. Der Zu­ laufkanal 4 ist vor, der Ablaufkanal 5 ist hinter der Querschnittsverengung 8 an die Durchströmbohrung 10 an­ geschlossen.

Der Hauptstrom wird aus einem Prozeßbehälter 11 zum Be­ füllkopf 1 in an sich bekannter Weise durch eine Um­ laufförderung mit unterdruckgestützten Airliftförder­ systemen oder mit Pumpen bewegt. Dazu ist der Prozeß­ behälter 11 mit einer zum Befüllkopf 1 führenden Rohr­ leitung 12 versehen, die mit der Zulauföffnung 6 ver­ bunden ist. Die Austrittsöffnung 7 ist an eine Rohrlei­ tung 13 angeschlossen, die zu einem Entlüftungsbehälter 14 führt, von dem sich eine Rücklaufleitung 15 zum Pro­ zeßbehälter 11 erstreckt. In an sich bekannter Weise ist zur Förderung des Prozeßstromes eine Airliftein­ richtung 16 angeordnet, durch die Druckluft in die Rohrleitung 12 eingeperlt wird. Der Entlüftungsbehälter 14 ist mit einem Ejektor 17, der eine Entlüftungslei­ tung 18 aufweist, zur Erzeugung eines Unterdrucks ver­ bunden. Der Ejektor 17 wird von einer Druckluftleitung 19 über eine Rohrleitung 20 und ein Ventil 21 mit Druckluft versorgt, während die Airlifteinrichtung 16 über das Ventil 22 ebenfalls mit der Druckluftleitung 19 verbindbar ist.

In der Fig. 2 wird ein Querschnitt durch den Andock­ konus 3 gezeigt. Zulaufkanal 4 und Ablaufkanal 5 sind durch eine Wand 21 voneinander getrennt.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vor­ richtung ist wie folgt:

Ist an dem Befüllkopf 1 keine Probeflasche 2 angedockt, so ist der Unterdruck des Befüllsystems zusammengebro­ chen und eine Förderung der Prozeßflüssigkeit ausge­ schlossen.

Zur Befüllung einer Probeflasche wird die unverschlos­ sene Probeflasche 2 dichtend auf den Andockkonus 3 des Befüllkopfes 1 aufgeschoben. Der Ejektor 17 wird wirk­ sam und erzeugt einen Unterdruck im Befüllsystem, durch den eine Flüssigkeitssäule in der Rohrleitung 12 ent­ steht. Der Anschluß des Airlifts 16 untertaucht die Flüssigkeitssäule. Die Förderung des Probemediums be­ ginnt.

Über die Rohrleitung 12, die Zulauföffnung 6, den Zu­ laufkanal 4 wird die Suspension in die Probeflasche 2 gefüllt, weil durch die Querschnittsverengung 8 von dem Suspensionshauptstrom ein Teilstrom in die Befüllkanäle 4 und 5 abgeleitet wird. Die überschüssige Suspension wird über die Befüllkopfaustrittsöffnung 7 in das Sy­ stem zurückgeleitet.

Nach der Befüllung der Probeflasche 2 wird sie von dem Andockkonus 3 abgezogen. Der Unterdruck bricht zusammen und die Umlaufförderung der Probesuspension hört schlagartig auf. Die abgenommene Probeflasche 2 wird nun entweder manuell oder über entsprechende Ver­ schließvorrichtungen verschlossen. In der Probeflasche 2 ist nun eine Probe, die der Flüssigkeit in dem Behäl­ ter 11 repräsentativ ist.

Bezugszeichenliste:

 1  Füllkopf
 2  Probeflasche
 3  Andockkonus
 4  Befüllkanal
 5  Befüllkanal
 6  Zulauföffnung
 7  Austrittsöffnung
 8  Querschnittsverengung
 9  Gewindebohrung
10  Durchströmbohrung
11  Prozeßbehälter
12  Rohrleitung
13  Rohrleitung
14  Entlüftungsbehälter
15  Rücklaufleitung
16  Airlifteinrichtung
17  Ejektor
18  Entlüftungsleitung
19  Druckluftleitung
20  Leitung
21  Ventil
22  Ventil

Claims (1)

1. Befüllstation für die Probenahme von radioaktiven Prozeßlösungen aus einer Flüssigkeitsströmung in eine Probeflasche mit einem Befüllkopf, der mit einer Durchströmbohrung versehen ist, die eine Quer­ schnittsverengung aufweist, wobei vor und hinter der Querschnittsverengung Befüllöffnungen abzweigen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   • a) die Befüllöffnungen sind im Befüllkopf (1) als zwei nebeneinanderliegende Kanäle (4; 5) ausge­ bildet,
   • b) die Kanäle (4; 5) sind an ihrem der Durchström­ bohrung (10) abgewandten Ende offen,
   • c) am Ende des Befüllkopfes (1) ist ein Außenkonus (3) vorhanden, durch den sich die Befüllkanäle (4; 5) erstrecken,
   • d) der Innendurchmesser der mit einer offenen Befüllöffnung versehenen Probeflasche (2) ist dichtend auf den Außenkonus (3) aufschiebbar.