DE4031153A1

DE4031153A1 - Shredder plant for radioactive fuel cans - includes can entry shaft with inlet closure slide, slide guide chamber and discharge device

Info

Publication number: DE4031153A1
Application number: DE4031153A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Blenski; Johannes Dumpe; Hans-Joachim Dipl Ing Lueer
Original assignee: GNS Gesellschaft fuer Nuklearservice mbH
Current assignee: GNS Gesellschaft fuer Nuklearservice mbH
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1992-04-09
Also published as: DE4031153C2

Abstract

Plant, for shredding radioactively contaminated fuel cans (1) and for collecting and discharging the chopped material (2), includes a can entry shaft (3) having an inlet (4) closure slide (5), a slide guide chamber (60 connected to the bottom of the shaft (3) and a discharge device (7) for the chopped material (2). The slide guide chamber (6) has an opening (8), which allows a fuel can (1) to extend from the shaft (3) and to stand upright in the chamber (6), and contains a slide (9), which has a shear blade (10) at its upper edge for cooperating with a counter-blade (11) at the lower edge of the shaft (3) when the slide (9) performs a stroke of length corresp.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Zerkleinerung von radioaktiv kontaminierten Brennelementkästen sowie für die Aufnahme und Abführung des zerkleinerten Materials.The invention relates to a plant for the comminution of radioactive contaminated fuel assemblies as well as for the Intake and discharge of the shredded material.

In der Praxis sind für die verschiedensten Zwecke Anlagen für die Zerkleinerung von metallischen Gegenständen, z. B. in Form von sogenannten Shreddern, bekannt. Sie arbeiten mit Brechern oder mit Scheren. Ohne weiteres sind diese bekannten Anlagen nicht geeignet, um kontaminierte Gegenstände, insbesondere radioaktiv kontaminierte Brennelementkästen zu zerkleinern, da in bezug auf die Umwelt eine beachtliche Kontaminierungs gefahr bestünde, und die bekannten Anlagen nicht leicht ent sprechend kontaminierungssicher umgebaut oder umgerüstet wer den können. Nichtsdestoweniger sind für die Zerkleinerung von radioaktiv kontaminierten Brennelementkästen auch klassische Zerkleinerungseinrichtungen für metallische Gegenstände, nach kontaminationssicherer Umrüstung eingesetzt worden.In practice, systems for the crushing of metallic objects, e.g. B. in the form from so-called shredders. You work with crushers or with scissors. These are known systems without further ado not suitable for contaminated objects, especially to shred radioactive contaminated fuel boxes, there is considerable contamination in relation to the environment there would be a risk, and the known systems would not easily who remodeled or converted to prevent contamination that can. Nonetheless, are for crushing radioactive contaminated fuel boxes also classic Crushing devices for metallic objects, according to contamination-proof retrofitting.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs angegebenen Zweckbestimmung zu schaffen, mit der radioaktiv kontaminierte Brennelementkästen auf sehr einfache Weise kontaminationssicher zerkleinert werden können.In contrast, the invention is based on the object To create the purpose specified at the outset, with the radioactive contaminated fuel boxes on very can be easily shredded to prevent contamination.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Anlage für die Zerkleinerung von radioaktiv kontaminierten Brennelementkästen sowie für die Aufnahme und Abführung des zerkleinerten Materials, - mit einem Einführschacht für einen zu zerkleinernden Brennelementkasten, dessen Schachtmund mit einem Schieber abschließbar ist, einer Schlittenführungs kammer, die an den Einführschacht unten angeschlossen ist, einer Abwurfeinrichtung für das zerkleinerte Material, wobei die Schlittenführungskammer zum Einführschacht hin ein Durch trittsfenster für einen zu zerkleinernden Brennelementkasten aufweist und ein zu zerkleinernder Brennelementkasten unter dem Durchtrittsfenster in der Schlittenführungskammer auf steht, wobei in der Schlittenführungskammer ein Scherschlitten mit Schermesser an der oberen Kante und zugeordnetem Gegen schermesser im Bereich des unteren Randes des Einführschachtes mit einem dem Durchtrittsfenster entsprechendem Hub bewegbar ist und zugleich als Ausstoßer für das zerkleinerte Material ausgebildet ist, an den ausstoßseitig die Abwurfeinrichtung angeschlossen ist, und wobei an die Abwurfeinrichtung Transport- und/oder Lagerbehälter für das zerkleinerte Ma terial kontaminierungssicher in bezug auf die Umgebung an schließbar ist. Es versteht sich, daß die Anlage insgesamt so ausgelegt ist, daß eine störende Belastung der Umwelt durch vagabundierende radioaktive Substanzen, die bei der Zerklei nerung frei werden, nicht stattfinden kann. Dazu gehört insbesondere, daß zwischen dem Einführschacht und der Schlit tenführungskammer sowie zwischen der Schlittenführungskammer und der Abwurfeinrichtung bzw. dem Transport- und/oder Lager behälter entsprechende Abdichtungen verwirklicht sind. Das gilt auch für den Bereich zwischen dem Schieber und dem oberen Teil des Einführschachtes sowie für den Antrieb des Scher schlittens. Insoweit kann auf bekannte und bewährte Maßnahmen des Ingenieurbaus und des Maschinenbaus zurückgegriffen werden. The object of the invention is to achieve this object Plant for the shredding of radioactively contaminated Fuel boxes as well as for the admission and removal of the shredded material, - with an insertion shaft for one fuel box to be shredded, its shaft mouth with a slide is lockable, a slide guide chamber, which is connected to the insertion shaft below, a discharge device for the shredded material, wherein the slide guide chamber to the insertion shaft a through step window for a fuel assembly to be shredded has and a fuel box to be shredded under the passage window in the slide guide chamber stands, with a shear slide in the slide guide chamber with shear knife on the upper edge and associated counter shear knife in the area of the lower edge of the insertion shaft movable with a stroke corresponding to the passage window is and at the same time as an ejector for the shredded material is formed on the discharge side of the ejector is connected, and being to the discharge device Transport and / or storage container for the shredded Ma against contamination in relation to the environment is closable. It is understood that the system as a whole is designed to be a nuisance to the environment vagabond radioactive substances used in cutting up free, cannot take place. That is part of it in particular that between the insertion shaft and the Schlit guide chamber and between the slide guide chamber and the discharge device or the transport and / or storage corresponding seals are realized. The also applies to the area between the slider and the upper one Part of the insertion shaft and for driving the shear sledge. To this extent, known and proven measures engineering and mechanical engineering will.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenführungskammer mit dem Scherschlitten schräg nach unten zur Abwurfeinrichtung hin geneigt ist, während der Ein führschacht senkrecht angeordnet ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein zu zerkleinernder radioaktiver Brennele mentkasten sich in dem Einführschacht beim Schneidvorgang nach oben drückt.A preferred embodiment of the invention, the particular one Significance is characterized in that the Sled guide chamber with the shear sled at an angle is inclined down towards the ejection device during the on guide shaft is arranged vertically. That way prevents a radioactive fuel to be shredded ment box in the chute during the cutting process presses up.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglich keiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So liegt es im Rahmen der Erfindung, an den Einführschacht und/oder an die Schlittenführungskammer Absaugeinrichtungen anzuschließen, um sicher zu stellen, daß vagabundierende radioaktive Substanzen nicht freikommen, sondern abgesaugt und einem Abscheider zu geführt werden können. Der Antrieb für den Scherschlitten ist zweckmäßigerweise als eine Zylinderkolbenanordnung ausgeführt. Dabei bedarf es zur kontaminierungssicheren Abdichtung keiner Stopfbuchse für die Einführung der Kolbenstange in die Schlit tenführungskammer, es kann vielmehr der Zylinder der Zylinder kolbenanordnung, der an die Schlittenführung angeflanscht ist, zugleich als Abdichteinrichtung funktionieren.There are several possible options within the scope of the invention further training and design. So it is in Framework of the invention, to the insertion shaft and / or to the Sled guide chamber to connect suction devices to make sure that stray radioactive substances not released, but suctioned off and sent to a separator can be performed. The drive for the shear carriage is expediently designed as a cylinder piston arrangement. There is no need for a contamination-proof seal Stuffing box for the insertion of the piston rod into the slide guide chamber, it can rather be the cylinder of the cylinder piston assembly flanged to the slide guide also function as a sealing device.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Trans port- und/oder Lagerbehälter oder sind deren mehrere in einer besonderen Füllkammer untergebracht. Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Einführschacht und/oder die Schlittenführungs kammer und/oder die Füllkammer als Strahlenschutzbauwerke aus zuführen. Darunter wird verstanden, daß die beschriebenen Aggregate und Bauteile ihrerseits als abschirmende Bauteile ausgeführt sind. Im Rahmen der Erfindung liegt es aus Strah lungsschutzgründen oder zur Kontaminierungssicherung ferner hin, die Anlage insgesamt unter Wasser mit einer ausreichenden Wasserüberdeckung anzuordnen. According to a preferred embodiment of the invention, the trans port and / or storage containers or are several in one special filling chamber. Within the scope of the invention it is the insertion shaft and / or the slide guide chamber and / or the filling chamber as radiation protection structures respectively. This means that the described Aggregates and components in turn as shielding components are executed. In the context of the invention, it is made of beam protection reasons or to protect against contamination hin, the plant under water with a sufficient To arrange water coverage.

Die erreichten Vorteile sind zunächst in der Einfachheit der erfindungsgemäßen Anlage zu sehen. Diese resultieren unter anderem aus der Tatsache, daß in dem Einführschacht ein zu zerkleinernder Brennelementkasten nicht besonders geführt ist und daß seine Zuführung zu den scherenden Aggregaten mit Hilfe der Schwerkraft erfolgt. Die erforderlichen Abdichtungen lassen sich sehr einfach verwirklichen. Darüber hinaus zeich net sich die erfindungsgemäße Anlage durch eine große Leistung und einen guten Wirkungsgrad aus.The benefits achieved are initially in the simplicity of the to see plant according to the invention. These result in other from the fact that in the insertion shaft too crushing fuel assembly is not particularly guided and that its feeding to the shearing aggregates with the help gravity occurs. The required seals can be realized very easily. In addition, net the system according to the invention by a great performance and good efficiency.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er läutert.In the following, the invention is based on only one Embodiment representing drawing in more detail he purifies.

Es zeigen in schematischer DarstellungThey show a schematic representation

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage im montierten Zustand, Fig. 1 shows a plant according to the invention in the assembled state,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1, die Fig. 2 is an enlarged section of the object of FIG. 1, the

Fig. 3 bis 7 den Gegenstand nach Fig. 2 in verschiedenen Funktionsstellungen und Fig. 3 to 7 shows the object of Fig. 2 in different operating positions and

Fig. 8 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1. Fig. 8 shows another embodiment of the subject in FIG. 1.

Die in den Figuren insgesamt bzw. ausschnittsweise darge stellte Anlage ist für die Zerkleinerung von radioaktiv kon taminierten Brennelementkästen 1 sowie für die Aufnahme und Abführung des zerkleinerten Materials 2 bestimmt. Zum grund sätzlichen Aufbau gehören ein Einführschacht 3 für einen zu zerkleinernden Brennelementkasten 1, dessen Schachtmund 4 mit einem Schieber 5 abschließbar ist, eine Schlittenführungs kammer 6, die an den Einführschacht 3 unten angeschlossen ist, und eine Abwurfeinrichtung 7 für das zerkleinerte Material 2. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Schlittenführungs kammer 6 zum Einführschacht 3 hin ein Durchtrittsfenster 8 für einen zu zerkleinernden Brennelementkasten 1 aufweist und daß ein zu zerkleinernder Brennelementkasten 1 unter dem Durch trittsfenster in der Schlittenführungskammer 6 aufsteht. In der Schlittenführungskammer 6 ist ein Scherschlitten 9 mit Schermesser 10 an der oberen vorderen Kante, bei zugeordnetem Gegenschermesser 11 im Bereich des unteren Randes des Einführ schachtes 3, mit einem dem Durchtrittsfenster 8 entsprechenden Hub bewegbar. Der Scherschlitten 9 ist an einen entsprechenden Antrieb 12 angeschlossen. Insoweit wird auf eine vergleichende Betrachtung der Fig. 2 bis 7 verwiesen. Man entnimmt daraus auch, daß der Scherschlitten 9 zugleich als Ausstoßer für das zerkleinerte Material 2 ausgebildet ist. An dem Scherschlitten 9 ist ausstoßseitig die Abwurfeinrichtung 7 angeschlossen. An die Abwurfeinrichtung 7 ist ein Transport- und/oder Lagerbe hälter 13 für das zerkleinerte Material 2 kontaminierungs sicher in bezug auf die Umgebung angeschlossen. In der Fig. 1 wurde angedeutet, daß an dem Einführschacht 3 und/oder an die Schlittenführungskammer 6 Absaugeinrichtungen 14 angeschlossen sind. Im übrigen zeigt die Fig. 1 diejenige Ausführungsform, bei der die Anlage insgesamt unter Wasser in einem ent sprechenden Wasserbecken 15 untergebracht ist, und zwar bis zur Wasseroberfläche 15 hin mit einer Wasserüberdeckung von etwa 5µ. Das ist höher als es der Länge eines Brennelement kastens 1 entspricht. Es versteht sich, daß das Wasser auch in den Einführschacht 3, in die Schlittenführungskammer 6 und in die angeschlossene Füllkammer 17 eindringt. Der Antrieb 12 des Scherschlittens 9 mag als Zylinderkolbenanordnung ausgeführt sein.The plant shown in the figures as a whole or in part Darge is intended for the comminution of radioactively contaminated fuel element boxes 1 and for the reception and discharge of the comminuted material 2 . The basic structure includes an insertion shaft 3 for a fuel assembly 1 to be shredded, the shaft mouth 4 of which can be locked with a slide 5 , a slide guide chamber 6 , which is connected to the insertion shaft 3 below, and a discharge device 7 for the shredded material 2 . The arrangement is such that the slide guide chamber 6 to the insertion shaft 3 has a passage window 8 for a fuel assembly 1 to be shredded and that a fuel assembly 1 to be shredded gets up under the passage window in the slide guide chamber 6 . In the carriage guide chamber 6 , a shear carriage 9 with a shear knife 10 on the upper front edge, with an associated counter shear knife 11 in the region of the lower edge of the insertion shaft 3 , is movable with a stroke corresponding to the passage window 8 . The shear carriage 9 is connected to a corresponding drive 12 . In this regard, reference is made to a comparative analysis of FIGS. 2 to 7. It can also be seen from this that the shear carriage 9 is also designed as an ejector for the shredded material 2 . The discharge device 7 is connected to the shear carriage 9 on the exhaust side. At the discharge device 7 , a transport and / or storage container 13 for the shredded material 2 contamination is securely connected in relation to the environment. In Fig. 1 it was indicated that suction devices 14 are connected to the insertion shaft 3 and / or to the slide guide chamber 6 . Incidentally, the Fig. 1 shows that embodiment in which the plant is housed in total under water in a pool of water 15 ent speaking, up to the water surface 15 side with a water coverage of about 5μ. This is higher than the length of a fuel box 1 corresponds. It goes without saying that the water also penetrates into the insertion shaft 3 , into the slide guide chamber 6 and into the connected filling chamber 17 . The drive 12 of the shear carriage 9 may be designed as a cylinder piston arrangement.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Einführschacht und/oder die Schlittenführungskammer 6 und/oder die Füllkammer 17 als Strahlenschutzbauwerk auszubilden. Die Füllkammer 17 ist mit Klappen 18 versehen, die geöffnet werden können. In der Füll kammer 17 erkennt man im Ausführungsbeispiel zwei Transport- und/oder Lagerbehälter 13. Diese sind durch Umsetzen unmittel bar zu befüllen. Die Umsetzung kann automatisch erfolgen, was nicht gezeichnet wurde.It is within the scope of the invention to design the insertion shaft and / or the slide guide chamber 6 and / or the filling chamber 17 as a radiation protection structure. The filling chamber 17 is provided with flaps 18 which can be opened. In the filling chamber 17 , two transport and / or storage containers 13 can be seen in the exemplary embodiment. These are to be filled immediately by implementation. The implementation can be done automatically, which was not drawn.

Zum Arbeitsablauf wird noch einmal auf die Fig. 2 bis 7 ver wiesen. Man erkennt, daß der zu zerkleinernde Brennelement kasten 1 mit Hilfe eines Hebezeuges 19 in den Einführschacht 3 eingebracht wird. Im Anschluß daran wird, wie die Fig. 3 zeigt, der Einführschacht 3 mit dem abdichtenden Schieber 5 verschlossen. Der zu zerkleinernde Brennelementkasten 1, der auf dem Boden der Schlittenführungskammer 6 aufsteht, wird im Anschluß daran zerkleinert, wie es sich aus einer vergleichen den Betrachtung der Fig. 4 bis 7 ergibt. Der dargestellte Vor gang wiederholt sich so lange, bis der Brennelementkasten 1 zerschnitten ist. Handelt es sich um einen Brennelementkasten 1 aus sprödem Material, so entstehen bei der Zerkleinerung gleichsam Scherben. Bei Brennelementkästen aus duktilem Material erfolgt eine Zerkleinerung in Streifen. Jedenfalls erfolgt die Zerkleinerung so, daß das zerkleinerte Material 2 mit möglichst geringem Leerraum von den Transport- und/oder Lagerbehältern 13 aufgenommen werden kann.The workflow is once again referred to FIGS. 2 to 7. It can be seen that the fuel assembly to be shredded box 1 is inserted into the insertion shaft 3 with the aid of a lifting device 19 . Thereafter, as shown in FIG. 3, the insertion shaft 3 is closed with the sealing slide 5 . The fuel assembly 1 to be shredded, which stands on the bottom of the slide guide chamber 6 , is then shredded, as can be seen from a comparison of FIGS. 4 to 7. The illustrated operation is repeated until the fuel assembly 1 is cut. If it is a fuel assembly box 1 made of brittle material, then, as it were, fragments arise during the comminution. In the case of fuel boxes made of ductile material, they are shredded into strips. In any case, the shredding is carried out in such a way that the shredded material 2 can be picked up by the transport and / or storage containers 13 with as little empty space as possible.

Die Fig. 8 zeigt eine Abwandlung des Gegenstandes der Fig. 1, der besondere Bedeutung zukommt, wenn die zu zerkleinernden Brennelementkästen duktile Eigenschaften aufweisen. Bei dieser Ausführungsform ist die Schlittenführungskammer 6 mit dem Scherschlitten 9 schräg nach unten geneigt. Bei duktilem Material ergibt sich beim Einsatz der Ausführungsform nach Fig. 1 häufig eine abgeschrägte Schnittfläche. Dadurch wird das selbständige Nachrutschen des Brennelementkastens 1 be hindert. Auch kann nicht ausgeschlossen werden, daß der noch zu zerkleinernde Rest des Brennelementkastens beim nächsten Schritt an der schrägen Schnittfläche nach oben gedrückt wird, ohne daß ein Schneidvorgang zustande kommt. Durch die Schräg stellung der Schlittenführungskammer 6 mit dem Scherschlitten 9 wird dieses auf einfache Weise sicher verhindert. FIG. 8 shows a modification of the object of FIG. 1, which is of particular importance when the fuel assembly boxes to be shredded have ductile properties. In this embodiment, the slide guide chamber 6 with the shear slide 9 is inclined downwards. In the case of ductile material, the use of the embodiment according to FIG. 1 often results in a beveled cut surface. As a result, the independent slipping of the fuel assembly 1 is prevented. It cannot be ruled out that the remainder of the fuel assembly still to be shredded will be pressed upwards on the inclined cutting surface in the next step without a cutting process occurring. Due to the inclined position of the carriage guide chamber 6 with the shear carriage 9 , this is safely prevented in a simple manner.

Claims

1. Plant for the comminution of radioactive contaminated fuel assemblies ( 1 ) as well as for the intake and removal of the comminuted material ( 2 ), - with
an insertion shaft ( 3 ) for a fuel assembly ( 1 ) to be shredded, the shaft mouth ( 4 ) of which can be locked with a slide ( 5 ),
a slide guide chamber ( 6 ), which is connected to the insertion shaft ( 3 ) below,
a discharge device ( 7 ) for the shredded material ( 2 ),
wherein the carriage guide chamber (6) to the insertion shaft (3) through a passage window (8) for a to be pulverized fuel channel (1) and a stand up in the carriage guide chamber (6) to be crushed fuel element box (1) under the passage window (8), wherein in the carriage guide chamber ( 6 ) has a shear carriage ( 9 ) with a shear knife ( 10 ) on the upper edge and an associated counter shear knife ( 11 ) in the region of the lower edge of the insertion shaft ( 3 ) with a passage window ( 8 ) corresponding to the stroke and at the same time as Ejector for the shredded material ( 2 ) is formed, to which the ejection device ( 7 ) is connected on the ejection side, and wherein to the ejector device ( 7 ) a transport and / or storage container ( 13 ) for the shredded material ( 2 ) is contamination-proof in is connectable to the environment.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the carriage guide chamber ( 6 ) with the shear carriage ( 9 ) is inclined downwards towards the ejection device ( 7 ).

3. Plant according to one of claims 1 or 2, wherein on the guide shaft ( 3 ) and / or on the slide guide chamber ( 6 ) suction devices ( 14 ) are connected.

4. Plant according to one of claims 1 to 3, wherein the drive ( 12 ) for the shear carriage ( 9 ) is designed as a cylinder piston arrangement.

5. Plant according to one of claims 1 to 4, wherein the trans port and / or storage container ( 13 ) or a plurality thereof are accommodated in a filling chamber ( 17 ).

6. Plant according to one of claims 1 to 5, wherein the A guide shaft ( 3 ) and / or the slide guide chamber ( 6 ) and / or the filling chamber ( 17 ) are designed as a radiation protection structure.

7. Plant according to one of claims 1 to 6, which is housed in a water basin ( 15 ) with sufficient water coverage.