DE4303615C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Demontage von kontaminierten Rohren aus Rohrbündeln - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Demontage von kontaminierten Rohren aus RohrbündelnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Deformieren, Spalten und Zerkleinern von kontaminierten oder
möglicherweise kontaminierten Wärmetauscherrohren in kurze Rohr
segmente, die leicht an einen gesonderten Ort zur Dekontaminie
rung, beispielsweise durch Abstrahlen oder andere bekannte Rei
nigungsverfahren, abtransportiert werden können. Die vorliegende
Erfindung ist insbesondere beim Austausch von Kondensatorrohren
in Kernkraftwerken vom Typ Siedewasserreaktor (SWR) oder Druck
wasserreaktor (DWR) anwendbar. Behördliche Vorschriften für
Siedewasser- und Druckwasserreaktoren erfordern, daß sowohl die
Außen- als auch die Innenflächen von entfernten Kondensatorroh
ren kontaminationsfrei sind, bevor die Rohre als Schrott ver
wertet werden können. Die vorliegenden Erfindung ist auf jede
Art Wärmetauscher oder ähnliches anwendbar, in denen kontami
nierte Stoffe innerhalb von Rohren transportiert werden oder
sich außen an der Rohraußenfläche ansammeln.
Die in Kraftwerken zur Erzeugung elektrischer Energie verwende
ten Wärmetauscher-Rohrbündel sind typischerweise vom indirekten
Typ. Eine große Anzahl paralleler Rohre wird von einer Flüssig
keit durchströmt, z. B. von Wasser, wobei wenigstens ein statio
närer Lochboden die Rohre in einem Bündel zusammenhält. Um die
Rohre zu ersetzen, muß das Rohrbündel an einem Ende freigelegt
werden, um Zugang zu der Anzahl von Rohrenden zu erhalten, die
von einem stationären Lochboden hervorragen. Jedes Rohr ist in
eine Öffnung in wenigstens einem Lochboden an jedem Ende des
Bündels fest eingepreßt, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung
zu bilden. Durch die parallele Rohranordnung zirkuliert Wasser,
während ein Gas mit hoher Temperatur, typischerweise Dampf, um
die Außenflächen des Rohrbündels zirkuliert.
Bisher hat die Notwendigkeit, die Innenflächen jedes aus einem
SWR- oder DWR-Kondensatorrohrbündel entfernten Rohrs zu dekon
taminieren, es erforderlich gemacht, jedes Rohr axial aus den
Lochböden herauszuziehen, ohne es dabei zu verformen. Daher
wurden am Rohraustauschort hydraulische Rohr-Extraktoren einge
setzt, die ein Rohrende greifen und das nichtdeformierte Rohr
langsam herausziehen. Die bekannte Technik zur Entfernung sol
cher kontaminierter Kondensatorrohre weist weiterhin die Schrit
te auf: Zerschneiden jedes kontaminierten Rohrs in Rohrstücke
kurzer Länge am Austauschort, Verpacken der abgeschnittenen
Rohrlängen in abgeschirmte Transportbehälter am Austauschort;
Abtransport des abgedichteten Transportbehälters in eine geson
derte Anlage, und anschließend Dekontaminieren der Außenflächen
der kurzen Rohrstücke durch Abstrahlen oder ein anderes Reini
gungsverfahren. Jedes kurze Rohrstück mußte dann auf verbleiben
de Strahlung untersucht werden, bevor eine Ausweisung der kurzen
Rohrstücke als Schrott erlaubt war. Wenn eine Kontaminierung an
der Innenfläche eines kurzen Rohrstücks gefunden wurde, so waren
weitere Reinigungsschritte erforderlich.
Demgegenüber ist es beim Rohraustausch in Kohle- oder Ölkraft
werken üblich geworden, die Rohre zu verformen, um eine schnelle
Entfernung aus den Lochböden zu erleichtern. Die verformten
Rohre werden dann einfach in eine separate Anlage eingeführt und
in genügend kurze Längen zerschnitten, um sie bequem zu einer
Schrottverwertung transportieren zu können. Die Rohre werden mit
Hilfe eines "Rohr-Transporters" ("Tube Traveller") entfernt, der
auf parallelen Wellen zwei oder mehr Paare von gezahnten Treib
walzen aufweist, um so einen Transportweg für den axialen Trans
port eines deformierten Rohrs zu bilden. Die Treibwalzen sind
mit Abstand zueinander angeordnet, um das Ende des Rohrs nahe
der Oberfläche des Lochbodens unter Verformung zu greifen und
das Rohr in deformiertem Zustand dann axial herauszuziehen oder
zu transportieren. Häufig verwendete Rohr-Transporter stellen
die in US-Patent Nr. 4 125 928, Cawley et al., US-Patent Nr.
4 044 444, Harris et al., und US-Patent Nr. 4 815 201, Harris,
beschriebenen dar.
Das genannte US-Patent Nr. 4 044 444 beschreibt zum Beispiel
einen Rohrtransporter zum Herausziehen von Rohren aus konventio
nellen Wärmetauschern, wie sie in Kohle- oder Ölkraftwerken
verwendet werden. In dieser Vorrichtung wird jeweils ein Wärme
tauscherrohr zwischen Transportwalzen gegriffen und aus dem
Wärmetauscher herausgezogen, wobei sie zwischen den Transport
walzen deformiert und flachgedrückt werden, um das Rohr in
Längsrichtung aus dem Lochboden in einem deformierten Zustand
herauszuziehen. Insgesamt sind zwei Paare von gegenüberliegen
den, gezahnten Transportwalzen vorhanden, die das Wärmetauscher
rohr deformieren und herausziehen. Eine derartige Vorgehensweise
kommt jedoch für kontaminierte Rohre aus Kernkraftwerken grund
sätzlich nicht in Betracht, da die Innenwände von so behandelten
Rohren nicht untersucht und gereinigt werden könnten. Das US-
Patent Nr. 4 815 201 zeigt eine sehr ähnliche Vorrichtung wie
das zuvor genannte US-Patent Nr. 4 044 444. Die Vorrichtung
enthält ein Paar von gezahnten Transportwalzen, die ein Wärme
tauscherrohr greifen und unter Deformation herausziehen, wobei
der Abstand zwischen den Transportwalzen variabel ist, um Rohre
unterschiedlicher Größe handhaben zu können. Ein weiteres Bei
spiel eines Rohr-Transporters ist der sogenannte "Tube Walker",
der von The Atlantic Group, Inc., Norfolk, Virginia, der Anmel
derin der vorliegenden Anmeldung, hergestellt wird. Er ent
spricht konstruktiv der Vorrichtung aus dem zuvor genannten US-
Patent Nr. 4 815 201 und arbeitet ebenfalls nur mit einem Paar
von gegenüberliegenden, gezahnten Transportwalzen. Wie einlei
tend erwähnt kommen jedoch derartige Verfahrensweisen für kon
taminierte Wärmetauscherrohre aus Kernkraftwerken nicht in Be
tracht, da die Inspektion und möglicherweise die Reinigung der
Innenflächen der Wärmetauscherrohre unmöglich wäre. Daher wurden
kontaminierte Wärmetauscherrohre stets vollständig intakt und
deformationsfrei herausgezogen, wie oben erläutert.
US-Patent Nr. 3 831 248 beschreibt ein Verfahren zum Wiederge
winnen von Kernbrennstoff-Pellets aus Brennstäben. In diesem
technischen Feld ist es entscheidend, daß die Pellets unbeschä
digt zurückgewonnen werden, damit keine Bruchstücke des Kern
brennstoffs entstehen. Aufgrund der Brüchigkeit der Pellets muß
dabei mit äußerster Vorsicht vorgegangen werden. Für die Wie
dergewinnung der Pellets ist es daher in dem beschriebenen Ver
fahren wesentlich, daß der Brennstab, bevor die Pellets entnom
men sind, nicht deformiert wird. Aus diesem Grund wird der unde
formierte Brennstab durch eine Führung in undeformiertem Zustand
geführt und in vollständig intaktem Zustand zu Schneidwerkzeugen
transportiert, die die Seitenwände des Brennstabs an gegenüber
liegenden Seiten aufschneiden, wonach die aufgeschnittenen Wände
des Brennstabrohrs über einen Trennstab gezogen werden, um sie
auseinanderzuziehen, damit die Pellets hinausfallen. Bei diesem
bekannten Verfahren zum Wiedergewinnen von Kernbrennstoff wird
das Brennstabrohr daher nicht unter Deformation gegriffen und
transportiert, und schließlich auch kein deformiertes Rohr ent
lang der durch die Deformation entstandenen kaltverfestigten
Kanten aufgespalten. Eine ähnliche Verfahrensweise und Vorrich
tung ist aus DE 30 17 674 A1 bekannt, worin ebenfalls ein Ver
fahren zur Wiedergewinnung von Kernbrennstoffen aus Brennstäben
beschrieben ist. Dabei wird ein einzelner Brennstab durch Füh
rungsräder in undeformierten Zustand in eine Schneidvorrichtung
durch eine an den Durchmesser des Rohres angepaßte Führungsboh
rung geführt. Anschließend wird das Brennstabrohr durch Trenn
messer in Längsrichtung aufgeschnitten, wodurch die Rohrwand in
zwei Hälften aufgeteilt wird, die sich durch den Schneidvorgang
seitlich aufwölben, so daß die Kernbrennstoff-Pellets heraus
fallen oder leicht entnommen werden können. Die in diesem Absatz
beschriebenen Verfahren werden in Wiederaufbereitungsanlagen
durchgeführt, so daß es sich hierbei auch nicht um Verfahren zur
Demontage von Rohren aus einem Rohrbündel vor Ort handelt, oder
dafür in effizienter Weise abwandelbar oder übertragbar wäre, da
nach wie vor die Rohre intakt herausgezogen werden müßten.
Daher waren vor der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit
und Effizienz, wie sie ein deformierender Rohr-Transportschritt
bietet, nicht erreichbar, wenn im Inneren möglicherweise kon
taminierte Rohre zu entfernen waren, wie etwa Kondensatorrohre
aus einem SWR-Kernkraftwerk, die Innenflächen haben, die zu
nächst dekontaminiert und untersucht werden müssen, bevor die
Rohre als Schrott behandelt werden können.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Entfernen und Aufbereiten von Wärme
tauscherrohren, bei denen die Möglichkeit besteht, daß sie in
tern kontaminiert sind, zu schaffen, wobei die Gesamtkontaminie
rung im Kraftwerksbereich erheblich reduziert und der Aufwand
und die Kosten des Rohrwechsels und des Abtransports des Rohr
schrotts zu einer möglichen Dekontaminierung wesentlich verrin
gert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen das Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 und die Vorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 6.
Die vorliegende Erfindung erlaubt erstmals eine wirtschaftliche
und effiziente Entfernung von möglicherweise kontaminierten
Wärmetauscherrohren. Die vorliegende Erfindung erlaubt eine
kürzere Abschaltzeit des Kraftwerks, da die Rohre schneller
herausgezogen und zerschnitten werden können, eine effizientere
Verpackung der Rohrsegmente in einen Transportbehälter, und
leichteren Zugang zu den Innenflächen der Rohrsegmente.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verfahren, um Wärmetau
scherrohre aus einem Lochboden axial herauszuziehen und aufzu
spalten, um so die Innenflächen jedes Rohrs freizulegen. Einem
Rohrtransport- und -deformierungsschritt folgen in axialer
Transportrichtung Schritte, in denen das Rohr aufgespalten und
zerschnitten wird. Das Rohr, das zuvor während einer Rohrtrans
portoperation unter Bildung von gegenüberliegenden Wandabschnit
ten mit kaltverfestigten Kanten deformiert wurde, wird axial
über eine horizontal angeordnete Klinge gezogen, um so in im
wesentlichen flache obere und untere Wandabschnitte entlang der
kaltverfestigten Kanten geteilt zu werden. Jeder separate Wand
abschnitt wird dann deformierend gegriffen, um so axial von der
Klinge fortgezogen zu werden, und dann auf kurze Längen zer
schnitten, um so die Verpackung für den Abtransport zur Dekon
taminierung zu erleichtern.
Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin eine Vorrichtung,
die ein langes Wärmetauscherrohr aufnimmt und Stücke kurzer
Länge von im wesentlichen flachen, aufgeschnittenen Wandab
schnitten des Rohrs in einem einzigen Arbeitsgang erzeugt. An
einer ersten Station wird das lange Rohr, das vorzugsweise be
reits flachgedrückt und von dem Rohrbündel getrennt ist, zu
nächst genügend verformt, so daß es gegriffen und axial über
eine Klinge an einer zweiten Station geschoben werden kann, wo
es in im wesentlichen flache obere und untere Wandabschnitte
aufgeteilt wird, wobei die freigelegten Innenflächen des Rohrs
einander zugewandt sind. Die langen und aufgeschnittenen Rohr
wandabschnitte werden dann axial zu einer dritten Station ge
führt, wo die Wandabschnitte unter Verformung wieder zusammen
gedrückt werden. Die dritte Station zieht die langen Wandab
schnitte von der Klinge weg und führt einen Zerkleinerung quer
zur Längsrichtung des Rohrs durch, wodurch Stücke kurzer Länge
der aufgeschnittenen oberen und unteren Rohrwandabschnitte er
zeugt werden.
Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise durch eine Vorrich
tung ausgeführt, die eine axiale Anordnung mit im wesentlichen
einem ersten Paar von gezahnten Schubwalzen vor einem zweiten
Satz von gezahnten Zugwalzen und einer dazwischenliegenden
Schneideanordnung aufweist. Die Treibwalzen können entweder über
ein Getriebe durch einen gemeinsamen elektrischen oder hydrauli
schen Antriebsmotor angetrieben werden, oder durch getrennte,
synchronisierten Motoren angetrieben werden, um so einen gleich
mäßigen Transport des langen Rohrs durch alle Stationen zu ge
währleisten.
Ein zuvor flachgedrücktes Rohr kann in der ersten Station in
bezug auf die Anordnung von gezahnten Schubwalzen ausgerichtet
werden, so daß die Vorderkante jedes flachgedrückten Rohrs über
eine Klinge mit einem spitzen Keilwinkel gezogen wird, die zu
nächst die Vorderkante des Rohrs öffnet und dann das Rohr in
einen oberen und einen unteren, im wesentlichen flachen Wand
abschnitt aufspaltet. Die aufgespaltenen oberen und unteren
Wandabschnitte werden um die Schneidanordnung der zweiten Sta
tion transportiert und durch obere und untere Führungsflächen
wieder zusammengeführt, die mit einem Satz von gezahnten Zug
walzen einer dritten Station zusammenwirken.
Die dritte Station weist vorzugsweise einen Satz von Zugwalzen
mit einem oder mehreren Sätzen von auswechselbaren, gehärteten
Einsätzen am Umfang auf, die am äußersten Punkt einen solchen
Durchmesser bilden, daß sie zusammen einen Freiraum von im we
sentlichen Null lassen, um so die zuvor aufgespaltenen unteren
und oberen Rohrwandabschnitte in kurze Längen zu zerschneiden.
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Vorrichtung ge
schaffen, in denen möglicherweise kontaminierte Rohre zunächst
aus einem Rohrbündel in einem Rohrtransportschritt entfernt
werden, wobei sie in einen deformierten Zustand gebracht werden.
Danach werden die deformierten Rohre direkt am Arbeitsort einem
Schneide- und Zerkleinerungsschritt unterzogen, die vorzugsweise
in einem einzigen Arbeitsgang und in einer einzigen Vorrichtung
vorgenommen werden.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine
Rohr-Deformierungs-, -Schneide- und -Zerkleinerungs-Vorrichtung
zu ermöglichen, die transportabel ist, einfach zu benutzen und
nach einer Benutzung an einem möglicherweise kontaminierten
Arbeitsort leicht zu dekontaminieren ist.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine
Spalt- und Zerkleinerungs-Vorrichtung für Wärmetauscherrohre zu
ermöglichen, die nur einen einzigen hydraulischen Antriebsmotor
benötigt und in der kein Stau oder eine andere Fehlfunktion
auftritt, wenn die aufgeschnittenen oberen und unteren Rohrwand
abschnitte nicht in jedem Fall in dem Zerkleinerungsschritt
durchtrennt werden.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine
Wärmetauscherrohr-Spalt- und -Zerkleinerungs-Vorrichtung zu
ermöglichen, in der Verschleißteile einfach zu ersetzen und für
Rohre unterschiedlicher Härte und unterschiedlichen Kalibers
leicht einzustellen sind.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine
Wärmetauscherrohr-Spalt- und -Zerkleinerungs-Vorrichtung zur
Verarbeitung in Geradführung von zuvor deformierten Rohren zu
ermöglichen, wobei möglicherweise kontaminierte Rohrinnenflächen
um eine Symmetrieebene des Rohrs durch einen Spaltvorgang aufge
trennt werden und weder der Aufspaltungs- noch der Zerkleine
rungsschritt kontaminierte kleine Späne oder andere Schwebstoffe
am Arbeitsort erzeugen.
Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden im folgenden mit einer detaillierten Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen
erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht im Aufriß einer
bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Aus
führung der Erfindung, worin die Abfolge der
Arbeitsgänge des Aufspaltens und Zerkleinerns eines
deformierten Kondensatorrohrs dargestellt sind;
Fig. 2 eine Draufsicht im Schnitt entlang der Linie A-A aus
Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie B-B aus
Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenansicht in Schnittdarstellung entlang von
Linie C-C aus Fig. 1;
Fig. 5 eine Detailansicht im Aufriß der in Fig. 1 gezeigten
Schneidklinge;
Fig. 6 eine Detaildarstellung in Draufsicht der in Fig. 1
gezeigten Schneidklinge;
Fig. 7 eine Detailquerschnittsansicht im Aufriß der gezahnten
Zugwalzen entlang der Linie D-D aus Fig. 2; und
Fig. 8 eine Detailquerschnittsansicht der gezahnten Zugwalzen
entlang der Linie E-E aus Fig. 7.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung weist im wesentlichen
zwei Arbeitsgänge am Arbeitsort auf, um eventuell kontaminierte
Wärmetauscherrohre zu entfernen und eine erfolgreiche Entsorgung
oder Wiederverwertung des Metallschrotts aus diesen Rohren zu
ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft beim Rohr
wechsel in Kondensatoren von SWR- oder DWR-Kernkraftwerken anzu
wenden, wobei die Innenflächen der Wärmetauscherrohre durch
Strahlung von den Außenflächen kontaminiert sein können, die mit
bestrahlen Ablagerungen, welche sich beim Kontakt mit "ver
schmutztem Dampf" eines SWR-Kraftwerks entwickelt haben, bedeckt
sein können. Behördliche Vorschriften erfordern, daß die Außen-
und Innenflächen entfernter kontaminierter Kondensatorrohre
leicht zugänglich sind zur Untersuchung und zur Dekontaminierung
durch Abstrahlen oder andere Reinigungsverfahren. Unternehmen,
die die Dekontaminierung entfernter SWR- oder DWR-Kondensator
rohren unter Einhaltung der behördlichen Vorschriften anbieten,
sind beispielsweise Unternehmen wie SEG und Quadrex, Inc., beide
in Oak Ridge, Tennessee, ansässig. Die Durchführung der Dekon
taminierung beinhaltet im allgemeinen die Anwendung von heißen
Schwefelsäurelösungen, die Phosphate und Kalkablagerungen ent
sprechend wohlbekannten Techniken entfernen, wie etwa der in US-
Patent Nr. 3 360 399, Knox et al., diskutierten.
Alle Oberflächenschichten auf den Innenwänden von entfernten
SWR- oder DWR-Kondensatorrohren müssen als verstrahlt angesehen
werden. Beim Freilegen der gesamten Innenfläche zur mechanischen
Untersuchung und Säurereinigung sollten Schneidvorgänge keiner
lei Sägespäne erzeugen und nicht irgendwelche Schwebteilchen am
Arbeitsort freisetzen. SWR-Kondensatorrohre sind meist aus Edel
stahl oder Admiralitätsmessing hergestellt. Kondensatorrohre
können in Ordnung abnehmender Härte aus Edelstahl, 70/30 Kup
fer/Nickel, 90/10 Kupfer/Nickel oder Admiralitätsmessing herge
stellt sein.
In einer typischen Situation eines Rohrwechsels in einem SWR-
Kraftwerk sind Rohre aus Admiralitätsmessing, Edelstahl oder
Kupfer/Nickel mit einem Rohrmaß von 18 BWG vorhanden. Die vor
liegende Erfindung erreicht einen überraschenden und unerwar
teten Vorteil dadurch, daß kaltverfestigte Bereiche des Rohrs
dazu neigen, leicht aufspaltbar zu sein, ohne übermäßigen Abrieb
an der Schneidklinge und ohne Schwebteilchen infolge der Auf
spaltungs- oder Zerkleinerungsschritte zu bewirken. Wenn ein
Rohr in einen im wesentlichen flachen Zustand um eine mittlere
Symmetrieebene, in einen oberen und einen unteren Wandabschnitt
deformiert wird, erfolgt eine Kaltverfestigung nahe der Symme
trieebene. Es ist ein Paar von seitlich mit Abstand zueinander
liegenden, lokalisierten Metallbereichen vorhanden, die um bei
nahe 180° gebogen sind und zwischen denen im wesentlichen ebene
obere und untere Wandabschnitte liegen. Beim Rohrtransport
schritt tendieren die gezahnten Walzen dazu, das Rohr flachzu
drücken und in den Rohrwandbereichen nahe der Symmetrieebene
eine weitere Kaltverfestigung zu bewirken. Daher werden die
seitlichen oder am weitesten außen liegenden Wandbereiche des -
flachgedrückten Rohrs zu den sprödesten oder brüchigsten Berei
chen des abgeflachten Rohrs.
Die Erfindung macht sich den Vorteil zunutze, daß kaltverfestig
te Bereiche nahe der quer verlaufenden Symmetrieebene des abge
flachten Rohrs vorhanden sind, indem eine längliche Spaltklinge
mit einem Keilwinkel und mit einem Angriffswinkel verwendet
wird, die bewirken, daß das Rohr in einen oberen und einen unte
ren Wandabschnitt ohne erheblichen Druck gegen die Schneidflä
chen der Klinge aufgetrennt wird. Während sehr harte Rohrmate
rialien, wie etwa Titan oder Edelstahl, normalerweise mechanisch
nur sehr schwer aufzuschneiden oder aufzuspalten sind, nutzt die
vorliegende Erfindung die beiden kaltverfestigten Bereiche aus,
um einen Spaltvorgang anstelle eines Schneidvorgangs zu erleich
tern. Der Keileffekt neigt dazu, einen Spalt gleichförmig und
reproduzierbar ist über die gesamte axiale Länge eines Rohrs
vorzutreiben. Der für relativ weiche und verformbare Materia
lien, wie beispielsweise Admiralitätsmessing, erhöhte Ver
schleißfaktor an den Schneidkanten der Spaltklinge stellt ein
Problem dar, das konstruktionsmäßig leicht berücksichtigt werden
kann. Ebenso kann dem erwarteten Verschleiß an einem gehärteten
Schneideinsatz und den zugehörigen gehärteten Radiuseinsätzen an
der Zugwalzen-Station durch Verwendung eines spröden Ausgangs
materials, das leicht brüchig ist, entgegengewirkt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Ver
fahrens wird ein längliches, deformiertes Kondensatorrohr axial
in einen oberen und einen unteren Wandabschnitt aufgespalten,
die jeweils im wesentlichen eben sind. Die aufgespaltenen oberen
und unteren Wandabschnitte werden dann weiter zerkleinert, ent
weder gleichzeitig oder getrennt, um Rohrwandstücke mit einer
Länge von etwa 25,4 cm (10 Zoll) oder weniger zu bilden. Kurze,
im wesentlichen ebene aufgespaltene Rohrwandabschnitte sind
besonders vorteilhaft für eine effektive Beladung von typischen
Transportbehältern, wie sie zum Transport von SWR-Rohren zu
einer an einem anderen Ort gelegenen Dekontaminierungsanlage
verwendet werden. Solche Behälter haben gewöhnlich ein be
grenztes Volumen und können bis zu etwa 6800 kg (15000 pounds)
eines radioaktiven oder anderweitig kontaminierten Materials
aufnehmen. In den bevorzugten Verfahren sind die Aufspalt- und
Zerkleingerungsschritte zu einer integrierten, in einer Reihe
liegenden Operation kombiniert, wobei das Rohr in einer einheit
lichen mechanischen Vorrichtung aufgespalten und dann zerklei
nert wird, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit 30 Meter pro Minu
te (100 Fuß pro Minute) erreichen kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung
der vorliegenden Erfindung weist eine Spalt-/Zerkleinerungs-An
ordnung 10 auf, die im Aufriß in Fig. 1 gezeigt ist. Die Anord
nung weist im wesentlichen drei Stationen auf.
Die erste Station enthält ein Paar von motorgetriebenen Schub
walzen, wobei eine obere gezahnte Treibwalze 2 vertikal oberhalb
einer unteren gezahnten Treibwalze 4 angeordnet ist. Die erste
Station enthält vorzugsweise auch eine erste Einlaßführung 22
und eine zweite Einlaßführung 24. Die Vorderkante eines läng
lichen, deformierten Kondensatorrohrs, das eine quer liegende
Symmetrieebene 20 aufweist und gewöhnlich eine Länge zwischen 9
und 18 Meter hat, wird im wesentlichen horizontal und von Hand
in die Einlaßführungen eingeführt, die an einer Einlaßführungs
halterung 38 angebracht sind, welche von einer vertikalen Sei
tenwand der Spalt-Anordnung 10 absteht. Die Einlaßführungsrollen
sind einstellbar, um die Symmetrieebene 20 des deformierten
Rohrs im wesentlichen horizontal ausgerichtet mit der Zentralli
nie der länglichen Spaltklinge 12 zu halten. Der Satz Schubwal
zen 2, 4 wie auch der Satz von Zugwalzen 6, 8 haben jeweils
vorzugsweise gerade Zahneinschnitte und werden von einem gemein
samen hydraulischen Motor über ein Getriebe angetrieben, um sich
entgegengesetzt, mit etwa 125 UpM zu drehen. Bei einer solchen
Drehung und einem nominalen äußeren Zahndurchmesser von 74,3 mm
(2,920 Zoll) wird ein deformiertes oder abgeflachtes Rohr axial
über den Rohr-Spalter und die Spalt-Anordnung mit einer Durch
laufgeschwindigkeit von etwa 30 Meter pro Minute (100 Fuß pro
Minute) geführt.
Die zweite Station weist im wesentlichen eine längliche Schneid
klinge 12 und ein Paar von Führungen auf. Eine obere Führung 14
und eine untere Führung 16 haben nach innen weisende Flächen,
die so angeordnet sind, daß sie in gleitender Berührung einen
abgespaltenen oberen Wandabschnitt 30 und einen abgespaltenen
unteren Wandabschnitt 32 führen. Die Führungswirkung ist so
berechnet, daß jeweils die Vorderkante jedes Rohrwandabschnitts
sowohl axial als auch nach innen zum Eingriff zwischen die Zähne
der Zugwalzen der dritten Station geführt werden.
Die dritte Station weist im wesentlichen ein Paar von motorge
triebenen Zugwalzen auf, deren Konstruktion nach Zahnung und
Durchmesser im wesentlichen die gleiche wie die der Schubwalzen
der ersten Station ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist
die obere gezahnte Treibwalze 6 mit wenigstens einem gehärteten
Schneideinsatz 26 und die untere gezahnte Treibwalze 8 mit we
nigstens einem gehärteten Radiuseinsatz 28 versehen. Die Ein
sätze sind so bemessen, daß sie einen periodischen, guillotine
artigen Schneidvorgang an den getrennten oberen und unteren
Wandabschnitten ausführen, die durch die zusammenlaufenden Zähne
der Walzen axial zusammengedrückt werden, wie in Fig. 7 darge
stellt.
Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, können der erste und
zweite Satz von Treibwalzen durch einen einzigen Hydraulikmo
tor 40 angetrieben werden, wobei der Antrieb in herkömmlicher
Weise durch ein Reduktionsgetriebe (nicht gezeigt) übertragen
wird, das zwischen einer Haupttragplatte 18 und einer hinteren
Rahmenplatte 62 angeordnet ist. Eine solche Getriebeübertragung
entspricht der in dem Tube WalkerTM von The Atlantic Group ver
wendeten und weitere Einzelheiten sind zum Verständnis der Er
findung nicht notwendig. Ein von den Pumpen im Bereich von 10
bis 20 Kilowatt entwickelter hydraulischer Arbeitsdruck ist
ausreichend, um den Motor 40 anzutreiben.
Die Mittelachse der Welle 42 der oberen Zugwalze und die Mittel
achse der Welle 44 der unteren Zugwalze sind vorzugsweise in
einem Abstand von 76,3 mm (3,0 Zoll) fixiert. Der gewünschte
vertikale Freiraum und die ausgeübte Kompression zwischen den
Treibwalzen wird dann durch Anbringung von Treibwalzen mit ver
schiedenen Durchmessern, mit unterschiedlicher Anzahl von Zäh
nen, Teilung und Pressungswinkeln bestimmt. Ein vertikaler Frei
raum von weniger als 2,0 mm (0,08 Zoll) hat sich als nützlich
erwiesen. Ein Treibwalzenpaar aus Werkzeugstahl, gehärtet auf
eine Rockwell C Härte von 52-55, mit einem nominellen Außen
durchmesser von 74,3 mm (2,920 Zoll), 38 Zähnen, einer Teilung
von 14 und einem Pressungswinkel von 25° stimmt im wesentlichen
mit einer Treibwalzenkonfiguration überein, die gewöhnlich zum
Flachdrücken von Wärmetauscherrohren aus Edelstahl mit einem
Rohrmaß 18 BWG verwendet wird. Jedoch müssen die lokalen Defor
mierungen an der Außenseite eines deformierten Rohrs, welches
durch eine bestimmte Rohr-Transportvorrichtung entfernt wurde,
nicht mit den neu, durch die erste Station der vorliegenden
Erfindung bewirkten übereinstimmen.
Die gezahnten Zugwalzen 6, 8 sind auf Antriebswellen 46, 48
montiert, deren Mittelachsen ebenfalls 76,3 mm (3,0 Zoll) ent
fernt voneinander sind. Vorzugsweise stimmen der äußere nominel
le Zahndurchmesser, die Teilung und der vertikale Freiraum zwi
schen dem zweiten Satz von Treibwalzen im wesentlichen mit denen
der ersten Station überein. Ein oder mehrere Schneideinsätze 26
und ein oder mehrere Radiuseinsätze 28 sind vorzugsweise so
gestaltet, daß sie im wesentlichen einen vertikalen Freiraum von
Null lassen, wenn sie vertikal übereinander liegen. Daher bringt
eine synchrone Drehung die äußerste Kante jedes Schneideinsat
zes 26 einmal pro Umdrehung nahezu in Kontakt mit der Oberfläche
des entsprechenden Radiuseinsatzes 28. Daraus resultieren glatte
Bruchflächen 82, 84 an jedem Wandabschnitt, wobei keine Tendenz
besteht, daß Späne oder Schwebeteilchen erzeugt werden.
Die Zahnungen der Zugwalzen dienen erstens dazu, die zuvor auf
gespaltenen, länglichen, separaten oberen und unteren Wandab
schnitte axial von der Schneidklinge wegzuziehen. Zweitens drüc
ken diese Zähne die länglichen, getrennten oberen und unteren
Wandabschnitte in im wesentlichen die gleiche Einpassung zusam
men, die zuvor bestand, als sie durch die Schneidklinge 12 auf
gespalten wurden. Drittens unterstützen die Zähne den Schneid
vorgang der Schneideinsatz/Radiuseinsatz-Kombination 26, 28,
indem sie die Rohrabschnitte gegen jedes lokalisierte Auseinan
derziehen oder jegliche Dehnungsbewegungen fixieren, wie schema
tisch in Fig. 7 gezeigt. Viertens besteht aufgrund der auf die
Außenflächen der aufgeschnittenen oberen und unteren Wandab
schnitte ausgeübten Deformationen die Tendenz, daß sich jedes
resultierende Wandsegment 34, 36 leicht nach außen krümmt und
drehend von den Zähnen gerade hinter der Schneideinsatz/Radius
einsatz-Kombination ausgegeben wird, wie schematisch in Fig. 7
dargestellt.
In Fig. 7 sind drei Sätze von Schneideinsätzen/Radiuseinsätzen
dargestellt, und ein Verfahren zur lösbaren Befestigung der Ein
sätze mit Schrauben ist in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Die
Anzahl der Sätze stellt eine einfache Art und Weise dar, die
gewünschte Länge der Wandabschnittstücke festzulegen, wobei der
Ausfall oder die Entfernung eines Satzes einen fortgesetzten
Betrieb der Anlage nicht behindert.
Aus den schematisch in Fig. 1 dargestellten Materialfluß ist zu
erkennen, daß ein erfolgreicher Zerkleinerungsvorgang (der ein
oberes Wandsegment 34 und ein unteres Wandsegment 36 bildet) für
einen kontinuierlichen Materialdurchfluß nicht erforderlich ist.
Wenn irgendein Schneidvorgang nicht erfolgreich ist, ist das
Ergebnis einfach, daß bestimmte Wandsegemente länger sind als
andere zerkleinerte Segmente. Eine Fehlfunktion des Zerkleine
rungsmechanismus, einen oder beide der aufgespaltenen oberen und
unteren Rohrwandabschnitte nicht vollständig voneinander zu
trennen, führt nicht zu einer Störung oder Verlangsamung des
Betriebs der Vorrichtung. Die Zugwalzenzähne sind in der Lage,
kontinuierlich Material zuzuführen und zerkleinerte oder nicht
zerkleinerte Wandsegmente fortzuschaffen, wie schematisch in
Fig. 7 dargestellt. Diese Tatsache zusammen mit der im wesent
lichen geradlinigen Bewegung des deformierten Rohrs vom Einlaß
zum Auslaß erhöht die Verläßlichkeit des Betriebs und die Durch
laufgeschwindigkeit.
Indem mehr als ein Satz von Schneidsätzen vorgesehen wird, kann
sichergestellt werden, daß in jedem Fall relativ kurze Segmente
erzeugt werden. Für Zugwalzen 6, 8 mit einem nominellen Zahn
durchmesser von 73,8 mm (2,90 Zoll) ergeben sich bei einem Satz
von Einsätzen geschnittene Wandsegmentlängen von etwa 240 mm
(9,42 Zoll). Diese Länge kann auf Längen von etwa 120 mm (4,71
Zoll), 80 mm (3,14 Zoll) reduziert werden, indem die Anzahl der
Einsätze schrittweise auf bis zu drei erhöht wird. Der
Schneideinsatz und der Radiuseinsatz werden vorzugsweise durch
Kopfschrauben gehalten, die von innen aus entfernt werden, wie
in den Fig. 7 und 8 gezeigt, um eine einfache Ersetzung zu
erlauben, falls ein Einsatz stumpf wird oder bricht. Einsätze
aus Werkzeugstahl, gehärtet auf eine Rockwell C Härte 45, haben
sich als Schneid- und Radiuseinsätze als wirkungsvoll erwiesen
und als nicht übermäßig brüchig.
Die längliche Schneidklinge 12 ist vorzugsweise aus gehärtetem
Werkzeugstahl hergestellt und kann mit einem zugehörigen Kühlsy
stem (nicht gezeigt) versehen sein. Wie in den Fig. 2, 5 und
6 dargestellt, können Wolframcarbid-Einsätze 50 durch Hartlötung
an Bereichen der Schneidkante mit hohem Verschleiß befestigt
sein. Der spitze Keilwinkel 70 und der stumpfe Angriffswinkel 72
können entsprechend dem erwarteten Rohrmaterial und Rohrmaß
gewechselt oder variiert werden, indem die Vorrichtung mit einer
geeigneten Auswahl versehen wird. In der bevorzugten Ausfüh
rungsform der Klinge beträgt der Keilwinkel 70 näherungsweise
21° und der Angriffswinkel 72 näherungsweise 150°. Die Carbid-
Einsätze 50 sind vorzugsweise symmetrisch um die Mittellinie der
Klinge angeordnet und sind länglich ausgebildet, um an die Quer
ausdehnung oder den Abstand der Außenkanten von typischen defor
mierten Wärmetauscherrohren angepaßt zu sein. Wie in Fig. 5
dargestellt, kann der Anstellwinkel der Spaltklinge durch Lösen
eines Befestigungsbolzens 50 eingestellt werden. Weiterhin kön
nen Führungslöcher und Stifte vorgesehen sein, um eine exakte
Ausrichtung der Schneidklinge 12 mit der im wesentlichen hori
zontalen Symmetrieebene 20 zu erreichen, die jeweils durch das
deformierte Wärmetauscherrohr definiert wird.
Es ist weiter zu bemerken, daß ein gewisser Betrag an weiterer
Kaltverfestigung an jedem deformierten Wärmetauscherrohr durch
den ersten Walzensatz 2, 4 bei Verwendung der Vorrichtung aus
Fig. 1 erreicht werden kann. Es wurde gefunden, daß jede Kalt
verfestigung, die nur an der Außenseite der im wesentlichen
flachen Flächen eines deformierten Rohrs ausgeführt wird, eine
Tendenz für die obere und untere Hälfte eines aufgespaltenen
Rohrs bewirkt, sich nach außen zu krümmen und dem Krümmungsradi
us der jeweiligen Zugwalze 2, 4 zu folgen. Wie in Fig. 1 ge
zeigt, sind der nach oben gekrümmte Weg der oberen Rohrhälfte 34
und der nach unten gekrümmte Weg der unteren Rohrhälfte 32 nicht
eine Folge des Keilwinkels der Klinge 12. Im Gegenteil wird
durch die den Außenflächen jedes aufgespaltenen Wandabschnitts
zugeführte Energie eine Tendenz hervorgerufen, daß sich die
aufgespaltenen oberen und unteren Rohrabschnitte wie dargestellt
krümmen, und diese Krümmung hilft dabei, das Material axial und
in seitlicher Richtung weg von der Schneidkante der Schneidklin
ge fortzuführen. Aufgrund dessen, und abhängig von der Kaltver
festigung, die auf das verformte Rohr ausgeübt wurde, und von
der Brüchigkeit des Rohrs wurde gefunden, daß harte Materialien
leichter als weiche Materialien aufspalten. Daher kommen bei
einer bestimmten Brüchigkeit und Kaltverfestigung von Rohrmate
rialien die Carbid-Einsätze 50 der Klinge in ihrer seitlichen
Symmetrieebene nicht unbedingt in Kontakt mit den deformierten
Rohrkanten. Dann kann bereits der Keileffekt der Klinge, wie
durch den Winkel 70 festgelegt, ausreichend sein, eine kontinu
ierliche Aufspaltung durch das Rohr zu führen. Dieser axiale
Aufspaltvorgang macht sich die Tendenz der Rohrwandabschnitte
zunutze, sich nach außen zu krümmen, und die Gesamtkombination
der Struktur scheint die überraschend hohen Durchlaufgeschwin
digkeiten, die sich mit dieser Vorrichtung als möglich erwiesen
haben, zu unterstützen.
Wie ebenfalls in Fig. 1 gezeigt, werden die getrennten oberen
und unteren Wandabschnitte 30, 32 dadurch leicht durch die In
nenflächen einer oberen Führung 14 und einer unteren Führung 16
abgelenkt. Die Führungen können ersetzt oder eingestellt werden
durch einen Satz von oberen Gewindebolzen 54 und einen Satz von
unteren Gewindebolzen 56. Ebenso kann der Anstellwinkel der
länglichen Schneidklinge 12 leicht durch einen Befestigungsbol
zen 52 eingestellt werden. In Fig. 2, einer teilweisen Aufsicht
im Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 1, ist eine vertikale
innere Führungsplatte 58 zwischen der Haupttragplatte 18 und der
Klinge 12 angeordnet. Ebenso kann eine äußere vertikale Füh
rungsplatte 60 vorgesehen werden, um auszuschließen, daß das
deformierte Rohr 20 den axialen Transportweg verläßt.
Die Fig. 2 und 4 zeigen weiter eine Einlaßführungsanordnung
mit einem ersten Satz von Einlaßführungsrollen 22, 23 und einem
zweiten Satz von Einlaßführungsrollen 24, 25. Alle vier Füh
rungsrollen sind in bezug auf eine Einlaßführungshalterung 38
unabhängig voneinander einstellbar durch einen Satz von Ein
stellblöcken 64, 66 und ein Einstellgewinde 68, die in Fig. 4
gezeigt sind. Zwischen der Haupttragplatte 18 und der hinteren
Rahmenplatte 62 befindet sich ein herkömmlicher Satz von Zahnrä
dern (nicht gezeigt), um so alle Treibwal zen mit der gleichen
Geschwindigkeit zur Drehung anzutreiben. Eine einzelne hydrauli
sche Antriebseinrichtung 40 ist freitragend an der hinteren
Rahmenplatte 62 angebracht. Anstelle von Zahnrädern können zum
Antrieb der Antriebswellen 42, 44, 46 und 48 auch separate,
synchron laufende Motoren in bekannter Weise, wie in US-Patent
4 815 201 dargestellt, verwendet werden.
Die in den Fig. 2, 3, 7 und 8 dargestellte Schneidradanord
nung weist eine gerade, transversal ausgerichtete Kerbzahnung
oder Zähne auf. Für einen äußeren Zahndurchmesser 76 von 74,3 mm
(2,92 Zoll) hat sich eine Treibwalzengestaltung mit 38 Zähnen,
einer Teilung von 14 und einem Pressungswinkel von etwa 25° für
Rohre mit einem Rohrmaß von 18 BWG als wirkungsvoll erwiesen.
Die Walzen bestehen vorzugsweise aus Werkzeugstahl, der auf eine
Rockwell C Härte von etwa 50 wärmebehandelt ist. Der Außendurch
messer 74 an der Spitze des Schneideinsatzes 26 ist in Fig. 7
zusammen mit dem Außendurchmesser 78 des entsprechenden Radius
einsatzes 28 dargestellt. Wie schon zuvor bemerkt, ist der ver
tikale Abstand oder Freiraum zwischen den maximalen Zugwalzen
durchmessern 78 und 74 im wesentlichen Null. Bei einem Abstand
der Mittelachsen der Antriebswellen 42 und 44 an der ersten
Station und der Antriebswellen 46 und 48 an der dritten Station
von 76,3 mm (3,0 Zoll) liegt die Summe der maximalen Außendurch
messer 74 und 78 nur wenig unter 76,3 mm (3 Zoll). Die äußeren
Zahndurchmesser 76, 80 können im Bereich zwischen 73,8 mm (2,90
Zoll) und 76,1 mm (2,99 Zoll) liegen, abhängig von den verschie
denen Eigenschaften der Wärmetauscherrohre am Arbeitsort. Die
Fig. 7 und 8 zeigen wie die Walzen jeweils mit einer Feder
formschlüssig in Drehrichtung auf eine Antriebswelle aufgesetzt
sind, um sie leicht davon entfernen zu können.
Claims (18)
1. Verfahren zur Demontage von eventuell kontaminierten Wärme
tauscherrohren aus einem Rohrbündel, welches eine Mehrzahl
von parallelen Rohren aufweist, die in Längsrichtung durch
Löcher in wenigstens einem Lochboden fest sitzend gefaßt
sind, wobei die Demontage zum Zweck des Abtransports an
einen anderen Ort erfolgt und das Verfahren die Schritte
aufweist:
- a) Ergreifen und Deformieren der Außenfläche eines eventu ell kontaminierten Rohrs mit entgegengesetzten, quer zur Rohrlängsrichtung wirkenden Kräften ausreichender Größe, um das Rohr in Längsrichtung aus dem Lochboden in einem deformierten Zustand herauszuziehen, um so zwei im wesentlichen gegenüberliegende Wandabschnitte (30, 32) mit kaltverfestigten Kanten zu erzeugen;
- b) Aufspalten des deformierten Rohrs entlang der kaltver festigten Kanten, um so das deformierte Rohr in den er sten (30) und den zweiten Wandabschnitt (32) zu teilen;
- c) Zerkleinern der ersten und zweiten Wandabschnitte des deformierten Rohrs in Segmente (34, 36) kurzer Länge; und
- d) Abtransport der kurzen Segmente an einen anderen Ort.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Herausziehens das Ergreifen des Rohrs zwischen einem Paar von beabstandeten Treibwalzen (2, 4), welche mit Zähnen versehen sind, und das Deformieren des Rohrs um eine transversale Symmetrieebene zwischen dem er sten Wandabschnitt und dem zweiten Wandabschnitt umfaßt; und
daß der Schritt des Aufspaltens das Führen des deformierten Rohrs in Richtung seiner Längsachse über eine Spaltklinge (12) umfaßt, welche in Richtung der Längsachse länglich ausgedehnt ist, um so das deformierte Rohr entlang der Kan ten, die bei der Verformung kaltverfestigt wurden, aufzu spalten, um so den ersten Wandabschnitt und den zweiten Wandabschnitt im wesentlichen um die Symmetrieebene in einen oberen (30) und einen unteren Wandabschnitt (32) aufzuspal ten, die im wesentlichen eben sind.
daß der Schritt des Herausziehens das Ergreifen des Rohrs zwischen einem Paar von beabstandeten Treibwalzen (2, 4), welche mit Zähnen versehen sind, und das Deformieren des Rohrs um eine transversale Symmetrieebene zwischen dem er sten Wandabschnitt und dem zweiten Wandabschnitt umfaßt; und
daß der Schritt des Aufspaltens das Führen des deformierten Rohrs in Richtung seiner Längsachse über eine Spaltklinge (12) umfaßt, welche in Richtung der Längsachse länglich ausgedehnt ist, um so das deformierte Rohr entlang der Kan ten, die bei der Verformung kaltverfestigt wurden, aufzu spalten, um so den ersten Wandabschnitt und den zweiten Wandabschnitt im wesentlichen um die Symmetrieebene in einen oberen (30) und einen unteren Wandabschnitt (32) aufzuspal ten, die im wesentlichen eben sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Zerkleinerns weiterhin umfaßt, daß der gespalte
ne erste Wandabschnitt (30) und der gespaltene zweite Wand
abschnitt (32) getrennt axial transportiert werden, die
Innenflächen der gegenüberliegenden Wandabschnitte (30, 32)
wieder zusammengepreßt werden und die zusammengepreßten
Wandabschnitte quer zur Rohrlängsachse in kurze Segmente
zerkleinert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schritte des Aufspaltens und des Zerkleinerns sequentiell
durchgeführt werden, wobei ein Rohr zwischen einen ersten
Satz von Treibwalzen (2, 4) axial eingeführt wird, um da
durch in die gegenüberliegenden Wandabschnitte verformt zu
werden, und dann direkt über eine Klinge (12) geführt wird,
die das flachgedrückte Rohr um eine Symmetrieebene, in wel
cher die kaltverfestigten Kanten liegen, aufspaltet und auf
trennt, wobei die gegenüberliegenden Innenflächen der ersten
und zweiten Wandabschnitte dann wieder in Kontakt in der
Symmetrieebene zusammengeführt werden, indem die gespaltenen
Wandabschnitte (30, 32) gleichzeitig axial durch einen zwei
ten Satz von Walzen (6, 8) geführt werden, die mit Mitteln
versehen sind, um die Wandabschnitte quer zur Rohrlängsrich
tung in kurze Segmente aufzubrechen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verfahren Teil des Rohraustauschs eines Kondensators in
einem Siedewasserreaktor-Kernkraftwerk ist und daß die
Schritte des Aufspaltens entlang der kaltverfestigten Kanten
und des Zerkleinerns eines deformierten Rohrsals getrennter
Arbeitsgang an einem Wärmetauscherrohr durchgeführt werden,
das zuvor während des Herausziehens aus einem Rohrbündeln
des Kondensators deformiert wurde, um so zwei im wesentli
chen gegenüberliegende Wandabschnitte (30, 32) zu erhalten.
6. Vorrichtung zum Aufspalten eines eventuell kontaminierten Wärmetauscherrohrs, das
zuvor beim Herausziehen aus einem Rohrbündel deformiert
wurde und das obere und untere Wandabschnitte um eine axial
verlaufende Symmetrieebene des Rohrs aufweist, wobei die
Vorrichtung aufweist:
- a) eine erste Station mit ersten Transportmitteln (2, 4), um die Außenflächen der oberen und unteren Wandabschnitte unter weiterer Deformation zu ergreifen und das defor mierte Rohr axial zu einer zweiten Station zu übertragen;
- b) wobei die zweite Station eine Keileinrichtung (12), um das deformierte Rohr im wesentlichen um die Symmetrieebe ne in getrennte obere und untere Wandabschnitte (30, 32) aufzuspalten, und Führungsmittel (18, 60) hat, um die Wandabschnitte axial auf eine dritte Station zu auszu richten; und
- c) wobei die dritte Station zweite Transportmittel (6, 8) hat, um die Außenflächen der getrennten oberen und unte ren Wandabschnitte (30, 32) unter weiterer Deformation zu ergreifen und die Wandabschnitte in der Symmetrieebene zusammenzupressen und sie axial von der Keileinrich tung (12) fortzuziehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweiten Transportmittel (6, 8) weiter mit Schneidmitteln
(26, 28) versehen sind, um die getrennten oberen und unteren
Wandabschnitte (30, 32) quer zur Rohrlängsachse in kurze, im
wesentlichen flache Rohrwandsegmente (34, 36) zu zerklei
nern.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
ersten Transportmittel eine obere gezahnte Treibwalze (2)
und eine untere gezahnte Treibwalze (4) aufweisen, die ober
halb und unterhalb der Symmetrieebene angeordnet sind, um
die Außenflächen der oberen und unteren Wandabschnitte unter
Verformung zu ergreifen und das deformierte Rohr in einem im
wesentlichen flachen Zustand zur zweiten Station zu trans
portieren.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Keileinrichtung eine axial längliche Klinge (12) aufweist,
die quer zu Rohrlängsachse in der zweiten Station angeordnet
ist, um symmetrisch mit der Symmetrieebene des deformierten
Rohrs zu sein, das in einem im wesentlichen flachgedrückten
Zustand ist, wobei die Klingen einen spitzen Keilwinkel (70)
mit der Symmetrieebene und einen stumpfen Angriffs
winkel (72) in der Symmetrieebene aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Keileinrichtung weiterhin Führungsteile (14, 16) aufweist,
die transversal mit Abstand oberhalb und unterhalb einer
länglichen Klinge (12) so angeordnet sind, daß sie symme
trisch mit der Symmetrieebene eines deformierten, im wesent
lichen flachgedrückten Rohrs sind, wobei die Führungsteile
(14, 16) im wesentlichen zwischen der ersten und der dritten
Station verlaufen und nach innen weisende Oberflächen auf
weisen, die dazu ausgelegt sind, die Außenflächen der oberen
und unteren Wandabschnitte (30, 32) axial zu führen und die
Wandabschnitte zu den zweiten Transportmitteln zu lenken,
die eine obere Zugwalze (6) und eine untere Zugwalze (8)
aufweisen, die oberhalb und unterhalb der Symmetrieebene
angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweiten Transportmittel in der dritten Station weiter eine
obere Zugwalze (6) und eine untere Zugwalze (8) oberhalb und
unterhalb der Symmetrieebene angeordnet aufweist, welche
Zugwalzen die Außenflächen der aufgespaltenen oberen und
unteren Wandabschnitte (30, 32) unter Verformung ergreifen
und sie um die Symmetrieebene zusammendrücken, daß die obe
ren und unteren Zugwalzen (6, 8) gezahnt sind und daß die
Schneidmittel ein erstes Schneidelement (26) mit einer
Schneidkante, die nach außen über den durch die Zähne der
einen Zugwalze (6) definierten Durchmesser hervorragt, und
ein zweites Schneidelement (28) mit einer Oberfläche auf
weisen, die nach außen über den durch die Zähne der anderen
Zugwalze (8) definierten Durchmesser hervorragt, wobei die
Drehbewegungen der ersten und zweiten Zugwalzen (6, 8) so
aufeinander abgestimmt sind, daß die Schneidelemente (26,
28) mit einem Abstand von im wesentlichen Null in der Sym
metrieebene zusammentreffen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Schneidelement (26) einen Keil mit quer liegender
Schneidkante aufweist und ein Einsatz ist, der von der er
sten Zugwalze (6) lösbar ist, und daß das zweite Schneid
element (28) eine Radiusaußenfläche aufweist und ein Einsatz
ist, der von der zweiten Zugwalze (8) lösbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zugwalzenzähne und die Schneidkanten- und Radiuseinsät
ze (26, 28) aus Werkzeugstahl bestehen, mit einer Rockwell
C Härte von wenigstens 45.
14. Vorrichtung zum Deformieren eines länglichen, eventuell kontaminierten Wärmetauscherrohrs, zum
Aufspalten des deformierten Rohrs in längliche, gespaltene
Wandabschnitte (30, 32) und zum Zerkleinern der Wandab
schnitte in Stücke (34, 36) kürzerer Länge, wobei die Vor
richtung aufweist:
- a) ein Gehäuse mit einem axialen Durchgangsweg, der in eine erste Station führt, die eine erste Schubwalze (2) und eine zweite Schubwalze (4) aufweist, die auf parallelen Wellen und mit Abstand zueinander um eine horizontale Ebene des Durchgangswegs angeordnet sind, eine Einrich tung zum Drehen der Schubwalzen, um so gegenüberliegende Oberflächen des Rohrs in dem Durchgangsweg unter Verfor mung zu greifen und das deformierte Rohr axial zu einer zweiten Station zu bewegen;
- b) die zweite Station mit einer axial länglichen Klinge (12) mit einem spitzen Keilwinkel (70) um die horizontale Ebene und einen stumpfen Angriffswinkel in der horizonta len Ebene und einer Schneidkante, die nahe am Ausgang der Schubwalzen (2, 4) liegt, wobei das deformierte Rohr um die horizontale Ebene in einen oberen und einen unteren Wandabschnitt (30, 32) aufgespalten wird, wenn das defor mierte Rohr axial in die zweite Station eintritt, und Einrichtungen (14, 16) zum Führen der gespaltenen Wand abschnitte um die längliche Klinge (12) herum zu einer dritten Station;
- c) die dritte Station mit einer ersten (6) und einer zweiten Zugwalze (8), die auf parallelen Wellen und mit Abstand zueinander um die horizontale Ebene des Durchgangswegs angeordnet sind, einer Einrichtung zum Drehen der Zug walzen, um so gegenüberliegenden Außenflächen der gespal tenen Wandabschnitte unter Verformung zu greifen und die Innenflächen der gespaltenen Wandabschnitte (30, 32) zusammenzudrücken, und um die gespaltenen Wandabschnitte axial zu einer Zerkleinerungseinrichtung zu führen, um im wesentlichen ebene kurze Wandsegmente (34, 36) zu erzeu gen; und
- d) wobei die Einrichtung zum Drehen der Schubwalzen (2, 4) und die Einrichtung zum Drehen der Zugwalzen (6, 8) syn chronisiert sind, um so eine gleichmäßige axiale Bewegung des in den axialen Durchgangsweg eingeführten Rohrs zu bewirken.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zerkleinerungseinrichtung auf den gezahnten Zugwalzen
(6, 8) angebracht ist und wenigstens einen Schneideinsatz
(26) auf der ersten Zugwalze (6) und wenigstens einen kom
plementären Radiusoberflächeneinsatz (28) auf der zweiten
Zugwalze aufweist, wodurch bei Drehung der ersten und zwei
ten Zugwalzen ein Abstand von im wesentlichen Null in der
horizontalen Symmetrieebene des axialen Durchgangswegs auf
tritt und dadurch die aufgespaltenen oberen und unteren
Wandabschnitte des deformierten, im wesentlichen flachge
drückten Rohrs quer in Stücke (34, 36) kürzerer axialer
Länge in einer Schneidbewegung zerkleinert werden.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schubwalzen eine erste gezahnte Schubwalze (2) und eine
zweite gezahnte Schubwalze (4) aufweisen, wobei die ersten
und zweiten Wellen (42, 44) in fixiertem Abstand zueinander
liegen und die äußeren Zahndurchmesser der Walzen einen
vertikalen Abstand in dem axialen Durchgangsweg lassen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die längliche Klinge (12) im wesentlichen ebene obere und
untere Flächen mit Schneidflächen im Bereich nahe der hori
zontalen Ebene aufweist, die gehärtet sind zum Kontakt mit
den kaltverfestigten Kanten des deformierten Rohrs, das in
einem im wesentlichen flach gedrückten Zustand über die
Klinge geschoben wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zur Führung der gespaltenen Wandabschnitte
Führungsteile (14, 16) aufweist, die mit Abstand zueinander
oberhalb und unterhalb der länglichen Klinge (12), symme
trisch um die horizontalen Symmetrieebene angeordnet sind,
wobei die Führungsteile (14, 16) im wesentlichen zwischen
der ersten und der dritten Station verlaufen und nach innen
weisende Oberflächen haben, die dazu gestaltet sind, die
Außenflächen der gespaltenen Wandabschnitte (30, 32) zu
führen und die Innenflächen der gespaltenen Wandabschnitte
an der dritten Station wieder zusammenzuführen.
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