DE8212389U1 - Probentransportvorrichtung, insbesondere zur Entnahme von radioaktiven Proben aus einem abgeschirmten Bereich durch eine Schleuse - Google Patents

Description

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Internationale Atomreaktorbau GmbH D-5O6O Bergisch Gladbach 1

Probentransportvorrichtung, insbesondere zur Entnahme von radioaktiven Proben aus einem abgeschirmten Bereich durch eine Schleuse

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probentransportvorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Eine solche Transportvorrichtung wird insbesondere gebraucht für die Entnahme von radioaktiven Proben aus einem abgeschirmten Bereich, beispielsweise dem Primärkreislauf eines natriumgekühlten Kernreaktors, wobei die Entnahme durch eine Schleusenvorrichtung erfolgt. Fahrbare, gasdicht verschließbare mit Strahlungsabschirmenden Materialien umgebene Transportbehälter für insbesondere radioaktive Proben sind in vielen Ausführungen bekannt, üblicherweise werden radioaktive Proben mit Hilfe eines Manipulators gehandhabt und gegebenenfalls in einen Probentransportbehälter gesetzt. Bei einer Probenentnahme an einem hochaktiven Primärkreislauf ist jedoch eine dicke abschirmende Wand zwischen der Probenentnahmestelle und dem Transportbehälter zu überwinden. Dies kann mit einem einfachen Manipulator nicht ohne weiteres erreicht werden. Aus der DE-AS 27 37 449 ist auch ein Teleskoparm bekannt, welcher zur Überwindung waagerechten Distanzen mit einer Last geeignet ist. Der dort beschriebene Teleskoparm dient beispielsweise zum Bewegen von Fernsehkameras, Meßgeräten oder Werkzeugen, insbesondere auch hinter einer Abschirmung gegen radioaktive Strahlung. Der dort beschriebene Teleskoparm wird von einem gewölbten

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Stahlband angetrieben, welches von einer Vorratsspule ausgerollt wird. Eine solche Vorratsspule erfordert allerdings einen gewisisen Raum hinter dem Teleskoparm zur Unterbringung, und dieser Raum kann nicht für abschirmendes Material genutzt werden. Dies kann bei schwierigen Platzverhältnissen von Nachteil sein,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Probentransportvorrichtung, welche es ermöglicht, eine Probe aus einem mit einer dicken Abschirmung versehenen Bereich durch ein Schleusensystem hindurch in einen Transportbehälter zu bringen, welcher sich zum Weitertransport der Probe beispielsweise in ein Labor eignet.

In der Probenentnahmekammer ist kein Manipulator vorhanden, welcher es ermöglicht, die Probe durch die Abschirmung und die Schleusen zu bewegen. Dies ist aus abschirmungstechnischen und Sauberkeitsgründen auch so schwer zu erreichen, daß eine solche Lösung der Aufgabe ausscheidet. Andererseits muß der fahrbare Probentransportbehälter möglichst klein sein, da er im Labor handhabbar sein soll und sein ganzes Volumen von einer abschirmenden Schicht umgeben sein muß, deren Gewicht möglichst klein gehalten werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird eine Probentransportvorrichtung nach dem Hauptanspruch vorgeschlagen. Dazu wird in eine fahrbare,gasdicht verschließbare und mit Strahlungsabschirmenden Materialien ummantelte Kammer, welche für eine Ankopplung an das Schleusensystem geeignet ist, ein Teleskoparm integriert, welcher mit einer oder mehreren Probenhalterungen ausgestattet ist. Der Teleskoparm ist mitsamt den Proben in die Kammer einziebar und wird mit Hilfe einer Spindel aus- und eingefahren.

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Die Spindel wird dabei gasdicht durch das Kammergeicäuse nach außen verlängert. Auf diese Weise ist es möglich, die Proben durch die Abschirmung hindurch aus der Probenentnahmekammer in die Transportkammer zu befördern. Dazu wird die Kammer zunächst an die Schleuse angekoppelt, dann das Schleusensystem geöffnet und der Teleskoparm ausgefahren. Auf den ausgefahrenen Teleskoparm können mit Hilfe der in der Probenentnahmekanuner vorhandenen Manipulatoren die Probenbehälter gesetzt werden. Anschließend wird der Teleskoparm wieder ganz in die Probentransportkammer zurückgezogen und das Schleusensystem geschlossen. Der ganze Vorgang findet gegebenenfalls unter Schutzgas statt. Nach Schließen der entsprechenden Schieber und Abschirmungen kann die Probentransportkammer dann abgekoppelt werden und mit den Proben zur weiteren Verwendung gefahren werden. Der in die Probentransportkammer integrierte Teleskoparm erfordert zwar ein etwas größeres Volumen der Transportkammer, jedoch ist diese Lösung einem komplizierten Manipulator im Inneren der Probenentnahmekammer an Einfachheit noch Wciit überlegen. Ein einfacher Handbetrieb mit Hilfe einer gadicht durch das Kammergehäuse durchgeführten Spindel erfordert keinerlei zusätzliche Anschlüsse und ist wenig störanfällig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird im Anspruch 2 eine spezielle Ausführungsform des Teleskoparms angegeben. Aus verschiedenen Gründen muß der Teleskoparm besonders sorgfältig gestaltet sein. Einerseits wird die Transportkammer mit leichtem überdruck von Schutzgas betrieben, andererseits aber auch zwischenzeitig evakuiert, weshalb schlecht evakuierbare Teile, wie beispielsweise die Spule

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eines Stahlbandes, möglichst vermieden werden sollen. Andererseits ist eine Schmierung mit öl oder Fett ebenfalls nicht geeignet. Trotzdem soll der Teleskoparm bis fast auf das Vierfache seiner Mindestlänge ausfahrbar sein und dabei noch eine gewisse Tragfähigkeit in waagerechter Richtung besitzen. Seine Durchbiegung muß gering sein und ein ruckfreies Ein- und Auefahren, sowie Verdrehsicherheit sind gleichfalls Bedingung für den sicheren Transport von gefüllten Probentöpfchen. Dem entsprechend wird ein Teleskoparm mit gegeneinander vers hiebbaren Teleskopgliedern mit rechteckigem Querschnitt innen und außen vorgezogen. Um eine geringere Reibung und ein minimales Spiel zu erreichen und gleichzeitig einen sicheren Anschlag für die Maximallänge zu haben, werden die Teleskopglieder untereinander durch Führungsplatten gelagert. Jedes Teleskopglied weist hinten außen und vorne innen an der Ober- und Unterseite eine rechteckige, besonders geglättete Platte auf.

Durch die Oberflächen dieser Platten wird jeder Teleskoparm exakt geführt und schlägt in ausgefahrenem Zustand mit den Seitenflächen der Führungsplatten an. Angetrieben wird der Teleskoparm mit Hilfe von mehreren ineinanderliegenden Gewindespindeln mit den entsprechenden Muttern, welche zentrisch im Inneren des Teleskoparmes angebracht sind. Ein solcher Teleskoparm läßt sich unter Verwendung von im Handel erhältlichen Vierkantrohren mit vier Teleskopgliedern schon in einer Größe von weniger als 7 cm Querschnitthöhe und Reichweiten von über 1,50 m herstellen.

Im Anspruch 3 wird eine Maßnahme vorgeschlagen, welche bei Vermeidung von sonstigen Schmiermitteln eine gute Beweglichkeit der aneinanderreibenden Teile ermöglicht.

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Dazu werden alle reibenden Flächen mit Gleitlack versehen.

Im Anspruch 4 wird eine Möglichkeit zur Befestigung von Probenhalterungen an einem solchen Teleskoparm vorgeschlagen, welche besonders platzsparend und stabil ist. Dazu werden die Probenhalterungen mit einem Winkelstück am innersten Teleskopglied des Teleskoparmes vorne be-

festigt. Der Winkel ist dabei so geformt, daß sich die
Probenbehälter hintereinander über dem vordersten Glied des ausgefahrenen Teieskoparmes befinden und der Winkel ist so hoch gezogen, daß die Probenhalterungen sich auct bei eingefahrenem Teleskoparm über dem äußersten Teleskopglied in der Probentransportkammer befinden. Diese
Maßnahme ermöglicht eine bessere Ausnutzung des Platzes in der Probentransportkammer als beispielsweise eine
nach vorne über den Teleskoparm hinausreichende Probenhalterung, und bei eingefahrenem Teleskoparm können die Proben nicht aus den Halterungen fallen.

Im Anspruch 5 werden besondere Ausführungsformen für die Durchführung der Spindel durch die Kammerwand angegeben. Einerseits muß die Spindel druckdicht durch die Wand
geführt werden, was durch Dichtungen bewerkstelligt

werden kann, andererseits muß die Spindel in der Kammerwand genügend haltbar gelagert sein, um auch bei ausgefahrenem Teleskoparm nicht zu verkanten. Dazu sind in
der Kammerwand zwei Lager mit einem gewissen Abstand
vorgesehen. Ein Problem entsteht allerdings noch dadurch, daß die Dichtungen und die Lager eine schlechtere Abschirmung darstellen als die Kammerwand selbst. Um zu vermeiden, daß die Kammerwand aus diesem Grunde unnötig dick hinter Dichtungen und Lagern ausgeführt sein muß,
wird weiterhin vorgeschlagen, zwischen den beiden
Lagern ein Distanzstück aus ab-

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schirmendem Material, vorzugsweise Blei, anzubringen. Ein solches Distanzstück gleicht die durch die Lager verminderte Abschirmung aus und an dieser Stelle schadet es auch nichts, wenn ein etwas weicheres Material verwendet wird.

Im Anspruch 6 wird eine weitere zusätzliche Maßnahme zum Schutz des Bedienungspersonals der Probentransportvorrichtung vor entlang der Spindeldurchführung austretender radioaktiver Strahlung vorgeschlagen. Dazu wird dicht an der Außenseite der Kammerwand auf die Spindel ein Handrad mit einer Kurbel aufgesetzt, welches massiv ist und aus abschirmendem Material besteht. Bei einer Betätigung der Kurbel von Hand befindet sich also das Handrad aus abschirmendem Material noch zusätzlich zwischen der entnommenen Probe und dem Bedienenden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt:

In der Zeichnung ist schematisch ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Probentransportkammer mit integriertem Teleskoparm dargestellt. In einem von einer Abschirmung umgebenen Raum 1 befindet sich ein Teleskoparm 2, welcher aus vier Teleskopgliedern 5 besteht. Die einzelnen Teleskopglieder 5 sind hinten außen und vorne innen an der Ober- und Unterseite mit Führungsplatten 6 versehen, deren Flächen besonders geglättet sind. Durch die Oberflächen dieser Platten wird jeder Teleskoparm exakt geführt und schlägt in ausgefahrenem Zustand mit den Seitenflächen der Führungsplatten an. Angetrieben wird der Teleskoparm von einer innenliegenden Spindel 4, welche aus vier ineinanderliegenden Gewindespindeln besteht. An dem innersten Teleskopglied

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sind mit Hilfe eines Winkelstückes 7 mehrere Probenhai terungen 3 befestigt, und zwar so, daß bei eingefahrenem Zustand des Teleskoparmes 2 sich die Proben 30 5 oberhalb des äußeren Teleskopgliedes im Inneren der Kammer befinden. Die Wände 14 der Probenkammer bestehen aus einem abschirmenden Material,und die Kammer ist mit einem Verschlußstück 15 dicht verschließbar. An der Rückwand der Kammer ist das äußere Glied des Teleskopdimes befestigt, und die Spindel wird durch diese Wand hindurchgeführt. Dichtungen 8 sorgen dabei für eine Dichtigkeit gegenüber Druck oder Vakuum in der Kammer und Lager 9 dienen zur Führung der Spindel 4.Zwischen den Lagern ist ein Distanzstück 10 vorhanden, welches aus abschirmendem Material, beispielsweise Blei, besteht und die geringere Abschirmung der Dichtungen und Lager ausgleicht. Außen, dicht an der Rückwand der Kammer, ist auf die Spindel ein Handrad 11 mit einer Kurbel 12 aufgesetzt. Das Handrad kann ebenfalls aus abschirmendem Material bestehen, so daß die entlang der Spindel unter Umständen noch austretende Strahlung von den Härten des Bedienungspersonals abgeschirmt wird. Die ganze Vorrichtung ist, beispielsweise mit einem Wagen transportierbar und weist ein für die Probenentnahmeschleuse geeignetes Ankoppelsystem auf. Mit diesem Probentransportbehälter kann ein Transport von Proben bewerkstelligt werden, die schon eine gewisse Zeit abgeklungen sind. Beim Transport von hochaktiven Proben kann eine zusätzliche Bleiabschirmung um den ganzen Behälter vorgesehen werden.

Claims (6)

82 P 6 7 1 4 DE INTERATOM -8- 24.583.7 Internationale Atomreaktorbau GmbH D-5O6O Bergisch Gladbach 1 Probentransportvorrichtung, insbesondere für Entnahme von radioaktiven Proben aus einem abgeschirmten Bereich durch eine Schleuse ^jnsprüche

1. Probentransportvorrichtung, bestehend aus einer fahrbaren, gasdicht verschließbaren mit strahlungsabschirmenden Materialien ummantelteten Kammer (1), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es ist ein Teleskoparm (2) in der Kammer eingebaut, welcher mit einem oder mehreren Probenhalterungen (3) ausgescattet ist*
b) Der Teleskoparm (2) ist mitsamt den Probenhalterungen in die Kammer (1) einziehbar.

c) Der Teleskoparm (2) ist mit Hilfe einer Spindel (4), die gasdicht durch das Kammergehäuse (14) nach außen verlängert ist, aus- und einfahrbar. 25

2. Probentransportvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Teleskoparm (2) besteht aus mehreren gegeneinander verschiebbaren Teleskopgliedern (5) mit rechteckigem Querschnitt.

h) Die Teleskopglieder (5) sind untereinander durch

Führungsplatten (6) gelagert,
c) Der Antrieb des Teleskoparmes (2) besteht aus mehreren ineinanderliegenden Gewindespindeln (4), welche im Inneren des Teleskoparmes (2) liegen.

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3. Probentransportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

a) Die beweglichen Teile des Teleskoparmes (2) sind mit Gleitlack versehen.

4. Probentransportvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der oder die Frobenhalterungen (3) sind mit einem Winkelstück (?) am innersten Teleskopglied des Teleskoparmes (2) befestig "■.

b) In eingezogenem Zustand befinden sich die Probenhalterungen (3) über dem Teleskoparm in der Kammer (1).

5. Probentransportvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Durchführung der Spindel (4) durch die Kammerwand (14) ist mit Dichtungen (8) versehen.

b) Die Spindel (4) ist in der Kammerwand (14) mit zwei Lagern (9) gelagert.

c) Zwischen den beiden Lagern (9) ist ein Distanzstück (10) aus abschirmendem Material, vorzugsweise Blei, angebracht.

6. Probentransportvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es ist ein Handrad (11) mit einer Kurbel (12) zum Antrieb der Spindel (4) vorhanden.

b) Das Handrad (11) ist massiv und besteht aus abschirmendem Material.