EP0149127B1 - Reparatur- und Montage-Wagen für kerntechnische Anlagen - Google Patents

Reparatur- und Montage-Wagen für kerntechnische Anlagen Download PDF

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EP0149127B1
EP0149127B1 EP84115090A EP84115090A EP0149127B1 EP 0149127 B1 EP0149127 B1 EP 0149127B1 EP 84115090 A EP84115090 A EP 84115090A EP 84115090 A EP84115090 A EP 84115090A EP 0149127 B1 EP0149127 B1 EP 0149127B1
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EP
European Patent Office
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cabin
carriage
platform
car
crane
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EP84115090A
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English (en)
French (fr)
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EP0149127A2 (de
EP0149127A3 (en
Inventor
Günther Zeitzschel
Milan Dipl.-Ing. Sulic
Manfred Tennie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F7/00—Shielded cells or rooms
    • G21F7/06—Structural combination with remotely-controlled apparatus, e.g. with manipulators

Definitions

  • the invention relates to a repair and assembly car for nuclear facilities. These wagons are to be used for areas exposed to radiation. That is why, for example, the Düsseldorf Nuclear Research Center has developed such a car that is operated entirely by remote control. The car can be moved on difficult terrain with the help of drive crawlers, but its uses are limited, for example, by the fact that the operating personnel only have a limited view, in particular via television monitors. Therefore, only relatively simple work can be carried out with it.
  • the invention is based on the object of being able to repair or replace components which are at risk of radiation, for example from hot cells in reprocessing plants or fuel element factories, especially pipelines, pumps, valves, filters, etc., which are located at different locations which cannot be determined in advance.
  • the work of the staff is also different and must therefore be able to be carried out without the staff being too severely hampered by shielding. In any case, hand holes are inconceivable with regard to radiation and contamination.
  • the solution to the aforementioned task consists in the special design of a repair and assembly vehicle, consisting of a platform which is adjustable in height and preferably also rotatable and which bears a shielded cabin, in such a way that the cabin extends over part of the platform, that one or more manipulators are arranged in the wall of the cabin, the control members of which are located in the cabin and the working members of which grip over the part of the platform lying next to the cabin, and that the platform is arranged on a movable lower part.
  • the carriage can advantageously be designed so that the platform carries a crane.
  • the crane can sit on or at the cabin so that its structure is used as a supporting structure.
  • the term crane also means hoists other than those with a boom.
  • the carriage can have a driven undercarriage, control elements in the cabin being assigned to the undercarriage. This results in a simple chassis if the path of the car is predetermined by rails according to the circumstances.
  • the car according to the invention can, however, also be equipped with steerable wheels or, like the known car, with caterpillars.
  • a lock for entering the cabin is expediently assigned to the car. This means that the vehicle standing in a radiation-endangered area can be entered by the operating personnel without being exposed to the ambient atmosphere of the car.
  • the cabin should be equipped with oxygen bottles with respiratory protection, so that in the event that the radiation-free air supply to the cabin fails, it is possible to bypass the personnel until they get out.
  • the new car can include travel, lifting and rotary drives integrated in the lower part.
  • the height-adjustable platform should extend to the top edge of frames in which components that are susceptible to repair must be treated.
  • the screening walls of the cabin should be transparent over a large area, preferably in the form of single or multi-layer lead glass windows.
  • the manipulators can be provided with various interchangeable tools. In principle, they are designed as is known from hot cells, so they preferably work as master-slave manipulators with pressure medium support.
  • FIG. 1 shows the floor plan of a reprocessing plant
  • FIG. 2 is a vertical section through the plant
  • 3 is enlarged in a vertical section part of the car is shown on a scale.
  • the concrete building 1 shown in FIG. 1 belongs to a reprocessing plant for fuel elements.
  • the components housed in the room 2 are arranged in frames 3, which are set up on both sides of a central aisle 4 along the walls 5 and 6.
  • the racks include, for example, containers, pipes and valves for dissolving the spent fuel and for chemical treatment of the predominantly liquid substances.
  • 2 shows that the frames 3 taper upwards at about half the height. This improves the accessibility for a carriage 10, which can be moved in the aisle 4 along rails 3 along dash-dotted lines 11.
  • the carriage 10 is shown in the end position in which it is connected to a personnel lock 14. Seals 15 ensure a gas-tight connection between the carriage 10 and the lock 14.
  • the carriage 10 comprises a lower part 20 which runs on the rails 11 with wheels 21.
  • the wheels are actuated by a drive, not shown, the control elements of which are accommodated in a cabin 23 with shielded walls 24.
  • the cabin 23 sits on a platform 25 which is arranged on the lower part 20.
  • the platform 25 can be rotated once about the axis 26 indicated by dash-dotted lines, as shown by the arrow 27.
  • the platform 25 is adjustable in height. In Fig. 2 the highest position at 30 is shown in dash-dot lines.
  • the cabin 23 is made of shielding material. As shown in FIG. 1, it only covers a little more than half of the platform 25. Therefore, there is an area 32 located next to the cabin 23 that is to be regarded as a working platform. The wall facing this work platform is clearly visible with shielding lead glass windows 34.
  • manipulators for example 35, 36 and 37, which can be operated from inside the cabin 23, for example with the master device 40, so that the tools 41, 42 and 43 held by the manipulators are the same as those shown in FIG. 3 Carry out the movements indicated by the arrows. They all cover at least area 32 of the platform. But some also go beyond that.
  • a hoist 46 is arranged on the upper side 45 of the cabin 23, the lifting mechanism 47 of which carries a crane hook 48 and is seated at the end of a telescopic arm 50 which is adjustable in the direction of the arrow 51.
  • a storage area with boxes 55 is provided in the side area designated 54 in FIG. 1 next to the cabin 23, a storage area with boxes 55 is provided. Interchangeable tools can be deposited there, with which the manipulators can be equipped if necessary.
  • the carriage 10 can be anchored to these with hooks 57.
  • Such gripping members result in greater stability for the application of forces, for example for loosening nuts or for sawing or bending pipelines, so that the carriage itself can be carried out relatively easily.
  • a frame 3 with a trolley 58 located on the ceiling of the room 2 has been set from the basic position into the position 3a in the corridor 4 for repair work. This makes it possible to reach into the frame from the side.
  • the platform 25 is rotated in the direction of the arrow 27, so that the manipulators 35, 36 and 37 can be optimally used.
  • the front of the cabin 23 is also provided with a nozzle opening 60 which can be pivoted in two mutually perpendicular planes, as indicated by the arrows 61 and 62. This means that a jet of decontaminating liquid can be directed onto components without the direct use of personnel, so that contaminating waste can be flushed out of room 2.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Reparatur- und Montage-Wagen für kerntechnische Anlagen. Diese Wagen sollen für strahlungsgefährdete Bereiche eingesetzt werden. Deshalb ist zum Beispiel von der Kernforschungsanstalt Karlsruhe ein solcher Wagen entwickelt worden, der vollständig durch Fernsteuerung betrieben wird. Der Wagen ist mit Hilfe von Antriebsraupen zwar auch in schwierigem Gelände beweglich, seine Nutzungsmöglichkeiten sind aber zum Beispiel dadurch begrenzt, dass das Bedienungspersonal nur eine eingeschränkte Sicht insbesondere über Fernsehmonitors hat. Deshalb können nur relativ einfache Arbeiten damit ausgeführt werden.
  • Bei einer aus der EP-A-0 004 861 bekannten beweglichen Arbeitsstation gibt es zur Aufnahme von Arbeitspersonal zwei mit einem Zwischenraum gegenüberliegend angeordnete abgeschirmte Kabinen, aus denen das Personal unmittelbar vor Ort Arbeiten durch Bleiglasfenster gut beobachten kann. Die bekannte Arbeitsstation ist aber speziell für Arbeiten an Dampferzeugern ausgebildet, denn sie wird mit einem Hebezeug vertikal in das oben geöffnete Dampferzeugergehäuse abgesenkt und dabei mit gummibereiften Rollen an der Gehäuseinnenseite geführt. Werkzeuge ausserhalb der Kabine sollen durch Handlöcher bedient werden, die unterhalb der Fenster vorgesehen sind. Die Werkzeuge werden mit einem besonderen Hebezeug durch den Zwischenraum zwischen den Kabinen abgesenkt, die gemeinsam auch um die vertikale Längsachse des Dampferzeugergehäuses rotieren können. Dies liegt daran, dass sich Reparaturen bei Dampferzeugern meist auf die Heizrohre beziehen, die wegen ihrer Länge von mehreren Metern nur abschnittweise in dem Zwischenraum zugänglich gemacht werden können.
  • Die Erfindung geht dagegen von der Aufgabe aus, strahlungsgefährdete Komponenten, zum Beispiel aus heissen Zellen in Wiederaufbereitungsanlagen oder Brennelementfabriken, vor allem Rohrleitungen, Pumpen, Ventile, Filter usw. reparieren oder austauschen können, die an unterschiedlichen, nicht von vornherein bestimmbaren Stellen liegen. Die Arbeiten des Personals sind ebenfalls unterschiedlich und müssen demnach erledigt werden können, ohne dass das Personal dabei durch eine Abschirmung zu stark behindert ist. Handlöcher sind jedenfalls im Hinblick auf Strahlung und Kontamination nicht vorstellbar.
  • Die Lösung der vorgenannten Aufgabe besteht in der besonderen Ausbildung eines Reparatur-und Montagewagens, bestehend aus einer in der Höhenlage verstellbaren und vorzugsweise auch drehbaren Plattform, die eine abgeschirmte Kabine trägt, und zwar so, dass sich die Kabine über einen Teil der Plattform erstreckt, dass in der Wand der Kabine ein oder mehrere Manipulatoren angeordnet sind, deren Steuerglieder in der Kabine liegen und deren Arbeitsglieder über den neben der Kabine liegenden Teil der Plattform greifen, und dass die Plattform auf einem fahrbaren Unterteil angeordnet ist.
  • Mit dem erfindungsgemässen Wagen können die meisten in kerntechnischen Anlagen anfallenden Reparaturarbeiten direkt vor Ort vorgenommen werden, und zwar mit Hilfe bekannter Manipulatoren unter unmittelbarer Beobachtung durch das Bedienungspersonal, das in der abgeschirmten Kabine freibeweglich untergebracht ist und mit dem Wagen zu den unterschiedlichen Schadenstellen gelangt.
  • Der Wagen kann vorteilhaft so ausgebildet werden, dass die Plattform einen Kran trägt. Zum Beispiel kann der Kran auf oder an der Kabnine sitzen, so dass deren Aufbau als Tragstruktur genutzt wird. Mit Kran sind dabei auch andere Hebezeuge als solche mit einem Ausleger gemeint.
  • Der Wagen kann ein angetriebenes Fahrwerk aufweisen, wobei dem Fahrwerk Steuerorgane in der Kabine zugeordnet sind. Dabei ergibt sich ein einfaches Fahrwerk, wenn der Weg des Wagens den Umständen entsprechend durch Schienen vorgegeben ist. Der erfindungsgemässe Wagen kann aber durchaus auch mit lenkbaren Rädern oder, wie der bekannte Wagen, mit Raupen ausgerüstet werden.
  • Zweckmässigerweise ist dem Wagen eine Schleuse zum Betreten der Kabine zugeordnet. Damit kann man erreichen, dass das in strahlengefährdeter Umgebung stehende Fahrzeug vom Bedienungspersonal ohne Belastung durch die Umgebungsatmosphäre des Wagens betreten werden kann. Ausserdem sollte die Kabine mit Sauerstoff-Flaschen mit Atemschutz ausgerüstet sein, um für den Fall, dass die strahlenfreie Luftversorgung der Kabine ausfällt, eine Überbrükkungsmöglichkeit bis zum Aussteigen des Personals zu haben.
  • Für Arbeiten, die grössere Kräfte erfordern, ist es günstig, wenn äussere Greiforgane zur Verankerung in einer Arbeitsstellung vorgesehen sind. Damit wird ein Widerlager geschaffen, so dass der Wagen selbst relativ leicht ausgebildet werden kann.
  • Der neue Wagen kann in dem Unterteil Fahr-, Hub- und Drehantriebe integriert enthalten. Die höhenverstellbare Plattform sollte bis zur Oberkante von Gestellen reichen, in denen reparaturanfällige Komponenten behandelt werden müssen.
  • Die Abschirmwände der Kabine sollten grossflächig durchsichtig sein, vorzugsweise in Form ein- oder mehrlagiger Bleiglasfenster.
  • Die Manipulatoren können mit verschiedenen austauschbaren Werkzeugen versehen sein. Im Prinzip sind sie so ausgebildet, wie dies aus heissen Zellen bekannt ist, sie arbeiten also vorzugsweise als master-slave-Manipulatoren mit Druckmittelunterstützung.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 den Grundriss einer Wiederaufbereitungsanlage, die Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch die Anlage. In Fig. 3 ist in einem Vertikalschnitt mit vergrössertem Massstab ein Teil des Wagens dargestellt.
  • Das in Fig. 1 ersichtliche Betongebäude 1 gehört zu einer Wiederaufbereitungsanlage für Brennelemente. Dabei sind die in dem Raum 2 untergebrachten Komponenten in Gestellen 3 angeordnet, die zu beiden Seiten eines Mittelganges 4 längs der Wände 5 und 6 aufgestellt sind. Die Gestelle umfassen zum Beispiel Behälter, Rohrleitungen und Ventile zum Auflösen der abgebrannten Brennelemente und zur chemischen Behandlung der überwiegend flüssigen Stoffe. Dabei zeigt die Fig. 2, dass die Gestelle 3 sich etwa in halber Höhe nach oben zu verjüngen. Damit ist die Zugänglichkeit für einen Wagen 10 verbessert, der im Gang 4 auf strichpunktiert dargestellten Schienen 11 längs der Gestelle 3 bewegbar ist. In Fig. 1 ist der Wagen 10 in der Endstellung dargestellt, in der er mit einer Personalschleuse 14 in Verbindung steht. Durch Dichtungen 15 ist für einen gasdichten Anschluss zwischen dem Wagen 10 und der Schleuse 14 gesorgt.
  • Der Wagen 10 umfasst ein Unterteil 20, das mit Rädern 21 auf den Schienen 11 läuft. Die Räder werden von einem nicht dargestellten Antrieb betätigt, dessen Steuerorgane in einer Kabine 23 mit abgeschirmten Wänden 24 untergebracht sind. Die Kabine 23 sitzt auf einer Plattform 25, die auf dem Unterteil 20 angeordnet ist. Die Plattform 25 ist einmal um die strichpunktiert angedeutete Achse 26 verdrehbar, wie durch den Pfeil 27 dargestellt ist. Ferner ist die Plattform 25 höhenverstellbar. In Fig. 2 ist die höchste Stellung bei 30 strichpunktiert dargestellt.
  • Die Kabine 23 besteht aus Abschirmmaterial. Sie bedeckt, wie die Fig. 1 zeigt, nur etwas mehr als die Hälfte der Plattform 25. Deshalb gibt es einen neben der Kabine 23 liegenden Bereich 32, der als Arbeitsplattform anzusehen ist. Die dieser Arbeitsplattform zugekehrte Wand ist mit abschirmenden Bleiglasfenstern 34 gut einsehbar.
  • Dort sitzen verschiedene Manipulatoren, zum Beispiel 35, 36 und 37, die vom Inneren der Kabine 23 aus zum Beispiel mit dem Master-Gerät 40 bedient werden können, so dass die von den Manipulatoren gehaltenen Werkzeuge 41, 42 und 43 die in der Fig. 3 durch die Pfeile angedeuteten Bewegungen ausführen. Sie bestreichen dabei alle mindestens den Bereich 32 der Plattform. Einzelne greifen aber auch darüber hinaus.
  • Die Fig. 3 lässt noch erkennen, dass auf der Oberseite 45 der Kabine 23 ein Hebezeug 46 angeordnet ist, dessen Hubwerk 47 einen Kranhaken 48 trägt und am Ende eines Teleskoparmes 50 sitzt, der in Richtung des Pfeiles 51 verstellbar ist.
  • In dem in Fig. 1 mit 54 bezeichneten seitlichen Bereich neben der Kabine 23 ist eine Ablagefläche mit Kästen 55 vorgesehen Dort können auswechselbare Werkzeuge deponiert werden, mit denen die Manipulatoren bei Bedarf auszustatten sind.
  • Für das Arbeiten an einzelnen Gestellen 3 kann der Wagen 10 mit Haken 57 an diesen verankert werden. Solche Greiforgane ergeben eine grössere Standfestigkeit für die Aufbringung von Kräften, zum Beispiel zum Lösen von Muttern oder zum Sägen oder Biegen von Rohrleitungen, so dass der Wagen selbst relativ leicht ausgeführt werden kann.
  • In Fig. 1 ist noch angedeutet, dass ein Gestell 3 mit einer an der Decke des Raumes 2 gelegenen Laufkatze 58 für Reparaturarbeiten aus der Grundposition in die Stellung 3a im Gangg 4 gesetzt worden ist. Dies ergibt die Möglichkeit, von der Seite her in das Gestell zu greifen. Für diese Arbeiten wird die Plattform 25 in Richtung des Pfeiles 27 gedreht, so dass die Manipulatoren 35, 36 und 37 optimal eingesetzt werden können.
  • Die Vorderseite der Kabine 23 ist noch mit einer Düsenöffnung 60 versehen, die in zwei zueinander senkrechten Ebenen geschwenkt werden kann, wie dies durch die Pfeile 61 und 62 angedeutet ist. Damit kann ohne direkten Personaleinsatz ein Strahl dekontaminierender Flüssigkeit auf Komponenten gerichtet werden, so dass kontaminierende Abfälle aus dem Raum 2 ausgeschwemmt werden können.

Claims (6)

1. Reparatur- und Montagewagen für kerntechnische Anlagen, bestehend aus einer in der Höhenlage verstellbaren und vorzugsweise auch drehbaren Plattform (25), die eine abgeschirmte Kabine (23) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kabine über einen Teil der Plattform (25) erstreckt, dass in der Wand (24) der Kabine (23) ein oder mehrere Manipulatoren (35, 36, 37) angeordnet sind, deren Steuerglieder in der Kabine (23) liegen und deren Arbeitsglieder über den neben der Kabine (23) liegenden Teil (32) der Plattform (25) greifen, und dass die Plattform (25) auf einem fahrbaren Unterteil (20) angeordnet ist.
2. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (25) einen Kran (46) trägt.
3. Wagen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kran (46) auf oder an der Kabine (23) sitzt.
4. Wagen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (10) ein angetriebenes Fahrwerk (21 ) aufweist, und dass dem Fahrwerk (21) Steuerorgane in der Kabine zugeordnet sind.
5. Wagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wagen (10) eine Schleuse (14) zum Betreten der Kabine (23) zugeordnet ist.
6. Wagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass äussere Greiforgane (57) zur Verankerung in einer Arbeitsstellung vorgesehen sind.
EP84115090A 1984-01-16 1984-12-10 Reparatur- und Montage-Wagen für kerntechnische Anlagen Expired EP0149127B1 (de)

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0149127A2 EP0149127A2 (de) 1985-07-24
EP0149127A3 EP0149127A3 (en) 1985-08-28
EP0149127B1 true EP0149127B1 (de) 1988-03-30

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