WO1994029879A1 - Vorrichtung zur dekontamination einer radioaktiv kontaminierten oberfläche - Google Patents

Vorrichtung zur dekontamination einer radioaktiv kontaminierten oberfläche Download PDF

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Jakob Weber
Klaus-Alfred Steiner
Stefan Ring
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001—Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material

Definitions

  • the invention relates to a device for decontamination of a radioactively contaminated surface, as is known, for example, from German Patent 40 17 998.
  • German patent specification 40 17 998 discloses a mobile device for decontaminating the inner surface of a pipe open at one end, for example a stationary loop line of a pressurized water reactor after the steam generator has been disconnected, using a dry sandblasting process, in which a blasting system with a closed blasting medium circuit used.
  • This blasting system contains devices for separating the dry blasting agent-dust mixture drawn in from a working volume into two fractions with different grain sizes, the fraction with the larger average grain size being fed to a pressure vessel for reuse.
  • An injector operated with compressed gas is provided to generate a negative pressure required to extract the blasting agent-dust mixture and to separate the dust from the blasting agent.
  • a filter container in the cyclone and the device for separating the dust from the blasting medium in which the compressed gas sucked in by the injector and, after leaving this separating device, for example a cyclone, still carrying radioactive dust, is cleaned by an aerosol filter before it is passed through the Injector emerges into the exterior.
  • a dust container is arranged outside the flow path of the dust-transporting compressed gas, in which part of the dust settles due to the reduction in the flow speed and under the effect of gravity.
  • a filter container with a large volume and an aerosol filter with a large surface area must be used.
  • the dust accumulates in the dust container only in loose, less compressed form, so that the waste volume is relatively large. This loosely poured dust must be disposed of with the large aerosol filters in several dose-intensive individual transports.
  • the invention is based on the object of specifying a device for the decontamination of radioactively contaminated surfaces, with which a further reduction in the dose burden on the personnel during operation of the blasting system and in the disposal of the radioactive dust and filters which occur and a reduction in the waste volume is made possible.
  • a device for decontaminating a radioactively contaminated surface with a dry mechanical blasting medium contains according to the invention a suction device for suctioning the
  • a separator for separating the suctioned off by the suction device Blasting agent-dust mixture in a dust fraction and in a reusable blasting material fraction as well as a collecting container connected between the suction device and the separator, which contains a filter device for filtering the suction gas flowing through the collecting container into the suction device, the filter device can be connected to a blow-off device for blowing off the filter.
  • Radioactive dust with high activity collects in the collection container and in the filter device.
  • the filters are arranged in the collecting container and can be disposed of together with the dust, the dose burden on the personnel associated with the disposal is significantly reduced. Since the dust on the filter and below the filter in the collecting container is obtained in a relatively compact form and no longer in small individual pots with a relatively large dead volume, the waste volume is significantly reduced compared to the known embodiment.
  • the filter device in the collecting container can be connected to a blow-off line for blowing off the filters, the filters can be cleaned by applying counterpressure and the dust attached to the filter in a compact form falls to the bottom of the collecting container and lies there in a significantly higher density than in the known device.
  • the collection container is additionally arranged in a lockable shielding container, which brings about a further reduction in the dose load during operation of the blasting system and during removal of the radioactive dust and the filters. Furthermore, as compared to the known embodiment, there is no filter housing cleaning after removal of the filter, which was necessary in the known embodiment, as a dose-intensive operation. to comply with the limits for contamination and dose rate during the transport of radioactive goods.
  • the total time required is reduced by eliminating the need to change the known dust pots.
  • the waste volume is reduced by a factor of 5, so that a single collecting container with a volume of 200 l is sufficient for the decontamination of a four-loop system with eight pipe ends.
  • a device for decontaminating a radioactive contaminated surface contains a blasting system 1 with a closed blasting medium circuit.
  • the blasting system 1 comprises a separator 2, preferably a cyclone, which is arranged with its outlet above a storage container 4.
  • the recovered blasting material is collected in this storage container 4.
  • the reservoir 4 is connected to a pressure vessel 6 via a drop valve (not shown in the figure). In its upper region, this pressure vessel 6 is connected to a pressure line 10, into which the recovered blasting medium is introduced via a feed valve arranged at the bottom of the pressure vessel 6.
  • the blasting agent-dust mixture created during blasting is conveyed into the separator 2 via a suction line 12.
  • the vacuum required to operate the cyclone used as separator 2 is generated by a suction device 14, for example a blower, or an injector operated with compressed gas, preferably compressed air, which supplies the cleaned suction gas sucked in from the cyclone via a gas outlet 16 blows into the environment.
  • the separator 2, the storage container 4 and the pressure container 6 are arranged together on a mobile base and form a unit.
  • a collecting container 20 for example made of steel, in the flow path of the suction gas.
  • the collecting container 20 is arranged and separated from the mobile unit comprising the separator 2, storage container 4 and pressure container 6 is also located in a shielding container 22, preferably a shielding container 22 made of concrete, which can be closed with a lid, not shown in the figure, and is provided with transport eyelets 24 for easier transport.
  • the connection of the collecting container 20 into the flow path of the suction gas is preferably carried out via flexible hose lines 18 and 19.
  • the collecting container 20 there are several, for example three, parallel, hollow cylindrical aerosol filters 30 which are arranged between a holder 32 in section and one Lid 34 of the collecting container 20 are clamped. Sealing rings 33 are located on the end faces of the cylindrical aerosol filters 30, which prevent dust-permeated compressed gas from passing the filters 30 via the injector 14 into the outside space.
  • the inner cavity opens on the flow side into a funnel-shaped outlet connection 36, which opens into an interior of a filter head 38 arranged above the cover 34.
  • This filter head 38 is connected to the suction device 14 via the flexible hose line 18.
  • blow lines 40 also open, which are connected to a compressed air reservoir via a valve, not shown, and with which can be carried out with a sudden blow off of the filter 30 when the injector 14 is switched off.
  • the dust which arises during the blasting treatment settles on the filters 30 in compressed form and is also present in compressed form after being blown off in the collecting container 20 and can be disposed of together with the radioactive contaminated filters 30 without additional dismantling measures, with a low dose load on the personnel

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminierten Oberfläche mit einem trockenen mechanischen Strahlmittel enthält eine Absaugeinrichtung (14) zum Absaugen des beim Strahlen entstehenden Strahlmittel-Staub-Gemisches gemeinsam mit einem Sauggas, einen Separator (2) zum Trennen des von der Absaugeinrichtung (14) abgesaugten Strahlmittel-Staub-Gemisches in eine Staubfraktion und in eine wiederverwendbare Strahlgutfraktion sowie einen zwischen die Absaugeinrichtung (14) und dem Separator (2) geschalteten Sammelbehälter (20), der eine Filtereinrichtung (30, 32, 34) zum Filtern des durch den Sammelbehälter (20) zur Absaugeinrichtung (14) strömenden Sauggases enthält. Durch diese Maßnahme wird das beim Strahlen anfallende Waste-Volumen verringert und es fallen keine getrennt voneinander zu entsorgende Einzelkomponenten an, so daß die Dosisbelastung des Personals gegenüber bekannten Dekontaminationsvorrichtungen weiter reduziert ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminier¬ ten Oberfläche
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dekon¬ tamination einer radioaktiv kontaminierten Oberfläche, wie sie beispielsweise aus der deuschen Patentschrift 40 17 998 bekannt ist.
Bei Reparatur- und Prüfarbeiten an Anlagenteilen einer kern¬ technischen Anlage können radioaktiv kontaminierte Oberflä¬ chen zu einer hohen Strahlenbelastung des Reparaturpersonals führen. Um die Strahlenexposition möglichst niedrig zu hal- ten, ist es erforderlich, diese Oberflächen vor Durchführung der Reparaturarbeiten zu dekontaminieren. So besteht bei¬ spielsweise beim Austausch von Dampferzeugern in Kernkraft¬ werken die Notwendigkeit, freiliegende Innenflächen von sta¬ tionären Loopleitungen vor Beginn der Anarbeitung der Schweißfugen und der eigentlichen Schweißarbeiten zu dekon¬ taminieren.
Aus der deutschen Patentschrift 40 17 998 ist eine mobile Vorrichtung zur Dekontamination der Innenoberfläche eines an einem Ende offenen Rohres, beispielsweise einer stationären Loopleitung eines Druckwasserreaktors nach Abtrennen des Dampferzeugers, mit einem trockenen Sandstrahlverfahren be¬ kannt, bei der eine Strahlanlage mit geschlossenem Strahlmit¬ telkreislauf zum Einsatz gelangt. Diese Strahlanlage enthält Einrichtungen zum Trennen des aus einem Arbeitsvolumen ange¬ saugten trockenen Strahlmittel-Staub-Gemisches in zwei Frak¬ tionen mit unterschiedlicher Korngröße, wobei die Fraktion mit der größeren mittleren Korngröße einem Druckbehälter zur Wiederverwendung zugeführt wird. Zum Erzeugen eines zum Ab- saugen des Strahlmittel-Staub-Gemisches und zum Abtrennen des Staubes vom Strahlmittel erforderlichen Unterdruckes ist ein mit Druckgas betriebener Injektor vorgesehen. Zwischen dem Zyklon und der Einrichtung zum Abtrennen des Staubes vom Strahlmittel befindet sich ein Filterbehälter, in dem das vom Injektor angesaugte und nach Verlassen dieser Abtrenneinrich¬ tung, beispielsweise ein Zyklon, noch radioaktiven Staub füh- rende Druckgas durch ein Aerosolfilter gereinigt wird, bevor es über den Injektor in den Außenraum austritt.
Unterhalb der im Filterbehälter angeordneten Filter ist außerhalb des Strömungsweges des Staub transportierenden Druckgases ein Staubbehälter angeordnet, in dem sich ein Teil des Staubes durch die Verringerung der Strömungsgeschwindig¬ keit und unter der Wirkung der Schwerkraft absetzt.
Um bei ausreichendem Durchsatz eine das Absetzen von Staub ermöglichende niedrige Strömungsgeschwindigkeit im Filterbe¬ hälter erreichen zu können, muß ein Filterbehälter mit großem Volumen und ein Aerosolfilter mit großer Oberfläche verwendet werden. Außerdem fällt im Staubbehälter der Staub nur in lo¬ ser, wenig komprimierter Form an, so daß das Waste-Volumen relativ groß ist. Dieser lose geschüttete Staub muß mit den großen Aerosolfiltern in mehreren dosisintensiven Einzel¬ transporten entsorgt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Dekontamination radioaktiv kontaminierter Oberflächen an¬ zugeben, mit der eine weitere Verringerung der Dosisbelastung des Personals beim Betrieb der Strahlanlage und beim Entsor¬ gen des anfallenden radioaktiven Staubes und der Filter und eine Verringerung des Waste-Volumens ermöglicht wird.
Die genannten Aufgaben werden gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Eine Vorrichtung zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminierten Oberfläche mit einem trockenen mechanischen Strahlmittel enthält gemäß der Erfindung eine Absaugeinrichtung zum Absaugen des beim
Strahlen entstehenden Strahlmittel-Staub-Gemisches, einen Se¬ parator zum Trennen des von der Absaugeinrichtung abgesaugten Strahlmittel-Staub-Gemisches in eine Staubfraktion und in ei¬ ne wiederverwendbare Strahlgutfraktion sowie einen zwischen die Absaugeinrichtung und dem Separator geschalteten Sammel¬ behälter, der eine Filtereinrichtung zum Filtern des durch den Sammelbehälter hindurch in die Absaugeinrichtung strömen¬ den Sauggases enthält, wobei die Filtereinrichtung an eine Abblaseeinrichtung zum Abblasen der Filter anschließbar ist.
Im Sammelbehälter und in der Filtereinrichtung sammelt sich radioaktiver Staub mit hoher Aktivität.
Da die Filter im Sammelbehälter angeordnet sind und gemeinsam mit dem Staub entsorgt werden können, ist die mit der Entsor¬ gung verbundene Dosisbelastung des Personals deutlich verrin- gert. Da der Staub am Filter und unterhalb der Filter im Sammelbehälter in relativ kompakter Form und nicht mehr in kleinen Einzeltöpfen mit relativ großem Totvolumen anfällt, ist das Waste-Volumen gegenüber der bekannten Ausführungsform deutlich verringert.
Da außerdem die Filtereinrichtung im Sammelbehälter an eine Abblaseleitung zum Abblasen der Filter anschließbar ist, kön¬ nen die Filter durch Gegendruckbeaufschlagung gereinigt wer¬ den und der am Filter in kompakter Form festgesetzte Staub fällt auf den Boden des Sammelbehälters ab und liegt dort in deutlich höherer Dichte als bei der bekannten Einrichtung vor.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Sam- melbehälter zusätzlich in einem verschließbaren Abschirmbe¬ hälter angeordnet, der eine weitere Verringerung der Dosisbe- lastung beim Betrieb der Strahlanlage und beim Abtransport des radioaktiven Staubes und der Filter bewirkt. Ferner ent¬ fällt gegenüber der bekannten Ausführungsform als dosisinten- siver Arbeitsgang eine Filtergehäusereinigung nach Ausbau des Filters, die bei der bekannten Ausführungsform notwendig war, um die Grenzwerte für Kontamination und Dosisleistung beim Transport radioaktiver Güter einzuhalten.
Mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird der Gesamt¬ zeitbedarf durch den Wegfall des Wechsels der bekannten Staubtöpfe verringert. Außerdem ist das Waste-Volumen bis zu einem Faktor 5 verringert, so daß für die Dekontamination ei¬ ner Vier-Loop-Anlage mit acht Rohrenden ein einziger Sammel¬ behälter mit einem Volumen von 200 1 ausreicht.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausfüh- rungsbeispiel der Zeichnung verwiesen, in deren einziger Fi¬ gur eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem Teilschnitt veranschaulicht ist.
Gemäß der Figur enthält eine Vorrichtung zur Dekontamination einer radioaktiv kontaminierten Oberfläche gemäß der Erfin¬ dung eine Strahlanlage 1 mit geschlossenem Strahlmittelkreis¬ lauf. Die Strahlanlage 1 umfaßt einen Separator 2, vorzugs- weise ein Zyklon, der mit seinem Auslaß über einem Vorratsbe¬ hälter 4 angeordnet ist. In diesem Vorratsbehälter 4 wird das wiedergewonnene Strahlgut gesammelt. Der Vorratsbehälter 4 ist über ein in der Figur nicht dargestelltes Fallventil mit einem Druckbehälter 6 verbunden. Dieser Druckbehälter 6 ist in seinem oberen Bereich an eine Druckleitung 10 angeschlos¬ sen, in die über ein am Boden des Druckbehälters 6 angeordne¬ tes Zuführungsventil das rückgewonnene Strahlmittel einge¬ schleust wird.
Das beim Strahlen entstehende Strahlmittel-Staub-Gemisch wird über eine Saugleitung 12 in den Separator 2 befördert. Der zum Betrieb des als Separator 2 verwendeten Zyklons erforder¬ liche Unterdruck wird durch eine Absaugeinrichtung 14, bei¬ spielsweise ein Gebläse, oder ein mit Druckgas, vorzugsweise Druckluft, betriebener Injektor erzeugt, der das aus dem Zy¬ klon angesaugte gereinigte Sauggas über einen Gasauslaß 16 in die Umgebung abbläst. Der Separator 2, der Vorratsbehälter 4 und der Druckbehälter 6 sind gemeinsam auf einem fahrbaren Untersatz angeordnet und bilden eine Einheit.
Zwischen dem Separator 2 und der Absaugeinrichtung 14 befin¬ det sich im Strömungsweg des Sauggases ein beispielsweise aus Stahl bestehender Sammelbehälter 20. Der Sammelbehälter 20 ist räumlich getrennt von der den Separator 2, Vorratsbehäl- ter 4 und Druckbehälter 6 umfassenden fahrbaren Einheit ange¬ ordnet und befindet sich zusätzlich in einem Abschirmbehälter 22, vorzugsweise ein Abschirmbehälter 22 aus Beton, der mit einem in der Figur nicht dargestellten Deckel verschlossen werden kann und zum einfacheren Transport mit Transportösen 24 versehen ist.
Der Anschluß des Sammelbehälters 20 in den Strömungsweg des Sauggases erfolgt vorzugsweise über flexible Schlauchleitun¬ gen 18 und 19. Im Sammelbehälter 20 sind mehrere, beispiels- weise drei, parallelgeschaltete hohlzylindrischeAerosolfilter 30 angeordnet, die zwischen einer im Schnitt -förmigen Hal- terung 32 und einem Deckel 34 des Sammelbehälters 20 einge¬ spannt sind. An den Stirnflächen der zylindrischen Aerosol- filter 30 befinden sich jeweils Dichtringe 33, die verhin- dem, daß staubdurchsetztes Druckgas an den Filtern 30 vorbei über den Injektor 14 in den Außenraum gelangt. Bei dem in der Figur im Schnitt dargestellten linken Filter 30 ist zu erken¬ nen, daß der innere Hohlraum strömungsabseitig in einen trichterförmigen Auslaßstutzen 36 mündet, der in einen über den Deckel 34 angeordneten Innenraum eines Filterkopfes 38 mündet. Dieser Filterkopf 38 ist über die flexible Schlauch¬ leitung 18 an die Absaugeinrichtung 14 angeschlossen.
In den trichterförmigen Auslaßstutzen 36 münden außerdem noch Abblaseleitungen 40, die über ein nicht näher dargestelltes Ventil an einen Druckluftspeicher angeschlossen sind und mit denen bei abgeschaltetem Injektor 14 ein stoßartiges Abblasen der Filter 30 durchgeführt werden kann.
Der bei der Strahlbehandlung anfallende Staub setzt sich an den Filtern 30 in komprimierter Form ab und liegt auch nach dem Abblasen im Sammelbehälter 20 in komprimierter Form vor und kann ohne zusätzliche Demontagemaßnahmen gemeinsam mit den radioaktiv kontaminierten Filtern 30 bei geringer Dosis¬ belastung des Personals entsorgt werden

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Dekontamination einer radioaktiv kontami¬ nierten Oberfläche mit einem trockenen mechanischen Strahl- mittel mit
a) einer Absaugeinrichtung (14) zum Absaugen des beim Strah¬ len entstehenden Strahlmittel-Staub-Gemisches gemeinsam mit einem Sauggas,
b) einem Separator (2) zum Trennen des von der Absaugeinrich¬ tung (14) abgesaugten Strahlmittel-Staub-Gemisches in eine Staubfraktion und in eine wiederverwendbare Strahlgutfraktion sowie
c) einem zwischen die Absaugeinrichtung (14) und dem Separa¬ tor (2) geschalteten Sammelbehälter (20), der
d) eine Filtereinrichtung (30, 32, 34) zum Filtern des durch den Sammelbehälter (20) zur Absaugeinrichtung (14) strömenden
Sauggases enthält, wobei die Filtereinrichtung (30, 32, 34) an eine Abblaseleitung (40) zum Abblasen der Filter (30) an¬ schließbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem in einem ver¬ schließbaren Abschirmbehälter (22) angeordneten Sammelbehäl¬ ter (20) .
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem druckluftbetriebe- nen Injektor als Absaugeinrichtung (14) .
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Gebläse als Absaug¬ einrichtung (14) .
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Zyklon als Separa¬ tor (2) .
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Sammelbehälter (20), der räumlich vom Separator (2), vom Vorratsbehälter (4) und vom Druckbehälter (6) getrennt ist.
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