PLANT FOR TREATING NUCLEAR FUEL POWDER

Abstract: 1. An installation for treating nuclear fuel powder, in particular uranium oxide powder and plutonium oxide powder, comprising a storage container for the nuclear fuel powder, a first processing unit for the nuclear fuel powder, positioned at a lower level in space than the storage container and having a filling opening for the nuclear fuel powder to which is assigned a down pipe, connected to the storage container and a second processing unit with a filling opening for the further treatment of the nuclear fuel powder, characterized in that both processing units (24 or 25, 26) are positioned next to one another and above a transporting level (II) and are pivotable at their filling openings (27, 28, 29) about an axis at right-angles to the direction of gravity ; and that a transport container (39) is provided which can be connected to the filling openings (27, 28, 29) of both processing units (24 or 25, 26) and which container can be moved on the transporting level (II) from one processing unit (24 or 25, 26) to the other.

Description: Anlage zum Bearbeiten von Kernbrennstoffpulver Die rrfindung betrifft eine Anlage zum Bearbeiten von Kernbrennstoffpulver, insbesondere U02- und PuO2 -Pulver, mi teinem Vorratsbehälter für das Kernbrennstoffpulver und einem ersten Rearbeitungsaggregat für das Kernbrennstoffpulver, das auf räumlich tieferem Niveau als der Vorratsbehälter angeordnet ist und das eine Füllöffnung ausweist, der ein am Vorratsbehälter angebrachtes Fallrohr für das Kernbrennstoffpulver zugeordnet ist, sowie mit einem zweiten Bearbeitungsaggregat mit Füllöffnung zu Jeiterbearbeiten des Kernbrennstoffpulvers. Eine derartige Anlage ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 03 808 bekannt. Diese bekannte Anlage dient zum Herstellen von Kernbrennstofftabletten. Sie weist als Vorratsbehälter einen Trichter auf, an dem ein Fallrohr vorgesehen ist, das in ein auf räumlich tieferem Niveau angeordneten, aus einem Walzenverdichter be stehendes Bearbeitungsaggregat mündet. Diesem Walzenverdichter ist über ein. Fallrohr als weiteres Bearbei tungsaggregat ein Granulator für das Kernbrennstoffpulver nachgeschaltet, der sich auf einem räumlich tieferen Niveau als der Walzenverdichter befindet, Auf räumlich noch tieferem Niveau ist ein Trommelmischer als Bearbeitungsaggregat angeordnet, der über ein Fallrohr dem Granulator nachgeschaltet ist. Schliesslich ist diesem Trommelmischer noch eine Presse als Bearbeitungsaggregat zum Herstellen von Presskörpern aus dem Kernbrennstoffpulver über ein weiteres Fallrohr nachgeschaltet, die sich auf dem räumlich tiefsten Niveau von allen Pearbeitungsaggregaten befindet. In dieser Anlage eingesetztes Kernbrennstoffpulver muss die gesamte Anlage in der vorgegebenen Reihenfolge der Bearbeltungsaggregate durchlaufen d.n. schliesslich zu Presslingen verdichtet werden, bevor irgendwelche Nachbearbeitungen des Kernbrennstoffpulvers, die sich später noch als notwendig erweisen, vorgenommen werden können. Zu diesem Zweck müssen sogar die in der Presse erzeugten Presskörper gebrochen und evtl. gemahlen werden, bevor das so rückgewonnene Kernbrennstoffpulver wieder in den Vorratstrichter eingefüllt werden und die Anlage erneut aurchlaufen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und ein Nachbearbeiten des Kernbrennstoffpulvers sofort nach jedem Bearbeitungsschritt in einem Bearbeitungsaggregat zu ermöglichen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anlage der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, da beide Bearbeitungsaggregate nebeneinander und oberhalb eines Transportniveaus angeordnet und mit ihren Füllöffnungen um eine zur Richtung der Schwerkraft rechtwinklige Schwenkachse schwenkbar sind und dass ein an die Füllöffnungen beider Bearbeitungsaggregate ankoppelbarer Transportbehälter vorgesehen ist, der im Transportniveau von einem Bearbeitungsaggregat zum anderen verschiebbar ist. Wird nach dem Abfüllen des bearbeiteten Kernbrennstoffpulvers aus einem der Bearbeitungsaggregate dieser Anlage in den Transportbehälter festgestellt, dass das Kernbrennstoffpulver im ersten Bearbeitungsaggregat noch nicht ausreichend bearbeitet war, kann der Transportbehälter im ebenen Transportniveau zurück geschoben1 wieder an das erste Bearbeitungsaggregat angekoppelt und das Kernbrennstoffpulver durch Schwenken dieses Bearbeitungsaggregates um die zur Richtung der Schwerkraft rechtwinklige Achse in das erste Bearbeitungsaggregat zurückgefüllt und dann in diesem ersten 3earbeitungsaggregat nachbearbeitet werden. Anschliessend kann das Kernbrennstoffpulver aus dem ersten Bearbeitungsaggregat durch Schwenken desselben um die zur Richtung der Schwerkraft rechtwinklige Achse wieder in den Traasportbehlter abgefüllt werden. Der Transportbe hält er wird sodann vom ersten Bearbeitungsagsregat abgekoppelt und im Transportniveau vom ersten Bearbeitungsaggregat zum zweiten Bearbeitungsaggregat verschoben. Dort kann beispielsweise der Transportbehälter an das zweite Bearbeitungsaggregat angekoppelt werden. Dieses zweite Bearbeitungsaggregat wird sodann um die zur Richtung der Schwerkraft rechtwinklige Achse geschwenkt und das Kernbrennstoffpulver aus dem Transportbehälter in das zweite Bearbeitungsaggregat eingefüllt, wo es anschliessend der in diesem zweiten Bearbeitungsaggregat vorgesehenen Bearbeitung unterworfen wird. In der Zeichnung ist stark schematisiert eine Anlage zum Mahlen und Mischen von U02- und Pu02-Pulve dargestellt. Diese Anlage weist Vorratsber.älter 2, 3, 4 und 5 für U02-, PuC2- und Gd203-Pulver auf. Bei Gd203 handelt es sich um ein pulverförmiges Additiv, das ein a9brenn- bares Neutronengift ist. jedem der Vorratsbehälter 2, 3, 4 und 5 ist jeweils über eine Dosiervorrichtung 6, 7, 8 und 9 ein Abzweigfall- rohr nachgeschaltet. Die Abzweigfallrohre der zu den Vorratsbehältern 2 gehörenden Dosiervorrichtungen 6 münden in ein Fallrohr 10, die Abzweigfallrohre der zu den Vorratsbehältern 3 gehörenden Dosiervorrichtungen 7 münden in ein Fallrohr 11 und die Abzweigfallrohre der dem Vorratsbenälter 4 zugeordneten Dosiervorrichtung 8 und der dem Vorratsbehälter 5 zugeordneten Dosiervorrichtung 9 münden in ein Fallrohr 12. Alle Abzweigfallrohre bzw. Fallrohre sind wenigstens annähernd vertikal angeordnet. Die Vorratsbehälter 2 mit den zugehörigen Dosiervorrichtungen 6 sind in einem ersten Handschuhkasten 13, die Vorratsbehälter 3 mit den zugehörigen Dosiervorrichtungen 7 in einem zweiten Handschuhkasten 14 und die Vorratsbehä.3#ter 4 und 5 mit den zugehörigen Dosiervorrichtungen 8 bzw. 9 sind in einem dritten Handschuh- kasten 15 angeordnet. Alle drei Handschuhkästen 13 bis 15 sind nebeneinander auf demselben ebenen und horizontalen räumlichen Niveau I angebracht. Neben dem Handschuhkasten 13 sind in demselben ebenen räumlichen Niveau I ferner eine Abfüllstation 16 und ein Handschuhkasten 17 angeordnet, in dem sich eine weitere Abfüllstation befindet. Die in dem Handschuhkasten 17 befindliche Abfüllstation ist für radioaktives und/oder radiotoxisches Material wie z.B. Pu02-Pulver bestimmt, während die Abfüllstation 16 für normales Material wie z.3. U02- und Gd203-Pulver zu verwenden ist. Der Abfüllstation 16 ist eine Rohrleitung 18 zugeordnet, von der jeweils eine Zweigrohrleitung in jeden der Handschuhkasten 13 bis 15 zu einem Vorratsbehälter 2 bzw. 3 und 5 führt. Von der Abfüllstation in dem Handschuhkasten 17 geht eine weitere Rohrleitung 19 ab, von der zwei Zweigrohrleitungen in den Handschuhkasten 13 zu jeweils einem Vorratsbehälter 2, eine Zweigrohrleitung in den Handschuhkasten 14 zu einem anderen Vorratsbehälter 3 und eine Abzweigrohrleitung in den Handschuhkasten 15 zu dem Vorratsbehälter 4 geführt sind. Auf einem ebenen, horizontalen räumlichen Transportniveau II, das niedriger als das Niveau I ist, sich also uiiterhalb des Niveaus I befindet, sind drei weitere Handschuhkästen 21 bis 25 angeordnet. Im Handschuh Kasten 21 befindet sich als Bearbeitungsaggregat eine Ilahltrommel 24, wahrend in den Handschuhicästen 22 ulld 23 jeweils ein aus einem Mischer mit einen Mischergehause 25 bzw. 26 bestehendes Bearbeitungsaggregat angeordnet ist. Die Mahltroniirel 24 kann mit ihrer Füll dffnuiig 27 um eine zur Schwerkraft rechtwinKlige Schwenkachse d.n. um eine zum ebenen Transportniveau II parallele und in der Zeichnung z.B. zur Zeichenebene senkrechte Schwenkachse geschwenkt werden. Der Mischer mit dem Mischergehäuse 26 im Handschuhkasten 23 hat beispielsweise das vierfache Fassungsvermögen des Mischers mit dem Misdiergehäuse 25 im Handschuhkasten 22. Auch die Mischergehäuse 25 und 25 können mit ihrer Füllöffnung 23 bzw. 29 um eine zur Schwerkraft rechtwinklige Schwenkachse d.h. um eine zum ebenen Transportniveau II parallele und in der Zeichnung z.B. zur Zeichenebene senkrechte Schwenkachse geschwenkt werden. Während das vom Handschuhkasten 13 ausgehende Fallrohr 10 in den Handschuhkasten 21 mit der Mahltrommel 24 geführt ist und dort eine Kopplungsöffnung 30 zum Ankoppeln der mit einem nicht dargestellten Schieber verschliessbaren Füllöffnung 27 der Mahltrommel 24 aufweist, sind die von den Handschuhkästen 14 und 15 ausgehenden Fallrohre 11 und 12 jeweils in die Handschuhkästen 22 bzw. 23 geführt und dort an einem ortsfesten, mit einer Drehdurchführung in den Mischer versehenen Einfüllstutzen 91 bzw. 32 des ftischerge- häuses 25 bzw. 26 angeschlossen. Im Transportniveau II ist eine horizontale, zum Trans portniveau II parallele Rollenbahn 35 vorgesehen, die sich durch die auf dem Transportniveau II nebeneinander angeordneten Handschuhkästen 21 bis 23 sowie durch Verbindungstunnel 36 zwischen den Handschuhkästen 21 und 22, 37 zwischen den Handschuhkästen 22 und 23 und 38 am Handschuhkasten 23 zum Ankoppeln eines nicht dargestellten fahrbaren Handschuhkastens erstreckt. Auf der Fol'enbahn 35 ist ein aussen ar seinem Boden mit Pollen versehener Transportbehälter 39 parallel zum Transportniveau II d.h. horizontal durch die Handschuhkästen 21 bis 23 und die Verbindungstunnel 36 bis 38 hin und her verschiebbar.Dieser Transportbehälter 39, der sich also zwischen der Mahltrommel 24 sowie den Mischergehäusen 25 und 26 einerseits und dem Transportniveau II andererseits befindet,weist seinerseits eine mit einem nicnt dargestellten Schieber verschliessbare Füllöffnung 40 auf, mit der er an die Füllöffnung 27 der Mahltrommel 24 und an die Füllöffnungen 28 und 29 der Mischergehäuse 25 und 26 ankoppelbar ist, die ebenfalls jeweils mit einem Schieber verschliessbar sind. In den Handsc;1uhkästen 22 und 23 ist ferner jeweils eine Sieb- und Passiermaschine 41 bzw. 42 vorgesehen, die unter die Füllöffnung 28 bzw. 29 des Mischergehäuses 25 bzw. 26 bei Bedarf geschwenkt und an die Füll öffnung 28 bzw. 29 angeschlossen werden kann. Die Füllöffnung 40 des Transportbehälters 39 kaim dann an diese Sieb- und Passiermaschine 41 und 42 angekoppelt werde#. In der Rollenbahn 35 befindet sich in jedem der Handschubkästen 21 bis 23 eine Hubstation 43 bis 45 zum vertikalen Anheben des Transportbehälters 39 beim An koppeln desselben an die Füllöffnung 27 der Mahltrommel 24 bzw. die Füllöffnungen 28 und 29 der Mischergehäuse 29 und 26 bzw. die Sieb- und Passiermaschinen 41 und 42. Jeder dieser Hubstationen 43 bis 45 ist noch eine Waage 46 bis 48 zum Wiegen des Transportbehälters 39 zugecrdnet. U02-Pulver und Gd203-Sulver als Additiv werden aus der Abfüllstation 16 über die Rohrleitung 18 und Pu02-Pulver aus der Abfüllstation im Handschuhkasten 17 über die Rohrleitung 19 pneumatisch in die Vorratsbehälter 2 bis 5 in den Handschuhkästen 13 bis 15 gefördert. Sodann wird die ahltrommel 24 so geschwenkt, dass ihre Füllöffnung 27 an das Anschlussteil 30 des Fallrohres 10 angeschlossen werden kann. Hierauf werden mit Hilfe der Dosiervorrichtungen 6 in der Handschuhbox 13 vorgeschriebene Mengen U02, Gd203- und Pu02-Pulver über das Fallrohr 10 in die Mahltrommel 24 eingefüllt. Anschliessend wird die Füllöffnung 27 der Mahltrommel 24 mit dem nicht dargestellten Schieber verschlossen und von der Kopplungsöffnung 30 des Fallrohres 10 abgekoppelt. Die tahltrommel 24 wird sodann um die zur Zeichenebene senkrechte Achse so geschwenkt, dass die mit der Füll öffnung 27 fluchtende Mahlachse 49 der Mahltrommel 24 parallel zum horizontalen Transportniveau II steht. Hierauf wird die Mahltrommel 24 um die Mahlachse 49 in Umdrehung versetzt und das in der Mahltrommel 24 befindliche Mahlgut gemahlen. Nach dem Mahlen des Mahlgutes wird die Mahltrommel 24 so geschwenkt, dass die Mahlachse 49 rechtwinklig zum Transportniveau II und die verschlossene Füllöffnung 27 der Mahltrommel 24 senkrecht nach unten stehen. Mit der Hubstation 43 wird sodann der Transportbehälter 39 angehoben,und schliesslich wird die Füllöffnung 40 dieses Transportbehälters 39 an die Fiillöffnung 27 der Mahltrommel 24 angekoppelt. Nach dem Zurückfahren der Hubstation 43 und dem Cffnen der Schieber in den F;ill- öffnungen 27 und 40 wird die Mahltrommel 24 mit dem angekoppelten Transportbehälter 39 so um die zur Zeichenebene rechtwinklige Achse geschwenkt, dass die Mahlachse 49 mit der Füllöffnung 27 schräg nach unten zeigt. In dieser Position wird die Mahltrommel 24 in Umdrehung um die Mahlachse 49 versetzt und das Mahlgut aus der Mahitrommel 24 in den Transportbehälter 39 entleert. Anschliessend werden die Schieber in den Füllöffnungen 27 und 40 wieder geschlossen, die Mahltrommel 24 mit ihrer Mahlachse 49 wieder um die zur Zeichenebene rechtwinklige Achse so zurückgeschwenkt, dass die Mahlachse 49 rechtwinklig zum Transportniveau II steht, und die Hubstation 4 angehoben, so dass der Transportbehälter 39 von der Mahltrommel 24 abgekoppelt und auf die Hubstation 43 abgesetzt werden kann. Nach dem Wiederabsenken der Hubstation 43 kann der Transportbehälter 39 mit dem Mahlgut über die Rollenbahn 35 durch den Tunnel 36 in den Handschuhkasten 22 und gegebenenfalls durch den Verbindungstunnel 37 in den Handschuhkasten 23 verschoben werden. Soll mit dem Mahlgut im Transportbehälter 39 eine Mischung mit hohem Plutoniumgehalt hergestellt werden, so ist diese Mischung zum Vermeiden einer kritischen Nasse im Mischer mit dem kleinen Mischergehause 25 herzustellen, während Iiischungen mit geringerem Plutoniumgehalt im Mischer mit dem grösseren Mischergehäuse 26 im Handschuhkasten 23 gewonnen werden können. Je nachdem wird also der Transportbehälter 39 entweder auf der hubstation 44 oder auf der Hubstation 45 angehoben und mit seiner Füllöffnung 40 an die Füllöffnung 28 des Mischergehäuses 25 bzw. an die Füllöffnung 29 aes Mischergehäuses 26 angekoppelt. Nach dem Öffnen der Schieber in der Füllöffnung 40 des Transportbehälters 39 und in den Füllöffnungen 28 bzw. 29 der Mischergehäuse 25 bzw. 26 werden nach Absenken der Hubstation 44 bzw. 45 das Mischergehäuse 25 bzw. 26 mit dem angekoppelten Transportbehälter 39 um eine zur Zeichenebene rechtwinklige und zum Transportniveau II parallele Schwenkachse entsprechend den Doppelpfeilen 50 und 51 so geschwenkt, dass sich der Transportbehälter 39 in der ge strick'eilt angedeuteten Position zwischen dem Handschuhkasten 14 und dem Mischergehäuse 25 bzw. zwischen dem Haneschuhkasten 15 und dem Mischergehäuse 26 befindet, in der seine Längsachse rechtwinklig zum Transport- niveau II ist und das Mahlgut aus dem Transportbehälter 39 in das Mischergehäuse 25 bzw. 26 entleert wird. Nach dem Verschliessen der Füllöffnungen 28 bzw. 29 der Mischergehäuse 25 bzw. 26 und der Füllöffnung 40 des Transportbehälters 39 mit den zugeordneten Schiebern kann der Transportbehälter 39 entsprechend den Doppelpfeilen 50 bzw. 51 wieder zurückgeschwenkt, vom Mischergehäuse 25 bzw. 26 abgekoppelt und auf der wieder angehobenen Hubvorrichtung 44 bzw. 45 abgesetzt werden. Während des tNjischens in den Mischern mit den Mischergehäusen 25 bzw. 26 können dem in dem entsprechenden Mischer befindlichen Mahlgut noch Zusätze aus dem Vorratsbehälter 3 in dem Handschuhkasten 14 bzw. aus den Vorratsbehältern L und 5 im Handschuhkasten 15 durch das Fallrohr 11 bzw. 12 zugesetzt werden. Nach Abschluss des Mischens wird die Sieb- und Passiermaschine 41 bzw. 42 unter die gegenüber dem Transportniveau II befindliche Füllöffnung 28 bzw. 29 des Zischergehauses 25 bzw. 26 geschwenkt und an die Füll öffnung 28 bzw. 29 angekoppelt. Sodann wird der Transportbehälter 39 mit der Hubvorrichtung 44 bzw. 45 angehoben und ebenfalls an die Sieb- und Passiermaschiiie 41 bzw. 42 angekoppelt. Nach dem Öffnen der Schieber in der Füllöffnung 28 bzw. 29 und in der Füllöffnung E0 des Transportbehälters 39 wird das Mischgut aus dem Mischergehäuse 25 bzw. 26 mit Hilfe der Sieb- und Passiermaschine 41 bzw. 42 wieder in den Transportbehälter 39 abgefüllt. Nach Verschliessen des Schiebers in der Füllöffnung 40 des Transportbehälters 39 und Absenken der Hubvorrich tung 44 bzw. 45 kann der Transportbehälter 39 gegebenenfalls durch den Verbindungstunnel 37 zum Verbindungstunnel 38 über die Rollenbahn 35 verschoben werden. Aus dem Verbindungstunnel 38 kann der Transportbehälter 39 schliesslich in einem am Verbindungstunnel 38 angekoppelten fahrbaren Hanöschunkasten abgestellt und mit diesem fahrbaren Handschuhkasten zu einer Presse gefahren werden, in der das pulverförmige Mischgut im Transport behälter 39 zu Kernbrennstofftabletten verpresst wird. trforderlichenfalls kann der Transportbehälter 39 aber auch über die Rollenbahn 35 zur Mahltrommel 24 zurückgeschoben und in die Mahltrommel 24 entleert werden, in der das Mischgut aus dem Transportbehälter 39 nachgemahlen wird. 2 Hatentansprilche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Anlage zum Bearbeiten von Kernbrennstoffpulver, insbesondere von U02- und PuO2-Pulver, mit einem Vorratsbehälter für das Kernbrennstoffpulver und einem ersten Bearbeitungsaggregat für das Kernbrennstoffpulver, das auf räumlich tieferem Niveau als der Vorratsbehälter angeordnet ist und das eine Füllöffnung aufweist, der am Vorratsbehälter angebrachtes Fallrohr für das Kernbrennstoffpulver zugeordnet ist, sowie mit einem zweiten Bearbeitungsaggregat mit Füllöffnung zum Weiterverarbeiten des Kernbrennstoffpulvers, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass beide Bearbeitungsaggregate (24 bzw. 25,26) nebeneinander und oberhalb eines Transportniveaus (II) angeordnet und mit ihren Füllöffnungen (27,28,29) um eine zur Richtung der Schwerkraft rechtwinklige Achse schwenkbar sind und dass ein an die Füllöffnungen (27,23,29) beider Bearbeitungsaggregate (24 bzw. 25,26) ankoppelbarer Transportbehälter (39) vorgesehen ist, der im Transportniveau (II) von einem Bearbeitungsaggregat (24 bzw. 25,26) zum anderen verschiebbar ist. 2. Anlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem zweiten Bearbeitungsaggregat (25,26) ein Vorratsbehälter (3,4,5) mit Fallrohr (11,12) für das Kernbrennstoffpulver zugeordnet ist, der sich oberhalb dieses zweiten Bearbeitungsaggregates (25,26) befindet.

Inventors: HANUS, DIETMAR, DR. DIPL.-ING., KRELLMANN, JURGEN, DIPL.-ING., Krellmann, Jürgen, Dipl.-Ing.
Applicants: ALKEM GMBH
Application year: 1985
Main classification: G21C3
IPC codes: G21C3