UNDER-WATER COMMINUTING UNIT

Abstract: 1. Underwater crushing unit for activated or contaminated components from the core of nuclear reactors such as poison strips, in core measuring lances, absorber rods, water guide tanks, consisting substantially of a pressing and cutting unit which is fixed on a frame, wherein the pressing and cutting unit is made up of a part (1) which is fixed directly on the frame (8) and consists of a guide funnel member (7), a pressing jaw (10) and a cutting blade (12) and also of a part (2) which can be moved via a driveable hydraulic cylinder (19) and consists of a guide funnel member (6) and a pressing jaw (9) and also of a cutting blade (11) which can be moved separately via a driveable cylinder (20), characterised in that rollers (17, 18) with parallel shafts which are mounted opposite one another in guides (3) are located both in the directly fixed part (1) and in the moving part (2) between the respective guide funnel member (6, 7) and the respective pressing jaw (9, 10), wherein the roller (18) allocated to the directly fixed part (1) is connected via a driveable hydraulic cylinder (24), a piston rod (30) and a ratchet (25) with return stop to the frame (8) and the two rollers (17, 18) are connected by means of pinions (31, 32) fixed on them via a chain (27), the chain (27) additionally being guided via a compensating wheel (26) and a chain wheel clamping pinion (28) which is also fixed on the frame (8) by means of a chain tension spring (29).

Description: Unterwasser-Zerkleinerungseinheit Gegenstand der Erfindung ist eine Unterwasser-Zerkleinerungseinheit für aktivierte oder kontaminierte Komponenten des Cores von Kernreaktoren, wie Vergiftungsstreifen, Incore-Messlanzen, Absorberstäbe, Wasserführungskästen und dergleichen, im wesentlichen aus einer Drück- und Schneideeinheit bestehend, die an einem Rahmen befestigt ist. Aktivierte oder kontaminierte Komponenten des Cores von Kernreaktoren müssen volumensparend zerkleinert werden, ehe sie weiter konditioniert und gelagert werden können. Das volumensparende Zerkleinern solcher Komponenten, wie beispielsweise Vergiftungsstreifen, Incore-Messlanzen, Absorberstäbe, Wasserführungskästen usw., erfolgt aus Sicherheitsgründen unter Wasser. In dem DE-GM 7703722 ist eine Anlage beschrieben, mit der entsprechende Core-Komponenten zusammengepresst und zerschnitten werden können. Der Nachteil der beschriebenen Anlage besteht darin, dass sich die zerschnittenen Komponententeile häufig elastisch aufweiten können und somit wieder eine unerwünschte Volumenzunahme erfolgt. Ursachen dafür sind unterschiedliche Materialkombinationen der Komponenten, Geometrieunterschiede, Verkanten, sowie vor allem auch ein unterschiedlicher Versprödungszustand, bedingt durch den unterschiedlichen Neutronenfluss, dem die Komponenten während des Reaktorbetriebes ausgesetzt sind. Dadurch treten zu satzliche hohe Reibungskräfte auf, die von der Apparatur aufgenommen werden müssen und auch Schmierungsprobleme unter dem Gesichtspunkt der Reinhaltung des Beckenwassers auswerfen. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zu Grunde, eine Unterwasser-Zerkleinerungseinheit für aktivierte oder kontaminierte Komponenten des Cores von Kernreaktoren, wie vergiftungsstreifen, Incore-Messlanzen, Absorberstabe, Wasserführungskästen und dergleichen zu schaffen, im wesentlichen aus einer Drück- und Schneideeinheit bestehend, die an einem Rahmen befestigt ist, mit der die Komponenten unterschiedlicher Geometrie und unterschiedlichen Eigenschaften betriebsicher und volumensparend zerkleinert werden können. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Drück- und Schneideeinheit aus einem am Rahmen direkt befestigten Teil, bestehend aus einem Führungs trichterteil, einer Pressbacke und einem Schneidmesser, sowie aus einem über einem ansteuerbaren Hydraulikzylinder beweglichen Teil, bestehend aus einem Führungstrichterteil, und einer Pressbacke, sowie aus einem über einen ansteuerbaren Zylinder separat beweglichen Schneidmesser, zusammengesetzt ist, dass sowohl im direkt befestigten Teil als auch im beweglichen Teil zwischen dem jeweiligen Führungstrichterteil und der jeweiligen Pressbacke sich gegenüberliegend in Führungen gelagerte Walzen mit parallelen Achsen befinden, wobei die dem direkt befestigten Teil zugeordnete Walze über einen ansteuerbaren Hydraulikzylinder, eine Kolbenstange und eine Ratsche mit Rücklaufsperre mit dem Rahmen verbunden ist und beide Walzen mittels an ihnen be festigten Ritzeln über eine Kette verbunden sind, wobei die Kette zusätzlich über ein Ausgleichsrad und ein Kettenradspannritzel geführt ist, welches mittels einer Kettenspannfeder ebenfalls am Rahmen befestigt ist. Aus Gründen der Reinhaltung des Beckenwassers ist der Rahmen vorteilhafterweise verkleidet, und innerhalb des verkleideten Rahmens ist vorzugsweise eine Saugpumpe mit Filter angeordnet. Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn vor dem Führungstrichter der Unterwasser Zerkleinerungseinheit ein Abdichtungsschutz am Rahmen befestigt wird. Weiterhin ist es günstig, wenn unterhalb der Schneidmesser zum Transport der abgeschnittenen Komponententeile in einen Transferbehälter ein Sammeltrichter angeordnet ist. Anhand der schematischen Abbildungen I bis VI soll die erfindungsgemässe Unterwasser-Zerkleinerungseinheit beispielhaft näher erläutert werden. Es zeigen: Abbildung I : Gesamtaufbau der Anlage Abbildung II : Walzenantrieb im Detail Abbildung III bis VI: Wirkungsweise der Anlage während der einzelnen Behandlungsschritte der Komponenten In einem Wasserbecken (33) befindet sich eine Unterwasser-Zerkleinerungseinheit (34), die aus einem Rahmen (8) aus rostfreiem Stahl besteht, mit rostfreiem Stahlblech verkleidet ist und eine Drück- und Schneideeinheit enthält. Der eine Teil (1) dieser Einheit, bestehend aus einem Führungstrichterteil (7), einer Pressbacke (10) und einem Schneidmesser (12), ist am Rahmen (8) direkt befestigt. Symmetrisch gegenüberliegend ist ein über einen Hydraulikzylinder (19) ansteuerbarer beweglicher Teil (2), bestehend aus einem Führungstrichterteil (6) und einer Pressbacke (9) angeordnet. Ein weiterer ansteuerbarer Zylinder (20) bewegt unterhalb des Teiles (2) separat horizontal ein Schneidmesser (11). Im Zusammenwirken der Schneidmesser (11,12) erfolgt das Abschneiden von Teilen (21) derCorekomponente (5). Die Zylinder (19,20) sind ebenfalls am Rahmen (8) befestigt. Sämtliche Hydraulikzylinder können mit Wasser als Hydraulikflüssigkeit gefüllt sein. Dadurch wird eine Verschmutzung des Wasserbeckens durch Hydrauliköl vermieden. Im direkt befestigten Teil (1) und im beweglichen Teil (2) befinden sich zwischen dem jeweiligen Führungstrichterteil (6,7) und der jeweiligen zugeordneten Pressbacke (9,10) gegenüberliegend mit paralleler Achse in Führungen (3) gelagerte Walzen (17,18). Über einen ansteuerbaren Hydraulikzylinder (24), einer Kolbenstange (30) und eine Ratsche (25) mit Rücklaufsperre ist die dem direkt befestigten Teil (1) zugeordnete Walze (18) schrittweise drehbar mit dem Rahmen (8) verbunden. Die Walzen (17,18) sind in Führungen (3) entsprechend gelagert, wobei der Abstand der Führungen (3) die Breite des Führungsspaltes (35) für die zu zerdrückenden und zu zerkleinernden Corekomponenten (5) darstellt. An der Walze (17) ist ein Ritzel (31) befestigt, an der Walze (18) ebenso ein Ritzel (32). Die Walzen (17,18) sind mittels der Ritzel (31,32) über eine Kette (27) verbunden, wobei die Kette zusätzlich über ein Ausgleichsrad (26) und ein Kettenradritzel (28) geführt ist, welches mittels einer Kettenradspannfeder (29) am Rahmen (8) befestigt ist. Dadurch bleibt die Kette (27) gespannt und der synchrone Antrieb der Walzen sichergestellt, wenn der Achsabstand der Walzen (17,18) sich im Betriebszustand - also beim Pressen bzw. Befördern der durch die Chargieröffnung (4) und dem aus den Teilen (6,7) gebildeten Führungstrichter in die Unterwasser-Zerkleinerungseinheit gelangten Corekomponente (5) - ändert. Der verkleidete Rahmen (8) enthält eine Saugpumpe (15) und ein Filter (16). Durch Absaugen, Filtrieren und Umwälzen des in der Vorrichtung befindlichen Wassers, das durch Schnittspäne und an der Corekomponente anhaftende radioaktive Verschmutzung (u.a. Oxide) verunreinigt sein kann, bleibt das Beckenwasser sauber. An der Oberseite der erfindungsgemässen Vorrichtung kann ein weiterer Absaugstutzen (22) für Gasblasen (He, Tritium) angeordnet sein. Vor der Chargier öffnung (4) ist ein Abdichtungsschutz (23) am Rahmen (8) befestigt, durch die die Corekomponente (5) gesteckt wird. Antriebe und Leitungen sind - in den Abbildungen nicht dargestellt - mit entsprechenden Einrichtungen ausserhalb des Wasserbeckens (33) verbunden. Die Schneidmesser (11,12) sind auswechselbar. Das bewegliche Schneidmesser (11) ist zudem der jeweiligen Form und Stärke der Corekomponente anpassbar. Das gilt ebenfalls für die auswechselbaren Presswalzen (17,18) und für die Pressbacken (9,10). Die Oberflächen der Presswalzen (17,18) und der Pressbacken sind vorzugsweise gehärtet und strukturiert, z.B. geriffelt. Gemäss den Abbildungen III bis VI wird eine Komponente (5) durch die Chargieröffnung (4) bis etwa in die Mitte der geöffneten Pressbacken geführt. Der Zylinder (19E wird anschliessend mit Wasserdruck beaufschlagt. Dabei wird die Komponente (5) im Bereich der Presshacken (9,10) zusammengepresst. Da die Komponente (5) frei beweglich eingeführt wird, erfolgt eine gleichmässige Einschnürung. Die dabei auftretenden Kräfte werden zum Teil über die Walzlager abgegeben, sodass die entstehende Reibung gering ist. Die auftretenden Presskräfte werden über ein Druckmanometer angezeigt. Anschliessend werden die Presswalzen über den Zylinder (24) und die Kette (27) schrittweise betätigt. Die Anzahl der die schrittweise Drehbewegung auslösenden Hüfte entspricht der jeweiligen Länge der Komponentenstücke (21). Nach Beendigung der Presswalzenbewegung wird der Zylinder (20) mit Wasser beaufschlagt. Dabei scheren die Schneidmesser (11,12) ein Stück der gepressten Komponente ab. Durch die Einwirkung sowohl der als Druckspeicher wirkenden Pressbacken als auch der Presswalzen wird ein volumenvergrösserndes Rückfedern der abgeschnittenen Komponentenstücke (21) unterbunden. Letztere fallen durch den Sammeltrichter (13) in den Traneferbehalter (14). Fallweise können entsprechend geeignete Corekomponenten auch ohne Presswalzenvorschub gehandhabt werden. Nach erfolgter Abtrennung eines Komponentenstückes (21) fährt das Schneidmesser (11) in die Ausgangsposition zurück und bei Beibehaltung der Pressposition der Pressbacken (9,10) ziehen die Presswalzen (17,18) entsprechend der gewählten Hubzahl des Zylinders (19) einen weiteren noch nicht verformten Teil der Komponente (5) ein und verformen ihn dabei. Die in Pressstellung verbleibenden Pressbacken (9,10) wirken der Rückfederung und Verdrillung der durch die Presswalzen (17,18) bewirkten Verformung der Komponente (5) entgegen.

Claims: Patentansprüche: 1. Unterwasser-Zerkleinerungseinheit für aktivierte oder kontaminierte Komponenten des Cores von Kern reaktoren wie Vergiftungsstreifen, Incore-Messlan zen, Absorberstäbe, Wasserführungskästen, im we sentlichen aus einer Drück- und Schneideeinheit bestehend, die an einem Rahmen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drück- und Schneideinheit aus einem am Rahmen (8) direkt befestigten Teil (1), bestehend aus einem Führungstrichterteil (7), einer Press backe (10) und einem Schneidmesser (12), sowie aus einem über einen ansteuerbaren Hydraulikzylinder (19) beweglichen Teil (2), bestehend aus einem Fiuirungstrichterteil (6) und einer Pressbacke (9), sowie aus einem über einen ansteuerbaren Zylinder (20) separat beweglichen Schneidmesser (11), zu sameengesetzt ist, dass sowohl im direkt befestigten Teil (1) als auch im beweglichen Teil (2) zwischen dem jeweiligen Führungstrichterteil (6,7) und der jeweiligen Pressbacke (9,10) sich gegenüberliegend in Puhrungen (3) gelagerte Walzen (17,18) mit pa rallelen Achsen befinden, wobei die dem direkt be festigten Teil (1) zugeordnete Walze (18) über einen ansteuerbaren Hydraulikzylinder t24), eine Xoibenstange (30) und eine Ratsche (25) mit Ruck- laufsperre mit dem Rahmen (8) verbunden ist und beide Walzen (17,18) mittels an ihnen befestig ten Ritzeln (31,32) über eine Kette (27) verbun den sind, wobei die Kette (27) zusätzlich über ein Ausgleichsrad (26) und ein Kettenradspann ritzel (28) geführt ist, welches mittels einer Kettenspannfeder (29) ebenfalls am Rahmen (8) befestigt ist. 2. Unterwasser-Zerkleinerungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (8) verkleidet ist. 3. Unterwasser-Zerkleinerungseinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des verkleideten Rahmens (8) eine Saugpumpe (15) mit Filter (16) angeordnet ist. 4. Unterwasser-Zerkleinerungseinheit nach den An sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Schneidmesser (11,12) zum Tran sport der abgeschnittenen Komponententeile (21) in einen Transferbehälter (14) ein Sammeltrichter (13) angeordnet ist. 5. Unterwasser-Zerkleinerungseinheit nach den An sprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Führungstrichter (6,7) ein Abdichtungs schutz (23) am Rahmen (8) befestigt ist.

Inventors: KNICHELMANN, WINFRIED, LUCK, WERNER, DIPL.-ING.
Applicants: TRANSNUKLEAR GMBH
Application year: 1985
Main classification: G21C19
IPC codes: G21F9, G21C19