DE3338687A1

DE3338687A1 - Fernbedienbare fernhantierungseinrichtung fuer grosszellen

Info

Publication number: DE3338687A1
Application number: DE19833338687
Authority: DE
Inventors: Klaus 3167 Burgdorf Blaseck; Lothar 3000 Hannover Hoffmeister
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1983-10-25
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1985-05-15
Also published as: BE900791A; FR2553923A1; BR8405405A; GB8426833D0; US4609323A; DE3338687C2; GB2148230B; JPS60111998A; GB2148230A

Description

Fernbedienbare Fernhantierungseinrichtung für Groß zellen

Die Erfindung betrifft eine fernbedienbare Fernhantierungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Anlagen zur Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoffen weisen zur Aufnahme des verfahrenstechnischen Teiles sogenannte'Heiße' Großzellen auf. In diesen strahlungsabschirmenden Großzellen sind die Verfahrenskomponenten in Gerüsten oder Gestellen (sogenannten Racks) aufgestellt.

Die Instandhaltungsarbeiten innerhalb der mit radioaktiver Strahlung belasteten Großzelle sollen möglichst ohne die Notwendigkeit des Betretens der Zelle von Arbeitspersonen durchgeführt werden. Es wurde daher vorgeschlagen, die Instandhaltungsarbeiten über ortsbewegliche Fernhantierungsmaschinen durchzuführen. Dabei erscheint es zweckmäßig, daß die die Prozeßeinrichtungen aufnehmenden Racks fernhantierungsgerecht längs der Wände der Heißen Großzelle in zwei einander gegenüberliegenden Reihen aufgestellt werden.

Dadurch wird ein Mittelgang frei, in dem ortsbewegliche Fernhantierungsmaschinen zur Instandhaltung und für den Austausch von einzelnen Verfahrenskomponenten oder vollständig bestückten Racks verfahren werden können. 5

Für die Instandhaltungsarbeiten und den Austausch von einzelnen Verfahrenskomponenten oder ganzen Racks wird an eine Kombination von Fernhantierungsmaschinen gedacht, unter der Decke oberhalb der Racks befindet sich der Operationsraum für einen ferngesteuerten Brückenlaufkran, der beide Gerüstreihen und den Mittelgang überstreicht. Mit diesem Brückenlaufkran werden nach dem Lösen aller Verbindungen und Rohrleitungen die Racks oder schwere Einzelkomponenten aus ihrer Verankerung gehoben und horizontal in den Transportgang verfahren. Zusätzlich zu diesem Brückenlaufkran ist ein Manipulatorträgersystem mit horizontalem Eingriff vom Mittelgang aus zu den Verfahrenskomponenten für die Positionierung von Bedienungs-, Instandhaltungsvorrichtungen und Werkzeugen angeordnet. Dieses Manipulatorträgersystem eröffnet die Möglichkeit für den Einsatz von elektrischen Servo- und Kraftmanipulatoren sowie in der Zukunft von Robotern bzw. programmierten Geräten. Kleinkomponenten werden mit den verfügbaren Manipulatoren und Hebezeugen abhängig von der Auslegung des Manipulatorträgersystems hantiert.

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Das Manipulatorträgersystem ist eine kranähnliche Einrichtung mit einer an einem Brückenträaer verfahrbar angebrachten vertikalen Säule. Es ist längs der Großzelle unter dem Brückenlaufkran verfahrbar angeordnet. An der Säule befindet sich ein senkrecht verfahrbarer Fahrwerkrahmen mit einem Auslegerarm, der eine Werkzeugträgerplatte zur Aufnahme bzw. Anschließen der Werkzeuge oder Hantierungseinrichtun-.gen besitzt.

Mit der Anordnung eines Brückenlaufkranes und eines Manipulatorträgersystems kann eine Arbeitsteilung erreicht werden. Der ferngesteuerte Brückenlaufkran wird überwiegend zum Halten und Transportieren von Rohrverbindungen, Komponenten und einzelnen Racks eingesetzt. Gegebenenfalls kann er das Absenken und Halten von Werkzeugen, wie Trenn- und Schweißeinrichtungen übernehmen. Das im Transportgang verfahrbare Manipulatorträgersystem dient zur Führung von Schlagschraubern oder anderen Sonderwerkzeugen, die als zusätzliche Ausbauhilfen denkbar ^sind. Weiter kann das Manipulatorträgersystem zur Aufnahme von Fernsehausrüstungen oder anderen Hilfseinrichtungen dienen.

Es wurde bereits eine fernbedienbare Fernhantierungseinrichtung vorgeschlagen (Patentanmeldung P 33 13 663.7), das als wesentlichen Vorteil die mögliche Selbstwartung

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des Manipulatorträgersystems und des darüber angeordneten Brückenlaufkranes betont. Der Brückenträger des Manipulatorträgersystems ist als Einträgerkastenbrücke ausgeführt. Zusammen mit dem an der Säule angebrachten,einen Support darstellenden Fahrwerkrahmen und den Drehachsen Support / Säule und Support / Schwenkauslegerarm kann der exzentrisch zur Säule am Support angebrachte Schwenkausleger mit einem angeflanschten Kraftmanipulator beidseitig an dem Brückenträger vorbeischwenken. Der Schwenkausleger erreicht somit Einrichtungen oberhalb des Brückenträgers des Manipulatorträgersystems. Zusätzlich entsteht durch die Einträgerbrücke keine Behinderung im Zusammenspiel von Manipulatorträgersystem und Brückenlaufkran beim Transport von Prozeßeinrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Fernhantierungseinrichtung derart auszugestalten, daß die Selbstwartung bzw. Eigeninstandhaltung der Fernhantierungseinrichtung verbessert wird. 20

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da die Fernhantierungseinrichtung unter den in der Großzelle herrschenden chemischen und strahlungstechnischen

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Bedingungen betrieben wird, muß sie unter fernhantierungsgerechten Bedingungen instandgehalten werden.

Die Eernhantierungseinrichtung wird deshalb modulisiert, daß jeweils nur wenige Systembaugruppen alle Antriebe und Meßwertgeber enthalten, die dann bei Störungen komplett ausgetauscht werden können. Dadurch reduziert sich die Anzahl von Fernhantierungstrennstellen beim Austausch 'in der Prozeßzelle. Bei einem Herausnehmen einer Systembaugruppe wird der Antrieb des Fahrwerkrahmens dieser Baugruppe immer automatisch mit herausgenommen und ausgetauscht, wobei der Fahrwerkrahmen zurückbleibt. Diese mechanische Koppelstelle kann gleichzeitig auch die Trennstelle für elektrische und leittechnische Versorgung darstellen.

Das Manipulatorträgersystem ist erfindungsgemäß aus wenigen Systembaugruppen aufgebaut, die einzeln ausgetauscht werden können. Der an dem entlang der Führungssäule verfahrbaren Fahrwerkrahmen angebrachte schwenkbare Auslegerarm kann von diesem Fahrwerkrahmen entkoppelt werden. An dem Auslegerarm ist die Antriebseinheit für den Fahrwerkrahmen befestigt.
Die Führungssäule kann von ihrem Fahrwerkrahmen mit der Antriebseinheit für die Längsbewegung des Fahrwerkrahmens ab-

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gekoppelt werden. Die auf dem Brückenträger des Manipulatorträgersystems verfahrbare Seilzugkatze kann mit dem an ihr fest angebrachten Antrieb für ihren Fahrwerksrahmen abgenommen werden'. Die Seilzugkatzen des Brückenlaufkranes sind ebenfalls fest mit den Antrieben ihrer Fahrwerkrahmen verbunden. Bei einem Austausch der Seilzugkatzen verbleiben die Fahrwerkrahmen ohne Antriebseinheiten an dem Brückenlaufkran.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet.

Die vertikale Führungssäule des Manipulatorträgersystems ist an einem Fahrwerkrahmen unterhalb des Brückenträgers angebracht. Die Antriebe für die Katzfahrt und das Säulendrehwerk sind in der Säule integriert und mit dieser zusammen austauschbar. An dem Brückenträger verbleibt nach dem Abnehmen der Säule nur der Fahrwerkrahmen ohne Antriebseinheiten, Getrieben u. ä. Die Lebensdauer des Fahrwerkrah- mens ist wesentlich höher als seine Antriebseinheit und kann daher an dem Brückenträger verbleiben.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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Neben dem Vorteil der Erfindung, daß weniger Fernhantierungstrennstellen in der Fernhantierungseinrichtung vorhanden sind, ist es von wesentlichem Vorteil, daß die eine geringere Lebensdauer aufweisenden Antriebseinheiten unabhängig von dem von ihnen angetriebenen ieweiliaen Fahrwerkrahmen austauschbar sind.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 in einer Teilansicht das Manipulatorträgersystem, das entlang der Längswände der Großzelle verfahrbar ist,
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Fig. 2 das Manipulatorträgersystera aus Fig. 1 unter Kenntlichmachung der fernhantierungsgerechten Trennstellen A und B,

Fig. 3 das Manipulatorträgersystem im entkoppelten Zustand

der einzelnen Systembaugruppen,

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Grundplatte des Fahrwerkrahmens aus Fig. 4 gemäß Linie V-V.

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Von der Großzelle ist hier der besseren Übersichtlichkeit halber lediglich eine Längswand 6 angedeutet. Das dargestellte Manipulatorträaersystem 12 weist einen oberen Brückenträger- 14 auf, der seitlich auf längs der ZeI-lenwände 6 angeordneten Schienen 16 verfahrbar ist, die auf je einem Wandträger 18 befestigt sind. Das Manipulatorträgersystem 12 ist horizontal auf diesen Schienen verfahrbar. Auf dem Brückenträger 14 ist ein Fahrwerkrahmen 2 0 verfahrbar angeordnet. Ein Fahrwerkrahmen 22 ist unterhalb des Brückenträgers 14 an diesem hängend verfahrbar angeordnet.

Der obere Fahrwerkrahmen 20 trägt eine Ausschubeinheit 24 mit Elektroseilzügen 26, an der die Antriebseinheit 28 für die Längsbewegung des Fahrwerkrahmens 20 angeordnet ist.

Der untere, hängend angeordnete Fahrwerkrahmen 22 weist eine in seinem Rahmen 3 0 befestigte Grundplatte 32 (Fig.

und 5) auf, in die eine Anschlußflanschplatte 34 einer vertikalen Führungssäule 36 mechanisch eingehängt ist. Die Anschlußflanschplatte 34 der Führungssäule 36 trägt eine Antriebseinheit 38 mit einem Abtriebsritzel 40, das in dem gezeigten gekoppelten Zustand (Fig. 1) in eine paral-IeI zum Brückenträger 1 4 verlauf ende und an diesem ange-

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brachte Zahnstange 42 eingreift. Die Anschlußflanschplatte 34 trägt an der Unterseite einen Zahnkranz 44, in den ein an der Führungssäule 36 angebrachtes Ritzel 4 6 einer Antriebseinheit 48 -eingreift und damit die in der Anschlußflanschplatte 34 drehbar angeordnete Säule 36 relativ zur Anschlußflanschplatte 34 drehbar macht.

Die Führungssäule 36 ist mit einer vertikalen Zahnstange 50 versehen, auf der ein hier nicht gezeigter Fahrwerkrahmen verfahrbar ist.

Auf der Anschlußflanschplatte 34 (Fig. 3) sind drei Formschlußbolzen 52, 54, 56 zum formschlüssigen Verbinden der Anschlußflanschplatte 34 mit der Grundplatte 32 des Rahmens

T5 30 vorhanden. Diese Formschlußbolzen 52, 54, 56 passen mit Spiel durch entsprechende Bohrungen 58, 60, 62 (Fig. 4 und 5) der Grundplatte 32 des Rahmens 30, die jeweils über eine kurze auf einer Kreislinie liegenden Langlochführung 64, 66, 68 mit einer konisch angesenkten Arretierungsbohrung 70, 72, 74 verbunden sind. Die konisch angesenkten Arretierungsbohrungen 70, 72, 74 weisen in ihrem oberen Bereich jeweils einen zylindrisch eingedrehten Absatz 84 auf. Die Formschlußbolzen 52, 54, 56 liegen im gekoppelten Zustand mit ihren konischen Flächen 82 in dem angesenkten Bereich 86 der Arretierungsbohrungen 70, 72, 74. Der untere Teil des zy-

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lindrischen Mittelteiles 80 der Formschlußbolzen 52, 54, 56 liegt in dem zylindrisch eingedrehten Absatz 84 der AnSenkung.

Die Grundplatte 32 weist ein Langloch 9 0 auf, durch das das Ritzel 40 im gekoppelten Zustand der Vorrichtung ragt und im Eingriff mit der Zahnstange 42 steht.

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Die Wirkungsweise der beschriebenen Fernhantierungseinrichtung ist wie folgt.

Soll zur Eigeninstandhaltung die Führungssäule 3 6 des Manipulatorträgersystems 12 ausgetauscht bzw. ausgebaut werden, so wird über den hier nicht gezeigten Brückenlaufkran die Führungssäule 36 etwas angehoben und aus der formschlüssi-. gen Verbindung herausgedreht. Wenn die Formschlußbolzen 52, 54, 56 über ihren Durchgangsbohrungen 58, 60, 62 liegen, wird die Führungssäule 36 herabgesenkt und gelangt so außer Eingriff mit dem zugehörigen Fahrwerkrahmen 22. Die Führungssäule 36 kann in den Servicebereich zur Instandhaltung transportiert werden. Bei dem Abbau der Führungssäule 36 ist der Antrieb 38 des Fahrwerkrahmens 22 zwangsläufig mit herausgenommen worden. Bei dem Einbringen einer neuen Führungssäule 36 wird ein neuer Antrieb 38 -für den Fahrwerkrahmen 22 zwangsläufig miteingebracht.

Der Austausch der Führungssäule 36 führt gleichzeitig zu einem Austauschen der Antriebseinheit 38 des Fahrwerkrahmens 22 ohne besondere zusätzliche Maßnahmen bzw. fernhantierte Arbeiten.

Es wird ein erheblicher Zeitaufwand für ein separates Ausbauen der Antriebseinheit 38 in der Prozeßzelle vermieden

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und die Zahl der Fernhantierungsstellen minimiert. Dadurch werden die Einsatzbedingungen für die Fernhantierungstechnik weiter verbessert.

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Bezugszeichenliste

6 Längswand

12 Manipulatorträgersystem 14 Brückenträger 16 Schienen

18 Wandträger . 20 Fahrwerkrahmen 22 Fahrwerkrahmen 25 Ausschubeinheit 26 Elektroseilzüge 28 Antriebseinheit 3 0 Rahmen

3 2 Grundplatte 34 Anschlußflanschplatte 36 Führungssäule 38 Antriebseinheit 40 Abtriebsritzel 42 Zahnstange 44 Zahnkranz 46 Ritzel

48 Antriebseinheit 50 Zahnstange 52 Formschlußbolzen 54 Formschlußbolzen

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56 Formschlußbolzen 58 Durchgangsbohrung 60 Durchgangsbohrung 62 Durchgangsbohrung 64 Langlochführung 66 Langlochführung 68 Langlochführung 7 0 Arretierungsbohrung 7 2 Arretierungsbohrung 74 Arretierungsbohrung 80 Zylindrisches Mittelteil 82 Konische Fläche 84 eingedrehter Absatz 86 abgesenkter Bereich 0 90 Langloch

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Claims

Fernbedienbare Fernhantierungseinrichtung zum Einsatz in verfahrenstechnischen, radioaktiv belasteten Großzellen von Anlagen zur Wiederaufarbeitung von abgebrannten Kernbrennstoffen mit einem unter der Zellendecke angeordneten ferngesteuerten Brückenlaufkran und mit einem in einer tieferen Ebene angeordneten Manipulatorträgersystern, das einen Brückenträger aufweist, der eine vertikale, drehbare Führungssäule trägt, die an dem horizontal verfahrbaren, oberhalb der Verfahrenskomponenten angeordneten Brückenträger über einen längs des Brückenträgers verfahrbaren Fahrwerkrahmen angebracht ist, und mit einem an der Führungssäule vertikal verfahrbaren Fahrwerkrahmen, der einen Auslegerarm zur Aufnahme eines Manipulators oder anderer Fernhantierungsgeräte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernhantierungseinrichtung aus einzelnen Systembaugruppen aufgebaut ist,

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daß die verfahrbaren Baugruppen (24, 26) von ihren Fahrwerkrahmen (20, 22) trennbar sind,

daß die Antriebseinheit (28, 38) des jeweiligen Fahrwerkrahmens (20 bzw. 22) an dem von diesem Fahrwerkrahmen (20, 22) getragenen und verfahrbaren Bauteil (24, 36) angebracht ist.
2. Fernbedienbare Fernhantierungseinrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungssäule (36) des Manipulatorträgersystems

(12) an ihrem oberen Ende mit einer Anschlußflanschplatte (34) drehbar verbunden ist,

daß die Anschlußflanschplatte (34) mit dem Fahrwerkrahmen (22) zum Verfahren der Führungssäule (36) längs des Brükkenträgers (14) lösbar verbunden ist, daß die Antriebseinheit (38) für den Fahrwerkrahmen (22) an der Anschlußflanschplatte (34) fest angebracht ist.
3. Fernhantierungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß auf der Anschlußflanschplatte (34) Formschlußbolzen (52, 54, 56) befestigt sind, die in entsprechende Ausnehmungen einer Grundplatte (32) des Fahrwerkrahmens (22) einhängbar sind.
4. Fernhantierungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausnehmungen jeweils eine Durchgangsbohrung (58, 60, 62) für die Formschlußbolzen (52, 54, 56) aufweisen, die über jeweils eine gebogene Langlochführung (64, 66,

68) mit jeweils einer konisch angesenkten Arretierbohrung (70, 72, 74) verbunden sind.
5. Fernhantierungseinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Formschlußbolzen eine zylindrische Mittelfläche (80) aufweisen, unter der ein sich nach unten verjüngender konischer Abschnitt (8 2) angeordnet ist, und daß die Arretierbohrungen (70, 72, 74) jeweils eine der zylindrischen Mittelfläche (80) entsprechende zylindrische Eindrehung (84) aufweisen, die in eine konische AnSenkung (86) übergeht.

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