DE3341044A1

DE3341044A1 - Zentriervorrichtung fuer zusammenkuppelbare rohrleitungsteile

Info

Publication number: DE3341044A1
Application number: DE19833341044
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4950 Minden Forster; Helmut 3000 Hannover Westendorf
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1983-11-12
Filing date: 1983-11-12
Publication date: 1985-05-30
Also published as: BR8405717A; GB2149869B; GB8428354D0; US4640531A; JPS60121386A; JPH0465278B2; BE900793A; FR2554906B1; FR2554906A1; GB2149869A

Description

Zentriervorrichtung für zusammenkuppelbare Rohrleitungsteile

Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtura gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Anlagen zur Wiederaufarbeitung von bestrahlten 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 Großzellen sollen ohne die Notwendigkeit des Betretens der Zelle von Arbeitspersonen durchgeführt werden. Die Instandhaltungsarbeiten werden daher über ortsbewegliche Fernhantierungsmaschinen durchgeführt. Dabei erscheint es zweckmäßig, daß die die Verfahrenskomponenten aufnehmenden Racks fernhantierungsgerecht in Modulbauweise längs der Wände der Heißen Großzelle aufgestellt werden. Es besteht so die Möglichkeit, ein Gerüstmodul komplett oder Teile des Gerüstmoduls auszutauschen,

Bei diesem Austausch müssen alle Rohrleitungen, die zwei Racks direkt miteinander oder direkt mit durch die Zellenwand führenden Rohrleitungen verbinden, fernbedient getrennt und nach dem Einbau eines neuen Gerüstmoduls wieder miteinander verbunden werden. Um den Gerüstausbau zu ermöglichen, ist es notwendig, daß ganze Abschnitte der Rohrleitungen entfernt werden, weil sie die Austauschbarkeit, d. h. das Entfernen,des Gerüstmoduls verhindern würden.

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Man verwendet daher herausnehmbare Rohrleitungsteile, sogenannte Rohrverbindungseinheiten, die an ihren Enden mit kuppelbaren Rohrflanschen verbunden sind. Bei der Verbindung von durch die Zellenwand führenden Rohrleitungen mit Rohrleitungsanschlüssen im Gerüst werden diese Rohrverbindungseinheiten zwischen dem ortsfesten Endflansch an der an der Zellenwand angebrachten Rohrleitungsplatte und dem Endflansch des Rohrleitungsanschlusses einer in dem Gerüst angeordneten verfahrenstechnischen Apparatur eingesetzt und mit diesen beiden Endflanschen gekuppelt.

Zwischen diesen beiden Endflanschen ist ein feststehender Abstand vorhanden, in den das austauschbare bzw. abnehmbare Rohrleitungsteil vertikal eingeführt bzw. herausgenommen wird. Die Verbindung der Flanschen miteinander wird über an sich bekannte Mittel wie Spannringkupplungen oder Schraubverbindungen erzielt.

Die zu kuppelnden Rohrleitungsteile müssen zentrisch zusammengeführt werden. Da dieses Zusammenführen mittels der fernhantierten Handhabungstechnik durchgeführt werden muß, ist für den den Verbindungsvoraang mittels Fernsehbilder überwachenden und betreibenden Operateur ein besonderes Problem vorhanden. Kurz vor dem Zusammenfügen der Rohrleitungsteile ist ein schlechtes Einsehen der Kupplungsstelle festzustellen. Das führt zu häufigen Fehlversuchen des Einbringens des austauschbaren bzw. herausnehmbaren Rohrleitungsteiles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentriervorrichtung der eingangs geschilderten Art derart auszugestalten, daß der Kuppelvorgang schnell, sicher und mit einem einfachen technischen Aufbau möglich wird.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches-1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Der Ausbau des Rohrleitungsteiles wird nach dem fernhantierten Lösen der Spannmittel in vertikaler Richtung durchgeführt. Nach den Instandhaltungsarbeiten bzv/„ dem Austauschen eines Gerüstmoduls muß das Rohrleitungsteil wieder zur Verbindung der Rohrleitungsanschlüsse eingesetzt v/erden.

Für die Bedienungsperson ist die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung bereits eine optische Hilfe zum Zusammenführen der zusammenzukuppelnden Planschen. Dieses ist deshalb möglich geworden, weil der Zentriervorgang bei der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung nicht innerhalb der Kupplungsstelle liegt, sondern in vorteilhafter Weise außerhalb. Es wird somit ein schnelles zentrisches Zusammenführen der zu kuppelnden Flanschen ermöglicht.

In den Unteransprüchen 2 und 3 werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher bezeichnet. Das Anbringen des Zentrierstiftes und des Mutterstückes an um die Rohrleitungen befestigte Rohrschellen hat den Vorteil des genauen Ausrichtens in der senkrechten Richtung. Der an der ortsfesten Rohrleitung angebrachte Zentrierstift kann bereits bei dem ursprünglichen Aufbau und der Montage in

der Großzelle angebracht werden. Das Mutterstück auf dem auswechselbaren bzw. herausnehmbaren Rohrleitungsteil kann in dem Servicebereich, der abgeschirmt über oder neben der Großzelle vorhanden ist, erfolgen.
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Die weitere Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Anspruch 4 bewirkt in vorteilhafter Weise, daß sich die Zentrieruna über konische Flächen von einer bestimmten Breite erstreckt. Es

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wird eine genaue Führung und Stabilität der Zentriervorrichtung erreicht.

Durch die Ausgestaltungen gemäß den Unteransprüchen 5 und wird ein. achsiales Verschieben der beiden Teile der Zentriervorrichtung wirksam verhindert.

Durch die Erfindung wird eine Zentriervorrichtung geschaffen, die ein schnelles zentrisches Zusammenführen von zu kuppeln-0 den Flanschen mittels der Fernhantierungstechnik ermöglicht .

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei wird auf die 5 Darstellung von zum Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Dinge der besseren Übersicht halber verzichtet.

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Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Großzelle mit längs den Wänden verlaufenden Gerüsten und einem Rohrleitungsteil- zwischen einem Endflansch einer ortsfesten Rohrleitung an der Zellenwand und einem ortsfesten Rohrleitungsanschluß an dr-n Gerüst,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab die Kupplur.gsstelle im

gekuppelten Zustand zwischen dem ortsfesten Endflansch der Zellenwand und dem benachbarten Rohrflansch des Rohrleitungsteiles,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2.

In einer Großzelle 2 sind mehrexe Gerüste 4, sogenannte 'Racks',entlang zweier gegenüberliegender Wände 6 und 8 angeordnet. In diesen Racks 4, die einen gerasterten Aufbau aufweisen können, werden die Verfahrenskomponenten, von denen hier der Übersichtlichkeit halber lediglich ein Behälter 9 gezeigt wird, aufgenommen. Durch die beiden sich gegenüberliegenden Rack-Reihen wird ein mittlerer Transportgang 10 gebildet. In diesem Transportgang 10 ist ein Manipulatorträgersystem 12 verfahrbar angeordnet. Das Manipulatorträgersystem 12 besteht aus einem oberen Querträger 14, der seitlich in den Seitenwänden 6, 8 der Großzelle 2 horizontal verfahrbar ist. An dem Querträger 14 hängt mittig eine vertikale Führungssäule 16.

An der um ihre Längsachse drehbaren Führungssäule 16 ist ein Support 20 auf- und abfahrbar angeordnet, der einen teleskopartigen Auslegerarm 22 trägt. An das Ende des teleskopartigen Auslegerarmes 22 sind Manipulatoren,

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Werkzeuge oder andere Fernhantierungsgeräte adaptierbar.

Oberhalb des Querträgers 14 des Manipulatorträgersystems ist knapp unterhalb der Zellendecke 27 ein fernsteuerbarer • 5 Brückenlaufkran 28 angeordnet, der mit einer quer zu dem Kranträger 30 verfahrbaren Laufkatze 32 versehen ist. Der Brückenlaufkran 28 trägt an einem Drahtseil 34 einen vertikal bewegbaren Kranhaken 36.

Die Racks 4 weisen jeweils eine waagerecht angeordnete Rohranschlußplatte 4 0 auf ihrem Kopf auf, die Rohrleitungsanschlüsse 4 2 der verfahrenstechnischen Komponenten 9 aufnehmen. Oberhalb der Racks 4 sind innerhalb der Großzelle 2 an den Zellenwänden 6, 8 jeweils senkrecht angeordnete Anschlußplatten 44 für von außen durch Zellenwandstopfen 45 herangeführte Rohrleitungen 46 angeordnet. Die Anschlußplatten 44 weisen Endflanschen 47 auf, in denen die herangeführten Rohrleitungen 46 enden. Der Zellenwandstopfen 45 ist mit Bleigranulat 48 gefüllt.

Bei jedem Rack 4 werden die beiden Anschlußplatten 40 und 44 durch ein Rohrleitungsteil 49, der sogenannten Rohrverbindungseinheit, miteinander verbunden. Dieses Rohrleitungsteil 49 weist an seinen Enden jeweils einen Rohrflansch 50, 52 auf, die über Schraubverbindungen 53 mit dem Endflansch 47 der Zellenwand bzw. dem Endflansch 42 der Rohranschlußplatte 40 verbunden ist. Das Rohrleitungsteil 49 ist nach dem Lösen der Schraubverbindungen 53 in vertikaler Richtung abnehmbar.

Zum zentrischen Zusammenführen der Flanschen 47 und 50 der waagerechten Rohrleitung'sabschnitte 46 und 49 weisen diese Abschnitte eine Zentriervorrichtung 54 auf. Die Zentrier-

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vorrichtung 54 (Fig. 2 und Fig= 3) besteht im wesentlichen aus einem Zentrierstift 56, der neben dem Endflansch 47 der ortsfesten Rohrleitung 46 senkrecht nach oben ragend angebracht ist. Der Zentrierstift 56 besteht aus einem Flachstab, der achsparallel auf einer Rohrschelle 58 angeschweißt ist, die mittels Schrauben 6 0 auf der ortsfesten Rohrleitung 46 befestigt.ist. Der Zentrierstift 56 weist eine keilförmige Spitze 62 auf, die parallel zur Rohrleitungsachse ausgerichtet ist.

Auf dem herausnehmbaren Rohrleitungsteil 49 ist neben dein Rohrflansch 50 ebenfalls eine Rohrschelle 64 mittels Schrauben 66 befestigt. Auf dieser Rohrschelle 64 ist senkrecht nach oben ragend ein Winkelträger 68 mit seinem senkrechten Schenkel 69 angeschweißt, dessen waagerechter Schenkel 70 an seinem Ende ein angeschweißtes Mutterstück 72 aufweist. Dieses Mutterstück 72 ist mit einer keilförmigen Ausnehmung 74 versehen, die nach unten geöffnet ist. Die keilförmige Ausnehmung 74 ist parallel zur Rohrleitungsachse ausgerichtet und wirkt so mit der keilförmigen Spitze 62 des Zentrierstiftes 56 zusammen. Die schrägen Flächen 75 der keilförmigen Ausnehmung 74 des MutterStückes 72 bilden die Zentrierflächen für den Zentrierstift 56 während des Zentriervorganges .

Auf beiden Seiten jeder Rohrschelle 58 bzw. 64 sind im Bereich der Schrauben 6 0 bzw. 66 Begrenzungsblöcke 80, 82 bzw. 84, 86 auf die jeweilige Rohroberfläche aufgeschweißt. Diese Begrenzungsblöcke 80, 82 bzw. 84, 86 verhindern ein

30- achsiales Verschieben der Rohrschellen 60, 66.

Die Wirkungsweise der verstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt.

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Soll das Gerüst 4 oder ein Teil davon ausgebaut werden, so muß zuerst die Verbindung der Rohrleitungen zwischen der Rohranschlußplatte 40 des Gerüstes 4 und der Rohranschlußplatte 44 der Zellenwand gelöst und die Rohrverbindungseinheit 49 entfernt werden, über einen von dem Manipulatorarm 22 getragenen Schlagschrauber werden die Schraubverbindungen der miteinander gekuppelten Flanschen getrennt. Daran anschließend wird das Rohrleitungsteil 4 9 mittels des Kranes 36 vertikal nach oben aus sei-ο ner die Rohrlextungsanschlüsse verbindenden Stellung herausgehoben. Das Gerüst 4 ist nun frei austauschbar.

Nach einem Austauschen des Gerüstes 4 müssen die Rohrlextungsanschlüsse wieder miteinander verbunden werden. Dazu wird die jeweilige Rohrverbindungseinheit 49 mittels des Kranes 28 vertikal nach unten in die Position zwischen die beiden miteinander zu verbindenden Endflanschen 47 und 42 der Rohranschlußplatten 44 bzw. 40 eingebracht. Über eine Fernseheinrichtung kann der Operateur auf seinen Bildschirmen des Einfahren der Rohrverbindungseinheit 4 9 nach der außerhalb der Kupplungsstelle liegenden Zentriervorrichtung 54 ausrichten. Es wird somit aufgrund dieser optischen Wahrnehmung bereits ein erheblich 'genaues Anfahren der Kupplungsposition erzielt werden können. Die Feinzentrierung der Flanschen 47 und 50 zueinander wird im Feinbereich durch Aufsetzen des Mutterstückes 72 auf den Zentrierstift 56 erreicht. Die keilförmige Spitze 62 des Zentrierstiftes 56 setzt auf den schrägen Zentrierflächen 75 des Mutterstückes 72 auf und zentriert bei dem weiteren Absenken des Rohrleitungsteiles 49 den Rohrflansch 50 genau zentrisch zu dem Endflansch 47 der ortsfesten Rohrleitung 46. Nach diesem genau zentrierten Zusammenführen der beiden Flanschen 47 und 50 werden die

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beiden Flanschen 47 und 50 mittels eines die Schrauben 53 wieder anziehenden Schlagschravibers, der von dem Manipulatorarm 22 getragen wird, verbunden.

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Bezugsz.eichenliste

2 Großzelle 4 Gerüste .6 Zellenwand

8 Zellenwand

9 Behälter.

10 Transportgang 12 Manipulatorträgersystem 14 Querträger 16 Führungssäule 20 Support 22 Auslegerarm 27 Zellendecke 28 Brückenlaufkran 30 Kranträger

32 Laufkatze .. 34 Drahtseil 3 6 Kranhaken 40 Rohranschlußplatte 42 Rohrleitungsanschlüsse

44 Anschlußplatten

45 Zellenwandstopfen

46 Rohrleitungen 47 Rohrflansch

48 Bleigranulat

49 Rohrleitungsteil (Rohrverbindungseinheit)

50 Rohrflansch 52 Rohrflansch 53 Schraubverbindungen 54 Zentriervorrichtung 56 Zentrierstift 58 Rohrschelle

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60 Schrauben

62 keilförmige Spitze

64 Rohrschelle

66 Schrauben

68 Winkelträger

69· senkrechter Schenkel

70 waagerechter Schenkel

72 Mutterstück

74 keilförmige Ausnehmung

75 Zentrierflächen

80 Begrenzungsblock

82 Begrenzungsblock

84 Begrenzungsblock

86 Begrenzungsblock

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Claims

Vl/. Zentriervorrichtung zum fernhantierten Zusammenkuppeln eines Endflansches einer ortsfesten Rohrleitung mit einem Rohrflansch eines vertikal herausnehmbaren Rohrleitungsteiles in einer verfahrenstechnischen Zelle, insbesondere einer Großzelle für die Wiederaufarbeitung von bestrahlten Kernbrennstoffen, wobei die Trennebene von Endflansch und Rohrflansch in einer senkrechten Ebene anaeordnet
ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß auf der ortsfesten Rohrleitung (46) ein vertikaler
Zentrierstift (56) nach oben ragend angeordnet ist,
daß auf dem herausnehmbaren Rohrleitungsteil (49) ein auf den Zentrierstift (56) passendes Mutterstück (72) mit Zentrierflächen (74) angeordnet ist.
2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Zentrierstift (56) auf einer Rohrschelle (58) angebracht ist, die um die ortsfeste Rohrleitung (46) neben deren Endflansch (47) befestigt ist.
3. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Mutterstück (72) am Ende eines Winkelträgers (68) befestigt ist, dessen einer Schenkel (69) senkrecht auf dem Umfang einer Rohrschelle (64) angebracht ist, die um das herausnehmbare Rohrleitungsteil (49) neben dem zu kuppelnden Rohrflansch (50) angeordnet ist.
4. Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zentrierstift (56) aus einem Flachstab besteht, der am oberen Ende eine sich in Längsrichtung erstreckende keilförmige Spitze (68) aufweist, die parallel zur Rohrleitungsachse verläuft,
daß das Mutterstück (72) eine nach unten offene und sich

T5 erweiternde keilförmige Ausnehmung (74) aufweist, die parallel zur Rohrleitungsachse angeordnet ist.
5. Zentriervorrichtung nach den Ansprüchen 2 und / oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß neben der Rohrschelle (58) der ortsfesten Rohrleitung (46) und / oder der Rohrschelle (64) des herausnehmbaren Rohrleitungsteiles (49) Anschlagmittel (80, 82, 84, 86) zur Verhinderung des achsialen Verschiebens der Rohrschellen (58, 64) angeordnet sind.
6. Zentriervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

0 daß die Anschlagmittel auf die Rohroberfläche aufgeschweißte Begrenzungsblöcke (80, 82, 84, 86) sind.

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