DE69601895T2

DE69601895T2 - Verfahren zum Einbauen einer abgedichteten Durchführung durch eine Zellenwand

Info

Publication number: DE69601895T2
Application number: DE69601895T
Authority: DE
Inventors: Jacques Martinez
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2016-05-11
Also published as: FR2734078B1; DE69601895D1; EP0742562B1; US5725331A; JPH08304590A; EP0742562A1; FR2734078A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft den Einbau von Geräten und insbesondere den Einbau einer dichten Durchführung in die Wand einer dichten, für Arbeiten in hochradioaktiver Atmosphäre benutzten Zelle, z. B. für den Transfer von strahlungsbelasteten Abfälle oder kleinen Werkzeugen durch die Wand hindurch. Dieser Einbau muß nach Inbetriebnahme der Zelle stattfinden können, d. h. wenn das Innere der Zelle schon kontaminiert ist.

Stand der Technik und Problemstellung

Im Rahmen der Benutzung sogenannter "hochradioaktiver" Zellen kommt es vor, daß man bestimmte Typen von Geräten in einen oder mehrere Mauerdurchgänge einer radioaktiven Zelle einbauen muß, z. B. Telemanipulatoren, Kameras, Periskope oder mechanische Durchführungen, wobei diese letzteren außerdem ermöglichen, verstrahlte Abfälle oder kleine Werkzeuge aus der Zelle zu entfernen oder im Innern zu behandelnde Proben in diese einzuführen. Diese Operationen werden mittels Spezialtransportbehältern durchgeführt, auch "Umladebehälter" genannt, die an die mechanische Durchführung angekuppelt werden. Die entsprechenden Durchbrüche können entweder mit dem Schneidwerkzeug hergestellt werden oder nach dem in der französischen Patentanmeldung FR-A- 2 601 282 vom 4. Juni 1986 beschriebenen Verfahren.
Zudem besitzt die Zelle eine Innenwand, "Haut" genannt, aus nichtoxidierbarem Stahl. Ihre Funktion ist es, die kontaminierte Atmosphäre der Zelle einzuschließen und zu verhindern, daß Außenluft eindringt. Das technische Problem, das sich dann stellt, ist die Herstellung einer Dichtheit von sehr hohem Niveau zwischen der in die Mauer eingebauten Ausrüstung und der Zellenwand, insbesondere der Haut.
Man benutzt gegenwärtig eine Lösung, die ermöglicht, eine Abdichtung der mechanischen Durchführung durch die Zellenwand mit der Haut zu realisieren, aber diese Lösung ist nicht sehr zuverlässig. Sie besteht u. a. darin, die Hülse der mechanischen Durchführung auf der Haut der Zelle festzuschweißen. Dazu ist anzumerken, daß eine Schweißnaht im Innern der Zelle zwischen der Haut und der Hülse möglich ist, daß aber die Prüfung dieser Schweißnaht schwierig ist, da sie sich auf der kontaminierten Seite der Zelle befindet. Hinzuzufügen ist, daß diese Schweißnaht durch eine drehbare Maschine ausgeführt wird, die in die Hülse eingeführt wird. Die Durchführung des Verfahrens erweist sich als schwierig, da eine Wiederaufnahme nötig ist, um die Schweißoperation zu beenden. Außerdem kann diese Lösung nicht für mechanische Durchführungen gewählt werden, deren Durchmesser kleiner sind als der Umfang der Schweißmaschine.
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, diese Nachteile zu beseitigen, indem sie ein Verfahren zum Einbauen einer dichten Durchführung in die Wand einer Zelle vorschlägt, in der Arbeiten mit einem hohen Kontaminationsgrad durchgeführt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Einbauen einer dichten Durchführung in die Wand einer Zelle mit hoher Radioaktivität, umfassend:
- eine dicke Wand;
- eine Metallhaut, angebracht auf der Innenseite der Wand;
- einen Durchgang durch die Wand und die Metallhaut; und
- eine Abdichtglocke, im Innern der Zelle vorher mit Hilfe eines Telemanipulators auf der Metallhaut angebracht, um den Durchgang herum,
Das Verfahren umfaßt die folgenden sukzessiven Schritte:
a) Anbringen einer Hülse in dem Durchgang;
b) Herstellen der senkrechten Stellung der Hülse in bezug auf die Außenseite der Wand;
c) Montieren einer Grundplatte auf der Außenseite der Zellenwand;
d) Festschweißen der Hülse an der Grundplatte;
e) Anbringen eines Führungsrohrs in der Hülse, das mit einer abdichtenden Doppeltür ausgestattet ist, die sich im Innern der Zelle befindet;
f) Entfernen der Abdichtglocke;
g) Montieren eines vorher in das Zelleninnere eingeführten Dichtungsträgerrings, um die Zelle von der Außenseite in Höhe des Führungsrohrs und der Hülse zu isolieren.
Man kann die Erfindung vorteilhafterweise durch zwei zusätzliche Schritte vervollständigen:
h) Festschrauben des Dichtungsträgerrings mit unverlierbaren Schrauben; und
i) Festspannen der gesamten Durchführung an der Zelle bzw. der Zellenwand.
Vorzugsweise wirkt während der Operationen f) des Entfernens der Glocke und g) des Montierens des Dichtungsträgerrings auf die Durchführung eine Ventilation von der Außen- zur Innenseite der Zelle, um sicherzustellen, daß keine kontaminierte Luft von der Innen- zur Außenseite der Zelle entweicht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine dichte Durchführung durch die Wand einer Zelle mit hoher Radioaktivität, umfassend:
- eine rohrförmige Hülse;
- ein im Innern der Hülse angebrachtes Führungsrohr;
eine Abdichtdoppeltür, angebracht an einem ersten Ende der Hülse und des Führungsrohrs;
- einen Abstützflansch, angebracht an einem zweiten Ende der Hülse und des Führungsrohrs, zwischen diesen beiden Elementen;
- einen Dichtungsträgerflansch, angebracht am ersten Ende der Hülse und des Führungsrohrs, der sich auf der Innenseite der Metallhaut abstützt, die die Innenseite der Zelle bedeckt, indem er wenigstens eine zweite Dichtung gegen das erste Ende der Hülse und die Außenwand des Führungsrohrs preßt.
Vorzugsweise umfaßt sie eine erste Dichtung, die in einer Nut in der Außenfläche des Führungsrohrs sitzt und gegen die Innenoberfläche der Hülse gepreßt wird.
Sie kann durch eine dritte Dichtung vervollständigt werden, die in einer Nut in der Innenseite des Dichtungsträgerflansches sitzt und gegen die Außenoberfläche des Führungsrohrs gepreßt wird.

Liste der Figuren

Die Erfindung und ihre verschiedenen technischen Charakteristika werden besser verständlich durch die Lektüre der nachfolgenden Beschreibung, bezogen auf die beiden beigefügten Figuren:
- die Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Einbaus der erfindungsgemäßen Durchführung in die Wand einer Zelle; und
- die Fig. 2 zeigt im Schnitt ein Ausführungsdetail der erfindungsgemäßen dichten Durchführung.

Detaillierte Beschreibung einer Ausführung der Erfindung

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Wand einer Zelle, deren Innenseite mit 1 bezeichnet, ist und die Außenseite mit 2. Die erfindungsgemäße dichte Durchführung durchquert diese Wand 3. Man sieht, daß eine Haut 4 die Innenoberfläche der Wand 3 bedeckt, auf der Zelleninnenseite 1. Diese Haut 4 ist ein Blech aus rostfreiem Stahl, das die Innenseite der Zellenwand bedeckt mit dem Zweck, eine hohe Dichtheit zu erzielen. Man sieht, daß eine Abdichtglocke 5 auf der Haut 4 befestigt ist, dem Durchgang gegenüberstehend. Die Abdichtglocke 5 wird vorher im Innern der Zelle angebracht, ehe die Wand 3 und die Haut 4 der Zelle durchbrochen werden. Sie wird gegenüber einem Durchbruch auf der Haut 4 befestigt.
Das Herstellen des Lochs in der Zellenwand 3 ist eine vorausgehende aber notwendige Arbeit vor dem Anbringen der dichten Durchführung. Die Herstellung des Lochs in der Zelle erfolgt, um ein Problem zu beseitigen, mit dem der Betreiber konfrontiert ist und das darin besteht, aus dieser Zelle kontaminierte Abfälle oder kleine Werkzeuge zu entfernen, was aber weder programmiert noch vorgesehen war.
Die erste Hauptoperation des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Anbringen einer rohrförmigen Hülse 6 in dem Durchbruch. Dieser Durchbruch hat einen Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Hülse 6. Das Loch, in dem diese Hülse 6 angebracht wird, ist auf der Außenseite 2 der Zelle verbreitert, um um die Hülse 6 herum einen biologischen Schutz 7 anbringen zu können, der bei den Kernanlagen notwendig ist und aus Bleikugeln besteht.
Auf der Innenseite 1 der Zelle wird die Hülse 6 durch die Haut 4 abgestützt, die sich vor der Wand 3 befindet. Auf der Außenseite der Zelle ist die Hülse 6 an einer Grundplatte 9 festgeschweißt, die sich auf der Außenseite 8 der Wand 3 befindet. Diese Grundplatte 9 dient auch als Deckel für den biologischen Schutz 7. Sie ist außerdem mit zwei Einfüllöffnungen 19 für die Bleikugeln versehen.
Die Hülse 6 stellt also einen zylinderischen Durchgang durch die Zellenwand 3 dar. Hinzuzufügen ist, daß eine einwandfrei senkrechte Stellung dieser Hülse 6 in bezug auf die auf der Wand 3 angebrachte Grundplatte 9 vorteilhaft ist.
Das Montieren der Grundplatte 9 erfolgt nach dem Anbringen und Herstellen der senkrechten Lage der Hülse 6 in der Mauer 3. Man kann zur Befestigung der Grundplatte Dübel 10 verwenden, die in die Außenoberfläche 8 der Zellenwand 3 eindringen.
Ein vierter wesentlicher Schritt des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, in die Hülse 6 ein Führungsrohr 11 einzusetzen, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülse 6. Um es auf der Außenseite 2 der Zelle zu positionieren, benutzt man einen ringförmigen Flansch 12, der innerhalb der Hülse 6 aber außerhalb des Führungsrohrs 11 angebracht wird. Er sichert folglich die Konzentrizität zwischen diesen beiden röhrenförmigen Elementen, nämlich der Hülse 6 und dem Führungsrohr 11. Sie wird anschließend an diesem letzteren festgeschweißt und auch an der Grundplatte 9 befestigt, z. B. mit Schrauben 14.
Auf der Innenseite 1 der Zelle trägt das Führungsrohr 11 eine dichte doppelte Durchführungstür 13, deren spätere Funktion das Durchlassen von Material aus dem Innern 1 der Zelle in das Führungsrohr 11 sein wird. Diese Doppeltür 13 wird zusammen mit dem Führungsrohr 11 eingeführt, den sie wird vorher auf dieses letztere montiert.
Die Fig. 2 zeigt die Montage dieser Doppeltür 13 auf dem Führungsrohr 11 mittels eines Gewindes 16 und einer Abdichtungsschweißung 16A. Diese Doppeltür trägt ein Zentralrohr 20, durch das der Transfer von Material oder kleinen Behältern stattfindet.
Das Verfahren wird fortgesetzt, indem die Abdichtglocke 5 entfernt wird, die im Innern 1 der Zelle bleibt. Sie wird mit einem Telemanipulator abmontiert, der sich im Innern 1 der Zelle befindet.
Der nachfolgende Schritt besteht darin, durch Telemanipulation einen Dichtungsträgerring 15 im Innern 1 der Zelle anzubringen, auf dem Außendurchmesser des inneren Endes des Führungsrohrs 11, das sich auf der Innenseite der Zelle befindet. Dieser Dichtungsträgerring 15 hat die Funktion, die Dichtheit zwischen der Innenseite 1 der Zelle und dem ringförmigen Raum 17 sicherzustellen, der zwischen der Hülse 6 und dem Führungsrohr 11 vorhanden ist.
Die Fig. 2 zeigt auch die Montage eines solchen Dichtungsträgerrings 15 im Detail.
Die Befestigung dieses Dichtungsträgerrings 15 erfolgt mittels mehrerer unverlierbarer Schrauben 18, die von einem Telemanipulator von der Innenseite 1 der Zelle aus festgeschraubt werden.
In dem Außendurchmesser des Führungsrohrs 11 befindet sich ein erster Dichtring 21 in einer dafür vorgesehenen Nut. Dieser erste Dichtring 21 sichert die Dichtheit zwischen dem Führungsrohr 11 und der Hülse 6.
Ein zweiter Dichtring 22 befindet sich direkt außerhalb der Haut 4, vor dem Dichtungsträgerring 15. Er sichert die Dichtheit zwischen der Haut 4 und dem Führungsrohr 11, d. h. zwischen der Innenseite 1 der Zelle und dem Raum 26, der zwischen der Haut 4 und der Innenseite der Wand 3 existiert. Dieser zweite Dichtring 22 wird ergänzt durch einen dritten 23, der in einer Nut sitzt, die der Innendurchmesser des Dichtungsträgerrings 15 aufweist und der gegen den Außendurchmesser des Führungsrohrs 11 gepreßt wird.
Die Blockierung der unverlierbaren Schrauben 18 sichert die dichte Verbindung des Rings 15 mit dem Führungsrohr 11, während die Zugspannung, ausgeübt um den Metallring 15 auf die Haut der Zelle zu pressen, wenn der metallische Kontakt hergestellt ist, den Dichtring 22 mit einer Kraft zusammenzupreßt, die die Dichtheit sicherstellt.
Die gesamte erfindungsgemäße dichte Durchführung wird mittels Abstützschrauben 24 und Spannschrauben 14 in Position gehalten. Man benützt zu diesem Zweck ein Spannwerkzeug (nicht dargestellt), das hauptsächlich aus einen Hydraulikzylinder besteht, der sich zugleich auf der Grundplatte 9 und auf dem Stützflansch 12 abstützt. Wenn man nämlich diesen letzteren in Richtung Außenseite der Zelle zieht, können die Abstützschrauben 24 in dem Stützflansch 12 angezogen werden, um sich auf der Grundplatte 9 abzustützen, so daß die gesamte dichte Durchführung in Position gehalten und der zweite Dichtring 22 maximal zusammengepreßt wird. Danach werden die Spannschrauben 14 in der Grundplatte 9 angezogen und damit die Befestigung der dichten Durchführung in der Zellenwand beendet.
Das Zugkraftwerkzeug kann dann demontiert werden.
Nun kann der Raums 25, der innerhalb der Wand 3 und außerhalb der Hülse 6 vorhanden ist, mit dem biologischen Schutz 7, gebildet durch Bleikugeln, gefüllt werden.
Anzumerken ist, daß während der Phase, die darin besteht, die Abdichtglocke 5 abzunehmen und den Dichtungsträgerring 15 anzubringen, die Gefahr von Leckstellen zwischen der Innenseite 1 und der Außenseite 2 der Zelle 3 am größten ist. Daher wird vorgeschlagen, vor der Zelle eine Interventionsschleuse anzubringen, um eventuelle Kontaminationsrisiken zu minimieren.
Es sei präzisiert, daß der zweite Dichtring 22 festgeklebt werden kann und daß sein Material das mit 7EP42 (nuklear) bezeichnete sein kann. Die maximale Quetschkraft beträgt für diesen Dichtringtyp 1 500 daN.
Die Wirksamkeit des Systems kann durch einen Test geprüft werden. Um sich nämlich von der einwandfreien Dichtheit des zusammengesetzten Systems (Führungsrohr, Behälter, Dichtungsträgerring) zu überzeugen, werden zwei Rohre 26A und 26B im Innern des ringförmigen Raums zwischen der Hülse 6 und dem Führungsrohr 11 angebracht und mit der Außenseite verbunden. Das Rohr 26B befindet sich direkt hinter dem Flansch 12. Der Test besteht darin, über das Rohr 26B den durch das Führungsrohr und den Dichtungsträgerring 15 eingeschlossenen Raum mit einem neutralen Gas (Stickstoff, Argon...) mit einem bestimmten Druck zu füllen, und mit einem Manometer, angebracht am Ende des seitlichen Ausgangs des Rohrs 26A, zu überprüfen, ob der Druck nach Ablauf einer vorher festgelegten Zeit abnimmt.

Claims

1. Verfahren zum Einbauen einer abgedichteten Durchführung in die Wand (3) einer dichten Zelle, wobei letztere umfaßt:

- eine dicke Wand (3);

- eine Metallhaut (4) auf der Innenseite der Wand (3);

- einen Durchgang durch die Wand (3) und die Metallhaut (4); und

- eine Abdichtglocke (5), im Innern (1) der Zelle auf der Metallhaut (4) angebracht, um den Durchgang herum,

wobei das Verfahren die folgenden sukzessiven Schritte umfaßt:

a) Anbringen einer Hülse (6) in dem Durchgang;

b) Herstellen der senkrechten Stellung der Hülse (6) in bezug auf die Außenseite der Wand (3);

c) Montieren einer Grundplatte (9) auf die Außenseite (8) der Wand (3) der Zelle;

d) Festschweißen der Hülse (6) auf der Grundplatte (9);

e) Anbringen eines Führungsrohrs (11) in der Hülse (6), das gegenüber der Zelleninnenseite mit einer abdichtenden Doppeltür (13) ausgestattet ist, die sich unter der Abdichtglocke (5) befindet;

f) Entfernen der Abdichtglocke (5)

g) Montieren eines Dichtungsträgerrings (15) von der Innenseite der Zelle aus, um die Zelle von der Außenseite (2) in Höhe des Führungsrohrs (11) und der Hülse (6) zu isolieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die beiden folgenden, zusätzlichen Schritte umfaßt:

h) Festschrauben des Dichtungsträgerrings (15) mittels unverlierbarer Schrauben (18); und

i) Festspannen der gesamten Durchführung an der Zelle bzw. der Zellenwand.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen zusätzlichen Schritt der Entlüftung in Richtung Außenseite (2), Innenseite (1) der Zelle während der fünften f) und sechsten g) Operation umfaßt, die jeweils dem Entfernen der Abdichtglocke (5) und dem Montieren des Dichtungsträgerrings (15) entspricht.

4. Abgedichtete Durchführung durch die Wand (3) einer hochradioaktiven Zelle, umfassend:

- eine rohrförmige Hülse (6);

- ein im Innern der Hülse (6) angebrachtes Führungsrohr (11);

- eine im Innern der Hülse (6) angebrachte Abdichtdoppeltür (13), angebracht an einem ersten Ende der Hülse (6) und des Führungsrohrs (11), zwischen diesen beiden Elementen (6 und 11);

- einen Dichtungsträgerflansch (15), angebracht am ersten Ende der Hülse (6) und des Führungsrohrs (11), der sich auf der Innenseite der Metallhaut (4) abstützt, die die Innenseite der Zelle bedeckt, wobei wenigstens eine zweite Dichtung (22) gegen das erste Ende der Hülse (6) und die Außenwand des Führungsrohrs (11) gepreßt wird.

5. Abdichtende Durchführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Dichtung (21) umfaßt, die in einer Nut in der Außenfläche des Führungsrohrs (11) sitzt und gegen die Innenoberfläche der Hülse (6) gepreßt wird.

6. Abdichtende Durchführung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dritte Dichtung (23) umfaßt, die in einer Nut in der Innenseite des Dichtungsträgerflansches (15) sitzt und gegen die Außenoberfläche des Führungsrohrs (11) gepreßt wird.

7. Abdichtende Durchführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Rohre bzw. Röhren (26A, 26B) umfaßt, angebracht zwischen der Hülse (6) und dem Führungsrohr (11) und mit der Außenseite verbunden, um die Dichtheit der Durchführung zu testen.