DE1228725B - Vorrichtung zur Durchfuehrung von Bestrahlungen in einem Schwimmbeckenreaktor - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G21g

Deutschem.: 21g-21/11

Nummer: 1228 725

Aktenzeichen: C 31728 VIII c/21 g

Anmeldetag: 20. Dezember 1963

Auslegetag: 17. November 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung von Bestrahlungen in einem Schwimmbeckenreaktor, welche zwei axial und in der Höhe gegeneinander versetzte, miteinander verbundene Rohre aufweist, von denen das obere aus dem Schwimmbeckenwasser herausragt und das untere, das die zu bestrahlende Probe enthält, einen gegen das Wasser des Beckens dicht abschließbaren muffenartigen oberen Ansatz aufweist, der unterhalb der Wasseroberfläche des Beckens endet.

Als Strahlungsquellen, mit deren Hilfe Materialien verschiedenster Art behandelt werden können, haben sich Schwimmbeckenreaktoren mehr und mehr eingeführt, da sie den Vorteil bieten, daß ihre Kemzone, in der eine hohe Strahlungsintensität herrscht, leicht von außen zugänglich ist. Als Zugangsweg für die zu untersuchende Probe in die Kernzone ist bei einer Reihe bekannter Reaktoren dieses Typs ein Rohr vorgesehen, das gegen das Wasser im Reaktorbecken abgedichtet ist, an seinem unteren, kernnahen Ende die Probe aufzunehmen vermag und mit seinem oberen Ende über die Wasseroberfläche hinausragt.

Eine derartige Vorrichtung ist in der deutschen Auslegeschrift 1 097 580 beschrieben.

Der wesentliche Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß sie zwar einen leichten und unmittelbaren Zugang zu der Kernzone des Reaktors ermöglicht, zugleich aber auch den ionisierenden Strahlen in der Umgebung des Kernes einen Weg durch die schützende Wasserschicht bahnt. Es besteht daher bei einer solchen Vorrichtung die Gefahr, daß die bei der Durchführung von Experimenten und sonstigen Arbeiten an und mit dem Reaktor eingesetzten Personen oder Geräte Schäden durch austretende Strahlung erleiden.

Zur Abhilfe werden daher die Zugangswege zu der Kernzone des Reaktors entsprechend der französischen Zusatzpatentschrift 77 733 aus einem unteren und einem oberen Rohr aufgebaut, die, axial gegeneinander versetzt, parallel zueinander verlaufen und miteinander verbunden sind. Das untere Rohr endet dabei so weit unterhalb der Wasseroberfläche des Beckens in einem verschließbaren Ansatz, daß eine hinreichende biologische Abschirmung der in dem Rohr herrschenden Strahlung durch die darüberliegende Wasserschicht gewährleistet ist. Das obere Rohr endet oberhalb der Wasseroberfläche und bietet einen verschließbaren Zugang zu der Vorrichtung.

Diese bekannte Vorrichtung bietet zwar einen guten Schutz gegen Austritt unerwünschter Strah-Vorrichtung zur Durchführung von Bestrahlungen in einem Schwimmbeckenreaktor

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Louis Bochirol,

Jacques Doulat, Grenoble, Isere;

Louis Weil, La Tranche, Isere (Frankreich

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 28. Dezember 1962 (919 985)

lung, bringt aber gewisse Schwierigkeiten beim Austausch der zu bestrahlenden Proben mit sich. So müssen die Rohre außer der zu untersuchenden Probe auch Leitungen aufnehmen, die der Zuführung und Abführung von Kühlmitteln dienen oder die auch eine Messung der Wirkungen der Bestrahlung auf elektrischem Wege ermöglichen sollen. Um nun an die in dem unteren Rohr enthaltene Probe herankommen zu können, muß an diesen Leitungen vorbei ein Transportweg geschaffen werden, was im allgemeinen eine teilweise Entfernung der Leitungen voraussetzt und angesichts deren erheblicher Länge erhebliche Vertikalverschiebungen innerhalb der Vorrichtung mit sich bringt. Außerdem ergibt sich die Notwendigkeit, die gesamte Vorrichtung so weit anzuheben, daß eine den Zugang zu dem unteren Rohr freigebende Öffnung, etwa durch Entfernung eines den oberen Ansatz dieses Rohres abschließenden Stopfens, nicht zu einem Wassereinbruch in das Innere der Vorrichtung führen kann. Auch diese Anhebung ist mit erheblichen Vertikalverschiebungen der Vorrichtung und ihrer Teile verknüpft, erschwert und verlangsamt also den Austausch von Untersuchungsproben beträchtlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, bei der ein leichter Zugang zu den die Untersuchungsproben während der

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Bestrahlung aufnehmenden Teilen bei gleichzeitiger zuverlässiger Abschirmung gegen den Austritt unerwünschter Strahlung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf den muffenartigen Ansatz des unteren Rohres ein bis über die Wasseroberfläche des Schwimmbeckens hinausreichendes Verlängerungsrohr aufgesetzt ist, das_o einen unmittelbaren Zugang zu dem Verschluß des unteren Rohres ermöglicht.

Der bis über die Wasseroberfläche hinaus verlängerte Rohransatz gestattet ohne weiteres eine Lösung des Rohrverschlusses von oben her und gleichzeitig einen bequemen Zugang in das Rohrinnere, wobei alle Rohrteile und die mit ihnen verbundenen Leitungen aller Art in ihrer Arbeitsstellung verbleiben können. Der Austausch einer bereits behandelten Probe- gegen eine neue gestaltet sich daher bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung äußerst einfach und bequem, kann innerhalb kürzester Zeit vorgenommen werden und verlangt außerdem zu seiner Durchführung keinerlei teures und unhandliches Spezi alwerkzeug.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es von Vorteil, das Verlängerungsrohr auf den oberen Teil des unteren Rohres aufzuschrauben und mit einem Verschlußorgan zu versehen, das mit einer Druckgasanlage in Verbindung steht, durch die das im Verlängerungsrohr nach dem Aufschrauben vorhandene Sclwimmbeckenwasser verdrängt werden kann.

Statt dessen kann das Verlängerungsrohr aber auch fest mit dem unteren Rohr verbunden sein und im Innern zwei koaxiale Rohre enthalten, die mit dem dichten Verschlußstopfen des unteren Rohres bzw. mit einer Befestigungsmutter dieses Stopfens verbunden und von der Außenseite des Schwimmbeckens her betätigbar sind.

Im folgenden seien der Aufbau und die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung an Hand zweier in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele noch etwas näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch eine Bestrahlungsvorrichtung gemäß der Erfindung nach dem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel.

Wie man aus F i g. 1 entnimmt, enthält die Bestrahlungsvorrichtung ein unteres Rohrl, das über eine seitliche Muffe 2 mit einem vertikalen Rohr 3 verbunden ist, das parallel zum Rohr 1 liegt, jedoch axial und in der Höhe gegenüber diesem versetzt ist. Der obere Teil 4 dieses Rohres 3 ragt über die Oberfläche des Schwimmbeckenv/assers 5 heraus. An diesen oberen Teil 4 sind die Rohrleitungen 6 und 7 angeschlossen, die zur Aufnahme elektrischer Leitungen oder flüssiger bzw. gasförmiger, gegebenenfalls unter Druck stehender, als Wärmeträger dienender Medien bestimmt sind, die im Innern der Bestrahlungsvorrichtung die für die einzelnen Versuche erforderlichen besonderen Temperatur- und Druckverhältnsise schaffen. Das Rohr 3 ist ferner über eine Rohrleitung 8 mit einer nicht dargestellten Evakuiereinrichtung verbunden.

Im Innern des Rohres 1 ist ein zweites Rohr mit verhältnismäßig dünner Wandung vorgesehen, das längs der Vertikalachse des Rohres 1 vorgesehen ist und zwischen seiner Außenwand und der Innenwand des Rohres 1 einen Ringraum bildet, in dem verschiedene Steuer- oder Regelvorrichtungen (z. B. 10) angeordnet sind, die über Leitungen. 11 mit den bereits erwähnten Leitungen 6, 7 verbunden sind. Der 5: durch einen Ansatz 12 gebildete obere Teil des Rohres 1 ist durch einen Stopfen 13 verschlossen,'der mit Hilfe einer Befestigungsmutter 14 unter Zwischenfügung einer Ringdichtung 15 auf den Ansatz 12 des Rohres dicht aufgepreßt ist. In seinem unteren Teil

ίο ist der Stopfen 13 mit einem Ring 16 versehen, an dem Drähte 17 befestigt sind, an denen die Bestrahlungskapsel 18 hängt, die sich auf diese Weise im Innern des Rohres 9 in dessen unterem Teil befindet. Das Rohr 1 ist nach oben durch eine ringförmige Muffe 19 verlängert, die mit ihrem unteren Teil auf ein an der Außenseite des Ansatzes 12 des Rohres 1 vorgesehenes Gewinde 20 aufgeschraubt ist. In ihrem oberen Teil kann die Muffe 19 durch eine Verschlußplatte 21 abgeschlossen werden, die eine zentrale Bohrung 22 enthält, die an eine nicht dargestellte Druckgasquelle angeschlossen werden kann. Die Abdichtung des Verschlusses der Muffe 19 wird durch eine Mutter 23 gewährleistet, die auf ein Außengewinde der Muffe 19 aufgeschraubt ist und hierbei ein Dichtungselement 24 zwischen der Platte - 21 und der Muffe 19 zusammendrückt. Im unteren Teil ist die Muffe 19 mit einem Rohr 25 verbunden, durch welches das in der Muffe 19 vorhandene Wasser abgeführt wird.

Das Einsetzen einer Bestrahlungskapsel in das untere Rohr 1 sowie das Herausnehmen der Kapsel aus diesem Rohr geschieht folgendermaßen: Die Muffe 19 wird zunächst auf den Ansatz 12 des Rohres 1 aufgeschraubt. Dann wird die Verschlußplatte 21 auf die Muffe aufgesetzt und durch Anziehen der Mutter 23 angepreßt. Anschließend wird das Wasser aus der Muffe 19 entfernt, indem über die Rohrleitung 25 beispielsweise Druckluft zugeführt wird. Danach wird die Platte 21 entfernt, und man hat nach fernbetätigtem Losschrauben der Mutter 14 einen unmittelbaren Zugang zum Verschlußstopfen 13 des Rohres 9, das die Bestrahlungskapsel enthält. Der Stopfen 13 kann mit Hilfe eines geeigneten Schlüssels, der in die Öffnung 22 eingeführt wird und in eine zu diesem Zweck im oberen Teil des Stopfens vorgesehene Nut 26 eingreift, entfernt werden. Danach läßt sich die Kapsel 18 herausnehmen und eine neue Kapsel einsetzen, woraufhin die beschriebenen Vorgänge in der umgekehrten Reihenfolge wiederholt werden.

Die erläuterte Vorrichtung weist somit in jedem Augenblick einen wirksamen biologischen Schutz auf, der durch die allgemeine Form der Bestrahlungsvorrichtung gewährleistet ist. Um eine Kapsel in die Vorrichtung einzuführen oder herauszunehmen, ist keine vertikale Verschiebung dieser Bestrahlungsvorrichtung erforderlich. Insbesondere vermeidet man durch die Erfindung jedes Lösen der Anschlußverbindungen mit den Leitungen 6, 7 und 8 und erhöht auf diese Weise die allgemeine Betriebssicherheit der Anlage. Zur Befestigung der Muttern 14 und 23 kann man jede bekannte Anordnung wählen, die eine rasche und sichere Herstellung des Verschlusses gewährleistet (z. B. ein Gewinde mit »Vier-

^Ö5 telumdrehung«, eine Verbindung mit einem bikonischen Gewinde usw.). Auch die Entleerung der Muffe 19 kann mit beliebigen Mitteln, beispielsweise durch eine Pumpe, erfolgen.

F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das besonders zur Durchführung verschiedener Experimente bei hohen Temperaturen mit Proben geeignet ist, die gleichzeitig einer Druckgasströmung ausgesetzt sind. Wie sich aus F i g. 2 ergibt, enthält die Vorrichtung ein äußeres Rohr 30, in das eine Anzahl Anschlußrohrleitungen 31, 32 münden, die außerhalb des Wassers des Schwimmbeckens über Verbindungselemente (z. B. 33, 34) mit einem beliebigen Druckmittelanschluß oder einer Stromquelle verbunden sind, so daß im Innern des Rohres 30 die gewünschten Versuchsbedingungen hergestellt werden können. Im Innern des Rohres 30 ist koaxial zu diesem ein rohrförmiger Probenträger 35 vorgesehen, der in seiner Wand Durchbrüche 38 von geeigneten Abmessungen enthält, die den Innenraum des Probenträgers 35 und des Rohres 30 miteinander verbinden. Die für die Experimente erforderlichen Kontroll- oder Steuerorgane (z. B. 36) sind in geeigneter Weise mit den Rohrleitungen 31 und 32 verbunden. Der rohrförmige Probenträger 35 enthält in seinem mittleren Teil einen Stopfen 37, der von Drähten (z. B. 40) durchsetzt ist, die zu Meß- oder Kontrollelementen (z. B. Thermoelementen 39) führen, die in der Nähe der Probe 41 angeordnet sind. Nach oben ist der Stopfen 37 durch ein Rohr 42 verlängert, das aus dem Rohr 30 herausragt und mit einer Steuerstange 43 verbunden ist, die ein Herausziehen aus dem Rohr 30 gestattet, wenn eine Kapsel 41 entfernt werden soll.

Im normalen Betrieb ist die aus dem Probenträger 35 und dem Rohr 42 bestehende Anordnung dicht an einem Ansatz 44 befestigt, der mit der Innenwand des Rohres 30 einstückig ausgebildet ist. Die Halterung des Stopfens 37 an diesem Ansatz 44 wird durch eine Mutter 45 gewährleistet, die den Stopfen 37 auf eine Ringdichtung 46 drückt. Die Mutter 45 ist nach oben durch eine zylindrische Muffe 47 verlängert, die koaxial zum Rohr 42 liegt und gleichfalls über das obere Ende des Rohres 30 vorsteht. Die Muffe 47 ist mit einer .Steuerstange 48 verbunden, die ein Anziehen und Lösen der Mutter 45 auf dem mit Gewinde versehenen Ansatz 44 ermöglicht. Eine Evakuierleitung 49 ist oberhalb des Ansatzes 44 an das Rohr 30 angeschlossen, so daß die im Rohr 30 und um das Rohr 42 und die Muffe 47 vorhandene Flüssigkeit entfernt werden kann. Das Rohr 42 und die Muffe 47 enthalten zu diesem Zweck in ihrem unteren Teil kleine Durchbrüche (z. B. 50).

Die Handhabung der erläuterten Vorrichtung ist im einzelnen folgendermaßen:

Nachdem das in den Rohren 30, 42 und der Muffe 47 vorhandene Wasser entfernt wurde, beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten Pumpe, die das Wasser durch die Leitung 49 absaugt, schraubt man die Muffe 47 über ihre Steuerstange 48 ab und zieht sie gleichzeitig mit dem Rohr 42, das über den Probenträger 35 die Probe 41 trägt, aus dem Rohr 41 heraus.

Alle zuvor im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erläuterten Vorteile sind auch bei der Anordnung gemäß F i g. 2 vorhanden. Insbesondere erfährt die Vorrichtung beim Einbringen und Herausnehmen einer Kapsel keine Verschiebung. Der zusammenhängende biologische Schutz oberhalb der Bestrahlungsvorrichtung ist ferner während der Bestrahlungen einwandfrei gewährleistet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung von Bestrahlungen in einem Schwimmbeckenreaktor, welche zwei axial und in der Höhe gegeneinander versetzte, miteinander verbundene Rohre aufweist, von denen das obere aus dem Schwimmbeckenwasser herausragt und das untere, das die zu bestrahlende Probe enthält, einen gegen das Wasser des Beckens dicht abschließbaren muffenartigen oberen Ansatz aufweist, der unterhalb der Wasseroberfläche des Beckens endet, dadurchgekennzeichnet, daß auf dem muffenartigen Ansatz des unteren Rohres ein bis über die Wasseroberfläche des Schwimmbeckens hinausreichendes Verlängerungsrohr aufgesetzt ist, das einen unmittelbaren Zugang zu dem Verschluß des unteren Rohres ermöglicht.

2. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsrohr auf den oberen Teil des unteren Rohres aufschraubbar ist und ein Verschlußorgan enthält, das mit einer Druckgansanlage in Verbindung steht, durch die das im Rohr vorhandene Schwimmbeckenwasser verdrängt werden kann.

3. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsrohr mit dem unteren Rohr fest verbunden ist und im Innern zwei koaxiale Rohre enthält, die mit dem dichten Verschlußstopfen des unteren Rohres bzw. mit einer Befestigungsmutter dieses Stopfens verbunden und von der Außenseite des Schwimmbeckens her betätigbar sind.

4. Bestrahlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bestrahlende Kapsel oder Probe direkt mit der unteren Seite des dichten Verschlußstopfens des unteren Rohres über Aufhängekabel verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1097 580;
französische Zusatzpatentschrift Nr. 77 733 (Zusatz zur französischen Patentschrift Nr. 1252 681);
»Nuclear Engineering«, März 1960, S. 101.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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