DD257651A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrolytischen behandlung metallischer hohlzylinderabschnitte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung innerer Oberflaechen von Hohlzylindern. Insbesondere ist sie zur Dekontamination grosser Rohrleitungen in Kernkraftwerken geeignet. Ziel und Aufgabe sind, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen bei reduziertem technischen Aufwand, begrenztem Elektrolyteinsatz ein hinreichender Strahlenpegel fuer die Durchfuehrung von Reparatur- und Instandsetzungsarbeiten in Rohrleitungen erreicht werden kann. Dieses wird dadurch geloest, dass innerhalb einer Bad-Kammer-Elektrode der Elektrolyt staendig umgewaelzt, durchmischt und entgast wird und sofort nach der elektrolytischen Behandlung eine Nachbehandlung mit Druckwasserstrahlen folgt, dass als Vorrichtung ein beidseitig pneumatisch abgedichteter Doppelmantelzylinder zum Einsatz gelangt, dessen aeusserer Mantel als Elektrode dient und mit der zu bearbeitenden Rohrwand eine aeussere Kammer bildet, der innere Zylindermantel in sich eine innere Kammer bildet und der Elektrolytbevorratung dient, in der Zwischenkammer nach aussen gerichtete Spruehduesen in ausreichender Anzahl angeordnet sind, eine aussenliegende Umwaelzpumpe staendig Elektrolyt von der inneren in die aeussere Kammer foerdert und nach der elektrolytischen Behandlung bei Bedarf den Elektrolyten in die innere Kammer zurueckfoerdern kann.

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effektives Verfahren mittels einer speziellen fernbedienten Vorrichtung zur elektrolytischen Dekontamination von Rohrleitungsabschnitten großer Durchmesser zu schaffen, daß bei reduziertem technischem Aufwand, begrenztem Elektrolyteinsatz und sofortiger Nachreinigung die Gewähr einer hohen Oberflächengüte sowie eines geringen Strahlenpegels für anschließende Reparatur- und Instandhaltungsarbeiten bietet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elektrolyt innerhalb einer Bad-Kammer-Elektrode ständig umgewälzt und durchmischt wird und die dabei freigesetzten Spaltgase mittels Spülgas, vorzugsweise Luft, ständig abgeführt werden. Nach der Elektrolytehtleerung wird der bearbeitete Hohlzylinderabschnitt mittels Druckwasserstrahlen nachbehandelt. Als Bad-Kammer-Elektrode wird ein zylindrischer Doppelmantel-Edelstahlbehälter verwendet. Dieser Doppelmantelzylinder besteht aus einem äußeren Zylindermantel, einem inneren Zylindermantel, den an den Stirnseiten des Doppelmantelzylinders angeschraubten Zylinderdeckeln und dem axialen Führungs- und Halterungsrohr, wobei diese Teile miteinander verschweißt sind. An den Zylinderdeckeln sind über eine Flachdichtung Führungsringscheiben ausgerüstet mit pneumatisch wirkenden Rundgummidichtungen angeschraubt. Die Rundgummidichtungen sind mit Druckluftanschlußstutzen versehen. Das Führungsund Halterungsrohr ist über ein Halteblech mit einer Peristaltikpumpe zur Förderung des Elektrolyten aus der Elektrolytvorratskammer (innere Zylinderfläche) über einen Krümmer und Saugstutzen sowie einem Druckstutzen und einem Kunststoffkrümmer in die äußere Ringkammer (äußere Zylinderfläche bis zur Rohrleitungsinnenwand) verbunden. Über einem oder mehrere Kunststoffüberlaufrohre läuft der verwendete Elektrolyt von der äußeren Ringkammer in die Elektrolytvorratskammer unter Mitnahme der freigesetzten Spaltgase zurück. Über angebrachte Stutzen wird die Elektrolytvorratskammer ständig belüftet und entlüftet. In die zwischen äußeren und inneren Zylindermantel gelegene Zwischenkammer sind Sprühdüsen eingesetzt, die zur Nachreinigung des behandelten Rohrabschnittes mit Druckwasser dienen. Die elektrischen Anschlüsse der Vorrichtung sind so geschaltet, daß der äußere Zylindermantel die Funktion der Kathode und die Rohrleitung die Funktion der Anode besitzt.

Ausführungsbeispiei

Die nähere Erläuterung des Aufbaus und der Funktion der Vorrichtung erfolgt anhand der Fig. 1: Hauptbestandteil der Vorrichtung ist ein zylindrischer Doppelmantel-Edelstahlbehälter, bestehend aus dem äußeren Zylindermantel 1, dem inneren Zylindermantel 2, den beiden Zylinderdeckeln 3 und dem axialen Führungs- und Halterungsrohr 4, die miteinander verschweißt sind. Mittels stirnseitig angeschraubter Kunststoff-Führungsringscheibenö, den Flachdichtungen 6, der beiden pneumatisch wirkenden Rundgummidichtungen 7 mit den Druckluftanschlußstutzen 8, wird die dichte, elektrisch isolierte und zentrale Fixierung des zylindrischen Doppelmantel-Edelstahlbehälters in der Mittelachse der elektrolytisch zu bearbeitenden Innenwand der Rohrleitung 0 erreicht. Die elektrischen Anschlüsse 29 und 30 sind so geschaltet, daß der äußere Zylindermantel 1 die Funktion der Kathode, die Rohrleitung Odie Funktion der Anode besitzt. Der benötigte Elektrolytvorrat wird aus einem außenliegenden nicht dargestellten Meßgefäß über die Spülstutzen 20 mit Krümmer 21 oder Spülstutzen 22 mit Kunststoff-Krümmer 23 in die Vorrichtung eingefüllt. Die am axialen Führungs- und Halterungsrohr 4 stirnseitig über das verschweißte Halterungsblech 10 angebrachte elektrische Peristaltikpumpe 9 fördert den Elektrolyten aus der Elektrolytvorratskammer 17 über den Krümmer 12 und Saugstutzen 11, über den Druckstutzen 13 und Kunststoff-Krümmer 14 ständig in den äußeren Ringraum 32. Nach Auffüllung desselben fließt der Elektrolyt in die Vorratskammer 17 über die Kunststoff-Überlaufrohre 15, die flüssigkeitsdicht in die Buchsen 16 eingepaßt sind, zurück. Die ständige Elektrolytumwälzung ermöglicht dabei die Abführung des bei der Elektrolyse freigesetzten Spaltgase von der äußeren Ringkammer 32 in die Elektrolytvorratskammer 17. Über die Stutzen 18 und 19 wird die Elektrolytvorratskammer 17 ständig belüftet und entlüftet. Nach Beendigung der elektrolytischen Behandlung wird durch Auflastung eines Druckluftpolsters über den Stutzen 18, die Gasabführung über den Stutzen 19 wird dazu von außen über ein Absperrorgan verschlossen, der Elektrolyt über die Stutzen 20 und 22 abgeführt, d.h. die Kammern 17 und 32 entleert.Die im Druckwasserringraum 27, zwischen den beiden Zylindermänteln 1 und 2, angeordneten Sprühdüsen 24 mit den Düseneintrittsöffnungen 25 und den Düsenaustrittsbohrungen 26 gestatten eine sofortige Nachbehandlung durch Absprühen der elektrolytisch bearbeiteten Rohrinnenwand der Rohrleitung 0 mit Druckwasser. In den Druckwasserringraum 27 wird das Druckwasser über den vorhandenen Druckwassereintrittsstutzen 28 eingespeist. Die Abführung des Spülwassers erfolgt in gleicherweise, wie diedes Elektrolyten wieder durch Auflastung eines Gasüberdruckess. Die Führung der Schlauchleitungen für den Anschluß der Stutzen 8,18,19,20, 22,28, des Stromversorgungskabels für die Peristaltikpumpe 9 und des Kathodenkabels erfolgen über das axiale Führungs- und Halterungsrohr 4, wozu die Schlauch- und Kabelöffnungen 31 vorgesehen sind. Die gesamte Länge des axialen Führungs- und Halterungsrohres 4 ist nicht dargestellt. Es ist mit zweckentsprechenden Griffstücken mit Verlängerungskupplungen versehen. Die Vorrichtung gestattet in dieser Weise die nacheinander folgende elektrolytische Bearbeitung von Rohrabschnitten einschließlich Nachbehandlung. Soll der Elektrolyt für den nächsten Rohrabschnitt 0 nochmals genutzt werden, wird nach Abschluß der elektrolytischen Behandlung durch Drehrichtungsumkehr der Peristaltikpumpe 9 der Elektrolyt über die Stutzen 11 und 13vonderäußeren Kammer32 in die innere Kammer 17 zurückgefördert. Das anfallende Spülwasser der periodischen Sprühwassernachbehandlung in der äußeren Kammer 32 wird in diesem Falle über den Spülstutzen 22 durch die beschriebene Erzeugung eines Überdruckes entleert. Fig. 2 zeigt eine Kunststoff-Führungsringscheibe 5, die anstelle der Führungsringscheibe 5 an den rechten Zylinderdeckel 3 (Fig. 1) mit den zwischengelegten Flachdichtungen 6 verschraubt werden kann. Die Führingsringscheibe5 bietet die Möglichkeit, den Schnittstellenbereich der Rohrleitung 0 mitzubearbeiten, da die pneumatisch wirkende Rundgummidichtung 7 die Rohrleitung 0 von außen abdichtet. Die Führungsringscheibe 5 ist ausgerüstet mit den entsprechenden Stutzen 8 und 22 mit Krümmer 23.

Claims (3)

1. Verfahren zur elektrolytischen Behandlung metallischer Hohlzylinderabschnitte, insbesondere der Innenflächen von Rohrleitungsabschnitten, von Rohrleitungen großer Abmessungen in Kernkraftwerken, gekennzeichnet dadurch, daß der Elektrolyt innerhalb einer Bad-Kammer-Eiektrode ständig umgewälzt und durchmischt wird, daß die freigesetzten Spaltgase mittels Spülgas vorzugsweise Luft ständig abgeführt werden und daß sofort nach der Elektrolytleerung der bearbeitete Hohlzylinderabschnitt mittels Druckwasserstrahlen nachbehandelt wird.

2. Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung metallischer Hohlzylinderabschnitte, insbesondere der Innenflächen von Rohrleitungsabschnitten, von Rohrleitungen großer Abmessungen in Kernkraftwerken unter Anwendung des Bad-Kammer-Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß die verwendete Bad-Kammer-Elektrode als zylindrischer Doppelmantel-Edelstahlbehälter, der aus den miteinander verschweißten äußeren und inneren Zylindermantel (1 und 2), den an den Stirnseiten des Doppelmantelzylinders angeschraubten Zylinderdeckeln (3) sowie dem axialen Führungs-und Halterungsrohr (4) besteht, aufgebaut ist, wobei an den Zylinderdeckeln (3) über eine Flachdichtung (6) Führungsringscheiben (5), ausgerüstet mit pneumatisch wirkenden Rundgummidichtungen (7), die ihrerseits mit Druckluftanschlußstutzen (8) angeschraubt sind, angebracht sind, daß das Führungs- und Halterungsrohr (4) über ein Halteblech (10) mit einer Peristaltikpumpe (9) zur Förderung des Elektrolyten aus der Elektrolytvorratskammer (17) über Krümmer (12) und Saugstutzen (11) sowie Druckstutzen (13) und Kunststoffkrümmer (14) in die äußere Ringkammer (32) verbunden ist, daß über in den Doppelmantelzylinder eingebrachte Kunststoffüberlaufrohre (15) der Rückfluß des Elektrolyten in die Elektrolytvorratskammer (17) realisiert wird und daß in die zwischen äußeren und inneren Zylindermantel (1 und 2) gelegene Zwischenkammer Sprühdüsen (24) eingesetzt sind, die durch Offnungen im äußeren Zylindermantel (1) den elektrolytisch behandelten Rohrabschnitt mit Druckwasser beaufschlagen.

3. Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung metallischer Hohlzylinderabschnitte nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der äußere Zylindermantel (1) die Funktion der Kathode und die zu behandelnde Rohrleitung die Funktion der Anode besitzt.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrolytischen Behandlung innerer Oberflächen von Hohlzylindern. Insbesondere ist sie zur Dekontamination großer Rohrleitungen in Kernkraftwerken geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Durchführung von Reparatur- und Instandsetzungsarbeiten an radioaktiv-kontaminierten Rohrleitungen erfordern eine vorherige Dekontamination der betreffenden Innenflächenabschnitte. Die chemische Dekontamination des kompletten Anlagensystems ist mit erhöhten Kosten verbunden, z. B. durch lange Prozeßzeiten, hohen Chemikalieneinsatz sowie große Abwasservolumina. Vorteilhafter kann es sein, die betreffenden Rohrleitungsabschnitte autonom zu dekontaminieren, wobei aber aus Strahlenschutzgrunden nur solche Verfahren diskutabel sind, die weitgehend mechanisiert oder automatisiert werden können. In den Arbeitsmaterialien des RGW-Arbeitsgremiums WTR-Z (1982) wird eine pneumatisch-fortschreitende Elektrolysevorrichtung für die Dekontamination von Hauptumwälzrohrleitungen in Kernkraftwerken beschrieben, die die Rohrinnenwandungen nach dem halbtrockenen Tamponverfahren bearbeitet. Die Reinigung erfolgt hierbei nicht über den gesamten Rohrumfang gleichmäßig. Bei längerem Einsatz besteht bei zunehmendem Verschleiß des Tampons die Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses. Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung zum elektrolytischen Beizen, vorzugsweise von Rohrleitungsstutzen, die jedoch nur begrenzt mobil einsetzbar ist und nicht den Anfangsbereich eines Stutzens erfaßt (DD-WP 136982). Ähnliche Vorrichtungen sind aus den DE-OS 2434444, DE-OS 2435277 sowie der DE-OS 2803113 bekannt. Die in den DE-OS 3136186 sowie der DE-OS 3136187 beschriebenen Vorrichtungen zur Dekontamination großer Rohrleitungen in kerntechnischen Anlagen erfordern erhebliche Elektrolytmengen und eine mechanische Nachreinigung. Des weiteren ist aus der DE-OS 3345278 eine Vorrichtung bekannt, die hohlzylindrische Körper mit geringem Elektrolytverbrauch fernbedient dekontaminiert. Hierbei wird ein Schwammelektropolierverfahren angewendet, daß den in einer Kammer befindlichen Elektrolyten ständig umwälzt und filtriert. Diese Vorrichtung erfordert einen relativ hohen Realisierungsaufwand.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einer effektiven Dekontamination von Rohrleitungsabschnitten.