Hintergrund der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer
Energieerzeugungsturbine einer
Kernenergieerzeugungsausrüstung, insbesondere einer Kernenergieerzeugungsausrüstung
vom Siedetyp.
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Bei einem Kernkraftwerk wird thermische Energie, die als
ein Ergebnis einer Kernspaltung erzeugt wird, aus einem
Reaktorkern durch Primärkühlwasser abgenommen und in einer
Dampfkesselanlage in Elementenergie umgewandelt. In der
Kernenergieerzeugungsausrüstung vom Siedewassertyp wird
z.B. Primärkühlwasser durch Wärme zum Sieden gebracht, die
vom Kernbrennstoff erhalten ist, steigt entlang des Kerns,
um durch eine Dampf/Wasser-Trenneinrichtung in Dampf und
Wasser getrennt zu werden, die auf einer Kernspitze
vorgesehen ist, und dann wird abgetrennter Dampf über ein
Dampfrohr einer direkten Energiegewinnungsturbine
Zugeführt. Konsequenterweise ist es notwendig, die Turbine alle
paar Jahre zu reinigen, um damit verbundenes bzw. daran
haftendes Material zu entfernen. Dies erfolgt, um mit der
Turbine verbundene Verunreinigungen zu entfernen und auch,
um Schäden daran zu untersuchen. Bislang wurde das Reinigen
durch einen Trockenstrahlreinigungsprozeß ausgeführt, bei
dem gesintertes Aluminiumoxid als ein Poliermittel
verwendet wird und zusammen mit einem Luftstrahl gegen die
Turbinenoberfläche geblasen wird. Eine Operation des Reinigens
der Turbine durch diesen Prozeß erfordert 3 bis 6 Tonnen
Poliermaterial.
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Wenn gesintertes Aluminiumoxid als Poliermaterial verwendet
wird, wird die Turbinenoberfläche jedoch bald abgenutzt.
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Das nach dem Reinigen verwendete Poliermaterial kann nicht
von dem Ort transportiert werden, an dem es verwendet
wurde. Es kann auch nicht verbrannt werden. Daher wird es in
Beton gespeichert. Dies bedeutet, daß eine große
Speicherfläche bzw. ein großer Speicherbereich erforderlich ist.
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Die FR-A-2 127 021 offenbart ein Verfahren zum Reinigen von
Teilen eines Kernkraftwerkes durch einen
Strahlreinigungsprozeß, bei dem gesintertes Aluminiumoxid verwendet wird.
Dieses Verfahren leidet daher an dem oben erwähnten
Nachteil.
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Die GB-A-1 571 239 offenbart die Verwendung von mit Harz
beschichteten Partikeln bei einer Strahlreinigungstechnik,
diese Partikel sind jedoch Sand oder Schlacke, was die
Eindrucktiefe einer Oberfläche erhöht, die strahlgereinigt
wird, und würden somit eine Abnutzung hervorrufen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Entfernen von Material, welches mit einer
Energiegewinnungsturbine einer Kernenergieerzeugungsausrüstung, insbesondere
vom Siedewassertyp, verbunden ist, anzugeben, ohne eine
Abnutzung der Turbinenoberfläche hervorzurufen und ohne ein
Beseitigungsproblem nach der Behandlung hervorzurufen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren angegeben zum Entfernen
und Beseitigen von Material, welches mit der Oberfläche
einer Turbine verbunden ist, wobei das Verfahren den
Schritt aufweist, partikel in einem Gasstrom gegen die
Turbinenoberfläche zu blasen, dadurch gekennzeichnet, daß:
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(a) die Partikel aus hitzehärtbarem Melamin-Harz oder
einer Mischung aus Melamin-Harz mit einem
unterschiedlichen hitzehärtbaren Harz bestehen und
gegen die Turbine eines Kernkraft-Generators
unter Entfernung von kontaminiertem Material
geblasen werden;
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(b) die Partikel und das Material, nach dem die
Partikel verwendet worden sind, das kontaminierte
Material zu entfernen, zusammen in einem Ofen
verbrannt werden, wobei das Abgas der Verbrennung
über eine Gasbehandlungsausrüstung an die
Atmospäre abgeführt wird; und
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(c) der Verbrennungsrest in Beton gespeichert wird.
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Erfindungsgemäß wird ein hitzehärtbares Harz verwendet,
welches geeigneterweise ein Melamin-Harz ist. Das Melamin-
Harz kann aus einem einzelnen Bestandteil sein oder kann
eine Mischung aus einem Melamin-Harz mit einem
unterschiedlichen hitzehärtbaren Harz sein. Das Melamin-Harz kann
etwas Harnstoff-Harz enthalten. Wenn der Anteil bzw. Gehalt
an Harnstoff-Harz hoch ist, wird jedoch die Fähigkeit der
Partikel, Material zu entfernen, vermindert und auch das
Bruchverhältnis von Partikeln zur zeit des Entfernens von
verbundenem bzw. anhaftendem Material wird erhöht, wodurch
die Menge an verwendeten Partikeln erhöht wird. Somit ist
der Gehalt an Harnstoff-Harz in den Partikeln
geeigneterweise nicht größer als 30 Gewichtsprozent. Darüberhinaus
ist die Korngröße von Melamin-Harzpartikeln nicht im
einzelnen begrenzt, liegt jedoch geeignet im Bereich von 20
bis 120 Mesh bzw. Maschengröße, wie es beschrieben ist
durch JIS R-6001-1973. Die Partikel können jegliche Form
haben. Ihre Härte ist nicht im einzelnen eingeschränkt,
liegt jedoch geeignet von 3 bis 4 auf der Mohsschen Skala.
Die Partikel können erhalten werden durch Pulverisieren von
verfestigten Melamin- bzw. Meramin-Harzmassen, -pellets,
etc., und zwar mit einer Pulverisiermühle.
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Die Partikel können zusammen mit bzw. entlang einem
Gasstrom durch verschiedene Strahlreinigungsprozesse gestrahlt
werden, die Trockenstrahlreinigungsprozesse sind jedoch am
besten geeignet. Unter den Trockenstrahlreinigungsprozessen
gibt es
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(A) einen Strahlreinigungsprozeß vom Gravitätstyp,
bei dem Partikel in einen Behälter geladen
werden, der bei einer Position gehalten ist, die im
Pegel höher ist als eine Düse, und Partikel, die
auf eine an dem Behälterboden vorgesehene
Abführöffnung fallen, werden zusammen mit komprimiertem
Gas aus der Düse gestrahlt,
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(B) einen Strahlreinigungsprozeß vom Direktdrucktyp,
bei dem Partikel in einem
Partikelherauspreßbehälter verschlossen sind, kompromiertes Gas dem
Behälter zugeführt wird und Partikel, die aus
einer Abführöffnung abgeführt werden, die am
Behälterboden vorgesehen ist, werden zusammen mit
komprimiertem Gas aus der Düse gestrahlt,
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(C) einen Strahlreinigungsprozeß vom Siphon-Typ, bei
dem Partikel in einen Behälter geladen werden,
der auf einem niedrigeren Pegel gehalten ist als
eine Düse, und Partikel, die aus einer am
Behälterboden vorgesehenen Abführöffnung durch
Saugwirkung von kompromiertem Gas abgeführt werden,
werden zusammen mit komprimiertem Gas aus der
Düse gestrahlt.
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Jeder der obigen Strahlreinigungsprozesse kann verwendet
werden.
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Als komprimiertes Gas wird üblicherweise komprimierte Luft
verwendet. Üblicherweise wird deren Druck auf 3 bis 10
kg/cm² in Überdruck eingestellt und die Geschwindigkeit des
Strahls von komprimiertem Gas aus der Düse liegt von 50 bis
240 m/sek. Die Menge der zur Reinigung verwendeten
Partikel,
der Druck des komprimierten Gases und die
Geschwindigkeit des Strahls können geeignet in Abhängigkeit von den
Charakteristiken der verwendeten Partikel und des Zustandes
der Verbindung von Material mit der Turbine gewählt werden.
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Nach der Verwendung zur Beseitigung bzw. zum Entfernen von
anhaftendem Material enthalten die Partikel das entfernte
Material derart, daß die Partikel und das entfernte
Material eine nicht homogene Mischung bilden. Wenn diese Mischung
in einem Verbrennungsofen verbrannt wird, verbleibt ein
Rest von Melamin-Harz nach der Verbrennung, und zwar
zusammen mit dem entfernten Material als ein
Gesamtverbrennungsrest. Das aus der Verbrennungseinrichtung abgeführte
Abgas wird über eine geeignete Abgasbehandlungsausrüstung
wie ein Filter an die Atmosphäre abgeführt. Der Rest von
Melamin-Harzpartikeln beträgt höchstens einige Prozent der
Menge der Harzpartikel vor der Verbrennung. Die
Verbrennungseinrichtung kann von verschiedenen Typen sein und es
ist geeignet, einen elektrischen Ofen zu verwenden. Der
Verbrennungsrest, der anhaftendes Material enthält, kann
durch einen geeigneten Prozeß behandelt werden, wie das
Halten bzw. Aufnehmen in Beton.
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Wenn Partikel, die ein thermoplastisches Harz aufweisen,
verwendet werden, verursacht eine Verbrennung von Partikeln
nach der Verwendung zur Reinigung in der
Verbrennungseinrichtung das Schmelzen des thermoplastischen Harzes in der
Verbrennungseinrichtung und das Anhaften des geschmolzenen
Harzes an dem Boden der Verbrennungseinrichtung. Dies
bedeutet, daß die Behandlung des Restes nach der Verbrennung
sehr schwierig ist. Daher ist es unerläßlich, Partikel zu
verwenden, die ein hitzehärtbares Harz aufweisen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auf eine
Kernenergieerzeugungsausrüstung, insbesondere auf eine
Kernenergieerzeugungsausrüstung vom Siedewasser-Typ anwendbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Zeichnung ist eine schematische Ansicht, die ein
Strahlreinigungsgerät zeigt, welches geeignet ist zum
Ausführen der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nun wird eine Ausführungsform der Erfindung im Detail unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Unter Verwendung von Melamin-Harzpartikeln mit einer
Korngröße von 42 bis 90 Mesh bzw. Maschgröße wurde Material,
welches auf der Oberfläche einer Energiegewinnungsturbine
einer Kernenergieerzeugungsausrüstung vom Siedewasser-Typ
abgeschieden war bzw. daran anhaftete bzw. damit verbunden
war, entfernt. Das Entfernen wurde ausgeführt unter
Verwendung einer Strahlreinigungseinrichtung 20 vom Direkt
druck-Typ. Partikel 10 wurden in einem Behälter 22 geladen
und komprimierte Luft wurde aus einer Quelle für
komprimierte Luft in den Behälter 22 und ein Transportrohr 26
gezwungen. Die Zuführrate von komprimierter Luft von der
Quelle für komprimierte Luft wurde auf 1 Nm³/min.
eingestellt und der Druck betrug 5 kg/cm² in Überdruck. Die
Verwendungs- bzw. Verbrauchsrate von Partikeln betrug 300
kg/Stunde. Aus einer am Boden des Behälters 20 vorgesehenen
Abführöffnung abgeführte Partikel wurden durch komprimierte
Luft entlang des Transportrohrs transportiert und aus einer
Düse 24 abgeführt. Der Innendurchmesser der Düse betrug 5
mm, die Geschwindigkeit des Strahls von komprimierter Luft
aus der Düse wurde auf 150 m/sek. eingestellt und die
Entfernung von der Düse zu der Turbinenoberfläche wurde auf
200 bis 800 mm gehalten. Partikel aus der Düse wurden gegen
die Turbinenoberfläche geblasen, um an der
Turbinenoberfläche haftendes Material zu entfernen. Die Rate des
Blasens mit Partikeln pro 1 m² Turbinenoberfläche wurde auf 40
bis 60 kg eingestellt. Nach dem Entfernen des anhaftenden
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Materials wurde keine Abnutzung auf der Turbinenoberfläche
beobachtet. Es wurde weder Material, welches an der
Turbinenoberfläche haften geblieben ist, noch daran anhaftende
Partikel beobachtet.
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Der Verbrennungsrest von Partikeln, die zum Entfernen
verwendet wurden, betrug nur 2 Gewichtsprozent der Partikel
vor der Verbrennung.
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Aus Vergleichsgründen wurde das Entfernen von an der
Turbinenoberfläche haftendem Material unter denselben
Bedingungen wie oben ausgeführt unter Verwendung von gesintertem
Aluminiumoxid mit 80 bis 150 Mesh. In diesem Fall wurde
eine Abnutzung aufgrund des gesinterten Aluminiumoxids auf
der Turbinenoberfläche beobachtet. Da gesintertes
Aluminiumoxid nicht verbrannt werden könnte, war es unvermeidbar,
gesintertes Aluminiumoxid nach der Verwendung zum Entfernen
des anhaftenden Materials in der gesamten Menge in Beton zu
speichern.