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Reinigung von Kernkraftanlagen mit Trockeneisstrahlen

Posted by Christiane Rach on 20.03.2020 04:48:00

Kernkraftwerk

Die Reinigung von Kernkraftwerken stellt eine einzigartige Herausforderung dar. Hohe Kontaminationen haben bisher erhebliche Ausfallzeiten und Gefahren für die Mitarbeiter verursacht.

 

Ein Kernkraftwerk hat sich mit der Reinigung einiger empfindlicherer Anlagenteile und der Aufrechterhaltung der Qualitätsstandards bei konstanter Produktion auseinandergesetzt.

In ihrer Betankungsanlage stabilisieren die Mitarbeiter den Brennstoff aus einem Kernreaktor und entfernen das Natrium, bevor sie die Isotope abtrennen und so den Brennstoff für eine Zwischenlagerung geeignet machen. Dieser Prozess findet in einer isolierten kastenförmigen Kammer mit Argonatmosphäre und Vakuum statt, um die Verbrennung von Feinstaub zu verhindern. Nach mehreren Verarbeitungsstufen in dieser Kammer wird das Material zu einem moderat feinen Partikel.

 

Das Problem

Während ein ca. 7,5 cm dicker Rand und ein 500 Motordrehmoment die Kammer ideal für die Aufbewahrung von Strahlung machen, ist sie auch ziemlich unzugänglich für externe Quellen, und das schließt Reinigung und Wartung des Equipments mit ein. Der Prozess erzeugt nicht nur viele Partikel in der Luft, sondern beansprucht auch die Maschinen stark.

 

Wir haben das ganze Equipment in diesem Bereich", sagt der Systemtechniker. "Offensichtlich können wir das nicht warten. Wir können nicht jemanden in einem Raumanzug mit einem Schraubenschlüssel und einem Schraubendreher schicken, um Einstellungen vorzunehmen. Also ist das System auch mit einer Luftschleuse ausgestattet und die Luftschleuse ermöglicht es uns, den Großteil unserer Ausrüstung hinein und herauszutransportieren.

 

Reinigung von KernkraftwerkenDoch selbst wenn die Mitarbeiter das Equipment in einem "geeigneten Bereich" außerhalb der spezifizierten Kammer aufstellen, stehen sie immer noch vor dem Problem der Kontamination und erheblicher Ausfallzeiten. Die typische Methode, so etwas zu reinigen, ist mit kommerziell hergestellten Tüchern, die es den Mitarbeitern ermöglichen, die Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche befinden könnten, abzuwischen.

Damit werden die Maschinen an schwer zugänglichen Stellen, wie z.B. in den Rissen oder zwischen den Balken, nicht ausreichend von Verunreinigungen befreit. "Diese Verunreinigungen haben typischerweise eine Abbaurate von 100 bis 250 Tausend Abfällen pro Minute", sagt der Systemingenieur.

Seine Zellenkräne und Handhabungsgeräte hatten schließlich so viel Verschmutzung, dass der Ingenieur und sein Team zwei Tage damit verbringen mussten, sie zu reinigen, nur um einen Kontaminationsgrad zu erreichen, der ihnen ein sicheres Arbeiten ermöglichte. Eine typische Reinigung dauerte 6-7 Stunden, zuzüglich der zusätzlichen Strahlenbelastung der Handwerker. Diese längere Ausfallzeit trieb sie dazu, nach einem anderen Weg zu suchen.

 

Die Lösung

"Dies ist einer der Punkte, bei denen die Geschichte auf Frustration basiert", teilte der Systemingenieur mit. Neben dem Trockeneisstrahlen schaute er sich auch Unternehmen an, die ähnliche Anlagen mit Stickstoff reinigen. Er fand Cold Jet, die Trockeneisstrahlen anbieten. Während einer Vorführung probierte er es selbst aus und war überzeugt.

 

“Alle unsere Sachen sind mit Epoxidharz beschichtet. Also kann ich die Epoxidschicht nicht durchschlagen, weil ich jetzt einen Bereich für schlimmere Formen der Verschmutzung und auch für Rostbildung freigebe. ... Ich versuchte es [mit Trockeneisstrahlen] und hatte die Möglichkeit, das ganze fettige Öl zu entfernen und hatte perfekte Farbrückstände. Ich brauchte ein paar Versuche, aber sobald ich mich daran gewöhnt hatte, war es ein Kinderspiel.

 

Beim Trockeneisstrahlen werden recycelte CO2-Partikel oder Trockeneis verwendet, um die Verunreinigungen von dem Material der Wahl zu entfernen. Bei vielen Maschinenmodellen kann dies in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt werden.

Erfahren Sie mehr über Trockeneisstrahlen.

 

Cold Jet SDI-Select-60 TrockeneisstrahlsystemDer Systemingenieur entschied sich für den Kauf eines Cold Jet SDI Select 60. Mit diesem Modell können er und seine Mitarbeiter die Maschine außerhalb der Kammer stationieren und einen Schlauch durchführen, um das Equipment zu reinigen, ohne es mühsam zu entfernen. Sie haben mehrere verschiedene Positionen ausprobiert, um am besten ins Innere zu gelangen und fanden die Entfernung beruhigend. Mit dem Abstand zwischen den Mitarbeitern und den Maschinen in der Zelle kann er die Strahlenbelastung aller Beteiligten deutlich reduzieren.

Sie haben auch mit verschiedenen Größen von Pellets experimentiert, um zu sehen, was in die Ecken und Ritzen eindringt, ohne dass die Maschine beschädigt wird.

 

“Wir haben ein Luftsystem, das wir direkt an die Anlage anschließen können, wir haben eine der CO2-Boxen, so dass wir unsere eigenen Pelletgrößen vor Ort herstellen können, bevor wir die Dekontamination durchführen, und was wir herausgefunden haben, ist, dass wir unser Material auf etwa 10.000 DPM herunterbringen und im Grunde die Belastung für jeden unserer Arbeiter und Handwerker reduzieren können, während wir die Ausrüstung schneller sauber bekommen, was es uns erlaubt, sie schneller zu reparieren und umso schneller kann sie wieder in Betrieb genommen werden. Es war also wirklich ein Segen für uns.

 

Die Ergebnisse

Mit seiner Cold Jet Maschine hat der Systemingenieur die Reinigungszeit auf 45 Minuten bis zu einer Stunde und 15 Minuten reduziert. Angesichts der alten Norm von 6-7 Stunden ist man mit den Ergebnissen zufrieden.

Ein weiteres wichtiges Thema für ihn ist die Sicherheit seiner Mitarbeiter. Die Einrichtung hat extrem konservative Expositionsgrenzen (zwischen 0,2 und 0,5 im Vergleich zu den staatlich genehmigten 5), musste aber gelegentlich über die Komfortzone für seine Mitarbeiter hinausgehen, da die Kontamination nicht vollständig entfernt werden konnte.

 

“Innerhalb des Unternehmens haben wir eine besondere Auszeichnung und diese besondere Arbeit wurde ausgezeichnet, weil sie die radiologische Belastung des Personals deutlich reduziert hat”, sagte er.

 

Es gibt jetzt mehrere andere Einrichtungen innerhalb des Unternehmens, die sich mit Trockeneisstrahllösungen beschäftigen.

Obwohl er keine i3 Microclean besitzt, lobte er sie als "perfekt für fast jedes Kernkraftwerk, das kontaminierende Sanierungen durchführt".

Auch die Haltbarkeit des Zubehörs an seiner Maschine hat ihn beeindruckt. Den Schlauch (den die Anlage in einer Kunststoffhülle verwendet) musste er seit dem Kauf überhaupt nicht mehr austauschen und die Düse hat er nur einmal ausgetauscht. 

 

“Der Vorteil ist, dass das allen hilft. Wenn Sie Ihre Strahlenbelastung reduzieren können, sind Sie sicherer mit Ihrem Handwerk und Ihren Mitarbeitern, und Sie können schneller arbeiten”, sagte er.

 

Erfahren Sie mehr über Trockeneisstrahlen für Kernkraftwerke.

Energieerzeugung, Kerntechnik