DIN 25420-1 Bb 1-2014 Construction of concrete hot cells - Part 1 Requirements for remotely operated cells Supplement 1 Design examples《混凝土热室的建造 第1部分 遥控热室要求 补充件1 设计举例》.pdf

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1、Dezember 2014 DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)Preisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.280; 27.120.01!%;uh“2248269www.din.deDDieses Beiblatt

2、 enthlt Informationen zuDIN 25420-1, jedoch keine zustzlichgenormten Festlegungen.DIN 25420-1 Beiblatt 1Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 25420-1 Beiblatt 1:1997-02www.beuth.deGesamtumfang 32 SeitenErrichtung von Heien Zellen aus Beton Teil 1: Anforderungen a

3、n Heie Zellen fr fernbedienten Betrieb; Beiblatt 1: Ausfhrungsbeispiele Construction of concrete hot cells Part 1: Requirements for remotely operated cells; Supplement 1: Design examples Construction de cellules chaudes en bton Partie 1: Exigences relatives aux cellules pour la tlopration; Supplment

4、 1: Exemples de conception DIN 25420-1 Bbl 1:2014-12 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Verweisungen 4 2 Beispiele fr die Bauweise von Heien Zellen aus Beton 4 2.1 Allgemeines . 4 2.2 Gren von Heien Zellen . 4 2.3 Kategorien von Heien Zellen . 5 2.3.1 Allgemeines . 5 2.3.2 Beta-Gamma-Zellen 5 2.3.3 Alpha-

5、Gamma-Zellen 5 2.3.4 Alpha-Gamma-Neutronen-Zellen . 6 2.4 Konstruktive Gestaltung der Arbeits- bzw. Bedienungspltze und der Heien Zellen selbst 6 2.5 Heie Zellen-Anlagen . 6 3 Beispiele fr Abschirmungen 8 3.1 Betonwnde . 8 3.2 Groe Zugangsffnungen 8 4 Beispiele fr die Grundausstattung . 9 4.1 Manipu

6、latoren . 9 4.2 Strahlenschutzfenster 9 4.3 Kontaminationsschutzksten 9 4.4 Materialschleusen . 9 4.4.1 Allgemeines . 9 4.4.2 Materialschleusen fr Beta-Gamma-Zellen 9 4.4.3 Materialschleusen fr Alpha-Gamma-Zellen . 10 4.5 Durchfhrungen 11 4.6 Arbeitstische . 11 4.7 Beleuchtung 11 4.8 Lftungsanlage .

7、 11 DIN 25420-1 Bbl 1:2014-12 3 Vorwort Dieses Beiblatt wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-07-62 AA Strahlenschutzeinrichtungen“ im DIN-Normenausschuss Materialprfung erstellt. Es ergnzt DIN 25420-1 mit Ausfhrungsbeispielen, die bei der Planung von Anlagen mit Heien Zellen den Konstrukteur untersttze

8、n sollen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 25420-1-Beiblatt 1:1997-02 wurden folgen

9、de nderungen vorgenommen: a) redaktionelle nderungen, b) Bilder angepasst. Frhere Ausgaben DIN 25420-1 Beiblatt 1: 1984-02, 1997-02 DIN 25420-1 Bbl 1:2014-12 4 1 Verweisungen DIN 25409-3, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart Mae DIN 25409-4, Fer

10、nbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart Anforderungen und Prfungen DIN 25409-7, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten hinter Schutzwnden Kraftmanipulatoren mit elektrischen Antrieben Anforderungen und Prfungen DIN 25409-8, Fernbedienungsgerte zum Arbeiten

11、hinter Schutzwnden Kraftmanipulatoren Bedienteile Anforderungen und Kennzeichnung DIN 25413-1, Klassifikation von Abschirmbetonen nach Elementanteilen Abschirmung von Neutronenstrahlung DIN 25420-1:2014-12; Errichtung von Heien Zellen aus Beton Anforderungen an Heie Zellen fr fernbedienten Betrieb D

12、IN 25420-3, Errichtung von Heien Zellen aus Beton Anforderungen an Strahlenschutzfenster fr Betonwnde unterschiedlicher Dichte 2 Beispiele fr die Bauweise von Heien Zellen aus Beton 2.1 Allgemeines Da sich bei Heien Zellen zwischen dem Bedienungspersonal und den radioaktiven Stoffen eine Abschirmung

13、 befindet, ist zur Durchfhrung des Betriebes eine bestimmte Bauweise und Grundausstattung, weitgehend unabhngig vom Verwendungszweck, notwendig. Die wesentlichen Eigenschaften und Merkmale von Heien Zellen fr den fernbedienten Umgang sind: Einrichtungen, die das Bedienungspersonal schtzen, wie allse

14、itig umschlieende Abschirmung gegen ionisierende Strahlung, Zwangsbelftung, gegebenenfalls zustzliche Umschlieung des Arbeitsraumes zur Erhhung der Kontaminationsrckhaltung und anderes. Manipulatoren, die durch die Abschirmwnde hindurchreichen oder sich in den Heien Zellen befinden und Strahlenschut

15、zfenster in den Abschirmwnden, die zusammen ein fernbedientes Handhaben von Objekten in den Heien Zellen ermglichen. 2.2 Gren von Heien Zellen Zu einem Arbeitsplatz in einer Heien Zelle hinter der Abschirmung gehrt ein Bedienungsplatz vor der Abschirmung. Wichtigste Ausrstungsgegenstnde eines Arbeit

16、splatzes sind im Allgemeinen ein Paar Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart nach DIN 25409-3 und DIN 25409-4 mit mechanischer Kraft-bertragung und ein Strahlenschutzfenster nach DIN 25420-3. Die mgliche Variationsbreite der Abmessungen eines Arbeitsplatzes hinter der Abschirmung ist durch die Verw

17、endung der Parallelmanipulatoren bedingt, die bezglich ihrer Abmessungen dem Aktionsbereich des Oparateurs am Bedienungsplatz angepasst sind. Einerseits soll der gesamte Arbeitsplatz bestrichen werden knnen und andererseits der Arbeitsbereich der Parallelmanipulatoren ausgenutzt werden. Grundstzlich

18、 knnen die Arbeitspltze hinter der Abschirmung alle jeweils in einer groen Heien Zelle untergebracht werden oder es werden zwischen den einzelnen Arbeitspltzen oder Gruppen von ihnen Zwischenwnde fr den Strahlenschutz vorgesehen, so dass eine Anzahl von kleineren Heien Zellen entsteht. Eine groe Hei

19、e Zelle weist vor allem den Vorzug eines ungehinderten Materialtransportes von einem Arbeitsplatz zum anderen auf. Zwischenwnde fr den Strahlenschutz ermglichen den gelegentlichen Zugang von Personal zu den einzelnen Arbeitspltzen, ohne den Betrieb auch an den anderen einstellen zu mssen. Sie erleic

20、htern, unterschiedliche Kontaminationsniveaus aufrechtzuerhalten. DIN 25420-1 Bbl 1:2014-12 5 Nach Tabelle 1 von DIN 25420-1:2014-11 werden folgende Zellengren unterschieden: a) Kleine Heie Zellen mit einem Arbeitsplatz; b) Mittlere Heie Zellen mit zwei Arbeitspltzen; c) Groe Heie Zellen mit mehr al

21、s zwei Arbeitspltzen. Heien Zellen ab mittlerer Zellengre besitzen im Allgemeinen als Ergnzung zu den Parallelmanipulatoren einen Kraftmanipulator nach DIN 25409-7 und DIN 25409-8 und teilweise auch einen fernbedienbaren Brckenkran. Groe Heie Zellen knnen auch Bedienungspltze auf beiden Lngsseiten b

22、esitzen, wobei die horizontale Beschickung dann auf einer der Schmalseite erfolgt. Sie knnen auch mit mehr als einem Kraftmanipulator ausgerstet sein. Fr die horizontale Handhabung langer Gegenstnde whlt man teilweise eine mehrstckige turmartige Bauweise. Bei Heien Zellen mit sehr groen Abmessungen

23、sind die Bedienungspltze in groem Abstand und auch in zwei oder mehr Ebenen angeordnet, wobei meist mehrere Kraftmanipulatoren eingesetzt werden. Parallelmanipulatoren in Teleskopbauart kommen im Allgemeinen nur auf der untersten Ebene zur Anwendung. Bei groen Heien Zellen sind fr die Ausfhrbarkeit

24、komplizierter Arbeiten im gesamten Arbeitsraum auch fahrbare Parallelmanipulatoren mit elektrischer Kraftbertragung vorteilhaft. 2.3 Kategorien von Heien Zellen 2.3.1 Allgemeines Entsprechend dem Umfang und den Eigenschaften der Schutzeinrichtungen sowie nach den Strahlungsarten, die von dem zu hand

25、habenden Material ausgesendet werden, sind nach DIN 25420-1:2014-11, 3.4 Heien Zellen zu unterscheiden in: a) Beta-Gamma-Zellen, b) Alpha-Gamma-Zellen sowie c) Alpha-Gamma-Neutronen-Zellen. 2.3.2 Beta-Gamma-Zellen Bei Beta-Gamma-Zellen, die gegen Beta- und Gamma-Strahlung schtzen, wird die erforderl

26、iche Abschirmwirkung durch die hohe Durchdringungsfhigkeit der Gammastrahlung bestimmt. Gegen den Austritt kontaminierter Luft wird in den Heien Zellen ein geringer Unterdruck gegenber den umgebenden Rumen aufrechterhalten, wobei die Leckrate durch die jeweiligen technischen Vorgaben bestimmt wird.

27、2.3.3 Alpha-Gamma-Zellen Alpha-Gamma-Zellen, die gegen Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung Schutz bieten, besitzen zustzlich gegenber Beta-Gamma-Zellen eine Umschlieung, nachstehend Alpha-Barriere genannt, um den Schutz gegen Austritt von Gasen, die kontaminierende Partikel mit sich fhren, zu erhhen.

28、Diese Umschlieung kann durch eine fest in der Abschirmung verankerte, geschlossene Stahlblechauskleidung oder einen austauschbaren Schutzkasten (en: box) gebildet werden. Alle Verschlsse und Durchfhrungen in der Umschlieung sind mit Dichtungen ausgestattet, damit die nach DIN 25420-1:2014-11, 3.4.2,

29、 zulssige Leckrate nicht berschritten wird. ANMERKUNG Alpha-Gamma-Zellen mit Stahlblechauskleidungwerden auch als gasdichte Zellen bezeichnet. Wenn es die Sicherheit oder das zu handhabende Material erfordert, werden Alpha-Gamma-Zellen auch mit einer Schutzgas-Atmosphre, wie Stickstoff oder Argon, b

30、etrieben, wobei es zweckmig ist, die nach DIN 25420-1:2014-11, 3.4.2 zulssige Leckrate zu unterschreiten. Heie Zellen mit Schutzgas-Atmosphre werden im Allgemeinen fr das Ein- und Ausbringen von Material und Gerten mit Schleusen ausgerstet, die abwechselnd mit Luft und Schutzgas geflutet werden knne

31、n. DIN 25420-1 Bbl 1:2014-12 6 2.3.4 Alpha-Gamma-Neutronen-Zellen Alpha-Gamma-Neutronen-Zellen, die Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronen-Strahlung schtzen, besitzen gegenber Alpha-Gamma-Zellen eine Abschirmung, die zustzlich eine hohe Wirksamkeit gegen Neutronen aufweist (z. B. Beton mit hohem Wasser

32、stoffgehalt, wie Serpentinbeton). Im brigen ist die Bauweise von Alpha-Gamma-Neutronen-Zellen die gleiche wie von Alpha-Gamma-Zellen. ANMERKUNG Bei Alpha- und Gammastrahlung aussendenden Stoffen mit zustzlicher geringer Neutronenstrahlung reicht die Betonabschirmung blicher Alpha-Gamma-Zellen im All

33、gemeinen auch zur Neutronenabschirmung aus. 2.4 Konstruktive Gestaltung der Arbeits- bzw. Bedienungspltze und der Heien Zellen selbst Ein Arbeits- bzw. Bedienungsplatz von Heien Zellen ist eine weitgehend vollstndige Funktionseinheit und verfgt ber Einrichtungen, die der Handhabung, dem Schutz des P

34、ersonals, der Zugnglichkeit und Verknpfung mit benachbarten Pltzen sowie der Versorgung dienen. Die konstruktive Gestaltung und Anordnung dieser Einrichtungen ist in den Bildern 1 bis 3 als Beispiel an einer kleinen Alpha-Gamma-Zelle mit Stahlblechauskleidung dargestellt. (Nheres zu den verschiedene

35、n Einrichtungen siehe Abschnitte 3 und 4). ANMERKUNG Bei Heien Zellen ab mittlerer Gre verwendet man gegenber den in Bild 2 und Bild 3 dargestellten Filtern wesentlich grere Ausfhrungen, da diese Heien Zellen zum Wechseln der Filter einen Kraftmanipulator mit entsprechender Handhabungsfhigkeit, mehr

36、 Raum fr eine Zwischenlagerung und grere Schleusen besitzen. Weitere Einrichtungen werden fr mehrere Arbeitspltze oder Heien Zellen gemeinsam eingesetzt, wie z. B. fahrbare Kraftmanipulatoren (siehe DIN 25420-2:2014-11 Beiblatt 1, Bild 4), kleine Transportwagen (en: conveyor), Schleusen oder Hilfsze

37、llen (siehe 2.5). Die beiden bezglich der Alpha-Barriere von Alpha-Gamma-Zellen prinzipiell verschiedenen Bauweisen mit einer fest eingebauten Stahlblechauskleidung oder auswechselbaren Kontaminationsschutzksten zeigen beispielhaft zum Vergleich die Bilder 4 und 5. Die Stahlblechauskleidung setzt de

38、r Gre einer Heien Zelle keine Grenzen; die Abmessungen eines auswechselbaren Schutzkastens sind demgegenber aus Grnden der praktischen Handhabbarkeit begrenzt. Da eine Kontamination auf den Innenraum des Schutzkastens beschrnkt bleibt, kann die Heie Zelle nach Entfernen des Schutzkastens ohne besond

39、ere Schutzmanahmen betreten werden. Die Kontaminationsschutzksten werden aus den Heien Zellen entweder nach oben oder nach hinten entfernt, was entsprechend gro bemessene Lukendeckel bzw. fahrbare Tren erfordert. ln Bild 5 sind beide Mglichkeiten dargestellt. Soll der Schutzkasten nach oben entfernt

40、 werden, kann die Tr in Bild 5 wie in Bild 4 bemessen werden. Das Entfernen nach hinten erfolgt zweckmigerweise mit der fahrbaren Tr, die dafr eine konsolenartige Vorrichtung zum bernehmen des Schutzkastens erhalten muss. Der Lukendeckel kann bei dieser Methode entfallen. Bei beiden Methoden ist zum

41、 Transport eines Schutzkastens ein spezieller Kran in der Anlage erforderlich. 2.5 Heie Zellen-Anlagen Mehrere Heie Zellen werden im Allgemeinen zu einem Block zusammengefasst. Sie werden hufig in einer Reihe angeordnet (siehe Bild 6 bis Bild 9 und Bild 11), wobei ihre Gre unterschiedlich sein kann.

42、 Bei groen Heie Zellen-Anlagen werden die Heien Zellen oft in zwei parallelen Reihen mit dazwischen liegender Beschickungszone oder auch in zwei Stockwerken angeordnet. Der Transport von langen stabfrmigen und kleinen Objekten zwischen den Heien Zellen erfolgt durch verschliebare ffnungen bzw. klein

43、e Transportwagen (siehe Bild 9 und Bild 11). Fr grere Gerte werden auch abgeschirmte Transfer-Behlter auerhalb der Heien Zellen verwendet, wofr aber zustzliche Schleus-Operationen erforderlich sind. Beta-Gamma-Zellen sind gelegentlich durch Strahlenschutztren miteinander verbunden, so dass der Kraft

44、manipulator und gegebenenfalls der Kran durch die gesamte Heie Zellen-Reihe fahren kann (siehe Bild 7). DIN 25420-1 Bbl 1:2014-12 7 Eine andere Art der Verbindung stellt ein stark abgeschirmter Transportgang auf der Beschickungsseite dar (siehe Bild 8). Bei diesen Bauweisen brauchen z. B. Gerte whre

45、nd des Transports innerhalb der Anlage den Heie Zellenblock nicht zu verlassen. Als Transportmittel in diesem Gang dienen Schienenwagen, die ber Drehscheiben in die einzelnen Heien Zellen fahren knnen oder ein Kraftmanipulator. Spiegelbildlich kann auch eine zweite Zellenreihe angeordnet sein. Hufig

46、 wird einer Heien Zelle an einem Ende des Heie Zellenblocks ganz oder berwiegend das Ein- und Ausschleusen fr die ganz Heie Zellen-Anlage bertragen. Weiter erfolgen hier unmittelbar vorgeschaltete oder anschlieende Arbeiten wie Demontage, Verpackung und Zwischenlagerung von radioaktiven Stoffen (sie

47、he Bild 7, Bild 9, Bild 11 bis Bild 13). Sind zwei parallele Reihen vorhanden, wird diese Heie Zelle teilweise auch quer angeordnet, so dass sich ein U-frmiger Block ergibt. Bei Heie Zellen-Anlagen nach Bild 8 und Bild 13 ist an einem Ende des stark abgeschirmten Transportganges eine Station fr das

48、Ein- und Ausschleusen sowie ein Lager fr radioaktive Stoffe vorhanden. Eine Variante zu Bild 7 besteht darin, dass eine an einem Ende des Heie Zellenblockes befindliche Heie Zelle ausschlielich fr Hilfsfunktionen wie z. B. Schleusen, fernbediente Wartung von Manipulatoren und spezielle Ausrstungskomponenten, Vordekontamination und Lagerung kontaminierter Gerte bis zur Wiederverwendung bestimmt ist. Auerdem knnen abweichend von Bild 7 auch die fr die Hauptarbeiten bestimmten Pltze statt in mehreren, in einer groen Heien Zelle untergebracht sein. Bei vergrerter Breite der