Aerosolsammler AS 1060/3

Produktbeschreibung

Der Aerosolsammler AS1060/3 dient dem Nachweis radioaktivitätstragender Aerosole in der Fortluft kerntechnischer Anlagen, Radionuklidlaboratorien oder Anlagen zur Erfassung radioaktiver Immissionen, für die entsprechend der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) eine behördliche Vorgabe zur Überwachung besteht.

Die technischen Grundlagen hierfür sind in der DIN ISO 2889 –‚ Probenentnahme von luftgetragenen radioaktiven Stoffen aus Kanälen und Kaminen kerntechnischer Anlagen‘ und der KTA 1503.1 –‚ Überwachung der Ableitung gasförmiger und an Schwebstoffen gebundener radioaktiver Stoffe ‛ definiert.

Aus der Fortluft entsprechender Anlagen wird idealerweise ein Teilvolumenstrom isokinetisch entnommen und durch den Aerosolsammler geleitet. Die darin enthaltenen Partikel werden auf einem Glasfaserfilter GF6 mit einem Durchmesser von 200 mm und einem Rückhaltegrad von 99,97% abgeschieden.

Der das Filter durchströmende Volumenstrom wird im Aerosolsammler gemessen und bilanziert. Dabei kommt ein kalorimetrisch messender Strömungssensor zum Einsatz. Dieser arbeitet ohne mechanisch bewegte Teile und besitzt deshalb eine hohe Standzeit. Der Luftdurchsatz wird automatisch so geregelt, dass keine Abweichung größer als 10% des Sollwerts entsteht. Bei höherer Abweichung wird eine Fehlermeldung ausgegeben.

Das beaufschlagte Filter wird in einem festzulegenden Filterwechselzyklus entnommen und mit einem Spektrometer ausgewertet. Zusammen mit dem durchströmten Luftvolumen lässt sich die mittlere Aktivitätskonzentration und, unter Einbeziehung aller Verluste des Probenentnahmesystems, die Freisetzung aerosolförmiger radioaktiver Stoffe aus der Anlage ermitteln.

Die Sammlereinheit des Aerosolsammlers AS1060/3 ist durch ihren robusten Aufbau aus Edelstahl auch für einen Einsatz unter schwierigen Bedingungen geeignet. Sie befindet sich in einem 19 ″ -Schrank mit den Abmessungen 600 x 800 x 1800 mm.

Als Schnittstelle zum Probenentnahmesystem dient ein Klemmflansch nach DIN 32676 mit der Dimension DN32 (35 x 1,5 mm). Von dort wird die Probenluft direkt senkrecht in den Bestaubungskegel mit einem Öffnungswinkel von 25° geleitet. Durch den relativ kleinen Öffnungswinkel wird eine homogene Belegung des Glasfaserfilters erreicht. Der Bestaubungskegel ist an der Grundplatte der Sammlereinheit verschraubt, dazwischen befindet sich ein Dichtring.

Die Filteraufnahme besteht aus einem Edelstahlring, der sich durch ein seitlich angeordnetes Linearlager aus der Baugruppe heraus schwenken lässt. Er trägt eine Edelstahl-Sintermetallplatte als Auflage für das Ø 200 mm-Glasfaserfilter sowie jeweils oben und unten einen 5 mm starken Dichtungsring auf Silikonbasis zum hermetischen Verschluss der Sammlereinheit.

Zum Schließen des Sammlers wird die Filteraufnahme durch einen darunter angeordneten Ansaug-kegel über einen Andruckring und einen Verriegelungsmechanismus mit zwei Exzentern nach oben gegen den Dichtring gedrückt. Zur Vermeidung von Filterranddiffusionen ist in den oberen Dichtring ein X-Ring integriert. Der Verriegelungsmechanismus ist so ausgelegt, dass sich die Filtereinheit nur bei exakter Position der Filteraufnahme schließen lässt. Der Zustand ‚Filtereinheit geschlossen‘ wird durch einen Sensor detektiert. Dies führt beispielsweise bei einem nicht korrekt nach unten bewegten Exzenterhebel zur Ausgabe eines Fehlersignales.

Zum Öffnen der Filtereinheit wird der Exzenterhebel nach oben geschwenkt. Die Andruckplatte mit dem Ansaugkegel gibt die Filteraufnahme frei, so dass diese im Linearlager nach unten gleiten und zum Filterwechsel nach vorn heraus geschwenkt werden kann.

Vom Ansaugkegel wird die Messluft über den Durchsatzmesser und einen Schlauch zur Pumpe geführt.

Für die Durchführung von Dichtheitsprüfungen besitzt der Aerosolsammler einen mit einem Kugelhahn absperrbaren Anschlussstutzen, sowie einen Kugelhahn zum Schließen der Saugleitung nach dem Durchsatzmesser. Eingangsseitig muss zur Durchführung dieser Prüfung auch der Kugelhahn über dem Bestaubungskegel geschlossen werden.

Der Seitenkanalverdichter mit integriertem Frequenzumrichter ist unten im 19 ″ -Schrank befestigt. Im Sinne der leichteren Austauschbarkeit des Verdichters ist dieser mit ein- und ausgangsseitigen Klemmflanschen versehen.

Der Aerosolsammler kann in zwei Betriebsarten betrieben werden:

1. Konstanter Durchsatz (Betriebsart „konstant“)
   Die interne Regelung hält den Durchsatz des Sammlers bei unterschiedlichen Filterbelegungen konstant. Der Solldurchsatz kann von 10 bis 60 m³/h frei gewählt werden (siehe Abschnitt 4.5 ). Ebenso besteht die Möglichkeit, zwei feste Durchsätze einzustellen und über digitale Eingänge auszuwählen.
2. Proportionaler Durchsatz (Betriebsart „proportional“)
   Der Durchsatz wird proportional zum am Eingang „external Setpoint“ anliegenden analogen Signal geregelt. Als analoges Eingangssignal kann z.B. das Signal der Fortluftvolumenstrommessung verwendet werden. In dieser Betriebsart lassen sich Entnahmefehler infolge nichtiso­kinetischer Probenentnahme weitestgehend vermeiden.

Die proportionale Regelung erfolgt innerhalb eines einstellbaren Bereichs zwischen mindestens 10 m³/h und maximal 60 m³/h. Liegt der Wert des analogen Eingangssignals außerhalb dieses Intervalls, so wird der Durchsatz auf die entsprechende Intervallgrenze eingeregelt.

Die Regelung des Sammlerdurchsatzes und die Überwachung des Gerätes erfolgt im Steuereinschub DCU-AS103 (4HE 19 ″ -Einschub). Auf dessen Frontplatte befinden sich der Netzschalter, eine gelbe LED als Sammelstörungsanzeige („Störung“) sowie die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) mit integriertem Display.

Auf dem Display der SPS werden der momentane Durchsatz [in m³/h], die bilanzierte Luftmenge [in m³ ] und der Gerätestatus angezeigt. Der Bilanzierungszähler kann rückgestellt werden, so dass z.B. die während eines Filterzyklus durchgeströmte Luftmenge gemessen werden kann.

Zum Wechseln des Filterblattes verfügt der Aerosolsammler über eine spezielle Funktion, die über die Tastatur der SPS aktiviert und auf dem Display angezeigt wird. Dabei wird der Durchsatz verringert und die Überwachung der Filteraufnahme abgeschaltet. So kann das Filterblatt problemlos ausgetauscht werden, ohne dass eine Störmeldung ausgegeben wird. Dieser Vorgang ist auf 15 Minuten begrenzt.