S V V 2 – Anhang 1

Installationsbericht Versuchsrohre Technikum im S V V 2 - Projekt

September 2011 (auf CD-ROM)

Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH

Inhaltsverzeichnis

1 Vorbemerkung

2 Durchführung der Arbeiten

3 Anlagen

3.1 Anlage 1: Liste der Messsensoren

3.2 Anlage 2: Rohrgeometrie und Messaufnehmerplazierung

3.3 Anlage 3: Versuchsprinzip und Fotodokumentation

QM 038 Rev. 2

QUALITÄTSMANAGEMENT

Gesellschaft für Anlagen-

und Reaktorsicherheit

(GRS) mbH

Qualifizierung von

Strömungsbarrieren in

Salzformationen

-SVV-2 Experiment

Auftraggeber: Projektträger des BMWA und BMBF für Wassertechnologie und Entsorgung (PTWt+E) Postfach 3640

76021 Karlsruhe

Installationsbericht

Inhalt

1. Montage des Versuchs-

rohres

2. Installation der Messauf-

nehmer

3. Verfüllung des Ver-

suchsrohres

4. Versuchsdurchführung

Rohr 1 und Rohr 2

Erstellt: K. Hellwald Freigegeben: Dr. Herbert

QM 038 Rev. 2

Vorbemerkung: Der Einsatz wurde vorbereitet durch vorhergehende Transporte von Material und Gerätschaften (Rohr, Rohrdeckel, Dichtungen, Messaufnehmer) und Verfüllmaterial (MgSO

4 ) vor Ort. Der Ablauf

des Einsatzes und die Durchführung der Arbeiten richteten sich nach:

1. der Installationsanweisung (Stand Mai 2006). 2. den zusätzlichen Weisungen des Vorhabensleiters.

Zudem wurden die Arbeiten durchgeführt nach den Vereinbarungen während der Dienstbesprechun-gen im Vorlauf.

Die an den Arbeiten beteiligten Personen waren: K. Hellwald, L. Hartwig, Uwe Hertes

Die Arbeiten wurden durchgeführt: 28. 04. bis 15.05.2006

Durchführung der Arbeiten:

1. Vorbereitung des Rohres:

Bohrung einer 23,5 mm Kernbohrung und Schneiden eines NPT Gewindes ¾ Zoll in den

oberen Rohrdeckel zur Aufnahme des Befüllhahnes.

Bohrung einer Kernbohrung 10,2 und eines Gewindes M12 für die Entlüftung in den unte-ren Rohrdeckel.

Nachsetzen der Gewinde in den Anschlussbuchsen G ¼ Zoll und 6 mm. Die zusätzlich nicht benötigten Anschlussstutzen 6 mm werden mit Blindverschraubungen Gasdicht ver-schlossen.

2. Montage Druckdeckel 1:

Dichtring mit Dichtmasse auf Flansch aufgebracht (nur Rohr 1).

Deckel aufgesetzt und mit 12 Schrauben M 24 x 100 verschraubt. Danach mittels Schlüs-sel ( Schlüsselweite 36) kraftschlüssig festgezogen (nur Rohr 1).

Bei Rohr 2 wurde der Deckel auf den Rohrflansch aufgeschweißt, dadurch konnte auf die Dichtung sowie auf das Verschrauben des Deckels wie bei Rohr 1 verzichtet werden.

3. Montage Druckaufnehmer:

Druckaufnehmer der Fa. Keller mit vorgelagerter Membran (0-30 bar abs. 4-20 mA) einge-

baut, in Gewindelöcher G ¾ Zoll eingebaut. Die Druckaufnehmer wurden mit Dichtmasse und zusätzlichem Kupferdichtring „schlüsselfest“ eingeschraubt.

Lage der Druckaufnehmer, Länge gemessen von Druckdeckel 1:

15 cm, Nr.: 49706, 50 cm, Nr.: 49704, 85 cm, Nr.: 49702

QM 038 Rev. 2

4. Verfüllung der Rohre und Einbau der inneren Temperatursensoren:

Sukzessive Verfüllung des Rohres mit Magnesiumsulfat (MgSO

4 ). Bei Erreichen der

jeweiligen Temperaturmessstelle, wird ein PT100 4L Sensor der Fa Ahlborn (DIN Klasse B, -50 bis +200 °C) durch eine 6mm Swagelok Verschraubung gasdicht eingebracht. Die vorgesehenen Messlevel liegen ebenfalls bei 15, 50 und 85 cm aber gegenüber den Druckaufnehmern. Der Abstand der Messpunkte von der Rohrinnenwand beträgt ca. 100 mm in Richtung Rohrmittelachse.

Bei Rohr 2 wurde wie bei Rohr 1 verfahren. Allerdings musste auf Grund der Zerstörung ei-nes Pt100 auf den Sensor (15cmm) messtechnisch verzichtet werden, der Einbau diente nur zur Verschließung der Aufnehmerverschraubung.

Verfüllung Rohr 1: Eingebrachte Masse: 6 Chargen a´15 kg, 1 Charge a´12,912 kg = 102,912 kg . Rohrmaße: Innendurchmesser 308 mm, Innenlänge 1055 mm bis Oberkante Rohrflansch. Errechnetes Volumen = 78603,84 cm³ oder 78,604 dm³.

Verfüllung Rohr 2: Eingebrachte Masse: 8 Chargen a´12 kg, 1 Charge a´4,274 kg = 100,274 kg. Rohrmaße: Innendurchmesser 308 mm, Innenlänge 995 mm bis Oberkante Rohrflansch. Errechnetes Volumen = 74133,47 cm³ oder 74,133 dm³.

5. Montage Druckdeckel 2:

Dichtring mit Dichtmasse auf Flansch aufgebracht (nur Rohr 1).

Deckel aufgesetzt und mit 12 Schrauben M 24 x 100 Verschraubt. Danach mittels Schlüs-sel ( Schlüsselweite 36) kraftschlüssig festgezogen (nur Rohr 1).

Bei Rohr 2 wurde der Deckel auf den Rohrflansch aufgeschweißt, dadurch konnte auf die Dichtung sowie auf das Verschrauben des Deckels wie bei Rohr 1 verzichtet werden.

6. Montage der äußeren Temperatursensoren:

Aufbringen von 4 Pt 100 Sensoren der Fa. Emerson ( 3 MWEY-K und 1MW-EOK, jeweils

nach DIN EN 60584-1, von 0 bis 200°C) auf dem Rohr mittels aufgeschweißter Bleche, unter welche die Sensoren geklemmt werden.

Vorgesehene Messlevel sind bei ca. 15, 50, und 85 cm. Der vierte Pt100 ist bei 50 cm angebracht, allerdings gegenüber den anderen Temperaturmessstellen.

7. Versuchsaufbau:

Das mit den Aufnehmern versehene Rohr wurde in die waagerechte gebracht, wobei an

den Stirnseiten jeweils ein Stützrahmen angebracht wurde (mittels der Flanschschrauben). An der Oberseite des Rohres wurden Transportösen ebenfalls mittels der Flanschschrau-ben befestigt.

Das gesamte Rohr wurde an den vorgesehenen Versuchsort gebracht und dort in einen Behälter auf Paletten gestellt.

Die Messaufnehmer wurden an die Datenerfassung (GEOMON - Anlage der Fa. Solex-perts) angeschlossen (Kanalzuordnung siehe Anlage 2).

An der Eingangsseite wurden die zwei Pumpen (eine druckluftbetriebene Doppelmembran-pumpe ½“ der Fa. Lutz und eine BESTA Hochdruckpumpe HD2-200/PEEK) über eigene Abstellventile angeschlossen.

QM 038 Rev. 2

Der Vorratsbehälter wurde auf eine Waage (Mettler Toledo SR 64001) gestellt, die Laugenzuführung zu den Pumpen wurde über PTE Schläuche sichergestellt.

8. Versuchsdurchführung Rohr 1:

Zu Beginn wurde der Versuchsaufbau überprüft, und die Messwerte (Nullmessung) gesi-

chert (Waage durch Handaufschreibung, Andere Messwerte durch Datenerfassung).

Das Ausgangsventil war geschlossen!

Danach wurde mittels der Druckluftpumpe innerhalb von ca. 3 min so viel Lauge einge-bracht, bis die Pumpe durch zu hohen Druckaufbau (P < 1bar) keine Förderleistung mehr brachte.

Nachdem die Druckluftpumpe die Förderung eingestellt hatte, wurde durch Umschalten des Eingangsventils die BESTA – Pumpe zugeschaltet und gleichzeitig die Leitung zur Druckluftpumpe gesperrt.

Zwischendurch wurde der Ausgang geöffnet Um das anfallende Gas entweichen zu las-sen.

Schließlich wurde mit der BESTA Pumpe soviel Lauge in das Versuchsrohr eingepresst bis der Druck auf ca. 26 bar anstieg. Geplant waren 36 bar, allerdings wurden die beidseitigen Dichtungen undicht und der Versuch musste abgebrochen werden.

Die ermittelten Daten sind der EXCEL Datei SVV Rohr Labor bzw. Ergebnisse Labor zu entnehmen.

Nach der Verfestigung des Materials wurde Das Rohr geöffnet, die Messaufnehmer gebor-gen (1 Pt 100 wurde dabei zerstört) und der Zustand des Rohres dokumentiert.

Durch eine Fremdfirma wurden Kerne aus dem Material erzeugt.

Das Rohr wurde gereinigt und für den Versuch Rohr 2 wieder verwandt.

9. Versuchsdurchführung Rohr 2:

Beide Versuche wurden gleichermaßen durchgeführt, so dass hier nur auf die Unter-

schiede zu Ziffer 8. eingegangen wird.

Das Ausgangsventil blieb zu Beginn geöffnet.

Bereits bei der Laugeninjektion mit der Druckluftpumpe strömte kurzzeitig Lauge aus dem Ausgang. Deshalb wurde der Ausgang öfter geschlossen und kurzfristig wieder geöffnet.

Der Druckaufbau mit der BESTA – Pumpe wurde bis zum vorgesehenen Wert von ca. 35 bar durchgeführt; eine Leckage konnte vorerst nicht ausgemacht werden.

Durch den Druck (35 bar) deformierten sich die aufgeschweißten Deckel. Dadurch wurde das in den Eingangsdeckel eingebaute Ventil (NPT-Gewinde 3/4“) undicht. Es wurde mehrmals nachgezogen und dadurch abgedichtet.

Der Versuch hatte zudem einen Aufnehmerfehler. Der Druckaufnehmer im Niveau 50 cm blieb bei einer Entlüftung auf 30 bar hängen. Er gab nach einer gewissen Zeit wieder Werte, die aber nicht den zu erwartenden Werten entsprechen. Genaueres kann man erst nach Abschluss des Versuches feststellen.

Der Versuch wurde länger durchgeführt ( ca. 4 Wochen ). Die ermittelten Daten sind eben-falls der EXCEL Datei SVV Rohr Labor bzw. Ergebnisse Labor zu entnehmen.

QM 038 Rev. 2

Anlage 1: Liste der Messsensoren

Lfd.

Nr.

Aufnehmer Bezeich-

nung

Serien

Nummer

Kanal Aufnehmer

Nomenklatur

1 Druck PAA 25X /8735.9

49706 0-30 bar abs. / 4-20 mA 3 SVV-PQ-15

2 Druck PAA 25X /8735.9

49704 0-30 bar abs. / 4-20 mA 4 SVV-PQ-50

3 Druck PAA 25X /8735.9

49702 0-30 bar abs. / 4-20 mA 5 SVV-PQ-85

4 Temperatur Pt 100 MWEY-K

ohne 0 bis 200 °C 66 SVV-TR-15

5 Temperatur Pt 100 MWEY-K

ohne 0 bis 200 °C 67 SVV-TR-50

6 Temperatur Pt 100 MWEY-K

ohne 0 bis 200 °C 68 SVV-TR-85

7 Temperatur Pt 100 MW-EOK

ohne 0 bis 200 °C 69 SVV-TRA-15

8 Temperatur Pt 100 4L ohne - 50 bis +200 °C 71 SVV-Sz-15

9 Temperatur Pt 100 4L ohne - 50 bis +200 °C 72 SVV-Sz-50

10 Temperatur Pt 100 4L ohne - 50 bis +200 °C 73 Svv-Sz-85

QM 038 Rev. 2

Anlage 2: Rohrgeometrie und Messaufnehmerplazierung

QM 038 Rev. 2

Anlage 3: Versuchsprinzip (Darstellung )

SVV - 2

Versuchsrohr

Jockwer, Hellwald K. Hellwald

Überdruckausgleich

Laugenzufuhr über Pumpen

QM 038 Rev. 2

Anlage 3 Fotodokumentation

Bild 1: Ende der Verfüllung und gleichzeitige Glättung des Verfüllmaterials

QM 038 Rev. 2

Bild 2: Versuchsrohr 1, Draufsicht (verschraubter Deckel mit NPT-Gewinde)

Bild 3: Versuchsrohr mit Druckaufnehmern

Bild 4: Versuchsrohr mit Pt 100 (innen)

QM 038 Rev. 2

Bild 5: Temperaturmessstellen (außen) Bild 6: Temperaturfühler außen (A)

Bild 7: Versuchsrohr mit Aufnehmern und Armaturen Bild 8: Verschraubungen, gasdicht

QM 038 Rev. 2

Bild 9: Versuchsaufbau (Rohr 2)

QM 038 Rev. 2

Bild 10: Versuchsaufbau (Eingang) Bild 11: Versuchsaufbau (Ausgang)

Bild 12: Rohr 1, nach Öffnung Bild 13: Proben von Rohr 1