CH664038A5 - Einrichtung zur stoerfallabschirmung der ladeoeffnungen eines transportbehaelters fuer kokillen mit hochradioaktivem abfall. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Störfallabschirmung der Ladeöffnungen eines Transportbehälters für Kokillen mit hochradioaktivem Abfall wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definiert ist.

Die Entladung eines solchen Behälters über einer Tiefbohrung erfolgt normalerweise mittels einer Belademaschine, durch welche die in dem Behälter untergebrachte Kokille nach Öffnen der Behälterschieber direkt in das Bohrloch abgesenkt wird. Die Belademaschine verfügt über einen fernbedienten Greifer und ist im Regelfalle über den die Tiefbohrung verschliessenden Bodenschieber in verschiedene Positionen schiebbar.

Problematisch bei solchen Anlagen sind nun verschiedene Störfälle, die während des Einbringvorganges möglich sind. Wird z.B. eine im Bohrloch verklemmte Kokille, deren Betriebsgreifer abgerissen ist, mit einem neuen, sog. Störfallgreifer grösserer Tragelast wieder in den Behälter nach oben zurückgezogen, so kann der auf der Kokille verbleibende Betriebsgreifer ein ordungsgemässes Schliessen des oberen Walzenschiebers behindern oder gar unmöglich machen. Dadurch wäre der Behälterkanal nach oben offen und keine genügende Abschirmung sichergestellt.

Bei dem unteren Walzenschieber zum Verschliessen des Transportbehälters ist es möglich, dass sich dieser durch Klemmen oder irgendeine andere Einwirkung ebenfalls nur teilweise oder überhaupt nicht schliessen lässt. Auch dadurch wäre an der Unterseite des Behälters die Abschirmung wesentlich geschwächt, wodurch der Behälter nicht ohne weiteres frei zugänglich wäre.

Ausgehend von dieser Problematik ergibt sich nun für die vorliegende Erfindung eine Störfallabschirmung für eine Einrichtung der o.g. Art zu schaffen, die auch dann eine sichere Abschirmung des Behälters gewährleistet, wenn sich die Walzenschieber desselben nicht mehr ordnungsgemäss in ihre Abschirmstellung drehen bzw. schliessen lassen. Es muss daher bei allen Arbeitsabläufen des Ent- bzw. Beladevorgangs eine hinreichend gute Abschirmung gewährleistet sein, Störfälle müssen zu bewältigen sein, ohne dass diese Abschirmung jedoch ausfällt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfindung die Merkmale vor, die in der Kennzeichnung des Patentanspruchs 1 definiert sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläutert, wobei die Positionsnummern für alle in den Figuren dargestellten gleichen Elemente gleich sein sollen.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Belademaschine in ihren verschiedenen Funktionen mit einem Transportbehälter 3 für mit in Glas eingeschmolzenen hochradioaktiven Abfällen gefüllte Kokillen 1, die in eine Bohrung 2 abgesenkt werden sollen. Die Bohrung 2 führt zu einer nicht näher beschriebenen Lagerstätte. Der Behälter 3 befindet sich bereits in seiner Entladeposition, d.h. er ist auf die Bohrung 2 gesetzt und die Belademaschine über den Behälter 3 gefahren.

Die Figuren 1 und 4 zeigen dabei die den Behälter verschliessenden Walzenschieber 7 und 8 in geschlossener Stellung (Anlieferungsstellung), die Figuren 2 und 3 in geöffneter Position (Be- bzw. Entladestellung).

In der Belademaschine sind alle für den Einlagerungsvorgang nötigen Funktionen zu einer Einheit integriert: das nicht näher dargestellte Fahr- und Hubwerk der Belademaschine, die Abschirmung, die Antriebe der Walzenschieber, das Depot des Kokillengreifers in Ruhestellung, die Mechanik zum Ablassen und Heben des Kokillengreifers (Winde) und Einrichtungen zur Behebung diverser Störfälle.

Nachdem der Transportbehälter 3 zum Ein- und Ausschleusen der Kokille 1 mit Hilfe eines Transportbehältergreifers auf den Bodenschieber 9 gesetzt wurde, fährt die Belademaschine an bzw. über den Transportbehälter 3. Dabei ist sie von ihrem Fahrwerk durch eine Hubeinrichtung abgehoben, da am Oberteil 10 die Abschirmung 11 den Transportbehälter 3 in Betrieb-stellung überlappt. Am Transportbehälter angekommen wird die ganze Belademaschine wieder abgesenkt (nicht mehr dargestellt). Im geschlossenen Zustand des Behälters 3 ist die Kokille 1 durch die Behälterwand ausreichend abgeschirmt. Bei geöffnetem oberen Walzenschieber 7 des Behälters 3 übernimmt das Oberteil 10 der Belademaschine die Abschirmung. Es ist als massiver Gusskörper ausgebildet, der nur die Hohlräume 12, 13 und 14 für den Betriebsgreifer 4 der Kokille und für einen Teil der für seine Betätigung erforderlichen Mechanik enthält. Um eine Spaltstrahlung zu vermeiden, ist die Abschirmung des Belademaschinenoberteiles 10 in Form einer hutförmigen Überlappung 11 ausgebildet. Der Hohlraum 14 ist zur Aufnahme einer Zusatzabschirmung 15 vorgesehen.

Über dem Hohlraum 12, der den Betriebsgreifer 4 in einer Art «Parkstellung» in sich aufnimmt, sitzt eine verschiebbare Büchse 16, die zu der mechanischen Öffnung des Greifers 4

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

664 038

dient. Diese Büchse 16 wird durch ein handbetätigtes Ritzel 28 verschoben, wobei die einschraubbaren Bolzen 29 zur mechanischen Öffnung des Betriebs- oder des Störfallgreifers dienen.

Wie bereits erwähnt, ist in dem Hohlraum 13 ein Teil der Hubmechanik des Greifers 4 angeordnet. Im oberen Teil des Hohlraumes 13 sind zwei Umlenkrollen 17 voranden, über welche das Seil 5 innerhalb der Abschirmung um 180° umgelenkt und in die Transportbehälterachse 18 geführt wird. Diese fluchtet mit der Bohrung 2, so dass das Seil 5 mit dem daran nach unten hängenden Greifer 4 durch den Behälter 3 hindurch mit daran hängender Kokille 1 abgelassen werden kann.

An der dieser Achse abgewendeten Seite des Oberteiles 10 ist innerhalb der Abschirmung das Seil nach unten geführt, wo es durch das im Unterteil 19 der Belademaschine seitlich neben dem eingesetzten Behälter 3 in der Kammer 37 angeordnete Hebezeug 6 hochgezogen bzw. abgelassen werden kann.

Diesen vertikalen Bewegungsvorgang des Einlagerns und evtl. Rückholens der Kokille 1 durch das Hebezeug 6 übernimmt zusammen mit dem Kokillengreifer 4 die in der Belademaschine integrierte Winde 20 mit der Trommel 21, angetrieben durch einen Motor 22, auf der das Seil 5 in der für die maximale Einlagerungstiefe benötigten Länge aufgewickelt ist. Es trägt nicht nur den Kokillenbetriebsgreifer 4, je nach Arbeitsphase mit anhängender Kokille 1, sondern beinhaltet auch gegeneinander isolierte elektrische Leiter zur Betätigung des Kokillengreifers.

Um die Seilbelastung anzeigen zu können, ist die Trommel 21 einschliesslich Motor 22 um ihren Drehpunkt 23 drehbar gelagert. Über einen Hebel 25 und eine Zugfeder 24 wird das Drehmoment der Trommel 21 aufgenommen. Ein Linearpotentiometer 26 erfasst die Auslenkung und damit die Seilbelastung. Feder und Potentiometer können auch durch eine Druckmessdose ersetzt werden. Der Längenausgleich der Seilabwicklung in Trommelachsrichtung kann entweder durch eine in dieser Richtung wandernde Trommel oder durch einen Arm im Oberteil der Belademaschine geschehen, in dem die Umlenkscheiben gelagert sind und der um die Transportbehälterachse schwenkt (nicht dargestellt).

Unterteil 19 der Belademaschine ist ebenfalls als Abschirmkörper mit einseitig dicker Wandung 44 ausgebildet. Er nimmt den Antrieb des Hebezeuges 6 und den Behälter 3 in sich auf. Auf seiner oberen Zwischenwand 27 ist das Belademaschinenoberteil 10 seitlich verschiebbar gelagert, wobei das Seil 5 durch einen Schlitz in der Zwischenwand 27 geführt ist, um seine horizontale Auslenkung zu ermöglichen.

In der Oberplatte 30 des Bodenschiebers 9, über den die Belademaschine gefahren wird, ist ein Drehteller 31 zentrisch in der Achse 18 gelagert, der das Behälterunterteil 32 in sich aufnimmt. Ist nun der Behälter 3 auf dem Drehteller 31 des Bodenschiebers 9 soweit orientiert, dass die Achsen 33 und 34 seiner Walzenschieber 7 und 8 mit denen der Antriebseinheiten 35 und 36 in der seitlichen Kammer 37 der Belademaschine fluchten, werden die Kupplungsnüsse 38 durch Magneten 39 vorgeschoben.

Beim Einlagerungsvorgang wird zunächst der obere Walzenschieber 7 durch eine 90°-Drehung geöffnet, nachdem ein aus der Belademaschine herunterfahrender Stift (nicht dargestellt) seinen Verriegelungsbolzen heruntergedrückt hat. Wenn der Kokillengreifer 4 bis auf die Kokille 1 heruntergefahren ist, sie gefasst und vom unteren Walzenschieber 8 abgehoben hat,

kann auch der untere Walzenschieber 8 geöffnet werden, nachdem ein aus dem Bodenschieber hochfahrender Stift dessen Verriegelungbolzen angehoben hat (nicht dargestellt).

Die Antriebsmotoren 35 und 36 für die Walzenschieber 7 und 8 besitzen je ein zweites Wellenende 41, mit dem die Schieber 7, 8 bei Ausfall der Motoren 35, 36 von Hand gedreht werden können. Auch die Trommel 21 des Seiles 5 kann von Hand über einen Schneckenantrieb 42 gedreht werden, wenn durch eine Wechselkupplung der Motorantrieb aus- und der Handantrieb angeschaltet wird. Es ist auch möglich, die Motoren der Antriebe 35 und 36 unmittelbar über die zweiten Wellenenden 41 zu drehen.

s Der Beladevorgang erfolgt nun wie folgt:

a) Der Behälter 3 ist auf die Bohrung 2 gesetzt, die Belademaschine steht fertig darüber. Die Walzenschieber 7 und 8 sind noch geschlossen, der Greifer 4 befindet sich in Parkstellung, die Walzenschieber 43 des Bodendrehschiebers 9 sind ebenfalls io noch geschlossen (Figur 1).

b) Die nach Öffnen der Schieber 7, 9 und 43 mit dem Betriebsgreifer 4 gefasste Kokille wird mittels des Hebezeuges 6 in die Bohrung 2 abgesenkt (Figur 2) und am Grund der Lagerstätte durch Öffnen des Greifers 4 abgesetzt.

15 c) Der leere Greifer wird bei geöffnetem Schieber 7, 8 und 43 durch den Behälter 3 wieder hochgezogen (Figur 3).

d) Der Greifer 4 befindet sich danach wieder in seiner Parkstellung im Hohlraum 12, die Walzenschieber 7, 8 und 43 werden geschlossen, der Behälter 3 kann nach Hochfahren des Be-20 lademaschinenoberteiles 10 wieder wegtransportiert werden.

In der Figur 5 ist eine Störfallsituation dargestellt, bei welcher sich der obere Walzenschieber 7 nicht mehr schliessen lässt und in Offenstellung bleibt. Dieser Fall kann z.B. dann auftreten, wenn die in der Bohrung 2 evtl. verklemmte Kokille 1 mit 25 einem Störfallgreifer 45 höherer Tragekraft wieder aus der Bohrung 2 in den Behälter 3 gezogen wurde und der auf der Kokille 1 sitzende Betriebsgreifer 4 dann im Behälter 3 noch auf der Kokille 1 sitzt und die Verschliessdrehung des oberen Walzenschiebers 7 verhindert. Dadurch würde natürlich die Abschir-30 mung geschwächt, da die Bohrung 46 des Schiebers 7 offen nach aussen zeigen würde.

Um nun diese zu verschliessen, ist eine obere Zusatzabschirmung 15 in Form eines Blei- oder Stahlkörpers vorgesehen, die sich ständig in einem Hohlraun 14 des Innenkörpers 48 im 35 Oberteil 10 der Belademaschine befindet. Durch Verfahren des Oberteiles 10 der Belademaschine (siehe Figur 5) wird die Zusatzabschirmung 15 zentrisch über den Transportbehälter 3 gebracht. Von dem Oberteil 10 der Belademaschine aus werden fernbedient Schrauben gelöst, die die Zusatzabschirmung 15 in 40 der Belademaschine halten, von dort aus werden auch die Schrauben 49 zur fernbedienten Befestigung der Abschirmung am Transportbehälter eingeschraubt. Um die Belademaschine anschliessend wegfahren zu können, muss sie durch ihre nicht dargestellte Einrichtung vom Fahrwerk gehoben werden. Die 45 durch ein handbetätigtes Ritzel 28 verschiebbare Büchse 16 und die einschraubbaren Bolzen 29 dienen zur mechanischen Öffnung des Betriebes- oder Störfallgreifers 4 bzw. 45. Die Zusatzabschirmung 15 bleibt nun so lange am Behälter 3, bis dieser in eine Heisse Zelle zur weiteren Handhabung gebracht ist so und kann danach wieder in die Belademaschine eingesetzt werden.

Ein vergleichbarer Störfall für den unteren Walzenschieber 43 ist in der Figur 6 dargestellt. Darin wird angenommen, dass bei im Behälter befindlicher Kokille der Schieber 43 in Halb-55 Offen-Stellung verklemmt ist und sich nicht mehr vollständig schliessen lässt. Die dadurch verringerte Abschirmwirkung wird durch Anbringen der unteren Zusatzabschirmung 50 am Behälter 3 wieder kompensiert. Zu diesem Zweck sind unter dem unteren Walzenschiebergehäuse 32 des Behälters 3 kreiförmige T-60 Nuten 51 eingebracht, die irgendwo Unterbrechungen bzw. Einlauföffnungen aufweisen. An der Oberseite der unteren Zusatzabschirmung 50 befinden sich nun T-Stücke 52, die in entsprechender Position in die Unterbrechungen zu liegen kommen und dann durch Drehen in die T-Nuten 51 einrasten. 65 Die untere Zusatzabschirmung 50, die ebenfalls aus Blei oder Stahl besteht, ist in nicht benötigtem Zustand in einer Kammer 53 des Bodenschiebers 9 neben dessen Bohrloch- Walzenschieber 43 untergebracht. In der Normalstellung ist der

664 038

4

Bodenschieber 9 so gedreht (bei einem Drehschieber wie gezeichnet) oder seitlich verfahren (bei einem Horizontalschieber wie nicht dargestellt), dass der Bohrloch-Walzenschieber 43 über der Bohrung 2 steht.

Soll nun die Zusatzabschirmung 50 am Behälter 3 angebracht werden, so wird durch Drehen des Bodenschiebers 9 die Kammer 53 mit der Zusatzabschirmung 50 unter den Behälter 3 gebracht und dort angehoben. Dadurch fahren die T-Stücke 52 in die Unterbrechungen der T-Nuten 51 am durch Drehen ausgerichteten Behälter 3. Durch weiteres Drehen des Behälters 3 mit seinem Aufnahmeteller 54 erfassen die T-Nuten 51 die T-Stücke 52 und verbinden die Zusatzabschirmung 50 mit dem Behälter 3. Er kann dann mit anhängender Zusatzabschirmung 50 abgehoben werden. Falls sich in diesem Fall noch Kokillen in der Bohrung 2 befinden, muss vor dem Abheben des Transportbehälters 3 der unter dem Bodenschieber 9 gelegene untere Bohrlochschieber 55 geschlossen bzw. so gedreht werden, dass sein abschirmender Teil die Bohrung 2 abdeckt.

Der Bodenschieber 9 ist in der gezeichneten Ausführung als 5 eine um eine Achse 56 drehbare Platte ausgeführt. Die Mitte der Kammer 53 und die Mitte des Walzenschiebers 43 liegen auf gleichem Radius um diese Achse, so dass sie durch Drehen hintereinander in Position über die Bohrung 2 gebracht werden können. Der Walzenschieber 43 besteht aus einem um eine ho-lo rizontale Achse drehbaren Drehkörper, der von einer Bohrung 57 durchsetzt ist. Er ist gleich aufgebaut wie die Walzenschieber 7 und 8 und funktioniert in derselben Weise. Wie bereits erwähnt, kann der Bodenschieber 9 auch ein horizontal wirkender Axialschieber sein, die Funktion ist bis auf die Bewegungsart 15 dieselbe wie die bei einem Bodendrehschieber.

v

6 Blätter Zeichnungen

Claims (2)

664 038 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Störfallabschirmung der Ladeöffnungen eines Transportbehälters (3) für Kokillen (1) mit hochradioaktivem Abfall an einer Belademaschine zum direkten Beschicken einer senkrechten Tiefenbohrung (2) aus dem auf die Tiefenbohrung gesetzten Transportbehälter und an einem diese Tiefenbohrung verschliessenden Bodenschieber (9), wobei der Transportbehälter einen zylindrischen Abschirmkörper mit senkrecht darin stehendem Kanal zur Aufnahme der Kokillen und der Kanal an beiden Enden Be- und Entladeverschlüsse (7, 8) aufweist, und wobei die aus Ober- (10) und Unterteil (19) bestehende Belademaschine einen fernbedienbaren Betriebsgreifer (4) zum Fassen der Kokille aufweist, der durch ein Seil (5) mit Hebezeug (6) auf- bzw. abwärts in die Tiefenbohrung bewegbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) Innerhalb der Abschirmung des den Transportbehälter (3) übergreifenden Oberteils (10) der Belademaschine ist seitlich neben einem Hohlraum (12) für den Betriebsgreifer (4) in einem weiteren Hohlraum (14) eine obere Zusatzabschirmung (15) in Form eines Blei- oder Stahlkörpers untergebracht,

b) das Oberteil (10) der Belademaschine ist seitlich verschiebbar, bis die obere Zusatzabschirmung (15) direkt über den oberen Walzenschieber (7) des Transportbehälters (3) zu liegen kommt,

c) die obere Zusatzabschirmung (15) ist in dieser Position mittels von aussen fernbedienbarer Schrauben (49) an der Aus-senseite des Transportbehälters (3) vor der Öffnung des oberen Walzenschiebers (7) befestigbar.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

d) in dem unter der Belademaschine befindlichen Bodenschieber (9) zum Absperren der Tiefenbohrung (2) ist neben dem als Verschluss dienenden Walzenschieber (43) eine Kammer (53) eingelassen, die sich durch Drehen oder Verschieben des Bodenschiebers (9) über die Tiefenbohrung (2) bzw. unter den unteren Walzenschieber (8) des Transportbehälters (3) bringen lässt,

e) in der Kammer (53) ist eine untere Zusatzabschirmung (50) positioniert, die an der Oberseite Halteelemente (52) aufweist, welche mit entsprechenden Ausnehmungen (51) der Unterseite des Transportbehälters (3) formschlüssig korrespondieren,

f) die untere Zusatzabschirmung (50) ist in ihrer Kammer (53) anhebbar und die formschlüssige Verbindung mit dem Transportbehälter (3) darauf durch Verdrehen des Transportbehälters (3) oder der unteren Zusatzabschirmung (50) herstellbar.