DD253316A1 - Verfahren zur trockenen zwischenlagerung von abgebrannten brennstoffkassetten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trockenen Zwischenlagerung von abgebrannten Brennstoffkassetten und wird angewendet bei der Entsorgung von Kernkraftwerken. Im Wesentlichen wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die zur direkten und sicheren Handhabung der Brennstoffkassetten notwendigen Vorrichtungen und Einrichtungen in einem Bereich mit relativ kleinem Volumen kompakt und ueberschaubar angeordnet sind, die Brennstoffkassetten an einer definierten Stelle mit kurzen Transportwegen aus dem Transportcontainer in den Lagerbehaelter eingebracht werden und die so beladenen, inhaerente Sicherheit gewaehrleistenden Lagerbehaelter im Lagerbereich abgestellt werden. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trockenen Zwischenlagerung von radioaktiven Materialien, insbesondere von abgebrannten Brennstoffkassetten und abgebrannten Clustern, wobei die Brennstoffkassetten in speziellen, gegen Einwirkungen von außen schützenden Lagerbehältern eingeschlossen werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

An die Zwischenlagerung von abgebrannten Kernbrennstoffkassetten werden hohe sicherheitstechnische Anforderungen gestellt. Dies führt zu einer Auslegung gegen Flugzeugabsturz, Erdbeben, Druckwelle und andere Einflüsse von außen.

Mit der Trockenlagerung ist eine Methode bekannt, die wesentlich sicherheitstechnische Vorteile gegenüber der Naßlagerung besitzt, da Kühlmittelverluste nicht auftreten können.

Zur Gewährleistung der mechanischen Integrität der Brennstoffkassetten bei Störanfällen aus Einflüssen von außen sind massive Umbauungen der Kassettenanordnungen vorgeschlagen worden, in die der gesamte Handhabungs- und Lagertrakt eingeschlossen ist.

Zur Gewährleistung der nuklearen Sicherheit ist es jedoch günstiger, wenn das zu schützende Volumen minimiert wird und ausschließlich die direkte Lagerzone gegen Einflüsse von außen geschützt ist.

Es sind Verfahren zur trockenen Zwischenlagerung von abgebrannten Brennstoffkassetten bekannt, bei denen der Transportbehälter als Lagerbehälter genutzt wird. Aufgrund der unterschiedlichen sicherheitstechnischen Forderungen an Transport- bzw. Lagerbehälter führt die Nutzung von Transportbehältern zur Lagerung zu unangemessenen Verteuerungen dieser Konzeptionen. Deshalb ist in der Patentschrift DD-PS 151527 ein Verfahren vorgeschlagen worden, einen abgeschlossenen Behälter anzuwenden, der sowohl in den Transportbehältern als auch in das Lagersilo eingesetzt werden

Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Aufnahmekapazität beider Behälter gleich ist und der Lagerbehälter nicht optimal ausgelegt werden kann, da der Transportbehälter hinsichtlich seiner äußeren Abmessungen und seiner Masse limitiert ist und an die im Kernkraftwerksblock vorhandene Transporttechnik angepaßt sein muß.

Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß die Lagersilos ortsfest sind und damit zur Einhaltung der für die sichere Handhabung des abgebrannten Kernbrennstoffs gestellten Forderungen komplizierte Beladetechnologien durchgeführt werden müssen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zurtrockenen Zwischenlagerung von abgebrannten Brennstoffkassetten zu schaffen, das bei einer einfachen Transporttechnologie eine Optimierung des Lagerbehälters zuläßt und mit einem geringstmöglichen Bauaufwand eine gegen Einwirkungen von außen geschützte Lagerung abgebrannter Brennstoffkassetten gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mittels dessen es möglich ist, die zur direkten und sicheren Handhabung der Brennstoffkassetten notwendigen Vorrichtungen und Einrichtungen in einem Bereich mit relativ kleinem Volumen kompakt und überschaubar anzuordnen, die Brennstoff kassetten an einer definierten Stelle mit kurzen Transportwegen in den Lagerbehälter einzubringen und die so beladenen, inhärente Sicherheit gewährleistenden Lagerbehälter im Lagerbereich, der gute Erweiterungsmöglichkeiten bietet, abzustellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Handhabungsbereich zur Be- und Entladung der Lagerbehälter und der Lagerbereich zur Aufstellung der Lagerbehälter separate, aber benachbarte Gebäude darstellen und die Überführung der radioaktiven Materialien über eine in der horizontalen Ebene in einer Zwischendecke des Handhabungsbereiches liegenden kreisförmigen oder polygonen Öffnung erfolgt.

Für die Einlagerung der abgebrannten Brennstoffkassetten in das Zwischenlager ist es zweckmäßig, den mit abgebrannten Brennstoffkassetten beladenen Transportcontainer im Handhabungsgebäude in der Nähe der Öffnung, im Bedienbereich der über der Öffnung laufenden Handhabungsmaschine abzustellen. Der zu beladende Lagerbehälter wird in einer bevorzugten Ausführungsform von unten an die Öffnung herangeführt und bildet nach dem Abnehmen der entsprechenden Deckel eine räumliche Erweiterung des Handhabungsbereichs, der damit allseitig geschlossen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, einen zeitweilig abschottbaren Raum unterhalb der Öffnung zu schaffen, in dem das Schleusentor zur Lagerhalle hermetisch dicht ausgebildet ist.

Mit der über der Öffnung mit dem darunterliegenden Lagerbehälter und dem Transportcontainer laufenden Handhabungsmaschine werden die Brennstoffkassetten in eine Schutzglocke eingezogen und durch Fernbedienung aus dem Transportcontainer in den Lagerbehälter umgeladen.

Der Umladevorgang ist abgeschlossen, wenn alle Positionen des Lagerbehälters besetzt sind oder wenn der Transportcontainer vollständig entleert ist. Danach werden Transportcontainer und Lagerbehälter verschlossen.

Anschließend wird der beladene Lagerbehälter mittels eines Schwerlast-Transportsystems, dessen Konstruktionselemente in der Höhe nicht über den Lagerbehälter hinausragen, zu seinem Lagerplatz transportiert.

Die Lagerhallen des Lagerbereichs werden in einfachster Bauart errichtet, da die auf Dach, Wände und Stützen wirkenden technologischen Belastungen klein im Vergleich zu den meteorologischen Belastungen sind.

Während der Zwischenlagerung sind die Brennstoffkassetten hermetisch dicht im Lagerbehälter eingeschlossen und werden zweckmäßigerweise durch Luft im Naturumlauf gekühlt. Ein zusätzliches Verbüchsen der unbeschädigten Brennstoffkassetten ist nicht notwendig.

Der Abtransport der zwischengelagerten Brennstoffkassetten aus dem Zwischenlager erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der Einlagerung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird am nachstehenden Ausführungsbeispiel näher erläutert

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Schematisch eine Draufsicht auf Handhabungs- und Lagerbereich ohne Dach Fig.2: Einen Querschnitt nach der-Linie l-l gemäß Fig. 1

Abgebrannte Brennstoffkassetten aus Leichtwasserreaktoren werden in einem Transportcontainer 4 über Schiene oder Straße antransportiert, das Transportmittel 5 mit dem beladenen Transportcontainer 4 im Empfangskorridor 6 unterhalb der Luke 7 abgestellt.

Der gezeigte Transportcontainer 4 mit Stahlummantelung besitzt ein Fassungsvermögen von 6 oder mehr Brennstoffkassetten.

In den Brennstoffkassetten befinden sich verbrauchte Regelabsorber und verbrauchte abbrennbare Absorber.

Der Transportcontainer 4 wird mit einem Kran 8 vom Transportmittel 5 abgehoben, durch die Luke 7 in den Handhabungsbereich 1 gebracht und im Bedienbereich der Handhabungsmaschine 9 in der Nähe der Öffnung 3 auf dem Abstellplatz 14 abgestellt.

In Vorbereitung der Einlagerung ist ein leerer Lagerbehälter 10, der zum Schutz der Umgebung vor radioaktiver Strahlung und

zum Schutz des Lagerguts vor Einflüssen von außen einen massiven Betonmantel besitzt, unter die Öffnung 3 in der Zwischendecke des Handhabungsbereichs 1 zu transportieren und soweit anzuheben, daß die Öffnung 3 auf ihrem gesamten Umfang durch die obere Fläche des Lagerbehälters 10 dicht verschlossen wird.

Eine zweckmäßige Ausführung wird erreicht, indem die lichte Öffnung 3derZwischendeckeetwaskleineralsdie Außenabmessung des Lagerbehälters 10, jedoch größer als dessen Deckel 11 gestaltet wird. Dadurch kann die Abdichtung zwischen der Zwischendecke und dem Lagerbehälter 10 mit einem Gummiprofil erfolgen und mit Hilfe eines Kontaktschalters kann die Hubbewegung des Lagerbehälters 10 abgeschaltet werden.

Nach dem Abnehmen der Abschirm-und Dichtungsdeckel 11 des Lagerbehälters 10 ist dessen hermetisch verschließbarer Innenraum 12 über die Öffnung 3 für die Handhabungsmaschine 9 zugänglich. Der Innenraum 12 des Lagerbehälters 10 ist mit Distanzgittern und Neutronenabsorptionseinrichtungen ausgestattet und besitzt eine Kapazität von 30 Brennstoffkassetten, die im hexagonalen Gitter angeordnet sind.

Die Umladung der Brennstoffkassetten aus dem Transportcontainer 4 in den Lagerbehälter 10 erfolgt fernbedient mit der Handhabungsmaschine 9, indem die Brennstoffkassetten mit einer Greifvorrichtung erfaßt, senkrecht nach oben aus dem Transportcontainer 4 herausgehoben, horizontal über die Öffnung 3 bis zur vorgesehenen Koordinate im Lagerbehälter 10 transportiert und dort abgesetzt werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Handhabungsmaschine 9 mit einer Schutzglocke versehen ist, in die die Brennstoffkassetten in bekannter Weise eingezogen werden.

Hilfseinrichtungen zur Dichtheitskontrolle der Brennelementhüllen und zur Identifizierung der Brennstoffkassetten sind im Bedienbereich der Handhabungsmaschine 9 angeordnet. Nach Aufsetzen der Dichtungs- und Abschirmdeckel auf Transportcontainer 4 und Lagerbehälter 10 wird der nunmehr leere Transportcontainer 4 auf dem umgekehrten Weg wie der beladene zurücktransportiert und auf seinem Transportmittel 5 befestigt. Der Antransport und die Umladung der weiteren Transportcontainer erfolgt analog. Werden die Umladeoperationen beendet bzw. unterbrochen, sind die Dichtungs- und Abschirmdeckel auf den Transportcontainer 4 und den Lagerbehälter 10 aufzusetzen und zu befestigen. Nach Schließen der Öffnung 3 wird der Lagerbehälter 10 abgesenkt und in seine Transportlage gebracht. In der Transportlage ist der Abstand zwischen dem Lagerbehälter 10 und der Zwischendecke etwa 100 mm und zwischen Lagerbehälter 10 und Fußboden kleiner als 30mm, wodurch ein hohes Maß an Sicherheit beim Umgang mit dem Lagerbehälter 10 gewährleistet wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Handhabung des Lagerbehälters 10 mit einem Schwerlast-Transportsystem 13 erfolgt, dessen Konstruktionselemente in der Höhe nicht über den Lagerbehälter 10 hinausragen. Mit dem Schwerlast-Transportsystem 13 wird der Lagerbehälter 10 in eine Lagerhalle 2 des Lagerbereichs transportiert uhd dort abgestellt, die Kontrollmeßgeräte des Lagerbehälters 10 werden an die Überwachungssysteme angeschlossen. Die Aufstellung der Lagerbehälter 10 erfolgt in zwei Doppelreihen, in der Mitte bleibt ein Transportweg frei. Die Abführung der Nachzerfallswärme der Brennstoffkassetten erfolgt mit Luft in natürlicher Konvektion, wozu die Lagerhallen 2 mit Lufteintrittsöffnungen in den Wänden und Oberlichtern zum Luftaustritt im Firstbereich des Daches ausgerüstet sind. In der Zwischenlagerphase sind die Lagerbehälter 10 wie auch der gesamte Lagerbereich 2 unabhängig von aktiven Sicherheitssystemen. Der Abtransport der abgebrannten Brennstoffkassetten aus dem Zwischenlager zur Wiederaufbereitungsanlage wird in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt, wobei eine zusätzliche Kontrolle der Parameter der beladenen Transportcontainer bis zum Erreichen von stationären Werten an einem speziellen Abstellplatz 15 im Handhabungsbereich 1 vorgesehen ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur trockenen Zwischenlagerung von radioaktiven Materialien, insbesondere von abgebrannten Brennstoffkassetten und verbrauchten Clustern, in gegen Einwirkungen von außen schützenden Lagerbehältern, insbesondere Behältern mit Beton-, Stahlbeton- oder Stahlgußummantelung sowie Lager zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß der Handhabungsbereich (1) zur Be- und Entladung der Lagerbehälter (10) und der Lagerhailee (2) zur Aufstellung der Lagerbehälter (10) separate, aber benachbarte Gebäude darstellen und die Überführung der radioaktiven Materialien über eine in der horizontalen Ebene in einer Zwischendecke des Handhabungsbereiches (1) liegenden kreisförmigen oder polygonen Öffnung (3) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Lagerbehälter (10) durch Heranführen an die Öffnung (3) zum Zwecke seiner Be- bzw. Entladung eine zeitweise, hermetisch dichte räumliche Erweiterung des Handhabungsbereiches (1) darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Lagerbehälter (10) sich bei seiner Be- bzw. Entladung in einem zeitweilig zu diesem Zweck abschottbaren Raum unterhalb der Öffnung (3) befindet.

4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß über der Öffnung (3) eine Handhabungsmaschine (9) läuft, mit der die radioaktiven Materialien fernbedient aus einem im Handhabungsbereich (1) befindlichen Transportcontainer (4) in den Lagerbehälter (10) und umgekehrt umgeladen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die radioaktiven Materialien zum Zwecke der Umladung in eine an der Handhabungsmaschine (9) befindliche abschirmende Schutzglocke eingezogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Handhabung und der Transport des beladenen Lagerbehälters ausschließlich mit einem Schwerlast-Transportsystem erfolgt, dessen Konstruktionselemente in der Höhe nicht über den Lagerbehälter hinausragen.