DE3017767C2

DE3017767C2 - Schutzbehälter zum Transport, zur Lagerung und zur Strahlungsabschirmung von mit abgebrannten Reaktor-Brennelementen beladenen Brennelementbehältern

Info

Publication number: DE3017767C2
Application number: DE3017767A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Phys. 3167 Burgdorf Dyck; Klaus Dr. 4030 Ratingen Janberg; Wolfgang 3014 Laatzen Richter; Harry Dipl.-Ing. 7523 Graben-Neudorf Spilker
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1980-05-09
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1984-11-15
Also published as: DE3017767A1; EP0039785A1; US4498011A; EP0039785B1; JPS576396A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzbehälter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die Veröffentlichung »Atlantic Richfield Hanford Company, Report ARH-2888 REV«, Seite 2-13 und Seiten 3-9 bis 3-19 ist ein Schutzbehälter gemäß Ober-

65 begriff des Anspruchs 1 bekannt Der Schutzmantel, der Fuß und der Deckel dieses bekannten Schutzbehälters sind aus Beton gefertigt Maßnehmen zum Anheben und zum Transport des Schutzbehälters sind nicht vorgesehen. Beim bekannten Schutzbehälter müssen der Schutzmantel, der Deckel und der Fuß am endgültigen Lagerort hergestellt oder als einzelne vorgefertigte Teile zum Lagerort transportiert werden, um erst dort zusammengesetzt zu werden. Eine Beladung des Schutzbehälters am Ort des Anfalles der abgebrannten Reaktorbrennelemente und nachfolgender Transport des beladenen Schutzbehälters zum Lagerort ist nur mit großem Aufwand möglich. Dies bedeutet, daß die Brennelementbehälter selbst im wesentlichen aufwendiger gebaut werden müssen, um den Sicherheitsbestimmungen für einen Transport zum Lagerort zu genügen. Die Zu- und Abluftkanäle ve^rlaufen beim bekannten Schutzbehälter durchgehend waagerecht, so daß nach außen freie Querschnitt vorhanden sind, die die Abschirmung der radioaktiven Strahlung verschlechtern. Außerdem besteht die Gefahr des Eindringens von Niederschlag, Ungeziefer und Insekten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schutzbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß bei guter Abschirmung der radioaktiven Strahlung der Aufbau, die Beladung und der Transport des Schutzbehälters erleichtert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht, den Aufbau und die Beladung des Schutzbehälters mit den Brennelementbehälter kombiniert stationär durchzuführen, beispielsweise mit Hilfe eines Kranes. Das Einbringen des Brennelementbehälters in den Schutzbehälter mit den Merkmalen der Erfindung erfolgt so, daß der Brennelementbehälter auf dem als Palette ausgebildeten Fuß abgestellt wird, dann der Schutzmantel über den Behälter gesetzt und schließlich der Deckel aufgesetzt wird. Durch die Ausbildung des Fußes als unterfahrbare Palette wird das Anheben und der Transport des Schutzbehälters wesentlich erleichtert. Zum Transport können vorteilhaft Tieflader eingesetzt werden, die Aufgrund ihrer flachen Bauweise mit ihrer Ladefläche unter die Palette fahren können. Nach Anheben der Ladefläche wird dann der Schutzbehälter in senkrechter Stellung zum vorgesehenen Lagerplatz transportiert und dort einfach durch Absenken der Ladefläche des Fahrzeugs am vorgesehenen Platz abgesetzt.

Die mit Brennelementen beladenen Brennelementbehälter haben an der Oberfläche etwa noch eine radioaktive Dosisleistung aus Gamma- und Neutronenstrahlung von ca. 10-⁴J/kg · h bei einem Jahr Abklingzeit. Durch den Schutzbehälter wird dieses Dosisleistung soweit abgesenkt, daß sie in einer Entfernung von 50 m, d. h. etwa an der Umzäunung eines Schutzbehälterlagers, nur noch rund 10~⁸ J/kg ■ h beträgt.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist eine bessere und einfachere Ausrichtung des Brennelementbehälters auf dem als Palette ausgebildeten Fuß möglich.

Um ein einwandfreies Aufsetzen des Schutzmantels auf dem Fuß zu gewährleisten, sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 4 vorgesehen.

Zur Verbesserung der Belüftung des Innenraumes des Schutzbehälters ist die Ausbildung gemäß Anspruch 5

vorgesehen.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 wird der Luftdurchsatz gegenüber einem horizontalen Abluftkanal erhöht, wodurch eine bessere Wärmeabfuhr erzielt wird. Außerdem wird hierdurch die Gefah'· eines Austritts von Neutronen- und Gammastrahlung über den Abluftkanal verringert Schließlich wird durch diese Ausbildung das Eindringen von Niederschlagen weitestgehend verhindert

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 wird ein verbesserter Schutz gegen Eindringen von Niederschlägen und Insekten erzielt, wodurch unmittelbar die Gefahr des Auftretens von radioaktiven Verunreinigungen außerhalb des Schutzbehälters verringert wird.

Um das Eindringen von Ungeziefer und Insekten sieher zu verhindern, ist die weitere Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 vorgesehen.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 9 wird die Abdichtung zwischen den Teilen des Schutzbehälters verbessert

Durch die weitere Ausgestaltung des Schutzbehälters nach Anspruch 10 wird die Abschirmung und die Wärmeabfuhr verbessert Außerdem besteht die Möglichkeit der Ausnutzung der entwickelten Wärme, beispielsweise zu Heizzwecken. Das Wasser kann im unteren Bereich des Deckels eingeleitet und im oberen Bereich abgeleitet werden. Dadurch wird das Material des Schutzbehälters, das vorzugsweise in bekannter Weise Beton ist, gekühlt und der Schutzbehälter kann mehr Wärme vom Brennelementbehälter aufnehmen. Durch diese Ausbildung wird eine Kühlung erreicht, die die durch die Zu- und Abluftkanäle sowie den Zwischenraum zwischen Brennelementbehälter und Schutzbehälter bewirkte Konvektionskühlung bei weitem übertrifft. Diese Ausbildung erlaubt, die Abluftkanäle so zu gestalten und zu dimensionieren, d. h. insbesondere zu verengen, daß eine Verringerung des konvektierenden Luftstromes erzielt wird, ohne daß die Sicherheit der Wärmeabfuhr gefährdet wird. Dadurch läßt sich die Wassertemperatur auf ein Niveau anheben, das eine noch bessere Wärmeausnutzung ermöglicht. Bei einem Ausfall des Wasserdurchlaufs würde sich die Behältertemperatur nur um etwa 40—6O⁰C erhöhen und somit in den zulässigen Grenzen bleiben.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeter: Schutzbehälter mit einer ersten Dekkelausführung,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 1,

Fig.3 einen Querschnitt entlang der Linie H-II der F i g. 1 und

Fig.4 einen Schnitt durch eine weitere Deckelausführung des Schutzbehälters.

Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen Schutzbehälter 2 zum Transport, zur Lagerung und zur Strahlenabschirmung von mit abgebrannten Reaktor-Brennelementen beladenen Brennelement-Behältern 4. Der Schutzbehälter 2 weist einen Fuß 8, einen Schutzmantel 10 und einen Deckel 12 auf. Diese Teile sind aus Beton gefertigt.

Die lichte Weite des Schutzbehälters 2 ist etwas größer als der Durchmesser des Brennelement-Behälters 4, so daß ein Ringraum 14 gebildet wird, in dem Luft aufsteigen kann.

Der Schutzbehälter 2 ist mit unteren seitlichen Zuluftkanälen 16 und mit oberen seitlichen Abluftkanälen 18 versehen, die in den Ringraum 14 münden. Der Fuß 8 weist ferner axial verlaufende Zuluftkanäle 20 auf, die ebenfalls in den Ringraum 14 münden.

Der Fuß 8 ist als unterfahrbare Palette ausgebildet wozu, wie dargestellt Beine 22 unter dem Fuß angeordnet sind. Auf dem Fuß 8 ist der Schutzmantel 10 aufgesetzt Zur Erleichterung der Zentrierung des Schutzmantels 10 auf dem Fuß 8 sind Zentrierdorne 24 vorgesehen, siehe F i g. 3. Der Fuß 8 ist mit einer zentral erhöhten Standfläche 26 ausgestattet auf der der Brennelement-Behälter 4 steht

Der Deckel 12 ist als Haube mit einem nach unten zeigenden Kragen 28 ausgebildet der den Schutzmantel 10 beabstandet umgibt In den so zur Atmosphäre hin offenen Ringraum 30 münden die Abluftkanäle 18. Der Deckel 12 ist ferner mit einer oberen öffnung 32 versehen, die verschließbar ist Diese Öffnung dient Inspektionszwecken.

Zwischen den Anlageflächen von Schutzmantel und Fuß sowie von Schutzmantel und Deckel sind Dichtungen 34 und 36 vorgesehen. In den Zuluft- und Abluftkanälen 16 und 18 sind engmaschige Gitter 38, 40 zum Fernhalten von Ungeziefer und Insekten angeordnet.

Der Schutzbehälter 2 weist die den F i g. 2 und 3 entnehmbare mehreckige Querschnittsform auf. Andere Querschnittsformen, beispielsweise runde, ovale oder rechteckige, bind ebenfalls möglich.

Es soll nun Bezug genommen werden auf die F i g. 4, der in einer Schnittdarstellung eine andere Ausführungsform eines Schutzbehälterdeckels und der Abluftkanälen entnehmbar ist. Die Abluftkanäle 18 sind so gestaltet, daß sie in einem ersten Abschnitt 48 zunächst nach außen ansteigen und dann in einem zweiten Abschnitt 50 nach außen wieder leicht abfallen. Der zweite Abschnitt 50 der Abluftkanäle 18 kann auch waagerecht verlaufen. DerDeckel selbst ist mit einem Hohlraum 52 versehen, der über einen Eingangsanschluß 54 und einen nicht dargestellten Ausgangsanschluß an einen Wasserkreislauf anschließbar ist. Ebenso wie der Deckel kann auch der Schutzmantel 10 mit wasserdurchströmten Hohlräumen 58 versehen sein, wie dies schematisch gestrichelt in der F i g. 4 angedeutet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzbehälter zum Transport, zur Lagerung und zur Strahlungsabschirmung von mit abgebrannten Reaktor-Brennelementen beladenen Brennelementbehältern mit einem Fuß, mit einem zylindrischen Schutzmantel, der den Brennelementbehälter in einem Abstand umgibt, mit einem Deckel, mit seitlichen Zuluftkanälen am unteren Rand des Schutzmantel, die in einen zwischen Schutzmantel und Brennelementbehälter gebildeten Raum münden, und mit seitlichen Abluftkanälen im Bereich des oberen Randes des Schutzmantels unterhalb des Deckels, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (8) als getrennte, unterfahrbare Palette ausgebildet ist, auf die der Schutzmantel (10) aufgesetzt ist.

2. Schutzbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (8) mit Beinen (22) versehen ist.

3. Schutzbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (8) mit einer zentral erhöhten Standfläche (26) für den Brennelementbehälter (4) versehen ist

4. Schutzbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zentriereinrichtungen (24) zum richtigen Aufsetzen des Schutzmantels (10) auf dem Fuß (8) vorgesehen sind.

5. Schutzbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, axial angeordnete Zuluftöffnungen (20) im Fuß (8) ausgebildet sind.

6. Schutzbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die. Abluftkanäie (18) nach außen abfallen oder in einem ersten, inneren Abschnitt (48) von innen nach außen ansteigen und in einem zweiten, äußeren Abschnitt nach außen leicht abfallen oder waagerecht angeordnet sind.

7. Schutzbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) als Haube ausgebildet ist mit einem nach unten ragenden, den Schutzmantel (10) beabstandet umgebenden Kragen (28).

8. Schutzbehälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft- und Abluftkanäle (16,18) mit Einrichtungen (38,40), beispielsweise engmaschigen Gittern, zum Schutz gegen Insekten oder Ungeziefer ausgestattet sind.

9. Schutzbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungsmittel (34, 36) zwischen dem Mantel (10) und dem Deckel (12) und zwischen dem Mantel und dem Fuß (8) angeordnet sind.

10. Schutzbehälter nach einem der Ansprüche 1,6, 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (12, 44) und/oder Schutzmantel (10) mit wasserdurchströmten Hohlräumen (52,58) versehen ist.

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