CN1177415A - 储存有害废弃物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用来储存有害废弃物,具体讲来,是放射性废弃物的装置,它由储存单元(10)和冷却剂流动通道组成。其中储存单元(10)包含有一个基本上是柱状的混凝土主体(11),此主体又有一个接受废弃物容器(A)的中心空腔;而冷却剂流通通道设置在此中心空腔的周围。此中心空腔最好是由圆柱状的与混凝土主体同心的舱(13)所构成,该舱嵌入在混凝土中,在浇注混凝土之前是可气密密封的。冷却剂通道是由一些管道(14)所构成的,这些管道也嵌入在混凝土中,而它们的管腔总是开通地与舱(13)的内部空间相通的。

Description

储存有害废弃物的方法和装置
本发明涉及储存有害废气物，具体讲来，是储存放射性废弃物，例如象用过的核燃料棒等废弃物的方法和装置，这种废弃物可能要安全而长期地储存，例如，几十年或者甚至几百年。
无论是所谓的最后储存，还是所谓的临时储存，也就是说，在有害储存物储存了一段较短时间或较长时间后，人们还想对其进行处理或再利用的情况下，都可进行本发明所述的储存。
WO91/05351公开了一种上述类型废弃物的近海储存系统。这种系统由主要储存单元和次要储存单元组成。主要储存单元的形式是圆筒状的混凝土主体，它有一放置废弃物的中心空腔。次要储存单元的形式基本上是一种适于浸在海底储存位置，并在浸入的位置容纳大量的主要储存单元的较大混凝土结构。主要储存单元和次要储存单元都有漂浮箱或镇重箱，可装入水或从中把水排除，以便在水面上把这些单元运输到它们将被浸入，或是把它们重新升到水面上来的储存位置。
本发明所涉及的储存单元在某些方面与先前技术系统的储存单元相似，这是因为，例如，主要储存单元是一个具有一个接受废弃物的中心空腔和几条设置在中心空腔周围的冷却剂流动通道的混凝土主体，因而本发明可以看成是建立在上述出版物中公开的先前技术的基础上的。
附图表示出主要储存单元和次要储存单元的典型实施例，参考这些附图，下面将对本发明作详细介绍。
图1.是主要储存单元的轴向截面视图；
图2.是主要储存单元沿图1中II-II线的横截面视图；
图3.是次要储存单元的轴向截面视图；
图4.是次要储存单元沿图1中II-II线的横截面视图。
如图1所示，主要储存单元10是由一个基本上是柱状(或者是稍呈锥形的)钢筋加固的混凝土主体11，以及一个完全封闭在此混凝土主体中的容器装置12组成。此容器装置是由一圆柱形管状舱13和管道系统14组成。这里的舱13是与此混凝土主体同心的，而管道系统14则与此舱的内部空间相通。此容器装置是由抗腐蚀材料，最好是由不锈钢或铜制成。
主要储存单元10在舱13中有一个圆柱状的金属罐A，用于盛放象用过的核燃料棒这样的待储存有害废弃物。用支承和定位件(未画出)把此容器保持在舱13的中心，以便围绕此容器和舱的内壁有环形间隙B。此舱中罐A没有占据的空间以及管道系统14中充满了液体冷却剂，冷却剂可以通过罐A周围的舱和管道系统14而进行对流循环。
容器装置12是气密地密封了的，它完全嵌入在构成无接缝混凝土主体11的混凝土中。因此在混凝土主体11的外侧壁和容器装置12的外侧壁之间，或是在容体装置12的内部和周围的混凝土之间没有可以传送流体的通道。
管状舱13的两端是由基本上是锥形的下部端壁16和穹顶状的上部端壁17所封闭。上端壁17最好是在把罐A插入舱13中以后，用焊接连接上的。
管道系统14是由大量的C形管道18做成的，在混凝土主体的圆周表面11A向里一个小的距离处，每一个C形管都有一段与混凝土主体11的轴L平行延伸的部分18A。这个C形管还有两个径向部分18B，这两个径向部分以无接缝的方式，最好是用焊接，在靠近舱13的两端处与其相连。此管的与L平行延伸部分18A安置得比较靠近圆周面11A是合适的，这样冷却剂从舱13向外传输的热可以容易地被围绕储存单元10流动的冷却剂带离此储存单元。由管道系统14和内部空间形成的循环系统当然应该设计得有利于循环。
混凝土主体11既有轴向作用的预应力加固，也有径向作用的预应力加固。
轴向作用的预应力加固是由轴向延伸的预应力钢筋加固件20构成的环组成，钢筋最好是高强度的不锈钢，这些加固件沿着轴向的管道部分18A和混凝土主体圆周面之间的圆安置。
径向作用的预应力加固是由预应力加固钢筋21组成，钢筋最好是高强度的不锈钢，它绕在混凝土主体11的圆周面11A上，因而没有嵌入在混凝土内。
无论是加固件20还是加固件21都对管道系统14提供有效的保护，因而避免了万一混凝土主体11受到外来的撞击或其他剧烈作用而造成对此管道系统的损坏。
在混凝土主体轴向上的与上部端壁17相对着的区域，最好是没有钢筋加固，以便在这一区域中的混凝土，同时还有上端壁可以快而准确地被钻去，使得罐A能无损地放进和取出。
储存单元10的制造方法如下。
首先，把罐A放在容器装置12中，容器装置只是在罐13的上端开口的，而且充满了冷却剂(水)。然后加上上端壁17，因而容器装置被密封。
如果容器装置12密封以后不立即进行浇注，则可以把容器装置12放在冷浴中等到浇注。
在准备浇注的过程中，把密封的容器装置12放在钢的混凝土浇注模具中，在预应力的状态下把加固件20安装在此模具中。
让浇入的混凝土充分固化，随后进行脱模。罐中物质所产生的热由混凝土吸收(take up)，它加速了固化，因而在稍过一些时间，半天或许品几个小时后即可进行脱模。再经过一段时间，释放预应力加固件20。如果需要的话，混凝土主体可以放置在冷却浴中。
完工的混凝土主体11上有径向作用的加固件21，此加固件是把预应力加固钢筋缠绕在主体圆周表面11A上并固定住钢筋的两端而做成的。
这样做成储存单元10以后，可以把它放在图3所示的次要储存单元中，一般用标号30来表示这种次要储存单元。
次要储存单元30也是由一个圆柱形的管状混凝土主体31组成，这个主体有一个圆柱形的中心空腔和一个由轴向冷却剂通道33构成的围着它的环，此轴向冷却剂通道在靠近空腔32两端借助一些径向通道34与此空腔相连通。在其上端由可取下的盖子35气密密封的空腔32是用来容纳一些堆积起来的主要储存单元10的，这些主要储存单元通过适当的定位件(未画出)而固定在空腔的中心，因而在空腔的壁和堆积的储存单元10之间有一个环形间隙，液体冷却剂(水)就通过此间隙进行对流循环。图2以实线表示了一个主要储存单元10，另外的储存单元用虚线表示。如果需要的话，当然这些储存单元在轴向上可以由一些位于这些单元的端面上的凸缘或是一些分离置于其间的物体来分开。

Claims (11)

1.一种用来储存有害废弃物，具体讲来，是放射性废弃物的装置，它由储存单元(10)和冷却剂流动通道组成。其中储存单元(10)包含有一个基本上是柱状的混凝土主体(11)，此主体又有一个接受废弃物容器(A)的中心空腔；而冷却剂流通通道设置在此中心空腔的周围，
其特征在于：
此中心空腔最好是由圆柱状的与混凝土主体(11)同心的舱(13)所限定，该舱嵌入在混凝土中，在浇注混凝土之前是可气密密封的，以及
冷却剂通道是由一些管道(14)所构成的，这些管道也嵌入在混凝土中，而它们的管腔总是开通地与舱(13)的内部空间相通的。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：在混凝土主体(11)中的管道(14)和混凝土主体(11)的圆周表面(11A)之间设置了一个由一些轴向延伸的预应力加固件(20)构成的环。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在混凝土主体的圆周表面(11A)上缠绕有预应力加固钢筋(21)。
4.按照上述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于：构成冷却剂通道的管道(14)的主要部分设置在混凝土主体(11)的沿径向靠外的部分中。
5.按照上述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于；舱(13)和管道(14)都是由抗腐蚀的材料制成，例如不锈钢材料。
6.按照上述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于；舱(13)的两端是用凸形的端壁(16，17)所封闭的。
7.按照上述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于；舱(13)和构成冷却剂通道的管道(14)完全嵌入在混凝土中。
8.一种用来储存有害废弃物，具体讲来，是放射性废弃物的装置，它由一柱状的混凝土储存主体(31)和一些冷却剂流动通道(33)组成，该混凝土主体具有一柱状的中心空腔(31)，此空腔上有一可密封的开口，用于向空腔中插入废弃物容器；而该冷却剂流动通道(33)设置在此中心空腔(31)的周围，其特征在于：此储存主体(31)组成一个外部容器，在此外部容器的空腔(32)中，可以插入一些按上述权利要求的任一项所述的储存单元(10)，在这个空腔中形成这种储存单元的堆叠。
9.一种把有害废弃物，具体来讲，是放射性废弃物，封装在混凝土主体中的方法，其特征在于：
把这种最好是封装在一密封容器(A)中的废弃物，装入舱(13)中，舱(13)最好是柱状的，是由抗腐蚀材料，特别是象不锈钢这样的金属制成，它由一圈冷却剂管道(14)所环绕，管道的管腔能与舱的内部空间自由贯通，然后把此舱(13)密封，以及
随后，把包含有其中封装有废弃物的密封舱和一圈冷却管道(14)完全地嵌入到混凝土中。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：把一圈冷却管道(14)外面的环形预应力加固件(20)，放入浇注模中，嵌入的过程就在此浇注模中进行。
11.按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于：把预应力加固钢筋(21)缠绕在浇注的混凝土主体(11)上。
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