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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug für den Transport und die Einlagerung
von radioaktives Material enthaltenden Behältern, wobei das Fahrzeug einen
am Fahrzeugrahmen abgestützten Aufbau
aufweist, auf den ein Behälter
auf das Fahrzeug aufnehmbar und von diesem wieder absetzbar ist.
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Derartige
Fahrzeuge werden bei der Aufnahme, dem Transport und der Einlagerung
von Kupferbehältern
mit verbrauchten Kernbrennstoffen verwendet, wobei diese Kupferbehälter eine
Masse von bis zu 28 t aufweisen.
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Die
Zwischen- und Endlagerung von Behältern, die radioaktives Material
enthalten, erfolgt in der Regel unter Tage, beispielsweise in alten
ausgebeuteten Salzstöcken
oder sonstigen geologisch dafür geeigneten
Schichten im Untergrund. Die in solchen Gesteinsschichten hierfür erforderlichen
Stollen- und Tunnelsysteme können
nicht beliebig groß gemacht werden,
so dass beim Transportieren und Einlagern von Behältern mit
radioaktivem Material keine üblichen
Transport- und Einlagerungsgeräte
zum Einsatz kommen können.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Fahrzeug bereitzustellen, mit dem radioaktives
Material enthaltende Behälter
einfach und zuverlässig
transportiert und eingelagert werden können.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Aufbau des gattungsgemäßen Fahrzeugs
einen Aufbaurahmen, am Aufbaurahmen schwenkbar gelagerte Behälteraufnahmemittel
und eine am Aufbaurahmen abgestützte
und relativ zu diesem in Längsrichtung
des Transportfahrzeugs bewegliche Hebeeinrichtung umfasst, wobei
der Aufbau relativ zum Fahrzeugrahmen sowohl in Längsrichtung
als auch in Querrichtung des Fahrzeugs beweglich ist.
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Bei
einer derartigen Fahrzeugkonstruktion bildet der Fahrzeugrahmen
eine ortsfeste Abstützung,
wenn ein radioaktives Material enthaltender Behälter mittels der Hebeeinrichtung
und der Behälteraufnahmemittel
auf das Fahrzeug aufgenommen oder von diesem abgesetzt werden soll,
wobei beim Aufnehmen bzw. Absetzen die Ausrichtung der Hebeeinrichtung
und/oder der Behälteraufnahmemittel relativ
zu einem aufzunehmenden Behälter
bzw. relativ zu einer Einlagerungsbohrung, in welcher der Behälter abgesenkt
werden soll, präzise
eingestellt werden kann.
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Die
Hebeeinrichtung ist dabei bevorzugt zwischen einer Ruhestellung
und einer Arbeitsstellung verstellbar, wobei sie in der Arbeitsstellung
dazu in der Lage ist, einen Behälter
in Vertikalrichtung aufzunehmen oder abzusetzen.
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Die
Hebeeinrichtung umfasst vorzugsweise eine Kopplungsvorrichtung,
die mit dem Behälter
derart koppelbar ist, dass der Behälter mittels der Hebeeinrichtung
in die Behälteraufnahmemittel
einführbar oder
aus diesen entfernbar ist. Dieser Kopplungsvorrichtung kommt im
Rahmen der vorliegenden Erfindung auch selbständige Bedeutung zu, da sie
eine später
noch genauer beschriebene spezielle Ausgestaltung aufweist, durch
die das Aufnehmen, Transportieren und Einlagern von radioaktives
Material enthaltenden Behältern
erst möglich
wird. Insoweit stellt die Kopplungsvorrichtung auch einen selbständigen Aspekt
der vorliegenden Erfindung dar.
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Die
Behälteraufnahmemittel,
in denen der Behälter
mit dem radioaktiven Material darin aufnehmbar ist, sind vorteilhafterweise
zwischen einer relativ zum Fahrzeugrahmen im Wesentlichen vertikalen
Einlagerungsbereitschaftsstellung und einer im Wesentlichen horizontalen
Transportstellung verschwenkbar. Um einen Behälter in die Behälteraufnahmemittel
einzuführen,
werden die Behälteraufnahmemittel
in die vertikale Einlagerungsbe reitschaftsstellung gebracht und
die Hebeeinrichtung wird in ihre Arbeitsstellung verfahren, so dass
ein unterhalb des Fahrzeugs angeordneter Behälter mit radioaktivem Material
mittels der Hebeeinrichtung in die Behälteraufnahmemittel eingeführt bzw.
hochgezogen werden kann. Der Behälter
wird dann mit den Behälteraufnahmemitteln
derart gekoppelt, dass die Verbindung zwischen der Hebeeinrichtung
und dem Behälter
gelöst
werden kann, wobei aber der Behälter
fest mit den Behälteraufnahmemitteln
verbunden bleibt. Anschließend
wird die Hebeeinrichtung wieder in ihre Ruhestellung verfahren,
so dass die Behälteraufnahmemittel
samt aufgenommenem Behälter
in die im Wesentlichen horizontale Transportstellung verschwenkt
werden können.
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Die
Behälteraufnahmemittel
weisen zu diesem Zweck bevorzugt einen am Aufbaurahmen drehbar gelagerten
Schwenkrahmen und eine am Schwenkrahmen abgestützte Strahlenschutzröhre auf,
in welche der Behälter
aufnehmbar ist.
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Bevorzugt
ist dabei die Strahlenschutzröhre relativ
zum Schwenkrahmen verschieblich abgestützt, derart, dass die Strahlenschutzröhre in der Einlagerungsbereitschaftsstellung
in vertikaler Richtung zwischen einer oberen und einer unteren Schutzröhrenstellung
relativ zum Schwenkrahmen verstellbar ist. Eine derartige Verschiebbarkeit
der Strahlenschutzröhre
ermöglicht
es, dass die Röhre
in der Einlagerungsbereitschaftsstellung um ein bestimmtes Maß, vorzugsweise
etwa 1 m bis 1,50 m, vertikal nach unten verfahren wird, so dass
ihr oberes Ende so weit abgesenkt ist, dass die Hebeeinrichtung von
der Ruhestellung in die Arbeitsstellung verfahren werden kann. Dieses
vertikale Absenken der Schutzröhre
ist also erforderlich, damit der Einlagerungsvorgang durch die Hebeeinrichtung überhaupt
durchgeführt
werden kann. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass die Einlagerungsstollen,
in denen die Fahrzeuge bewegt werden, nur eine beschränkte Höhe aufweisen,
die es nicht ermöglicht,
dass ein Behälter, der
eine Länge
von etwa 5 m aufweist, mit seiner gesamten Länge über die Oberfläche des
Stollenuntergrunds herausgezogen werden kann mit einer zusätzlich ober halb
dieser Höhe
von etwa 5 m über Grund
angeordneten Hebeeinrichtung. Dies würde zu einer Fahrzeughöhe von mindestens
6–7 m
führen,
was aber für
derartige Einlagerungsstollen zu hoch ist. Das Fahrzeug weist mit
der Hebeeinrichtung eine maximale Höhe von etwa 4,1–4,4 m auf,
so dass eine Stollenhöhe
von etwa 5 m ausreichend ist, auch wenn der einzulagernde Behälter selbst
eine Größe bzw.
Länge von
etwa 4,8–5
m aufweist.
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Die
Strahlenschutzröhre
ist vorzugsweise mittels Hydraulikzylinder am Schwenkrahmen abgestützt, wobei
ferner noch am Schwenkrahmen angeordnete Gleitlager und damit im
Eingriff befindliche, in Längsrichtung
der Strahlenschutzröhre
verlaufende Längsnuten
an der Strahlenschutzröhre
vorgesehen sind, so dass die Strahlenschutzröhre in radialer Richtung im
Schwenkrahmen präzise
geführt
ist.
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Um
den Schwenkrahmen mit der darin aufgenommenen Strahlenschutzröhre zwischen
der horizontalen Transportstellung und der vertikalen Einlagerungsbereitschaftsstellung
zu verschwenken, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Schwenkrahmen und
dem Aufbaurahmen wenigstens ein Hydraulikzylinder wirkt, der zwecks
Einleitung der Schwenkbewegung ausgefahren bzw. eingefahren wird.
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Selbstverständlich weist
das Fahrzeug zum Zwecke der Betätigung
von Hebeeinrichtung, Schwenkrahmen, Strahlenschutzröhre und
dgl. entsprechende Antriebsaggregate auf, insbesondere durch Kraftstoffmotoren
angetriebene Hydraulikpumpen und dgl., wie dies bei derartigen Spezialfahrzeugen üblich und
bekannt ist.
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Wie
bereits kurz erwähnt,
ist der radioaktives Material enthaltende Behälter in der Strahlenschutzröhre mittels
einer Behälterhalterung
fixierbar, wobei die Fixierung derart ausgeführt ist, dass der fixierte Behälter in
jeder Stellung der Strahlenschutzröhre in dieser gehalten ist,
insbesondere dass der Behälter zusammen
mit der Strahlenschutzröhre
vertikal verstellbar ist. Das heißt, dass beim vertikalen Absenken und
Anheben der Strahlenschutzröhre der
darin aufgenommene Behälter
zusammen mit der Strahlenschutzröhre
abgesenkt oder angehoben wird, so dass die Hebeeinrichtung im abgesenkten
Zustand (untere Schutzröhrenstellung) über die
Schutzröhre verfahren
werden kann und dann der in der Strahlenschutzröhre an der Behälterhalterung
fixierte Behälter
mittels der Kopplungsvorrichtung mit der Hebeeinrichtung verbunden
werden kann. Nach der Herstellung der Kopplung zwischen der Hebeeinrichtung und
dem Behälter
wird die Kopplung zwischen dem Behälter und der Strahlenschutzröhre gelöst, so dass der
Behälter
aus der Strahlenschutzröhre
mittels der Hebeeinrichtung abgesenkt werden kann.
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Die
Fixierung des Behälters
an der Behälterhalterung
in der Strahlenschutzröhre
ist somit bevorzugt bei vertikal ausgerichteter Strahlenschutzröhre, insbesondere
in der Einlagerungsbereitschaftsstellung, herstellbar oder lösbar.
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Wie
bereits angedeutet, ist die Hebeeinrichtung vorzugsweise nur dann
in ihre Arbeitsstellung verstellbar bei Behälteraufnahmemittel in der Einlagerungsbereitschaftsstellung,
wenn die Strahlenschutzröhre
in Richtung ihrer unteren Schutzröhrenstellung verstellt ist,
insbesondere in der unteren Schutzröhrenstellung ruht.
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Zur
bereits allgemein erwähnten
Kopplungsvorrichtung, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch
selbständige
Bedeutung zukommt, wird weiterbildend vorgeschlagen, dass sie eine
an der Hebeeinrichtung angebrachte Andockvorrichtung und eine mit
der Andockvorrichtung und/oder dem Behälter koppelbare Behälterkupplungsvorrichtung umfasst.
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Dabei
ist es bevorzugt, dass die Kopplung zwischen Behälterkupplungsvorrichtung und
Behälter
nur dann herstellbar oder lösbar
ist, wenn die Behälterkupplungsvorrichtung
mit der Andockvorrichtung gekoppelt ist. Dabei sind gemäß einer
Weiterbildung die Andockvorrichtung und die Behälterkupplungsvorrichtung derart
ausgeführt,
dass bei Kopplung zwischen der Andockvorrichtung und der Behälterkupplungsvorrichtung
eine zum Herstellen oder Lösen
der Kopplung zwischen Behälterkupplungsvorrichtung
und dem Behälter
erforderliche mechanische Wirkverbindung herstellbar ist. Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Kopplung zwischen Andockvorrichtung
und Behälterkupplungsvorrichtung
dann lösbar
ist, wenn die Behälterkupplungsvorrichtung mit
dem Behälter
gekoppelt ist.
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Die
Behälterkupplungsvorrichtung
stellt somit eine Art Adapter zwischen Andockvorrichtung und Behälter dar,
wobei die Behälterkupplungsvorrichtung
sowohl alleine an der Andockvorrichtung als auch alleine am Behälter gekoppelt
sein kann oder als Adapter die Verbindung zwischen Behälter und Andockvorrichtung
zum Anheben und Absenken des Behälters
mittels der Hebeeinrichtung bzw. Andockvorrichtung ermöglicht.
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Bevorzugt
weist die Andockvorrichtung einen Zapfen auf, der in eine entsprechende Öffnung, insbesondere
ein Langloch der Behälterkupplungsvorrichtung
einführbar
ist und relativ zu dieser Öffnung
zwischen einer Freigabestellung und einer die Kopplung herstellenden
Verriegelungsstellung drehbar ist. Die Herstellung der Verriegelungsstellung
erfolgt durch Aufbringen eines Pneumatik- oder Hydraulikdrucks,
so dass der Zapfen relativ zum Rest der Andockvorrichtung und relativ
zur Behälterkupplungsvorrichtung
verdreht wird, wobei er nach der Drehung um vorzugsweise 90° die Längsseiten
der Langlochöffnung
hintergreift, so dass die Behälterkupplungsvorrichtung
an der Andockvorrichtung fixiert ist.
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Um
die Behälterkupplungsvorrichtung
mit dem Behälter
zu koppeln, wird vorgeschlagen, dass die Behälterkupplungsvorrichtung entlang
ihrem Umfang mehrere hakenartige Kupplungselemente umfasst, die
im gekoppelten Zustand einen in einem oberen Rand des Behälters ausgebildeten
Vorsprung hintergreifen. Dabei ist es bevorzugt, dass die hakenartigen
Kupplungselemente im gekoppelten Zustand mechanisch in radialer
Richtung nach außen
gegen den Rand, insbesondere gegen den Innenrand eines nach oben
vorstehenden Behälterkragens
gedrückt werden.
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Ferner
ist die Behälterkupplungsvorrichtung weiterbildend
derart ausgeführt, dass
der zum Koppeln der Kupplungselemente mit dem Behälterrand erforderliche
mechanische Klemmdruck nach Entkoppeln der Andockvorrichtung von
der Behälterkupplungsvorrichtung
aufrechterhalten bleibt, so dass die Behälterkupplungsvorrichtung auch
bei gelöster
Andockvorrichtung gekoppelt am Behälter verbleiben kann. Die Behälterkupplungsvorrichtung
ist somit mit nach außen
gedrückten
Kupplungselementen mechanisch verriegelt.
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Die
als Adapter wirkende Behälterkupplungsvorrichtung
kann sowohl alleine mit der Andockvorrichtung als auch alleine mit
dem Behälter
in einem gekoppelten Zustand verbleiben. Allerdings ist zur Herstellung
bzw. zum Lösen
der Kopplung zwischen Behälterkupplungsvorrichtung
und Behälter immer
eine Kopplung mit der Andockvorrichtung erforderlich, da die Andockvorrichtung
bei Kopplung mit der Behälterkupplungsvorrichtung
die entsprechende Wirkverbindung herstellt, um entsprechende Pneumatik-
oder Hydraulikdrücke
zur Auslösung
der mechanischen Kopplung bzw. Entkopplung zwischen Behälterkupplungsvorrichtung
und Behälter
aufzubauen.
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Wie
bereits oben erwähnt,
ist der Behälter mit
der Strahlenschutzröhre
koppelbar, so dass der in die Strahlenschutzröhre aufgenommene Behälter von
der Hebeeinrichtung gelöst
werden kann. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Behälterkupplungsvorrichtung
mit der Strahlenschutzröhre
koppelbar ist, derart, dass ein Behälter mittels der Behälterkupplungsvorrichtung
in der Strahlenschutzröhre
fixierbar ist, so dass die Strahlenschutzröhre und der Behälter gemeinsam
zwischen Einlagerungsbereitschaftsstellung und Transportstellung
verschwenkbar und gemeinsam in der Einlagerungsbereitschaftsstellung
in vertikaler Richtung beweglich sind. Somit weist die Behälterkupplungsvorrichtung
neben der Funktion der Kopplung mit der Andockvorrichtung bzw. mit dem
Behälter
noch die Funktion auf, die Kopplung zwischen Behälter und Strahlenschutzröhre herzustellen.
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Hierzu
weist die Strahlenschutzröhre
an ihrem Innenumfang bevorzugt radiale, in Umfangsrichtung duch
Zwischenräume
voneinander getrennte Kopplungsvorsprünge auf, und die Behälterkupplungsvorrichtung
weist ent lang ihrem Außenumfang radiale,
in Umfangsrichtung voneinander getrennte Kopplungszähne auf,
wobei die Kopplungszähne derart
dimensioniert sind, dass sie durch die Zwischenräume der Kopplungsvorsprünge der
Strahlenschutzröhre
hindurchführbar
sind.
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Weiter
wird vorgeschlagen, dass die Behälterkupplungsvorrichtung
einen oberhalb der Kopplungszähne
angeordneten, relativ zu diesen verdrehbaren Verriegelungsring umfasst,
der entlang seines Außenumfangs
radiale, in Umfangsrichtung voneinander getrennte Verriegelungsvorsprünge aufweist.
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Dies
ermöglicht
es, die Behälterkupplungsvorrichtung
in vertikaler Richtung mittels der Hebeeinrichtung an den Kopplungsvorsprüngen der
Strahlenschutzröhre
vorbeizubewegen, wobei dann die Kopplung zwischen Behälter und
Strahlenschutzröhre
nach Einführen
der Kopplungszähne
in die Zwischenräume
durch Drehung des oberhalb der Kopplungszähne liegenden Verriegelungsrings
relativ zur Strahlenschutzröhre
und zu den Kopplungszähnen herstellbar
ist, derart, dass die Verriegelungsvorsprünge der Behälterkupplungsvorrichtung mit
ihrer Unterseite auf der Oberseite der Kopplungsvorsprünge der
Strahlenschutzröhre
aufliegen.
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Die
Strahlenschutzröhre
weist vorzugsweise Gleitblöcke
auf, durch die der in die Strahlenschutzröhre aufgenommene Behälter in
radialer Richtung führbar
und insbesondere in der Transportstellung abstützbar ist.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass am Fahrzeug mehrere Sensoren und wenigstens
eine zugeordnete Steuereinrichtung vorgesehen sind, die derart eingerichtet
sind, dass das Aufnehmen eines Behälters in die Strahlenschutzröhre oder/und
das Einlagern eines Behälters
in eine Einlagerungsbohrung im Untergrund automatisch erfolgt.
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Die
Sensoren und die wenigstens eine zugeordnete Steuereinrichtung sind
insbesondere derart aufeinander abgestimmt, dass ab einer bestimmten Wegmarkierung
kurz vor Erreichen eines Einlagerungsstollens die Fahrt von einem
Transporttunnel in den Einlagerungsstollen bis zur ausgewählten Einlagerungsbohrung
bzw. Lagerröhre
vollautomatisch fortgesetzt werden kann. Diese Einlagerungsfahrt
erfolgt anhand von beispielsweise Transpondern oder über ein
Laserscannersystem und wird durch die Bedienperson des Fahrzeugs überwacht.
Ein manueller Eingriff in das Lenksystem oder auch komplett manuelles
Fahren ist dabei jederzeit möglich.
Wenn das Ziel innerhalb der vorgegebenen Toleranzen erreicht ist,
wird die Fahrt beendet und das Erreichen der Endposition durch die
Bedienperson bestätigt.
Anschließend
kann sensorgesteuert die vollautomatische Einlagerung erfolgen.
Dabei sind mehrere Schritte vorgesehen, die durch die Steuereinrichtung bzw.
ein Fahrzeugkontrollsystem gesteuert und überwacht werden können.
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Um
das Fahrzeug bzw. den Fahrzeugrahmen ortsfest über einer Einlagerungsbohrung
positionieren zu können,
wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug vier mit dem Untergrund in
Kontakt bringbare hydraulische Abstützungen umfasst, die eine horizontale
Ausrichtung des Fahrzeugs über
dem Untergrund, insbesondere über
der Einlagerungsbohrung ermöglichen.
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Ferner
weist das Fahrzeug zur horizontalen Positionierung des Aufbaus,
also der Hebeeinrichtung, der Strahlenschutzröhre und des Behälters, über der
Einlagerungsbohrung zwischen dem Aufbaurahmen und dem Fahrzeugrahmen
wirksame Hydraulikzylinder auf, so dass der Aufbaurahmen relativ zum
Fahrzeugrahmen sowohl in Längsrichtung
als auch in Querrichtung des Fahrzeugs verschiebbar ist. Somit kann
nach präzisem
Anfahren der Einlagerungsbohrung innerhalb gewisser Toleranzen zuerst eine
horizontale Ausrichtung des Fahrzeugs mittels der vier Hydraulikabstützungen
erfolgen und anschließend
kann eine präzise
vertikale Ausrichtung der Schutzröhre bzw. des Behälters über der
Einlagerungsbohrung durch Relativbewegung des Aufbaus zum Fahrzeugrahmen
hergestellt werden, so dass eine präzise Einlagerung des Behälters ermöglicht ist,
wobei die Toleranz zwischen dem einzuführenden Behälter und der mit Bentonitringen
ausgekleideten Einlagerungsbohrung wenige mm, insbesondere etwa
+/– 5
mm, beträgt.
Somit ist die genaue Positionierung des Behälters in vertikaler Richtung
oberhalb der Einlagerungsbohrung Voraussetzung für eine erfolgreiche Einlagerung
des Behälters.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Einlagerung
von radioaktives Material enthaltenden Behältern unter Tage unter Verwendung
eines oben beschriebenen Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst:
Befördern eines in der Strahlenschutzröhre aufgenommenen
Behälters
mittels des Fahrzeugs in einen Einlagerungsstollen;
automatisches
horizontales und vertikales Ausrichten des Fahrzeugs über einer
im Untergrund ausgebildeten Einlagerungsbohrung;
Öffnen eines
die Einlagerungsbohrung verschließenden Deckels;
Verschwenken
der den Behälter
enthaltenden Strahlenschutzröhre
in die vertikale Einlagerungsbereitschaftsstellung;
Überprüfen der
Ausrichtung der Strahlenschutzröhre bzw.
des Behälters
bezüglich
der Einlagerungsbohrung und gegebenfalls Anpassen dieser Ausrichtung durch
relative Verschiebung des Aufbaurahmens zum feststehenden Fahrzeugrahmen;
Absenken
der Strahlenschutzröhre
zusammen mit dem darin aufgenommenen Behälter in Richtung der Einlagerungbohrung;
Koppeln
des Behälters
mit der am Fahrzeug vorgesehenen Hebeeinrichtung Absenken des Behälters mittels
der Hebeeinrichtung in die Einlagerungsbohrung bis der Behälter auf
dem Boden der Einlagerungsbohrung ankommt; Abkoppeln der Hebeeinrichtung vom
Behälter;
Verschließen des
Deckels der Einlagerungsbohrung;
Wegfahren mit dem Fahrzeug
aus dem Einlagerungsstollen.
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Dabei
wird vorgeschlagen, dass die Verfahrensschritte wenigstens teilweise
automatisch ablaufen und dass wenigstens einzelne Schritte nach
deren Durchführung
von einer Bedienperson bestätigt werden
müssen,
bevor ein nächster
Schritt ausgeführt
wird.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass vor dem Absenken des Behälters die Tiefe der Einlagerungsbohrung
bestimmt wird, wobei dieser Tiefenwert beim Absenken des Behälters mit
einem durch einen Sensor erfassten Gegenwert verglichen wird, welcher
die beim Absenken abgerollte Seillänge repräsentiert. Hierdurch kann sichergestellt
werden, dass der Behälter
am Boden der Einlagerungsbohrung angekommen ist und nicht mit seinem
Rand im relativ weichen Bentonit verkantet bzw. verklemmt ist, mit
dem die Einlagerungsbohrung ausgekleidet ist.
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Mit
anderen Worten kann der Einlagerungsvorgang auch wie folgt beschrieben
werden.
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Zunächst wird
das Fahrzeug hydraulisch abgestützt
und horizontal ausgerichtet sowie ggf. manuell durch die Bedienperson
mit einem elektrischen Versorgungsnetz des Endlagers verbunden.
Danach wird die Abdeckplatte der Einlagerungsbohrung bzw. Lagerröhre entfernt,
wobei hier bevorzugt ein Elektromagnet zum Einsatz kommt, und der
Aufbau des Fahrzeugs wird durch horizontales Verschieben in Längs- und/oder
Querrichtung relativ zum ortsfesten Fahrzeugrahmen auf den Mittelpunkt
der Lagerröhre ausgerichtet.
Danach wird die Strahlenschutzröhre
in die vertkale Position (Einlagerungsbereitschaftsstellung) gebracht
und deren Position zur Lagerröhre überprüft und ggf.
korrigiert. Nach Absenken der Strahlenschutzröhre in ihre untere Schutzröhrenposition
wird die Hebeeinrichtung oberhalb der Strahlenschutzröhre von
ihrer Ruhestellung in die Arbeitsstellung verfahren und mit dem
Behälter
mittels der Andockvorrichtung und der Behälterkupplungsvorrichtung verbunden.
Sobald die Kopplung zwischen Behälter,
Behälterkupplungsvorrichtung
und Andockvorrichtung erfolgt ist, kann der Behälter in die Lagerröhre abgesenkt
werden, wobei hierzu noch die Kopplung zwischen Behälterkupplungsvorrichtung und
Strahlenschutzröhre
gelöst
werden muss. Nachdem der Behälter
in die Lagerröhre
eingestellt worden ist, wird die Kopplung zwischen Behälterkupplungsvorrichtung
und Behälter
gelöst
und die Hebeeinrichtung zieht die Andockvorrichtung samt Behälterkupplungsvorrichtung
wieder nach oben, so dass anschließend die Hebeeinrichtung in
ihre Ruhestellung zurückgefahren
werden kann und die Strahlenschutzröhre von ihrer vertikalen Einlagerungsbereitschaftsstellung
in die horizontale Transportstellung verschwenkt werden kann. Anschließend wird
die Abdeckplatte wieder über
die Lagerröhre
gebracht und ggf. das Fahrzeug wieder von der externen Stromversorgung
getrennt. Zuletzt werden die hydraulischen Stützen eingefahren, so dass das
Fahrzeug anschließend
aus dem Einlagerungsstollen wieder weggefahren werden kann, wobei
das Herausfahren aus dem Einlagerungsstollen ebenfalls vollautomatisch
erfolgen kann, bis ein Transporttunnel erreicht wird, von wo aus
die Bedienperson das Fahrzeug wieder manuell zu einer Umladestation
zurückfährt zwecks
Aufnahme eines weiteren zur Einlagerung vorgesehenen Behälters.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer beispielhaften, nicht einschränkenden
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beschrieben.
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1 ist
eine schematische Teilschnittansicht einer Ausführungsform des Transportfahrzeugs beim
Einlagerungsvorgang.
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2a und 2b sind
eine seitliche Aufrissdarstellung sowie eine Draufsicht auf das
Transportfahrzeug.
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3 ist
eine semitransparente seitliche Aufrissdarstellung des Transportfahrzeugs.
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4a und 4b sind
eine seitliche Aufrissdarstellung und eine Draufsicht auf den Aufbaurahmen des
Transportfahrzeugs.
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5a, b und c zeigen die Lagerelemente des
Aufbaurahmens für
die Verschieblichkeit des Aufbaurahmens relativ zum Fahrzeugrahmen.
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6a und 6b zeigen
einen Schwenkrahmen des Transportfahrzeugs.
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7a, b und c zeigen eine Strahlenschutzröhre in seitlicher
Aufrissdarstellung sowie zwei Innenansichten der Strahlenschutzröhre.
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8a und 8b zeigen
eine Hebeeinrichtung in seitlicher Aufrissdarstellung und in einer
Draufsicht von oben.
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9 zeigt
eine Kopplungsvorrichtung mit Andockvorrichtung und Behälterkupplungsvorrichtung.
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10 zeigt
in einer Teilschnittdarstellung die Behälterkupplungsvorrichtung, welche
mit dem in der Strahlenschutzröhre
aufgenommenen Behälter gekoppelt
ist.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
des Transport- und Einlagerungsfahrzeugs 10, mit dem ein
radioaktives Material enthaltender Behälter 12, vorzugsweise
Kupferbehälter,
in eine Einlagerungsbohrung 14 abgesenkt oder aus dieser
herausgezogen werden kann.
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Die
Einlagerungsbohrung bzw. -röhre 14 ist etwa
8 m tief und weist einen Durchmesser von etwa 1,75 m auf. Ferner
ist die Röhre 14 mit
Bentonitringen 15 ausgekleidet, welche einen Innendurchmesser aufweisen,
der etwas größer ist
als der Außendurchmesser
des aufzunehmenden Behälters 12.
Der Behälter 12 aus
Kupfer hat einen Durchmesser von etwa 1,05 m und eine Länge von
etwa 4,8 m. Sein Gewicht beträgt
etwa 24–28
t.
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Das
Fahrzeug 10 umfasst einen Fahrzeugrahmen 16, der über hydraulische
Stützen 18 auf dem
Untergrund 20 abgestützt
ist. Dabei ist das Fahrzeug 10 in 1 in der
Einlagerungsbereitschaftsstellung dargestellt, in welcher es mit
seinem Fahrzeugrahmen im Wesentlichen horizontal über dem Untergrund 20 ausgerichtet
ist. Ferner umfasst das Fahrzeug 10 einen am Fahrzeugrahmen 16 beweglich
abgestützten
Aufbaurahmen 22, wobei der Aufbaurahmen 22 relativ
zum Fahrzeugrahmen 16 in Fahrzeuglängsrichtung L und orthogonal
dazu in Fahrzeugquerrichtung beweglich ist, so dass der Aufbaurahmen 22 relativ
zur Einlagerungsbohrung 14 ausgerichtet werden kann. Am
Aufbaurahmen 22 ist mittels eines Schwenkrahmens 24 eine
Strahlenschutzröhre 26 angebracht,
wobei der Schwenkrahmen 24 samt Schutzröhre 26 um eine Schwenkachse S
von der hier dargestellten vertikalen Einlagerungsbereitschaftsstellung
in eine horizontale Transportstellung verschwenkt werden kann. Oberhalb
des Schwenkrahmens 24 ist eine Hebeeinrichtung 28 angedeutet,
die hier in ihrer Arbeitsstellung, d. h. in Fahrtrichtung vorne,
angeordnet und verriegelt ist, so dass eine mit der Hebeeinrichtung 28 über einen Seilzug 30 verbundene
Andockvorrichtung 32 in Vertikalrichtung V bewegt werden
kann. Die Hebeeinrichtung 28 ist entlang von Trägern 34 in
Fahrzeuglängsrichtung
L beweglich und kann von der hier dargestellten Arbeitsstellung
in eine Ruhestellung am hinteren Ende des Trägers 34 bewegt werden.
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Eine
derartige Stellung der Hebeeinrichtung 28 (Ruhestellung)
mit der Strahlenschutzröhre
in horizontaler Transportstellung ist in der 2a schematisch
dargestellt. An der Strahlenschutzröhre 26 ist einer von
zwei Hydraulikzylindern 38 ersichtlich, die am Schwenkrahmen 24 abgestützt sind,
so dass die Strahlenschutzröhre 26 nach
dem Verschwenken in die gestrichelt dargestellte Einlagerungsbereitschaftsstellung
um etwa 1–1,5
m in Vertikalrichtung V nach unten verschoben werden kann (untere
Schutzröhrenstellung),
wie dies in 1 dargestellt ist. Wie aus der 2a ersichtlich, ragt die gestrichelt dargestellte
Strahlenschutzröhre 26 in
der Einlagerungsbereitschaftsstellung und in der oberen Schutzröhrenstellung über die
Träger 34 der
Hebeeinrichtung 28 hinaus, so dass die Hebeeinrichtung 28 nicht
aus der dargestellten Ruhestellung (2) in die
Arbeitsstellung gemäß 1 verfahren
werden kann. Erst nach Absenken der Schutzröhre 26 mittels der
Hydraulikzylinder 38 in die Einlagerungsbohrung 14 (1, untere
Schutzröhrenstellung),
ist oberhalb des Trägers 34 der
Platz freigegeben, so dass die Hebeeinrichtung 28 in die
Arbeitsstellung gemäß 1 gefahren
werden kann. Ferner weist die Schutzröhre auch zwei Längsnuten 40 auf,
die in entsprechende am Schwenkrahmen 24 angebrachte Gleitlager 42 eingreifen,
so dass die Schutzröhre 26 in
radialer Richtung zusätzlich
geführt
ist.
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Wie
aus der Zusammenschau der 2a und 1 ersichtlich
ist, erfolgt die Schwenkbewegung des Schwenkrahmens 24 und
der Strahlenschutzröhre 26 von
der Transportstellung (2a) in die
Einlagerungsbereitschaftsstellung (1) im Uhrzeigersinn
U, wobei das hintere bzw. untere Ende 44 der Strahlenschutzröhre 26 in
Richtung des Untergrunds 20 bewegt wird. Damit bei diesem
Schwenkvorgang die Strahlenschutzröhre 26 mit ihrem hinteren
bzw. unteren Ende 44 nicht am Untergrund 20 aufschlägt, weist
die Einlagerungsbohrung 14 in ihrem oberen Bereich eine
Aufweitung 46 auf, die derart bemessen ist, dass das Verschwenken
der Schutzröhre 26 problemlos
erfolgen kann, wobei das untere Ende 44 der Schutzröhre 26 dem
in 1 angedeuteten Kreisbogen K folgt. Entlang diesem Kreisbogen
K ist auch ein Strahlenschutzschild 27 zwischen einer oberen
Transportstellung und einer unteren, auf dem Untergrund 20 aufliegenden
Einlagerungsstellung (bei 29 gestrichelt dargestellt) beweglich.
Dieser Strahlenschutzschild 27 gewährleistet die Abschirmung des
Behälters 12 nach
hinten, wenn dieser zusammen mit der Schutzröhre 26 verschwenkt
wird. Wie bereits erwähnt,
wird nach dem Verschwenken im Uhrzeigersinn U die Strahlenschutzröhre 26 um
einen Betrag T in der Größenordnung
von etwa 1–1,5
m in Vertikalrichtung V nach unten verschoben, so dass das untere
Ende 44 von der Aufweitung 46 der Einlagerungsbohrung 14 in
die Einlagerungsbohrung verschoben wird.
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2b zeigt eine schematische Draufsicht auf
das Fahrzeug 10, wobei der Schwenkrahmen 24 und
die Strahlenschutzröhre 26 in
der Einlagerungsbereitschaftsstellung dargestellt sind (vertikale
Stellung). Aus dieser Darstellung sind ferner die Auflagerpunkte 48 der
Hydraulikzylinder 38 ersichtlich, welche die Abstützung der
Strahlenschutzröhre
am Schwenkrahmen 24 ermöglichen.
Die Hebeeinrichtung 28 ist hier in ihrer nach hinten gefahrenen
Ruheposition dargestellt.
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Die
Schwenkbewegung des Schwenkrahmens 24 und der Schutzröhre 26 wird
durch eine zwischen dem Aufbaurahmen 22 und dem Schwenkrahmen 24 angeordnete
Hydraulikkolben-/-zylinderanordnung 50 gewährleistet,
wobei der Schwenkrahmen 24 mittels Lager 52 am
Aufbaurahmen 22 abgestützt
ist, was aus der halbtransparenten, seitlichen Aufrissdarstellung
der 3 ersichtlich ist. Aus dieser Darstellung sind
ferner auch die auf Rollen am Fahrzeugrahmen 16 abgestützten Verbindungslager 54 ersichtlich,
welche die Verschiebung des Aufbaurahmens 22 relativ zum
Fahrzeugrahmen 16 in Längsrichtung
L ermöglichen.
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4a und 4b zeigen
in seitlicher Aufrissdarstellung und in Draufsicht von oben den
Aufbaurahmen 22, wobei in der Darstellung gemäß 4b auch die zur Bewegung des Aufbaurahmens 22 relativ
zum Fahrzeugrahmen 16 erforderlichen Hydraulikzylinder 56 und 58 ersichtlich
sind, um den Aufbaurahmen 22 in Längsrichtung L und in Querrichtung
Q relativ zum Fahrzeugrahmen 16 verschieben zu können. Der
Aufbaurahmen 22 umfasst zum Kasten verschweißte Profilbleche
als Längsträger 60,
die vorne und hinten durch geschweißte Kastenträger 62 zu
einem rechteckigen Rahmen verbunden sind. Der Aufbaurahmen ist im
Fahrzeugrahmen 16 in Längsrichtung
L und in Querrichtung Q um jeweils etwa +/– 80 mm durch die Hydraulikzylinder 56, 58 verschiebbar. Hierzu
ist der Aufbaurahmen 22 in Fahrzeuglängsrichtung L mittels Schwerlastrollen 64 (5)
in Mastprofilen 66 (3) gelagert,
die auf bzw. unter dem Fahrzeugrahmen 16 angeschweißt sind.
Für die Verschiebung
in Querrichtung Q ist der Aufbaurahmen 22 an Lagerböcke 68 geschraubt,
die jeweils auf einer Welle 70 zwischen den Schwerlastrollen 64 laufen.
In der 5 ist in vergrößerter Darstellung
die Lageranordnung zur beweglichen Lagerung des Aufbaurahmens 22 am
Fahrzeugrahmen 16 dargestellt, wobei hier nur die vordere
Lageranordnung dargestellt ist, an welcher (5a)
der Aufbaurahmen 22 mittels Schrauben 72 von unten
her angeschraubt ist. Der Vollständigkeit
halber wird darauf hingewiesen, dass die 5c eine
Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie
V-V der 5a darstellt. Bei einer Längsverschiebung
in Richtung L erfolgt somit eine Abrollbewegung der Schwerlastrollen 64,
so dass der Aufbaurahmen 22 relativ zum Fahrzeugrahmen 16 bewegt
wird und bei einer Verschiebung in Querrichtung Q erfolgt eine Abrollbewegung
von Schwerlastrollen 64a entlang der Welle 70,
wobei die Welle 70 in Querrichtung Q unverschieblich am
Fahrzeugrahmen 16 gehalten ist.
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In 6a und 6b ist
der Schwenkrahmen 24 in seitlicher Aufrissdarstellung und
in Draufsicht von oben schematisch dargestellt. Ferner zeigt 6a das Lagerverbindungsstück 74,
mittels dem der Schwenkrahmen 24 am Aufbaurahmen 22 befestigt wird
im Bereich des Drehlagers 52. Der Schwenkrahmen 24 weist,
wie zuvor bereits erwähnt,
zwei Anlenkstellen 76 auf, an denen ein Ende der Hydraulikkolben-/-zylinderanordnung 50 befestigt
wird, um das Verschwenken des Schwenkrahmens 24 um die Schwenkachse
S zu ermöglichen.
Ferner weist der Schwenkrahmen nach innen gerichtete Gleitlager 42 auf,
welche in entsprechende Längsnuten 40 in
der Strahlenschutzröhre 26 eingreifen.
Wie bereits erwähnt
und erklärt,
sind am Schwenkrahmen 24 Auflager 48 zur Abstützung der
Hydraulikzylinder 38 vorgesehen, damit die Schutzröhre 26 relativ
zum Schwenkrahmen 24 in Vertikalrichtung verschoben werden
kann. Der Schwenkrahmen 24 weist eine im Wesentlichen sechseckige
Form auf, wobei die Gleitlager 42 an kurzen Rahmenabschnitten 78 vorgesehen
sind, so dass zwischen diesen Rahmenabschnitten 78 und
der radial zu führenden
Schutzröhre 26 nur
eine kurze Distanz zu überwinden
ist, was die Stabilität
der Lagerung der aufgenommenen Schutzröhre 26 erhöht.
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7a zeigt eine Strahlenschutzröhre 26 in seitlicher
Aufrissdarstellung. Insbesondere ist eine der Längsnuten 40 ersichtlich,
welche in Eingriff mit einem der Gleitlager 42 des Schwenkrahmens 24 steht.
Das untere Ende 44 der Schutzröhre 26 ist bogenförmig ausgebildet,
wobei die Krümmung
des Bogens in etwa dem Schwenkradius um die Schwenkachse S entspricht,
so dass das untere Ende 44 beim Verschwenken problemlos
in die Aufweitung 46 der Einlagerungsbohrung 14 eingeführt werden
kann (1) und entlang der Innenseite des Strahlenschutzschildes 27 bewegt
werden kann.
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An
ihrem oberen Ende 80 weist die Strahlenschutzröhre 26 eine
in 7b schematisch dargestellte Verriegelungseinheit 82 auf,
welche es ermöglicht, einen
in die Strahlenschutzröhre 26 aufgenommenen
Behälter
darin zu verriegeln und fest mit der Schutzröhre 26 zu verbinden.
Hierzu weist die Verriegelungeinheit 82 mehrere radial
nach innen stehende Vorsprünge 84 auf,
die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind. Hinsichtlich
der weiteren Beschreibung der Funktionsweise dieser Verriegelungseinheit 82 wird
auf die 9 und 10 verwiesen.
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7c zeigt einen Teilschnitt durch die Strahlenschutzröhre 26,
wobei in der Strahlenschutzröhre 26 aufgenommene
und radial nach innen vorstehende Gleitblöcke 86 ersichtlich
sind, welche einen in die Schutzröhre 26 aufgenommenen
Behälter radial
abstützen
und führen.
Auf der Unterseite der Strahlenschutzröhre 26 (bezogen auf
die horizontale Transportstellung) sind drei Gleitblöcke vorgesehen, so
dass der Behälter
in der Transportstellung sicher in der Strahlenschutzröhre 26 abgestützt ist.
Ferner ist aus der 7c eines von zwei
Anschlussstücken 88 ersichtlich,
an dem ein Hydraulikzylinder 38 abgestützt werden kann.
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In 8a und b ist die Hebeeinrichtung 18 des
Fahrzeugs 10 in Aufrissdarstellung von hinten und in Draufsicht
von oben dargestellt. Die Hebeeinrichtung umfasst zwei vorzugsweise
hydraulisch angetriebene Seilwinden 90, an denen jeweils
zwei Seile 92 aufgewickelt sind. Am unteren Ende dieser
Seile 92 ist die Andockvorrichtung 32 angehängt, so dass
mittels der Seilwinden 90 und der Seile 92 ein mit
der Andockvorrichtung 32 gekuppelter Behälter 12 in
Vertikalrichtung V bewegt werden kann. Aus der 8 sind
ferner auch Schwerlastrollen 94 ersichtlich, mit denen
die Hebeeinrichtung 18 an den Trägern 34 des Aufbaurahmens 22 (3, 4)
beweglich abgestützt
ist. Ferner sind an der Hebeeinrichtung noch eine Stromkabelrolle 98 und
eine Pneumatikleitungsrolle 96 bereitgestellt, welche die Versorgung
der Andockvorrichtung 32 mit Strom bzw. Luftdruck ermöglichen.
Ferner sind im Kabel zur Stromversorgung auch elektronische Leitungen
für die
Ansteuerung der Andockvorrichtung 32 und für das Übertragen
von erfassten Sensorwerten vorgesehen.
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9 zeigt
eine die Andockvorrichtung 32 umfassende Kopplungsvorrichtung 100,
welcher im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch selbständige Bedeutung
zukommt. Neben der Andockvorrichtung 32, welche über die
Seile 92 und die Seilwinden 90 mit der Hebeeinrichtung 18 verbunden
ist, umfasst die Kopplungsvorrichtung 100 eine Behälterkupplungsvorrichtung 102,
welche sowohl mit der Andockvorrichtung 32 als auch mit
dem Behälter 12 koppelbar
ist (siehe 1 bzw. 10). Die
Andockvorrichtung 32 weist in der Mitte einen Kopplungszapfen 104 auf,
der mit seinem unteren, aufgeweiteten Abschnitt in eine in der Behälterkupplungsvorrichtung 102 ausgebildete Öffnung 106 einführbar ist.
Die Öffnung 106 ist
als Langloch ausgeführt,
so dass der eingeführte Zapfen 104 relativ
zur Öffnung 106 und
relativ zur Andockvorrichtung 32 verdreht werden kann,
um eine Kopplung zwischen der Andockvorrichtung 32 und der
Behälterkupplungsvorrichtung 102 herzustellen. Beim
Verbinden der Andockvorrichtung 32 mit der Behälterkupplungsvorrichtung 102 werden
mechanisch wirkende Bauteile 108, 110 der Andockvorrichtung 32 mit
entsprechenden Gegenstücken 108', 110' der Behälterkupplungsvorrichtung 102 verbunden.
Ferner sind an der Andockvorrichtung 32 Stifte 112 vorgesehen,
welche in entsprechende Öffnungen 112' an einem Verriegelungsring 113 der
Behälterkupplungsvorrichtung 102 eingreifen.
Wenn also die Andockvorrichtung 32 durch Verdrehung des Zapfens 104 in
der Öffnung 106 mit
der Behälterkupplungsvorrichtung
verbunden ist, wird auch eine mechanisch wirkende Verbindung zwischen
der Andockvorrichtung 32 und der Behälterkupplungsvorrichtung hergestellt,
so dass die Behälterkupplungsvorrichtung
durch Zuführung
von Druckluft in die Andockvorrichtung 32 mechanisch betätigt werden kann.
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Durch
mechanisches Umstellen eines Hebels 108' können mehrere, in Umfangsrichtung
verteilt angeordnete Kupplungshaken 114, von denen in der 9 nur
einer dargestellt ist, radial nach außen gedrückt werden. Dabei hintergreifen
radiale Vorsprünge 116 der
Kupplungshaken 114 hierzu komplementäre radiale Vorsprünge 118,
welche an einem oberen Deckelrand 120 des Behälters 12 ausgebildet sind
(10). Dieser mechanisch aufgebaute Klemmdruck in
der Behälterkupplungsvorrichtung 102 kann
beim Entfernen der Andockvorrichtung 32 aufrechterhalten
werden, so dass die Behälterkupplungsvorrichtung 102 auch
bei davon getrennter Andockvorrichtung 32 mechanisch gekoppelt
am Behälter
verbleibt und somit die Kopplung zwischen der Behälterkupplungsvorrichtung 102 und
dem Behälter 12 mittels
der Kupplungshaken 114 gewährleistet ist. Der Hebel 108' ist dabei zwischen
einer in 9 dargestellten Freigabestellung
und einer Verriegelungsstellung um etwa 90° verschwenkbar.
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Die
Behälterkupplungsvorrichtung
weist ferner oberhalb der Kupplungshaken 114 in Umfangsrichtung
verteilte und voneinander im Abstand angeordnete, radial nach außen vorstehende
Kopplungszähne 122 auf,
die derart bemessen sind, dass sie durch diejenigen Zwischenräume hindurch
in vertikaler Richtung bewegt werden können, welche zwischen den radialen
Vorsprüngen 84 der
Kupplungseinheit 82 an der Strahlenschutzröhre 26 ausgebildet sind
(siehe 7b). Sobald die Kopplungszähne 122 zwischen
den Kopplungsvorsprüngen 84 der
Strahlenschutzröhre
angeordnet sind, kann der oberhalb liegende Verriegelungsring 113 mit
seinen Verriegelungsvorsprüngen 115 relativ
zur Schutzröhre 26 um einen
derartigen Betrag verdreht werden, dass die Unterseiten 117 der
Verriegelungsvorsprünge 115 den
Oberseiten der Kopplungsvorsprünge 84 gegenüberliegen
und mit diesen in Eingriff gebracht werden können. Somit kann bei vertikaler
Strahlenschutzröhre 26 ein
Behälter
mit daran angebrachter Behälterkupplungsvorrichtung 102 (Kopplung
durch mechanisch verriegelte Kupplungshaken 114) mittels
der Verriegelungsvorsprünge 115 an
den Kopplungsvorsprüngen 84 der
Strahlenschutzröhre 26 eingehängt werden,
so dass der Behälter
in vertikaler Stellung in der Strahlenschutzröhre abgestützt ist und die Andockvorrichtung 32 vom
Behälter
bzw. der Behälterkupplungsvorrichtung 102 gelöst werden
kann. Die Verdrehung des Verriegelungsrings 113' erfolgt dabei durch
Drehung eines die Stifte 112 aufweisenden Außenrings 119 der
Andockvorrichtung 32, wobei die Stifte 112 in
die Öffnungen 112' des Verriegelungsrings 113 eingreifen.
Bei dieser Verdrehung wirken die zwischen den Kopplungsvorsprüngen 84 aufgenommenen
Kupplungszähne 122 als
Verdrehsicherung, so dass der Behälter 12 relativ zur
Schutzröhre 26 unbe weglich
bleibt. Eine derartige Kopplung des Behälters an der Schutzröhre 26 ist
erforderlich, da zum Verschwenken der Schutzröhre 26 bzw. des Behälters 12 von
der vertikalen Einlagerungsbereitschaftsstellung in die horizontale
Transportstellung die Hebeeinrichtung 28 aus bereits erläuterten
Gründen
(Platzmangel im Einlagerungsstollen) von ihrer Arbeitsstellung nach
hinten in ihre Ruhestellung verschoben werden muss, damit die Strahlenschutzröhre 26 samt
Behälter
etwas nach oben gefahren werden kann und dann in die Transportstellung
verschwenkt werden kann. Dies gilt selbstverständlich auch für den umgekehrten
Fall, wenn das Verschwenken von der Transportstellung in die Einlagerungsbereitschaftsstellung
erfolgt, um anschließend den
Behälter
mittels der Hebeeinrichtung abzusenken und einzulagern.
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Hinsichtlich
der Vorgehensweise beim insbesondere automatischen Einlagern der
Behälter
wird noch auf folgende Merkmale des Fahrzeugs hingewiesen. Eine
im Fahrzeug untergebrachte Steuereinrichtung mit wenigstens einer
zugeordneten Kontrollkonsole (Schnittstelle zwischen Bedienperson
und Steuereinrichtung) dient insbesondere zur Steuerung und Überwachung
sämtlicher
Maschinenfunktionen, wie etwa Fahrantrieb, Lenksystem, Kommunikationssystem
und dgl. Ferner werden durch die Steuereinrichtung und die Kontrollkonsole
Informationen über Hydraulik-
und Druckluftdrücke, über Temperaturen, Füllstände (Hydrauliköl, Kraftstoff,
etc.) und dgl. ausgegeben. Als Fahrantrieb wird ein hydrostatischer Antrieb
vorgeschlagen mit hochdruckabhängiger
automatischer Verstellung oder auch steuerdruckabhängiger hydraulischer
Verstellung bzw. elektrischer Verstellung mit Proportionalmagnet.
Ein hydrostatischer Antrieb hat insbesondere den Vorteil, dass millimetergenaues
Fahren moglich ist und ein vollständig ruck- und stoßfreies
Arbeiten möglich
ist. Der hydrostatische Antrieb übernimmt
auch die Abbremsung des Fahrzeugs durch Zurücknehmen des Beschleunigungspedals.
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Wie
bereits erwähnt,
werden gewisse für
den Einlagerungsvorgang erforderliche Funktionen, wie beispielsweise
das Verschwenken und das vertikale Absenken der Strahlenschutzröhre durch
Hydraulikzylinder ausgeführt.
Es ist aber optional auch möglich,
ausgewählte
Funktionen, insbesondere bei denen sich die Hydraulikzylinder oberhalb
der Einlagerungsröhre
befinden, durch Spindelantriebe zu realisieren.
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Zur
Versorgung von pneumatischen Zylindern der Andockvorrichtung und
der Behälterkupplungsvorrichtung
ist das Fahrzeug mit einer Drucklufterzeugungsanlage ausgerüstet, wobei
ein elektrisch oder hydraulisch angetriebener Luftkompressor vorgesehen
ist, der die erzeugte Druckluft über
einen auf einen bestimmten Druck, beispielsweise 7,5 bar, eingestellten
Druckregler in einen Luftvorratsbehälter mit Entwässerungsventil
fördert.
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Ferner
weist das Fahrzeug ein für
den automatischen Einlagerungsvorgang verwendetes Positionierungssystem
auf, das in den Figuren nicht näher dargestellt
ist. Dieses Positionierungssystem umfasst mindestens drei Lasersensoren,
mit denen der oberste Bentonitring in der Einlagerungsröhre ausgemessen
wird. Durch Triangulation mit den Lasern auf der Oberseite des obersten
Bentonitrings wird die Position des Schwenkrahmens bzw. der Strahlenschutzröhre erfasst.
Die drei Laser sind an der Unterseite des Schwenkgehäuses montiert.
Mit einer beleuchteten Kamera wird die Lagerröhre untersucht, und die dabei
erfassten Daten werden gespeichert. Drei weitere Lasersensoren befinden
sich an der Unterseite der Strahlenschutzröhre, wobei ebenfalls eine Kamera
mit Beleuchtung vorgesehen ist. Auch diese Lasersensoren dienen
der Untersuchung der Einlagerungsröhre sowie der Kontrolle der
abgeschlossenen Positionierung. Sind alle drei Laserstrahlen auf
dem Rand des obersten Bentonitrings sichtbar, ist die Strahlenschutzröhre korrekt
ausgerichtet, andernfalls wird nachjustiert. Das Positionierungsergebnis
in Form der Lasermessung und der Aufzeichnung der Kameradaten, welche
die Laserstrahlen auf dem Rand des obersten Bentonitrings zeigen,
wird für
die Dokumentation aufgezeichnet. Wenn einer der Laserstrahlen nicht
sichtbar ist, erfolgt eine Korrektur der Positionierung. Der Positionierungsvorgang
wird mit den Messdaten der Lasersensoren und den Kamerasequenzen
für die
Dokumentation gespeichert. Das Absenken des in der Strahlenschutzröhre befindlichen
Behälters
erfolgt somit erst nach präziser
Ausrichtung der Strahlenschutzröhre
relativ zum Bentonitring, in welchen der Behälter zwecks Endlagerung abgesenkt
werden soll.
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Zusätzlich ist
es auch möglich,
dass für
die Unterstützung
der Bedienperson während
einer manuellen Fahrt von einer Umlagerungseinheit zum vorgesehenen
Einlagerungsstollen durch Darstellung von Positionierung und Fahrtrichtung
sowie Navigationsanweisungen auf einer Karte der Umgebung durch
ein Navigationssystem gesorgt wird. Zudem sollen durch das Navigationssystem
Fahranweisungen für
das Lenksystem berechnet und verfügbar gemacht werden, so dass
eine vollautomatische Fahrt auch in den Transporttunneln möglich ist.
Hierzu sollen vom Navigationssystem auch durch Abfahren von vorher
geplanten Strecken gelernte Daten genutzt werden.
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Wie
bereits früher
erwähnt,
wird das Fahrzeug in den Einlagerungsstollen automatisch oder manuell
gefahren. Der hierzu erforderliche Kurs ist durch Referenzmarken
im Boden (Transponder) definiert. Diese Transponder befinden sich
in der Mitte der Fahrbahn (Mittellinie) und können auf dem Boden entweder
in flachen Bohrlöchern
versenkt oder eingeklebt oder auch auf der Fahrbahn aufgeklebt sein. Die
Positionierung der Einlagerungsröhren
wird in Bezug auf die Transponder ermittelt und mit dem Transpondercode
in einer Bahn- bzw. Kurskarte gespeichert. Durch den Transponder
erfährt
das Fahrzeug, wie weit die Mitte der Einlagerungsröhre neben der
Mittellinie des Tunnels liegt. Somit können auch Abweichungen der
Lagerröhren
von +/– 50
mm von dem Fahrzeug korrigiert werden. Die Positionierung der Transponder
wird mit zwei Leseantennen an der Unterseite des Fahrzeugs gemessen.
Ein derartiges Verfahren hat sich für fahrerlose Transportfahrzeuge bewährt, und
die Positionierung des Fahrzeugs kann damit auf typischerweise etwa
+/– 1
cm bestimmt werden.
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Ferner
weist das Fahrzeug auf allen Seiten Laserscanner zur Erkennung von
Hindernissen auf, wobei bei Gefahr der Berührung mit einem Hindernis oder
mit Wänden
das Fahrzeug sofort gestoppt wird. Auf dem Monitor für die Bedienperson
wird dann der Ort des Hindernisses in Bezug auf das Fahrzeug dargestellt.
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Zusammenfassend
kann mit dem vorgestellten Fahrzeug ein Einlagerungsvorgang von
radioaktives Material enthaltenden Kupferbehältern wie folgt ausgeführt werden.
Sobald das Fahrzeug über
der Einlagerungsbohrung bzw. -röhre
angehalten worden ist durch automatisches oder manuelles Fahren
im Einlagerungsstollen, werden die hydraulischen Abstützungen
am Fahrzeug aktiviert und gegen die Fahrbahn gedrückt. Die
Bewegung wird zunächst
gestoppt, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Höhe über dem Boden erreicht hat.
Danach wird die Abweichung der Fahrzeuglage von der Horizontalen
durch Sensoren festgestellt. Die dabei erfassten Daten werden dazu
genutzt, die Abstützungen
derart anzusteuern, dass sie so weit angehoben oder abgesenkt werden,
bis das Fahrzeug horizontal steht. Sobald das Fahrzeug horizontal
ausgerichtet ist, wird die Abdeckplatte über der Lagerröhre entfernt,
wobei hierzu ein Elektromagnet benutzt wird. Danach wird der Schwenkrahmen
durch den Aufbaurahmen in Längs- und
Querrichtung positioniert (in jede Richtung sind Verschiebungen
von +/– 80
mm möglich),
und die Strahlenschutzröhre
wird in die Einlagerungsbereitschaftsstellung eingeschwenkt. Die
Positionierung erfolgt, wie bereits erwähnt, mit Lasersensoren. Der Vorgang
wird dokumentiert und vor dem Absenken der Strahlenschutzröhre wird
erneut mit Laser und Kameratechnik die Position vermessen. Für das Absenken
des Kupferbehälters
wird die Hebeeinrichtung verwendet, welche horizontal bewegt sowie senkrecht über der
Strahlenschutzröhre
fixiert und gesichert wird (Arbeitsstellung). Der Kupferbehälter wird über die
Andockvorrichtung und die Behälterkupplungsvorrichtung
aufgenommen. Das Absenken des Kupferbehälters wird ebenfalls dokumentiert. Nach
dem Absenken werden die Behälterkupplungsvorrichtung
und die Andockvorrichtung vom Behälter gelöst, so dass die Hebeeinrichtung
wieder in ihre Ruhestellung zurückgefahren
werden kann, um den Platz freizugeben, so dass die Strahlenschutzröhre in vertikaler
Richtung wieder nach oben verfahren werden kann und der Schwenkrahmen
in die Transportstellung verschwenkt werden kann. Schließlich wird die
Abdeckplatte mittels des Elektromagneten wieder über die Einlagerungsröhre gelegt,
wodurch der eigentliche Einlagerungsvorgang beendet wird. Das Fahrzeug
wird anschließend
automatisch aus dem Einlagerungsstollen herausgefahren, was aber
auch manuell geschehen kann.