DE102011051991A1

DE102011051991A1 - Verfahren zur Ertüchtigung eines Abfallbehälters

Info

Publication number: DE102011051991A1
Application number: DE102011051991A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kienitz; Karl-Heinz Kramm; Rainer Kreh; Reiner Wienert
Original assignee: Siempelkamp Nukleartechnik GmbH
Current assignee: Siempelkamp Behaltertechnik GmbH
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ertüchtigung eines Abfallbehälters für den Transport und/oder die Lagerung von radioaktiven Abfällen, insbesondere für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen, wobei der Abfallbehälter als Behälter mit verlorener Betonabschirmung (VBA) und/oder als Gussbehälter und/oder als Stahlbehälter ausgebildet ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der fertiggestellte und ggf. bereits beladene und verschlossene Abfallbehälter nachträglich mit einer Schutzhülle aus Metall und/oder Kunststoff umschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ertüchtigung eines Abfallbehälters für die Lagerung und/oder den Transport von radioaktiven Abfällen, wobei der Abfallbehälter als Behälter mit verlorener Betonabschirmung (VBA) und/oder als Gussbehälter und/oder als Stahlbehälter ausgebildet ist. – Radioaktiver Abfall meint insbesondere schwach- und mittelradioaktiven Abfall. Bevorzugt dient ein solcher Behälter der Endlagerung.
Es ist grundsätzlich bekannt, radioaktiven Abfall zum Zwecke der Endlagerung nach einer entsprechenden Konditionierung in geeignete Abfallbehälter zu füllen. Abfallbehälter meint im Rahmen der Erfindung z. B. einen Behälter mit verlorener Betonabschirmung (kurz: VBA). Dabei handelt es sich um einen Abfallbehälter, der zur Strahlenabschirmung eine Umkleidung aus einer Zementmörtelschicht aufweist. Diese Abschirmung ist mit dem Abfallbehälter praktisch unlöslich verbunden, sie gelangt mit in die Endlagerstätte und gilt daher als "verloren". Abfallbehälter meint im Rahmen der Erfindung aber auch einen Gussbehälter bzw. Gusscontainer, der z. B. aus Gusseisen mit Kugelgraphit gefertigt wird. Alternativ kann es sich auch um einen Behälter aus Stahl handeln. Die Abfallbehälter können verschiedene Formen aufweisen, z. B. als zylindrische Behälter oder auch als quaderförmige Behälter ausgebildet sein. Ein solcher Abfallbehälter dient in erster Linie der Endlagerung. Zuvor kann in einem solchem Behälter aber auch der Transport und/oder eine Zwischenlagerung erfolgen.
Solche Abfallbehälter unterliegen selbstverständlich strengen gesetzlichen Vorschriften. Die gesetzlichen Anforderungen können sich dabei im Laufe der Zeit ändern. So sind die gesetzlichen Anforderungen für das Endlager Schacht-Konrad im Laufe der Zeit bis zur tatsächlichen Eröffnung erheblich angestiegen.
Sie orientieren sich stets am aktuellen Stand der Technik des Einlagerungszeitpunktes. Damit kann sich für bereits beladene und verschlossene Abfallbehälter und Versandstücke, die zum damaligen Fertigungszeitpunkt regelkonform gefertigt wurden, das Problem ergeben, dass diese zum Zeitpunkt der Einlagerung als nur bedingt einlagerungsfähig eingestuft werden und in den zugehörigen behördlichen Prüfungszeugnissen mit Auflagen versehen werden, welchen die eingesetzten Behälter nicht gerechnet werden. So könnte es beispielsweise bei Behältern mit VBA mit so genanntem Aktivgranulat in den Betonwandungen bei unsachgemäßer Handhabung zu Abplatzungen kommen. Darüber hinaus könnte sich das Problem ergeben, dass eine Vielzahl von für das Endlager Schacht-Konrad bestimmten Abfallbehältern der "Konrad Klasse ABK II" die vorgegebenen Dichtheitsanforderungen nur bedingt oder im Falle eines Brandes überhaupt nicht erfüllen.
Ähnliche Probleme könnten sich bei bereits eingelagerten Abfallbehältern, z. B. in der Schachtanlage Asse stellen, da die Betonabschirmung ggf. im Zuge der Lagerung kontaminiert. Hier wäre grundsätzlich eine Umverpackung in neue Behälter möglich oder gar notwendig. Dieses wäre jedoch mit sehr hohen Kosten und vor allem einer erheblichen Volumen- und Gewichtszunahme verbunden.
Bei Lagerbehältern, welche als Gussbehälter ausgebildet und mit einer Dichtung verschlossen werden, müssen diese einer speziellen Brandprüfung und auch einem besonderen Fallversuch unterzogen werden, um die Abfallbehälter Klasse ABK II zu erfüllen. Insbesondere bei der Brandprüfung muss sichergestellt sein, dass die Dichtheit nicht beeinträchtigt wird.
Die vorliegende Erfindung soll sowohl im Zusammenhang mit eventuell auftretenden Problemen mit VBA-Behältern als auch im Zusammenhang mit eventuell zu befürchtenden Dichtheitsproblemen bei Gussbehältern Abhilfe schaffen.
Aus der DE 28 17 193 kennt man einen Abschirmbehälter für den Transport und die Lagerung bestrahlter Brennelemente, welcher aus einem Innenmantel aus Stahl und einem Außenmantel ebenfalls aus Stahl besteht. Dazwischen befindet sich eine Strahlungsabschirmungsschicht aus armiertem Schwerbeton, in welcher Stege aus gut wärmeleitendem Metall eingebettet sind. Diese Stege verbinden den Innen- mit dem Außenmantel und leiten die Zerfallswärme der Brennelemente aus dem Innern des Behälters ab. Der eine Stahlummantelung bildende Außenmantel schützt zwar den Beton mechanisch vor Abplatzungen, er ist jedoch integraler Bestandteil des Behälters.
In der DE 199 52 130 C2 wird ein mit einem aufgesetzten Deckel versehener Abschirmbehälter für den Transport und die Lagerung von schwach- und mittelradioaktiven Abfällen beschrieben, bestehend aus einem mit Abstandszwischenraum in einen Stahlblechaußenmantel eingesetzten und durch einen oberen Stahlkreisring mit dem Stahlblechaußenmantel verbundenen Stahlblechinnenmantel, wobei der Abstandszwischenraum eine Betonarmierung aufweist und im Übrigen mit Beton verfüllt ist. Der Außendeckel wird vorzugsweise verschraubt. Innen- und Außenmantel werden im noch verflüssigten Beton mittels Verankerungen formschlüssig fixiert.
Einen Betoncontainer mit Betondeckel kennt man außerdem aus der DE 100 00 844 A1 . Hier wird ein spezielles Verfahren zur Verankerung des Betondeckels auf den Betoncontainer beschrieben.
Die DE 40 04 037 C1 beschreibt einen Transport- und/oder Lagerbehälter für die Endlagerung radioaktiver Substanzen mit Behälterunterteil und Deckel, wobei der Behälterunterteil und der Deckel aus Gusseisen und/oder Gussstahl bestehen und wobei in einem Spaltraum zwischen Behälterunterteil und Deckel weichelastische Dichtungen angeordnet sind. Zumindest der Bereich zwischen Behälterunterteil und Deckel weist eine den Spaltraum überbrückende Brandschutzumhüllung auf, die aus einer im Brandfall Volumen vergrößernden aufschäumenden Brandschutzsubstanz besteht. Diese Umhüllung dient folglich in erster Linie dem Schutz der Dichtung zwischen Deckel und Behälterunterteil.
Schließlich kennt man aus der WO 01/22430 A1 eine Schutzhülle ("Overpack") für einen Innenbehälter, der jedoch in erster Linie für den Transport von nuklearen Brennstoffen innerhalb eines Druckzylinders bestimmt ist. Das "Overpack" ist zweigeteilt und mit unterschiedlichen wiederverschließbaren Spannverschlüssen ausgestaltet. Die Struktur der Hülle zeichnet sich durch unterschiedliche Schichten aus. Die Konstruktion ist insgesamt sehr aufwendig. Als Endlagergebinde ist der Behälter nicht einsetzbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit welchem die eingangs erläuterten Probleme im Zusammenhang mit VBA-Behältern wie auch Gussbehältern in effizienter und wirtschaftlicher Weise vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Ertüchtigung eines Abfallbehälters für die Lagerung und/oder den Transport von radioaktiven Abfällen, dass ein einzelner, bereits fertiggestellter Abfallbehälter nachträglich mit einer Schutzhülle aus Metall und/oder Kunststoff versehen wird.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass eine nachträgliche "Anpassung" bereits fertiggestellter und evtl. bereits beladener Abfallbehälter an moderne Sicherheitsvorschriften möglich ist, indem der fertiggestellte, beladene und dauerhaft verschlossene Abfallbehälter nachträglich mit einer Schutzhülle versehen, z. B. umschlossen wird. Bereits fertiggestellte, beladene und verschlossene Behälter können folglich nachträglich ertüchtigt werden. Bereits produzierte und noch nicht beladene Behälter können beladen, verschlossen und anschließend mit der erfindungsgemäßen Schutzhülle versehen werden. Das auf diese Weise hergestellte Endlagergebinde, welches den Abfallbehälter und außerdem die Schutzhülle als gleichsam "Zubehör" umfasst, ermöglicht insbesondere die Endlagerung in Einklang mit den aktuellen gesetzlichen Vorschriften. Ein erneutes Öffnen und Schließen von Behältern ist nicht erforderlich. Ebenso sind keine Schweißarbeiten unmittelbar am beladenen Abfallbehälter selbst erforderlich. Dieses ist insbesondere bei Gussbehältern vorteilhaft, weil dort nachträgliche Schweißarbeiten in der Regel nicht zugelassen sind, da diese z. B. zu nicht reproduzierbaren Gefügeänderungen führen können. Aber auch bei Stahlbehältern ist es ein Vorteil, auf nachträgliche Schweißarbeiten am Behälter selbst zu verzichten, da die Stahlbehälter z. B. kontaminiert sein können, so dass eine Rückholung nicht möglich ist. Außerdem können Stahlbehälter derart korrodiert sein, dass diese nur schwer nachträglich schweißbar wären. Auch bei Stahlbehältern kann folglich auf nachträgliche Schweißarbeiten unmittelbar am beladenen Abfallbehälter verzichtet werden. Die Erfindung lässt sich kostengünstig bei gleichzeitig minimaler Volumen- und Gewichtszunahme des gesamten Endlagergebindes realisieren. Vorhandene Behälter können nach den Anforderungen der aktuellen gesetzlichen Vorschriften nachgebessert werden, so dass eine Umverpackung in neue Behälter vermieden wird.
Bevorzugt erfolgt eine Ertüchtigung bereits beladener und (dauerhaft) verschlossener Behälter. Die Erfindung umfasst aber auch die Ertüchtigung von Behältern nach deren Herstellung, jedoch vor dem Beladen und Verschließen. So können die Behälter zunächst ertüchtigt und ausgeliefert und anschließend beladen und verschlossen werden. Dabei kommt es im besonderen Maße darauf an, dass sich die Ertüchtigung auf einen einzelnen Behälter bezieht, der nach den Anforderungen aktueller gesetzlicher Vorschriften nachgebessert wird, ohne dass eine Umverpackung erfolgt.
Bei Behältern mit verlorener Betonabschirmung (VBA) dient die Schutzhülle in erster Linie als mechanischer Schutz, so dass insbesondere Abplatzungen verhindert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Schutzhülle bei solchen VBA-Behältern gewährleisten, dass ggf. doch auftretende Abplatzungen innerhalb der Schutzhülle verbleiben.
Bei Gussbehältern soll die Schutzhülle in erster Linie die Dichtigkeit des Behälters gewährleisten, so dass bevorzugt eine gasdichte Schutzhülle verwendet wird. Beschädigungen der Dichtung im Brandfall und damit ggf. auftretende Undichtigkeiten des Abfallbehälters selbst sind dann unproblematisch, da die Dichtigkeit durch die Schutzhülle gewährleistet wird.
Besonders bevorzugt ist die Schutzhülle in ihrer Form an die Behälterkontur angepasst. Sie umhüllt den Behälter passgenau bzw. im Wesentlichen passgenau und folglich konturnah, das heißt, sie ist eben nicht als Umverpackung, sondern als Hülle ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Schutzhülle lässt sich auf unterschiedliche Art realisieren:
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht die Schutzhülle aus einem (dünnwandigen) Mantel, einem (dünnwandigen) Boden und einem (dünnwandigen) Deckel, welche miteinander gefügt, vorzugsweise verschweißt werden. Die Hülle kann beispielsweise aus einem dünnwandigen Blech oder Rohr bestehen, welches nahezu formschlüssig über den Behälter gestülpt wird und oben und unten mit einer Deckel- sowie Bodenplatte aus vorzugsweise demselben Material gasdicht gefügt, z. B. verschweißt wird. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, Hülle, Boden und Deckel nahezu formschlüssig mit der Behälteraußenkontur miteinander zu fügen, d. h. die Schutzhülle kann den Abfallbehälter passgenau oder im Wesentlichen passgenau umschließen. Hülle, Deckel und Boden können als separate Teile gefertigt und miteinander gefügt werden. Alternativ kann die Mantelhülle mit entweder der Bodenplatte oder dem Deckelbereich einstückig hergestellt werden, z. B. im Wege des Tiefziehens. Ein Fixieren kann z. B. durch Umklappen/Bördeln der ggf. überstehenden Kanten erzielt werden. Zum einfacheren Umklappen sind quer zur umlaufenden Öffnung ggf. Schlitze von Vorteil. Die Schutzhülle kann insgesamt an die Kontur des Behälters angepasst sein. So ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Bodenplatte verwendet wird, die der Bodenkontur des Behälters angepasst ist, z. B. an die Kontur des VBA angepasst ist. Im Deckelbereich können alternativ oder ergänzend Aussparungen für Transportlaschen vorgesehen sein, welche ebenfalls gasdicht mitverschweißt werden können.
Interessant ist dabei die Tatsache, dass bezüglich der Außenmaße ggf. behördliche Toleranzvorgaben bestehen. Durch die Verwendung von Beton als Werkstoff für die VBA-Behälter gelten jedoch häufig recht hohe Toleranzen von mehreren Millimetern. Hier besteht die Möglichkeit, die überwiegende Zahl der bestehenden Behälter mit einer dünnwandigen Ausführungsform der Schutzhülle von wenigen Millimetern nachzubessern, ohne dass eine Abweichung zum bestimmungsgemäßen Behältertyp vorliegen würde. Bereits behördlich zugelassene VBA könnten somit ohne weitere aufwendige und kostenintensive Zulassungsverfahren bezüglich z. B. Abplatzungsproblematiken nachgebessert werden.
Die Erfindung umfasst zunächst einmal Ausführungsformen einer Schutzhülle, welche den Behälter vollständig umschließt, d. h. sowohl den Behälterumfang als auch Boden- und Deckelbereich. Alternativ werden jedoch auch Ausführungsformen einer Schutzhülle unter Schutz gestellt, die als bodenfreier und/oder deckelfreier rohrförmiger Mantel ausgebildet ist, welcher oberseitig und/oder unterseitig unter Bildung eines Stoßrahmens mit Überstand über den Abfallbehälter hinausragt. Auch ein solcher Schutzmantel, welcher einen Stoßrahmen bildet und oben und unten offen sein kann, bildet einen wirksamen Schutz gegen Abplatzungen eines VBA-Behälters. Bei dieser "nicht verschlossenen" Ausführungsform steht folglich die Vermeidung der Abplatzung selbst im Vordergrund. Im Falle einer rein mechanischen Schutzfunktion der Schutzhülle (Overpack) kann folglich ein entsprechendes Profil (rund oder eckig) nahezu formschlüssig über den Behälter gestülpt werden, welches von der Länge her so ausgewählt wird, dass dieses hinreichend über die Behälterhöhe bzw. -breite beidseitig übersteht. Angefügte Laschen können zur Fixierung mit den Transportlaschen bzw. Iso-Ecken oder vergleichbaren Bewehrungen des Behälters gefügt werden. Somit entfallen bei der Schutzhülle die Deckel- und die Bodenplatte bzw. zwei Seitenplatten (eckig). Diese materialsparende Ausführungsform ist insbesondere für runde VBA von Vorteil, da diese liegend auf einer Palette zum Endlager angeliefert werden und im Normalfall ausschließlich liegend gehandhabt werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass für verschiedene Durchmesser der Behälter-Typen unterschiedliche Rohrdurchmesser für die Herstellung der Hülle verwendet werden. Ein variabler Einsatz wird jedoch besonders dann gewährleistet, wenn ein fester Außen-Rohrdurchmesser gewählt wird, der sich am Höchstmaß des Behälterdurchmessers orientiert und z. B. mit einer sehr dünnen Blechstärke ausgeführt ist. Eine Anpassung an unterschiedliche Behälter-Typ-Durchmesser gelingt dann vorzugsweise durch Einsatz einer Zwischenschicht oder von Zwischenelementen. Eine solche Zwischenschicht bzw. ein Zwischenelement kann beispielsweise von Einlegern gebildet werden. Diese ermöglichen es, unterschiedlichste Ist-Maße eines bestimmten Nennmaß-Behälter-Typs annähernd formschlüssig zu verpacken. Alternativ kann eine solche Zwischenschicht auch von einem (zunächst) fließfähigen Material gebildet werden, welches zwischen Behälter und Schutzhülle eingebracht wird, und zwar bereichsweise oder vollständig.
Alternativ zu einem rohrförmigen Mantel kann zur Herstellung des Mantels ein nicht geschlossenes Blechteil verwendet werden, welches passgenau um den Behälter gelegt und dann (rohrförmig) zusammengefügt und anschließend vorzugsweise mit Boden und Deckel gefügt, z. B. verschweißt wird. Auf diese Weise wird gleichsam eine variable Schutzhülle zur Verfügung gestellt.
Eine alternative Ausführungsform einer variablen Schutzhülle besteht aus mehreren Teilen, insbesondere Blechteilen, so genannten Preforms, welche zur Erzielung einer annähernd formschlüssigen Umhüllung zusammengefügt werden, z. B. mittels Feder/Nuten-System. Die Form der Preforms erlaubt es, in einer vorteilhaften Ausführungsform den Boden und den Deckel mit zu umhüllen.
Es liegt im Übrigen im Rahmen der Erfindung, die Schutzhülle gezielt mit einer Vorspannung auf den Behälter aufzubringen. Dieses kann beispielsweise durch Schrumpfen der Hülle über den Beton- oder Gussbehälter erfolgen. Durch die Vorspannung kann zur Steigerung der Festigkeit der Beton oder Guss mit Druckeigenspannungen durch die Schutzhülle gezielt vorgespannt werden.
Ähnliche Optimierungen der Festigkeit können dadurch erzielt werden, dass zwischen der Behälterwandung und der Schutzhülle bzw. deren Innenwand, die bereits beschriebene Zwischenschicht eingebracht wird. Auf diese Weise kann gleichsam eine "Sandwich-Struktur" realisiert werden. Dieses gilt insbesondere dann, wenn als Zwischenschicht ein fließfähiges Medium eingebracht wird, welches in dem Spalt aushärtet. Dabei kann es sich z. B. um ein Polymer handeln, welches die beiden Komponenten (Behälterwand einerseits und Schutzhülle andererseits) stoffschlüssig verbindet, z. B. verklebt. Bei dem Polymer kann es sich z. B. um einen flüssigen Einkomponenten PU-Schaum handeln. Dieser könnte z. B. bereits im Boden bzw. in die tiefgezogene Schutzhülle eingebracht sein. Beim Einbringen z. B. des Betonbehälters kann der Schaum aufsteigen und den Zwischenraum ausfüllen. Die bestehende Luftfeuchtigkeit kann für die erforderliche Aushärtung sorgen. Nach Aushärtung lässt sich der Deckel der Schutzhülle fügen. Das Befüllen des Zwischenraums mittels flüssigem Polymer kann auch nach Einstellen des Behälters von oben erfolgen. Zum gleichmäßigen Umfließen und Verteilen eignen sich im Innern des Bodenbereichs Abstandselemente, die einen Spalt zwischen Behälter und Schutzhülle im Bodenbereich für das Polymer zur Verfügung stellen. Das gasdichte Verschließen der Schutzhülle verhindert eine Brandgefahr im Zusammenhang mit dem Polymer, so dass das Polymer im Brandfall vorschriftsmäßig pyrolysieren würde.
Die beschriebene Ausführungsform, welche die Schutzhülle aus einzelnen Komponenten, z. B. Mantel, Boden und Deckel, z. B. aus Blech besteht, lässt sich nicht nur für zylindrische Container, sondern auch für andere Ausführungsformen realisieren. So lässt sich die Erfindung auch für eckige bzw. quaderförmige Container einsetzen. Insbesondere durch vorgeschnittene dünnwandige Preforms ist ein nahezu faltenfreies Umwickeln, Einpacken, Abdecken und somit Schützen der Containerwandungen möglich. Eine gasdichte Verpackung kann durch zusätzlich erforderliche Schweiß- bzw. Fügenähte erzielt werden. Eventuell vorhanden Stahlecken des Behälters/Containers und Schrauben des Deckels können als Füge- bzw. Schweißkonstruktion mit in die Schutzhülle integriert werden.
Die Schutzhülle kann im Rahmen der ersten Ausführungsform aus Stahlblech, Edelstahlblech oder einem Leichtmetallblech ausgeführt sein. Alternativ kann die Schutzhülle aus nicht brennbarem, pyrolysierenden Kunststoff gefertigt sein. Die Dicke der z. B. aus Blech oder Kunststoff gefertigten Hülle kann vorzugsweise weniger als 10 mm betragen, besonders bevorzugt weniger als 5 mm.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass Mantelhülle und Boden gleichsam topfartig einstückig ausgeführt sind, z. B. durch Herstellung im Wege des Tiefziehens oder Metalldrückens. Gleiches gilt für die Möglichkeit, Mantelhülle und Deckel einstückig auszufertigen. Alternativ kann der Boden mit einem Teil der Mantelhülle und der Deckel mit einem Teil der Mantelhülle einstückig ausgebildet sein, so dass dann zwei Teile zu der Schutzhülle gefügt werden. Boden und Deckel können wie beschrieben der Behälterkontur angepasst sein und Aussparungen für Transportlaschen besitzen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass allein die Stirnseiten der Mantelhülle ohne Boden und ohne Deckel mit einem hinreichenden Überstand zum Behälter als Stoßrahmen dienen. Die Mantelhülle kann mit Laschen versehen sein, die zur Fixierung an die Transportlaschen des Behälters gefügt werden. Die Mantelhülle kann alternativ mehrteilig ausgefüllt sein und als Feder- und Nutensystem zusammensteckbar sein und zusätzlich ggf. derart geformt und zugeschnitten sein, dass die Mantelhüllenelemente durch Zusammenfügen eine Umhüllung des Bodens und/oder Deckelbereichs ebenfalls ermöglichen. Die Mantelhülle kann einteilig oder auch mehrteilig ausgeführt sein. Insbesondere bei eckigen Containern kann eine mehrteilige Mantelhülle vorgesehen sein, welche pro Behälterseite einzeln gefügt wird.
Die erfindungsgemäße Schutzhülle, z. B. aus Stahlblech oder Kunststoff, kann mit dem Behälter verbunden werden, z. B. durch Schrauben, Nieten und/oder stoffschlüssig, z. B. durch Kleben. Es können ggf. vorhandene Deckelschrauben oder zusätzliche Schrauben direkt mit dem Behälter verschraubt werden.
Während die Schutzhülle bei der ersten Ausführungsform der Erfindung aus mehreren "starren" Komponenten gefügt wird, schlägt die Erfindung im Rahmen einer zweiten Ausführungsform vor, dass die Schutzhülle als Beschichtung auf den Abfallbehälter aufgebracht wird.
Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schutzhülle bzw. Beschichtung aus einem Polymer handeln, welches vorzugsweise nicht brennbar ausgeführt ist und bei Flammeinwirkung pyrolysiert. So kann es sich beispielsweise um einen PU-Hartschaum handeln, der mit z. B. Keramikpartikeln gefüllt ist. Die Schutzhülle kann z. B. aufgesprüht werden oder im Sinne einer Lackierung, z. B. Tauchlackierung aufgebracht werden. Alternativ liegt es im Rahmen der Erfindung, eine solche Schutzhülle aus einem Polymer durch Umgießen oder Umspritzen zu realisieren.
Alternativ kann die Schutzhülle im Rahmen dieser zweiten Ausführungsform aus einem Metallschaum bestehen, vorzugsweise aus einem Leichtmetallschaum. Auch hier wird die Schutzhülle als Beschichtung auf den Behälter aufgebracht. Die Formgebung kann vorzugsweise direkt durch Umspritzen an dem zu umhüllenden Behälter realisiert werden. Alternativ besteht jedoch auch die Ausführungsform, eine Schutzhülle aus Metallschaum separat in einem Formwerkzeug herzustellen.
Im Übrigen liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn die Schutzhülle aus Metallguss, vorzugsweise aus Leichtmetallguss realisiert wird. Auch hier kann die Formgebung direkt durch Umspritzen bzw. Umgießen an dem zu umhüllenden Behälter realisiert werden. Alternativ kann auch hier eine Schutzhülle aus Metallguss in einem separaten Formwerkzeug hergestellt werden.
Im Rahmen einer dritten Ausführungsform schlägt die Erfindung vor, dass ein flexibles Flächengebilde oder ein flexibler Strang unter Bildung der Schutzhülle um den Abfallbehälter gewickelt wird. Ein solches flexibles Flächengebilde kann z. B. als Folie bzw. Fasergebilde ausgestaltet sein, z. B. aus Glasfasern. Eine solche Folie kann unter Bildung der Schutzhülle um den Behälter gewickelt werden. Alternativ kann die Schutzhülle von einem Kettengeflecht bzw. von einem oder mehreren Drähten gebildet werden, welches bzw. welche um den Behälter gewickelt werden.
In einer vierten Ausführungsform schlägt die Erfindung vor, dass eine sackartige Schutzhülle über den Behälter gestülpt und ggf. verschlossen wird. Auch eine solche sackartige Schutzhülle kann aus Folie bzw. Fasern bestehen. Eine solche sackartige Schutzhülle bietet sich z. B. dann an, wenn die Schutzhülle den Behälter gasdicht umschließen soll. Diese Ausführungsform kann bei bekannten Gussbehältern eingesetzt, bei denen im Brandfall die Dichtigkeit nach ABK II gewährleistet sein muss. Bevorzugt wird diese Ausführungsform jedoch bei VBA-Behältern eingesetzt, da die Hülle einen guten Schutz gegen ein Verstreuen von Abplatzungen bietet. Ein gasdichter Verschluss ist dann nicht zwingend erforderlich.
Die verwendeten Folien bzw. Fasern sind vorzugsweise als nicht brennbare und pyrolysierende Folien bzw. Fasern ausgestaltet.
Insgesamt besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, einen herkömmlichen Behälter auf einfache Weise unter Berücksichtigung aktueller gesetzlicher Sicherheitsvorschriften nachzubessern. Dem Nachrüsten bekannter Behälter kommt folglich besondere Bedeutung zu.
Gegenstand der Erfindung ist im Übrigen auch ein Abfallbehälter, welcher in der beschriebenen Weise ertüchtigt ist bzw. ertüchtigt wird.
Außerdem ist Gegenstand der Erfindung eine Schutzhülle für eine solche Ertüchtigung eines Abfallbehälters. Die erfindungswesentliche Schutzhülle wird folglich auch selbstständig unter Schutz gestellt. Ihr kommt als gleichsam "Zubehör" besondere Bedeutung zu. Im Vordergrund steht folglich die Verwendung einer Schutzhülle für die Ertüchtigung eines Abfallbehälters.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Endlagergebinde in einem Querschnitt und
2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach 1.
In den Figuren ist ein Endlagergebinde 1 für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen dargestellt. Dieses Endlagergebinde weist zunächst einmal einen grundsätzlich bekannten Abfallbehälter 2 auf, welcher im Ausführungsbeispiel ein übliches zylindrisches Fass 3 aufweist, welches in an sich bekannter Weise von einer verlorenen Betonabschirmung 4 umgeben ist, die auch als VBA bezeichnet wird. Innerhalb des Behälters 2 bzw. innerhalb des Fasses 3 sind die endzulagernden radioaktiven Abfälle angeordnet. Das Fass 3 ist als Stahlfass ausgebildet. Die VBA 4 ist mit einem Beton-Innendeckel 5 versehen.
Erfindungsgemäß wird der grundsätzlich bekannte Behälter 2 mit einer Schutzhülle 6 umschlossen, die auch als "Overpack" bezeichnet wird. Der Behälter 2 wird nachträglich, d. h. nach dessen Herstellung und vorzugsweise nach dem Verpacken und Verschließen mit der Schutzhülle 6 umschlossen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schutzhülle 6 mehrteilig, nämlich dreiteilig ausgestaltet. Sie besteht aus drei Komponenten, die durch Fügen zu der Schutzhülle 6 zusammengesetzt werden. In den Figuren sind dazu das Mantelrohr 7, der Boden 8 und die Deckelplatte 9 erkennbar. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Mantelrohr 7 um ein Bodenblech 8 und einer Deckelplatte 9 aus Stahlblech oder einem Leichtmetallblech. Die drei Teile der Schutzhülle werden gasdicht mittels Schweißnähten 10 zu einer Einheit verschweißt. Zusätzlich werden zur Erreichung der Gasdichtheit Schweißnähte 12 zu den Transportlaschen 13 eingebracht.
Im Ausführungsbeispiel sind alle drei Teile 7, 8, 9 aus jeweils einem dünnwandigen Metallblech hergestellt. Es ist im Übrigen erkennbar, dass zwischen dem Behälter 2 und der Schutzhülle 6 zumindest bereichsweise eine Zwischenschicht 11 vorgesehen ist. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um einen nicht brennbaren und formstabilen, dünnen Einleger 11. Dieser Einleger 11 ermöglicht es, den Außendurchmesser der VBA an den Innendurchmesser des Mantelrohrs 7 anzupassen, so dass grundsätzlich Mantelrohre mit einheitlichem Durchmesser für Behälter mit unterschiedlichem Außendurchmesser verwendet werden können. Der Einleger 11 füllt im Ausführungsbeispiel nur einen Teil des Spaltraumes zwischen Behälter 2 und Schutzhülle 6 aus.
In 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit die "entfernte" Deckelplatte 9 der Schutzhülle 6 strichpunktiert angedeutet. Es ist erkennbar, dass die Deckelplatte gasdicht durch Schweißnähte 12 mit den Transportlaschen 13 verschweißt sind. Auch hier ist der Einleger 11 erkennbar. Der Beton-Innendeckel 5 ist ebenfalls dargestellt.
In den Figuren ist erkennbar, dass in der VBA-Abschirmung vertikal verlaufende Nuten angeordnet sind. Diese sind bei einigen Behältertypen erforderlich, so dass sie optional in der Figur angedeutet wurden. Es ist dann auch erkennbar, dass am Fassdeckel ein Vorsprung vorgesehen ist, der in eine solche Nut hereinragen kann. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt.
Im Übrigen zeigen die 1 und 2 die Erfindung am Beispiel eines bereits fertiggestellten, beladenen und verschlossenen Abfallbehälters, welcher nachträglich mit der Schutzhülle 6 verschlossen wurde. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf solche Endlagergebinde, sondern die erfindungsgemäße Schutzhülle 6 kann auch separat als Zubehörteil für noch nicht beladene und noch nicht verschlossene Behälter zur Verfügung gestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2817193 [0008]
DE 19952130 C2 [0009]
DE 10000844 A1 [0010]
DE 4004037 C1 [0011]
WO 01/22430 A1 [0012]

Claims

Verfahren zur Ertüchtigung eines Abfallbehälters für den Transport und/oder die Lagerung von radioaktiven Abfällen, insbesondere für die Endlagerung, wobei der Abfallbehälter als Behälter mit verlorener Betonabschirmung (VBA) und/oder als Gussbehälter und/oder als Stahlbehälter ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner, bereits fertig gestellter Abfallbehälter nachträglich mit einer Schutzhülle aus Metall und/oder Kunststoff versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass ein bereits mit radioaktivem Abfall beladener und verschlossener Abfallbehälter nachträglich mit der Schutzhülle versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle den Abfallbehälter vollständig, d. h. umfangsseitig, bodenseitig und deckelseitig umschließt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfallbehälter mit der Schutzhülle gasdicht verschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine konturnahe Schutzhülle verwendet wird, die den Abfallbehälter vorzugsweise passgenau oder im Wesentlichen passgenau umgibt oder umschließt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle als bodenfreier und/oder deckelfreier rohrförmiger Mantel ausgebildet ist, welcher oberseitig und/oder unterseitig unter Bildung eines Stoßrahmens mit Überstand über den Abfallbehälter hinausragt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle aus einem Mantel, einem Boden und einem Deckel besteht, welche miteinander gefügt, vorzugsweise verschweißt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle bzw. deren Teile aus dünnwandigem Blech, z. B. aus Stahlblech, Edelstahlblech oder Leichtmetallblech hergestellt wird, welches vorzugsweise eine Dicke von weniger als 10 mm, besonders bevorzugt weniger als 5 mm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle aus Kunststoff hergestellt wird, vorzugsweise aus nicht brennbarem, pyrolysierendem Kunststoff.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mantel und Boden und/oder Mantel und Deckel jeweils gemeinsam einstückig hergestellt werden, z. B. durch Tiefziehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle den Behälter unter Zwischenschaltung einer Zwischenschicht oder unter Zwischenschaltung von Zwischenelementen umschließt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht oder die Zwischenelemente von separaten Einlegeelementen gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenschicht ein fließfähiges und härtendes bzw. härtbares Medium eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle auf den Behälter aufgeschrumpft wird und/oder dass die Schutzhülle den Behälter mit Vorspannung umschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schutzhülle ein nicht geschlossener Mantel verwendet wird, welcher um den Behälter gewickelt und gefügt und ggf. mit Deckel und/oder Boden gefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle von einem Formteil, z. B. einem gegossenen oder geschäumten Formteil gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle mit Laschen versehen ist, welche zur Fixierung an Transportlaschen des Abfallbehälters gefügt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle als Beschichtung auf den Abfallbehälter aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch Umgießen, Umspritzen, Besprühen und/oder Lackieren erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung aus Kunststoff aufgebracht wird, z. B. aus nicht brennbarem, pyrolysierendem Kunststoff.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung aus einem Kunststoffschaum, z. B. PU-Hartschaum als Schutzhülle aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung aus einem Metallschaum, z. B. einem Leichtmetallschaum als Schutzhülle aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle aus Metallguss hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein flexibles Flächengebilde oder ein flexibler Strang unter Bildung der Schutzhülle um den Abfallbehälter gewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass als flexibles Flächengebilde oder flexibler Strang eine Folie, Faser, Draht oder ein Kettengeflecht verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine sackartige Schutzhülle über den Behälter gestülpt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle mit dem Abfallbehälter verbunden wird, z. B. durch Schrauben, Nieten und/oder stoffschlüssig, z. B. durch Kleben.
Abfallbehälter für den Transport und/oder die Lagerung, insbesondere für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen, ertüchtigt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27. Schutzhülle für die Ertüchtigung eines Abfallbehälters für den Transport und/oder die Lagerung von radioaktiven Abfällen, mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27.