DE102011117522A1 - Method for producing subsurface waste disposal region for e.g. high-level radioactive wastes in nuclear power plant, involves diffusing high heat production rate of wastes from structure by using composite building materials - Google Patents

Method for producing subsurface waste disposal region for e.g. high-level radioactive wastes in nuclear power plant, involves diffusing high heat production rate of wastes from structure by using composite building materials Download PDF

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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them

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Abstract

The method involves diffusing high heat production rate of radioactive wastes from a structure (7) and a surrounding excavation backfilling to biosphere by using composite building materials on a surface of the structure. Spherical-shaped steel plate segments, a thick reinforced concrete casing (8) and a thick inner steel casing are formed on a base of the structure, where outer diameter of the steel plates is 115m. An inner side of the steel casing is provided with thermal insulation boards or froth glasses. An independent claim is also included for an arrangement for producing a subsurface waste disposal region for intermediate- and high-level radioactive wastes by using a multi-barrier system to protect biosphere from radiation exposure of the radioactive wastes.

Description

  • 1. Anordnung und Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Endlagers, das durch ein Mehrbarrierensystem die Biosphäre vor der Strahlenexposition der mittel- und hochradioaktiven Abfälle schützt. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass die hohe Wärmeproduktionsrate der Abfälle vom Baukörper und der umgebenden Baugruben-Verfüllung durch Einsatz neuer Verbundbaustoffe an die Oberfläche diffundieren kann.1. Arrangement and method for producing an underground repository, which protects the biosphere by a multi-barrier system from the radiation exposure of medium and high-level radioactive waste. It is characterized in that the high heat production rate of the waste from the structure and the surrounding excavation pit backfill can diffuse to the surface by using new composite building materials.
  • 2.1 Bisher wurden die Brennelemente in Sicherheitsbehältern transportiert, jedoch ungeschützt in den ehemaligen Salzstollen verbracht (Grube Asse II oder Morsleben) mit den bekannten Problemen.2.1 So far, the fuel elements were transported in security containers, but unprotected spent in the former salt tunnel (pit Asse II or Morsleben) with the known problems.
  • 2.2 Neue Wege beschreitet man in der ehemaligen Erzgrube bei Salzgitter, „Schacht Konrad”. In tiefen geologischen Schichten wird ein „Endlager” für mittelradioaktive Abfälle, mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung, ausgebaut. Es werden die vorhandenen Abbaukammern der Erzgrube in den Einlagerungsfeldern mit Abfallgebinde gefüllt und anschließend die verbleibenden Hohlräume mit Salzbeton ausbetoniert.2.2 New paths are taken in the former ore mine near Salzgitter, "Schacht Konrad". In deep geological strata, a "repository" for medium-level radioactive waste, with negligible heat generation, is being developed. The existing excavation chambers of the ore pit in the storage fields are filled with waste packages and then the remaining cavities are concreted out with salt concrete.
  • 3.1 Die Lagerung der hochradioaktiven Abfallstoffe bedarf der größtmöglichen Sicherheit, diese ist jedoch bei oberirdischer Lagerung nicht gegeben.3.1 The storage of highly radioactive waste requires the greatest possible safety, but this is not the case for above-ground storage.
  • 3.2 Von den bestehenden oberirdischen Zwischenlagern geht ein hohes Gefährdungspotenzial aus.3.2 There is a high risk potential from existing above-ground interim storage facilities.
  • 3.3 Eine unterirdische Entsorgung der hochradioaktiven Abfälle in größeren Gebinden führt auf Grund der starken Wärmeabstrahlung zur Veränderung des Wirtsgesteins.3.3 Underground disposal of highly radioactive waste in larger containers leads to a change in the host rock due to the strong heat radiation.
  • 3.4 Die Anforderungen an ein unterirdisches Endlager sind im Abschlussbericht des Arbeitskreises Auswahlverfahren Endlagerstandort (AkEnd) aufgelistet.3.4 The requirements for an underground repository are listed in the final report of the Working Group on the Selection of Repository Sites (AkEnd).
  • 3.5 Die hohen Anforderungen hinsichtlich der Standortwahl des Endlagers in den natürlichen geologischen Schichten zur Verwirklichung des angestrebten Mehrbarrierensystems sind schwer umzusetzen, denn die wenigsten Wirtsgesteine verfügen über eine homogene Struktur.3.5 The high requirements regarding the choice of location of the repository in the natural geological strata for the realization of the targeted multi-barrier system are difficult to implement, because very few host rocks have a homogeneous structure.
  • 4.1 Die Aufgabe war, ein Endlager für mittel- und hochradioaktive Abfälle zu planen, das eine zeitlich ausreichende Sicherheit gewährleistet.4.1 The task was to design a repository for medium- and high-level radioactive waste, which ensures adequate safety over time.
  • 4.2 Um diese hohen Anforderungen zu verwirklichen, war ein unterirdisches Bauwerk zu konzipieren, das durch ein Mehrbarrierensystem die Biosphäre vor der Strahlenexposition der mittel- und hochradioaktiven Abfälle schützt.4.2 In order to meet these high requirements, an underground structure was to be designed that protects the biosphere against the radiation exposure of medium- and high-level radioactive waste by means of a multi-barrier system.
  • 4.3 Der mögliche Zeitrahmen der Einlagerung ergibt sich aus der Kontamination der Bauwerkshülle und deren Verfüllung.4.3 The possible time frame of the storage results from the contamination of the building envelope and its backfilling.
  • 4.4 Die Kugelform des Bauwerks und die Stärke der Außenschale bieten die größte statische Sicherheit, dem tektonischen Druck auf Jahrhunderte standzuhalten.4.4 The spherical shape of the structure and the strength of the outer shell provide the greatest static certainty to withstand the tectonic pressure of centuries.
  • 4.5 Selbst eine äußere Gewalteinwirkung würde dieses Bauwerk überstehen.4.5 Even an external act of violence would survive this structure.
  • 4.6 Kein Endlager, sei es als Bauwerk oder in unterirdischen geologischen Schichten, ist bis zum Ende der Halbwertzeit haltbar. Deshalb muss das Endlager technisch so ausgestattet werden, dass die Rückholbarkeit der radioaktiven Abfälle ohne direkten Personeneinsatz erfolgen kann. Dies muss auch noch für nachfolgende Generationen sichergestellt werden.4.6 No repository, whether as a building or in subterranean geological strata, is stable until the end of its half-life. Therefore, the repository must be technically equipped so that the retrievability of the radioactive waste can be carried out without direct use of personnel. This must also be ensured for future generations.
  • 4.7 Die Grundvoraussetzung für diese Einlagerungsart ist die ständige Überwachung und Wartung des Bauwerks und seiner Einrichtungen.4.7 The basic requirement for this type of storage is the constant monitoring and maintenance of the structure and its facilities.

In den oberflächennahen Schichten des Quartärs und des Tertiärs (1) wird eine Baugrube (2) von mindestens 230 m Tiefe mit einer entsprechenden Führung von Oberflächen- und Schichtenwasser durch Sammelleitungen (3a) und Förderpumpen (3b) geschaffen.In the near-surface strata of the Quaternary and Tertiary ( 1 ), a pit ( 2 ) of at least 230 m depth with a corresponding guidance of surface and layer water by collecting lines ( 3a ) and feed pumps ( 3b ) created.

Auf der Gründungsebene (4), wird eine 14 m starke Stahlbetonplatte (4a) hergestellt. Auf dieser Stahlbetonplatte (4a) wird eine Kugelkalotte (5) aus Magerbeton betoniert.At the founding level ( 4 ), a 14 m thick reinforced concrete slab ( 4a ) produced. On this reinforced concrete slab ( 4a ) is a spherical cap ( 5 ) made of lean concrete.

In die Negativform der Kugelkalotte (5) wird eine Schicht aus einem Bentonit-Aluminiumgemisch (6) in einer Stärke von 0,2 m aufgebracht.In the negative form of the spherical cap ( 5 ) is a layer of a bentonite-aluminum mixture ( 6 ) applied at a thickness of 0.2 m.

Auf dieser Basis wird ein Baukörper (7) mit einem Außendurchmesser von 115 m und einer 6 m starken Stahlbetonschale (8) und einer inneren 44 mm starken Stahlhülle (8a) aus verschweißten Baustahl-Segmentplatten in Kugelform hergestellt.On this basis, a building ( 7 ) with an outer diameter of 115 m and a 6 m thick reinforced concrete shell ( 8th ) and an inner 44 mm thick steel shell ( 8a ) made of welded structural steel segment plates in spherical form.

Die Innenseite der Stahlhülle (8a) wird mit Wärmedämmplatten (8b) aus 10 cm starkem Schaumglas (Foamglas) verkleidet.The inside of the steel shell ( 8a ) is fitted with thermal insulation panels ( 8b ) made of 10 cm thick foam glass (foam glass).

Geschossdecken (9) und wabenförmig angeordnete Wände (10) aus Stahlbeton unterteilen und stabilisieren den Baukörper (7).Floor ceilings ( 9 ) and honeycomb walls ( 10 ) made of reinforced concrete subdivide and stabilize the structure ( 7 ).

Mit der Anordnung der Stahlbetondecken (9) entstehen:
Im Untergeschoss wird ein Abklingbecken H (11a) (hot) im Zentrum geschaffen, dieses dient der Unterwasserlagerung von 12 Stck Glaskokillen (12a) HAW mit Graphitabschirm-Formkörper (24).
With the arrangement of reinforced concrete ceilings ( 9 ) arise:
In the basement is a cooling pool H ( 11a ) (hot) in the center, this serves the underwater storage of 12 pieces of glass kokillen ( 12a ) HAW with graphite shield molding ( 24 ).

Die Abwärme der 12 Glaskokillen wird zur Beheizung der Absorptionskältemaschinen (16) genutzt.The waste heat from the 12 glass canisters is used to heat the absorption chillers ( 16 ) used.

Im äußeren Bereich des Untergeschosses wird ein Abklingbecken C (11b) (cold) zur Unterwasserlagerung von 232 Stck Glaskokillen (12a) HAW mit Graphitabschirm-Formkörper angeordnet. Dieser Bereich wird durch die Absorptionskältemaschinen (16) gekühlt.In the outer area of the basement, a sinking pool C ( 11b ) (cold) for the underwater storage of 232 pieces of glass kokillen ( 12a ) HAW arranged with graphite shield shaped body. This Area is absorbed by the absorption chillers ( 16 ) cooled.

In der Stahlbetondecke (9a) über dem Untergeschoss werden die Einlagerungsöffnungen und Verschlussdeckel (9b) angeordnet.In the reinforced concrete ceiling ( 9a ) above the basement, the storage openings and closure lid ( 9b ) arranged.

Das 1. Obergeschoss ist die Verteilerebene, auf der die Glaskokillen (12a) HAW in die Abklingbecken eingebracht werden.The first floor is the distributor level, on which the glass kokillen ( 12a ) HAW are introduced into the sinking basins.

Die Geschosse 2. bis 16. werden zur Einlagerung von 30.000 Stck Glaskokillen (12b) MAW der mittelradioaktiven Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung vorgesehen.The projectiles 2 to 16 are used to store 30,000 pieces of glass kokillen ( 12b ) MAW of medium-level radioactive waste with negligible heat generation.

Im 17. Geschoss wird die Maschine und die Steuerung des Lastenaufzuges untergebracht.On the 17th floor, the machine and the control of the goods lift are housed.

Mit einer speziellen Anordnung der Bewehrung (13) aus Sonderstahlmatten in Kugelsegmentform und Spiral-Bewehrungskörben (13a) mit integrierten Kühlleitungen (14) in der Betonaußenschale (8) und der inneren Stahlhülle (8a) wird ein statisch hochfester Baukörper (7) geschaffen.With a special arrangement of the reinforcement ( 13 ) made of special steel mats in spherical segment form and spiral reinforcement baskets ( 13a ) with integrated cooling pipes ( 14 ) in the concrete outer shell ( 8th ) and the inner steel shell ( 8a ) becomes a statically high-strength structure ( 7 ) created.

Der Beton der Außenschale (8) erhält durch Zuschläge aus Baryt (Barytbeton EN 12620 ) eine größere Strahlungsdichte. Die Kohlenstofffaser-Bündel (carbonroving) (15b) umschlossenen Stahlkerne (15a) erhöhen die Wärmeleitfähigkeit der Außenschale (8) erhöht (siehe Zusatzpatent).The concrete of the outer shell ( 8th ) obtained by additions of barite (barite concrete EN 12620 ) a greater radiation density. The carbon fiber bundles (carbonroving) ( 15b ) enclosed steel cores ( 15a ) increase the thermal conductivity of the outer shell ( 8th ) (see additional patent).

Die Kühlleitungen (14a) aus Keramikblech (AvM 1415N der Firma W. E. C. Pritzkow) dienen nach dem Betonieren der Außenschale (8) der Ableitung der Hydratationswärme. Nach der Einlagerung der hochradioaktiven Abfälle (12a) und (12b) werden die Kühlleitungen (14a) indirekt zur Ableitung der Prozesswärme genutzt.The cooling pipes ( 14a ) made of ceramic sheet (AvM 1415N from WEC Pritzkow) serve after concreting the outer shell ( 8th ) the derivation of the heat of hydration. After the storage of highly radioactive waste ( 12a ) and ( 12b ), the cooling lines ( 14a ) used indirectly to dissipate the process heat.

Zur größeren Wärmeableitung wird zwischen den Bewehrungskörben 13 und den Kühlleitungen (14a) ein Geflecht aus Kohlenstofffasern (15) eingebunden.For greater heat dissipation is between the reinforcement cages 13 and the cooling pipes ( 14a ) a braid of carbon fibers ( 15 ).

Die Klimatechnik der Lüftungsanlage (17) und die Kühlung der Abklingbecken (11b) werden durch 4 Stck handelsübliche LiBr-Absorptionskältemaschinen (16) mit dem Stoffpaar Wasser-Lithiumbromid (H2O/LiBr) verwendet, wobei Wasser das Kältemittel und Lithiumbromid das Lösungsmittel ist. Verwendung finden Anlagen der Firma York International GmbH, Typ YIA/4C1, oder gleichwertig.The air conditioning technology of the ventilation system ( 17 ) and the cooling of the cooling pool ( 11b ) are replaced by 4 pieces of commercially available LiBr absorption chillers ( 16 ) with the substance pair of water-lithium bromide (H 2 O / LiBr), where water is the refrigerant and lithium bromide is the solvent. Use find equipment of the company York International GmbH, type YIA / 4C1, or equivalent.

Ein Teil der Prozesswärme aus dem Abklingbecken (11a) wird im Verdampfer und Austreiber zur Aufheizung und Trennung des Arbeitsfluids in der 2-stufigen AKM (16) entnommen.Part of the process heat from the decay pool ( 11a ) is used in the evaporator and expeller for heating and separating the working fluid in the 2-stage AKM ( 16 ).

Die Anlagenschaltung der 2-stufigen kompakten AKM (16) sieht einen externen Wasserkreislauf vor, um die Wärme vom Absorber- und Verflüssigerbauteil abführen zu können. Mittels Wärmetauscher in den vorgenannten Bauteilen und Verbindung zu den Kühlwasserleitungen (14a) in der Außenschale (8) wird mit Förderpumpen ein Wasserkreislauf von einer AKM zum gegenüberliegenden AKM hergestellt. Die Umlaufmenge in den Kühlwasserleitungen (14a) leitet die Wärme über die Betonschale (8) an die Baugrubenverfüllung (33) ab.The system connection of the 2-stage compact AKM ( 16 ) provides an external water cycle to dissipate heat from the absorber and condenser component. By means of heat exchangers in the aforementioned components and connection to the cooling water pipes ( 14a ) in the outer shell ( 8th ), a pump is used to produce a water cycle from one AKM to the opposite AKM. The amount of circulation in the cooling water pipes ( 14a ) conducts the heat over the concrete shell ( 8th ) to the construction pit filling ( 33 ).

„Frischluftkanäle” (18) werden vertikal an der Innenseite der Betonaußenschale (8) platziert. Austrittsöffnungen in allen Geschossen verteilen die „Frischluft” über die Flure (19). Über den Schacht (20) des Lastenaufzuges (21) wird die verbrauchte Luft zu den Lüftungsanlagen (17) zurückgeführt."Fresh air ducts" ( 18 ) are placed vertically on the inside of the concrete outer shell ( 8th ). Outlet openings on all floors distribute the "fresh air" over the corridors ( 19 ). Over the shaft ( 20 ) of the goods lift ( 21 ), the used air is sent to the ventilation systems ( 17 ) returned.

Im oberen Teil der Betonaußenschale (7) befindet sich ein Überdruck-Sicherheitsventil (22) zur Entlastung eines eventuell auftretenden Überdrucks durch Gase der eingelagerten radioaktiven Abfälle.In the upper part of the concrete outer shell ( 7 ) there is an overpressure safety valve ( 22 ) to relieve any overpressure caused by gases from the stored radioactive waste.

Zum Transport und zur Lagerung der Glaskokillen (12b) MAW mit den Graphitabschirm-Formkörpern (24) werden 8 Stück pro Stahlcontainer (23) gestapelt.For the transport and storage of glass jars ( 12b ) MAW with the graphite shield moldings ( 24 ) 8 pieces per steel container ( 23 ) stacked.

Über einen im Kern des Bauwerks (7) befindlichen Lastenaufzug (21) werden die Container (23) mit rechnergesteuerten Flurförderungsmitteln in den Geschossen verteilt und eingelagert.About one in the core of the building ( 7 ) goods lift ( 21 ) the containers ( 23 ) distributed and stored with computer-controlled materials handling in the floors.

Das Zugangsbauwerk (25) aus einem Stahltor (26) und Stahlbetontor (27) befindet sich im 7. Geschoss.The access structure ( 25 ) from a steel gate ( 26 ) and reinforced concrete gate ( 27 ) is located on the 7th floor.

Vor dem Eingangsbauwerk (28) wird ein Zugangsschacht (29) zum oberflächennahen Eingangsbauwerk (30) und Kontrollgebäude (31) geschaffen, der den Zugangsschacht (29) absichert.In front of the entrance building ( 28 ), an access shaft ( 29 ) to the near-surface entrance structure ( 30 ) and control buildings ( 31 ), the access shaft ( 29 ).

Im Zuge der Verfüllungsarbeiten werden die Außenseiten aller Baukörper mit Bentonitmaterial (6) in einer Stärke von 0,5 m verkleidet und abgedichtet.In the course of the backfilling works, the outer sides of all structures with bentonite material ( 6 ) in a thickness of 0.5 m and sealed.

Die Verfüllung der Baugrube (33) erfolgt durch Einbau von fraktioniertem Bauxit-Sedimentgestein in einer Stärke von 50 m. Über die Verfüllung (33) wird eine „Glocke” (34) aus einem Tonmineral-Kohlenstofffasergemisch (34a) mit einer Stärke von 30 m und einer „verlorenen Stahlschalung” (35) von 10 mm Stärke angeordnet.The backfilling of the excavation pit ( 33 ) by incorporation of fractionated bauxite sedimentary rock at a thickness of 50 m. About backfilling ( 33 ) becomes a "bell" ( 34 ) from a clay mineral carbon fiber mixture ( 34a ) with a thickness of 30 m and a "lost steel formwork" ( 35 ) of 10 mm thickness.

Nach Abschluss der Einlagerungsarbeiten wird das Eingangsbauwerk (25) luftdicht verschlossen.After completion of the storage work, the entrance building ( 25 ) hermetically sealed.

Die Kontrollleitungen (32), die in das Kontrollgebäude (31) geführt werden, ermöglichen eine ständige Überwachung des Endlagers. The control lines ( 32 ), which are located in the control building ( 31 ), allow a permanent monitoring of the repository.

Nach einem Überprüfungszeitraum erfolgt der Rückbau und die Verfüllung der gesamten Baugrube gemäß Pkt [0027]. Der Zugangsschacht (29) bleibt für Kontrollarbeiten erhalten.After a review period, the dismantling and backfilling of the entire excavation takes place according to item [0027]. The access shaft ( 29 ) remains for control work.

Eine Erddeckschicht (36) von > 60, – m mit einer 10 m starken integrierten Stahlbetonschildplatte (37) sichert das oberflächennahe Eingangsbauwerk (30), Kontrollgebäude (31) und den Zugangsschacht (29) ab.A soil layer ( 36 ) of> 60, - m with a 10 m thick reinforced concrete sign plate ( 37 ) secures the near-surface entrance structure ( 30 ), Control building ( 31 ) and the access shaft ( 29 ).

Im Kontrollgebäude (31) werden 2 Dieselnotstromaggregate (38) und Treibstoff Lagerbehälter (39) zur autarken Versorgung aller technischen Einrichtungen installiert.In the control building ( 31 ) 2 diesel emergency generators ( 38 ) and fuel storage containers ( 39 ) for self-sufficient supply of all technical equipment installed.

Die Erfindung wird dargestellt durch:The invention is represented by:

Übersicht/Schnitt Overview / interface

2 Schnitt 2 cut

3 Grundriss 7. Obergeschoss 3 Floor plan 7th floor

Grundriss Untergeschoss

  • 5.0 Die Vorteile, die sich aus dem Konzept des Endlagers ergeben, sind:
  • 5.1 Die Sicherheitsanforderungen an die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle gemäß der atomrechtlichen Anforderungen des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit vom 30. Sept. 2010 können erfüllt werden
  • 5.2 Die oberirdische Zwischenlagerung der mittel- und hochradioaktiven Abfälle könnte, in das sichere Endlager in einem überschaubaren Zeitraum, überführt werden.
  • 5.3 Das Gefährdungspotenzial der Kernkraftwerke würde sich durch Räumung der Zwischenlager beträchtlich reduzieren.
  • 5.4 Das unterirdische Bauwerk bietet als Endlager für mittel- und hochradioaktive Abfälle für die nächsten Generationen die größtmögliche Sicherheit.
  • 5.5 Bei einem technischen Bauwerk dieser Art können die Kenntnisse und Erfahrungen und die Qualität der Materialien entsprechend der EN- und DIN-Vorschriften und ihrer Verwendung zu einem sicheren Mehrbarrierensystem konsequent umgesetzt werden.
  • 5.6 Die in Kernkraftanlagen üblichen Sicherheitsstrategien mit dem Mehrstufenprinzip, Redundanz, Diversität und Fail-Safe können bei diesem Konzept der Endlagerung verwirklicht werden.
  • 5.7 Das Exergiekonzept ist so ausgelegt, dass ein Teil der Prozesswärme der hochradioaktiven Abfälle im inneren Bereich des Abklingbeckens zur Beheizung der LiBr-Absorptionskältemaschinen genutzt, während die Temperatur im äußeren Bereich des Abklingbeckens durch Kühlleitungen reduziert wird.
  • 5.8 Die große Oberfläche des Bauwerks und die Verwendung der neuen Verbundbaustoffe der Betonaußenschale und der Baugrubenverfüllung ermöglichen einen hohen Strahlenschutz und auf der anderen Seite eine wirkungsvolle thermische Diffusivität der eingelagerten mittel- und hochradioaktiven Abfälle.
  • 5.9 Die Lüftungsanlagen begrenzen die Raumtemperatur im 3. bis zum 17. Obergeschoss, dadurch können die Ausgasungen der mittelradioaktiven Abfälle minimiert werden.
  • 5.10 Ein Sicherheitsventil im oberen Teil der Betonaußenschale verhindert den Aufbau eines Überdrucks im Baukörper. Die entweichenden ionisierten Gase können durch die Bauxitverfüllung und der Tonglocke zurückgehalten werden.
Ground floor basement
  • 5.0 The benefits of the concept of the repository are:
  • 5.1 The safety requirements for the final storage of heat-generating radioactive waste in accordance with the nuclear requirements of the Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety of 30 Sept. 2010 can be met
  • 5.2 The above-ground interim storage of medium- and high-level radioactive waste could be transferred to the safe disposal facility within a manageable period of time.
  • 5.3 The risk potential of nuclear power plants would be considerably reduced by clearing the interim storage facilities.
  • 5.4 As a repository for medium- and high-level radioactive waste, the underground structure provides the greatest possible security for the next generations.
  • 5.5 In the case of a technical construction of this kind, the knowledge and experience and the quality of the materials can be consistently implemented in accordance with the EN and DIN regulations and their use as a safe multi-barrier system.
  • 5.6 The usual safety strategies in nuclear power plants with the multi-stage principle, redundancy, diversity and fail-safe can be realized with this concept of final disposal.
  • 5.7 The exergy concept is designed so that part of the process heat of the high-level radioactive waste in the inner part of the decay pool is used to heat the LiBr absorption chillers while the temperature in the outer area of the decay tank is reduced by cooling lines.
  • 5.8 The large surface area of the structure and the use of the new composite construction materials of the concrete outer shell and the construction pit filling enable high radiation protection and, on the other hand, effective thermal diffusivity of the stored medium- and high-level radioactive waste.
  • 5.9 The ventilation systems limit the room temperature from the 3rd to the 17th floor, thus minimizing the outgassing of medium-level radioactive waste.
  • 5.10 A safety valve in the upper part of the concrete outer shell prevents the build-up of overpressure in the structure. The escaping ionized gases can be retained by the bauxite filling and the clay bell.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • EN 12620 [0015] EN 12620 [0015]

Claims (2)

Anordnung und Verfahren zur Herstellung eines unterirdischen Endlagers, das durch ein Mehrbarrierensystem die Biosphäre vor der Strahlenexposition der mittel- und hochradioaktiven Abfälle schützt. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass die hohe Wärmeproduktionsrate der Abfälle vom Baukörper und der umgebenden Baugruben-Verfüllung durch Einsatz neuer Verbundbaustoffe an die Oberfläche diffundieren kann.Arrangement and method for the production of an underground repository, which protects the biosphere against the radiation exposure of the medium- and high-level radioactive waste by means of a multi-barrier system. It is characterized in that the high heat production rate of the waste from the structure and the surrounding excavation pit backfill can diffuse to the surface by using new composite building materials. In den oberflächennahen Schichten des Quartärs und des Tertiärs (1) wird eine Baugrube (2) von mindestens 230 m Tiefe geschaffen. Auf der Gründungsebene (4) wird eine Stahlbetonplatte (4a) mit Kugelkalotte (5) hergestellt. Auf dieser Basis wird ein Baukörper (7) mit einem Außendurchmesser von 115 m und einer starken Stahlbetonschale (8) und einer inneren 44 mm starken Stahlhülle (8a) aus verschweißten Baustahl-Segmentplatten in Kugelform hergestellt. Die Innenseite der Stahlhülle (8a) wird mit Wärmedämmplatten/Schaumglas (8b) verkleidet. Die Geschossdecken (9) und wabenförmig angeordneten Wände (10) aus Stahlbeton unterteilen und stabilisieren den Baukörper (7). Im Zentrum des Untergeschosses wird ein Abklingbecken (11a) angeordnet, dies dient der Unterwasserlagerung von Glaskokillen (12a) HAW. Das Exergiekonzept ist so ausgelegt, dass ein Teil der Prozesswärme der hochradioaktiven Abfälle im inneren Bereich des Abklingbeckens zur Beheizung der LiBr-Absorptionskältemaschinen (16) genutzt wird. Die AKM (16) wird mit einem externen Wasserkreislauf ausgestattet, um die Wärme vom Absorber- und Verflüssigerbauteil über die Kühlwasserleitungen (14a) an die Außenschale (8) abführen zu können. Die hohe Wärmeproduktionsrate der Abfälle kann durch Verwendung der neuen Verbundbaustoffe (siehe Zusatzpatent) vom Baukörper (7) über die Baugruben-Verfüllung an die Biosphäre diffundieren. Der Zugangsschacht (29) bleibt für Kontrollarbeiten erhalten.In the near-surface strata of the Quaternary and Tertiary ( 1 ), a pit ( 2 ) created by at least 230 m depth. At the founding level ( 4 ) is a reinforced concrete slab ( 4a ) with spherical cap ( 5 ) produced. On this basis, a building ( 7 ) with an outer diameter of 115 m and a strong reinforced concrete shell ( 8th ) and an inner 44 mm thick steel shell ( 8a ) made of welded structural steel segment plates in spherical form. The inside of the steel shell ( 8a ) with thermal insulation panels / foam glass ( 8b ) disguised. The floors ( 9 ) and honeycomb walls ( 10 ) made of reinforced concrete subdivide and stabilize the structure ( 7 ). In the center of the basement is a sinking pool ( 11a ), this is the underwater storage of glass kokillen ( 12a ) HAW. The exergy concept is designed so that a part of the process heat of the highly radioactive waste in the inner region of the decay tank for heating the LiBr absorption chillers ( 16 ) is being used. The AKM ( 16 ) is equipped with an external water circuit to transfer the heat from the absorber and condenser components via the cooling water pipes ( 14a ) to the outer shell ( 8th ) to pay off. The high rate of heat production of the waste can be determined by using the new composite building materials (see additional patent) from the building ( 7 ) diffuse over the construction pit filling to the biosphere. The access shaft ( 29 ) remains for control work.
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