DE102017108423B4 - METHOD FOR CREATING A SAFE INCLUSION OF AN ATOMIC POWER PLANT, A NUCLEAR PLANT OR AN INTERMEDIATE STORAGE PLANT - Google Patents
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Abstract
Es ist ein Verfahren zum Erstellen eines sicheren Einschlusses eines stillgelegten Atomkraftwerks oder einer Zwischenlagerstätte offenbart, wobei die mit Luft oder Wasser gefüllten Gebäudehohlräume des stillgelegten Atomkraftwerks oder Hohlräume der Zwischenlagerstätte mit Polyurethanschaum, gefüllt wird. It is a method for creating a secure enclosure of a disused nuclear power plant or an intermediate deposit disclosed, wherein the filled with air or water building voids of the decommissioned nuclear power plant or cavities of the intermediate storage is filled with polyurethane foam.
Description
Atomkraftwerke (kerntechnische Anlagen) können nach ihrer Stilllegung üblicherweise direkt rückgebaut, in einen sicheren Einschluss überführt oder für einen begrenzten Zeitraum in einen sicheren Einschluss überführt und nach Ablauf des begrenzten Zeitraums rückgebaut werden. Im Falle des sicheren Einschlusses wird das Atomkraftwerk mittels einer Betonhülle von der Biosphäre getrennt.Nuclear power plants (nuclear installations), after their decommissioning, can usually be directly dismantled, transferred to a safe containment or transferred to a safe enclosure for a limited period of time and dismantled after the limited period of time. In the case of safe enclosure, the nuclear power plant is separated from the biosphere by means of a concrete shell.
Sowohl der sofortige als auch spätere Rückbau ist mit hohen Kosten verbunden und hinterlässt wegen der Strahlenbelastung dennoch ein auf lange Zeit nicht nutzbares Gelände. Der dauerhafte sichere Einschluss mittels Betonhülle erfordert dauerhafte Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten der Betonstruktur.Both the immediate and later dismantling is associated with high costs and leaves due to the radiation exposure but a long-term unusable terrain. The permanent safe enclosure by means of concrete sheath requires permanent maintenance and repair work of the concrete structure.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Erstellen eines sicheren Einschlusses bereitzustellen, der kostengünstiger und mit geringeren Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten verbunden ist.It is therefore an object of the invention to provide an improved method for creating a secure enclosure that is more cost effective and associated with less maintenance and servicing.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.According to the invention the object is achieved with the features of
Genauer gesagt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Erstellen eines sicheren Einschlusses eines stillgelegten Atomkraftwerks, einer kerntechnischen Anlage oder einer Zwischenlagerstätte, wobei die mit Luft oder Wasser gefüllten Gebäudehohlräume des stillgelegten Atomkraftwerks bzw. kerntechnischen Anlage oder Hohlräume der Zwischenlagerstätte mit Polyurethanschaum, vorzugsweise Brunnenschaum, gefüllt werden.More particularly, the object is achieved by a method for creating a secure enclosure of a disused nuclear power plant, a nuclear facility or an intermediate storage facility, wherein the filled with air or water building cavities of the decommissioned nuclear power plant or nuclear facility or cavities of the intermediate storage with polyurethane foam, preferably well foam, be filled.
Durch dieses Verfahren werden bei stillgelegten Atomkraftwerken die Gebäudehohlräume vollständig verfüllt, sodass die sich darin befindlichen Anlagen abgedichtet sind. Daher sind die Anlagen keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt und verrotten nicht. Bei Zwischenlagerstätten werden die Hohlräume vollständig verfüllt, sodass die darin lagernden Bestandteile ehemaliger Atomkraftwerke darin abgedichtet werden.This procedure completely fills the building cavities of a decommissioned nuclear power plant so that the equipment inside it is sealed. Therefore, the systems are not exposed to external influences and do not rot. In intermediate storage facilities, the cavities are completely filled so that the components of former nuclear power plants stored therein are sealed.
Vorzugsweise gehören zu den Gebäudehohlräumen sämtliche Hohlräume in Leitungen, Kühltürmen, Schächten und im Reaktorgebäude selbst.Preferably, the building cavities include all cavities in lines, cooling towers, shafts and in the reactor building itself.
Vorzugsweise erfolgt das Befüllen der Gebäudehohlräume von unten her, sodass sich im Gebäude oder in der Zwischenlagerstätte befindliches Wasser oder Luft sicher verdrängt wird. Das Befüllungsmaterial (Polyurethanschaum, vorzugsweise Brunnenschaum) kann dadurch gezielt in die Gebäudehohlräume eingebracht werden, sodass sichergestellt wird, dass keine ungewollten Hohlräume verbleiben. Sollte sich beispielsweise in dem Gebäude oder der Zwischenlagerstätte Wasser befinden, so kann das Befüllungsmaterial unter Wasser eingebracht werden, sodass das Wasser durch Einbringen des Befüllungsmaterials verdrängt wird. Dadurch muss das Wasser nicht herausgepumpt werden.Preferably, the filling of the building cavities takes place from below, so that water or air in the building or in the intermediate storage site is safely displaced. The filling material (polyurethane foam, preferably fountain foam) can thereby be selectively introduced into the building cavities, so that it is ensured that no unwanted cavities remain. If, for example, there is water in the building or the intermediate storage, the filling material can be introduced under water, so that the water is displaced by introducing the filling material. As a result, the water does not have to be pumped out.
Vorzugsweise werden bei Atomkraftwerken vor dem Befüllen der Hohlräume mit Polyurethanschaum die Brennstäbe entfernt und das Kühlwasser abgepumpt.Preferably, in nuclear power plants before filling the cavities with polyurethane foam, the fuel rods are removed and the cooling water is pumped out.
Außerdem entsteht durch das Befüllen der Hohlräume des Atomkraftwerkgebäudes ein monolithischer Block, sodass sich auch die statische Struktur des Atomkraftwerkgebäudes ändert. Dadurch können auf Wände und Dächer, die zuvor nur auf die üblichen Belastungen ausgelegt waren, höhere Lasten aufgebracht werden. Dies macht es wiederum möglich, das befüllte Atomkraftwerk mit Schutt (vorzugsweise Kies und Betonschutt, jedoch keine organischen Stoffe) zu überdecken und somit einen Schuttberg darauf zu errichten. Ein solcher Schuttberg kann dauerhaft erstellt werden, sodass ein Rückbau des Atomkraftwerks nicht erforderlich ist. Dadurch können die Rückbaukosten vollständig eingespart werden. Außerdem ist es nicht erforderlich, eine baulich anspruchsvollere Betonhülle zu errichten, wodurch weitere Kosten gespart werden können.In addition, filling the cavities of the nuclear power plant building creates a monolithic block, which also changes the static structure of the nuclear power plant building. As a result, higher loads can be applied to walls and roofs that were previously designed only for the usual loads. This makes it possible in turn to cover the filled nuclear power plant with debris (preferably gravel and concrete debris, but no organic matter) and thus to build a rubble mountain on it. Such a pile of rubble can be permanently created, so that a decommissioning of the nuclear power plant is not required. As a result, the dismantling costs can be completely saved. In addition, it is not necessary to build a structurally more demanding concrete shell, which further costs can be saved.
Vorzugsweise wird der Schuttberg nach dem Errichten mit einer Lehmschicht abgedichtet. Die Lehmschicht hat vorzugsweise eine Stärke von etwa 20 cm und dient dazu, den Schuttberg abzudichten.Preferably, the pile of debris is sealed after erection with a clay layer. The clay layer preferably has a thickness of about 20 cm and serves to seal the pile of debris.
Vorzugsweise wird die Lehmschicht mit Zementmatten abgedeckt. Diese Zementmatten sind vorzugsweise mit Zement angereicherte Matten, die leicht verlegt werden können. Dabei bindet der Zement erst ab, wenn er mit Wasser in Kontakt kommt. Das Wasser bezieht der Zement aus der darunterliegenden Lehmschicht und aus Regenwasser während eines Regenereignisses. Die abgebundenen Zementmatten versiegeln den Schuttberg zusätzlich zu der Lehmschicht.Preferably, the clay layer is covered with cement mats. These cement mats are preferably cement-enriched mats that can be easily laid. The cement does not bind off until it comes into contact with water. The water gets the cement from the underlying clay layer and from rainwater during a rain event. The hardened cement mats seal the pile of debris in addition to the clay layer.
Vorzugsweise werden die Zementmatten mit einer Humusschicht überzogen. Diese Humusschicht kann auf geeignete Weise begrünt werden, sodass die Begrünung durch die Wirkung ihrer Wurzeln die Humusschicht stabilisiert. Vorzugsweise hat die Humusschicht eine Stärke vom 20 cm.Preferably, the cement mats are coated with a humus layer. This humus layer can be planted in a suitable way, so that the vegetation by the action of its roots stabilizes the humus layer. Preferably, the humus layer has a thickness of 20 cm.
Alternativ kann zwischen die Zementmatten und die Humusschicht eine Gussasphaltschicht eingebracht werden. Dadurch kann eine noch sichere Abdichtung des Schuttbergs erzielt werden.Alternatively, a mastic asphalt layer may be introduced between the cement mats and the humus layer. As a result, even more secure sealing of the pile of rubble can be achieved.
Vorzugsweise ist der Polyurethanschaum ein sogenannter Brunnenschaum, der zur Verwendung im Tiefbau an dauerfeuchten Orten gedacht ist.Preferably, the polyurethane foam is a so-called well foam, which is intended for use in civil engineering at permanently moist locations.
Nun wird anhand von Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In den Figuren ist:
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1 eine schematische Ansicht eines Atomkraftwerks zur Veranschaulichung eines ersten und eines zweiten Verfahrensschritts; -
2 eine schematische Ansicht des Atomkraftwerks zur Veranschaulichung eines dritten Verfahrensschritts; -
3 eine schematische Ansicht des Atomkraftwerks zur Veranschaulichung eines vierten Verfahrensschritts; -
4 eine schematische Ansicht des Atomkraftwerks zur Veranschaulichung eines fünften Verfahrensschritts; -
5 eine schematische Ansicht des Atomkraftwerks zur Veranschaulichung eines sechsten Verfahrensschritts;
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1 a schematic view of a nuclear power plant for illustrating a first and a second method step; -
2 a schematic view of the nuclear power plant to illustrate a third method step; -
3 a schematic view of the nuclear power plant to illustrate a fourth process step; -
4 a schematic view of the nuclear power plant to illustrate a fifth method step; -
5 a schematic view of the nuclear power plant to illustrate a sixth method step;
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Atomkraftwerk
Nach den vorbereitenden Demontagearbeiten werden anschließend die mit Wasser und/oder Luft gefüllten Gebäudehohlräume des stillgelegten Atomkraftwerks mit Brunnenschaum von unten her abgedichtet. Wichtig ist jedenfalls, dass der Brunnenschaum so eingebracht wird, dass dadurch die Luft und das Wasser, die in den Gebäudehohlräumen noch vorhanden sind, verdrängt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Hohlräume vollständig versiegelt werden und das Bauwerk sowie noch vorhandene Installationen vor Korrosion und Verwitterung geschützt sind. Außerdem wird die statische Tragfähigkeit der Gebäudestruktur durch das Verfüllen erhöht, sodass die Lasten der späteren Aufschüttungen sicher abgetragen werden können.After the preparatory dismantling work, the building cavities of the decommissioned nuclear power plant filled with water and / or air are then sealed from below with fountain foam. In any case, it is important that the fountain foam is introduced in such a way that it displaces the air and water that still remain in the building cavities. This ensures that the cavities are completely sealed and the building and existing installations are protected against corrosion and weathering. In addition, the static load-bearing capacity of the building structure is increased by the backfilling, so that the loads of the later landfills can be safely removed.
Es ist auch möglich, nur Gebäudehohlräume mit Brunnenschaum zu verfüllen, in denen sich noch korrosionsanfällige Anlagen befinden, und die übrigen Gebäudehohlräume mit Kies und/oder Bauschutt zu befüllen.It is also possible to fill only building cavities with fountain foam in which there are still corrosion-prone facilities, and to fill the remaining building cavities with gravel and / or rubble.
Wie in
Nach dem Errichten der Lehmschicht wird diese mit Zementmatten
Somit ist es erfindungsgemäß möglich, einen sicheren Gebäudeeinschluss herzustellen, der kostengünstiger als ein vollständiger Abriss des Atomkraftwerks zu ermöglichen ist.Thus, it is possible according to the invention to produce a safe enclosure of buildings which is more cost-effective than a complete demolition of the nuclear power plant.
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