DE2736375B2 - Behälter zur Lagerung einzelner abgebrannter Brennelemente aus wassergekühlten Kernreaktoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrif't eine. Behälter zur Lagerung einzelner abgebrannter Brennelemente aus wassergekühlten Kernreaktoren, wobei die Behälter in ein Gestell, das sich in einem Lagerbecken befindet, einzeln einsetzbar sind, wobei weiterhin die Behälter im Gestelloberteil durch Führungselemente gehaltert sind und wobei schließlich jedem Behälter im Gestellunterteil unter dem jeweiligen Führungselement eine an die äußere Form des Bodens des zu lagernden Behälters angepaßte Zentrierungsöffnung zugeordnet ist. Pin derartiger Behälter ist aus der DE-OS 22 59 069 bekannt; bei dem bekannten Behälter handelt es sich um einen sogenannten Brennelementenkasten.

Weiterhin ist in der FR-OS 22 76 664 ein Behälter zur Aufnahme von Brennelementen eines flüssigmetallgekühlten Reaktors beschrieben. An der Innenwand des Behälters sind Wärmeleitrohre zur beschleunigten Nathwärmeabfuhr vorgesehen. Nach weitgehender Abfuhr der Nachwärme erfolgt die Umstellung auf Luftkühlung.

Im allgemeinen werden bei wassergekühlten Reaktoren die abgebrannten Brennelemente nach der Entnahme aus dem Reaktor in das zur Reaktoranlage gehörende, wassergefüllte Brennclementlagerbecken gebracht. Nach einer gewissen Abklingzeit werden sie mittels bleiabgeschirmter Transportbehälter zur Wiederaufbereitungsanlage transportiert, wo sie ebenfalls in wassergefüllten Becken lagern. In der Wiederaufbereitungsanlage werden die abgebrannten Brennelemente zerlegt, die verwertbaren Bestandteile aussortiert und der verbleibende Rest zur Endlagerung vorbereitet.

Für den Fall, daß die abgebrannten Brennelemente ohne Wiederaufbereitung in der aus dem Reaktor entnommenen Form zur Endlagerung gebracht werden sollen, werder die abgebrannten Brennelemente nach einer bestimmten Lagerzeit in einem Zwischenlager mit Wasserkühlung in Behälter gestellt und sodann vor der Umstellung auf Luftkühlung die verbleibenden Hohlräume mit Metall ausgegossen. In diesem Zusammenhang stellt sich die Aufgabe, die Behälter in ihrem Bodenbereich derart auszubilden, daß sie in die Lagergestell für nicht in einem Behälter angeordnete Brennelemente ejnsetzbar sind und eine Umstellung von Wasser- auf Luftkühlung ermöglicht wird, ίο Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Boden des Behälters eine an die äußere Form des Fußes des aufgenommenen Brennelements angepaßte Zentrierungsöffnung aufweist, daß das in die Zentrierungsöffnung des Gestellunterteils eingreifende Teil des Behälterbodens gleich dem zur Zentrierung dienenden Teil des Brennelementfußes aufgebaut ist und daß im Behälterboden ein federbelastetes Kegelventil zur Entwässerung angeordnet ist

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist der Öffnungsbereich des Kegelventils von einem Sieb

abgedeckt. Mit dieser Maßnahme wird sichergestellt.

daß kein Fremdkörper das ordnungsgemäße Schließen

bzw. öffnen verhindern kann.

Im Deckel des Behälters ist vorzugsweise ein Be- und Entlüftungsventil angeordnet.

Es soll damit sichergestellt werden, daß die entstehenden Gase abgeführt werden können. Außerdem ist nach dem Entwässern eine gute Trocknung des Innenraumes des Behälters gewährleistet. Der erfindungsgemäße Behälter wird anhand eines Ausführungsbeiüpieles erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Aufsicht eines Brennelementlagerbeckes, Fig. 2die Einzelheit »A«aus Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie fl-ßder F i g. 2.

In Fig. 1 ist die Aufsicht eines Brennelementlagerbeckens 1 dargestellt, welches außerhalb des Reaktorgehäuses eines Kernkraftwerkes angeordnet ist und sowohl als Zwischenlager als auch als Endlager dienen kann. Die Gestellpostionen 2 dienen wahlweise zur Aufnahme von Brennelementen oder Behältern, in welche Brennelemente eingesetzt sind. Eine Brennelementwechselmaschine 3 ist in Pfeilrichtung 4, 4a verfahrbar und dient zum Umsetzen von Brennelementen und Behältern innerhalb des Beckens sowie zum Transport der Behälter zu einer nichtdargestellten Werkstatt, in der das Ausgießen mit Metall erfolgt.

Die Fig.2 bis 4 zeigen in vergrößertem Maßstab Einzelheiten des erfindungsgemäßen Behälters und

so seiner Anordnung. Streben 5, 6, 7, 8 begrenzen die

Gestellpositionen 29. Sollen Behälter 10 mit einem

eingesetzten Brennelement 11 in den Gestellen gelagert »verden, so bilden die Streben 5, 6, 7, 8 die Begrenzung der Durchtrittsöffnungen 12 und die Führung der

Behälter 10. Sollen dagegen Brennelemente 11 ohne Behälter gelagert werden, so werden Führungsstücke 13

an zwei gegenüberliegenden Streben 6, 8 bzw. 5, 7 mittels Schrauben 14 befestigt. Die Führungsstücke 13 werden um 90" versetzt und gegeneinander angeordnet, um alle Gestellpositionen mit Brennelementen belegen zu können.

Eine Zentrierführung 15, die in das FUhrungsstück eingeschweißt ist und eine Durchtrittsöffnung 27 aufweist, erleichtert das Einführen der Brennelemente 11. In die Zentrierungsöffnung des Gestellunterteils 17 greift das Teil 16 des Behälterbodens 18 ein. Eine weitere, an die äußere Form des BrennelementfuOes 19 angepaßte Zentrierungsöffnung im Behälterboden 18

dient zur Aufnahme des Brennelementes 11. Dabei sind die der Zentrierung im Gestellunterteil 17 und im Behälterboden 18 dienenden Teile gleich aufgebaut, so daß das Lagergestell sowohl unmittelbar als auch mittelbar (unter Zwischenschaltung des Behälters 10) zur Aufnahme von Brennelementen genutzt werden kann. Entsprechend der Brennelementlänge befindet sich die Gestelloberkante 20 so hoch, daß eine einwandfreie Handhabung des Brennelements mit dem Greifer der Brennelementwechselmaschine möglich ist. ι ο Um eine rationelle Fahrweise der Brennelementwechselmaschine sicherzustellen, ist das Greifergegenstück 17 an Behälter und Brennelement konstruktionsgleich ausgebildet Während der Wasserlagerung der in den Behälter eingesetzten Brennelemente können sich in is dem Behälter Gase bilden, die über das Be- und Entlüftungsventil 22 im Deckel 23, der über Schrauben 31 befestigt ist, über nicht dargestellte Rohrleitungen abgeführt werden. Bevor die Behälter mit den eingesetzten Brennelementen mit Metall ausgegossen werden, müssen die Behälter gespült, entwässert und getrocknet werden. Hierzu ist ein Kegelv-mil 24 im Behälterboden 18 angebracht, das über die Feder 25 in Schließstellung gehalten wird. Über einen Öffnungsbolzen 26 kann das Ventil entgegen der Kraft der Feder geöffnet werden. Der Öffnungsbereich des Kegelventil 24 wird von einem Sieb 30 abgedeckt- Ein Eindringen von Fremdkörpern in den Öffnungsbereich des Kegelventils isi somit ausgeschlossen. Die Belüftung beim Entwässern bewirkt das Be- und Entlüftungsventil 22. Bevor die mit Metall ausgegossenen Behälter in das Lagergestell eingesetzt werden, wird das Lagergestell 28 angehoben und ein in Fig.4 strichpunktiert dargestelltes Untergestell 29 eingebracht, um bei der Luftlagerung der Behälter die Luftführung zu optimieren.

Aus diesem Grunde wird auch ein genügend großer Abstand zwischen den Behältern vorgesehen. Die Nutzung des Brennelementlagerbeckens 1 kann wie folgt ablaufen. Die abgebrannten Brennelemente werden vom Kernkraftwerk angeliefert und in das Lagergestell eingesetzt. Nach einer gewissen Abklingzeit werden die Brennelemente nach Entfernen der Führungsstücke 13 in die Behälter gesetzt und einer weiteren Wasserlagerung ausgesetzt. Ist die vorgeschriebene Wasserlagerungszeit abg- :'aufen, werden die Behälter mit dem darin eingesetzter. Brennelement in einer besonderen, nicht dargestellten Zelle entwässert, getrocknet, mit Metall ausgegossen und im gleichen Brennelementlagerbecken, nachdem das Beckenwasser abgelassen wurde, luftgelagert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Behälter zur Lagerung einzelner abgebrannter Brennelemente aus wassergekühlten Kernreaktoren, wobei die Behälter in ein Gestell, das sich in einem Lagerbecken befindet, einzeln einsetzbar sind, wobei weiterhin die Behälter im Gestelloberteil durch Führungselemente gehaltert sind und wobei schließlich jedem Behälter im Gestellunterteil unter dem jeweiligen Führungselement eine an die äußere Form des Bodens des zu lagernden Behälters angepaßte Zentrierungsöffnung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (18) des Behälters (10) eine an die äußere Form des Fußes (19) des aufgenommenen Brennelementes (11) angepaßte Zentrierungsöffnung aufweist, daß das in die Zentrieröffnung des Gestellunterteils (17) eingreifende Teil (16) des Behälterbodens (18) gleich dem zur Zentrierung dienenden Teil des Brennelementfuß^s (19) aufgebaut ist und daß im Behälterboden (18) ein federbelastetes Kegelventil (24) zur Entwässerung angeordnet ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsbereich des Kegelventils (24) von einem Sieb (20) abgedeckt ist.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Deckel (23) ein Ee- und Entlüftungsventil (22) angeordnet ist.