DE2909549A1 - Brennelementelager - Google Patents

Brennelementelager

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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/02Details of handling arrangements
    • G21C19/06Magazines for holding fuel elements or control elements
    • G21C19/07Storage racks; Storage pools
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

  • Brennelementelager
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennelementelager mit einer gegen Strahlung schützenden Decke, die in vorgebbarem Abstand parallel über dem Boden angeordnet und wobei der Raum zwischen Boden und Decke mittels gegen Strahlung schützenden Wänden nach außen abgeschirmt ist und innerhalb dessen vertikal angeordnete Lagerschächte installiert sind, die von der Oberfläche der Decke-aus mitBrennelementen gefüllten Kannen zu be- und entladen und zu verschließen sind, wobei für die Kühlung der Kannen ein Luftkühlkreislauf vorgesehen ist, von dem aus dem Brennelementelager die Kühlluft von unten zugeführt wird und das gesamte Brennelementelager zusätzlich von einer gegen Strahlung schützenden Betonummantelung umgeben ist.
  • Ein solches Brennelemente lager findet vorzugsweise für die Aufnahme von Kannen Verwendung, die mit Brennelementen für Kernkraftwerke gefüllt sind.
  • Es ist bereits ein Lager für in Kannen gefüllte Brennelemente bekannt. Dieses Lager weist eine Vielzahl von vertikal angeordneten Lagerschächten auf 1 die von der Oberfläche der Lagerdecke aus mit den Kannen be- und entladen werden können.
  • Die in der Lagerdecke vorgesehene Öffnungen der Lagerschächte können mit Stopfen verschlossen werden. Die Lagerdecke ist als spezielle Strahlenschutzdecke ausgebildet. Der Raum zwischen Boden und Decke des Lagers, in dem die Lagerschächte angeordnet sind, ist nach außen mit gegen Strahlung schützenden Wänden abgeschirmt. Die in den Lagerschächten angeordneten Kannen werden mittels Luft gekühlt. Es ist hierfür ein speziell mit dem Brennelemente. -lager verbundener Kühlkreislauf vorgesehen. Die Luft wird dem Brennelemente,lager von unten her zugeführt.
  • Von Nachteil ist bei diesem Brennelementelager die Tatsache, daß die Deckenkonstruktion sehr aufwendig ist. Das gesamte Brennelementelager ist nicht ausreichend gegen die Einwirkung von Erdbeben oder Flugzeugabstürzen gesichert, außerdem sind die Abstände zwischen den einzelnen Lagerschächten sehr groß, so daß die Aufnahmekapazität des Brennelemente,lagers sehr gering ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennelementelager für mit Brennelemente gefüllte Kannen so zu schaffen, daß mit einem Minimum an umbautem Raum ein Maximum an Lagerkapazität für solche Kannen gewonnen wird. Ferner soll das Lager so beschaffen sein, daß es extrem hohe von außen einwirkende Kräfte, die von Erdbeben oder Flugzeugabstürzen herrühren, schadens frei aufnehmen und kompensieren kann.
  • Die Aufgabe wird bei dem Gegenstand der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Decke aus mehreren vorgefertigten Stahlteilen, die über mindestens zwei Verbindungselemente zusammengehalten sind, gebildet ist, daß zwischen den Stahlteilen verschließbare Be-und Entladungsöffnungen für die Lagerschächte angeordnet sind, daß die freien Zwischenräume der Decke mit einem Strahlenschutzmaterial ausgefüllt sind, daß die Decke auf Auflageflächen innerhalb der Betonummantelung abgestützt und aufgesetzt und über ein, vorzugsweise mehrere Stützelemente mit dem als Tragrahmen ausgebildeten Boden verbunden ist, auf dessen Oberfläche die Lagerschächte aufgesetzt sind und dessen Unterseite durch einen gasdichten Hohlkörper verschlossen ist, daß der Weg der Kühlluft direkt durch die Lagerschächte leitbar ist, und daß jeder Lagerschacht an beiden Enden mit mindestens einer Kühlluftöffnung versehen ist, von denen mindestens eine verschließbar.
  • ist.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Decke des Brennelementelagers ist in vorteilhafter Weise innerhalb der Betonummantelung auf nach innen weisenden Auflageflächen abgestützt und über vier Stützelemente mit dem Boden fest verbunden. Zwischen diesem Boden und dem Boden der Betonummantelung besteht ein freier Zwischenraum. Da der Boden des Brennelementelagers als Tragrahmen ausgebildet ist, wird damit eine freihängende Einheit gebildet. Bei Erdbeben oder Flugzeugabsturz pendelt daher dieser Bauteil innerhalb der Betonummantelung als Ganzes.
  • Relativbewegungen zwischen der Decke und dem Boden treten dabei nicht auf. Die Lagerschächte erleiden daher auch bei Erdbeben oder Flugzeugabsturz keine merklichen Beanspruchungen. Durch die strahlensicheren Wände, die den Raum zwischen Decke und Boden nach außen hin abschirmen sowie durch die Anordnung einer gasdichten Wanne aus Blech an der Unterseite des Bodens wird ein absolut trockenes Lager geschaffen, das auf keinen Fall überflutet werden kann.
  • Durch die besondere Ausbildung der Decke wird auch das Problem ihrer seitlichen Abdichtung gelöst.
  • In vorteilhafter Weise erlaubt diese Ausbildung des Brennelementelagers die Verringerung des Abstandes zwischen den einzelnen Lagerschächten, was erhebliche finanzielle Einsparungen mitsichbringt.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verbindung zwischen dem innerhalb der Betonummantelung pendelnd aufgehängten Lagerbereich und der als Kühlkreislauf dienenden Kühlluftventilationsstation über Blechkanäle. Diese sind so ausgebildet, daß sie Pendelbewegungen des Lagers in zwei horizontalen Richtungen zulassen.
  • Gegenüber dem bereits bekannten Brennelementelager ist der Abstand zwischen den Längs achsen zweier jeweils benachbarter Lagerschächte vom ca. 2-fachen auf den 1,2 bis 1,5-fachen Kannendurchmesser verkleinert. Durch diese Verringerung des Abstandes wird der Raumbedarf auf 64 % verringert und zusätzlich die Möglichkeit geschaffen, mindestens sechs statt bisher vier Kannen übereinander zu lagern. Bei einem Lager, das die gleiche Kannenmenge wie ein bereits bekanntes Brennelementelager aufnehmen soll, ist die Abmessung der Decke und die Anzahl der Lagerschächte dadurch wesentlich verkleinert.
  • Das Brennelementelager ist so ausgebildet, daß die Kühlluft direkt durch die Lagerschächte hindurchgeleitet werden kann.
  • Die Lager sind an ihrem oberen und unteren Ende mit je einer Kühlluftöffnung versehen. In vorteilhafter Weise kann die am unteren Ende vorgesehene Kühlluftöffnung über ein federbelastetes Ventil geöffnet und verschlossen werden. Das Öffnen und Schließen dieses Ventiles erfolgt über die erste innerhalb eines Lagerschachtes angeordnete Kanne. Durch ihr Gewicht wird das Ventil geöffnet.
  • Bei Entnahme dr Kanne aus dem Lagerschacht wird die Kühlluftöffnung durch das Ventil wieder verschlossen.
  • Durch die Absperrung ungefüllter Lagerschächte wird die Kühlbedingung in den gefüllten Lagerschächten verbessert.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert und der mit der Erfindung erzielbare Fortschritt dargestellt.
  • Es zeigen: Fig. l einen Vertikalschnitt durch ein Brennelementelager, Fig. 2 die tragenden Bauteile des Brennelementelagers, Fig. 3 einen Teilschnitt durch das Brennelementelager, Fig. 4 den unteren Teilbereich der Decke, Fig. 5 einen Teil des oberen Deckenbereiches, Fig. 6 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3 Fig. 7 eine weitere Ausbildungsform der Lagerschächte.
  • Figur 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Brennelementelager, das im wesentlichen eine Decke 1, Lagerschächte 2, einen Boden 3, eine Wanne 4, Schützelemente 5, Hängeanker 6, Anschlußträger für Hängeanker 7, Abschlußventile 8, eine Kühlluftventialtionsstation 9, Blechwände 10 sowie eine Betonummantelung 11 aufweist.
  • Wie Figur 1 zeigt, besteht das Brennelementelager aus einem inneren Kernbereich, der von der Betonummantelung 11. umgeben wird. Wie anhand von Figur 2 veranschaulicht wird, weist die Decke 1 eine rechteckige Form auf. Sie ist in einem vorgebbaren Abstand parallel über dem Boden 3 angeordnet. Dieser hat ebenfalls eine rechteckige Form, weist jedoch geringfügig kleinere Abmessungen als die Decke 1 auf. In ihren Eckpunkten ist die Decke 1 über je ein Schützelement 5 mit dem Boden 3 verbunden. Die vier Stützelemente sind als Stahlfachwerkkonstruktionen ausgebildet. Der Boden 2 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Die zweiten Enden der Stützelemente 5 werden mit je einem Eckpunkt des Bodens 3 verbunden. Im Bedarfsfall kann die Anzahl der Stützelemente erhöht werden. Es besteht die Möglichkeit zwischen jeweils zwei Eckpunkten weitere Stützelemente anzuordnen, falls dies erforderlich sein sollte. Damit die Unterseite der Decke 1 und die Oberfläche des Bodens 3 voll genutzt werden, können die Stützelemente 5 als sogenannte Eckfachwerke ausgebildet werden. Es handelt sich hierbei um jeweils zwei im rechten Winkel miteinander verbundene flächig ausgebildete Stahlfachwerke die zur Befestigung jeweils mit dem Eckpunkt und den Seitenkanten von Boden und Decke verbunden werden. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Brennelementelagers können zusätzlich Spannanker 13 verwendet werden. Diese Spannanker 13 werden vorzugsweise zwischen zwei auf einer Seite angeordneten Stützelementen 5 abgespannt. Vorzugsweise wird jeweils ein Spannanker zwischen dem oberen Ende des einen Stützelementes und dem unteren Ende des zweiten auf der gleichen Seite befindlichen Stützelementes 5 abgespannt. Ein zweiter Spannanker 13 verbindet das obere Ende des zweiten Stützelementes mit dem unteren Ende des ersten Stützelementes.
  • Wie anhand von Figur 2 weiter zu sehen ist, handelt es sich bei dem Boden 3 um eineals Gitterrost ausgebildeter Tragrahmen. Die Stege 3A des den Boden 3 bildenden Gitterrostes sind so breit, daß auf den jeweils einen Durchlaß 3D bildenden vier Stegen 3A ein über dem betreffenden Durchlaß 3D anzuordnender Lagerschacht mit seiner nach unten weisenden Begrenzungsfläche aufgesetzt und abgestützt werden kann. Insbesondere sind die Stege 3A so breit ausgebildet, daß auf jedem die untere Seitenkante von zwei Lagerschächten 2 abgestützt werden können, die über zwei nebeneinanderliegenden Durchlässen 3D anzuordnen sind. Zusätzlich muß die Breite der Stege 3A auch noch so großgewählt werden, daß der erforderliche Mindestabstand zwischen den Lagerschächten eingehalten werden kann. Die Durchlässe 3D sind in ihren Abmessungen den Innendurchmessern der Lagerschächte 2 angepaßt.
  • Die Unterseite dieses als Tragrahmen ausgebildeten Bodens wird durch einen Hohlkörper insbesondere die Wanne 4 vollständig gasdicht verschlossen. Die Abmessungen der Wanne sind so gewählt, daß ihre seitlichen Begrenzungsflächen mit den seitlichen Begrenzungsflächen des Bodens 3 fluchten.
  • Wie bereits oben erwähnt ist über jedem Durchlaß 3D des Bodens 3 ein Lagerschacht angeordnet, dessen seitliche Begrenzungsflächen auf den den Durchlaß 3D begrenzenden Stegen 3A aufgesetzt. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform des Brennelementelagers wird jeder Lagerschacht 2 durch mehrere aufeinandergesetzte Betonrohre 2A von vorgebbarer Länge gebildet. Der Durchmesser eines jeden Lagerschachtes 2 ist geringfügig größer als der Durchmesser der in ihm zu lagernden Kannen 14. Durch den zwischen dem jeweiligen Lager schacht und den Kannen 14 verbleibenden freien Raum kann der zur Kühlung der Kannen erforderliche Luftstrom geleitet werden. Wie bereits oben erwähnt sind die Öffnungsweiten der Durchlässe 3D an die Innendurchmesser der Lagerschächte 2 angepaßt.
  • Wie anhand von Figur 1 zu ersehen ist, wird die von der Kühlluftventilationsstation 9 kommende Kühlluft über -eine Zuleitung 9;ion die Wanne 4 eingeleitet. Um die Zufuhr dieser Kühlluft in die Lagerschächte 2 regeln zu können, ist in die als Kühllufteintrittsöffnung dienende, nach unten weisende Öffnungl6 eines jeden Lagerschachtes 2 ein Ventil 8 eingebaut. Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform des Brennelementelagers handelt es sich um federbelastete Ventile. Jedes dieser Ventile kann durch die Masse einer Kanne 14 vollständig geöffnet werden. Beim Herausnehmen der Kanne 14 wird der jeweilige Lagerschacht 2 wieder vollständig verschlossen. Durch die Anordnung der Ventile 8 wird erreicht, daß alle nach unten weisenden Öffnungen 16 der leeren Lagerschächte 2 vollständig verschlossen sind.
  • Durch das Absenken einer Kanne 14 in einen Lagerschacht wird die Feder des betreffenden Ventils 8 soweit zusammengedrückt, daß die, die Öffnung verschließende Fläche 17 bis unterhalb der immer offenen Eintrittsschlitze 8A des Ventiles 8 abgesenkt wird. Diese Eintrittsschlitze 8A ragen in den Bereich der Wanne 4 hinein.
  • Die ständig von der Kühlluftventilation 9 über die Zuleitung 9Z in die Blechwanne 4 geleitete Kühlluft kann jetzt durch die Öffnungsschlitze 8A in das Innere des eine Kanne 14 beinhaltenden Lagerschachtes 2 einströmen. Wie bereits erwähnt wird die zur Kühlung der Kannen 14 dienende Luft über die Zuleitung 9Z der Wanne 4 zugleitet. Bei Bedarf können selbstverständich auch mehrere mit der Kühlluftventilationsstation 9 und der Wanne 4 gasdicht verbundene Zuleitungen 9Z vorgesehen werden. Bei der Zuleitungen 9Z handelt es sich vorzugsweise um Blechkanäle.
  • Die Kühlluft, die durch die mit Kannen 14 besetzten Lagerschächte hindurchgeleitet wird, tritt am oberen Ende eines jeden Lagerschachtes wieder aus. Hierfür ist jeder Lagerschacht direkt unterhalb der Decke 1 mit mindestens einer Kühlluftaustrittsöffnung 18 versehen. Diese Kühlluftaustrittsöffnungen sind an der seitlichen Begrenzungsfläche eines jeden Lagerschachtes 2 angeordnet. Die aus den Lagerschächten 2 austretende Kühlluft strömt in den Zwischenraum 19 zwischen der Betonummantelung 11 und dem inneren Bereich des Brennelementelagers. Von dort wird die Kühlluft über eine oder mehrere ebenfalls als Blechkanäle ausgebildete Ableitungen 9A abgesaugt und der Kühlluftventilationsstation 9 wieder zugeführt. Bei der hier verwendeten Kühleinrichtung handelt es sich um einen geschlossenen Kühlkreislauf.
  • Figur 6 zeigt die Lagerschächte von oben direkt unterhalb der Decke 1 des Brennelementelagers. Wie Figur 6 zu entnehmen ist, ist der Raum zwischen jedem Lagerschacht 2 bewährt und mit Beton ausgefüllt. Der Mindestabstand d zwischen den Längs achsen zweier nebeneinander liegender Lagerschächte 2 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 900 bis 1000 mm. Der Innendurchmesser eines jeden Lagerschachtes 2 beträgt etwa 762 mm. Die in den Lagerschächten gestapelten Kannen weisen einen Außendurchmesser von 622 mm auf. Aufgrund dieser Abmessungen wird zwischen den Lagerschächten 2 und den Kannen 14 rundum ein freier Spalt 15 geschaffen, durch den die erforderliche Kühlluft für die Kannen 14 hindurchgeleitet werden kann. Der Mindestabstand zwischen den Längsachsen zweier benachbarter Lagerschächte 2 beträgt 900 bis 1000 mm. Aufgrund dieses Abstandes entstehen zwischen den einzelnen Lagerschächten Zwischenräume. Diese Zwischenräume sind bewährt und vollständig, d.h. vom oberen bis zum unteren Ende der Lagerschächte mit Beton ausgefüllt.
  • Figur 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Lagerschächte. Es handelt sich bei dieser Darstellung wiede.-rum um eine Draufsicht auf die Lagerschächte direkt unterhalb der Decke 1 des Brennelementelagers. Bei dieser Ausführungsform wird ein jeder Lagerschacht durch das Aufeinandersetzen von mehreren Betonvierkantrohren gebildet. Um die einzelnen Betonvierkantrohre eines Lagerschachtes zusammenhalten zu können, sind im äußeren Betongerüst mehrere axiale Zuganker parallel zur Achse des Lagerschachtes gespannt. Ein jeder Zuganker reicht vom oberen bis zum unteren Ende des Lagerschachtes 2. Um die innerhalb des Brennelementelagers auftretenden Wärmedehnungen des Materials ausgleichen zu können, ist zwischen den die Lagerschächte bildenden Betonvierkantrohren zweier benachbarter Lagerschächte jeweils eine Dehnungsfuge 21 vorgesehen. Die Breite dieser Fuge beträgt etwa 50 mm. Diese Dehnungsfugen erstrecken sich über die gesamte Länge der Lagerschächte.
  • Der bei den in Figur 6 dargestellten Lagerschächten angegebene Abstand d zwischen den Längs achsen zweier benachbarter Lagerschächte ist auch bei dieser Ausführungsform einzuhalten. Der Innendurchmesser der in Figur 7 dargestellten Lagerschächte beträgt ebenfalls etwa 722 mm. Diese Lagerschächte werden ebenso wie die in Figur 1 dargestellten Lagerschächte 2 auf den als Tragrahmen ausgebildeten Boden aufgesetzt.
  • Die Höhe der zur Aufnahme der Kannen 14 dienenden Lagerschächte wird durch die Anzahl der möglichen, je Lagerschacht aufnehmbaren Kannen 14 bestimmt. Durch die Höhe der Lagerschächte 2 wird auch der Abstand zwischen der Decke 1 und dem Boden 3 des Brennelementelagers festgelegt.
  • Die Länge der Stützelemente 5, über die die Decke 1 mit dem Boden 3 fest verbunden ist wird an die gewünschte Höhe der Lagerschächte 2 angepaßt. Wie bereits erwähnt, wird der innere Teil des Brennelementelagers nach oben hin durch die Decke 1 abgeschlossen. Diese wird im wesentlichen durch mehrere, in vorgebbarem Abstand parallel zueinander angeordnete Doppel-T-Stahlträger 22, gebildet. Diese Stahlträger sind an ihren beiden Enden mit je einem senkrecht zu ihrer Längsachse angeordneten Stahlblech 23 verbunden. Zwischen je zwei Stahlträgern 22 sind mehrere in Reihe angeordnete Rohrstücke 24 positioniert. Die Rohrstücke 24 sind insbesondere so angeordnet, daß bei aufgesetzter Decke 1 auf das Brennelementelager die Längsachse eines jeden Rohrstückes in einer Ebene mit der Längsachse jeweils eines Lagerschachtes 2 liegt. Diese Rohrstücke 24 stellen eine Verlängerung der Lagerschächte 2 innerhalb der Decke 1 dar und bilden somit die von außen zugänglichen Öffnungen, über die die Lagerschächte mit den Kannen 14 be- und entladen werden können. Der innere Durchmesser der Rohr stücke 24 entspricht dem inneren Durchmesser der Lagerschächte 2. Der zwischen den Rohrstücken 24 bestehende Zwischenraum ist mit Beton oder einem körnigen Strahlenschutzmaterial ausgefüllt. Die Höhe der Rohrstücke 24 richtet sich nach der gewünschten Dicke-der Decke.
  • Wie anhand von Figur 5 veranschaulicht wird, ist auf das obere Ende eines jeden Rohrstückes ein Gußeisenrahmen 25 aufgesetzt und mit diesem fest verbunden.
  • Jeder Gußeisenrahmen hat die Form eines Kegelstumpfes, wobei der breitere Bereich jedes Gußeisenrahmens nach oben weisend angeordnet ist. Der Innendurchmesser eines jeden Gußeisenrahmens 25 ist ebenfalls nach oben zu konisch aufgeweitet. In jeden Gußeisenrahmen läßt sich ein Stopfen 26 einsetzen. Mit diesem Stopfen 26 kann jeder Lagerschacht 2 verschlossen werden. Die um die einzelnen Gußeisenrahmen 25 verbleibenden Spalte werden vorzugsweise mit Bleiwolle ausgefüllt. Die beiden Stahlbleche 23, mit denen die Doppel-T-Träger 22-zusammengehalten werden, sind gerade so hoch gewählt, daß ihre nach oben weisenden Kanten in einer Ebene mit den nach oben weisenden Rändern der Gußeisenrahmen liegen. Die so ausgebildete Decke 1 wird so über den Lagerschächten 2 angeordnet, daß die Rohrstücke 24 mit den inneren Öffnungen der Lagerschächte 2 fluchten.
  • Der die Lagerschächte 2 umfassende Teil des Brennelementelagers ist zum Schutz der Umgebung gegen Strahlung zusätzlich innerhalb einer Betonummantelung 11 angeordnet. Im oberen Bereich dieser Betonummantelung ist eine rundum geführte, nach innen weisende Auflagefläche 30 von einigen Zentimetern Breite vorgesehen. Auf diese Auflagefläche 30 ist eine Schicht 31 aus Polytetrafluoräthylen aufgetragen. Die Dicke der Schicht ist frei wählbar, insbesondere soll sie als zusätzliche Abschirmung des inneren Lagerbereiches nach außen hin dienen. Auf die rundum geführte Auflagefläche 30 ist die Decke 1 mit dem äußersten Rand ihrer nach unten weisenden Begrenzung aufgesetzt und abgestützt. Die inneren Abmessungen der Betonummantelung 11 sind bei dieser Ausführungsform so groß gewählt, daß zwischen den Seitenbegrenzungen der Decke 1 und der Betonummantelung 11 ein freier Raum 32 von einigen Zentimetern Breite verbleibt. Da die Abmessungen der Decke 1 geringfügig größer sind als die Abmessungen des Bodens 3, verbleibt auch zwischen dem unteren Bereich des inneren Brennelementelagers und der Betonummantelung ein freier Zwischenraum 19, der bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung es Kühlkreislaufes 9 erwähnt ist. Die innerhalb der Betonummantelung 11 angeordnete Auflagefläche ist in einer so großen Höhe über dem Boden der Ummantelung 11 angeordnet, daß zwischen der Unterseite der Wanne 4 und dem Boden der Betonummantelung 11 ebenfalls ein freier Zwischenraum 19A verbleibt. Dadurch wird eine pendelnde Aufhängung des inneren Brennelementelagerteiles gewährleistet.
  • Um bei Belastungen des Wannenbodens durch extrem hohe Kräfte ein Durchbiegen desselben zu vemeiden, können wie in Figur 1 gezeigt, an der Unterseite der Wanne 4 zusätzliche Stützelemente 33 befestigt werden. Diese setzen bei starker Belastung der Wanne auf dem Boden der Betonummantelung auf , und bewahren somit die Unterseite der Wanne vor einer Deformation. Weitere Stützelemente oder Puffer 33 sind an den Seitenkante des Bodens 3 befestigt. Sie sollen das Brennelementelager beim Auspendeln vor Beschädigungen schützen.
  • Damit die Gesamtlast des Brennelementelagers nicht allein von der Decke 1 getragen werden muß, sind an den nach außen weisenden Seitenkanten des Bodens 13 Hängeanker 6 über Anschlußträger 7 befestigt. Die zweiten Enden dieser Hängeanker 6 sind an Tragelementen 34 befestigt. Diese Tragelemente 34 sind im Inneren der Betonummantelung 11 in vorgebbarem Abstand über dem Boden angeordnet. Sie weisen soweit in den freien Zwischenraum 19 hinein, daß die senkrecht nach oben geführten Hängeanker an ihnen festgeschraubt werden können.
  • Um einen optimalen Strahlenschutz zu erreichen, ist der Raum zwischen der Decke 1 und dem Boden 3, innerhalb dessen die Lagerschächte angeordnet sind, nach außen hin mittels den Blechwänden 10 abgeschirmt. Wie Figur 3 zeigt, weisen diese Blechwände 10 lediglich im oberen Bereich direkt unterhalb der Decke 1 Kühlluftaustrittsöffnungen 18 auf. Durch diese Öffnungen gelangt das aus den Lagerschächten austretende Kühlgas in den freien Zwischenraum 19 zwischen der Betonummantelung 11 und dem inneren Teil des Brennelementelagers. Wie bereits oben erwähnt, wird die Kühlluft aus diesem Bereich über die Ableitungen 9A abgesaugt und wieder der Kühlluftventilationsstation 9 zugeführt. Damit die Kühlluft nicht in den Zwischenraum 19A unter der Wanne 4 strömen kann, sind Absperrungen 35 vorgesehen, die in der Höhe des Bodens 3 angeordnet sind.
  • Die Betonummantelung 11 ist so ausgebildet, daß sie den inneren Teil des Brennelementelagers um einiges überragt und nach oben hin verschließt. Wie Figur 1 zeigt, ist zwischen der Decke der Betonummantelung 11 und der Decke 1 des Brennelementlagers ein über das gesamte Brennelementelager verfahrbarer Krahn 36 angeordnet. Mit diesem Krahn können die Kannen 14 innerhalb des Brennelementelagers transportiert werden.
  • Nachfolgend wird die Funktionsweise des Brennelementelagers erläutert. Soll beispielsweise in einen der in Figur 1 gezeigten leeren Lagerschächte eine oder mehrere Kannen eingelagert werden, so wird die in der Decke 1 befindliche Be- und Entladeöffnung dieses Lagerschachtes durch Herausnehmen des in den Gußeisenrahmen 25 eingesetzten Stopfens 26 geöffnet. Mit Hilfe des Krahns 36 wird dann die erste Kanne 14 über den Lagerschacht gefahren und abgesenkt. Wie bereits erwähnt, ist die untere Kühllufteintrittsöffnung des Lagerschachtes 8 durch das Ventil 8 bis jetzt noch verschlossen. Durch das Aufsetzen der ersten Kanne 14 auf dieses Ventil wird selbiges durch Belasten seiner Feder geöffnet Die von der Kühlluftventilationsstation 9 in die Wanne 4 eingeleitete Kühlluft strömt jetzt von unten her in das Innere des Lagerschachtes und gewährleistet von jetzt an die Kühlung der ersten eingesetzten Kanne. Auf diese erste Kanne 14 können weitere Kannen aufgesetzt werden.-Jeder Lagerschacht kann bis zu seinem oberen Ende mit Kannen beladen werden. Ist die gewünschte Anzahl der Kannen 14 in dem Lagerschacht angeordnet, so wird der verschließende Stopfen 26 wiederum in die Be- und Entladeöffnung der Decke i eingesetzt. Die Kühlluft wird solange durch den Lagerschacht geleitet, solange in ihm Kannen angeordnet ist. Die nicht beladenen Lagerschächte 2 bleiben weiterhin verschlossen, so daß lediglich nur für die beladenen Lagerschächte 2 Kühlluft bereitgestellt werden muß. Durch eine entsprechende Regeleinrichtung (hier nicht dargestellt) kann der Bedarf an Kühlluft in Abhängigkeit von der Anzahl der beladenen Lagerschächte geregelt werden, wodurch jeweils eine optimale Menge an Kühlluft bereitgestellt werden kann.
  • Leerseite

Claims (25)

  1. Ansprüche 1. Brennelementelager mit einer gegen Strahlung schützenden Decke, die in vorgebbarem Abstand parallel über dem Boden angeordnet ist, wobei der Raum zwischen Boden und Decke mittels gegen Strahlung schützenden Wänden nach außen hin abgeschirmt und innerhalb dessen vertikal angeordnete Lagerschächte installiert sind, die von der Oberseite der Decke aus mit Brennelementen gefüllten Kannen zu be- und entladen und zu verschließen sind, wobei für die Kühlung der Kannen ein Kühlluftkreislauf vorgesehen ist, von dem aus die Kühlluft dem Brennelementelager von unten zugeführt und das gesamte Brennelementelager von einer gegen Strahlung schützenden Betonummantelung umgeben ist, dadurch qekennzeichnet, daß die Decke (1) aus mehreren vorgefertigten Stahlteilen (22) die über mindestens zwei Verbindungselemente (23) zusammengehalten sind, gebildet ist, daß zwischen den Stahlteilen (22) verschließbare Be- und Entladeöffnungen (24,25) für die Lagerschächte (2) angeordnet sind, daß die freien Zwischenräume der Decke (1) mit einem Strahlenschutzmaterial ausgefüllt sind, daß die Decke (1) auf einer Auflagefläche (30) innerhalb der Betonummantelung (11) abgestützt und aufgesetzt und über ein, vorzugsweise mehrere Stützelemente (5) mit dem als Tragrahmen ausgebildeten Boden (3) verbunden ist, auf dessen Oberfläche die Lagerschächte (2)- aufgesetzt sind und dessen Unterseite durch einen gasdichten Hohlkörper (4) verschlossen ist, daß der Weg der Kühlluft direkt durch die Lagerschächte (2) leitbar ist und daß jeder Lagerschacht (2) an beiden Enden mindestens mit einer Kühlluftöffnung (16,18) versehen ist, von denen mindestens eine verschließbar ist.
  2. 2. Brennelementelager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlteile (22) als Doppel-T-Träger ausgebildet und in vorgebbarem Abstand parallel zueinander angeordnet und ihre beiden Enden an je einem Stahlblech (23) befestigt sind.
  3. 3. Brennelementelager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Be- und Entladeöffnung eines Lagerschachtes (2) durch ein Rohrstück (24) und einen Gußeisenrahmen (25) gebildet ist.
  4. 4. Brennelementelager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Rohrstück (24) ein Gußeisenrahmen (25) lösbar aufgesetzt ist, dessen Innen-und Außendurchmesser nach oben hin konisch aufgeweitet ist, daß der Innendurchmesser jedes Gußeisenrahmens (25) im Anschlußbereich gleich dem Innendurchmesser des Rohrstückes (24) ist, und daß in jedem Gußeisenrahmen (25) ein Verschlußstopfen (26) einsetzbar ist.
  5. 5. Brennelementelager nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Rohrstücke (24) senkrecht zu den Laschen der Doppel-T-Träger (22) angeordnet sind, daß zwischen zwei Doppel-T-Trägern (22) mehrere in Reihe angeordnete Rohrstücke (24) installiert sind, daß die Anzahl der Rohrstücke (24) gleich der Anzahl der Lagerschächte (2) ist, daß der Innendurchmesser der Rohrstücke (24) und der Lagerschächte (2) gleich groß ist, und daß die Rohrstücke (24) fest auf die nach oben weisenden Öffnungen der Lagerschächte (2) aufgesetzt sind.
  6. 6. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (5) als Stahlfachwerkkonstruktion ausgebildet sind.
  7. 7. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) aus einem Gitterrost mit einer Vielzahl von Durchlässen (3D) gebildet ist, und daß jeder Lagerschacht (2) mit seiner nach unten weisenden Kühlluftöffnung (16) über je einem Durchlaß (3D) angeordnet ist.
  8. 8. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenkanten des Bodens Hängeanker (6) über Anschlußträger (7) befestigt sind, die an nach innen weisenden Tragelementen (34) der Betonummantelung aufgehängt sind.
  9. 9. Brennelementelager nach einem der vorangegegangenen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Unterseite des Bodens (3r verschließende Hohlkörper (4) eine Wanne ist.
  10. 10.Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Rohrstücken (24) mit Beton und diese Zwischenräume zwischen den Gußeisenrahmen (25) mit Bleiwolle ausgefüllt sind.
  11. 11. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- und/oder Querteilung der Lagerschächte im Grundriß höchstens das 1,5-fache des Kannendurchmessers beträgt.
  12. 12. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, daß zur Luftkühlung des Brennelementelagers außerhalb der Betonummantelung (11) eine Kühlluftventilationsstation (9) installiert ist, daß zur Einleitung der Kühlluft in die Wanne (4) und zur Ableitung der Kühlluft aus dem Zwischenraum (19) eine oder mehrere als Blechkanäle ausgebildete Zu- und Ableitungen (9Z und 9A) vorgesehen sind.
  13. 13. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft durch die Kühlluftöffnung (16) an der Unterseite eines jeden Lagersschachtes (2) einleitbar ist, daß in die Kühlluftöffnung (16) ein federbelastetes Ventil (8) eingesetzt ist, das durch die Masse einer Kanne (14) zu öffnen ist und daß das Ventil (8) aus dem Lagerschacht (2) aufziehbar ist.
  14. 14. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerschacht (2) aus mindestens einem, vorzugsweise mehreren aufeinandergesetzten Betonrohren (2A) gebildet ist, und daß die Räume zwischen den Lagerschächten (2) bewehrt und mit Beton ausgegossen sind.
  15. 15. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerschacht aus mindestens einem, vorzugsweise mehreren aufeinandergesetzten Beton-Vierkantrohren gebildet ist, daß zwischen zwei benachbareten Lagerschächten (2) jeweils eine Dehnungsfuge (21) vorgesehen ist, und daß die Beton-Vierkantrohre (2A) eines jeden Lagerschachtes durch axiale, durch den Beton hindurchgezogene Zuganker (20) zusammengehalten sind.
  16. 16. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen aller Lagerschächte (2) senkrecht zur Decke (1) und zum Boden (3) angeordnet sind.
  17. 17. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerschacht (2) im oberen Bereich direkt unterhalb der Decke (1) in der Seitenbegrenzung mit mindestens einer, vorzugsweise mehreren Kühlluftöffnungen (18) für den Austritt der Kühlluft versehen ist.
  18. 18. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der Decke (1) und dem Boden (3) durch Blechwände (I; nach außen hin abgeschirmt ist.
  19. 19. Brennelementelager nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechwände (10) im oberen Bereich mit Schlitzen (18) für den Austritt der Kühlluft versehen sind.
  20. 20. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand zwischen dem inneren Bereich des Brennelementelagers und der Betonummantelung (11) 200 bis 5oo mm beträgt.
  21. 21. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche l bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Wanne (4) und an den Seitenkanten des Bodens (3) Stützelemente und Puffer (33) befestigt sind.
  22. 22.Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftventilationsstation (9) gasdicht ummantelt und mitschwingend am Innenbereich des Brennelementelagers befestigt ist.
  23. 23. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22, da durch gekennzeichnet, daß die Decke (1) über Streifen (31) aus Polytetrafluoräthylen auf der Auflagefläche (30) abgestützt ist.
  24. 24. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterseite der Wanne (4) und dem Boden der Betonummantelung (11) ein freier Zwischenraum (19A) besteht.
  25. 25. Brennelementelager nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Decke (1) geringfügig größer ist als die des Bodens (3), und daß die Decke (1) und der Boden (3) rechteckig ausgebildet sind.
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