DE2909549C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennelementelager zur La­ gerung von Brennelementen gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Ein derartiges Brennelementelager ist aus der DE-OS 27 30 729 bereits bekannt.

Ein solches Brennelementelager findet Verwendung für die Aufnahme von Kannen, die mit Brennelementen für Kernkraftwerke gefüllt sind.

Es ist bereits ein Lager für in Kannen gefüllte Brennele­ mente bekannt. Dieses Lager weist eine Vielzahl von vertikal angeordneten Lagerschächten auf, die von der Oberfläche der Lagerdecke aus mit den Kannen be- und entladen werden können. Die in der Lagerdecke vorgesehenen 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 Brennelementelager 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 Aufnahme­ kapazität des Brennelementelagers sehr gering ist.

In der DE-Z Kerntechnik 19 Jg. (1977), No. 4, S. 180-187 ist ein Projekt eines Weiterlagers für abgebrannte Brenn­ elemente aus Hochtemperaturreaktoren gezeigt, welches Lagerzellen aufweist, die aus Strahlenschutzgründen ge­ gen die Außenwelt sowie benachbarte Arbeitsräume durch Betonwände abgeschirmt sind. In bekannter Weise sind die Brennelemente in Kannen untergebracht, welche bis zu 4 aufeinandergestapelt in einem aus Rohren zusammenge­ schweißten Lagergestell untergebracht sind. Die von den Brennelementen ausgehende Nachzerfallswärme wird von der in den Lagerzellen befindlichen Luft aufgenommen und an die als Wärmetauscherflächen dienenden Betonwände der Lagerzelle abgegeben, welche von außen mit Atmosphären­ luft gekühlt werden. Die Lagerzellen sind von einer äuß­ eren Betonschale umschlossen einschließlich vorgesehener Versorgungs- und Erschließungszonen.

Eine ähnliche Einrichtung geht aus der DE-OS 27 30 729 hervor, welche ebenfalls zum Lagern bestrahlter bzw. abgebrannter Brennelemente aus Hochtemperatur-Reaktoren dient. Hierfür ist eine Betonkammer vorgesehen, inner­ halb der ein Lagerraum für die mit Brennelementen ge­ füllten Kannen angeordnet ist mit einem Rohrgestell, wel­ ches die Kannen aufnimmt. Die Kühlung der Kannen ist in gleicher Weise vorgesehen wie zuvor, d. h. die erwärmte Luft gibt die aufgenommene Wärme an die Wände der Beton­ kammer ab, die durch von außen mittels Naturzug zuströ­ mender Luft gekühlt werden. Die Betonkammer ist von ei­ ner Betonummantelung umschlossen, welche Durchlaßöffnun­ gen zur Zu- und Ableitung der Kühlluft aufweist. Ober­ halb der Betonkammer befindet sich ein Bedienungsraum, von wo aus der Lagerraum durch verschließbare Öffnungen in der Betondecke der Betonkammer be- und entladen wer­ den kann.

Allen bekannten Ausgestaltungen gemein ist die ungünsti­ ge Raumausnutzung bei der Unterbringung der Kannen, da wegen der unmittelbaren Kühlung sowie der gegenseitigen Strahlungsbeanspruchung der Kannen diese in großen Ab­ ständen zueinander angeordnet sind. Ferner sind die be­ kannten Einrichtungen nicht gegen die Beanspruchungen aus Einwirkungen von außen, z. B. Erdbeben oder Flugzeug­ absturz, bei denen horizontale Beschleunigungen auftre­ ten können, ausgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung zur Lagerung von mit Brennelementen gefüllten Kan­ nen zu schaffen, die mit einem Minimum an umbautem Raum ein Maximum an Lagerkapazität für solche Kannen bietet. Ferner soll das Lager so beschaffen sein, daß extrem hohe von außen einwirkende Kräfte, die von Erdbeben oder Flugzeugabstützen herrühren, keine Schäden am Lager oder den eingelagerten Brennelementbehältern verursachen.

Die Lösung der Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

Die Decke des Brennelementelagers ist innerhalb der Betonummantelung auf nach innen weisen­ den Auflageflächen abgestützt und über vier Stützelemente mit dem Boden fest verbunden. Zwischen diesem Boden und dem Boden der Betonummantelung besteht ein freier Zwischen­ raum. Da der Boden des Brennelementelagers als Tragrammen 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 Bean­ spruchungen. 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.

Gegenüber dem bereits bekannten Brennelementelager ist der Abstand zwischen den Längsachsen zweier jeweils benachbarter Lagerschächte vom ca. 2fachen auf den 1,2- bis 1,5fachen 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 be­ kanntes Brennelementelager aufnehmen soll, ist die Abmessung der Decke und die Anzahl der Lagerschächte dadurch wesentlich verkleinert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert und der mit der Erfindung erzielbare Fort­ schritt dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Brennelemente­ lager,

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.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Brennele­ mentelager, das im wesentlichen eine Decke 1, Lager­ schächte 2, einen Boden 3, eine Wanne 4, Stützelemen­ te 5, Hängeanker 6, Anschlußträger für Hängeanker 7, Abschlußventile 8, eine Kühlluftventilationsstation 9, Blechwände 10 sowie eine Betonummantelung 11 aufweist.

Wie Fig. 1 zeigt, besteht das Brennelementelager aus einem inneren Kernbereich, der von der Betonummantelung 11 umgeben wird. Wie anhand von Fig. 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 recht­ eckige Form, weist jedoch geringfügig kleinere Abmes­ sungen als die Decke 1 auf. In ihren Eckpunkten ist die Decke 1 über je ein Stützelement 5 mit dem Boden 3 verbunden. Die vier Stützelemente sind als Stahlfach­ werkkonstruktionen 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 Stütz­ elemente 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 miteinan­ der verbundene flächig ausgebildete Stahlfachwerke die zur Befestigung jeweils mit dem Eckpunkt und den Seiten­ kanten von Boden und Decke verbunden werden. Zur Er­ höhung der Tragfähigkeit des Brennelementelager können zusätzlich Spannanker 13 verwendet werden. Diese Spann­ anker 13 werden vorzugsweise zwischen zwei auf einer Seite angeordneten Stützelementen 5 abgespannt. Vorzugs­ weise wird jeweils ein Spannanker zwischen dem oberen Ende des einen Stützelementes und dem unteren Ende des zweiten auf der gleichen Seite befindlichen Stützelemen­ tes 5 abgespannt. Ein zweiter Spannanker 13 verbindet das obere Ende des zweiten Stützelementes mit dem unte­ ren Ende des ersten Stützelementes.

Wie anhand von Fig. 2 weiter zu sehen ist, handelt es sich bei dem Boden 3 um einen als Gitterrost ausgebildeten Tragrahmen. Die Stege 3 A des den Boden 3 bildenden Gitterrostes sind so breit, daß auf den jeweils einen Durchlaß 3 D bildenden vier Stegen 3 A ein über dem be­ treffenden Durchlaß 3 D anzuordnender Lagerschacht 2 mit seiner nach unten weisenden Begrenzungsfläche aufge­ setzt und abgestützt werden kann. Die vertikal aufgerichtet nebeinenander angeordneten Lager­ schächte 2 bilden also einen rechteckigen Lagerraum 37, der von der Betonummantelung 11 umgeben ist. Insbesondere sind die Stege 3 A so breit ausgebildet, daß auf jedem die untere Seitenkante von zwei Lagerschächten 2 abgestützt werden können, die über zwei nebeneinanderliegenden Durchlässen 3 D anzuordnen sind. Zusätzlich muß die Breite der Stege 3 A auch noch so groß gewählt werden, daß der erforderliche Mindestabstad zwischen den Lager­ schächten eingehalten werden kann. Die Durchlässe 3 D 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 Begren­ zungsflächen mit den seitlichen Begrenzungsflächen des Bodens 3 fluchten.

Wie bereits oben erwähnt, ist über jedem Durchlaß 3 D des Bodens 3 ein Lagerschacht angeordnet, dessen seitliche Be­ grenzungsflächen auf den den Durchlaß 3 D begrenzenden Ste­ gen 3 A aufgesetzt ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform des Brennelementelagers wird jeder Lager­ schacht 2 durch mehrere aufeinandergesetzte Betonrohre 2 A 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 Lagerschacht und den Kannen 14 verbleibenden freien Raum kann der zur Kühlung der Kannen erforderliche Luftstrom geleitet werden.

Wie anhand von Fig. 1 zu ersehen ist, wird die von der Kühlluftventilationsstation 9 kommende Kühlluft über eine Zuleitung 9 Z in die Wanne 4 eingeleitet. Um die Zufuhr dieser Kühlluft in die Lagerschächte 2 regeln zu können, ist in die als Kühllufteintrittsöffnung dienen­ de, nach unten weisende Öffnung 16 eines jeden Lager­ schachtes 2 ein Ventil 8 eingebaut. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des Brennelementelagers han­ delt es sich um federbelastete Ventile. Jedes dieser Ventile kann durch das Gewicht einer Kanne 14 voll­ ständig 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 zusammen­ gedrückt, daß die, die Öffnung verschließende Fläche 17 bis unterhalb der immer offenen Eintrittsschlitze 8 A des Ventiles 8 abgesenkt wird. Diese Eintritts­ schlitze 8 A ragen in den Bereich der Wanne 4 hinein. Die ständig von der Kühlluftventilation 9 über die Zuleitung 9 Z in die Blechwanne 4 geleitete Kühlluft kann jetzt durch die Öffnungsschlitze 8 A in das Innere des eine Kanne 14 enthaltenden Lagerschachtes 2 ein­ strömen. Bei Bedarf können selbstverständlich mehrere mit der Kühlluftventilationsstation 9 und der Wanne 4 gasdicht verbundene Zuleitungen 9 Z vorgesehen werden. Bei den Zuleitungen 9 Z handelt es sich vorzugs­ weise 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 ver­ sehen. Diese Kühlluftaustrittsöffnungen sind an der seitlichen Begrenzungsfläche eines jeden Lagerschach­ tes 2 angeordnet. Die aus den Lagerschächten 2 austreten­ de Kühlluft strömt in den Zwischenraum 19 zwischen der Betonummantelung 11 und dem inneren Bereich des Brenn­ elementelagers. Von dort wird die Kühlluft über eine oder mehrere ebenfalls als Blechkanäle ausgebildete Ableitungen 9 A abgesaugt und der Kühlluftventilations­ station 9 wieder zugeführt. Bei der hier verwendeten Kühleinrichtung handelt es sich um einen geschlossenen Kühlkreislauf.

Fig. 6 zeigt die Lagerschächte von oben direkt unterhalb der Decke 1 des Brennelementelagers. Wie Fig. 6 zu ent­ nehmen ist, ist der Raum zwischen jedem Lagerschacht 2 bewehrt und mit Beton ausgefüllt. Der Mindestabstand d zwischen den Längsachsen zweier nebeneinanderliegender Lagerschächte 2 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 900 bis 1000 mm. Der Innendurchmesser eines jeden Lager­ schachtes 2 beträgt etwa 762 mm. Die in den Lager­ schächten gestapelten Kannen weisen einen Außendurch­ messer 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 erforder­ liche Kühlluft für die Kannen 14 hindurchgeleitet wer­ den 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 Zwischen­ räume sind bewehrt und vollständig, d. h. vom oberen bis zum unteren Ende der Lagerschächte mit Beton ausge­ füllt.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Lagerschächte direkt unterhalb der Decke 1 des Brennelementelagers einer anderen Ausführungsform der Lager­ schächte. Bei dieser Ausführungsform wird ein jeder Lagerschacht durch das Aufeinandersetzen von mehreren Betonvierkant­ rohren gebildet. Die einzelnen Betonvierkantrohre eines Lagerschachtes sind im äußeren Betongerüst durch mehrere axiale Zuganker parallel zur Achse des Lagerschachtes verspannt. Ein jeder Zug­ anker reicht vom oberen bis zum unteren Ende des Lager­ schachtes 2. Um die innerhalb des Brennelementelagers auftretenden Wärmedehnungen des Materials ausgleichen zu können, ist zwischen den die Lagerschächte bilden­ den Betonvierkantrohren zweier benachbarter Lager­ schächte jeweils eine Dehnungsfuge 21 vorgesehen. Die Breite dieser Fuge beträgt etwa 50 mm. Diese Dehnungs­ fugen erstrecken sich über die gesamte Länge der Lager­ schächte.

Der bei den in Fig. 6 dargestellten Lagerschächten angegebene Abstand d zwischen den Längsachsen zweier benachbarter Lagerschächte ist auch bei dieser Aus­ führungsform einzuhalten. Der Innendurchmesser der in Fig. 7 dargestellten Lagerschächte beträgt ebenfalls etwa 762 mm. Diese Lagerschächte werden ebenso wie die in Fig. 1 dargestellten Lagerschächte 2 auf den als Tragrahmen ausgebildeten Boden aufgesetzt.

Die Höhe der zur Aufnahme der Kannen 14 dienenden Lager­ schächte wird durch die Anzahl der je Lager­ schacht aufzunehmenden 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. Die Decke 1 wird durch mehrere, in vorgebbarem Abstand parallel zueinander angeordnete Doppel-T-Strahlträger 22, gebil­ det. 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 Brenn­ elementelager die Längsachse eines jeden Rohrstückes in einer Ebene mit der Längsachse jeweils eines Lager­ schachtes 2 liegt. Diese Rohrstücke 24 stellen eine Verlängerung der Lagerschächte 2 innerhalb der Decke 1 dar und bilden somit die von außen zugänglichen Öffnungen 25, über die die Lagerschächte mit den Kannen 14 be- und entladen werden können. Der innere Durchmesser der Rohrstücke 24 entspricht dem inneren Durchmesser der Lagerschächte 2. Der zwischen den Rohrstücken 24 bestehen­ de Zwischenraum ist mit Beton oder einem körnigen Strah­ lenschutzmaterial ausgefüllt. Die Höhe der Rohrstücke 24 richtet sich nach der gewünschten Dicke der Decke.

Wie anhand von Fig. 5 veranschaulicht wird, ist auf das obere Ende eines jeden Rohrstückes ein Gußeisen­ rahmen 38 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 38 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 38 verbleibenden Spalte werden vorzugsweise mit Bleiwolle ausgefüllt. Die beiden Stahl­ bleche 23, mit denen die Doppel-T-Träger 22 zusammenge­ halten 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 Lagerraum 37 des Brennele­ mentelagers ist zum Schutz der Umgebung gegen Strahlung zusätzlich innerhalb einer Betonummantelung 11 angeord­ net. 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 Polytetra­ fluoräthylen aufgetragen. Die Dicke der Schicht ist frei wählbar, inbesondere 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 Betonum­ mantelung 11 ein freier Raum 32 von einigen Zentimetern Breite verbleibt. Da die Abmessungen der Decke 1 gering­ fügig 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 des Kühlkreislaufes 9 erwähnt ist. Die innerhalb der Betonummantelung 11 angeordnete Auflage­ fläche 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 eben­ falls ein freier Zwischenraum 19 A verbleibt. Dadurch wird eine pendelnde Aufhängung des inneren Brennelemente­ lagerteiles (Lagerraum 37) gewährleistet.

Um bei Belastungen des Wannenbodens durch extrem hohe Kräfte ein Durchbiegen desselben zu vermeiden, können wie in Fig. 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 Unter­ seite der Wanne vor einer Deformation. Weitere Stütz­ elemente oder Puffer 33 sind an den Seitenkanten 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 zwei­ ten 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 so weit in den freien Zwischen­ raum 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 Fig. 3 zeigt, weisen diese Blechwände 10 lediglich im oberen Bereich direkt unterhalb der Decke 1 Kühlluftaustritts­ öffnungen 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 9 A abgesaugt und wieder der Kühl­ luftventilationsstation 9 zugeführt. Damit die Kühlluft nicht in den Zwischenraum 19 A 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 Fig. 1 zeigt, ist zwischen der Decke der Betonummantelung 11 und der Decke 1 des Brennelementelagers ein über das gesamte Brennelementelager verfahrbarer Kran 36 ange­ ordnet. Mit diesem Kran können die Kannen 14 innerhalb des Brennelementelagers transportiert werden.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des Brennelemente­ lagers erläutert. Soll beispielsweise in einen der in Fig. 1 gezeigten leeren Lagerschächte eine oder mehrere Kannen eingelagert werden, so wird die in der Decke 1 befindliche Be- und Entladeöffnung 25 dieses Lagerschachtes durch Herausnehmen des in den Gußeisenrahmen 38 eingesetzten Stopfens 26 geöffnet. Mit Hilfe des Krans 36 wird dann die erste Kanne 14 über den Lagerschacht gefahren und abgesenkt. Wie bereits erwähnt, ist die untere Kühllufteintrittsöffnung des Lagerschachtes 2 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 einge­ leitete 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 Entlade­ öffnung der Decke 1 eingesetzt. Die Kühlluft wird so lange durch den Lagerschacht geleitet, solange in ihm wenigstens eine Kanne 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.

Claims (15)

1. Brennelementelager zur trockenen Lagerung von kugelförmigen Brennelementen

• a) bei dem die Brennelemente in zu mehreren aufeinander­ gesetzten Kannen in vertikalen Lagerschächten (2) untergebracht sind,
• b) bei dem eine Anzahl von Lagerschächten vertikal auf­ gerichtet nebeneinander angeordnet sind, um einen rechteckigen Lagerraum (37) zu bilden, der mit einer Betonummantelung (11) umgeben ist,
• c) bei dem der Lagerraum (37) einen rechteckigen Boden (3) mit Durchlaßöffnungen (3 D) und eine Decke (1) mit Be- und Entladeöffnungen (25) aufweist,
• d) bei dem die Lagerschächte (2) jeweils über einer im Boden (3) befindlichen Durchlaßöffnung (3 D) aufge­ setzt sind, durch welche Kühlluft von unten durch Kühlluftöffnungen (16) in den Lagerschächten (2) in diese einströmt und durch am oberen Ende jedes Lager­ schachtes (2) angeordnete weitere Kühlluftöffnungen (18) wieder ausströmt,

dadurch gekennzeichnet,

• e) daß die Lagerschächte (2) aus einer Anzahl von neben­ einander angeordneten Betonrohren (2 A) gebildet wer­ den, die die aufeinandergesetzten Kannen aufnehmen,
• f) daß der Lagerraum (37) durch die aus mehreren Stahl­ teilen (22) zusammengesetzte Decke (1) und den mit­ tels Stützelementen (5) mit der Decke (1) verbundenen Boden (3) gebildet ist,
• g) daß der Boden (3) als rechteckiger Tragrahmen ausge­ bildet ist und mittels an seinen Längskanten über Anschlußträger (7) befestigter Hängeanker (6) pen­ delnd an Tragelementen (34) der Betonummantelung (11) aufgehängt ist,
• h) daß eine Kühlluftventilationsstation (9) vorgesehen ist, die über die Zu- und Ableitungen (9 Z; 9 A) Kühl­ luft in die Lagerschächte (2) zur Kühlung der darin befindlichen Kannen (14) fördert.

2. Brennelementelager nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß die Decke (1) aus mehreren Doppel-T-Trägern (22) zusammengesetzt ist, die mittels an ihren Enden befe­ stigter Verbindungsbleche parallel zueinander im Abstand fixiert sind,
daß die Verbindungsbleche zwischen sich die Be- und Ent­ ladungsöffnungen (25) für die darunter befindlichen La­ gerschächte (2) aufweisen.

3. Brennelementelager nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet,
daß die Stützelemente (5) als Stahlfachwerkskonstruktion ausgebildet sind,
daß die Stützelemente (5) mittels Spannankern (13) ver­ spannt sind, um die Tragfähigkeit des Lagerraums (37) zu erhöhen.

4. Brennelementelager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Be- und Entladeöffnung (25) eines Lagerschachts (2) durch ein Rohrstück (24) und einen abnehmbar darauf gesetzten Gußeisenrahmen (38) gebildet ist.

5. Brennelementelager nach Anspruch 2 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Rohrstücken (24) mit Beton und die Zwischenräume zwischen den Gußeisenrahmen (38) mit Bleiwolle ausgefüllt sind.

6. Brennelementelager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerschacht (2) aus mehreren aufeinanderge­ setzten Betonrohren (2 A) gebildet ist, die mit Beton umgossen sind.

7. Brennelementelager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonrohre (2 A) Vierkantrohre sind, die im Ab­ stand zueinander angeordnet sind, so daß zwischen be­ nachbarten Betonrohren (2 A) jeweils eine Dehnungsfuge (21) entsteht.

8. Brennelementelager nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Betonrohre (2 A) mittels durch den Beton geführ­ ter Zuganker (20) axial zusammengehalten sind.

9. Brennelementelager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) an seiner Unterseite von einer Blech­ wanne (4) gasdicht abgeschirmt ist, die zur Führung der von der Kühlluftventilationsstation kommenden Kühlluft in die Lagerschächte (2) dient.

10. Brennelementelager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Blechwanne (4) und die Seitenkan­ ten des Bodens (3) mit Puffern (33) versehen sind.

11. Brennelementelager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerraum (37) seitlich mit Blechwänden (10) vom Boden (3) bis zur Decke (1) strahlensicher abgeschirmt sind, die zwischen sich und der Betonummantelung einen Zwischenraum (19) von 200 bis 500 mm lichter Weite auf­ weisen.

12. Brennelementelager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftventilationsstation (9) außerhalb der Betonummantelung (11) angeordnet ist, daß die zur Verbindung mit dem Lagerraum vorgesehenen Zu- und Ableitungen (9 Z, 9 A) für die Kühlluft gelenkig ausgebildet sind um Pendelbewegungen des Lagerraums auf­ zunehmen.

13. Brennelementelager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die unteren Kühlluftöffnungen (16) jedes Lager­ schachts (2) federbelastete Ventile (8) eingesetzt sind, welche durch die Masse einer Kanne (14) öffnen und Kühl­ luft in den Lagerschacht (2) einströmen lassen, nach dem Entladen der Kanne (14) jedoch selbsttätig schließen und den Durchtritt von Kühlluft unterbinden.

14. Brennelementelager nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Lagerschächte (2) geringfügig größer ist als der der Kannen (14), so daß ein Ringspalt von etwa 50 mm Weite entsteht, durch die Kühlluft strömt.