DE2943459A1

DE2943459A1 - Lagergestell fuer waermeproduzierende stoffe

Info

Publication number: DE2943459A1
Application number: DE19792943459
Authority: DE
Inventors: Helmut Freund; Michael 6450 Hanau Keller; Ortwin Knappe
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1979-10-27
Filing date: 1979-10-27
Publication date: 1981-05-07

Description

Laeergestell für wcrmeproduzierende Stoffe
Die Erfindung betrifft ein Lagergestell für wärmeproduzierende Stoffe, insbesondere für radioaktive Abfälle, in Naß- oder Trockenlagern, bestehend aus Rohrschächten mit kreisförmigen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitten, die flächenparallel fluchtend oder versetzt angeordnet sind. In die vertikal angeordnete Rohrschächte wird das Lagergut eingebracht, das vom Kühlmedium, beispielsweise Wasser oder Luft, umströmt wird, das die anfallende Wärme aufnimmt und aus dem Lagerschacht abführt.
Wärmeproduzierende Stoffe, insbesondere radioaktive Abfälle, wie abgebrannte Brennelemente, verglaster hochaktiver Waste oder in Kannen abgefülltes aktives Edelgas, werden im allgemeinen in Lagergestelle in Naß- oder Trockenlagern eingelagert.
Solche Lagergestelle sind in großer Anzahl bekannt (z. B.
DE-OSen 28 36 762, 27 53 468, DE-GM 76 24 867, 78 22 589).
Diesen Konstruktionen ist gemeinsam, daß sie aus einem die Rohrschächte enthaltenden Trägergerüst bestehen, das die Belastungen des Lagergutes und der Rohrschächte aufnimmt und über einen Grundrahmen in die Bodenplatte der Lagerzelle abträgt. Durch die zu tragenden Belastungen muß das Trägergerüst sehr massiv ausgeführt werden mit zusätzlichen Elementen zwischen den einzelnen Rohrschächten, wodurch snch das Rastermaß des Lagergestells vergrößert und zu erhöhtem Raumbedarf führt.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lagergestell für wärmeproduzierende Stoffe, insbesondere für radioaktive Abfälle, in NaP,- und Trockenlagern zu finden, bestehend aus Rohrschächten mit kreisförmigen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitten, die flächenparallel fluchtend oder versetzt angeordnet sind, wobei das Lagergestell eigenstabil sein und einen möglichst geringen Raumbedarf benötigen sollte.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrschächte in einer dichtestmöglichen Anordnung zusammengestellt und die Rohrenden gegenseitig mit Schrauben verbunden sind.
Die Abbildungen I bis V zeigen schematisch beispielhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lagergestells.
Das Lagergestell setzt sich aus --moglichst dicht angeordneten Rohrschächten (1) zusamin--en, die beispielsseise einen runden (Abbildung Ia) oder rechteckigen Querschnitt (Abbildung Ib) besitzen konnen und flächenparallel fluchtend (Abbildung Ib) oder versetzt (Abbildung Ic) zusammengestellt sind, Durch ?ie möglichst dichteAnordnung der einzelnen Rohrschächte (1) und die gegenseitige Verbindung der Rohrenden (2) mit Hilfe von Schrauben (3) entsteht ein räumliches Fachwerk mit einer obenliegenden Druckgurtebene (4) und einer untenliegenden Zuggurtebene (5), das eigenstabil ist, da die Rohrschächte (1) als wesentliche Tragwerkteile dienen. Vorzugsweise werden die Rohrenden (2) im Bereich des Druckgurtes (4) und des Zuggurtes (5) mit Hilfe von Rohrkragen (6) versteift, beispielsweise mit zusätzlich aufgestulpten Rohrstücken. Vorteilhafterweise werden die Rohrkragen (6) mit Einsenkungen (7) zur Aufnahme der Schraubverbindungen versehen, vorallem bei engen Lichtraumprofilen der Rohrschächte (1).
Die Auflagerung der erfindungsgemäßen Lagergestelle erfolgt vorzugsweise in Höhe der Druckgurtebene , indem an der Außenseite des oberen Lagergestellrandes bzw. Druckgurtes (4) Auflager (8) angebracht sind, um Stabilitätsprobleme bei horizontalen Einwirkungen, wie z. B. bei Erdbeben, zu vermeiden.
Auf räumliche diagonale Aussteifungen des Lagergestells kann verzichtet werden, da die Rohrverbindungen bei der kompakten Schachtanordnung einen biegesteifen Anschluß der Rohrschächte (1) an den Obergurt (4) und Untergurt (5) aufweisen. Ein seitliches Ausknicken der Obergurtebene infolge der Druckkräfte scheidet aufgrund der scheibenförmigen Tragwirkung der Gurtebene aus. Neben der Erdbebensicherheit bietet die Auflagerung des Lagergestells in Höhe der Obergurtebene zusätzlich den Vorteil, daß der Boden des Lagerbeckens nicht belastet wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Auflager (8) am oberen Lagergestellrand huber Hängestangen (9) mit weiteren Auflagern (10) auf dem Beckenrand (11) verbunden sind. Besonders bei der Umrüstung bestehender Lagerbecken auf Kompaktlager mit erhöhten Nutzlasten ergeben sich durch an den Beckenwänden aufgehängte Lagergestelle besondere Vorteile. Die Beckenwände können im allgemeinen die Auflagerlasten sicher aufnehmen und weiterleiten.
Die Schraubenverbindungen zwischen den einzelnen Rohrschächten (1) sollen vorzugsweise nur auf Abscheren beansprucht werden, damit die Rohrenden (2) bzw. Rohrkragen (6) nur geringe quergerichtete Kräfte übertragen müssen. Diese Forderung ist bei kreisförmigen Schächten bei hexagonaler Anordnung weitgehend erfüllt. Im Falle rechteckförmiger (speziell quadratischer) Schachtquerschnitte entstehen nur Scherkräfte in den Schrauben (3), sofern die Rohrschächte (1) versetzt angeordnet werden (Abbildung Ic); bei fluchtender Anordnung der Rohrschächte (1) übernehmen vorteilhafterweise zusätzliche Stegbleche (12) neben den verschraubten Rohrenden (2) die Aufgabe der Querkraftübertragung zu den Auflagern <3) hin. Die Stegbleche <12) sind dabei ebenfalls mit den Rohrenden (2) verschraubt.
Bei Verwendung von Rohrkragen (6) entsteht zwischen den RQhrschächten <1) ein Spalt, der vorteilhafterweise zur Aufnahme von zusätzlichen Schutzplatten (13), wie z. B. Wärmeisolierungen bei Trockenlagern oder Neutronenabsorberplatten bei Brennelementlagern, dienen kann. Die Schutzplatten (13) können mit Hilfe von Abstandhaltern fixiert werden. E4- aus rutschen dieser lose eingelegten Schutzplatten (13) am Lagergestellrand kann durch Stoppleisten (14) verhindert werden, die an der Ober- und Untergurtebene entlang des Lagergestellumfanges mit verschraubt werden. Die fluchtende Rohrschachtanordnung (Abbildung Ic) bietet den Vorteil, daß die Schutzplatten (13) in das fertig montierte Lagergestell nachträglich eingeschoben bzw. herausgenommen und ersetzt werden können.
Das erfindungsgemäße Lagergestell ist aufgrund der einzeln aneinandergeschraubten Rohrschächte (1) und der räumlichen Tragwirkung des Systems in der Anorndung der Schächte sehr flexibel und kann deshalb in einfacher Weise an alle Konfigurationen der Lagerzelle angepaßt werden. Zudem ist es möglich, das Lagergestell nachträglich modulartig zu erweitern bzw. zu verkleinern in dem weitere Rohrschächte an das bestehende Gestell angeschraubt bzw. abgeschraubt werden.
Auch die Demontage und Beseitigung des Lagergestells gestaltet sich gegenüber geschweißten Konstruktionen sehr einfach, da lediglich die Schraubenverbindungen an den Rohrenden gelöst werden müssen.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Lagergestell für wärmeproduzierende Stoffe, insbesondere für radioaktive Abfälle, in Naß- oder Trockenlagern, bestehende aus Rohrschächten mit kreisförmigen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitten, die flächenparallel fluchtend oder versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschächte (1) in einer dichtestmöglichen Anordnung zusammengestellt und die Rohrenden (2) gegenseitig mit Schrauben (3) verbunden sind.
2. Lagergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschächte (1) an den Rohrenden (2) durch Rohrkragen (6) verstärkt sind.
3. Lagergestell nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrkragen (6) Einsenkungen (7) für die Schraubenverbindungen besitzen.
4. Lagergestell nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenr,7eicnnet, da3 an der Außenseite des oberen Lagergestellrands .A f- Aflager (3) angebracht sind.
r. Lagergestell nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dad die Auflager (8) am oberen Lagergestelirand über Hängestangen (9) mit weiteren Auflagern (10) auf dem Beckenrand (11) verbunden sind.
6. Lagergestell nach Anspruch 1 bis 5, dadurch rekennzeichnet, daß bei rechteckförmigen Rohrquerschnitten und fluchtender Anordnung Stegbleche (12) zwischen den Rohrenden (2) in Richtung der Auflager (8) angeordnet und mit den Rohrenden (2) verschraubt sind.
7. Lagergestell nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rohrschächten (1) zusätzliche Schutzplatten (13) zur Neutronenabsorption oder Wärmeisolierung lese eingeschoben sind.