DE3014252A1

DE3014252A1 - Trockenlager fuer verbrachte kernreaktor-brennelemente

Info

Publication number: DE3014252A1
Application number: DE19803014252
Authority: DE
Inventors: Zdenek Dipl.-Ing. 6116 Eppertshausen Charvat; Hans Ing.(grad.) 6072 Dreieich Feind; Ernst Ing.(grad.) 8757 Karlstein Höger
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1980-04-14
Filing date: 1980-04-14
Publication date: 1981-10-15

Description

Trockenlager für verbrauchte Kernreaktor-Brennelemente
Die Erfindung betrifft ein Trockenlager für verbrauchte Kernreaktor-Brennelemente, die in Lagerrohren eingeschlossen sind und durch Luft gekühlt werden, die die Wärme bei einer von unten nach oben führenden Strömung aufnimmt und an eine Wärmesenke im oberen Teil eines Lagergebäudes abgibt, wobei die Lagerrohre in Schächten des Lagergebäudes gestapelt sind, die in vertikaler Richtung verlaufen und an einem Ende eine Ladevorrichtung aufweisen.
Aus der Zeitschrift "Nuclear Engineering International", Mai 1979, Seiten 72 bis 75, ist es bekannt, daß man die Brennelemente von gasgekühlten Kernreaktoren in Behältern aufbewahrt, die dann mit Luft gekühlt werden. Die Behälter sind in einem Lager bewegbar angeordnet, weil sie von einer Stelle, an der sie beladen werden, an eine andere Lagerposition gebracht werden. Die Behälter, die als Lagerrohre bezeichnet werden können, obwohl sie nur eine geringe Länge haben, sind vertikal orientiert.
In der älteren Patentanmeldung P 29 29 790.3 wird vorgeschlagen, daß die Lagerrohre an beiden Enden Distanzstücke aufweisen, die über den dazwischen liegenden Querschnitt der Lagerrohre hinausragen und daß die Lagerrohre bei Transport und Lagerung eine liegende Stellung einnehmen. Damit wird eine größere Sicherheit gegen Störungen erreicht, weil der Transport in horizontaler Lage einfacher und günstiger ist, denn die Lagerrohre sind wesentlich weniger hoch anzuheben. Außerdem wird die Absturzgefahr kleiner und die Gefahr des Kippens ist beseitigt.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Gefahr durch Störungen beim Transport weiter zu verringern. Zu diesem Zweck ist bei dem eingangs genannten Trockenlager erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Ladevorrichtung unterhalb der Schächte in einem als Transportweg ausgebildeten Zuführungsschacht für Kühlluft vorgesehen ist. Hier werden die Schächte von unten beladen. Dies bedeutet, daß ein Absturz der Lagerrohre praktisch nur über eine Höhe erfolgen kann, die annähernd so groß wie die Breitenabmessungen der Lagerrohre ist.
Die Ladevorrichtung weist vorteilhaft ein starres Hubwerk mit einer Spindel, einem Kniehebel oder dergleichen auf.
Dies ist stabiler und leichter für Fernbetätigung einzurichten als Seile, die sonst bei von oben wirkenden Ladevorrichtungen eingesetzt werden. Der maximale Weg eines solchen Hubwerkes ist dabei der untersten Position eines Lagerrohres in den Schächten zugeordnet. Die darüber liegenden Positionen werden dadurch erreicht, daß die oberen Lagerrohre von den unteren angehoben werden.
Die Schächte weisen zweckmäßig Halteeinrichtungen für die Lagerrohre auf. Diese Halteeinrichtungen können mit der Ladevorrichtung zusammenwirken, d.h. sie können beim Einsatz der Ladevorrichtung automatisch betätigt werden. Vorzugsweise umfassen die Halteeinrichtungen Klinken, die an den Lagerrohren angreifen.
Da die Schächte bei der Erfindung von unten beladen werden, kann man die Erfindung dadurch weiterbilden, daß das der Ladevorrichtung abgekehrte Ende der Schächte entsprechend einer als Spitzdach ausgeführten Oberseite des Lagergebäudes unterschiedlich hoch liegt. Dies ist deswegen vorteilhaft, weil man damit die Luftkühlung verbessern kann.
Insbesondere ist es günstig, wenn die Oberseite der Schächte von einer der Dachform angepaßten schrägen Wand gebildet wird, die mit der Oberseite des Lagergebäudes einen nach unten führenden Kühlluftkanal begrenzt. Die Wand kann vorteilhaft aus einem die Wärme schlecht leitenden Material bestehen. Sie kann aber auch eine Wärmeisolierschicht umfassen. Wesentlich ist, daß zur Verbesserung der natürlichen Konvektion die im Inneren in den Schächten aufsteigende warme Luft von der kälteren Luft getrennt wird, die ihre Wärme direkt oder über besondere Wärmetauscher an die Wärmesenke im oberen Teil des Lagergebäudes abgegeben hat.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 1 in einem Vertikalschnitt, in Fig. 2 in einem Horizontalschnitt und in Fig. 3 in einer Einzeldarstellung in größerem Maßstab gezeichnet ist.
Das vereinfacht dargestellte Trockenlager dient zur Aufnahme von verbrauchten Brennelementen von vorzugsweise Leichtwasserreaktoren. Diese sind in Lagerrohren 1 eingeschlossen. Die Lagerrohre 1 sind zum Beispiel im wesentlichen zylindrische Rörper mit einem Durchmesser von 40 cm und einer Länge von vier oder mehr Metern. An beiden Enden sitzen Distanzstücke 2, mit denen die Lagerrohre 1 verstärkt sind, so daß sie eine für eine Stapelung ausreichende mechanische Festigkeit besitzen.
Die Lagerrohre 1 werden in Schächten 4 in einem Lagergebäude 5 Ubereinandergestapelt, das aus Beton besteht.
Die Schächte 4 verlaufen vertikal von einem unteren Zuführungsschacht 8 für Kühlluft nach oben bis zu Trennwänden 6, 9, die den geneigten Dachflächen 10 und 11 des Spitzdaches 12 angepaßt sind. Die Trennwände 6, 9 bilden zusammen mit den Dachflächen 10 und 11 nach unten führende Luftschächte 13, an deren oberem Ende unterhalb des Dachfirstes 14 Wärmetauscher 15 und 16 angeordnet sind.
Die Wärmetauscher 15, 16 dienen als Wärmesenke. Sie enthalten ein geeignetes Kühlmedium, mit dem die Wärme aus dem Inneren des Lagergebäudes 5 vorzugsweise an die das Gebäude umgebende Atmosphäre abgeführt werden kann. Dadurch ergibt sich im Inneren des Lagergebäudes 5 die durch die Pfeile 17 angedeutete Luftkühlung durch Naturumlauf.
Der Zuführungsschacht 8 ist bei der Erfindung als Transportweg vorgesehen. Er enthält die in Fig. 3 dargestellte Ladevorrichtung 20, die einen Wagen 21 und ein Hubwerk 22 mit einer Spindel 23 umfaßt. Der Wagen kann, wie in Fig. 1 durch den Pfeil 25 angedeutet ist, zwischen den einzelnen Schächten 4 und einer nicht weiter dargestellten Übergabestation bewegt werden, bei der die Lagerrohre 1 auf den Wagen 21 gesetzt werden. Die Ubergabestation kann an dem nicht dargestellten Ende des Lagergebäudes 5 liegen, so daß die Wagen 21 zusätzlich zu der durch den Pfeil 25 angedeuteten Fahrbewegung noch die in Fig. 2 mit den Pfeilen 26 und 27 dargestellten Fahrbewegungen ausführen.
Die Fig. 3 läßt deutlich erkennen, daß in einem Schacht 4 die Lagerrohre 1 mit den Distanzstücken 2 dbereinandergestapelt sind. Lediglich das unterste Lagerrohr ist mit zwei Klinken 28 und 29 gehalten, die Jeweils einem Distanzstück 2 zugeordnet sind. Beim Einschieben eines weiteren Lagerrohres 1 werden die Klinken 28, 29 beiseite geschwenkt, wie bei 30 dargestellt ist, weil das Lagerrohr 1 mit dem Hubwerk 22 dann das Gewicht aller darüberliegender Lagerrohre 1 aufnimmt. Außerdem zeigt die Fig. 3 deutlich, daß der maximale Weg des Hubwerkes 22, der durch den Pfeil 32 angedeutet ist, nur bis in die Lage des untersten Lagerrohres zu führen braucht, d.h. nur so weit, daß das in Fig. 3 gestrichelt ange- deutete Lagerrohr in die Stellung des von den Klinken 28 und 29 gehaltenen Lagerrohres kommt. Damit ist auch die Höhe eines denkbaren Absturzes auf diese geringe Hubhöhe begrenzt.
Die Trennwände 6, 9 sind beim Ausführungsbeispiel aus besonders wärmeisolierendem Material hergestellt. Gut geeignet dafür ist Beton mit hoher Porösität. Man kann aber auch besondere Wärmedämmschichten vorsehen, wenn die Trennwände 6, 9 mechanisch belastbar sein sollen.
9 PatentansprUche 3 Figuren

Claims

Patentansrüche Trockenlager für verbrauchte Kernreaktor-Brennelemente, die in Lagerrohren eingeschlossen sind und durch Luft gekühlt werden, die die Wärme bei einer von unten nach oben führenden Strömung aufnimmt und an eine Wärme senke im oberen Teil eines Lagergebäudes abgibt, wobei die Lagerrohre in Schächten des Lagergebäudes gestapelt sind, die in vertikaler Richtung verlaufen und an einem Ende eine Ladevorrichtung aufweisen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Ladevorrichtung (20) unterhalb der Schächte (4) in einem als Transportweg ausgebildeten Zuführungsschacht (8) für Kühlluft vorgesehen ist.
2. Trockenlager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Ladevorrichtung (20) ein Hubwerk (22) mit einer Spindel, einem Kniehebel oder dergleichen zum Anheben und Absenken der Lagerrohre (1) aufweist und daß der maximale Weg des Hubwerkes der untersten Position eines Lagerrohres (1) in den Schächten (L) zugeordnet ist.
3. Trockenlager nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schächte (4) Halteeinrichtungen (28, 29) für die Lagerrohre (1) aufweisen.
4. Trockenlager nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Halteeinrichtungen (28, 29) mit der Ladevorrichtung (20) zusammenwirken.
5. Trockenlager nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Halteeinrichtungen Klinken (28, 29) umfassen, die an den Lagerrohren (1) angreifen.
6. Trockenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das der Ladevorrichtung (20) abgekehrte Ende der Schächte (4) entsprechend einer als Spitzdach (12) ausgeführten Oberseite des Lagergebäudes unterschiedlich hoch liegt.
7. Trockenlager nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Oberseite der Schächte von einer der Dachform (12) angepaßten schrägen Wand (6, 9) gebildet wird, die mit der Oberseite (10, ii) des Lagergebäudes (5) einen nach unten führenden KUhlluftkanal (13) begrenzt.
8. Trockenlager nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Wand (6, 9) aus einem die Wärme schlecht leitenden Material besteht.
9. Trockenlager nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Wand (6, 9) eine Wärme isolierschicht umfaßt.