DE3018857C2 - Verfahren und Einrichtung zur Einbringung von radioaktiven langgestreckten, metallischen Bauteilen in einen Abschirmbehälter - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Einbringung von radioaktiven langgestreckten, metallischen Bauteilen in einen AbschirmbehälterInfo
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- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
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- G21F9/28—Treating solids
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von radioaktiven langgestreckten, metallischen Bauteilen
in einen Abschirmbehälter, bei dem die Bauteile zu einer Spule gewickelt und die Spule in dem Abschirmbehälter
untergebracht wird.
Bei dem aus der französischen Offenlegungsschrift 23 53 117 bekannten Verfahren der oben genannten Art
soll körniges oder pulverförmiges radioaktives Material über einen Trichter auf einen Blechstreifen aufgegeben
werden, der unmittelbar danach zu eiivm Rohr gebogen
wird. Das Rohr wird verschweißt und dann in einem Ziehvorgang gelängt und verdünnt. Damit soll die räumliche
Verteilung des radioaktiven Materials optimiert werden, wobei die dichteste möglich Anordnung angestrebt
wird, die ohne Erreichen einer unzulässigen Kritikalität oder zu starken Erwärmung möglich ist. Das umhüllte
Material kann dann u. a. zu einer Spule gewickelt und so in einem Normfaß untergebracht werden.
Es ist ferner aus der DE-OS 28 18 781 bekannt, daß Brennstäbe von verbrauchten Kernreaktor-Brennelementen
mit Hilfe einer einschließenden Hülle zu einer Platte verbunden werden. Diese Platte wird dann zu
einer Rolle aufgewickelt, die in einem Schutzbehälter untergebracht wird.
Die bekannten Verfahren sind in ihren einzelnen Schritten sehr aufwendig, so daß sie bisher keinen Eingang
in die Praxis gefunden haben. Vielmehr hat man bisher pulverförmig anfallende radioaktive Abfälle, wie
die in der französischen Offenleg'jngsschrift 23 53 117
ausdrücklich erwähnten Ionenaustauscherharze, immer durch die Vermischung mit fließfähigen Bindemitteln zu
kompakten Körpern verarbeitet.
Die in der Praxis bewährte Mischung mit Bindemitteln ist jedoch nicht für Instrumentierungssonden aus
Kernkraftwerken geeignet, die von Haus aus bei einer viele Meter betragenden Länge nur einen extrem kleinen
Durchmesser haben. Hier hat man sich, wie zum Beispiel aus der Zeitschrift »Nuclear Engineering International«,
September 1982, Seiten 52 und 53 bekannt ist,
mit einem Zertrennen solcher Sonden in kurze Abschnitte beholfen. Die kurzen Abschnitte wurden dann
in übliche Transportbehälter, zum Beispiel in die bekannten Nonnfässer mit 2001 Inhalt, eingefüllt und abtransportiert
Die Zerlegung ist jedoch wegen der Aktivierung solcher Bauteile schwierig. Aus dem gleichen
Grund ist der Abtransport ohne besondere Abschirmung allenfalls bis zu einer Verarbeitungsstätte möglich,
in der die Teils in eine für die Entlagerung geeignete Form gebracht werden müssen, zum Beispiel durch
Einbetten in Beton, der für die notwendige Abschirmung sorgt
Die Erfindung gehl demgegenüber von der Aufgabe aus, die Endlagerung der vorgenannten Bauteile auf einfache
Weise und vor allem mit weniger Personaleinsatz in strahlungsgefährdeter Umgebung zu erreichen. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst daß bei Bauteilen, insbesondere Instrumentierungssonden, aus einem Reaktordruckbehälter
diese mit dem Aufwickeln auf einen Spulenkörper durch eine fernbedienbare Wickelmaschine
aus dem Reaktordruckbehälter herausgezogen werden und daß der Spulenkörper beim Aufwickeln in dem Abschirmbehälter
untergebracht ist und der Abschirmbehälter dann mit einem strahlungssicheren Verschluß
versehen wird.
Bei der Erfindung entfällt das bisherige Zerlegen der Bauteile vollständig. Außerdem kann das bei der Erfindung
vorgesehene Aufwickeln auf einen Spulenkörper der einzige Arbeitsgang sein, der für die Endlagerung
erforderlich ist weil der Abschirmbehälter selbst so ausgebildet werden kann, daß er für eine Endlagerung geeignet
ist. Dabei kann der Spulenkörper auch während des Bewickeins in den Abschirmbehälter hineinbewegt
werden. Man erreicht auf diese Weise eine bestimmte Führung des Wickelgutes auf dem Spulenkörper. Bei
mehrlagiger Aufwicklung kann die Bewegung hin- und hergehend sein, wobei zweckmäßigerweise dafür gesorgt
wird, daß der Spulenkörper am Ende des Wickelvorganges
in der tiefsten Stellung innerhalb des Abschirmbehä'ters sitzt
Als Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung kann auf einem Grundrahmen ein Antriebsmotor
und ein Getriebe angeordnet sein, das mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist und eine Welle mit
einer Drehbewegung und einer Längsbewegung in Richtung der Drehachse betätigt. Auf dem gleichen
Grundrahmen ist ein topfförmiger Abschirmbehältei lösbar so befestigt, daß seine Öffnung der Welle zugekehrt
ist. In dieser Öffnung sitzt ein Spulenkörper, der über eine lösbare Kupplung mit der Welle verbunden
ist.
Der Abschirmbehälter besteht aus einem geeigneten Abschirmmaterial. Im Hinblick auf die mechanischen
Beanspruchungen sind hierfür Stahl- oder Gußeisen gut geeignet. Es kann jich aber auch um metallisch verstärktes
mineralisches Material, wie Beton handeln. Die Wandstärke wird im Hinblick auf die zulässige Oberflächendosisleistung
bemessen. Sie wird üblicherweise zwischen 200 und 400 mm liegen.
Die öffnungen des Abschirmbehälters können mit eo
einschfäübbären Abschirmstopfen zu verschließen sein. Dabei sollte der für das Einsetzen des Spulenkörpers
vorgesehene Hauptstopfen eine Welle aufweisen, die die Betätigung des Spulenkörpers bei aufgesetztem
Stopfen ermöglicht.
Der Spulenkörper wird zweckmäßigerweise mit der fliegenden Lagerung im Abschirmkörper befestigt. Zu
diesem Zweck kann er auf einem Dorn in der öffnung des Abschirmbehälter sitzen. Dabei kann der Spulenkörper
als Ganzes oder mit einem besonderen Spulenteil bei der Drehbewegung der Welle während des Aufwickelvorganges
hin- und herbewegbar angeordnet sein. Die zu dieser Längsbewegung erforderliche Kraft
kann von dem Wickelgut ausgeübt werden. Ferner kann dem Spulenkörper ein Hüllrohr zugeordnet sein, das ein
elastisches Aufspringen des Wickelgutes verhindert und damit den Außendurchmesser festlegt. Das Hüllrohr
kann mit dem Spulenkörper verbunden werden, um mit diesem einen gut zu transportierenden Körper zu bilden.
Besonders günstig ist es, wenn der Abschirmbehälter eine tangential an den Umfang des Spulenkörpers führende
Bohrung aufweist, die nach Beendigung des Aufwickelvorganges zwangsläufig durch den Spulenkörper
verschlossen ist Zusätzlich zu diesem zwangsläufigen Verschluß kann man aber auch weitere Stopfen vorsehen.
Außerdem kann man dem Abschirmbehälter ein Führungsrohr zuordnen, mit dem er in bezug auf den
jeweiligen Einsatzort verstellbar isi.-Oies ist besonders
vorteilhaft für den Fall, daß an einem R :-aktordruckbehälter mehrere räumlich nicht weit voneinander entfernte
Meßleitungen abtransportiert werden sollen.
Der bei der neuen Einrichtung vorgesehene Grundrahme.-;
sollte mindesten ein Strahienschutzüberwachungsgerät aufweisen. Damit kann sich das zum Beispiel
für das »Einfädeln« notwendige Bedienungspersonal über die Strahlungsgefahr informieren. Außerdem
kann man damit Strahlungswerte ermitteln, die eine Dekontamination
erfordern.
Dem Motor und/oder dem Getriebe kann eine Vorrichtung zur Begrenzung des am Spulenkörper wirkenden
Drehmomentes zugeordnet sein. Dies ist wichtig, damit verhindert wird, da3 zu starke Kräftestörungen
an dem aufzuwickelnden Bauteil oder der neuen Einrichtung entstehen, die nur mit großem Personalaufwand
in strahlungsgefährdeten Bereichen wieder zu beheben sind. Aus dem gleichen Grunde sollte dem Motor
und/oder dem Getriebe ein Endschalter für einen maximplen
Längsweg der Welle zugeordnet sein.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
Dabei zeigt die F i g. 1 einen Vertikalschnit; durch den Unterteil des Reaktordruckbehälters ^ines Siedewasserreaktors
mit den dort sitzenden Steuerstabantrieben und der darunter plazierten Einrichtung beim Ziehen
einer Meßsonde. Die F i g. 2 und 3 zeigen diese Einrichtung in zwei zueinander senkrechten Vertikalschnitten
in größerem Maßstab.
Mit 1 ist der Reaktordruckbehälter eines Siedewasserreaktors für zum Beispiel 1300 MWC bezeichnet, der
in einer Betonabschirruung 2 sitzt. Der Boden 3 des
rieaKtcrdruckbehälters enthält eine Vielzahl von Stutzen
4 für Steuerstabantriebe. Weitere Stutzen sind für Meßsonden 6 vorgesehen, mit denen zum Beispiel der
Neutronenfluß oder die Temperatur oder der Druck des Kühlwassers ermittelt werden. Die Sonden 6 sind üblicherweise
in fing^'dicken Metallrohren angeordnet, die durch druckdichte Verschraubungen in den Reaktordruckbehälter
1 eingeführt sind. Ihre Länge beträgt je nach der Höhenlage, an der im Reaktordruckbehälter
gemessen werden soll, 4 bis 10 m. Damit ist ein Bauteil gegeben, das im Fall einer Störung nur schwierig abtransportiert
werd :n kann, weil es aus dem Reaktordruckbehälter kommt und demgemäß stark aktiviert ist.
Außerdem ist auch unterhalb der Steuerstabantriebe 4 noch eine erhebliche Strahlenbelastung vorhanden, so
daß dort ein Arbeiten nur mit besonderen Schutzmaßnahmen möglich ist.
Nach der Erfindung ist unterhalb der Steuerstabantriebe eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Einrichtung
vorgesehen, mit der solche Sonden 6 aus dem Reaktordruckbehälter 1 gezogen und dabei aufgewickelt werden.
Die Einrichtung 10 umfaßt einen Grundrahmen 11, auf dem ein Abschirmbehälter 12 zum Beispiel bei 13
lösbar befestigt ist. Der Abschirmbehälter 12 ist ein überwiegend zylindrischer Topf mit einer Wandstärke
D von etwa 400 mm. Seine öffnung 14 sitzt, wie F i g. 3 zeigt, zentrisch in dem Topf. Sie ist mit einem Stopfen 15
bis auf eine innere Kammer verschlossen, in der ein Spulenkörper 16 auf einem Dorn 17 fliegend gelagert
ist.
Der Spulenkörper 16 steht in der in F i g. 2 bezeichneten Betriebsstellung über eine lösbare Kupplung 18, die
zum Beispiel in Form einer Zahnwelle ausgebildet ist, mit einer w'eiie 20 in Verbindung, die in dem Stopfen i5
drehbar gelagert ist, wie der Pfeil 21 zeigt und außerdem eine in ihrer Längsrichtung verlaufende Bewegung
aufweist. Dies soll mit dem Pfeil 22 bezeichnet sein.
Der Welle 20 ist eine Antriebswelle 23 zugeordnet, die über einen nicht weiter dargestellten Drehmomentbegrenzer,
zum Beispiel in Form einer Rutschkupplung 24 und einen nicht weiter dargestellten Endschalter angekuppelt
ist. Die Antriebswelle 23 ist die Antriebsseite eines Getriebes 25, das von einem Elektromotor 26 betätigt
wird.
Die F i g. 3 zeigt, da B in dem topfförmigen Abschirmbehälter
12 eine tangential an den Umfang der Öffnung 14 führende Bohrung 28 vorgesehen ist, durch die die in
den F i g. 2 und 3 nur durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Sonde 6 dem Spulenkörper 16 zugeführt
wird. Mit dieser Bohrung fluchtet die Einführungsöffnung eines Hüllrohres 29, das den Außendurchmesser
Aar \uj£Ugj»M<ss begrenzt. Zur Fahrun™ der Sonde 6
außerhalb des Abschirmbehälters 12 dienen Führungsrohre 30, die teleskopierend ausgebildet sind und an
einer verstellbaren Halterung 31 sitzen. Dort ist auch ein Strahlungsmeßgerät 32 angebracht, mit dem überwacht
werden kann, daß der Abschirmbehälter 12 mit der Sonde 6 eine für den Abtransport genügend kleine
Strahlung aufweist
Die F i g. 1 zeigt, daß die Einrichtung 10 durch eine
Schleuse 35 mit einer als Hängebahn ausgebildeten Transporteinrichtung 36 zu einem Wagen 37 unterhalb
des Reaktordruckbehälters 1 gebracht werden kann. Dieser Wagen ist auf einer als Drehscheibe wirkenden
Plattform 38 so verstellbar, daß das Führungsrohr 30 die gewünschte Position der abzutransportierenden Sonde
6 anfahren kann. Die Fahrbewegung kann schon durch Fernbedienung erfolgen.
Nach dem Einfädeln und Aufwickeln der Sonde kann die Einrichtung 10 ohne Personaleinsatz so weit abtransportiert
werden, daß sie aus dem strahlungsgefährdeten Bereich 39 in den außerhalb der Abschirmung 2
liegenden Bereich kommt Dort kann man den Abschirmbehälter 12 abbauen und nach einem gegebenfalls
zusätzlichen Verschließen der daran vorliegenden öffnungen, insbesondere der Bohrung 28, direkt zu einem
Endlager abfahren.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der mit
dem Abschirmbehälter 12 praktisch strahlungsfrei abtransportierte Spulenkörper 16 mit der aufgewickelter.
Sonde 6 und dem Hüllrohr 29 in eine für die Handhabung strahlender Abfälle vorgesehene Anlage gebracht
wird, wo gegebenenfalls mehrere Spulenkörper in größere Behälter eingebracht werden, die dann mit Beton
oder einem anderen Bindemittel vergossen werden, so daß ein endlagerungsfähiges Produkt geschaffen wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- ' Patentansprüche:1. Verfahren zur Einbringung von radioaktiven langgestreckten, metallischen Bauteilen in einen Abschirmbehälter, bei dem die Bauteile zu einer Spule gewickelt und die Spule in dem Abschirmbehälter untergebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bauteilen, insbesondere Instrumentierungssonden, aus einem Reaktordruckbehälter, diese mit dem Aufwickeln auf einen Spulenkörper durch eine fernbedienbare Wickelmaschine aus dem Reaktordruckbehälter herausgezogen werden und daß der Spulenkörper beim Aufwickeln in dem Abschirmbehälter untergebracht ist und der Abschirmbehälter dann mit einem strahlungssicheren Verschluß versehen wird2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper während des Bewikkelns in den Aeschirmbehälter hineinbewegt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewickelte Spulenkörper im Zwischenlager aus dem Abschirmbehälter entfernt und in einen Endlagerbehälter gebracht wird.4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spulenkörper über- und/oder nebeneinander in einen größeren strahlungssicheren Abschirmbehälter umgesetzt werden.5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf ei'iin Grundrahmen (11) ein Antriebsmotor (26) und ein Getriebe (25) angeordnet sind, das mit dem Antriebsmotor (26; gekoppelt ist und eine Welle (20) mit einer Drehbewegung und einer Längsbewegung in Richtung der Dr-ehachse betätigt, daß auf dem Grundrahmen (11) ein topfförmiger Abschirmbehälter (12) lösbar so befestigt ist, daß seine öffnung (14) der Welle (20) zugekehrt ist, und daß in der öffnung (14) ein Spulenkörper (16) sitzt, der über eine lösbare Kupplung (18) mit der Welle (20) verbunden ist.6. Einrichtung nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (16) auf einem Dorn (17) in der Öffnung (14) des Abschirmbehälters (12) sitzt.7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmbehälter (12) eine tangential an den Umfang des Spulenkörpers (16) führende Bohrung (28) aufweist, die nach Beendigung des Aufwickelvorganges zwangsläufig durch den Spulenkörper(16) verschlossen ist.8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spulenkörper (16) ein Hüllrohr (29) zugeordnet ist, das eine der Bohrung (28) zugeordnete Ausnehmung aufweist.9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen (11) mindestens ein Strahienschutzüberwachungsgerät aufweist.10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abschirmbehälter (12) ein Führungsrohr (30) zugeordnet ist, mit dem er in bezug auf den jeweiligen Einsatzort verstellbar ist.11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor (25) und/oder dem Getriebe (26) eine Vorrichtung (24) zur Begrenzung des am Spulenkörper (16) wirkenden Drehmoments zugeordnet istIZ Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor (25) und/oder dem Getriebe (26) ein Endschalter für einen maximalen Längsweg der Welle zugeordnet ist13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis12, dadurch gekennzeichnet daß der Abschirmbehälter (12) aus Stahl, Gußeisen oder einem metallisch verstärkten mineralischen Abschirmmateriai, wie Beton, besteht und eine Wandstärke zwischen 200 und 400 mm je nach der zulässigen Oberflächendosisleistung aufweist14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14, 28) des Abschirmbehälters (12) mit einschraubbaren Abschirmstopfen (15) zu verschließen sind.15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsstutzen des Spulenkörpers (16) in einem Stopfen (15) mit der Welle des Getriebes (16) zu kuppeln ist16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenteil im Spulenkörper (16) bei der Drehbewegung der Welle (20) während des Aufwickelvorganges hin- und herbewegbar ist
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