DE3046082A1

DE3046082A1 - Lager- und transportbehaelter fuer mindestens eine, mit in glas eingeschmolzenen radioaktiven abfaellen gefuellte kokille

Info

Publication number: DE3046082A1
Application number: DE19803046082
Authority: DE
Inventors: Josef 7500 Karlsruhe Boschert; Wilhelm 7514 Leopoldshafen Hempelmann; Günter Dr. 7521 Helmsheim Höhlein
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1980-12-06
Filing date: 1980-12-06
Publication date: 1982-07-15
Also published as: DE3046082C2; BE891282A

Description

Lager- und Transportbehälter
für mindestens eine, mit in Glas eingeschmolzenen radioaktiven Abfällen gefüllte Kokille Beschreibuna: Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lager- und Transportbehälter vorzugsweise für mindestens eine mit in Glas eingeschmolzenen, radioaktiven Abfällen gefüllte Kokille, bestehend aus mehreren, ineinandergeschachtelten Behältern aus Beton und Stahl und/oder Blei nach der Patentanmeldung P 27 26 335.o, die jeweils mit Deckeln verschlossen sind, wobei der die Kokille enthaltende, innere dichte Stahl- oder Gussbehälter in einem topf förmigen Betonabschirmbehälter angcordnet und in ihm durch eine bis zur Betonbehälteröffnung reichende Gussfüllung fixiert ist.
Die Hauptanmeldung bezieht sich auf Lagerbehälter für radioaktive Abfälle, die hauptsächlich schwache oder niedrige Aktivität aufweisen. Radioaktive Spaltproduktlösungen, die höhere Aktivitäten aufweisen und die beim Betrieb von Wiederaufarbeitungsanlagen anfallen, werden dem Stand der Technik entsprechend andererseits in bestimmte Glasarten eingeschmolzen. Dieses Glas befindet sich in einer kokillenähnlichen Form, die nach dem Füllen durch Aufschrumpfen und Verschweißen geschlossen wird. Bei diesen Abfällen handelt es sich um hoch radiaoaktive Abfälle mit einer sehr hohen spezifischen Aktivität bis zu 1o4 Ci/l. Anlagen zur Herstellung dieser Kokillen bestehen bisher nur als Prototypen und Versuchsanlagen. Wegen der hohen Dosisleistung dieser Behälter müssen sie in Heißen Zellen gehandhabt werden. Teilweise geben diese Abfälle, insbesondere wenn es sich um relativ frische Spaltprodukte handelt, eine erhebliche Wärme ab. Andererseits gibt es durchaus Spaltproduktlösungen, die bereits derartig abgeklungen sind, daß die Wärmeentwicklung in der Größenordnunq von lo bis 20 Watt/Kokille liegt.
Die Lagerung dieser Kokillen ist weitgehend ungelöst.
Für die Lösung dieses Problems gibt es bisher mehrere Vorschläge. Einer dieser Vorschläge sieht die Lagerung der Kokillen im Salz eines Bergwerke vor. Weitere Vorschläge gehen dat n, die Kokillen in Betonblöcken, die mit Bohrlöchern versehen sind und belüftet werden, zu lagern. Eine andere Möglichkeit ist die Lagerung dieser Kokillen in abgeschirmten Räumen unter gleichzeitiger Lüftung und Kühlung dieser Räume.
Die technische Durchfürbarkeit der bekannten Lösungen wurde bisher nur vergleichsweise erprobt. Diese Lösungen haben weitgehendst den Nachteil, daß die Abfälle in einen Transportbehälter gesetzt werden müssen und aus diesen TranspordrhäCt-c?r dann in die T1,1-ger verbracht werden. Eine Ausnahme stellt lediglich die Lösung eines AbRchirmlagcrs im Anschluß an sein( Verglasungsanlage dar.Bei der Art der Arbeit in einer Heißen Verglasungszelle ist damit zu rechnen, daß die Kokillen in diesen Heißen Zellen stark kontaminiert werden. Um einen einwandfreien Transport und eine sichere Lagerung gewährleisten zu kommen, müßten daher diese Kokillen außen sorgfältig fernbedient dekontaminiert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Behälter für den oben geschilderten Zweck zu schaffen, der eine verbesserte Abschirmung und Wärmeableitfähigkeit bei der Aufnahme von Kokillen höherer Wärmeleistung aufweist und der eine besonders stabile Umhüllung der Glaskokille darstellt.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung bei einem Behälter der eingangs beschriebenen Art vor, daß der innere, dichte Stahl- oder Gussbehälter um seine eigentliche, mit dem Deckel verschlossene Wandung eine zweite, nach oben topfförmige Wandung mit eigenem zylindrischen Boden gleicher oder größerer Wandstärke aufweist, so daß zwischen Behälter Wand und zweiter Wandung ein nach oben offener Ringspalt entsteht. Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß die zweite Wandung mit ihrem Boden direkt in den topfförmigen Betonabschirmbehälter eingegossen ist und daß der Ringspalt mit einer bis zur BellalteroEfnung reichenden Cufüllung gefüllt ist, in welche im Bereich der Betonbehälteröffnung eine zusätzliche im Betonbehälter verankerte Quertraverse mit daran befestigter, aus dem Behälter ragender Tragöse eingegossen ist. Letztlich schlägt die Erfindung in besonders vorteilhafter Weise vor, daß die Guss füllung aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. einer Art Lagermetall wie eine Legierung aus Kupfer, Zinn oder dergleichen besteht.
Einzelheiten werden im folgenden anhand der Figur näher erläutert, die einen Längs- und einen Querschnitt durch den Behälter schematisch zeigt: Die Kokille 1 enthält radioaktive Spaltproduktlösungen, die in Glas eingeschmolzen sind. Sie ist hermethisch verschlossen und kann an ihrer Oberfläche in gewissem Umfang kontaminiert sein. Um das Kontaminationsniveau der Kokille 1 zu senken, wird diese zuerst fernbedient in den Innenbehälter 2 aus Stahl oder Sphäroguss verbracht. Das Einbringen der Kokille 1 in diese Behälter 2 kann über eine Art Doppeldeckel fernbedient erfolgen, so daß er aussen nur geringfügig kontaminiert ist. Dieser Stahlbehälter 2 wird durch einen Deckel 3 verschlossen, der mit einer Dichtung 4 versehen ist, die bereits durch den stopfenartigen Deckel 3 weitgehend gegen die Strahlung der Kokille geschützt ist. Dieser Behälter 2, der sehrgrob bearbeitet sein kann und daher einfach herzustellen ist, wird nun in einen topfförmigen Betonabschirmbehälter 5,der entweder aus Normal- oder Barytbeton gefertig ist, eingebracht. Nach dem Einbringen ist die Kokille 1 bereits durch den Stahl 2 und durch den Betonbehälter 5 abgeschirmt, so daß die Dosisleistung an der Aussenwand des Behälter 5 erheblich gemindert ist. Mit einfacheren Mitteln wird nun der Betonbehälter 5 durch eine Traverse 6, die gleichzeitig zum Anhängen des Behälters dient, verschlossen. Diese Traverse 6 verhindert außerdem, daß der Stahlbehälter' aus der Betonabschirmung, z.B. beim Umstürzen der Abschirmung, herausfallen kann. Der Zwischenraum 8 zwischen Stahlbehälter und Betonbehälter wird nun mit einer geeigneten Verbundmasse aufgefüllt. Die Traverse 6 ist einerseits über im Betonbehälter 5 verankerte Zugstäbe 7 mit dieser fest verbunden, andererseits aber auch im oberen Bereich 9 über dem Stahlbehälter 2, d.h. im Öffnungsbereich des Betonbehälters 5 in diesem direkt in die Vergussfüllung eingegossen. An der Quertraverse 6 ist oben eine Trageöse lo befestigt, die über die Vergussfüllung des oberen Teiles 9 aus dem Betonbehälter 5 herausragt.
Bei Kokillen 1 mit geringer Wärmeabgabe genügt es, die Zwischenschicht 8 aus einer Art Mörtel herzustellen. Bei Kokillen 1 mit höherer Wärmeleistung bietet es sich an, die Zwischenschicht 1 aus einer Art Lagermetall herzustellen. Diese Lagermetalle, die im Prinzip Legierungen aus Kupfer, Zinn und ähnlichem darstellen, haben den Vorteil einer großen Wärmeleitfähigkeit. Auf diese Weise kann die entstehende Wärme von dem Beton des Behälters 5 abgeleitet und über den metallischen Stopfen im oberen Bereich dann an seine Deckfläche gebracht werden..Das nun entstandene Gebilde stellt eine dichte und dauerhafte Umhüllung der Glaskokille 1 dar. Die Behälteranordnung kann in abgeschirmten Räumen gelagert werden, ohne daß eine besondere Belüftung notwendig ist. Ein gerinfügiger Druckabbau in der Kokille 1wird durch den dickwandigen Stahlbehälter 2 leicht aufgefangen.
Der innere, dichte Stahlbehälter 2 um die Kokille 1 ist von einer zweiten Wandung 11 umgeben, wobei der Zwischenraum 8 mit der Vergußfüllung zwischen der Wandung des Behälters 2 und der Innenseite der zweiten Wandung 11 gelegen ist. Im Bereich des Deckels 3 vom Stahlbehälter 2 weist diese Wandung 11 einen Absatz 12 auf, wodurch sich der erweiterte Raum 13 für den unteren Teil der Deckelfüllung ergibt. Somit ist der gesamte innere Behälter 2 in gleichmäßigem Abstandunter Bildung eines Ringspaltes 8 von der zweiten Stahlwandung 11 umgeben, die dieselbe Wandstärke wie die des Behälters aufweisen kann. Die zweite Wandung 11, die direkt in den Betonbehälter 5 eingegossen und in ihm durch Rippen 14 fixiert ist, ist am Grund durch den Boden 15 abgeschlossen und bildet eine Art Stahltopf, der direkt im Betonbehälter 5 sitzt. In diesem wird der Stahlbehälter 2 mit der Kokille 1 eingesetzt, so daß der gesamte Behälter eine doppelte, innere Stahlhülle besitzt, deren Zwischenraum 8 mit verschiedenartigen Vergussfüllungen z.B. auch metallischer Art bis zum obereb Abschluß 9 ausgefüllt werden kann.

Claims

PatentansPrüche: Lager- und Tranportbehälter vorzugsweise für mindestens eine, mit in Glas eingeschmolzenen radioaktiven Abfällen gefüllte Kokille, bestehend aus mehreren, ineinandergeschachtelte' Behältern aus Beton und Stahl ünd/oder Blei nach der Patentanmeldung P 27 26 335.o, die jeweils mit Deckeln verschlossen sind, wobei der die Kokille enthaltendc, innen dichte Stahl- oder Gussbehälter in einem topfförmigen Betonabschirmbehälter angeordnet und in ihm durch eine bis zur Betonbehälteröffnung reichende Gussfüllung fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere, dichte Stahl- oder Gussbehälter (2) um seine eigentliche, mit dem Deckel (3) verschlossene Wandung eine zweite, nach oben offene topfförmige Wandung (ll)mit eigenem zylindrischen Boden gleicher oder größerer Wandstärke aufweist, in die der Stahl- bzw. Gussbehälter (2) lose eingesetzt ist, so daß zwischen Behälterwand (2) und zweiter Wandung (11) ein nach oben offener Ringspalt (8) entsteht.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wandung (11) mit ihrem Boden (IS) direkt in den topfförmigen Betonabschirmbehälter ) ) eingegossen ist.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (8) mit einer bis zur Behälteröffnung reichenden Gussfüllung gefüllt ist, in welche im Bereich (9) der Betonbehälteröffnung eine zusätzlich im Betonbehälter (5) verankerte Quertraverse (6) mit daran befestigter, aus dem Behälter (5) ragender Trageöse(lo) eingegossen ist.
4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gussfüllung (8) aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. einer Art Lagermetall wie eine Legierung aus Kupfer, Zinn oder dergleichen besteht.