DE3117427C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Lager ist aus der DE-OS 27 30 729 be­ kannt. Dort sind die kugelförmigen Brennelemente in Be­ hältern angeordnet, die zu mehreren übereinander in ei­ nem Schacht angeordnet sind. Sollen die Brennelemente zur Wiederaufarbeitung, werden die Behälter aus dem Schacht entnommen und wegtransportiert. Die als Trans­ portbehälter ausgebildeten Behälter sind dickwandig und benötigen somit Platz, der an der Lagerkapazität verlo­ ren geht.

Derartige Lager sollen so ausgelegt sein, daß weder im Normalbetrieb noch im Störfall der Wert des Multiplika­ tionsfaktors k _eff = 0,9 überschritten wird. Zur Erfül­ lung dieser Forderung kann ein solches Lager mit Absor­ berstäben ausgerüstet werden, die zwischen den Brennele­ menten positioniert werden. Dies ist besonders dann wichtig, wenn beispielsweise aufgrund einer Schnellab­ schaltung alle im Kern des Kernkraftwerkes enthaltenen kugelförmigen Brennelemente von dem Lager aufzunehmen sind. Die Absorberstäbe sind auch dann erforderlich, wenn das Lager durch einen Wassereinbruch teilweise oder vollständig überflutet wird. Besonders wichtig sind die­ se Absorberstäbe für den Fall, daß eine Schnellentladung und ein gleichzeitiger Wassereinbruch im Lager vorliegt.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager für kugelförmige Brennelemente zu schaffen, daß die bei der Entladung eines Reaktors anfallenden kugelförmigen Brennelemente verschiedenster Abbrandstufen bei Auf­ rechterhaltung der Unterkritikalität aufnehmen und an einen transportablen Behälter weitergeben kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch das Lager nach Anspruch 1.

Bei der unmittelbaren Anordnung der Brennelemente in den Schächten sind keine Behälter erforderlich, was zu einer platzsparenden Anordnung führt. Die Kannen werden nur zum Transport benötigt und durch die gemeinsame Kugel­ ausschleusleitung wird auch innerhalb der Kannen die im Schacht eingestellte Absorberleistung aufrechterhalten.

Aus dem Buch VGB-Kernkraftwerksseminar 1970, Seite 162 bis 164 ist zwar eine Beschickungsanlage für einen Ku­ gelhaufenreaktor bekannt, dem auch eine Auslaßschleuse zugeordnet ist. Dort sind jedoch der Kugelschüttung kei­ ne Absorberkugeln zugeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von schematischen Zeichnungen und einem Auführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch zwei von mehreren in einer Reihe angeordneten Lagerschächte und

Fig. 2 einen Vertikalschnitt entsprechend der Linie II in Fig. 1.

Bei einem Lager mit zwanzig Schächten sind meist vier Schachtreihen von jeweils fünf Schächten zweckmäßig. Die Schächte 1 sind so angeordnet, daß ihre Längsachsen in vertikaler Richtung verlaufen. Der Mindestabstand d zwischen den Längsachsen zweier benachbarter Schächte muß mindestens 2 m betragen. Jeder Schacht ist etwa 11 m hoch und weist einen Innendurchmesser von 1,50 m auf. Damit der erforderliche Mindestabstand zwischen den Längsachsen zweier benachbarter Schächte eingehalten werden kann, bleibt zwischen den Schächten ein freier Raum. Dieser ist bewehrt und mit Beton ausgefüllt. Um das Lager nach außen hin genügend abzuschirmen, ist die das eigentliche Lager bildende Betonmatrix in einer zusätzlichen Betonummante­ lung angeordnet. Jeweils die obere Öffnung eines jeden Schachtes 1 kann mit einem Abschirmstopfen 3 dicht ver­ schlossen werden. Am unteren Ende des Schachtes ist ein Kugelvereinzelner 4 mit einer Kugelausschleusleitung 5 angeordnet. Die Wärmeableitung erfolgt über ein Zwei­ kreis-Kühlsystem. Die Kühlrohre 6 und 7 sind auf die Schachtrohre aufgeschweißt, wie sich aus Fig. 1 entnehmen läßt. Die Kühlung erfolgt mittels Wasser, das in einem geschlossenen Kreislauf umläuft und mit der Atmosphäre nicht in Berührung kommt.

Der Antriebsmotor 9 ist mit dem Kugelvereinzelner 4 über eine Stange 8 verbunden. Der Antriebsmotor 9 be­ sitzt eine Abschirmhaube 10. Zwischen dem Kugelverein­ zelner 4 und dem Antriebsmotor 9 ist eine Abschirmung 20 vorgesehen.

Unterhalb der Schächte 1 ist auf Schienen 11 ein abge­ schirmter Transportwagen 12 vorgesehen. Dieser Transport­ wagen 12 kann Aufnahmekannen 13 in seinem Inneren auf­ nehmen. Die Aufnahmekanne wird mit Hilfe eines Kranes auf den abgeschirmten Transportwagen 12 abgesenkt. Der Transportwagen selbst wird dann in die Abfüllposition verfahren. Sobald der Transportwagen die Abfüllposition erreicht hat, wird ein Teleskoprohr 14 auf die Kanne 13 abgelassen, das mit der Kugelausschleusleitung 5 verbunden ist. Die Absperrarmatur 21 wird geöffnet und der Kugel­ vereinzelner 4 in Betrieb genommen. Die kugelförmigen Brennelemente 17 und die Absorberkugeln 18, die in den Behälter gelangen, werden gezählt. Sobald die Aufnahme­ kanne 13 gefüllt ist, erfolgt die Abschaltung des Kugel­ vereinzelners 4. Die Absperramatur 21 wird geschlossen und das Teleskoprohr 14 hochgefahren. Der Transportwagen fährt zu einer Schließstation 15, wo ein Deckel auf die Kanne gepreßt wird. Die gefüllte Kanne wird über die Station 16 in ein nicht dargestelltes Zwischenlager transportiert.

Die Schächte 1, die Helium enthalten können, werden über eine Zugabeleitung 22 mit kugelförmigen Brennelemen­ ten 17 und kugelförmigen Absorberelementen 18 gefüllt. Die Anzahl der Absorberkugeln richtet sich dabei nach dem Abbrandzustand der Brennelemente. In einer hier nicht dargestellten Abbrandmeßanlage wird der jeweilige Abbrand­ zustand ermittelt und entsprechend Absorberkugeln in den Schacht eingefüllt.

Bei einer Schnellentladung des Kernes eines Reaktors werden die Brennelemente in gleicher Weise wie im Normalbetrieb in die Schächte transportiert. Abweichend vom Normalbetrieb werden jedoch bei Einlagerung der letzten Brennelemente, d. h. der fast noch frischen Brennelemente, noch jeweils nach Einlagerung von ca. 25 000 Brennelemente, d. h. noch jweils einem Viertel der für eine vollständige Füllung erforderlichen Brennelemente, kleine Absorberkugeln zugegeben, um eine Unterkritikalität in jedem Fall zu gewährleisten. Für die Wiederbeladung können Behälter vorgesehen sein, die der Zugabestation angepaßt sind. Sofern diese in den abgeschirmten Transportwagen 12 abgesenkt werden können, kann ihre Beladung unmittelbar von den Schächten erfolgen. Diese Behälter werden dann in das Lager für frische Brennelemente transportiert und gelangen dort in die Zugabestation. Hier werden die Brennelemente von den kleinen Absorberkugeln getrennt. Die Trennung kann bei nur schwach reaktiven Brennelemen­ ten schon beim Ausschleusen aus dem Schacht erfolgen.

Claims (3)

1. Lager zur Aufnahme von abgebrannten kugelförmi­ gen Kernreaktorbrennelementen, die unter Wahrung der Unterkritikalität in mehreren nebeneinanderliegenden, vertikalen Schächten (1) angeordnet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Brennelemente (17) unmittelbar in den Schächten (1) angeordnet sind, daß den eingefüllten Brennelementen (17) in einem vom Abbrandzustand der Brennelemente abhängigen Mischungsverhältnis regelmäßig Absorberkugeln (18) beigefügt sind, und daß am unteren Ende des jeweiligen Schachtes (1) eine gemeinsame Kugel­ ausschleusleitung (5) für die Absorber- und Brennele­ mentkugeln vorgesehen ist, die mit einer Kanne (13) zur Aufnahme der Brennelement- und Absorberkugeln (17, 18) verbindbar ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanne (13) in einem abgeschirmten Transportwagen (12) in ihre Beladungsposition verfahrbar ist.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für jeweils zwei Schachtreihen ein gemein­ sames Fahrgestell (11) für den abgeschirmten Transport­ wagen (12) der Kannen (13) vorgesehen ist.