DE3125211C2

DE3125211C2 - Lagerbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3125211C2
Application number: DE3125211A
Authority: DE
Inventors: Shoichi Kawasaki Orii; Yoshiaki Yokohama Shiota
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1986-11-06
Also published as: DE3125211A1; US4473974A; JPS5713397A; SE8104032L; SE443471B; JPS6359480B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lagerbehälter, bestehend aus einem Haupt-Behälterkörper (1) aus Beton, auf den Innenflächen eines Bodens (2), von Seitenwänden (3) und einer Decke (4) des Behälterkörpers (1) angeordneten Verkleidungsplatten (5) und einem in der Decke (4) vorgesehenen Einstiegsloch (13), das luft- und flüssigkeitsdicht abgedichtet ist und Strahlung zurückzuhalten vermag. Innerhalb der Schweißnähte der Verkleidungsplatten (5) sind Leckmeß-Rinnen ausgebildet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Lagerbehälters.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lagerbehälter für radioaktive Stoffe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Lagerbehälters nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solcher Lagerbehälter und ein solches Verfahren sind z. B. aus der DE-OS 27 37 723 bereits bekannt.

In einem Kernkraftwerk anfallende radioaktive Abfallprodukte werden im allgemeinen bis zum Abklingen der Radioaktivität in einem Zwischen-Lagerbehälter (im folgenden kurz »Lagerbehälter« genannt) aufbewahrt. Als entsprechender Lagerbehälter wird ein sog. ausgekleideter Lagerbehälter verwendet, bei dem die Innenfläche seines aus Beton mit Abschirmwirkung gegenüber radioaktiver Strahlung bestehenden Haupt-Behälterkörpers mit Verkleidungsplatten aus z. B. rostfreiem Stahl verkleidet ist. Ein derartiger ausgekleideter Lagerbehälter ist gewöhnlich auf die in F i g. 1 veranschaulichte Weise aufgebaut (vgl. JP-OS 56-35 839). Fig. 1 zeigt einen aus Beton bestehenden Behälterkörper Λ der eine zur Abschirmung von radioaktiver Strahlung ausreichend große Dicke besitzt und an ein Gebäude eines Kernkraftwerks angebaut ist,Die Innenfläche des Behälterkörpers A ist mit Verkleidungsplatten Saus rostfreiem Stahl bis zu einer Höhe etwas oberhalb des obersten Füllpegels des radioaktiven Abfalls belegt. Ein Einlaßrohr C und ein Auslaßrohr D sind mit dem Lagerbehälter durch den Hauptkörper A und die Verkleidungsplatten B hindurch so verbunden, daß der 5 radioaktive Abfall über das Einlaßrohr C in den Lagerbehälter einfüllbar und über das Auslaßrohr D aus ihm austragbar ist. An den Oberkanten der Verkleidungsplatten B ragen mehrere Stützen E von der Innenwand des Behälterkörpers A nach innen, und auf diesen Stützen Fist eine Trennwand Fmontiert, die aus armiertem Beton besteht und radioaktive Strahlung abzuschirmen vermag. Diese Trennwand F unterteilt das innere des Lagerbehälters in zwei Kammern, die durch ein Zugangsloch G miteinander verbunden sind. Die Haupttei-Ie der im Lagerbehälter vorgesehenen Ausrüstung, wie eine Meßeinrichtung H und eine Umwälzpumpe / zur Umwälzung des Lagerbehälterinhalts, durchsetzen die obere Trennv/and F. Im Deckenabschnitt des Behälterkörpers A ist ein Einstiegsloch /vorgesehen, durch welches hindurch eine Bedienungsperson K auf die Trennwand F herabzusteigen vermag, um Wartungs- und Inspektionsarbeiten an Meßeinrichtung H und Umwälzpumpe /durchzuführen.
Beim Lagerbehälter mit dem beschriebenen Aufbau läßt sich der über der Trennwand F befindliche Raum nicht für Lagerungszwecke nutzen, so daß das Fas-Qnn<Tcyf*rmrjcT<»n Hgc LH^erbehäitsrs eingeschränkt äst Insbesondere im Fall eines Kernreaktors kann das Bauwerk im Hinblick auf Erdb&bensicherheits-Bauvor-Schriften nicht beliebig groß ausgefegt werden, so daß die Größe des Lagerbehälters ebenfalls begrenzt ist.

Aus diesem Grund wird eine Verbesserung des Volumenwirkungsgrads bzw. Volumennutzungsgrads des Lagerbehälters selbst angestrebt.

Ein Lagerbehälter der eingangs genannten Art bzw. ein Verfahren ebenfalls der eingangs genannten Art zur Herstellung eines solchen Lagerbehälters sind aus der DE-OS 27 37 723 bekannt. Diese Druckschrift zeigt einen Tank, der mit Platten ausgekleidet ist, jedoch nicht über ein Einstiegsteil verfügt. Leckmeß-Rinnen sind im Boden und in den Seitenwänden, aber nicht in der Dekke des Tanks vorhanden, so daß dieser nur bedingt bis unter die Decke mit radioaktiven Stoffen gefüllt werden kann. Diese Stoffe können nämlich z. B. bei einem Erdbeben an die Decke gelangen, wo dann ein Leck nicht festzustellen wäre. Außerdem sind an der Rückseite der Verkleidungsplatten die vorgesehenen Leckmeß-Rinnen durch Abstützplatten, zusätzliche Abstützungen und in Beton eingebettete Formstahlelemente gebildet, was einen Aufbau ergibt, der fertigungstechnisch für Leckmeß-Rinnen an der Decke eines Lagerbehälters weniger geeignet ist.

Das DE-GM 78 22 683 beschreibt einen Vakuumbehälter zur Langzeit-Wärmespeicherung. Dieser Vakuumbehälter besitzt einen Beton-Druckmantel, auf dessen Innenseite ein Metallüberzug aufgeklebt ist, der aber nur zur Abdichtung dient und nicht als Strahlungsschutz geeignet ist. Außerdem ist kein strahlungssiche-

res Einstiegsloch vorhanden.

Schließlich ist noch aus der DE-OS 29 16 381 ein Lagerbehälter bekannt, der mit einer Luke verschließbar ist und der als Strahlungsschutz aus mehreren Schichten aufgebaute, dicke Wände vorsieht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mit einem Einstiegsloch versehenen Lagerbehälter zu schaffen, bei dem zur Kontrolle etwa austretender radioaktiver Stoffe dienende Leckmeß-Rinnen zuverlässig aufgebaut sind; außerdem soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein solcher Lagerbehälter auf einfache Weise aufgebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Lagerbehälter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 2 erfindungsgemäß durch die in den jeweiligen kennzeichnenden Teilen enthaltenen Merkmale gelöst.

Die Leckmeß-Rinnen werden so durch die Trennfugen von ^wei benachbarten Verkleidungsplatten und die Stützleisten gebildet, was einen einfachen und sicheren Aufbau erlaubt.

Beim vorliegenden Lagerbehälter braucht in dessen oberem Teil keine Trennwand vorgesehen zu sein, so daß der radioaktive Abfall bis dicht an die Decke eingefüllt werden kann, was den Volumenwirkungsgrad verbessert und die Lagerung einer größeren Abfallmenge erlaubt.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Dekannten Lagerbehälter (vgl. JP-OS 56-35 839),

F i g. 2 einen lotrechten Schnitt durch einen Lagerbehälter gemäß der Erfindung zur Veranschaulichung seines Gesamtaufbaus,

F i g. 3 eine Schnittansicht einer Schweißverbindung an den Verkleidungsplatten,

F i g. 4 eine der F i g. 3 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform.

F i g. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Der in den F i g. 2 bis 4 dargestellte Lagerbehälter dient zur Lagerung, insbesondere Zwischenlagerung, des Kondensats bzw. der Abfallprodukte eines Kernkraftwerks. Der Lagerbehälter gemäß den F ι g. 2 bis 4 weist einen aus Beton bestehenden Behälterkörper 1 auf, der Quaderform besitzt und einheitlich mit dem Gebäude des Kernkraftwerks ausgebildet bzw. an dieses angebaut ist. Der Behälterkörper 1 besitzt einen Boden 2, Seitenwände 3 und eine Decke 4, die jeweils eine für die Abschirmung radioaktiver Strahlung ausreichende Dicke haben. Die Innenflächen des Bodens 2, der Seitenwände 3 und der Decke 4 sind unter Herstellung von Luft- und Flüssigkeitsdichtigkeit mit Verkleidungsplatten 5 aus z. B. rostfreiem Stahl belegt. Ein Kondensat-Einlaßrohr 6 ersteckt sich durch die Seitenwand 3 und eine Verkleidungsplatte 5 in den oberen Teil des Behälterkörpers 1 hinein. Ein Kondensat-Auslaßrohr 7 befindet sich im Boden 2 des unteren Teils des Behälterkörpers 1. Das Kondensat wird über das Einlaßrohr 6 zur Lagerung in den Lagerbehälter eingeführt und über das Auslaßrohr 7 ausgetragen. An den oberen Teil des Behälterkörpers 1 ist ein Belüftungsrohr 8 angeschlossen, das mit einer nicht dargestellten Belüftungseinrichtung verbunden ist. In das Belüftungsrohr 8 ist ein Entgiftungsfilter 9 zum Absorbieren von radioaktiven Dämpfen eingeschaltet. Ein Füllstand-Meßmechanismus 10 umfaßt eine Meßdüse U sowie einen Differential-Szintillationsdetektor 12. Der Meßmechanismus 10 dient zur Feststellung des Füllstands im Inneren des Lagerbehälters. Inder Decke4des Behälterkörpers 1 ist ein Einstiegsloch 13 mit einem Verschluß 14 angeordnet. Die Innenwand des Einstiegslochs 13 ist ebenfalls mit Verkleidungsplattenmaterial 5 ausgekleidet. Der Verschluß 14 bewirkt eine luft- und Strahlungsdichte Abdichtung des Einstiegslochs 13. Innerhalb des Behälterkörpers 1 ist um dessen Oberteil herum eine umlaufende Laufbühne 15 für Inspektionszwecke angeordnet, wobei zudem Leitern 16 und 17 vorgesehen sind. Die Laufbühne 15 befindet sich oberhalb des normalen Flüssigkeits-Füllstands im Lagerbehälter. Unter normalen Bedingungen kann eine Bedienungsperson 19 durch das Einstiegsloch 13 in den Lagerbehälter einsteigen und die Laufbühne 15 zur Durchführung von Wartungs- und Inspektionsarbeiten betreten. In einem Notfall kann jedoch der Kondensat- bzw. Flüssigkeitsspiegel bis zu einem Not-Füllstand 20 nahe der Innenfläche der Decke 4 über die Laufbühne 15 ansteigen.

Gemäß F i g. 3 sind die Verkleidungsplatten 5 so angeordnet, daß die Randkanten von je zwei benachbarten Verkleidungsplatten 5 jeweils in ciiem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sinJ. An Vorder- und Rückseite der zwischen diesen Randkanten gelegenen Abschnitte sind bandförmige Stützleisten 25 angeschweißt wobei die zwischen den Randkanten der Verkleidungsplatten 5 und den Stützleisten 25 eingeschlossenen Räume Leckmeß-Rinnen 26 bilden. Die Umfangsränder der Verkleidungsplatten 5 an der Decke 4 sind

jo mit den Oberkanten der Verkleidungsplatten 5 und eingemauerten Elementen an den Seitenwänden 3 verschweißt. Falls zwischen einer Decken-Verkleidungsplatte 5 und der Oberkante einer Seitenwand-Verkleidungsplatte 5 ein Zwischenraum vorhanden ist, können diese Verkleidungsplatten 5 unter Zwischenfügung einer Eck-Stützleiste miteinander verschweißt werden. Es kann auch gemäß F i g. 4 an der Rück- bzw. Oberseite der Verkleidungsplatte 5 eine dünne Siützieiste 25' angeordnet werden, an deren Oberseite ein oder mehrere Ankerelemente 28 angeschweißt werden, um bei diesem Schweißvorgang die dünne Stützleiste 25' mit der Oberseite der Verkleidungsplatte 5 zu verbinden.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 liegt die Obergrenze des Kondensat-Füllstands unterhalb der Laufbühne 15, so daß die Bedienungsperson 19 — wie im Fall der bisherigen, verkleideten Lagerbehälter — die Laufbühne 15 zur Durchführung von Wartungs- und Inspektionsarbeiten betreten kann. Da bei diesem Lagerbehälter die bei den bisherigen Lagerbehältern nötige Trennwand nicht vorhanden ist wird der Volumenwirkungsgrad des Lagerbehälters entsprechend verbessert, so daß eine größere Kondensatmenge gelagert werden kann. Aufgrund des Fehlens der Trennwand kann weiterhin das Kondensat im Fall eines Erdbebens odir dergleichen bis zur Höhe der Decke 4 ansteigen. Da. hierbei die Innenfläche der Decke 4 ebenfalls mit den Verkleidungsplatten 5 belegt ist und das üinstiegsloch 13 sowie der Verschluß 14 in der Decke 4 luftdicht und strahlungssicher ausgelegt sind, wird auch ohne eine solche Trennwand ein AustriU von Kondensat oder Strahlung wirksam verhindert. Da bei diesem Lagerbehälter die Decke 4 ebenfalls mit Verkleidungsplatten 5 belegt ist, kann das Kondensat bzw. der radioaktive Abfall bis zum Not-Füllstand 20 in der Nähe der Decke 4 ansteigen, wenn bei einem Unfall oder dergleichen in einem Kernreaktor st ?.rk radioaktives Kondensat in den Lagerbehälter eingefüllt werden muß. Obgleich in einem solchen Fall die Laufbühne 15 unterhalb des Flüs-

sigkeitsspiegels liegt und somit von der Bedienungsperson 19 nicht betreten werden kann, könnte die Bedienungsperson den Lagerbehälter ohnehin nicht betreten, wenn er mit stark radioaktivem Kondensat gefüllt ist. Dieser Umstand stellt also keinen besonderen Nachteil 5 dar.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerbehälters gemäß der beschriebenen Ausführungsform erläutert. Zunächst werden dabei eingemauerte Elemente 11 mit den Stützleisten für den Boden 2 in vorbestimmten Positionen angeordnet, während eine für den Bau erforderliche Verschalung gebaut wird und die nötigen Verstärkungen bzw. Armierungen verlegt werden. Hierauf wird zur Herstellung nur des Bodens 2 des Behälterkörpers 1 Beton eingeschüttet.

Anschließend werden die für die Seitenwände 3 vorgesehenen einzubetonierenden Elemente mit den Stützleisten angeordnet, während die erforderliche Verschalung Arri/^ht*»t unH Ale* A rmltartintv ifnrWt *n'i*A l-ilafnit( -m

wird zur Herstellung der Seitenwände 3 Beton eingeschüttet.

Im Anschluß daran wird die erforderliche Verschalung für den Bau der Decke 4 hergestellt. Hierbei wird eine innere Verschalung im Inneren des Behälterkörpers 1 durch eine Verstrebung getragen und in einer Ebene mit den oberen Enden der oberen einbetonierten Elemente der Seitenwände 3 ausgerichtet.

Die für die Decke 4 vorgesehenen Verkleidungsplatten 5, an denen die Ankerelemente im voraus angeschweißt worden sind, werden so auf der Verschalung angeordnet, daß die Randkanten dieser Verkleidungsplatten einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand besitzen. Die Umfangsränder der Decken-Verkleidungsplatten 5 werden mit den Oberkanten der einbetonierten Elemente der Seitenwände 3 verschweißt. Die rückseitigen bzw. oberseitigen Stützleisten 25 werden zwischen bzw. über den Fugen zwischen den Verkleidungsplatten 5 angeordnet und an ihren Rändern mit den Verkleidungsplatten 5 verschweißt. Die rückseitigen Stützleisten 25 können auch nur mit einer von zwei benachbarten Verkleidungsplptten 5 verschweißt werden Da die Randkanten der Verkleidungsplatten 5 hierbei verdeckt sind, muß auf der Rück- bzw. Oberseite der jeweils anderen Verkleidungsplatte eine Markierungslinie gezogen werden, damit ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen den Randkanten der beiden benachbarten Verkleidungsplatten 5 erhalten bleibt. Anschließend wird die Decke 4 aus Beton gegossen. Die Ankerelemente werden dabei in die Decke 4 einbetoniert. Der Beton kommt auch in Berührung mit den Rück- bzw. Oberseiten der Verkleidungsplatten 5, so daß diese fest an der Decke 4 anliegen. Nach dem Aushärten des Betons können die Verschalung und die Verstrebung zerlegt und aus dem Lagerbehälter entfernt werden. Anschließend werden die Randkanten der Verkleidungsplatten 5 miteinander verschweißt. Hierauf werden die Seitenwand-Verkleidungsplatten 5 an der freiliegenden Fläche der Stützleisten angeschweißL Die Verkleidungsplatten 5 der Decke 4 und der Seitenwände 3 werden oberseitig miteinander verschweißt, um eine Kehlnahtschweißung zwischen den Oberkanten der Seitenwand-Verkleidungsplatten 5 und den Decken-VerkJeidungsplatten 5 auszubilden. Wenn hierbei zwischen den Oberkanten der Seitenwand-Verkleidungsplatten 5 und den Decken-Verkleidungsplatten 5 ein Zwischenraum vorhanden ist, können Eck-Stützleisten für das Verschweißen benutzt werden. Zuletzt werden die Verkleidungsplatten 5 des Bodens 2 an den freiliegenden Flächen der Stützleisten angeschweißt.

Da beim vorstehenden Verfahren die oberseitigen Verkleidungsplatten 5 auf der Verschalung für die Dekke 4 angeordnet werden und der Beton auf diese Verkleidungsplatten gegossen wird, haftet der Beton gut an diesen Verkleidungsplatten 5 an, so daß die Verkleidungsplatten 5 gut gegen ein Abplatzen bzw. Ablösen gesichert sind. Die Decken-Verkleidungsplatten 5 werden üblicherweise nicht mit dem im Lagerbehälter untergebrachten Kondensats beaufschlagt. Wenn das im Lagerbehälter enthaltene Kondensat, beispielsweise bei einem Kühlmittelverlust, schnell abgelassen wird und der Lagerbehälter daher unter einen Unterdruck gelangt, werden die Verkleidungsplatten 5 der Decke 4 unmittelbar mit dem Unterdruck beaufschlagt und somit einer Belastung im Sinne eines Ablösens unterworfen. Außerdem sind die Decken-Verkleidungsplatten 5 aufgrund ihres Eigengewichts einer Belastung im Sinne viin.jfU'iua*,iu UIUCi nul IV.II. v/ugicltll UIC OCClCefi- V Ci kleidungsplatten 5 einer größeren Belastung ausgesetzt sind als die Verkleidungsplatten von Seitenwänden und Boden, vermögen sie dem Ablösen von der Betondecke gut zu widerstehen. Da weiterhin die Decken-Verkleidungsplatten 5 auch als Rahmen bzw. Verschalungsteile wirken, kann der Aufbau der eigentlichen Verschalung bei diesem Verfahren vereinfacht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, mit einem Hauptbehälterkörper (1) aus Beton, wobei der Boden (2) und die Seitenwände (3) des Hauptbehälterkörpers (1) mit Verkleidungsplatten (5) verkleidet sind und an der Decke jeweils durch die Trennfuge von zwei benachbarten Verkleidungsplatten gebildete Leckmeß-Rinnen (26) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Decke (4) verkleidet ist und Leckmeß-Rinnen (26) aufweist, daß in der Decke (4) des Hauptbehälterkörpers (1) ein Einstiegsloch (13) vorhanden ist, daß das Einstiegsloch (13) ebenso wie die Decke (4) ebenfalls mit Verkleidungsplatten (5) ausgekleidet ist, daß an der Vorder- und Rückseite der Verkleidungsplatten (5) jeweils Stützleisten (25) derart angeordnet sind, daß die Leckmeß-Rinnen (26) jeweils durch die Stützleisten (25) und die Ränder der Verkleidungsplatten (5) gebildet sind.

2. Verfahren zur Herstellung eines Lagerbehälters nach Anspruch 1, bei dem zunächst eine Verschaltung für die Herstellung eines Hauptbehälterkörpers (1) aus Beton angefertigt wird, bei dem auf der Außenseite der Verschalung die Innenwand des Hauptbehälterkörpers (1) bildende Verkleidungsplatten (5) angeordnet werden, wobei einander benachbarte Verkleidungsplatten (5) so angebracht werden, daß sich ihre Randkanten zur Bildung der Trennfugen in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand voneinander befinden, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rückseiten benachbarter Verkleidungsplatten (5) Stützleisten (25) angeschweißt werden, welche die Randkant^n der benachbarten Verkleidungsplatten abdecken, und eine Gesamtanordnung der verschweißten Verkleidungsplatten an der inneren Außenfläche der Verschalung angeordnet wird, um die Innenfläche des Lagerbehälters zu bilden, und daß anschließend die Verschalung mit Beton umgössen wird, die Verschalung entfernt und die Stützleisten an den freiliegenden Flächen der Randkanten benachbarter Verkleidungsplatten (5) der Gesamtanordnung aus den Verkleidungsplatten angeschweißt werden, wobei die zwischen den Randkanten benachbarter Verkleidungsplatten sowie den an ihren Rückseiten und Vorderseiten angeschweißten Stützleisten festgelegten Zwischenräume Leckmeß-Rinnen (26) bilden.