DE3245381C2 - Vorrichtung zum selbsttätigen Zentrieren und Ankuppeln eines Transportbehälters für Gebinde mit radioaktivem Inhalt an die Beschickungsöffnung einer Lagerstätte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Zentrieren beim Ankuppeln eines Transportbehälters für Fässer mit radioaktivem Inhalt an die Beschickungsöffnung einer Lagerstätte für die Fässer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Die Beförderung von mittelaktiven Abfällen und solchen mit höherer Aktivität erfolgt in wiederverwendbaren Transportbehältern, die die erforderliche Abschirmung gewährleisten. Die Abfälle liegen für den Transport und zur Lagerung in fixierter Form vor und befinden sich in dichten Abfallbehältern wie Fässern oder Kokillen. Die Beschickung der Transportbehälter mit diesen Abfallbehältern kann von oben in einer Heißen Zelle oder von unten, ohne besondere Abschirmvorkehrungen mit einem Schiebersystem, erfolgen.

Bei einer zur Ausführung gekommenen Beschickungsstation (DE-OS 27 03 198) für Fässer mit mittelaktiven Abfällen ist infolge der Flachschieberkonstruktion eine längere Verweilzeit des Personals im Bereich des Transportbehälters zur Durchführung der verschiedenen Arbeitsgänge für das Zentrieren und Ausrichten des Behälters sowie für das Einkuppeln des Entnahmebolzens und Ausrücken der Riegelbolzen erforderlich. Durch das Schiebersystem wird zwar die beim Durchgang eines Abfallbehälters auftretende Gammastrahlung bis weit unter die gesetzliche Grenze abgeschirmt, aber wegen der zur Bedienung notwendigen Verweilzeiten kommt es trotzdem zu einer Strahlenexposition des Personals.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung an der Anschlußstelle einer Beschickungsbohrung zu schaffen, bei welcher die Verweilzeit des Personals in der Behälternähe bei Ladevorgängen möglichst weitgehend abgekürzt oder sogar gänzlich überflüssig gemacht wird. Dazu werden mit der Vorrichtung selbsttätig die Arbeitsgänge des Zentrierens, des positionsgerechten Ausrichtens und die Verbindung von Behälterboden - und Strahlenschutzschieber zum späteren simultanen Öffnen bewerkstelligt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art die Merkmale vor, die in ihrer Kombination in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben sind.

Mit einer solchen Vorrichtung werden nun in besonders vorteilhafter Weise die Be- und Entladevorgänge der Transportbehälter an der Öffnung einer Lagerstätte für radioaktive Abfälle sehr stark vereinfacht. Da die Transportbehälter ein rundes Fußteil haben, ergibt sich bei ihnen außerdem eine wesentliche Erhöhung der Nutzlast im Vergleich zu den bisher verwendeten Transportbehältern für mittelaktive Abfälle mit prismatischem Fußteil. Der wichtigste Vorteil der vorliegenden Erfindung ist der Wegfall des größten Teils der zum Zentrieren und Ausrichten der Transportbehälter und zum Kuppeln der Schieber erforderlichen Personaleinsatzes in Behälternähe. Die Erfindung ersetzt weiterhin in besonders vorteilhafter Weise auch den größten Teil der Maschinen, die bei einer automatischen Abfertigung des Transportbehälters im herkömmlichen System beim Entladen erforderlich wären. Neu ist bei ihr die Anwendung von Führungskonturen zum Zentrieren und Ausrichten des Transportbehälters an einem Strahlenschutzschieber ebenso wie das Öffnen des Behälterbodenschiebers durch zentrisch angeordnete Halbringmitnehmer. Besonders günstig ist ferner die Möglichkeit, mit der neuen Vorrichtung sowohl Transportbehälter mit einem einteiligen als auch mit einem zweiteiligen Bodenschieber abfertigen zu können.

Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigen:

Die Fig. 1 einen Querschnitt durch die Beladestation über einem Schacht mit noch nicht aufgesetztem Transportbehälter, der darüber schwebend gezeichnet ist,

die Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Fig. 1,

die Fig. 3 die schematische Darstellung einer ähnlichen Anlage mit einem einteiligen Entladeschieber am Boden des Transportbehälters im geschlossenen Zustand,

die Fig. 4 den Behälter gemäß der Fig. 3 im geöffneten Zustand,

die Fig. 5 den Schnitt AB der Fig. 3 und

die Fig. 6 den Schnitt CD der Fig. 4.

In den Fig. 1 und 2 ist der noch nicht aufgesetzte Transportbehälter 1, der ein Faß 2 mit radioaktiven Abfällen enthält, über der Anschlußstelle einer Beschickungsbohrung 3 schwebend dargestellt, die zu einer nicht dargestellten Lagerkaverne führt. Die Anschlußstelle ist mit einem in Beton eingebetteten, konzentrischen und zweiteiligen Abschirmschieber 6 und 7 ausgerüstet, der auf einer Grundplatte 34, mittels Schienen 35 und Rollen 36 geführt, horizontal hin und her bewegt wird. Der Antrieb erfolgt auf nicht weiter dargestellte Weise mittels der Wellen 37 jeweils für jeden Abschirmschieberteil 6 und 7 getrennt, wobei sich die beiden in einer aus Abschirmgründen gezackten Trennfuge 38 trennen, deren Mittelachse mit der Trennungslinie 30 des Mitnehmerringes 27 übereinstimmt. Diese ist in der Mittelachse 39 des ganzen Systems gelegen.

Der Behälter 1 besitzt an seiner Unterseite mit den Abschirmschiebern 6 und 7 korrespondierende, auf Rollen laufende Entladeschieber 4 und 5, die nach Lösen ihrer Verriegelungsbolzen 40 angekuppelt an diese geöffnet bzw. beiseite gefahren werden und die Entladeöffnung 41 des Behälters freigeben. Danach kann das Faß 2, das mittels einer Greifvorrichtung 42 gehalten wird, von oben her durch die Öffnung 41 durch die Bohrung 3 bewegt werden. (Eine Beladung des Behälters von unten ist auch möglich). Der untere Rand bzw. das Fußteil 33 des Behälters 1 ist kreisrund ausgebildet und schließt nach unten mit der Behälterbodenplatte 31 ab, durch welche die Entladeöffnung 41 führt. Am Umfang des Fußteils 33 bzw. an der Behälteraußenseite 8 sind zwei einander diametral gegenüberliegende Zentrierstücke 9 mit abgerundeter Unterkante oder an der Unterseite befindlichen Laufrollen 10 angebracht, die um 90° versetzt zu der Bewegungsrichtung der Schieber 4 und 5 angeordnet sind. In der abgesetzten bzw. Entladeposition des Behälters greifen diese Zentrierstücke 9 in die Ausschnitte 24 der Kurvenstücke 16 ein und fixieren ihn, so daß die Schieber in der oben beschriebenen Art geöffnet werden können.

Die Anschlußstelle für den Behälter über der Bohrung 3 besteht aus einem Stahlkasten 43, der mittels Beton 44 abgeschirmt ist und über der Bohrung 3 sitzt. In der Mitte des Kastens liegt eine Deckplatte 11, auf deren Innenrand 45 der Behälter abgesetzt wird. Die Platte 11 ist durchbrochen, damit das Faß 2 abgesenkt werden kann. Unterhalb dieser Platte 11 bewegen sich die Schieber 6 und 7 entlang der Achse 26 von der Mittelachse 39 nach der Seite weg. Auf der Oberseite der Schieber 6 und 7 ist mittig zu ihrer Trennungslinie 30 ein zweiteiliger Mitnehmerring 27 aufgesetzt, dessen Teile, die Halbringmitnehmer 28 und 29 je einem der Schieber 6 und 7 zugeordnet sind. Diese Halbringmitnehmer 28, 29 greifen nun in der Mittelstellung gemeinsam formschlüssig in die ringförmige Ausnehmung 32 ein, die an der Unterseite der Behälterschieber 4 und 5 in entsprechender Position eingelassen sind und führen diese Schieber 4 und 5 nach Entriegelung der Bolzen 40 nach außen weg in die Kanäle 14 und 15, die ebenfalls in dem Kasten 43 gelegen sind. Damit ist der Behälter 1 vollständig an die Bohrung 3 angeschlossen und das Faß 2 kann abgesenkt werden.

Die Ausrichtung bzw. Zentrierung des an einer Greifvorrichtung hängenden Behälters 1 zu der Anschlußstelle bzw. dem Kasten 43 erfolgt beim Absenken des Behälters 1 auf besondere Weise. Über der Deckplatte 11 bzw. dem Kasten 43 ist mittig eine Buchse 12 eingesetzt, deren Innendurchmesser etwas größer oder ungefähr dem Durchmesser des Behälterfußteiles 33 plus Höhe beider Zentrierstücke 9 entspricht. Das obere Ende der Buchse 12 weist einen Einlaufkonus 13 auf, der den unteren Behälterrand vorzentriert. In die Buchse 12 ist ein doppelt ausgebildetes, hohlzylindrisches Kurvenstück 16 eingesetzt, das unterhalb des Einlaufkonus 13 beginnt und dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Behälterfußteiles 33 entspricht. Es weist somit die Dicke der Zentrierstücke 9 auf. Die obere Stirnfläche 17 des Kurvenstückes 16 ist so geformt, daß sie je zwei paarweise nach unten verlaufende, zueinander spiegelsymmetrisch gelegene Zentrierlaufbahnen 18 und 19 bildet, die von ihren Hochpunkten 20 und 21 zu den Tiefpunkten 22 und 23 führen, unter welchen jeweils der gemeinsame Ausschnitt 24 zur Aufnahme der Zentrierstücke 9 gelegen ist. Die Tiefpunkte 22 und 23 sind als Ausschnitt 24, welcher mit dem Zentrierstück 9 korrespondiert, ausgebildet, um eine exakte Justierung des Behälters zum Auffahren der Schieber zu erreichen. Die Laufbahnen 18 und 19 sind im Bereich ihrer Hochpunkte 20 und 21 nach innen unten abgeschrägt, die gebildete Fläche 25 überstreicht dabei die Hochpunkte in etwa symmetrisch.

Diese Hochpunkte 22 und 21 der Zentrierlaufbahnen 18 und 19 sind senkrecht über der Bewegungsachse 26 der Schieber 4, 5 bzw. 6, 7 gelegen, die Ausschnitte 24 dazu in einem Winkel von 90°C.

Wird nun der Behälter 1 von oben her langsam abgesenkt, so wird er zunächst durch das Anliegen des Behälterfußteils 33 und der Zentrierstücke 9 im Einlaufkonus 13 vorzentriert. Bei weiterem Absenken treffen die Zentrierstücke 9 an einer beliebigen Stelle - je nach Verdrehung des Behälters - auf die Zentrierlaufbahnen 18 und 19 und drehen den Behälter bei Fortsetzung des Absenkens nach unten bis zum Eingreifen in die Ausschnitte 24 automatisch in die richtige Position, bei welcher die Entladeschieber und Abschirmschieber in ihrer Bewegungsrichtung fluchtend übereinander liegen. Danach können diese, wie oben stehend beschrieben, betätigt bzw. zur Entladung auseinander gefahren werden.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen schematisch, wie an der Anschlußstelle ein Transportbehälter mit einem einteiligen Bodenschieber 46 abgefertigt wird. Gleiche Positionsnummern wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnen dabei identische Teile bzw. Merkmale. Die Fig. 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung einen solchen Behälter 1 mit einem Bodenschieber 46 mit der Schieberöffnungsrichtung nach rechts. Bei der gezeigten Stellung nimmt beim Öffnungsvorgang der Halbringmitnehmer 29 der rechten Strahlenschutzschieberhälfte 7 den einteiligen Bodenschieber 46 nach rechts mit, während die linke Strahlenschutzschieberhälfte 6 leer läuft. In die Unterseite des Transportbehälters 1 und des Bodenschiebers 46 sind Aussparungen 47 und 48 für den Auslauf der Halbringmitnehmer 28, 29 vorgesehen. Ob der Transportbehälter 1 mit der Schieberöffnungsrichtung nach links oder rechts in der Anschlußstelle zum Aufsitzen kommt, ist zufällig und hängt davon ab, auf welche Zentrierlaufbahnen 19 die Zentrierstücke 9 beim Senken des Behälters geraten.

Kommt der Transportbehälter 1 mit der Öffnungsrichtung nach links in der Anschlußstelle zum Aufsitzen, so läuft der Öffnungsvorgang im umgekehrten Sinne wie oben beschrieben ab. Zu beachten ist, daß beim Öffnen eines Transportbehälters 1 mit einteiligem Bodenschieber 46 die beiden Strahlenschutzschieberhälften 6 und 7 den doppelten Weg zurücklegen müssen, als beim Öffnen eines Transportbehälters mit einem zweiteiligen Bodenschieber 5, 4, um die Bodenöffnung 3 freizugeben.

Bezugszeichenliste:

 1 Transportbehälter
 2 Faß
 3 Beschickungsöffnung bzw. Bohrung
 4 Entladeschieber am Behälter
 5 Entladeschieber am Behälter
 6 Abschirmschieber an der Öffnung
 7 Abschirmschieber an der Öffnung
 8 Behälteraußenseite
 9 Zentrierstücke
10 Unterkante
11 Deckplatte
12 Buchse
13 Einlaufkonus
14 Kanal
15 Kanal
16 Kurvenstück
17 Stirnfläche
18 Zentrierlaufbahn
19 Zentrierlaufbahn
20 Hochpunkt
21 Hochpunkt
22 Tiefpunkt
23 Tiefpunkt
24 Ausschnitt
25 Fläche
26 Bewegungsachse
27 Mitnehmerring
28 Halbringmitnehmer
29 Halbringmitnehmer
30 Trennungslinie
31 Behälterbodenplatte
32 ringförmige Ausnehmung
33 Fußteil
34 Grundplatte
35 Schiene
36 Rollen
37 Welle
38 Trennfuge
39 Mittelachse
40 Verriegelungsbolzen
41 Entladeöffnung
42 Greifvorrichtung
43 Stahlkasten
44 Abschirmbeton
45 Innenrand
46 einteiliger Bodenschieber
47 Aussparung
48 Aussparung

Claims (2)

1. Vorrichtung zum sebsttätigen Zentrieren beim Ankuppeln eines Transportbehälters für Fässer mit radioaktivem Inhalt an die Beschickungsöffnung einer Lagerstätte für diese Fässer, wobei der Behälter von oben über die Beschickungsöffnung gesetzt, der am Boden des Behälters seitlich ausfahrbar angeordnete Entladeschieber zusammengekuppelt mit dem die Öffnung verschließenden Abschirmschieber zur Seite weggefahren wird und das Faß danach von oben her durch die Öffnung in die Lagerstätte abgesenkt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) Der Behälter (1) ist mindestens an seinem Fußteil (33) kreisrund ausgebildet und weist an seiner Außenseite (8) zwei um 90° versetzt zu den Entladeschiebern (4, 5) angeordnete, einander symmetrisch gegenüberliegende Zentrierstücke (9) mit abgerundeter Unterkante oder an der Unterseite angebrachten Laufrollen (10) auf,
• b) Über die Beschickungsöffnung (3) und einer als Behälterauflage dienenden Deckplatte (11) ist zentrisch eine hohlzylindrische Buchse (12) mit Einlaufkonus (13) gesetzt, deren Innendurchmesser größer gleich dem Behälterdurchmesser plus Dicke beider Zentrierstücke (9) ist,
• c) durch die Wand der Buchse (12) sind der Zahl und Form der Entladeschieber (4, 5) entsprechende Kanäle (14, 15) geführt,
• d) in die Buchse (12) ist ein hohles Kurvenstück (16) eingesetzt, dessen obere Stirnfläche (17) eine von oben nach unten gekrümmte verlaufende Zentrierlaufbahn (18, 19) aufweist und dessen Innendurchmesser den Behälter (1) aufnimmt,
• e) die Zentrierlaufbahn ist in zwei zueinander spiegelsymtrische Hälften (18, 19) aufgeteilt, die von jeweils einem Hochpunkt (20, 21) nach beiden Seiten zu jeweils zwei gemeinsamen Tiefpunkten (22, 23) führen, wobei die Tiefpunkte (22, 23) als Ausschnitte (24) in der Form der beiden Zentrierstücke (9) ausgebildet sind,
• f) im Bereich der Hochpunkte (20, 21) ist die Laufbahn (18, 19) nach innen - unten angeschrägt, wobei diese Schräge eine die Hochpunkte in etwa symmetrisch überstreichende Flächen (25) bildet.
• g) die Hochpunkte (20, 21) sind senkrecht über der Bewegungsachse (26) der Abschirmschieber (6, 7) gelegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit zwei einander entgegengesetzt wirkenden und geteilten Entladeschiebern, die in diametral einander gegenüber liegenden Kanälen verlaufen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• h) an den Oberseiten der beiden Abschirmschieber (6, 7) ist ein teilbarer Mitnehmerring (27) aufgesetzt, der aus zwei Halbringmitnehmern (28, 29) besteht, die in derselben Trennungslinie (30) wie die Abschirmschieber (6, 7) mit diesen zusammen auseinanderfahrbar sind und mit ihrer Höhenausdehnung über die Bodenplatte (31) des aufgesetzten Behälters (1) hinausragen,
• i) in den Entladeschiebern (4, 5) des Behälters ist hälftig geteilt eine ringförmige, nach unten geöffnete Ausnehmung (32) vorhanden, in welche die Halbringmitnehmer (28, 29) beim Aufsetzen des Behälters (1) eingreifen.