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Belademaschine zum Beschicken einer
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Bohrung mit in Transportbehältern angelieferten Kokillen, die hochradioaktive
Abfälle enthalten.
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Beschreibung: Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belademaschine
gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche.
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Hochradioaktiver Abfall soll in einen Transportbehälter eingebracht,
transportiert und am Zielort, z.B. einem Zwischenlager oder untertägigen Endlager,
ausgeschleust und deponiert werden. Solche Abfälle sind bisher noch nicht im routinemäßigen
Betrieb in Kavernen oder ähnlichen Lagerstätten eingelagert worden. Man ist bisher
beim Be- und Entladen von Gebinden mit hohen Aktivitäten (z.B.
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Brennelementen) auf aufwendige Heiße Zellen und vielfach auf das Wasserbecken
angewiesen; Einrichtungen, die auch wegen ihrer Größe nicht in untertägigen Lagern
installiert werden können.
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Für die vorliegende. Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Belademaschine
für ein solches System zu schaffen, bei welcher unter allen Arbeitsabläufen eine
genügende Abschirmung gewährleistet ist, bei welcher alle Phasen des Be- und Entladens
automatisierbar sind, die ein Be- und Entladen ohne Verwendung einer Heißen-Zellen-Technologie
sowie ohne Wasserabschirmung ermöglicht und bei der Störfälle bewältigt werden können,
ohne daß die Abschirmung ausfällt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfindung bei
einer Belademaschine gemäß dem Oberbegriff der vorliegenden Patentansprüche die
Merkmale vor, die in den Patentansprüchen angegeben sind.
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Durch die Erfindung wird eine Belademaschine geschaffen, die besonders
kompakt im Gegensatz zu den bisher entwickelten aufwendigen Heiße-Zellen-Techniken
ist. Seilwinde, Greifer, Betätigungsantrieb für die Transportbehälterverschlüsse
und die Mechaniken zur Störfallbehebung befinden sich dabei in einer Einheit, die
gleichzeitig den Transportbehälter nach oben abschirmt.
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Beim Be- und Entladen des Transportbehälters wird das Transportgut
vom Greifgerät direkt ohne mechanische Zwischenglieder gegriffen. Das Greifgerät
ist dabei in vorteilhafter Weise Teil der Be- bzw. Entladestation, es verbleibt
dort und wird nicht mit dem Transportbehälter transportiert.
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Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
unter allen Arbeitsabläufen immer eine sichere Abschirmung gewährleistet ist, wobei
sämtliche Phasen des Be- und Entladens automatisiert sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Figuren 1 bis 4 näher
erläutert, wobei die Positionsnummern für alle Figuren gleich sind.
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Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Belademaschine in ihren verschiedenen
Funktionen mit einem Transportbehälter 3 für mit in Glas eingeschmolzenen hochradioaktiven
Abfällen gefüllten Kokillen 1, die in eine Bohrung 2 abgesenkt werden sollen. Die
Bohrung 2 führt zu einer nicht näher beschriebenen Lagerstätte. Der Behälter 3 befindet
sich bereits in seiner Entladeposition, d.h. er ist auf die Bohrung 2 gesetzt und
die Belademaschine über den Behälter 3 gefahren.
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Die Figuren 1 und 4 zeigen dabei die den Behälter verschließenden
Walzenschieber 7 und 8 in geschlossener Stellung (Anlieferungsstellung), die Figuren
2 und 3 in geöffheter Position (Be- bzw. Entladestellung).
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In der Belademaschine sind alle für den Einlagerungsvorgang nötigen
Funktionen zu einer Einheit integriert: Das nicht näher dargestellte Fahr- und Hubwerk
der Belademaschine, die Abschirmung, die Antriebe der Walzenschieber, das Depot
des Kokillengreifers in Ruhestellung, die Mechanik zum Ablassen und Heben des Kokillengreifers
(Winde) und Einrichtungen zur Behebung diverser Störfälle.
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Nachdem der Transportbehälter 3 zum Ein- und Ausschleusen der Kokille
1 mit Hilfe eines Transportbehältergreifers auf den Bodenschieber 9 gesetzt wurde,
fährt die Belademaschine an bzw. über den Transportbehälter 3. Dabei ist sie von
ihrem Fahrwerk durch eine Hubeinrichtung abgehoben, da am Oberteil 10 die Abschirmung
11 den Transportbehälter 3 in Betriebstellung überlappt. Am Transportbehälter
angekommen
wird die ganze Belademaschine wieder abgesenkt (nicht mehr dargestellt). Im geschlossenen
Zustand des Behälters 3 ist die Kokille 1 durch die Behälterwand ausreichend abgeschirmt.
Bei geöffnetem oberen Walzenschieber 7 des Behälters 3 übernimmt das Oberteil 10
der Belademaschine die Abschirmung. Es ist als massiver Gußkörper ausgebildet, der
nur die Hohlräume 12, 13 und 14 für den Betriebsgreifer 4 der Kokille und für einen
Teil der für seine Betätigung erforderlichen Mechanik enthält. Um eine Spaltstrahlung
zu vermeiden, ist die Abschirmung des Transportbehälteroberteiles 10 in Form einer
hutförmigen Überlappung 11 ausgebildet. Der Hohlraum 14 ist zur Aufnahme einer Zusatzabschirmung
15 vor gesehen.
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Über dem Hohlraum 12 t der den Betriebsgreifer 4 in einer Art "Parkstellung"
in sich aufnimmt, sitzt eine verschiebbare Büchse 16, die zu der mechanischen Öffnung
des Greifers 4 dient. Diese Büchse 16 wird durch ein handbetätigtes Ritzel 28 verschoben,
wobei die einschraubbaren Bolzen 29 zur mechanischen Öffnung des Betriebs- oder
des Störfallgreifers dienen.
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Wie bereits erwähnt, ist in dem Hohlraum 13 ein Teil der Hubmechanik
des Greifers 4 angeordnet. Im oberen Teil des Hohlraumes 13 sind zwei Umlenkrollen
17 vorhanden, über welche das Seil 5 innerhalb der Abschirmung um 1800 umgelenkt
und in die Transportbehälterachse 18 geführt wird.
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Diese fluchtet mit der Bohrung 2, so daß das Seil 5 mit dem daran
nach unten hängenden Greifer 4 durch den Behälter 3 hindurch mit daran hängender
Kokille 1 abgelassen werden kann.
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An der dieser Achse abgewendeten Seite des Oberteiles 10 ist innerhalb
der Abschirmung das Seil 5 nach unten geführt, wo es durch das im Unterteil 19 der
Belademaschine seitlich neben dem eingesetzten Behälter 3 in der Kammer 37 angeordnete
Hebezeug 6 hochgezogen bzw. abgelassen werden kann.
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Diesen vertikalen Bewegungsvorgang des Einlagerns und evtl.
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Rückholens der Kokille 1 durch das Hebezeug 6 übernimmt zusammen mit
dem Kokillengreifer 4 die in der Belademaschine integrierte Winde 20 mit der Trommel
21, angetrieben durch einen Motor 22, auf der das Seil 5 in der für die maximale
Einlagerungstiefe benötigten Länge aufgewickelt ist. Es trägt nicht nur den Kokillenbetriebsgreifer
4, je nach Arbeitsphase mit anhängender Kokille 1, sondern beinhaltet auch gegeneinander
isolierte elektrische Leiter zur Betätigung des Kokillengreifers.
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Um die Seilbelastung anzeigen zu können, ist die Trommel 21 einschließlich
Motor 22 um ihren Drehpunkt 23 drehbar gelagert. Über einen Hebel 25 und eine Zugfeder
24 wird das Drehmoment der Trommel 21 aufgenommen. Ein Linearpotentiometer 26 erfaßt
die Auslenkung nd damit die Seilbelastung. Feder und Potentiometer können auch durch
eine Druckmeßdose ersetzt werden. Der Längenausgleich der Seilabwicklung in Trommelachsrichtung
kann entweder durch eine in dieser Richtung wandernde Trommel oder durch einen Arm
im Oberteil der Belademaschine geschehen, in dem die Umlenkscheiben gelagert sind
und der um die Transportbehälterachse schwenkt (nicht dargestellt).
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Unterteil 19 der Belademaschine ist ebenfalls als Abi schirmkörper
mit-einseitig dicker Wandung 44 ausgebildet. Er nimmt den Antrieb des Hebezeuges
6 und den Behälter 3 in sich auf. Auf seiner oberen Zwischenwand 37 ist das Belademaschinenoberteil
10 seitlich verschiebbar gelagert, wobei das Seil 5 durch einen Schlitz in der Zwischenwand
27 geführt ist, um seine horizontale Auslenkung zu ermöglichen.
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In der Oberplatte 30 des Bodenschiebers 9, über den die Belademaschine
gefahren wird, ist ein Drehteller 31 zentrisch in der Achse 18 gelagert, der das
Behälterunterteil 32 in sich aufnimmt. Ist nun der Behälter 3 auf dem Drehteller
31 des Bodenschiebers 9 soweit orientiert, daß die Achsen 33 und 34 seiner Walzenschieber
7 und 8 mit denen der Antriebseinheiten 35 und 36 in der seitlichen Kammer 37 der
Belademaschine fluchten, werden die Kupplungsnüsse 38 durch Magneten 39 vorgeschoben.
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Beim Einlagerungsvorgang wird zunächst der obere Walzenschieber 7
durch eine 9O0-Drehung geöffnet, nachdem ein aus der Belademaschine herunterfahrender
Stift (nicht dargestellt) seinen Verriegelungsbolzen heruntergedrückt hat. Wenn
der Kokillengreifer 4 bis auf die Kokille 1 heruntergefahren ist, sie gefaßt und
vom unteren Walzenschieber 8 abgehoben hat, kann auch der untere Walzenschieber
8 geöffnet werden, nachdem-ein aus dem Bodenschieber hochfahrender Stift dessen
Verriegelungsbolzen angehoben hat (nicht dargestellt),
Die Antriebsmotoren
35 und 36 für die Walzenschieber 7 und 8 besitzen je ein zweites Wellenende 41,
mit dem die Schieber 7, 8 bei Ausfall der Motoren 35, 36 von Hand gedreht werden
können. Auch die Trommel 21 des Seiles 5 kann von Hand über einen Schneckenantrieb
42 gedreht werden, wenn durch eine Wechselkupplung der Motorantrieb aus- und der
Handantrieb angeschaltet wird.
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Es ist auch möglich, die Motoren der Antriebe 35 und 36 unmittelbar
über die zweiten Wellenenden 41 zu drehen.
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Der Beladevorgang erfolgt nun wie folgt: a) Der Behälter 3 ist auf
die Bohrung 2 gesetzt, die Belademaschine steht fertig darüber. Die Walzenschieber
7 und 8 sind noch geschlossen, der Greifer 4 befindet sich in Parkstellung, die
Walzenschieber 43 des Bodendrehschiebers 9 sind ebenfalls noch geschlossen (Figur
1).
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b) Die nach Öffnen der Schieber 7, 9 und 43 mit dem Betriebsgreifer
4 gefaßte Kokille wird mittels des Hebezeuges 6 -in die Bohrung 2 abgesenkt (Figur
2) und am Grund der Lagerstätte durch öffnen des Greifers 4 abgesetzt.
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c) Der leere Greifer wird bei geöffnetem Schieber 7, 8 und 43 durch
den Behälter 3 wieder hochgezogen (Figur 3).
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d) der Greifer 4 befindet sich danach wieder in seiner Parkstellung
im Hohlraum 12, die Walzenschieber .7, 8 und 43 werden geschlossen, der Behälter
3 kann nach Hochfahren des Belademaschinenoberteiles 10 wieder wegtransportiert
werden.
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Bezugszeichenliste: 1 Kokille 2 Bohrung 3 Transportbehälter 4 Betriebsgreifer
5 Seil bzw. Tragkabel 6 Hebezeug 7 Walzenschieber 8 Walzenschieber 9 Bodenschieber
10 Belademaschinenoberteil 11 Überlappung 12 Hohlraum für Greifer 13 Hohlraum für
Mechanik 14 Hohlraum für Zusatzabschirmung 15 Zusatzabschirmung 16 Büchse 17 Umlenkrollen
18 Behälterachse 19 Unterteil 20 Winde 21 Trommel 22 Motor 23 Drehpunkt 24 Zugfeder
25 Hebel 26 Potentiometer 27 Zwischenwand 28 Ritzel 29 Bolzen 30 Oberplatte 31 Drehteller
32 Behälterunterteil 33 Achse 34 Achse 35 Antrieb 36 Antrieb 37 seitliche Kammer
38 Nüsse 39 Magnete 40 Antriebswellen 41 Wellenende 42 Schneckenantrieb 43 Walzenschieber
44 seitliche Abschinuwand