DE3248592C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belademaschine gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche.

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 ähnli­ chen Lagerstätten eingelagert worden. Man ist bisher beim Be- und Entladen von Gebinden mit hohen Aktivitäten (z. B. Brennelementen) auf aufwendige Heiße Zellen und vielfach auf das Wasserbecken angewiesen; Einrichtungen, die auch wegen ihrer Größe nicht in untertägigen Lagern installiert werden können.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Belademaschine für ein solches System zu schaffen, bei welcher unter allen Arbeitsabläufen eine genügende Ab­ schirmung 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 Abschir­ mung ausfällt.

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.

Durch die Erfindung wird eine Belademaschine geschaffen, die besonders kompakt im Gegensatz zu den bisher ent­ wickelten aufwendigen Heiße-Zellen-Techniken ist. Seil­ winde, Greifer, Betätigungsantrieb für die Transportbe­ hälterverschlüsse und die Mechaniken zur Störfallbehe­ bung befinden sich dabei in einer Einheit, die gleich­ zeitig den Transportbehälter nach oben abschirmt.

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 Transportbe­ hälter transportiert.

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.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Fig. 1 bis 4 näher erläutert, wobei die Positionsnummern für alle Figuren gleich sind.

Die Fig. 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.

Die Fig. 1 und 4 zeigen dabei die den Behälter ver­ schließenden Walzenschieber 7 und 8 in geschlossener Stellung (Anlieferungsstellung), die Fig. 2 und 3 in geöffneter Position (Be- bzw. Entladestellung).

In der Belademaschine sind alle für den Einlagerungsvor­ gang nötigen Funktionen zu einer Einheit integriert:
Das nicht näher dargestellte Fahr- und Hubwerk der Belade­ maschine, die Abschirmung, die Antriebe der Walzenschieber, das Depot des Kokillengreifers in Ruhestellung, die Me­ chanik zum Ablassen und Heben des Kokillengreifers (Winde)- und Einrichtungen zur Behebung diverser Störfälle.

Nachdem der Transportbehälter 3 zum Ein- und Ausschleusen der Kokille 1 mit Hilfe eines Transportbehältergreifers auf den Bodenschieber 9 gesetzt wurde, fährt die Belade­ maschine an bzw. über den Transportbehälter 3. Dabei ist sie von ihrem Fahrwerk durch eine Hubeinrichtung abge­ hoben, da am Oberteil 10 die Abschirmung 11 den Transport­ behälter 3 in Betriebstellung überlappt. Am Transport­ behälter angekommen wird die ganze Belademaschine wieder abgesenkt (nicht mehr dargestellt). Im geschlossenen Zu­ stand des Behälters 3 ist die Kokille 1 durch die Behälter­ wand ausreichend abgeschirmt. Bei geöffnetem oberen Wal­ zenschieber 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 Hohl­ raum 14 ist zur Aufnahme einer Zusatzabschirmung 15 vor­ gesehen.

Über dem Hohlraum 12, der den Betriebsgreifer 4 in einer Art "Parkstellung" in sich aufnimmt, sitzt eine verschieb­ bare Büchse 16, die zu der mechanischen Öffnung des Grei­ fers 4 dient. Diese Büchse 16 wird durch ein handbetätig­ tes Ritzel 28 verschoben, wobei die einschraubbaren Bolzen 29 zur mechanischen Öffnung des Betriebs- oder des Stör­ fallgreifers dienen.

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 180° umge­ lenkt und in die Transportbehälterachse 18 geführt wird. 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.

An der dieser Achse abgewendeten Seite des Oberteiles 10 ist innerhalb der Abschirmung das Seil 5 nach unten ge­ führt, 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.

Diesen vertikalen Bewegungsvorgang des Einlagerns und evtl. Rückholens der Kokille 1 durch das Hebezeug 6 übernimmt zusammen mit dem Kokillengreifer 4 die in der Beladema­ schine integrierte Winde 20 mit der Trommel 21, ange­ trieben durch einen Motor 22, auf der das Seil 5 in der für die maximale Einlagerungstiefe benötigten Länge auf­ gewickelt ist. Es trägt nicht nur den Kokillenbetriebs­ greifer 4, je nach Arbeitsphase mit anhängender Kokille 1, sondern beinhaltet auch gegeneinander isolierte elektrische Leiter zur Betätigung des Kokillengreifers.

Um die Seilbelastung anzeigen zu können, ist die Trommel 21 einschließlich Motor 22 um ihren Drehpunkt 23 dreh­ bar gelagert. Über einen Hebel 25 und eine Zugfeder 24 wird das Drehmoment der Trommel 21 aufgenommen. Ein Linearpotentiometer 26 erfaßt die Auslenkung und 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 Transport­ behälterachse schwenkt (nicht dargestellt).

Unterteil 19 der Belademaschine ist ebenfalls als Ab­ schirmkörper mit einseitig dicker Wandung 44 ausge­ bildet. Er nimmt den Antrieb des Hebezeuges 6 und den Behälter 3 in sich auf. Auf seiner oberen Zwischenwand 37 ist das Belademaschinenoberteil 10 seitlich ver­ schiebbar gelagert, wobei das Seil 5 durch einen Schlitz in der Zwischenwand 27 geführt ist, um seine horizontale Auslenkung zu ermöglichen.

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 Behälter­ unterteil 32 in sich aufnimmt. Ist nun der Behälter 3 auf dem Drehteller 31 des Bodenschiebers 9 soweit orien­ tiert, 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.

Beim Einlagerungsvorgang wird zunächst der obere Walzen­ schieber 7 durch eine 90°-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 Walzen­ schieber 8 abgehoben hat, kann auch der untere Walzen­ schieber 8 geöffnet werden, nachdem ein aus dem Boden­ schieber 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 Motor­ antrieb aus- und der Handantrieb angeschaltet wird. Es ist auch möglich, die Motoren der Antriebe 35 und 36 unmittelbar über die zweiten Wellenenden 41 zu drehen.

Der Beladevorgang erfolgt nun wie folgt:

• a) Der Behälter 3 ist auf die Bohrung 2 gesetzt, die Be­ lademaschine steht fertig darüber. Die Walzenschieber 7 und 8 sind noch geschlossen, der Greifer 4 befindet sich in Parkstellung, die Walzenschieber 43 des Boden­ drehschiebers 9 sind ebenfalls noch geschlossen (Fig. 1).
• b) Die nach Öffnen der Schieber 7, 9 und 43 mit dem Be­ triebsgreifer 4 gefaßte Kokille wird mittels des Hebe­ zeuges 6 in die Bohrung 2 abgesenkt (Fig. 2) und am Grund der Lagerstätte durch Öffnen des Greifers 4 ab­ gesetzt.
• c) Der leere Greifer wird bei geöffnetem Schieber 7, 8 und 43 durch den Behälter 3 wieder hochgezogen (Fig. 3).
• 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 weg­ transportiert werden.

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 Abschirmwand

Claims (2)

1. Belademaschine zum Beschicken einer Bohrung (2) oder Lagerstätte mit in Abschirm- bzw. Transportbehältern (3) angelieferten Kokillen (1), die hochradioaktive Abfälle enthalten, mittels welcher die Kokillen (1) direkt aus dem auf die Öffnung der Bohrung (2) gesetz­ ten Behälter (3) nach Betätigen von dessen als Be- bzw. Entladeverschlüssen dienenden Walzenschiebern (7 und 8) unter Aufrechterhaltung der Ab­ schirmung in die Bohrung (2) abgesenkt wird, mit einem fernbedienten Greifer (4) zum Fassen der Kokille (1), der durch ein Seil (5) mit Hebezeug (6) auf- bzw. ab­ wärts in die Bohrung (2) bewegt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die Belademaschine weist ein den Behälter (3) in Form einer Überlappung (11) übergreifendes Oberteil (10) auf, welches als dickwandige Abschirmung ausge­ bildet ist,
• b) das Oberteil (10) sitzt auf einem Unterteil (19), wel­ ches nach der dem Behälter (3) zugewendeten Seite offen ist und an der gegenüberliegenden Seite eine seitliche Abschirmwand (44) aufweist,
• c) zwischen der Wand (44) und dem Behälter (3) befindet sich seitlich neben dem Behälter (3) im Unterteil (19) eine Seitenkammer (37),
• d) in der Seitenkammer (37) ist das Hebezeug (6) für das Seil (5) angeordnet, wobei Hilfsbetätigungen (42) für dieses durch die Wand (44) geführt sind,
• e) über und unter dem Hebezeug (6) sind horizontal wirkende Drehantriebe (35, 36, 38 und 40) fluchtend mit den Drehachsen (33, 34) der Behälterwalzen­ schieber (7 und 8) angebracht,
• f) die Antriebswellen (40) der Drehantriebe (35, 36) sind mit den Drehachsen (33, 34) kuppelbar,
• g) das Seil (5) ist ausgehend von dem Hebezeug (6) nach oben in den Hohlraum (13) des Belademaschinenoberteiles (10) geführt,
• h) in den Hohlraum (13) des Oberteiles (10) sind Um­ lenkrollen (17) angeordnet, die das Seil (5) um 180° nach unten in die Behälterlängsachse (18) lenken,
• i) das Ende des Seiles (5) ist an dem Betriebsgreifer (4) befestigt, wobei der Greifer (4) in einem wei­ teren Hohlraum (12) des Oberteiles (10) innerhalb dessen Abschirmung in Parkstellung ebenfalls in der Achse (18) direkt über dem Behälter (3) gelegen ist,
• k) durch die Wand (44) sind nach außen Hilfsbetätigungen (41) für die Drehantriebe (35 und 36) geführt.

2. Belademaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

• l) Oberteil (10) und Unterteil (19) sind gemeinsam in bezug auf den Behälter (3) anhebbar,
• m) der Behälter (3) sitzt in einem Drehteller (31), mittels welchem er um seine Längsachse (18) zur Aus­ richtung der Achsen (33, 34) mit den Wellenenden (41) drehbar ist.