DE3415894A1

DE3415894A1 - Transport- und lagerfass fuer schwach- und mittelradioaktive abfaelle sowie verfahren zur befuellung eines transport- und lagerfasses

Info

Publication number: DE3415894A1
Application number: DE19843415894
Authority: DE
Inventors: Bernd Dieter 3257 Springe Hahn; Werner Schmidt
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1985-01-17

Description

Transport- und Lagerfaß für schwach- und mittelradioaktive Abfälle sowie Verfahren zur Befüllung eines Transport- und Lagerfasses

Die Erfindung betrifft ein Transport- und Lagerfaß für schwach- und mitte!radioaktive Abfälle, dessen Aufnahmeöffnung nach dem Beladen mit einem Deckel verschlossen wird, wobei in dem Lagerfaß ein topfförmiger Faßeinsatz zur direkten Aufnahme der radioaktiven Abfälle unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes zwischen Lagerfaß und Faßeinsatz einsetzbar angeordnet · ist.

Für den Transport sowie für die Lagerung schwach- und mittelradioaktiver Stoffe werden üblicherweise Fässer verwendet. Bei den von diesen Fässern aufgenommenen radioaktiven Stoffen kann es sich sowohl um unbehandelte als auch um verfestigte Stoffe handeln, die für eine Endlagerung vorgesehen sind. Die Verfestig'ung kann beispielsweise über Zementieren oder Bituminieren erfolgen.

Beim Befüllen eines Fasses mit radioaktiven Stoffen in einer abgeschirmten Zelle besteht die Gefahr, daß das Faß außen konta- .

miniert wird. Für die Weiterbehandlung des Fasses ist dadurch eine Dekontamination der Außenfläche notwendig. Eine Dekontamination führt aber zu Sekundärabfällen. Die Verfügbarkeit der Abfülleinrichtung wird durch die Dekontamination herabgesetzt. Außerdem ist die Dekontamination besonders beim Umgang mit mittelradioaktiven Stoffen umständlich, weil die Vorgänge wegen der hohen Strahlung nur fernbedient durchgeführt werden können.

Es wäre daher günstig, die zum Transport und zur Lagerung bestimmten radioaktiven Stoffe in der abgeschirmten Zelle zunächst in einen separaten Faßeinsatz einzufüllen. Anschließend wird der Faßeinsatz, der außenflächig kontaminiert sein kann, durch eine Doppeldeckelschleuse in das Lagerfaß eingesetzt, das in einer nichtaktiven Zelle vorgehalten wird.

Das Verwenden des Faßeinsatzes muß eine fernbediente Handhabung in der räumlichen Enge der abgeschirmten Zelle ermöglichen, ohne

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— .--- daß das Fassungsvolumen des Faßeinsatzes durch Handhabungshilfen verringert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transport- und Lagerfaß der eingangs beschriebenen Art derart auszugestalten, daß die fernbediente Handhabung beim Befüllvorgang vereinfacht und ein möglichst großes Fassungsvolumen pro Gebinde ausgenutzt wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gekennzeichnet.

■-__ Der erfindungsgemäß ausgebildete Faßeinsatz kann in der abgeschirmten Arbeitsstelle gestapelt vorgehalten und über Hebezeuge gut ergriffen werden. Das Einsetzen in das Lagerfaß ist durch Eingreifen von Hebezeugen in die Aussparungen möglieh.

Der Auflagering auf der Außenfläche oder Innenfläche des Faßeinsatzes dient als Auflage beim Stapeln. Der äußere Auflagering liegt auf dem Hantierungsring des darunter befindlichen Faßeinsatzes auf. Die leicht konische Form des Faßeinsatzes ermöglicht das Ineinanderstapeln. Der Abstand des Auflageringes zum Hantierungsring ist dabei so bemessen, daß beim Ineinanderstellen on unbefüllten Faßeinsätzen zum Zwecke einer möglichst platzarmen Lagerung ein Verklemmen der konischen Mantelflächen vermieden wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird im Kennzeichen des Anspruches 2 offenbart.

Der zentrierende Hantierungsring liegt mit seinem äußeren Umfang an der Innenfläche des Lagerfasses an und sorgt so für einen gleichmäßigen ringförmigen Zwischenraum zwischen Lagerfaß und Faßeinsatz, über die Aussparungen ist es möglich, den Zwischenraum mit einer Gußmasse auszufüllen, die der Festigkeit und/oder der Abschirmung dient.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden ' in den Unteransprüchen 3 bis 12 gekennzeichnet.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Befüllung eines Transport- und Lagerfasses der eingangs beschriebenen Art, das im Kennzeichen des Anspruches 13 ausgeführt wird. Bei einer derartigen Handhabungsweise ist lediglich der Faßeinsatz außen kontaminiert. Das Lagerfaß, das den Fäßeinsatz aufnimmt, kann nach dem Beladen sofort transportiert und gelagert werden. Besondere Dekontaminationsanstrengungen sind nicht notwendig.

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Anhand der Zeichnung werden nachstehend drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

... Fig. 1 ein mit einem aufgeschraubten Deckel verschlossenes Rollreifenfaß mit eingesetztem Faßeinsatz,

Fig. 2 eine Draufsicht der Fig. 1, wobei der Deckel in der Darstellung fortgelassen wurde,

Fig. 3 einen Teilausschnitt des Lagerfasses und des eingesetzten Faßeinsatzes in größerem Maßstab,

Fig. 4 einen Stapel Faßeinsätze in schematischer Darstellung,

Fig. 5₅ den Befüll- bzw. den Beladevorgang eines Transportoder Lagerfasses innerhalb und außerhalb einer abgeschirmten Zelle.

Fig. 6 einen. Teilausschnitt des Lagerfasses mit einem eingesetzten Faßeinsatz einer anderen Ausführungsform,

Fig. 7 ein Rollraifenfaß mit einem eingesetzten Faßeinsatz nach einer dritten Ausführungsform,

Fig. 8 einen Teilausschnitt des Lagerfasses und des eingesetzten Faßeinsatzes aus Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht der Fig. 8, wobei der das Rollreifenfaß schließende Deckel in der Darstellung
fortgelassen wurde.

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Das in Fig. 1 dargestellte Lagerfaß 5 ist ein handelsübliches 400 1-Rollreifenfaß, das von einem aufgeschraubten Deckel 6 verschlossen ist. Der Deckel 6 ist an einem außen angebrachten Befestigungsflansch 7 des Lagerfasses 5 angeschraubt. Die gestrichelte Linie zeigt die Anordnung eines Faßeinsatzes 8 in dem Lagerfaß 5 an. Der Faßeinsatz 8 weist einen sich nach unten verjüngenden Querschnitt auf und erhält so eine äußere konische, topfartige Form.

Am oberen Öffnungsrand des Faßeinsatzes 8 ist außen ein zentrierender Hantierungsring 9 angeschweißt (Fig. 3). Der Außendurchnesser des Zentrierringes 9 ist nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der anliegenden Innenwand des Lagerfasses 5, die im oberen Bereich von dem Befestigungsflansch 7 gebildet wird.

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Der Zentrierring 9 weist umfangsinäßig einige segmentartige Aussparungen 11 auf. Durch sie wird eine Verbindung zu einem ringförmigen Zwischenraum 12 geschaffen, der sich zwischen der Außen- · fläche des Faßeinsatzes 8 und der Innenfläche des Lagerfasses 5 befinden. Das nach unten und innen abgeschrägte Querschittsprofil des Zentrierringes 9 erleichtert das Einsetzen des Faßeinsatzes 8 in das Lagerfaß 5.

Im oberen Drittel des Faßeinsatzes 8 ist auf der Außenfläche des Faßeinsatzes 8 ein umlaufender Auflagering 13 angeschweißt, dessen äußerer Durchmesser größer ist, als der innere Durchmesser des Zentrierringes 9.

Der Boden 14 des Faßeinsatzes 8 ist außen mit als Füße dienenden Abstandsteilen 15 versehen.

In Fig. 5 wird der Beladevorgang des Lagerfasses 5 mit dem Faßeinsatz 8 gezeigt. In einer abgeschirmten, kontaminierten Zelle 16 ist unter der Zellendecke 17 ein Kran 18 auf Kranschienen 19 verfahrbar.

An dem Kranhaken 21 ist ein Greifbügel 22 angehängt, der in die segmentartigen Aussparungen 11 des Faßeinsatzes 8 eingreift. In der gezeigten Darstellung vird der Faßeinsatz 8 über einer geöffneten, im Boden 23 der Zelle 16 angeordneten Doppeideekelschleuse 24 gehalten. Doppeldeckelschleussysterne sind in der Kerntechnik seit langem hinlänglich jedem Fachmann bekannt. Sie werden dazu benutzt, Gegenstände von einem Raum in einen anderen Raum zu schleusen, wobei einer der beiden Räume radioaktiv belastet ist.

« Der schematisch gezeigte Aufbau der Doppeldeckelschleuse besteht aus einem in die öffnung des Zellenboden eingesetztes Futter 25, das in einer Ausnehmung auf der Unterseite eine ringförmige Dichtfläche 26 aufweist. Am äußeren Umfang des Futters 25 in der kontaminierten Zelle 16 ist an einem Futterbock 27 ein Hebel 28 angelenkt, der eine Verschlußglocke 29 trägt. Im Zentrum dieser Abdeck-

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glocke ist ein Dauermagnet 31 eingelassen. In dem gezeigten Zustand der Doppeldeckelschleuse hält dieser Dauermagnet 29 einen Innendeckel 32 fest an das Innere der Abdeckglocke 29 gepreßt. Auf der der Abdeckglocke zugewandten Fläche des Innendeckels 32 kann dieser somit nicht kontaminiert werden.

Unterhalb der öffnung im Zellenboden 32 ist in einer nicht kontaminierten, frei zugänglichen Zelle 35 ein Hubwagen 36 angeordnet, der das Lagerfaß 5 trägt und von unten gegen die Dichtfläche 26 des Putters -25 der Doppeldeckelschleuse preßt. Mit 37 ist ein Verriegelungshaken für die Abdeckglokke 29 gekennzeichnet.

Die Handhabung und Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt.

In der abgeschirmten Zelle, in der der Befüllvorgang des Faßeinsatzes 8 vorgenommen wird, sind die Faßeinsätze 8 als Stapel vorhanden.

Mit einem eine Greifvorrichtung 22 aufweisenden Hebezeug 18 wird der oberste Faßeinsatz aus dem Stapel gehoben und zur Befüllstation gebracht. Aufgrund der segmentartigen Aussparungen 11 kann das Greifwerkzeug 22 außerhalb des Einfüllquerschnittes des Faßeinsatzes 8 ansetzen. Der Einfüllquerschnitt ist somit vollständig frei, so daß auch größere kontaminierte oder radioaktive Gegenstände in das Innere des Faßeinsatzes 8 gebracht werden können.

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- --■ Nach dem Befüllen des Faßeinsatzes 8 wird dieser mittels des Hebezeuges 18 durch den Boden 23 der abgeschirmten Zelle 16 (Fig. 5),der in einer öffnung ein Doppeldeckelsystem 24 aufweist, in ein unter dem Boden 23 stehendes, angeschlossenes Lagerfaß 5 gesetzt. Die Greifwerkzeuge 22 fassen dabei am Zentrierring 9 in den segmentartigen Aussparungen 11 an, so daß ein Einsetzen in das Lagerfaß 5 nicht behindert wird.

Nach dem Einbringen des Faßeinsatzes 8 und Abheben des Hebezeu- j ges 18, 21, 22 wird das Lagerfaß 5 in an sich bekannter Weise * über das Doppeldeckelsystem 24 mit dem Innendeckel 32 verschlossen. Nach dem Abrücken von der Schleuse 24 wird das Lagerfaß mit dem zweiten, äußeren Deckel 6 versehen.

Die in Fig. 6 gezeigte Ausführung des Faßeinsatzes 4 0 weist am oberen offenen Ende einen angeschweißten U-Stahlring 42 auf. Der U-Stahlring 42 befindet sich mit seinen beiden Schenkeln 44 und 46 in der Waagerechten. Die Enden der Schenkel 44 und 46 weisen zur Ringmitte, so daß eine vom inneren des U-Stahlringes 4 2

^O erreichbare Aufnahmebucht 4 8 gebildet wird. Der Außendurchmesser ' des Faßeinsatzes 40 und des U-Stahlringes 42 ist nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Lagerfasses 5'. Zwischen Lagerfaß 5' und Faßeaasatz 40 befindet sich somit ein nur äußerst ) geringer Ringspalt 50, so daß der Faßeinsatz 40 beim Einbringen \ in das Lagerfaß 5' selbstzentrierend wirkt-

Der Faßeinsatz 4 0 ist im oberen Drittel mit einer sich nach innen erstreckenden Sicke 52 versehen, die im Innenumfang des Faßeinsatzes 40 umläuft und als Auflagering dient. Ihr Innendurchmesser !

ist kleiner als der Innendurchmesser des U-Stahlringes 42. ' Die Ausführungsform gemäß den Fig. 7 bis 9 zeigt eine weitere Ausbildung eines Faßeinsatzes 54. Dieser Faßeinsatz 54 weist ebenfalls an seinem offenen Ende einen angeschweißten U-Stahlring 56 ; mit nach innen gerichteten, waagerecht liegenden Schenkeln 58 und 60 auf. Am Außenumfang des oberen Endes des Faßeinsatzes 54 sind sechs

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Zentrierbleche 62 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet Diese Zentrierbleche 62 sind mit ihrem oberen gebogenen Ende an dem .^; U-Stahlring 56 .und an·ihrem unteren Ende an der Außenfläche des j

Faßeinsatzes 54 angeschweißt. Der U-Stahlring 56 weist sechs '■ Aussparungen 64 auf, die in seinem Steg 66 versetzt zu den Zentrierblechen 6 2 angeordnet sind (Fig. 9). Die Zentrierbleche 6 2 bewirken ein mittiges Einsetzen des Faßeinsatzes 54 in das Lagerfaß -5 ' ' . Der freie Zwischenraum 63 von Lagerfaß 5' ' und Faßeinsatz 54 bleibt so umf angsmäßig gesehen konstant. Ein nach- . trägliches Verfüllen dieses Zwischenraumes 68 ist daher gut j möglich. ' \

Im unteren Drittel des Faßeinsatzes 54 sind in einer Querschnitts ebene am Umfang des Faßeinsatzes 54 drei segmentartige Sicken 70 ; gleichmäßig verteilt angebracht. Diese sich nach außen erhebender Sicken 70 dienen als Auflage bei einer Stapelanordnung der Faßeinsätze 54.

Im unteren Bereich des Faßeinsatzes 54 ist in einer Querschnitts-, ebene ein umlaufender Führungsring 12 als ein dünnwandiges Rohr ^l befestigt. Dieser Führungsring 7 2 trägt drei über den Umfang ? gleichmäßig verteilte Abstandshalter 74, die eine weitere Zen- j trierhilfe für den Faßeinsatz 54 darstellen. \

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Bezugszeichenliste

5 Lagerfaß 5¹ Lagerfaß 5" Lagerfaß

6 Deckel

- 7 Befestigungsflansch 8 Faßeinsatz ■ 9 Zentrierender Hantierungsring

11 Segmentartige Aussparungen

12 Ringförmiger Zwischenraum

13 Auflagering

14 Boden

15 Abstandsteile "16 Kontaminierte Zelle

17 Zellendeckel

18 Kran

19 Kranschienen 21 Kranhaken

22 Greifbügel

23 Zellenboden

24 Doppeldeckelsc^leuse

25 Futter

26 Ringförmige Dichtfläche

27 Futterbock

28 Hebel

29 Verschlußglocke 31 Dauermagnet 0 32 Innendeckel

35 Zugängliche Zelle

36 Hubwagen

37 Verriegelungshaken

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4 0 Faßeinsatz '42 U-Stahlring 44 Schenkel 46 Schenkel 48 Aufnahmebucht 50 Ringspalt 52 Sicke

54 Faßeinsatz 56" U-Stahlrihg 58 Schenkel 60 Schenkel 62 Zentierbleche 64 Aussparungen 66 Steg
68 Zwischenraum 70 Segmentartige Sicken 72 Führungsring 74 Abstandshalter

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Claims

Transport- und Lagerfaß für schwach- und mittelradioaktive Abfälle, dessen Aufnahmeöffnung nach dem Beladen mit einem Deckel verschlossen wird, wobei in dem Lagerfaß ein topfförmiger Faßeinsatz zur direkten Aufnahme der radioaktiven Abfälle unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes zwischen Lagerfaß und Faßeinsatz ein- . setzbar angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Faßeinsatz (8,40,54) umfangsmäßig oben am Öffnungsrand einen sich radial erstreckenden Hantierungsring (9,42, 56) aufweist,

daß der Hantierungsring (9,42,56) umfangsmäßig Aussparungen (11,48) aufweist,

daß der Querschnitt des Faßeinsatzes (8,40,54) sich nach unten verjüngt,

daß auf der Außenfläche oder der Innenfläche des Faßeinsatzes (8,40,54) in einer Quernschnittsebene ein sich radial erstreckender, umfangsmäßig verlaufender Auflagering (13,52,70) im Abstand zu dem Hantierungsring (9,42,56) angeordnet ist.
2. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Faßeinsatz (8) oben am Öffnungsrand einen sich radial nach außen erstreckenden Hantierungsring (9) aufweist, der als Zentrierring für den Faßeinsatz (8) ausgebildet ist,

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-'- — - daß der Zentrier ring (9) umfangsmäßig segmentartige Aussparungen (11) aufweist,

daß der Querschnitt des Faßeinsatzes (8) sich nach unten verjüngt, ■

daß auf der Außenfläche des Faßeinsatzes (8) ein sich radial erstreckender, umfangsmäßig verlaufender Auflagering (13) im Abstand zu dem Zentrierring (9) angeordnet ist, dessen äußerer Durchmesser größer ist als der innere Durchmesser des Zentrierringes (9).
3. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Faßeinsatz (8,40,54) außen am Boden (14) befestigte Abstandsteile (15) aufweist.
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4. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 2, , dadurch gekennzeichnet,

daß der zentrierende Hantierungsring (9) außen am offenen • Ende des Faßeinsatzes (8) angeschweißt ist.
5. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 2, ~~" dadurch gekennzeichnet,

daß der als Zentrirrring wirkende Hantierungsring (9) im Querschnitt gesehen in seiner äußeren Umfangsflache nach unten abgeschrägt ist.
6. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Hantierungsring (42 bzw. 56) ein U-Stahlring ist, dessen Schenkel (44,46 bzw. 58,60) in der Waagerechten liegen und zur Ringmitte weisen.
7. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß am oberen Ende des Faßeinsatzes (54) am Außenumfang und

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am U-Stahlring (56) Zentrierbleche (62) angeordnet sind.
8. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

. daß die Zentrierbleche (62) sich radial nach außen erstrecken, wobei ihr radiales Maß geringfügig kleiner als der Zwischenraum zwischen Lagerfaß (5¹¹) und Faßeinsatz (54) ist.
9. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Steg (66) des U-Stahlringes (56) mit Ausnehmungen-(64) versehen ist, die versetzt zu den Zentrierblechen (62) angeordnet sind.
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10. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Auflagering (13,52,70) von einer auf dem Umfang des Faßeinsatzes (8,40,54) umlaufenden Sicke gebildet wird.
11. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die umlaufende Sicke in segmentartige Abschnitte (70) unterteilt ist.
12. Transport- und Lagerfaß nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß im unteren Bereich des Faßeinsatzes (54) ein umlaufendes Führungsrohr (72) angeordnet ist, an dem Abstandshalter (74) befestigt sind.

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13. Verfahren zum Beladen eines Transport- und Lagerfasses für schwach- und mittelradioaktive Abfälle nach einem

"■-■- oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß in einer abgeschirmten Zelle eine Anzahl Faßeinsätze aufgestapelt werden,

daß der obere Faßeinsatz durch eine fernhantierte Greifeinrichtung zu einer Befüllstation gebracht wird, daß der Faßeinsatz mit radioaktiven Abfällen befüllt wird, daß der befüllte Faßeinsatz über eine im Boden der Zelle angeordnete Doppeldeckelschleuse gebracht wird, daß außerhalb der abgeschirmten Zelle unterhalb des Bodens und unterhalb des Doppeldeckelschleuse ein Lagerfaß in an sich bekannter Weise an die Doppeldeckelschleuse angeschlossen wird,

daß die Doppeldeckelschleuse geöffnet wird, daß der Faßeinsatz durch die Doppeldeckelschleuse in das Lagerfaß abgesenkt wird,

daß nach dem Entfernen der Greifeinrichtung die Doppeldeckelschleuse geschlossen und das Lagerfaß durch einen in der Schleusenvorrichtung angeordneten Verschlußdeckel in an sich bekannter Weise verschlossen wird.

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