DE3424938C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transporteinrichtung für einen Behälter mit hochradioaktiven Stoffen insbesondere HAW-Glaskokillen, die eine Abschirmung gegen Gamma- und Neutronenstrahlung sowie gegen Wärme aufweist und die eine direkte Einlagerung der Behälter erlaubt.

Ein technisches Problem bildet der sichere Transport hochradioaktiver Substanzen, insbesondere von HAW (high radioactive waste)-Glaskokillen bis zu einem Durchmesser von 430 mm, die eine Wärmeleistung von 2,5 KW, eine Gesamtneutronenquellstärke von 2,65 · 10⁹ Neutronen/sec und eine Gammaquellstärke von ca. 1,10¹⁶ Gammaphotonen/sec haben, wobei der Schwerpunkt des Gammaspektrums bei ca. 0,7 MeV am Kokillenrand und bei ca. 1,5 MeV nach einer minimal notwendigen Abschirmung liegt. Der zu transportierende HAW besitzt sowohl thermisch als auch radiologisch eine sehr hohe spezifische Quellstärke, die quadratisch mit dem Kokillendurchmesser wächst. Es besteht demnach beim Transport von z. B. Kokillen mit verglastem HAW das Problem einer ausreichenden Wärmeabfuhr und Gamma- bzw. Neutronenabschirmung, wobei das Gewicht des Transportbehälters klein und seine Abmessungen begrenzt bleiben sollen.

Abgeschirmte Transportbehälter sind bekannt. Sie eignen sich jedoch nicht für die Handhabung und den Einlagerungsvorgang der Substanzen im Bergwerk ohne zusätzliche externe Anlagen. Aus der DE 32 48 592 ist eine mit einer Abschirmung versehene Vorrichtung bekannt, mit der HAW-Glaskokillen mittels eines Pilzkopfgreifers in ein Bohrloch abgelassen werden können. Diese Vorrichtung ist aber nicht gleichzeitig als Transportabschirmung verwendbar, sondern weitgehend stationär.

Die der Erfindung gestellte Aufgabe bestand nunmehr darin, eine Transporteinrichtung der e.g. Art derart auszugestal­ ten, daß neben der Gewährleistung einer guten radiologi­ schen Abschirmung und einer guten Wärmeabfuhr aus dem Be­ hälter für eine leichte Handhabbarkeit auch in einem räum­ lich begrenzten Bergwerk gesorgt ist, wobei eine wichtige Anforderung noch darin besteht, daß ohne aufwendige Zu­ satzabschirmungen eine direkte Einlagerung der HAW-Kokillen in Bohrlöchern möglich wird und bei diesem Vorgang sich Bedienungspersonal in der Nähe der Transporteinrichtung aufhalten kann.

Die Lösung ist in den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruches 1 beschrieben.

Die übrigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Transport­ einrichtung ist darin zu sehen, daß das HAW-Material vom Abfallieferanten bzw. einem Zwischenlager direkt zur Endlagerung in ein Bergwerk gebracht werden kann. Daneben ist in die Transporteinrichtung integriert ein Greifersystem zum Ausschleusen der Kokillen vorgesehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels mittels der Figur näher erläutert.

Die Figur stellt im Schnitt die Transporteinrichtung 1 dar. Sie ist dazu geeignet, den Behälter 2, z. B. eine HAW-Kokille, vom Erzeuger zum Endlager zu transportieren. Strahlabschirmung, Wärmeabfuhr, mechani­ sche Festigkeit und Störfallauslegung führten zu einem kompakten Aufbau. Konzentrisch um die den Behälter 2 auf­ nehmende Ausnehmung 3 herum sind - einen Teil der Trans­ porteinrichtung 1 bildend - zylinderförmig bzw. topf­ förmig ausgestaltete Schilde angeordnet. Die Schilde bestehen aus einem Bleimantel 4 (145 mm) und einem Mantel 5 (135 mm) zur Neutronenabschirmung (z. B. Ammoniumdihydro­ genphosphat, Lithiumhydrit oder Epoxydharz). Beide Schilde 4, 5 sind mittels Stahlwandungen 6, 7, 8 umkleidet bzw. besitzen eine gemeinsame Stahlwandung 7. Die beiden Schilde 4 und 5 bzw. die Stahlwandungen 6, 7, 8 sind derart ausge­ führt, daß sie zugleich den Boden der Transporteinrichtung 1 bilden.

Der Deckel 9 weist einen entsprechenden Aufbau auf. Je­ doch sind die Schilde 4′ und 5′ kegelstumpfförmig mit ent­ sprechender Formgebung der Stahlwandungen 6′, 7′, 8′ aus­ geführt. Sie umgeben eine Ausnehmung 10, in der ein Pilz­ kopfgreifer 11 angeordnet ist. Die Ausnehmung 10 ist nach außen hin mittels eines Stopfens 12 verschlossen, dessen Aufbau 4′′-8′′ wiederum dem der Schilde 4 und 5 ent­ spricht. Insbesondere ist er abgestuft derart ausgebildet, daß kein direkter Weg für die Strahlung aus der Kokille 2 zur Umgebung hin sich ergibt. Entsprechend ist die Ausnehmung 10 geformt.

Am Boden der Transporteinrichtung 1 ist ein Schieber 13 vorgesehen, mit dem die Ausnehmung 3 freigegeben werden kann. Der Schieber 13 weist im Prinzip wiederum densel­ ben Aufbau 4′′′- 8′′′ wie die Schilde 4 und 5 auf. Der Schieber 13 ist insbesondere kubisch ausgeführt, wobei mittels Verzahnungen 14 und Abstufungen 15-17 dafür gesorgt ist, daß der Flachschieber 13 eine gute Führung erfährt und außerdem zwischen Kokille 2 und der Umgebung kein direkter Zugang besteht. Eine entsprechende Ver­ zahnung 18 besteht zwischen dem Deckel 9 und dem Schild­ teil 4-8.

Die Abschirmung gegenüber der Gammastrahlung erfolgt in erster Linie mit dem Bleischild 4-4′′′. Die übrigen Behältermaterialien, insbesondere die Stahlwandungen 6-8′′′ tragen ebenfalls zur Gammaabschirmung bei. Der nachfolgende Lithiumhydridschild 5-5′′′ dient der Neu­ tronenabschirmung.

Am oberen Stirnteil der Kokille 2 ist mittig ein Pilzkopf 19 vorgesehen, der in die Ausnehmung 10 des Deckels 9 hineinragt. In dem vom Stopfen 12 freigelassenen Teil der Ausnehmung 10 befindet sich der Pilzkopfgreifer 11. Er besteht im wesentlichen aus Haken 20, die um den Pilz­ kopf 19 herum hängend angeordnet sind und mittels eines Stellstabes 21 von außerhalb des Deckels 9 geschwenkt werden können. Der Stopfen 12 und die Halterung 22 für die Pilzkopfgreifer 11 sowie der Deckel 9 selbst sind inte­ griert ausgebildet, so daß mit ihr gleichzeitig sowohl der Deckel 9 abgehoben als auch der Stopfen 12 in der Ausnehmung 10 gehalten werden kann. Bei transversaler Abwärtsbewegung des Stellstabes 21 werden die Haken 20 vom Pilzkopf 19 abgehoben. Bei entsprechender Aufwärts­ bewegung hintergreifen sie den Pilzkopf 19, so daß die Kokille 2 bei einer nachfolgenden Absenkung aus der mittels des Flachschiebers 13 freigegebenen Ausnehmung 3 aus der Transporteinrichtung entfernt werden kann.

Die Schilde 4-8′′′ werden von einer Isolierschicht 23-23′′′ umgeben, die nach außen hin mittels einem Stahlmantel 24-24′′′ abgedeckt ist. Alle Stahlwandungen 6-8′′′ und 24-24′′′ gewährleisten die mechanische Festig­ keit der Transporteinrichtung 1 sowohl im Normalbetrieb als auch in einer Unfallsituation. Am zylindrischen Teil 4-8 sind auf den Außenmantel zur Verbesserung der Wärmeabfuhr Stahlkühlrippen 25 vorgesehen. Weiterhin ist es möglich, den Stahlmantel 24-24′′′ mit Öffnungen zu versehen und als Isolierschicht 23-23′′′ ein Metall oder eine Metallverbindung zu verwenden, die bei einer bestimmten Temperatur schmilzt. Insbesondere bei Hitze­ einwirkungen von außerhalb wird dadurch gewährleistet, daß zumindest für einen bestimmten Zeitraum die Trans­ porteinrichtung 1 zusätzlich geschützt ist. Die von außerhalb zugeführte Wärme wird anfangs vom Material der Isolierschicht 23-23′′′ aufgenommen, diese schmilzt und fließt durch die Öffnungen im Stahlmantel 24-24′′′ ab. Dadurch wird der direkte Wärmekontakt zwischen dem Stahlmantel 24-24′′′ zur Stahlwandung 8-8′′′ unter­ brochen.

Die Beladung der Transporteinrichtung 1 erfolgt meist in einer heißen Zelle, entweder von oben nach Abnahme des Deckels 9 oder von unten mittels des im Deckel 9 integrierten Pilzkopfgreifers 11 bei geöffnetem Flach­ schieber 13. Es kann sowohl ein mechanischer als auch ein elektromechanischer Pilzkopfgreifer 11 eingesetzt werden. Ein Umladen aus Sammeltransportbehältern ist mit entsprechenden Schleus- und Manipulationsappara­ turen möglich.

Die Entladung der Kokille 2 in die Lagerbohrlöcher er­ folgt nach dem Öffnen des Flachschiebers 13 und eines Bohrlochverschlusses mit dem Pilzkopfgreifer 11 und einer dazugehörigen Windenanlage.

Claims (5)

1. Transporteinrichtung für einen Behälter mit hochradioakti­ ven Stoffen, insbesondere HAW-Glaskokillen, die eine Ab­ schirmung gegen Gamma- und Neutronenstrahlung sowie gegen Wärme aufweist und die eine direkte Einlagerung der Behäl­ ter erlaubt, gekennzeichnet durch

• a) einen topfförmigen Grundkörper mit je einer Abschirmung in der die Schilde (4, 5) gegen Gamma- (4) und Neutro­ nenstrahlung (5), mit einer Isolierschicht (23) gegen Wärme von außen und mit umkleidenden bzw. dazwischenlie­ genden Stahlwandungen (6, 7, 8, 24), die im wesentlichen konzentrisch zum Behälter (2) angeordnet sind,
• b) einen Deckel (9) mit einem entsprechenden Aufbau (4′, 4′′, 5′, 5′′, 6′, 6′′, 7′, 7′′, 8′, 8′′, 23′, 23′′, 24′, 24′′)
• c) einem Schieber (13) an der unteren Seite des Grundkör­ pers, dessen Aufbau (4′′′, 5′′′, 6′′′, 7′′′, 8′′′, 23′′′, 24′′′) ebenfalls dem des Grundkörpers entspricht, und
• d) einen Pilzkopfgreifer (11) am Deckel (9) zum Eingriff an dem am Behälter (2) befindlichen Pilzkopf (19),
• e) wobei mit dem Schieber (13) eine Öffnung an der Unter­ seite des Grundkörpers freigebbar ist, durch die der Be­ hälter (2) mittels des Pilzkopfgreifers (11) zur direk­ ten Endlagerung abgelassen werden kann.

2. Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die außengelegene Stahlwandung (24) mit Kühlrippen (25) versehbar ist.

3. Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die Neutronenabschirmung LiH verwen­ det wird.

4. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stahlwandungen (6, 6′, 6′′, 6′′′, 7, 7′, 7′′, 7′′′, 8, 8′. 8′′, 8′′′, 24, 24′, 24′′, 24′′′) die mechanische Festigkeit der Transporteinrichtung sowohl im Normalbereich als auch in einer Unfallsituation gewährleisten.

5. Transporteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (23) als Schmelzschicht vorgesehen ist.