DE3445124C1

DE3445124C1 - Auskleidung fuer Bohrloecher in Salzstoecken

Info

Publication number: DE3445124C1
Application number: DE3445124A
Authority: DE
Inventors: Paul 8755 Alzenau Arntzen; Hans 6457 Maintal Pirk
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1984-12-11
Filing date: 1984-12-11
Publication date: 1986-01-23
Also published as: US4863311A

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Auskleidung für Bohrlöcher in Salzstöcken zur Lagerung von radioaktiven Stoffen, bestehend aus übereinandergesetzten Rohrabschnitten.

Radioaktive Abfälle werden nach entsprechender Konditionierung in Endlagerbehälter eingebracht und in dafür geeigneten geologischen Formationen endgelagert. Die Endlagerbehälter sind so ausgelegt, daß sie das radioaktive Inventar sicher umschließen, die radioaktive Strahlung abschirmen, dem Gebirgsdruck widerstehen und während der Langzeitlagerung auch wirksam gegenüber Korrosion geschützt sind. Daher sind solche Endlagerbehälter sehr aufwendig aus Stahl, teilweise mehrschichtig aufgebaut, gefertigt und mit besonderen Korrosionsschutzeinrichtungen versehen. Es werden große Stückzahlen solcher teuren und verhältnismäßig schwer handhabbaren Behältern benötigt, die in Kavernen oder Bohrungen verloren gelagert werden. Diese Gesichtspunkte gelten auch für Behälter und Gebinde aus keramischen Material, das zudem noch empfindlich gegenüber dem Gebirgsdruck ist.

Aus der DE-OS 30 34 821 sind oberirdische Zwischenlager für in Behälter befindliches radioaktives Material bekannt, bei dem die Abschirmbehälter in übereinandergesetzten Rohrabschnitten aus Beton sich befinden. Ebenfalls bekannt sind mit Beton ausgekleidete Lagerschächte.

In der Zeitschrift »Atom + Strom, 1978, Heft 3, Seite 61 bis 71« werden aufwendige Stahlgußbehälter mit Sonderausstattung und ein geologisches Tiefenlager beschrieben, das ebenfalls nur mit aufwendigen Behältern beschickbar ist. Korrosionsschutz- und Abschirmfunktionen kann dieses Tiefenlager für das radioaktive Inventar nicht übernehmen.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Auskleidung für Bohrlöcher in Salzstökken zur Lagerung von radioaktiven Stoffen zu schaffen, bestehend aus übereinandergesetzten Rohrabschnitten, die es ermöglicht, die statische, Abschirm- und Korrosionsschutzfunktion von Endlagerbehältern zu übernehmen, so daß die in ihr gelagerten Behälter zwar dicht, jedoch einfach und wenig kostenintensiv, dazu leicht und bequem handhabbar ausgelegt werden können.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrabschnitte aus einem metallischen Werkstoff bestehen und sich jeweils aus einem Außen- und einem Innenring zusammensetzen, die über einen Zwischenring aus einem elektrochemisch edleren Material fest miteinander verbunden sind,
daß die Zwischenring der einzelnen Rohrabschnitte miteinander verschweißt sind und die Innenringe zur Ausbildung einer Aussparung im Innern der Auskleidung eine geringe Höhe aufweisen als die Außen- und Zwischenringe,

daß die Außenringe am oberen und unteren Rand unmittelbar am Zwischenring je eine Aussparung aufweisen, wobei jeweils in eine der Aussparungen ein Stützring mit der zweifachen Höhe der Aussparungstiefe und aus dem gleichen Material wie der Zwischenring eingebracht und mit dem Zwischenring verschweißt ist, und
daß jeder Stützring in die freie Aussparung des jeweils benachbarten Außenrings eingesteckt ist, wobei der Boden der Aussparung im Außenring tiefer sitzt als der Boden der Aussparung im Innenring. Es ist vorteilhaft, wenn die in die freie Aussparung des benachbarten Außenrings eingesteckte Seite des Stützringes angefast ist und in den Innenringen Manipulieraussparungen angebracht sind.

Vorzugsweise bestehen die Innenringe und die Außenringe aus Kugelgraphitguß.
In der schematischen Abbildung ist die erfindungsgemäße Auskleidung in beispielhafter Ausführungsform näher dargestellt.

In eine Salzformation (13) ist ein Bohrloch (16) eingebracht Das Bohrloch (16) ist mit aufeinandergesetzten und zusammengeschweißten Rohrabschnitten (1) sowie mit einem am Bohrlochboden befindlichen entsprechend aufgebauten Bodenteil (15), der mit dem untersten Rohrabschnitt (1) ebenfalls verschweißt ist, dicht ausgekleidet.
Jeder Rohrabschnitt (1) besteht aus Stahl und setzt sich aus drei Ringen zusammen, einem Außenring (2), einem Innenring (3) und einem Zwischenring (4). Alle drei Ringe (2, 3, 4) sind untereinander fest verbunden. Der Zwischenring (4) besteht aus einem elektrochemisch edleren Material als das Material (z. B. Kugelgraphitguß) des Außenringes (2) und des Innenringes (3). Bei der Montage der Gesamtauskleidung des Bohrloches (16) werden die Rohrabschnitte (1) durch Verschweißen der Zwischenringe (4) miteinander über die Schweißnaht (11) verbunden. Damit das Verschweißen innenseitig erfolgen kann, besitzen die Innenringe (3) zur Ausbildung einer Aussparung (5) eine geringere Höhe als die Außen- (2) und Zwischenringe (4). Die Aussparung (5) kann sowohl einen rechteckigen als auch einen

trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Gegebenenfalls kann die Aussparung (5) eine dem Schweißgerät und Prüfgeräten zur Qualitätssicherung der Schweißnaht (11) angepaßte Auflage bzw. einen entsprechend geformten Absatz (14) enthalten,

Die Außenringe (2) weisen am oberen und unteren Rand unmittelbar am Zwischenring (4) je eine Aussparung (6) auf. In jeweils eine der Aussparungen (6) ist ein Stützring (7) mit der zweifachen Höhe der Aussparungstiefe der Aussparung (6) eingebracht. Der Stützring (7) besteht aus dem gleichen Material wie der Zwischenring (4) und ist mit dem Zwischenring (4) verschweißt. Bei der Montage der Gesamtauskleidung des Bohrloches (16) wird jeder Stützring (7) in die freie Aussparung (6) des jeweils benachbarten Außenringes eingebracht. Der Boden (8) der Aussparung (6) im Außenring (2) sitzt dabei tiefer als der Boden (9) der Aussparung (5) im Innenring (3).

Insgesamt ergeben sich folgende Vorteile:

— Beim Herstellen der Verbindungsschweißnaht (Ϊ1) ist die Schweißschmelze allseitig von gleichem Material umgeben. Dadurch ist ein homogenes Gefüge in der Schweißnaht und im Umgebungsbereich gewährleistet und somit eine qualitativ einwandfreie Schweißverbindung sichergestellt.

— Der Stützring (7) übernimmt eine Statik-Funktion hinsichtlich des Gebirgsdruckes gegenüber der Aussparung (5) und entlastet zugleich die Schweißnaht (11).

— Im Verlaufe der Langzeit- bzw. Endlagerung der Endlagerbehälter bzw. Endlagergebinde (12) kann der unedlere Außenring (2) an- bzw. im Extremfall wegkorrodieren. Der aus edlerem Material bestehende Stützring (7) stützt in einem solchen Fall die Schachtauskleidung gegenüber der geologischen Formation ab, schützt im Zusammenwirken mit dem Zwischenring (4) vor weiterer Korrosion und übernimmt also für die Endlagerbehälter (12) Barrierenfunktion.

— Die Gesamtdicke der Rohrabschnitte (1) kann so gewählt werden, daß zusätzlich auch für die Endlagerbehälter (12) völlig oder in hohem Maße die Abschirmfunktion gegenüber der radioaktiven Strahlung des radioaktiven Behälterinventars übernommen wird.

— Dasselbe gilt auch für die statische Funktion gegenüber dem Gebirgsdruck, so daß die Endlagerbehälter (12) nicht nur hinsichtlich Strahlenschutz, sondern auch hinsichtlich der Stabilität unterdimensioniert werden können. Die hauptsächliche statische Funktion der Rohrabschnitte (1) übernimmt dabei der dementsprechend ausgelegte Innenring (3).

Die erfindungsgemäße Auskleidung ist also hervorragend geeignet, wesentliche Behälterfunktionen zu übernehmen, so daß die Vielzahl endzulagernder Behälter zwar dicht, jedoch einfach, wenig kostenintensiv, leicht und bequem handhabbar ausgelegt werden können.

Als Montagehilfe für die Rohrabschnitte (1) sowie für den Bodenteil (15) können die in die freien Aussparungen (6) der benachbarten Außenringe (2) eingesteckten Seiten der Stützringe (7) angefast, sowie in den Innenringen (3) und an der Innenseite des Bodenteils (15) Manipulieraussparungen (10) eingebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Auskleidung für Bohrlöcher in Salzstöcken zur Lagerung von radioaktiven Stoffen, bestehend aus übereinandergesetzten Rohrabschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (1) aus einem metallischen Werkstoff bestehen und sich jeweils aus einem Außen- (2) und einem Innenring (3) zusammensetzen, die über einen Zwischenring (4) aus einem elektrochemisch edleren Material fest miteinander verbunden sind, daß die Zwischenringe (4) der einzelnen Rohrabschnitte (1) miteinander verschweißt sind und die Innenringe (3) zur Ausbildung einer Aussparung (5) im Innern der Auskleidung eine geringere Höhe aufweisen als die Außen- (2) und Zwischenringe (4), daß die Außenringe (2) am oberen und unteren Rand unmittelbar am Zwischenring (4) je eine Aussparung (6) aufweisen, wobei jeweils in eine der Aussparungen (6) ein Stützring (7) mit der zweifachen Höhe der Aussparungstiefe und aus dem gleichen Material wie der Zwischenring (4) eingebracht und mit dem Zwischenring (4) verschweißt ist, und daß jeder Stützring (7) in die freie Aussparung (6) des jeweils benachbarten Außenrings (2) eingesteckt ist, wobei der Boden (8) der Aussparung (6) im Außenring (2) tiefer sitzt als der Boden (9) der Aussparung (5) im Innenring (3).

2. Auskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die freie Aussparung (6) des benachbarten Außenrings (2) eingesteckte Seite des Stützrings (7) angefast ist.

3. Auskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenringen (3) Manipulieraussparungen (10) angebracht sind.

4. Auskleidung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenringe (3) und die Außenringe (2) aus Kugelgraphitguß bestehen.