DE3500989A1

DE3500989A1 - Lager zur aufnahme radioaktiver abfallstoffe

Info

Publication number: DE3500989A1
Application number: DE19853500989
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 8501 Wendelstein Kumpf
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3500989C2

Description

Lager zur Aufnahme radioaktiver Abfallstoffe
Die Erfindung betrifft ein Lager zur Aufnahme radioaktiver Abfallstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein solches Lager ist in der DE-OS 29 44 955 beschrieben. Dabei sind Lufteinlaß und -auslaß in den horizontalen Wänden des Lagers auf gegenüberliegenden Seiten vorgesehen. Die Luftführung erfolgt durch die das Lagergebäude bildenden Betonwände, wobei durch Bohrungen in diesen Wänden der erforderliche Durchtrittsquerschnitt geschaffen ist, ohne daß die Durchtrittsöffnungen eine Gefährdung des Einschlusses darstellen können.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei kompakter Lageranordnung die Kühlluft in einem solchen Lager besser zu führen. Die Strömung soll widerstandsarm sein.
Ferner sollen Wärmespannungen in den Betonstrukturen des Lagers klein gehalten werden.
Die erfindungsgemäße Lösung umfaßt die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bis 11 genannt.
Bei der Erfindung wird die Luft auf dem ganzen Weg vom Einlaß zum Auslaß durch die Blechhaube und die Blechkanäle so geführt, daß der Beton nur mit kühler Luft in Berührung kommt. Damit wird der Beton von Wärmeeinflüssen entlastet. Gleichzeitig schafft diese Art der Luftführung eine klare Kanalisierung, so daß der Strömungswiderstand klein bleibt. Der von der Warmluft durchströmte Kamin bewirkt eine kräftige Strömung, die auch Filter zur Reinigung der Luft ohne zusätzliche Maßnahmen passieren kann.
Anhand der Zeichnung werden im folgenden zwei AusfUhrungsbeispiele beschrieben, die in den Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 jeweils in einem Vertikal- und einem Horizontalschnitt dargestellt sind.
Das erfindungsgemäße Lager dient in erster Linie zur Aufnahme verbrauchter Brennelemente aus Leichtwasserreaktoren. Diese werden in Büchsen eingeschlossen, um eine Aktivitätsabgabe zu verhindern. Die Büchsen werden in hier nicht näher dargestellte Gestelle transportiert, in denen sie vorzugsweise mit vertikaler Achse in Reihe angeordnet sind. Die Gestelle nehmen den zentralen Bereich 1 in dem Lagergebäude 2 ein.
Das Lagergebäude hat, wie die Fig. 2 erkennen läßt, einen praktisch quadratischen Querschnitt mit glattflächigen vertikalen Wänden 3, die sich von einer Sohlplatte 4 erheben und die Gebäudedecke 5 tragen. Die Kantenlänge des Quadrats beträgt zum Beispiel 15 m.
Uber der Decke 5 erhebt sich ein Kaminaufsatz, der als Ganzes mit 8 bezeichnet ist. Er hat, wie die Fig. 2 erkennen läßt, einen zylindrischen Querschnitt.
Die Wand 9 des Zylinders enthält Einlaßöffnungen 10.
In der Achse 11 des Zylinders, die durch den Mittelpunkt des Lagers 1 geht, ist ein Kamin 12 angeordnet.
Er ist mit einem Außendurchmesser von etwa 4 m nur 1/3 so dick wie der 12 m betragende Durchmesser des zylindrischen Teils 9 des Kaminaufsatzes 8.
Der zentrale Bereich 1 ist mit einer Blechhaube 15 umgeben, die sich über ein Rechteck von 12,5 x 13,2 m erstreckt und einen Abstand A von etwa 50 cm von den Wänden 3 des Lagergebäudes 2 und der Sohlplatte 4 hat. Die glattflächigen Wände 16 der Blechhaube 15 gehen an der Oberseite in die Form eines Walmendaches 17 über. Auch hier ist jedoch der Abstand A von etwa 50 cm gegenüber der Betondecke 5 eingehalten.
Aus dem Dach 17 erstrecken sich vier rechtwinklig abgebogene Blechkanäle 20 in eine Blechauskleidung 21 des Kamins 12, die, wie die Innenwand des Kamins selbst, konisch aufgeweitet ist. Die Blechkanäle 20 sind mit Abstand von den umgebenden Betonteilen angeordnet, wie die Fig. 1 deutlich zeigt. Sie können mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt und am Umfang des Kaminaufsatzes 8 symmetrisch verteilt sein. In der Fig. 2 sind vier Blechrohre 20 angedeutet, von denen zwei auf der rechten Seite der Figur zu sehen sind.
Der als Abluft-Führungsaufbau dienende Kaminaufsatz 8 ist mit einer konischen Oberseite 22 versehen, die sich nach außen in einem Blechdach 23 fortsetzt. Unter diesem Dach sind in Lufteinlaßrichtung vorzugsweise verstellbare Jalousieklappen 24 sowie zwei in Reihe liegende Filter 25 und 26 vorgesehen, die Staub, Insekten und dergleichen fernhalten sollen. Die Filter sind mit nicht dargestellten Reinigungseinrichtungen versehen, um ein Zusetzen zu vermeiden.
Die Bleche 16, 17 der zur Luftführung dienenden Blechstrukturen 15, 20 usw. sind aus Stahl hergestellt und haben eine Dicke von wenigen Millimetern. Dabei sind die Bleche 17 der Haube 15 in entsprechenden Abständen mit etwas beweglichen Ankern in der benachbarten Betonstruktur verankert. Wegen der relativ geringen Lufttemperaturen von mist unter 1000C und der glatten, überwiegend ebenen Flächen können aber auch andere Werkstoffe eingesetzt werden.
Das Lagergebäude 2 ist bis zum Rand des Kaminaufsatzes 8 mit Erdreich 28 umgeben, das angeschüttet sein kann, wie durch die Schrägen 29 angedeutet ist. Damit ist eine große Sicherheit gegen Einwirkungen von außen erreicht. Auch der Kaminaufsatz 8 besitzt noch eine gegen Einwirkungen von außen ausreichende Festigkeit.
Dagegen kann der Kamin 12 mit einer Sollbruchstelle versehen sein, damit er im Falle eines Flugzeugabsturzes definiert zerstört wird, so daß seine Trümmer den Auslaß praktisch nicht verstopfen. Zu diesem Zweck kann von einer gewissen Höhe an der Kamin 12 ganz aus Blech gebaut sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist der von den Gestellen eingenommene Raum 1 in einem Lagergebäude 30 untergebracht, das zwar wiederum einen quadratischen Querschnitt hat, wie die Fig. 4 zeigt. Das Lagergebäude 30 ist jedoch unsymmetrisch ausgebildet. An seiner in den Fig. 3 und 4 rechten Seite ist ein Kaminbauwerk 32 angeschlossen, das mit einem eigenen Fundament 33 selbständig abgestützt und durch eine Fuge 34 vom Lagergebäude 30 getrennt ist, um das Lager selbst sicher vor den Erschütterungen eines Flugkörperaufpralles zu schützen.
Bei 35 sind flexible Verbindungen zwischen den Gebäuden 30 und 32 dargestellt. Sie dichten Abluftkanäle 41 gegen die bei 37 einströmende Zuluft ab, die durch Zuluftkanäle 36 über die Außenseite einer Blechhaube 38 in den Lagerraum 1 strömt.
Die Blechhaube 38, deren ebene Wände wiederum ein Recht- eck mit den Abmessungen 13,2 x 12,5 m einschließen, ist mit dem glattflächigen Dach 39 abgeschlossen, dessen Form aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Von seiner, dem Kamingebäude 32 zugekehrten schrägen Dachfläche 40 gehen zwei abgewinkelte Blechrohre 41 aus, die durch den Luftkanal 36 in den wiederum zylindrischen Turmaufbau 42 des Kamingebäudes 32 führen. Die Rohre 41 sind in dem Turmaufbau 42 um eine Wand 44 gelegt, so daß der unmittelbare Strahlungsdurchtritt in den mit einem Blechrohr 45 ausgekleideten Kamin 46 vermieden ist.
Dem Einlaß 37 sind auch hier Jalousieklappen 47 sowie zwei in Reihe liegende Filter 48 und 49 vorgeschaltet, deren Reinigungseinrichtungen nicht weiter dargestellt sind.
Bei beiden Ausführungsformen können in den Wänden 16, 17 usw. der Blechstrukturen 15, 38 usw. großflächige Klappen als Entlastung bei plötzlichen Druckschwankungen vorgesehen sein sowie normalerweise offene Durchlässe mit einem wesentlich kleineren Querschnitt als die Abluftkanäle. Die durch die Durchlässe austretende Warmluft erwärmt die Einlaßluft über den Taupunkt.
11 Patentansprüche 4 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche Lager zur Aufnahme radioaktiver Abfallstoffe, insbesondere verbrauchter Brennelemente von Kernreaktoren, die in Metallbüchsen eingeschlossen sind und mit Luft gekühlt werden, die im Naturumlauf durch ein aus Beton bestehendes Lagergebäude von einem Einlaß über Lagergestelle, die die Metallbüchsen aufnehmen zu einem Auslaß verläuft, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Lagergestelle (1) mit einer unten offenen Blechhaube (15, 38) umschlossen sind, die sich mit im wesentlichen dichten Blechkanälen (20, 41) bis zum oberen Ende eines Abluftkamins (12, 46) fortsetzt, der den Auslaß bildet, und daß zwischen der Blechstruktur (15, 38, 20, 41) und den sie umgebenden Betonwänden (3, 30) ein Zwischenraum vorgesehen ist, der als Luftkanal für kühle Zuluft vom Einlaß (10, 37) zur Unterseite der Haube (15, 38) führt.
2. Lager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Kamin (12, 46) als turmartiger Aufbau (8) auf dem aus bewehrten Beton hergestellten Lagergebäude (2) sitzt und am Umfang verteilte Zuluftöffnungen (10) aufweist, in denen Zuluftfilter (24, 25) liegen.
3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß im Kamin (12) über den Umfang verteilt angeordnete Zu- und Abluftkanäle (20) vertikal verlaufen.
4. Lager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Kamin (46) als selbständiges Turmbauwerk (42) ausgeführt ist, dessen Luftführungen mit jenen des Lagergebäudes (30) flexibel verbunden sind.
5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Blechstruktur (15, 38) großflächige Klappen angeordnet sind, die bei einem einseitigen Uberdruck öffnen.
6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Blechstruktur (15, 38) Durchlässe kleinen Querschnitts zur Anwärmung der Einlaßluft über den Taupunkt vorgesehen sind.
7. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kamin (12, 46) eine Sollbruchstelle aufweist, die oberhalb der Blechhaube (15, 38), aber unterhalb des Auslasses liegt.
8. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Lagergebäude (2, 30) bis zur Höhe des Kaminansatzes mit Erdreich (28) umgeben ist.
9. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit mehreren, im Luftumlauf in Reihe geschalteten Zuluftfiltern, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß hinter den Filtern (25, 26, 48, 49) fernbedienbare Reinigungsgeräte angeordnet sind.
10. Lager nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Reinigungsgeräte Druckleitungen mit Düsen umfassen, mit denen Druckgas oder eine Druckflüssigkeit gegen die Filter (25, 26, 48, 49) gerichtet wird.
11. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Blechstruktur (15, 38) und die Zuluftfilter (25, 26, 48, 49) gegen Druckwellen bis 0,4 bar Amplitude außerhalb des Lagerbaues resistent ausgebildet sind.