DE3918444C2 - Lager zur Aufbewahrung von radioaktiven Abfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager zur Aufbewahrung von radio­ aktiven Abfällen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem aus der deutschen Patentschrift 31 01 540 bekannten Lager der obengenannten Art bildet der Wärmetauscher die Decke eines Lagerraumes, die mit Rippen zur Verbesserung des Wärme­ überganges ausgerüstet ist. Die Fläche einer solchen Decke ist aber durch die Gestaltung des Lagerraumes begrenzt; damit er­ gibt sich im Lager eine relativ hohe Temperatur.

Deshalb geht die Erfindung von der Aufgabe aus, eine sichere Wärmeabfuhr in einem Lager der eingangs genannten Art zu gewährleisten. Vor­ schläge zur Ausbildung des Lagers selbst sind beispielsweise der DE-OS 35 00 981 zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Rohre ergeben eine Wärmeübergangsfläche, die auch ohne Rippen ein Vielfaches der beim Bekannten vorge­ sehenen Deckenfläche darstellt. Darüber hinaus wird diese Wär­ meübergangsfläche bei der Erfindung intensiver den die Wärme übertragenden Luftströmungen ausgesetzt. Dies führt zu einer intensiven Wärmeabfuhr bei geringen Temperaturunterschieden.

Die Erfindung kann vorteilhaft mit einer symmetrischen Anord­ nung ausgeführt werden, bei der Frischluftkanalblechhaube und Blechschacht im Grundriß etwa dem rechteckigen Lagerquerschnitt entsprechen. Für diesen Fall verlaufen die Rohre des Bündels parallel von dem Blechschacht zur Blechhaube. Sie können dabei in horizontalen Ebenen übereinander liegen. Mit horizontal soll in diesem Falle aber auch gemeint sein, daß die Rohre eine schwache Neigung aufweisen, um ein Ablaufen von Schwitz- oder Kondenswasser zu ermöglichen.

Die Erfindung kann konstruktiv vorteilhaft so verwirklicht wer­ den, daß der Abluftkamin nach unten in eine massive, das Lager überdeckende Haube übergeht. Diese Haube kann auch eine vom La­ gerraum getrennte Fundamentierung haben. Man erreicht damit eine Verbesserung der Sicherheit gegen von außen einwirkende Belastungen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der Fig. 1 und 2 zwei Beispiele beschrieben, die in vertikalen Schnitten dargestellt sind.

Das Lager 1 nach Fig. 1 umfaßt ein quaderförmiges Betongehäuse, das bis in die Nähe seiner Oberkante 2 in den Erdboden einge­ lassen ist. Die Erdoberfläche ist mit 3 bezeichnet.

Im Inneren des Lagers 1 ist über einer Fundamentplatte 6 ein Lagergestell 7 vorgesehen, in dem verbrauchte Brennelemente un­ tergebracht sind. Dieses Lagergestell 7 kann entsprechend der in der DE-OS 35 00 981 dargestellten Konstruktion einschließ­ lich der Zubringereinrichtungen für die Brennelemente ausgebil­ det sein. Es hat z. B. eine Fläche von 8m×8m bei einer Höhe von 5m. Der Lagerraum 8 mit dem Lagergestell 7 ist oben durch eine Deckplatte 9 abgeschlossen. Den seitlichen Abschluß bil­ det eine an ihrem unteren Ende mit Lufteintrittsöffnung 14 ver­ sehene Abschirmwand 11. Diese ist wiederum mit Abstand von der vertikalen Außenwand 17 des Lagers 1 umgeben und bildet damit den Zuluftkanal 15, siehe die eingezeichneten Strömungspfeile. Oberhalb der Deckplatte 9 ist die Abschirmwand 11 nach innen abgewinkelt (10), der Spalt zwischen beiden Teilen fungiert als Abluftkanal 12 und führt die im Lagerraum 8 erwärmte Kühlluft zum Wärmetauscher 20. Dieser besteht aus einem Bündel von z. B. 1000 horizontal verlaufenden Rohren 21, die zwischen einer Blechhaube 22 und einem zentralen, unten geschlossenen Blech­ schacht 23 angeordnet sind. Mittig und senkrecht zu den Wärme­ tauscherrohren 21 ist ein auf der Betonabschirmung 11 des La­ gerraumes 8 aufsitzende Trennwand 44 zur primären Kühlluftfüh­ rung angeordnet. Damit wird der primäre, über die Außenseite der Rohre verlaufende Kühlkreislauf über den Innenraum der Blechhaube 22 geschlossen.

Die Wärmetauscherrohre 21 des Bündels münden mit ihrem einen Ende in den rechteckigen, mit einem Frischluftkanal 36 in Ver­ bindung stehenden Raum außerhalb der Blechhaube 22 und mit dem anderen Ende in den Blechschacht 23 aus.

Die vertikale Außenwand 17 des Lagers 1 geht an ihrer Obersei­ te in einen dachförmig abgeschrägten Bereich 25 über, der sich zu einem Abluftkamin 26 verjüngt. Der Blechschacht 23 führt an die Oberseite 27 des Abluftkamins 26. Seine endseitige Öffnung ist mit einer Deckplatte 28 abgeschlossen, die das obere Ende von seitlich angeordneten Austrittsöffnungen 30 bildet. An die­ sen sind Strömungsleitflächen 31 vorgesehen, die auch als Schutzgitter gegen mögliche Fremdkörper dienen.

Im oberirdischen Bereich 34 des Abluftkamins 26 sind Luftein­ laßöffnungen 35 vorgesehen, die in einen Raum 36 führen, der den Blechschacht 23 umgibt. Oberhalb der Blechhaube 22 erwei­ tert sich der Raum 36, so daß die darin nach unten strömende Luft in die Rohre 21 des Wärmetauschers 20 eintritt. Darin übernimmt sie die Wärme aus dem Lagergestell und steigt dann im Inneren des Blechschachtes nach oben. Dieser Kühlluftkreislauf ist somit völlig vom inneren, primären Kühlkreislauf getrennt, so daß die eventuelle Radioaktivität schadhaft gewordener Ab­ fälle im Lagergestell 7 nicht durch Kühlluft nach außen getra­ gen werden kann.

Wie die Fig. 1 zeigt, ruht die Blechhaube 22 mit den Rohren 21 des Wärmetauschers 20 auf einem nach innen weisenden Vorsprung 40 der Außenwand 17 des Lagergebäudes 1, das auf der Fundament­ platte 6 ruht. Somit ist eine gemeinsame Fundamentierung für die innere Abschirmwand 11 und die Außenwand 17 gegeben. Statt dessen kann man aber auch eine getrennte Fundamentierung wäh­ len, wenn man erreichen will, daß von außen eingetragene Er­ schütterungen nicht über die Fundamentplatte 6 auf den Innen­ raum mit dem Lagergestell 7 weitergeleitet werden sollen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entspricht die Ausbil­ dung des Lagergestelles 7 im Lagerraum 8 und die Führung der dort strömenden Kühlluft weitgehend der Ausführungsform nach Fig. 1. Der darüber liegende dachförmige Teil 42 des Lagerge­ bäudes ist jedoch mit einem vom Lagergebäude 1 getrennten Fun­ dament 43 versehen, wobei 45 z. B. eine obere Erdschicht bedeu­ tet. Diese Fundamentierung 43 trägt den gesamten Abluftkamin 26, der aus der Erdoberfläche 3 herausragt. Damit ist sicher­ gestellt, daß ein z. B. durch Flugzeugabsturz verursachter Stoß auf den Abluftkamin 26 nicht auf den Lagerraum 8 mit den darin befindlichen radioaktiven Abfällen übertragen wird.

Außerdem wird darauf hingewiesen, daß die Lagerung der Brenn­ elemente horizontal oder vertikal vorgenommen werden kann, was durch die unterschiedliche Höhe des Lagerraumes 8 in der linken bzw. rechten Hälfte der Fig. 2 angedeutet ist.

Claims (4)

1. Lager zur Aufbewahrung von radioaktiven Abfällen, insbeson­ dere von in Stahlbüchsen eingeschlossenen abgebrannten Brenn­ elementen, mit einem aus Beton bestehenden Baukörper, der einen Lagerraum umschließt, als Betonabschirmung dient und Kanäle zur Führung von Kühlluft bildet, die in zwei getrennten, über Wärmetauscher gekoppelten Kreisen die in den Abfällen gebildete Wärme über einen Abluftkamin ableiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (20) ein Bündel von Kühlluft durchströmbarer, horizontaler Rohre (21) umfaßt, das oberhalb des Lagerraumes (8) am unteren Ende des Abluftkamins (26) angeordnet ist, daß das Bündel von einer Blechhaube (22) eingeschlossen ist, die die dem Lagerraum (8) zugeord­ neten Zu- und Abluftkanäle (15 bzw. 12) verbindet, wobei mittig und senkrecht zu den Rohren (21) des Bündels eine auf einer Beton­ abschirmung (11) des Lagerraumes (8) aufsitzende Trennwand (44) zur Kühlluftführung vorgesehen ist, und daß die Rohre (21) des Bündels mit ihrem einen Ende in den mit einem Frischluftkanal (36) in Verbindung stehenden Raum außerhalb der Blechhaube (22) und mit ihrem anderen Ende in einen in den Abluftkamin (26) führenden Blechschacht (23) münden, wobei der Blechschacht (23) zentrisch zum Lagerraum (8) an­ geordnet ist, und die Blechhaube (22) und der Blechschacht (23) allseitig vom Frischluftraum umgeben sind.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohre (21) des Bündels parallel von dem Blechschacht (23) zur Blechhaube (22) verlaufen.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abluftkamin (26) den mit der Haube (22) verbundenen Blechschacht (23) mit einer massiven Betonstruktur umschließt.

4. Lager nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abluftkamin (26) ein vom Lagerraum (8) getrenntes Fundament (43) hat.