DE4039110C2 - Vorrichtung zum Transportieren eines aufrechten Behälters für radioaktives Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren eines aufrechten Behälters für radioaktives Material und zum Ausrichten des Behälters auf eine Andockposition unterhalb einer Be- oder Entladestation, mit einem auf Schienen verfahr­ baren, den Behälter aufnehmenden Gestell, das zwei horizontal gegenüberliegende Paare von in vertikalem Abstand zueinander angeordneten Halteeinrichtungen für Behälterzapfen aufweist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (EP 02 02 958) steht der Behälter am Boden des Gestells, wobei die Halteeinrichtun­ gen als horizontale Druckstempel ausgebildet sind, die stirn­ seitig gegen die zugehörigen Behälterzapfen verspannt werden können. Diese bekannte Vorrichtung läßt vor allem bezüglich ihrer Haltesicherheit, insbesondere bei Einwirkung äußerer Kräfte durch z. B. Erdbeben usw., zu wünschen übrig. Außerdem ist sie Begrenzungen unterworfen, was die Handhabung unter­ schiedlicher Behältergrößen anbelangt.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit gesteigerter Sicherheit Behälter unterschiedlichster Abmaße zu handhaben vermag.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfin­ dung dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen jedes Paares vertikal zueinander bewegbar an einem Lastträger angeordnet sind, daß die beiden Lastträger horizontal zueinander bewegbar in dem Gestell gelagert sind, daß jede obere Halteeinrichtung eine lösbar mit dem zugehörigen Lastträger verriegelbare Lastkonsole aufweist, deren Öffnung den zuge­ hörigen Behälterzapfen ringsum umgreift, und daß jede untere Halteeinrichtung einen relativ zum zugehörigen Lastträger ver­ tikal bewegbaren Lastschild aufweist, dessen Öffnung den zuge­ hörigen Behälterzapfen halbschalenartig untergreift.

Zwar ist eine Transporteinrichtung bekannt (DE 28 36 293 A1), die zwei horizontal zueinander bewegbare Lastträger mit zuge­ ordneten, vertikal bewegbaren Halteeinrichtungen aufweist, jedoch ist hier jedem Lastträger nur eine einzige Halteeinrichtung zugeordnet. Dementsprechend läßt die Transportsicherheit zu wünschen übrig, zumal die Behälterzapfen lediglich unter­ griffen werden können. Abgesehen davon ist ein Ausrichten des Behälters auf eine Andockposition unterhalb einer Be- oder Ent­ ladestation weder möglich noch vorgesehen, da der Raum oberhalb des Behälters durch die Vorrichtung weitgehend versperrt wird.

Diese Vorrichtung nach der Erfindung hingegen wird den unerläßlichen Sicherheitsanforderungen in optimaler Weise gerecht. Sie bietet unter normalen Umständen eine redundante Halterung der mit radioaktivem Material geladenen Behälter. Die Halteeinrichtungen gewährleisten sowohl an den beiden unteren als auch an den beiden oberen Behälterzapfen eine formschlüssige Verriegelung. Von besonde­ rer Bedeutung ist, daß die Behälter auch während des eigent­ lichen Be- und Entladevorganges zuverlässig arretiert sind. Dies ist deshalb wesentlich, weil während dieser Zeit der obere stirnseitige Behälterdeckel gelockert und abgenommen wird, wodurch der Behälter seine Barrierenfunktion als dichte Um­ schließung und Strahlenabschirmung weitestgehend verliert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet die Möglichkeit, den Be­ hälter selbst unter extremen Störfallbedingungen, beispiels­ weise bei einem Erdbeben oder bei einem Aufschlag eines Flug­ körpers auf die Nuklearanlage, selbst während der kritischen Be- und Entladephase mit mehr als ausreichender Sicherheit zu haltern. Darüber hinaus sind die Handhabungsvorgänge beim Ein­ setzen und Arretieren eines Behälters in die Vorrichtung ein­ fach und kurzzeitig durchführbar, so daß die Strahlenbelastung des Personals deutlich reduziert wird.

Abgesehen davon können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Behälter unterschiedlichster Abmaße, sowohl was die Höhe als auch was den Durchmesser anbelangt, gehandhabt werden. Die Behälter sind durch vorlaufende Einstellung der Vorrichtung auf den handzuhabenden Behältertyp immer so ausgerichtet, daß sie in ihre korrekte Position unterhalb der Be- oder Entlade­ station gelangen.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich bei der Handhabung sämtlicher Nuklear-Behälter erzielen, sofern letztere auf gegenüberliegenden Längsseiten je einen oberen und einen unteren Behälterzapfen aufweisen.

Aufgrund seines Aufbaus ist eine besonders günstige Handhabung des Behälters gewährleistet. Vor dem Einsetzen des Behälters in die Vorrichtung werden auf dessen obere Behälterzapfen die Lastkonsolen der beiden oberen Halteein­ richtungen aufgesteckt. Diese Lastkonsolen sind an den jewei­ ligen Behältertyp angepaßt, und zwar derart, daß die obere Behälteröffnung in der Be- oder Entladestation auf der korrekten Höhe liegt. Der Behälter wird dann zusammen mit den beiden Lastkonsolen in das Gestell abgesenkt. Dabei sind die beiden Lastträger so weit auseinandergefahren, daß sie das anfängliche Absenken nicht behindern. Sodann werden sie auf Nennmaß zusam­ mengefahren, um den Lastkonsolen eine sichere Auflage und den unteren Behälterzapfen den Eintritt in die halbschalenförmigen Öffnungen der beiden Lastschilde zu ermöglichen. Letztere befinden sich auf der an den jeweiligen Behältertyp angepaßten Höhe. Die Lastkonsolen der oberen Halteeinrichtungen sind dabei vorzugsweise je in eine Vertikalführung des zugehörigen Lastträgers absenkbar, was zu einer formschlüssigen seitlichen Befestigung führt. Nach dem anschließenden vertikalen Verrie­ geln der Lastkonsolen ist der Behälter sicher arretiert.

Vorteilhafterweise sind die Lastschilde der unteren Halteein­ richtungen je in einem Rahmen angeordnet, der seitlich in zwei Vertikalträgern des zugehörigen Lastträgers gleitet und von in den Vertikalträgern geführten Lastspindeln, die nur auf Zug beansprucht werden, vertikal bewegbar ist. Dies läßt eine konstruktiv günstige Gestaltung zu und bietet außerdem die Möglichkeit, daß jeder Rahmen unabhängig voneinander und jeder Lastschild vertikal relativ zum zugehö­ rigen Rahmen bewegbar ist. Damit kann eine Feineinstellung durchgeführt werden, die eine mechanisch und vor allem sicher­ heitstechnisch günstige gleichmäßige Lastverteilung auf alle vier Behälterzapfen erleichtert. Hierzu kann zwischen jedem Lastschild und dem zugehörigen Rahmen ein Hy­ draulikzylinder in Verbindung mit Stellkeilen angeordnet sein. Die Hydraulikzylinder bewirken die feinfühlige Vertikalver­ schiebung der Lastschilde zur Einstellung einer vorgegebenen Belastungsgröße der unteren und somit auch der oberen Behäl­ terzapfen und werden anschließend durch Nachstellen der Stel­ lekeile entlastet, wodurch die Arretierung vom Hydrauliksystem abgekoppelt wird.

Eine konstruktiv besonders einfache Gestaltung ergibt sich dadurch, daß das Gestell zwei obere und zwei untere, in Verfahrrichtung verlaufende Längsholme aufweist, die im Bereich ihrer Ende durch Querholme und Vertikalholme miteinander verbunden sind. Dabei kann jeder Lasträger einen oberen Querträger aufweisen, der auf den oberen Längsholmen des Gestells geführt ist und an dem die auf den unteren Längs­ holmen geführten Vertikalträger befestigt sind. Auf einen unteren Träger der Lastträger kann ohne festigkeitstechnische Nachteile verzichtet werden, und zwar insbesondere dann, wenn die oberen Querträger der Lastträger jeweils mit hammerkopf­ förmigen Auflagern auf den oberen Längsholmen des Gestells geführt sind, da diese Auflager eine verzügliche Verwindungs­ steifigkeit gewährleisten. Zum horizontalen Bewegen der Last­ träger dienen vorzugsweise Stellspindeln, die in den Längshol­ men des Gestells angeordnet, wobei jeder Längsholm des Gestells eine für beide Lastträger gemeinsame Stellspindel mit vorzugsweise zentralem Festlager aufweisen kann. Die Verstellung erfolgt also automatisch symmetrisch.

Vorzugsweise nehmen die Stellspindeln horizontale Beschleuni­ gungen in Fahrtrichtung der Vorrichtung auf und tragen sie in die steife Kastenkonstruktion der Vorrichtung ab, während Beschleunigungen quer zur Fahrtrichtung durch die formschlüs­ sigen Führungen von Last- und Vertikalträgern direkt in die Kastenkonstruktion eingeleitet werden.

Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es besonders günstig, daß die oberen Längsholme des Gestells zusammen mit dessen Querholmen eine verstärkte Brücke bilden und Rollen zum Ver­ fahren auf den Schienen aufweisen. Diese Konstruktion ist extrem steif. Außerdem wird der Behälter hängend gehaltert, so daß also bei seitlichen Beschleunigungen die Schwerkraft als Rückstellkraft wirkt.

Unter Umständen kann es erforderlich sein, den Behälter zur Be- oder Entladung nicht nur horizontal zu verfahren, sondern auch vertikal anzuheben. Hierzu bietet sich die Mög­ lichkeit, daß das Gestell vertikal bewegbar ist, und zwar vorzugsweise mittels eines Abschnitts der Schienen.

Alternativ schlägt die Erfindung vor, daß die oberen und unte­ ren Halteeinrichtungen relativ zum zugehörigen Lastträger paarweise gemeinsam vertikal bewegbar sind, und zwar vorzugs­ weise dadurch, daß auch die Lastkonsolen der oberen Halteein­ richtungen je in einem Rahmen angeordnet sind, der seitlich in den Vertikalträgern des zugehörigen Lastträgers gleitet und von den in den Vertikalträgern geführten Lastspindeln gemein­ sam mit dem Rahmen der zugehörigen unteren Halteeinrichtung vertikal bewegbar ist, wobei mindestens einer der Rahmen rela­ tiv zu den Lastspindeln verstellbar ist. Unter Einsatz der ohnehin vorhandenen Lastspindelkonstruktion wird also nicht nur die Anpassung an unterschiedliche Behältergrößen bewirkt, sondern auch die ggf. zum Andocken erforderliche Anhebung des Behälters. Konstruktiv besonders günstige Verhältnisse ergeben sich dadurch, daß der relativ zu den Lastspindeln verstellbare Rahmen, bei dem es sich um den der oberen und/oder unteren Halteeinrichtung handeln kann, auf den Lastspindeln laufende Muttern aufweist, die wahlweise relativ zu dem Rahmen verdreh­ bar sind. Eine Verdrehung der Muttern ermöglicht eine Änderung des Relativabstandes zwischen den oberen und unteren Halteein­ richtungen. Sollen letztere gemeinsam angehoben oder abgesenkt werden, so werden die Muttern relativ zum gehörigen Rahmen arretiert, woraufhin der Antrieb über die Lastspindeln er­ folgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung nach einer ersten Ausführungs­ form;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 3 zwei rechtwinklige Schnittansichten eines Teils der Vorrichtung mit einer Ausführungsform einer relativ zu dem Rahmen drehbaren Mutter.

Nach Fig. 1 weist die Vorrichtung ein Gestell 1 auf, welches zwei obere Längsholme 2 umfaßt, die mit zwei oberen Querholmen 3 eine biegesteife Brücke bilden. Letz­ tere ist über Rollen 4 auf Schienen 5 verfahrbar, die im Be­ reich einer Be- oder Entladestation vertikal bewegbar sind, um das Gestell 1 zusammen mit einem darin gehalterten Behälter anzuheben bzw. abzusenken. Das Gestell weist ferner untere Längsholme 6 sowie untere Querholme 7 auf. Die Verbindung zu der biegesteifen oberen Brücke wird hergestellt durch Verti­ kalholme 8.

Das Gestell 1 lagert zwei horizontal bewegbare Lastträger 9, die jeweils einen oberen Querträger 10 sowie zwei Vertikalträ­ ger 11 aufweisen. Letztere sind auf den unteren Längsholmen 6 geführt, während die Querträger 10 auf den oberen Längsholmen 2 beweglich gelagert sind, und zwar mittels besonders biege­ steifer, hammerkopfförmiger Auflager 12. Zur synchronen, spie­ gelbildlichen Horizontalverschiebung der Lastträger 9 dienen auf den Längsholmen 2 und 6 angeordnete Stellspindeln 13, die jeweils in einem zentralen Festlager 14 laufen.

Jeder Lastträger 9 ist mit einer oberen Halteeinrichtung 15 und einer unteren Halteeinrichtung 16 für zugehörige Behälter­ zapfen versehen. Jede obere Halteeinrichtung 15 umfaßt eine Lastkonsole 17 mit einer Öffnung 18, in die der zugehörige Behälterzapfen eingreift. Die Lastkonsole 17 ist über Zapfen 19 lösbar mit dem zugehörigen Lastträger 9 verbunden. Sie greift von oben in Vertikalführungen 20 des Lastträgers ein.

Für das Einsetzen des Behälters werden die beiden Konsolen 17 auf die zugehörigen Behälterzapfen aufgesteckt. Die beiden Lastträger 9 werden so weit voneinander entfernt, daß der Be­ hälter mit seinen beiden unteren Behälterzapfen durch den Zwischenraum hindurch paßt. Sodann werden die Lastträger wie­ der einander auf Nennmaß angenähert, so daß beim weiteren Absenken des Behälters die Konsolen 17 der oberen Halteein­ richtungen 15 in die zugehörigen Vertikalführungen 20 hinein­ gleiten und dort mittels der Bolzen 19 verriegelt werden kön­ nen.

Gleichzeitig greift der Behälter mit seinen unteren Behälter­ zapfen in die unteren Halteeinrichtungen 16. Letztere weisen jeweils ein Lastschild 21 mit einer halbschalenförmigen Öff­ nung 22 auf.

Jedes Lastschild 21 ist in einem Rahmen 23 angeordnet, der in den Vertikalträgern 11 anhebbar und absenkbar ist, und zwar mittels Lastspindeln 24. Auf diese Weise ist eine Anpassung an unterschiedliche Behältergrößen möglich. Zwischen jedem Rahmen 23 und dem zugehörigen Lastschild 21 ist ein Hydraulikzylinder 25 angeordnet. Er dient der Feineinstellung, um eine vorgege­ bene Lastverteilung auf sämtliche Halteeinrichtungen 15 und 16 zu bewirken. Nach Herstellen der gewünschten Lastverteilung werden Stellkeile 26 nachgefahren, um das Hydrauliksystem zu entlasten und die Behälterarretierung von dem Hydrauliksystem unabhängig zu machen.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 vor allen Dingen dadurch, daß auch die Lastkonso­ len 17 je in einem zugehörigen Rahmen 27 der oberen Halteein­ richtungen 15 angeordnet sind. Auch bezüglich des Hydraulikzy­ linders 25 und der Stellkeile 26 ist Übereinstimmung mit den unteren Lasteinrichtungen 16 gegeben. Gleiches gilt für die Öffnung 18, wobei zu deren Abdeckung eine Traverse 31 dient. Sofern diese lösbar ist, kann auf eine Lösbarkeit der Last­ schilde 17 verzichtet werden.

Jeder Rahmen 27 läuft in den nach oben verlängerten Vertikal­ trägern 11. An jedem Rahmen 27 sind Muttern 28 vorgesehen, die auf den Lastspindeln 24 laufen und gegenüber dem zugehörigen Rahmen wahlweise drehbar und arretierbar sind. Bei einer Ver­ drehung der Muttern 28 verstellt sich der vertikale Abstand zwischen den oberen Halteeinrichtungen 15 und den unteren Halteeinrichtungen 16. Sind die Muttern 28 gegenüber dem zuge­ hörigen Rahmen 27 arretiert, so bewirkt eine Drehung der Last­ spindeln 24 eine gleichzeitige Vertikalbewegung der oberen und unteren Halteeinrichtungen 15 und 16. Ein Ausführungsbeispiel der dreh- und arretierbaren Mutter 28 und der mit ihr zusam­ menwirkenden Komponenten 24 und 27 ist in den Schnittansichten gemäß Fig. 3 genauer gezeigt.

Im übrigen zeigt Fig. 2, daß die Schienen 5 auf einer Fahr­ spur 29 verlegt sind, welche zur Sicherung des Gestells 1 von Anschlägen 30 der Vertikalholme 8 untergriffen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet die Möglichkeit, mit radioaktivem Material beladene Behälter auch nach Öffnung des stirnseitigen Deckels äußerst sicher zu haltern und in die Andockposition unterhalb einer Be- oder Entladestation zu bringen.

Im Rahmen der Patentansprüche sind ohne weiteres Abwandlungsmöglich­ keiten gegeben. So können die unteren Längs- und Querholme des Gestells als verstärkte Brücke ausgebildet sein, an der der Behälter nicht hängend, sondern stehend gelagert wird. Auch besteht die Möglichkeit, die Merkmale der Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 miteinander zu kombinieren, so daß also das Gestell anhebbar ist und außerdem die oberen und unteren Halteeinrichtungen gemeinsam bewegbar sind. Ferner können, sofern dies erforderlich sein sollte, die Lastträger weiter verstärkt werden, beispielsweise durch untere und/oder mittlere Querträger. Anstelle der gezeigten Spindeln kann auf andere Antriebe übergegangen werden, beispielsweise auf hy­ draulische Zylinder.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Transportieren eines aufrechten Behälters für radioaktives Material und zum Ausrichten des Behälters auf eine Andockposition unterhalb einer Be- oder Entladestation, mit einem auf Schienen (5) verfahrbaren, den Behälter aufnehmenden Gestell (1), das zwei horizontal gegenüberliegende Paare von in vertikalem Abstand zueinander angeordneten Halteeinrichtungen (15, 16) für Behälterzapfen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halteeinrichtung (15, 16) jedes Paares vertikal zueinander bewegbar an einem Lastträger (9) angeordnet sind, daß die beiden Lastträger horizontal zueinander bewegbar in dem Gestell (1) gelagert sind, daß jede obere Halteeinrichtung (15) eine lösbar mit dem zugehörigen Lastträger (9) verriegelbare Lastkonsole (17) aufweist, deren Öffnung (18) den zugehörigen Behälterzapfen ringsum umgreift, und daß jede untere Halte­ einrichtung (16) einen relativ zum zugehörigen Lastträger vertikal bewegbaren Lastschild (21) aufweist, dessen Öffnung (22) den zugehörigen Behälterzapfen halbschalenartig untergreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastkonsolen (17) der oberen Halteeinrichtungen (15) je in eine Vertikalführung (20) des zugehörigen Lastträgers (9) absenkbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lastschilde (21) der unteren Halteeinrichtungen (16) je in einem Rahmen (23) angeordnet sind, der seitlich in zwei Vertikalträgern (11) des zugehörigen Lastträgers (9) gleitet und von in den Vertikalträgern geführten Lastspindeln (24) vertikal bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lastschild (21) vertikal relativ zum zugehörigen Rahmen (23) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Lastschild (21) und dem zugehörigen Rahmen (23) ein Hydraulikzylinder (25) in Verbindung mit Stellkeilen (26) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) zwei obere und zwei untere, in Verfahrrichtung verlaufende Längsholme (2, 6) aufweist, die im Bereich ihrer Enden durch Querholme (3, 7) und Verti­ kalholme (8) miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lastträger (9) einen oberen Querträger (10) aufweist, der auf den oberen Längsholmen (2) des Gestells (1) geführt ist und an dem die auf den unteren Längsholmen (6) geführten Vertikalträger (11) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Querträger (10) der Lastträger (9) jeweils mit hammerkopfförmigen Auflagern (12) auf den oberen Längsholmen (2) des Gestells (1) geführt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsholme (2, 6) des Gestells (1) Stellspindeln (13) zum horizontalen Bewegen der Lastträger (9) und zur Last­ einleitung von Beschleunigungskräften aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längsholm (2, 6) des Gestells (1) eine für beide Last­ träger (9) gemeinsame Stellspindel (13) mit vorzugsweise zen­ tralem Festlager (14) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Längsholme (2) des Gestells (1) zusammen mit deren Querholmen (3) eine verstärkte Brücke bilden und Rollen (4) zum Verfahren auf den Schienen (5) aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Halteeinrichtungen (15, 16) relativ zum zugehörigen Lastträger (9) paarweise gemeinsam vertikal bewegbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastkonsolen (17) der oberen Halteeinrichtungen (15) je in einem Rahmen (27) angeordnet sind, der seitlich in den Verti­ kalträgern (11) des zugehörigen Lastträgers (9) gleitet und von den in den Vertikalträgern geführten Lastspindeln (24) gemeinsam mit dem Rahmen (23) der zugehörigen unteren Halte­ einrichtung (16) vertikal bewegbar ist, wobei mindestens einer der Rahmen relativ zu den Lastpindeln verstellbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der relativ zu den Lastspindeln (24) verstellbare Rahmen (27) auf den Lastspindeln laufende Muttern (28) aufweist, die wahl­ weise relativ zu dem Rahmen verdrehbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) vertikal bewegbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) mittels eines Abschnitts der Schienen (5) vertikal bewegbar ist.