DE8033522U1 - Vorrichtung zur inspektion des innenraumes von beladenen transport- und lagerbehaeltern - Google Patents

Description

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TRANSNUKLEAR GmbH

6450 Hanau 11

Vorrichtung zur Inspektion des Innenraumes von beladenen Transport- und Lagerbehältern

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung r.ur visuellen Inspektion des Innenraumes von beladenen Transport- und/ oder Lagerbehältern für abgebrannte Brennelemente, bei denen die Brennelemente sich in entsprechenden Einsatzkörben befinden, die nicht unmittelbar auf dem Behälterboden aufsitzen.

Abgebrannte Brennelemente werden nach einer relativ kurzfristigen Lagerung im Abklingbecken der Kernkraftwerke oder sonstiger Reaktoranlagen in Transport- und/ oder Lagerbehälter eingefüllt, normalerweise in entsprechende Einsatzkörbe im Behälterinneren, und einer Zwischenlagerung zugeführt. Hier ist von Lagerzeiträumen von mehr als 20 Oahren auszugehen, wobei die Behälter nach der Zwischenlagerung zur Weiterverarbeitung der Brennelemente entladen werden. Die Weiterverarbeitung kann aus einer Wiederaufarbeitung oder einer Endlagerung bestehen. Die Brennelemente werden dabei naß oder trocken entladen.

Bei der langzeitigen Zwischenlagerung abgebrannter Brennelemente in solchen Behältern ist es wichtig, die Brennelemente einer Inspektion unterziehen zu können, um Schäden an den Brennelementen feststellen zu können.

Bei den bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen zur Überwachung und Inspektion von solchen Behältern handelt es sich nur um Vorrichtungen, die es gestatten, eine Leckage der Behälter im Deckelbereich zu erfassen. So

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wird beispielsweise die Abluft einer Lagerhalle mit Meßsonden über-wacht, die auf radioaktive Strahlung ansprechea

Darüberhinaus gibt es Vorrichtungen, die über Prüfbohrungen den Deckelbereich jedes einzelnen Behälters abschnüffeln und auf Lecks überprüfen.

Die für die Zwischenlagerung vorgesehenen Lagerbehälter sind im wesentlichen als eine Weiterentwicklung von bekannten Transportbehältern anzusehen. Da Transportbehälter nach kurzer Lagerzeit jeweils wieder entladen werden, verfügt man hier über große Erfahrung hinsichtlich zu erwartender Beschädigung an den Brennelementen selbst. Es ist bekannt, daß durch die Erschütterungen während des Transports keine Beschädigungen an den bestrahlten Brennelementen auftreten, die zum Herausrieseln von Brennstoff aus den Hüllrohren führen würden. Diese Erfahrungen lassen sich jedoch nicht auf Langzeitlager übertragen, da hier noch keine Erfahrungen vorliegen. Andererseits weiß man, daß einige Spaltprodukte, die während der Bestrahlung im Reaktor entstanden sind, einen Korrosionsangriff auf das den Brennstoff umgebende Hüllrohr ausüben, der während der kurzen Transportzeit nicht zur Zerstörung der Hüllrohre führt. Man kann aber nicht mit Sicherheit ausschließen, daß Hülirohre nach langen Lagerzeiten dem Korrosionsangriff nicht standhalten.

Da die Einsatzkörbe für die abgebrannten Brennelemente normalerweise so konstruiert sind, daß sie nicht direkt ^ auf dem Boden des Lagerbehälters aufsitzen, sammelt sich der aus den Hüllrohren herausrieselnde Brennstoff am Boden eines solchen Lagerbehälters. Dies ist zunächst kein Grund zur Sorge, da die Kritikalitätssicherheit auch dann gegeben ist, wenn alles vorhandene Uran sich

am Boden ansammeln würde.

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Die Schwierigkeit liegt erst bei der irgendwann notwendigen Entladung der Behälter. Hier unterscheidet man zwischen der nassen und trockenen Entladung. Bei der nassen Entladung wird der Behälter über im Deckel vorhandene Öffnungen mit Wasser geflutet, wobei jetzt ein "kritischer Zustand" (unkontrollierte Kettenreaktion mic Energiefreisetzung) eintreten kann, sofern große Mengen Uran oder anderer Spaltstoffe am Boden des Behälters aufgehäuft sind. Bei der trockenen Entladung wird der Behälter in einer "Heißen Zelle" geöffnet. Hierbei kann es zwar nicht zu einem Kritikalitätsfall kommen, jedoch zu unerwünschtem Staubaustrag im Falle zerstörter Hüllrohre.

Die gleichen Probleme treten im Falle eines Absturzes eines beladenen Behälters auf, da hier keine Erfahrungen für die Integrität von Brennelementen vorliegen.

Aufgabe der Neuerung war es daher, eine Vorrichtung zur visuellen Inspektion des Innenraums von beladenen Transport- und/oder Lagerbehältern für abgebrannte Brennelemente zu entwickeln, bei denen die Brennelemente sich in entsprechenden Einsatzkörben befinden, die nicht unmittelbar auf dem Behälterboden aufsitzen. Diese Vorrichtung sollte es gestatten, den Zustand der Brennelemente über die Lagerdauer zu erfassen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Vorrichtung strahlenbeständig,·korrosionsfest und unfallsicher ist. Außerdem darf die Vorrichtung nicht durch herabrieselndes Uran zerstört werden. Darüberhinaus sollte eine optische Prüfmöglichkeit vorhanden sein, da

hierbei der feste Eindruck vom Behälterinnenraum entsteht und fotographisch festgehalten werden kann.

Diese Aufgabe wurde neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß im Behälterdeckel und/oder in den Behälterwandungen ge-"" krümmte verschließbare Kanäle zur Einbringung eines

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Endoskops eingelassen sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Endoskop bis in den Raum unterhalb des Einsatzkorbes eingebracht werden kann, um den eventuell aus den Brennelementen herausrieselnden Brennstoff genau in Augenschein nehmen zu können.

Vorzugsweise verwendet man für diese visuelle Inspektion Kanäle, die aus anderen Gründen schon im Behälterdeckel oder in den Behälterwandungen vorhanden sind. Dadurch wird die Integrität des Behälters nicht weiter beeinträchtigt. 3edoch ist es auch möglich, zur Inspektion des Behälterinneren weitere gekrümmte verschließbare Kanäle im Behälterdeckel oder in den Behälterwandungen anzubringen.

Besonders vorteilhaft ist es, das Endoskop über Kanäle im Behälterdeckel und über Leerpositionen bzw. sonstige Kanäle im Einsatzkorb bis zum Rand unterhalb des Einsatzkorbs bzw. zum Behältertiefsten einzubringen. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, in diesem Raum einen oder mehrere Spiegel anzubringen, vorzugsweise in der optischen Achse der behälterseitigen Öffnung des Prüfkanals im Deckel und dem Kanal im Einsatzkorb, wobei der Spiegel um etwa kb geneigt ist, um den Inspektionsraum noch besser überprüfen zu können.

Anhand der schematischen Abbildungen I bis III wird die neuerungsgemäße Vorrichtung bespielhaft näher erläutert.

Der Behälter (10) enthält in seinem Inneren einen Einsatzkorb (2) mit den Brennelementen. Im Raum (11) zwischen dem Einsatzkorb (2) und dem Behälterboden (it·*) ist ein Spiegel (3) angebracht, wobei der Spiegel (3) auf den Boden (if) gerichtet ist, d. h. etwa einen Winkel von k5 ° bildet. Ein Endoskop (1) wird vorzugsweise durch im Behälter (10) zur Ent- oder Versorgung ohnehin vor-

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- 5 handenen Kanäle (6) zur Inspektion eingeführt.

Der Spiegel (3) ist im Raum (11) zwischen Einsatzkorb (2) und Behälterboden (k) fest installiert und ist vorteilhafterweise so massiv ausgelegt und befestigt, daß er Unfälle beim Transport oder Einwirkungen von außen, wie Erdbeben oder Flugzeugabsturz, übersteht. Er besteht vorzugsweise aus Metall und weist vorteilhafterweise eine gekrümmte oder kegelförmige Oberfläche auf.

Mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung ist es zudem möglich, den Zustand des Behälterinnenraumes fotographisch zu dokumentieren. Das Inspektionsverfahren dient vor allem der Entladevorbereitung, kann jedoch auch bei der diskontinuierlichen oder ständigen Behälterüberwachung in einem Zwischenlager eingesetzt werden.

Von besonderem Vorteil ist die Führung des Endoskops (1) durch den Deckel (5) des Behälters (10) da hier bei Lagerbehältern üblicherweise die Ver- und Entsorgungskanäle (6^ angeordnet sind. Diese Kanäle (6) können allerdings auch in der Behälterwand (8) angebracht sein. Außerdem schließt sich an einen solchen Kanal (6) oft eine Leitung (7) zum Behältertiefsten an, die meist als eigener Kanal im Einsatzkorb (2) ausgebildet ist.

Eine wesentliche Verbesserung besteht darin, den Spiegel (3) in der optischen Achse der behälterseitigen Öffnung (9) des Prüfkanals (6) anzuordnen. Da er vorzugsweise aus

•^Metall besteht, kann das Material so gewählt werden, daß er strahlenbeständig und korrosionsfest ist. Festigkeit bei Stoßbelastungen ist bei genügender Wandstärke gegeben. Darüberhinaus ist ein metallischer Spiegel gut an den Behältereinbauten zu befestigen (z. B. durch Schweißen).

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1 Oe nach Behälterkonstruktion ist es sinnvoll, dem Spiegel (3) eine ge-krümmte, beispielsweise kugelförmige Oberfläche zu geben. Damit kann mit nur einen Endoskop der gesamte Bodenbereich überblickt werden.

5 Dadurch erhält man in sehr kurzer Zeit die Informationen über den Zustand der Brennelemente, die vor der Entladung, aber auch während der Zvvischenlagerung notwendig sind.

Claims (3)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur visuellen Inspektion des Innenraumes von beladenen Transport- und/oder Lagerbehältern für abgebrannte Brennelemente, bei denen die Brennelemente sich in entsprechenden Einsatzkörben befinden, die nicht unmittelbar auf dem Behälterboden aufsitzen und einen Raum zwischen Behälterkorb und Behälterboden ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälterdeckel (5) und/ oder in den Behälterwandungen (8) gekrümmte verschließbare Kanäle (6) zur Einbringung eines Endoskops (1) eingelassen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum (11) zwischen Einsatzkorb (2) und Behälterboden (4) Spiegel (3) angebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegel (3) in der optischen"Achse der behälterseitigen Öffnung (9) des im Behälterdeckel (5) sich befindenden Kanals (6) angebracht und um etwa 45 gegen den Raum (11) zwischen Behälterboden (4) und Ein-

·" satzkorb (2) geneigt ist.

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1 if. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß· der Spiegel (3) metallisch ist und eine gekrümmte oder kegelförmige Oberfläche aufweist.