EP0039785B1

EP0039785B1 - Vorrichtung zur Aufnahme, zum Transport und zur Strahlungsabschirmung von mit abgebrannten Reaktor-Brennelementen beladenen Behältern

Info

Publication number: EP0039785B1
Application number: EP81102674A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Richter; Harry Spilker; Hans-Peter Dyck; Klaus Dr. Janberg
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1980-05-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1985-07-24
Also published as: DE3017767A1; JPS576396A; DE3017767C2; US4498011A; EP0039785A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die Veröffentlichung ARH-2888 REV, 2-13, ist ein Betonschutzbehälter mit etwa den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.
Dieser besteht offenbar aus einem separaten Betonschutzmantel, Betonfuss und Betondeckel. Sowohl der Betondeckel als auch der Betonfuss sind beabstandet zum Betonschutzmantel angeordnet. Durch diese Anordnung werden untere seitliche Zuluft- und obere seitliche Abluftöffnungen geschaffen. Bei diesem bekannten Beton- schutzbehälter sind keine Massnahmen zum Anheben und zum Transport, zur Verhinderung des Eindringens von Wasser und Ungeziefer oder zur Verbesserung der Wärmeabfuhr und gegebenenfalls zur Rückgewinnung wenigstens eines Teils der entwickelten Wärme vorgesehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, dass die oben beim Stand der Technik beschriebenen Nachteile vermieden sind und insbesondere die Beladung und der Transport der Vorrichtung erleichtert werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Das Einbringen eines Brennelement-Behälters in die erfindungsgemässe Vorrichtung erfolgt so, dass der Brennelement-Behälter auf der als Fuss ausgebildeten Palette abgestellt wird, dann der Schutzmantel über den Behälter gesetzt und schliesslich der Deckel aufgesetzt wird. Durch die Ausbildung des Fusses als unterfahrbare Palette wird das Anheben und der Transport des Schutzbehälters wesentlich erleichtert. Zum Transport können vorteilhaft Tieflader eingesetzt werden, die aufgrund ihrer flachen Bauweise mit ihrer Ladefläche unter die Palette fahren können. Nach Anheben der Ladefläche wird dann der Schutzbehälter in senkrechter Stellung zum vorgesehenen Lagerplatz transportiert und dort einfach durch Absenken der Ladefläche des Fahrzeugs am vorgesehenen Platz abgesetzt. Durch die geneigte und/oder winklige Ausbildung der Abluftkanäle im Bereich des Deckels wird die Belüftung und damit die Wärmeabfuhr verbessert.
Die mit Brennelementen beladenen Behälter haben an der Oberfläche noch eine radioaktive Dosisleistung aus Gamma- und Neutronenstrahlung von ca. 10 mrem/h bei einem Jahr Abklingzeit. Durch den erfindungsgemässen Schutzbehälter wird diese Dosisleistung durch geeignete Abschirmung soweit abgesenkt, dass sie in einer Entfernung von 50 m, d. h. etwa an der Umzäunung des Behälterlagers, nur noch rund 10 mrem/a beträgt.
Zweckmässige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Durch die Weiterbildung gemäss Anspruch 2 wird ein verbesserter Schutz gegen Eindringen von Wasser, Schnee und Insekten erzielt, wodurch ausserdem die Gefahr des Auftretens von radioaktiven Verunreinigungen ausserhalb der Schutzbehälter verringert wird.
Durch die Weiterbildung gemäss Anspruch 3 wird die Abschirmung und die Wärmeabfuhr verbessert. Ausserdem besteht die Möglichkeit der Ausnutzung der entwickelten Wärme, beispielsweise zu Heizzwecken. Das Wasser kann im unteren Bereich des Deckels bzw. der Haube eingeleitet und im oberen Bereich abgeleitet werden. Dadurch wird der Beton gekühlt, und er nimmt mehr Wärme auf vom Brennelement-Behälter durch Strahlung und Querkonvektion. Durch diese Ausbildung verliert die normale Konvektion an Bedeutung. Dies erlaubt, die Abluftkanäle so zu gestalten und zu dimensionieren, d.h. insbesondere zu verengen, dass eine Verringerung des konvektierenden Luftstromes erzielt wird, ohne dass die Sicherheit der Wärmeabfuhr gefährdet wird. Dadurch lässt sich die Wassertemperatur anheben auf ein Niveau, das eine noch bessere Wärmenutzung ermöglicht. Bei Ausfall des Wasserdurchlaufs würde sich die Behältertemperatur nur um etwa 40 bis 60°C erhöhen und somit in den zulässigen Grenzen bleiben.
Zur Verbesserung der Belüftung des Schutzbehälters sind die Massnahmen gemäss Anspruch 6 vorgesehen.
Um ein einwandfreies Aufsetzen des Schutzmantels auf den Fuss bzw. die Palette zu gewährleisten, sind die Massnahmen gemäss Anspruch 7 vorgesehen.
Um das Eindringen von Ungeziefer und Insekten sicher zu verhindern, ist die weitere Ausgestaltung gemäss Anspruch 9 vorgesehen.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäss ausgebildeten Schutzbehälter,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 1-1 der Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 der Fig. 1 und
Fig. 4 einen Schnitt durch eine andere Schutzbehälter-Deckelausführung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung 2 zur Aufnahme, zum Transport und zur Strahlungsabschirmung von mit abgebrannten Reaktor-Brennelementen beladenen Behältern 4. Die Vorrichtung 2 besteht aus einem Schutzbehälter 6. Der Schutzbehälter 6 weist einen Fuss 8, einen Schutzmantel 10 und einen Deckel 12 auf. Diese Teile der Vorrichtung 2 sind vorzugsweise aus Beton gefertigt.
Die lichte Weite des Schutzbehälters 6 ist etwas grösser als der Durchmesser des Brennelement-Behälters 4, so dass ein Ringraum 14 gebildet wird, in dem Luft zirkulieren kann.
Der Schutzbehälter 6 ist mit unteren seitlichen Zuluftkanälen 16 und mit oberen seitlichen Abluftkanälen 18 versehen, die in den Ringraum 14 münden. Der Fuss 8 weist ferner axial verlaufende Zuluftkanäle 20 auf, die ebenfalls in den Ringraum 14 münden.
Der Fuss 8 ist als unterfahrbare Palette ausgebildet, wozu, wie dargestellt, Beine 22 unter dem Fuss angeordnet sind. Auf dem Fuss 8 bzw. auf der Palette ist der Schutzmantel 10 aufgesetzt. Zur Erleichterung der Zentrierung des Schutzmantels 10 auf dem Fuss 8 sind Zentrierdorne 24 vorgesehen, s. Fig. 3. Der Fuss 8 bzw. die Palette ist mit einer zentralen Erhöhung 26 ausgebildet, auf der der Brennelement-Behälter 4 ruht.
Der Deckel 12 ist haubenartig mit einem nach unten zeigenden Umfangskragen 28 versehen, der den Schutzmantel 10 beabstandet umgibt. In den so zur Atmosphäre hin offenen Ringraum 30 münden die Abluftkanäle 18. Der Deckel 12 ist ferner mit einer oberen Öffnung 32 versehen, die verschliessbar ist. Diese Öffnung dient Inspektionszwecken.
Zwischen den Anlageflächen zwischen Betonmantel und Fuss und zwischen Betonmantel und Deckel sind Dichtungen 34 und 36 vorgesehen. In die Zuluft- und Abluftkanäle 16 und 18 sind engmaschige Gitter 38, 40 zum Fernhalten von Ungeziefer und Insekten angeordnet.
Der Schutzbehälter 6 weist vorzugsweise die den Fig. 2 und 3 entnehmbare mehreckige Querschnittsform auf. Andere Querschnittsformen, beispielsweise runde, ovale oder rechteckige sind ebenfalls möglich.
Es soll nun Bezug genommen werden auf die Fig. 4, der in einer Schnittdarstellung eine andere Ausführungsform eines Schutzbehälters 42, insbesondere eine andere Ausführungsform eines Schutzbehälterdeckels 44 und von Abluftkanälen 46 entnehmbar ist. Die Abluftkanäle 46 sind so gestaltet, dass sie in einem ersten Teil 48 zunächst nach aussen ansteigen und dann in einem zweiten Abschnitt 5 nach aussen wieder leicht abfallen. Der zweite Abschnitt 50 der Abluftkanäle 46 kann auch waagerecht verlaufen. Der Deckel bzw. die Haube 44 selbst ist mit einem Hohlraum 52 versehen, der über einen Eingangsanschluss 54 und einen nicht dargestellten Ausgangsanschluss an einen Wasserkreislauf anschliessbar ist. Der Deckel 44 ist vorzugsweise wie der Deckel 12 nach Fig. 1 mit einer zentralen Inspektionsöffnung (nicht dargestellt) versehen. Ebenso wie der Deckel kann auch der Mantel 56 mit wasserdurchströmten Hohlräumen 58 versehen sein, wie dies schematisch gestrichelt in der Fig.4 angedeutet ist.

Claims

1. Beton-Schutzbehälter zum Transport, zur Lagerung und zur Strahlungsabschirmung von mit abgebrannten Reaktorbrennelementen beladenen Brennelementbehältern, der einen zylindrischen Schutzmantel aufweist, welcher den Brennelementbehälter mit Abstand umgibt, auf einem separaten Fuss steht und mit einem Deckel versehen ist, der ferner seitliche Zuluftkanäle am unteren Rand des Schutzmantels aufweist, die in einen zwischen Schutzmantel und Brennelementbehälter gebildeten Ringraum münden, sowie seitliche, erwärmte Luft aus diesem Raum abführende Abluftkanäle, die im Bereich des oberen Randes des Schutzmantels ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Fuss (8) als unterfahrbare Palette ausgebildet ist, und dass die den Schutzmantel (10) durchsetzenden Abluftkanäle (18, 46) nach aussen abfallend oder in einem ersten Teil (48) von innen nach aussen ansteigend und in einem zweiten Teil nach aussen waagerecht oder leicht abfallend ausgebildet sind.

2. Beton-Schutzbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12,44) als Haube ausgebildet ist mit einem nach unten ragenden, den Schutzmantel (10) beabstandet umgebenden Kragen (28).

3. Beton-Schutzbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12, 44) und/oder Mantel (10) des Schutzbehälters mit wasserdurchströmten Hohlräumen (52) zur Wärmerückgewinnung versehen ist.

4. Beton-Schutzbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuss (8) mit Beinen (22) versehen ist.

5. Beton-Schutzbehälter Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fuss bzw. die Palette (8) mit einer zentral erhöhten Standfläche (26) für den Brennelement-Behälter (4) versehen ist.

6. Beton-Schutzbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche, axial angeordnete Zuluftöffnungen (20) im Fuss (8) ausgebildet sind.

7. Beton-Schutzbehälter nach einem der Ansprüche 1 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Zentriereinrichtungen (24) zum richtigen Aufsetzen des Schutzmantels (10) auf dem Fuss (8) bzw. der Palette vorgesehen sind.

8. Beton-Schutzbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungsmittel (34, 36) zwischen dem Mantel (10) und dem Deckel (12, 44) und zwischen dem Mantel und dem Fuss (8) angeordnet sind.

9. Beton-Schutzbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft- und Abluftkanäle (16, 18) mit Einrichtungen (38, 40), beispielsweise engmaschigen Gittern od.dgl. zum Schutz gegen Insekten od. dgl., ausgestattet sind.