NO172715B - Lager - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et lager for oppbevaring av miljø-farlige stoffer, såsom f.eks. av typen stabile giftige forbindelser, kjernematerialer med lang strålingstid, osv. og som omfatter et flertall hulrom i fjell for mottak av nevnte stoffer, med tak over nevnte hulrom, og nevnte hulrom er omgitt av en hydraulisk sperre.

Når det gjelder oppbevaring av farlige stoffer av typen stabile giftige forbindelser eller.kjernematerialer med lang strålingstid, er de nåværende tekniske standpunkter at det ikke finnes noe system som anses tilfredsstillende. Løsningene for å bli kvitt disse farlige stoffer har vanligvis vært dels å dumpe stoffer i havet eller på avfallsvogner, dels for å gjenvinne eller nedbryte stoffene i industrielle prosesser. Resultatet har som oftest ikke blitt det tilsiktede. Proses-sene har som oftest resultert i dannelse av nye farlige stoffer og uønskede utslipp i biosfæren. Dumping i havet eller på avfallsvogner har resultert i at stoffene som det dreier seg om har blitt spredt med havstrømmer eller grunnvann. Den foreliggende oppfinnelse er tilsiktet å holde vannet borte fra de farlige stoffene og derved forhindre spredning. Lageret kan gjøres til et midlertidig lager inntil det er utviklet sikker oppbevaringsteknikk eller et endelig lager, som etter for-segling ikke trenger noe ytterligere vedlikehold eller over-våking .

Lager av typen beskrevet ovenfor er tidligere kjent fra f.eks. SE, B, 8305025-2 hhv. GB, A, 2,166,282. Lager ifølge den svenske oppfinnelse krever blant annet pumper for å løse problemet forbundet med drenering. Bygging av nevnte lagers lagringsrom for mottak av bestemte stoffer, som ønskes opp-bevart i omsluttende fjell er meget komplisert, som også er tilfelle med lageret som er tidligere kjent fra nevnte britiske oppfinnelse.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er så-ledes å tilveiebringe et lager, som blant annet løser ovenfor nevnte problem for tilveiebringelse av et såkalt "tørrlager" for oppbevaring av farlige stoffer, såsom f.eks. farlige gift- og kjernematerialer såsom kjernekraft avfall osv.

Nevnte formål oppnås ved hjelp av et lager ifølge den foreliggende oppfinnelse, som i hovedsaken er kjennetegnet ved at mottakshulrommene for oppbevaring er dannet av borede vertikale hull som strekker seg til et nivå som ligger over en underliggende drenerings- og ventilasjonssone, og at den hydrauliske sperre sam er dannet fra en knusesone, dvs. et rom i fjellet som inneholder bergfragmenter, f .eks. istykkersprengt fjell er forskjøvet sideveis i forhold til lagerborehullene, og ventilasjonshullene beliggende på siden er forbundet med en underliggende drenerings- og ventilasjonssone.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegnignene, der fig. 1 viser skjematisk et første ut-førelseseksempel av et lager ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser skjematisk et andre eksempel på et lager, fig. 3 viser en foretrukket aksel for innelukking av miljøfarlige stoffer,

fig. 4 viser et lager sett i snitt, fig. 5 viser en del av det beregnede fremstillingsmønster av lageret, og fig. 6 viser et ytterligere eksempel på et lager sett i snitt.

Den foreliggende oppfinnelse angår et lager 1, i hvilket farlige stoffer 2 av typen stabile giftige stoffer eller kjernematerialer med lang strålingstid kan oppbevares. Opp-bevaringslagre, som omfatter et lager 3, 3 1 , 3 2, er inne-lukket fortrinnsvis av en fjellformasjon 4, som hever seg over en nærliggende dalforsenkning. Fra dalforsenkningen sprenges en utløpstunnel 5 med noen graders helning X, passende over-stigende 3°, oppover inn i fjellformasjonen 4. Lagerets høyde og plan kan tilpasses fjellformasjonens høyde over dalforsenkningen og utbredelsen horisontalt. Over tunnelens nivå

i fjellet anlegges lageret i form av borede vertikale hull 6. Rundt lageret 3, 3<1> anlegges en eller flere rader med borehull 7, som står i forbindelse med utløpstunnelen 5 under lageret 3. Over lageret 3 støpes et vanntett tak 8; 8 <2>.

1 2

Lageret 1, 1 , 1 kan anlegges i en fjellformasjon 4,

som har fast eller sprukket fjell, men fjell med brede uønskede tverrsoner må unngås.

I de første utførelseseksempler av lager 1, 1^ anlegges tunneler 9, som passende heller mer enn 3° i retning fra lageret 3, 3<1> mot utløpstunnelen 5, under den samme, og disse underliggende tunneler er beregnet til å fungere som drenerings- og ventilasjonstunneler. Drenerings- og ventilasjons-tunnelenes funksjon er å forsøke å holde lageret 3, tørt og ventilere bort eventuell varme, dersom lagringsstoffene 2 avgir varme, mens utløpstunnelen 5 har som formål å føre bort grunnvann som trenger inn i lageret 3, 3"*".

Radene med hull 7, 7<1> boret rundt og i en passende avstand fra lageret 3, 3 er anordnet slik at de fungerer som dreneringshull og strekker seg fra fjellets overflate ned til de nevnte tunneler 9 som tjener til drenering. Disse omgiv-ende rekker av vertikale ytre borehull 7, 7^ kan betegnes som en "hydraulisk sperre",hvilkes funksjon er å lede bort alt grunnvann som finner vei inn i lageret 3, 3 og avløpet av

2

vann fra taket 8,8.

Lagerets borerede mottakshull 6 strekker seg til et nivå 10 som er beliggende over den sone 11 hvor drenerings- og ventilasjonstunnelen 9 er anordnet. For etter behov å bort-lede varme fra mottaksborehullene 6 til underliggende drenerings- og ventilasjonstunneler 9 er det boret vertikale ventilasjonsborehull 12, 12 2 i fjellet 4 og nevnte lager 3, 31 ,32, hvilke borehull er forbundet med nevnte drenerings-og ventilasjonstunneler 9.

Stoffer 2, såsom f.eks. brenselstaver kan nedsenkes til mottaksborehullenes /bunn 6a og være innkapslet effektivt og sikkert i beholdere 13 av et bestemt slag. F.eks. kan nevnte beholdere 13 dannes av et ytre hus 14 i form av et stålrør med en innvendig foring 15 av bentonitt samt foring 16 av sintret stål eller glassert med stoffet 2 som er beregnet for lagring som er mottatt i det innvendige rom 13a. Behold-eren 13 kan lukkes ved hjelp av et sitret lokk av rustfritt stål. En bentonittforing 18 kan være anordnet til å stenge av mellom lagringsstoffene 2.

Taket 8; 8 2kan bestå av forskjellige sjikt av betong 19 og av bentonitt eller et annet tettende materiallag 20 med et drenerende material 21 såsom makadam mellom hvert betongsjikt 19 dekket av et jordlag 22.

Det oppnås et tørt lager på innsiden av lageret 3; 3"^" som er drenert for vann. Det er ikke noe vann til stede, som ville spre de farlige stoffer 2 i grunnvannet. Korrosjon på beholderene eller kapslene 13 som de farlige stoffer 2 oppbevares i minimeres eller opphører helt, da det ikke opp-står spenningskorrosjon i et tørt lager.

I utførelsesformen ifølge fig. 1 og 4 er forutsetningen for oppbevaring at brenselelementet avdekkes og at fire brenselstaver 2 anbringes i en beholder 13 med en diameter på f.eks. 60 mm og som senkes ned i borehull 6 med en diameter på f.eks. 70 mm i et lager 1, som kan begrenses av en total horisontal overflate på ca. 110.000 m 2, og med en total dybde på ca. 300 m, mens ved utførelsesformen ifølge fig. 2 er forutsetningen for tørr lagring at brenselelement anbringes in-takte i borehull med en diameter på f.eks. 250 mm (BWR) hhv. 350 mm (PWR) innenfor en horisontal overflate på ca. 27.000 m<2 >men med samme boredybde B som ovenfor.

På fig. 6 er det vist et ytterligere utførelseseksempel, som skiller seg fra det nevnte tidligere lageret på en rekke punkter. Den hydrauliske sperren kan alternativt gjøres i form av en kunstig knusesone 200 av valgfri bredde dvs. det faste fjellet 4 sprenges i stykker til fragmenter 4A, hvor effek-tiviteten av den hydrauliske sperren blir vesentlig bedre enn når det bare forefinnes borehull. Borehull kan bores ifølge det tidligere nevnte forslag, men anvendes som ladningshull. Sprengningen kan skje i form av skivebrytning (engelsk inverted benching, eller mer vanlig "Sub level stoping") eller krater-bryting (engelsk VCR = vertical crater retreat). Fordelen med dette er at eventuelle fellspenninger nøytraliseres. Beveg-eiser utenfor lagre 1 , som utløses av en eller annen årsak, såsom f.eks. jordskjelv, landhevning, landsenkning, forplanter seg ikke vesentlig til selve fjellet 1 2, avhengig av knusesonens bredde og bevegelsens størrelse. Dersom det også ut-føres sprenging av knusesonen 201 under lagre 1 2, som vist på fig. 6, kan dempning av alle bevegelser i fjellet 4 økes ytterligere. Dessuten blir det meget vanskelig å komme til kjerneavfallet osv. 2 nedenfra. En annen fordel med knusesonen 200 i stedet for borehull, som hydraulisk sperre er at de ventilerte borehull 12 2 kan forbindes med knusesonene 200, 201. Den restvarme som avfallskapslene 2 avgir kan derved bortledes til knusesonene 200, 201 ved konveksjon, uten å komme ut i biosfæren, og vil kunne gjenvinnes ved f.eks. i et varmepumpeanlegg. Eventuell fuktighet som kan oppstå i lageret 1 2 kondenserer derved på knusesonens kalde yttervegger og bortledes.

En vannlås 202 kan anordnes i dreneringstunnelen 5 delvis for å forhindre uvedkommende og dyr å nærme seg lageret 1 2 , og delvis for å forhindre lufttilførsel til lageret 1 2.

Det vesentlige med oppfinnelsen er at mottakshulrommene for oppbevaring av stoffene 2 dannes av borede vertikale hull, slik at det valgfritt kan velges bredde etter behov, og at disse lagringsborehull 6 strekker seg til et nivå slik at deres bunner 6A er beliggende klart ovenfor de underliggende drenerings- og ventilasjonssoner 9; 201, f.eks. 10-25 m, og at den hydrauliske sperre 7, 200 er forskjøvet sideveis i forhold til lagerborehullene 6, og ventilasjonshullene 12, 12<2 >beliggende på siden er forbundet med en underliggende drenerings- og ventilasjonssone 9, 201. På den måten er det mulig-gjort å oppnå et enkelt pålitelig og funksjonelt lager for passiv tørroppbevaring av farlige stoffer, uten behov for vifter eller pumper for å kjøle eller drenere lageret.

Den nevnte underliggende drenerings- og ventilasjonssonen 201 kan derved fortrinnsvis dannes av en knusesone, dvs. et rom i fjellet som inneholder bergfragmenter 4A, f.eks. istykkersprengt fjell 4.

Den sideforskjøvede hydrauliske sperren 200 kan passende være dannet av en knusesone av typen angitt ovenfor.

En knusesone 200 kan passende strekke seg rundt hele oppbevaringslageret 1 2 på f.eks. 25 m avstand fra lageret 3 2,

i form av en firkant, og i det minste også langs dens underside med knusesonene 200, 201 forbundet med hverandre.

Lagerborehullene 6 er anordnet til å kunne stenges ved hjelp av plugger, som kan dannes av vekslende lag av betong og bentonitt, f.eks. med en tykkelse på 50-100 m.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den viste utførelses-form av et lager beskrevet ovenfor og vist på tegningene, men kan modifiseres innenfor rammen av patentkravene uten at opp-finnelsestanken forlates.

Claims (9)

1 2 1. Lager (1; 1 ; 1 ) for oppbevaring av miljøfarlige stoffer (2), såsom f.eks. av typen stabile giftige forbindelser, kjernematerialer med lang strålingstid osv., og som omfatter et flertall hulrom (6) i et fjell (4) for mottak av nevnte stoffer (2), med et tak (8; 8 <2>) over nevnte hulrom (6), og nevnte hulrom (6) er omgitt av en hydraulisk sperre(200), KARAKTERISERT VED at mottakshulrommene for oppbevaring er dannet av borede vertikale hull (6) som strekker seg til et nivå (10) som ligger over en underliggende drenerings- og ventilasjonssone (9; 201), og at den hydrauliske sperre (200) som er dannet av en knusesone, dvs. et rom i fjellet (4) som inneholder bergfragmenter (4A), f.eks. istykkersprengt fjell er forskjøvet sideveis i forhold til lagerborehullene (6), og ventilasjonshullene (12; 12 2) beliggende på siden er forbundet med en underliggende drenerings- og ventilasjonssone (9; 201).

2. Lager ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den nevnte underliggende drenerings- og ventilasjonssone (201) er dannet av en knusesone, dvs. et rom i fjellet (4) som inneholder bergfragmenter (4A) f.eks. istykkersprengt fjell.

3. Lager ifølge ett av kravene 1-2, KARAKTERISERT VED at den nevnte underliggende drenerings- og ventilasjonssonen (9; 201) heller i retning fra oppbevaringsborehullene (6).

4. Lager ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at en utløps-tunnel (4) hellende bort fra lagerborehullene (6) er forbundet med nevnte drenerings- og ventilasjonssoner (9; 201).

5. Lager ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at det forefinnes en vannlås (202) i utløpstunnelen (5).

6. Lager ifølge ett av kravene 2-5, KARAKTERISERT VED at en knusesone (200; 201) strekker seg rundt hele oppbevaringslageret (3 2) og i det minste også langs dens underside, med knusesonene (200, 201) forbundet med hverandre.

7. Lager ifølge ett av kravene 1-6, KARAKTERISERT VED at oppbevaringslagret (1, 1 2) øverst er avgrenset av et tak (8; 8 2) dannet av betong (19) og bentonitt (20) i flere lag.

8. Lager ifølge ett av kravene 1-7, KARAKTERISERT VED at lagerborehullene (6) er beliggende med sine bunner (6A) klart ovenfor den underliggende knusesone (201), f.eks. med en avstand på 10-25 m.

9. Lager ifølge ett av kravene 1-8, KARAKTERISERT VED at oppbevaringsborehullene (6) er anordnet til å kunne stenges ved hjelp av plugger dannet av vekslende lag av betong og bentonitt, f.eks. med en tykkelse på 50-100 m.