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"Veriahren zur Entsorgung eines Kernkraitwerkes"
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung aktivierter und/oder
kontaminierter Teile eines Kernkraitwerkes mit Vorbehandlung und Nachbehandlung
der Teile zwecks Reduzierung des von ihnen eingenommenen Volumens nach Patent ...........
(amtl. Aktenzeichen P 25 54 256.7-33).
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Unter Entsorgung ist ein bestimmter Arbeitsablauf zu verstehen, der
den Ausbau eines aktivierten und/oder kontaminierten Teiles, seine Volumenverringerung,
seine Dekontamination, seine Verpackung, seine Lagerung und seine Wiederverwertung
-Je nach der vorhandenen Strahlungshöhe- beinhaltet.
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Eine Entsorgung innerhalb eines Kernkraitwerkes ist beim Betrieb zur
Beseitigung der regelmäßig aniallenden Abfälle und in Störiällen zur Beseitigung
der nicht mehr funktionstuchtigen Teile bzr. zum Zeitpunkt der Stillegung desselben
eriorderlich.
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Die Beseitigung radioaktiver Abfälle in fliissiger oder iester Form,
insbesondere eines Kernkraitwerkes, stellt ein bedeutsames Problem dar, weil die
Radioaktivität sich nicht willkürlich verringern läßt und bei einer Reihe von Nukliden
nur sehr langsam abklingt.
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Bekannt ist es, aktivierte und/oder kontaminierte Bauteile eines Kernkraitwerkes,
z.B. vorübergehend im Lagerbecken oder -Je nach Größe und Strahlungshöhein einem
Lager zu deponieren, um sie anschließend oder später der weiteren Behandlung zuzuihren,
d.h. zu verpacken und anschließend außerhalb oder innerhalb des Kernkraitwerkes
zu lagern. Die Verpackung der Teile erfolgt in bekannten Normiässern oder in Spezialbehältern.
Dies bedingt, daß die Teile nur eine bestimmte Größe -den Normiässern bzw. den Spezialfässern
aneepaßt- aufweisen dürien. Die Beseitigung größerer Teile, wie z.B. Dampferzeuger,
Dampftrockner etc., war bisher nicht möglich. Sie wurden im Kernkraitwerk oder in
einem eigens dafür gebauten Raum direkt gelagert. Dies ist jedoch nur begrenzt möglich,
da in den bisher gebauten Kernkraftwerken keine derartigen Lagermöglichkeiten vorgesehen
bzw. Ausbauten
technisch sinnvoll sind. Der Transport und die Lagerung
großer Teile außerhalb eines Kernkraitwerkes setzen jedoch enorme Sicherheitsvorkehrungen
voraus, die einen hohen Kostenaufwand, z.B. für die unterschiedlichsten Transportausführungen,
eriorderlich machen. Außerdem muß dafür ein ausreichend sicherer Lagerort zur Verfügung
stehen.
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Weiterhin ist es bekannt, die Entsorgung der Brennelemente von verschiedenen
Kernkraitwerken Uberörtlich vorzunehmen, indem die Brennelemente mittels Transportbehälter
zu einer zentralen Aufbereitungsanlage transportiert werden. Eine derartig zentrale
Behandlung für andere Teile eines Kernkraftwerkes ist technisch nicht sinnvoll.
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Im Hinblick auf die oben angesprochenen Probleme einer dezentralen
Entsorgung flir Kernkraitwerksteile hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe
gestellt, unter Beibehaltung der Aufgabe der Hauptanmeldung, ein Veriahren zu entwickeln,
mit dem unter Verwendung der im Kernkraftwerk vorhandenen Sicherheits- und flilfssysteme
an jedem Kernkraitwerk Entsorgungsanlagen anschließ-und einsetzbar sind, um die
Vorbehandlung und Behandlung der aktivierten und/oder kontaminierten Teile wesentlich
gefahrloser und kostengünstiger durchzuführen.
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Diese Auigabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorbehandlung
und die weitere Behandlung der Teile in mobilen, transportierbaren, untereinander
koppelbaren Containern, die ihrerseits in einem erweiterungsiähigen, bunkerähnlichen
Gebäude austauschbar angeordnet sind, erfolgt und das bunkerähnliche Gebäude in
Bereich der Hauptschleuse mit dem Reaktorschutzgebäude strahlensicher verbunden
ist.
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Gemäß der Hauptanmeldung werden drei grundsätzlich voneinander selbständig
durchtiihrbare Vorbehandlungsmethoden mit einer sich jeweils anschließenden bekannten
oder neuen Behandlungsart beschrieben.
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Gemäß einem ersten möglichen Verfahren besteht die Vorbehandlung in
einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden,
Zerspanen und danach die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern
und/oder Wiederverwerten mittels an sich bekannter Verdichtungseinrichtungen, vorzugsweise
Pressen.
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Bei diesem Verfahren kann gemäß einer Ausführungsfor.
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unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen
Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen, die weitere
Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederververten durch Einschmelzen
der Teile mittels 'an sich bekannter Vorrichtungen erfolgen.
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Eine andere Ausführungsform dieses Veriahrens sieht als weitere Behandlung
vor, daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung
der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen, die weitere Behandlung
der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten mit anschließendem
Tiefgefrieren und Brechen der Teile in tiefgefrorenem Zustand erfolgt.
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Im Rahmen der letztgenannten Entsorgungsalternative wird die Vorbehandlung
durch Zusammenpressen der Teile ergänzt, unter Beibehaltung einer Vorbehandlung
in Form einer portionsweisen Zerkleinerung der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden,
Zerspanen, die weitere Behandlung der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder
Wiederverwerten
mit anschließendem Tiefgefrieren und Brechen der Teile erfolgt in tiefgefrorenem
Zustand.
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Schule ßlich sieht eine andere Ausführungsform des Verfahrens vor,
daß unter Beibehaltung einer Vorbehandlung in Form einer portionsweisen Zerkleinerung
der Teile mittels Trennschneiden, Brennschneiden, Zerspanen, die weitere Behandlung
der Teile bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch chemische Behandlung
erfolgt.
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Die zweite Veriahrensmethode der Hauptanmeldung ist sowohl in Bezug
auf die Vorbehandlung als auch auf die sich hieran anschließende Behandlung dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung durch Tietirieren der Teile mit anschließender
Zerkleinerung in tiefgefrorenem Zustand und danach die weitere Behandlung bis zum
Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Behandlung mittels einer chemischen
Lösung erfolgt.
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Die dritte Verfahrensmethode ist sowohl in Bezug auf die Vorbehandlung
als auch auf die sich hieran anschließende Behandlung dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorbehandlung durch Zusammenpressen der Teile und danach die weitere Behandlung
bis zum Verpacken, Lagern und/oder Wiederverwerten durch Einschmelzen erfolgt.
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Es kann zweckmäßig sein, der Vorbehandlung eine Dekontaminierung der
Teile vor- oder nachzuschalten.
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Für die oben erwähnte erste Verfahrensmethode ist der Vorbehandlung
eine Dekontaminierung der Teile vor oder nachzuschalten.
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Für die zweite und dritte Verfahrensiethode ist der Vorbehandlung
eine Dekontaminierung der Teile vorzuschalten.
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Die entscheidenden Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß unter
Verwendung der vorhandenen Sicherheits- und ilissysteme des Kernkraftwerkes unter
größtmöglicher Sicherheit eine bis zur endgültigen Stillegung bzw.
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bis zum Abriß des Kernkraftwerkes und den jeweiligen Lebensdauerzeitabschnitten
angepaßte, wachsende Entsorgungsanlage zur Entsorgung der aktivierten und/oder kontaminierten
Teile aufgebaut werden kann, die nach Abriß aller aktivierten bzw. kontaminierten
Teile an anderer Stelle wieder verwendbar ist. Die verschiedenartigen Behandlungssysteme
in den jeweiligen Containern sind den jeweiligen zeitlichen und technischen Notwendigkeiten
des Kernkraftwerkes anpaßbar.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die kostenautwendigen,
an den Kontrollbereich, z.B.
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über die Schleuse, anschließbaren in den Containern befindlichen Behandlungssysteme,
wie z.B. ein Schmelzofen oder eine Tiettemperatur-Zerkleinerungsvorrichtung, eine
Zerkleinerungsvorrichtung oder eine Beiz- oder Waschanlage zur chemischen Behandlung
von Teilen mit den Containern transportabel und somit bei verschiedenen Kernkraftwerken
mehrfach einsetzbar sind. Kontaminierte Teile der Behandlungssysteme, wie z.B. der
Schmelztiegel des Ofens, können nach Beendigung der Arbeit innerhalb des Kontrollbereiches
oder in entsprechend angeschlossenen Verpackungs-Oontainern in Normfässer verpackt
und von dort in ein Endlager überführt werden, oder sie werden in bekannter Weise
dekontaminiert. Die Container selbst sind in Form von "heißen Zellen" aufgebaut
und zu handhaben.
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Ein Ausfübrungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird
i folgenden beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 das an das Reaktorschutzgebäude angeordnete bunkerähnliche
Gebäude im Schnitt in der Seitenansicht, schematisch dargestellt; Fig. 2 das an
das Reaktorschutzgebäude angeordnete bunkerähnliche Gebäude im Schnitt in der Draufsicht,
schematisch dargestellt.
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Im Bereich der Hauptschleuse 1 des Reaktorschutzgebaumes 2 ist das
die Hauptschleuse unschließende bunkerähnliche Gebäude 3 angeordnet, welches in
seinem vorderen, der Hauptschleuse 1 zugekehrten Teil das meist vorhandene Hebezeug
4 ebenfalls umschließt. Die nicht näher dargestellten möglichen Container 5, die
miteinander koppelbar und austauschbar sind, beinhalten die für die Entsorgung des
Kernkraftwerkes notwendigen Behandlungssysteme und können über die Schleuse 6 aus
dem bunkerähnlichen Gebäude 3 transportiert werden.
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Dabei können in den einzelnen Containern, die die Maße der bereits
bekannten Container nicht überschreiten, jeweils verschiedene Behandlungssysteme,
wie Zerkleinerungsvorrichtung, Pressen, Schmelzanlagen od.dgl.
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angeordnet sein, die ihre Energie aus dem Reaktor oder Fremdenergie
erhalten.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Entsorgung
ist nun wie folgt: In einem bereits beim Bau des Kernkraftwerkes geplanten oder
später an das Reaktorschutzgebäude 2 angebauten bunkerähnlichen Gebäude 3 werden
die die einzelnen Behandlungssysteme enthaltenden Container 5 durch die Schleuse
6 eingebracht, durch nicht näher dargestellte Rilfsvorrichtungen miteinander gekoppelt
und an das
Energienetz des Kernkraftwerkes angeschlossen oder mit
Fremdenergie versehen.
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Die Bedienung des Containers erfolgt von der Außenfläche der Container,
wobei z.B. Manipulatorarme separat angebracht werden können.
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Die zu behandelnden Teile des Kernkraftwerkes werden Uber die Hauptschleuse
1 des Reaktorschutzgebäudes 2 mittels bekannter Hebezeuge 4 und nicht näher dargestellter
Vorrichtungen in die Container 5 eingebracht, dort verarbeitet und/oder in die bekannten
Normiässer verpackt.
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Die Container 5 im Gebäude 3 können aus der Hauptschleuse 1 über eine
direkte räumliche Verbindung zwischen Container und Reaktorschutzgebäude oder huber
einen Transport-Container oder mittels freiem Transport vom Einbauort bis zum Container,
wobei eine evtl. Folienverpackung des Bauteiles möglich ist, beschickt werden.
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Nach Beendigung der Arbeiten können bestimmte Behandlungssysteme beinhaltende
Container mittels bekannter Krartiahrzeuge zum nächsten Kernkraftwerk transportiert
werden, oder aber sie verbleiben bis zum endgültigen Abriß des Kernkraftwerkes im
Gebäude 3.
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Das Gebäude 3 ist so konzipiert, daß es durch Zubau von Fertigteilen
leicht vergrößert werden kann. Durch Schließen der Hauptsehleuse 1 und durch die
Dichtheit der Container ist eine Kontamination des Gebäudes 3 nicht gegeben.
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L e e r s e i t e