DE3030941C2 - Verfahren zum Ein- und Ausbringen von radioaktiven und/oder anderen gefährlichen Gegenständen in einen Behälter und Behälter zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Kies. Die fluidisierende Luft dringt durch das Kiesbett 7 durch, wobei auch das Kiesbett 7 selbst eine gleichmäßige Luftverteilung begünstigt Darüber hinaus dient das Kiesbett 7 zur Abschirmung und zum Schutz ebenso wie das den zu schützenden Gegenstand 8 umgebende körnige Material 9, vorzugsweise Sand. Die Korngröße des Kieses im Kiesbett 7 ist wesentlich größer, als die Korngröße des Sandes, weil das Kiesbett 7 beim Einblasen der Luft nicke bewegt werden soll und weil die Einblaseköpfe 11 auf einem Luftverteiler 10 nicht verstopft werden dürfen. Die vorteilhafte Korngröße des Kieses im Kiesbett 7 beträgt 3 bis 5 mm.

Der zu transportierende Gegenstand 8 wird im Behälter nach Beendigung der Fluidisierung des Sandes durch den Sand fixiert Da aber durch das während des Transportes auftretende Schütteln die innere Reibung des Sandes vermindert werden kann, könnte sich der Gegenstand im Sand verrücken. Um dieses Verrücken zu verhindern, wird der Gegenstand in einem Gitterkorb 12 eingesetzt, der mit einem ebenfalls eine Gitterkonstruktion aufweisenden Deckel 15 abgeschlossen ist Der Sand kann durch den Gitterkorb 12 frei curchfließen. Der Korb 12 ist mit Hilfe von mittels Gumrpihüllen geschützten Tragfedern 15 an inneren Versteifungsrippen 14 des Behälters 1 elastisch befestigt Bei starken dynamischen Kraftwirkungen, also Stößen, ermöglicht die elastische Befestigung des Korbes 12 die Verrükkung des geschützten Gegenstandes 8 im Sand, wodurch die kinetische Energie durch den Sand und nicht durch den Korb 12 oder den Behälter 1 aufgenommen wird. Unter normalen Transportbedingungen befestigt und stabilisiert der Korb 12 und ermöglicht beim Einbringen des Gegenstandes 8 eine zentrische Anordnung.

Die zentrische Anordnung ist dann nötig, wenn ein in allen Richtungen gleichwertiger Schutz gewährleistet werden soll. Der Behälter 1 ist zum Transport eines Gegenstandes 8 oder von mehreren Gegenständen 8 unterschiedlicher Abmessungen geeignet, mit der Bedingung, daß die Gegenstände 8 im Korb 12 genügend Platz finden. Bei unterschiedlichen Abmessungen der Gegenstände 8 können sich nach dem Einfüllen verschiedene Sandniveaus einstellen. Um das zu verhindern, ist im oberen Teil des Behälters eine umlaufende pegelregelnde Oberlaufrinne 16 ausgebildet, in die der überflüssige Sand über den Rand der Oberlaufrinne 16 einfließen kann. Nach Entfernung des Gegenstandes 8 kann der in der pegelregelnden Überlaufrinne 16 befindliche Sand über Ventile in den Behälter 1 zurückgeführt werden. Nach Füllung wird der Behälter 1 mit dem Deckel 2 abgeschlossen, der den Sand von oben befestigt Der Behälter 1 wird auf dem Boden oder auf dem Transportfahrzeug auf das Fußgestell 17 gestellt, das mit einer Schürze 18 an den Behälter 1 angeschlossen ist Zum Heben des Behälters dienen drei Ständer 19, die am Fußgestell 17 angeschlossen sind und neben dem Behälter 1 verlaufen, und deren Enden mit Hebeösen 20 versehen sind. Der Behälter 1 kann mit Hilfe von in die Hebeösen 20 eingreifenden Haken angehoben werden.

Der Behälter 1 wird in folgender Weise gefüllt:

— der Deckel 2 wird abgenommen;

— der Staubscfrutzbalg 21 wird ausgezogen, wodurch der Behalte!" 1 verlängert wird, wobei der Staubschutzbalg 21 ein Herausstreuen des Sandes verhindert und den Anschlußrand für den Behälterdekkel 2 vor Sai>d schützt;

— der Sand wil-d durch Lufteinblasen fluidisiert, wobei im Interesse des Einblasens der am Ende der Lufteinblasevorrichtung 10, 11 angeordnete Schlauch an einen äußeren Kompresscr angeschlossen wird, wobei die nötige Luftmenge auf den Querschnitt des Behälters 1 bezogen ungefähr ,120 m³/h - m² beträgt, und zur Oberwindung des Widerstands des Systems, der der Summe aus dem hydrostatischen Druck der Sandschicht und dem Widerstand der Verteilervorrichtung 10, 11 entspricht ün allgemeinen bei gewöhnlichen Transto portabmessungen ein Oberdruck von 50 bis 100 kPa genügt;

— der Korbdeckel 2 wird geöffnet;

— der zu transportierende Gegenstand 8 bzw. die G egenstände 8 werden eingelegt;

— der Korbdeckel 2 wird mit Hilfe einer mit Schlüssel betätigbaren Verschlußvorrichtung abgeschlossen;

— die Luftströmung wird aufgehoben;

— die Oberfläche des Sandes wird nötigenfalls mit Hilfe eines Handwerkzeuges planiert;

— das Ende des Halteseiles des zu V-; importierenden Gegenstandes S wird in eine öse eingehakt die an der Oberlaufrinne 16 vorgesehen ist;

— der herausragende Teil des Luftschlauches wird gerichtet und befestigt;

— der Staubschutzbalg 21 wird zurückgeschoben;

— der Deckel 2 wird aufgesetzt und der Behälter 1 verschlossen.

Ein Ausbringen des zu transportierenden Gegenstan-

des wird entsprechend vorgenommen.

Ein insbesondere zur Lagerung dienender Behälter 1 wird an Hand der F i g. 2 beschrieben, die einen Lagerungsbehälter 1 im vertikalen Schnitt zeigt der beispielsweise zur Lagerung von Substanzen hoher Radio- aktivität, z. B. von ausgebrannten Kernbrennstoffstäben, dient und-mit einem fluidisierbaren körnigen Material versehen ist

Der Lagerungsbehälter 1 ist im wesentlichen dem an Hand der F i g. 1 beschriebenen Behälter 1 ähnlich, aber wegen der unterschiedlichen Forderungen beim Transport und bei der Lagerung ist ein Teil der Konstruktionselemente unterschiedlich. Die wichtigsten Unterschiede sind die folgenden:

— Da ein Lagerungsbehälter ί keinen dynamischen Kraftwirkungen ausgesetzt ist können die zur Befestigung und zur Gewährleistung der entsprechenden Position des Gegenstandes 8 und zur Festigung des Behälters 1 selbst dienenden Konstruktionseieso mente vereinfacht werden.

— Der Lagerungsbehälter 1 dient zur Lagerung von Gegenständen 8 relativ hoher Radioaktivität, wobei cüe Abführung der wegen der Radioaktivität entstehenden Wärme eine intensive Kühlung benö tigt was bei Aujfcildung des Behälters 1 in Betracht genommen werden muß.

— Lagerungsbebälter 1 werden im allgemeinen nicht einzeln benutzt, sondern mehrere Behälter 1 wenden in einem Speicher aus im Modulsystem aufge- bauten Eetonschächten (Zellen) angeordnet, wobei auch die Betonkonstruktion der Speicherschächte die Abschirmung der Lagerungsbehäitcr ergänzt

Die Hauptteile des Lagerungsbehälters sind der Be-

hälter t selbst und der Deckel 2. Der Behälter 1 ist ein zylinderförmiges Stahlgefäß mit flachem Boden, das aus einem unteren Zylinder kleineren Durchmessers und aus einem oberen Zylinder größeren Durchmessers zu-

sammengesetzt ist.

Der zweckmäßige Durchmesser des unteren zylinderförmigen Teiles beträgt 0,5 bis 1,5 m, und der Durchmesser des oberen Teiles ist um 0,2 bis 03 m größer. Zweckmäßigerweise beträgt die Länge des Behälters 1 4 bis s 7 m. Die Abmessungen hängen von der Abmessung und der Radioaktivität der zu speichernden radioaktiven Gegenstände 8 ab. Der Behälter ist oben mit Hilfe des verstärkten, angeflanschten Deckels 2 mit Schraubverbindung abgeschlossen.

Am Deckel 2 sind zwei Stutzen 27 angeordnet, die zum periodischen Durchblasen der unter dem Deckel befindlichen Luft zur Überwachung der Radioaktivität dienen. Die zu lagernden Gegenstände 8 sind im zylinderförmigen Teil kleineren Durchmessers angeordnet, is Dieser Teil bildet demzufolge den empfindlichen Teil des Behälters 1 und deshalb sind Stoßschutzrippen 3 nur hier angeordnet, deren Teilung nicht größer als 150 mm ist Wegen der relativ intensiven Wärmeentwicklung der im Lagerungsbehälter untergebrachten Gegenstände 8 hoher Radioaktivität spielen die Rippen 3 auch unter dem Gesichtspunkt der äußeren Kühlung eine wichtige Rolle.

Der im Boden des Behälters 1 angeordnete Auflageflansch 4 hält das das in diesem Bereich verstärkte Filter 5 über eine lösbare Verbindung. Das Filter 5 besteht aus einem flexiblen Material hohen Luftwiderstandes, z. B. aus dickem Filz. Der Widerstand eines solchen Materials beträgt vorteilhafterweise 03 bis 1 kPa bei einer Luftgeschwindigkci! von 3 cm/sec. Ein Ausbauchen des Filters 5 aus Filz wird durch ein unteres und oberes Gitter 6 aus Stahl verhindert Das Filter 5 ruht nicht statisch auf dem unteren Gitter 6, sondern auf dem Boden des Behälters 1 und dem Kiesbett 7. Die fluidisierende Luft strömt durch das Kiesbett 7 durch, wodurch die Luftverteilung gleichmäßiger wird. Darfiber hinaus hat das Kiesbett 7 — ähnlich wie der die zu speichernden Gegenstände 8 umgebende Sand als körniges Material 9 — eine Strahlenschutzfunktion und eine mechanische Schutzfunktion. Zweckmäßig ist die Korngröße des Kieses im Kiesbett 7 3 bis 5 mm, da sich in diesem Falle die Kiesel im Kiesbett 7 nicht bewegen können und die Einblaseköpfe 11 des Luftverteilers 10 nicht verstopft werden. Nach Aufheben der Fluidisierung werden die zu lagernden Gegenstände 8 durch den Sand fixiert jedoch ist es nicht gleichgültig, wo die Gegenstände 8 befestigt werden.

Wegen der intensiven Wärmeentwicklung und Gammastrahlung müssen die Abstände zwischen den Gegenständen 8 bzw. zwischen den Gegenständen und der Wand des Behälteis 1 festgelegt werden. Dazu dienen Gitterkörbe 12, deren Form an der Form der zu speichernden Gegenstände 8 angepaßt ist Aufgrund der Gitterkonstruktion kann Sand frei durchtreten. Die Regelung der Anordnung und der Position der Gegenstän- de 8 wird bei Einlegung der Gegenstände 8 durch die Körbe 12 gewährleistet

Der Boden des Lagerbehälters 1 ist durch das Fußgestell 17 gebildet das genügend fest ist sowohl beim Anheben als auch beim Absetzen des gefüllten Behälters 1 das Gewicht des gefüllten Behälters 1 zu tragen. Der Lagerbehälter 1 wird mit Hilfe eines in die Hebeöse 20 einhakbaren Querträgers angehoben, die am Ende von drei senkrechten Ständern 19 angeordnet sind. Die Lagerbehälter 1 werden in einen Betonschacht 26 versenkt Zusammengebaute Betonschächte für nebeneinander angeordnete Lagerbehälter 1 bilden eine Zellenkonstruktion, die in horizontaler Richtung eine außeror dentlich hohe Festigkeit aufweisen.

Die Kühlung des Behälters 1 und der darin gelagerten Gegenstände 8 wird durch im Spalt zwischen Betonschacht 26 und Behälter 1 strömende Luft gewährleistet. Die Luft gelangt durch die am Boden des Betonschachtes 26 ausgebildeten Gaszufuhrkanäle 23 in den Spalt zwischen Betonschacht 26 und Behälter 1,

Die Luft strömt zu den Gaszufuhrkanälen 23 durch den Gasverteiler 22, der im Boden der Betonschächte 26 ausgebildet ist.

Die Kühlluft wird nicht aus dem Spalt ausgeführt, weil der Spalt oben mit einer Dichtung 28 abgeschlossen äst, vielmehr erfolgt die Luftausführung über Gasausführungskanäle 24, die in der Wand des Betonschachtes 26 vorgesehen sind. Die Gasausführungskanäle 24 sind mit einem Gasfangkollektor 25 verbunden. Die gemäß der gestrichelten Linie geführten Gasausführungskanäle 24 verhindern ein Austreten von Gammastrahlung. Durch Ausziehen des Siaubscnutzbaiges 2i wird die Höhe des Behälters 1 vergrößert, um die Ausstreuung des fluidisieren Sandes zu verhindern.

Das Ein- und Ausbringen der zu lagernden Gegenstände 8 in einen bzw. aus einem Behälter 1 erfolgt wie bei dem Transportbehälter 1 gemäß der F i g. 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 reicht. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist je- Patentansprüche: doch, daß das Salz erst durch Erwärmung flüssig ge macht werden muß. Dies bedeutet nicht nur einen eige-

1. Verfahren zum Ein- und Ausbringen von radio- nen Arbeitsgang mit besonderem Energieaufwand, sonaktiven und/oder anderen gefährlichen Gegenstän- 5 dem hat auch zur Folge, daß die einzubettenden Gegenden in einen bzw. aus einem, mit einem festen Mate- stände Temperaturänderungen unterworfen werden rial gefüllten, dem Transport und/oder der Lagerung müssen, die sich auf ihre Eigenschaften nachteilig ausdienenden Behälter, wöbet das feste Material in ei- wirken können öder denen sie nicht standhaltea

nen fluiden Zustand gebracht wird, dadurch ge- Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß ein Verfah-

kennzeichriet, daß körniges Material (9) ver- io ren anzugeben, mit dem es möglich ist, das Material wendet wird, das durch Einblasen von Gas in den ohne Anwendung von Wärme zu fluidieren, um das EinBehälter (1) fluidisiert wird und Ausbringen der Gegenstände zu ermöglichen.

2. Behälter zur Durchführung des Verfahrens nach Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst

des Behälters (1) ein Gasverteüer (10) und ein auf 15 Auf diese Weise wird ein vollständiges Ausfüllen aller

einem Auflageflansch (4) zwischen Gittern (6) ange- Leerräume im Behälter und damit eine gute Fixierung

ordneten gasdurchlässiger Filter (5) vorgesehen ist, und ein guter Strahlenschutz garantiert,

über dem sich das körnige Material (9) befindet Es ist an sich bekannt (Bericht des NAU-Seminars in

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Wien [8. bis 12. Februar 1971] IAEA-SM 147/4, Seizeichnet, feB zwischen dem Boden des Behälters (1) 20 ten 291 bis 300), zur Abschirmung von in einem Behälter und dem unteren Gitter (6) ein Bett (7) aus grobstük- untergebrachten radioaktiven Gegenständen, körniges kigem Material angeordnet ist, das den Gasverteüer Material in einem Doppelmantel unterzubringen. Hier-(10) umgibt und das Filter (5) unterstützt bei wird aber keinerlei Fixierung der Gegenstände er-

4. Behälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- reicht Auch braucht bei diesem Anwendungsfall das kennzeichnet, daß innerhalb des Behälters (1) minde- 25 Material nicht in einen fluiden Zustand gebracht zu werstens ein Gitterkorb (12) zur Aufnahme der Gegen- den, da es unmittelbar in die Doppelwandung eingefüllt stände (8) aufgehängt ist werden kann.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 2—4, da- Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Verdurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Deckels (2) fahrens nach der Erfindung und zur Durchführung des des Behälters (2) ein ausziehbarer Staubschutzbalg 30 Verfahrens geeignete Behälter unter Bezugnahme auf (21) vorgesehen ist die Zeichnung erläutert. In den Zeichnungen zeigt

6. Behälter nach ei.,em de* Ansprüche4 oder 5, Fig. 1 den senkrechten Schnitt einer möglichen Ausdadurch gekennzeichnet, daß der Gitterkorb (12) mit führungsform eines dem Transport dienenden Behälters einem verschließbaren, gitter itigen Korbdeckel und

(23) versehen ist 35 Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines entspre-

7. Behälter nach einem der Ansprüche 4—6, da- chenden Behälters.

durch gekennzeichnet, daß der Gitterkorb (12) an Die F i g. 1 zeigt einen Behälter 1 mit einem Deckel 2.

einer innenliegenden Versteifungsrippe (14) des Be- Der Behälter 1 hat einen gewölbten. Boden und ist im

hälters (1) mit Hilfe von durch Gummihüllen ge- übrigen als zylinderförmiges Stahlgefäß ausgebildet schützten Federn (15) befestigt ist 40 Der zweckmäßige Durchmesser des Behälters 1 beträgt

8. Behälter nach einem der Anspruches—7, da- 1 bis 3m, die Höhe 1,5 bis 4m, abhängend von den durch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Behäl- Abmessungen der Ladung und den Strahlenschutzanters (1) eine Überlaufrinne (16) zur Regelung des Sprüchen. Die zweckmäßige Wanddicke des Behälters 1 Niveaus des körnigen Materials (9) eingebaut ist. beträgt 10 bis 20 mm. Er ist oben mit einem verstärkten,

45 mit einem Flansch versehenen, mit einer Schraubverbin-

dung befestigten, ebenen Deckel 2 abgeschlossen. Behälter i und Deckel 2 sind außen mit dem Stouscbuiz dienenden Rippen 3 versehen, die mit einer Teilung von

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum max. 150 mm angeordnet sind. Die Rippen 3 dienen zur

Ein- und Ausbringen von radioaktiven und/oder ande- 50 Aufnahme eines Teiles der Stoßenergie im Falle eines

ren gefährlichen Gegenständen in einen bzw. aus einem Anstoßes, und bei einem Fallen auf einen Dorn wird die

mit einem festen Material gefüllten, dem Transport und/ konzentrierte Kraftwirkung auf eine größere Oberflä-

oder der Lagerung dienenden Behälter, wobei das feste ehe verteilt, wodurch eine Deformation des Behälters 1

Material in einen fluiden Zustand gebracht wird. verringert wird. Bei einer Ladung mit hoher Radioakti-

Um die Funktionen der räumlichen Fixierung und des 55 vität und hoher Wärmeentwicklung verbessern die Rip-Strahlenschutzes sicher zu garantieren, werden bei ei- pen 3 außerdem die äußere natürliche Luftkühlung. Im nem Verfahren der eingangs genannten Art (DE-OS Boden des Behälters 1 ist ein Filter 5 lösbar eingebaut 01 946) die einzubringenden Gegenstände in ein fe- das im Bereich des Auflageflansches 4 verstärkt ist und stes Material, nämlich ein Salz oder Salzgemisch einge- das aus einem dicken Filz oder aus einem anderen biegbettet. Hierbei wird das Salz vor der Einbettung aufge- eo samen Siebmaterial hohen Luftwiderstandes bestehen schmolzen, also in einen fluiden Zustand gebracht und kann. Der erwünschte Luftwiderstand beträgt 0,5 bis nach der Einbettung der Gegenstände bis unterhalb sei- 1 kPa bei einer Luftgeschwindigkeit von 3 cm/sec. Das ner Erstarrungstemperatur abgekühlt. Das feste Materi- Filter 5 ist zwischen zwei leichte Stahlgitter 6 eingeal gewährleistet dabei die Lage der Gegenstände in den spannt. Die Gitter 6 sind nicht zum Tragen der BeIa-Behältern und schirmt gleichzeitig schädliche Strahlun- 65 stung, sondert; zum Verhindern einer Deformation des. gen ab. Filters beim Lufteinblasen bestimmt.

Mit diesem Verfahren wird zwar eine einwandfreie Das Filter 5 ruht auf dem im Boden des Behälters 1

Einbettung unter Ausfüllen alter Leerräume sicher er- befindlichen Bett 7 aus grobstückigem Material, z. B.