DE3322770A1 - Vorrichtung zur handhabung und zum schutz von lagergebinden fuer radioaktive stoffe - Google Patents
Vorrichtung zur handhabung und zum schutz von lagergebinden fuer radioaktive stoffeInfo
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Description
«3 156 KN
-3 '
PAT/Dr.Br-Ca 09.05.1983
Nukem GmbH 6450 Hanau
und 10
Deutsche Gesellschaft für
Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Hamburger Allee
3000 Hannover 15
Vorrichtung zur Handhabung und zum Schutz von Lagergebinden für radioaktiver Stoffe
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Handhabung und zum Schutz eines mit einer stoßempfind-
liehen Korrosionsschutzhülle versehenen Lagergebindes
für radioaktive Stoffe, insbesondere eines mit einem Deckel verschlossenen stoßempfindlichen Endlagerbehälters,
bei der Endlagerung in Bohrlöchern von geologischen Formationen. 30
Radioaktive Stoffe, z.B. bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennelementen anfallende radioaktive Abfälle,
werden nach dem Konditionieren zunächst zwischengelagert
und anschließend unter Abschluß gegenüber der Biosphäre 35
Λ.
_in geeigneten geologischen Formationen gelagert. Dabei
sind die radioaktiven Stoffe in runde oder eckige Lagergebinde, beispielsweise in verschlossenen Behältern
oder in monolitischen Preßkörpern, in die die radioaktiven Stoffe eingebettet sind, verpackt. Die Lagerge-
..- binde müssen einer Langzeitkorrosion widerstehen.
Daher sind metallische Behälter oft mit einer Korrosionsschutzschicht aus einem nichtmetallischen Werkstoff
versehen, z.B. Keramik. Zum Teil bestehen die Behälter vollständig oder überwiegend aus keramischem
,. Material, wie Aluminiumoxid. Daneben sind auch monolitische
Preßkörper aus Grafit für die Endlagerung vorgesehen. Die verwendeten Korrosionsschutzschicht-Überzüge,
vor allem jedoch das nichtmetallische Korrosionsschutzmaterial, sind sehr stoßempfindlich und
on müssen gegenüber Beschädigungen bei der Handhabung
und gegenüber gebirgsmechanischen Einwirkungen bei der Lagerung gesichert werden. Das gilt vor allem
für die besonders gefährdeten Kantenbereiche der Lagergebinde. Neben möglichen Beschädigungen bei der Hand-
nc habung während des Transportes und während der Einbringung
in die Endlagerstätte, z.B. bei der Einbringung in Bohrlöcher von Salzformationen, können weiterhin
Beschädigungen der Korrosionsschutzschicht in den ersten Jahren der Endlagerung nicht ausgeschlossen
OQ werden, da insbesondere in der Anfangszeit nach der
Einrichtung von Endlagern gewisse Gebirgseinflüsse im Lagerbereich möglich sind, ehe diese später zur
Ruhe kommen.
- 3 -
Es wurden daher schon Überlegungen angestellt. Behälter
mit nichtmetallischen Korrosionsschutzüberzügen und nichtmetallische Preßkörper zusätzlich in metallische
Überbehälter einzusetzen, die ihrerseits Tragzapfen 'bzw. andere Einrichtungen zum Handhaben mittels Hebezeug
oder Manipulator aufweisen. Derartige Schutzeinrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß über sie eventuell
auftretende Schubkräfte auf die darunterliegende Korrosionsschutzschicht kleinflächig weitergeleitet werden,
.es sei denn, die Wanddicke des metallischen Überbehälters
ist sehr reichlich dimensioniert. Sie erhöhen dann aber das Gewicht des ohnehin bereits mehrere
Tonnen schweren Lagergebindes, erschweren die Handhabung, begrenzen die Lagerkapazität und verteuern sowohl
_n das Gebinde als auch die Einlagerung selbst ganz erheblich.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Handhabung und zum Schutz
nc eines mit einer stoßempfindlichen Korrosionsschutzhülle
versehenen Lagergebindes für radioaktive Stoffe, insbesondere eines mit einem Deckel verschlossenen
stoßempfindlichen Endlagerbehälters, bei der Endlagerung in Bohrlöchern von geologischen Formationen
η« zu schaffen, die die besonders stoßempfindlichen Kantenbereiche
wirksam schützt, einfach zu handhaben ist, die vorhandene Lagerkapazität optimal ausnutzt,
einfach herstellbar, gewichtssparend und billig ist.
- 4 -
—■4
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst,
. daß der Kanten aufweisende untere Bereich des Lagergebindes mit einem Bodenkantenschutztopf und der Kanten
aufweisende obere Bereich mit einem Deckelkantenschutztopf umgeben ist, die über eine mit Trageinrichtungen
für ein Hebezeug versehene Hebeplatte durch Hebestäbe lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Hebestäbe
kopfseitig fernbedienbare Einrichtungen zum Arretieren
und Lösen der Hebestäbe aufweisen.
Vorzugsweise ist bei der Verwendung von Endlagerbehältern die Höhe der Schutzwand des Deckelkantenschutztopfes
größer als die Dicke des Deckels des Endlagerbehälters. Dadurch wird die Abdichtungszone zwischen
Behälterkörper und Deckel zusätzlich geschützt.
Als vorteilhaft hat sich auch herausgestellt, wenn
die Hebestäbe in Aussparungen oder Bohrungen, die sich axial in der Schutzwand des Deckelkantenschutztopfes
befinden, durchgeführt und in die Schutzwand des Bodenkantenschutztopfes eingeschraubt sind. Auf
diese Weise kann der Durchmesser der erfindungsgemäßen Vorrichtung reduziert, das Lagervolumen besser genutzt
und das Bohrloch kleiner dimensioniert werden.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der Bodenkantenschutztopf
und/oder der Deckelkantenschutztopf energieverzehrende Elemente in Form von Stoßdämpfern aufweisen.
Dadurch hat ein gegebenenfalls hartes Aufsetzen eines Lagergebindes auf ein anderes Lagergebinde in einer
Kaverne oder in einem Bohrloch auch bei sehr unachtsamer Handhabung keine nachteiligen Folgen.
Zum zusätzlichen Schutz der Kanten der Lagergebinde ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Bodenkantenschutztopf
und der Deckelkantenschutztopf innenseitig im Scheitel des zwischen der jeweiligen Schutzwand
und des jeweiligen Bodens gebildeten Winkels eine umlaufende Hohlkehle aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der schematischen
Abbildungen I bis III beispielhaft näher erläutert. Es stellen dar
Abbildung I: Eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt.
Abbildung II: Eine besondere Ausgestaltung
der Vorrichtung im Längsschnitt.
Abbildung III: Besondere Ausgestaltungen
des Deckelkantenschutztopfes im Längssschnitt.
25
Die runden oder eckigen Lagergebinde (1) sind mit einer stoßempfindlichen Korrosionsschutzhülle (16)
versehen. Sie sind als Behälter mit Deckel (11) oder als Grafitblöcke ausgebildet, enthalten radioaktive
QQ Stoffe (19) und haben in vielen Fällen ein Gewicht
von ca. 10 - 12 Tonnen. Der obere Bereich des Lagergebindes (1) ist mit einem Deckelkantenschutztopf (3)
umgeben, wobei diese Bezeichnung auch für Gebinde gilt, die keinen eigentlichen Deckel besitzen, sondern
gg allseitig aus gepreßtem Material bestehen. Der untere
Bereich ist mit einem Bodenkantenschutztopf (2) um- ° geben. Deckelkantenschutztopf (3) und Bodenkantenschutztopf
(2) können aus billigem metallischem Material gefertigt sein. Beide können auf das Gebinde (1) gestülpt,
gesteckt oder auch am Lagergebinde (1) direkt befestigt, beispielsweise geklebt, sein. Bodenkantenschutztopf
(2) und Deckelkantenschutztopf (3) sind über eine Hebeplatte (4) durch metallische Hebestäbe
(5) lösbar miteinander verbunden. Der Durchmesser der Hebestäbe kann ca. 2 cm betragen. Die Anzahl der
Hebestäbe (5) ist abhängig von der Geometrie des Lager-
*° gebindes (1). Bei einem Lagergebinde mit zylinderförmiger
Geometrie ist die Verwendung von 3 Hebestäben zweckmäßig. Die Hebestäbe (5) weisen fußseitig eine
Abwinkelung (14) auf, die beim Hantieren des Lagergebindes (1) in Aussparungen (13) im Bodenkantenschutztopf
(2) eingeklinkt sind. Der obere Teil der Hebestäbe (5) ist durch Bohrungen (6), die sich in der
Hebeplatte (4) befinden, drehbar geführt und weist kopfseitig fernbedienbare Elemente (7), z.B. Hebel,
auf. Die Hebeplatte (4) ist mit Trageinrichtungen (8), beispielsweise mit einer Öse für einen Kranhaken
oder mit einem Greifpilz, ausgestattet. Nach dem Herablassen des Lagergebindes (1) in das Bohrloch werden
die Hebestäbe (5) durch Drehen der Elemente (7) aus den Aussparungen (13) ausgeklinkt, so daß die Hebe-
platte (4) mit den Hebestäben (5) für die nächsten Lagergebinde, Endlagerbehälter oder Preßblöcke verwendet
werden können, während die Kantenschutztöpfe (2,3) am eingelagerten Gebinde (1) verbleiben und
- 7 -
-7—·
den Schutz der besonders empfindlichen Kanten auch 5
nach dem Hantieren bei Gebirgsbewegungen sicherstellen.
Die Höhe der Schutzwände (9,10) der Kantenschutztöpfe
(2,3) ist so gewählt, daß die gegenüber der Gebirgsmechanik ebenfalls exponierten kantennahen ümfangsbereiche
des Lagergebindes (1) mit geschützt sind. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Höhe der Schutzwand
(9) des Deckelkantenschutztopfes (3) größer ist als die Dicke des Deckels (11) für den Fall, daß das
Lagergebinde (1) ein mit einem Deckel verschlossener j. Endlagerbehälter ist. Dadurch wird die Abdichtung
zwischen Behälterdeckel (11) und Behältergrundkörper (20) überdeckt und somit geschützt. Da meist mehrere
Lagergebinde (1) direkt aufeinander gestellt werden, ist es von Vorteil, wenn der Bodenkantenschutztopf
on (2) und/oder der Deckelkantenschutztopf (3) energieverzehrende
Elemente in Form von Stoßdämpfern (18) tragen, beispielsweise eine Wabenstruktur, Federelemente
oder Dämmaterial. Damit kann auch bei gelegentlichem unachtsamen harten Aufsetzen eines Lagergebindes eine
Belastung des empfindlichen Korrosionsschutzüberzuges bzw. der Grafitmatrix eines entsprechenden gepreßten
Lagergebindes vermieden werden. Im Gegensatz zu großvolumigen TransportStoßdämpfern für oft über 100 Tonnen
schwere Transportbehälter, die für große Fallhöhen
QQ bei Unfallsituationen aufwendig ausgelegt sind, genügt
im vorliegenden Fall lediglich eine geringe dämpfende Wirkung, die die Dicke der Kantenschutztöpfe (2,3)
nur wenig vergrößert. Die Dicke der Kantenschutztöpfe (2,3) an sich beträgt normalerweise nur 2-5 cm.
Es ist besonders günstig, wenn die Hebestäbe (5) in Aussparungen oder Bohrungen (12), die sich axial in
der Schutzwand (9) des Deckelkantenschutztopfes (3) befinden, durchgeführt sind und in die Schutzwand
(10) des Bodenkantenschutztopfes (2) in entsprechende Gewindebohrungen (15) eingeschraubt sind. Da in diesem
Fall auch die Hebeplatte (4) im Durchmesser reduziert werden kann, ergibt sich die Möglichkeit, das Bohrloch
- oder in anderen Fällen die Stapelgeometrie - geringer auszulegen.
Von Vorteil ist es auch, wenn der Bodenkantenschutzkopf
(2) und der Deckelkantenschutztopf (3) innenseitig im Scheitel des zwischen der jeweiligen Schutzwand
(9,10) und des jeweiligen Bodens gebildeten Winkels eine umlaufende Hohlkehle (17) aufweisen. Dadurch
liegen die besonders gefährdeten Kanten der Korrosions-20
schutzhülle (16) frei in den Kantenschutztöpfen (2,3).
Der Winkel beträgt normalerweise etwa 90°, er kann jedoch auch geringfügig größer, d.h. die Kantenschutztopfform
innen leicht konisch sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt nicht nur einen wirksamen Schutz des stoßempfindlichen Korrosionsschutzmaterials
der Lagergebinde gegen mechanische Beschädigungen wie Risse, Abplatzungen und Ausbrüche
dar, sondern ist auch einfach und sicher zu handhaben. 30
Das ist wegen des radioaktiven Inhalts der Lagergebinde von großem Vorteil. Die Vorrichtung ist zudem
einfach herstellbar. Die Kantenschutztöpfe können aus billigem Material bestehen. Die Halterung der
- Leerseite -
Hebestäbe (5) im Bodenkantenschutztopf (2) ist sicher, 5
wobei auch andere Einklinkungsarten möglich sind. Die Lagerkapazität in den Kavernen oder Bohrlöchern
der Gesteins- oder Salzformationen wird optimal ausgenutzt, das Lagergebinde selbst kann gewichtssparend
ausgelegt werden, sofern beim Transport und dem Einlagerungsvorgang entsprechende Strahlenschutzmaßnahmen
getroffen werden.
- 10 -
Claims (5)
- ςβ KNPAT/Dr.Br-Ca 09.05.1983Nukem GmbH6450 Hanau 11undDeutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbHHamburger Allee 43000 Hannover 1Vorrichtung zur Handhabung und zum Schutz von Lagergebinden für radioaktive Stoffe 20Patentansprüche/1ä Vorrichtung zur Handhabung und zum Schutz eines mit einer stoßempfindlichen Korrosionsschutzhülle versehenen Lagergebindes für radioaktive Stoffe, insbesondere eines mit einem Deckel verschlossenen stoßempfindlichen Endlagerbehälters, bei der Endlagerung in Bohrlöchern von geologischen Formationen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanten aufweisende untere Bereich des Lagergebindes (1) mit einem Bodenkantenschutztopf (2) und ihr Kanten aufweisender oberer Bereich mit einem Deckelkantenschutztopf (3) umgeben ist, die über eine mitTrageeinrichtungen (8) für ein Hebezeug versehene_ Hebeplatte (4) durch Hebestäbe (5) lösbar mit-5einander verbunden sind, wobei die Hebestäbe (5) kopfseitig fernbedienbare Elemente (7) zum Arretieren und Lösen der Hebestäbe (5) aufweisen.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schutzwand (9) des Deckelkantenschutztopfes (3) größer ist, als die Dicke des Deckels (11) des Endlagerbehälters (1).- _.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebestäbe (5) in Aussparungen oder Bohrungen (12), die sich axial in der Schutzwand (9) des Deckelkantenschutztopfes (3) befinden, durchgeführt und in die Schutzwand (10) des Boden-on kantenschutztopfes (2) eingeschraubt sind.
- 4. Vorrichtung nach den Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenkantenschutztopf (2) und/oder der Deckelkantenschutztopf (3) mit„c einem Stoßdämpfer (18) auf der äußeren Oberfläche versehen sind.
- 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der BodenkantenschutztopfOQ (2) und der Deckelkantenschutztopf (3) innenseitig im Scheitel des zwischen der jeweiligen Schutzwand (9,10) und des jeweiligen Bodens gebildeten Winkels eine umlaufende Hohlkehle (17) aufweisen.
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