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Dokumentenidentifikation DE3933929A1 15.11.1990
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Endlagerung hochaktivierter stabförmiger Reaktoreinbauteile
Anmelder Brennstoffinstitut Freiberg, DDR 9200 Freiberg, DD
Erfinder Quaas, Herbert, Dr.-Ing.;
Silbermann, Rainer, Dipl.-Ing.;
Thümmel, Günter, DDR 9200 Freiberg, DD;
Wunderlich, Klaus, Dipl.-Ing., DDR 9203 Großhartmannsdorf, DD
DE-Anmeldedatum 11.10.1989
DE-Aktenzeichen 3933929
Offenlegungstag 15.11.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.1990
IPC-Hauptklasse G21F 9/36
IPC-Nebenklasse B65D 81/00   
Zusammenfassung Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, hochaktivierte stabförmige Reaktoreinbauteile großer Länge mit geringem Durchmesser zu entsorgen.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein technologisch durchgängiges Verfahren zu schaffen, das eine aufwandsarme Realisierung und einen hohen Kompaktierungsgrad des hochaktivierten Abfalles gestattet.
Die erfindungsgemäße Lösung wird dadurch erreicht, daß die Reaktoreinbauteile während der Entnahme spiralförmig auf einen Wickelkern aufgewickelt und danach in den Lagerbehälter geschoben werden. Der Vorgang wird mehrfach wiederholt bis sich der vollständig mit Spiralen besetzte Wickelkern im Lagerbehälter befindet und in der gleichen Anordnung ohne Umladung konfektioniert wird.

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entsorgung hochaktivierter stabförmiger Einbauteile großer Länge mit geringem Durchmesser, die in Kernkraftwerken für die Reaktorinstrumentierung angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Für die Entsorgung radioaktiver stabförmiger Reaktoreinbauteile großer Länge (=10 m) mit geringem Durchmesser (ca. 10 mm) sowie unterschiedlicher Aktivitätsverteilung sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen für die Behandlung bekannt.

Die vorgeschlagenen Entsorgungslösungen für die Reaktoreinbauteile umfassen:

  • - die Zerkleinerung durch mechanisches Trennen bei der Entnahme aus dem Reaktor sowie der Schüttgutsammlung im Strahlenschutzbehälter mit (DE-OS 33 01 814) oder ohne aktivitätsabhängige Abfallsortierung,
  • - die unzerkleinerte Entnahme aus dem Reaktor, die Entfernung der niedrigaktivierten/kontaminierten Teillänge, Sammlung der hochaktivierten Teillänge in Bündelform im Strahlenschutzbehälter (DD-WP 3 17 712) und nachfolgender Zerkleinerung,
  • - das Wickeln auf den Spulenkörper einer fernbedienbaren Wickelmaschine mit transportfähigem Abschirmbehälter (DE-OS 30 18 857).

Eine vorteilhafte Nutzung ist von den Einsatzbedingungen im Kernkraftwerk in Abstimmung mit dem Entsorgungssystem und den gesetzlichen Forderungen abhängig.

In jedem Anwendungsfall sind für die Endlagerung der hochaktivierten Abfälle in dichtverschlossenen Behältern zusätzliche Verfahrensschritte und Vorrichtungen zur Manipulation und Konfektionierung bei der Herstellung des transport- und endlagerungsgerechten Zustandes erforderlich.

Bei den schraubenlinienförmig gewickelten Spulen ist die Volumenausnutzung im Lagerbehälter ungünstig und führt zu Mehraufwendungen bei der Lagerung.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, für die Entsorgung hochaktivierter stabförmiger Reaktoreinbauteile ein technologisch durchgängiges Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um eine umschlagarme, umwelt- und strahlensichere Entsorgung vom Kernkraftwerk bis zur Ein-/Endlagerung bei einem hohen Kompaktierungsgrad des Abfalles zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für hochaktivierte stabförmige Reaktoreinbauteile großer Länge mit geringem Durchmesser und unterschiedlicher Aktivitätsverteilung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines transport- und endlagerungsgerechten Zustandes zu schaffen, um eine umschlagarme, durchgängige Abfallkette mit minimalem Ausrüstungsaufwand sowie durch maximale Raumausnutzung eine hohe Entsorgungseffektivität und -sicherheit realisieren zu können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die betriebsmäßig anfallenden Reaktoreinbauteile mit der niedrigaktivierten/kontaminierten Teillänge formschlüssig an den Wickelkern angekoppelt und durch spiralförmiges Wickeln radial in einer Ebene zwischen seitlichen Begrenzungsscheiben in der Gesamtlänge aus dem Reaktorblock gezogen werden. Auf dem Wickelkern sind axial mehrere feststehende Wickelebenen durch Begrenzungsscheiben im Mindestabstand des Durchmessers der Reaktoreinbauteile nebeneinander angeordnet, die nacheinander das spiralförmige Wickeln der formschlüssig angekoppelten Reaktoreinbauteile gestattet.

Durch die gedrängte Anordnung und den verfahrensbedingten Kompaktierungsgrad der Spiralen wird eine hohe Volumenausnutzung im Lagerbehälter erreicht.

Der "verlierbare" Wickelkern wird drehbar und im Abstand der festgelegten Wickelebenen axial verschiebbar im Wickelkanal einer ankoppelbaren Strahlenschutzvorrichtung (Wickelmodul) angeordnet und von einem Antriebssystem über ein elastisches Koppelelement von außen angetrieben. Die seitlichen Begrenzungsscheiben und die Spiralenden werden am Umfang vom Wickelkanal begrenzt, der mit dem Innendurchmesser des achsengleich angeordneten und einseitig offenen Lagerbehälters abgestimmt ist. Dadurch wird gewährleistet, daß der Wickelkern nach jedem Wickelvorgang schrittweise um die Breite einer Wickelebene in seiner gesamten Länge ohne nachträgliche Umladeoperationen und Manipulationen direkt in den Lagerbehälter geschoben werden kann.

Der Lagerbehälter ist vorzugsweise in einem Strahlenschutzbehälter mit Drehschieber oder Dreheinsatz allseitig strahlensicher eingesetzt und kann ohne Umladung in dieser Anordnung bei abgekoppeltem Wickelmodul nach bekannten Verfahren konfektioniert und zum Zwischenlagerungsort bzw. in Typ B (U)- Ausführung zum Endlagerungsort nach untertage transportiert werden.

Eine Sortierung des Abfalles nach Strahlenschutzgruppen ist prinzipiell möglich, wenn der Zuführkanal des Reaktoreinbauteils durch die Abschirmung verschließbar weitergeführt sowie im Bereich der Austrittsöffnung eine Aktivitätsmeß- und Trenneinrichtung angeordnet wird.

Durch die Anordnung einer Trennvorrichtung im Bereich des Zuführkanals des Reaktoreinbauteils vor dem Wickelkern kann bei Störungen die Ausrüstung vom Reaktoreinbauteil getrennt werden.

Die Vorteile dieser Erfindung bestehen darin, daß durch das Wickeln von Spiralen und die Mehrfachanordnung auf einem Wickelkern durch den erreichbaren Kompaktierungsgrad gegenüber bekannten Lösungen eine bessere Raumausnutzung der Lagerbehälter und damit des Zwischen-/Endlagers erreicht wird.

Durch die Kombination von Wickelvorrichtung und den bekannten Strahlenschutzbehältern mit drehbaren Strahlenschutzverschlüssen entfallen zusätzliche Strahlenschutzmaßnahmen sowie Umladeoperationen zwischen den Verfahrensschritten zum Sammeln, Konfektionieren und Transportieren. Dadurch wird die Umwelt- und Strahlensicherheit wesentlich erhöht, der Ausrüstungsaufwand reduziert sowie die Anpassung bzw. Vereinheitlichung vorhandener Entsorgungssysteme effektiver.

Der allseitige strahlensichere Einschluß des hochaktivierten Abfalls minimiert bei verfahrensbedingten Störfällen das Umweltrisiko und den Aufwand für deren Beseitigung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 Schnitt durch die Wickelvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens zur Entsorgung langer stabförmiger Reaktoreinbauteile durch Wickeln und Sammeln in einem Lagerbehälter in Arbeitsstellung im Schnitt dargestellt. Das Reaktoreinbauteil 1 wird durch den Zuführkanal 2 geführt und zwischen zwei Begrenzungsscheiben 4 formschlüssig an den Wickelkern 3 angekoppelt. Der Wickelkern 3 ist im Wickelkanal 5 angeordnet und über eine flexible Kupplung 6 mit dem Antrieb 7 dreh- und axial verschiebbar verbunden. Das Reaktoreinbauteil 1 wird zwischen zwei Begrenzungsscheiben 4 in einer Ebene zu einer Spirale 8 gewickelt und der Wickelkern 3 axial in den feststehenden, achsengleich angeordneten Lagerbehälter 9 geschoben. Dieser wird durch die Andrückvorrichtung 10 gehalten und nimmt schrittweise den mit mehreren Spiralen 8 besetzten Wickelkern 3 als Wegwerfteil vollständig auf. Der Antrieb 7 wird vom Wickelkern 3 getrennt, in die Wickelvorrichtung 11 zurückgefahren und der befüllte Lagerbehälter 9 im Ladekanal des Strahlenschutzbehälters 12 durch den drehbaren Abschirmring 13 strahlensicher umschlossen. Anschließend wird die Wickelvorrichtung 11 entfernt und der Lagerbehälter 9 mit einem speziellen Modul in der gleichen Anordnung konfektioniert.

Mit einer Trennvorrichtung 14 kann im Stör- oder Bedarfsfall das Reaktoreinbauteil 1 im Zuführkanal 2 mechanisch getrennt und die Vorrichtung entfernt werden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Reaktoreinbauteil

2 Zuführkanal für Reaktoreinbauteil

3 Wickelkern

4 Begrenzungsscheibe

5 Wickelkanal

6 Kupplung

7 Antrieb für Wickelkern

8 spiralförmig gewickeltes Reaktoreinbauteil

(Spirale)

9 Lagerbehälter

10 Andrückvorrichtung

11 Wickelvorrichtung

12 Strahlenschutzbehälter mit Abschirmring

13 Abschirmring

14 Trennvorrichtung


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines transport- und endlagerungsgerechten Zustandes von stabförmigen Bauteilen großer Länge mit geringem Durchmesser, insbesondere hochaktivierte Reaktoreinbauteile, durch Wickeln auf einen Wickelkern und Konfektionierung in einem ortsveränderlichen Abschirmbehälter mit drehbarem Strahlenschutzverschluß, dadurch gekennzeichnet, daß das formschlüssig an den Wickelkern (3) angekoppelte stabförmige Bauteil (1) zwischen zwei Begrenzungsscheiben (4) in einem Wickelkanal (5) radial in einer Ebene spiralförmig aufgewickelt und danach achsengleich in einen Lagerbehälter (9) entsprechenden Innendurchmessers bewegt wird, und die auf dem Wickelkern (3) zwischen den Begrenzungsscheiben (4) aufgewickelten nebeneinander angeordneten Spiralen (8) im Lagerbehälter (9) gesammelt, konfektioniert und transportiert werden.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einem Strahlenschutzbehälter (12), in dem ein Lagerbehälter (9) angeordnet und durch eine Wickelvorrichtung (11) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Lagerbehälters (9) dem Durchmesser des Wickelkanals (5) entspricht, achsengleich angeordnet und der Wickelkern (3), auf dem mehrere Begrenzungsscheiben (4) axial im Abstand der Durchmesser der stabförmigen Bauteile (1) fest angeordnet sind, daß der Wickelkern (3) zum Wickeln und schrittweisen axialen Bewegen in den Lagerbehälter (9) mit dem Antrieb (7) gekoppelt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuführkanal (2) eine Trennvorrichtung (14) für das stabförmige Bauteil (1) angeordnet ist.






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