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