[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endlagerung von länglichen radioaktiven
Bauteilen kleinen Querschnitts, insbesondere von Instrumentierungssonden für einen
Reaktorkern. Solche Bauteile können eine Länge von mehreren Metern haben, obwohl ihr
Durchmesser höchstens wenige Zentimeter dick ist. So haben die zur Führung von Meßleitungen
dienenden Rohre in den Reaktordruckbehälternvon Druck- und Siedewasserreaktoren bei
einer Länge von 6 m oder mehr oft einen kleineren Durchmesser als 1 cm. Wenn solche
Bauteile zum Beispiel wegen einer Störung ausgewechselt werden müssen, hat man deshalb
bisher durch Zersägen für eine Zerlegung in kurze Abschnitte gesorgt, die mit den
normalen Transportmitteln, zum Beispiel in Form der bekannten Normfässer mit 200 1
Inhalt abtransportiert werden konnten.Die Zerlegung ist jedoch wegen der starken Aktivierung
solcher Bauteile außerordentlich schwierig. Im übrigen ist der Abtransport der zerlegten
Bauteile nur bis zu einer Verarbeitungsstätte möglich, in der die Teile in eine für
die Endlagerung geeignete Form, zum Beispiel durch Einbetten in Beton, gebracht werden
müssen.
[0002] Die Erfindung geht demgegenüber von der Aufgabe aus, die Endlagerung der vorgenannten
Bauteile auf einfache Weise und vor allem mit weniger Personaleinsatz in strahlungsgefährdeter
Umgebung zu erreichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bauteile mit einer
fernbedienbaren Wickelmaschine auf einen Spulenkörper aufgewickelt und zusammen mit
diesem in einem Abschirmbehälter untergebracht werden und daß der Abschirmbehälter
dann mit einem strahlungssicheren Verschluß versehen und zu einem Zwischen- und/oder
Endlager abtransportiert wird.
[0003] Bei der Erfindung entfällt das bisherige Zerlegen der Bauteile vollständig. Außerdem
kann das bei der Erfindung vorgesehene Aufwickeln auf einen Spulenkörper der einzige
Arbeitsgang sein, der für die Endlagerung erforderlich ist, weil der Abschirmbehälter
selbst so ausgebildet werden kann, daß er für eine Endlagerung geeignet ist. Man kann
den Spulenkörper aber auch gegebenenfalls gemeinsam mit anderen, vorzugsweise gleichen
Spulenkörpern in größere Behälter einbringen, die dann für die Endlagerung vorgesehen
sind, und möglicherweise nach einer weiteren Konditionierung, zum Beispiel durch Vergießen
mit Beton, abtransportiert werden.
[0004] Das neue Verfahren wird vorzugsweise so ausgeführt, daß der Spulenkörper in den Abschirmbehälter
eingesetzt und dort mit dem Bauteil bewickelt wird. Dabei kann der Spulenkörper auch
während des Bewickelns in den Abschirmbehälter hineinbewegt werden. Man erreicht auf
diese Weise eine bestimmte Führung des Wickelgutes auf dem Spulenkörper. Bei mehrlagiger
Aufwicklung kann die Bewegung hin-und hergehend sein, wobei zweckmäßigerweise dafür
gesorgt wird, daß der Spulenkörper am Ende des Wickelvorganges in der tiefsten Stellung
innerhalb des Abschirmbehälters sitzt.
[0005] Als Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung kann auf einem Grundrahmen
ein Antriebsmotor und ein Getriebe angeordnet sein, das mit dem Antriebsmotor gekoppelt
ist und eine Welle mit einer Drehbewegung und einer Längsbewegung in Richtung der
Drehachse betätigt. Auf dem gleichen Grundrahmen ist ein topf- , förmiger Abschirmbehälter
lösbar so befestigt, daß seine Öffnung der Welle zugekehrt ist. In dieser Öffnung
sitzt ein Spulenkörper, der über eine lösbare Kupplung mit der Welle verbunden ist.
[0006] Der Abschirmbehälter besteht aus einem geeigneten Abschirmmaterial. Im Hinblick auf
die mechanischen Beanspruchungen sind hierfür Stahl- oder Gußeisen gut geeignet. Es
kann sich aber auch um metallisch verstärktes mineralisches Material, wie Beton handeln.
Die Wandstärke wird im Hinblick auf die zulässige Oberflächendosisleistung bemessen.
Sie wird üblicherweise zwischen 200 und 400 mm liegen.
[0007] Die Öffnungen des Abschirmbehälters können mit einschraubbaren Abschirmstopfen zu
verschließen sein. Dabei sollte der für das Einsetzen des Spulenkörpers vorgesehene
Hauptstopfen eine Welle aufweisen, die die Betätigung des Spulenkörpers bei aufgesetztem
Stopfen ermöglicht.
[0008] Der Spulenkörper wird zweckmäßigerweise mit der fliegenden Lagerung im Abschirmkörper
befestigt. Zu diesem Zweck kann er auf einem Dorn in der Öffnung des Abschirmbehälters
sitzen. Dabei kann der Spulenkörper als Ganzes oder mit einem besonderen Spulenteil
bei der Drehbewegung der Welle während des Aufwickelvorganges hin- und herbewegbar
angeordnet sein. Die zu dieser Längsbewegung erforderliche Kraft kann von dem Wickelgut
ausgeübt werden. Ferner kann dem Spulenkörper ein Hüllrohr zugeordnet sein, das ein
elastisches Aufspringen des Wickelgutes verhindert und damit den Außendurchmesser
festlegt. Das Hüllrohr kann mit dem Spulenkörper verbunden werden, um mit diesem einen
gut zu transportierenden Körper zu bilden.
[0009] Besonders günstig ist es, wenn der Abschirmbehälter eine tangential an den Umfang
des Spulenkörpers führende Bohrung aufweist, die nach Beendigung des Aufwickelvorganges
zwangsläufig durch den Spulenkörper verschlossen ist. Zusätzlich zu diesem zwangsläufigen
Verschluß kann man aber auch weitere Stopfen vorsehen. Außerdem kann man dem Abschirmbehälter
ein Führungsrohr zuordnen, mit dem er in bezug auf den jeweiligen Einsatzort verstellbar
ist. Dies ist besonders vorteilhaft für den Fall, daß an einem Reaktordruckbehälter
mehrere räumlich nicht weit voneinander entfernte Meßleitungen abtransportiert werden
sollen.
[0010] Der bei der neuen Einrichtung vorgesehene Grundrahmen sollte mindestens ein Strahlenschutzüberwachungsgerät
aufweisen. Damit kann sich das zum Beispiel für das "Einfädeln" notwendige Bedienungspersonal
über die Strahlungsgefahr informieren. Außerdem kann man damit Strahlungswerte ermitteln,
die eine Dekontamination erfordern.
[0011] Dem Motor und/oder dem Getriebe kann eine Vorrich- . tung zur Begrenzung des am Spulenkörper
wirkenden Drehmomentes zugeordnet sein. Dies ist wichtig, damit verhindert wird, daß
zu starke Kräftestörungen an dem aufzuwickelnden Bauteil oder der neuen Einrichtung
entstehen, die nur mit großem Personalaufwand in strahlungsgefährdeten Bereichen wieder
zu beheben sind. Aus dem gleichen Grunde sollte dem Motor und/oder dem Getriebe ein
Endschalter für einen maximalen Längsweg der Welle zugeordnet sein.
[0012] Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein
Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch
den Unterteil des Reaktordruckbehälters eines Siedewasserreaktors mit den dort sitzenden
Steuerstabantrieben und der darunter plazierten Einrichtung beim Ziehen einer Meßsonde.
Die Fig. 2 und 3 zeigen diese Einrich
- tung in zwei zueinander senkrechten Vertikalschnitten in größerem Maßstab.
[0013] Mit 1 ist der Reaktordruckbehälter eines Siedewasserreaktors für zum Beispiel 1300
MW
e bezeichnet, der in einer Betonabschirmung 2 sitzt. Der Boden 3 des Reaktordruckbehälters
enthält eine Vielzahl von Stutzen 4 für Steuerstabantriebe. Weitere Stutzen sind für
Meßsonden 6 vorgesehen, mit denen zum Beispiel der Neutronenfluß oder die Temperatur
oder der Druck des Kühlwassers ermittelt werden. Die Sonden 6 sind üblicherweise in
fingerdicken Metallrohren angeordnet, die durch druckdichte Verschraubungen in den
Reaktordruckbehälter 1 eingeführt sind. Ihre Länge beträgt je nach der Höhenlage,
an der im Reaktordruckbehälter gemessen werden soll, 4 bis 10 m. Damit ist ein Bauteil
gegeben, das im Fall einer Störung nur schwierig abtransportiert werden kann, weil
es aus dem Reaktordruckbehälter kommt und demgemäß stark aktiviert ist. Außerdem ist
auch unterhalb der Steuerstabantriebe 4 noch eine erhebliche Strahlenbelastung vorhanden,
so daß dort ein Arbeiten nur mit besonderen Schutzmaßnahmen möglich ist.
[0014] Nach der Erfindung ist unterhalb der Steuerstabantriebe eine als Ganzes mit 10 bezeichnete
Einrichtung vorgesehen, mit der solche Sonden 6 aus dem Reaktordruckbehälter 1 gezogen
und dabei aufgewickelt werden. Die Einrichtung 10 umfaßt einen Grundrahmen 11, auf
dem ein Abschirmbehälter 12 zum Beispiel bei 13 lösbar befestigt ist. Der Abschirmbehälter
12 ist ein überwiegend zylindrischer Topf mit einer Wandstärke D von etwa 400 mm.
Seine Öffnung 14 sitzt, wie Fig. 3 zeigt, zentrisch in dem Topf. Sie ist mit einem
Stopfen 15 bis auf eine innere Kammer verschlossen, in der ein Spulenkörper 16 auf
einem Dorn 17 fliegend gelagert ist.
[0015] Der Spulenkörper 16 steht in der in Fig. 2 bezeichneten Betriebsstellung über eine
lösbare Kupplung 18, die zum Beispiel in Form einer Zahnwelle ausgebildet ist, mit
einer Welle 20 in Verbindung, die in dem Stopfen 15 drehbar gelagert ist, wie der
Pfeil 21 zeigt und außerdem eine in ihrer Längsrichtung verlau-
fende Bewegung aufweist. Dies soll mit dem Pfeil 22 bezeichnet sein.
[0016] Der Welle 20 ist eine Antriebswelle 23 zugeordnet, die über einen nicht weiter dargestellten
Drehmomentbegrenzer, zum Beispiel in Form einer Rutschkupplung 24 und einen nicht
weiter dargestellten Endschalter angekuppelt ist. Die Antriebswelle 23 ist die Abtriebsseite
eines Getriebes 25, das von einem Elektromotor 26 betätigt wird.
[0017] Die Fig. 3 zeigt, daß in dem topfförmigen Abschirmbehälter 12 eine tangential an
den Umfang der Öffnung
14 führende Bohrung 28 vorgesehen ist, durch die die in den Fig. 2 und 3 nur durch eine
strichpunktierte Linie angedeutete Sonde 6 dem Spulenkörper 16 zugeführt wird. Mit
dieser Bohrung fluchtet die Einführungsöffnung eines Hüllrohres 29, das den Außendurchmesser
des Wickelgutes begrenzt. Zur Führung der Sonde 6 außerhalb des Abschirmbehälters
12 dienen Führungsrohre 30, die teleskopierend ausgebildet sind und an einer verstellbaren
Halterung 31 sitzen. Dort ist auch ein Strahlungsmeßgerät 32 angebracht, mit dem überwacht
werden kann, daß der Abschirmbehälter 12 mit der Sonde 6 eine für den Abtransport
genügend kleine Strahlung aufweist.
[0018] Die Fig. 1 zeigt, daß die Einrichtung 10 durch eine Schleuse 35 mit einer als Hängebahn
ausgebildeten Transporteinrichtung 36 zu einem Wagen 37 unterhalb des Reaktordruckbehälters
1 gebracht werden kann. Dieser Wagen ist auf einer als Drehscheibe wirkenden Plattform
38 so verstellbar, daß das Führungsrohr 30 die gewünschte Position der abzutransportierenden
Sonde 6 anfahren kann. Die Fahrbewegung kann schon durch Fernbedienung erfolgen.
[0019] Nach dem Einfädeln und Aufwickeln der Sonde kann die Einrichtung 10 ohne Personaleinsatz
so weit abtransportiert werden, daß sie aus dem strahlungsgefährdeten Bereich 39 in
den außerhalb der Abschirmung 2 liegenden Bereich kommt. Dort kann man den Abschirmbehälter
12 abbauen und nach einem gegebenenfalls zusätzlichen Verschließen der daran vorliegenden
Öffnungen, insbesondere der Bohrung 28, direkt zu einem Endlager abfahren.
[0020] Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der mit dem Abschirmbehälter 12 praktisch
strahlungsfrei abtransportierte Spulenkörper 16 mit der aufgewickelten Sonde 6 und
dem Hüllrohr 29 in eine für die Handhabung strahlender Abfälle vorgesehene Anlage
gebracht wird, wo gegebenenfalls mehrere Spulenkörper in größere Behälter eingebracht
werden, die dann mit Beton oder einem anderen Bindemittel vergossen werden, so daß
ein endlagerungsfähiges Produkt geschaffen wird.
1. Verfahren zur Endlagerung von länglichen radioaktiven Bauteilen kleinen Querschnittes,
insbesondere von Instrumentierungssonden für einen Reaktorkern, dadurch gekennzeichnet
, daß die Bauteile mit einer fernbedienbaren Wickelmaschine auf einen Spulenkörper
aufgewickelt und zusammen mit diesem in einem Abschirmbehälter untergebracht werden
und daß der Abschirmbehälter dann mit einem strahlungssicheren Verschluß versehen
und zu einem Zwischen- und/oder Endlager abtransportiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper in den
Abschirmbehälter eingesetzt und dort mit dem Bauteil bewickelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper während
des Bewickelns in den Abschirmbehälter hineinbewegt wird.
4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet , daß auf einem Grundrahmen (11) ein Antriebsmotor (26) und ein Getriebe
(25) angeordnet sind, das mit dem Antriebsmotor (26) gekoppelt ist und eine Welle
(20) mit einer Drehbewegung und einer Längsbewegung in Richtung der Drehachse betätigt,
daß auf dem Grundrahmen (11) ein topfförmiger Abschirmbehälter (12) .lösbar so befestigt
ist, daß seine Öffnung (14) der Welle (20) zugekehrt ist, und daß in der Öffnung (14)
ein Spulenkörper (16) sitzt, der über eine lösbare Kupplung (18) mit der Welle (20)
verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (16)
auf einem Dorn (17) in der Öffnung (14) des Abschirmbehälters (12) sitzt.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Abschirmbehälter
(12) eine tangential an den Umfang des Spulenkörpers (16) führende Bohrung (28) aufweist,
die nach Beendigung des Aufwickelvorganges zwangsläufig durch den Spulenkörper (16)
verschlossen ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß dem Spulenkörper (16)
ein Hüllrohr (29) zugeordnet ist, das eine der Bohrung (28) zugeordnete Ausnehmung
aufweist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor
(25) und/oder dem Getriebe (26) eine Vorrichtung (24) zur Begrenzung'des am Spulenkörper
(16) wirkenden Drehmoments zugeordnet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die
Öffnung (14) des Abschirmbehälters (12) mit einschraubbaren Abschirmstopfen (15) zu
verschließen ist und daß ein Antriebsstutzen des Spulenkörpers (16) in dem Stopfen (15) mit der Welle des
Getriebes (16) zu kuppeln ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein
Spulenteil im Spulenkörper (16) bei der Drehbewegung der Welle (20) während des Aufwickelvorganges
hin- und herbewegbar ist.