Vorrichtung für die Aufnahme radioaktiver Stoffe

Abstract

 Als Behälter für abgebrannte Brennelemente, entweder als Einsätze in Transport- und/oder Lagerbehälter oder für die direkte Handhabung, Lagerung oder Transport sind Büchsen bekannt, in die die einzelnen Brennelementstäbe von der Stirnseite aus eingelegt werden können. Diese haben Nachteile in Bezug auf Beladung und Packungsdichte. Diese Nachteile vermeidet man mit einem kastenförmigen Behalter, dessen äußere Abmessungen den Abmessungen eines Brennelementes entsprechen und der auf einer Längsseite einen Deckel aufweist.

Beschreibung

[0001] Gegenstand der Erfindung ist einer Vorrichtung, verwendbar als Einsatz für Transport- und/oder Lagerbehälter, für Lagerkonfigurationen, sowie zur Handhabung, zum Transport und/oder Lagerung von radioaktiven Stoffen, insbesondere für die Aufnahme von bestrahlten Brennstoff- oder Absorberstäben.

[0002] Brennstoffelemente für wassergekühlte Reaktoren bestehen aus einer Vielzahl von Brennstoffstäben, die durch sog. Abstandsgitter in ein bestimmtes Raster mit Zwischenräumen zwecks Durchtritt des Kühlmittels gebracht sind. Wenn die Brennstoffelemente ausgebrannt sind, werden sie zunächst am Reaktor gelagert und anschließend abtransportiert, sei es zu einer Aufarbeitungsanlage oder zur weiteren Lagerung in entsprechenden Lagereinrichtungen.

[0003] Da im abgebrannten Zustand eine regelmäßige Anordnung der Brennstoffstäbe mit bestimmten Abständen nicht mehr erforderlich ist, besteht die Möglichkeit, die Elemente zu zerlegen und die Stäbe zwecks Platzersparnis dichter zu packen.

[0004] Eine vergleichbare Situation liegt bei den Absorberelementen vor, die ebenfalls während ihres Einsatzes aus mehreren Teilen in definierten Abständen'bestehen, während nach der Entfernung aus dem Reaktorkern die Stäbe nach Zerlegung des Elementes dichter gepackt werden können.

[0005] Die bei der Zerlegung anfallenden Stäbe faßt man zweckmäßigerweise zu leicht hantierbaren Einheiten zusammen, wobei normalerweise eine längliche Büchse verwendet wird.

[0006] Es sind Büchsen bekannt, in denen einzelne Stäbe nach ihrer Entnahme aus dem Brennelement gelagert und anschließend transportiert werden. Diese Büchsen werden von der Stirnseite beladen und verschlossen und weisen eine zylindrische Form auf. Sie sind allerdings nicht dafür geeignet, ohne Zusatzeinrichtungen im Hinblick auf eine maximale Packungsdichte beladen zu werden.

[0007] Für Absorberstäbe ist bereits vorgeschlagen worden, zur Erzielung einer hohen Packungsdichte in stirnseitig beladenen Büchsen Stegraster zu verwenden (DE-GM 79 03 719), um die aufgrund der hohen Flexibilität der langen schlanken Stäbe zu erwartende unregelmäßige Anordnung zu vermeiden. Hierbei wird zwar die Packungsdichte gegenüber einer ungeregleten Anordnung verbessert, aber noch keine optimale Platzausnutzung erzielt; ferner sind solche Stegraster aufwendig in der Fertigung. Die Handhabung ist zusätzlich durch den großen Platzbedarf sehr ungünstig. Auch können diese Büchsen nicht ohne weiteres in für Brennelemente ausgelegte Transportbehälter eingebracht werden.

[0008] Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine.Vorrichtung, verwendbar als Einsatz für Transport- und/oder Lagerbehälter, für Lagerkonfigurationen, sowie zur Handhabung, zum Transport und/oder zur Lagerung von radioaktiven Stoffen, insbesondere für die Aufnahme von bestrahlten Brennstoff- oder Absorberstäben, zu schaffen, mit der eine Befüllung ohne zusätzliche Stegraster und ohne großen Platzbedarf möglich ist, die in für Brennelemente ausgelegte Transportbehälter optimal einbringbar ist und die sich auch zu Lagerkonfigurationen einfach anordnen läßt.

[0009] Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus einem kastenförmigen Behälter quaderartiger Form besteht, dessen äußere Abmessungen den jeweiligen Hauptabmessungen eines Brennelementes entsprechen, und der auf der Längsseite einen verriegelbaren Deckel aufweist, der mit seinen Bewegungs-, Bedienungs- und Verschlußelementen innerhalb der Behälterkontur angeordnet ist.

[0010] In den Abbildungen I bis IV ist die Erfindung schematisch in beispielhafter Ausgestaltung näher erläutert.

[0011] Im Behälter (1) mit auf einer Längsseite angebrachtem Deckel (2) befinden sich Brennstäbe (7) aus bestrahlten Brennelementen, in dichter Packung ohne zusätzliche Stegraster angeordnet. Die Länge des Deckels (2) entspricht der Länge der Stäbe. Die äußeren Abmessungen des kastenförmigen Behälters (1) mit quaderartiger Form entsprechen jeweils den äußeren Hauptabmessungen eines Brennelementes. Daher ist der Behälter (1) auch bequem in für diese Brennelemente strahlungs- und wärmezufuhrmäßig ausgelegte Transport- und/oder Lagerbehälter einsetzbar.

[0012] Es ist somit eine liegende Beladung des Behälters (1) mit Stäben möglich, und durch das horizontale Einsetzen der schlanken flexiblen Stäbe (7) läßt sich eine fast ideale Packungsdichte erzielen. Der Deckel (2) wird nach Beladung mit Hilfe eines Gestänges (4) fernbedienbar verschlossen. Fernbedienung ist erforderlich, da die Beladung normalerweise in einem Wasserbecken in mehreren Metern Tiefe erfolgen muß. Auch zum Zwecke einer guten Handhabung weist der Behälter (1) die wesentlichen äußeren Abmessungen eines Brennelementes auf, so daß die existierenden Lastaufnahmeeinrichtungen für Brennelemente benutzt werden können, ebenso die vorhandenen Lagergestelle.

[0013] Es ist besonders günstig, wenn die Stirnseiten (12) des Behälters einen quadratischen Querschnitt aufweisen, ebenso, wenn sich an den Stirnseiten Formkörper (5, 6) befinden, die den Fuß- und Kopfstücken von Brennelementen entsprechen.

[0014] Folgende Tabelle gibt beispielhaft Außenabmessungen des neuerungsgemäßen Behälters an:

[0015] In einer besonders vorteilhaften Ausführung bewegt sich der Deckel (2) in Scharnieren (3) und wird durch ein Gestänge (4) verriegelt. Das Gestänge wird an einem Ende des Behälters betätigt, indem ein mit Klauen versehenes Werkzeug (10) in eine Zentrieröffnung (11) gesteckt und durch eine Drehbewegung das Gestänge (4) axial bewegt wird. Abb. II zeigt den Behälter (1) mit verriegeltem Deckel (2), Abb. III mit geöffnetem Deckel. Im entriegelten Zustand gibt eine Gestängeverjüngung (13) des in Halterungen (9) axial verschiebbaren Gestänges (4) ein entsprechend geformtes, am Deckel(2)befestigtes Verschlußteil (8) frei, das im verriegelten Zustand durch den unverjüngten Gestängedurchmesser arretiert ist. Andere Deckelverschlüsse sind ebenfalls möglich. Der Behälter (1) kann gegen den Deckel (2) auch mit Dichtungselementen abgedichtet sein. Deckel (2), Scharniere (3) sowie alle Bewegungs-, Bedienungs- und Verschlußelemente sind innerhalb der Behälterkontur angeordnet.

[0016] Die Zentrieröffnung (11) kann zum Heben des Behälters (1) benutzt werden.

[0017] Es ist jedoch besonders günstig, an den Stirnseiten innerhalb der Behälterkontur ein- oder beiderseitig zusätzliche Tragelemente, beispielsweise Haken oder Ösen, anzubringen, ebenso weitere Hilfsvorrichtungen, z. B. zur Kontrolle des Behälterinneren.

[0018] Bei weitgehend radioaktiv abgeklungenem Material, mit nur noch geringer Abwärme, insbesondere bei weitgehend abgeklungenen wiederaufzuarbeitenden Brennstäben, ist es besonders vorteilhaft, die Behälter (1) in geeigneten Räumlichkeiten direkt neben - und übereinander zu stellen - bzw. zu stapeln, wobei die Verwendung von geeignetem Transport- und Lagerpaletten, gegebenenfalls mit Luftschlitzen zur Abfuhr von restlicher Abwärme nach dem Luftlagerprinzip, besonders günstig ist.

[0019] Als Material für den Behälter (1) ist rostfreier Stahl, gegebenenfalls mit Aluminium-Auskleidung, besonders vorteilhaft verwendbar.

[0020] Neben bestrahlten Brennstoff- und Absorberstäben ist der Behälter (1) auch hervorragend zur Aufnahme von verfestigtem radioaktivem Abfall in dichter Packung, insbesondere auch für Blöcke aus verglasten Abfall, geeignet.

[0021] Im Bedarfsfall kann der Behälter auch mit Aussteifungen zur Erhöhung der Festigkeit versehen sein.

Ansprüche

1. Vorrichtung, verwendbar als Einsatz für Transport-und/oder Lagerbehälter, für Lagerkonfigurationen, sowie zur Handhabung, zum Transport und/oder zur Lagerung von radioaktiven Stoffen, insbesondere für die Aufnahme von bestrahlten Brennstoff- oder Absorberstäben, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem kastenförmigen Behälter (1) quaderartiger Form besteht, dessen äußere Abmessungen den jeweiligen Hauptabmessungen eines Brennelementes entsprechen, und der auf einer Längsseite einen verriegelbaren Deckel (2) aufweist, der mit seinen Bewegungs-, und Verschlußelementen (3, 4, 8, 9) innerhalb der Behälterkontur angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (12) einen quadratischen Querschnitt aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Stirnseiten (12) Formkörper (5,_ 6) befinden; die den Fuß- und Kopfstücken von Brennelementen entsprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelverriegelung aus einem Gestänge (4) mit Gestängeverjüngungen (13) besteht, das in ein entsprechend geformtes Verschlußteil (8) . am Deckel (2) eingreift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten (12) innerhalb der Behälterkontur ein- oder beidseitig Tragelemente und gegebenenfalls weitere Hilfsvorrichtungen angebracht sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus rostfreiem Stahl, gegebenenfalls mit Aluminium-Auskleidung, gefertigt ist.

Zeichnung