DE3301735A1 - Uebergangslager fuer hochradioaktiven abfall - Google Patents
Uebergangslager fuer hochradioaktiven abfallInfo
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Description
Kernforschungsanlage Jülich Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Übergangslager für hochradioaktiven Abfall
Die Erfindung bezieht sich auf ein Übergangslager für hochradioaktiven Abfall. Das Übergangslager
weist Behälter zur Aufnahme des Abfalls und ein Kühlsystem zum Abführen der bei der Lagerung
des Abfalls entstehenden Wärme auf. Zum Kühlsystem gehören sowohl eine Kühlluftführung,
als auch ein Kühlmittelkreislauf für ein Kühlmedium, das im Kreislauf zwischen im
Lagerraum erzeugte Wärme abführenden Kühlmittelleitungen und einer außerhalb des Lagerraums
angeordneten Wärmesenke geführt ist.
Übergangslager dienen zur Aufbewahrung aufbereiteten
hochradioaktiven Abfalls bis zu dessen Wiederverwendung oder bis zum Einbringen in
ein Endlager. Solche Abfälle entstehen bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennelementen nach
ihrer Nutzung in einem Kernreaktor. Radioaktive Abfälle sind aber auch beim Herstellen radioaktjr er
Leuchtstoffe oder aus Isotopenlaboratorien zu beseitigen.
Vor ihrer Lagerung werden die hochradioaktiven Stoffe konzentriert. Sie werden in geeigneten
Trägersubstanzen oder als KaIzinat, das bei der Wiederaufarbeitung anfällt, eingelagert.
Als Trägersubstanz eignet sich beispielsweise Borosilicatglas. Es ist bekannt, die hochradioaktiven
Stoffe in nicht rostenden gasdichten 59
Stahlbehältern einzuschließen. Der hochradioaktive Abfall ist nach seinein Einschluß in Lager zu
überführen, die strahlenabschirmend wirken. Parüberhinaus ist aber auch dafür Sorge zu tragen,
daß die bei der Lagerung infolge des Zerfalls der radioaktiven Stoffe entstehende Wärme, die
als "Nachzerfauswärme" bezeichnet ist, abgeführt
wird, damit die den radioaktiven Abfall enthaltenden Behälter und gegebenenfalls die den radioaktiven
Abfall enthaltende Trägersubstanz selbst nicht durch die Wärmeentwicklung überhitzt wird. Das
Lager wird deshalb gekühlt.
In der OS-PS 3 866 424 wird ein Lager für radioaktiven
Abfall beschrieben, bei dem die den Abfall enthaltenden Abfallbehälter in Lagerrohre
eingebracht sind, die mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt sind und darüberhinaus ein Kühlbad durchdringen.
Das Kühlmedium des Kühlbades wird in einem Primärkühlkreislauf über einen Wärmetauscher
geführt, der außerhalb des Lagerraumes angeordnet ist. Im Wärmetauscher gibt das Kühlmedium seine
mitgeführte Wärme an einen Arbeitsmittelkreislauf mit Kompressor und Turbine ab. Zum Schütze gegen
Überhitzung und zur Redundanz des Systems sind für das Kühlbad selbst, aber auch für die Kühlflüssigkeit,
die sich in den Lagerrohren befindet, zusätzliche sekundäre Kühleinrichtungen vorgesehen.
Die Funktionstüchtigkeit und Sicherheit dieses bekannten Kühlsystems hängt vor allem von der
Kühlung des Abfalls über die Kühlflüssigkeit in den Lagerrohren selbst ab. Bei Leckagen innerhalb
der Lagerrohre muß deshalb mit erheblichen Störungen gerechnet werden.
Ein weiteres Lager für radioaktiven Abfall ist
.f. ' ;..:·.33Ο1
aus US-PS 3 911 684 bekannt. Bei diesem Lager werden mit Abfall gefüllte Lagerrohre von Kühlluft
umspült. Die Kühlluft wird zur wirtschaftlichen Nutzung im Kreislauf geführt, wobei beispielsweise
die mitgeführte Wärme über einen Wärmetauscher an ein Arbeitsmittel eines Arbeitsmittelkreislaufs
mit Turbine abgegeben werden kann. Eine Redundanz des' Systems wird nicht nur durch Anordnung weiterer
Wärmetauscher im Kreislauf der Kühlluft erreicht, sondern es ist auch dafür Sorge getragen, daß
im Störfall unter Ausnutzung natürlicher Konvektion Kühlluft in den Lagerraum einströmen kann. Nachteilig
ist, daß die Kühlluft im Lagerraum nur schwierig so zu führen ist, daß örtliche überhitzungen
vermieden werden. Tritt ein Bruch eines Lagerrohres auf, befindet sich der hochradioaktive
Abfall unmittelbar im Kühlluftstrom.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Übergangslager
zu schaffen, bei dem neben einer Nutzung der entstehenden Wärme im. Betriebsfall eine gleichmäßige
Wärmeabfuhr auch bei erforderlicher Notkühlung gewährleistet ist. Zugleich soll selbst
bei einer nicht gewünschten Überhitzung des hochradioaktiven Abfalls dessen sicherer Einschluß
gegenüber den Kühlmitteln des Kühlsystems gegeben sein. Darüberhinaus soll das Übergangslager
ohne Beeinträchtigung seiner Sicherheit möglichst kompakt gestaltet sein.
Diese Aufgabe wird bei einem Übergangslager
der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst. In den Lagerraum ist ein gesonderter Lagerbehälter eingesetzt, der zum Einfüllen
. *\.:\33Q1735
-Af-
des Abfalls geeignete Lagerschächte aufweist» Die Lagerschächte sind im Lagerbehälter in einem
Bereich angeordnet, der von Kühlmittelleitungen umschlossen ist, die das zur Auskopplung der
Wärme zwischen Lagerraum und Wärmesenke im Kreislauf strömende Kühlmedium führen. Durch Anordnung
der Kühlmittelleitungen unmittelbar im Lagerbehälter selbst ist ein hoher Wärmeübergang zwischen
Lagerschächten und Kühlmittelleitungen gegeben. Darüberhinaus ist der Lagerbehälter von einem
Kühlmantel mit Kühlluftkanälen umgeben, in denen die Kühlluft unmittelbar an der äußeren Wandfläche
des Lagerbehälters entlanggeführt wird. Die Kühlluft dient der Notkühlung des Systems und
kann in erzwungener oder freier Konvektion strömen. Bei freier Konvektion stellt sich die zur Kühlung
des Lagerraumes erforderliche Luftmenge selbsttätig ein. Der Luftstrom verstärkt sich, je
wärmer der Lagerbehälter wird. Während des Normalbetriebes sind die Kühlluftkanäle geschlossen.
Der Lagerbehälter läßt sich im Querschnitt vieleckig oder kreisförmig ausführen. Eine sehr
kompakte Ausführung wird gemäß Patentanspruch 2 durch Ausbilden des Lagerbehälters in zylindrischer
Form erreicht, wobei an einer der Stirnseiten des Lagerbehälters Einfüllöffnungen für den
hochradioaktiven Abfall in parallel zur Behälterachse verlaufende Lagerschächte vorgesehen sind.
Die Kühlmittelleitungen sind in Bereichen der äußeren Wandfläche des zylindrischen Lagerbehälters
angeordnet. Diese Bereiche umschließen die Lagerschächte.
Um Herstellung und Montage des Lagerbehälters zu vereinfachen und um dessen Volumen der jeweils
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erforderlichen Lagerkapizität anpassen zu können,
besteht der Lagerbehälter bevorzugt aus zentrierbar ineinanderfügbaren Teilstücken, wobei Fugen
zwischen den Teilstücken strahlenabschirmend ausgebildet sind, Patentanspruch 3. Bei zylinderförmigen
Lagerbehältern können die Teilstücke die Form von Zylindersegmenten aufweisen, in
denen die Lagerschächte und Kühlmittelleitungen verlaufen. Die Fertigung solcher Segmente ist
mit erhöhtem Aufwand verbunden. Zweckmäßig sind deshalb nach Patentanspruch 4 zylinderförmige
Teilstücke vorgesehen, die stirnseitig zusammensetzbar sind. Auf den Stirnseiten sind in Ringnuten
Dichtungen einsetzbar.
Um eine gleichmäßige Temperatur im Lagerbehälter zu erreichen und um örtliche überhitzungen int
inneren Bereich der Lagerschächte zu vermeiden, weist der Lagerbehälter im Wandbereich eines
zentralen Kanals ebenfalls Kühlmittelleitungen auf, Patentanspruch 5. Der Kanal dient zugleich
der Führung von Kühlluft, die den Kanal unter Einwirkung freier Konvektion durchströmt.
Das Abdichten der Lagerschächte erfolgt bevorzugt durch ein Auskleiden der Lagerschächte mit Linern,
Patentanspruch 6. Die Liner liegen an der Schachtwand bündig an, um einen guten Wärmeübergang
zu erreichen. Mit gleichem Ziel werden auch die Kühlmittelleitungen in dafür vorgesehenen
Ausnehmungen im Lagerbehälter eingewalzt. Bevorzugt bestehen die Kühlmittelleitungen aus Doppeld
C/
an dew Cn/
rohren, /die Anschlüsse für die Kühlmittelleitungen an Zulauf und Rücklauf für das Kühlmedium
nur an einer Seite des Lagerbehälters vorzunehmen sind. Der innere Bereich der Doppelrohre
dient als Zulauf des Kühlmittels bis zum
anderen Ende der Kühlmittelleitung, im äußeren Ringbereich des Doppelrohres fließt das sich
erwärmende Kühlmittel zurück, Patentanspruch 8. Dabei ergibt sich ein günstiger Wärmeübergang.
Eine hohe Wärmeleitung und Strahlenabschirmung wird nach Patentansprüchen 9 bis 12 durch Ausbildung
des Lagerbehälters aus Grauguß, Sphäroguß oder Stahlguß erreicht. Wird der Lagerbehälter aus
Teilstücken aus Grauguß, Sphäroguß oder Stahlguß zusammengesetzt, sind diese mittels Spannkabeln
verspannt, die bei zylinderförmigen Teilstücken parallel zur .Behälterachse verlaufen.
Raumsparend sind die Spannkabeln nach Patentanspruch 11 im Lagerbehälter in rohrförmigen
Ausnehmungen verlegt, die parallel zu den Kühlmittelleitungen und zwischen diesen verlaufen".
Zum Abdichten der verspannten Teilstücke werden die Fugen zwischen ihnen gasdicht ausgebildet.
Hierzu lassen sich in den Fugen Dichtungen einlegen. Bevorzugt werden die Fugen verschweißt.
Aus Sicherheitsgründen weist der Lagerraum hitzebeständige oder gegen überhitzung geschützte
Lagerwände auf. Zweckmäßig sind die Lagerwände von Kühlluft kühlbar. Hierzu verlaufen in einem
Zwischenraum zwischen Kühlmantel und Lagerbehälter zusätzliche Kühlluftkanäle. Patentansprüche
13 bis 15.
Die gewünschte freie Konvektion der Kühlluft ergibt sich nach Patentanspruch 16 optimal bei
senkrechter Anordnung des Lagerbehälters im Lagerraum, wobei der Lagerbehälter zum Einfüllen
des Abfalls von oben zugänglich ist. Zur Einleitung der Kühlluft verlaufen in den Lagerwänden
Kühlluftleitungen, die am Boden des Lager-
raums in einer Verteilerkammer münden, von der
aus die Kühlluft zu den einzelnen Kühlluftkanälen gelangt. Die Kühlluftkanäle sind an der Verteilerkammer
angeschlossen und zur Ableitung der erwärmten Kühlluft zu einem Kuhlluftsammelraum geführt,
in dessen Decke zumindest eine Abzugsöffnung für die Kühlluft vorgesehen ist. Um der Kühlluft
ungehindert Zugang zu den Kühlluftkanälen zu verschaffen, ruhen der Lagerbehälter und der
Kühlmantel auf Auflagern, die in der Verteilerkammer von Kühlluft umströmbar angeordnet sind. Zweckmäßig
bestehen die Kühlluftkanäle aus zum Lagerbehälter hin offenen Elementen. Die Schenkel dieser Elemente
weisen auf die äußere Wandoberfläche des Lagerbehälters hin, wobei im verbleibenden Zwischenraum
zwischen Element und äußerer Wandoberfläche Kühlluft strömt. Mit dieser Ausbildung der Kühlluftkanäle
wird nicht nur für eine für den Wärmeübergang günstige Führung der Kühlluft an der
äußeren Wandoberfläche des Lagerbehälters entlang, sondern auch für eine gute Wärmeableitung mit
großer Wärmeübergangsfläche gesorgt, da die gesamte Oberfläche des Kühlkanals, die mit der
äußeren Wandfläche des Lagerbehälters im Wärmeaustausch steht, zur Wärmeabgabe an die Kühlluft
genutzt wird.
Die Erfindung und weitere Ausbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Figur 1 Übergangslager im Schnitt, in dimetrischer
Ansicht
Figur 2 Längsschnitt eines Übergangslagers
nach Figur 1
Figur 3 Querschnitt eines Übergangslagers nach Figur 2 gemäß Schnittlinie III/III
Figur 4 Querschnitt eines Übergangslagers nach
Figur 2 gemäß Schnittlinie IV/IV
Figur 5 Querschnitt eines Übergangslagers nach Figur 2 gemäß Schnittlinie V/V
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht das Übergangslager aus einem Lagerraum 1, dessen
Lagerwände 2 zu etwa zwei Dritteln im Erdboden eingebettet sind. In Figuren 1 und 2 ist eine
Oberflächenkante des Erdbodens mit Bezugsziffer angegeben. Der über der Oberfläche des Erdbodens
hinausragende Teil der Lagerwände 2 weist Einströmöffnungen
4 für Kühlluft auf, die über absperrbare Kühlluftleitungen 5 in den Lagerwänden 2 zum Boden 6 des Lagerraumes 1 einströmen
kann.
Im Lagerraum 1 befindet sich ein Lagerbehälter 7, der zur Montageerleichterung aus einer Vielzahl
zylindrischer Teilstücke 8 besteht, die jeweils zentrierbar mit ihren Stirnseiten aufeinandergesetzt
sind. Im Lagerbehälter 7 verlaufen parallel zur Behälterachse 9 Lagerschächte 10, in die
Abfallbehälter 11 über Einfüllöffnungen 12 an
der oberen Stirnseite des im Ausführungsbeispiel senkrecht im Übergangslager angeordneten zylindrischen
Lagerbehälters 7 absenkbar sind. Jede Einfüllöffnung 12 ist mit einem abhebbaren gasdichten
Deckelsystem verschließbar, dessen Gasdichtheit kontrollierbar ist.
Die Abfallbehälter 11 sind mit hochradioaktivem
Γ:>301735
Abfall gefüllt. Im Ausführungsbeispiel enthalten die Abfallbehälter in Borosilikatglas eingebettete
radioaktive Stoffe. Der Abfallbehälter selbst besteht aus rostfreiem Edelstahl. In den Lagerschächten
10 läßt sich statt verglastem radioaktivem Abfall auch als Kalzinat anfallender Abfall einbringen. Zum gasdichten Abschluß sind
die Lagerschächte mit einem Liner 13 aus Edelstahl ausgekleidet. Zwischen den Teilstücken 8 gebildete
Fugen 14 sind strahlenabschirmend ausgebildet. Die Stirnflächen der Teilstücke weisen hierzu
ringförmig verlaufende Absätze auf, die einen direkten Strahlendurchgang verhindern. Der Liner
liegt bündig an der Schachtwand an und verbessert so den Wärmeübergang zwischen Abfallbehältern
und Lagerschächten 10. Gasdicht und strahlenabschirmend ist auch das Deckelsystem auf den
Einfüllöffnungen 12 ausgeführt.
Die Lagerschächte 10 sind im Lagerbehälter 7 innerhalb eines Bereiches angeordnet, der von
Kühlmittelleitungen 15 umgeben ist. Die Kühlmittelleitungen verlaufen im Lagerbehälter 7
sowohl an dessen äußerer Zylinderwand als auch im Wandbereich eines zentralen Kanales 16 parallel
zur Behälterachse 9 und umschließen somit den Bereich des Lagerbehälters 7, in dem sich die
Lagerschächte 10 befinden. In den Kühlmittelleitungen
15 fließt ein Kühlmedium, das im Kreislauf geführt ist, was in Figur 2 schematisch
dargestellt ist. Das Kühlmedium strömt den Kühlmittelleitungen 15 über einen Zulauf 17 zu und
erhitzt sich in den Kühlmittelleitungen durch Aufnahme der in den Lagerschächten entstehenden,
vom radioaktiven Abfall abgegebenen Wärme, über einen Ablauf 18 wird das erhitzte Kühlmedium
zu einer Wärmesenke 19 geführt. Als Wärmesenke ist beispielsweise ein Wärmetauscher einsetzbar,
in dem das Kühlmedium seine mitgeführte Wärme wieder abgibt. Die Wärme kann auch auf das Arbeitsmedium
eines Arbeitsmittelkreislaufρ mit Turbine übertragen werden oder unmittelbar einem Verbraucher
zugeführt werden.(Neben der Kühlung des Lagerbehälters 7 durch das im Kreislauf geführte
Kühlmedium ist als Notkühlsystem eine Kühlung mit Luft vorgesehen. Zur Führung der Kühlluft
ist der Lagerbehälter 7 von einem Kühlmantel 20 umgeben, der Kühlluftkanäle 21 aufweist, in
denen die Kühlluft in freier Konvektion an der äußeren Wandfläche des Lagerbehälters 7 entlangströmt.
Die Kühlluftkanäle 21 sind am Boden 6 des Lagerraumes 1 an einer Verteilerkammer 2 2
angeschlossen, in die die Kühlluft aus der freien Umgebung des Zwischenlagers nach öffnen der
Kühlluftleitungen 5 in der Lagerwand 2 einströmen kann. Die Kühlluftkanäle 21 sind zur
äußeren Wandfläche des Lagerbehälters 7 offen
ausgebildet, wie aus Figuren 1 und 2 ersichtlich ist. Sie bestehen aus einem im Querschnitt U-förmigen
Element 23, dessen Schenkel 24 zur äußeren Wandfläche des Lagerbehälters 7 weisen. Zwischen
der äußeren Wandfläche des Lagerbehälters und inneren Wandoberflächen des U-förmigen Elementes
23 entsteht so ein Zwischenraum, der zur Kühlluftführung dient. Die Kühlluft durchströmt
die Kühlluftkanäle 21 von unten nach oben, wird unter Aufnahme der im Lagerbehälter entstehenden
Wärme erhitzt und tritt in einen Kühlluftsammelraum 25 aus, in dessen Decke 26 eine Abzugsöffnung
27 für den Austritt der erhitzten Kühlluft vorgesehen ist. Über Abluftkamine 28 in Entlüftungs-
, 33Ό1735
türmen 29, die eine Vielzahl von Luftaustrittsschlitzen
30 aufweisen, wird die Kühlluft in die freie Umgebung abgeführt und abgeleitet.
Dem Lagerbehälter 7 wird auch durch den zentralen Kanal 16 Kühlluft aus der Verteilerkammer 22
zugeführt. Der Kanal 16 verläuft wie auch die übrigen Kühlluftkanäle 21 von der Verteilerkammer
22 bis zum Kühlluftsammelraum 25. Auch die aus dem zentralen Kanal 16 strömende erwärmte
Kühlluft wird über die Abluftkamine 28 ins Freie abgeführt. *
Im Lagerbehälter 7 werden die Kühlmittelleitungen 15 in dafür vorgesehenen Ausnehmungen in den
Teilstücken 8 nach Montage der Teilstücke eingewalzt. Die Kühlmittelleitungen weisen so einen
guten wärmeleitenden Kontakt im Lagerbehälter 7 auf. Die Kühlmittelleitungen sind im Ausführungsbeispiel als Doppelrohre ausgeführt, die an
ihrem unteren Ende 31 bis auf einen Spalt zwischen inneren Rohrraum 32 und Ringraum 33
verschlossen sind. Am oberen
Ende des Doppelrohres mündet der Zulauf 17 für das Kühlmedium im inneren Rohrraum 32, der Ablauf
18 ist am Ringraum 33 angeschlossen. Das Kühlmedium durchströmt somit die Kühlmittelleitung zunächst
im inneren Rohrraum 32, wird am unteren Ende 31 umgelenkt und im Ringraum 33 zum Ablauf 18 geführt.
Die Wärmeaufnahme erfolgt dabei im wesentlichen im .Ringraum 33 der Kühlmittelleitung.
Im Ausführungsbeispiel· bestehen die Teilstücke 8 aus Stahlguß, um eine hohe Wärmeleitfähigkeit
zwischen Lagerschächten 10 und Kühlmittelleitungen 15 sowie zur äußeren Wandfläche des Lagerbehälters
7 zu erreichen, an der die Kühlluft entlangströmt. Die Teilstücke 8 sind mittels Spannkabeln 34
miteinander verspannt. Die Spannkabel verlaufen in rohrförmigen Ausnehmungen 35, die im äußeren
Wandbereich des Lagerbehälters zwischen den Kühlmittelleitungen 15 angeordnet sind. Damit
ergibt sich eine kompakte raumsparende Ausbildung des Lagerbehälters 7. Das Verspannen der Teilstücke
8 ist erforderlich, um den Zusammenhalt der Teilstücke, insbesondere in Störfällen zu gewährleisten.
Der in den Lagerschächten 10 eingebrachte radioaktive Abfall verbleibt somit stets in
sicherem Einschluß. Zur Verhinderung von Gasaustritt sind die Teilstücke 8 an ihren Fugen 14 von
innen und außen verschweißt. Statt die Teilstücke zu verschweißen, lassen sich auch in Ringnuten
auf der Stirnseite der Teilstücke Dichtungen einlegen.
Die Lagerwände 2 des Lagerraumes 1 bestehen entweder aus hitzebeständigem Material, beispielsweise
aus Grauguß, oder sie sind, wie im Ausführungsbeispiel, gegen Überhitzung geschützt.
Hierzu ist in den Bereichen aus Beton bestehender Lagerwände, die den Lagerraum 1 begrenzen,
ein Überhitzungsschutz 36 aus Schamottstein eingesetzt. Darüberhinaus sind im Wandbereich
äußere Kühlluftkanäle 37 vorgesehen. Die^Kühlluftkanäle werden durch Kühlringsegmente 38
gebildet, die im Zwischenraum zwischen Kühlmantel des Lagerbehälters 7 und Lagerwänden 2 angeordnet
sind. Die äußeren Kühlluftkanäle 37 sind zum Kühlmantel 20 hin offen gestaltet. Die Lagerwand
weist Strömungsrippen 39 auf, die durch Verwirbelung der Kühlluftströmung einer Überhitzung
AZ '33D1735
Lagerwand entgegenwirken
Im Bereich der Kühlluftkanäle ist zusätzlich eine Wasserkühlung vorgesehen,die in der Zeich
nung nicht dargestellt ist. Die vom Kühlwasser
AäfüU£cfaüieA
aufgenommene Wärme uicutVzur vorwärmung von
's an Verbraucher abführbarem Warmwasser.
In der Verteilerkammer 22 sind Auflager 40 angeordnet, auf denen der Lagerbehälter 7 ruht.
Für den Kühlmantel 20 sowie die äußeren Kühlluftkanäle 37 sind ebenfalls Auflager 40a vorgesehen.
Die Auflager 40 und 40a sind von der in die Verteilerkammer 22 einleitbaren Kühlluft
umströmbar, so daß die Kühlluft in alle Kanäle des Kühlluftsystems ungehindert vordringen kann.
Dabei wird auch für die Kühlung des Fundaments am Boden 6 des Lagerraumes 1 sowie für die Kühlung
der Auflager 40, 40a selbst gesorgt.
Im Ausführungsbeispiel ist der zentrale Kanal 16 mit Rieselkörpern 41 gefüllt, an denen ein
flüssiges Kühlmittel herabfließen kann, das über eine Zuleitung 42 in den Lagerraum 1 einführbar
ist. Die Zuleitung 4 2 mündet am oberen Ende des zentralen Kanals 16 und wird im Notfall
dann geöffnet, wenn neben der Notkühlung des Übergangslagers mittels Kühlluft oder statt
dieser Luftkühlung eine weitere Temperaturabsenkung des LagerDeuälters 7 vorzunehmen ist. Das über
die Zuleitung 42 einströmende Kühlmittel ist auch auf die äußere Wandfläche des Lagerbehälters
7 aufspritzbar. Hierzu dienen in den Kühlluftkanälen 21 eingeführte Kühlmittelleitungen 43,
von denen der Übersichtlichkeit halber in Figur
33Ö1735
nur eine der Kühlmittelleitungen eingezeichnet ist. Die Kühlmittelleitungen 43 weisen über
ihre Länge verteilte Sprühdüsen auf, durch die das Kühlmittel über die äußere Wandfläche des
Lagerbehälters 7 verteilt wird« Während der Wärmeaufnahme verdampft das Kühlmittel auf der
äußeren Wandfläche des Lagerbehälters und auf den ebenfalls erhitzten Rieselkörpern.
In Figur 2 sind schematisch auch die für das Einbringen des radioaktiven Abfalls erforderlichen
Verbindungsstollen 44 und Eingangsschleusen 45 dargestellt. Der hochradioaktive Abfall wird
in Transportbehältern 46 über die Eingangsschleuse 45 in den Lagerraum 1 eingefahren. Im Lagerraum
I befindet sich eine Beschickungsbühne 47 mit Krananlagen. Die mit Abfall gefüllten Abfallbehälter
I1 werden in die Lagerschächte 10 der Lagerbehälter
7 eingefüllt.[Das Übergangslager weist im Ausführungsbeispiel
eine gesamte Höhe von etwa 40 m auf. Davon sind etwa 23 m von Erdboden
umgeben, 17m überragen dessen Oberfläche 3. Der äußere Durchmesser des Übergangslagers beträgt
etwa 15m. Der Lagerraum weist einen Raumdurchmesser von etwa 9 m auf, der Lagerbehälter ist
mit einem äußeren Durchmesser von ca. 6m ausgelegt. Im beschriebenen Übergangslager lassen
sich etwa 450 Abfallbehälter mit einem Durchmesser von 0,4 m und eine*" Höhe von 1,3 m lagern. Kühlung
und Sicherheit des Übergangslagers sind so ausgelegt, daß der hochradioaktive Abfall über
lange Zeiträume hinweg in sicherem Einschluß aufbewahrt werden kann.
Leerseite -
Claims (21)
- Kernforschungsanlage Jülich
Gesellschaft mit beschränkter HaftungPatentansprüchehj. Übergangs lager für hochradioaktiven Abfall mit Behältern zur Aufnahme des Abfalls und mit einem die bei der Lagerung des Abfalls entstehende Wärme abführenden Kühlsystem, das sowohl eine Kühlluftführungals auch einen Kühlmittelkreislauf für ein Kühlmedium aufweist, das im Kreislauf zwischen im Lagerraum erzeugte Wärme abführenden Kühlmittelleitungen und einer außerhalb des Lagerraums angeordneten Wärmesenke geführt ist, dadurchgekennzeichnet, daß in den Lagerraum (1) ein Lagerbehälter (7) mit zum Einfüllen des Abfalls geeigneten Lagerschächten (10) eingesetzt ist, die im Lagerbehälter (7) innerhalb eines von den Kühlmittelleitungen (15) umschlossenen Bereiches angeordnet sind, und daß der Lagerbehälter (7) zusätzlich von einem Kühlmantel(20) umgeben ist, der zur äußeren Wandfläche des Lagerbehälters hin offene Kühlluftkanäle(21) aufweist. - 2. Übergangslager nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Lagerbehälter (7) zylindrisch ausgeführt ist und an einer seiner Stirnseiten verschließbare Einfüllöffnungen (12) für parallel zur Behälterachse (9) verlaufende Lagerschächte (1Q) aufweist, und daß die Kühlmitte He itungen (15) in Wandbereichen des Lagerb,e.hälters (7) angeordnet sind, die die Lagerschächte 1.659 (10) umschließen,| M *~i
- 3. Übergangslager nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbehälter (7) aus zentrierbar ineinanderfügbaren Teilstücken (8) besteht, wobei Fugen (4) zwischen den Teilstücken (8) strahlenabschirmend ausgebildet sind.
- 4. Übergangslager nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilstücke (8) zylinderförmig ausgebildet und stirnseitig zusammensetzbar sind.
- 5. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbehälter (7) einen zentralen, von Kühlluft durchströmbaren Kanal (16) aufweist, und daß im Lagerbehälter (7) im Wandbereich dieses Kanals (16) Kühlmittelleitungen (15) angeordnet sind.
- 6. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschächte (7) mit an ihrer Schachtwand bündig anliegenden Linern (13) ausgekleidet sind.
- 7. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitungen (10) im Lagerbehälter (7) in dafür vorgesehenen Ausnehmungen eingewalzt sind.
- 8. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleitungen (15) aus Doppelrohren bestehen, von denen das äußere""3 31D1 7 3Rohr an einem seiner Enden (31) geschlossen ist und daß am anderen Ende ein zum inneren Kohrraum (32) geführter Zulauf (17) für Kühlmedium und ein mit dem Ringraum (33) des Doppelrohres verbundenen Ablauf (18) für das Kühlmedium angeschlossen sind,
- 9. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbehälter (7) aus Grauguß, Sphäroguß oder Stahlguß besteht.
- 10. Übergangslager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß aus Grauguß, Sphäroguß oder Stahlguß bestehende Teilstücke(8) mittels Spannkabeln (34) miteinander verspannt sind.
- 11. Übergangslager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß zur Aufnahme der Spannkabel (34) rohrförmige Ausnehmungen (35) vorgesehen sind, die parallel zu den Kühlmittelleitungen (15) und zwischen diesen verlaufen.
- 12. Übergangslager nach einem der Ansprüche 10 oder 11,dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstücke (8) an ihren Fugen (14) gasdicht verschweißt sind.
- 13. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerraum (V) hitzebeständige oder gegen Überhitzung geschützte Lagerwände (2) aufweist.
- 14. Übergangslager nach Anspruch 13, dadurch• ♦ « W #.33Ό1735gekennzeichnet , daß die LägerWände (2) von Kühlluft kühlbar sind.
- 15. Übergangslager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß in einem zwischen Kühlmantel (20) des Lagerbehälters (7) und den Lagerwänden (2) gebildeten Zwischenraum Kühlluftkanäle (37) verlaufen.
- 16. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Lagerbehälter (7) im Lagerraum (1) senkrecht angeordnet und zum Einfüllen des Abfalls von oben zugänglich ist.
- 17. Übergangsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß i'n den Lagerwänden (2) Kühlluftleitungen (5) vorgesehen sind, die in einer am Boden des Lagerraumes (7) angeordneten Verteilerkammer (22) münden.
- 18. Übergangslager nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühlluftkanäle (16, 21, 37) an die Verteilerkammer (22) angeschlossen sind und in einem Kühlluftsammelraum (25) münden, der in seiner Decke (26) Abzugsöffnungen (27) für die erwärmte Kühlluft aufweist.
- 19. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbehälter (7) und der Kühlmantel (20) auf Auflagern (40) ruhen, die in der Verteilerkammer (22) von eingeführter Kühlluft umströmbar angeordnet sind.*« * ft «β * • a * β * «1*3 SlD 1735
- 20. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftkanäle (21) des Kühlmantels (20) aus zur äußeren Wandoberfläche des Lagerbehälter (7) hin offenen Elementen (23) ausgebildet sind, die mit ihren freien Schenkeln (24) zur Oberfläche des Lagerbehälters (7) weisen und im verbleibenden Zwischenraum zwischen Element (23) und äußerer Wandoberfläche des Lagerbehälters (7) von Kühlluft durchströmt sind.
- 21. Übergangslager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kanal (16) im Lagerbehälter mit von einem Kühlmittel benetzbaren Rieselkörpern (41) gefüllt ist.
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