DE8700235U1

DE8700235U1 - Device for storing, also transporting in wet element, radioactive substances

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Publication number: DE8700235U1
Application number: DE8700235U
Authority: DE
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Priority date: 1987-01-07
Filing date: 1987-01-07
Publication date: 1987-03-26

Description

Vorrichtung zum Lagern, auch transportieren im nassen Element, von radioaktiven StoffenDevice for storing, also transporting in wet element, radioactive substances

Die Erfindung betrifft ein Behältnis zum Lagern, auch transportieren im nassen Element, von radioaktiven Stoffen und ist eine Zusatzanmeldung zu P 36 4l 015.2, was sich auf die umweltneutrale Zwischen- oder Langzeitbzw. Endlagerung von verbrauchten Reaktorbrennelementen, radioaktiv-kontaminierter Reststoffe, Müll und Abbruchmaterialien kerntechnischer Anlagen bezieht.The invention relates to a container for storing, including transporting in a wet element, radioactive substances and is a supplementary application to P 36 4l 015.2, which relates to the environmentally neutral interim or long-term or final storage of spent reactor fuel elements, radioactively contaminated residues, waste and demolition materials from nuclear facilities.

Für die Langzeit-Lagerung oben benannter Stoffe am Grunde des Meeres sind keinerlei Behältnisse bekannt, die den korrodierenden Angriffen des Meerwassers auf Dauer standhalten und die auf eine Rückholung und erneute Einlagerung eingerichtet sind.For the long-term storage of the above-mentioned substances at the bottom of the sea, there are no known containers that can withstand the corrosive attacks of sea water in the long term and that are designed for retrieval and re-storage.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Vorrichtung aus zwei Segmenten besteht: a) dem Behälterteil mit Aufnahmeraum, einem ihn allseitig umschließenden Stahlmantel mit aufschraubbarem, oberen Verschluß, sowie eingeschweißtem Boden, der durch eine armierte Betonhülle umgeben wird, die gleichfalls mit aufschraubbarem Betondeckel sowie korrosionsbeständiger Dichtung versehen ist, wobei die Betonhülle an ihrer Außenseite mit einem Korrosionsschutz abschließt und in ihrem Oberteil eine stufenförmige Verdickung aufweist und deren Boden mit einer halbkugelförmigen Standvorrichtung versehen ist und b) einen kegelförmigen Ständer; der vorzugsweise aus armiertem Beton besteht, dessen Unterteil mit einer metallischen Spitze ausgestattetThis task is solved by the device consisting of two segments: a) the container part with a receiving space, a steel casing enclosing it on all sides with a screw-on top closure, as well as a welded-in bottom, which is surrounded by a reinforced concrete shell, which is also provided with a screw-on concrete lid and a corrosion-resistant seal, whereby the concrete shell is closed on its outside with corrosion protection and has a stepped thickening in its upper part and the bottom of which is provided with a hemispherical stand device and b) a conical stand; which is preferably made of reinforced concrete, the lower part of which is equipped with a metal tip

let, während das Oberteil eine Mulde bildet, in die die hal>*ugelförmige Standvorrichtung des Behälterteils formgerecht paßt und dessen Außenseite mit einer Korrosionsechutzechicht versehen ist«let, while the upper part forms a trough into which the hal>*globe-shaped stand of the container part fits properly and whose outside is provided with a corrosion protection layer"

Die Aufteilung des Behältnisses in zwei Segmente hat den Vorteil, daß, da der Ständer zuerst auf dem Meeresgrund plaziert und in die weichen Sedimente, durch geeianete Maßnahmen eingelassen wird, es durch die halbkugelförmige Auflage nie in eine Schieflage kommen oder abrutschen kann, da diese Formgebung ein Höchstmaß an Standsicherheit in jeder Lage gewährleistet. Auch mehrmaliges Rückholen und Wiedereinlagern ist durch die Form der stufenförmigen Verdickung des Oberteils leicht möglich, da hier durch Grifflächen für Hebezeug gegeben sind, die auch große Lasten (ein Behältnis wiegt je nach Anzahl der Brennelemente zwischen 5O und 100 t) gut tragen. Das Behältnis ist für eine Lagerung sowie einem Transport nur in Wasser geeignet, da die Konvektionsrohre nicht auf Luft, sondern Wasserdurchfluß ausgelegt sind, das eine viel größere Wärmeabführung gewährleistet. Dies besagt nicht, daß das Behältnis nicht für eine kurze Zeit, bei einer Umladung etc., aus dem Wasser geholt werden kann, denn zum Aufheizen sind Stunden nötig.Dividing the container into two segments has the advantage that, since the stand is first placed on the seabed and then embedded in the soft sediment using appropriate measures, it can never become tilted or slip due to the hemispherical support, as this shape ensures maximum stability in any position. The shape of the stepped thickening of the upper part also makes it easy to retrieve and re-store the container several times, as there are gripping surfaces for lifting gear that can easily carry large loads (a container weighs between 50 and 100 t, depending on the number of fuel elements). The container is only suitable for storage and transport in water, as the convection tubes are designed for water flow rather than air, which ensures much greater heat dissipation. This does not mean that the container cannot be taken out of the water for a short time, for example when transferring goods, because it takes hours to heat up.

Die Hauptgefährdung ist im Meerwasser, überhaupt bei Langzeiteinflüssen von mehr als 50 Jahren, die Korrosion. Es gibt wenige Materialien die zu erschwinglichen Preisen zu verarbeiten sind. Zu ihnen gehören Kunststoffe,und auch Natursteine, wie manche Arten von Basalt, Er hat als Rohbasalt ein vergleichsweise grobes Gefüge. Da er aber schmelzbar ist, entsteht bei Schmelzbasalt ein sehr feines, gleichmäßiges Gefüge. Dabei stehen Kristallnadeln, radialThe main danger in seawater, especially with long-term exposure of more than 50 years, is corrosion. There are few materials that can be processed at affordable prices. These include plastics and also natural stones, such as some types of basalt. As raw basalt, it has a relatively coarse structure. However, as it is meltable, fused basalt has a very fine, uniform structure. Crystal needles stand radially

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-⁶-- ⁶ -

ausgerichtet, um einen Kristallisationekern herum undaligned around a crystallization nucleus and

fe bieten auf diese Weise kleine, eng verzahnte ineinander-fe thus offer small, closely interlocking

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liegende Sphärolithe.-Da die Spitze,, Sphärolithe in jedemlying spherulites.-Since the tip,, spherulites in each

Fall nach außen zeigen, wie auch inaner die Beanspruchung ist, wird eine enorme Festigkeit, Härte sowie chemische Eeständigkeit erreicht. Es sind Formteile herstellbar, mit denen eine Verblendung sehr gut durchführbar ist, / wobei als Mörtel ein Polymärestrich verwandt wird. Teile,In any case, the material is exposed to the outside, regardless of the stress inside, and an enormous strength, hardness and chemical resistance is achieved. Moulded parts can be produced with which a facing can be carried out very well, with a polymer screed being used as mortar. Parts,

vie die halbkugelförmige Standvorrichtung, welche nachträglich angefügt werden kann, sowie der kegelförmige Ständer können auch mit ca. 2O mm starkem Polymärbeton beschichtet werden, der gleichfalls meerwasserresistent sein soll, den Beweis aber erst durch eine Langzeitprüfung bringen muß.The hemispherical stand, which can be added later, and the conical stand can also be coated with approx. 20 mm thick polycarbonate, which is also supposed to be seawater-resistant, but this must first be proven by long-term testing.

-&ngr; Da im Aufnaltmeraum strahlendes und stark strahlendes Mail terial verwahrt wird, ist es notwendig strahlenschützende-&ngr; Since the holding room contains radioactive and highly radioactive material, it is necessary to use radiation-protective

Maßnahmen einzubauen. Zum einen wird der Stahlmantel innenFirstly, the steel casing inside

oder außen bzw. innen und außen mit Borcabit beschichtet,or coated outside or inside and outside with Borcabit,

%% was durch bekannte Techniken geschieht. Zum anderen werdenwhich is done through known techniques. On the other hand,

\\ die Zwischenräume zwischen den die Brennelemente aufnehmen-the spaces between the fuel elements

:" den Kammern und dem Stahlmantel mit einem gut wärmeleitenden:" the chambers and the steel casing with a good heat conducting

tt Material ausgefüllt, das gleichzeitig Bremssubstanz sowieMaterial that simultaneously contains braking substance and

tür Absorption von Neutronen geeignet ist. Hier bietet ^ich Graphit oder Boral ggf. ein Gemisch beider Stoffe an. Die gleiche Aufgabe kann auch von einem anderen Material übernommen werden.for the absorption of neutrons. Graphite or boron, or a mixture of both materials, are suitable here. The same task can also be performed by another material.

Die Ablagerung von mittel- und schwachradioaktiven Stoffen, vor allem bei solchen, die keine Wärme mehr abgeben und die nur eine beschränkte Zeit radioaktiv-gefährlich sind ist eine vereinfachte Ausführung der Vorrichtung möglich.A simplified design of the device is possible for the deposition of medium and low-level radioactive substances, especially those that no longer emit heat and that are radioactively dangerous only for a limited time.

Sie besteht aus einem Stück, hat keine Konvektionsröhren, ist außen mit einem Polymärbeton beschichtet und mit Strömungsblechen verkleidet und mit mindestens drei Stabilisierungsflossen ausgerüstet. Die Strömungsfläche und Stabilisierungsflossen können aus einfachem Stahlblech hergestellt sein. Diese Art Behältnis braucht nicht exakt eingelagert zu werden, sondern kann evtl. durch Fallen aus einem Bodenschacht einer Schiffseinheit abgelagert werden, was aber die spätere Dauerkontrolle nicht ausschließt.It consists of one piece, has no convection tubes, is coated on the outside with a polycarbonate and clad with flow plates and equipped with at least three stabilizing fins. The flow surface and stabilizing fins can be made of simple sheet steel. This type of container does not need to be stored exactly, but can possibly be deposited by dropping it from a bottom shaft of a ship unit, but this does not rule out later permanent monitoring.

Anhand der Zeichnungen ein kurzes AusführungsbeispieliA short example of implementation based on the drawings

Fig. 1 Vertikalschnitt eines Behältnisses, von dem nur das Ober- und Unterteil gezeigt ist.Fig. 1 Vertical section of a container, of which only the upper and lower parts are shown.

Fig. 2 Horizontalschnitt, Linie A durch das Behältnis.Fig. 2 Horizontal section, line A through the container.

Das in Fig. 1 dargestellt Behältnis zum Lagern sowie transportieren im nassen Element von radioaktiv-kontaminierten Stoffen besteht aus einem oberen Behälterteil 19 sowie dem Ständer 31. Der Behälterteil 19 beinhaltet den Aufnahmeraum 20, der beim Beladen mit Brennelementen 35 in einzelne Kammern 39 aufgeteilt ist. Umschlossen wird Aufnahmeraum 2o von einem Stahlmantel 21, der mit einem eingeschweißten Boden 23 und einem aufschraubbarem oberen Verschluß 22 versehen ist. Dieser Stahlmantel 21 ist inThe container shown in Fig. 1 for storing and transporting radioactively contaminated materials in a wet element consists of an upper container part 19 and the stand 31. The container part 19 contains the receiving space 20, which is divided into individual chambers 39 when loaded with fuel elements 35. The receiving space 20 is enclosed by a steel casing 21, which is provided with a welded-in base 23 and a screw-on upper closure 22. This steel casing 21 is in

die einer armierten Betonhülle 2.4 eingebettet, außen mit einem Korrosionsschutz 27 versehen und weist im Oberteil eine stufenförmige Verdickung 28 auf, welche als Grifflache für Hebezeug dient, mit denen das Behältnis von Schiffseinheiten aus eingelagert oder geborgen werden kann. Am which is embedded in a reinforced concrete shell 2.4, provided with a corrosion protection 27 on the outside and has a stepped thickening 28 in the upper part, which serves as a gripping surface for lifting gear with which the container can be stored or recovered from ship units. On

Stahl mantel 21, rund um den gesamten Aufnahmeraum 2o sind in Abständen zur Abführung der Wärme vertikale Konvektionsrohre 36 mit Zuläufen 37 und Abgängen 26 angeordnet« Die Betonhülle 24 ist oben mit einem Betondeckel 25 und einer korrosionsfesten Dichtung verschraubbar. Der untere Behälterteil bildet eine Halbkugel 3o, welche am Boden 29 befestigt und als Standvorrichtung in die Mulde 34 des Ständers 31 eingebettet ist und somit eine rutschfeste*. Lager bildet. Der Ständer 31 ist aus armiertem Beton 32, welcher durch eine Korrosionsschutzschicht 38 geschützt ist. Die Metallspitze 33 erleichtert das Einbringen in den Meeresboden 41. Die Zwischenräume 4O zwischen den Kammern 39 und dem Stahlmantel 21 werden mit einer Absorptions- ; bzw. Bremssubstanz für Neutronen ausgefüllt, welche gut wärmeleitend ist.Steel casing 21, around the entire receiving space 2o, vertical convection pipes 36 with inlets 37 and outlets 26 are arranged at intervals to dissipate the heat. The concrete casing 24 can be screwed to the top with a concrete cover 25 and a corrosion-resistant seal. The lower part of the container forms a hemisphere 3o, which is attached to the floor 29 and is embedded as a stand in the trough 34 of the stand 31 and thus forms a non-slip*. bearing. The stand 31 is made of reinforced concrete 32, which is protected by a corrosion protection layer 38. The metal tip 33 makes it easier to insert it into the seabed 41. The spaces 4O between the chambers 39 and the steel casing 21 are filled with an absorption or braking substance for neutrons, which is a good heat conductor.

Claims

ARTUR RICHARD GREUL · · :'···· · :"; P'rOSSE FRIEOBERGER STRASSE B 6000 FRANKFURT AM MAIN TELEPHONE 0611 · 29 21 25 Device for storing, also transporting in wet element, radioactive substances nforderungen

1. Verrichtung zum Lagern, auch transportieren im nassen Element, von radioaktiven Stoffen im marinen ,Raum, vorzugsweise abgebrannter Brennelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus zwei Segmenten besteht:1. Device for storing, also transporting in wet elements, radioactive substances in marine areas, preferably spent fuel elements, characterized in that the device consists of two segments:

a) dem Behälterteil (19) mit Aufnahmeraum (20), einem ihn allseitig umschließenden Stahlmantel (21) mit aufschraubbarem, oberen Verschluß (22), sowie eingeschweißtem Boden (23), der durch eine armierte Betonhülle (24) umgeben wird, die gleichfalls mit aufschraubbarem Betondeckel (25) sowie korrosionsbeständiger Dichtung versehen ist, wobei die Betonhülle (24) an ihrer Außenseite mit einem Korrosionsschutz (27) abschließt und in ihrem Oberteil eine stufenförmige Verdickung (28) aufweist und deren Boden (29) mit einer halbkugelförmigen Standvorrichtung (30) versehen ista) the container part (19) with a receiving space (20), a steel casing (21) enclosing it on all sides with a screw-on upper closure (22), as well as a welded-in base (23), which is surrounded by a reinforced concrete casing (24), which is also provided with a screw-on concrete lid (25) and a corrosion-resistant seal, the concrete casing (24) closing on its outside with a corrosion protection (27) and having a stepped thickening (28) in its upper part and the base (29) of which is provided with a hemispherical stand (30)

undand

b) einen kegelförmigen Ständer (31), der vorzugsweise aus armiertem Beton (32) besteht, dessen Unterteil mit einer metallischen Spitze (33) ausgestattet ist, während da&bgr; Oberteil eine Mulde (34) bildet, in dieb) a conical stand (31), preferably made of reinforced concrete (32), the lower part of which is equipped with a metallic tip (33), while the upper part forms a trough (34) into which

&eegr; · «&Mgr;

the hemispherical base device (30) of the container part (IS) fits properly and the outside of which is provided with a corrosion protection layer (38).

2. Device according to claim 1, characterized in that on the outside of the steel casing (21), seawater-resistant, i; vertical convection tubes (36) are arranged at intervals all around, which

I with horizontal inlets (37) and outlets at the top \?6)

I in connection.

I

3. Device according to claim 1, characterized in that g e k e &eegr;&eegr; -

I shows that the primary corrosion protection (27)

I consists of fused basalt facing, which is covered with poly-

': . marestrich is fixed.

":■ ":■

4. Device according to claim 1, characterized in that g e k e &eegr;&eegr; -

' shows that the secondary corrosion protection (38)

; made of polycarbonate.

:

5. Device according to claim 1, characterized in that the receiving space (20) is one or

can contain several chambers (39) for accommodating fuel elements (35), the intermediate spaces (40) being filled with graphite or preferably cast with boral or a mixture of graphite and boral.

6. Device according to claim 1, characterized in that the device without vertical pipes (36) and without inlets (37) and outlets (26), simplified consists of one piece.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Körper und stufenförmiger Verdickung (28) Vergleitungen, welche vorzugsweise aus Stahlblech bestehen, angeordnet sind.7. Device according to claim 6, characterized in that between the body and the step-shaped thickening (28) sliding guides, which preferably consist of steel sheet, are arranged.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorrichtung Stabilisierungsflossen, vorzugsweise aus Stahlblech, angebracht sind.8. Device according to claim 6, characterized in that stabilizing fins, preferably made of sheet steel, are attached to the device.

y. Vorrichtung nach "nspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (21) innen oder außen bzw. innen und außen mit einem Neutronenabsorptionsmittel, wie z. B. Borcabit beschichtet ist.y. Device according to claim i, characterized in that the steel casing (21) is coated inside or outside or inside and outside with a neutron absorption agent, such as borcabit.