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Lagergestell für stabförmige Brennelemente
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Die Erfindung betrifft ein Lagergestell für stabförmige Brennelemente
insbesondere von Leichtwasserreaktoren, die an definierten Brennelementpositionen
sitzen und von Hüllen aus neutronenabsorbierendem Material umschlossen sind.
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Aus der DE-OS 26 29 938 ist es bekannt, daß man mit solchen Hüllen
den Platzbedarf für die Unterbringung von Brennelementen wesentlich verringern kann,
weil man den Abstand zwischen benachbarten Brennelementen kleiner machen kann, ohne
daß sich die Kritikalität der Anordnung ändert. Die Hüllen bestehen beim Bekannten
aus 3orstahl. Sie sind zwischen einer Bodenplatte und einer Kopfplatte herausnehmbar
angeordnet. Für den Normalfall jedoch, insbesondere dann, wenn sie Brennelemente
einschließen, sind sie als fester Bestandteil des Lagergestells anzusehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es gegenüber dem Stand der Technik, mit
einfachen Mitteln auf einer gegebenen Grundfläche noch mehr Brennelemente als bisher
unterbringen zu können. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Hüllen in
zwei übereinanderliegenden Ebenen liegen, daß die Hüllen der unteren Ebene in einem
Gitterverband fest angeordnet sind, und daß die Hüllen der oberen Ebene als Tragkorb
ausgebildet und mit Tragzapfen in vertikale Schlitze von Führungsleisten eingehängt
sind.
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Bei der Erfindung wird die Zahl der auf einer gegebenen Grundfläche
unterzubringenden Elemente praktisch verdoppelt. Dennoch ist der Aufwand dafür relativ
gering, wie sich aus der späteren Beschreibung noch klarer ergibt. Außerdem kann
mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der oberen Ebene die Zugänglichkeit zu den
Brennelementpositionen im unteren Gitterverband besonders günstig erhalten werden.
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Die Ausbildung einer ein Brennelement einschließenden Hülle aus absorbierendem
Material als Tragkorb ist zwar bereits vorgeschlagen worden (Patentanmeldungen P
27 18 305.7 und P 28 19 318.2). Bei den älteren Vorschlägen fehlt jedoch die für
die Erfindung wesentliche Anordnung in der oberen von zwei verschiedenen Ebenen,
wobei die Bauweise der unteren Ebene als normal bezeichnet werden kann, weil sie
einen festen Gitterverband aufweist.
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Die zum Einhängen dienenden Führungsleisten können eine kammähnliche
Tragstruktur bilden, damit die Tragkörbe mit einer seitlichen Ladebewegung eng benachbart
mit
parallel verlaufenden Tragzapfen untergebracht werden können. Insbesondere können
die Führungsleisten vorteilhaft quer zu ihrer Längsrichtung verstellbar sein, weil
damit die Durchtrittsfläche zu den Traggestellen der unteren Ebene variiert werden
kann.
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Für die Verstellbarkeit ist es günstig, wenn die Führungsleisten mit
Rollen abgestützt sind.
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Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß die Hüllen der oberen
Ebene das volle Gewicht der Brennelemente aufnehmen. Vielmehr ist es auch möglich,
die Hüllen der oberen Ebene auf denen der unteren Ebene aufsitzen zu lassen, so
daß die Tragzapfen vorteilhaft wenig belastet sind. Dies erreicht man dadurch, daß
die Schlitze in den Führungsleisten entsprechend tief ausgebildet werden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden
Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben.
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In den Fig. 1 und 2 ist in einem Vertikalschnitt und in einer Draufsicht
ein Brennelementlagerbecken dargestellt, das zum Beispiel in einer Entsorgungsanlage
zur Aufnahme von verbrauchten Brennelementen von Leichtwasserreaktoren benötigt
wird, die dort gesammelt und gelagert werden sollen, bis eine Aufarbeitung möglich
ist. Fig. 3 zeigt ein anderes Lagerbecken in einem Vertikalschnitt.
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Das Lagerbecken 1 wird von Betonwänden 2 begrenzt, die in bekannter
Weise mit einer Auskleidung aus Blech versehen sein können. Es enthält in einer
unteren Ebene 3 Brennelementlagergestelle 4, die mit Stützen 5
auf
dem Boden 6 des Lagerbeckens 1 sitzen. Die Lagergestelle 4 sind in bekannter Weise
ausgebildet, zum Beispiel so wie in der vorgenannten Offenlegungsschrift 26 29 938
angegeben ist. Dies bedeutet, daß sie zur Aufnahme von im Querschnitt quadratischen
Brennelementen ein Gitter von Brennelementpositionen in rechtwinkliger Anordnung
aufweisen. Jeder Brennelementposition ist eine Hülle 7 mit quadratischem Querschnitt
zugeordnet, die aus Borstahl besteht und jeweils eins der Brennelemente zum Beispiel
von einem Druckwasserreaktor aufnimmt. Die Gestellteile 4 haben ihrerseits einen
quadratischen Querschnitt.
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Uber der unteren Ebene 3 ist zur Lagerung von Brennelementen eine
obere Ebene 10 für praktisch die gleiche Anzahl von Brennelementen vorgesehen. Hier
sind die Brennelemente in Tragkörben 11 untergebracht, die aus neutronenabsorbierendem
Material, vorzugsweise aus Borstahl, bestehen und nicht nur zur Lagerung sondern
auch zum Transport der Brennelemente dienen.
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Die Tragkörbe 11 besitzen an ihrem oberen Ende auf gegenüberliegenden
Seiten fluchtende, zylindrische Tragzapfen 9. Mit diesen sind sie in der Ebene 10
in Führungsleisten 12 eingehängt, die zum Beispiel als Gußkonstruktion mit einer
Strebe 13 ausgeführt und mit Trägern 14 an Konsolen 15 der Beckenwand 16 befestigt
sind. Es können mehrere Führungsleisten 12 in paralleler Anordnung an einem Ende
im Bereich der Abstützung 14 zusammengefaßt sein, während am anderen Ende 18 zusätzliche
Mittel 19 zur Unterstützung und seitlichen Festlegung in einzelnen Führungsleisten
12 angeordnet sind, die zusammen eine kammähnliche Struktur bilden
In
der Oberseite der Führungsleisten 12 sind Schlitze 20 parallel zueinander in vertikaler
Richtung eingearbeitet. In diese Schlitze werden die Tragkörbe 11 mit den Tragzapfen
9 eingehängt, die, wie Fig. 2 zeigt, auf gegenüberliegenden Seiten der im Querschnitt
quadratischen Tragkörbe 11 angebracht sind. Der Querschnitt zwischen zwei benachbarten
Führungsleisten 12 ist freigelassen. Deshalb ist es möglich, die Tragkörbe 11, die
zum Transport mit einem Hebezeug 21 an einem oberhalb der Zapfen 9 liegenden Kragen
22 gefaßt werden, stattdessen aber auch Fenster zum Eingreifen von Haken oder Klinken
aufweisen können, aus dem in Fig. 1 ersichtlichen mittleren Ladeschacht 23 in seitlicher
Richtung in der oberen Ebene 10 zwischen die Führungsleisten 12 einzuführen. Dabei
sind die Tragkörbe 11 lediglich um die Tiefe der Schlitze 20 über die Führungsleisten
12 hinauszuheben. Deshalb kommt man bei dieser seitlichen Beladung ohne Vertiefung
des Brennelementlagerbeckens 1 aus.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist am unteren Ende der Führungsleisten
ein Gittereinsatz 25 zu sehen, der die Tragkörbe 11 auch am unteren Ende festhält.
Dies ist vorteilhaft, wenn mit seitlichen Kräften etwa bei einem Erdbeben zu rechnen
ist. Ohne solche Kräfte können die Tragkörbe 11 aber auch frei eingehängt sein,
da durch die Schwerpunktlage störende, seitliche Neigungen ausgeschlossen sind.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, die einen Vertikalschnitt durch
ein anderes Lagerbecken in größerem Maßstab zeigt, sitzen die Führungsleisten 30
um weniger als die Höhe der Tragkörbe 31 über der unteren Gestellebene. Anders ausgedrückt
sind die Schlitze 32 so tief,
daß die eingehängten Tragkörbe 31
sich auf den Hülsen 35 der darunterliegenden Gestell ebene 3 abstützen können. Auch
hier kann man durch ein unteres Gitter 36 den seitlichen Halt der Tragkörbe 31 vergrößern
und bei Bedarf für denkbare Seitenkräfte zusätzliche, seitliche Abstützungen 37
und 38 vorsehen.
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5 Patentansprüche 3 Figuren