DE10245438B4 - Verfahren zum Abtransport einer Schwerlast, insbesondere eines aktivierte Primärkreiskomponenten enthaltenden Behälters, aus dem Reaktorgebäude eines Kernkraftwerkes - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Abtransport einer Schwerlast aus einem Reaktorgebäude (1) eines Kernkraftwerks, bei dem die Schwerlast mittels an ihr vorhandener Gleitplatten (32) auf einer sich vom Reaktorgebäude (1) weg erstreckenden, in Bodennähe angeordneten und eine Gleitstrecke bildenden Transportschiene (10) bewegt und auf ein Schwerlastfahrzeug (8) aufgeschoben wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtransport einer Schwerlast aus dem Reaktorgebäude eines Kernkraftwerkes. Unter einer Schwerlast ist in erster Linie ein Behälter für aktivierte Primärkreiskomponenten, beispielsweise Brennstäbe, zu verstehen. Ein solcher Behälter weist im gefüllten Zustand ein Gewicht von 300.000 kg und mehr auf. Der Behälter wird zunächst mit Hilfe eines fest installierten Hebesystems bis zu einer Öffnung in der Wand des Reaktorgebäudes bzw. bis zur sog. Materialschleuse transportiert. Ab dort muss er mit Hilfe eines externen Transportsystems zu einem Schwerlastfahrzeug, etwa einem Tieflader weiter transportiert und auf diesen aufgeladen werden.
• Ein externes Transportsystem ist zum Beispiel aus der DE 44 23 059 bekannt. Dort wird die Schwerlast mit Hilfe eines Panzerrollen aufweisenden Transportsattels entlang eines geebneten Transportweges zwischen Schwerlastfahrzeug und Einbauort in der Anlage verfahren.
• Eine ähnliche Vorrichtung ist weiterhin aus der DD-PS 98 878 bekannt, bei der mehrere Transportschlitten bzw. -wagen in einer Transportkette zusammengefasst sind, um großflächige schwere Bauteile zu transportieren. Der Transport von der Materialschleuse zum Schwerlastfahrzeug ist aus mehreren Gründen problematisch: Vielfach ist auf Grund von baulichen Gegebenheiten nur wenig Platz vor dem Reaktorgebäude vorhanden, was die Verwendung eines fahrbaren Krans, wie er zum Beispiel aus der DE 27 25 694 bekannt ist, unmöglich macht.
• Es ist deshalb schwierig, in Hebe- bzw. Transportsystem und ein Schwerlastfahrzeug, beide mit enormen Ausmaßen, auf dem durch Gebäudekanten begrenzten Vorplatz des Reaktorgebäudes unterzubringen. Es werden daher z.B. ein mobiler Schwerlastkran eingesetzt, der mit einem langen Ausleger den Behälter an der Materialschleuse übernimmt. Dabei lässt es sich meist nicht vermeiden, dass der Behälter sehr hoch angehoben werden muss, um störende Gebäudekanten zu überwinden. Nachteilig ist weiterhin, dass ein Schwerlastkran ein sehr stabiles und aufwendig herzustellendes großflächiges Fundament erfordert. Ein weiteres Problem bei der in Rede stehenden Transportaufgabe ist, dass Hebe- und Transporteinrichtungen vor dem Transportgebäude den normalen Betrieb stören würden und deshalb nur temporär aufgebaut werden können. Für den Abtransport mehrerer Behälter ist daher oft ein Zeitaufwand von bis zu drei Monaten erforderlich. Dabei wird die meiste Zeit für den Auf- und Abbau der Hebe- und Transporteinrichtungen verbraucht. Ein weiteres Problem ist die Erdbebensicherheit. Eingesetzte Hubgerüste und dergleichen müssen so konstruiert sein, dass sie bei angehobener Last einem Erdbeben stand halten. Solche Konstruktionen sind sowohl in Herstellungs- als auch Montagetechnischer Sicht sehr aufwendig und verteuern den Abtransport einer Schwerlast erheblich. Herkömmliche Verfahrensweisen erfordern relativ viel Handhabung nahe am Behälter. Dies kann problematisch sein, wenn Behälter mit erhöhter Strahlendosis transportiert werden müssen.
• Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Abtransport einer Schwerlast, insbesondere eines Behälters für aktivierte Primärkreiskomponenten, aus dem Reaktorgebäude eines Kraftwerkes anzugeben, das mit geringerem Zeit- und Kostenaufwand, insbesondere ohne einen zusätzlichen Transportsattel oder -wagen erfolgen kann, sowie erdbebensicher durchführbar ist.
• Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Danach wird die Schwerlast unmittelbar auf einer sich vom Reaktorgebäude wegerstreckenden, in Bodennähe angeordneten und eine Gleitstrecke bildenden Transportschiene bewegt und direkt auf ein Schwerlastfahrzeug aufgeschoben. Der Abtransport vom Reaktorgebäude sowie das Aufladen auf das Schwerlastfahrzeug erfolgen ohne Verwendung eines Transportsattels oder -wagens und praktisch auf ein und demselben Höhenniveau, so dass eine aufwendige und gegen Erdbeben zu sichernde Hebevorrichtung nicht erforderlich ist. In punkto Erdbebensicherheit ist ein am Boden verlegtes Schienensystem völlig problemlos. Auch sind die zur Unterstützung erforderlichen Fundamentarbeiten relativ gering im Vergleich zu großflächigen Fundamenten, wie sie beim Einsatz von mobilen Großkränen erforderlich sind. Sich an ei nem Bodenfundament stützende Transportschienen mit geringer Höhe benötigen nur einen geringen Raumbedarf, so dass während des Abtransportes einer Schwerlast der Zugang zum Reaktorgebäude relativ gering behindert ist. Derartige Transportschienen lassen sich auch mit geringem Zeitaufwand Auf- und wieder Abbauen, wodurch der Gesamtzeitaufwand für den Abtransport einer Schwerlast erheblich verringert ist. Verringert ist auch der Zeitaufwand für den Transport der Schwerlast. Ist sie einmal auf die Transportschiene aufgesetzt und mit Zugseilen verbunden, kann sie praktisch ohne Unterbrechung und ohne weitere Manipulationen in ihrem Nahbereich bis auf die Ladefläche des Schwerlastfahrzeugs verbracht werden.
• Ein Schwerlastfahrzeug kann im einfachsten Fall eine glatte Aufnahmefläche aufweisen, auf der die Schwerlast aufgeschoben wird. Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante ist jedoch ein Schwerlastfahrzeug vorgesehen, auf dessen Ladefläche Aufnahmeschienen fixiert sind, die mit den Transportschienen kompatibel und an diese angekuppelt sind. Auf diese Weise ist eine problemlose Übergabe der Schwerlast an das Schwerlastfahrzeug gewährleistet. Außerdem bilden die Aufnahmeschienen eine sichere Tragkonstruktion für die Schwerlast.
• Aufgrund enger Platzverhältnisse von dem Reaktorgebäude kann ein Schwerlastfahrzeug oft nicht so platziert werden, dass die Ausrichtung seiner Ladefläche mit der Ausrichtung der Schwerlast, die sie beim Passieren der Materialschleuse aufweist, übereinstimmt. Bisher wurde eine Drehung der Schwerlast mit Hilfe von aufwendigen Kransystemen vorgenommen. Bei weiteren bevorzugten Verfahrensvarianten werden dagegen gebogene oder in einer Horizontalebene drehbare Schienenabschnitte eingesetzt, wobei insbesondere die letztgenannte Variante eine Drehung der Schwerlast auf engstem Raum ermöglicht.
• Bei einer alternativen Verfahrensvariante wird die Schwerlast – wie bei den oben geschilderten Verfahrensvarianten auch – bis zum Ende der Gleisstrecke bewegt. Die Übergabe an das Schwerlastfahrzeug erfolgt aber auf eine andere Weise. Sie wird mit Hilfe von sich am Untergrund abstützenden Hydraulikzylindern angehoben, wobei anschließend die sich unter der Last befindlichen Transportschienen entfernt werden. Dann wird die Schwerlast auf das zwischenzeitlich unter ihr positionierte Schwerlastfahrzeug abgesenkt. Bei dieser Vorgehensweise können Schwerlastfahrzeuge eingesetzt werden, deren Ladefläche nicht so ausgestaltet sein muss, dass Lasten der vorliegenden Art darauf verschiebbar sind. Bei der genannten Verfahrensvariante ist zwar ein Anheben, jedoch keine Drehung der Schwerlast erforderlich. Daher kann das Anheben mit Hydraulikzylindern erfolgen. Der technische Aufwand, um eine solche Hubvorrichtung erdbebensicher zu machen, ist geringer als bei einem von oben her an die Last angreifenden Kransystem.
• Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine schematische Draufsicht auf einen ein Reaktorgebäude umfassenden Gebäudekomplex und ein Transportsystem gemäß einer ersten Verfahrensvariante,
• 2A, 2B eine Bildfolge in einer 1 entsprechenden Darstellung, die eine zweite Verfahrensvariante verdeutlicht,
• 3A-3C die Bilderfolge einer weiteren Verfahrensvariante, ebenfalls in 1 entsprechenden Darstellungen,
• 4 die Draufsicht auf ein drehbares Transportschienensegment,
• 5 einen Längsschnitt entsprechend Linie V-V in 4,
• 6 einen Querschnitt entsprechend Linie VI-VI in 4,
• 7 eine perspektivische Ansicht eines Behälters für Brennelemente, und
• 8 das Detail VIII von 7.
• Die Grundrisse gemäß 1 bis 3 zeigen ein Reaktorgebäude 1 im Querschnitt sowie verschiedene Nebengebäude 2a-d, die einen Vorplatz 3 umgrenzen. Der Zugang zum Reaktorgebäude ist über eine Materialschleuse 4 mit Öffnungen 5, 6 zugänglich. Eine Schwerlast, im Folgenden wird auf einem Behälter 7 für bestrahlte Brennelemente Bezug genommen, wird zunächst mit einem innerhalb des Reaktorgebäudes vorhandenen Transportsystem bis zur Materialschleuse bzw. bis zur Öffnung 6 transportiert. Das Transportsystem im Reaktorgebäude 1 umfasst eine Hebevorrichtung (nicht dargestellt) und eine beispielsweise in Form von Schienen ausgebildete Gleitvorrichtung 9. Diese erstreckt sich durch die Öffnungen 5 und 6 hindurch. Wie der Grundriss von 1 zeigt, ist der Vorplatz 3 oft durch umliegende Gebäude 2a-c so eingeengt, dass das Schwerlastfahrzeug 8 nur mit einiger Entfernung zur Materialschleuse 4 positioniert werden kann. Die zu überwindende Transportstrecke wird nun erfindungsgemäß mit Hilfe einer Transportschiene realisiert, die sich vom Reaktorgebäude 1 beziehungsweise einer dort vorhandenen Materialschleuse 4 wegerstreckt. Die Transportschiene 10 setzt sich aus 2-parallel verlaufenden und mit Abstand zueinander angeordneten Teilschienen 12 zusammen. Die Oberseiten der Teilschienen 12 bilden Gleitflächen 11, die sich einer gemeinsamen Horizontalebene erstrecken. Der Behälter 7 wird nun an der Öffnung 6 der Materialschleuse an die Transportschiene 10 übergeben und auf dieser bis zu deren Ende weiter bewegt. Dies kann zweckmäßigerweise mit Seilzügen erfolgen, die an Gebäudeteilen oder an Erdankern ansetzen. Die Ladefläche des mit seinem Hinterende direkt an die Tragschiene 10 herangestellten Schwerlastfahrzeugs 8 weist eine Aufnahmeschiene 13 auf, die mit der Tragschiene 10 kompatibel und an diese angekuppelt ist. Der Behälter 7 kann auf diese Weise ohne Zwischenschaltung von Hebelzeugen direkt auf das Schwerlastfahrzeug bewegt werden. Die sich ebenfalls aus zwei Teilschienen 14 zusammensetzende Aufnahmeschiene 13 dient dabei gleichzeitig zur Fixierung des Behälters 7 auf der Ladefläche des Schwerlastfahrzeuges 8.
• Die baulichen Gegebenheiten sind oft so, dass das Schwerlastfahrzeug nicht so positioniert werden kann, dass seine Längsachse 15 mit der Längsachse 16 des sich in der Materialschleuse 4 befindlichen Behälters 7 fluchtet. Es ist dann eine Drehung des Behälters 7 in einer Horizontalebene beziehungsweise um eine vertikale Achse erforderlich. Diese wird mit Hilfe einer Kurvenschiene 18 gewährleistet.
• Bei einer weiteren Verfahrensvariante wird eine Drehung des Behälters 7 mit Hilfe einer in einer Horizontalebene beziehungsweise um eine Vertikalachse drehbaren Drehschiene 19 bewerkstelligt. Dabei wird so vorgegangen, das der Behälter 7 zunächst auf dem internen Gleitsystem 9 durch die Materialschleuse 4 hindurch auf die sich von der Materialschleuse 4 nach außen wegerstreckende Transportschiene 10 und dann auf die daran angeschlossenen Drehschiene 19 aufgeschoben wird. Die Bewegung der Drehschiene 19 kann wieder mit Hilfe von Seilwinden erfolgen. Der Drehwinkel bestimmt sich nach der jeweiligen Position und Ausrichtung des Schwerlastfahrzeuges 8. Das Ankuppeln der Aufnahmeschiene 13 an die Drehschiene 19 und das Verschieben des Behälters 7 auf das Schwerlastfahrzeug 8 erfolgt wie bereits weiter oben beschrieben.
• Bei dem in 3A-3C angedeuteten Verfahren erfolgt die Übergabe des Behälters 7 auf das Schwerlastfahrzeug 8 auf eine andere als die oben beschriebene Weise. Am Ende der Transportschiene 10 ist ein Schienenabschnitt 27 lösbar angeordnet. Auf beiden Seiten des Schienenabschnittes 27 sind mit Längsabstand jeweils 2 Hydraulikzylinder 28 angeordnet, welche in eine nicht näher dargestellte Stützkonstruktion eingebunden sind. Der Behälter 7 wird zunächst entlang der Transportstrecke soweit verschoben, bis er auf dem Schienenstück 27 zu stehen kommt. Dann wird der Behälter 7 ein kurzes Stück angehoben und der Schienenabschnitt 27, etwa in Richtung des Pfeiles 29, entfernt (3B). Denkbar ist auch eine versenkbare Lagerung des Schienenabschnittes 27. Nachdem der Raum zwischen den Hydraulikzylindern 28 frei ist, wird das Schwerlastfahrzeug 8 eingefahren und der Behälter 7 abgesenkt.
• Aus 4-6 geht der Aufbau einer Drehschiene 19 hervor. Ihre Teilschienen 20 sind mit als Hohlprofile ausgebildeten Querstegen 22 miteinander verbunden. Die Teilschienen 20 sind Doppelkammerprofile, die sich auf einer Grundplatte 23 abstützen. Die Grundplatte 23 ihrerseits stützt sich mit Rollenlagern 24 an einer Bodenplatte 25 ab. Die Trägerplatte 23 ist von einem aus der Bodenplatte 25 vorstehenden Drehzapfen 26 durchsetzt. Eine Transportschiene 10 weist einen vergleichen Aufbau wie die Drehschiene 19 auf. Nur stützen sich hier die Teilschienen 12 direkt auf einem Bodenfundament (nicht dargestellt) ab.
• Ein Behälter für die Aufnahme von Brennelementen ist in 7 exemplarisch dargestellt. Er ist im wesentlichen tonnenförmig und weist beidseitig je zwei aus seiner Umfangsfläche vorspringende Stutzen 30 auf, an denen die Hydraulikzylinder 28 ansetzen. An seiner Unterseite 6 sind insgesamt 4 Gleitplatten 32 vorhanden, die in Axial- und Umfangsrichtung beabstandet sind. Die Unterseiten der Gleitplatten 32 sind eben ausgebildet und sind allesamt in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die Unterseiten der Gleitplatten 32 wirken mit den Gleitflächen 11 der Tragschiene 10, der Aufnahmeschiene 13 und der Drehschiene 19 zusammen. Denkbar sind auch Rollenelemente anstelle von Gleitplatten. Um ein seitliches Abrutschen des Behälter 7 von den genannten Schienen und eine Führung in Längsrichtung zu gewährleisten steht aus den Unterseiten der Gleitplatten 32 jeweils eine Führungsrolle 33 vor, deren Drehachse sich rechtwinklig zu den Unterseiten der Gleitplatten 32 erstreckt. Die Führungsrollen 33 sind jeweils nahe den aneinander zugewandten Innenkanten 34 der Gleitplatten 32 angeordnet.

Claims (7)

1. Verfahren zum Abtransport einer Schwerlast aus einem Reaktorgebäude (1) eines Kernkraftwerks, bei dem die Schwerlast mittels an ihr vorhandener Gleitplatten (32) auf einer sich vom Reaktorgebäude (1) weg erstreckenden, in Bodennähe angeordneten und eine Gleitstrecke bildenden Transportschiene (10) bewegt und auf ein Schwerlastfahrzeug (8) aufgeschoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Schwerlastfahrzeuges (8), auf dessen Ladefläche Aufnahmeschienen (13) fixiert sind, die mit den Transportschienen (10) kompatibel und an diese ankuppelbar sind.
3. Verfahren zum Abtransport einer Schwerlast aus einem Reaktorgebäude eines Kernkraftwerks, bei dem die Schwerlast mittels an ihr vorhandener Gleitplatten (32) auf einer sich vom Reaktorgebäude weg erstreckenden, eine in Bodennähe angeordnete Transportschiene (10) umfassenden Gleitstrecke bis zu deren Ende verschoben wird, wobei dann die Schwerlast mit Hilfe sich am Untergrund abstützender Hydraulikzylinder (28) angehoben, ein sich unter der Last befindlicher Schienenabschnitt (27) entfernt und die Schwerlast auf das darunter positionierte Schwerlastfahrzeug (8) abgesenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Kurvenschiene (18).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer in einer Horizontalebene drehbar gelagerten Drehschiene (19).
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehschiene (19) am Ende der Gleitstrecke angeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Transport eines aktivierte Primärkreiskomponenten enthaltenden Behälters (7).