BSK 3-Kokille - DBE Technology GmbH

5Abbildung 3: Komponenten des Einlagerungssystems am Einlagerungsort nachSchwenken und Aufsetzen des internen Transferbehälters auf die Bohrlochschleuse4.1 Einlagerungsstrecken und -bohrlöcherDie Einlagerungsstrecken sind in einem Salzstock in 870 m Teufe vorgesehen /2/. Von derStreckensohle aus werden vertikale Bohrlöcher im Abstand von ca. 50 m niedergebracht.Das Bohrloch wird von einem ca. 3,0 m tiefen 2,2 m breiten und 5,5 m langen Bohrkeller auserstellt. Abbildung 4 zeigt den voraussichtlichen Streckenquerschnitt der Einlagerungsstreckeinklusive Einlagerungsvorrichtung, Bohrlochkeller und Aufnahmerohr.Abbildung 4: Querschnitt der Einlagerungsstrecke

6Im Bohrlochkeller wird eine Bohrlochschleuse, die für die Abschirmung des Bohrloches währendder Befüllungsphase sorgt, mit der Mündung des Einlagerungsbohrloches verbunden.Dazu wird in den oberen Bereich des Bohrloches ein Aufnahmerohr eingebaut. Bohrlochschleusewie auch das Aufnahmerohr sind demontierbar und werden nach der Verfüllungeines Bohrloches für das nächste wieder verwendet.Die bisherigen Planungen ergeben für die Einlagerungsstrecken eine Höhe von mindestens5,6 m und eine Breite im Sohlenbereich von ca. 6,0 m. Die Firste wird im Bereich oberhalbdes Einlagerungsbohrloches auf ca. 6,6 m erweitert.4.2 TransferbehälterÜbertage wird die BSK 3-Kokille in einen internen Transferbehälter (siehe Abbildung 5) geladen,dieser wird auf einem Plateauwagen liegend durch den Schacht zur Einlagerungssohlegefördert. Dort übernimmt eine Grubenlokomotive den Plateauwagen samt Transferbehälterund führt diese Einheit bis zum Einlagerungsort unter die Einlagerungsmaschine.Der Behälterkörper des Transferbehälters besteht aus einem dickwandigen Hohlzylinder ausGusseisen mit Kugelgraphit (GJS). Die Wanddicke und der Wandaufbau des Behälterkörperssind entsprechend den Anforderungen an die mechanische Festigkeit, an den Brandfallsowie an die Gamma- und Neutronenabschirmung gestaltet. In der Behälterwand befindensich zwei Bohrungsreihen auf unterschiedlichen Teilkreisen, die mit Polyethylenstäben zurNeutronenmoderation gefüllt sind. Die Neutronenabschirmung im Boden- und Deckelbereichwird jeweils durch plattenförmig ausgebildete Neutronenmoderatoren gewährleistet. Durchkonstruktive Maßnahmen werden direkte Strahlendurchgänge vermieden. Der Behälterkörperschließt beidseitig (fuß- und kopfseitig) mit Behälterschleusen ab, die hinsichtlich derGeometrie und des Verschlusssystems baugleich ausgeführt sind. Die Schleusenkörper sindin Edelstahl ausgeführt und mit dem Behälterkörper verschraubt. Die in den Schleusenkörperneingesetzten Flachschieber arbeiten nach dem Prinzip der Schubladentechnik und werdenin Gleitschienen geführt. Der Flachschieber ist in geschlossener Stellung durch zwei inden Seitenwänden eingelassene Verriegelungsbolzen gesichert.Gesamtgewicht unbeladen ca. 45 tAbbildung 5: Transferbehälter

7Der Transferbehälter hat keine eigenen Stelleinheiten zum Entriegeln und Betätigen derFlachschieber. Öffnungs- und Schließvorgänge des Behälters werden bodenseitig mit Stelleinheitender Bohrlochschleuse und deckelseitig mit denen der Einlagerungsvorrichtung (Abschirmhaube)ausgeführt. Dazu werden die Öffnungsbolzen der Bohrlochschleuse und derStelleinheit der Abschirmhaube bei den Aufsetzvorgängen (Transferbehälter in Bohrlochschleuseoder Abschirmhaube auf Transferbehälter) in entsprechenden Öffnungen derFlachschieber eingeführt und entriegeln diese. Fußseitig sind die Öffnungsbolzen der BohrlochschleuseTeil des Bohrlochschiebers und kopfseitig Teil der Abschirmhaube. Mit demÖffnen des Bohrloches und der Abschirmhaube erfolgt gleichzeitig das Öffnen des Transferbehälters.Zur Handhabung des Transferbehälters befinden sich am Behälterkörper vier Tragzapfen.Die zylinderförmigen Tragzapfen haben neben dem Bund, der als Transportauflage dient,einen weiteren, abgesetzten Bund zum Anschlagen eines Hebezeuges im übertägigen Umladebereichund zur Aufnahme durch die Einlagerungsvorrichtung.4.3 BohrlochschleuseDie Bohrlochschleuse (siehe Abbildung 6) besteht aus einem Grundkörper und einem Flachschiebersowie den Einbauten für die Schieberführung und den Schieberantrieb. Der obereTeil des Grundkörpers ist für die Aufnahme des Transferbehälters topfförmig ausgebildet.Auf der Grundfläche des Aufnahmetopfes sind zur Einfädelung des Transferbehälters vierFührungszapfen eingelassen. Der Flachschieber ist ein massiver quaderförmiger Stahlkörper,der über eine Spindel und eine Motorgetriebeeinheit verschoben wird.Der untere Teil des Grundkörpers ist zum Anschluss an das Aufnahmerohr des Bohrlochesflanschförmig ausgebildet. Im oberen, inneren Teil dieses Flansches führen segmentartigausgeführte Durchbrüche die Abluft aus dem Bohrloch in einen Ringkanal und von dort zumAnschlussstutzen einer Entlüftungsanlage.Abmessungen (Länge x Breite): 2.455 mm x 1.590 mmHöhe:650 mmGewicht:5,25 tMaterial:EdelstahlAbbildung 6:Bohrlochschleuse

105 Demonstrationsversuche im Maßstab 1:1Als Versuchsort zur Durchführung eines umfangreichen Testprogrammes ist die Maschinenhalleim Block 2 / Block 3 des Kraftwerks Robert Frank (e-on), 31628 Landesbergen, LandkreisNienburg, vorgesehen. Der Versuchsstand (siehe Abbildung 9) soll in der Maschinenhalleauf Niveau des ehemaligen Turbinentisches eingerichtet werden. Für Montagearbeitenkann der dort vorhandene funktionsfähige Brückenkran 110/10 t benutzt werden.Abbildung 9:VersuchsstandDie Herrichtung des Versuchsstandes ist im 4. Quartal 2007 vorgesehen. Dieser übertägigeVersuchsort ermöglicht bei den Demonstrationsversuchen auch einen Blick in die ca. 10 mtiefe „Endlagerbohrung“, die durch ein 600 mm durchmessendes Rohr mit entsprechendenFenstern simuliert wird.Die Planungen für die einzelnen Komponenten des Einlagerungssystems sind aufeinanderabgestimmt und werden bis zum Sommer 2007 abgeschlossen sein. Sukzessive werden bisAnfang 2008 alle Komponenten gefertigt, und zum Versuchsstand transportiert. Mit der Anlieferungder noch vorhandenen Batterie-Lokomotive (Komponente aus früheren Demonstrationsversuchen)stehen dann die für die Versuche erforderlichen Maschinen und Einrichtungenam Versuchsort bereit.

11Ein umfangreiches Testprogramm, das neben den Demonstrationsversuchen auch Simulationsversucheund Versuche zur Behebung von Betriebsstörungen umfasst, soll bis Ende2008 Aussagen zur Zuverlässigkeit des Einlagerungssystems und der Robustheit jeder einzelnenKomponente liefern. Mit einer Analyse der dabei gewonnenen Erkenntnisse undEmpfehlungen für ggf. erforderliche Anpassungen bei der industriellen Anwendung im Endlagerwird das Projekt Anfang 2009 abgeschlossen.Quellennachweis:/1/ H. Spilker: Status of the development of final disposal casks and prospectsin Germany, Disposal Technologies and Concepts 1998, International Conferenceon Radioactive Waste Disposal, DISTEC ‘98, September 9-11,1998/2/ W. Filbert, H.-J. Engelmann: Aktualisierung des Konzeptes Endlager Gorleben,Abschlussbericht, Rev. 01, Peine, 1998, unveröffentlicht/3/ Direkte Endlagerung ausgedienter Brennelemente, Handhabungsversuchezur Streckenlagerung, Abschlussbericht, Hauptband, September 1995,BMFT FKZ 02 E 8191

12ZusammenfassungZur Optimierung der Einlagerungstechnologie für beide Arten von wärmeentwickelnden radioaktivenAbfällen – ausgediente Brennelemente und Wiederaufarbeitungsabfälle – wurdevon der kerntechnischen Industrie eine Brennstabkokille für ausgediente Brennelementekonzipiert. Diese so genannte BSK 3 – Kokille hat denselben Durchmesser wie eine HAW-Kokille und soll die Brennstäbe von 3 DWR Brennelementen aufnehmen. Durch das Handlingaller wärmeentwickelnden Endlagerbehälter mit einem einzigen Einlagerungssystemwerden Zeit- und Kostenvorteile erwartet. Die dafür geeignete Einlagerungstechnik wird vonDBE TECHNOLOGY GmbH im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsprojektes imAuftrag des BMWi und der EU-Kommission mit Unterstützung der deutschen kerntechnischenIndustrie entwickelt und erprobt. Erhöhte Anforderungen an die Technik der Handhabungseinrichtungenresultieren z. B. aus der Länge der BSK 3 (ca. 5 m) und der Masse (ca.5,2 t). Die maßgeblichen und neu zu entwickelnden Einrichtungen dafür sind ein Transfer-Behälter, ein Plateauwagen, eine Einlagerungsvorrichtung und eine Bohrlochschleuse. Dazukommt eine im Bergbau übliche, aus früheren Vorhaben vorhandene, Batterie-Lokomotive.Die Funktionen und die Auslegung der einzelnen Komponenten und des gesamten Einlagerungssystemswerden beschrieben und illustriert. Das Versuchsprogramm zur Demonstrationder Einlagerungstechnik im Maßstab 1:1 und zur Überprüfung der Zuverlässigkeit des Systemswird im Jahr 2008 in einer ehemaligen Turbinenhalle von e-on in Landesbergen (Niedersachsen)durchgeführt.

13Anschrift der VerfasserWilhelm BollingerfehrDBE TECHNOLOGY GmbHEschenstraße 55D-31224 PeineWolfgang FilbertDBE TECHNOLOGY GmbHEschenstraße 55D-31224 Peine