[发明专利]用于储存核燃料元件的储存架装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序的用于储存核燃料元件的储存架装置。

背景技术

核燃料元件和尤其是用过的核燃料元件储存在填充有诸如水的冷却剂的储存池中，该冷却剂同时用作抵抗燃料元件的辐射的屏障。用过的核燃料元件保存在储存池中很长时间，直至其被供给用于重新处理，或基于各自情况最后处置。为了安全地储存核燃料元件，已经研究出了储存架，其中，储存池可容纳多个储存架，该储存架可并排布置，并可基于各自情况而彼此上下布置。

从文献DE 2930237A1已知一种用于储存核燃料元件的储存架，其包含多个用于接收燃料元件的垂直轴或通道，通道的壁由彼此上下布置的金属板条形成。金属板条在其下边缘和上边缘设有切口，通过该切口，可相互保持被交叉地推入到彼此中的金属板条。金属板条布置在由撑杆连接的上格板和下格板之间。通道和燃料元件被支撑在所述的储存架的下格板上。

在文献US 4,042,828中描述了另一种用于将核燃料元件储存在储存池中的储存架。这种储存架包含多个垂直的外罩，其布置成行并形成用于接收燃料元件的通道。具有方形横截面的外罩布置在敞开的储存架框架中，并在下端和上端敞开，使得储存池中所含有的水可在外罩中循环，以冷却燃料元件。放置在外罩中的燃料元件各自通过支撑件而支撑在储存池的地板上。

已经发现，来自现有技术的上述储存架仅有保留地满足安全地储存燃料元件的要求，因为在地震期间，储存池中的储存架的显著移位是被特别确定了的。满载燃料元件的储存架通常具有30t至60t之间的重量，所以在地震期间，在相邻的储存架之间以及在储存架和储存池的壁之间发生的力是相当大的，存在着在地震期间可能损坏储存架及储存在其中的燃料元件和/或储存池的衬砌且在这个过程中可能释放出放射性核素的风险。

来自前述文献US 4,042,828的图9、13以及14显示了保持夹具，通过该保持夹具可将彼此相邻设置的储存架连接。通过储存架的连接，至少原则上可避免地震期间的储存架之间的移位。然而，在指定的文献中所描述的构造储存架的方式显得不适合承接大的水平力，所以只能通过保持夹具有限地提升抵抗地震的安全性。

为了解决地震引起的储存架移位的问题以及与其相关联的与储存池的壁或与安装在储存池中的其它设备发生碰撞的风险，已经试图在储存池的壁上支撑储存架和/或将其锚固或用螺丝将其紧固在储存池的地板上。在过去，基于这种固定的储存架原理，已经建造了多个储存池。然而，很快发现这种固定储存架原理受到限制。在较高的地震荷载和较高的储存密度或在较高的储存架的质量下，局部极高的峰值荷载出现在锚固点或支撑点上，这将必然导致对这些结构的破坏，尤其是导致储存池的衬砌中的泄漏。出于这个原因，寻求一种适合于较高的地震荷载和较高的储存密度的解决方案。

针对这个问题的极大改进由所谓的“自由滑动”原理提供，在过去的几年中，该原理在新建造的燃料元件仓库中确立起来。在这个原理中，储存架自由地安装在储存池中，并可在地震中以自由滑动的方式移动。地震能量的大部分被移动时所产生的摩擦破坏。这个原理容许消除储存架的锚固点或支撑点处的局部极高的峰值荷载，但也具有特有的缺点。

一个缺点是地震引起的储存架移位需要在储存架的周围均具有一定的自由区。这相当于损失非常昂贵的储存区域。

另一缺点是这些移位导致在支撑架之间形成不同大小的不规则间距，而且，在地震之后因而可能出现储存架的不规则的布置，这可能导致与储存的燃料元件的后续处理相关的问题。

另一缺点源自部分地承载且尤其单边地承载的储存架在高的水平地震加速度下被激发摇晃，且储存架的支脚例如可能从储存池的地板上升10至20mm。储存架的这种摇晃对储存池的地板产生非常高的冲击力，由此显著地增加了储存池泄漏的风险。另外，还观测到卸载位置的方向上的储存架移位的倾向增加，这额外地降低了储存架的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于将核燃料元件储存在储存池中的储存架装置，该储存池根据“自由滑动”原理而建造，但避免了或极大地减少了这个原理的上述缺点。

根据本发明并通过权利要求1中所限定的储存架装置，可满足这个目的。