專利名稱:存儲(chǔ)危險(xiǎn)材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于最終處置從核反應(yīng)堆中移除的廢棄核燃料并且還適用于最終 處置其它極度危險(xiǎn)材料的方法和設(shè)施，這些危險(xiǎn)材料不能做無(wú)害化處理并且因此必須按照 這樣的方式存儲(chǔ)，從而其危險(xiǎn)性將不會(huì)帶來(lái)比能夠在安全裕度非常大的情況下所接受的危 害更大的危害。
背景技術(shù)目前，將在已經(jīng)燃盡之后從核反應(yīng)堆中移除或者由于其它原因移除的廢棄核燃料 放置在位于衰減池中的水下位置中，并且保存在那里直到其活性從而其發(fā)熱已經(jīng)充分降 低。目的是適時(shí)地將廢燃料轉(zhuǎn)移到最終存放位置(在下面也被稱為存放室)，在那里它將被 無(wú)限期地安全存放。
實(shí)際上，現(xiàn)在仍然不存在任何真正的核燃料存放室，只有臨時(shí)設(shè)施，在大多數(shù)情況 下為衰減池，用于臨時(shí)存放，直到建立永久安全的存放室。在當(dāng)前情況下，世界上存在大量 廢棄核燃料，它們?cè)诮?jīng)過幾十年臨時(shí)存放之后仍然等待其最終永久的安全存放。
按照瑞典當(dāng)前情況來(lái)看，已經(jīng)提出但是還沒有實(shí)施的對(duì)于廢棄核燃料的安全最終 處置的問題的解決方案在于將廢棄核燃料存放在由銅制成的大桶中，每個(gè)桶包含大約二十 噸銅，并且將這些桶埋入在深達(dá)500米的巖床中的泥土(膨潤(rùn)土)中。采用這種設(shè)想的解 決方案，目前在最終處置之前存儲(chǔ)在衰減池中的廢棄核燃料就將需要大量的銅。除了其它 問題之外，僅銅的費(fèi)用就將非常高。
對(duì)于最終處置問題還提出了其它解決方案的建議，這些方案同樣沒有實(shí)施。在這 些建議后面的構(gòu)思在于將廢棄核燃料存放在巖床中的非常深的豎直孔中，所設(shè)想的深度為 幾公里的量級(jí)。已經(jīng)證實(shí)不會(huì)存在地下水從處于這種深度的最終存放位置運(yùn)動(dòng)到地表附近 的危險(xiǎn)。導(dǎo)致放射性材料從存放室中泄漏出的事故因此不會(huì)在地表附近造成任何環(huán)境問 題。鉆出具有所設(shè)想深度的相當(dāng)寬的孔洞是已知并且投入到實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)，并且不會(huì)太
曰蟲 P卩貝。
W02006/057603為現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，該文獻(xiàn)披露了一種用于通過將存儲(chǔ)容器堆疊在 深豎井中來(lái)最終處置封裝在密封存儲(chǔ)容器中的核燃料的方法。將這些容器下放到豎井中以 形成與豎井壁具有間隙空間的單獨(dú)堆疊。在?？吭谪Q井底部上的該堆疊到達(dá)基本上低于豎 井口的高度，例如剛好低于在處置地方處的地下水地層時(shí)，終止堆疊。在堆疊不斷增高時(shí)， 用合適的固化灌漿組合物(例如所謂的自壓實(shí)混凝土，即，比普通混凝土自流動(dòng)性基本上 更好并且因此能夠在容器周圍很容易形成無(wú)孔隙護(hù)套的混凝土組合物)填充在豎井中的 容器周圍的間隙空間。最后，將回填材料引入引入到位于所完成的疊上方的空間中以密封 該豎井。
發(fā)明概述
根據(jù)如在上述WO文獻(xiàn)中所披露的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明其目的在于提供一種改進(jìn)的 方法，用于以按照期望能夠滿足針對(duì)人類安全的非常嚴(yán)格的要求的方式，在非常長(zhǎng)的時(shí)間，甚至是幾十萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)，最終處置廢棄核燃料和其它高放射性或其它極度危險(xiǎn)的材料， 并且可以用合理的費(fèi)用投入到實(shí)際應(yīng)用中。
因此，根據(jù)本發(fā)明，將保存有危險(xiǎn)材料的存儲(chǔ)容器堆疊在深鉆到地面、巖床，例如 兩三千米或更深的豎井中，并且在任何情況下向下達(dá)到根據(jù)存放室的地理位置，巖床的狀 態(tài)以及與安全有關(guān)的其它因素，例如危險(xiǎn)材料的特性和危險(xiǎn)性，被認(rèn)為足夠的深度。
在選擇作為存放室并且其中巖床相當(dāng)均勻的區(qū)域內(nèi)彼此間隔合適的距離地鉆出 多個(gè)用于存儲(chǔ)容器的豎井。這些豎井比存儲(chǔ)容器稍寬，從而可以采用合適的操縱設(shè)備很容 易將這些容器下放到存放高度。
基本上，存儲(chǔ)容器的詳細(xì)設(shè)計(jì)基本上對(duì)于本發(fā)明不是至關(guān)重要的，但是理所當(dāng)然 這些容器應(yīng)該具有這樣的特征，即它們自身能夠很好地防止所有危險(xiǎn)，即，在處理過程中在 存放在存放室中之前和期間危險(xiǎn)材料使環(huán)境受到的威脅；并 且在存放室中具有良好的基本 安全。這意味著，除此以外，必須能夠按照非常安全的方式處理這些存儲(chǔ)容器，并且這些存 儲(chǔ)容器必須也能夠承受極大的未預(yù)計(jì)到的應(yīng)力而不會(huì)損害密封性，或者在所存放的危險(xiǎn)材 料具有放射性時(shí)，能夠防輻射。
提供了良好期望，即，滿足了在剛才所述方面上的非?？量桃笄彝瑫r(shí)在資 源或成本方面非常令人滿意，的存儲(chǔ)容器設(shè)計(jì)屬于現(xiàn)有技術(shù)。在W02004/051671和 W02005/064619中描述了其示例。這些容器形成一種盒組結(jié)構(gòu)，其中它們具有用于危險(xiǎn)材料 的中央密封存儲(chǔ)空間，該空間由合適金屬材料的第一內(nèi)層和混凝土或者可選金屬和混凝土 的至少一層并優(yōu)選幾層周圍層限定。因此單層的損壞至多僅導(dǎo)致輕微的安全損失。
根據(jù)本發(fā)明，豎井其直徑稍大于最大的外部橫向存儲(chǔ)容器尺寸，即在圓形圓柱容 器的情況中，直徑是例如最大橫向尺寸的110-120%。在已經(jīng)將這些容器下放到豎井中時(shí)， 用合適的灌漿材料，例如混凝土，優(yōu)選為自壓實(shí)混凝土，灌入到在容器和豎井壁之間的空間 中，從而該混凝土即使不被振動(dòng)也會(huì)填充在容器周圍的所有空腔，并且最好還可以用纖維 加強(qiáng)。因此，這些容器將由另一層保護(hù)層包圍，同時(shí)固定在豎井壁上?？梢酝ㄟ^給容器外壁 設(shè)置粗糙或其它不均勻表面來(lái)加強(qiáng)該固定。
優(yōu)選的是，在將第一存儲(chǔ)容器下放到豎井中之前，將高強(qiáng)度底座插栓安放在豎井 的底部上，并且通過灌漿將其牢牢固定在精確取向的位置中，從而它在豎井中對(duì)中，并且其 上表面水平以形成用于最下面存儲(chǔ)容器的穩(wěn)定水平支撐表面?？梢詫⒍喔缌虬?根，拉伸纜索牢牢固定在其周圍的底座插栓上。這些拉伸纜索向上延伸至進(jìn)行存儲(chǔ)容器下 放的地方；那個(gè)地方可以處于地上平面處或者可選的是處于地下平面處。
然后，將第一存儲(chǔ)容器懸掛在一根或多根提升纜索上下放到豎井中，并且安放在 底座插栓的頂部上。存儲(chǔ)容器的下端可以設(shè)有用來(lái)與位于底座插栓的上端處的配合元件合 作從而使存儲(chǔ)容器在豎井中對(duì)中的元件。圍繞著存儲(chǔ)容器分布的拉伸纜索在下放期間橫向 引導(dǎo)存儲(chǔ)容器，并且還可以用作容器對(duì)中元件。然后安放一連串其它存儲(chǔ)容器，并且使之分 別在第一存儲(chǔ)容器和下一個(gè)下面的存儲(chǔ)容器上對(duì)中。
優(yōu)選的是，按照下面的方式成組進(jìn)行存儲(chǔ)容器的堆疊。在形成在底座插塞的頂部 上的堆疊到達(dá)預(yù)定高度并且包括有例如10個(gè)存儲(chǔ)容器時(shí)，用例如優(yōu)選為自壓實(shí)類型的混 凝土將由這些存儲(chǔ)容器形成的堆疊灌漿，從而在不用振動(dòng)的情況下它填充了在存儲(chǔ)容器周 圍的所有開放空間，并且優(yōu)選還可以用鋼纖維將該混凝土加強(qiáng)。[0017]在混凝土已經(jīng)硬化之前，可以將拉伸纜索拉緊，從而在混凝土已經(jīng)硬化了合適時(shí) 間之后，它們將使得由堆疊存儲(chǔ)容器形成的那組或部分受到預(yù)應(yīng)力，該預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)了這疊 存儲(chǔ)容器和其周圍的混凝土。
在混凝土已經(jīng)充分硬化時(shí)，這樣形成的這組或部分堆疊存儲(chǔ)容器可以通過由多個(gè) 其它存儲(chǔ)容器形成并且灌注有混凝土的另一組或部分按照類似的方式延伸。這組或部分可 以按照與第一組或部分相同的方式施加預(yù)應(yīng)力。
在這樣形成的多個(gè)疊部分之間或者在多組這些疊部分之間，可以適當(dāng)?shù)匾肱c底 座插栓類似，但可選地比它更短的中間插栓，并且用混凝土牢牢固定在豎井壁上，從而可以 消除或至少部分減小力從上面的堆疊部分傳遞給下面的堆疊部分。這些中間插栓(其也導(dǎo) 致危險(xiǎn)材料豎直分開并且因此導(dǎo)致在危險(xiǎn)材料發(fā)熱的情況下周圍巖石的受熱被減小)也 可以設(shè)置在各個(gè)存儲(chǔ)容器之間，但是這將導(dǎo)致花費(fèi)更多時(shí)間將存儲(chǔ)容器放入到豎井中。
豎井應(yīng)該不完全填充存儲(chǔ)容器，而是只是填充至一定的安全高度，從而最上面的 存儲(chǔ)容器將與豎井的頂端分開一段安全的距離。該安全高度或安全距離取決于在每種情 況中的安全要求、危險(xiǎn)材料的危險(xiǎn)性、巖床的狀況、與地下水相關(guān)的危險(xiǎn)問題和其它相關(guān)因 素。如果危險(xiǎn)材料在放入到豎井中時(shí)具有高放射性，則最好絕不要讓存儲(chǔ)容器的堆疊距離 地面低于500或1000米。優(yōu)選的是，堆疊的頂部應(yīng)該低于地下水地層。
最終將位于最上面的存儲(chǔ)容器上方的那部分豎 井用用來(lái)密封該豎井的合適材料 填充。密封材料可以選擇成難以將它移除，從而恐怖分子想要破壞或試圖恢復(fù)該材料將難 以進(jìn)行。
可以將一根或多根管狀構(gòu)件(管子或軟管)與底座插栓和拉伸纜索一起通入到豎 井中。這些管狀構(gòu)件可以包括或者隨后設(shè)置合適的通信和/或監(jiān)測(cè)設(shè)備，例如用于監(jiān)測(cè)活 性水平、檢查存儲(chǔ)容器、底座插栓和中間插栓的對(duì)中位置、在巖床內(nèi)或在豎井內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等。 這些管狀構(gòu)件中的一根或多根最初可以是空的，以便隨后可以補(bǔ)充該設(shè)備或者更換出故障 的設(shè)備。而且，可以使用這些管狀構(gòu)件將致冷劑向下引入到豎井中并且從中引出，例如通過 在存儲(chǔ)容器中的通道。該致冷劑降低了由仍然發(fā)熱的核燃料引起的在豎井周圍的巖床的發(fā) 熱。在核燃料從反應(yīng)堆中抽出之后短時(shí)間內(nèi)將核燃料放入到豎井中并且發(fā)熱因此仍然相對(duì) 較強(qiáng)的情況下，減小這種從存儲(chǔ)容器到周圍巖床的熱傳遞是適當(dāng)?shù)鼗虮匾摹?br>因?yàn)樵趯?shí)際和經(jīng)濟(jì)限制范圍內(nèi)應(yīng)該盡可能減小在豎井周圍的巖床發(fā)熱，所以最好 不要在將核燃料從反應(yīng)堆中取出之后立即將核燃料封裝在存儲(chǔ)容器中。在從反應(yīng)堆中將核 燃料取出之后的第一年或幾年期間，發(fā)熱仍然較強(qiáng)，但是在卸載之后它相對(duì)迅速地下降至 最初的一小部分。在幾年的過渡之后，它持續(xù)下降，但是下降速度低得多。
為此，最好在將核燃料從反應(yīng)堆中取出之后在將它放入到豎井中之前讓該核燃料 冷卻合適的時(shí)期，例如3至5年。冷卻可以按照與目前方式相同的方式進(jìn)行，即，通過將核 燃料放置在衰減池中并且將它保持在那里直到將它封裝在存儲(chǔ)容器中并且引入到豎井中。 從安全角度看有吸引力的可選方案在于，在將核燃料從反應(yīng)堆中取出之后立即將核燃料轉(zhuǎn) 移到受到強(qiáng)制冷卻的存儲(chǔ)容器中一定的時(shí)間，例如2至5年，之后再將它們放入到豎井中。 必要時(shí)，在放入到豎井中之前，可以用不同的存儲(chǔ)容器來(lái)更換其中進(jìn)行冷卻的存儲(chǔ)容器。還 有一種可能是，在冷卻時(shí)期的最后將保存有核燃料的受冷卻的存儲(chǔ)容器放到另一個(gè)存儲(chǔ)容 器中，并且將該存儲(chǔ)容器放入到豎井中。[0025]在存儲(chǔ)強(qiáng)烈發(fā)熱的危險(xiǎn)材料尤其是燃盡并且仍然非?；钚缘暮巳剂蠒r(shí)，通常期望 通過將該危險(xiǎn)材料放置在更窄但是數(shù)量更多分布更廣的豎井中來(lái)使得該危險(xiǎn)材料豎直和/ 或橫向分布，并且采用更多中間插栓，而不是將危險(xiǎn)材料安放在更寬并且更少的豎井中而 且水平和豎直分布更密集。危險(xiǎn)材料分布得更分散降低了在周圍巖床上產(chǎn)生不利影響的危險(xiǎn)。
在用于發(fā)熱的危險(xiǎn)材料的存儲(chǔ)容器的優(yōu)選設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)容器其尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)定為 保存單個(gè)燃料組件或者單束燃料棒?？蛇x的是，存儲(chǔ)容器可以在中央保存兩個(gè)或更多個(gè)燃 料組件或燃料棒束，并且彼此軸向?qū)?zhǔn)。當(dāng)然，在該情況中，如果存儲(chǔ)容器保存有兩個(gè)組件 或燃料棒束，每個(gè)具有4米的長(zhǎng)度，則存儲(chǔ)容器將具有相當(dāng)長(zhǎng)的長(zhǎng)度，例如9至12米。這種 布置的優(yōu)點(diǎn)在于，存儲(chǔ)容器并且因此還有豎井可以具有相對(duì)較短的直徑，例如存儲(chǔ)容器的 直徑為50至70cm，豎井的直徑為60至90cm。
在另一個(gè)切實(shí)可行的設(shè)計(jì)中，每個(gè)存儲(chǔ)容器可以保存一組四個(gè)并排設(shè)置的燃 料組 件或燃料棒束。當(dāng)然，在該情況中，存儲(chǔ)容器的直徑或橫向尺寸以及因此豎井的直徑將必須 比單個(gè)燃料組件的相應(yīng)尺寸大，例如，20cm。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，存儲(chǔ)容器上的熱負(fù)載和核燃 料所在的巖床的熱負(fù)載將相應(yīng)的更高。為此，該設(shè)計(jì)主要適用于其中核燃料的發(fā)熱已經(jīng)下 降至較低水平的情況。
優(yōu)選的是，燃料組件或燃料棒束灌注有混凝土，它們都設(shè)置在存儲(chǔ)容器中，從而在 燃料組件中的燃料棒或者燃料束之間的空間也將充滿混凝土，優(yōu)選為自壓實(shí)纖維加強(qiáng)混凝土。
采用目前的深鉆技術(shù)，可以按照合理經(jīng)濟(jì)的方式鉆出這些豎井。這些豎井可以按 照與所需存儲(chǔ)空間相對(duì)應(yīng)的空間連續(xù)鉆出，或者它們可以，例如，按照在十年或幾十年對(duì)存 儲(chǔ)空間的需求進(jìn)行計(jì)算所對(duì)應(yīng)的數(shù)量全部同時(shí)鉆出，并且按照要求連續(xù)填充。
這些豎井彼此間隔一定距離鉆出，該距離適用于針對(duì)存儲(chǔ)空間計(jì)算出的總要求和 在存放室的位置處可得到的有用空間、豎井的直徑以及其它相關(guān)因素，例如在核燃料將產(chǎn) 生相當(dāng)大熱量的那段時(shí)期內(nèi)，所存儲(chǔ)的材料很可能在每個(gè)豎井周圍的施加于巖床上的熱負(fù) 載。
另外下面將參照附圖僅采用核燃料，更具體地說是核燃料組件中的核燃料棒，作 為根據(jù)本發(fā)明將要存儲(chǔ)在存放室中以便最終處置的材料示例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。但是， 根據(jù)本發(fā)明的最終處置方法不限于這種材料，而是還可以用于其它需要極高安全度的危險(xiǎn) 材料。因此，本發(fā)明不限于核燃料，而是可以應(yīng)用于廣義上的危險(xiǎn)材料。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1為用于最終存放核燃料的完成的存放室的示意圖，它包括單個(gè)豎井，并且還 同樣示意性地顯示出用于鉆出豎井且填充和密封豎井所用的設(shè)備。
圖2為豎直剖視圖，放大顯示出保存著其中封裝有核燃料組件的存儲(chǔ)容器的一部 分豎井，并且還顯示出其上放置著存儲(chǔ)容器的中間插栓；
圖3為在豎井底部附近的豎井的豎直剖視圖，并且顯示出底部插栓的上部，其具 有系在其上的拉伸纜索；以及還有首先插入的存儲(chǔ)容器的下部；
圖4為豎井和存儲(chǔ)容器的沿著圖1中的A-A線剖開的水平剖視圖；并且
圖5為用于將存儲(chǔ)容器下放到豎井中并且使得拉伸纜索張緊并且夾緊的裝置的豎直剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明
在圖1中所示的完成的存放室10的那部分，除了鉆出的豎井11之外，包括由L 表示并且形成保存著所存儲(chǔ)的存儲(chǔ)容器12的那部分豎井11的部分，每個(gè)這種存儲(chǔ)容器保 存著具有燃料棒的核燃料組件；以及由F表示的部分，該部分直接設(shè)置在部分L上方并且填 充有材料E以形成存放室10的密封。如所示一樣，部分F延伸至地平面M或者延伸至地平 面附近的高度?？蛇x的是，它可以延伸至部分或完全位于地下的空間地板，例如在巖腔中。 該部分F代表使得存儲(chǔ)在存儲(chǔ)容器12中的核燃料與地平面M分開的安全距離。
該安全距離可以根據(jù)各種因素來(lái)確定，這些因素與施加在存放室上的安全要求相 關(guān)并且還取決于由國(guó)家或國(guó)際專家所制定的規(guī)則或準(zhǔn)則、地下水高度、所存儲(chǔ)的危險(xiǎn)材料 的種類等。在只是以實(shí)施例的方式顯示出的存放室10中，安全距離至少為500米，并且豎 井的深度為1500米，但是要理解的是安全距離和豎井的深度在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以具有 其它數(shù)值。為此，在這里給出的數(shù)值只是當(dāng)作指導(dǎo)。
豎井可以采用公知并且經(jīng)過良好測(cè)試的深鉆技術(shù)按照任意合適的方式鉆出。在以 實(shí)施例的方式顯示出的情況中，其中容納著核燃料的那部分豎井橫截面其尺寸設(shè)計(jì)用于單 個(gè)核燃料組件，由在圖2和4中的FA表示，豎井直徑例如可以為60至80cm，并且比圓柱形 存儲(chǔ)容器12的直徑小大約10cm。當(dāng)然，如果核燃料在存儲(chǔ)容器12中占據(jù)基本上更大的橫 截面，則豎井直徑可以更大，并且在更大范圍內(nèi)變化。
在所示的實(shí)施例中，存儲(chǔ)容器12根據(jù)上述專利文獻(xiàn)設(shè)計(jì)出，但是可以采用具有不 同設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)容器。它們可以在燃料組件處于存放室場(chǎng)所處或其附近的情況下生產(chǎn)出并且 裝載，這些燃料組件按照任意合適的方式從衰減池輸送到那里。在圖1中，車輛TB表示用 于核組件FA的輸送，存儲(chǔ)容器12的生產(chǎn)和裝載以及將所裝載的存儲(chǔ)容器輸送到提升和拉 伸設(shè)備H的設(shè)備。
安放在豎井11的底部IlA上的是底座插栓13，它用作下放到豎井中的存儲(chǔ)容器 12的底座或基架，并且作為拉伸纜索和管狀構(gòu)件的固定件，這些在該說明書中在前面已經(jīng) 提到并且將在下面進(jìn)行更詳細(xì)說明。優(yōu)選的是，底座插栓13也可以包含輔助設(shè)備，例如用 于監(jiān)控底座插栓的下降的設(shè)備，而且后者還用于監(jiān)控存放室的各個(gè)參數(shù)(溫度、泄漏、輻 射、地震運(yùn)動(dòng)等)，并且用于與位于地平面處或者位于一些其它合適的地方中的控制中心通 信。底座插栓13基本上為鋼筒，其具有圓形鋼底板以及同樣為圓形的鋼頂板，該鋼頂板設(shè) 有用于堆疊存儲(chǔ)容器12的對(duì)中構(gòu)件14而且填充有纖維加強(qiáng)混凝土。
底座插栓13的圓周表面設(shè)有粗糙成形部分，因此不光滑。在這些附圖中，這些粗 糙成形部分例如為在圓周表面中的凹陷，但是它們可以采取任意合適的形狀。在底座插栓 13灌漿之后，它們用來(lái)將底座插栓固定在豎井壁IlA上，該豎井壁自身由于鉆井也是粗糙 的。
將多根拉伸纜索15系在底座插栓13的周圍部分上。在所示的實(shí)施例中，在外周上 均勻分布有六根這種拉伸纜索15。在拉伸纜索15之間設(shè)有與之交替的六根管狀構(gòu)件16， 它們最好由軟管或耐老化軟管形成，其中一些可以保持在上面說明書中所提到的導(dǎo)線以及 其它用于通信的部件。這些管狀構(gòu)件16中的一個(gè)或幾個(gè)可以是空的，留給需要時(shí)使用，例 如在其它管狀構(gòu)件中的一個(gè)中出故障的情況中。[0046]在通過鉆井設(shè)備D已經(jīng)將豎井11向下鉆到預(yù)定深度時(shí)，該設(shè)備離開豎井以留下用 于提升和拉伸設(shè)備H的空間，該設(shè)備首先用來(lái)將底座插栓13以及系在其上的拉伸纜索15 和管狀構(gòu)件16下放到豎井11的底部11A，然后將存儲(chǔ)容器12放下去并且還將混凝土灌漿 組合物或一些其它合適的灌漿材料輸送到豎井中并且拉緊拉伸纜索15。
最初，將底座插栓13下放到豎井11的底部11A，在那里使得底座插栓在豎井中對(duì) 中，從而它將盡可能與豎井精確共軸。將混凝土灌漿組合物引入引入到底座插栓周圍，并且 使之硬化預(yù)定時(shí)間，從而將底座插栓13固定在豎井中的共軸位置中。
然后將第一存儲(chǔ)容器12下放到底座插栓13上，從而它將在對(duì)中位置中?？吭谄?上。在下放期間，存儲(chǔ)容器可以由保持拉緊的拉伸纜索15引導(dǎo)。還可以通過滑動(dòng)構(gòu)件來(lái) 在下放期間引導(dǎo)存儲(chǔ)容器12，這些滑動(dòng)構(gòu)件安裝在存儲(chǔ)容器上并且與豎井壁IlA共同作用 (底座插栓13也可以按照與它下放的方式類似的方式引導(dǎo))。由于與底座插栓13相同的原因而粗糙化的被下放的存儲(chǔ)容器通過在其周圍注入 混凝土灌漿組合物而被固定就位，然后按照相同的方式下放并且固定其它存儲(chǔ)容器12。
這樣，用一組例如五個(gè)或十個(gè)存儲(chǔ)容器12在豎井中構(gòu)建出堆疊部分。這些存儲(chǔ)容 器優(yōu)選可以同時(shí)灌漿，而不是一個(gè)接一個(gè)灌漿。如果要求的話，在堆疊部分中的存儲(chǔ)容器的 數(shù)量可以根據(jù)在巖床中檢測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)情況而改變。
在混凝土灌漿組合物已經(jīng)固化之前，通過在提升和拉緊設(shè)備17中的插座17將拉 伸纜索15拉緊，然后通過由在圖6中的制動(dòng)楔形件表示的制動(dòng)構(gòu)件18鎖在拉伸狀態(tài)中。在 混凝土灌漿組合物已經(jīng)硬化規(guī)定時(shí)間時(shí)，解除拉伸纜索15以給混凝土施加預(yù)應(yīng)力。
在堆疊部分的頂部上或者必要時(shí)在最上面的堆疊部分的頂部上或者在按照與第 一個(gè)相同的方式形成的一個(gè)或幾個(gè)其它堆疊部分的頂部上，設(shè)置有與底部插栓13類似但 是直徑更小，最好具有與存儲(chǔ)容器直徑相同的直徑的中間插栓19。該中間插栓19通過在其 周圍注入混凝土灌漿組合物而固定在豎井壁IlB上。
構(gòu)建存儲(chǔ)容器13的堆疊按照所述方式一直持續(xù)到豎井11的存儲(chǔ)容器保持部分L 填滿。然后，最好通過例如與中間插栓19分開的自壓實(shí)混凝土柱回填，必要時(shí)采用這種插 栓作為最終部分，在F部分中密封豎井，直到達(dá)到地平面。當(dāng)然也可以采用其它回填元件或 材料。
可以通過鉆出并且按照上述方式用其它存儲(chǔ)容器12填充然后密封的其它豎井11 來(lái)擴(kuò)展最終存儲(chǔ)。豎井之間的水平間隔距離選擇成由于存儲(chǔ)在各個(gè)豎井中的核燃料所產(chǎn)生 出的熱量而導(dǎo)致的在周圍巖床上的加熱作用不會(huì)傳遞給相鄰的豎井。
在存放室10填滿或者不再需要擴(kuò)展時(shí)，可以按照針對(duì)美觀和其它要求或愿望的 適當(dāng)方式恢復(fù)或重新布置在存放室位置處的地面。也可以根據(jù)規(guī)定或希望組織監(jiān)督和檢 查。
可以想到的是，如上所述根據(jù)本發(fā)明的方法可以在由權(quán)利要求
確定的保護(hù)范圍內(nèi) 按照許多方式變化。例如，根據(jù)這些情況而言存儲(chǔ)容器的尺寸和重量以及設(shè)備的容量，從而 同時(shí)下放多個(gè)預(yù)堆疊的存儲(chǔ)容器。在權(quán)利要求
的范圍內(nèi)，還可以使得存儲(chǔ)容器足夠高，從而 每個(gè)存儲(chǔ)容器能夠容納相互堆疊并且相互分開合適的軸向空間的兩個(gè)核燃料組件或類似 的核燃料單元，從而可以更加快速地進(jìn)行豎井的填充。而且，中間插栓可以在進(jìn)行下放到豎 井中之前與上面或下面的存儲(chǔ)容器互連。
權(quán)利要求
一種用于在地下最終處置危險(xiǎn)材料，尤其是放射性危險(xiǎn)廢棄物，例如核燃料的方法，該方法包括以下步驟將危險(xiǎn)材料封裝在多個(gè)基本上相同的存儲(chǔ)容器中；鉆出豎井，該豎井足夠?qū)捯员闳菁{單獨(dú)堆疊的存儲(chǔ)容器，并且存儲(chǔ)容器相對(duì)于豎井壁具有間隙空間和足夠的深度以便容納堆疊的存儲(chǔ)容器和位于堆疊的上方用于密封該豎井的回填物；在分布在底座插栓周圍的多個(gè)固定位置處將多根纜索連接至底座插栓，該插栓的尺寸設(shè)置成能夠容納在豎井中，并且插栓相對(duì)于豎井壁具有間隙空間，并且纜索足夠長(zhǎng)以便從豎井的口部延伸至豎井的底部；通過連接在其上的纜索將底座插栓下放到豎井的底部，將底座插栓定位在豎井底部處的中央位置中，并且通過在豎井壁和底座插栓之間引入固化灌漿組合物以及使該灌漿組合物固化而在中央位置中將底座插栓固定至豎井壁；將存儲(chǔ)容器下放到豎井中，一次至少一個(gè)，從而將這些存儲(chǔ)容器形成為?？吭诘鬃逅ㄉ系亩询B，并且在存儲(chǔ)容器的下放期間保持纜索拉緊以便至少在存儲(chǔ)容器接近底座插栓時(shí)阻止插栓的橫向運(yùn)動(dòng)；在下放的存儲(chǔ)容器周圍引入固化灌漿組合物并且使該灌漿組合物固化；以及在存儲(chǔ)容器下放完成之后，將回填物引入到豎井中以便將該豎井密封。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中，在已經(jīng)將第一組存儲(chǔ)容器下放到豎井中并且形成 位于底座插栓上方的第一堆疊部分之后，將固化灌漿組合物引入到在豎井壁和所述第一組 存儲(chǔ)容器之間的間隙空間中，由此將纜索拉緊，使得固化灌漿組合物固化，然后松開拉緊的 纜索以便向灌漿組合物施加預(yù)應(yīng)力。
3.如權(quán)利要求
2所述的方法，其中在已經(jīng)將第一組存儲(chǔ)容器放入到豎井中并且在所述第一組存儲(chǔ)容器周圍的灌漿組合 物已經(jīng)完全固化之后，將第二組存儲(chǔ)容器引入到豎井中并且形成位于第一堆疊部分上方的 第二堆疊部分，將灌漿組合物引入到在豎井壁和第二堆疊部分之間的間隙空間中并且使之 固化；以及然后再次拉緊纜索，在灌漿組合物已經(jīng)固化之后，將纜索松開以便在額外的第二組存 儲(chǔ)容器周圍的灌漿組合物上施加預(yù)應(yīng)力。
4.如權(quán)利要求
3所述的方法，其中，將中間插栓固定至豎井壁以用于每個(gè)部分的存儲(chǔ) 容器或者用于選定部分的存儲(chǔ)容器。
5.如權(quán)利要求
1或2或3或4所述的方法，其中，自壓實(shí)混凝土用作固化灌漿組合物。
6.如前述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)所述的方法，其中，除了纜索之外，還將至少一個(gè)管狀構(gòu) 件，例如至少一根軟管和/或至少一根管子，固定底座插栓中，以便形成延伸至豎井的上端 的一個(gè)或多個(gè)通信通道或監(jiān)測(cè)通道。
專利摘要
保存危險(xiǎn)材料的存儲(chǔ)容器(12)堆疊在其直徑稍大于存儲(chǔ)容器的橫向尺寸的鉆井(11)中。首先，將底座插栓(13)下放到豎井(11)的底部并且通過引入引入到底座插栓周圍的間隙空間中的固化灌漿組合物而固定在那里。足夠長(zhǎng)以從豎井底部延伸至豎井上端的多條纜索(15)的一個(gè)端部附連在圍繞著底座插栓(13)的周圍分布的多個(gè)固定位置處。然后將多個(gè)存儲(chǔ)容器在由纜索(15)包圍的空間內(nèi)順序下放到豎井內(nèi)，并且堆疊在豎井中。該堆疊正好在豎井(11)的上端下方停止，以便為回填密封該豎井提供空間。
文檔編號(hào)G21F9/34GKCN101971268SQ200980105826
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年2月17日
發(fā)明者H·耶奧伊 申請(qǐng)人:奧伊斯特國(guó)際股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan