Published June 1997 | Version v1
Journal article

Spent fuel storage in the storage pools of nuclear power plants

  • 1. Siemens AG, Offenbach (Germany). Bereich Energieerzeugung

Description

The pools for storing spent fuel elements in the reactor buildings of nuclear power plants allow the afterheat of fuel unloaded from the reactor for good to decay to a level at which the fuel then can be shipped in special casks. Consequently, these storage pools were designed in Germany in the past so as to accommodate the volume of fuel elements unloaded over approximately two to ten years of operation, depending on the power plant in question before the fuel had to be shipped off. As a consequence of the omnibus law amending the German Atomic Energy Act, which permits direct disposal of spent fuel elements as a legally equivalent alternative to reprocessing, the operators of nuclear power plants have had an opportunity to reassess the nuclear fuel cycle. If the direct disposal option is to be used, this necessitates long-term interim storage of the fuel. This can be achieved, on the one hand, in the storage pools of nuclear power plants and, on the other hand, in separate fuel stores in which the fuel elements can be kept in combined shipping and storage casks. If such relatively sophisticated storage casks are to be loaded economically in nuclear power plants, the afterheat generated by the fuel elements should have decayed as far as possible, as heat removal and radiation dose rate on the surface of the cask are limiting factors. There is yet another aspect, namely the trends towards higher discharge burnups and towards using nuclear recycle fuel. Both measures increase the decay heat produced by spent fuel. In countries where long-term interium storage has been practiced for a long time already (e.g. Spain, Korea), Siemens in the past few years equipped the storage pools of nuclear power plants with compact fuel stores which make optimum use of the storage pools. These innovative two-region stores are being used already in ten of these nuclear power plants. (orig.)

Abstract (German)

Die Lagerbecken fuer abgebrannte Brennelemente (BE) in den Reaktorgebaeuden der Kernkraftwerke dienen dazu, die Nachzerfallsleistung der endgueltig entladenen BE soweit abklingen zu lassen, dass diese anschliessend in den speziellen Transportbehaeltern abtransportiert werden koennen. In der Vergangenheit wurden diese Lagerbecken in Deutschland daher so ausgelegt, dass je nach Kraftwerk die Menge der entladenen BE fuer eine Betriebszeit von etwa zwei bis zehn Jahren gelagert werden konnten, bevor abtransportiert werden musste. Durch die Aenderung des Artikelgesetzes Ende 1994, das die direkte Endlagerung der BE ohne Wiederaufarbeitung als rechtlich gleichwertige Alternative zur Wiederaufarbeitung zulaesst, ist fuer die Betreiber der Kernkraftwerke eine Neubewertung des Brennstoffkreislaufes ermoeglicht worden. Soll die Option der direkten Endlagerung genutzt werden, ist es erforderlich, die BE langfristig zwischenzulagern. Hierzu bieten sich einerseits die Lagerbecken in den Kernkraftwerken und andererseits separate BE-Lager, in denen die BE in den kombinierten Transport- und Lagerbehaeltern gelagert werden koennen, an. Um solche relativ aufwendig konstruierte Lagerbehaelter in den Kernkraftwerken wirtschaftlich beladen zu koennen, sollte die Nachzerfallsleistung der BE schon weitestgehend abgeklungen sein, denn die Waermeabfuhr und die Strahlungsdosisleistung an der Behaelteroberflaeche stellen limitierende Groessen dar. Als zusaetzlicher Aspekt kommen die Bestrebungen hinzu, die Entladeabbraende zu erhoehen zu rezyklierten Kernbrennstoff einzusetzen. Beide Massnahmen erhoehten die Nachzerfallsleistung der abgebrannten BE. In Laendern, in denen die langfristige Zwischenlagerung schon seit laengerer Zeit praktiziert wird (z.B. Spanien, Korea) hat Siemens in den vergangenen Jahren daher die Lagerbecken der Kernkraftwerke mit kompakten BE-Lagern ausgestattet, die die Lagerbecken optimal ausnutzen. In bereits zehn solcher Kernkraftwerke werden diese innovativen Zweiregionenlager eingesetzt. (orig.)

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Original title (German)
Lagerung abgebrannter Brennelemente in den Lagerbecken der Kernkraftwerke

Publishing Information

Journal Title
Atw. Internationale Zeitschrift fuer Kernenergie
Journal Volume
42
Journal Issue
6
Journal Page Range
p. 398-400.
ISSN
1431-5254