CH643082A5

CH643082A5 - Abschirmbehaelter mit neutronenabschirmung fuer den transport und/oder die lagerung abgebrannter brennelemente.

Info

Publication number: CH643082A5
Application number: CH927479A
Authority: CH
Inventors: Stefan Ahner; Peter Srostlik; Helmut Schleich; Hans Diem
Original assignee: Transnuklear Gmbh
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1979-10-15
Publication date: 1984-05-15
Also published as: GB2033287A; SE7908563L; ES485045A0; BE879447A; US4326130A; FR2439461B1; GB2033287B; JPS5559394A; BR7906694A; ES8100535A1; FR2439461A1; DE2845129A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Abschirmbehälter für den Transport und/oder die Lagerung abgebrannter Brennelemente, mit einer Neutronenabschirmung auf der äusseren Behälteroberfläche.

Behälter, die zum Transport und/oder zur Lagerung abgebrannter Brennelemente eingesetzt werden, müssen die Radioaktivität des eingebrachten Gutes sicher einschliessen und in strengen Tests nachweisen, dass dies auch bei extremen Unfallsituationen gewährleistet ist. Gleichzeitig müssen sie aber auch die bei den radioaktiven Zerfallsreaktionen frei werdenden Gamma- und Neutronenstrahlen abschirmen und die Zerfallswärme nach aussen ableiten.

Bekannte Abschirmbehälter bestehen meist aus einem metallischen Grundbehälter, mit der erforderlichen mechanischen Festigkeit und der zur Abschirmung der Gammastrahlen erforderlichen Wandstärke, gewöhnlich aus Stahl oder einer Kombination aus Blei und Stahl, und einer äusseren Schale aus Neutronenabschirmmaterial, meist in Kunstharz vergossene Polyäthylenkügelchen. Auf dem metallischen Grundkörper sind normalerweise wärmeleitende, die Harzschicht durchdringende Stege oder Rippen angeschweisst oder angelötet. Sie sind erforderlich zur Vergrösserung der metallischen Oberfläche bei Behältern, die für eine hohe Wärmeleistung ausgelegt sind und zur Ableitung der Wärme durch die im allgemeinen schlecht wärmeleitende Neutronen-abschirmschicht.

Nachteilig bei diesen Konstruktionen ist, dass schon leichte Kollisionen des Behälters, wie sie auch beim routine-mässigen Betrieb vorkommen können, zur Beschädigung der Wärmeleitungsrippen und der Harzschicht führen können und danach eine aufwendige Reparatur des gesamten Behälters erforderlich machen.

Weiterhin ist eine Reinigung oder, im Kontaminationsfall, eine Dekontamination der durch die Rippen oder Stege gebildeten äusseren Oberfläche des Behälters kaum möglich.

Diese muss daher bei Handhabungsarbeiten, bei denen die Gefahr einer Kontamination der Oberfläche besteht, so zum Beispiel beim Be- und Entladen, durch Anlegen eines Schutzhemdes geschützt werden.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Abschirmbehälter besteht darin, dass die Zahl der Wärmeleitungsrippen und die Dicke der Neutronenabschirmung für den maximal zum Transport vorgesehenen Auslegungsfall ausgelegt werden müssen. Bei einem Grossteil der Transporte und beim Einsatz als Lagerbehälter sind jedoch abgebrannte Brennelemente enthalten, die im Brennelementlagerbecken des Kernkraftwerkes schon soweit abgeklungen sind, dass in diesen Fällen sowohl die Neutronenabschirmung als auch die Rippenfläche der Behälter überdimensioniert sind.

Es war daher Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Abschirmbehälter für den Transport und/oder die Lagerung abgebrannter Brennelemente mit einer Neutronenabschirmung auf der äusseren Behälteroberfläche zu schaffen, bei dem eine Reparatur an der Neutronenabschirmung ohne Reparaturarbeiten am Gesamtbehälter möglich ist, bei dem Handhabungsarbeiten mit Kontaminationsgefahr auch ohne Anlegen eines Schutzhemdes möglich sind und der gegebenenfalls den wechselnden Anforderungen des Einzelfalles in bezug auf Strahlungsintensität angepasst werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Neutronenabschirmung aus einer Reihe von mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllten Hohlkörpern aus gut wärmeleitendem Material besteht, die mit Wärmeleitungsrippen versehen und miteinander verbunden auf der Behälteroberfläche befestigt sind. Diese Neutronenabschirmung kann über besondere Befestigungs- und Spannvorrichtungen leicht vom Abschirmbehälter entfernt und wieder angebracht werden. Die Zahl und die Dicke der Hohlkörper wird den jeweiligen Erfordernissen angepasst.

In den Figuren 1 bis 4 wird schematisch in beispielhafter Ausführungsform der Aufbau einer erfindungsgemässen abnehmbaren Neutronenabschirmung gezeigt.

In Fig. 1 ist der Abschirmbehälter mit teilweise geöffnetem Neutronenabschirmungsmantel im Querschnitt dargestellt. Die den Neutronenabschirmungsmantel 7 bildenden Hohlkörper 2 mit den daran angebrachten Wärmeleitungsrippen 3 sind auf elastischen Stahlbändern 4 befestigt. Die Stahlbänder 4 sind so vorgeformt, dass sie eine etwas weitere Krümmung haben als die Krümmung des Grundbehälters 1. Die elastischen Stahlbänder 4 sind auf einer Seite beispielsweise mit einem Scharnier 5 verbunden und können auf der gegenüberliegenden Seite in geschlossenem Zustand mit einer Spannverriegelung 6 um die Oberfläche 9 des Grundbehälters 1 gespannt werden. Der Abschirmmantel 7 kann auch in mehrere Teile aufgeteilt sein, die dann jeweils mit einem Scharnier oder einem sonstigen Element verbunden sind.

Die Hohlkörper 2 können auf den elastischen Stahlbändern 4 auf beliebige Weise, insbesondere mittels Niet-, Schraub- oder Schweissverbindungen befestigt sein.

Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der mit einem Neutronenabschirmmaterial (8) ausgegossenem Hohlkörper (2), bei denen durch die teilweise Überlappung ein direkter Durchgang der Neutronenstrahlung an den Stoss-stellen der Hohlkörper (2) verhindert wird. Durch die Verschlussvorrichtung (6) werden diese auf einem Stahlband (4) befestigten Hohlprofile (2) auf der Behälteroberfläche (9) befestigt.

In Fig. 3 und 4 ist ein einzelner Hohlkörper (2) mit vorzugsweise angeformten Wärmeleitrippen (3) schematisch im Quer- und Längsschnitt dargestellt. Der Hohlraum der Hohlkörper (2) ist dabei mit einem neutronenabschirmenden Material (8) ausgefüllt.

Anstelle der elastischen Stahlbänder (4) sind auch Gliederbänder oder Ketten verwendbar, ebenso können diese Bänder ganz entfallen, wenn die einzelnen Hohlprofile direkt mit elastischen oder scharnierartigen Verbindungen miteinander verbunden sind.

Ebenso müssen die elastischen Stahlbänder (4) nicht unterhalb der Hohlkörper (2), sondern können auch oberhalb der Hohlkörper (2) angebracht sein. Bei dieser Ausführung kann auf eine dauerhafte Befestigung der Hohlkörper (2) auf den elastischen Stahlbändern (4) verzichtet werden.

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Die erfindungsgemässe Neutronenabschirmung weist gegenüber den bisher bekannten Konstruktionen von Wärmeleitrippen und Neutronenabschirmungen für Transport- und/ oder Lagerbehältern eine Reihe von Vorteilen auf.

Bei einer Beschädigung der Wärmeleitrippen und/oder 5 der Neutronenabschirmung ist keine aufwendige Reparatur des gesamten Behälters erforderlich. Diese müsste, da ein bereits benutzter Behälter zwangsläufig Träger einer Restradioaktivität ist, in einer «Heissen Werkstatt», das heisst in einer für den Umgang mit radioaktiven Stoffen eingerichteten 10 und zugelassenen Werkstatt vorgenommen werden. Eine beschädigte erfindungsgemässe Neutronenabschirmung bzw. Wärmeleitrippe kann meist an Ort und Stelle durch Auswechseln der beschädigten Elemente repariert werden. Bei grösseren Beschädigungen kann der ganze Neutronenabschirmman- 15

tel ausgewechselt werden und der Behälter ist sofort wieder einsetzbar.

Zum Be- und Entladen des Behälters kann der Neutro-nenabschirmmantel abgenommen werden, das Anlegen eines besonderen Schutzhemdes ist somit nicht erforderlich.

Für einen Transport- und/oder Lagerbehälter können mehrere abnehmbare Neutronenabschirmmäntel mit unterschiedlicher Auslegung bezüglich der Wärmeableitung und Neutronenabschirmung bereitgestellt werden. Dadurch kann für einen Transport- und/oder Lagereinsatz eines Behälters der passende Mantel beigestellt werden. Dies verringert beim Transport abgebrannter Brennelemente mit längerer Abklingzeit das Transportgewicht und die äusseren Abmessungen der Behälter.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Abschirmbehälter für den Transport und/oder die Lagerung abgebrannter Brennelemente mit einer Neutronenabschirmung auf der äusseren Behälteroberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutronenabschirmung aus einer Reihe von mit Neutronenabschirmmaterial (8) gefüllten Hohlkörpern (2) aus gut wärmeleitendem Material besteht, die mit Wärmeleitungsrippen (3) versehen und miteinander verbunden an der Behälteroberfläche (9) befestigt sind.

2. Abschirmbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2) so ausgebildet sind, dass sie sich an den Rändern überlappen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Abschirmbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitungsrippen (3) an den Hohlkörpern (2) angeformt sind.

4. Abschirmbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2) auf dem Behälterumfang und -krümmung angepassten, mit einem oder mehreren Scharnieren (5) und Spannvorrichtungen (6) versehenen Stahlbändern (4) befestigt sind.