DE2856620C2 - Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Abfälle von Kernkraftwerken - Google Patents

Description

wegen der verhältnismäßig großen Abstände zwischen den einzelnen Kanälen in mecnanischer Hinsicht nicht so daß kerbspannungsempfindliches Gußeisen eingesetzt werden kann. Dar Behältermantel und damit der Behälter insgesamt verhalten sich wie ein einheitliches Bauteil, welches einheitlich auch alle mechanischen Beanspruchungen aufnimmt Bei dem erfinaungsgemäßen Transport- und/oder Lagerbehälter kann der Behältermantel in statischer und stabilitätsmäßiger Hinsicht eher mit einem vielkammerigen Kastentragwerk verglichen werden, welches bekanntlich besondere Festigkeit aufweist. Dabei kann im Rahmen der Erfindung mit den verschiedensten moderierenden Materialien gearbeitet werden, und zwar auch mit Wasser, welches nach bevorzugter Ausführungsfcrm der Erfindung daher zum Einsatz kommt Im Rahmen der Erfindung wird man den Deckel und den Boden entsprechend mit Bohrungen oder Kammern für die Aufnahme des moderierenden Materials ausrüsten, was an sich bekannt ist (DE-OS 20 19 446).

Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß ein erfindungsgemäßer Transport- und/ oder Lagerbehälter einerseits in abschirmtechnischer Hinsicht und andererseits in mechanischer Hinsicht allen Anforderungen genügt, ohne daß ein zusätzlicher Werkstoffaufwand und damit eine Erhöhung des Gesamtgewichtes über die abschirmtechnisch erforderlichen Werte hinaus in Kauf genommen werden müßten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Transport- und/oder Lagerbehälter,

F i g. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1 in gegenüber der F i g. 1 vergrößertem Maßstab und ausschnittsweise,

F i g. 3 entsprechend der F i g. 2 ein abschirmtechnisches Analogon zu der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Transport- und/oder Lagerbehälter, der für radioaktive Abfälle von Kernkraftwerken und dergleichen bestimmt ist. In seinem grundsätzlichen Aufbau besitzt dieser Behälter

einen als Gammastrahlenabschirmschild ausgebildeten Behältermantel 1 aus Gußeisen,

einen entsprechenden Deckel 2 und

eine Einrichtung 3 für die Neutronenmoderation.

Die Einrichtung für die Neutronenmoderation besteht aus im Behältermantel mit Abstand voneinander längslaufend angeordneten Moderationskanälen 3. Diese besitzen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Sie sind durch ein moderierendes Material 4, z. B. Wasser, ausgefüllt. Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des Tranport- und/oder Lagerbehälters, bei der der Behältermantel 1 außen noch angegossene oder auf andere Weise angebrachte Rippen 5 aufweist, die als Kühlrippen funktionieren. Auf diese Rippen 5 kommt es im Rahmen der Erfindung nicht an. Sie tragen zwar zur Gammastrahlenabschirmung bei, gehen jedoch in die Baulehre der Erfindung nicht ein.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 2 und 3 entnimmt man, daß die Moderationskanäle 3 gemeinsam, d. h. in der Summe, ein Volumen aufweisen, welches etwa dem Volumen eines auf den Behältermantel 1 außen als Schicht aufgebrachten, für die durchzuführende Neutronenmoderation eingerichteten Flächenbelegung 6 aus dem gleichen moderierenden Material entspricht welches sich auch in den Moderationskanälen 3 befindet Insoweit handelt es sich um ein Analogon. Jedenfalls ist die Anordnung so getroffen, daß die Moderationskanäle 3 einen Abstand 7 aufweisen, der zumindest gleich ist dem Doppelten ihres Durchmessers. Das macht aus dem Behältermantel 1 ein in mechanischer Hinsicht insbesondere in statischer Hinsicht einheitlich funktionierendes, vielkammeriges Kastentragwerk, welches ohne weiteres alle mechanischen Beanspruchungen aufzunehmen in der Lage ist — In Fi g. 1 wurde nur angedeutet daß der Deckel 2 und der Boden 8 entsprechend der obigen Lehre mit Bohrungen oder Kammern 9 für die Aufnahme des moderierenden Materials ausgerüstet sind.

Nichs gezeichnet wurde eine im Rahmen der Erfindung liegende Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist daß die Moderationskanäle 3 in zwei oder mehr als zwei Reihen angeordnet sind, die im Behältermantel 1 umlaufen, und daß die Moderationskanäle 3 in den Reihen auf Lücken angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Abfälle von Kernkraftwerken mit

als Gammastrahlenabschirmschild ausgebildetem Behältermantel aus Gußeisen, insbesondere sphäroüthischem Gußeisen, entsprechenden* Deckel und Einrichtung für die Neutronenmoderation,

wobei die Einrichtung für die Neutronenmoderation im Behälterniantel mit Abstand voneinander längslaufende Moderationskanäle im wesentlichen kreisförmigen Querschnittes besitzt, in denen ein moderierendes Material angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Moderationskanlle (3) gemeinsam ein Volumen aufweisen, welches etwa gleich ist dem Volumen einer für die durchzuführende Neutronenmoderation vorgegebenen, den Behältermantel (1) umschließenden Flächenbelegung aus dem gleichen moderierenden Material, und daß die Moderationskanäle (3) einen Abstand (7) besitzen, der zumindest gleich ist dem Doppelten ihres Durchmessers.

2. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Moderationskanälen (3) als moderierendes Material (4) Wasser angeordnet ist

3. Transport- und/oder Lagerbehälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) und der Boden (8) entsprechend mit Bohrungen oder Kammern (9) für die Aufnahme des moderierenden Materials eingerichtet sind.

4. Transport- und/oder Lagerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Moderationskanäle (3) in zwei oder mehr als zwei Reihen angeordnet sind, die im Behältermantel (1) umlaufen, und daß die Moderationskanäle (3) in den Reihen auf Lücken angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Abfälle von Kernkraftwerken mit

als Gammastrahlenabschirmschild ausgebildetem Behältermantel aus Gußeisen, insbesondere sphärolithischem Gußeisen,
entsprechendem Deckel und
Einrichtung für die Neutronenmoderation,

wobei die Einrichtung für die Neutronenmoderation im Behältermantel mit Abstand voneinander längslaufende Moderationskanäle im wesentlichen kreisförmigen Querschnittes besitzt, in denen ein moderierendes Material angeordnet ist. — Daß der Behältermantel aus Gußeisen oder aus sphärolithischem Gußeisen besteht, schließt nicht aus, daß es sich um eine Gußmatrix handelt, welche als Einbettung gammastrahlenabsorbierende Materialien aufweist. Neutronenmoderation meint im Rahmen der Erfindung eine Abbremsung der Neutronen auf Geschwindigkeiten, die an oder in lebender oder toter Materie keine schädlichen Veränderungen mehr hervorrufen, weil sie nicht mehr eingefangen wer

den.

Bei den bekannten gattungsgemäßen Transport- und/ oder Lagerbehältern (DE-GM 77 27 690) sind die Moderationskanäle längs des Behälterumfanges im Abstand voneinander angeordnet. Sie besitzen einen langgestreckten ovalen Querschnitt, wobei die lange Querschnittsachse mehr oder weniger in Urnfangsrichtung oder tangential zur Umfangsrichtung verläuft. Allerdings ist bei der bekannten Ausführungsform ein runder Querschnitt der Moderationskanäle ebenfalls erwähnt. Durchmesser und moderierendes Material sind so gewählt, daß ausreichende Neutronenmoderation erreicht wird. — Das alles hat sich in abschirmtechnischer Hinsicht bewährt, führt jedoch dazu, daß der Behältermantel gleichsam aus zwei Schichten oder aus zwei ineinandergestellten Schalen besteht, die durch die Kette der Moderationskanäle getrennt und zwischen den Moderationskanälen nur durcfc dünne Stege verbunden sind, nämlich durch die Wandteile, die zwischen den Moderationskanälen stehengeblieben sind. Zwar funktionieren die beiden Schichten oder Schalen in bezug auf die Gammastrahlabschirmung gemeinsam, zwar genügt die Neutronenmoderation allen Anforderungen, in mechanischer Hinsicht bestehen jedoch Nachteile, weil die beiden Schichten oder Schalen in bezug auf Festigkeit und Stabilität ein anderes mechanisches Verhalten aufweisen als eine einheitliche, integrierte Wand gleicher Gesamtdicke. Die mechanische BeanspruchDarkeit, insbesondere bei Stoßbeanspruchungen, ist reduziert. Dem wird in der Praxis allerdings abgeholfen, indem eine der Schichten oder Schalen verdickt ausgeführt wird. Eine solche Ausbildung macht den Behälter insgesamt schwerer und damit aufwendiger, als es für Gammastrahlenabschirmung erforderlich ist. Während üblicherweise die abschirmtechnisch erforderliche Wanddicke auch alle mechanischen Forderungen erfüllt, ist bei der bekannten Ausführungsform ein erhöhter Werkstoffeinsatz allein aus mechanischen Gründen erforderlich. Dieser entfällt zwar bei den früher üblichen Ausführungsformen mit Neutronenabschirmung in Form einer außen aufgebrachten, geschlossenen Schicht aus Moderationsmaterial, eine solche wird jedoch leicht zerstört. Die gattungsgemäße Ausführungsform vermeidet daher eine solche äußere Schicht und arbeitet mit Moderationskanälen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Transport- und/oder Lagerbehälter so weiter auszubilden, daß ohne die beschriebene Verstärkung und Gewichtserhöhung bei Gewährleistung der einzuhaltenden Neutronenmoderation und Gammastrahlenabsorption alle mechanischen Beanspruchungen aufgenommen werden.·

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Moderationskanäle gemeinsam ein Volumen aufweisen, welches etwa gleich ist dem Volumen einer für die durchzuführende Neutronenmoderation vorgegebenen, den Behältermantel umschließenden Flächenbelegung aus dem gleichen moderierenden Material, und daß die Moderationskanäle einen Abstand besitzen, der zumindest gleich ist dem Doppelten ihres Durchmessers.

Die Erfindung geht zunächst von der überraschenden Tatsache aus, daß in bezug auf die Neutronenmoderation kein erheblicher Unterschied besteht zwischen einer gleichmäßigen Flächenbelegung und dem aus den mit Abstand voneinander angeordneten Moderationskanälen gebildeten Rost. Im Rahmen der Baulehre der Erfindung stören darüber hinaus die Moderationskanäle