CONTAINER FOR TRANSPORTING AND/OR STORING HEAT-PRODUCING RADIOACTIVE MATERIALS

Abstract: 1. An end bearing container for heat-producing radioactive substances consisting of a base member and a gas-tight casing of corrosion-resistant material which surrounds this base member at a distance all round, characterized in that the casing (4) is connected to the base member (1) via fixing members (5) and the casing (4) and the fixing members (5) are composed of the same material.

Description: Transport- und/oder Lagerbehälter für wärme- produzierende radio aktive Stoffe Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Transportund/oder Lagerbehälter für Wärme produzierende radioaktive Stoffe, bestehend aus einem Grundkörper und einem diesen Grundkörper in einem Abstand allseitig umschliessenden gasdichten Mantel aus korrosionsfestem Material. Fär den Transport und die Lagerung Wärme produzierender radioaktive Stoffe, wie z.B. abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken oder Abfälle aus Anlagen zur Wieder- aufarbeitung abgebrannt er Brennelemente, werden Behälter verwendet, in denen die radioaktiven Stoffe sicher eingeschlossen sind, aus denen die erzeugte Wärme Jederzeit sicher abgeführt werden kann und die kritisch sicher sind. Üblicherweise werden dickwandige Behälter benutzt, die zum Teil innen mit Edelstahl ausgekleidet sind. Sollen die Behälter unter Tage, z.B. in stillgelegten Bergwerken, gelagert werden, messen die Behälterwandungen die gebirgsmechanischen Kräfte aufnehmen können und korrosionsfest sein. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden in solchen Fällen mehrschichtige Behälter verwendet. Fär den Grundkörper wird ein wärmebeständiger, preiswerter Werkstoff verwendet, der nicht korrosionsbeständig sein muss, da er nicht mit korrosiven Medien in Berührung kommt. Der Behälter wird so dimensioniert, dass er dem Gebirgsdruck standhält. Er muss nicht dicht sein, so dass der Boden und der Deckel eingesetzt oder eingeschraubt sein kann. Als Werkstoffe für den Grundkörper kommen z.B. geeignete wärmebeständige Feinkornstähle in Frage. Neben metallischen Materialien können aber auch Betonbehälter als Grundkörper zum Einsatz kommen. Für die Aussenschicht bzw. den Aussenmantel der Behälter werden korrosionsbeständige Werkstoffe verwendet. In Frage kommen in Salzbergwerken, in denen das Auftreten quinärer Laugen zumindest theoretisch in Betracht gezogen werden muss, hochlegierte Stähle, wie z.B. Hastelloy, oder Stähle auf Zirkon- oder Titanbasis. Die Dicke dieser Bleche wird dabei 8o gewählt, dass sie der zu erwartenden Korrosion für die Dauer der Lagerung widersteht und, da der Grundkörper nicht gasdicht ist, dem Innendruck standhält. Dieser Innendruck baut sich nach der Beladung des Behälters infolge Aufheizung durch das Wärme produzierende radioaktive 1n'rentar auf. Der sich maximal aufbauende Innendruck ist für die Auslegung der Dicke des Aussenmantels bestimmend, d.h. wegen des Innendruckes muss der Korrosionsschutzmantel erheblich dicker dimensioniert werden, als es an und für sich aus Gründen des Korrosionsschutzes und der Dichtheit allein notwendig wäre. Dies gilt insbesondere für ebene Böden und Deckel, die bei den in Betracht zu ziehenden Abmessungen noch überproportional dicker sein müssen als die zylindrischen Mäntel sonst üblicher Transport- und Lagerbehälter. Da das Material für den Korrosionsschutzmantel ausserordentlich teuer ist, sind derartige Ausführungen sehr aufwendig. Darüberhinaus ist es fertigungstechnisch schwierig, die Bleche des Korrosionsschutzmantels so mit den dickeren Boden- und Deckelblechen zu verbinden, dass Stabilität und Dichtheit sichergestellt sind. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Transport- und/oder Lagerbehälter für Wärme produzierende radioaktive Stoffe zu schaffen, bestehend aus einem Grundkörper und einem diesen Grundkörper in einem Abstand allseitig umschliessenden gasdichten Mantel aus korrosionsfestem Material, bei dem die Dicke des gasdichten Mantels nur auf Korrosionsfestigkeit ausgelegt ist, einfach herstellbar und prüfbar ist. Diese Aufgabe wurde er9indungsgsmäss dadurch gelöst, dass der Mantel über Anker mit dem Grundkörper verbunden ist. In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen sind die Anker einerseits in den Grundkörper eingeschraubt und andererseits mit dem Mantel verschweisst. Es ist dabei günstig, wenn Anker und Mantel aus gleichem Material bestehen. Anhand der schematischen Abbildungen I bis IV ist die Neuerung beispielhaft näher beschrieben. In einem Abschirmbehälter (6) befindet sich ein Transportund/oder Lagerbehälter, bestehend aus einem Grundkörper (1) mit Boden (2) und Deckel (3) aus einem preiswerten metallischen Werkstoff. Der Lagerbehälter enthält radioaktives Material (7), beispielsweise bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren oder radio aktive Abfälle aus Wiederaufarbeitungsanlagen. Grundkörper (1), Boden (2) und Deckel (3) sind von einem gasdichten Mantel (4) aus korrosionsfestem metallischen Material umgeben. Der Mantel (4) liegt verhältnismässig dicht auf dem Lagerbehälter an. Daher ist der zwischen dem Mantel (4) und dem Grundkörper (1) bzw. Boden (2) und Deckel (3) befindliche Spalt (8) sehr klein. Er kann mit Helium oder einem anderen Gas zur Prüfung der Dichtheit von Schweissnähten im Mantel (4) und im Deckel-oder Bodenbereich gefüllt sein. Der Mantel (4) ist mit dem Grundkörper (1) einschliesslich Deckel- und Bodenbereich über Anker (5) verbunden. Die Anzahl und Verteilung der Anker (5) ist den jeweiligen Auslegungsbedürfnissen angepasst. Die Anker (5) sind vorteilhafterweise aus dem gleichen Material wie der Mantel (4) gefertigt und fixieren den Mantel (4), dessen Dicke materialsparend lediglich hinsichtlich dem möglicher- weise erwartenden maximalen Korrosionsangriff dimensioniert ist, gegen Aufbeulen bei sich erhöhendem Innendruck, der durch das Wärme produzierende radioaktive Inventar entsteht. Es können hierbei konische Anker (9) - Abb. II verwendet werden oder aber bolzentörmige Anker (10) - Abb. III -, die mit einem oder mehreren Absätzen ver sehen sind. Derartige Anker (9, 10) durchdringen aber den Grundkdrper (1). Daher ist es besonders günstig, wenn die Anker als Schraubanker (11) - Abb. IV - in den Grundkörper (1) eingeschraubt werden, da auf diese Weise der Grundkörper (1) nicht durchbohrt werden muss. Gleiches ist der Fall, wenn die Anker (5) in der Art eines Spreizdübels oder einer Bajonetthalterung von aussen in den Grundkörper eingelassen werden. An den so in den Grundkörper (1) eingelassenen Ankern (5) wird der korrosionsfeste Mantel (4) befestigt, z.B. durch Löten oder Nieten. Es hat sich herausgestellt, dass das Verschweissen des Ankers (5) mit dem Mantel (4) besonders günstig ist. Je nach den Erfordernissen kann die Ankeraussenseite mit der äusseren Manteloberfläche entweder bündig abschliessen oder aber zurückgesetzt sein. Gegebenenfalls ist es auch möglich Anker (5) und Mantel (4) miteinander zu verschrauben. Der Anker (5) kann auch aus mehreren Materialien zusammengesetzt sein, falls sich dadurch Befestigungsvorteile im GrundkHrper ergeben. Mit der vorliegenden Erfindung ist es überraschend möglich, die Dicke des Xorrosionsmantels material- und kostensparend auch unter dem Aspekt eines sich aufbauenden Innendruckes auf die tatsächlichen Erfordernisse hin zu minimieren. Die Montage der Anker und des Mantels auf den Ankern ist einfach, metallische Verbindungsprobleme bestehen bei geeigneter Wabl der Metallkombinationen nicht. Zudem sind alle Schweissnähte oder andere Verbindungsarten einwandfrei prüfbar.

Claims: Transport- und/oder Lagerbehälter für warme- produzierende radioaktive Stoffe Patentanspriiche 1. Transport- und/oder Lagerbehälter für Wärme produ zierende radioaktive Stoffe, bestehend aus einem Grundkörper und einem diesen Grundkörper in einem Abstand allseitig umschliessenden gasdichten Mantel aus korrosionsfestem Material, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (4) über Anker (5) mit dem Grundkörper (1) verbunden ist. 2. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Anker (3) in den Grundkörper (1) eingeschraubt sind. 3. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anker (5) mit dem Mantel (4) verschweisst sind. 4. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Anker (5) und Mantel (4) aus dem gleichen Material bestehen.

Inventors: BOTZEM, WERNER, DIPL.-ING., QUILLMANN, HEINRICH, DIPL.-ING.
Applicants: DEUTSCHE GESELLSCHAFT FUR WIEDERAUFARBEITUNG VON KERNBRENNSTOFFEN MBH, NUKEM GMBH
Application year: 1983
Main classification: G21F5
IPC codes: G21F5