EP0115028A1 - Lagerbehälter für radioaktives Material - Google Patents

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EP0115028A1
EP0115028A1 EP83112825A EP83112825A EP0115028A1 EP 0115028 A1 EP0115028 A1 EP 0115028A1 EP 83112825 A EP83112825 A EP 83112825A EP 83112825 A EP83112825 A EP 83112825A EP 0115028 A1 EP0115028 A1 EP 0115028A1
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bushing
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storage container
base body
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Rolf Geier
Berhold Racky
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Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Nukem GmbH
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Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Nukem GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal

Definitions

  • the invention relates to a storage container for radioactive material, in particular for spent fuel elements, consisting of a base body provided with a cover, a jacket made of a corrosion-resistant material surrounding the cover and the base body and a carrying device in the form of a trunnion.
  • radioactive materials e.g. spent fuel elements from nuclear power plants or waste from facilities for the reprocessing of spent fuel elements
  • containers are used in which the radioactive materials are safely enclosed, from which the heat generated can be safely removed at any time and which are critically safe.
  • Thick-walled containers are usually used, some of which are lined with stainless steel on the inside. If the containers are to be stored underground, for example in disused mines, the container walls must be can absorb rock mechanical forces and be corrosion-resistant. For reasons of economy, multilayered containers made of base body and jacket are used in such cases. A heat-resistant, inexpensive material is normally used for the base body, which does not have to be corrosion-resistant, since it does not come into contact with corrosive media. The tank is dimensioned so that it can withstand the rock pressure. It does not have to be tight so that the bottom and the lid can be inserted or screwed in.
  • Corrosion-resistant materials are used for the jacket.
  • High-alloy steels or zirconium- or titanium-based steels can be considered in salt mines in which the presence of quinary alkalis must be expected.
  • Containers of this type predominantly contain storage boxes in which the radioactive inventory is located and are in turn placed in shielding containers, at least during transport and a possible intermediate storage.
  • the handle of the multi-layer container is provided with a permanently mounted support pin, with the aid of which the multi-layer container can be inserted into the shielding container and removed from it if necessary.
  • the minimum trunnion height is about 15 to 20 cm.
  • a disadvantage of this fixed mounting pin is that the shielding container must be made longer by this height. This increases the overall weight and increases the cost of the shielding container considerably.
  • the weighted trunnion must be made of the same very expensive, corrosion-resistant material as the corrosion-proof outer jacket in order to avoid local element formation and the like. That also affects weight and account disadvantageous.
  • the invention was therefore based on the object of sharpening a storage container for radioactive material, in particular for spent fuel elements from nuclear reactors, consisting of a base body provided with a cover, a jacket made of a corrosion-resistant material surrounding the cover and the base body and a carrying device in the form a trunnion, in which the disadvantages described are eliminated and space and material-saving use is ensured while maintaining the favorable corrosion properties.
  • the object was achieved in that a cylindrical recess was made in the cover, a bushing was inserted into this recess and the support pin was fastened alternately in this bushing, the bushing and the jacket being made of the same material.
  • the bushing is provided with an external thread for fastening in the recess and with an internal thread for fastening the support pin. Furthermore, it is advantageous to equip the socket with a collar and to weld it to the jacket. Furthermore, it is advantageous if the bushing at least partially has a flat bottom as a sealing surface and continues to do so The bushing and trunnion are provided with a central, matching bore for checking for leaks.
  • a bushing (5) is located in a recess in the cover (3), which closes off the base body (4) of a storage container and which is provided with an all-round anti-corrosion coating (2) (e.g. made of Hastelloy).
  • the bushing (5) and the corrosion protection jacket (2) are made of the same material.
  • the socket (5) is firmly connected to the cover (3), preferably screwed into the cover (3) by means of an external thread (8).
  • a support pin (1) is detachably connected to the socket (5), advantageously by means of a thread. Accordingly, the socket (5) can be equipped with an internal thread (9).
  • other detachable connections such as bayonet connections, are also possible.
  • the bushing (5) can be provided with a collar (11) which is welded to the corrosion protection jacket (2). It is advantageous if the bushing (5) and the support pin (1) are provided with a central, matching bore (12, 13) for testing the corrosion protection jacket (2). Through the bore (12, 13), helium or another suitable test gas can be used to detect any leaks in weld seams via a channel (7) into the gap (6) between the base body (4) or the cover (3) and the corrosion protection jacket (2) arrive. Accordingly, it is particularly advantageous if the bushing (5) at least partially has a flat bottom (10) on which additional sealing elements can be arranged if necessary. After the leverage tests have been carried out, the bore (12) be closed in the socket (5), for example by means of a taper pin (14), which is then welded off.
  • the support pin (1) is removed from the socket (5). This eliminates all of the disadvantages described above - high material costs, wasted space and weight, damage to the cover (3) and damage.
  • the object is also achieved with containers of similar configuration, e.g. Includes brown elemant bushings located in multi-layer containers.

Abstract

Es wird ein Lagerbehälter für radioacktives Material, insbesondere für abgebrannte Brennelemente beschrieben, bestehend aus einem Grundkörper mit Deckel, einem den Deckel und den Grundkörper umgebenden Mantel aus einem korrosionsbeständigen Material und einem Tragzapfen. Zur Material- und Raumeinsparung wird der Tragzapfen. Zur Material- und Raumeinsparung wird der Tragzapfen auswechselbar in einer Buchse befestigt, die in einer Ausnehmung des Deckels eingesetzt ist. Buchse und Mantel bestehen dabei aus dem gleichen Material.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Lagerbehälter für radioaktives Material, insbesondere für abgebrannte Brennelemente, bestehend aus einem mit einem Deckel versehenen Grundkörper, einem den Deckel und den Grundkörper außen umgebenden Mantel aus einem korrosionsbeständigen Material und einer Tragevorrichtung in Form eines Tragzapfens.
  • Für den Transport und die Lagerung wärmeproduzierender radioaktiver Stoffe, wie z.B. abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken oder Abfälle aus Anlagen zur Wierderaufarbeitung abgebrannter 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 benützt, die zum Teil innen mit Edelstahl ausgekleidet sind. Sollen die Behälter unter Tage, z.B. in stillgelegten Bergwerken gelagert warden, müssen die Behälterwandungen die gebirgsmechanischen Kräfte aufnehmen können und korrosionsfest sein. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden in solchen Fällen mehrschichtige Behälter aus Grundkörper und Mantel benutzt. Für den Grundkörper wird normalerweise 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 werden kann.
  • Für den Mantel werden korrosionsbeständige Werkstoffe verwendet. In Betracht kommen in Salzbergwerken, in denen mit dem Auftreten quinärer Laugen gerechnet werden muß, hochlegierte Stähle oder Stähle auf Zirkon- oder Titanbasis.
  • Derartige Behälter enthalten überwiegend Lagerbüchsen, in denen sich das radioaktive Inventar befindet, und stecken ihrerseits in Abschirmbehältern, zumindest während des Transportes und einer eventuellen Zwischenlagerung. Der Dehkel des mehrschichtigen Behälters ist mit einem fest montierten'Tragzapfen versehen, mit dessen Hilfe der Mehrachichtbehälter in den Abschirmbehälter eingesetzt und gegebenfalls wieder aus ihm entnommen werden kann. Die minimale Tragzapfenhöhe beträgt dabei etwa 15 bis 20 cm. Ein Nachteil dieses fest montierten Tragzapfens besteht darin, daß der Abschirmbehälter um diese Höhe länger ausgebildet sein muß. Das erhöht das Gesamtgewicht und verteuert den Abschirmbehälter ganz wesentlich. Zudem muß der gewichtige Tragzapfen aus dem gleichen sehr teuren, korrosionsfesten Material gefertigt sein wie der korrosionssichere Außenmantel, um Lokalelementbildung und dergleichen zu vermeiden. Auch das wirkt sich gewichts- und kontenmäßig nachteilig aus. Ein weiterer Nachteil ist die praktisch punktförmige Belastung des Dackels unter dem fest montierten Tragzapfen im Falle eines Behälterabsturzes. Das gleiche gilt selbstverständlich auch für die im Mehrsohiohtbehällter enthaltenen Lagerbüchsen, sofern sie ebenfalls mit Tragzapfen oder entsprechenden Handhabungsvorrinhtungen fest versehen sind.
  • Die Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Lagerbehälter für radioaktives Material, insbesondere für abgebrannte Brennelemente aus Kernreaktoren zu scharfen, bestehend aus einem mit einem Deckel versehenen Grundkörper, einem den Deckel und den Grundkörper außen umgebenden Mantel aus einem korrosionsbeständigen Material und einer Tragevorrichtung in Form eines Tragzapfens, bei dem die beschriebenen Nachteile beseitigt sind und ein platz- und materialsparender Einsatz unter Erhalt der günstigen Korrosiongeigenschaft sichergestellt ist.
  • Die Aufgabe wurde neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Deckel eine zylinderförmige Ausnehmung eingebracht, in diese Ausnehmung eine Buchse eingesetzt und in dieser Buchse der Tragzapfen answechselbar befestigt ist, wobei Buchse und Mantel aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
  • In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ist die Buchse zur Befestigung in der Ausnchmung mit einem Außengewinde und zur Befestigung des Tragzapfens mit einem Innengewinde versehen. Weiterhin ist es vorteilhaft die Buchse mit einem Bund auszustatten und diesen mit dem Mantel zu verschweißen. Ferner ist es günstig, wenn die Buchse zumindest teilweise einen ebenen Boden als Dichtfläche aufweist und weiterhin Buchse und Tragzapfen mit einer zentrischen aufeinanderpassenden Bohrung zur Prüfung auf Leckagen versehen sind.
  • Anhand der schematischen Abbildung wird die Erfindung nachstehend beispielhaft erläutert.
  • In dem Deckel (3), der den Grundkörper (4) eines Lagerbehälters abschließt, und der mit einem allseitigen Korrosionsschutzmantei (2) (z. B. aus Hastelloy), versehen ist, befindet sich in einer Ausnehmung eine Buchse (5). Die Buchse (5) und der Korrosionsschutzmantel (2) sind aus dem gleichen Material gefertigt. Die Buchse (5) ist fest mit dem Deckel (3) verbunden, vorzugsweise in den Deckel (3) mittels Außengewinde (8) eingeschraubt. Ein Tragzapfen (1) ist lösbar mit der Buchse (5) verbunden, vorteilhafterweise mittels Gewinde. Dementsprechend kann die Buchse (5) mit einem Innengewinde (9) ausgestattet sein. Jedoch sind auch andere lösbare Verbindungen, wie z.B. Bajonettverbindungen, möglich. Die Buchse (5) kann mit einem Bund (11) versehen sein, der mit dem Korrosionsschutzmantel (2) verschweißt ist. Es ist vorteilhaft, wenn die Buchse (5) und der Tragzapfen (1) mit einer zentrischen, aufeinanderpassenden Bohrung (12, 13) zur Prüfung des Korrosionsschutzmantels (2) verashen sind. Durch die Bohrung (12, 13) kann Helium oder ein anderes geeignetes Testgas zum Nachweis eventuell vorhandene Leckagen in Schweißnähten über einen Kanal (7) in den Spalt (6) zwischen dem Grundkörper (4) bzw. dem Deckel (3) und dem Korrosionsschutzmantel (2) gelangen. Dementsprechend ist es besonders günstig, wenn die Buchse (5) zumindest teilweise einen ebenen Boden (10) besitzt, auf den im Bedarfsfall zusätzliche Dichtelemente angeordnet werden können. Nach vollzogenen Leoktests kann die Bohrung (12) in der Buchse (5) verschlossen werden, beispielsweise mittels eines Kegelstiftes (14), welcher anschließend verscheißt wird.
  • Nach dem Handhaben des Mehrschichtbehälters wird der Tragzapfen (1) aus der Buchse (5) entfernt. Damit sind alle eingangs geschilderten Nachteile - hohe Materialkosten, Platz- und Gewichtsvergeudung sowie Beschädigung des Deckels (3) und Schadensfall - ausgeschlossen.
  • Es liegt im Umfang der Erfindung, daß die Lösung der gestellten Aufgabe auch Behälter ähnlicher Konfiguration, z.B. Breunelemantlagerbüchsen, die sich in Mehrschichtbehältern befinden, einschließt.

Claims (5)

1. Lagerbehälter für radioaktives Material, insbesondere für abgebrannte Brennelemente aus Kernreaktoren, bestehend aus einem mit einem Deckel versehenen Grundkörper, einem den Deckel und den Grundkörper außen umgebenden Mantel aus einem korrosionsbeständigen Material und einer Tragevorrichtung, in Form eines Tragzapfens, dadurch gekenazeichnet, daß in den Deckel (3) eine zylinderförmige Ausnehmung eingebracht, in diese Ausnehmung eine Buchse (5) eingesetzt und in dieser Buchse (5) der Tragzapfen (1) auswechselbar befestigt ist, wobei Buchse (5) und Mantel (2) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
2. Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekenazeichnet, daß die Buchse (5) zur Befestigung in der Ausnehmung mit einem Außengewinde (8) und zur Befestigung des Tragzapfens (1) mit einem Innengewinde (9) versehen ist.
3. Lagerbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (5) mit einem Bund (11) versehen und dieser mit dem Mantel (2) verschweißt ist.
4. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (5) zumindest teilweise einen ebenen Boden (10) als Dichtfläche aufweist.
5. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Buchse (5) und Tragzapfen (1) mit einer zentrischen, aufeinanderpassenden Bohrung (12, 13) zur Prüfung auf Leckagen versehen sind.
EP83112825A 1982-12-24 1983-12-20 Lagerbehälter für radioaktives Material Expired EP0115028B1 (de)

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