EP1122744A1 - Verfahren zum Herstellen eines Transport- und/oder Lagerbehälters für radioaktive Gegenstände - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Transport- und/oder Lagerbehälters für radioaktive Gegenstände Download PDF

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EP1122744A1 EP99125003A EP99125003A EP1122744A1 EP 1122744 A1 EP1122744 A1 EP 1122744A1 EP 99125003 A EP99125003 A EP 99125003A EP 99125003 A EP99125003 A EP 99125003A EP 1122744 A1 EP1122744 A1 EP 1122744A1
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    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G—PHYSICS
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    • 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 method for producing a Transport and / or storage containers for radioactive objects, in particular spent nuclear reactor fuel elements, one between a metallic outer jacket and a Metallic inner jacket formed hollow cylindrical jacket space with a minimum grain size Concrete aggregate and then the rest with a suspension made of cement, water and additives.
  • the invention is based, in the context of the task Process of the type mentioned at the beginning for transport and / or Storage containers for radioactive objects with to achieve high neutron source strengths, the lower concrete wall thicknesses than previously required.
  • the passage openings are smaller than the minimum grain size, two sub-spaces are formed which are concentric with each other and the concrete surcharge and the suspension in only one of the two Subspaces entered.
  • the diaphragm formed from perforated sieves or sheets or wire mesh, the passage openings in particular an opening width have between 2 and 4 mm.
  • the said heat conduction radial webs are on the containers in question known and serve to derive from the radioactive Objects developed heat outside.
  • the diaphragm is on an inner partial web arrangement of heat conduction radial webs, that run between the inner jacket and the outer jacket, and on the diaphragm a supplementary outer partial web arrangement is placed, which is screwed to the inner jacket becomes. It is recommended that the diaphragm, the inner partial web arrangement and the outer partial web arrangement in the area of corresponding longitudinal beads to sit on top of each other. There are also manipulation-related ones Advantages if there are two adjacent radial part webs the outer part web arrangement by an outer bridge are interconnected. Accordingly, two can Adjacent radial partial webs of the inner partial web arrangement be connected by an inner bridge. In all In cases it is advisable to use the diaphragm or this fixing the forming parts by welding.
  • the concrete aggregate and the Suspension can be entered in the same subspace.
  • the concrete surcharge should be left in the one adjacent to the inner jacket Subspace can be entered so that the outer Partial area the higher water content for neutron moderation having.
  • a jacket of a storage container for radioactive objects which initially consist of a metallic Outer jacket 1 and a concentrically arranged metallic inner jacket 2 is formed. Between Outer jacket 1 and inner jacket 2 is therefore a hollow cylindrical one Gap space 3 given. Between inner jacket 2 and outer jacket 1 run heat conducting material webs 4 with flared window elements 5. These heat conduction radial webs 4 are welded to U-profiles 6, which in turn are attached to the inner jacket 2. On the outer jacket 1 are also U-profiles 7 attached to which the heat conduction radial webs 4 but are only pressed.
  • the diaphragm 8 is made of open and closed profiles 81, 82 of perforated screens or sheets or wire mesh formed between the radial heat conducting webs 4 are used and are in contact with them and with them are welded.
  • a concrete aggregate with a minimum grain size and then a suspension of cement, Water and additives entered. Since the diaphragm has 8 openings that is smaller than the minimum grain size only the suspension gets into the outer subspace 32.
  • the diaphragm is 8th to an inner partial web arrangement 41 of heat conduction radial webs 4 and on the diaphragm 8 a supplementary outer partial web arrangement 42 placed with the inner jacket 2 is screwed.
  • the diaphragm 8 the inner part web arrangement 41 and the outer part web arrangement 42 in the area of corresponding longitudinal beads 9 placed on top of each other.
  • Two adjacent ones Radial partial webs of the outer partial web arrangement 42 are through an outer bridge 10 connected to each other.
  • Corresponding are also two adjacent radial webs of the inner one Part web arrangement 41 through an inner bridge 11 with each other connected.
  • the screw connection 12 takes place through the outer bridge 10 and the diaphragm 8 with the inner jacket 2.
  • the Outer jacket 1 is under elastic deformation of the heat conduction radial webs 4 has been put on.
  • the backfilling takes place in the same way as indicated above.
  • composition can correspond to that in WO 98/59346 is specified.

Abstract

Zum Herstellen eines Transport- und/oder Lagerbehälters für radioaktive Gegenstände wird ein zwischen einem metallischen Außenmantel (1) und einem metallischen Innenmantel (2) gebildeter hohlzylindrischer Mantelzwischenraum (3) mit einem eine Mindestkorngröße aufweisenden Betonzuschlag und anschließend im Rest mit einer Suspension aus Zement, Wasser und Additiven verfüllt. Ein solcher Behälter ist für hochdosierte Neutronenquellstärken bei kompakten Abmessungen einsetzbar, wenn im Mantelzwischenraum (3) mit Hilfe eines Diaphragmas (8), dessen Durchtrittsöffnungen kleiner als die Mindestkorngröße sind, zwei zueinander konzentrische Teilräume (31, 32) gebildet werden und der Betonzuschlag sowie die Suspension jeweils nur in einen der beiden Teilräume eingegeben werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Transport- und/oder Lagerbehälters für radioaktive Gegenstände, insbesondere abgebrannte Kernreaktorbrennelemente, wobei ein zwischen einem metallischen Außenmantel und einem metallischen Innenmantel gebildeter hohlzylindrischer Mantelzwischenraum mit einem eine Mindestkorngröße aufweisenden Betonzuschlag und anschließend im Rest mit einer Suspension aus Zement, Wasser und Additiven verfüllt wird.
Bei einem bekannten Verfahren der genannten Art (WO 98/59346) wird der gesamte Mantelzwischenraum gleichartig verfüllt. Die auf diese Weise hergestellten Behälter eignen sich nur zur Abschirmung von Strahlenquellen mit relativ niedriger Neutronenquellstärke, z. B. Brennelementen mit niedrigem Abbrand. Soll ein solcher Behälter für Strahlenquellen mit hochdosierten Neutronenquellstärken, z. B. MOX-Brennelementen oder verglasten hochaktivem Abfall aus der Wiederaufarbeitung, verwendet werden, werden verhältnismäßig große Betonwanddicken erforderlich, um die für die Neutronenmoderation benötigten Wassermengen bereitzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen des Verfahrens der eingangs genannten Art zu Transportund/oder Lagerbehältern für radioaktive Gegenstände mit hohen Neutronenquellstärken zu gelangen, die geringere Betonwandstärken als bisher erfordern.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß im Mantelzwischenraum mit Hilfe eines Diaphragmas, dessen Durchtrittsöffnungen kleiner als die Mindestkorngröße sind, zwei zueinander konzentrische Teilräume gebildet und der Betonzuschlag sowie die Suspension jeweils nur in einen der beiden Teilräume eingegeben.
Mit Hilfe der beschriebenen Maßnahmen wird der Mantelzwischenraum bzw. Betonraum in zwei unterschiedliche Teilräume mit unterschiedlicher Verfüllung geteilt. Der Betonzuschlag verbleibt aufgrund des Diaphragmas in dem Teilraum, in den er eingegeben worden ist, während das Diaphragma für die Suspension kein Hindernis darstellt und sich in beiden Teilräumen ausbreitet. Der von der Suspension allein eingenommene Teilraum enthält wesentlich mehr Wasser als bisher und kann daher die für die Neutronenmoderationen benötigten Wassermengen bereitstellen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Diaphragma aus Lochsieben oder -blechen oder Drahtgeflecht gebildet, deren Durchtrittsöffnungen insbesondere eine Öffnungsweite zwischen 2 und 4 mm aufweisen. Im Einzelnen kann dabei zunächst so vorgegangen werden, dass das Diaphragma durch Einführen von offenen und/oder geschlossenen Diaphragmaprofilen zwischen Wärmeleitungsradialstegen gebildet wird, die zwischen Innenmantel und Außenmantel verlaufen und an denen die Diaphragmaprofile anliegen. Die besagten Wärmeleitungsradialstege sind bei den in Rede stehenden Behältern an sich bekannt und dienen der Ableitung der von den radioaktiven Gegenständen entwickelten Wärme nach außen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Diaphragma auf eine innere Teilsteganordnung von Wärmeleitungsradialstegen, die zwischen Innenmantel und Außenmantel verlaufen, und auf das Diaphragma eine ergänzende äußere Teilsteganordnung aufgesetzt wird, die mit dem Innenmantel verschraubt wird. Hierbei empfiehlt es sich, das Diaphragma, die innere Teilsteganordnung und die äußere Teilsteganordnung im Bereich von einander entsprechenden Längssicken aufeinander zu setzen. Auch ergeben sich manipulationstechnische Vorteile, wenn jeweils zwei benachbarte Radialteilstege der äußeren Teilsteganordnung durch eine Außenbrücke miteinander verbunden sind. Entsprechend können auch zwei benachbarte Radialteilstege der inneren Teilsteganordnung durch eine Innenbrücke miteinander verbunden sein. In allen Fällen empfiehlt es sich, das Diaphragma bzw. die dieses bildenden Teile durch Schweißungen lagezufixieren.
Um die gewünschte Zweizonenstruktur des Betons zuverlässig und schnell herzustellen, sollte der Betonzuschlag und die Suspension in denselben Teilraum eingegeben werden. Im Übrigen sollte der Betonzuschlag in den dem Innenmantel benachbarten Teilraum eingegeben werden, so dass der äußere Teilraum den höheren Wassergehalt für die Neutronenmoderation aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen
Fig. 1
einen Schnitt durch einen Teil eines Behältermantels und
Fig. 2
einer anderen Ausführungsform.
In Fig. 1 erkennt man einen Mantel eines Lagerbehälters für radioaktive Gegenstände, der zunächst aus einem metallischen Außenmantel 1 und einem konzentrisch dazu angeordneten metallischen Innenmantel 2 gebildet ist. Zwischen Außenmantel 1 und Innenmatel 2 ist also ein hohlzylindrischer Mantelzwischenraum 3 gegeben. Zwischen Innenmantel 2 und Außenmantel 1 verlaufen Wärmeleitungsmaterialstege 4 mit ausgestellten Fensterelementen 5. Diese Wärmeleitungsradialstege 4 sind mit U-Profilen 6 verschweißt, die ihrerseits an dem Innenmantel 2 befestigt sind. Am Außenmantel 1 sind ebenfalls U-Profile 7 befestigt, an die die Wärmeleitungsradialstege 4 aber nur angepreßt sind.
Im Mantelzwischenraum 3 sind mit Hilfe eines Diaphragmas 8 zwei zueinander konzentrische Teilräume 31, 32 gebildet. Das Diaphragma 8 wird von offenen und geschlossenen Profilen 81, 82 von Lochsieben oder -blechen oder Drahtgeflecht gebildet, die zwischen die Wärmeleitungsradialstege 4 eingesetzt sind und an diesen anliegen sowie mit diesen verschweißt sind. Zum Fertigstellen des Behälters wird in den inneren Teilraum 31 ein Betonzuschlag mit einer Mindestkorngröße und anschließend eine Suspension aus Zement, Wasser und Additiven eingegeben. Da das Diaphragma 8 Durchtrittsöffnungen aufweist, die kleiner als die Mindestkorngröße sind, gelangt in den äußeren Teilraum 32 nur die Suspension.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird das Diaphragma 8 auf eine innere Teilsteganordnung 41 von Wärmeleitungsradialstegen 4 und auf das Diaphragma 8 eine ergänzende äußere Teilsteganordnung 42 aufgesetzt, die mit dem Innenmantel 2 verschraubt wird. Hierbei werden das Diaphragma 8, die innere Teilsteganordnung 41 und die äußere Teilsteganordnung 42 im Bereich von einander entsprechenden Längssicken 9 aufeinander gesetzt. Jeweils zwei benachbarte Radialteilstege der äußeren Teilsteganordnung 42 sind durch eine Außenbrücke 10 miteinander verbunden. Entsprechend sind auch jeweils zwei benachbarte Radialstege der inneren Teilsteganordnung 41 durch eine Innenbrücke 11 miteinander verbunden. Die Verschraubung 12 erfolgt durch die Außenbrücke 10 und das Diaphragma 8 mit dem Innenmantel 2. Der Außenmantel 1 ist unter elastischer Verformung der Wärmeleitungsradialstege 4 aufgesetzt worden. Die Verfüllung erfolgt in der gleichen Weise wie oben angegeben.
Die Zusammensetzung kann derjenigen entsprechen, welche in WO 98/59346 angegeben ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Transport- und/oder Lagerbehälters für radioaktive Gegenstände, wobei ein zwischen einem metallischen Außenmantel und einem metallischen Innenmantel gebildeter hohlzylindrischer Mantelzwischenraum mit einem eine Mindestkorngröße aufweisenden Betonzuschlag und anschließend im Rest mit einer Suspension aus Zement, Wasser und Additiven verfüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Mantelzwischenraum mit Hilfe eines Diaphragmas, dessen Durchtrittsöffnungen kleiner als die Mindestkorngröße sind, zwei zueinander konzentrische Teilräume gebildet werden und der Betonzuschlag sowie die Suspension jeweils nur in einen der beiden Teilräume eingegeben werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma aus Lochsieben oder -blechen oder Drahtgeflecht gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma Durchtrittsöffnungen mit einer Öffnungsweite zwischen 2 und 4 mm aufweist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma durch Einführen von offenen und/oder geschlossenen Diaphragmaprofilen zwischen Wärmeleitungsradialstege gebildet wird, die zwischen Innenmantel und Außenmantel verlaufen und an denen die Diaphragmaprofile anliegen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma auf eine innere Teilsteganordnung von Wärmeleitungsradialstegen, die zwischen Innenmantel und Außenmantel verlaufen, und auf das Diaphragma eine ergänzende äußere Teilsteganordung aufgesetzt wird, die mit dem Innenmantel verschraubt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma, die innere Teilsteganordnung und die äußere Teilsteganordnung im Bereich von einander entsprechenden Längssicken aufeinander gesetzt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Radialteilstege der äußeren Teilsteganordnung durch eine Außenbrücke miteinander verbunden sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma durch Schweißungen lagefixiert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonzuschlag und die Suspension in denselben Teilraum eingegeben werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonzuschlag in den dem Innenmantel benachbarten Teilraum eingegeben wird.
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