DE3404666A1 - Shielded shipping and shielded storage cask for spent fuel elements - Google Patents
Shielded shipping and shielded storage cask for spent fuel elementsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter für bestrahlte Brennelemente von Kernreaktoren und dergleichen radioaktive Abfallstoffe mit langgestrecktem Behältermantel, angeformtem Behälterboden und aufgesetztem Behälterdeckel, alle Bauteile aus Gußeisen, insbesondere aus sphärolithischem Gußeisen, oder aus Stahlguß, der eine abnehmbare, den Behältermantel mit Konvektionsabstand umgebende Abschirmumhüllung aufweist und der zusammen mit der Abschirmumhüllung in Lagerstellung auf einer Lagersohle vertikal aufstellbar ist. Der aus Gußeisen oder Stahlguß bestehende Behälter einerseits, die Abschirmumhüllung andererseits machen den Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter zu einem, zumindest in Lagerstellung, mehrschaligen Behälter.The invention relates generically to a shielding transport and shield storage containers for irradiated fuel assemblies from nuclear reactors and the like radioactive waste with elongated Container jacket, molded container base and attached container lid, all components made of cast iron, in particular of spherulitic Cast iron, or made of cast steel, which has a removable shielding covering surrounding the container jacket with a convection spacing and which can be set up vertically together with the shielding cover in the storage position on a bearing sole. The one made of cast iron or cast steel existing container on the one hand, the shielding cover on the other hand make the shielding transport and shielding storage container to a multi-shell container, at least in the storage position.
Bei dem bekannten, gattungsgemäßen Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter besteht die Abschirmumhüllung aus Kunststoff, ggf. mit Beimengungen für insbesondere die Neutronenabsorption. Eine zusätzliche Funktion in statischer oder in stabilitätsmäßiger Hinsicht kann die Abschirmumhüllung nicht erfüllen, da ihre Wanddicke nur einige Zentimeter beträgt und da darüber hinaus eine Abstützung der Abschirmumhüllung auf der Lagersohle nicht erfolgt. Die bekannten Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter erfüllen in abschirmtechnischer Hinsicht und festigkeitsmäßiger Hinsicht alle Anforderungen. Das gilt auch in wärmetechnischer Hinsicht, wenn die Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter in Lagerstellung auf einer Lagersohle vertikal aufgestellt werden und folglich ein intensiver Wärmeaustausch durch Konvektion stattfinden kann. Diese Aufstellung ist jedoch in geographischen Bereichen gefährdet, in denen mit dem Auftreten von Erdbeben erheblicher Stärke gerechnet werden muß. In einem sollchen Falle erfährt der vertikal aufgestellte Abschirmtrans-In the known, generic shielding transport and shielding storage container if the shielding cover is made of plastic, possibly with additions for the neutron absorption in particular. An additional The shielding covering cannot fulfill its function in terms of static or stability, since its wall thickness is only a few Is centimeters and, in addition, there is no support of the shielding cover on the bearing sole. The well-known shielding transport and shielding storage containers meet all requirements in terms of shielding technology and strength. This also applies in terms of thermal engineering when the shielding transport and shielding storage containers are in storage position on a storage platform be set up vertically and consequently an intensive heat exchange by convection can take place. However, this listing is endangered in geographical areas in which earthquakes of considerable magnitude can be expected. In the vertically positioned shielding trans-
port- und Abschirmlagerbehälter aus der vertikalen und der horizontalen Erdbeschleunigung heraus Stabilitätsbeanspruchungen im Sinne von Kippbeanspruchungen. Bei den bekannten Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehältern trägt die Abschirmumhüllung zur Kippsicherung nichts bei. Sie kann es auch aus festigkeitsmäßigen Gründen und rein geometrischen Gründen nicht.port and shielding storage containers from the vertical and the horizontal Acceleration due to gravity out stability stresses in the sense of tilting stresses. With the known shield transport and The shielding cover does nothing to prevent the shielding storage containers from tipping over. It can also do so for reasons of strength and purely geometrical reasons.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen, in der beschriebenen Weise zweischaligen Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter so weiter auszubilden, daß der Behälter in vertikaler Lagerstellung auf einer Lagersohle eine zusätzliche Kippsicherung erfährt.The invention is based on the object of providing a shielding transport and shielding storage container of the generic type, two-shelled in the manner described so further to train that the container in a vertical storage position on a bearing base an additional tilt protection learns.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Abschirmumhüllung zusätzlich als auf der Lagersohle abgestützter Kippsicherungszylinder aus Stahlbeton ausgeführt ist, dessen Außendurchmesser um einen Faktor zwischen 1,25 bis 2 größer ist als der Außendurchmesser des Behältermantels, und daß der Kippsicherungszylinder fußseitig und kopfseitig Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen für Konvektionsluft aufweist. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die zusätzliche Abschirmfunktion, die im Rahmen der bekannten Maßnahmen über die Abschirmumhüllung aus Kunststoff erreicht wird, auch durch Beton erfüllt werden kann. Eine solche Abschirmumhüllung aus Beton kann jedoch zusätzlich als Kippsicherungsmaßnahme funktionieren, wenn nach der Lehre der Erfindung der Außen durchmesser um einen Faktor zwischen 1,25 bis 2 größer ist als der Außendurchmesser des Behältermantels. Dann erreicht man stets auch eine ausreichende Strahlungsabschirmung, sei es in bezug auf Neutronen, sei es in bezug auf andere radioaktive Strahlen. Die wärmetechnischen Zusam-To solve this problem, the invention teaches that the shielding sheath is also designed as a reinforced concrete anti-tilt cylinder supported on the bearing base, the outer diameter of which is around is a factor between 1.25 to 2 larger than the outer diameter of the container jacket, and that the tilt protection cylinder on the foot side and inlet openings and outlet openings for convection air at the top having. - The invention is based on the knowledge that the additional shielding function, which is part of the known measures is achieved via the plastic shielding, can also be met by concrete. Such a shield covering However, concrete can also function as an anti-tipping measure, if, according to the teaching of the invention, the outer diameter is larger by a factor between 1.25 to 2 than the outer diameter of the container jacket. Then one always achieves adequate radiation shielding, be it with respect to neutrons or with respect to to other radioactive rays. The thermal interrelationships
menhänge werden nicht gestört, denn die Konvektion wird über die fußseitig und kopfseitig in den Stahlbetonzylinder vorgesehenen Einlaßöffnungen und Außlaßöffnungen für die Konvektionsluft aufrechterhalten. Es versteht sich von selbst, daß man dem Stahlbeton durch betontechnische und bewehrungstechnische Maßnahmen eine ausreichende Festigkeit verleiht. Besitzt der aus Stahlbeton bestehende Kippsicherungszylinder einen Außendurchmesser, der um einen Faktor zwischen 1,25 bis 2 größer ist als der Außendurchmesser des Behältermantels, so läßt sich erreichen, daß der aus Gußeisen oder Stahlguß bestehende Behältermantel und die umgebende Stahlbetonschale standsicher stehenbleiben, wenn die auf diesem Erdball üblichen Erdbebenbeanspruchungen auftreten. Den angegebenen Faktor wird man um so größer wählen, je stärker die zu erwartenden Erdbeben sind. Es versteht sich, daß Vorsorge getroffen werden muß, daß bei solchen Erdbebenbeanspruchungen der aus Gußeisen oder Stahlguß bestehende Behälter nicht aus dem Kippsicherungszylinder herausrutscht. Dazu bestehen mehrere Möglichkeiten. Insbesondere läßt sich der Konvektionsabstand so wählen, daß der Behälter in dem Kippsicherungszylinder bei einer Kippbewegung durch Reibungsschluß ausreichend sichergehalten ist. Dazu ist es lediglich erforderlich, Vorsorge zu treffen, daß der Konvektionsabstand eine Weite aufweist, die etwa dem 0,1-bis 0,2-fachen des Außendurchmessers des Behältermantels entspricht. Gleichzeitig wird dadurch eine intensive Konvektion und damit eine intensive Wärmezufuhr sichergestellt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Behälter in dem Kippsicherungszylinder, z. B. im Bereich der Behältertragzapfen, mechanisch zu befestigen. Wird der Kippsicherungszylinder so über den Behälter gestülpt, daß auch die Behältertragzapfen passiert werden müssen, so können entsprechende Rillen in dem Kippsicherungszylinder ausgespart werden. Zweck-Men’s connections are not disturbed, because the convection is over the Maintain inlet openings and outlet openings for the convection air provided on the foot and head side in the reinforced concrete cylinder. It goes without saying that reinforced concrete can be given adequate concrete and reinforcement measures Gives strength. Has the anti-tilt cylinder made of reinforced concrete an outer diameter that is a factor between 1.25 to 2 larger than the outer diameter of the container jacket, in this way it can be achieved that the container jacket, which is made of cast iron or cast steel, and the surrounding reinforced concrete shell are stable stop when the earthquake stresses that are common on this globe occur. The given factor will be the same Choose larger, the stronger the earthquake to be expected. It goes without saying that precautions must be taken to prevent such earthquake loads the container made of cast iron or cast steel does not slip out of the anti-tip cylinder. In addition there are several options. In particular, the convection distance can be selected so that the container is in the anti-tilt cylinder is kept sufficiently safe during a tilting movement by frictional engagement. For this it is only necessary to take precautions, that the convection distance has a width which corresponds approximately to 0.1 to 0.2 times the outer diameter of the container jacket. At the same time, this ensures intensive convection and thus an intensive supply of heat. But there is also the Possibility of placing the container in the anti-tilt cylinder, e.g. B. in the area of the container support pin, to be attached mechanically. Will the tilt protection cylinder is placed over the container in such a way that the container support pins also have to be passed, so that appropriate Grooves are cut out in the anti-tip cylinder. Purpose-
mäßigerweise ist der Kippsicherungszylinder mit einem angeformten oder aufgesetztem Deckel versehen, so daß er als Haube auf den aus Gußeisen oder Gußstahl bestehenden Behälter aufgesetzt werden kann.The anti-tilt cylinder is moderately provided with a molded or attached cover so that it can be used as a hood on the Cast iron or cast steel existing container can be placed.
Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem erfindungsgemäßen Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter die Standfestigkeit bei Erdbeben, anders ausgedrückt die Kippsicherheit beachtlich erhöht worden ist. Der Kippsicherungszylinder funktioniert aber gleichzeitig als Abschirmumhüllung und verbessert nach bevorzugter Ausführungsform auch die natürliche Konvektion. Der Kippsicherungszylinder erhöht die Lage des Schwerpunktes des Gesamtgebindes nur unwesentlich, vergrößert aber die Länge des für das Standmoment wesentlichen Hebelarmes vom halben Außendurchmesser des Innenbehältermantels auf den halben Außendurchmesser des Kippsicherungszylinders. Dadurch erhöht sich der Sicherheitsfaktor gegen Kippen beachtlich, im Bedarfsfall ohne Schwierigkeiten bis zu einem Faktor 2.The advantages achieved are to be seen in the fact that in an inventive Shielding transport and shielding storage containers ensure stability in the event of earthquakes, in other words, the stability against tipping is considerable has been increased. The anti-tilt cylinder works at the same time as a shielding cover and is more preferred Embodiment also natural convection. The anti-tilt cylinder only increases the center of gravity of the entire container insignificant, but increases the length of the lever arm, which is essential for the static moment, of half the outer diameter of the inner container jacket to half the outer diameter of the anti-tip cylinder. This increases the safety factor against tipping considerable, if necessary without difficulties up to a factor of 2.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.In the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter. The single figure shows a schematic representation of a vertical section by a shielding transport and shielding storage container according to the invention.
Der in der Figur dargestellte Abschirmlransport- und Abschirmlagerbehälter ist für bestrahlte Brennelemente von Kornreaktoren und für ähnliche radioaktive Abfallstoffe bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehörenThe shielding transport and shielding storage container shown in the figure is intended for irradiated fuel assemblies from grain reactors and for similar radioactive waste. To the basic structure belong
ein langgestreckter innerer Behältermantel 1 mit angeformtem Behälterboden 2 und aufgesetztem Behälterdeckel 3 undan elongated inner container jacket 1 with an integrally formed container base 2 and an attached container lid 3 and
eine abnehmbare, den Behältermantel 1 mit Konvektionsabstand 4 umgebende Abschirmumhüllung 5.a removable, the container jacket 1 with convection distance 4 surrounding shielding cover 5.
Insoweit handelt es sich um einen mehrschaligen Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter. Der Behältermantel 1, der BehälterbodenIn this respect, it is a multi-layer shielding transport and shield storage containers. The container jacket 1, the container bottom
2 und der Behälterdeckel 3 bestehen aus Gußeisen, insbesondere aus sphärolithischem Gußeisen, oder aus Stahlguß. Der Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter ist insgesamt in Lagerstellung auf eine Lagersohle, wie gezeichnet, vertikal aufstellbar.2 and the container lid 3 are made of cast iron, in particular from spherulitic cast iron, or cast steel. The shielding transport and shielding storage container is on the whole in the storage position a bearing sole, as shown, can be set up vertically.
Die Abschirmumhüllung 5 ist zusätzlich als auf der Lagersohle abgestützter Kippsicherungszylinder aus Stahlbeton ausgeführt, dessen Außendurchmesser D um einen Faktor zwischen 1,25 bis 2 größer ist als der Außendurchmesser d des Behältermantels 1. Der Kippsicherungszylinder 5 besitzt fußseitig und kopfseitig Einlaßöffnungen 6 bzw. Auslaßöffnungen 7 für Konvektionsluft für die Kühlung des Innenbehältermantels. Der Konvektionsabstand 4 ist so gewählt, daß der Behältermantel 1 in dem Kippsicherungszylinder 5 bei einer Kippbewegung durch Reibungsschluß gehalten ist. Dazu ist der Konvektionsabstand 4, wie angegeben, ausreichend groß gewählt. Im Ausführungsbeispiel ist der Behältermantel 1 jedoch in dem Kippsicherungszylinder 5 zusätzlich mechanisch befestigt, und zwar im Bereich der Behältertragzapfen 8 durch in den Kippsicherungszylinder 5 zusätzlich eingesetzte Bauteile 10. Im übrigen besitzt der Kippsicherungszylinder 5 einen angeformten Deckel 11, so daß er insgesamt als Haube auf den Behältermantel 1 mit seinem BehälterdeckelThe shielding envelope 5 is also supported on the bearing sole Anti-tilt cylinder made of reinforced concrete, the outer diameter D of which is larger by a factor of 1.25 to 2 than the outer diameter d of the container jacket 1. The anti-tilt cylinder 5 has inlet openings 6 at the foot and at the head or outlet openings 7 for convection air for cooling the inner container jacket. The convection distance 4 is chosen so that the container jacket 1 in the anti-tilt cylinder 5 during a tilting movement is held by frictional engagement. For this purpose, the convection distance 4, as indicated, is chosen to be sufficiently large. In the exemplary embodiment however, the container jacket 1 is additionally mechanically fastened in the anti-tilt cylinder 5, specifically in the area the container support pin 8 by components 10 additionally inserted in the anti-tilt cylinder 5. In addition, the anti-tilt cylinder has 5 a molded cover 11 so that it is a total of a hood on the container shell 1 with its container lid
3 aufsetzbar ist. - Der Abschirmtransport- und Abschirmlagerbehälter kann auch in Stahlkonstruktion ausgeführt werden.3 can be attached. - The shielding transport and shielding storage container can also be made of steel construction.
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4300 Essen 1GNS Society for Nuclear Service mbH
Goethestrasse 88
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |