DD247765A1

DD247765A1 - Transportbehaelter fuer unbestrahlte kernbrennstoffkassetten

Info

Publication number: DD247765A1
Application number: DD28827386A
Authority: DD
Inventors: Eberhard Ludwig; Siegfried Standke; Hans-Joachim Boerner; Dieter Junghanns
Original assignee: Energiewerke Nord Gmbh
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1987-07-15
Also published as: DD247765B5

Abstract

Die Erfindung betrifft die Bauform eines Transportbehaelters fuer den Transport von unbestrahlten Brennstoffkassetten von Kernreaktoren. Ziel und Aufgabe sind, einen raumsparenden Transportbehaelter fuer unbestrahlte Kernbrennstoffkassetten zu schaffen, der aus einem Innen- und Aussenbehaelter besteht und im Zwischenraum zwischen diesen mit einem Stoff gefuellt ist, der unter Unfallbedingungen mit starken mechanischen und thermischen Einfluessen eine hohe Neutronen absorbierende Wirkung besitzt. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass der Zwischenraum zwischen dem Innen- und Aussenbehaelter aus einem Koerper aus mit haertendem Kunstharzfilm ueberzogenen und damit verbundenen Koernern aus borhaltigem Glas und/oder Keramik in der Weise besteht, dass miteinander verbundene Poren mit einem Gesamtporenvolumen von ungefaehr 25 bis 30% in bezug auf den Zwischenraum vorhanden sind. Bei Verwendung von Glas- und/oder Keramikkoernern mit hoher Borkonzentration ist ein Teil des Volumens des Zwischenraumes durch Koerner anderer Stoffe ersetzt.

Description

Zur Lösung gehört, daß bei Verwendung von Glas- und/oder Keramikkörnern mit hoher Borkonzentration ein Teil des Volumens des Zwischenraumes durch Körner anderer Stoffe ersetzt ist und die Körner ohne Kunstharzfilm eingebracht und gesintert sind.

In die Lösung eingeschlossen ist eine Bauform, bei der die Abdeckscheiben des Zwischenraumes nur mit dem Außenbehälter dicht verschweißt und der Innenbehälter mit radialem Formschluß in die Abdeckscheiben eingesteckt und die Deckel im Transportzustand fest und dicht mit den Abdeckscheiben verschraubt sind.

Mit der Lösung sind mehrere Vorteile verbunden. Borhaitige Glas- und/oder Keramikkörner besitzen eine hohe Druckfestigkeit, die durch die elastischen Kunstharzfilme gut zur Übernahme der mechanischen Beanspruchungen ausgenutzt werden kann. Des weiteren ist bei einem intensiven Unfall, dessen Schweregrad über den lAEA-Testbedingungen einzuordnen wäre und der zu einem Leck im Außenbehälter führen würde, infolge der Klebeverbindung der Körner untereinander, keine Gefahr für den Verlust des Absorberstoffes vorhanden.

Ein wesentlicher Vorteil der Lösung zur Gewährleistung gegen den Eintritt eines kritischen Zustandes besteht darin, daß nach einer schweren mechanischen Unfallbelastung mit Verlust der Dichtheit des Laderaumes und anschließendem Fall des Transportbehälters ins Wasser, der Laderaum und der Porenraum des Zwischenraumes mit Wasser vollaufen können und nach der Bergung des Transportbehälters das Wasser an der Steckverbindung von Abdeckscheibe und Innenbehälter aus dem Zwischenraum ablaufen kann.

Neben den Vorteilen gegenüber den mechanischen Beanspruchungen ist durch die hohen Schmelztemperaturen der borhaltigen Glas- und/oder Keramikkörner die Beständigkeit gegen Temperaturbelastungen gegeben, die weit über den IAEA-Testbedingungen liegen.

Weiterhin erreicht man durch die porige Struktur des Körpers im Zwischenraum zwischen Innen- und Außenbehälter eine wirksame Wärmedämmung. Dadurch wird der Kondenswasserbildung im Laderaum der Brennstoffkassetten vorgebeugt und es werden gleichzeitig günstige Bedingungen für den Transport bei Seeklima geschaffen.

Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt den Teilschnitt des Endes eines Transportbehälters und eine Ansicht des Deckels Fig. 2 zeigt das Detail A der Fig. 1 in einem größeren Maßstab

Eine vorteilhafte Ausführung eines Transportbehälters für unbestrahlte Kernbrennstoffkassetten besteht aus einem Außenbehälter 1 und Innenbehälter 2 und die diese verbindenden Abdeckscheiben 3 mit dem dadurch entstehenden Zwischenraum 4. Der Zwischenraum 4 ist mit verklebten Körnern 5 aus borhaltigem Glas gefüllt. Mit Deckeln 6, Schrauben 7 und Dichtungen 8 sind die Transportbehälter verschlossen. Die Deckel 6 besitzen nicht näher dargestellte Stoßschutzelemente. Die Herstellung erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß der Außenbehälter 1 und der Innenbehälter 2 vorerst mit nur einer Abdeckscheibe 3 verbunden werden. Der Innenbehälter 2 wird mit radialem Formschluß in die Abdeckscheibe 3 eingesteckt und der Außenbehälter 1 wird mit der Abdeckscheibe 3 verschweißt. Der entstehende Zwischenraum 4 wird danach mit Körnern 5 aus borhaltigem Glas aufgefüllt, die mit Kunstharzfilmen überzogen sind. Anschließend wird eine Abdeckscheibe 3 zum Verschluß des Zwischenraumes 4 aufgesteckt und mit dem Außenbehälter 1 verschweißt. Durch den erhärtenden Kuststoff entsteht ein fester poriger Körper. Nach dem Beladen des Transportbehälters mit einer unbestrahlten Kernbrennstoffkassette werden die Deckel 6 mit den Schrauben 7 unter Verwendung der Dichtung 8 fest und dicht verschlossen. Die näher beschriebene Ausführung gestattet eine einfache Herstellung und ermöglicht auch durcr^Wärmenachbehandlung eine Verklebung der borhaltigen Körner 5 aus Glas, durch Sintern vorzunehmen. Die dabei austretenden Gase können an der Steckverbindung zwischen Innenbehälter 2 und Abdeckscheibe 3 austreten.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Transportbehälter für unbestrahlte Kernbrennstoffkassetten, bestehend aus einem Innenbehälter und einem diesen umgebenden zylindrischen Außenbehälter, wobei der Zwischenraum mit einem Neutronen absorbierenden Material gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (4), der mit Abdeckscheiben (3) abgedeckt ist, zwischen Innenbehälter (2) und Außenbehälter (1) aus einem Körper aus mit härtendem Kunstharzfilm überzogenen und damit verbundenen Kömern (5) aus borhaltigem Glas und/oder Keramik in der Weise besteht, daß miteinander verbundene Poren mit einem Gesamtporenvolumen von ungefähr 25 bis 30% in bezug auf den Zwischenraum (4) vorhanden sind und daß die Abdeckscheiben (3) des Zwischenraumes (4) nur mit dem Außenbehälter (1) dicht verschweißt, der Innenbehälter (2) mit radialem Formschluß in die Abdeckscheiben (3) eingesteckt und die Deckel (6) im Transportzustand fest und dicht mit den Abdeckscheiben (3) verschraubt sind.
2. Transportbehälter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Körnern (5) aus Glas und/oder Keramik mit hoher Borkonzentration ein Teil des Volumens des Zwischenraumes (4) durch Körner (5) anderer Stoffe ersetzt ist.
3. Transportbehälter nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner (5) ohne Kunstharzfilm eingebracht und gesintert sind.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Bauform eines Transportbehälters für den Transport von unbestrahlten Brennstoffkassetten von Kernreaktoren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Behälter zum Transport radioaktiver Stoffe bekannt, die aus mehreren Stoffen und , dabei vorzugsweise aus mechanisch festen Innen- und Außenbehältern bestehen. Der Innenbehälter dient der Aufnahme der radioaktiven Stoffe, während der Außenbehälter als Schutzbehälter fungiert. Für den Transport von unbestrahlten Brennstoffkassetten wird die Bauweise der Transportbehälter besonders davon beeinflußt, wie groß der Abstand mehrerer Transportbehälter voneinander ist. Bei kleinen Abständen sind Stoffkombinationen mit Bauteilen notwendig, die Neutronen absorbieren können.

In der DE-OS 2311162 ist ein Transportbehälter beschrieben, bei dem der Schutzbehälter aus einer Isolierhülle aus Phenolharzschaum, Holz, mineralischer Isolierwolle oder einer Kombination der genannten Werkstoffe und einem äußeren dünnwandigen zylindrischen Blechgehäuse gebildet wird. Die Wandstärke der Isolierhülle beträgt mindestens 5cm. Es ist weiterhin bekannt, den Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenbehälter mit einem Plastikmaterial zu vergießen, das Neutronen absorbierende Substanzen gleichmäßig verteilt enthält. Als Plastikmaterial ist ein Gefüge aus Borax und Epoxidharz vorgesehen (DE-AS 1 514957). In einer weiteren Patentschrift DD-PS 131445 wird der Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenbehälter mit einer aus anorganischen Stoffen bestehenden Kaltvergußmasse, in die die Neutronen absorbierenden Substanzen, vorzugsweise Cadmiumspäne, gleichmäßig verteilt eingebracht sind, ausgefüllt. Zum Schutz gegen Beschädigung oder Verlust dieser Stoffe sind die Zwischenräume zwischen Innen- und Außenbehälter mit eingeschweißten Abdeckhauben verschlossen. Die wesentlichsten Dimensionierungsgrößen derartiger Transportbehälter leiten sich aus Bedingungen von Unfällen mit mechanischer und thermischer Zerstörungswirkung ab. Unter Berücksichtigung der gewachsenen Sicherheitsanforderungen zeigen sich die bekannten Transportbehälter zur Wahrung der absorbierenden Wirkung für Neutronen unter den extremen Unfallbedingungen als nachteilig und Kompensation durch erhöhten Stoffaufwand und durch Zusatzmaßnahmen als aufwendig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen raumsparenden Transportbehälter für unbestrahlte Kernbrennstoffkassetten zu schaffen, der unter Unfallbedingungen eine hohe Sicherheit gegen den Eintritt eines kritischen Zustandes besitzt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transportbehälter für unbestrahlte Kernbrennstoffkassetten zu schaffen, der aus einem Innen- und Außenbehälter besteht und im Zwischenraum zwischen diesen mit einem Stoff gefüllt ist, der unter Unfallbedingungen mit starken mechanischen und thermischen Einflüssen eine hohe Neutronen absorbierende Wirkung besitzt und der durch eine geringe radiale Ausdehnung ein enges Stauschema im Verband von mehreren Transportbehältern zuläßt. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Zwischenraum zwischen dem Innen-und Außenbehälter aus einem Körper aus mit härtendem Kunstharzfilm überzogenen und damit verbundenen Körnern aus borhaltigem Glas und/oder Keramik in der Weise besteht, daß miteinander verbundene Poren mit einem Gesamtporenvolumen von ungefähr 25 bis 30% in bezug auf den Zwischenraum vorhanden sind.