DE1097584B - Aufbewahrungs- und Transportbehaelter fuer radioaktive Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Aufbewahrungs- und. Transportbehältern, insbesondere für den Straßentransport von Substanzen, die geeignet sind, Strahlen zu emittieren, gegen die man das Personal zu schützen wünscht, wobei sich diese Substanzen in flüssigem oder praktisch flüssigem Zustand befinden (beispielsweise in Form einer Suspension in einer Flüssigkeit oder verflüssigt usw.). Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Transportbehälter für radioaktive Flüssigkeiten oder Lösungen, wobei die Erfindung eine Verbesserung und Fortbildung des Aufbewahrungs- und Transportbehälters nach Patent 1 075 233 und dessen Zusatzpatent 1 084 847 darstellt. Im Hauptpatent wird ein Aufbewahrungs- und Transportbehälter für radioaktive Flüssigkeiten vorgeschlagen, der im wesentlichen aus zwei dicken Schalen aus einem strahlenabsorbierenden Stoff besteht, welche mit einander ergänzenden Auflageflächen, die einen geradlinigen Strahlenaustritt verhindern, aufeinanderpassen, wobei die Schalen einen Körper bilden, der im wesentlichen die Form eines Umdrehungsellipsoids mit lotrechter kleiner Achse hat, und der obere Teil der Anordnung von Rohren durchdrungen wird, die in das Innere des Behälters führen und deren Verlauf einen geradlinigen Strahlenaustritt verhindert.

Es ist im Hauptpatent auch bereits vorgeschlagen, in dem oberen Teil der durch das Aufeinanderpassen der Schalen gebildeten Kammer einen Kamin auszusparen, in welchem die verschiedenen Rohre angeordnet sind, wobei der von den Kanälen in diesem Kamin frei gelassene Raum mit einem strahlenabsorbierenden Gemisch gefüllt ist, das einerseits durch Körner mit verhältnismäßig großen gleichmäßigen Abmessungen (beispielsweise Bleikugeln von 5 mm Durchmesser) und andererseits durch ein sehr feines Pulver gebildet wird, das die Zwischenräume zwischen diesen Körnern ausfüllt.

Im Zusatzpatent ist im wesentlichen vorgeschlagen, bei einem Behälter der in Frage stehenden Art die durch den eigentlichen Behälter und seine Beschickungs- und Verschlußeinrichtungen gebildete Einheit derart auf dynamometrischen Einrichtungen ruhen zu lassen, daß diese das Gewicht dieser Einheit wiedergeben, und zwischen dieser Einheit und der Schale ein senkrechtes Spiel zu lassen, ohne die Schutzwirkung gegen die schädlichen Strahlen zu vermindern.

Demgegenüber haben die durch die vorliegende Erfindung erzielten Verbesserungen den Zweck, vor allem eine übermäßige Wärme der transportierten Flüssigkeit in dem Behälter zu verhindern und eine Anzeige für den Durchtritt von schädlichen Strahlen, die sich in dieser bilden können, zu gestatten.

Aufbewahrungs- und Transportbehälter
für radioaktive Flüssigkeiten

Zusatz zum Patent 1 075 233 oder Zusatzpatent 1 084 847

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dr. W. P. Radt

und Dipl.-Ing. E. E. Finkener, Patentanwälte,

Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 30. August 1958

Jean Savouyaud, Jean Vertut, Paris,
Jacques Lemer und Claude Piron,

Nantes, Loire-Atiantique (Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, zwischen dem eigentlichen Behälter und der Schutzschale eines in Frage stehenden Behälters eine mit Flüssigkeit angefüllte Auskleidung anzuordnen und Einrichtungen vorzusehen, die es dieser Flüssigkeit gestatten, im geschlossenen Kreis durch diese Auskleidung, ein Anzeigegerät für schädliche Strahlen und eine Wärmeaustauscheinrichtung, insbesondere eine Kühleinrichtung, zu fließen.

Diese Flüssigkeit muß den inneren Strahlungsverhältnissen und den äußeren Temperaturverhältnissen angepaßt sein. Dies ist beispielsweise Wasser mit einem Zusatz von Frostschutzmittel.

Das Vorhandensein einer solchen Auskleidung, die von sich aus einen Schirm gegenüber schädlichen Strahlen bildet, ist besonders vorteilhaft für Behälter großer Abmessungen (die beispielsweise zum Transport mehrerer Hektoliter radioaktiver Losung vorgesehen sind) und bzw. oder für solche Behälter, die für den Transport stark radioaktiver Flüssigkeit vorgesehen sind.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung bei-

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spielsweise und nicht in einschränkendem Sinne eine Ausführungsform eines Behälters nach der Erfindung beschrieben. Die besonderen Ausführungsmerkmale, die in bezug auf dieses Beispiel beschrieben werden, sollen als Teil der Erfindung angesehen werden, jedoch sind auch Änderungen möglich, die im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen.

Die Zeichnung zeigt etwas schematisch eiften Behälter nach der Erfindung in senkrechtem axialem Schnitt. ~ ■

Dieser Behälter enthält folgende Einzelteile:

Einen kugelförmigen Innenbehälter 1 aus rostfreiem Stahl;

eine kugelförmige Hülle 2, ebenfalls aus rostfreiem Stahl, die den Innenbehälter 1 mit gerin-. gem Abstand in der Weise einhüllt, daß sie mit dem letzteren eine Verkleidung oder einen dichten Mantel 3 bildet, in welchem eine Kühlflüssigkeit umlaufen kann. Es sind Abstandshalter zwischen dem Innenbehälter 1 und der Hülle 2 eingesetzt;

zwei Halbschalen 4 und 5 zum Schutz, die durch Schalen aus Gußeisen gebildet und mit eingegossenem Blei gefüllt sind. Diese Schalen sind mittels ringförmiger Kränze 6 aufeinander gepaßt und mittels verschraubter Außenflansche 7 und 8 aufeinander befestigt. Es ist ein gewisses radiales Spiel zwischen der inneren Fläche dieser Schalen und der Außenfläche der Hülle 2 gelassen. Ferner sind zwei Öffnungen mit senkrechter Achse im oberen Teil der oberen Schale und am Boden der unteren Schale vorgesehen;
drei gekrümmte Rohre, die das Innere des Behälters mit dem Äußeren verbinden, nämlich ein Rohr 9 für die Flüssigkeit, das am Boden des Behälters mündet und mit einem Ventil 10 und einem Stopfen 11 ausgerüstet ist, ein Rohr 12 zum Ansaugen, das mit einem Schwimmer und Stift 13 eines Ventils 14 ausgerüstet und mit einem Filter 15 verbunden ist, der dazu dient, die Ansaugpumpe, die diesem Rohr zugeordnet ist, gegen radioaktive Aerosole zu schützen, die durch die angesaugte Flüssigkeit eingeführt werden, und ein drittes Rohr 16 zum Ein- und Auslassen von Luft, das mit einem Ventil 17 ausgerüstet und einem Filter 18 verbunden ist;
Rohre 19 und 20, die das Innere des Mantels 3 über äußere Kanäle 21 mit einem Anzeigegerät

22 für Radioaktivität und eine Kühleinrichtung

23 verbinden;

zwei Kamine 24 und 25, die mit Spiel in die Öffnungen der Schutzschalen einsetzbar sind. Die äußeren Oberflächen dieser Kamine weisen Absätze 26 und 27 auf, wie sie im Zusatzpatent 1 084 847 beschrieben sind, um den Austritt von unerwünschten Strahlen zu verhindern. Diese Kamine umgeben die oben erläuterten Rohre und sind im übrigen mit Bleigranulat 28 angefüllt;
eine Nockenwelle 29 zum Betätigen der Ventileinrichtung 10, 14 und 17 und einen Verriegelungsfinger 30 für den Stopfen 11;
eine zylindrische Abdeckhülse 31, die seitlich ein offenbares Fenster aufweist, um den Schutz des Personals gegen die Strahlen zu vervollständigen, die durch die Verschlußeinrichtungen und Steuereinrichtungen emittiert werden könnten;
eine Kappe 32 zum Abdecken dieser Schutzhülse während des Transportes; zumindest ein Dynamometerelement 33, das geeignet ist, die Last des Behälters mit Ausnahme der Schale (und gegebenenfalls des Mantels) aufzunehmen, während die Schale (und gegebenenfalls der Mantel) von einem Gestell 34 getragen wird, das beispielsweise einen Teil eines für Straßenverkehr eingerichteten Sattelschlepperanhängers ist;

ein Meßgerät 35 zum Anzeigen des von Element 33 aufgenommenen Gewichtes; Führungselemente (Rollen oder Stäbe 36) zum Führen der senkrechten Verschiebungen der zu wiegenden Einheit bezüglich der Schale; und

Blockiereinrichtungen (Schraube 37 und Schnecke 38) zum Festsetzen der beweglichen Einheit gegenüber der Schale während des Transportes.
Wenn der Mantel 31 auf der Schale ruht, was um so vorteilhafter ist, je schwerer dieser Mantel ist, dann sind die verschiedenen von der zu wiegenden Einheit getragenen Rohre über flexible Verbindungsstücke an ihre Durchführungen durch den Mantel angeschlossen.

Bei 39 ist ein Zulaufbehälter für Kühlflüssigkeit schematisch dargestellt.

In einer Ausfuhrungsform, die in der Praxis mit gutem Erfolg benutzt werden kann, besteht die Mantelflüssigkeit aus Wasser (Flüssigkeit, deren Bereitstellung in allen Fällen leicht ist) mit einem Zusatz von Frostschutzmittel, zumindest in der kalten Jahreszeit. Solches Frostschutzmittel ist für Wasserkühler von Kraftfahrzeugmotoren bekannt.

Der kugelförmige Behälter 1 und die kugelförmige Hülle 2 sind beide aus rostfreiem Stahlblech von 9 mm Dicke hergestellt und haben einen Durchmesser von 1,10 bzw. 1,20 m, woraus sich für den Behälter ein Aufnahmevermögen in der Größenordnung von 600 1 und für den Mantel ein Aufnahmevermögen in der Größe von 200 1 ergibt.

Die Außenschalen wiegen zusammen etwa 26 t, haben einen Außendurchmesser von 1,80 m und weisen eine Bleilage von 25 cm Dicke in Gußeisenschalen von 15 mm Dicke auf.

Das Totgewicht des zu wiegenden Teiles umfaßt so auch das Kühlwasser und beträgt etwa 1200 kg, während die Nutzlast 500 kg annehmen kann.

Aus Sicherheitsgründen benutzt man zweckmäßig

zwei übereinander angeordnete Dynamometer 33, insbesondere von der Art, wie sie in der französischen Patentschrift 1 127 096 beschrieben und auf dem Markt erhältlich sind.

Diese beiden voneinander unabhängigen Dynamometer 33 sind an zwei Anzeigeinstrumente 35 verschiedener Empfindlichkeit angeschlossen, nämlich ein erstes Instrument für grobe Ablesung mit einer Einteilung von 0 bis 2500 kg und ein zweites Instrument für feine Ablesung, dessen Nadel zwei Umläufe für einen Bereich von 0 bis 200 kg ausführt und bei leerem Behälter 1 auf den Nullpunkt eingestellt sein kann, um unmittelbar das Gewicht der in dem Behälter enthaltenen radioaktiven Flüssigkeit anzuzeigen. Die Empfindlichkeit des letzteren Gerätes erreicht 2 kg und die Wiegegenauigkeit 25 kg ohne besondere Vorkehrungen.

Es kann ein nicht dargestelltes, elektrisch betätigtes Ventil vorgesehen sein, tun das Luftzu- und -abführrohr 16 (über sein Filter) mit der Außenluft zu verbinden, selbst wenn die Nockenwelle 29 sich in einer der Schließstellung des Ventils 17 entsprechenden Stellung befindet. Eine solche erzwungene Luftverbindung gestattet beispielsweise das Einfüllen von radioaktiver Flüssigkeit anzuhalten, das dadurch bewirkt wird, daß man einen Unterdruck am Ansaugrohr 12 unterhält und die Flüssigkeit in das Rohr 9

leitet. Das elektrisch betätigte Ventil kann automatisch durch den Druckanstieg im Behälter gesteuert sein, entsprechend dem Auflegen des Stiftes 13 auf seinen Sitz, wenn die Sicherheitsstandhöhe erreicht ist.

Die Wasserzirkulation kann im Sinne der Pfeile durch die natürliche Wärmegefälleströmung sichergestellt und mit Hilfe von geeigneten Hähnen unterbrochen werden, beispielsweise im Fall einer Anzeige zu starker Radioaktivität durch das Gerät 22, um eine stärkere Verunreinigung der äußeren Kanäle zu verhindern.

Das gesamte Gefäß nach der Erfindung wiegt etwa 28 t und kann auf einem für Straßenverkehr ausgebildeten Sattelschlepperanhänger montiert sein, der darüber hinaus alle weiteren Zubehörteile trägt, zu welchen insbesondere eine Vakuumpumpe gehört, die an das Ansaugrohr angeschlossen ist, sowie eine Schalt- und Instrumententafel, auf der alle Meßinstrumente (z. B. Dynamometer, Manometer und Vakuummeßgeräte zum Messen des Druckes und des Ansaugvakuums, Thermometer zum Messen der Wassertemperatur, Anzeigeinstrumente für die Radioaktivität des Wassers) und die elektrischen Steuerschalter (z. B. für die Pumpe und das elektrisch betriebene Ventil für die Luftverbindung) angebracht sind.

Der in Umlauf befindliche Flüssigkeitsmantel, der gemäß der Erfindung zwischen der Schale und dem Behälter eines Aufbewahrungs- und Transportbehälters, insbesondere für den Straßentransport einer radioaktiven Flüssigkeit, vorgesehen ist, stellt selbst einen Schirm gegenüber die schädlichen Strahlen dar und gestattet es, die Temperatur der radioaktiven Flüssigkeit beständig auf einem genauen Wert zu halten (und insbesondere ein übermäßiges Ansteigen der Temperatur bei einem Transport in heller Sonnenbestrahlung oder bei starker innerer Radioaktivität zu vermeiden) und eventuelle austretende schädliche Strahlen anzuzeigen.

Es ist auch möglich, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, einen solchen Flüssigkeitsmantel zu benutzen, der von jeglicher Wägeeinrichtung unabhängig ist, oder die Kühleinrichtung durch eine Heizvorrichtung zu ersetzen, um das Einfrieren der transportierten Flüssigkeit bei tieferer Außentemperatur zu verhindern oder das Umfüllen zu erleichtern.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Aufbewahrungs- und Transportbehälter für radioaktive Flüssigkeiten nach Patent 1 075 233 oder dessen Zusatzpatent 1 084 847, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Flüssigkeit angefüllter Mantel zwischen dem eigentlichen Behälter und der Schale angeordnet ist und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um diese Flüssigkeit in geschlossenem Kreislauf über den Flüssigkeitsmantel, ein Anzeigegerät für schädliche Strahlen und eine Wärmeaustauscheinrichtung fließen zu lassen.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscheinrichtung als Kühlvorrichtung für die im Kreislauf befindliche Flüssigkeit ausgebildet ist.

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kreislauf befindliche Flüssigkeit Wasser mit einem Zusatz von Frostschutzmittel ist.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf der Flüssigkeit durchTemperaturgef anströmung sichergestellt ist, wobei der Flüssigkeitszulauf in den Flüssigkeitsmantel am unteren Teil des Behälters angeordnet ist und durch Rohre erfolgt, die in entsprechender Weise wie die oberen Zu- und Ablaufrohre angeordnet sind.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsmantel nach innen durch die Wandung des eigentlichen Behälters in Form einer Hohlkugel aus rostfreiem Stahl und nach außen durch eine kugelförmige Hülle aus rostfreiem Stahl begrenzt ist.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welchem die durch den eigentlichen Behälter und seine Zu- und Ablauf- und Verschlußeinrichtung gebildete Einheit auf Dynamometervorrichtungen ruht, die in der Weise angeordnet sind, daß sie das Gewicht dieser Einheit angeben, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsmantel mit dem eigentlichen Behälter fest \^rerbunden und von der Außenschale unabhängig angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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