DE2600953A1

DE2600953A1 - Lager- und transportbehaelter fuer gasgefuellte kuegelchen der patronen

Info

Publication number: DE2600953A1
Application number: DE19762600953
Authority: DE
Inventors: David Eugene Solomon
Original assignee: KMS Fusion Inc
Current assignee: KMS Fusion Inc
Priority date: 1975-01-16
Filing date: 1976-01-13
Publication date: 1976-07-29
Also published as: GB1533031A; NL7600252A; CA1047175A; FR2298165B3; US4022348A; FR2298165A1

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz

Dipl. ing· ^E- Graalfe

Dipl. Ing. W. Wehnelt

Dipl. Phys. W. Carstens

ι b (v.uticncn '2.

j Mozartstr. 23

j KMS Fusion, Inc.

ΐ 3941 Research Park Drive München, 8. Januar 1976 j

i ; Ann Arbor, Mich. 48106,USA Anwaltsakte: M-3773

Lager- und Transportbehälter für gasgefüllte Kügelchen

oder Patronen

Die Erfindung betrifft einen Lager- und Transportbehälter für gasgefüllte Kügelchen oder Patronen, insbesondere einen Behälter, der sich zur Lagerung, zum Transport und zur Abgabe von Gasen wie Wasserstoffisotopen eignet, die bei einer Freisetzung ohne Über-

•s.

wachung gefährlich werden können.

Auf meine mitanhängige Patentanmeldung Nr. vom

über einen "Behälter für Wasserstoffisotopen" ("Container for Hydrogen Isotopes") wird Bezug genommen.

Mit der zunehmenden Beschäftigung zur Durchführung der Kernver- ; Schmelzung von Wasserstoffisotopen unter dem Einfluß von Hoch-ι energiequellen treten Schwierigkeiten bei der Lagerung, beim

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' Transport sowie bei der Abgabe von in diesem Verfahren benutzten Gasen wie Wasserstoff, Deuterium, Tritium oder einem Gemisch dieser Gase auf. Das Tritiumgas ist natürlich für den Menschen giftig und gefährlich, wenn es in größeren Mengen eingeatmet wird und Wasserstoff ist explosiv sowie äußerst feuergefährlich. Es ist somit von erheblicher Bedeutung, mit diesen Gasen in einer sicheren Weise umgehen zu können. Es wird auf eine mitanhängige Patentanmeldung von Robert J. Teitel, Nr.ρ 25 27 910.1 ν.23.Juni 1975 über ein "Verfahren und vorrichtung zum Speichern von Gas"

("Process and Apparatus for Achieving Hydrogen Storage ■ and Dispensing"). ,

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen äußerst kompakten Behälter für Wasserstoff isotopen zu schaffen, der einerseits katastrophensicher ist, beispielsweise sicher gegen Brüche und andere unbeabsichtigte Ereignisse, und andererseits wiederverwendbar ist.

Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter mit einem Speichergestell für eine Anzahl von gefüllten Kügelchen oder Patronen sowie mit einem Absorptions- oder Schluckstoff für Gase, der Gase

absorbieren kann, welche auf dem Transportwege von gebrochenen Kügelchen frei gesetzt werden können, nach dem er unter dem Ein- !

fluß von Vakuum und Wärme aufnahmefähig gemacht worden ist. I

' Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Be-Schreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfin-• dungswesentlicher Bedeutung sein. Die einzige Figur zeigt:

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Einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Lager- und Transportbehälter mit Darstellung der verschiedenen für die Konstruktion und den Betrieb wichtigen Bauteile.

Der Abgabebehälter besitzt ein zylinderförmiges Gehäuse 10 mit einem feststehenden Kopfende 12, welches in einer Ringnut am Ende des Gehäuses am Punkt 14 verschweißt ist, um diesen Teil des Behälters abzudichten. Das andere Ende des Behälters wird von einem massiven Ring 16 umschlossen, der am Punkt 18 in einer Ringnut entsprechend mit dem Behälter verschweißt ist. Auf den Ring 16 ist ein abnehmbarer Kopf 20 aufgesetzt und mit diesem durch schwere Sechskantschrauben 22 verschraubt, welche am Umfang des ■ Kopfes 20 und des Ringes 16 verteilt sind. Zwischen dem Ring und J dem Kopf ist eine entsprechende Vakuumdichtung 24 angeordnet. Ein als Vakuummesser 30 arbeitendes Thermoelement ist durch eine öffnung 32 in den Kopf 20 eingeführt. In einer anderen öffnung ist ein Gewinderohr 36 verschraubt, welches einVentil 38 trägt.

j Das'Ventil 38 ist mit einem Einlaß-Auslaßrohr 39 versehen, dessen

! Bedienknopf 40 für den Einlaß und Auslaß von Gas in die und aus der Kammer verwendet werden kann.

An der Innenseite des fest angebrachten Kopfes 12 ist ein Bügel oder Halter 44 mit Sechskantschrauben 42 befestigt, der seinersseits eine Patrone 46 aus doppelseitigem Schluckstoff trägt. Ein solcher Schluckstoff ist aktiviertes Zirkonaluminat, das von der Firma SAES-Getters USA erhältlich ist. An der Patrone ist ein Patronenheizgerät 48 vorgesehen. Die elektrischen Anschlüsse 50 für dieses Heizgerät sind durch abgedichtete elektrische

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Durchführungsrohre 52 nach außen geführt.

Die Speichervorrichtung für das zu transportierende Material ist auf einer Mittelwelle 60 gelagert, welche in einer ausgebohrten Vertiefung 62 im Mittelpunkt der Grundplatte 20 befestigt ist. An der Spitze dieser Welle sind drei Wärmeschutzschilder 64 in einem Abstand zueinander angeordnet und durch eine Mutter 66 befestigt. Unter den Wärmeschutzschildern befindet sich ein aus I einer Kopfplatte 68 und einer Bodenplatte 70 sowie einem Distanzf

stück 72 gebildetes Gestell. Eine Anzahl von Kassetten 74 für die Kügelchen ist in Abständen zwischen den Platten 68 und 70 angeordnet, deren Enden in entsprechende öffnungen in den Platten eingelassen sind, um ein Vorratslager mit Zwischenabständen zu bilden. Die Kassetten können eine große Anzahl von kleinen gasgefüllten Kügelchen aus Glas, Kunststoff oder Kohlenstoff enthalten. Ein Anwendungsbeispiel ist der Transport und die Lagerung von Wasserstoffisotopen, die reiner Wasserstoff, Deuterium, Tritium oder ein Gemisch aus diesen Gasen sein können. Die Kügelchen werden dadurch mit diesem Gas aufgefüllt, das sie in dem unter Druck stehenden Gas erwärmt werden, so daß das Gas durch ihre Wände ins Innere eindringt. Beim Abkühlen der Kügelchen kann das Gas leicht bei normalem Luftdruck in den Kügelchen zu-

■ rückgehalten werden. Die Kassetten werden dann mit den Kügelchen ·^!

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aufgefüllt, deren Durchmesser zwischen 10 und 300 .u betragen kann. Daher kann jede Kassette eine große Anzahl dieser Kugel-

chen aufnehmen.

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! Die Kassetten können bei normalem Luftdruck aufgefüllt und hermetisch abgedichtet werden. In einigen Fällen kann es vorteil- ; haft sein, sie unter einem bestimmten vorgeschriebenen Druck zu : beschicken.

In der Anwendung des Gerätes wird die Bodenplatte 20 durch Lösen der Schrauben 22 von der Platte 16 abgenommen. Die Stützsäule oder Welle 60 wird in die Vertiefung 62 eingeführt, welche den j bereits mit den Wärmeschutzschildern zusammengebauten Kassetten- ^: halter trägt. Dann wird das Gerät wieder mit dem Lagersitz 24 des Vakuumflansches zusammengebaut, so daß die gesamte Einheit hermetisch dicht ist. Anschließend wird die Patrone 48 auf eine Temperatur von beispielsweise 8CO C erwärmt und gleichzeitig wird über das Rohr 39 und das Ventil 38 der Innenraum des Eehälters 10 bis zu einem Hochvakuum luftleer gepumpt. Wenn das Vakuum und das Ausbacken der Patrone mit Hilfe des Innenheizgerätes vollständig sind, wird das Absaugventil 38 geschlossen, und der Behälter ist transportbereit. Falls eine der Kassetten oder Kügelchen zerbrechen und Gas an den Innenraum des Behälters 10 abgeben sollte, wird das Gas sofort von der Zirkonaluminatpatrone geschluckt, wo es in stabiler Form verbleibt. Bei Tritium beispielsweise würde es in der Form von ZrAiT2 zurückgehalten. Wenn die Lieferung ihren Bestimmungsort erreicht, können die Kassetten wieder durch Abnehmen der Platte 20 entnommen werden. Falls gewünscht, kann vor der Entnahme der Kassette der Behälter evakuiert und \

i die Patrone erwärmt werden, um zu gewährleisten, daß aller frei- j

gesetzter Wasserstoff oder alles freigesetzte Tritium vor dem Öffnen der Patrone sicher absorbiert worden ist.

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Folgende Materialien können als Schluckstoff dienen: (1) Titanschwamm, (2) Zirkonmetallfolie, (3) Hafniumdraht, (4) Scandiumfolie, (5) Tonerdekügelchen (ZEOLITE^) oder (6) Zirkonaluminat.

Da die United States Atomic Energy Commission einen Doppelbehälter für die Lagerung und den Transport von Material wie Tritium ver- j

langt, kann die Kammer 10 in einen anderen Behälter eingepaßt \ werden, der ebenfalls eine ZrAl-Patrone enthalten kann, obwohl ; dies nicht erforderlich ist.

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Claims

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KMS Fusion, Inc, I 3941 Research Park Drive Ann Arbor, Mich. 48106,USA

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Dipl. ing. H. Hauck

München, 8. Januar 1976 Anwaltsakte: M-3773

Patentansprüche

jf 1. !vorrichtung zum sicheren Transport von Wasserstoff isotopen I enthaltenden Kügelchen für Kernverschmelzungsbrennstoff, da-

\ durch gekennzeichnet, daß

j (a) ein Behälter (10) mit Dichtungen (14,18) und einem Ventil j ! (38) versehen ist, damit er luftleer gepumpt werden kann, ι

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(b) daß im Behälter (10) ein Gestell (68,70,72) für eine Anzahl von Wasserstoffisotopen enthaltenden Kügelchen (74) für Kernverschmelzungsbrennstoff angebracht ist und schließlich dadurch, daß

(c) eine Patrone (46) aus Schluckstoff im Behälter (10) gelagert ist, wodurch dieser für den Transport beschickt, evakuiert und abgedichtet werden kann.

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j 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (10) an der Patrone (46) ein elektrisches Heizgerät

(48) angebracht ist, um die Patrone (46) zu erwärmen, um sie j

aufnahmefähig zu machen sowie um Gas abzugeben. j

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im !

I Behälter (10) ein Wärmeschutzschild (64) zwischen der Patrone

(46) und dem Gestell (68,70,72) für die Brennstoffkügelchen \ (74) angeordnet ist.

4. Verfahren zum Transport von Kügelchen für Kernverschmelzungsbrennstoff, welche feuergefährliches und radioaktives Material enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) ein geschlossener Behälter mit einer Anzahl von gefüllten Kügelchen beschickt wird, ferner dadurch, daß

(b) eine Menge von Schluckstoff im Behälter vorgesehen ist, daß,

(c) der Behälter evakuiert und der Schluckstoff erwärmt wird, um ihn für Gase in den gefüllten Kügelchen aufnahmefähig zu machen und schließlich dadurch, daß

(d) der Behälter für den Transport abgedichtet wird.

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