DE2743902A1

DE2743902A1 - Vorrichtung zur kuehlung einer wandung

Info

Publication number: DE2743902A1
Application number: DE19772743902
Authority: DE
Inventors: Joel Kerjean
Original assignee: Lemer and Cie SA
Current assignee: Lemer and Cie SA
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1978-04-06
Also published as: JPS5358841A; GB1573391A; IT1088212B

Description

der Firma Etablissement LEMER & CIE, rue de la Fonderie Z.I. 44470 Carquefou / Frankreich

betreffend:
"Vorrichtung zur Kühlung einer Wandung¹

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung einer dicken Wandung.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Problem der Kühlung von Bleibehältern für den Transport von radioaktiven Materialien. Derartige Behälter sind prinzipiell dicht verschlossen, so daß die von den radioaktiven Materialien freigesetzte Wärme durch die Wandungen hindurch abgeführt werden muß, die üblicherweise aus Blei und dicken Stahlwänden bestehen.

Es ist bekannt, die Wärmeübertragung nach außen mit Hilfe von senkrecht zur Wandung angeordneten Kühlrippen zu verbessern, welche Rippen im allgemeinen die Form dünner Bänder haben, die längs einer ihrer Kanten mit der Wandung verbunden sind. Man hat vorgeschlagen, diese Flügel aus einem anderen Material als die Wandung zu fertigen und sie auf die Wandung aufzuschweißen, so daß die Flügel dann umgebogen werden können, um eine zur Wandung parallele Fläche zu präsentieren.

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Auf anderen Gebieten der Technik, wie bei der Heizungstechnik, ist es bekannt, Flügel zu verwenden, mit einem T-förmigen Querschnitt, was die Austauschoberfläche bei gleichem Raumbedarf vergrößert. Man kennt auch die Verwendung von zylindrischen senkrecht zur Wandung angeordneten und an dieser durch Verschraubung, Verpressung usw. befestigten Stiften anstelle der ebenen Flügel oder Rippen.

Alle diese bekannten Techniken haben den Nachteil, daß die Aufienabmessungen des Behälters erheblich vergrößert werden, was die Handhabung schwieriger macht und die Risiken von Unfällen vergrößert.

Wenn es sich um Gegenstände handelt, bei denen Stöße mit größter Sicherheit zu vermeiden sind, wäre es vorteilhaft, Mittel für die Wärmeabfuhr vorzusehen, die es erlaubten, über einen Behälter zu verfügen, dessen Außenvolumen maximal verringert ist, wobei der Schutz gegen die Stöße und gegen die Strahlung natürlich in dem üblichen Maße aufrechterhalten bleiben soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man metallische Stifte verwendet, die sich senkrecht zur Wandung erstrecken, und die jeweils mehrere ebene Flügel tragen, die sich im wesentlichen parallel zur Wandung erstrecken.

Vorzugsweise sind mindestens einige dieser Flügel polygonal, wobei ihre Form und ihre Abmessungen derart bemessen sind, daß sie mit den Flügeln benachbarter Stifte eine im wesentlichen durchgehende oder geschlossene Fläche bilden, was eine verstärkte Zirkulation des Kühlfluids in einer Richtung parallel zur Wandung ermöglicht. Diese Anordnung besitzt einen weiteren Vorteil, da die geschlossene

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Oberfläche, die so ausgebildet wird, berücksichtigt werden kann bei der Berechnung der Strahlungsabsorption durch die Gesamtheit der Wandung. Man kann demgemäß in Korrelation die Dicke der Hauptwandung verringern.

Man kann offensichtlich vorsehen, daß die Kanten der miteinander in Kontakt stehenden benachbarten Flügel schräg verlaufen oder treppenförmig verlaufen, um ein Entweichen von Strahlung zu verhindern. Es ist außerdem vorteilhaft, diesen Effekt zu vergrößern, indem mindestens einige der aneinanderstoßenden Flügel gänzlich oder zum Teil aus einem Material gefertigt werden, das eine hohe Absorption aufweist.

Wenn die Stifte polygonale Flügel zur Ausbildung von durchgehenden Oberflächen tragen, ist es nicht möglich, eine einfache Befestigung vorzusehen, bestehend aus einem Gewinde am Stiftende und einem Gewindeloch in der Wandung. Man kann andere Befestigungsmöglichkeiten vorsehen, beispielsweise das Einpressen, Verschweißen oder eine Befestigung mittels einer Hilfsschraube, oder auch ein thermisches Einschrumpfen.

Wenn das Problem des Schutzes gegen Strahlung sich nicht stellt, kann man natürlich auch runde Flügel verwenden, und die Stifte einfach durch Einschrauben ihres Gewindeendes in ein Gewindeloch der Wandung befestigen.

Gemäß einer bestimmten Ausführungsform ist im Innern des Stiftes eine geschlossene Ausnehmung vorgesehen, die mit einem gut wärmeleitenden Fluid gefüllt ist, was die Wärmeübertragung in einer Richtung senkrecht von der Wandung weg verbessert, wobei dieses Fluid durch Konvektion, Leitung und/oder Zustandsänderung wirkt.

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Wenn der Stift an der Wandung mittels einer Hilfsschraube oder mittels äquivalenter Mittel befestigt ist, die in der Achse des Stiftes wirksam sind, ist es vorteilhaft, der Ausnehmung eine Ringform zu geben, um im Stiftzentrum einen Durchgang für das Befestigungsmittel freizulassen.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Teilschnitt durch eine Wandung mit einem Stift in Richtung von dessen Achse,

Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 4, 5 und 6 sind Schnitte durch abweichende

Ausführungsformen von Stiften, wie sie bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für einen Stift mit einem Stiftkörper 1, eingefügt in eine Wandung 2 aus Blei. Der Stiftkörper 1 trägt auf seiner Außenseite eine bestimmte Anzahl von Flügeln 3. Der Körper 1 ist kegelstumpfförmig, und die Fläche der Flügel vergrößert sich mit zunehmendem Abstand von der Wandung 2.

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Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit einer Mehrzahl von identischen Flügeln 3 in Sechseckform, die miteinander in Kontakt stehen, um so eine geschlossene Fläche auszubilden.

Eine durchgehende oder geschlossene Fläche kann man auch erhalten mit Flügeln anderer Formen, beispielsweise dreieckigen, quadratischen, rechteckigen.

Fig. 3 zeigt die Anordnung von runden Flügeln. Man erkennt, daß diese Form, die das Befestigen durch direktes Einschauben in die Wandung ermöglicht, eine wirksam erhöhte Zirkulation des Kühlfluids in dem Fall erzielbar ist, wenn kein Problem hinsichtlich der Strahlung vorliegt.

Fig. 4 zeigt einen Stift entsprechend dem nach Fig. 1, der jedoch mit einer geschlossenen Ausnehmung 4 versehen ist, die mit einem Wärmeübertragungsfluid gefüllt ist.

Fig. 5 zeigt einen analogen Stift, der jedoch zusätzlich zwei Scheiben 5, 6 aus einem strahlungabsorbierenden Material trägt, beispielsweise einem wasserstoffhaltigen Material zur Absorption von Gammastrahlung bzw. Neutronenstrahlung und angeordnet längs des äußeren und inneren Flügels. Man erkennt, daß der Stift durch Verschweißung seines inneren Flügels 7 direkt auf der Wandung 2 befestigt ist.

Gemäß Fig. 6 ist der Stift an der Wandung 2 mit Hilfe einer Hilfsschraube befestigt, und die Ausnehmung 4 hat eine Ringform, so daß im Zentrum ein Durchgang 9 für die Schraube 8 freibleibt.

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Die Flügel 3 können getrennt gefertigt werden und beispielsweise durch Aufpressen auf den Stiftkörper 1 befestigt sein oder die gesamte Baugruppe kann einstückig ausgebildet werden, beispielsweise durch Guß. In diesem Falle kann sie aus einem Metall bestehen, das gleichzeitig ein guter Wärmeleiter ist und leicht vergießbar ist, wie Aluminium, Kupfer oder Bronze.

Die Abmessungen des Stiftes sind berechnet unter Berücksichtigung der Tatsache, daß für jeden Fall die Maximalintensität der vorhersehbaren Stöße vorher definiert wurde. Die mechanische Festigkeit des Stiftes muß so bemessen werden, daß für einen solchen Stoß eher die Intensität der übertragenden Energie absorbiert, derart, daß die Wandung nicht beschädigt wird und der Behälter wieder in Benutzung genommen werden kann, nachdem der betreffende Stift oder die betreffenden Stifte,die beschädigt worden sind, ersetzt wurden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Kühlung einer dicken Wandung, die sich senkrecht von ihr wegerstreckende und an ihr mittels Verschraubung, Verpressung, Verschweißung oder Verklemmung befestigte Metallstifte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Stifte Flügel tragen, die eine zur Wandung zumindest annähernd parallele Oberfläche aufweisen .
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Flügel polygonalen Umriß aufweisen und ihre Form und ihre Abmessungen so bemessen sind, daß sie mit den von den benachbarten Stiften getragenen Flügeln eine im wesentlichen durchgehende Fläche bilden.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Festigkeit der Flügel derart bemessen ist, daß sie bei einer Stoßbeanspruchung gegebener Größe die Energie dieses Stoßes ohne Beschädigung der Wandung absorbieren.
4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Flügel, die mit den Flügeln benachbarter Stifte eine durchgehende Fläche bilden, ein hohes Strahlungsabsorptionsvermögen aufweisen.
5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Metallstift eine geschlossene Ausnehmung aufweist, die mit einem gut wärmeleitenden Fluid zweks Verbesserung der Wärmeübertragung in Richtung senkrecht von der Wandung weg gefüllt ist.

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6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung ringförmig ist und daß der Stift einen zentralen Durchgang für ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit der Wand aufweist.

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