DE2831646A1 - SHIELDING CONTAINER FOR THE TRANSPORT AND STORAGE OF BLASTED FUEL ELEMENTS - Google Patents
SHIELDING CONTAINER FOR THE TRANSPORT AND STORAGE OF BLASTED FUEL ELEMENTSInfo
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- G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal
- G21F5/008—Containers for fuel elements
- G21F5/012—Fuel element racks in the containers
Description
TRANSNUKLEAR GmbH 6450 Hanau 11TRANSNUKLEAR GmbH 6450 Hanau 11
Abschirmbehälter für den Transport und die Lagerung bestrahlterShielded container for the transport and storage of irradiated
Brennelemente.Fuel assemblies.
Die Erfindung betrifft Abschirmbehälter für den Transport und/ oder die Lagerung bestrahlter Brennelemente, wie sie insbesondere in Kernkraftwerken anfallen.The invention relates to shielded containers for the transport and / or the storage of irradiated fuel assemblies, as they occur in particular in nuclear power plants.
Zum Transport und zur Lagerung bestrahlter bzw. abgebrannter Brennelemente aus Kernreaktoren benötigt man Behälter, die die Radioaktivität des Gutes sicher zurückhalten. Die Konstruktion dieser Behälter unterliegt daher strengen Vorschriften, vor allem was die Unzerstörbarkeit des Behälters bei Unfällen und den Schutz .der Umwelt vor radioaktiven Strahlen betrifft.For the transport and storage of irradiated or spent For fuel elements from nuclear reactors, you need containers that safely hold back the radioactivity of the material. The construction this container is therefore subject to strict regulations, especially with regard to the indestructibility of the container in the event of accidents and protection . concerns the environment from radioactive rays.
Die Behälter zum Transport und zur Lagerung bestrahlter Brennelemente müssen duher stabil und robust gebaut sein und müsser, einen ,-chutz vor radioaktiven Strahlen bieten. Dabei ist jedoch das Material zur radioaktiven Abschirmung so zu wählen, dass das Gewicht der Abschirmung, das den grössten Teil des Gewichts "des Transportbehälters ausmacht, aus wirtschaftlichen Gründen möglichst klein gehalten wird. Ausserdem ist darauf zu achten, dass die Zerfallswärme der transportierten bzw. gelagerten Brennelemente sicher nach aussen abgeleitet werden kann.The containers for the transport and storage of spent fuel you must be stable and robust and must, offer protection against radioactive rays. However, there is Select the material for the radioactive shielding so that the weight of the shielding covers most of the weight "of the transport container, is kept as small as possible for economic reasons. that the decay heat of the transported or stored fuel elements can be safely dissipated to the outside.
Die Abschirmung der Behälter muss die gesamte biologisch wirksame Strahlung zurückhalten, was vorzugsweise mittels einer Umhüllung aus Uran, Blei oder Etahl geschieht, die vor allem die Gammastrahlung absorbiert. Diese Abschirmung hat ausserdemThe shielding of the container must hold back all the biologically effective radiation, which is preferably done by means of a sheathing made of uranium, lead or steel, especially the Gamma radiation absorbed. This shield also has
'909885/0296'909885/0296
den Vorteil, dass sie eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt und daher die Zerfallswärme der Brennelemente aus dem Innenraum an die Behälteroberfläche gut abführen kann.the advantage that it has good thermal conductivity and therefore the decay heat of the fuel assemblies can dissipate well from the interior to the container surface.
Die Brennelemente in den neueren Reaktoren unterliegen einem höheren Abbrand und wirken daher nach ihrer Entfernung aus dem Reaktor auch als Neutronenquelle hoher Intensität. Bei der Herstellung von Ummantelungen für Transportbehälter kann deshalb die Neutronenstrahlung nicht mehr vernachlässigt werden. Eine grössere Dicke der bekannten Gamma-Abschirmmaterialien, die auch die Neutronenstrahlung wesentlich reduzieren würde, hat eine erhebliche Vergrösserung des Behälters und ein erhöhtes Gewicht zur Folge, was aus wirtschaftlichen Gründen nicht wünschenswert ist.The fuel elements in the newer reactors are subject to higher burn-up and therefore take effect after they have been removed from the Reactor also used as a high-intensity neutron source. In the preparation of of jackets for transport containers can therefore Neutron radiation can no longer be neglected. A greater thickness of the known gamma shielding materials that also absorb neutron radiation would significantly reduce the size of the container and result in an increased weight, which is not desirable for economic reasons.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden, wasserstoffhaltige Materialien oder Wasser zur Abschirmung gegen Neutronenstrahlen mit dichten Materialien zur Abschirmung gegen Gammastrahlen bei solchen Behältern zu kombinieren. Es ergeben sich jedoch hohe Fertigungskosten für die entsprechenden Transportbehälter und ausserdem sind diese immer noch sehr voluminös.It has therefore already been proposed to use hydrogen-containing materials or water for shielding against neutron rays with dense materials for shielding against gamma rays to combine such containers. However, there are high manufacturing costs for the corresponding transport container and in addition, these are still very voluminous.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abschirmbehälter zum Transport und/oder Lagerung bestrahlter Brennelemente zu finden, der sowohl Gamma- als auch Neutronenstrahlen wirkungsvoll zurückhält, relativ leicht und kompakt gebaut ist, die Zerfallswärme gut abführt und billig herzustellen ist.It was therefore the object of the present invention to provide a shielded container for the transport and / or storage of irradiated fuel assemblies, both gamma and neutron beams effectively retains, is relatively light and compact, dissipates the decay heat well and is cheap to produce.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Abschirmbehälter
von innen nach aussen
a) aus einen zylindrischen Stahlbehälter mit einem zentrisch an geordneten quadratischen Schacht zur Aufnahme einer Mehrzahl
von BrennelementenThis object was achieved according to the invention in that the shielding container works from the inside to the outside
a) from a cylindrical steel container with a centrally arranged square shaft for receiving a plurality of fuel assemblies
- h 909885/0296 - h 909885/0296
b) aus einer Neutronenabschirmungsschicht aus einem wasserstoffhaltigen Material mit dieser Schicht durchdringenden Wärmeleitstegen undb) a neutron shielding layer made of a hydrogen-containing one Material with this layer penetrating heat conducting webs and
c) aus einem äusseren Stahlmantel mit aufgebrachten Kühlrippen besteht.c) consists of an outer steel jacket with attached cooling fins.
Die Abbildung zeigt schemcitisch einen Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsforra des erfindungsgemässen Abschirmbehälters. The figure shows schematically a cross-section through an exemplary Embodiment of the shielding container according to the invention.
Der Abschirmbehälter besteht aus einem zylindrischen Stahlbohälter (l) zur Abschirmung der Gammastrahlung, der zentrisch mit einem quadratischen Schacht (2) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementen versehen ist. Dieser Behälter hat vorzugsweise eine Wandstärke von 300 bis 400 mm und besteht insbesondere aus Guss. In dem quadratischen Schacht (2) sind verschiedene Anordnungen möglich, mit denen die bestrahlten Brennelemente untergebracht werden können. Bewährt hat sieb ein doppelkreuzförmiger Einsatzkorb (7) aus einem neutronenabsorbierenden Material, wie z.B. .Borstahl, mit neun quadratischen Einzelschächten (8) zur Aufnahme der einzelen Brennelemente. Die Mittelposition (9), die hinsichtlich" Wärmeabfuhr und Kritikalitätssicherheit problematisch ist, bleibt vorzugsweise leer und wird vorteilhafterweise mittels geeigneter Bauteile, wie z.B. Stäbe oder Deckelplatten gesperrt. Natürlich sind auch andere Brennelenentanordnungen möglich. The shielded container consists of a cylindrical steel container (l) for shielding the gamma radiation, which is centered with a square shaft (2) is provided for receiving a plurality of fuel assemblies. This container preferably has a wall thickness of 300 to 400 mm and consists in particular of cast. There are various arrangements in the square shaft (2) possible, with which the irradiated fuel assemblies can be accommodated. A double cross-shaped sieve has proven itself Insert basket (7) made of a neutron-absorbing material, such as boron steel, with nine square individual shafts (8) for Recording of the individual fuel elements. The middle position (9), which is problematic with regard to “heat dissipation and criticality security is, preferably remains empty and is advantageously locked by means of suitable components, such as rods or cover plates. Of course, other fuel element arrangements are also possible.
Den Stahlbehälter (l) umgibt eine Neutronenabschirmungsschicht (3) aus einem wasserstoffhaltigen Material, vorzugsweise Polyäthylen in Form von Granulat, eingebettet in einer Verbundmasse aus Gießharz oder Zement. Wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit solcher neutronenabschirmenden Materialien sind wärmeleitfähige Stege (k) The steel container (1) is surrounded by a neutron shielding layer (3) made of a hydrogen-containing material, preferably polyethylene in the form of granules, embedded in a composite mass of casting resin or cement. Because of the poor thermal conductivity of such neutron shielding materials, thermally conductive webs (k)
- 5 - ■B 09885/0296 - 5 - ■ B 09885/0296
innerhalb dieser Schicht (3) erforderlich, die den inneren Stahlbebälter (l) mit der äusseren Oberfläche des Abschirmbehälters wärmeleitend verbinden. Diese Stege (4) können auf dem Innenbehälter (l) sowohl angeschweisst als auch angegossen sein.within this layer (3) required that the inner steel container (l) with the outer surface of the shielded container connect in a thermally conductive manner. These webs (4) can be welded or cast onto the inner container (l) be.
Auf der.JTeutronenabsQhirraungsschicht ..(3.) sitzt ein relativ dünn*- wandiger Stahlmantel (5) mit vorzugsweise aufgeschweissten Kühlrippen (6), verteilt über den gesamten Umfang dieses Stahlmantels (5)> zur besseren Abführung der Zerfallswärne an die Aussen-A relatively thin * - walled steel jacket (5) with preferably welded cooling fins (6), distributed over the entire circumference of this steel jacket (5)> for better dissipation of the heat of decay to the outside
Der erfindungsgemässe Abschirmbehälter hat vorteilhafterweise zwei Anschlüsse - seitlich oben und unten - zum Füllen und Entleeren von Wasser bei der Be- und Entladung mit bestrahlten Brennelemente. ■The shielding container according to the invention advantageously has two connections - at the top and bottom - for filling and emptying water when loading and unloading with irradiated Fuel assemblies. ■
Dieser Aufbau des Abschirmbehälters hat den Vorteil, dass dieser sehr kompakt und mit relativ geringem Gewicht gebaut werden kann.This structure of the shielding container has the advantage that it can be built very compact and with a relatively low weight.
Frankfurt/Main, .17.7.1978
Dr.Br.-BiFrankfurt / Main, July 17, 1978
Dr.Br.-Bi
909885/0296909885/0296
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Claims (3)
6450 Hanau 11TRANSNUCLEAR Ginbll
6450 Hanau 11
durchdingendeu Wärmeleitstegen (k) undb) from a neutron shielding layer (3) made of a hydrogen-containing material with this layer (3)
durchdingendeu heat conducting webs (k) and
gekennzeichnet, dass der mittlere Einzelschacht (9) mittels geeigneter Bauteile für die Aufnahme eines Brennelements gesperrt ist.3. shielding container according to claims 1 and 2, characterized
It is noted that the central individual shaft (9) is blocked for receiving a fuel assembly by means of suitable components.
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FR7918381A FR2431754A1 (en) | 1978-07-19 | 1979-07-16 | Shielded transport container for irradiated fuel elements - has two shielding layers inside external finned casing |
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