DE2930991C2 - Behälter zur Aufnahme und Lagerung abgebrannter Brennelemente - Google Patents

Behälter zur Aufnahme und Lagerung abgebrannter Brennelemente

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Franz Ing.(grad.) 6367 Karben Hauer
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Berthold Ing.(grad.) 6369 Nidderau Racky
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    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
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Description

J5
Gegenstand der Erfindung ist ein Behälter zur Aufnahme und Lagerung abgebrannter Brennelemente, bestehend aus einer Metallbüchse und einem nach innen gewölbten, mit einem KIöpperbod.?n versehenen Deckel, wobei die Büchse am oberen Ende eine konische Aufweitung besitzt und der Deckel oberhalb des Klöpperbodens ebenfalls einen konischen Bereich aufweist.
Ein derartiger Behälter ist aus der FR-PS 23 50 279 bekannt.
Abgebrannte Brennelemente aus Kernreaktoren werden zunächst in Abklingbecken am Reaktor aufbewahrt und danach bis zur Wiederaufbereitung zwischengelagert. Die Zwischenlagerung erfolgt in Naßlagerbecken unter Wasser oder in Trockenlagern ·>ο unter Luftkühlung. Dazu werden die abgebrannten Brennelemente beispielsweise in 5 bis 6 m lange büchsenartige Metallbehälter gesteckt, gegebenenfalls durch Vergießen mit Blei fixiert und abgeschirmt, und mit einem Deckel verschlossen. Die dicht verschlössenen Büchsen werden anschließend in die Zwischenlagerposition gebracht.
Normalerweise bestehen diese Metallbüchsen aus legiertem Stahl mit den erforderlichen Festigkeits- und Korrosionseigenschaften und besitzen eine rein zylind- t>o rische oder rechteckige Form, in die oft ein nach innen gewölbter Deckel eingeschweißt ist. Diese Art des Verschlusses bedingt aber meist einen ungleichmäßigen Spalt zwischen Deckel- und Behälterrand und damit Schwierigkeiten beim Verschweißen. Außerdem erhält b-5 man beim mechanischen Einsetzen des Deckels keine ausreichende Vorabdichtung des Behälterinhalts gegen die Umgebung. Weiterhin können beim Verschließen und späteren öffnen des Deckels Freßerscheinungen auftreten, da Unebenheiten an Deckel und Behälterinnenrand nicht auszuschließen sind.
Bei dem bekannten Behälter der eingangs genannten Art, bei dem die Büchse am oberen Ende eine konische Aufweitung besitzt und der Deckel oberhalb des Klöpperbodens ebenfalls einen konischen Bereich aufweist, besitzen beide einen gleichen Aufweitungswinkel, wodurch die Konenflächen vollflächig aufeinander liegen. Auch hier entsteht meist ein ungleichmäßiger Spalt, und es fehlt eine ausreichende Vorabdichtung des Behälterinhalts.
Der Vorschluß der Büchse erfolgt über einen Federzug bzw. Schraube, so daß im Schadensfall sehr leicht Undichtigkeiten auftreten können.
In der DE-OS 25 28 325 sind massive Behälter zur Aufnahme abgebrannter Brennelemente und massive Deckel beschrieben, deren Auflageflächen im Bereich der Abdichtung konisch ausgebildet sind. Das Verschweißen von Büchse und Deckel ist aus »Atomwirtschaft«, Oktober 1978, Seite 465-466, bekannt.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter der eingangs genannten Art zu konstruieren, der beim mechanischen Einlegen des Deckels eine Vorabdichtung des Behälterinhalts bewirkt, beim Verschweißen des Deckels mit der Büchse einen gleichmäßigen Schweißspalt erbringt, beim öffnen des Deckels keine Freßerscheinungen zeigt und mehrmals wiederverwendbar ist.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Winkel des konischen Bereichs des Deckels zur Mantellinie der Büchse größer ist als der Winkel der konischen Aufweitung der Büchse zu dieser Mantellinie, derart, daß zwischen der konischen Aufweitung der Büchse und dem konischen Bereich des Deckels an deren Berührungsstelle ein spitzer Winkel von 1 bis 7° gebildet wird. Vorzugsweise bildet die konische Aufweitung der Büchse einen Winkel von 3—10° zur Mantellinie der Büchse. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Länge der konischen Aufweitung der Büchse 50—150 mm beträgt und der konische Bereich des Deckels im Durchmesser so bemessen ist, daß der Deckelrand im eingelegten Zustand 1 —10 mm unterhalb des oberen Büchsenrandes liegt.
In der Abbildung wird schematisch eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters dargestellt.
Der Behälter besteht aus einer Büchse (1), beispielsweise einem zylindrischen Rohr mit einer Wandstärke von 4 bis 8 mm, die am oberen Ende eine konische Aufweitung (2) aufweist. Diese konische Aufweitung (2) bildet zur Verlängerung der Mantellinie der Büchse (1) einen Winkel (ß) von vorzugsweise 3 — 10° und besitzt vorteilhafterweise eine Länge von 50—150 mm. In die konische Aufweitung (2) der Büchse (1) wird ein nach innen gewölbter, mit einem Klöpperboden (5) versehener Deckel (3) eingedrückt, der oberhalb des Klöpperbodens (5) ebenfalls einen konischen Bereich (4) aufweist, dessen Winkel zur Mantellinie der Büchse (1) größer ist als der Winkel der konischen Aufweitung (2) zu dieser Mantellinie. Dieser Winkel ist um 1—7° größer, was bedeutet, daß der Winkel (λ) zwischen der konischen Aufweitung (2) der Büchse (1) und dem konischen Bereich (4) des Deckels (3) ebenfalls 1—7" beträgt. Der konische Bereich (4) des Deckels (3) ist vorteilhafterweise im Durchmesser so bemessen, daß der Deckelrand (6) im eingelegten Zustand 1 — 10 mm unterhalb des oberen Büchsenrandes (7) liegt. Allerdings
kann der Deckelrand (6) auch über dem oberen Büchsenrand (7) liegen. Deckel (3) und Büchse (1) werden dann mit einer Schweißnaht verschlossen.
Die beschriebene Konstruktion hat den Vorteil, daß der Deckel (3) in die Büchse (1) eingelegt werden kann, ohne daß eine Auflage an der Innenseite der Büchse vorhanden sein muß, die den inneren freien Querschnitt der Büchse einengen würde. Da die Eerührunjr und Auflage von Deckel (3) und Büchse (1) im konischen Bereich nur auf einer sehr schmalen b'mfangszone erfolgt, wird ein »Fressen« bzw. Kaltverschweißen der beiden Teile beim mechanischen Einlegen des Deckels (3) zuverlässig vermieden, so daß ein späteres Öffnen der verschweißten Büchse, nach Entfernung des Schweißrandes, problemlos erfolgen kann. Schon beim leichten Eindrücken des Deckels (3) in die Büchse (1) kommt es durch die konische Ausgestaltung zu einer soichen Vorabdichtung, daß beim späteren Verschweißen der infolge der Schweißwärme entstehende Überdruck nicht durch die flüssige Schweißnaht entweicht und dadurch Poren in der Schweißnaht bildet ■ oder Aktivität freisetzt.
Durch den Überstand des Büchsenrandes (7) oder des Deckelrandes (6) wird bei der automatischen Verschweißung, z. B. in einer heißen Zelle, eine exakte Führungskante für die Schweißvorrichtung gewährleistet, wobei aus der überstehenden Kante vorteilhafterweise der zur Bildung der Schweißnaht erforderliche Werkstoff erschmolzen wird, ohne daß eine Schwächung der Wandquerschnitte im Bereich der Schweißnaht stattfindet. Durch die konischen Bereiche von Büchse (1) und Deckel (3) mit unterschiedlich steilen Flanken wird unterhalb der Berührungszone ein nur minimaler, gleichmäßiger Spalt gebildet, wodurch eine sehr feste, zuverlässige Schweißnaht erreicht werden kann.
Der erfindungsgemäße Behälter hat weiterhin den Vorteil, daß nach Entfernung der Schweißnaht durch Abfräsen, Abdrehen oder Absägen, Büchse und Deckel mehrmals wiederverwendet werden können, unter Beibehaltung der günstig „· η Schweißnahtform.
Der erfindungsgemäße Behäher ist gegebenenfalls in Verbindung mit einem zusätzlichen Abschirmbehälter oder einem Abschirmmantel verwendbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:
1. Behälter zur Aufnahme und Lagerung abgebrannter Brennelemente, bestehend aus einer Metallbüchse und einem nach innen gewölbten, mit einem Klöpperboden versehenen Deckel, wobei die· Büchse am oberen Ende eine konische Aufweitung besitzt und der Deckel oberhalb des Klöpperbodens ebenfalls einen konischen Bereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkeides konischen Bereichs (4) des Deckels (3) zur Mantellinie der Büchse (1) größer ist als der Winkel (ß) der konischen Aufweitung (2) der Büchse (I) zu dieser Mantellinie, derart, daß zwischen der konischen Aufweitung (2) der Büchse (1) und dem konischen Bereich (4) des Deckels (3) an deren Berührungsstelle ein spitzer Winkel (α) von 1 bis 7° gebildet wird.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Aufweitung (2) der Büchse (1) einen Winkel (j?) von 3—10° zur Mantellinie der Büchse (1) bildet.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der konischen Aufweitung (2) der Büchse (1) 50-150 mm beträgt.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Bereich (4) des Deckels (3) im Durchmesser so bemessen ist, daß der Deckelrand (6) im eingelegten Zustand 1 —10 mm unterhalb des oberen Büchsenrandes (7) liegt.
DE2930991A 1979-07-31 1979-07-31 Behälter zur Aufnahme und Lagerung abgebrannter Brennelemente Expired DE2930991C2 (de)

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