DE2930991C2 - Behälter zur Aufnahme und Lagerung abgebrannter Brennelemente - Google Patents
Behälter zur Aufnahme und Lagerung abgebrannter BrennelementeInfo
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- G21F5/06—Details of, or accessories to, the 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. 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.
Priority Applications (6)
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