DE3026248C2

DE3026248C2 - Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe

Info

Publication number: DE3026248C2
Application number: DE3026248A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 8755 Alzenau Botzem; Ortwin Dipl.-Ing. Knappe; Reiner Dipl.-Ing. 6450 Hanau Laug
Original assignee: Transnuklear 6450 Hanau De GmbH
Current assignee: Transnuklear 6450 Hanau De GmbH
Priority date: 1980-07-11
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1984-05-10
Also published as: JPH0330840B2; EP0044024B1; JPS5786098A; DE3026248A1; EP0044024A1; ES8303796A1; DE3167181D1; ES503544A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transport- und/ oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren, bestehend aus einem Behälterkörper mit Gammastrahlung-Abschirmfunktion und a, dal od~/ radial verlaufenden, angeschweißten oder angelassenen Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers.

Ein entsprechender Transport- und/oder Lagerbehälter ist der US-PS 37 27 060 als bekannt zu entnehmen, bei dem die Kühlrippen radial oder axial verlaufen. Begrenzt sind die Kühlrippen im Boden- und Kopfbereich des Behälterkörper durch abragende Bünde, deren radiale Erstreckung größer als die der Kühlrippen ist Bei einem Umkippen eines entsprechend ausgebildeten Behälters oder bei einem Absturz bieten die abragenden Bünde jedoch keinen ausreichenden Schutz gegen eine Beschädigung der Kühlrippen, vor allem wenn der Sturz auf kleine Gegenstände erfolgt Knicken bzw. brechen die Kühlrippen ab, so besteht die Gefahr, daß eine Rißfortbildung in den Behälterkörper hinein erfolgt, wobei unter anderem die Abschirmfunktion des Behälterkörpers beeinträchtigt wird.

Der in dem DE-GM 78 25 615 beschriebene Abschirmtransport- und/oder Abschirmlagerbehälter für radioaktive Abfälle weist zueinander beabstandete axial verlaufende Kühlrippen auf. Der Abstand zwischen den einzelnen Kühlrippenabschnitten wirkt als Dehnungsfuge, um zum Beispiel bei thermisch wechselnder Beanspruchung eine Rißbildung zu unterbinden. Eine entsprechende Konstruktion verhindert jedoch nicht, daß zum Beispiel bei einem Absturz und das damit bedingte Abknicken bzw. Abbrechen von Kühlrippen eine Rißfortbildung in den Behälterkörper hinein erfolgen kann. In der DE-OS 22 21 610 ist ein Lagerbehälter beschrieben, bestehend aus einem Innenbehälter mit Gammastrahlung-Abschirmfunktion und einem Außenbehälter mit axial und radial verlaufenden Rippen zur Erhöhung der Festigkeit des Außenbehälters. Das Problem der Wärmeabführung spielt dabei keine Rolle.

Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe müssen entsprechend der Verkehrsvorschriften auch schweren Unfällen standhalten, wobei die Unfälle bei der Prüfung des Baumusters unter anderem durch einen Absturz auf 9 m Höhe auf eine unnachgiebige Fläche simuliert werden. Nach einer solchen Belastung muß der Behälter dicht bleiben und darf keine nennenswerte Schwächung erfahren. Die nach dem Stand der Technik bekannten Transport- und/oder Lagerbehälter genügen jedoch diesen Anforderungen weitgehend noch nicht

ίο Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transport- und/oder Lagerbehälter der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß bei Beschädigungen bzw. Abbrechen von Kühlrippen eine Rißfortbildung in den Behälterkörper hinein vermieden wird, is daß also bei einem Absturz der Behälter den Sicherheitsanforderungen auch weiterhin genügt

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Behälter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Oberfläche des Behälterkörpers quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen Stege angeordnet sind, deren Höhe maximal ²Ij der Höhe der Kühlrippen beträgt und daß die Stege in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der maximal das 1 Ofache der Steghöhe beträgt

Durch diese konstruktiven Maßnahmen ist sichergestellt, daß bei einem Absturz bzw. Umkippen des Behäl ters ein Bruch der Xühlrippen nicht am Rippenfuß erfolgt, wo die Gefahr der Rißausdehnung in den Behälterkörper hinein am größten ist Vielmehr erfolgt der Bruch in einem gewissen Abstand von der Behälteroberfläche, der weitgehend durch die Steghöhe be stimmt ist Die Anordnung von Kühlrippen und senkrecht dazu verlaufenden Stegen erfüllen neben einer Kühlfunktion bei der angegebenen Bemessung auch eine Stoßdämpferfunktion.

In einer besonderen Ausgestaltung des Transport- und/oder Lagerbehälters weisen die Kühlrippen im Bereich der querlaufenden Stege Kerben auf, wobei die maximale Tiefe der Kerben die obere Begrenzung der Stege bildet Durch diese Ausgestaltung ist außerdem sichergestellt, daß unabhängig von der Transportlage — stehend oder liegend — eine hinreichende Umspülung mit Luft zur Wärmeabführung gegeben ist. ohne daß man Gefahr laufen muß, daß bei einem Aufprall oder einem Sturz eine Rißfortbildung in den Transportbehälterkörper erfolgt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt A b b. 1 eine rein schematische und perspektivische Darstellung eines Transport- und/oder Lagerbehälters, A b b. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Behälterkörperabschnitts der A b b. 1,

Abb.3 eine perspektivische, schematische Darstellung einer Kühlrippen-/Steganordnung nach A b b. 1 und

Abb.4 eine vorteilhafte Ausgestaltung der Kühlrippen-/Steganordnung nach A b b. 3.

Ein Transport- und Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, bestehend aus einem Behälterkörper 1 mit Gammastrahlung-Abschirmfunktion und anderen an sich be kannten Funktionsteilen und Ausstattungen, besitzt an seiner Oberfläche Kühlrippen 2. Quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen 2 sind Stege 3 angebracht, die bei axialer Erstreckungsrichtung der Kühlrippen rund· umlaufen, bei rundumlaufenden Kühlrippen jedoch axial verlaufen. Als besonders günstig hat sich das gemeinsame Angießen der Kühlrippen 2 und Stege 3 an den Behälterkörper 1 erwiesen.

Die Querstege 3 haben zur Folge, daß der unvermeidjare Bruch der Kühlrippen 2 beim Aufprall nicht am tüppenfuß 6 erfolgt, wo die Gefahr der Rißausdehnung η den Behälterkörper i gegeben ist, sondern in einem Destimmten Abstand vom Rippenfuß. Der sichere Abstand des Risses vom Behälterkörper 1 wird gewährleistet durch die Wahl entsprechender Steghöhen und entsprechendem Stegabstand. Wie theoretische Berechnungen sowie Experimente gezeigt haben, sind die Stege 3 so zu dimensionieren, daß die Steghöhe maximal V3 der Höhe der Kühlrippen 2 und der Stegabstand maximal das lOfache der Steghöhe beträgt

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht darin, in den Kühlrippen 2 im Bereich der Stege 3 Kerben 4 vorzusehen, die unter anderem die gezielte Rißausbildung ohne Eindringen in den Behälterkörper 1 zuverlässig gewährleisten, indem die Rißbildung auf den durch die Stege 3 zueinander vorgegebenen Abstand limitiert wird. Gleichzeitig erfolgt auch beim liegenden Transport oder liegender Lagerung eine hinreichende Luftumspülung. Die maximale Tiefe der Kerben 4 ist an der oberen Begrenzung 5 der Stege 3 erreicht. Geringere Tiefen der Kerben 4 sind in Abhängigkeit von Auslegung und Material ebenfalls sehr wirksam. Die Kerben können angeformt oder fallweise auch nachträglich eingearbeitet werden.

Beispiel

Ein Gußbehälter für bestrahlte Brennelemente aus Druckwasserreaktoren mit angegossenen umlaufenden Stegen, Stegabstand voneinander ca. 440 mm, Steghöhe ca. 70 mm, besitzt Kühlrippen, die in axialer Richtung an der Behälterkörperoberfläche angeordnet sind. Die Kühlrippen weisen eine Höhe von ca. 240 mm auf. Im Bereich der querlaufenden Stege befinden sich in den Kühlrippen Kerben mit einer Kerbentiefe von ca. 95 mm. Mit diesen Auslegungsdaten werden Risse im Behälterkörper durch Kühlrippenbeschädigungen sicher vermieden.

Unabhängig von speziellen Merkmalen des Ausführungsbeispiels ist hervorzuheben, daß es auch günstig ist. wenn der von den Stegen 3 und den unteren Teilen der Kühlrippen 2 gebildete Raum 7 mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren, bestehend aus einem Behälterkörper mit Gammastrahlung-Abschirmfunktion und axial oder radial verlaufenden, angeschweißten oder angegossenen Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des Behälterkörpers (1) quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen (2) Stege (3) angeordnet sind, deren Höhe maximal ²/₃ der Höhe der Kühlrippen (2) beträgt und daß die Stege (3) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der maximal das lOfache der Steghöhe beträgt

2. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2) im Bereich der querlaufenden Stege (3) Kerben (4) aufweisen, wobei die maximale Tiefe der Kerben (4) die obere Begrenzung (5) der Stege (3) bildet.