DE3507503A1 - CONTAINERS FOR TRANSPORTING RADIOACTIVE SUBSTANCES - Google Patents
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Description
COKTADER ZUM TRAKSPORT"RADIOAKTIYER ST0JP3COKTADER FOR TRAKSPORT "RADIOACTIYER ST0JP3
Die Erfindung betrifft einen Container zua Transport radioaktiver Stoffe, der ait eines Gehäuse ausgebildet ist, das mit einea von allen Seiten geschlossenen, einer äußeren und einer inneren Platte bestehendes Gehäuse versehen ist, wobei die Platten voneinander räumlich abgetrennt angeordnet sind. Der erfindungsgenaue Container ist insbesondere bein Transport von Abfallprodukten der Atoaindustrie, ier ausgebrannten Brennstoffelemente und anderen ähnlichen Stoffe unter Berücksichtigung der hohen Sicherheitsanforderungen verwendbar.The invention relates to a container for transporting radioactive substances Substance which is formed by a housing that is closed on all sides with one outer and one outer an inner plate existing housing is provided, wherein the plates are arranged spatially separated from one another. The container according to the invention is particularly useful for transport of waste products from the atoa industry, burnt-out fuel elements and other similar substances suitable for high security requirements.
Bei Nutzung radioaktiver Stoffe in technologischen Prozessen und zur Abholung von Reststrahlern oder entstandener radioaktiver Abfälle ist der Sinsatz von Containern zur Transport durchführung erforderlioh. Diese Container besitzen in Ab-When using radioactive substances in technological processes and to collect residual radiation or any that have arisen For radioactive waste it is necessary to use containers to carry out the transport. These containers have in ab-
A 3206-1641/NBA 3206-1641 / NB
hängigkeit von de*a Zustand, der Nuklidzusafimensetzung, der Menge und den weiteren Kenngrößen der Stoffe und Strahlung sehr vielfältige Bauforaen.Dependence on the state, the nuclide composition, the amount and the other parameters of the substances and radiation very diverse building areas.
Zusätzlich unterliegen diese Container bei erforderlicher Einstufung in erhöhte Sicherheitskategorien hohen Anforderungen zur Gewährleistung der Sicherheit, die u.a. durch Tests nachzuweisen sind.In addition, these containers are subject to high requirements if they are classified in increased security categories to ensure security, which has to be proven by tests, among other things.
Die ^roße Verschiedenheit der Bedingungen führte zu vielfältigen Bauformen, ohne dass eine eindeutige Gruppenbildung möglich ist. Häufig wird die massive Bauweise angewendet, wo-, bei z.B. zur Verbesserung des '.YärmeüberganBS, des Korrosionsschutzes, der Strahlenabschirmung und zua Erzielen anderer Wirkungen zusätzliche Schichten aus unterschiedlichen Werkstoffen an der Innen- bzw. Aussenseite der Massiven Containerwand an- f geordnet sein können . *The great diversity of conditions led to diverse ones Types of construction without a clear group formation being possible. Often the massive construction is used, where- with e.g. to improve the heat transfer, the corrosion protection, radiation shielding and to achieve other effects additional layers made of different materials on the inside or outside of the solid container wall can be ordered. *
Beispielsweise wird in der G3-PS 1 311 069 ein Transportbehälter beschrieben, dessen massive ".'.'and aus einem TTerkstoff hoher Dichte für die Abschirmung der Gammastrahlen und einer dünnen Schicht aus einea wasserstoffhaltigen Werkstoff für die Heutronenabschiraung besteht.For example, G3-PS 1 311 069 describes a transport container described, its massive ". '." and made of a TTerkstoff high density for the shielding of the gamma rays and a thin layer of a hydrogenous material for the heutron separation.
Die DB-OS 30 12 256 zeigt einen Transportbehälter ait einer massiven Strahlenabgchirawand, die sowohl innen als auch außen alt Schichten aus neutronenabsorbierenden sowie korrosionsbeständigen Werkstoffen uahüllt ist.The DB-OS 30 12 256 shows a transport container ait one massive Strahlabgchirawand that both inside and the outside is covered with layers of neutron-absorbing and corrosion-resistant materials.
Die GB-PS 1 220 027, US-P3 3 731 102 und die DS-OS 28 17 193 stellen jeweils Transportbehälter für radioak*1·"· Tea Material dar, bei denen die massive Strahlenabachiraschicht aus technologischen Gründen vor einem inneren und ei-GB-PS 1 220 027, US-P3 3 731 102 and DS-OS 28 17 193 each represent transport containers for radioak * 1 · "· Tea material in which the massive radiation abachira layer for technological reasons is in front of an inner and
nea äußeren Mantel eines anderen Werkstoffes eingeschlossen wird, wobei keine Verbindung zwischen den einzelnen Schichten besteht.nea outer jacket of another material is included, with no connection between the individual layers consists.
In der DE-OS 3 04 758 wird ein Transportbehälter offenbart, diessen Wand aus mehreren ..lassiven Schichten unterschiedlicher 7/erkstoffe gebildet wird, wobei die '.ierkstoffe der Schichten von außen nach innen in der elektrochemischen Spannungsreihe immer edler werden. 3ei diesem 3ehälter besteht jeweils keine Verbindung zwischen den einzelnen Schichten.In DE-OS 3 04 758 a transport container is disclosed, this wall made up of several ... transparent layers of different types 7 / materials is formed, whereby the ' Layers from the outside to the inside in the electrochemical series become more and more noble. 3 in this 3 container exists in each case no connection between the individual layers.
Meist ergibt sich die massive Bauart bereits durch die notwendige Strahlenabschirmung für starke Strahler. Diese Container besitzen dann meist eine gute Durchstoßfestigkeit, haben aber schleahte Dämpfun^seibenschaften beim Unfall und sind teilweise empfindlich ge^en die Wirkung von ?euer.Usually the massive construction results from the necessary radiation shielding for strong emitters. These containers then usually have good puncture resistance, but have poor damping properties in the event of an accident and are partially sensitive to the effect of? your.
Andere Bedingungen ergeben sich bei Containern für radioaktive Rückstände mit großem Volumen und mittlerem Strahlenpegel. Diese Container könnten aus Abschirmun^sgründen leichter gebaut, d.h. die Wände dünner dimensioniert .verden. Die geringen 7/anddicken solcher Container sind aber in hohem Maße durch ounktförmige 3elastung, wie mit der Fallprüfung auf einen Dorn festgelegt, durchstoßgefährdet, so daß die Möglichkeit der Reduzierung nicht auszunutzen ist und die massive Bauweise dennoch angewendet werden muß.Other conditions apply to containers for radioactive Large volume residues with medium radiation levels. For shielding reasons, these containers could be lighter built, i.e. the walls are thinner. The small 7 / andthicken such containers are, however, to a large extent through octagonal loading, as with the drop test on one Thorn set, prone to puncture, so that the possibility of reduction cannot be exploited and the massive construction must nevertheless be applied.
Die Herstellung von Transportbehältern massiver Bauweise ist mit einem hohen Einsatz wertvoller Materialien verbunden und erfordert aufwendige Fertigungsverfahren und -ausrüatungen. The production of transport containers of massive construction is associated with a high use of valuable materials and requires complex manufacturing processes and equipment.
Der Erfindung wurde der Zweck gestellt, einen ContainerThe invention was given the purpose of a container
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
zum Transport radioaktiver Stoffe zu schaffen, der neben einer materialsparenden und fertigungstechnisch einfachen Bauweise hohe Sicherheitsnoroati.te erfüllt.for the transport of radioactive substances, in addition to a material-saving and manufacturing-technically simple construction high securitynoroati.te met.
Der Erfindung grundliegende Erkenntnis besteht darin, daß bei der Verwendung von Kunstharzen eine Bauweise ermöglicht wird, worin die Werkstoffe verbunden werden und daait wesentlich bei allen Ausführun&sforraen die Sicherheitsparameter verbessert werden können.The knowledge underlying the invention is that when synthetic resins are used, a construction is possible where the materials are connected and therefore the safety parameters are significantly improved in all designs can be.
Die Aufgabe besteht daher in der Erarbeitung eines Containers, der hohe Durchstoßfestigkeit, ein gutes Energieadsorptionsverhalten, Beständigkeit gegen Feuerwirkung und eine ausreichende Strahlenabschirmung in sich vereint.The task is therefore to develop a container, the high puncture resistance, good energy adsorption behavior, resistance to fire effects and sufficient Radiation shielding combined.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein zum Transport radioaktiver Stoffe vorgesehener Container erarbeitet, der ein , von allen Seiten geschlossenes, aus einem inneren 31ech und einem davon mit Abstand abgetrennten äußeren 31ech ausgebildetes Gehäuse aufweist, wobei erfindungSoeoiäß zwischen den äußeren und inneren Blechen eine als eine Mischung eines Kunstharzes und eines harten körnigen Füllstoffes bestehende und in plastischen Zustand eingegossene !Mittelschicht vorgesehen ist« Das verwendete Kunstharz ist zum Beispiel ein Kunststoff auf der 3asis von Phenolformaldehyd, Vinylchlorid oder Bpoxyd, und vorteilhaft wird sein Anteil in Höhe von 10 bis 30 Vol.56 ausgewählt, wobei der Restteil aus deji Füllstoff besteht, den zua Beispiel Quarzsand mit Körni&keit von 0,1 bis 0,4 ma bildet, wobei aa häufigsten die Fraktion 0,3 mn auftritt. Die Zusammensetzung der Mittelschicht /die Art und Menge sowohl des Kunstharzes als auch des Füllstoffes/ wird vonTo achieve the object, a radioactive for transporting substances intended container has been prepared, the closed on all sides, has a, from an inner 31ech and one of them at a distance from the separated outer 31ech shaped housing, wherein erfindungSoeoiäß between the outer and inner sheets one as a Mixture of a synthetic resin and a hard granular filler, which is cast in a plastic state, and the middle layer is provided. 56 is selected, with the remainder consisting of the filler, which for example is formed by quartz sand with a grain size of 0.1 to 0.4 ma, the fraction 0.3 mn often occurring. The composition of the middle layer / the type and amount of both synthetic resin and filler / is determined by
dea Verwendungszwecken des Containers abhängig ausgewählt. In plastischem Zustand wird der Stoff über entsprechend ausgebildete Öffnungen in den Raum zwischen den äußeren und inneren Blechen eingeführt und ausgehärtet. Nach Aushärtung sollen die Öffnungen geschlossen werden.Dea is selected depending on the intended use of the container. In its plastic state, the substance is appropriately trained Openings made in the space between the outer and inner sheets and cured. After curing, the Openings are closed.
Ba iat zweckmäßig auf die die Mittelschicht grenzenden Oberflächen sowohl des äußeren als auch dea inneren 31echa einen Kunstharzfilm aufzutragen, dessen Grundstoff mit dem in der Mittelschicht verwendeten Kunstharz identisch oder kompatibel ist. Dadurch kann eine bessere Haftung zwischen der Mittelschicht und den Blechen gewährleistet werden und bei dünneren Blechen ergibt sich der Vorteil, daß ihre Permeabilität gegenüber verschiedenen Stoffen vermindert wird.Ba iat expediently on those bordering the middle class Surfaces of both the outer and inner 31echa to apply a synthetic resin film, the base material of which with the in the synthetic resin used is identical or compatible with the middle layer. This allows better adhesion between the middle layer and the sheets are guaranteed and with thinner sheets there is the advantage that their permeability is reduced compared to various substances.
Es kann auch eine vorteilhafte Ausbildung sein, Elemente zur Sicherung des Abstandes der Bleche vorzusehen. Das ist insbesondere erwünscht bei den Blechen waagrechter Anordnung, wobei zuerst die Mischung der Mittelschicht auf das untere 31eche aufgegessen wird, die danach mit dem oberen 31ech bedeckt wird.It can also be an advantageous training, elements to ensure the distance between the sheets. This is particularly desirable for sheets with a horizontal arrangement, where first the mixture of the middle layer is eaten on the lower 31eche, which is then covered with the upper 31eche will.
Es ist auch vorteilhaft, plattenartige senkrechte Elemente bei den senkrechten Teilen des Gehäuaea zu verwenden, wodurch darin Teile von kleineren Volumina entstehen und die Einführung der plastischen Masse der Mittelschicht, sowie die Verteilung deren erleichtert werden.It is also advantageous to use plate-like vertical elements in the vertical parts of the housing, whereby in it parts of smaller volumes arise and the introduction of the plastic mass of the middle class, as well as the distribution whose will be facilitated.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch die kombination von verschiedenen Kunstharzen und harten Füllstoffen,/wie z.B. Quarz, Borcarbid oder Metallkugeln/ eine große Variationabreite zur Verfügung atehen, wodurch sehrThe main advantages of the invention are that through the combination of different synthetic resins and hard fillers, / such as quartz, boron carbide or metal balls / a large range of variation is available, which means very
BAD ORiGfNAL BAD ORiGfNAL
τerachiedene strahlungsphyaikaliache, mechanische und fertigungatechnologische Anforderungen berücksichtigt und in Übereinstimmung gebracht werden können. Die Vorteile der Konstruktion bestehen weiterhin darin, daß durch die synthetisch entwickelte, innen an die Bleche anklebbare oder angeklebte Schicht eine Hülle hoher Festigkeit entsteht, die wesentlich bessere Eigenschaften aufweist, als eine äquivalente Stahlschicht gleicher Kasse. Des weiteren ist von Vorteil, daß der erfindungsgemäße Container gegenüber massiven Körpern bei höchsten Belastungen, -wie mit der 9 m-Pallprüfung festgelegt, deformationsfähi^er sind und die damit die Dichtheit und Unversehrtheit der Ladung besser schützen, ohne daß aufwendige Stoßabsorber zusätzlich erforderlich sind. Der Herateilungsaufwand der Container kann gegenüber anderen Bauarten erheblich gesenkt werden. Insgesamt werden in günstiger ',Yeise Ökonomische und sicherheit stechniache Vorteile kombiniert.τerachiedene radiation physics, mechanical and manufacturing technology Requirements considered and in accordance can be brought. The advantages of the construction consist in the fact that the synthetically developed, The layer that can be glued or glued to the inside of the sheet metal creates a high-strength shell that is much better Has properties than an equivalent steel layer of the same class. It is also advantageous that the inventive Containers against massive bodies with the highest loads, -as determined with the 9 m-Pall test, more deformable and thus better protect the tightness and integrity of the load without the need for expensive shock absorbers required are. The effort involved in dividing up the containers can be reduced considerably compared to other types. Overall, in cheaper ', Yeise economic and security stechniache Combined advantages.
Die Erfindung wird weitera anhand von beispielsweise dargestellten Ausführungen näher dargestellt, wobei Bezug auf die beiliegende Zeichnung genommen wird. In der Zeichnung zeigt die einzigeThe invention is further illustrated by way of example Embodiments shown in more detail, reference being made to the accompanying drawings. In the drawing shows the only one
Figur den Querschnitt des erfindungagemäßen Containers mit einem vergrößerten Ausschnitt seines landaufbaus.Figure shows the cross section of the container according to the invention with a enlarged section of his land structure.
Der erfindungsgemäße Container /Fig./ ist mit einen aus aller Seite geschlossenen Gehäuse ausgebildet, das aus einen Mantel 1, einen Deckel 2 und Boden 11 besteht, worin . der Deckel 2 und der Boden 11 durch Schrauben mit dem Mantel 1 verbunden sind· Die erwähnten Teile des Gehäuses sind aus einen inneren Blech 5 und einem äußeren 31ech 6 aufgebaut, die ei-The container /Fig./ according to the invention is one off all side closed housing formed, which consists of a shell 1, a cover 2 and bottom 11, wherein. the The cover 2 and the base 11 are connected to the casing 1 by screws · The mentioned parts of the housing are made of one inner sheet 5 and an outer 31ech 6 built, the one-
nen inneren Freiraum bestimmen, da in einoi Abstand voneinander angeordnet sind. Der Mantel 1 besitzt einen Bodenflansch 3 und einen oberen Plansch 4. Der Preiraum zwischen dem inneren Blech 5 und dem äußeren Blech 6 wird durch eine Mittelschicht 7 ausgefüllt, die aus einem Kunstharz-Füllstoff-Gemisch besteht und in plastischem Zustand eingegossen wird. Die Zusammensetzung dee Gemisches variiert in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Containers.Determine an inner free space, as it is at a distance from each other are arranged. The jacket 1 has a bottom flange 3 and an upper surface 4. The price space between the inner one Sheet 5 and the outer sheet 6 is filled by a middle layer 7, which consists of a synthetic resin filler mixture and is poured in in a plastic state. The composition of the mixture varies depending on the purpose of the container according to the invention.
Der Deckel 2 besteht aus zwei 31echscheiben 8, einem Ring der Mittelschicht 7, die zwischen den 31echscheiben 8 eingeschlossen ist. Eine der Blechscheiben 8 als unteres Blech daa innere Blech 5 und die andere als oberes Blech das äußere Blech 6 bildet. Der Boden 11 ist ähnlicherweise gestaltet.The cover 2 consists of two 3-way discs 8, a ring of the middle layer 7, which is enclosed between the 31 cochlear discs 8 is. One of the sheet metal disks 8 as the lower sheet metal as the inner sheet 5 and the other as the upper sheet the outer sheet 6 forms. The bottom 11 is designed similarly.
Die Mittelschicht 7 wird unmittelbar oder durch einen . Kunstharzfila IO mit den inneren und äußeren 31echen 5,6 dauerhaft verklebt. Der Kunstharzfilm wird vorteilhaft aus demselben Kunstharz auf bekannte ""eise, z.3. durch Anstreichen oder Anspritzen aufgetragen, welches ia Kunstharz-Füllstoff-Gemisch benutzt wurde.The middle layer 7 is directly or by a. Kunstharzfila IO with the inner and outer 31eches 5.6 permanent glued. The synthetic resin film is advantageously made of the same synthetic resin in a known "" iron, z.3. by painting or Spray applied, which ia synthetic resin filler mixture was used.
Die Auswahl der Schichtdicke und Stoffkomponenten des Kunstharz-Füllstoff-Seaisches für die Mittelschicht 7 wird durch Rechnungen aus den gegebenen Daten der Stoffe sowie den erforderlichen Parametern des Gehäuses des Containers bestimmt und praktisch durch Versuche an Modellen überprüft. Das Gemisch für die Mittelschicht 7 des Containers wird in den ermittelten Rezepturen auf bekannte Weise zusammengestellt, vermischt und in plastischem Zustand in die vorgegebenen Freiräume des Mantels 1, des Deckels 2 und des Bodens eingebracht. Ia Falle desThe selection of the layer thickness and material components of the Synthetic resin filler Seaisches for the middle layer 7 is made by Invoices from the given data of the substances as well as the necessary The parameters of the housing of the container are determined and practically verified through experiments on models. The mixture for the middle layer 7 of the container, the recipes determined are put together, mixed and processed in a known manner placed in the plastic state in the given free spaces of the shell 1, the lid 2 and the bottom. Ia case of
Mantels 1 kann das Einbringen auch durch senkrechte Platten erleichtert werden. Beim Deckel 2 und Boden 11 wird der plastische Stoff der Mittelschicht 7 auf das untere Blech aufgegossen und danach kann das obere Blech angeordnet werden. Zur Vermeidung des Ausdrückens der plastischen Mischung können Abstandsplatten verwendet werden. Die senkrechten Platten sowie die Abstandsplatten spielen unwesentliche Rolle in der Gewährleistung der mechanischen Festigkeit des Containers, müssen sie nicht unbedingt fähig sein, größere als das Gewicht des Blechs Belastungen zu tragen.Sheath 1 can also facilitate the introduction by vertical plates will. In the case of the cover 2 and base 11, the plastic material of the middle layer 7 is poured onto the lower sheet metal and then the top sheet can be placed. Spacer plates can be used to prevent the plastic mixture from being squeezed out be used. The vertical plates and the spacer plates play an insignificant role in the guarantee the mechanical strength of the container, they must not necessarily be able to bear loads greater than the weight of the sheet metal.
Die Mittelschicht 7 wird unmittelbar oder über den Kunstharzfilm 10 mit den Innenwänden verklebt und härtet sie mit einer von der Temperatur, and Zusammensetzung abhängigen Geschwindigkeit aus. Nötigenfalls kann die Aushärtung durch Wärmebehandlung /Erhöhung der Temperatur beschleunigt werden. Zum Einbringen des Stoffes der Mittelschicht 7 können Füllöffnungen vorgesehen werden, die nach Aushärtung mit einem zusätzlichen Ring oder Deckspachtel verblendet werden.The middle layer 7 is directly or over the synthetic resin film 10 sticks to the inner walls and cures them at a rate that depends on the temperature and composition the end. If necessary, curing can be accelerated by heat treatment / increasing the temperature. To the Introducing the substance of the middle layer 7, filling openings can be provided, which after curing with an additional Ring or filler can be veneered.
Die Auswahl des Kunstharzes und des harten körnigen Füllstoffes hängt immer von der bevorstehenden Aufgabe ab. Unter Verwendung einer Mittelschicht 7 zielgerichtet bestimmter Rezeptur und Dichte eowie durch innere und äußere Bleche 5f 6 notwendiger Dichte sind mehrere Anforderungen, die an den Container gestellt werden, gleichzeitig erfüllbar. 3a ergibt sich als insbesondere vorteilhaft, daß relativ dünne Stahlbleche verarbeitet werden können, wobei die zusätzlichen Festigkeiten, die zur Verhinderung von Durchstoßverletzungen der inneren Wand benötigt werden, mit der Mittelschicht 7 aus Kunstharz-Füll-The choice of synthetic resin and hard granular filler always depends on the task at hand. Using a middle layer 7 targeted certain recipe and density eowie by inner and outer sheets 5 f 6 necessary density are several requirements which are placed on the container, at the same time be fulfilled. 3a is particularly advantageous that relatively thin steel sheets can be processed, the additional strengths that are required to prevent puncture injuries to the inner wall, with the middle layer 7 made of synthetic resin filler
stoff-Gemisch erzielbar sind, die deshalb besonders vorteilhaft ist, weil sie nicht nur eingefüllt, sondern zusätzlich alt den Innenflächen der sie umgebenden Wände verklebt ist. Auch Teilverletzungen des äußeren Stahlmantels bedeuten kein besonderes Problem, weil es wegen der Verklebung und Aushärtung des Gemisches nicht zun Verlust der Mittelschicht 7 über die Verletzungen kommen kann. Durch die Wahl verschiedener Kunstharze und Füllstoffen /Kiesarten/ ist es möglich, bewußt spezielle Strahlenarten /z,3. Neutronen/ vorzugsweise zu absorbieren und eine Dämmung bei Feuereinwirkung zu erreichen.substance mixture can be achieved, which is therefore particularly advantageous is because it is not only filled in, but also glued to the inner surfaces of the surrounding walls. Partial injuries to the outer steel jacket also mean nothing particular problem because there is no loss of the middle layer 7 due to the sticking and hardening of the mixture the injuries can come. By choosing different synthetic resins and fillers / types of gravel / it is possible to consciously special types of radiation / z, 3. Neutrons / preferably to absorb and to achieve insulation in the event of fire.
Hervorzuheben ist auch das verbesserte Bnergieabsorptionsverhalten z.B. bei der 9m-Fallprüfung, das zu einer Verringerung der Stoßkräfte und demzufolge zur stärkeren Schonung der Containerladung führt.The improved energy absorption behavior should also be emphasized e.g. in the 9m drop test, which leads to a reduction in the impact forces and consequently to greater protection of the Container cargo leads.
Der Fertigungsablauf wird positiv beeinflußt, weil das Einfüllen des plastischen Gemisches auch in komplizierten Formen erfolgen kann. Es ist auch vorteilhaft, daß der Llaterialaufwand für Stahl gesenkt wird. Das bedingt eine Verringerung der Hasse und davon beeinflußt auch der Transportkosten.The production process is positively influenced because the filling of the plastic mixture also in complicated shapes can be done. It is also advantageous that the amount of material for steel is lowered. This causes a decrease in hatred, and it also affects the cost of transportation.
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