DE3938519C2 - Transport- und/oder Lagerbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transport und/oder Lagerbehälter für in Kokillen eingebrachte verglaste hochaktive Abfälle, wobei die Kokillen in diesen angepaßten, in Längsrichtung des eine Zylinderform aufweisenden Behälters verlaufenden Kanälen einbring­ bar sind, die zumindest abschnittsweise von einem Ersatzkorb gebildet sind, der seinerseits im Wesentlichen aus identischen und symmetrisch zu einer radial verlaufenden Symmetrie­ ebene aufgebauten Teilen zusammengesetzt ist, die jeweils zwei konkave, Abschnitte von nebeneinanderliegenden peripheren Kanälen bildenden Seitenflächen sowie parallel zur Innenwandung des Behälters verlaufende Innen- und Außenfläche aufweisen, von denen die Außenfläche an der Innenwandung anliegt und die Innenfläche eine Begrenzung für einen zentral verlaufenden Kanal bildet, und wobei die Längsränder der Innenflächen von nebenein­ ander angeordneten Teilen in Berührung gelangen.

Ein entsprechender Behälter zur Aufnahme von radioaktiven Abfällen ist der GB 2 203 377 A zu entnehmen.

Der den radioaktiven Abfall aufnehmende Korb besteht aus identisch aufgebauten Teilen, die an der Innenwandung des Behälters angeschraubt sind. Hierdurch soll der Vorteil gegeben sein, daß im erforderlichen Umfang Wärme abgeleitet wird.

Eine solche Konstruktion zeigt jedoch den Nachteil, daß an dem Behälter nachträgliche Arbeiten zum Befestigen der Korbteile erforderlich sind. Durch das Anbringen von zum Beispiel Bolzen kann eine Spannungsrißkorrosion entstehen. Auch ist ein spezi­ elles Werkzeug erforderlich, um die Korbteile an der Innenwan­ dung des gegebenenfalls mehrere Meter hohen Behälters zu befe­ stigen. Will man die Möglichkeit eröffnen, daß in ein- und demsel­ ben Behälter unterschiedliche Körbe, also Körbe mit einer ver­ schiedenen Anzahl von Kanälen angeordnet werden, so ist es jedesmal erforderlich, daß neue Befestigungselemente an der Innenwandung angeordnet werden.

Ein Dekontaminieren des Behälterinnenraumes ist aufgrund der abragenden Befestigungselemente bzw. der vorhandenen Boh­ rungen in der Behälterwandung problematisch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Transport- und/oder Lagerbehälter der eingangs genannten Art so weiterzu­ bilden, daß problemlos in diesen Körbe mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kanälen einbringbar ist, ohne daß besondere Verän­ derungen am Behälter selbst vorgenommen werden müssen. Auch soll ein problemloses Dekontaminieren des Behälterinneren möglich sein. Ferner soll sichergestellt sein, daß die von den radioaktiven Abfällen freiwerdende Wärme im erforderlichen Umfang abgeleitet werden kann. Schließlich soll das Festlegen des Korbes mit ein­ fachen Maßnahmen möglich sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch ge­ löst, daß die Längsränder der Innenflächen von nebeneinander angeordneten Profilteilen untereinander verbundent sind - z. B. durch Verstiftung, Verschraubung, insbesondere jedoch durch Verschweißung - und daß der so gebildete und als Einheit in den Behälter eingebrachte Korb zumindest bei eingelagerten radioakti­ ven Abfällen in enger Passung in dem Behälter angeordnet ist. Enge Passung bedeutet dabei, daß nach Ausdehnung des Einsatzkorbes ein geringer Spalt zwischen diesem und der Behäl­ terinnenwandung verbleibt, ohne daß jedoch der Wärmeübergang wesentlich nachteilig beeinträchtigt wird.

Erfindungsgemäß wird der Korb außerhalb des Behälters zu einer Einheit zusammengeschweißt, wobei die Schweißnähte im unmittel­ baren Bereich des zentralen, also koaxial zur Längsachse des Behälters verlaufenden Kanals angeordnet sind.

Abweichend von den dem Stand der Technik zu entnehmenden Vorschlägen wird der Korb nicht mehr mit der Innenwandung des Behälters verschraubt oder verankert, ohne daß hinsichtlich des Wärmeübergangs wesentliche Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Hierzu werden die Abmessungen des Korbes in bezug auf die Innenabmessung des Behälters so zueinander ausgerichtet, daß ein leichtgängiges Einbringen bzw. Entfernen des Korbes möglich ist, wobei eine Berührung aufgrund der der durch die freiwerdende Wärme erfolgte Ausdehnung des Korbes sichergestellt ist. Da die Außenflächen der Korbteile somit zumindest bereichs­ weise an der Innenwandung des Behälters anliegen, ist folglich auch der notwendige Wärmeübergang sichergestellt.

Um eine hohe Festigkeit, also ein hohes Widerstandsmoment bei geringem Material zu ermöglichen, ist in einem weiteren hervorzu­ hebenden Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß jedes Teil aus axial verlaufenden Stegen von im wesentlich gleicher Wandstärke besteht. Hierdurch erfolgt eine kontrollierte Kräfteaufteilung und eine berechenbare Wärmeableitung, so daß sich kontrollierte und reproduzierbare Verhältnisse ergeben.

Insbesondere ist jedes Teil ein stranggepreßtes Profil vorzugs­ weise ein Aluminiumprofil.

Nach einer besonders hervorzuhebenden Ausgestaltung der Erfin­ dung wird vorgeschlagen, daß vorzugsweise bei einem fünf Kanäle zur Verfügung stellenden Korb jedes Profilteil einen parallelen zu den die Innen- bzw. Außenfläche aufweisenden Innen- bzw. Außenstegen verlaufenden Zwischensteg aufweist, von dem sich ein in der Symmetrieebene des Profilteils verlaufender Radialsteg zum Außensteg hin erstreckt.

Durch die zusätzlichen Stege, insbesondere durch den Radialsteg ergibt sich bei unkontrollierten Stoßeinwirkungen auf den Behäl­ ter eine Stoßdämpferwirkung, wodurch die Kokillen, die das radioaktive Material aufnehmen, zusätzlich geschützt sind.

Sofern der Korb sieben Kanäle, also sechs Außen- und einen Innenkanal aufweist, ist vorgesehen, daß die die Seitenflächen bildenden Stege einen gemeinsamen Abschnitt aufweisen, also in einem axial verlaufenden Bereich ineinander übergehen, wobei von diesem Überlappungsbereich sich ein in der Symmetrieebene verlaufender Radialsteg zu dem die Außenfläche aufweisenden Außensteg erstreckt. Auch dieser Radialsteg trägt zu einer hohen mechanischen Stabilität bei, wobei der Steg gleichzeitig zur Wär­ meableitung dient.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung erge­ ben sich nicht nur aus den Schutzansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus den der Zeichnung zu entnehmenden bevor­ zugten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Transport- und/oder Lagerbehälters,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter nach Fig. 1,

Fig. 3 einen siebe Kanäle aufweisenden Korb,

Fig. 4 einen fünf Kanäle aufweisenden Korb und

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang Linie V-V in Fig. 3.

Der den Fig. 1 und 2 zu entnehmende Transport- und Lagerbe­ hälter (10) weist einen üblichen Aufbau auf. Der Behälter (10) umfaßt einen eine Zylinderform aufweisenden Behälterkörper (12) mit einem Bodenelement (14) und einem rein prinzipiell darge­ stellten Deckelelement (16). Der Boden (14) und der Deckel (16) können von stoßabsorbierenden Schichten (18) und (20) abge­ deckt sein. Außenseitig kann der Behälterkörper von einer Neu­ tronenabschirmung (22) umgeben sein. Auch kann der Behälter­ körper (12) Kühlrippen aufweisen. Im Boden- und Deckelbereich sind Tragzapfen (24), (26) und (28) vorhanden, um den Behälter (10) handhaben zu können.

In dem einer Zylinderform aufweisenden Raum (30) des Behälter­ körpers (12) ist ein Korb (32) angeordnet, der als Einheit in den Innenraum (30) einbring- bzw. aus diesem heraushebbar ist.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 weist der Korb (32) insgesamt sieben Kanäle auf, von denen der koaxial zur Behälterlängsachse, also zentral verlaufende Kanal mit dem Bezugzeichen (34) und ein peripher verlaufender Kanal mit dem Bezugzeichen (36) bezeichnet ist. In diese Kanäle (34) und (36) werden Kokillen eingebracht, in die zum Beispiel verglaste hochaktive Materialien eingelagert sein können.

Den Fig. 3 und Fig. 4 sind die wesentlichen Merkmale der er­ findungsgemäß ausgebildeten Körbe (38) und (40) zu entnehmen. Dabei weist der Korb (38) insgesamt sieben und der Korb (40) insgesamt fünf Kanäle zur Aufnahme von Kokillen oder ähnliches auf.

Wie die zeichnerischen Darstellungen verdeutlichen, ist jeder Korb (38) bzw. (40) aus identischen Teilen aufgebaut, deren Anzahl um 1 geringer als die Anzahl der Kanäle ist. Beispielhaft sind zwei nebeneinanderliegende Teile des Korbes (38) mit dem Be­ zugszeichen (42) und (44) versehen. Die Teile (42) und (44) sind stranggepreßte Aluminiumprofile, wobei die axial verlaufenden Stege im wesentlichen gleiche Wandstärke aufweisen.

Jedes Profilteil weist Seitenstege (46) und (48) auf, die konkave Außenflächen (50) und (52) bilden, die teilweise die Kanäle (54) bzw. (56) begrenzen. Neben den Seitenstegen (46) und (48) sind Außenstege (58) und (60) vorhanden, wobei letztere konkav aus­ gebildete Innenflächen (62) bilden, die mit den angrenzenden Teilen die Begrenzung eines zentralen, also koaxial zur Behälter­ längsachse verlaufenden Innenkanals (64) bilden.

Der Außensteg (48) bildet eine konvex verlaufende Außenfläche (60), deren Verlauf der Innenwandung des Behälterinneren (30) angepaßt ist. Die Abmessung des Korbes (38) ist so gewählt, daß die Außenfläche (60) flächig an der Innenwandung des Behälter­ innenraumes (30) anliegt, um einen guten Wärmeübergang zu gewährleisten.

Die Stege (46) und (48) weisen einen Schnittpunkt (68) auf, von dem ein radialer Steg (70) ausgeht, der sich bis zum Außensteg (58) erstreckt. Der Radialsteg (70) verläuft dabei in einer radial verlaufenden Symmetrieachse, zu der das Profilteil (42) symme­ trisch ausgebildet ist.

Die einzelnen Profilteile (42) und (44) werden nun im Bereich der Stoßstellen (72), die durch die aneinandergrenzenden Längsränder (74) und (76) der Innenstege (60) der Teile (42) und (44) gebil­ det werden, verschweißt, um so außerhalb des Behälters (10) einen fertigen Einsatzkorb (38) zur Verfügung zu stellen, der als Einheit in das Behälterinnere (30) eingebracht wird. Da die identisch aufgebauten Profilteile (42) und (44) erwähntermaßen bereits miteinander verschweißt sind, ist innerhalb des Behälters (10) eine hinreichende Lagefixierung gegeben, so daß zusätzliche Verschraubungen oder ähnliches nicht erforderlich sind.

Um den Korb (38) im gewünschten Umfang handhaben zu können, gehen von um 120° zu einander versetzten Radialstegen (70), (78) und (80) Ösen (82), (84) und (86) aus.

In der Schnittdarstellung der Fig. 5 erkennt man die Ösen (82), (84) und (86). Auch wird durch den Schnitt der Radialsteg (78) und der eine andere Schraffur aufweisende Überlappungsbe­ reich (88) der die konkaven Innenflächen bildenden Seitenstegen klar ersichtlich. Zur Vereinfachung sind die entsprechenden Elemente im rechten Teil der Schnittdarstellung der Fig. 5 nicht eingezeichnet.

Der fünf Kanäle bildende Korb (40) weist gleichfalls identisch aufgebaute Profilteile auf, die mit dem Bezugszeichen (90), (92), (94) und (96) versehen sind. Zur Bildung von insgesamt fünf Kanälen (98), (100), (102), (104) und (106) weisen einandergren­ zende Profilteile einander zugewandte konkave Flächen auf, die Bereichsweise die Außenbegrenzung eines Kanals bilden. Beispiel­ haft wird der Kanal (98) von Außenflächen (108) und (110) begrenzt, die von Seitenstegen (112) und (114) gebildet werden.

Neben den Seitenlängsstegen (112) und (114) weist dieses Profil­ teil einen den Innenkanal (106) teilweise begrenzendem, eine konkave Fläche (116) zur Verfügung stellenden Innensteg (118) sowie einen eine konvexe Außenfläche (120) bildenden Außensteg (122) auf. Die Außenfläche (120) ist in der Geometrie der Innen­ wandung des Behälters angepaßt.

Bei in den Behälter (10) eingebrachtem Korb (40) liegen die Außenflächen (120) flächig an der Innenwandung an, um so einen guten Wärmeübergang zu gewährleisten. Dabei ist die Abmessung des Korbes (40) wie die des Korbes (38) so gewählt, daß zumin­ dest bei Wärmeentwicklung in den radioaktiven Materialien eine enge Passung vorliegt.

Jedes Profilteil (90), (92), (94) und (96) ist erwähntermaßen nicht nur identisch aufgebaut, sondern ist auch jeweils zu einer radial verlaufenden Ebene (122) symmetrisch aufgebaut (gleiches gilt für die Profilteile des Korbes (38)). Eine Symmetrieebene wird zum Beispiel durch die Schnittlinie V-V verkörpert.

Auch die Stege der Profilteile des Korbes (40) weisen im wesent­ lichen eine gleiche Wandstärke auf. Zusätzlich verläuft parallel zu dem Innensteg (118) und damit zu dem Außensteg (122) ein Zwischensteg (126). Im Schnittpunkt mit der Ebene (124) er­ streckt sich ein radial verlaufender Steg (128) zum Außensteg (122).

Im Bereich der aneinanderstoßenden Längsränder der Innenstege (118), also im Bereich der Stoßstelle (130), (132), (134) und (136) sind die Profilteile (90), (92), (94) und (96) miteinander verschweißt, um so eine Einheit zu bilden, die in dem Behälter (10) problemlos einbringbar bzw. aus diesem entfernbar ist.

Claims (6)

1. Transport und/oder Lagerbehälter für in Kokillen eingebrachte verglaste hochaktive Abfälle, wobei die Kokillen in diesen angepaßten in Längsrichtung des eine Zylin­ derform aufweisenden Behälters verlaufenden Kanälen einbringbar sind, die zumindest abschnittsweise von einem Einsatzkorb gebildet sind, der seinerseits aus im Wesentli­ chen identischen und symmetrisch zu einer radial verlaufenden Symmetrieebene aufgebauten Teilen zusammengesetzt ist, die jeweils zwei konkave, Abschnitte von nebeneinanderliegenden peripheren Kanälen bildenden Seitenflächen sowie parallel zur Innenwandung des Behälters verlaufende Innen- und Außenfläche aufweisen, von denen die Außenfläche an der Innenwandung anliegt und die Innenfläche eine Begren­ zung für einen zentral verlaufenden Kanal bildet, und wobei die Längsränder der Innenflächen von nebeneinander angeordneten Teilen in Berührung gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsränder (74, 76) der Innenstege (60, 118) von nebeneinander angeord­ neten Profilteilen (42, 44, 90, 92, 94, 96) untereinander verbunden sind und dass der so gebildete und als Einheit in den Behälter (10) eingebrachte Korb (32, 38, 40) zumindest bei eingelagerten radioaktiven Abfällen in enger Passung in dem Behälter angeordnet ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilteil (42, 44, 90, 92, 94, 96) aus axial verlaufenden Stegen besteht, die im Wesentlichen gleiche Wandstärke aufweisen.

3. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilteil (42, 44, 90, 92, 94, 96) ein stranggepresstes Aluminium-Profilteil ist.

4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem fünf Kanäle zur Verfügung stellenden Korb (40) jedes Profilteil einen parallel zu den die Innen- bzw. Außenfläche aufweisenden Innen- bzw. Außensteg (118, 120) verlaufenden Zwischensteg (126) aufweist, von dem sich ein in der Symmetrieebene des Profilteils verlaufender Radialsteg (128) zum Außensteg hin erstreckt.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem sieben Kanäle zur Verfügung stellenden Korb (38) den die Seiten­ fläche bildenden Stege einen gemeinsamen Abschnitt (88) aufweisen, von dem sich ein in der Symmetrieebene des Profilteils verlaufender Radialsteg (80) zum die Außenfläche aufweisenden Außensteg erstreckt.

6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (42, 44, 90, 92, 94, 96) durch vorzugsweise Verstiftung, Ver­ schraubung oder Verschweißung untereinander verbunden sind.