DE4026487A1

DE4026487A1 - Transport- und lagerbehaelter fuer kernreaktor-brennelemente und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE4026487A1
Application number: DE19904026487
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Current assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-02-27

Description

Die Erfindung betrifft einen Transport- und Lagerbehäl ter für bestrahlte Kernreaktor-Brennelemente mit einem Außenmantel mit angeformtem Boden und aufgesetztem Deckel sowie mit einem Aufnahmekammern für die Kern reaktor-Brennelemente bildenden Hilfsbauteil. - Es ver steht sich, daß der aufgesetzte Deckel im allgemeinen von einer Deckelaufnahme aufgenommen wird. Ein solcher Transport-und Lagerbehälter hat einerseits mechanische Funktionen, außerdem Abschirmfunktionen zu erfüllen und muß darüber hinaus die Wärme nach außen abführen, die die bestrahlten Kernreaktor-Brennelemente freigeben. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Transport- und Lagerbehälters.

Bei dem aus der Praxis bekannten Transport- und Lagerbe hälter, von dem die Erfindung ausgeht, ist das Hilfsbau teil ein eigenständiges Bauteil, welches nachträglich in den Innenraum des Transport- und Lagerbehälters einge setzt, wenn auch zumeist in diesem festgesetzt ist. Das ist nachteilig in bezug auf die Wärmeabführung, weil zwischen dem Hilfsbauteil und dem Außenmantel bzw. dem Boden des Transport- und Lagerbehälters Luftspalte nicht ausgeschlossen werden können und diese den Wärmeübergang in störendem Maße beeinträchtigen. Allerdings ist es bekannt (DE-OS 21 05 581), den Raum um die Aufnahmekam mern des Hilfsbauteils mit einem Werkstoff guter Wärme leitfähigkeit auszufüllen. Dabei wird auch vorge schlagen, als Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit das Gußeisen einzusetzen, aus dem der Transport- und Lagerbehälter im übrigen besteht, und offenbar aus Stahl gefertigte Rohre einzugießen. Auch bei dieser Ausführungsform ist jedoch der Wärmeübergang zwischen dem Hilfsbauteil und dem Transport- und Lagerbehälter ohne weiteres noch beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trans port- und Lagerbehälter des eingangs beschriebenen Auf baues so weiter auszubilden, daß der Wärmeübergang zwischen dem Hilfsbauteil und dem Außenmantel bzw. Boden des Transport- und Lagerbehälters nicht mehr beeinträch tigt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Transport- und Lagerbehälter für bestrahlte Kern reaktor-Brennelemente mit einem Außenmantel mit ange formtem Boden und aufgesetztem Deckel sowie mit einem Aufnahmekammern für die Kernreaktor-Brennelemente bildenden Hilfsbauteil, wobei der Außenmantel mit dem Boden und außerdem das Hilfsbauteil aus Gußeisen, vor zugsweise aus sphärolithischem Gußeisen, bestehen und das Hilfsbauteil als, gleichsam verlorener, Bestandteil eines Formkerns in den Transport- und Lagerbehälter eingegossen ist. - Überraschenderweise findet bei dieser Ausführungsform eine Beeinträchtigung des Wärmeüber ganges zwischen dem Hilfsbauteil und dem Außenmantel und dem Boden des Transport- und Lagerbehälters nicht mehr statt, was darauf zurückgeführt wird, daß wegen der Materialauswahl und wegen des Eingießens gleichsam als verlorenes Teilstück eines Formkerns eine stoffschlüs sige Verbindung erhalten wird und im übrigen beim Abkühlen des Außenmantels und des Bodens noch eine den Wärmeübergang verbessernde Verspannung erfolgt.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So kann das Hilfsbauteil im Grundriß quadratische Aufnahme kammern aus sich kreuzenden Hilfsbauteilwänden auf weisen. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß das Hilfsbauteil im Grundriß kreisförmige Aufnahmekammern aus mit Spaltabstand aneinander angeschlossenen Rohren bildet. Zweckmäßigerweise besitzt das Hilfsbauteil eine Wanddicke von mehreren Zentimetern. Zu besonders günstigen Ergebnissen kommt man, wenn der Außenmantel mit dem Boden einerseits und das Hilfsbauteil anderer seits aus der gleichen Gußeisenlegierung bestehen.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Transport- und Lagerbehälters des beschriebenen Aufbaues, wobei zunächst das Hilfsbauteil als Gußeisenbauteil hergestellt sowie mit dem Hilfsbau teil als Kernbestandteil die Gießform aufgebaut wird und wobei danach der Außenmantel mit dem Boden aus Gußeisen gegossen und dabei das Hilfsbauteil als verlorener Kernbestandteil eingegossen wird. Das Hilfsbauteil wird zweckmäßigerweise als einteiliges Gußstück hergestellt. Es kann aber auch aus mehreren Gußstücken, z. B. aus mehreren Rohren zusammengesetzt werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es, das Hilfsbauteil mit in den Außen mantel und/oder den Boden des Transport- und Lagerbehäl ters eingießbaren Verbundelementen zu versehen. Der Gießvorgang gestaltet sich dann besonders einfach, wenn die Aufnahmekammern des Hilfsbauteils beim Gießen des Außenmantels mit seinem Boden mit Formsand ausgefüllt sind. Dieser wird später entfernt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ licher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsge mäßen Transport- und Lagerbehälter ohne Deckel,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 den stark vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 4 entsprechend der Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transport- und Lagerbehälters,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Transport- und Lagerbehälter ist für bestrahlte Kernreaktor-Brennele mente bestimmt. Er besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Außenmantel 1 mit angeformtem Boden 2. Man erkennt eine Deckelaufnahme 3 für einen Deckel, der nicht gezeichnet wurde. Wesentlich ist ein Aufnahmekam mern 4 für bestrahlte Kernreaktor-Brennelemente bilden des Hilfsbauteil 5. Der Außenmantel 1 mit dem Boden 2 und außerdem das Hilfsbauteil 5 bestehen aus Gußeisen, vorzugsweise aus sphärolithischem Gußeisen. Nimmt man die Fig. 5 hinzu, so erkennt man, daß das Hilfsbauteil 5 als gleichsam verlorener Bestandteil eines Formkerns 6 in den Transport- und Lagerbehälter eingegossen ist. Die Fig. 3 macht deutlich, daß dabei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Hilfsbauteil 5 und dem Außenman tel 1 bzw. dem Boden 2 entsteht. Darüber hinaus ent stehen, wie bereits erwähnt, bei der Abkühlung des gegossenen Außenmantels 1 mit seinem Boden 2 Spannungs verhältnisse, die zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe beitragen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist das Hilfsbauteil 5 aus im Grundriß quadratischen Aufnahme kammern 4 aus sich kreuzenden Hilfsbauteilwänden 7 gebildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bildet das Hilfsbauteil 5 im Grundriß kreisförmige Aufnahmekammern 4 aus mit Spaltabstand aneinander angeschlossenen Rohren 8. Die Wanddicke des Hilfsbauteils 5 soll jedenfalls mehrere Zentimeter betragen. Der Außenmantel 1 mit dem Boden 2 sowie das Hilfsbauteil 5 bestehen zweckmäßiger weise aus der gleichen Gußeisenlegierung.

Aus der Fig. 5 entnimmt man, daß mit dem Hilfsbauteil 5 als Kernbestandteil des Kerns 6 die Gießform aufgebaut wurde. Folglich wurde zunächst das Hilfsbauteil 5 als Gußeisenbauteil hergestellt. Danach wurde der Außenman tel 1 mit dem Boden 2 aus Gußeisen gegossen, wobei das Hilfsbauteil 5 als verlorener Kernbestandteil stoff schlüssig eingegossen wurde. Man erkennt, daß beim Gießvorgang die Aufnahmekammern 4 des Hilfsbauteils 5 mit Formsand 9 ausgefüllt sind, der später entfernt wird. - Im Ausführungsbeispiel wird der Transport- und Lagerbehälter über Kopf im steigenden Guß gegossen. Insoweit wird an bekannte Technologien angeschlossen.

Claims

1. Transport- und Lagerbehälter für bestrahlte Kern reaktor-Brennelemente, - mit einem Außenmantel (1) mit angeformtem Boden (2) und aufgesetztem Deckel sowie mit einem Aufnahmekammern (4) für die Kernreaktor-Brennele mente bildenden Hilfsbauteil (5), wobei der Außenmantel (1) mit dem Boden (2) und außerdem das Hilfsbauteil (5) aus Gußeisen, vorzugsweise aus sphärolithischem Guß eisen, bestehen, und das Hilfsbauteil (5) als Bestand teil eines Formkerns (6) in den Transport- und Lagerbe hälter eingegossen ist.

2. Transport- und Lagerbehälter nach Anspruch 1, wobei das Hilfsbauteil (5) im Grundriß quadratische Aufnahme kammern (4) aus sich kreuzenden Hilfsbauteilwänden (7) bildet.

3. Transport- und Lagerbehälter nach Anspruch 1, wobei das Hilfsbauteil (5) im Grundriß kreisförmige Aufnahme kammern (4) aus mit Spaltabstand aneinander angeschlos senen Rohren (8) bildet.

4. Transport- und Lagerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hilfsbauteil (5) eine Wanddicke von mehreren Zentimetern aufweist.

5. Transport- und Lagerbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Außenmantel (1) mit dem Boden (2) einerseits und das Hilfsbauteil (5) andererseits aus der gleichen Gußeisenlegierung bestehen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Transport- und Lager behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zunächst das Hilfsbauteil als Gußeisenbauteil herge stellt sowie mit dem Hilfsbauteil als Kernbestandteil die Gießform aufgebaut wird und wobei danach der Außen mantel mit dem Boden aus Gußeisen gegossen und dabei das Hilfsbauteil als verlorener Kernbestandteil eingegossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Hilfsbauteil als einteiliges Gußstück hergestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Hilfsbauteil aus mehreren Gußstücken, z. B. mehreren Rohren, zusammenge setzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Hilfsbauteil mit in den Außenmantel und/oder den Boden des Transport-und Lagerbehälters eingießbaren Verbund elementen versehen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Aufnahmekamnern des Hilfsbauteils beim Gießen des Außenmantels mit Formsand ausgefüllt werden.