EP0043106B1

EP0043106B1 - Transport- and/or storage container with an inner lining and method of making same

Info

Publication number: EP0043106B1
Application number: EP81104911A
Authority: EP
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Anspach; Karl Ing.Grad. Brendel; Elmar Dipl.-Ing. Schlich; Peter Ing.Grad. Srostlik
Original assignee: Transnuklear GmbH
Current assignee: Transnuklear GmbH
Priority date: 1980-07-02
Filing date: 1981-06-25
Publication date: 1985-08-28
Also published as: DE3024979C2; JPS5798897A; JPH0377478B2; ES8400628A1; DE3172024D1; ES8303795A1; US4579274A; ES504396A0; DE3024979A1; ES503543A0; EP0043106A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein zylindrischer Behälter zum Transport und/oder zur Lagerung von radioaktivem Material, insbesondere von be_- strahlten Brennelementen aus Kernreaktoren, ausgestattet mit einer Innenauskleidung, bestehend aus einem Flansch, einem Boden und einem Mantel, der auf der Innenseite des Behältergrundkörpers eng anliegt und der mit dem Boden und dem Flansch verschweißt ist. Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Innenauskleidung angegeben.The invention is a cylindrical container for transport and / or storage of radioactive material, in particular be _- irradiated fuel elements from nuclear reactors, provided with an inner lining consisting of a flange, a bottom and a jacket which closely on the inside of the container body is applied and which is welded to the bottom and the flange. A method for producing such an inner lining is also specified.

Radioaktive Stoffe, insbesondere abgebrannte Brennelemente aus Kernreaktoren, geben neben Gamma- und Neutronenstrahlung auch nennenswerte Nachwärme ab. Behälter, die zum Transport und/oder zur Lagerung derartiger Stoffe eingesetzt werden, müssen daher die Radioaktivität des eingebrachten Gutes sicher einschließen und die erzeugte Nachwärme sicher nach außen ableiten. Dieses ist in strengen Tests so nachzuweisen, daß auch bei extremen Unfallsituationen die Sicherheit gewährleistet ist.Radioactive substances, in particular spent fuel elements from nuclear reactors, emit noteworthy residual heat in addition to gamma and neutron radiation. Containers that are used for the transport and / or storage of such substances must therefore safely enclose the radioactivity of the introduced goods and safely discharge the generated after-heat to the outside. This must be verified in rigorous tests so that safety is guaranteed even in extreme accident situations.

Es sind Behälter bekannt, bestehend aus einem dickwandigen metallischen Außenbehälter, der die erforderliche mechanische Festigkeit und die Abschirmung der radioaktivenContainers are known, consisting of a thick-walled metal outer container, which has the required mechanical strength and the shielding of the radioactive

Strahlung sicherstellt, und aus einem inneren Behälter bzw. aus einer inneren Behälterauskleidung, die den inneren Einschluß des radioaktiven Materials unter den Gesichtspunkten Korrosion, Oberflächenrauhigkeit und Diffusion zusätzlich garantiert.Radiation ensures, and from an inner container or from an inner container lining, which additionally guarantees the internal containment of the radioactive material from the point of view of corrosion, surface roughness and diffusion.

Derartige Behälter verfügen über lnnenauskIeidungen, die eingegossen (DE-U-78 19 282) oder als Spritzschicht bzw. als Galvanoschicht (DE-U-77 28 331) aufgebracht werden.Such containers have inner linings which are cast in (DE-U-78 19 282) or applied as a spray layer or as a galvanic layer (DE-U-77 28 331).

Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß entweder prüftechnische Schwierigkeiten, z. B. Vortäuschung von Gußlunkern bei fehlerhaft angegossener Innenauskleidung, auftreten können, oder aber die Oberflächengüte durch aufwendige zusätzliche Bearbeitung verbessert werden muß.However, these methods have the disadvantage that either technical difficulties, e.g. B. pretend casting holes in the case of incorrectly cast inner lining, or the surface quality must be improved by expensive additional processing.

Aus den EP-A-0004241, US-A-3982134 und FR-A-1515024 sind ebenfalls Innenauskleidungen für Transportbehälter bekannt, die aus einem Flansch, einem Boden und einem Mantel bestehen, der auf der Innenseite des Behältergrundkörpers eng anliegt und mit boden und Flansch verschweißt ist. Diese Innenauskleidungen geben allerdings keinen optimalen Kontakt mit dem Grundkörper.From EP-A-0004241, US-A-3982134 and FR-A-1515024 inner linings for transport containers are also known, which consist of a flange, a bottom and a jacket that fits tightly on the inside of the container body and with bottom and Flange is welded. However, these inner linings do not give optimal contact with the base body.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zylindrischer Behälter zum Transport und/oder zur Lagerung von radioaktivem Material, insbesondere von bestrahlten Brennelementen aus Kernreaktoren, zu schaffen, ausgestattet mit einer Innenauskleidung, bestehend aus einem Flansch, einem Boden und einem Mantel, der auf der Innenseite des Behältergrundkörpers eng anliegt und mit dem Boden und Flansch verschweißt ist, wobei ein guter Kontakt zwischen Innenauskleidung und dem Behälter bei Mini-mierung der Bearbeitungsschritte gewährleistet sein sollte. Außerdem war ein Verfahren zur Herstellung solcher Behälter zu finden.The invention is therefore based on the object to provide a cylindrical container for the transport and / or storage of radioactive material, in particular irradiated fuel elements from nuclear reactors, equipped with an inner lining consisting of a flange, a base and a jacket which the inside of the container body fits tightly and is welded to the bottom and flange, whereby good contact between the inner lining and the container should be ensured while minimizing the processing steps. A method of making such containers was also found.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mantel mit einem abgedichteten axialen Schlitz und im Innern längs des Schlitzes mit Stegen versehen ist.The object was achieved in that the jacket is provided with a sealed axial slot and inside along the slot with webs.

Solche Behälter werden vorteilhafterweise dadurch`hergesteIIt, daß ein Boden und ein Flansch in dem Behältergrundkörper eingelegt werden, dann der auf Endmaß gewalzte metallische Mantel, der mit einem axialen Schlitz versehen ist, durch Zusammendrücken des Mantels zwischen Boden und Flansch positioniert, anschließend wieder entspannt, der nunmehr an der Innenseite des Behältergrundkörpers anliegende Mantel mit Boden und Flansch verschweißt und abschließend der Schlitz verschlossen wird.Such containers are advantageously produced by inserting a base and a flange into the base body of the container, then positioning the rolled metal jacket, which is provided with an axial slot, by compressing the jacket between the base and flange, and then releasing the pressure, the jacket now resting on the inside of the container body is welded to the bottom and flange and the slot is then closed.

Vorzugsweise wird der Schlitz mit einem passenden Blechstreifen abgedichtet, insbesondere verschweißt.The slot is preferably sealed, in particular welded, with a suitable sheet metal strip.

Die Abbildungen I bis 111 erläutern schematisch in beispielhafter Ausführungsform die erfindungsgemäße Innenauskleidung. Zunächst werden Boden (6) und Flansch (5), an dem ein Verschluß befestigt werden kann, im Kühlrippen (4) und andere Einrichtungen aufweisende Behältergrundkörper (3) eingelegt. Der Mantel (1) ist auf Endmaß gewalzt und mit einem axialen Schlitz (8) versehen. Längs des Schlitzes (8) sind vorteilhafterweise als Montagehilfen Stege (2) angeschweißt, die es gestatten, durch Zusammenziehen den Mantel (1) elastisch zu verformen, so daß er unter Bildung eines Montagespaltes (9) in den Behältergrundkörper (2) eingebracht werden kann. Anschliessend wird der Mantel (1) entspannt. Dadurch legt er sich an den Grundkörper (3) an. Der axiale Schlitz (8) wird mit geeignetem Blech (7) abgedeckt und verschweißt. Boden (6) und Flansch (5) werden ebenfalls angeschweißt. Besonders günstig ist, daß mit der Bearbeitung des Grundkörpers (3) und den dort erreichbaren Toleranzen und der heute technisch möglichen Walzgenauigkeit von Blechen eine außerordentlich geringe Zylinderformtoleranz im Bereich weniger Zehntel mm bei großen Innendurchmessern und Behälterabmessungen erreicht werden. Dadurch hat es sich überraschend ergeben, daß durch die Entspannung des bei der Montage im Umfang verkleinerten Innenbehältermantels der verbleibende Restspalt (10) zwischen dem Grundkörper (3) und der Innenauskleidung (1) vernachlässigbar klein ist, und daher einen guten Wärmeübergang sowie gute Festigkeitseigenschaften sicherstellt. Die Größe dieses Restspaltes (10) wird weitgehend durch die Schrumpfung der axialen Schweißnaht (11) bestimmt.Figures I to 111 illustrate schematically the inner lining according to the invention in an exemplary embodiment. First, the base (6) and flange (5), to which a closure can be attached, are inserted into the container base body (3) which has cooling fins (4) and other devices. The jacket (1) is rolled to its final dimensions and provided with an axial slot (8). Along the slot (8), webs (2) are advantageously welded on as assembly aids, which allow the jacket (1) to be elastically deformed by contracting so that it can be introduced into the container base body (2) to form an assembly gap (9) . The jacket (1) is then relaxed. This puts it on the base body (3). The axial slot (8) is covered with a suitable sheet (7) and welded. Bottom (6) and flange (5) are also welded on. It is particularly favorable that with the machining of the base body (3) and the tolerances achievable there and the technically feasible rolling accuracy of sheet metal, an extraordinarily low cylinder shape tolerance in the range of a few tenths of a millimeter can be achieved with large internal diameters and container dimensions. It has surprisingly been found that the relaxation of the inner container shell, which is reduced in size during assembly, the remaining gap (10) between the base body (3) and the inner lining (1) is negligibly small, and therefore ensures good heat transfer and good strength properties . The size of this remaining gap (10) is largely determined by the shrinkage of the axial weld seam (11).

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung auf zylindrische Behälter bei Innendurchmessern > 600 mm und Wandstärken der Innenauskleidung bis etwa 10 mm.The application of the invention to cylindrical containers with inner diameters> 600 mm and wall thicknesses is particularly advantageous the inner lining up to about 10 mm.

In manchen Fällen ist es besonders günstig, wenn der Innenbehältermantel nach dem Positionieren und Entspannen zusätzlich an die Innenseite des Behälterkörpers angedrückt wird.In some cases it is particularly advantageous if the inner container jacket is additionally pressed against the inside of the container body after it has been positioned and relaxed.

Folgendes Beispiel zeigt einen Behälter mit erfindungsgemäßer Innenauskleidung.The following example shows a container with an inner lining according to the invention.

example

Ein Behältergrundkörper mit Kühlrippen, aus Guß hergestellt, hatte einen Innendurchmesser von 1 m und ein Längen-/Durchmesser-Verhältnis von 5. Die Innenauskleidung bestand aus rostfreiem Stahl von 4 mm Dicke. Zunächst wurde der Innenauskleidungsmantel auf 1 010 mm Durchmesser gewalzt und die Montagehilfen befestigt. Nachdem Boden und Flansch in den Behältergrundkörper eingelegt waren, wurde der Innenauskleidungsmantel mittels hydraulischer Hilfsvorrichtung auf ca. 990 mm Durchmesser zusammengezogen und in die vorgesehene Position gebracht, justiert und entspannt. Nachdem der Mantel sich an das Innere des Behältergrundkörpers gelegt hatte, wurde der Schlitz mit einem Blech, ebenfalls rostfreier Stahl und mit entsprechender Wanddicke, verschweißt und anschließend die Montagehilfe abgetrennt. Es erfolgte danach die Kontrolle der Schweißnähte sowie die Endkontrolle.A container body with cooling fins, made of cast iron, had an inner diameter of 1 m and a length / diameter ratio of 5. The inner lining was made of stainless steel of 4 mm thickness. First, the inner lining jacket was rolled to 1 010 mm in diameter and the assembly aids were attached. After the bottom and flange had been inserted into the container body, the inner lining jacket was pulled together to a diameter of approx. 990 mm using a hydraulic auxiliary device and brought into the intended position, adjusted and relaxed. After the jacket had laid itself on the inside of the container body, the slot was welded to a sheet, also stainless steel and with a corresponding wall thickness, and then the assembly aid was cut off. The welds were then checked and the final inspection was carried out.

Die Kontrolle ergab eine Toleranz des Innendurchmessers vom Innenauskleidemantel von ± 0,5 mm auf 5 m Länge. Der verbleibende Restspalt beträgt auch im ungünstigsten Fall nur < 0,5 mm. Eine plastische Verformung des Innenauskleidemantels wurde nicht festgestellt, d. h., die Verformung erfolgte im elastischen Bereich. Somit ist keine Rißprüfung erforderlich.The control showed a tolerance of the inner diameter of the inner lining jacket of ± 0.5 mm over a length of 5 m. In the worst case, the remaining gap is only <0.5 mm. A plastic deformation of the inner lining jacket was not found, i. that is, the deformation occurred in the elastic range. This means that no crack test is required.

Claims

1. Cylindrical containers for transporting and/or for storing radio active material, particularly irradiated fuel elements from nuclear reactors, provided with a lining, cosisting of a flange (5), a base (6) and a casing (1) which is closely positioned on the inside of the main body of the container (3) and which is bonded to the base (6) and the flange (5), characterised in that, the casing (1) is provided with a sealed axial slit (8) and with webs (2) on the inside, along the slit (8).

2. A container according to claim 1, characterized in that, the slit (8) is sealed with a suitable sheet metal strip (7).

3. A container according to claim 1 to 2, characterised in that, the sheet metal strip .(7) is welded in the slit (8).

4. A process for the production of a container according to one of claims 1 to 3, characterised in that, a base and a flange are inserted into a main container body, then a metallic casing rolled to size, which is provided with an axial slit, is positioned between the base and the flange by compression of the casing, followed by relaxation, the casing which is now positioned on the inside of the container member is bonded to the base and the flange and the slit is finally sealed.

5. A process according to claim 4, characterised in that, the slit is covered with a suitable sheet metal strip and bonded to the casing.

6. A process according to claims 4 and 5, characterised in that, compression of the casing is carried out by means of webs provided in the casing.

7. A process according to one of claims 4 to 6, characterized in that, the casing is rolled from suitable sheet metal to a thickness of 10 mm corresponding to the inner dimensions of the main body of the container.

8. A process according to one of claims 4 to 7, characterised in that, the casing is additionally pressed to the inside of the container member after positioning and relaxation.