EP0044024B1 - Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe - Google Patents

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EP0044024B1
EP0044024B1 EP81105280A EP81105280A EP0044024B1 EP 0044024 B1 EP0044024 B1 EP 0044024B1 EP 81105280 A EP81105280 A EP 81105280A EP 81105280 A EP81105280 A EP 81105280A EP 0044024 B1 EP0044024 B1 EP 0044024B1
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EP
European Patent Office
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webs
container body
cooling fins
container
transport
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EP81105280A
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English (en)
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EP0044024A1 (de
Inventor
Werner Dipl.-Ing. Botzem
Ortwin Dipl.-Ing. Knappe
Reiner Dipl.-Ing. Laug
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Transnuklear GmbH
Original Assignee
Transnuklear GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G21F5/10—Heat-removal systems, e.g. using circulating fluid or cooling fins

Definitions

  • the present invention relates to a transport and / or storage container for radioactive materials, in particular for irradiated fuel elements from nuclear reactors, consisting of a container body with a gamma-ray shielding function, neutron shielding and axially or radially extending cooling fins on the surface of the container body for heat dissipation to the environment .
  • Transport and / or storage containers for radioactive materials must also withstand serious accidents in accordance with traffic regulations, whereby the accidents when testing the model include are simulated by falling from a height of 9 m onto an unyielding surface. After such a load, the container must remain tight and there must be no significant weakening.
  • DE-A-2221 610 describes a container for radioactive substances which consists of an inner container with a gamma-ray shielding function and an outer container which has axial and radial ribs to increase the mechanical strength. These fins do not contribute to heat radiation and therefore cannot prevent the cooling fins of the inner container from breaking off and damage to the container body in the event of an accident.
  • the object was achieved according to the invention in that webs are arranged on the surface of the container body transversely to the direction of extension of the cooling fins, the height of which is a maximum of 2/3 of the height of the cooling fins and that the webs are arranged at a distance from one another which is a maximum of 10 times the web height is.
  • cooling fins have notches in the region of the transverse webs, the maximum depth of the notches forming the upper limit of the webs. Furthermore, it is advantageous if cooling fins and webs are cast together on the container body and the space formed by cooling fins and webs is filled with neutron shielding material.
  • a transport and storage container consisting of a container body (1) and other parts and equipment known per se, has cooling fins (2) on its surface.
  • Crosspieces (3) are attached transversely to the direction of extension of the cooling fins (2), which run all around in the axial direction of extension of the cooling fins, but run axially in the case of all-round cooling fins.
  • the joint casting of the cooling fins (2) and webs (3) onto the container body (1) has proven to be particularly favorable.
  • the result of the transverse webs (3) is that the unavoidable breakage of the cooling fins (2) does not occur on the fin base (6) on impact, where there is a risk of crack expansion in the container body (1), but at a certain distance from the fin base.
  • the safe distance of the crack from the container body (1) is guaranteed by the selection of the appropriate web heights and the corresponding web spacing.
  • the webs (3) should be dimensioned so that the web height is a maximum of 2/3 of the height of the cooling fins (2) and the web spacing is a maximum of 10 times the web height.
  • a particularly advantageous embodiment consists in providing notches (4) in the cooling fins (2) in the region of the webs (3), which ensure the targeted formation of cracks even more reliably without penetration into the container body (1) by the formation of cracks on the webs (3) the predetermined distance from each other is limited.
  • the maximum depth of the notches (4) is reached at the upper limit (5) of the webs (3). Shallow depths of the notches (4) are also very effective depending on the design and material.
  • the notches can be molded on or, if necessary, worked in later.
  • a cast container for irradiated fuel assemblies from pressurized water reactors with cast-on surrounding webs, spacing from each other approx. 440 mm, web height approx. 70 mm, has cooling fins which are arranged in the axial direction on the surface of the container body.
  • the cooling fins were approximately 240 mm high. In the area of the transverse webs are in the Cooling fins notches with a notch depth of approx. 95 mm.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren, bestehend aus einem Behälterkörper mit Gammastrahlen-Abschirmfunktion, einer Neutronenabschirmung und axial oder radial verlaufenden Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers zur Wärmeabfuhr an die Umgebung.
  • Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe müssen entsprechend den Verkehrsvorschriften auch schweren Unfällen standhalten, wobei die Unfälle bei der Prüfung des Baumusters u.a. simuliert werden durch den Absturz aus 9 m Höhe auf eine unnachgiebige Oberfläche. Nach einer solchen Belastung muss der Behälter dicht bleiben, und es darf keine nennenswerte Schwächung erfolgen.
  • Beim Absturz auf die mit Kühlrippen versehene Oberfläche muss in Kauf genommen werden, dass Kühlrippen im Bereich des Aufprallpunktes beschädigt werden. Bei bisher bekannten Behältern mit angeschweissten oder angegossenen Kühlrippen besteht dabei nachteilig die Gefahr, dass durch das Abbrechen von Kühlrippen eine Rissfortpflanzung in den die dichte Umschliessung des radioaktiven Stoffes darstellende Behälterkörper erfolgt.
  • Aus der DE-B-2040348 ist ein gattungsgemässer Behälter für die Lagerung und den Transport von radioaktiven Stoffen bekannt, der radial oder axial verlaufende Kühlrippen auf der Oberfläche des Behälterkörpers besitzt. Beim Absturz eines solchen Behälters besteht jedoch die Gefahr, dass die Kühlrippen auf der Behälteroberfläche abbrechen und eine Rissfortpflanzung in den Behälterkörper erfolgt.
  • In der DE-A-2221 610 wird ein Behälter für radioaktive Stoffe beschrieben, der aus einem Innenbehälter mit Gammastrahlen-Abschirmfunktion und einem Aussenbehälter besteht, der axiale und radiale Rippen zur Steigerung der mechanischen Festigkeit besitzt. Diese Rippen tragen nicht zur Wärmeabstrahlung bei und können daherauch nicht verhindern, dass bei Unfallsituationen Kühlrippen des Innenbehälters abbrechen und Beschädigungen des Behälterkörpers auftreten.
  • Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren, zu schaffen, bestehend aus einem Behälterkörper mit Gammastrahlen-Abschirmfunktion, einer Neutronenabschirmung und axial oder radial verlaufenden Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers, der bei Beschädigung bzw. Abbrechen von Kühlrippen eine Rissfortpflanzung in den Behälterkörper hinein vermeidet.
  • Die Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass auf der Oberfläche des Behälterkörpers quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen Stege angeordnet sind, deren Höhe maximal 2/3 der Höhe der Kühlrippen beträgt und dass die Stege in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der maximal das 10-fache der Steghöhe beträgt.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Kühlrippen im Bereich der querlaufenden Stege Kerben aufweisen, wobei die maximale Tiefe der Kerben die obere Begrenzung der Stege bildet. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn Kühlrippen und Stege gemeinsam an den Behälterkörper angegossen sind und der von Kühlrippen und Stegen gebildete Raum mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllt ist.
  • Anhand der Abbildungen 1 bis IV wird nachstehend der erfindungsgemässe Behälter schematisch und in beispielhafter Ausführung näher erläutert.
  • Ein Transport- und Lagerbehälter, bestehend aus einem Behälterkörper (1) und anderen an sich bekannten Teilen und Ausstattungen, besitzt an seiner Oberfläche Kühlrippen (2). Quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen (2) sind Stege (3) angebracht, die bei axialer Erstreckungsrichtung der Kühlrippen rundumlaufen, 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 unvermeidbare Bruch der Kühlrippen (2) beim Aufprall nicht am Rippenfuss (6) erfolgt, wo die Gefahr der Rissausdehnung in den Behälterkörper (1) gegeben ist, sondern in einem bestimmten 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 2/3 der Höhe der Kühlrippen (2) und der Stegabstand maximal das 10-fache der Steghöhe beträgt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht darin, in den Kühlrippen (2) im Bereich der Stege (3) Kerben (4) vorzusehen, die die gezielte Rissausbildung ohne Eindringen in den Behälterkörper (1) noch zuverlässiger gewährleisten, indem die Rissbildung auf den durch die Stege (3) zueinander vorgegebenen Abstand limitiert wird. 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 wiesen 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.
  • Es ist auch günstig, wenn der von den Stegen (3) und den unteren Teilen der Kühlrippen (2) gebildete Raum (7) mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllt ist.

Claims (4)

1. Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren, bestehend aus einem Behälterkörper mit Gammastrahlung-Abschirmfunktion, einer Neutronenabschirmung und axial oder radial verlaufenden 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 10-fache 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.
3. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Stegen (3) und den Kühlrippen (2) gebildete Raum (7) mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllt ist.
4. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (2) und Stege (3) gemeinsam an den Behälterkörper (1 ) angegossen sind.
EP81105280A 1980-07-11 1981-07-08 Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe Expired EP0044024B1 (de)

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EP0044024A1 EP0044024A1 (de) 1982-01-20
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