EP0077955A2 - Brennelementbehälter zum Transportieren und/oder Lagern von Kernreaktorbrennelementen - Google Patents

Brennelementbehälter zum Transportieren und/oder Lagern von Kernreaktorbrennelementen Download PDF

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EP0077955A2
EP0077955A2 EP82109325A EP82109325A EP0077955A2 EP 0077955 A2 EP0077955 A2 EP 0077955A2 EP 82109325 A EP82109325 A EP 82109325A EP 82109325 A EP82109325 A EP 82109325A EP 0077955 A2 EP0077955 A2 EP 0077955A2
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EP
European Patent Office
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container
lid
fuel elements
cover
closure
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Withdrawn
Application number
EP82109325A
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English (en)
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EP0077955A3 (de
Inventor
Franz-Wolfgang Dr. Popp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Nukem GmbH
Original Assignee
Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Nukem GmbH
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Publication date
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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
    • G21F5/12—Closures for containers; Sealing arrangements

Definitions

  • the invention relates to a fuel container for transporting a nd / or storage of irradiated nuclear reactor fuel elements, whose end-side receiving opening is closed by a welded-on cap.
  • the fuel element container After the fuel element container has been filled with the irradiated nuclear reactor fuel elements, the fuel element container must be closed gas-tight by a lid. It is known to close the fuel assembly container with a screwed-on shielding cap that acts via seals. In order to still protect this shielding cover or to achieve an additional secure closure of the container, it has already been proposed to place a safety cover over the shielding cover, which is welded to the end of the container body. Furthermore, it has already been discussed to close so-called intermediate storage containers by simply welding a lid on.
  • the weld seam is subjected to a test known per se.
  • a weld carried out between the container body and the sealing lid cannot be checked properly.
  • the invention has for its object to design a fuel assembly such that after welding with the closure lid a simple and accurate inspection of the weld is possible is not exposed to any significant mechanical stress.
  • the object is achieved in that the container body and the closure cap each have a welding lip which protrude from one another over the outline of the fuel assembly container.
  • the adjacent welding lips are welded together. Since they protrude beyond the outline of the container body, the weld seam can be checked from three sides, for example by a conventional x-ray device or ultrasound device.
  • the design according to the invention of the welding lips projecting beyond the outline of the container body has the further essential advantage that stresses arising from the lid area can be absorbed resiliently by the projecting welding lips. This has the advantageous consequence that tensions in the lid area are minimized.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in the features of claim 2.
  • the bent edge of the lid lies on the inner surface of the container wall end and is simply welded to it. Due to the trough-shaped design of the lid, conventional devices can illuminate the weld seam from the side or scan it using ultrasound.
  • a further advantageous embodiment is characterized in claim 3.
  • the closure cover rests on the outwardly directed flange of the container body and is welded to the flange on its end face.
  • the inspection of the weld seam can be carried out by placing the test equipment in the plane parallel to the axis.
  • the weld seam between the closure lid and B is e memorierground stresses significantly more accessible and an almost tension-free welded connection between the container body and closure lid possible for an inspection of the weld.
  • the design according to the invention also makes it easy to open a container which is closed by welding, and which can then be used again after the discharge.
  • the closure assembly according to the invention allows a cutting of the closing lid in the material of the cap along its feet - racks toward the container interior. After the subsequent unloading of the radioactive material, the joint of the main body of the container is revised and the material buffer zone at the joint, which is necessary for re-welding the sealing cover, is rebuilt.
  • the welding lips protruding over the outline of the container body enable inductive fusion of the container body and the closure lid.
  • a targeted short-term melting of the welding lips can be achieved, which then solidify in the joining area to form a homogeneous structure and thus seal the container.
  • the depth of the melting zone and the heat dissipation on the container body can be controlled by the design of the protruding welding lips. If the welding lips according to the invention are connected to one another by induction welding, ferritic spheroidal cast iron (e.g. GGG 40) can now be melted tightly in addition to the cold-weldable materials.
  • the joint has a homogeneous material structure.
  • closure covers shown in the two exemplary embodiments can either form the sole closure of the fuel assembly container or can represent an additionally welded-on closure cover via screwed-on shielding covers, not shown here.
  • the fuel assembly container shown in FIG. 1 has a container base body 4 made of steel.
  • the base body 4 is cylindrical and open at one end. This forms a receiving opening 5 for loading with the fuel elements, not shown here.
  • a closure cover 6 is inserted into the receiving opening 5.
  • This sealing cap 6 has an edge 7 which is perpendicular to the lid surface and which thereby gives the sealing cap 6 a U-shaped configuration as seen in cross section.
  • the lid edge 7 lies with its outer surface on the inner surface of the container wall. The ends of the lid edge 7 and the container wall are flush with each other.
  • the cap 6 is welded to form a weld seam 8 with the B e memorier ground stresses. 4
  • the weld seam 8 is located at the end of the lid edge 7 and at the open end of the container body 4.
  • the lid edge 7 forms a welding lip, while the end of the container wall forms the adjacent second welding lip 9.
  • the weld seam 8 lies outside the outline of the fuel assembly container, that is to say outside of the space surrounded by the container, and is readily accessible to radially attached test devices.
  • the fuel assembly container has a container base body 24, at the open end of which an outwardly directed flange 29 is arranged.
  • a cover 26 covering the entire receiving opening 25, the outer dimension of which corresponds to the dimensions of the flange 29.
  • the flange 29 forms a welding lip of the container body 24, while the part of the sealing cap 26 which forms there forms the counter-welding lip.
  • the weld was carried out on the end face of the welding lips 26, 29.
  • the weld seam 29 is therefore outside the outline of the fuel assembly and is accessible to axially parallel test devices.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brennelementbehälter zum Transportieren und/oder Lagern von bestrahlten Kernreaktorbrennelementen, dessen stirnseitige Aufnahmeöffnung durch einen aufgeschweißten Verschlußdeckel (6) verschlossen ist. Um nach dem Verschweißen mit dem Verschlußdeckel (6) eine einfache und genaue Prüfung der keinen wesentlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzten Schweißnaht (8) zu ermöglichen, weisen der Behältergrundkörper (4) und der Verschlußdeckel (6) jeweils eine Schweißlippe (7, 9) auf, die aneinanderliegend über den Umriß des Brennelementbehälters herausragen. Aus dem Deckelbereich hervorgehende Spannungen können von den vorstehenden Schweißlippen (7, 9) federnd aufgenommen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brennelementbehälter zum Transportieren und/oder Lagern von bestrahlten Kernreaktorbrennelementen, dessen stirnseitige Aufnahmeöffnung durch einen aufgeschweißten Verschlußdeckel verschlossen ist.
  • Nach dem Befüllen des Brennelementbehälters mit den bestrahlten Kernreaktorbrennelementen muß der Brennelementbehälter durch einen Deckel gasdicht verschlossen werden. Es ist bekannt, den Brennelementbehälter mit einem über Dichtungen wirkenden, angeschraubten Abschirmdekkel zu verschließen. Um diesen Abschirmdeckel noch zu schützen bzw. einen zusätzlichen sicheren Verschluß des Behälters zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, über den Abschirmdeckel noch einen Sicherheitsdeckel zu setzen, der mit dem Ende des Behältergrundkörpers verschweißt wird. Weiter wurde auch bereits diskutiert, sogenannte Zwischenlagerbehälter durch lediglich einfaches Aufschweißen eines Dekkels zu verschließen.
  • Um die Güte der Deckelschweißung festzustellen, wird die Schweißnaht einer an sich bekannten Prüfung unterzogen. Bei großen Wandstärken besteht dabei das Problem, daß eine zwischen Behältergrundkörper und Verschlußdeckel ausgeführte Schweißung nicht einwandfrei geprüft werden kann.
  • Wird der Verschlußdeckel in die Aufnahmeöffnung des Behältergrundkör- pers eingesetzt und so verschweißt, ergeben sich erhebliche Verspan- nungen im Deckelbereich. Diese Verspannungen führen zu einer mechanischen Beanspruchung der Schweißung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brennelementbehälter derart auszugestalten, daß nach dem Verschweißen mit dem Verschlußdekkel eine einfache und genaue Prüfung der Schweißnaht möglich ist, die keinen wesentlichen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behältergrundkörper und der Verschlußdeckel jeweils eine Schweißlippe aufweisen, die aneinanderliegend über den Umriß des Brennelementbehälters herausragen.
  • Die aneinanderliegenden Schweißlippen werden miteinander verschweißt. Da sie über den Umriß des Behältergrundkörpers herausragen, kann die Schweißnaht von drei Seiten überprüft werden, beispielsweise durch eine übliche Röntgeneinrichtung oder Ultraschalleinrichtung.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung der über den Umriß des Behälterkörpers herausragenden Schweißlippen hat den weiteren wesentlichen Vorteil, daß aus dem Deckelbereich hervorgehende Spannungen von den vorstehenden Schweißlippen federnd aufgenommen werden können. Das hat vorteilhaft zur Folge, daß Spannungen im Deckelbereich minimiert werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruches 2 gekennzeichnet. Der umgebogene Deckelrand liegt an der Innenfläche des Behälterwandendes und ist einfach mit diesem verschweißt. Durch die trogförmige Ausbildung des Deckels können übliche Geräte die Schweißnaht seitlich durchleuchten oder über Ultraschall abtasten.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird im Anspruch 3 gekennzeichnet. Auf dem nach außen gerichteten Flansch des Behältergrundkörpers liegt der Verschlußdeckel auf und ist an seiner Stirnseite mit dem Flansch verschweißt. Die Prüfung der Schweißnaht wird durch Ansetzen der Prüfgeräte in der achsparallelen Ebene vorgenommen werden können.
  • Durch die Erfindung ist die Schweißnaht zwischen Verschlußdeckel und Behältergrundkörper für eine Prüfung der Schweißnaht wesentlich besser zugänglich und eine nahezu spannungsfreie Schweißverbindung zwischen Behältergrundkörper und Verschlußdeckel möglich.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird auch ein einfaches Öffnen eines schweißtechnisch verschlossenen Behälters möglich, der dann anschließend an die Entladung erneut zum Einsatz gebracht werden kann. Die erfindungsgemäße Verschlußanordnung gestattet ein Aufschneiden des Verschlußdeckels im Werkstoff des Verschlußdeckels entlang dessen Fü- gestelle in Richtung auf den Behälterinnenraum. Nach dem anschließenden Entladen des radioaktiven Material wird die Fügestelle des Behältergrundkörpers überarbeitet und die für die erneute Einschweißung des Verschlußdeckels notwendige Werkstoffpufferzone an der Fügestelle neu aufgebaut.
  • Die über den Umriß des Behälterkörpers herausragenden Schweißlippen ermöglichen ein induktives Verschmelzen von Behältergrundkörper und Verschlußdeckel. Durch das Aufsetzen von einer entsprechenden Anordnung Induktionsspulen auf die erfindungsgemäßen Schweißlippen läßt sich ein gezieltes kurzzeitiges Aufschmelzen der Schweißlippen erreichen, die dann im Fügebereich zu einem homogenen Gefüge erstarren und damit den Behälter verschließen. Die Tiefe der Schmelzzone und die Wärmeableitung auf den Behältergrundkörper lassen sich durch die konstruktive Ausbildung der vorstehenden Schweißlippen steuern. Werden die erfindungsgemäßen Schweißlippen durch Induktionsschweißen miteinander verbunden, so können jetzt neben den kaltschweißbaren Werkstoffen auch ferritischer Sphäroguß (z.B. GGG 40) dicht verschmolzen werden. Die Fügestelle weist ein homogenes Werkstoffgefüge auf.
  • Anhand der Zeichnung werden nachstehend zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 einen Brennelementbehälter mit eingeschweißtem, im Querschnitt U-förmigem Verschlußdeckel,
    • Fig. 2 einen Brennelementbehälter mit einem Flanschabschluß.
  • Die in den beiden Ausführungsbeispielen gezeigten Verschlußdeckel können entweder den alleinigen Verschluß des Brennelementbehälters bilden oder einen zusätzlich aufgeschweißten Verschlußdeckel über hier nicht dargestellte aufgeschraubte Abschirmdeckel darstellen.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Brennelementbehälter weist einen aus Stahl bestehenden Behältergrundkörper 4 auf. Der Grundkörper 4 ist zylindrisch ausgebildet und an einem stirnseitigen Ende offen. Dadurch wird eine Aufnahmeöffnung 5 zum Beladen mit den hier nicht gezeigten Brennelementen gebildet. In die Aufnahmeöffnung 5 ist ein Verschlußdeckel 6 eingesetzt. Dieser Verschlußdeckel 6 weist einen senkrecht zu der Dekkelfläche stehenden Rand 7 auf, der dadurch dem Verschlußdeckel 6 eine im Querschnitt gesehen U-förmige Ausbildung verleiht. Der Deckelrand 7 liegt mit seiner Außenfläche an der Innenfläche der Behälterwand an. Dabei schließen die Enden des Deckelrandes 7 und der Behälterwand bündig miteinander ab.
  • Der Verschlußdeckel 6 ist unter Bildung einer Schweißnaht 8 mit dem Behältergrundkörper 4 verschweißt. Die Schweißnaht 8 befindet sich am Ende des Deckelrandes 7 und am offenen Ende des Behältergrundkörpers 4.
  • Der Deckelrand 7 bildet eine Schweißlippe, während das Ende der Behälterwand die anliegende zweite Schweißlippe 9 bildet.
  • Die Schweißnaht 8 liegt dadurch außerhalb des Umrisses des Brennelementbehälters, also außerhalb des durch den Behälter umgebenen Raumes und ist radial ansetzenden Prüfgeräten gut zugänglich.
  • In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 weist der Brennelementbehälter einen Behältergrundkörper 24 auf, an dessen offenem Ende ein nach außen gerichteter Flansch 29 angeordnet ist. Auf diesem Flansch 29 liegt ein die gesamte Aufnahmeöffnung 25 überdeckender Verschlußdeckel 26, dessen Außenabmessung den Ausdehnungen des Flansches 29 entspricht. Dadurch schließt der Verschlußdeckel 26 mit seiner Stirnseite bündig mit dem Flansch 29 ab. Der Flansch 29 bildet eine Schweißlippe des Behältergrundkörpers 24, während der anliegende Teil des Verschlußdeckels 26 die Gegenschweißlippe bildet. Die Schweißung wurde an der Stirnseite der Schweißlippen 26, 29 vorgenommen. Die Schweißnaht 29 liegt somit außerhalb des Umrisses des Brennelementbehälters und ist achsparallel angesetzten Prüfeinrichtungen zugänglich.

Claims (3)

1. Brennelementbehälter zum Transportieren und/oder Lagern von bestrahlten Kernreaktorbrennelementen, dessen stirnseitige Aufnahmeöffnung durch einen aufgeschweißten Verschlußdeckel verschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Behältergrundkörper (4, 24) und der Verschlußdeckel (6, 26) jeweils eine Schweißlippe (7, 9 bzw. 26, 29) aufweisen, die aneinanderliegend über den Umriß des Brennelementbehälters herausragen.
2. Brennelementbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (6) im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildet ist, wobei der Deckelrand (7) senkrecht zu dem Verschlußdeckel (6) steht und die Schweißlippe bildet, daß der Verschlußdeckel (6) in der Aufnahmeöffnung (5) angeordnet ist, wobei das Ende des Deckelrandes (7) mit dem Ende des Behältergrundkörpers (4) abschließt.
3. Brennelementbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behältergrundkörper (24) an der stirnseitigen Aufnahmeöffnung (25) einen nach außen gerichteten Flansch (29) ausweist, auf dem ein bündig abschließender Deckel (26) angeordnet ist.
EP82109325A 1981-10-28 1982-10-08 Brennelementbehälter zum Transportieren und/oder Lagern von Kernreaktorbrennelementen Withdrawn EP0077955A3 (de)

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DE3142647 1981-10-28

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EP0077955A2 true EP0077955A2 (de) 1983-05-04
EP0077955A3 EP0077955A3 (de) 1983-09-07

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