DE1279234B - Massiver Transportbehaelter fuer waermeerzeugende radioaktive Massen - Google Patents

Description

• Massiver Transportbehälter für wärmeerzeugende radioaktive Massen Die Erfindung bezieht sich auf einen massiven Transportbehälter für wärmeerzeugende radioaktive Massen, bei dem die zu transportierenden Massen in einem Einsatz aus gut wärmeleitendem Material innerhalb des Behälters und mit Abstand von dessen Innenwand gehaltert sind. Derartige Transportbehälter sind bekannt (französische Patentschrift 1269 764).
• Beim Transport von wärmeerzeugenden radioaktiven Massen, insbesondere bei bestrahlten Brennstoffelementen aus Kernreaktoren, bei Neutronenquellen u. dgl., muß für einen ausreichenden Strahlenschutz gesorgt werden, der mit Rücksicht auf die zulässige Strahlendosisleistung an der Behälteroberfläche, durch entsprechende Bemessung der Transportbehälterwanddicken, gewährleistet wird. Darüber hinaus muß auch die durch die radioaktive Strahlung der Brennelemente oder anderer radioaktiver Massen erzeugte Wärme aus dem Inneren des Transportbehälters an die Umgebungsluft abgeführt werden. Für die Wärmeabfuhr aus dem Behälterinnern sind grundsätzlich zwei Möglichkeiten bekannt. Die Wärme kann entweder über zwei Kühlkreise, wie beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1078 701 beschrieben, einen Primär- und einen Sekundärkühlkreis, nach außen abgeführt werden, oder aber man begnügt sich nur mit einem Primärkühlkreis im Behälterinnern und führt die Wärme durch Leitung durch die Behälterwandungen hindurch an die Außenluft ab, wie z. B. in der deutschen Auslegeschrift 1119 427 beschrieben. Die Verwendung eines äußeren Sekundärkühlkreises in Form von außen angebrachten Wärmetauschern (z. B. Rippenrohrkühler) hat den Nachteil, daß beispielsweise bei einer Beschädigung desselben während des Transports dieser Kühlkreis außer Funktion tritt und; d `airl unter normalen stationären Bedingungen nicht mehr die Gewähr dafür gegeben ist, daß alle im Behälter entstehende Wärme nach außen abgeführt werden kann. Die Folge einer solchen Unfallbeschädigung wäre ein Wärmestau mit dem Ansteigen von Druck und Temperatur im Behälterinnern. Die für den Bau solcher Behälter erlassenen scharfen Vorschriften verlangen überdies, daß auch im Fall des Verlustes des Primärkühlmediums, welches flüssig oder gasförmig sein kann, die Wärme durch eine sich im Behälter ausbildende Luftzirkulation durch Konvektion und Leitung von den wärmeabgebenden radioaktiven Massen (z. B. Brennelementen) und den sich aufheizenden inneren Behältereinbauten an die im Behälter für die Wärmeableitung vorgesehenen Bauteile abgeführt werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Transport von Brennelementen oder radioaktiven Massen, wie etwa Isotopen, welche auch während des Transports Wärme erzeugen, zu gewährleisten, auch wenn das an sich im Transportbehälter vorhandene Kühlmittel infolge eines Unfalls oder sonstigen Schadens verlorengegangen ist.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es besonders einfach und vorteilhaft ist, die aus dem Innern des Transportbehälters abzuführende Wärme direkt durch die Wandungen nach außen abzuleiten. Für den Fall des Verlustes des inneren Kühlmediums kann mit einer inneren Luftkühlung gerechnet werden. Die Temperatur des Kühlmittels innerhalb beispielsweise eines Brennelementhaltegitters nimmt infolge Wärmeaufnahme,vom Boden zum Deckel des Transportbehälters zu: Mit dieser Temperaturzunahme ist eine Dichteabnahme des Kühlmittels von unten nach oben verbunden, wodurch ein Auftriebbewirkt wird. Das von den Brennelementen erwärmte Kühlmedium strömt im Außenraum zwischen Haltegitter und innerer Behälterwand unter Wärmeabgabe an die Behälterwand nach unten zurück, wobei sich die Temperatur erniedrigt und die Dichte erhöht. Für die Zirkulation ist die Differenz der mittleren Dichten beider Seiten maßgebend.
• Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Transportbehälter der eingangs genannten Art darin, daß an der Innenwand des Transportbehälters gut wärmeleitende rippenartige Bauelemente befestigt sind, die mit dem Einsatz in. direktem wärmeleitendem Kontakt stehen. Zur Aufnahme und Halterung der zu transportierenden Stoffe befindet sich im Innern des Behälters ein auszieh- bzw. auswechselbarer Einsatz, welcher mit den inneren wärmeabführenden Bauteilen durch metallische Berührung wärmeableitend verbunden ist. Vorteilhaft sind die wärmeabführenden Teile rippenartig: ausgebildet; die zum Zweck der guten metallischen Verbindung mit dem äußeren und inneren Stahlbehälter verschweißt sind. In vorteilhafter Weise können die rippenartigen Bauelemente radial und in senkrechter Richtüng parallßl -,zur: Behälterachse -angeordnet-.sein., Sie VQnnen zur Vergrößerung ihrer Oberfläche gewellt oder gezackt ausgeführt werden. Unter besonderen Umständen sind auch 'andere geometrische Anordnungen denkbar.
• Zur näheren Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung ist in F i .g. 1 ein Aufriß und in F i g. 2 ein Querschnitt eines Transportbehälters dargestellt.
• An der äußeren Wandung 1 des Transportbehälters sind wärmeableitende rippenartige Bäuelemente 2 befestigt, in diesem -Fall -radial vom Behälter und senk-. recht stehende Längsrippen.
• Die Behälterwandung und die rippenartigen Bauelemente können beispielsweise aus Stahl gefertigt sein. Zwischen der äußeren Wandung 1 und der inneren Wandung 3 befindet sich eine Strahlenabschirmung 4, die beispielsweise aus Blei bestehen -kann. Auf der inneren Wandung 3 sind gut wärmeableitende Bauelemente 5 befestigt, welche beispielsweise radial in den Behälter hinein gerichtete senkrecht stehende Langrippen sind, die durch metallische Berührung wärmeableitend mit dem inneren Einsatz 6, z. B. einem Haltegitter für bestrahlte Brennelemente 6, verbunden sind. Die inneren rippenartigen Bauelemente werden dadurch zur Wärmebrücke zwischen dem inneren Haltegitter und der inneren Behälterwand, über welche ein Teil der innen erzeugten Wärme direkt durch Leitung abfließen kann, während der Wärmerest von der zirkulierenden Kühlmittelströmung durch Konvektion übertragen werden muß. Der Einsatz 6 ist dabei, beispielsweise zum Zweck der Dekontamination oder bei Verwendung des Behälters zum Transport anderer Elemente heraus- bzw. auswechselbar ausgebildet. ..
• Zur Füllung des Transportbehälters mit einer Kühlflüssigkeit, -beispielsweise Wasser, führt ein Rohr 8 durch die äußere Gefäßwand 1, durch die Strahlenabschirmung 4 und durch die innere Gefäßwand 3. Durch dieselbe Leitung kann auch der Behälter geleert werden, indem über eine im Deckel 10 sitzende Leitung 9 Druckluft gedrückt wird. Der Vorteil, den Behälter auf diese Art und Weise zu.- leeren, besteht darin, daß das die. Leitung 8 nach ihrem Austritt aus dem Transportbehäler abschließende Ventil während des Transports beschädigt werden kann, ohne daß das -Kühlmittel v6rlbrengeht, wie :das bei einer nach. unten austretenden Leeitiing- der Fall Wäre., Vorteile bietet diese Konstruktion gegenüber Schlagbeanspruchungen,. wie sie etwa bei einem freien Fall des Behälters' entstehen können. Die für den Bau von Transportbehältern für radioaktive Massen aufgestellten Vorschriften verlangen den Nachweis, daß ein Behälter einem freien Fall aus etwa 5 m Höhe ohne nennenswerten größeren Schaden überstehen muß.
• Die in der beschriebenen Weise aufgesetzten rippenartigen Bauelemente, die sich nach innen bis auf den festgefügten Einsatz 6 abstützen,, versteifen den Behälter derart, daß größere,Deformationen, die zum Bruch an irgendeiner Stelle- führen könnten, nicht auftreten können.

Claims (2)

1. Patentansprüche; 1. Massiver Transportbehälter für wärmeerzeugende radioaktive Massen, bei dem die zu transportierenden Massen in einem Einsatz aus gut wärmeleitendem Material innerhalb des Behälters und mit Abstand von dessen Innenwand gehaltert sind, dadurchgekennzeichnet, daß -an er Innenwand-(3) des Behälters gut wärmeleitende rippenartige Bauelemente (5) befestigt sind, die mit dem Einsatz (6) in direktem wärmeableitendem Kontakt stehen.
2. 2. Massiver Transportbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (8) für eine Kühlflüssigkeit in der Behälterwand (4) angeordnet ist, die an der tiefsten Stelle des Innenraumes mündet und deren außenliegende Öffnung auf der- Höhe des oberen Endes des Innenraumes liegt.-3. Massiver . Transportbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Dekkel (10) des Behälters eine weitere Zuleitung (9) zum Innenraum angeordnet ist: In Betracht gezogene, Druckschriften. . Deutsche Auslegeschriften Nr. 1078 701, 1119 427; französische Patentschrift Nr.1269 764; britische Patentschrift Nr. 855 420. -