DE2831646A1 - Abschirmbehaelter fuer den transport und die lagerung bestrahlter brennelemente - Google Patents
Abschirmbehaelter fuer den transport und die lagerung bestrahlter brennelementeInfo
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Description
TRANSNUKLEAR GmbH 6450 Hanau 11
Abschirmbehälter für den Transport und die Lagerung bestrahlter
Brennelemente.
Die Erfindung betrifft Abschirmbehälter für den Transport und/
oder die Lagerung bestrahlter Brennelemente, wie sie insbesondere in Kernkraftwerken anfallen.
Zum Transport und zur Lagerung bestrahlter bzw. abgebrannter
Brennelemente aus Kernreaktoren benötigt man Behälter, die die Radioaktivität des Gutes sicher zurückhalten. Die Konstruktion
dieser Behälter unterliegt daher strengen Vorschriften, vor allem was die Unzerstörbarkeit des Behälters bei Unfällen und den Schutz
.der Umwelt vor radioaktiven Strahlen betrifft.
Die Behälter zum Transport und zur Lagerung bestrahlter Brennelemente
müssen duher stabil und robust gebaut sein und müsser,
einen ,-chutz vor radioaktiven Strahlen bieten. Dabei ist jedoch
das Material zur radioaktiven Abschirmung so zu wählen, dass das Gewicht der Abschirmung, das den grössten Teil des Gewichts
"des Transportbehälters ausmacht, aus wirtschaftlichen Gründen möglichst klein gehalten wird. Ausserdem ist darauf zu achten,
dass die Zerfallswärme der transportierten bzw. gelagerten Brennelemente sicher nach aussen abgeleitet werden kann.
Die Abschirmung der Behälter muss die gesamte biologisch wirksame Strahlung zurückhalten, was vorzugsweise mittels einer Umhüllung aus Uran, Blei oder Etahl geschieht, die vor allem die
Gammastrahlung absorbiert. Diese Abschirmung hat ausserdem
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den Vorteil, dass sie eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt und daher
die Zerfallswärme der Brennelemente aus dem Innenraum an die Behälteroberfläche gut abführen kann.
Die Brennelemente in den neueren Reaktoren unterliegen einem höheren Abbrand und wirken daher nach ihrer Entfernung aus dem
Reaktor auch als Neutronenquelle hoher Intensität. Bei der Herstellung
von Ummantelungen für Transportbehälter kann deshalb die
Neutronenstrahlung nicht mehr vernachlässigt werden. Eine grössere Dicke der bekannten Gamma-Abschirmmaterialien, die auch die Neutronenstrahlung
wesentlich reduzieren würde, hat eine erhebliche Vergrösserung des Behälters und ein erhöhtes Gewicht zur Folge,
was aus wirtschaftlichen Gründen nicht wünschenswert ist.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden, wasserstoffhaltige Materialien oder Wasser zur Abschirmung gegen Neutronenstrahlen
mit dichten Materialien zur Abschirmung gegen Gammastrahlen bei
solchen Behältern zu kombinieren. Es ergeben sich jedoch hohe Fertigungskosten für die entsprechenden Transportbehälter und
ausserdem sind diese immer noch sehr voluminös.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abschirmbehälter
zum Transport und/oder Lagerung bestrahlter Brennelemente zu finden, der sowohl Gamma- als auch Neutronenstrahlen
wirkungsvoll zurückhält, relativ leicht und kompakt gebaut ist, die Zerfallswärme gut abführt und billig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Abschirmbehälter
von innen nach aussen
a) aus einen zylindrischen Stahlbehälter mit einem zentrisch an geordneten quadratischen Schacht zur Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementen
a) aus einen zylindrischen Stahlbehälter mit einem zentrisch an geordneten quadratischen Schacht zur Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementen
- h 909885/0296
b) aus einer Neutronenabschirmungsschicht aus einem wasserstoffhaltigen
Material mit dieser Schicht durchdringenden Wärmeleitstegen und
c) aus einem äusseren Stahlmantel mit aufgebrachten Kühlrippen besteht.
Die Abbildung zeigt schemcitisch einen Querschnitt durch eine beispielhafte
Ausführungsforra des erfindungsgemässen Abschirmbehälters.
Der Abschirmbehälter besteht aus einem zylindrischen Stahlbohälter
(l) zur Abschirmung der Gammastrahlung, der zentrisch mit
einem quadratischen Schacht (2) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementen versehen ist. Dieser Behälter hat vorzugsweise
eine Wandstärke von 300 bis 400 mm und besteht insbesondere aus Guss. In dem quadratischen Schacht (2) sind verschiedene Anordnungen
möglich, mit denen die bestrahlten Brennelemente untergebracht werden können. Bewährt hat sieb ein doppelkreuzförmiger
Einsatzkorb (7) aus einem neutronenabsorbierenden Material, wie z.B. .Borstahl, mit neun quadratischen Einzelschächten (8) zur
Aufnahme der einzelen Brennelemente. Die Mittelposition (9), die hinsichtlich" Wärmeabfuhr und Kritikalitätssicherheit problematisch
ist, bleibt vorzugsweise leer und wird vorteilhafterweise
mittels geeigneter Bauteile, wie z.B. Stäbe oder Deckelplatten gesperrt. Natürlich sind auch andere Brennelenentanordnungen möglich.
Den Stahlbehälter (l) umgibt eine Neutronenabschirmungsschicht (3)
aus einem wasserstoffhaltigen Material, vorzugsweise Polyäthylen in Form von Granulat, eingebettet in einer Verbundmasse aus Gießharz
oder Zement. Wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit solcher neutronenabschirmenden Materialien sind wärmeleitfähige Stege (k)
- 5 - ■B 09885/0296
innerhalb dieser Schicht (3) erforderlich, die den inneren Stahlbebälter (l) mit der äusseren Oberfläche des Abschirmbehälters
wärmeleitend verbinden. Diese Stege (4) können auf dem Innenbehälter (l) sowohl angeschweisst als auch angegossen
sein.
Auf der.JTeutronenabsQhirraungsschicht ..(3.) sitzt ein relativ dünn*-
wandiger Stahlmantel (5) mit vorzugsweise aufgeschweissten Kühlrippen
(6), verteilt über den gesamten Umfang dieses Stahlmantels
(5)> zur besseren Abführung der Zerfallswärne an die Aussen-
Der erfindungsgemässe Abschirmbehälter hat vorteilhafterweise
zwei Anschlüsse - seitlich oben und unten - zum Füllen und Entleeren von Wasser bei der Be- und Entladung mit bestrahlten
Brennelemente. ■
Dieser Aufbau des Abschirmbehälters hat den Vorteil, dass dieser sehr kompakt und mit relativ geringem Gewicht gebaut werden kann.
Frankfurt/Main, .17.7.1978
Dr.Br.-Bi
Dr.Br.-Bi
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ι ·■*'·♦
Leerseite
Claims (3)
- 78 152 KTTRANSNUKLEAR Ginbll
6450 Hanau 11Abschirmbehälter für den Transport und die Lagerung bestrahlterBrennelemente.PATENTANSPRÜCHE1/ Abschirmbehälter zum Transport und/oder zur Lagerungbestrahlter Brennelemente, dadurch gekennzeichnet, dass er von innen nach aussena) . aus einem zylindrischen Stahlbehälter (l) mit einem zentrisch angeordneten quadratischen Schacht (2) zur Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementenb) aus einer Neutronenabschirmungsschicht (3) aus einem wasserstoffhaltigen Material mit diese Schicht (3)
durchdingendeu Wärmeleitstegen (k) undc) aus einer, äusseren Stahlraantel (5) mit aufgebrachten Kühlrippen x(6) besteht. - 2. Abschirmbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der quadratische Schacht (2) mit einem doppelkreuzförmigen Einsatzkorb (7) aus einem neutronenabsorbierenden Material mit neun quadratischen Einzelschächten (8) versehen ist.
- 3. Abschirmbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der mittlere Einzelschacht (9) mittels geeigneter Bauteile für die Aufnahme eines Brennelements gesperrt ist.909885/0296 original inspected
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Also Published As
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