DE3231747A1

DE3231747A1 - Trockenlagerbuechse fuer abgebrannte kernreaktorbrennelemente

Info

Publication number: DE3231747A1
Application number: DE19823231747
Authority: DE
Inventors: Franz-Wolfgang Dr.-Ing. 3002 Wedemark Popp; Heinz Dipl.-Chem. 6831 Plankstadt Scharbach
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1984-03-01
Also published as: JPS5954999A; EP0104398A1; BR8304570A

Description

Trockenlagerbüchse für abgebrannte Kernreaktorbrennelernente

Die Erfindung betrifft eine Trockenlagerbüchse aus Stahl für die Zwischenlagerung von abgebrannten Kernreaktorbrennelementen, die auf der Außenoberfläche und/oder Innenfläche eine Beschichtung aus Keramik oder Emaille aufweist und die durch einen aufgeschweißten Deckel verschlossen ist.

Abgebrannte Kernreaktorbrennelementa werden nach der Aufbewahrung in einem Abklingbecken in der Kernreaktoranlage in Transportbehälter gepackt und zu einem Zwischenlager gebracht. In diesen Zwischenlagern werden die abgebrannten Kernreaktorbrennelernente bis zu einer Wiederaufarbeitung trocken zwischengelagert.

^X3 Im Zwischenlager werden die angelieterten Kernreaktorbrennelemente aus dem Transportbehälter entladen, der nach einer Dekontamination für weitere Transporte Verwendung findet. Die entladenen Kernreak" torbrennelementen werden in Trockenlagerbüchsen aus Stahl eingeschlossen. Es ist üblich, diesf. Trockenlagorbüchsen in luftgekühlten Lagerräumen zu stapeln.

Nach dem Beladen und Verschweißen der Trockenlagerbüchsen müssen diese einer Oberflächenöekontamination unterworfen werden. Aufgrund der Rauhigkeit der Stahloberflächen ist ein aufwendiger Dekontami-

nationsvorgiig notwendig.

Das mit den abgebrannten Brennelementen eingeschlossene hochradioaktive Spaltproduktinventar weist auch das Wasserstoffisotop Tritium auf. Alle Wasserstoffisotopen haben ein hohes Permeationsvermögen. Die Permeation von Tritium durch die Metallwand stellt daher ein Problem dar, das sich insbesondere bei der Zwischenlagerung abgebrannter Brennelemente stellt. Es wesentlicher Tritiumanteil wird

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durch die Hüllrohre der Brennelemente festgehalten. Ein geringer Anteil von Tritium kann noch durch die Hüllrohre hindurch und durch die Stahlbüchsenwand permeieren.

Um die Permeation auf nahezu nicht mehr registrierbare Werte zu verringern, ist es bereits bekannt (DE-OS 28 04 282), die Außenoberfläche der Trockenlagerbüchse mit einer Aluminiumschicht oder einer oxidischen Oberflächenschutzschicht zu versehen. Diese Schichten halten das Tritium aus den Brennelementen zurück.

Die Verwendung von keramischen Oberflächenschichten hätte den wesentlichen Vorteil, daß sie eine einfache und gute Dekontamination der Trockenlagerbüchse möglich machen, weil ihre Oberfläche äußerst glatt ist. Eine keramische Oberflächenschutzschicht erfüllt somit die Erfordernisse der leichten Dekontamination und stellt gleichzeitig eine sehr gute Permeationsbarriere gegenüber Wasserstoff dar.

Nach dem Beladen der Trockenlagerbüchse muß der Verschlußdeckel auf das offene Ende des Behältergrundkörpers aufgeschweißt werden. Die Keramikbeschichtung muß in einem gewissen Abstand von der Schweißung gehalten werden, da die Wärmeentwicklung während der Schweißung sonst zu einer Beschädigung der Beschichtung führen würde. Durch das Freihalten am Büchsenverschluß entsteht aber eine von Keramik nicht bedeckte Ringzone, die ohne die wünschenswerte Permeationsbarriere ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trockenlagerbüchse der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Hohlraum des Büchsenkörpers besser abgedeckt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Trockenlagerbüchse ist der unbeschichtete Bereich der Schweißnaht aus der umschließenden

Begrenzung des Hohlraumes der Trockenlagerbüchse herausverlegt. Die äußere oder innere Beschichtung der Trockenlagerbuchse kann nun die Ausdehnungen des Hohlraumes der Trockenlagerbüchse abdecken. Die Verschweißung von Trockenlagerbüchse und Verschlußdeckel wird an einer Stelle außerhalb des Umrisses des Hohlraumes der Trockenlagerbüchse vorgenommen. Die geringe kreisförmige Fügeöffnung des Hohlkörpers, die durch die beiden Schweiß lippen gebildet wird, ist aufgrund ihrer Dicke, die durch die Länge der Schweißlippe des Verschlußdeckels bestimmt wird, ebenfalls eine gute Barriere und von wesentlich geringerer Ausdehnung als es eine Schweißnaht eines im Umriß des Büchsenhohlraumes aufgesetzten Verschlußdeckels darstellen würde. Durch die Erfindung wird eine Trockenlagerbüchse mit Keramikbeschichtung geschaffen, die den gesamten Büehsenhohlraum deckt und bei der dennoch der Verschluß der Trockenlagerbüchse durch Schweißen möglich ist.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Eine Trockenlagerbüchse besteht aus einem Verschlußdeckel 1 und einem Behältergrundkörper 2, die miteinander verschweißt werden« Beide Teile bestehen aus dem Werkstoff Stahl. Die Trockenlagerbüchse nimmt hier nicht dargestellte abgebrannte Kernreaktorbrennelement^ auf. Die Außenoberfläche des Behältergrundkörpers ist mit einer Keramikschicht 3 versehen, die durch Emaillierverfahren oder Plasmaspritzen erzeugt wurde. Die Oberfläche dieser Keramikschicht 3 ist sehr glatt und erleichtert die Dekontamination der Trockenlagerbüchse. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch diese Schicht eine Permeationsbarriere für das Tritium gebildet wird.

Die Keramikschicht 3 bedeckt den Boden 7 der Trockenlagerbüchse. Auf dem Mantel der Trockenlagerbüchse ist die Keramikschicht 3 bis auf einen kurzen ringförmigen Endbernich aufgetragen.

In das offene Ende des Behältergrundkörpers 2 ist der im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildete Verschlußdeckel 1 eingesetzt.

Der senkrechte Deckelrand 4 bildet eine Schweißlippe, die mit dem Ende des Behältergrundkörpers 2, das unbeschichtet ist und eine Schweißlippe 5 darstellt, verschweißt werden kann. Das Ende des Deckelrandes 4 schließt mit dem Ende des Behältergrundkorpers 2 ab. Der Verschlußdeckel 1 weist auf seiner vom Deckelrand 4 begrenzten, scheibenförmigen Außenoberfläche ebenfalls eine Keramikbeschichtung 6 auf.

Im verschweißten Zustand von Verschlußdeckel 1 und Behältergrundkörper 2 wird ein Hohlraum 8 in der Trockenlagerbüchse abgeschlossen. Dieser Hohlraum 8 wird durch den Boden 7 des Behältergrundkörpers 2, der inneren Fläche des scheibenförmigen Verschlußdeckels 1 und der inneren Zylinderwand des Behältergrundkörpers gebildet. Dieser Hohlraum 8 ist nahezu vollständig von einer keramischen Außenbeschichtung auf der Trockenlagerbüchse abgedeckt.

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Claims

Trockenlagerbüchse aus Stahl für die Zwischenlagerung von abgebrannten Kernreaktorbrennelementen, die auf der Außenoberfläche und / oder Innenfläche eine Beschichtung aus Keramik oder Emaille aufweist und die durch einen aufgeschweißten Deckel verschlossen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (1) im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildet ist, wobei der Dnckolrand senkrecht zu dem Verschlußdeckel (1) steht und eine Schweißlippe (4) bildet, daß der Verschlußdeckel (1) in der Öffnung des Behältergrundkörpers (2) der Trockenlagerbüchse angeordnet, ist, wobei das Ende des Deckelrandos mit dem offenen Ende des Behältergrundkörpers (2) abschließt.