Transport- und/oder Lagerbehälter für wärmeproduzierende radioaktive Stoffe

Beschreibung

[0001] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Endlagerbehälter für Wärme produzierende radioaktive Stoffe, bestehend aus einem Grundkörper und einem diesen Grundkörper in einem Abstand allseitig umschließenden gasdichten Mantel aus korrosionsfestem Material.

[0002] Für die Endlagerung Wärme produzierender radioaktive Stoffe, wie z.B. abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken oder Abfälle aus Anlagen zur Wiederaufarbeitung

[0003] abgebrannter Brennelemente, werden Behälter verwendet, in denen die radioaktiven Stoffe sicher eingeschlossen sind, aus denen die erzeugte Wärme jederzeit sicher abgeführt werden kann und die kritisch sicher sind.

[0004] Üblicherweise werden dickwandige Behälter benutzt, die zum Teil innen mit Edelstahl ausgekleidet sind. Sollen die Behälter unter Tage, z.B. in stillgelegten Bergwerken, endgelagert werden, müssen die Behälterwandungen die gebirgsmechanischen Kräfte aufnehmen können und korrosionsfest sein.

[0005] Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden in solchen Fällen mehrschichtige Behälter verwendet. Für den Grundkörper wird ein wärmebeständiger, preiswerter Werkstoff verwendet, der nicht korrosionsbeständig sein muß, da er nicht mit korrosiven Medien in Berührung kommt. Der Behälter wird so dimensioniert, daß er dem Gebirgsdruck standhält. Er muß nicht dicht sein, so daß der Boden und der Deckel eingesetzt oder eingeschraubt sein kann.

[0006] Als Werkstoffe für den Grundkörper kommen z.B. geeignete wärmebeständige Feinkornstähle in Frage. Neben metallischen Materialien können aber auch Betonbehälter als Grundkörper zum Einsatz kommen.

[0007] Für die Außenschicht bzw. den Außenmantel der Behälter werden korrosionsbeständige Werkstoffe verwendet. In Frage kommen in Salzbergwerken, in denen das Auftreten quinärer Laugen zumindest theoretisch in Betracht gezogen werden muß, hochlegierte Stähle, wie z.B. Hastelloy, oder Stähle auf Zirkon- oder Titanbasis.

[0008] Die Dicke dieser Bleche wird dabei so gewählt, daß sie der zu erwartenden Korrosion für die Dauer der Lagerung widersteht und, da der Grundkörper nicht gasdicht ist, dem Innendruck standhält. Dieser Innendruck baut sich nach der Beladung des Behälters infolge Aufheizung durch das Wärme produzierende radioaktive Inventar auf.

[0009] Der sich maximal aufbauende Innendruck ist für die Auslegung der Dicke des Außenmantels bestimmend, d.h. wegen des Innendruckes muß der Korrosionsschutzmantel erheblich dicker dimensioniert werden, als es an und für sich aus Gründen des Korrosionsschutzes und der Dichtheit allein notwendig wäre. Dies gilt insbesondere für ebene Böden und Deckel, die bei den in Betracht zu ziehenden Abmessungen noch überproportional dicker sein müssen als die zylindrischen Mäntel sonst üblicher Transport-und Lagerbehälter.

[0010] Da das Material für den Korrosionsschutzmantel außerordentlich teuer ist, sind derartige Ausführungen sehr aufwendig. Darüberhinaus ist es fertigungstechnisch schwierig, die Bleche des Korrosionsschutzmantels so mit den dickeren Boden- und Deckelblechen zu verbinden, daß Stabilität und Dichtheit sichergestellt sind.

[0011] Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Endlagerbehälter für Wärme produzierende radioaktive Stoffe zu schaffen, bestehend aus einem Grundkörper und einem diesen Grundkörper in einem Abstand allseitig umschließenden gasdichten Mantel aus korrosionsfestem Material, bei dem die Dicke des gasdichten Mantels nur auf Korrosionsfestigkeit ausgelegt ist, einfach herstellbar und prüfbar ist.

[0012] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mantel über Anker mit dem Grundkörper verbunden ist und Anker und Mantel aus dem gleichen Material bestehen.

[0013] In besonders vorteilhaften Ausgestaltungen sind die Anker einerseits in den Grundkörper eingeschraubt und andererseits mit dem Mantel verschweißt.

[0014] Anhand der schematischen Abbildungen bis IV ist die Erfindung beispielhaft näher beschrieben.

[0015] In einem Abschirmbehälter 6 befindet sich ein Endlagerbehälter, bestehend aus einem Grundkörper 1 mit Boden 2 und Deckel 3 aus einem preiswerten metallischen Werkstoff. Der Endlagerbehälter enthält radioaktives Material 7, beispielsweise bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren oder radioaktive Abfälle aus Wiederaufarbeitungsanlagen. Grundkörper 1, Boden 2 und Deckel 3 sind von einem gasdichten Mantel 4 aus korrosionsfestem metallischen Material umgeben. Der Mantel 4 liegt verhältnismäßig dicht auf dem Endlagerbehälter an. Daher ist der zwischen dem Mantel 4 und dem Grundkörper 1 bzw. Boden 2 und Deckel 3 befindliche Spalt 8 sehr klein. Er kann mit Helium oder einem anderen Gas zur Prüfung der Dichtheit von Schweißnähten im Mantel 4 und im Deckel- oder Bodenbereich gefüllt sein. Der Mantel 4 ist mit dem Grundkörper 1 einschließlich Deckel- und Bodenbereich über Anker 5 verbunden. Die Anzahl und Verteilung der Anker 5 ist den jeweiligen Auslegungsbedürfnissen angepaßt. Die Anker 5 sind aus Korrosionsschutzgründen aus dem gleichen Material wie der Mantel 4 gefertigt und fixieren den Mantel 4, dessen Dicke materialsparend lediglich hinsichtlich dem möglicherweise erwartenden maximalen Korrosionsangriff dimensioniert ist, gegen Aufbeulen bei sich erhöhendem Innendruck, der durch das Wärme produzierende radioaktive Inventar entsteht. Es können hierbei konische Anker 9 - Abb. 11 - verwendet werden oder aber bolzenförmige Anker 10 - Abb. 111 -, die mit einem oder mehreren Absätzen versehen sind. Derartige Anker 9, 10 durchdringen aber den Grundkörper 1. Daher ist es besonders günstig, wenn die Anker als Schraubanker 11 - Abb. IV - in den Grundkörper 1 eingeschraubt werden, da auf diese Weise der Grundkörper 1 nicht durchbohrt werden muß. Gleiches ist der Fall, wenn die Anker 5 in der Art eines Spreizdübels oder einer Bajonetthalterung von außen in den Grundkörper eingelassen werden. An den so in den Grundkörper 1 eingelassenen Ankern 5 wird der korrosionsfeste Mantel 4 befestigt, z.B. durch Löten oder Nieten. Es hat sich herausgestellt, daß das Verschweißen des Ankers 5 mit dem Mantel 4 besonders günstig ist. Je nach den Erfordernissen kann die Ankeraußenseite mit der äußeren Manteloberfläche entweder bündig abschließen oder aber zurückgesetzt sein. Gegebenenfalls ist es auch möglich, Anker 5 und Mantel 4 miteinander zu verschrauben.

[0016] Mit der vorliegenden Erfindung ist es überraschend möglich, die Dicke des Korrosionsmantels material- und kostensparend auch unter dem Aspekt eines sich aufbauenden Innendruckes auf die tatsächlichen Erfordernisse hin zu minimieren. Die Montage der Anker und des Mantels auf den Ankern ist einfach, metallische Verbindungsprobleme bestehen bei geeigneter Wahl der Metallkombinationen nicht. Zudem sind alle Schweißnähte oder andere Verbindungsarten einwandfrei prüfbar.

Ansprüche

I. Endlagerbehälter für Wärme produzierende radioaktive Stoffe, bestehend aus einem Grundkörper und einem diesen Grundkörper in einem Abstand allseitig umschließenden gasdichten Mantel aus korrosionsfestem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) über Anker (5) mit dem Grundkörper (1) verbunden ist und Mantel (4) und Anker (5) aus dem gleichen Material bestehen.

2. Endlagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anker (5) in den Grundkörper (1) eingeschraubt sind.

3. Endlagerbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anker (5) mit dem Mantel (4) verschweißt sind.

Claims

1. An end bearing container for heat-producing radioactive substances consisting of a base member and a gas-tight casing of corrosion- resistant material which surrounds this base member at a distance all round, characterised in that the casing (4) is connected to the base member (1) via fixing members (5) and the casing (4) and the fixing members (5) are composed of the same material.

2. An end bearing container according to Claim 1 characterised in that the fixing members (5) are screwed into the base member (1).

3. An end bearing container according to Claims 1 and 2, characterised in that the fixing members (5) are welded to the casing (4).

Revendications

1. Récipient de stockage final pour produits radioactifs produisant de la chaleur, constitué d'un corps de base et d'une enveloppe étanche au gaz, entourant de tous côtés ce corps de base à une certaine distance, en un matériau résistant à la corrosion, caractérisé
en ce que l'enveloppe (4) est réunie au corps de base (1) au moyen d'ancrages (5); et en ce que l'enveloppe (4) et les ancrages (5) sont fabriqués en le même matériau.

2. Récipient de stockage final selon la revendication 1,
caractérisé
en ce que les ancrages (5) sont vissés dans le corps de base (1).

3. Récipient de stockage final selon les revendications 1 et 2,
caractérisé
en ce que les ancrages (5) sont soudés à l'enveloppe (5).

Zeichnung