Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe

Abstract

 Es wird ein Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe insbesondere für bestrahlte Brennelemente, beschrieben, der im wesentlichen aus einem Behälterkörper mit Abschirmfunktion für Gammastrahlung, einer Neutronenabschirmung und Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers besteht. Um bei Beschädigungen der Kühlrippen eine Rißfortflanzung in den Behälterkörper heinein zu vermeiden, werden auf der Oberfläche des Behälterkörpers quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen Stege angebracht und vorzugsweise die Kühlrippen im Bereich dieser Stege mit Kerben versehen.

Beschreibung

[0001] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren, im wesentlichen bestehend aus einem Behälterkörper mit Abschirmfunktion für Gamma- Strahlung, einer Neutronenabschirmung und Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers zur Wärmeabfuhr an die Umgebung.

[0002] Transport-/Lagerbehälter für radioaktive Stoffe müssen entsprechend den Verkehrsvorschriften auch schweren Unfällen standhalten, wobei die Unfälle bei der Prüfung des Baumusters u.a. simuliert werden durch den Absturz aus 9 m Höhe auf eine unnachgiebige Oberfläche. Nach einer solchen Belastung muß der Behälter dicht bleiben, und es darf keine nennenswerte Schwächung erfolgen.

[0003] Beim Absturz auf die mit Kühlrippen versehene Oberfläche muß in Kauf genommen werden, daß Kühlrippen im Bereich des Aufprallpunktes beschädigt werden. Bei bisher bekannten Behältern mit angeschweißten oder angegossenen Kühlrippen besteht dabei nachteilig die Gefahr, daß durch das Abbrechen von Kühlrippen eine Rißfortpflanzung in den die dichte Umschließung des radioaktiven Stoffes darstellende Behälterkörper hinein erfolgt.

[0004] Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren,zu schaffen, im wesentlichen bestehend aus einem Behälterkörper mit Abschirmfunktion für Gamma-Strahlung, einer Neutronenabschirmung und Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers, der bei Beschädigung bzw. Abbrechen von Kühlrippen eine Rißfortpflanzung in den Behälterkörper hinein vermeidet.

[0005] Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Oberfläche des Behälterkörpers quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen Stege angebracht sind.

[0006] Anhand der Abbildungen I bis IV wird nachstehend der erfindungsgemäße Behälter schematisch und in beispielhafter Ausführung näher erläutert.

[0007] Ein Transport- und Lagerbehälter, bestehend aus einem Behälterkörper (1) und anderen an sich bekannten Teilen und Ausstattungen, besitzt an seiner Oberfläche Kühlrippen (2). Quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen (2) sind Stege (3) angebracht, die bei axialer Erstreckungsrichtung der Kühlrippen rundumlaufen, bei rundum-laufenden Kühlrippen jedoch axial verlaufen. Als besonders günstig hat.sich das gemeinsame Angießen der Kühlrippen (2) und Stege (3) an den Behälterkörper (1) erwiesen.

[0008] Die Querstege (3) haben zur Folge, daß der unvermeidbare Bruch der Kühlrippen (2) beim Aufprall nicht am Rippenfuß (6) erfolgt, wo die Gefahr der Rißausdehnung in den Behälterkörper (1) gegeben ist, sondern in einem bestimmten Abstand vom Rippenfuß. Der sichere Abstand des Risses vom Behälterkörper (1) wird gewährleistet durch die Wahl entsprechender Steghöhen und entsprechendem Stegabstand. Wie theoretische Berechnungen sowie Experimente gezeigt haben, ist es besonders vorteilhaft, die Stege (3) so zu dimensionieren, daß die Steghöhe maximal 2/3 der Höhe der Kühlrippen (2) und der Stegabstand maximal das 10-fache der Steghöhe beträgt.

[0009] Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht darin, in den Kühlrippen (2) im Bereich der Stege (3) Kerben (4) vorzusehen, die die gezielte Rißausbildung ohne Eindringen in den Behälterkörper (1) noch zuverlässiger gewährleisten, indem die Rißbildung auf den durch die Stege (3) zueinander vorgegebenen Abstand limitiert wird. Die maximale Tiefe der Kerben (4) ist an der oberen Begrenzung (5) der Stege (3) erreicht. Geringere Tiefen der Kerben (4) sind in Abhängigkeit von Auslegung und Material ebenfalls sehr wirksam. Die Kerben können angeformt oder fallweise auch nachträglich eingearbeitet werden.

Beispiel

[0010] Ein Gußbehälter für bestrahlte Brennelemente aus Druckwasserreaktoren mit angegossenen umlaufenden Stegen, Stegabstand voneinander ca. 440 mm, Steghöhe ca. 70 mm, besitzt Kühlrippen, die in axialer Richtung an der Behälterkörperoberfläche angeordnet sind. Die Kühlrippen weisen eine Höhe von ca. 240 mm auf. Im Bereich der querlaufenden Stege befinden sich in den Kühlrippen Kerben mit einer Kerbentiefe von ca. 95 mm. Mit diesen Auslegungsdaten werden Risse im Behälterkörper durch Kühlrippenbeschädigungen sicher vermieden.

[0011] Es ist auch günstig, wenn der von den Stegen (3) und den unteren Teilen der Kühlrippen (2) gebildete Raum (7) mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllt ist.

Ansprüche

1. Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive Stoffe, insbesondere für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren, im wesentlichen bestehend aus einem Behälterkörper mit Abschirmfunktion für Gamma-Strahlung, einer Neutronenabschirmung und Kühlrippen an der Oberfläche des Behälterkörpers, dadurch ge przeichnet, daß auf der Oberfläche des Behälterkörpers (1) quer zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen (2) Stege (3) angebracht sind.

2. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Stege (3) maximal 2/3 der Höhe der Kühlrippen (2) beträgt.

3. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2) im Bereich der querlaufenden Stege (3) Kerben (4) aufweisen, wobei die maximale Tiefe der Kerben (4) die obere Begrenzung (5) der Stege (3) bildet.

4. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (3) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der maximal das 10-fache der Steghöhe beträgt.

5. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Stegen (3) und den Kühlrippen (2) gebildete Raum (7) mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllt ist.

6. Transport- und/oder Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2) und Stege (3) gemeinsam an den Behälterkörper (1) angegossen sind.

Zeichnung