Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive, wärmeentwickelte Elemente undVerfahren zu dessen Herstellung

Abstract

 Ein Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive, wärmeentwickelnde Elemente weist einen einen Behälterinnenraum (1) begrenzenden Behältermantel (2), einen Behälterboden (3) und zumindest einen Behälterdeckel (4) auf. Der Behältermantel (2) besteht aus einem metallischen Innenmantel (5) und einem mit Abstand vom Innenmantel (5) angeordneten metallischen Außenmantel (6), wobei der zwischen Innenmantel (5) und Außenmantel (6) gebildete Zwischenraum (7) mit einem Füllstoff gefüllt ist. Der Innenmantel (5) und der Außenmantel (6) sind durch wärmeableitende, etwa radial angeordnete Metallelemente (8) miteinander verbunden. Die Herstellung und Funktion der Metallelemente (8) sind besonders günstig, wenn die Metallelemente (8) von den Stegen zumindest eines offenen Mäanderringes (12) gebildet sind, dessen Verbindungsschultern (13) abwechselnd am Innenmantel (5) und Außenmantel (6) unter Vorspannung anliegen. Zum Herstellen eines solchen Behälters werden die Mäanderringe (12) mit Hilfe jeweils eines äußeren Spannringes mit dem Innenmantel (5) verspannt und im Zuge des Aufsetzens des Außenmantels (6) aufeinanderfolgend gelöst.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive, wärmeentwickelnde Elemente, mit einem einen Behälterinnenraum begrenzenden Behältermantel, einem Behälterboden und zumindest einem Behälterdeckel, wobei der Behältermantel aus einem metallischen Innenmantel und einem mit Abstand vom Innenmantel angeordneten metallischen Außenmantel besteht, wobei der zwischen Innenmantel und Außenmantel gebildete Zwischenraum mit einem Füllstoff gefüllt ist und wobei der Innenmantel und der Außenmantel durch wärmeableitende, etwa radial angeordnete Metallelemente miteinander verbunden sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen dieses Behälters.

[0002] Radioaktive, wärmeentwickelnde Elemente meint im Rahmen der Erfindung insbesondere abgebrannte Brennelemente, die vom Behälter aufgenommen werden. Die von den Elementen entwickelte Wärme muss nach außen abgeleitet werden. Hierzu bestehen der Innenmantel und der Außenmantel regelmäßig aus Stahlblech und die dazwischen angeordneten Metallelemente aus Kupfer; andere Materialien sind selbstverständlich ebenfalls möglich. Als Füllstoff dient vorzugsweise Beton.

[0003] Bei einem bekannten Behälter der vorgenannten Art (DE-A-28 17 193) ist offengelassen, wie die Metallelemente mit dem Innenmantel bzw. Außenmantel verbunden sind.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie bei einem Transport- und/oder Lagerbehälter der eingangs genannten Art die Metallelemente auszugestalten sind, damit trotz einfacher Herstellbarkeit eine hinreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist.

[0005] Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Metallelemente von den Stegen zumindest eines offenen Mäanderringes gebildet sind, dessen Verbindungsschultern abwechselnd am Innenmantel und Außenmantel unter Vorspannung anliegen.

[0006] Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht darin, dass die Metallelemente zunächst verhältnismäßig einfach herstellbar sind. Ein Metallstreifen wird zum offenen Mäanderring verformt und zwischen Innenmantel und Außenmantel angeordnet, was ohne größere Schwierigkeiten möglich ist, weil der Mäanderring verformbar ist. Hinsichtlich der Wärmeabfuhr werden besonders gute Ergebnisse erreicht, wenn die am Innenmantel bzw. Außenmantel anliegenden Verbindungsschultern deren Krümmung aufweisen.

[0007] Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So sind nach einer bevorzugten Ausführungsform die längs des Innenmantels benachbart zwischen den Stegen und Verbindungsschultern liegenden Biegekanten zusammengeführt und insbesondere miteinander verbunden, z. B. verschweißt oder verlötet. Von besonderer Bedeutung ist auch eine bevorzugte Ausführungsform, die durch mehrere übereinander angeordnete Mäanderringe gekennzeichnet ist, die auch aufeinanderfolgend um eine Teilung zueinander versetzt angeordnet sind, diese Ausführungsform führt nämlich zu einer besonders innigen Verzahnung von Metallelementen bzw. Stegen und Füllstoff.

[0008] Im Rahmen der Erfindung liegt es, wenn der Behälterboden aus einem metallischen Innenboden und einem metallischen Außenboden besteht und zwischen dem Innenboden und dem Außenboden wärmeableitende metallische Radialstege angeordnet sind, die über endseitige Abwinklungen mit dem Innenboden und dem Außenmantel verbunden sind. Hierbei empfiehlt sich es ebenfalls, die dem Außenmantel zugeordneten Abwinklungen dessen Krümmung anzupassen.

[0009] Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Herstellen des beschriebenen Behälters, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die offenen Mäanderringe auf den Innenmantel aufgesetzt und mit Hilfe jeweils eines äußeren Spannringes unter Verminderung des Außendurchmessers des jeweiligen Mäanderringes mit dem Innenmantel verspannt werden, und dass die Spannringe im Zuge des Aufsetzens des Außenmantels aufeinanderfolgend gelöst werden.

[0010] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

einen Längsschnitt durch einen Transport- und/oder Lagerbehälter,

Fig. 2

in vergrößerter Darstellung einen Teil eines Schnittes A-A durch den Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 3

perspektivisch eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B auf Metallelemente im Bodenbereich.

[0011] Der in den Figuren dargestellte Transport- und/oder Lagerbehälter ist für radioaktive, wärmeentwickelnde Elemente, insbesondere abgebrannte Kernbrennelemente bestimmt. In seinem grundsätzlichen Aufbau besteht er aus einem einen Behälterinnenraum 1 begrenzenden Behältermantel 2, einem Behälterboden 3 und zumindest einem Behälterdeckel 4. Der Behältermantel 2 ist aus einem Innenmantel 5 aus Stahlblech und einem mit Abstand vom Innenmantel 5 angeordneten Außenmantel 6 aus Stahlblech aufgebaut. Zwischen dem Innenmantel 5 und dem Außenmantel 6 ist ein Zwischenraum 7 gebildet, der mit Beton als Füllstoff gefüllt ist. Der Innenmantel 5 und der Außenmantel 6 sind durch wärmeableitende, etwa radial angeordnete Metallelemente 8 miteinander verbunden.

[0012] Am Kopf des Behälters sind der Innenmantel 5 und der Außenmantel 6 durch einen Stahlring 9 miteinander verbunden, an den der Innenmantel 5 und der Außenmantel 6 angeschweißt sind. Der Behälterboden 3 besteht aus einem Innenboden 10 und einem Außenboden 11 jeweils als Stahlblech. Der Innenboden 10 ist an den Innenmantel 5 und der Außenboden 11 an den Außenmantel 6 angeschweißt.

[0013] Wie man durch eine vergleichende Betrachtung der Fig. 1 und 2 ohne weiteres erkennt, sind die zwischen dem Innenmantel 5 und dem Außenmantel 6 angeordneten Metallelemente 8 von den Stegen mehrerer offener Mäanderringe 12 gebildet, deren Verbindungsschultern 13 abwechselnd am Innenmantel 5 und Außenmantel 6 unter Vorspannung anliegen. Die Verbindungsschultern 13 sind der Krümmung des Innen- bzw. Außenmantels (5 bzw. 6) angepasst. Dabei sind längs des Innenmantels 5 benachbart zwischen den Stegen 8 und Verbindungsschultern 13 liegende Biegekanten 14, 15 zusammengeführt und durch Verschweißen oder Verlöten miteinander verbunden. Aus den genannten Figuren erkennt man darüber hinaus, dass mehrere dieser Mäanderringe 12 übereinander angeordnet sind. Aufeinanderfolgend sind diese Mäanderringe jeweils um eine Teilung T zueinander versetzt angeordnet. Die Dicke der Mäanderringe 12 bzw. Stege 8 und Verbindungsschultern 13 ist in Fig. 2 aus Deutlichkeitsgründen übertrieben dargestellt.

[0014] Fig. 3 verdeutlicht, dass zwischen dem Innenboden 10 und dem Außenboden 11 wärmeableitende metallische Radialstege 16 angeordnet sind, die über endseitige Abwinklungen 17 mit dem Innenboden 10 und dem Außenmantel 6 verbunden sind. Sie sind mit dem Außenmantel 6 verbunden, weil der Behälter auf dem Außenboden 11 steht und mithin über den Außenboden 11 praktisch keine Wärme abgeleitet werden kann. Die Verbindung der Abwinklungen 17 kann, sofern diese aus einem mit dem Material des Innenbodens 10 bzw. Außenmantels 6 nicht verschweißbaren Material bestehen, durch auf den Innenboden 10 bzw. Außenmantel 6 aufgeschweißte Hilfselemente erfolgen, die die Abwinklungen 17 anpressen.

[0015] Zum Herstellen des beschriebenen Transport- und/oder Lagerbehälters wird der Innenmantel 5 mit dem deckelseitigen Stahlring 9 und dem Innenboden 10 verschweißt und mit dem Stahlring 9 auf den Boden abgesetzt. Anschließend werden die offenen Mäanderringe 12 aufeinanderfolgend auf den Innenmantel 5 aufgesetzt und mit Hilfe jeweils eines äußeren Spannringes (nicht dargestellt) unter Verminderung des Außendurchmessers des jeweiligen Mäanderringes 12 mit dem Innenmantel 5 verspannt. Die Verminderung des Außendurchmessers des jeweiligen Mäanderringes 12 ist möglich, weil die Stege 8 der Mäanderringe 12 elastisch verkrümmt werden können. Aufeinanderfolgende Mäanderringe 12 werden dabei um eine Teilung T versetzt aufgesetzt. Anschließend wird der Außenmantel 6 zunächst über einen Teil des oberen Mäanderringes 12 bis zum zugeordneten Spannring aufgesetzt und dieser Spannring gelöst. Bei den nachfolgenden Mäanderringen 12 wird in gleicher Weise verfahren, bis der Außenmantel 6 an dem Stahlring 9 anliegt und ebenfalls mit diesem verschweißt werden kann. Anschließend wird der Füllstoff eingebracht und der Behälter durch Aufschweißen des Außenbodens 11 verschlossen.

Ansprüche

1. Transport- und/oder Lagerbehälter für radioaktive, wärmeentwickelnde Elemente, mit einem einen Behälterinnenraum (1) begrenzenden Behältermantel (2), einem Behälterboden (3) und zumindest einem Behälterdeckel (4), wobei der Behältermantel (2) aus einem metallischen Innenmantel (5) und einem mit Abstand vom Innenmantel (5) angeordneten metallischen Außenmantel (6) besteht, wobei der zwischen Innenmantel (5) und Außenmantel (6) gebildete Zwischenraum (7) mit einem Füllstoff gefüllt ist und wobei der Innenmantel (5) und der Außenmantel (6) durch wärmeableitende, etwa radial angeordnete Metallelemente (8) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallelemente (8) von den Stegen zumindest eines offenen Mäanderringes (12) gebildet sind, dessen Verbindungsschultern (13) abwechselnd am Innenmantel (5) und Außenmantel (6) unter Vorspannung anliegen.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Innenmantels (5) benachbart zwischen den Stegen (8) und Verbindungsschultern (13) liegende Biegekanten (14, 15) zusammengeführt sind.

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammengeführten Biegekanten (14, 15) miteinander verbunden sind.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mehrere übereinander angeordnete Mäanderringe (12), die aufeinanderfolgend um eine Teilung (T) zueinander versetzt angeordnet sind.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterboden (3) aus einem metallischen Innenboden (10) und einem metallischen Außenboden (11) besteht und zwischen dem Innenboden (10) und dem Außenboden (11) wärmeableitende metallische Radialstege (16) angeordnet sind, die über endseitige Abwinklungen (17) mit dem Innenboden (10)und dem Außenmantel (6) verbunden sind.

6. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die offenen Mäanderringe (12) auf den Innenmantel (5) aufgesetzt und mit Hilfe jeweils eines äußeren Spannringes unter Verminderung des Außendurchmessers des jeweiligen Mäanderringes (12) mit dem Innenmantel (5) verspannt werden und dass die Spannringe im Zuge des Aufsetzens des Außenmantels (6) aufeinanderfolgend gelöst werden.

Zeichnung