Behälter zur Aufnahme von radioaktiven Stoffen

Abstract

 Es wird ein Behälter (10) zur Aufnahme von radioaktiven Stoffen vorgeschlagen, der eine axiale Öffnung und zumindest eine durch die Behälterwandung (12) nach außen führende weitere Öffnung (20, 22) aufweist. Sowohl die axiale Öffnung als auch die weitere Öffnung ist mit zumindest zwei Verschlußelementen (16, 18; 24, 26; 28, 30) verschließbar, zwischen denen jeweils ein Drucküber­wachungsraum (32, 34, 36) ausgebildet wird. Die Drucküberwa­chungsräume können untereinander verbunden sein und mit einer einzigen Überwachungseinrichtung (38) überprüft werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zur Aufnahme von insbesondere radioaktiven Stoffen wie bestrahlten Brennelementen umfassend einen Behälterkörper, eine von zumindest zwei Deckeln verschließbare axiale Öffnung zum Be- und Entladen des Behäl­terinneren mit den radioaktiven Stoffen sowie zumindest eine vor­zugsweise radial oder tangential zum Innenraum verlaufende, von dem Behälterinneren ausgehende, behälteraußenseitig mit einer Verschlußeinrichtung verschließbaren weiteren Öffnung, wobei zwischen den Deckein ein mittels einer Überwachungseinrichtung überprüfbarer Deckelzwischenraum ausgebildet ist.

[0002] Um radioaktive Stoffe wie insbesondere bestrahlte Brennelemente zu transportieren, ist es notwendig, daß sämtliche Öffnungen des Behälters zumindest jeweils mit einem Deckelelement verschließbar sind. Um radioaktive Stoffe in einem Behälter zu lagern, besteht die Anforderung, daß jede Öffnung mit zumindest zwei Deckeln verschließbar ist. Ein zwischen dem inneren und äußeren Deckel vorhandener Deckelzwischenraum kann mit einem Kontrollgas gefüllt werden, dessen Druck unterschiedlich gegenüber dem Druck sowohl im Behälterinneren als auch dem Außendruck ist. Bei einer Druckänderung kann folglich festgestellt werden, daß zumindest eine der Dichtungen eine Undichtigkeit aufweist. So­dann kann z.B. mit Schnüffelgeräten festgestellt werden, ob die Undichtheit zum Behälterinneren oder zum -äußeren hin eingetreten ist. Letzteres ermöglicht einen Austausch des äußeren Deckels. Ist dagegen eine Undichtigkeit am inneren Deckel festge­stellt worden, so wird auf den zweiten Deckel ein dritter Deckel aufgebracht, um den Lageranforderungen zu genügen. Zwischen den beiden äußeren Deckeln wird sodann erneut ein kontrollier­barer und überwachbarer Deckelzwischenraum ausgebildet.

[0003] Zum Transport bestimmte Behälter können z.B. zwei radiale, vom Behälterinneren ausgehende weitere Öffnungen aufweisen, die nur mit einem Verschlußelement wie Deckel versehen sind. Über diese Öffnungen kann ein Durchspülen des Behälterinneren o. ä. erfol­gen.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Behälter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß dieser sowohl zum Transport als auch zur Lagerung von radioaktiven Stoffen geeig­net ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln sicherzustellen, ob vorhandene Deckel bzw. Verschlußein­richtungen undicht sind, wobei gegebenenfalls mit vereinfachten Maßnahmen eine Wiederherstellung der Dichtigkeit erfolgen soll.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch ge­löst, daß die Verschlußeinrichtung der weiteren Öffnung ein inneres und ein äußeres Deckelelement umfaßt und daß zwischen dem inneren und dem äußeren Deckelelement ein mit einer Über­wachungseinrichtung verbundener Kontrollraum ausgebildet ist. Der Kontrollraum selbst ist vorzugsweise mit einem Kontrollgas gefüllt, dessen Druck über dem des Behälterinneren und dem den Behälter umgebenden Außendruck liegt. Durch diese Maßnahme ist feststellbar, ob die innere oder äußere Abdichtung undicht ist, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß bei Undichtigkeit der inneren Dichtung Radioaktivität nicht nach außen dringen kann.

[0006] Sofern die Öffnungen jeweils getrennt überwacht werden, ist unmittelbar feststellbar, welche Deckeldichtung undicht geworden ist.

[0007] Insbesondere zeichnet sich die Erfindung nach einem eigenstän­digen Lösungsvorschlag dadurch aus, daß der Deckelzwischenraum und der Kontrollraum untereinander verbunden und über zumin­dest eine Überwachungseinrichtung überprüfbar sind. Durch diese Maßnahmen ist eine vereinfachte Überprüfung der die Behälteröff­nungen sichernden Dichtungen gewährleistet, wobei bei Auftreten einer Undichtigkeit einer inneren Abdichtung jeweils ein dritter Verschluß, also ein der axialen Behälteröffnung zugeordneter dritter Deckel und ein der in der Behälterumfangswandung vor­handenen weiteren Öffnung zugeordnetes drittes Deckelelement aufgesetzt werden. Diese Maßnahmen führen zu einer Verein­fachung der Behälterhandhabung, wodurch wiederum die Gefahr einer unsachgemäßen Bedienung reduziert wird.

[0008] Insbesondere ist das Vorhandensein von jeweils der gleichen Anzahl der die Axialöffnung bzw. die weiteren Öffnungen ver­schließbaren Deckel bzw. Deckelelemente dann von Vorteil, wenn die zu überwachenden Zwischenräume untereinander verbunden sind. Dabei können entweder die bereits vorhandenen Verbin­dungsleitungen oder neue zum Einsatz gelangen, um die Über­wachung mit einer Kontrolleinrichtung sicherzustellen.

[0009] Die die zu überwachenden Zwischenräume verbindenden Leitungen sind nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorzugsweise in der Behälterwandung, z.B. in einer Nut eingelassen. Bei Vorhandensein von einer den Behälterkörper umgebenden Um­mantelung wie z.B. einem Neutronenmoderator kann die Leitung selbstverständlich auch in diesem verlaufen. Andere Maßnahmen sind gleichfalls möglich.

[0010] Insbesondere ist die erfindungsgemäße Lehre bei einem Behälter zuvor beschriebener Art realisierbar, der sowohl im Bodenbereich als auch im Deckelbereich vom Behälterinneren ausgehende weitere Öffnungen aufweist, die jeweils mit zumindest zwei Deckelele­menten verschließbar sind, zwischen denen jeweils ein zu kontrol­lierender Zwischenraum ausgebildet ist. Auch bei einer entspre­chenden Ausgestaltung ist eine gemeinsame Kontrolle sämtlicher zu überprüfender, zwischen Verschlüssen ausgebildeter Zwischenräume vorgesehen, die untereinander durch Leitungen verbunden sind.

[0011] Insbesondere zeichnet sich die Erfindung bei einem Behälter zur Aufnahme von radioaktiven Stoffen, wie Brennelementen umfas­send einen Behälterkörper, eine von zumindest zwei Deckeln verschließbare axiale Öffnung zum Be- und Entladen des Behäl­terinneren mit den radioaktiven Stoffen sowie zumindest eine vorzugsweise radial oder tangential zum Behälterinneren verlau­fende, von dem Behälterinneren ausgehende, behälteraußenseitig mit einer Verschlußeinrichtung verschließbare weitere Öffnung oder Seitenöffnung, wobei zwischen den Deckein ein mittels einer Überwachungseinrichtung überprüfbarer Deckelzwischenraum ausgebildet ist, dadurch aus, daß die Verschlußeinrichtung der Seitenöffnung ein inneres und ein äußeres Deckelelement umfaßt und daß zwischen dem inneren und dem äußeren Deckelelement ein Kontrollraum ausgebildet ist, der mit dem Deckelzwischenraum verbunden ist.

[0012] Ein weiterer eigenerfinderischer Vorschlag sieht vor, daß der Druck in dem zwischen den Deckel- bzw. Verschlußelementen vorhandenen Zwischenraum einen Wert aufweist, der beachtlich niedriger als der im Behälterinnenraum und der Atmosphärendruck ist, insbesondere einen Wert zwischen 5 bis 50mbar (50-500 Pa), vorzugsweise von 10mbar (100 PA) aufweist. Dieser geringe Druck kann problemlos in dem jeweiligen Zwischenraum aufgebaut und über viele Jahre gehalten werden, wenn Metalldichtungen verwen­det werden.

[0013] Um eine Überwachung des jeweiligen Zwischenraums vorzunehmen, kann folgende Vorgehensweise erfolgen. So kann ein Kontrollge­räte aktiviert werden, wenn sich im Zwischenraum eine Druckän­derung von 50 - 200 mbar (500 - 2.000 Pa), vorzugsweise von 100 - 150 mbar (1.000 - 1.500 PA) ergibt. Dies bedeutet, daß im Vergleich zu einem Überdruck im Zwischenraum ein viel schnelleres Reagieren erfolgt, so daß infolgedessen auch ein früheres Festellen des Versagens einer Dichtung möglich ist. Da normalerweise der Behälterraum einen Druck von 0,6 bar (6 x 10³ Pa) aufweist, kann folglich auch relativ schnell eine Aussage gemacht werden, ob die innere oder äußere Dichtung undicht ist. Steigt nämlich der Druck im Zwischenraum über den des Behälter­raums an, so weiß man, daß die äußere Dichtung fehlerhaft sein muß.

[0014] Sofern in den Zwischenraum ein geringer Anteil von radioaktiven Gasen aus dem Behälterraum einströmen sollte, erfolgt in keiner Weise eine Gefährdung, da bei Auftreten einer diesbezüglichen Undichtigkeit ein weiterer Deckel auf den zweiten Deckel gesetzt wird, so daß die ursprüngliche Sicherheit wieder hergestellt ist.

[0015] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung erge­ben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entneh­menden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.

[0016] Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Transport- und Lagerbehälters,

Fig. 2 der Transport- und Lagerbehälter gemäß Fig. 1 im Wartungsfall,

Fig. 3 eine bevorzugte Weiterbildung des der Fig. 1 zu entnehmenden Transport- und Lagerbehälters und

Fig. 4 eine bevorzugte Weiterbildung des der Fig. 2 zu entnehmenden Transport- und Lagerbehälters.

[0017] In den Figuren, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugs­zeichen versehen sind, ist ein Behälter (10) zum Transport von insbesondere radioaktiven Stoffen dargestellt, der sowohl zum Transport als auch zum Lagern geeignet ist.

[0018] Der Behälter (10) weist einen Behälterkörper (12) auf, der einen Behälterinnenraum (14) umgibt, der mittels eines ersten inneren Deckels (16) und eines zweiten äußeren Deckels (18) verschließ­bar ist, die ihrerseits im Ausführungsbeispiel auf nicht näher bezeichnete im Behälterkörper (12) ausgebildete Bünde aufliegen. Eine solche Maßnahme, insbesondere in bezug auf den inneren Deckel (16), ist jedoch nicht notwendigerweise erforderlich.

[0019] Der Behälterkörper (12) und die Deckel (16) und (18) sind aus geeigneten strahlenabsorbierenden Stoffen wie insbesondere Schmiedestahl oder Guß wie Stahlguß oder Kugelgraphitguß her­gestellt. Ferner verlaufen sowohl vom Boden- als auch vom Dek­kelbereich des Behälterinneren (14) Seitenöffnungen (20) und (22), die jeweils mit zwei Deckelelementen (24) und (26) bzw. (28) und (30) verschließbar sind. Die Seitenöffnungen (20) und (22), die den Behältermantel (12) durchsetzen und im Bereich dessen Außenfläche enden, dienen insbesondere dazu, um eine Kontrolle des Behälterinneren (14) bzw. eine Durchspülung dieses zu ermöglichen.

[0020] Wie die rein schematisch und durch ausgefüllte Kreise darge­stellten Dichtungen im Bereich der jeweils zu verschließenden Öffnungen zeigen, ist zwischen den Deckeln (16) und (18) bzw. zwischen den Deckelelementen (24) und (26) und (28), (30) jeweils ein Zwischenraum (32), (34) und (36) ausgebildet, der über rein schematisch eingezeichnete Überwachungseinrichtungen (38), (40) und (42) kontrollierbar ist. Die Zwischenräume (32), (34) und (36) sind dabei vorzugsweise mit einem Kontrollgas gefüllt, dessen Druck unterschiedlich zu dem im Behälterinneren (14) und dem Außendruck, also dem Atmosphärendruck ist. Hierdurch wird Lageranforderungen entsprochen, um festzustel­len, ob und gegebenenfalls welche Dichtung fehlerhaft arbeitet.

[0021] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist ein Wartungsfall des Behäl­ters (10) dargestellt. Dies bedeutet, daß zumindest eine der inneren Dichtungen, also eine zwischen dem inneren Deckel (16) bzw. den inneren Deckelelementen (24), (28) und dem Behälter­körper (12) verlaufende Dichtung, die beispielhaft mit den Bezugszeichen (44), (46), (48) versehen sind, undicht sind. In diesem Fall ist jedes äußere Verschlußelement, also der äußere Deckel (18) und das äußere Deckelelement (26) und (30) mit einem weiteren Verschlußelement, also einem dritten Deckel (50) bzw. jeweils einem dritten Deckelelement (52) und (54) abgedeckt, die ihrerseits gegenüber dem Behälterkörper (12) mit den schema­tisch eingezeichneten umlaufenden Dichtungen abgedichtet sind. Der nunmehr zu überwachende Kontrollraum ist zwischen den Deckeln (18) und (50) bzw. den Deckelelementen (26) und (52) und (30) und (54) ausgebildet. Diese Kontrollräume sind sodann jeweils mit Überwachungseinrichtungen getrennt überwachbar.

[0022] Selbstverständlich ist es nicht zwingend erforderlich, daß bei Vorliegen einer Undichtigkeit einer Dichtung einer Öffnung Ver­schlüsse aller Öffnungen mit jeweils einem zusätzlichen Sicher­heitsverschluß abgedeckt werden.

[0023] Die besonders hervorzuhebenden Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 unterscheiden sich von denen der Fig. 2 und 3 dadurch, daß die zu überwachenden Zwischenräume untereinander verbun­den sind, um mittels einer einzigen Überwachungseinrichtung (56) eine Kontrolle zu ermöglichen. Die Verbindung zwischen den zu kontrollierenden Zwischenräumen erfolgt über eine Leitung (58), die in geeigneter Form innerhalb des Behälterkörpers (12) bzw. an dessen Außenfläche entlang verlaufen kann. Vorzugsweise ist bei Vorhandensein eines den Behälterkörper (12) umgebenden Neutronenmoderators ein Verlauf in diesem zu wählen.

[0024] Ist die Überwachungseinrichtung (56) rein schematisch außerhalb des Behälters (10) angeordnet, so besteht auch die Möglichkeit die Überwachungseinrichtung innerhalb des Kontrollraums bzw. des Deckelzwischenraums anzuordnen, um drahtlos oder über Leitungen Signale weiterzuleiten.

[0025] Sofern im Wartungsfall (Fig. 4) ein dritter Deckel (50) bzw. ein drittes Deckelelement (52) und (54) vorgesehen ist, verläuft die Leitung (58) zwischen den sodann ausgebildeten Zwischen- bzw. Kontrollräumen, um gleichfalls eine vereinfachte Überwachung zu ermöglichen. Dabei kann die Leitung (58) gemäß Fig. 4 mit der gemäß Fig. 3 übereinstimmen. Selbstverständlich kann auch eine neu zu verlegende oder bereits beim Herstellen des Behälters (10) vorhandene Leitung verwendet werden.

Ansprüche

1. Behälter (10) zur Aufnahme von insbesondere radioaktiven Stoffen wie bestrahlten Brennelementen umfassend einen Behälterkörper (12), eine von zumindest zwei Deckeln (16, 18) verschließbare axiale Öffnung zum Be- und Entladen des Behälterinneren (14) mit den radioaktiven Stoffen sowie zumindest eine vorzugsweise radial oder tangential zum Behälterinneren verlaufende, von dem Behälterinneren aus­gehende, behälteraußenseitig mit einer Verschlußeinrichtung (24, 28) verschließbare weitere Öffnung (20, 22), wobei zwischen den Deckeln ein mittels einer Überwachungseinrich­tung (38) überprüfbarer Deckelzwischenraum (32) ausgebil­det ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschlußeinrichtung der weiteren Öffnung (20, 22) ein inneres und ein äußeres Deckelelement (24, 26, 28, 30) umfaßt und daß zwischen dem inneren und dem äußeren Deckelelement ein mit einer Überwachunseinrichtung (40, 42, 56) verbundener Kontrollraum (34, 36) ausgebildet ist.

2. Behälter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckelzwischenraum (32) und der Kontrollraum (34, 36) untereinander verbunden und über eine Überwachungs­einrichtung (56) überprüfbar sind, wobei vorzugsweise der Deckelzwischenraum (32) mit dem Kontrollraum (34, 36) über eine Leitung (58) verbunden ist, die vorzugsweise in der Behälterwandung oder in einer den Behälter umgebenden Schicht wie Neutronenmoderator eingelassen ist.

3. Behälter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das äußere Deckelelement (26, 30) von einem weiteren Deckelelement (52, 54) abdeckbar ist, zwischen denen ein kontrollierbarer zweiter Kontrollraum ausgebildet ist.

4. Behälter nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Deckelzwischenraum (32) und den Kontrollraum (34, 36) gemeinsam kontrollierbare Überwachungseinrichtung (56) über eine den äußersten, die axiale Behälteröffnung verschließbaren Deckel (18, 50) durchsetzende Verbindung angeschlossen ist.

5. Behälter nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die den Kontrollraum (34, 36) und/oder den Deckel­zwischenraum (32) überwachende Überwachungseinrichtung (56) in dem Kontrollraum und/oder dem Deckelzwischen­raum angeordnet ist.

6. Behälter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü­che,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Anzahl der die axiale Öffnung bzw. die die weitere Öffnung verschließbaren Deckel (16, 18, 50) bzw. Deckelelemente (24, 26, 52; 28, 30, 54) gleich ist.

7. Behälter nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprü­che, wobei sowohl im Bodenbereich als auch im Deckelbereich vom Behälterinneren ausgehende weitere Öffnungen vorhan­den sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Leitung (20, 22) zumindest mit zwei jeweils einen Kontrollraum umschließenden Deckelelementen (24, 26, 28, 30) verschließbar ist.

8. Behälter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontrollräume (34, 36) und der Deckelzwischenraum (32) untereinander verbunden sind und eine Überwachungs­einrichtung (56) aufweisen oder an eine solche anschließbar sind.

9. Behälter (10) zur Aufnahme von insbesondere radioaktiven Stoffen wie bestrahlten Brennelementen umfassend einen Behälterkörper (12), eine von zumindest zwei Deckeln (16, 18) verschließbare axiale Öffnung zum Be- und Entladen des Behälterinneren (14) mit den radioaktiven Stoffen sowie zumindest eine vorzugsweise radial oder tangential zum Behälterinneren verlaufende, von dem Behälterinneren aus­gehende, behälteraußenseitig mit einer Verschlußeinrichtung (24, 28) verschließbare weitere Öffnung (20, 22), wobei zwischen den Deckeln ein mittels einer Überwachungseinrich­tung (38) überprüfbarer Deckelzwischenraum (32) ausgebil­det ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschlußeinrichtung der weiteren Öffnung (20, 22) ein inneres und ein äußeres Deckelelement (24, 26, 28, 30) umfaßt und daß zwischen dem inneren und dem äußeren Deckelelement ein Kontrollraum (34, 36) ausgebildet ist, der mit dem Deckelzwischenraum (32) verbunden ist.

10. Behälter vorzugsweise nach zumindest einem der vorherge­henden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontrollraum (34, 36) und/oder der Deckelzwischen­raum (32) einen Druck aufweist, der beachtlich niedriger als der im Behälterinnenraum (14) und als der Atmosphären­druck ist, wobei der Druck im Kontrollraum und/oder Dek­kelzwischenraum vorzugsweise auf 5 bis 50mbar eingestellt ist, und daß eine Kontrolleinrichtung aktivierbar ist, wenn in den Kontrollraum und/oder Deckelzwischenraum eine Druckänderung im Bereich von 50mbar bis 200mbar erfolgt.

Zeichnung