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PATENTANSPRUCH
Lagergestell für abgebrannte Brennelemente, bestehend aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenabsorbierenden Material, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Wandungen dieser Behälter (2) von jeweils zwei rechteckigen Blechen (3,4) gebildet werden, die in entsprechenden Ausnehmungen (6) von Profilstäben (5) fixiert und mittels Zugankerschrauben (7) zu den entsprechenden Lagergestellen zusammengefügt sind.
- Die Erfindung betrifft Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente, bestehend aus mehreren zusammengefügten Behältern aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff, in deren Inneres die Brennelemente eingebracht werden.
In den nächsten Jahren werden weltweit erhebliche Mengen abgebrannter Brennelementbündel aus Kernkraftwerken und sonstigen Leistungsreaktoren anfallen, die bis zu ihrer Wiederaufbereitung in Wasserbecken gelagert werden müssen.
Dabei muss sichergestellt sein, dass die Brennelementanordnung in diesen Becken stets kritikalitätssicher bleibt. In den bisherigen Wasserbecken betrug der Kante-Kante-Abstand der Brennelementstäbe allseitig etwa 30 cm, wodurch eine praktisch vollständige Isolation der einzelnen Elemente voneinander erreicht wurde. Zur Erhöhung der Lagerbeckenkapazität ist es jedoch wünschenswert, die Brennelementbündel im Wasserbecken dichter anzuordnen. Das kann man erreichen, wenn man Neutronenabsorber in Kasten- oder Plattenform verwendet, zwischen denen die Brennelemente angeordnet werden.
Die Lagergestelle müssen ausserdem korrosionsbeständig sein und eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen, um die Wärmeabfuhr nicht zu behindern.
Bei bekannten Anordnungen werden qudratische Rohre , die aus Aluminium oder Edelstahl bestehen und in die die Brennelementstäbe eingeschoben werden, senkrecht in entsprechende Gittergestelle eingesetzt, wobei die Gitteröffnungen so angeordnet sind, dass der sichere Abstand zwischen den einzelnen Brennelementen gewahrt bleibt. Um diese Abstände möglichst klein zu halten, werden im allgemeinen neutronenabsorbierende Materialien verwendet, meist Borcarbid, entweder eingebettet zwischen den Behälterwandungen oder als eigene Absorberstäbe.
Weiterhin gibt es Lagergestelle, bei denen die einzelnen kastenförmigen Behälter zusammengefügt sind, beispielsweise durch Schweissen. Bei allen Lagergestellen sind die Wandungen der einzelnen Behälter von einer Wasserschicht umgeben.
Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Lagergestelle für abgebrannte Brennelemente zu schaffen, bei denen durch entsprechende Konstruktions- und Abschirmungsmassnahmen möglichst geringe Abstände zwischen den einzelnen Brennelementen erreichbar sind. Weiterhin sollen sie korrosionsbeständig sein und ein hohes Wärmeableitungsvermögen besitzen.
Ausserdem müssen sie eng tolerierbar aus verschiedene Rastermassstäbe eingestellt werden können und ferner leicht montierbar und demontierbar sein.
Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass man Lagergestelle verwendet, die aus mehreren zusammengefügten Behältern mit quadratischem Querschnitt aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff bestehen, wobei erfindungsgemäss die einzelnen Wandungen dieser Behälter von jeweils zwei recht eckigen Blechen gebildet werden, die in entsprechend geformten Ausnehmungen von Profilstäben fixiert und Zugankerschrauben zu den entsprechenden Lagergestellen zusammengefügt sind.
Die Bleche der Wandungen bestehen vorzugsweise aus einem mit Bor legiertem Edelstahl, die übrigen Teile der Lagergestelle aus rostfreiem Edelstahl. Die Neutronenabsorption zwischen zwei Brennelementen wird durch die Anordnung von jeweils zwei Wandungen aus einem neutronenabsorbierenden Werkstoff zwischen den beiden Elementen gewährleistet.
Die Abbildung gibt schematisch und in beispielhafter Ausführungsform einen Querschnitt aus einem solchen Lagergestell wieder.
Das Lagergestell 1 für die abgebrannten Brennelemente besteht aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Behältern 2 von quadratischem Querschnitt, deren seitliche Wandungen aus jeweils zwei rechteckigen Blechen 3,4 gebildet werden, die in Profilstäben 5 fixiert sind, die entsprechend geformte Ausnehmungen 6 besitzen, in die die Bleche 3,4 gesteckt werden. Mittels Zugankerschrauben 7 werden die Profilstäbe 5 zu entsprechend grossen Lagergestellen zusammengefügt. Zwischen den einzelnen Behältern 2 liegen Hohlräume 8, die beim Lagern des Gestells 1 im Wasserbecken mit Wasser gefüllt sind. Die Abstände zwischen den einzelnen Behältern 2 bzw. den Brennelementen lassen sich durch die Breite der Bleche 3,4 einjustieren. Da alle Teile miteinander verschraubt sind, können die erfindungsgemässen Lagergestelle sehr leicht montiert und demontiert werden.
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PATENT CLAIM
Storage rack for spent fuel elements, consisting of several assembled containers with a square cross-section made of a neutron-absorbing material, characterized in that the individual walls of these containers (2) are each formed by two rectangular sheets (3, 4) which are arranged in corresponding recesses (6). fixed by profile bars (5) and joined together by means of tie bolts (7) to form the corresponding storage racks.
- The invention relates to storage racks for spent fuel elements, consisting of several assembled containers made of a neutron-absorbing material, in the interior of which the fuel elements are introduced.
In the next few years, significant quantities of spent fuel bundles from nuclear power plants and other power reactors will be generated worldwide, which must be stored in water ponds until they are reprocessed.
It must be ensured that the fuel assembly in these basins always remains critical. In the previous water basins, the edge-to-edge distance of the fuel rods was around 30 cm on all sides, which meant that the individual elements were virtually completely isolated from each other. However, to increase the storage pool capacity, it is desirable to arrange the fuel bundles closer together in the water pool. This can be achieved if neutron absorbers in box or plate form are used, between which the fuel elements are arranged.
The storage racks must also be corrosion-resistant and have good thermal conductivity so as not to hinder heat dissipation.
In known arrangements, square tubes, which consist of aluminum or stainless steel and into which the fuel element rods are inserted, are inserted vertically into corresponding lattice frames, the lattice openings being arranged in such a way that the safe distance between the individual fuel elements is maintained. In order to keep these distances as small as possible, neutron absorbing materials are generally used, mostly boron carbide, either embedded between the walls of the container or as separate absorber rods.
There are also storage racks in which the individual box-shaped containers are joined together, for example by welding. With all storage racks, the walls of the individual containers are surrounded by a layer of water.
It was an object of the present invention to provide storage racks for spent fuel elements in which the smallest possible distance between the individual fuel elements can be achieved by appropriate design and shielding measures. Furthermore, they should be corrosion-resistant and have a high heat dissipation capacity.
In addition, they must be able to be adjusted from different grid scales in a tolerable manner and also be easy to assemble and disassemble.
This object was achieved by using storage racks which consist of several assembled containers with a square cross-section made of a neutron-absorbing material, the individual walls of these containers being formed according to the invention by two right-angled sheets, which are fixed in appropriately shaped recesses in profile bars and Tie bolts are assembled to the corresponding storage racks.
The sheets of the walls are preferably made of a stainless steel alloyed with boron, the remaining parts of the storage racks made of stainless steel. The neutron absorption between two fuel elements is ensured by the arrangement of two walls made of a neutron-absorbing material between the two elements.
The figure shows schematically and in an exemplary embodiment a cross section from such a storage rack.
The storage rack 1 for the spent fuel consists of a plurality of juxtaposed containers 2 of square cross-section, the side walls of which are formed from two rectangular sheets 3, 4, which are fixed in profile bars 5, which have correspondingly shaped recesses 6 into which the sheets 3, 4 are inserted. Tension bolts 7 are used to join the profile bars 5 to correspondingly large storage racks. Between the individual containers 2 there are cavities 8 which are filled with water when the frame 1 is stored in the water basin. The distances between the individual containers 2 or the fuel elements can be adjusted by the width of the sheets 3, 4. Since all parts are screwed together, the storage racks according to the invention can be very easily assembled and disassembled.