DE7830884U1 - SHIELDING CONTAINER WITH NEUTRON SHIELDING FOR THE TRANSPORT AND / OR STORAGE OF BURNED FUEL ELEMENTS - Google Patents

Description

TRANSNTJKLEAR GmbH
6450 Hanau 11
10TRANSNTJKLEAR GmbH
6450 Hanau 11
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Abschirmbehälter mit Neutronenabschirmung für den Transport
und/oder die Lagerung abgebrannter BrennelementeShielded container with neutron shielding for transport
and / or the storage of spent fuel

Ί5 Die Erfindung betrifft einen Abschirmbehälter für den Trans- fΊ5 The invention relates to a shielded container for the transfer f

port und/oder die Lagerung abgebrannter Brennelemente, mit ' ⁴ einer Neutronenabschirmung auf der äußeren Behälteroberfläche. \ port and / or the storage of spent fuel, with ^'4 a neutron shield on the outer container surface. \

Behälter, die zum Transport und/oder zur Lagerung abge- .Containers that are removed for transport and / or storage.

brannter Brennelemente eingesetzt werden, müssen die Radio- |burned fuel elements are used, the radio |

aktivität des eingebrachten Gutes sicher einschliessen und in |Safely enclose the activity of the brought in goods and in |

strengen Tests nachweisen, dass dies auch bei extremen Unfall- f-Situationen gewährleistet ist. Gleichzeitig müssen sie aber
"auch die bei deji radioaktiven Zerfallsreaktionen frei wer-strict tests prove that this is guaranteed even in extreme accident f-situations. But at the same time they have to
"also the deji radioactive decay reactions are released

denden Gamma- und Neutronenstrahlen abschirmen und die Zer- |shield the gamma and neutron beams and the destruction |

fallswärme nach außen ableiten. jfdissipate any heat to the outside. jf

Bekannte Abschirmbehälter bestehen meist aus einem metallischen | Grundbehälter, mit der erforderlichen mechanischen Festigkeit | ^ou und der zur Abschirmung der Gammastrahlen erforderlichen Wandstärke, gewöhnlich aus Stahl oder einer Kombination aus Blei
und Stahl, und einer äußeren Schale aus Neutronenabschirmmaterial, meist in Kunstharz vergossene Polyäthylenkügelchen.Known shielding containers usually consist of a metallic | Basic container, with the required mechanical strength | ^ou and the wall thickness required to shield the gamma rays, usually steel or a combination of lead
and steel, and an outer shell made of neutron shielding material, mostly polyethylene beads cast in synthetic resin.

Auf dem metallischen Grundkörper sind normalerweise wärme- |On the metallic body there are normally heat |

Umleitende, die Harzschicht durchdringende Stege oder Rippen |Redirecting webs or ribs that penetrate the resin layer |

i - 2- i - 2-

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Il · · ·Il · · ·

-2--2-

angeschweisst oder angelötet. Sie sind erforderlich zur Vergrösserung der metallischen Oberfläche bei Behältern, die für eine hohe Wärmeleistung ausgelegt sind und zur Ableitung der Wärme durch die im allgemeinen schlecht värmeleitende Neutronenabsehirmschicht. welded or soldered on. They are required for enlargement the metallic surface of containers that are designed for high heat output and to dissipate the Heat through the neutron shielding layer, which is generally poorly thermally conductive.

Nachteilig bei diesen Konstruktionen ist, dass schon leichte Kollisionen des Behälters, wie sie auch beim routinemässigen Betrieb vorkommen können, zur Beschädigung der Wärmeleitungsrippen und der Harzschicht führen können und danach eine aufwendige Reparatur des gesamten Behälters erforderlich machen.The disadvantage of these constructions is that even slight collisions of the container, as occurs with routine Operation can occur, can lead to damage to the heat conduction fins and the resin layer and then an expensive one Require repairs to the entire container.

Weiterhin ist eine Reinigung oder, im Kontaminiationsfall, eine Dekontamination der durch die Rippen oder Stege gebildeten äußeren Oberfläche des Behälters möglich. Diese muss daher bei Handhabungsarbeiten, bei denen die Gefahr einer Kontamination der Oberfläche besteht, so zum Beispiel beim Be- und Entladen, durch Anlegen eines Schutzhemdes geschützt werden.Furthermore, cleaning or, in the event of contamination, is a Decontamination of the outer surface of the container formed by the ribs or webs is possible. This must therefore be at Handling work where there is a risk of surface contamination, for example during loading and unloading, be protected by putting on a protective shirt.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Abschirmbehälter besteht darin, dass die Zahl der Wärmeleitungsrippen und die Dicke der Neutronenabschirmung für den maximal zum Transport vorgesehenen Auslegungsfall ausgelebt werden müssen. Bei einem "Großteil der Transporte und beim Einsatz als Lagerbehälter sind jedoch abgebrannte Brennelemente enthalten, die im Brennelementlagerbecken des !Kernkraftwerkes schon soweit abgeklungen sind, dass in diesen Fällen sowohl die Neutronenabschirmung als auch die Rippenfläche der Behälter überdimensioniertAnother disadvantage of this known shielding container is that the number of heat conduction ribs and the Thickness of the neutron shielding must be used for the maximum design case intended for transport. At a "Most of the transports and when used as storage casks, however, contain spent fuel elements that are in the fuel element storage pool of the! nuclear power plant have already subsided to such an extent that in these cases both the neutron shielding as well as the rib surface of the container is oversized

sind.
30are.
30th

Es war daher Aufgabe vorliegender Erfindung einen Abschirmbehälter für den Transport und/oder die Lagerung abgebrannter Brennelemente jnit einer Neutronenabschirmung auf der äußeren Behälteroberfläche zu schaffen, bei dem eine Reparatur an der Neutronenabschirmung ohne Reparaturarbeiten am GeBamtbehälterIt was therefore an object of the present invention to provide a shielded container for the transport and / or storage of spent fuel elements with a neutron shield on the outer To create a container surface in which a repair on the neutron shielding without repair work on the entire container

* kaum* barely

- 3-- 3-

• I · · is• I · is

möglich ist, bei dem Handhabungsarbeiten mit Kontaminationsgefahr auch ohne Anlegen eines Schutzhemdes möglich sind und . der gegebenenfalls den wechselnden Anforderungen des Einzelfalles in bezug auf Strahlungsintensität angepasst werden kann.is possible in which handling work with a risk of contamination is also possible without wearing a protective shirt and . the possibly changing requirements of the individual case can be adjusted with respect to radiation intensity.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Neutronenabschirmung aus einer Reihe von mit Neutronenabschirmungsmaterial gefüllten Hohlkörpern aus gut wärmeleitendem Material besteht, die mit Wärmeleitungsrippen versehen und miteinander verbunden auf der Behälteroberfläche befestigt sind. Diese Neutronenabschirmung kann über besondere Befestigungsund Spannvorrichtungen leicht vom Abschirmbehälter entfernt und wieder angebracht werden. Die Zahl und die Dicke der Hohlkörper wird den jeweiligen Erfordernissen angepasst. In den Abb. I bis IV wird schematisch in beispielhafter Ausführungsform der Aufbau einer erfindungsgemässen abnehmbaren Neutronenabschirmung gezeigt. In Abb. I ist der Abschirmbehälter mit teilweise geöffnetem Neutronenabschirmungsmantel im Querschnitt dargestellt. Die den Neutronenabsehirmungsmantel (7) bildenden Hohlkörper (2) mit den daran angebrachten Wärmeleitungsrippen (3) Bind auf elastischen Stahlbändern (4) befestigt. Die Stahlbänder (4) sind so vorgeformt, dass sie eine etwas weitere Krümmung haben als die Krümmung des Grundbehälters (1). Die elastischen Stahlbänder (4) sind auf einer Seite beispielsweise mit einem Scharnier (5) verbunden und können auf der gegenüberliegenden Seite in geschlossenem Zustand mit einer Spannverriegelung (6) um die Oberfläche (9) des Grundbehälters (1) gespannt werden.According to the invention, this object was achieved in that the neutron shielding consists of a series of neutron shielding materials filled hollow bodies made of highly thermally conductive material, which are provided with heat conduction ribs and with each other connected are attached to the container surface. This neutron shielding can be achieved with special fastening Clamping devices can be easily removed from the shielded container and reattached. The number and thickness of the hollow bodies is adapted to the respective requirements. In Figs. I to IV the structure is shown schematically in an exemplary embodiment a removable neutron shield according to the invention is shown. In Fig. I the shielded container is partially open Neutron shielding jacket shown in cross section. The hollow bodies forming the neutron shielding jacket (7) (2) with the attached heat conduction ribs (3) Bind on elastic steel straps (4). The steel bands (4) are preformed so that they have a slightly wider curvature than the curvature of the basic container (1). The elastic Steel strips (4) are connected on one side, for example with a hinge (5), and can be used on the opposite side Side can be clamped in the closed state with a clamping lock (6) around the surface (9) of the basic container (1).

Der Abschirmmantel (?) kann auch in mehreren Teile aufgeteiltThe shielding jacket (?) Can also be divided into several parts

3030th

sein, die dann jeweils mit einem Scharnier oder einem sonstigen Element verbunden sind.be, which are then each connected to a hinge or other element.

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Die Hohlkörper (2) können auf den elastischen Stahlbändern (4) auf beliebige Weise, insbesondere mittels Niet-, Schraub-, oder Schweissverbindungen befestigt sein.The hollow bodies (2) can be placed on the elastic steel strips (4) in any way, in particular by means of rivets, screws, or welded connections.

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Abbildung II zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der mit einem Neutronenabschirmmaterial (8) ausgegossenem Hohlkörper (2), bei denen durch die teilweise Überlappung ein direkter Durchgang der Neutronenstrahlung an den Stoßstellen der Hohlkörper (2) verhindert wird. Durch die Verschluß vorrichtung (6) werden diese auf einem Stahlband (4) befestigten Hohlprofile (2) auf der Behälteroberfläche (9) befestigt.Figure II shows a particularly advantageous embodiment of the one filled with a neutron shielding material (8) Hollow bodies (2), in which, due to the partial overlap, direct passage of the neutron radiation at the joints the hollow body (2) is prevented. Through the closure device (6) these are attached to a steel band (4) Hollow profiles (2) attached to the container surface (9).

In Abb. III und IY ist ein einzelner Hohlkörper (2) mit vorzugsweise angeformten Wärmeleitrippen (3) schematisch im Quer- und Längsschnitt dargestellt. Der Hohlraum der Hohlkörper (2) ist dabei mit einem neutronenabschirmenden Material (8) ausge füllt.In Fig. III and IY, a single hollow body (2) is preferably with molded heat conducting ribs (3) schematically in the transverse and longitudinal section. The cavity of the hollow body (2) is made of a neutron shielding material (8) fills.

Anstelle der elastischen Stahlbänder (4) sind auch Gliederbänder oder Ketten verwendbar, ebenso können diese Bänder ganz entfallen, wenn die einzelnen Hohlprofile direkt mit elastischen oder scharnierartigen Verbindungen miteinander verbunden sind.Instead of the elastic steel belts (4) there are also link belts or chains can be used, as well as these belts can be omitted entirely if the individual hollow profiles are directly connected elastic or hinge-like connections are connected to one another.

Ebenso müssen die elastischen Stahlbänder (4) nicht unterhalb der Hohlkörper (2), sondern können auch oberhalb der Hohlkörper (2) angebracht sein. Bei dieser Ausführung kann auf 'eine dauerhafte Befestigung der Hohlkörper (2) auf den elastischen Stahlbändern (4) verzichtet werden.Likewise, the elastic steel strips (4) do not have to be below the hollow bodies (2), but can also be above the hollow bodies (2) be appropriate. In this embodiment, a permanent attachment of the hollow body (2) to the elastic Steel bands (4) can be dispensed with.

Die erfindungsgemässe Neutronenabschirmung weist gegenüber den bisher bekannten Konstruktionen von 'Wärmeleitrippen und Neutronenabschirmungen für Transport- und/oder Lagerbehältern eine Reihe von Vorteilen auf.The neutron shield according to the invention has opposite the previously known constructions of 'heat conduction fins and neutron shields for transport and / or storage containers a number of advantages.

Bei einer Beschädigung der Värmeleitrippen und/oder aer Neutronenabschirmung ist keine aufwendige Reparatur des gesamten Behälters erforderlich. Diese müsste, da ein bereits benutzter Behälter zwangsläufig Träger einer RestradioaktivitätIn the event of damage to the heat-conducting ribs and / or the neutron shielding, there is no costly repair of the whole Container required. Since a container that has already been used, this would inevitably have to carry residual radioactivity

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• Il I I < I · ■ ¹⁴If · ■ fl• Il II <I · ■ ¹⁴ If · ■ fl

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ist, in einer "Heißen Werkstatt", d.h. in einer für den Um" gang mit radioaktiven Stoffen eingerichteten und zugelassenen Werkstatt vorgenommen werden. Eine Beschädigte erfindungsgemässe Neutronenabsehirmung bzw. Wärmeleitrippe kann meist anis, in a "hot workshop", i.e. in one for the order a workshop that has been set up and approved for use with radioactive substances. A damaged according to the invention Neutron shielding or heat conduction rib can usually be attached

5 Ort und Stelle durch Auswechseln der beschädigten Elemente repariert werden. Bei größeren Beschädigungen kann der ganze Neutronenabschirmmantel ausgewechselt werden und der Behälter ist sofort wieder einsetzbar.5 Can be repaired on the spot by replacing the damaged elements. In the event of major damage, the whole Neutron shielding jacket can be exchanged and the container can be used again immediately.

Zum Be- und Entladen des Behälters kann der Neutronenabschirmmantel abgenommen werden, das Anlegen eines besonderen Schutzhemdes ist somit nicht erforderlich.The neutron shielding jacket can be used to load and unload the container can be removed, so it is not necessary to wear a special protective shirt.

Für einen Transport- und/oder Lagerbehälter können mehrere abnehmbare Neutronenabschirmmantel mit unterschiedlicher Auslegung bezüglich der Wärmeableitung und Neutronenabschirmung bereitgestellt werden. Dadurch kann für einen Transport- und/ oder "Lagereinsatz eines Behälters der passende Mantel beigestellt werden. Dies verringert beim Transport abgebrannter Brennelemente mit längerer Abklingzeit das Transportgewicht und die äußeren Abmessungen der Behälter.Several removable neutron shielding jackets with different designs can be used for a transport and / or storage container with regard to heat dissipation and neutron shielding. This allows for a transport and / or "Storage insert of a container with the appropriate jacket provided will. When transporting spent fuel elements with a longer decay time, this reduces the transport weight and the external dimensions of the containers.

Claims (2)

ro TRANSNUKLEAR GmbH 6450 Hanau 11 10 Abschirmbehälter mit Neutronenabschirmung für den Transport und/oder die Lagerung abgebrannter Brennelemente 2ASStTAlISPRiJCHEro TRANSNUKLEAR GmbH 6450 Hanau 11 10 shielding containers with neutron shielding for the transport and / or storage of spent fuel elements 2ASStTAlISPRiJCHE 1. Abschirmbehälter für den Transport und/oder die Lagerung abgebrannter Brennelemente mit einer Neutronenabschirmung1. Shielded container for transport and / or storage spent fuel assemblies with a neutron shield auf der äußeren Behälteroberfläche, dadurch gekennzeichnet. on the outer container surface, characterized. dass die Neutronenabschirmung aus einer Reihe von mitthat the neutron shield from a series of with Neutronenabschirmmaterial (8) gefüllten Hohlkörpern (2) aus gut wärmeleitendem Material besteht, die mit Wärmeleitungsrippen (3) versehen und miteinander verbunden auf der Behälteroberfläche (9) befestigt sind. 25Neutron shielding material (8) filled hollow bodies (2) made of a material that conducts heat well and is provided with heat conduction ribs (3) are provided and attached to one another connected to the container surface (9). 25th 2. Abschirmbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (2) so ausgebildet sind, dass sie sich an den Rändern überlappen.2. shielding container according to claim 1, characterized in that the hollow bodies (2) are designed so that they overlap at the edges. J. Abschirmbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitungsrippen (3) an den Hohl-Ü körpern (2 ) angeformt sind.J. shielding container according to claim 1 and 2, characterized in that the heat conduction ribs (3) are formed on the hollow O bodies (2). - 2-- 2- -2--2- 1 4- Abschirmbehälter nach Anspruch 1 bis 3t dadurch /gekennzeichnet. dasB die Hohlkörper (2) auf dem Behälterumfang und -krümmung angepassten, mit einem oder mehreren Scharnieren (5) und Spannvorrichtungen (6) versehener*1-4 shielding container according to claim 1 to 3t characterized / characterized. dasB the hollow bodies (2) adapted to the container circumference and curvature, provided with one or more hinges (5) and clamping devices (6) * 5 Stahlbändern (4) befestigt sind.5 steel straps (4) are attached.