DE8033689U1 - Deckelspannvorrichtung - Google Patents

Description

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Deekelspannvorrichtung

Gegenstand der Erfindung ist eine Deckelspannvorrichtung für Transport- und/oder Lagerbehälter, die im wesentlichen aus einem Grundkörper, einem oder mehreren Deckeln und zugehörigen Einrichtungen bestehen, für radioaktives Material, vor allem für bestrahlte Brennelemente aus Kernreaktoren.

Die bisher bekannten Transport- und/oder Lagerbehälter verfügen über Deckelkonstruktionen, die auf die Anforderungen von Elastomerdichtungen einerseits und die zugrundegelegten Belastungen andererseits ausgelegt sind. Meistens sind die Deckel verschraubt, wobei die Schrauben auf einem Teilkreis senkrecht zur Behälterachse angeordnet sind. Zwischen Deckel und Behältergrundkörper befindet sich in radialer Richtung ein Spalt von 1 - 2 mm, der zur Montage eines Deckels notwendig ist.

Die der Behälterauslegung zugrundegelegten Belastungen
werden in umfangreichen Versuchen im Rahmen eines Genehmigungsverfahrens simuliert. Es muß vor allem nachgewiesen
werden, daß der Behälter im Deckelbereich unter allen Belastungsfällen dicht bleibt. Dazu wird der Behälter
verschiedenen Fallversuchen unterzogen, wobei Lastangriffe in axialer, radialer und diagonaler Richtung stattfinden.
Herkömmliche Schraubverbindungen des Deckels mit dem
Behältergrundkörper wirken naturgemäß optimal nur in
Schraubenrichtung, also in axialer Richtung. Andere Belastungsfälle ergeben eine Scherbelastun« der Schrauben, der durch Überdimensionieren im elastischen Bereich begegnet wird.
Darüber hinaus sind die bei Transportbehältern verwendeten Elastomerdichtungen in der Lage, radiale und tangentiale
Deckelverschiebungen ohne Verlust der Dichtheit aufzufangen.

Für Lagerbehälter ist dies jedoch nur noch sehr eingeschränkt möglich, da hier aufgrund der großen Lagerzeitdauer über mehrere Jahrzehnte hin nur metallische Dichtungen zur Anwendung kommen können. Metallische Dichtungen besitzen aber im Vergleich zu Elastomerdichtungen eine geringere Rückstellfähigkeit und können somit nachteilig zu Dichtheitsproblemen bei radialer und tangentialer Belastung bei Störfällen führen.

Es ist eine Konstruktion bekannt, die einen Bajonettverschluß (DE-OS 283OIII) des Deckels mit dem Behältergrundkörper darstellt. Damit kann fallweise zwar eine formschlüssige Verbindung des Deckels auch radial erreicht werden. Dies bedingt jedoch zunächst eine sehr aufwendige Ausarbeitung der Passungen am Behältergrundkörper und an den zugehörigen Deckeln. Die Handhabung eines Bajonettdeckels, der in technischen Ausführungen aus Strahlenschutzgründen bis zu 5 to wiegt, ist sehr schwierig, da der Deckel selbst zum Befestigen insgesamt gegen zunehmenden Widerstand gedreht werden muß. Schließlich ergeben sich Nachteile hinsichtlich der Preihaltung aller Behälterteile von Kontamination, also Ablagerung radioaktiver Stoffe, die man üblicherweise durch glatte Oberflächen ohne Hinterschneidungen und ohne tote Ecken zu begrenzen und wegzuwaschen sucht. Dies aber ist beim Bajonettdeckel nur bedingt gegeben.

Darüber hinaus sind Vorrichtungen speziell für Transportbehälter und dabei verwendete Elastomerdichtungen bekannt (DE-OS 273279I), wo zwischen einem Behältergrundkörper und einem Deckel ein umlaufender Ring angeordnet ist, der seinerseits gegen den Grundkörper und den Deckel mit Dichtunger versehen ist, wobei die zugehörigen Dichtungsflächen konisch sind. Dieser Ring wird seinerseits von einem sogenannten Halteteil niedergehalten, wie er bei Transportbehältern üblich ist. Dies ist eine Konstruktion, die für Metalldichtung« nicht anwendbar ist, da die erforderlichen Preßkräfte nicht aufgebracht werden können.

Die Anforderungen an die Dichtheit eines Lagerbehälters liegen um Faktor 1000 höher als bei einem Transportbehälter

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(10 mbar/1 χ s und 10" mbar l/s). Die angegebene Konstruktion ist außerdem sehr kontaminationsfreundlich, da der Innenteil des Deckels und der Ring beim Beladen des Behälters unter Wasser entfernt und wieder eingesetzt werden müssen. Um die geforderten Dichtheiten zu erzielen, müssen die Oberflächen in der Dichtungszone sehr sorgfältig bearbeitet und eingepaßt werden, was von großem Fertigungsaufwand ist. Es ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich, die Probleme der Behälterdichtheit gleichzeitig mit der Deckelzentrierung zu lösen.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Deckelspannvorrichtung für Transport- und/oder Lagerbehälter, die im wesentlichen aus einem Grundkörper, einem oder mehreren Deckeln und zugehörigen Einrichtungen bestehen, für radioaktives Material, zu schaffen, mit der der Deckel gegenüber dem Behältergrundkörper auch in radialer und tangentialer Richtung formschlüssig verspannt ist, so daß metallische Dichtungen verwendet werden können, die Herstellung dieser Deckelbefestigung sehr einfach ist, ebenso die Handhabbarkeit und die Dekontaminierbarkeit des Behälters einwandfrei möglich ist.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Deckelspannvorrichtung aus zumindest teilweise mit keilförmigen Flanken und Schrauben versehenen Spannelementen besteht, die zwischen dem Behältergrundkörper und mindestens einem der Deckel angebracht ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Abbildungen I bis VIII beispielhaft näher erläutert. Die Deckel (2) eines Lagerbehälters (10) sind mit Hilfe von Spannelementen (3) gegen radiales und tangentiales Verschieben gegen den Behältergrundkörper (1) gesichert, während die Axialkräfte durch auf einem Teilkreis (6) angeordnete Schrauben (7) aufgenommen werden.

it Die Spannelemente (3) verfügen über keilförmige Flanken (4), die sich fallweise am Deckel (2) oder im Spannelement selbst

|i abstützen. Die Spannelemente (3) werden mit Hilfe von

Schrauben (5) verspannt.

Besonders günstig ist es, wenn das Spannelement (3) ringförmig ausgebildet ist.

Die Spannelemente (3) sind aus Metall gefertigt, dessen Wahl vom umgebenden Behältermaterial abhängen kann. Die Verwendung anderer Materialien wie u.a. Verbundstoffe und Cermet-Stoffe sind fallweise möglich.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn das Spannelement (3) aus mit jeweils keilförmigen Flanken ausgestatteten Einzeli; teilen (8, 9) zusammengesetzt ist. Dabei sind die Einzelteile

(8, 9) umlaufende Ringe, welche auf der jeweiligen keilförmigen

J Flanke aufeinanderliegen. Beim Spannen ziehen die Schrauben (5)

?* das untere Einzelteil (9) gegen das obere Einzelteil (8).

Es ist vorteilhaft, wenn die keilförmigen Flanken (4) bev schichtet sind.

Je nach Materialpaarung ist die Beschichtung der keilförmigen Flanken (4) so gewählt, daß sie eine ausreichende Härte gegenüber der auftretenden Flächenpressung und den Reibkräften aufweist. Dementsprechend besteht die Beschichtung aus h. metallischen oder keramischen Werkstoffen. Es sind fallweise

;:; aber auch Überzüge geeignet, die bei Kupplungen und Bremsen -

ψ beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik - verwendet werden.

f Das erfindungsgemäße Spannelement (3) gehört gemäß der vorgenannten Beschreibung nicht zum Deckel (2), sie stellt eine separate Baueinheit dar. Erst nach der üblichen Verschraubung des jeweiligen Deckels in axialer Richtung mittels Schrauben (7) wird das Spannelement eingesetzt.

Kontaminationsprobleme können praktisch nicht auftreten, da das Spannelement (3) stets entweder vor dem Entfernen des jeweiligen Deckels (2) bzw. nach dem Aufbringen des jeweiligen Deckels eingesetzt wird.

Die Handhabung des Spannelementes ist einfach, da es sich selbst zentriert und auch genügend Platz zum Einbau vorgesehen werden kann.

Ans der Wahl des Flankenwinkels ergibt sich einerseits die Kraft, die das Spannelement auf den Deckel und den Behältergründkörper ausübt.

Andererseits errechnet sich daraus die Kraft, die über Schrauben (5) ausgeübt werden muß, um ein Spannelement zu verspannen.

Dr. Br/Kl/hu - I6.I2.I98O

Claims (4)

80 271 KT ·~ TRANSMUKL'EAR GMBH 6450 Hanau 11 t I I Jilt ensprüche

1. Deckel spannvorrichtung für Transport- und/oder Lagerbehälter, die im wesentlichen aus einem Grundkörper, einem oder mehreren Deckeln und zugehörigen Einrichtungen bestehen, für radioaktives Material, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zumindest teilweise mit keilförmigen Flanken (4) und Schrauben (5) versehenen Spannelementen (3) besteht, die zwischen dem Behältergrundkörper (1) und mindestens einem der Deckel (2) angebracht ist.

2. Deckelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (3) ringförmig ausgebildet ist.

3. Deckelspannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Flanken (4) beschichtet sind.

4. Deckelspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (3) aus mit jeweils keilförmigen Flanken ausgestatteten Einzelteilen (8, 9) zusammengesetzt ist.