DE3010518C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen abgeschirmten Transport- und Lagerbehälter für radioaktive Substanzen, insbesondere für bestrahlte Kernreaktorbrennelemente, mit Abschirmbehältertopf, Abschirmbehälterdeckel, zusätzlichem Sicherheitsdeckel mit schließbarer Öffnung für ein Überwachungsgerät und Dichtungssatz, wobei der Abschirmbehälterdeckel einen Abschirmbehälterdeckelflansch sowie ein zylindrisches oder konisches Paßteil aufweist, der Abschirm­ behältertopf eine entsprechende Paßteilaufnahme besitzt und der Sicher­ heitsdeckel mit einem Kontrollraumabstand oberhalb des Abschirmbe­ hälterdeckels angeordnet ist, wobei zum Dichtungssatz eine Mehrzahl von weichelastischen Dichtungen gehört, die zwischen dem Paßteil und der Paßteilaufnahme angeordnet sind, wobei der Dichtungssatz ferner­ hin eine metallische Dichtung aufweist, die zwischen dem Sicherheits­ deckel und dem Abschirmbehältertopf angeordnet und als Schweißnaht an Schweißlippen ausgebildet ist. - Kommt ein solcher Transport- und Lagerbehälter zum Einsatz, so befindet sich im Behälterinnenraum im allgemei­ nen neben den radioaktiven Substanzen ein Kontrollgas. Die Anord­ nung ist im Rahmen geltender Vorschriften und Empfehlungen im all­ gemeinen so getroffen, daß ein Entweichen des Kontrollgases und da­ mit Undichtigkeiten überwacht werden können.

Ein derartiger Transport- und Lagerbehälter ist bekannt (DE-GM 78 25 615). Der Sicherheitsdeckel ist auf dem Abschirmbehälterdeckel aufgesetzt und überfaßt den Flansch des Abschirmbehälterdeckels mit einem Randbe­ reich, dessen umlaufende Schweißlippe mit einer zugeordneten Schweiß­ lippe des Abschirmbehältertopfes verschweißt ist. Zwischen dem Ab­ schirmbehälterdeckel, seinem Flansch und den zugeordneten Dicht­ flächen des Abschirmbehältertopfes sind weichelastische Dichtungen angeordnet, wobei ringförmige Kontrollräume gebildet sind, die mit dem Kontrollraum zwischen dem Sicherheitsdeckel und dem Ab­ schirmbehälterdeckel in Verbindung stehen. Diese Kontrollräume sind mit Überwachungsgeräten verbindbar. Das alles hat sich an sich be­ währt und erfüllt ohne weiteres alle Forderungen, die für die soge­ nannte Langzeitlagerung der radioaktiven Substanzen bestehen. Der Transport- und Lagerbehälter insgesamt genügt jedoch nicht ohne weiteres den kombinierten Sicherheitsanforderungen, die bezüglich Transport einer­ seits, Langzeitlagerung andererseits und endlich Abtransport nach Langzeitlagerung gestellt werden.

Dichtungen, insbesondere Druckdichtungen, sind in verschiedenen Aus­ führungen bekannt (Ullmann's Encyklopädie der technischen Chemie, Band 3, Verlag Chemie, Weinheim, 4. Auflage 1978, Seiten 96-98). Bei sogenannten Druckdichtungen unterscheidet man insbesondere weichelastische, runde O-Ringe einerseits und Metall-O-Ringe aus Präzisionsstahlrohr andererseits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Transport- und Lagerbehälter so weiter auszubilden, daß er einerseits alle Sicher­ heitsanforderungen in bezug auf Transport und Abtransport, anderer­ seits alle Sicherheitsanforderungen in bezug auf Langzeitlagerung er­ füllt und die erforderlichen Kontrollräume aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Sicherheitsdeckel seiner­ seits von einem Kontrolldeckel in verschließbarer Öffnung für den Anschluß eines Überwachungsgerätes überfaßbar ist, der mit einem weiteren Kontrollraumabstand oberhalb des Sicherheitsdeckels angeord­ net ist, daß der Dichtungssatz einen Metall-auf-Metall-Dichtungsring aufweist, der zwischen dem Abschirmbehälterdeckelflansch und dem Abschirmbe­ hältertopf angeordnet ist und bei Transport- und Unfallbeanspruchungen als eine Reibungs- oder Dämpfungskupplung zwischen dem Abschirmbehälterdeckel und dem Abschirmbehältertopf wirkt, und daß zum Dichtungssatz schließlich eine weich­ elastische und/oder metallische Dichtung gehört, die zwischen dem Kontrolldeckel und dem Abschirmtopf austauschbar angeordnet ist.

Erfindungsgemäß wird der bekannte gattungsgemäße Transport- und Lagerbehälter zunächst durch weitere Bauelemente ergänzt, nämlich durch den Kontrolldeckel und die diesem zugeordneten Dichtungen. Der Kontrolldeckel erfüllt besondere Funktionen und wird regel­ mäßig nicht von vornherein, sondern erst nachträglich ange­ ordnet. Das schließt allerdings nicht aus, daß er in beson­ deren Fällen auch von vornherein angeordnet werden kann. Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, daß die Sicherheitsbedingungen für den Transport durch die Kombination der weichelastischen Dichtungen zwischen Paßteil und Paßteil­ aufnahme einerseits mit der metallischen Dichtung zwischen Abschirmbehälterdeckelflansch und Abschirmbehältertopf erfüllt oder erfüllbar sind. Die Sicherheitsbedingungen für den Trans­ port verlangen bekanntlich Dichtigkeit auch unter Unfallbe­ dingungen. Dazu gehören Sturz aus 9 m Höhe auf eine unnach­ giebige Unterlage und ähnliche Beanspruchungen. Untersuchungen haben gezeigt, daß auch unter extremen Unfallbedingungen bei einem erfindungsgemäßen Bauelementensatz nicht alle Dichtungen der Kombination zerstört werden, so daß die Dichtigkeit ge­ wahrt bleibt. Erfahren unter solchen Beanspruchungen die weichelastischen Dichtungen eine Beschädigung, so bleibt im allgemeinen die metallische Dichtung der Kombination unbe­ schädigt und umgekehrt. Die metallische Dichtung der Kombina­ tion funktioniert bei den Transport- und Unfallbeanspruchungen gleichsam als eine Reibungskupplung oder Dämpfungskupplung zwischen dem Abschirmbehälterdeckel und dem Abschirmbehältertopf, woraus eine Schonung der weichelastischen Dichtungen am Paßteil und an der Paßteil­ aufnahme bei den beschriebenen Beanspruchungen resultiert. Die Erfindung geht fernerhin von der Erkenntnis aus, daß die zunächst wegen Erfüllung der Transportbedingungen angeordnete metallische Dichtung zwischen Abschirmbehälterdeckelflansch und Abschirmbehältertopf eine zusätzliche Funktion erfüllen kann, nämlich die der sogenannten ersten Barriere im Rahmen der sicherheitstechnischen Maßnahmen, die für die Langzeit­ lagerung verlangt werden. Für die Langzeitlagerung sind be­ kanntlich zwei über den Zeitraum der Langzeitlagerung wirkende oder reparierbare Barrieren erforderlich. Die zweite Langzeit­ barriere wird bei dem erfindungsgemäßen Transport- und Lagerbehälter zunächst durch die metallische Dichtung am Sicherheitsdeckel gebildet, der mit seinem Kontrollraumabstand gleichzeitig einen Kontrollraum definiert. Für den Fall, daß die metallische Dichtung der ersten Barriere versagt, spielt dieses bei einem erfindungsgemäßen Transport- und Lagerbehälter für die Erfüllung der Vor­ schriften der Langzeitlagerung keine Rolle mehr. Tatsächlich könnte diese metallische Dichtung auch nicht repariert werden. Versagt die metallische Dichtung der ersten Barriere, so über­ nimmt der Sicherheitsdeckel mit seiner metallischen Dichtung die Funktion der ersten Barriere, wobei die schon erwähnt verschließbare Öffnung im Sicherheitsdeckel verschlossen wird. Die zweite Barriere für die Erfüllung der Vorschriften der Langzeitlagerung wird nunmehr dadurch erzeugt, daß der Kontroll­ deckel zusätzlich angeordnet wird. Zwar befinden sich zwischen dem Kontrolldeckel und dem Abschirmbehältertopf bei dem er­ findungsgemäßen Transport- und Lagerbehälter weichelastische Dichtungen, diese sind jedoch durch Abnehmen des Kontrolldeckels ohne Schwierigkeiten reparierbar, so daß die sicherheitstechnischen Forderungen für die Langzeitlagerung erfüllt sind. Gleich­ zeitig definiert der Kontrolldeckel wieder den erforderlichen Kontrollraum.

Auch die metallische Dichtung zwischen Sicherheitsdeckel und Abschirmbehältertopf ist bei dem erfindungsgemäßen Bauelementen­ satz reparierbar. Undichtigkeiten an dieser metallischen Dichtung können, z. B. durch Erwärmen oder Nachschweißen, ge­ dichtet werden. Es versteht sich von selbst, daß solche Arbeiten in einer kontrollierten Werkstatt durchgeführt werden, wobei eventuell austretende Radioaktivität kontrolliert abgeleitet werden kann. Sie ist mengenmäßig ohnehin gering, da man bei einem erfindungsgemäßen Transport- und Lagerbehälter die Kontrollräume von vornherein kleinhalten wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den Abschirmbehältertopf mit eingesetztem Abschirmbehälterdeckel bei einem erfindungsgemäßen Transport- und Lagerbehälter,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 mit zusätzlichem Sicher­ heitsdeckel,

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 mit zusätzlich aufgesetztem Kontrolldeckel und

Fig. 4 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maß­ stab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 3.

Der in den Figuren dargestellte Transport- und Lagerbehälter ist für den abgeschirmten Transport und für die abgeschirmte Lagerung von radioaktiven Substanzen, insbesondere von bestrahlten Kernreaktorbrennelementen bestimmt. Zum Bauelementensatz gehören im grundsätzlichen Aufbau zunächst
ein Abschirmbehältertopf 1,
ein Abschirmbehälterdeckel 2,
ein zusätzlicher Sicherheitsdeckel 3 und
Dichtungseinrichtungen 4, 5.

Die Anordnung ist so getroffen, daß der Abschirmbehälter­ deckel 2 einen Abschirmbehälterdeckelflansch 6 sowie ein zylindrisches oder konisches Paßteil 7, der Abschirmbehälter­ topf 1 eine entsprechende Paßteilaufnahme 8 aufweisen und der Sicherheitsdeckel 3 oberhalb des Abschirmbehälterdeckels 2 angeordnet ist. Die Dichtungseinrichtung 4, 5 ist mit einer Mehrzahl von weichelastischen Dichtungen 4 zwischen Paßteil 7 und Paßteilaufnahme 8 ausgerüstet. Es gehört dazu aber auch die Dichtung 5 unter dem Flansch 6.

Erfindungsgemäß ist der Sicherheitsdeckel 3 in besonderer Weise angeordnet, nämlich mit einem Kontrollraumabstand 9 ober­ halb des Abschirmbehälterdeckels 2. Erfindungsgemäß gehört jedoch zum Transport- und Lagerbehälter noch ein weiteres Bauteil, nämlich ein sogenannter Kontrolldeckel 10, mit dem der Sicherheits­ deckel 3 überfaßt werden kann. Dieser Kontrolldeckel 10 kann mit einem weiteren Kontrollraumabstand 11 oberhalb des Sicher­ heitsdeckels 3 angeordnet werden. Die Kontrollraumabstände 9 und 11 sind aus Maßstabsgründen übertrieben groß gezeichnet. Auch die Dichtungseinrichtungen 4, 5 sind in besonderer Weise gestaltet. Die Dichtungseinrichtung 5 zwischen Abschirmbehäl­ terdeckelflansch 6 und Abschirmbehältertopf 1 ist ein Metall-auf-Metall-Dichtungsring, während die Dichtung 4 am Paßteil 7 und an der Paßteilaufnahme 8, wie bereits erwähnt, weichelastische Dichtungen sind. Aber auch die Dichtungseinrichtung 12 zwischen Sicherheitsdeckel 3 und Abschirmbehältertopf 1 ist als metallische Dichtung ausgeführt. Andererseits ist wiederum die zusätzliche Dichtungseinrichtung 13 zwischen Kontrolldeckel 10 und Abschirmbehältertopf im Ausführungsbeispiel als weich­ elastische Dichtung gestaltet. - Der Sicherheitsdeckel 3 be­ sitzt eine verschließbare Öffnung 14 für den Anschluß eines Überwachungsgerätes 15, mit dem der unterhalb des Sicherheits­ deckels 3 angeordnete Kontrollraum überwacht werden kann. Ähnlich besitzt auch der Kontrolldeckel 10 eine verschließbare Öffnung 16 für den Anschluß eines Überwachungsgerätes 15, mit dem der Kontrollraum unterhalb des Kontrolldeckels 10 über­ wachbar ist. Das Überwachungsgerät könnte aber auch im Kontroll­ raum 9 unterhalb des Sicherheitsdeckels 3 bzw. in einer Ver­ tiefung im Abschirmbehälterdeckel 2 angeordnet sein, wobei dann lediglich ein elektrisches Kabel nach außen zu führen ist. Die metallische Dichtung 12 zwischen Sicherheitsdeckel 3 und Abschirmbehälter­ topf 1 ist als Schweißnaht an Schweißlippen aufgebaut.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 4 entnimmt man, daß bei erfindungsgemäßen Transport- und Lagerbehältern nicht immer alle Bauelemente gleichzeitig zum Einsatz kommen: Fig. 1 zeigt die Verhältnisse beim Transport. Man erkennt, daß in diesem Falle lediglich der Abschirmbehälterdeckel 2 angeordnet ist, der Sicherheitsdeckel 3 und der Kontrolldeckel 10 also fehlen. Anders liegen die Verhältnisse, wenn der Transport- und Lagerbehälter seinen Standort für die Langzeitlagerung erreicht hat. In diesem Falle ist zusätzlich der Sicherheitsdeckel 3 angeordnet, wie es in der Fig. 2 dargestellt worden ist. Es sind nunmehr zwei Langzeit­ dichtungsbarrieren verwirklicht, nämlich einerseits die metalli­ sche Dichtung 5 zwischen Abschirmbehälterdeckelflansch 6 und Abschirmbehältertopf 1, andererseits die metallische Dichtung 12 zwischen Sicherheitsdeckel und Abschirmbehältertopf. Dazu wird auf die Fig. 2 verwiesen, in der der durch die beschrie­ bene Anordnung geschaffene Kontrollraum durch Kreuzschraffur verdeutlicht worden ist. Fällt hier die Dichtungsbarriere 5 zwischen Abschirmbehälterdeckelflansch 6 und Abschirmbehälter­ topf 1 aus, so werden die Bedingungen für die Langzeitlagerung durch zusätzliches Aufsetzen des Kontrolldeckels 10 erfüllt, wie es in Fig. 3 dargestellt und weiter oben bereits erläutert worden ist. Es funktionieren wiederum zwei Dichtungsbarrieren 12, 13, die den Vorschriften der Langzeitlagerung genügen, weil die Dichtungsbarriere 13 durch Abnehmen des Kontroll­ deckels 10 reparierbar ist. Gleichzeitig ist ein neuer Kontroll­ raum entstanden, wie er in Fig. 3 wiederum durch Kreuzschraffur verdeutlicht wurde. - Die weiteren dichtungstechnischen Einzel­ heiten entnimmt man aus der Fig. 4, die im übrigen mit ihren Bezugszeichen ohne weiteres verständlich ist.

Es versteht sich von selbst, daß die Deckel 2, 3 und 10, soweit sie nicht durch eine Schweißnaht gehalten werden, mit üblichen Deckelschrauben befestigt werden. Diese werden werkstoffmäßig so ausgewählt, daß sie auch bei tiefen Temperaturen keine störende Versprödung zeigen und alle Beanspruchungen, auch die schon erwähnten Unfallbeanspruchungen, aufnehmen.

Claims (1)

1. Abgeschirmter Transport- und Lagerbehälter für radioak­ tive Substanzen, insbesondere für bestrahlte Kernreak­ torbrennelemente - mit Abschirmbehältertopf, Abschirm­ behälterdeckel, zusätzlichem Sicherheitsdeckel mit ver­ schließbarer Öffnung für ein Überwachungsgerät und Dich­ tungssatz, wobei der Abschirmbehälterdeckel einen Ab­ schirmbehälterdeckelflansch sowie ein zylindrisches oder konisches Paßteil aufweist, der Abschirmbehältertopf eine entsprechende Paßteilaufnahme besitzt und der Si­ cherheitsdeckel mit einem Kontrollraumabstand oberhalb des Abschirmbehälterdeckels angeordnet ist, wobei zum Dichtungssatz eine Mehrzahl von weichelastischen Dich­ tungen gehört, die zwischen dem Paßteil und der Paßteil­ aufnahme angeordnet sind, wobei der Dichtungssatz ferner­ hin eine metallische Dichtung aufweist, die zwischen dem Sicherheitsdeckel und dem Abschirmbehältertopf angeordnet und als Schweißnaht an Schweißlippen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsdeckel (3) seinerseits von einem Kontrolldeckel (10) mit verschließ­ barer Öffnung für den Anschluß eines Überwachungsgerätes überfaßbar ist, der mit einem weiteren Kontrollraumab­ stand (11) oberhalb des Sicherheitsdeckels (3) angeord­ net ist, daß der Dichtungssatz einen Metall-auf-Metall- Dichtungsring (5) aufweist, der zwischen dem Abschirm­ behälterdeckelflansch (6) und dem Abschirmbehältertopf (1) angeordnet ist und bei Transport- und Unfallbean­ spruchungen als eine Reibungs- oder Dämpfungskupplung zwischen dem Abschirmbehälterdeckel (2) und dem Abschirm­ behältertopf (1) wirkt, und daß zum Dichtungssatz schließ­ lich eine weichelastische und/oder metallische Dichtung (13) gehört, die zwischen dem Kontrolldeckel (10) und dem Abschirmbehältertopf (1) austauschbar angeordnet ist.