DE69903922T2

DE69903922T2 - Transportbehälter für kernbrennstabbündel

Info

Publication number: DE69903922T2
Application number: DE69903922T
Authority: DE
Inventors: Bernard Gaucherand
Original assignee: Framatome ANP SAS
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: DE69903922D1; EP1055241A1; JP2002503821A; KR20010040805A; US6580085B1; EP1055241B1; JP4322423B2; FR2774800A1; ES2187137T3; CN1128451C; WO1999041754A1; KR100654080B1; CN1296625A; FR2774800B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter für Kernbrennstabbündel und insbesondere einen Transportbehälter für neue Brennstabbündel, die für einen Druckwasserreaktor bestimmt sind.
Die Kernreaktoren wie etwa die Druckwasserreaktoren umfassen einen Kern, der durch Kernbrennstabbündel von gerader prismatischer Form, im Allgemeinen mit quadratischem Querschnitt und schlank bzw. lang, gebildet wird. Die Brennstabbündel haben generell einen quadratischen Querschnitt, wobei die Seitenlänge des Quadrats ungefähr 20 cm beträgt und die Länge in longitudinaler Richtung ungefähr 4 m. Die Brennstabbündel umfassen ein Tragwerk, in dessen Innern die Kernbrennstäbe gelagert sind, im Wesentlichen über die gesamte Länge des Brennstabbündels. Das Tragwerk selbst wird gebildet durch Versteifungsgitter zum transversalen Festhalten der Stäbe, verteilt über die Länge des Brennstabbündels, durch zu den Stäben parallele Führungsrohre, verbunden mit den Versteifungsgittern, und durch Endansätze des Kernstabbündels.
Vor der Inbetriebnahme des Reaktors muss der Kern mit neuen Kernbrennstabbündeln beschickt werden. Es auch nötig, gewisse Bündel des Kerns mit einer bestimmten Periodizität zu ersetzen. Neue Brennstabbündel müssen in den Kern geladen werden oder es müssen verbrauchte Brennstabbündel, die dem Kern des Reaktor entnommen werden, durch neue Bündel ersetzt werden. Es ist also nötig, über neue Brennstabbündel zu verfügen, die vom Herstellungswerk des Brennstoffs bis zum Kernkraftwerk, in dem die Beschickung oder die Wiederbeschickung des Reaktorkerns stattfindet, transportiert werden müssen.
Der Transport von neuen Brennstabbündeln auf der Straße oder der Schiene erfordert Transportbehälter, die einen wirksamen Schutz der Brennstabbündel sicherstellen, deren Stäbe seitlich zwischen den Versteifungsgittern nicht geschützt sind. Die Transportbehälter müssen die Brennstabbündel auch dann vor Zerstörung oder auch einer begrenzten Beschädigung schützen, wenn ein Behälter stürzt oder wenn zum Beispiel Behälter während des Transports umgeladen werden.
Durch EP-A-0.506.512 und US-A-5,481,117 kennt man Transportbehälter für Brennstabbündel, die eine Außenhülle aus Blech umfassen, gebildet durch zwei Halbschalen von annähernd halbzylindrischer Form, die längs eines rechtwinkligen bzw. -eckigen Rahmens aneinander befestigt sind, der entsprechend einer axialen Ebene mit diametraler Richtung des Behälters ausgerichtet ist. Der Behälter wird im Allgemeinen für den Transport von zwei Brennstabbündeln konzipiert und umfasst ein Gestell, an dem man zwei Brennstabbündel befestigen kann, das auf einer Tragvorrichtung ruht, die im Innern der unteren Halbschale der Außenhülle des Behälters auf dämpfenden Tragelementen befestigt ist. Das Trag- und Haltegestell der Brennstabbündel ist durch eines seiner Enden schwenkbar auf die Tragvorrichtung montiert, so dass es aus einer Ladestellung der Kernstabbündel, in der das Traggestell im Wesentlichen senkrecht ist, in eine Transportstellung, in der das Traggestell der Brennstabbündel auf der Tragvorrichtung ruht, geschwenkt werden kann.
Das Brennstabbündel-Traggesteil hat einen generell T-förmigen Querschnitt, der eine Tragbasis der Brennstabbündel und eine zu der Basis senkrechte Mittelwand in Längsrichtung umfasst. Die Tragbasis der Brennstabbündel und die Mittelwand begrenzen beiderseits der Mittelwand zwei Sitze, von denen jeder ein Kernstabbündel aufnehmen kann. Die Kernstabbündel werden in dem Traggestell durch Gurte festgehalten, die an den Seitenrändern der Basis und an dem oberen Rand der Zwischenwand angelenkt sind, so dass die Gurte geschwenkt werden können zwischen einer offenen Stellung, in der der Sitz für eines der Brennstabbündel zugänglich ist, und einer geschlossenen Stellung, in die Gurte den Halt eines Brennstabbündels sicherstellen. Die Gurte sind in ihrer geschlossenen Stellung durch Schraube-Mutter-Systeme miteinander verbunden und so in Längsrichtung des Traggestells angeordnet, dass sie auf die in den Sitzen befindlichen Brennstabbündel drücken, in Höhe jedes der aufeinanderfolgenden Versteifungsgitter der Brennstabbündel.
Die Transportbehälter sind so gebaut, dass die in der Transportstellung Seite an Seite befindlichen Brennstabbündel keinesfalls eine kritische Masse bilden können, die zu einer Auslösung von Neutronenkettenreaktionen führen würde. Es ist generell notwendig, zwischen den in Transportstellung in den Behälter befindlichen Brennstabbündeln neutrophage Elemente anzubringen, um jedes Kritizitätsrisiko zu vermeiden.
Außerdem ist es auch notwendig, die Gefahren der Ausbreitung von in den Brennstabbündeln enthaltenem spaltbarem Material weitestgehend einzuschränken, falls das Brennstabbündel Beschädigungen oder einer Zerstörung ausgesetzt wäre, die ein Brechen der Schutzhülsen der Brennstabbündel zur Folge hätten, zum Beispiel als Folge eines Sturzes des Behälters.
Im Falle der Transportbehälter nach dem Stand der Technik hat es sich gezeigt, dass die Einrichtungen zur neutrophagen Isolierung der Brennstabbündel unzureichend sein können und dass die Behälter keine Struktur aufweisen, die im Falle einer Beschädigung des Brennstabbündels eine wirksame Einschließung des spaltbaren Materials im Innern des Behälters sicherstellen. Das Brennstabbündel ist nämlich innerhalb der Außenhülle des Behälters weder geschützt noch eingeschlossen, da das Traggestell nur Einrichtungen zum Festhalten des Brennstoffbündels in Form von beabstandeten Gurten umfasst, die in der Längsrichtung der Brennstabbündel in Abständen angeordnet sind, ebenso wie die Versteifungsgitter.
Außerdem haben Simulationen des dynamischen Verhaltens der Brennstoffbündelbehälter gezeigt, dass es im Falle eines Sturzes in der axialen Richtung des Behälters und im Falle eines flachen Sturzes (chute à plat) nötig ist, über sehr wirksame Energieabsorber zu verfügen, um garantieren zu können, dass das Traggestell und die Brennstabbündel, enthalten in der Hülle des Behälters, diesen Sturz mechanisch aushalten.
Es ist daher wünschenswert, über Transportbehälter zu verfügen, die einen besseren Schutz der Brennstabbündel sicherstellen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, einen Transportbehälter für Kernbrennstabbündel von gerader prismatischer Form mit einer Außenhülle und einer Innenstruktur vorzuschlagen, die wenigstens einen Sitz abgrenzen, der ein Kernbrennstabbündel aufnehmen und festhalten kann und dabei Seitenwände, angeordnet gemäß einer geraden prismatischen Fläche, und eine Endwand an jedem der longitudinalen Enden des Sitzes aufweist, und der eine Einheit zum Aufnehmen und Festhalten wenigstens eines Brennstabbündels umfasst, mit einem Traggestell für wenigstens ein Brennstabbündel, das wenigstens zwei Stützwände von zwei Seiten eines Brennstabbündels und wenigsten ein Element umfasst, das schwenkbar auf das Gestell montiert ist, zwischen einer offenen Stellung mit Zugang zum Sitz des Brennstabbündels, und einer geschlossenen Stellung, in der das Element einen Verschluss des Sitzes des Brennstabbündels sicherstellt. Dieser Transportbehälter ermöglicht, das oder die transportierte(n) Brennstabbündel wirksam zu schützen und das spaltbare Material einzuschließen, das sich in den Brennstabbündel enthält, um zu verhindern, dass sich dieses spaltbare Material im Falle einer Beschädigung oder Zerstörung der Brennstabbündel im Innern der Außenhülle dieses Behälters ausbreitet.
Zu diesem Zweck umfasst er außerdem zwei schwenkbare Endwände zum Festhalten der longitudinalen Endteile des Brennstabbündels und ist das oben genannte schwenkbare Element eine Tür, die mit den Endwänden und den Stützwänden des Gestells einen vollständigen Verschluss des Sitzes des Brennstabbündels und einen Schutz und eine Einschließung des Brennstabbündels sicherstellen, unabhängig von der Außenhülle.
Die interne Struktur bildet ein Aufnahmegehäuse für wenigstens ein Brennstabbündel, das geöffnet werden kann für einen freien Zugang zum Sitz des Brennstabbündels.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird in der Folge ein Transportbehälter für neue Kernbrennstabbündel für einen Druckwasserreaktor mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
Die Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Behälters in einer geschlossenen Transportkonfiguration.
Die Fig. 2 ist eine Endansicht, dem Pfeil 2 der Fig. 1 entsprechend.
Die Fig. 3A ist eine Teilansicht des Behälters, wobei die obere Schale der Außenhülle fehlt, um die Innenstruktur des Behälters zu zeigen.
Die Fig. 3B ist eine Draufsicht gemäß 3B der Fig. 3A des offenen Behälters.
Die Fig. 4 ist eine Endansicht gemäß 4-4 der Fig. 3A oder der Fig. 3B.
Die Fig. 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Innenstruktur des Transportbehälters der Brennstabbündel.
Die Fig. 6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der das Traggestell der Brennstabbündel bildenden Elemente der Innenstruktur des Behälters.
Die Fig. 7 ist eine Draufsicht des Traggestells der Brennstabbündel der Innenstruktur des Behälters.
Die Fig. 8 ist eine Querschnittansicht gemäß 8-8 der Fig. 7.
Die Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Seitentür der Innenstruktur des Transportbehälters der Brennstabbündel.
Die Fig. 10 ist eine Querschnittansicht der Seitentür in Höhe der Seitenhalteinrichtung eines Brennstabbündels.
Die Fig. 11 ist ein Endansichtaufriss mit Aufbruch, der eine Seitentür der Innenstruktur des Transportbehälters darstellt.
In den Fig. 1 und 2 sieht man einen Transportbehälter für neue Brennstabbündel eines Druckwasserreaktors, allgemein mit 1 bezeichnet.
Der Transportbehälter 1, der für den Transport von zwei Brennstabbündeln in horizontaler Lage konzipiert ist, umfasst eine Außenhülle 2, gebildet durch eine untere Schale 2a und eine obere Schale 2b, die beide von halbzylindrischer Form sind und gemäß einer Verbindungsebene der Hülle 2 miteinander verbunden sind, die durch die Längsachse der zylinderförmigen Hülle verläuft.
Jede der Schalen 2a und 2b ist aus Stahlblech und umfasst Verstärkungsrippen 3a bzw. 3b, im Wesentlichen halbkreisförmig und verteilt über die Länge der Halbschale.
Am unteren Teil der unteren Halbkugel 2a sind auch Profile 4 und 4' befestigt, die Tragfüße des Behälters bilden. Zudem ermöglichen verstellbare Stützelemente 5 und 5' mit Gewindestangen, fest mit einem longitudinalen Endteil des Behälters verbunden, die Neigung des auf einer Unterstützungsfläche ruhenden Behälters jeweils um die Längsachse und um eine Querachse herum einzustellen. Indem man die verstellbaren Füße 5 und 5' des Behälters benutzt, kann man den Behälter in eine vollkommen horizontale Lage auf seiner Transporttragvorrichtung bringen, das heißt in eine Lage, in der die Längsachse des Behälters vollkommen horizontal ist.
Die beiden Halbschalen 2a und 2b sind aneinander befestigt durch Umfangsgurte von rechteckiger Form, die einen oberen ebenen Abstützteil der unteren Halbschale 2a und einen ebenen unteren Abstützteil der oberen Halbschalte 2b des Behälters bilden.
In der Verschlussstelllung des Behälters, dargestellt in den Fig. 1 und 2, sind die Gurte der beiden Halbschalen 2a und 2b durch Schrauben und Muttern aneinander befestigt und bilden einen Verbindungsgurt 6.
Die Fig. 3A und 3B zeigen einen Teil des Behälters im offenen Zustand, das heißt die untere Halbschale ohne die obere Halbschale der Hülle des Behälters.
In den Fig. 3A und 3B sieht man die Innenstruktur des Behälters, allgemein mit 7 bezeichnet, die insbesondere eine Tragvorrichtung umfasst, die auf Querträgern 9 ruht, gebildet durch Stoßdämfungselemente, in der unteren Halbschale 2a der Außenhülle 2 des Behälters. Ein zweiter Teil der Innenstruktur des Behälters wird durch eine Einrichtung 10 gebildet, die zwei Brennstabbündel in horizontaler Lage Seite an Seite angeordnet, aufnimmt. Die Einrichtung 10, die auf der Tragvorrichtung 8 ruht, begrenzt zwei vollkommen verschlossene Sitze für zwei Brennstabbündel, wie weiter unten erläutert wird.
Die Tragvorrichtung 8 umfasst zwei Längsträger 8a, 8b, gebildet durch an den Querträgern 9 befestigte Winkelprofile und parallel angeordnet, mit einem Abstand, der der Breite der Bündelaufnehmeinrichtung 10 entspricht. An einem ihrer Enden umfasst die Tragvorrichtung eine schwenkbare Versteifungs- und Montageeinrichtung mit zwei parallelen Platten 11a und 11b und zwei Traversen, gebildet durch an den Längsträgern der Tragvorrichtung und an den Platten 11a und 11b befestigten Hohlprofilen.
Das schwenkbare Anbringen der Einrichtung 10 an der Tragvorrichtung, um eine horizontale Achse von transversaler Richtung, erfolgt mittels der schwenkbaren Versteifungs- und Monageeinrichtung der Platten 11a und 11b.
Zudem, wie weiter unten erläutert, wird zwischen den Platten 11a und 11b auch eine Brennstabbündel-Halteplatte angebracht.
In der Platte 3B sieht man zwischen dem longitudinalen Ende der Innenstruktur 7 und der Innenwand des Endes der Außenhülle 2 einen Dämpfer 43, um die Wirkung eines Stoßes auf die Brennstabbündel zu begrenzen, zum Beispiel die Wirkung eines Sturzes des Behälters. Der scheibenförmige Dämpfer 43, dessen Querschnitt dem Innenquerschnitt der Hülle des Behälters entspricht, wird durch eine Scheibe aus Balsaholz gebildet, umgeben von einer Hülle aus nichtoxidierendem Stahl. Selbstverständlich ist ein identischer Dämpfer am zweiten longitudinalen Ende des Behälters angeordnet, zwischen dem zweiten longitudinalen Ende der Innenstruktur und dem zweiten Ende der Außenhülle.
In der Fig. 4 sieht man, dass die Trag- und Aufnehmeinrichtung 10 der Brennstabbündel ein Gestell 12 mit einem T-förmigen Querschnitt und zwei Türen 14a und 14b umfasst, die schwenkbar an die Seiten des Gestells 12 montiert sind, wie weiter unten erläutert.
In der geschlossenen Stellung der Türen, wie dargestellt in der Fig. 4, begrenzt die Tür 14a mit dem rechten Teil des Gestells 12 einen Sitz 13a für ein Brennstabbündel, und die Tür 14b begrenzt mit dem linken Teil des Gestells 12 einen zweiten Sitz 13b. Die Sitze haben einen quadratischen Querschnitt, der die Abmessungen des Querschnitts eines Versteifungsgitters eines Brennstabbündels eines Druckwasserreaktors hat, dessen Transport der Behälter 1 sichert.
Um den Behälter zu beladen, kippt man die Einrichtung 10 in eine im Wesentlichen vertikale Stellung, um die an einem der Enden der Tragvorrichtung befindliche transversale Achse herum.
In seiner gekippten Stellung befindet sich die Brennstabbündelaufnehm- und -trageinrichtung 10 in einer vertikalen Lage. Die Türen 14a und 14b sind nach außen gekippt, um den Zugang zu den Sitzen 13a und 13b frei zu machen.
In jedem der Sitze 13a und 13b kann ein Brennstabbündel angeordnet werden, mit Hilfe eines Brennstabbündel-Hebezeugs, zum Beispiel einem Flaschenzug und einer Hebebrücke. Die Brennstabbündel können mit ihren unteren Ansätzen auf der Brennstoffbündel-Tragplatte ruhen, die zwischen den beiden Platten 11a und 11b der Tragvorrichtung 8 befestigt ist.
Man schließt die Türen der Bündelaufnehm- und -trageinrichtung 10 und kippt diese Einrichtung 10 in die horizontale Lage, wo sie dann auf der Trag Vorrichtung 10 ruht.
Nachdem die obere Halbschale wieder auf die untere Halbschale gesetzt worden ist und die beiden Halbschalen durch Schrauben und Muttern aneinander befestigt wurden, kann man die Handhabung und den Transport des Behälters durchführen, zum Beispiel indem man den Behälter mittels Hebelappen 15 und 15' anhebt, die an der oberen Halbschale der Außenhülle befestigt sind, wie in der Fig. 1 dargestellt.
In der Fig. 5 sind in auseinandergezogener perspektivischer Ansicht die Tragvorrichtung 8 und die verschiedenen Elemente dargestellt, die die Brennstabbündelaufnehm- und -trageinrichtung 10 bilden.
Das Gestell 12, das einen T-förmigen Querschnitt aufweist, hat eine Basis 12a von parallelepipedischer Form und eine zu der Basis 12a senkrechte Zwischenwand 12b zur Trennung der Sitze 13a und 13b, die der Aufnahme von zwei Brennstabbündel 16a und 16b dienen, deren Versteifungsgitter 17a und 17b sowie die unteren Ansätze 18a und 18b und die oberen Ansätze 18'a und 18'b dargestellt sind.
Die Sitze 13a und 13b der Brennstabbündel 16a und 16b sind an einem der Enden des Gestells 12 begrenzt durch eine Stützplatte 20, schwenkbar zwischen den Platten 11a und 11b der Tragvorrichtung 8, und eine zweite Endplatte 21, schwenkbar befestigt am zweiten Ende des Gestells 12, um eine transversale Schwenkachse herum. Die Brennstabbündel stützen sich mit ihren obern Ansätzen 18'a und 18'b auf der Platte 20 ab. Die transversale Halteplatte 21 umfasst verstellbare Anschläge 22 zur Abstützung auf den unteren Ansätzen 18a und 18b der Brennstabbündel. Die Platte 21 könnte auch verstellbare Halteeinrichtungen der Brennstabbündel in der Längsrichtung umfassen.
Wenn die Endplatten 20 und 21 heruntergeklappt werden in ihre Verschlussstellung, werden die Brennstabbündel in der Längsrichtung festgehalten, indem sie eingeklemmt sind zwischen der Stützeinrichtung 22 und der Platte 20.
Die schwenkbaren Seitentüren 14a und 14b der Trag- und Halteeinrichtung 10 der Brennstabbündel 16a und 16b haben die Form eines umgekehrten L und umfassen an ihrem unteren Rands, am Ende eines der Zweige des L, scharnierförmige Gelenkstücke 23 längs der Türen 14a und 14b.
An einem entgegengesetzten zweiten Rand, am Ende des zweiten Zweigs des L, umfasst jede der Türen 14a und 14b Befestigungsösen 24, die einen von einem Loch durchbohrten Teil aufweisen, der etwas nach außen vorsteht in Bezug auf den Rand der Tür.
Die scharnierförmigen Gelenkstücke 23 weisen alle Löcher auf, die gemäß einer zum Rand der Tür parallelen Richtung fluchten und die alle auf einer Gelenkachse 25 sitzen, die an einem Seitenrand der Basis 12a des Brennstabbündel-Gestells 12 vorstehen. Ebenso fluchten die Löcher der vorstehenden Teile der Ösen 24, die in einer zum zweiten Rand der Türen parallelen Richtung angeordnet sind.
Die Mittelwand 12b des Gestells 12 umfasst an ihrem oberen Rand Führungsstücke 26 und 26' mit Löchern, die alle entsprechend einer Richtung fluchten, die parallel ist zum oberen Rand der Mittelwand 12b des Gestells 12.
Wenn die Türen, die durch Scharniere 23 schwenkbar auf die Gelenkachsen 25 montiert sind, heruntergeklappt werden in die Verschlussstellung, werden die zweiten Ränder der Türen 14a und 14b, nach denen die Ösen 24 ausgerichtet sind, auf den oberen Rand der Mittelwand 12b des Gestells 12 heruntergeklappt, wobei jede Öse 24 sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Führungsstücken 26 und 26' positioniert, die auf dem oberen Rand der Mittelwand 12b des Gestells 12 befestigt sind. Die Türen 14a du 14b können in der geschlossenen Stellung verriegelt werden, indem in die fluchtenden Löcher der Stücke 26 und 26' und der Ösen eine Stange eingeführt wird.
Außerdem umfassen die Türen 14a und 14b jeweils Vorsprünge 27a und 27'a und 27b und 27'b an ihren longitudinalen Enden, die in der Längsrichtung nach außen vorstehen.
Die Endplatten 20 und 21 des Gestells 12 umfassen jede an ihren oberen und seitlichen Rändern Aussparungen 28 und 28' zur Aufnahme von jeweils einem der Vorsprünge 27a oder 27b oder einem der Vorsprünge 27'a und 27'b in der geschlossenen Stellung der Türen, nachdem die Endwände 20 und 21 heruntergeklappt worden sind.
Die Wände 20 und 21 werden außerdem gegenüber jedem der Ansätze der Brennstabbündel von Öffnungen durchquert, in deren Transportstellung im Innern der Sitze 13a und 13b.
Jeder der Sitze 13a und 13b eines Brennstabbündels, der an zwei Seiten durch zwei zueinander senkrechten Flächen des Gestells 12, an seinen entgegengesetzten Seiten durch zwei senkrechte interne Flächen einer Tür 14a oder 14b und seinen Enden durch die Platten 20 und 21 begrenzt ist, ist total abgeschlossen und sichert eine wirksame Einschließung eines Brennstabbündels. Im Falle eines Stoßes, dem der Behälter ausgesetzt ist und der eine teilweise Zerstörung des Brennstabbündels zur Folge hat, können Bruchstücke des Brennstabbündels, zum Beispiel Bruchstücke des Brennelements oder der Brennstofftablette nicht aus dem Sitz des Brennstabs gelangen und sich in dem Behälter ausbreiten.
Die Türen 14a und 14b und die Endwände 20 und 21, die schwenkbar montiert sind, bilden ein Gehäuse mit zwei Sitzen für Brennstabbündel, das geöffnet werden kann, um einen Zugang zu den Sitzen der Brennstabbündel freizumachen.
Zudem, wie weiter unten erläutert wird, bilden die Basis 12a und die Mittelwände der Türen 14a und 14b eine Doppelwand, in deren Dicke ein neutophages Harz untergebracht wird, das heißt ein synthetisches Harz mit, als Zusatz, einem stark neutronenabsorbierenden Element.
In der Fig. 6 sind in auseinandergezogener perspektivischer Ansicht die das Traggestell 12 bildenden Elemente der Brennstabbündelaufnehm- und -trageinrichtung dargestellt.
Das Gestell 12 umfasst eine Basisplatte 30, verstärkt durch festgeschweißte Rippen 29 und transversale Profile 31, an deren Enden Gelenkachsen 25 der Türen 14a und 14b befestigt sind und Lappen 32 zur Befestigung des Gestells 12 an den Seiten der Tragvorrichtung 8 mittels Schrauben und Muttern (Fig. 7 und 8).
Beiderseits jedes der Profile 31 über der Platte 29, in ihrem Mittelteil, sind zu der Platte 29 senkrechte Säulen 33 befestigt. Am Oberteil der Säulen 33 sind Führungselemente 26' der Verriegelungseinrichtungen der Türen der Brennstabbündelaufnehm- und - trageinrichtung befestigt.
Das zweite Hauptelement des Gestells 12 ist ein Profilelement aus gebogenem Blech 34 mit zwei L-förmig gebogenen Blechelementen, verlängert nach unten durch zwei Ränder und an ihrem oberen Ende verbunden durch gebogene und/oder angesetzte Elemente, die die Führungselemente 26 des oberen Rands der Mittelwand 12b des Gestells 12 bilden.
An den nach unten gebogenen Seitenrändern des Blechprofilelements 34 sind Durchgänge für die Gelenkachsen der Türen und die Befestigungslappen des Gestells an der Trag Vorrichtung vorgesehen, die am Ende der Verstärkungsprofile 31 befestigt sind.
Am Ende der Platte 29 sind zwei zwei T-förmige Versteifungsstücke 35a und 35b befestigt.
Das Gestell 12 wird durch den Zusammenbau des Elements 34 aus gebogenem Blech realisiert und die Basisplatte 29 umfasst Verstärkungselemente und die Säulen 33.
Die Versteifungsstücke 35a und 35b der Basisplatte 30 werden in das Innenprofil des Elements 34 aus gebogenem Blech eingeführt. Ebenso werden die sechs Säulen 33 in den vertikalen Teil des Innenprofils des Elements 34 aus gebogenem Blech eingeführt, zwischen den beiden vertikalen Zeigen der beiden L-förmigen Seitenbleche.
Die Führungsstücke 26', befestigt am Ende der Säulen, fügen sich ein zwischen die aufeinanderfolgenden Führungsteile 26 und verbinden die beiden L-förmig gebogenen Bleche in Form des Profilelements 34 mit T-förmigem Querschnitt.
In der Zusammenbaustellung des Gestells 12 ruhen die horizontalen Teile der L- förmig gebogenen Teile auf den Versteifungsstücken 35 und auf den Profilen 31, so dass zwischen den horizontalen Teilen des Blechelements 34 und der Basisplatte 29 ein Hohlraum vorhanden ist.
Wie in der Fig. 8 zu sehen, wird dieser Hohlraum 36 mit einem neutrophagen Harz gefüllt. Das Harz ist ein dichtes Harz, dessen Dichte 1,5 bis 2 beträgt.
Ebenso wird zwischen den vertikalen Teilen des Blechelements 24 ein Hohlraum 37 mit einem neutrophagen Harz von hoher Dichte gefüllt. Das Harz und die Versteifungselemente sichern die mechanische Widerstandsfähigkeit des Gestells 12.
Durch den Zusammenbau der Platte 30, ihrer Verstärkungselemente und den Säulen 33 mit dem Element aus gebogenem Blech 34 erhält man ein steifes, doppelwandiges Gestell 12. Durch da Auffüllen der Hohlräume 36 und 37 der Doppelwand mit neutrophagem Harz, erhält man ein Gestell, dessen Basisplatte 12a und die Trennungsmittelwand 12b Neutronenflüsse absorbieren können, die durch Brennstabbündel erzeugt werden, die in den Sitzen 13a und 13b des Gestells 12 untergebracht sind.
In der Fig. 9 ist die rechte Tür 14a der Brennstabbündelaufnehm- und -trageinrichtung dargestellt.
Die Tür 14a (ebenso wie die zweite Tür 14b) wird durch L-förmig gebogene Bleche gebildet, die an den Enden der Zweige des L durch Verlängerungen von einem der Zweige, die Gelenkstücke 23 und die Verriegelungsösen 24 miteinander verbunden sind.
Zudem sind zwischen den beiden die L-förmige Tür bildenden Blechen Versteifungen 38 angeordnet, mit einem bestimmten Abstand voneinander, verteilt über die Länge der Tür 14a.
Jede der Versteifungen 38 umfasst, wie in der Fig. 10 zu sehen, zwei L-förmige Platten, voneinander beabstandet in der Längsrichtung der Tür und an ihren Enden jeweils an einem Gelenkstück 25 und an einer Verriegelungsöse 24 befestigt.
In Höhe jeder der Versteifungen 38, zwischen den beiden L-förmigen Platten, die die Versteifung bilden, ist an jedem der Zweige des L eine Flansch- oder Klemmeinrichtung des Brennstabbündels befestigt, das in dem durch die Tür begrenzten Sitz angeordnet ist, die den Halt des Brennstabbündels in einer transversalen Richtung sichert.
Wie in der Fig. 10 zu sehen ist, umfasst jede der Flansch- oder Klemmeinrichtungen 39 einen Bügel 40, der von der Außenseite der Tür aus durch eine Schraube 41 betätigt werden kann, so dass er sich in einer zum dem Zweig des L der Tür senkrechten Richtung verschiebt, in der die Klemmeinrichtung 39 angebracht ist.
In Höhe von jeder der Versteifungen 38 umfasst die Tür 14a zwei Klemmeinrichtungen 39, die dazu bestimmt sind, mit zwei Außenseiten eines Versteifungsgitters eines in dem durch die Tür 14a abgegrenzten Sitz befindlichen Brennstabbündels zusammenzuwirken. Auf diese Weise klemmt man das Brennstabbündel in seinem Sitz fest, auf zwei zueinander senkrechten Seiten.
In der Fig. 11 ist ein longitudinales Ende der Tür 14a dargestellt, das durch eine L- förmige Platte 41 verschlossen wird, auf der nach außen vorstehende Vorsprünge 27a zur Befestigung der Tür 14a an der Endwand 21 befestigt sind. Wie man in dem aufgebrochenen Teil der Fig. 11 sieht, steckt eine Blockierstange 42 gleitend in fluchtenden Löchern der oberen horizontalen Wand der Tür 14a und der Vorsprünge 27a. Zudem kann man die Stange 42 von Außenseite der Tür 14a betätigen.
Wenn die Tür 14a in Verschlussstellung ist und die Endplatte 20 (oder 21) in die Verschlussstellung der longitudinalen Enden der Sitze der Brennstabbündelaufnehm- und -trageinrichtung heruntergeklappt ist, kann die Stange 42 in fluchtende Löcher eingeführt werden, die die Außenteile der Platte 20 (oder 21) durchqueren, zwischen den Aussparungen, in der transversalen Richtung, und in die Löcher der Vorsprünge 27a, die mit den Löchern der Platten 20 (oder 21) fluchten.
Auf diese Weise realisiert man eine Verriegelung der Endverschlussplatten 20 und 21 in den Endteilen der Tür 14a.
Selbstverständlich kann eine identische Verriegelung an jedem der Enden der Tür 14a mit den Vorsprüngen 27a und 27'a realisiert werden.
Die gleiche Verriegelungsstange 42 kann die Verrieglung der zweiten Tür 14b sichern, durch Einführung in Löcher der Platte 20 (oder 21) und Vorsprüngen 27b (oder 27'b). Der Hohlraum zwischen den beiden L-förmigen Wandelementen der Türen 14a und 14b wird durch ein neutrophages Harz gefüllt, so dass ein eventueller, von einem Brennstabbündel stammender Neutronenfluss absorbiert wird und nicht auf die Außenseite der Brennstabbündelaufnehm- und -trageinrichtung gelangen kann. Das Harz ist von hoher Dichte (Dichte 1,5 bis 2) und die Versteifungen sichern die mechanische Widerstandsfähigkeit der Türen.
Die Innenstruktur des erfindungsgemäßen Behälters grenzt zwei Sitze für zwei Brennstoffbündel ab, die vollkommen verschlossen sind und in deren Innern die Brennstoffbündel seitlich und in axialer oder longitudinaler Richtung festgehalten werden. Da die Sitze vollkommen verschlossen sind, können im Falle eines Stoßes, der eine partielle Zerstörung eines Brennstabbündels zur Folge hat, Bruchstücke des Brennstabbündels die die Einschließung des Brennstabbündels sichernde Innenstruktur nicht verlassen. Die Bruchstücke des Brennstabbündels können sich also nicht in der Außenhülle des Behälters ausbreiten.
Zudem sind die Brennstabbündel in der Innenstruktur des Behälters durch eine neutrophage Wand voneinander getrennt.
Die durch die Innenstruktur abgegrenzten Sitze der Brennstabbündels umfassen auch eine neutrophage Wand, die die Sitze nach außen verschließt, das heißt gegen die Innenfläche der Außenhülle des Behälters.
Man erhält also zugleich einen besseren mechanischen Schutz der Brennstabbündel während ihres Transports im Innern des Behälters und eine Reduzierung des Risikos, beim Sammeltransport von Brennstoffbündeln die Kritizität zu erreichen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebene Ausführungsart.
So kann die Innenstruktur des Behälters zum Beispiel eine andere Form als die oben beschriebene aufweisen und andere Elemente als ein T-förmiges Gestell und schwenkbare Türen umfassen. Die Form der Sitze der Innenstruktur des Behälters hängt ab von der Form der Brennstabbündel, die man transportiert. Auf alle Fälle umfasst die Innenstruktur miteinander zusammengebaute Wände, die wenigstens einen vollkommen verschlossenen Sitz zum Aufnehmen und Festhalten eines Brennstabbündels abgrenzen.
Die Erfindung dient dem Transport aller Kernbrennstabbündel mit gerader prismatischer Form. Der erfindungsgemäße Behälter kann nicht nur für den Transport neuer Brennstabbündeln benutzt werden, sondern auch für den Transport verbrauchter Brennstabbündel mit einer schwachen Radioaktivität.

Claims

1. Transportbehälter für Kernbrennstabbündel von gerader prismatischer Form, eine Außenhülle (2) und eine Innenstruktur (7) umfassend, die wenigstens einen Sitz (13a, 13b) abgrenzen, der ein Kernbrennstabbündel (16a, 16b) aufnehmen und festhalten kann und dabei Seitenwände, angeordnet gemäß einer geraden prismatischen Fläche, und eine Endwand an jedem der longitudinalen Enden des Sitzes (13a, 13b) aufweist, und der eine Einheit (10) zum Aufnehmen und Festhalten wenigstens eines Brennstabbündels (16a, 16b) umfasst, mit einem Traggestell (12) wenigstens eines Brennstabbündels, das wenigstens zwei Stützwände (12a, 12b) von zwei Seiten eines Brennstabbündels (16a, 16b) und wenigsten ein Element (14a, 14b) umfasst, das schwenkbar auf das Gestell (12) montiert ist, zwischen einer offenen Stellung mit Zugang zum Sitz des Brennstabbündels, und einer geschlossenen Stellung, in der das Element (14a, 14b) einen Verschluss des Sitzes (13a, 13b) des Brennstabbündels sicherstellt,

dadurch gekennzeichnet,

dass er zudem zwei schwenkbare Endwände (20, 21) zum Festhalten der longitudinalen Endteile des Brennstabbündels (16a, 16b) umfasst, und dass das Element (14a, 14b) eine Tür ist, die mit den Endwänden (20, 21) und den Stützwänden (12a, 12b) des Gestells (12) einen vollständigen Verschluss des Sitzes (13a, 13b) des Brennstabbündels (16a, 16b) und einen Schutz und eine Einschließung des Brennstabbündels sicherstellen, unabhängig von der Außenhülle (2).

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (12) ein Traggestell für zwei Brennstabbündel (16a, 16b) ist, das einen T-förmigen Querschnitt, eine den beiden Sitzen (13a, 13b) der beiden Brennstabbündel (16a, 16b) gemeinsame Tragbasis (12a) und eine Trennwand (12b) zwischen den Sitzen (13a, 13b) der Brennstabbündel (16a, 16b) hat, und dass die interne Struktur (7) des Behälters zwei Türen (14a, 14b) mit einem L- förmigen Querschnitt umfasst, jede an einem Längsrand der Basisplatte (12a) des Gestells (12) angelenkt, entsprechend einer Längsrichtung des Gestells (12), mittels eines ersten Rands der Tür.

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Türen (14a, 14b) an ihren longitudinalen Enden Vorsprünge (27a, 27'a, 27b, 27'b) in der longitudinalen Richtung umfassen und dass die Verschlussplatten (20, 21) der longitudinalen Enden der Sitze (13a, 13b) der Brennstabbündel (16a, 16b) an ihrem Außenrand Aussparungen (28) aufweisen, in die die Vorsprünge (27a, 27'a, 27b, 27'b) der Türen (14a, 14b) in der Verschlussstellung der Türen (14a, 14b) und der Endplatten (20, 21) eingreifen.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Türen (14a, 14b) einen zweiten Rand umfassen, der in ihrer Verschlussstellung auf einen Endrand der Trennmittelwand (12b) des Gestells (12) heruntergeklappt ist, und der Endrand des Mittelteils (12b) des Gestells (12) Verriegelungsteile (24, 26, 26') umfasst, die Öffnungen aufweisen, ausgerichtet in der Längsrichtung des Innenteils des Behälters, um eine Verriegelungsstange in die Verriegelungsteile (24, 26, 26') einführen zu können, die fluchtende Öffnungen haben.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (12a, 12b, 14a, 14b) der internen Struktur des Behälters um die Seitenwände von wenigstens einem Sitz (13a, 13b) für ein Brennstabbündel (16a, 16b) herum Doppelwände sind, gebildet durch Bleche und Versteifungen mit einem zentralen Raum, gefüllt mit einem neutrophagen Harz, so dass die Versteifungen und das neutrophage Harz von hoher Dichte die mechanische Festigkeit der Wände sicherstellen.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verschlusswände (20, 21) der Endseiten des Sitzes (13a, 13b) eines Brennstabbündels verstellbare Halteeinrichtungen (22) umfassen, die das Brennstabbündel (16a, 16b) in der Längsrichtung des Behälters festhalten.

7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Verschlusswände (14a, 14b) des Sitzes (13a, 13b) des Brennstabbündels (16a, 16b) Einrichtungen (40, 41) zum Festhalten des Brennstabbündels in Querrichtungen umfasst, die gebildet werden durch Platten bzw. Bügel (40), die in Querrichtungen des Brennstabbündels beweglich sind und die von der Außenseite des Behälters (1) aus so manövrierbar sind, dass sie sich auf Versteifungsgitterflächen (17a, 17b) des Brennstabbündels (16a, 16b) abstützen.

8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem zwischen jedem der longitudinalen Enden der internen Struktur (7) und jedem der longitudinalen Enden der Außenhülle eine Dämpfungseinrichtung (43) umfasst, gebildet durch eine Balsaholzscheibe, überzogen mit einem Blech aus nichtoxidierendem Stahl.