JP2854049B2

JP2854049B2 - Final storage containers for heat-radiating highly radioactive waste.

Info

Publication number: JP2854049B2
Application number: JP1321572A
Authority: JP
Inventors: ヴエルナー・シユヴアルツコプフ
Original assignee: FUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Current assignee: FUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: FR2640800B1; BE1005006A3; FR2640800A1; GB8928087D0; DE3842353C1; GB2226689A; GB2226689B; JPH02195299A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、熱放射する高放射性廃棄物、例えばガラス
化されて鋳型内に充填された放射性核分裂生成物又は再
処理による残分のための最終貯蔵容器であつて、ホツト
アイソスタテイツクプレス（HIP）によつて閉鎖かつ密
閉されるのに適しており、廃棄物を収容する金属製の内
側容器と、この内側容器を取囲む金属製で厚壁の外側容
器と、有利には金属製の充填部材とから形成されおり、
イ）厚壁の外側容器が鉢状の基体から形成されており、
蓋がこの基体上に載置されてこの基本内に差込まれてお
り、ロ）外側容器の内室内へ突入するつばが上記蓋に設
けられている形式のものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a highly radioactive waste which emits heat, such as radioactive fission products which are vitrified and filled into molds or residues for reprocessing. A final storage container suitable for being closed and sealed by a hot isostatic press (HIP), comprising a metal inner container for holding waste and a metal surrounding the inner container. Formed from a thick-walled outer container, and preferably a metal filling element,
B) the thick-walled outer container is formed from a pot-shaped substrate,
A lid is mounted on the substrate and inserted into the base, and b) a type in which the collar is provided on the lid to protrude into the inner chamber of the outer container.

[Conventional technology]

放射性廃棄物もしくはセラミツク成形体を金属製材料
によつてあらゆる側で密にかつ中空室のないように取囲
むと共に、気孔率を減少させるために上記材料を密閉す
ることを本発明は目的としている。この目的のために、
比較的厚壁で中実の銅製容器を使用することが公知であ
る。使用済み核燃料棒がこの銅製容器内に受容されねば
ならないが、この場合、核燃料棒のまわり及び銅製容器
内に形成された中空室に、銅粉末が充填されている。つ
ばを有する蓋が銅製容器上に載置され、銅製容器が厚壁
の容器内にはめ込まれる。その後、この容器設備はホツ
トアイソスタテイツクプレス（HIP）され、著しい高圧
により生じる焼結によつて、蓋が厚壁の容器に結合され
る。It is an object of the present invention to surround radioactive waste or ceramic moldings on all sides with a metallic material in a tight and void-free manner and to seal said material in order to reduce porosity. . For this purpose,
It is known to use relatively thick, solid copper containers. Spent nuclear fuel rods must be received in the copper container, in which case the hollow spaces formed around the nuclear fuel rods and in the copper container are filled with copper powder. A lid with a brim is placed on the copper container and the copper container is fitted into the thick-walled container. Thereafter, the vessel arrangement is hot isostatically pressed (HIP) and the lid is bonded to the thick wall vessel by sintering caused by extremely high pressure.

しかし上記公知の容器設備では、蓋が密閉過程時に大
きくへこんでしまい、裂開することがある。というの
も、絶えず存在している中空室が蓋を大きく変形させる
からである。However, in the above-mentioned known container equipment, the lid may be greatly dented during the sealing process, and may rupture. This is because the cavities that are constantly present significantly deform the lid.

[Problems to be solved by the invention]

本発明の課題は、上記欠点を排除すると共に、HIP法
によつて高圧を加えられたさいにも破損されることがな
いか、もしくは密閉されたままでいるような最終貯蔵容
器を提供することにある。It is an object of the present invention to eliminate the above disadvantages and to provide a final storage container which is not damaged or remains sealed under high pressure by the HIP method. is there.

〔課題を解決するための手段〕上記課題は、本発明によればはじめに述べた形式の最
終貯蔵容器において、ハ）つばが、内側容器の上面と外
側容器の上面との差よりも長くなつており、ニ）折畳み
ベローズが蓋の外側縁部に気密に固定されており、かつ
つばを少なくとも部分的に被覆もしくは閉鎖しており、
ホ）折畳みベローズの、外側容器に向いた端部が、例え
ばリングを介して厚壁の基体に気密に溶接されており、
ヘ）折畳みベローズが金属製の材料から形成されてお
り、かつ半径方向に大きな強度を有していながらも軸方
向に容易に変形可能であり、ト）折畳みベローズの内室
が、もしくは蓋又はつばと基体との間のギヤツプを介し
てこの内室と連通した、外側容器の内室が、管によつて
排気されることによつて解決されている。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, there is provided a final storage container of the type described first, wherein the collar is longer than the difference between the upper surface of the inner container and the upper surface of the outer container. D) the folding bellows is air-tightly fixed to the outer edge of the lid, and at least partially covers or closes the wrapper;
E) the end of the folding bellows facing the outer container is hermetically welded to the thick-walled base via, for example, a ring;
F) the folding bellows is formed of a metal material and has a large strength in the radial direction, but is easily deformable in the axial direction; and g) the inner chamber of the folding bellows or a lid or a collar. The problem is solved by evacuating the inner chamber of the outer container, which communicates with the inner chamber via a gap between the inner casing and the base, by a pipe.

本発明による容器のさらに有利な構成は、請求項２以
下に記載した通りである。Further advantageous configurations of the container according to the invention are as described in claim 2 and the following.

[Action and effect]

本発明による容器の蓋の構成によれば、蓋が比較的大
きく変形するにもかかわらず、容器の気密性は確実に保
持される。というのも、折畳みベローズが比較的大きく
変形することができるからである。本発明によれば特に
有利には、容器内部の中空室が減少せしめられる。しか
し、蓋の変形時に補償されねばならないある程度の中空
室は絶えず残存する。この残留中空室内に含まれた空気
を排出するために真空管が設けられており、この真空管
によつて、容器内室が予め排気される。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the structure of the lid of the container by this invention, the airtightness of a container is reliably hold | maintained although a lid deform | transforms relatively large. This is because the folding bellows can be deformed relatively large. According to the invention, it is particularly advantageous that the hollow space inside the container is reduced. However, some cavities, which have to be compensated for when the lid is deformed, remain constantly. A vacuum tube is provided for exhausting the air contained in the remaining hollow chamber, and the inside of the container is evacuated in advance by the vacuum tube.

〔Example〕

次に図示の実施例につき本発明を説明する。 The invention will now be described with reference to the illustrated embodiment.

第１図〜第３図に示された容器設備は以下に述べる作
業工程に従つて密閉される。The container equipment shown in FIGS. 1 to 3 is sealed according to the working steps described below.

1. 例えばクロムニツケル鋼から成る鋳型１内に、高温
セル内の廃棄物２、例えばガラス化された高放射性核分
裂生成物を充填する。1. Fill a mold 1 made of, for example, chrome nickel steel, with waste 2 in a hot cell, for example, vitrified highly radioactive fission products.

2. その場で上記鋳型１上に、溶接装置によつて鋳型蓋
３を溶接する。2. The mold cover 3 is welded on the mold 1 by a welding device.

3. 詳しくは図示されていない排気管によつて、鋳型１
を約10^-2〜10^-6mbar/秒の割合で排気し、この排気管を
閉鎖する。3. By using an exhaust pipe not shown in detail, the mold 1
The air is evacuated at a rate of about 10 ^-2 to 10 ^-6 mbar / sec, and the exhaust pipe is closed.

4. 閉鎖された排気管を備えた鋳型１を除染し、除染浴
から取出して（Ausschleusen）、パツケージングセル
（Verpackungszelle）内へ案内する。4. The mold 1 with the closed exhaust pipe is decontaminated, removed from the decontamination bath (Ausschleusen) and guided into a packaging cell (Verpackungszelle).

5. 第１図に示された、厚壁（DA:DI≧1.28）の構造用
鋼から成る外側容器４内へ鋳型１を差込む。5. Insert the mold 1 into the outer container 4 shown in FIG. 1 and made of thick-walled (DA: DI ≧ 1.28) structural steel.

6. 構造用鋼から成る厚壁の蓋５を外側容器４上に載置
し、以下に述べる形式で耐密溶接によつて外側容器４に
溶接する。6. A thick-wall lid 5 made of structural steel is placed on the outer container 4 and welded to the outer container 4 by tight-tight welding in the manner described below.

7. 排気管６によつて蓋５及び外側容器４の内室を排気
する。7. The inside of the lid 5 and the outer container 4 is exhausted by the exhaust pipe 6.

8. 鋳型１が差込まれて蓋５が溶接された外側容器４
を、ホツトアイソスタテイツクプレスを行う装置（HIP
装置）内へ案内し、この装置内で加熱する。8. Outer container 4 with mold 1 inserted and lid 5 welded
For hot isostatic pressing (HIP
) And heated in this device.

9. 第３図に示されたように外側容器４をHIP装置内に
１時間保持しながら、HIP装置によつて約850゜〜1000℃
の温度で加熱すると共に約100MPaの外圧19にさらすと、
容器設備の状態は以下のような経過をたどる： − 外側容器４及び蓋５を成す鋼が焼きならされ、 − 厚壁の蓋５と排気管６における排気孔とが拡散接合
され、 − 上記鋼の鋳巣が良好に接合され、 − 排気されかつ補償部材もしくは充填材によつて減少
せしめられた中空室が消滅させられる。9. While holding the outer container 4 in the HIP device for one hour as shown in FIG.
When heated at a temperature of and exposed to an external pressure 19 of about 100 MPa,
The conditions of the container installation follow the following course:-the steel forming the outer container 4 and the lid 5 is normalized;-the thick-walled lid 5 and the exhaust holes in the exhaust pipe 6 are diffusion bonded; The cavities are well bonded and the evacuated cavities reduced by the compensating element or filler are eliminated.

10. 容器設備をHIP装置から取出してさらに使用する。10. Remove the container equipment from the HIP device for further use.

第１図によれば厚壁の外側容器４は、厚壁で円筒状の
外側部分７、底部８及び蓋５から形成されている。外側
容器４内部の中空室を減少するために、底部８の内面
は、内側容器−図示の実施例では例えば鋳型１−に適合
した輪郭部９を有している。鋳型蓋３に適合した内面20
を有するつば10と、蓋５から突出する上方の縁部11とが
蓋５に設けられている。つば10は、外側容器４内への蓋
５の押込み量を予め規定するために、わずかに円錐状に
形成されていてもよい。つば10の長さは、外側容器４の
上面12と内側容器もしくは鋳型蓋３によつて閉鎖された
鋳型１の上面13との差よりも大きくなければならない。According to FIG. 1, a thick-walled outer container 4 is formed of a thick-walled cylindrical outer part 7, a bottom 8 and a lid 5. In order to reduce the hollow space inside the outer container 4, the inner surface of the bottom 8 has a contour 9 adapted to the inner container—in the embodiment shown, for example, the mold 1. Inner surface 20 suitable for mold lid 3
The lid 10 is provided with a collar 10 having an upper edge 11 and an upper edge 11 protruding from the lid 5. The collar 10 may be formed in a slightly conical shape in order to predetermine the amount of pushing of the lid 5 into the outer container 4. The length of the collar 10 must be greater than the difference between the upper surface 12 of the outer container 4 and the upper surface 13 of the mold 1 closed by the inner container or mold lid 3.

密閉ダイヤフラムとして形成された金属製の折畳みベ
ローズ14が、つば10上にかぶせはめられている。折畳み
ベローズ14の一端部は縁部11に気密に溶接されている。
折畳みベローズ14の他端部は上面12に密に溶接されたリ
ング15に気密に溶接されていてもよいが、上面12に直接
に溶接されていてもよい。長手方向弾性的な構成部材が
折畳みベローズ14によつて形成されており、この構成部
材は、半径方向に大きな強度を有していながらも軸方向
もしくは長手方向に容易に変形することができる。この
場合、折畳みベローズ14が充分に変形させられると、外
側容器４内の中空室を減少させるために各ベローは、互
いに密に圧縮されて折り重ねられた状態となる。A metal folding bellows 14 formed as a closed diaphragm is fitted over the collar 10. One end of the folding bellows 14 is hermetically welded to the edge 11.
The other end of the folding bellows 14 may be hermetically welded to a ring 15 that is tightly welded to the upper surface 12, or may be directly welded to the upper surface 12. A longitudinally elastic component is formed by the folding bellows 14, which has a high radial strength but can be easily deformed in the axial or longitudinal direction. In this case, when the folding bellows 14 is sufficiently deformed, the bellows are densely compressed with each other and folded to reduce the hollow space in the outer container 4.

蓋５が外側容器４に溶接された状態において、つば10
は最適には鋳型１もしくは鋳型蓋３の上面13にほぼ当接
するまで外側部分７の内室内へわずかに突入する（第３
図）。With the lid 5 welded to the outer container 4, the collar 10
Optimally slightly penetrates into the inner chamber of the outer part 7 until it substantially abuts the upper surface 13 of the mold 1 or the mold lid 3 (third case).
Figure).

通常は、鋳型１はアンダカツトされた係合頭部16を有
しており、係合頭部16の後方に中空室17が形成されてい
る。横方向に分割された金属製の充填部材18が中空室17
内へはめ込まれており、充填部材18の形状は中空室17の
形状に適合している。充填部材18は係合頭部16のアンダ
カツト部に係合するために、横方向に分割されている。Normally, the mold 1 has an undercut engagement head 16, and a hollow space 17 is formed behind the engagement head 16. The metal filling member 18 divided in the horizontal direction is
The shape of the filling member 18 is adapted to the shape of the hollow chamber 17. The filling member 18 is laterally divided for engaging the undercut of the engaging head 16.

第３図では、鋳型１を受容して密に密閉された、特別
な蓋の構成を有する外側容器４が、上述した第９番目の
HIP段階にある。In FIG. 3, the outer container 4 having a special lid structure, which receives the mold 1 and is tightly closed, is the ninth embodiment described above.
You are in the HIP stage.

この場合、容器設備は以下に述べるように２段階で圧
縮変形される：第１段階では、作用を及ぼされることのない、外側容
器４内でほぼ５〜10％を占めている中空室が圧縮され
る。即ち、つば10を有する蓋５が外側容器４上に取付け
られると、折畳みベローズ14が変形させられる。第２段
階では、容器全体が圧縮される。即ち、幾可学的に最適
に適合した状態では、蓋５の表面が外側部分７の上面12
を密閉する。次いで折畳みベローズ14が変形させられ、
個個のベローが互いに密に圧縮されて折り重ねられる。
即ち、圧縮変形された外側容器４と折畳みベローズ14と
によつて、これらが圧縮変形される前のように密閉され
たコンパクトなユニツトが形成される。In this case, the container arrangement is compressed and deformed in two stages as described below: In the first stage, the hollow chambers, which are not affected and occupy approximately 5 to 10% in the outer container 4, are compressed. Is done. That is, when the lid 5 having the collar 10 is mounted on the outer container 4, the folding bellows 14 is deformed. In the second stage, the entire container is compressed. That is, in a state that is optimally fitted in terms of geometry, the surface of the lid 5 is
Seal. Then the folding bellows 14 is deformed,
The individual bellows are compacted and folded together.
That is, the compressed and deformed outer container 4 and the folding bellows 14 form a compact unit which is hermetically closed as before the compression and deformation of the outer container 4 and the folding bellows 14.

[Brief description of the drawings]

図面は本発明による最終貯蔵容器の１実施例を示すもの
で、第１図は厚壁の外側容器の部分断面図、第２図は外側容
器内に受容される内側容器の分解図及び部分断面図、第
３図はホツトアイソスタテイツクプレスされ始めた内側
容器及び外側容器の部分断面図である。１……鋳型、２……放射性廃棄物、３……鋳型蓋、４…
…外側容器、５……蓋、６……排気管、７……外側部
分、８……底部、９……輪郭部、10……つば、11……縁
部、12,13……上面、14……折畳みベローズ、15……リ
ング、16……係合頭部、17……中空室、18……充填部
材、19……外圧を示す矢印、20……内面The drawings show an embodiment of the final storage container according to the present invention, wherein FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a thick-walled outer container, and FIG. 2 is an exploded view and a partial cross-sectional view of an inner container received in the outer container. FIG. 3 is a partial sectional view of the inner container and the outer container which have begun to be hot isostatically pressed. 1 ... mold, 2 ... radioactive waste, 3 ... mold lid, 4 ...
... outer container, 5 ... lid, 6 ... exhaust pipe, 7 ... outer part, 8 ... bottom part, 9 ... outline part, 10 ... brim, 11 ... edge part, 12, 13 ... top surface, 14 ... folding bellows, 15 ... ring, 16 ... engaging head, 17 ... hollow chamber, 18 ... filling member, 19 ... arrow indicating external pressure, 20 ... inner surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G21F 5/00 G21F 9/36──────────────────────────────────────────────────続き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁶ , DB name) G21F 5/00 G21F 9/36

Claims

(57) [Claims]

1. A final storage container for heat-radiating highly radioactive waste, comprising a hot isostatic press (HI).
P) which is suitable for being closed and sealed by P), comprising a metal inner container for containing waste, a metal thick-walled outer container surrounding the inner container, and a filling member. A) A thick-walled outer container (4) is formed from a pot-like base (7), and a lid (5) is placed on the base (7) and is placed in the base (7). (B) In the type in which the collar (10) which protrudes into the inner chamber of the outer container (4) is provided in the lid (5), c) the collar (10) is the inner container ( 1) The upper surface (13) is longer than the difference between the upper surface (12) of the outer container (4) and d) The folding bellows (14) is connected to the outer edge (1) of the lid (5).
1) is airtightly fixed, and at least partially covers or closes the wrapper (10). E) The end of the folding bellows (14) facing the outer container (4) is thick. F) The folding bellows (14) is made of a metal material and has a large strength in the radial direction, but is easily deformed in the axial direction. G) the inner container of the folding bellows (14) or the outer container (4) communicating with this inner chamber via a lid (5) or a gap between the collar (10) and the base (7). )
Final storage container for heat-radiating highly radioactive waste, characterized by being evacuated by a pipe (6).

2. A container according to claim 1, which is suitable for receiving a mold having an undercut engaging head, a) an undercut portion of the engaging head (16). A metal filling member (18) is fitted in a hollow chamber (17) formed in the outer container (4), and the filling member (18) conforms to the shape of the hollow chamber (17). B) a final storage container characterized in that it has an outer diameter approximately equal to the inner diameter of b), and b) the filling member (18) is laterally divided for fitting into the undercut.

3. The method according to claim 1, wherein the filling member (18) fills the entire hollow chamber (17) formed between the upper end surface of the inner container (1) and the inner surface (20) of the collar (10). Claim 2
Final storage container as described.