JPH0437398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射性物質、特に放射原子炉燃料元
素の収容容器において、容器本体が多層状に構成
されていて、内層が機械的に安定で安価な金属材
料、つまり鋼又は鋳鉄から成り、内層に隣接する
防食層としての層が内層の周囲に注型された球状
黒鉛を含有する高合金オーステナイト鋳造材料か
ら成りかつ容器本体の収容口が防食層に溶接され
た蓋によつて閉鎖されている形式の前記収容容器
に関する。

原子炉燃料元素は、燃焼済燃料元素を集積個所
に輸送するために輸送容器中に装入される。この
輸送容器は、蓋封止装置により気密に閉鎖されて
いて、放射能の十分な遮蔽を保証しなければなら
ない。また輸送容器は事故条件にも抵抗できる十
分な機械的強度も有しなければならない。更に該
輸送容器は、輸送される燃料元素の後崩壊熱が安
全に外部へ導出されうるように設計されていなけ
ればならない。

装入輸送容器は中間集積所に運ばれ、そこで燃
焼済核燃料元素の後続の再処理又は所謂直接最終
集積たる長期集積の時まで保管されなければなら
ない。次に輸送容器は再び開かれねばならない。
直接最終集積の場合には燃焼済原子炉燃料元素は
特殊な最終集積容器に詰められ、このままで安全
な最終集積のための地層中に移されなければなら
ない。

最終集積容器は特定の最終集積特性を有しなけ
ればならない。該容器は機械的に安定であり、防
食性であつて、密閉されていなければならない。
従つて最終集積容器の本体は、容器の機械的安定
性を保証するために鋼又は鋳鉄から製造される。
好ましくは厚肉の容器本体用に球状黒鉛
（GGG40）を含有する鋳鉄が使用される、それと
いうのも球状黒鉛鋳鉄は極めて高い強度及び粘さ
によつて優れているからである。

しかし球状黒鉛含有鋼又は鋳鉄の防食性は最終
集積の目的にとつては不十分なので、鋼又は鋳鉄
製容器本体の外側に防食性保護層を設けることが
すでに提案された。この防食性保護層はセラミツ
ク、黒鉛又は他の材料より構成されていてもよ
い。

西独国特許出願第P3150663.1号には、２つの金
属層から成る原子炉燃料元素最終集積用容器を製
造することが提案されているが、この場合には内
層は機械的に安定で、安価な材料から成り、外層
は防食性材料より構成されている。しかも内層は
球状黒鉛又は層状黒鉛から成り、外層は内層の周
囲に注型された、球状黒鉛含有高合金オーステナ
イト鋳造材料から構成されることが要求されてい
る。容器の収容口は外層に溶接された蓋によつて
閉鎖されている。

このように形成された燃料元素用容器は、安価
な内層の肉厚が遮蔽の要求に応じて増大される場
合には、放射燃料元素の長期の地上集積及び輸送
のためにも利用することができる。もちろん、こ
の結果、最終集積のために十分であるためには常
に特定の肉厚を有しなければならない高価な防食
層は、大きな容器直径の上に存在することにな
る。防食層の周囲、ひいては材料の必要量が増大
する。

本発明の基礎には、冒頭記載の種類の容器が最
終集積のためのみならず、長期の地上集積及び輸
送のためにも有用であり、この際防食層材料の量
を可及的に少なくするように該容器を構成すると
いう課題がある。

この課題は、容器本体が防食層の周囲に注型さ
れた球状黒鉛含有鋳鉄から成る外層を有すること
によつて解決される。

さて、可及的に小さい直径に対して容器本体の
防食層をそのままにしておくことができる、それ
というのも外層の肉厚を必要な遮蔽効果に応じて
選択することができるからである。外層は防食層
の周囲に鋳型で注型される。防食層の表面は融着
されるので、外層と防食層との間の良好な結合が
形成される。

また両層の良好な結合は、外層の組織が防食層
の組織に類似していることによつて促進される。
球状黒鉛鋳鉄より成る外層は、球状黒鉛鋳鉄の高
い降伏点のために本発明による使用にとつては好
適である、それというのも該鋳鉄はその高い降伏
点に依り収縮応力に十分に耐えるからである。

内層は、該容器の最終集積の間これを包囲する
地層からの静的及び動的荷重に関しては、高い機
械的荷重を受容する材料（球状黒鉛鋳鉄又は引抜
鋼管）の使用及び内層の十分な厚さの選択によつ
て、安全に設計されている。

内層の耐久性及び機械的強度は、該容器の輸送
及び中間集積の間に機械的強度及び放射線の遮蔽
を保証する外層が万一腐食によつて破壊されてい
る場合にも、防食層によつて保証されている。結
局、内層を包囲する防食層は、容器内室を支持す
る内層を腐食から保護し、ひいては外層の腐食後
も放射性廃棄物の安全な封入をさらに保証するの
に役立つている。

本発明の有利な構成は、内層が引抜鋼管から成
ることによつて得られる。この鋼管は、内層が引
抜鋼管の高い機械的強度に依り薄い肉厚を得るこ
とができるという顕著な利点を有する。この薄い
肉厚は内層直径の小さいことを意味する。この結
果有利には、高価な防食層も小さい直径の上にあ
り、従つて小さい円周を有することになる。

本発明によつて、輸送容器で配送される燃焼済
原子炉燃料元素を一定の壊変時間後に収容する燃
料元素用容器が創作される。燃料元素はこの燃料
元素用容器で中間集積所で、最終集積所が建設さ
れるか又は燃料元素の再処理が決定されるまで地
上集積されうる。

再処理決定の場合には、溶接された蓋をフライ
スで削開し、燃料元素を取出す。燃料元素を地層
中の最終集積所に送ることが要求される場合に
は、燃料元素容器を積替え又は付加的輸送遮蔽な
しに直接最終集積所に移送する。

本発明による燃料元素用容器の試験は超音波テ
スト及びＸ線テストのような慣用試験法によつて
行ない、各鋳造層それぞれを試験することができ
る。

次に図面により二種類の本発明の実施例を詳述
する。

第１図による燃料元素（図示してない）収容容
器は、３層から構成された厚肉の容器本体３を有
する。同容器本体は円筒状に形成されていて、そ
の端面で開放されている。これによつて燃料元素
を装入するための収容口が形成される。

容器本体３の内層５は球状黒鉛鋳鉄（GGG40）
から構成されている。このポツト状内層５は開放
端に、締付蓋７の螺入された雌ねじ６を有する。

内層５の周囲には、高合金オーステナイト球状
黒鉛鋳鉄より成る防食層８が注型されている。防
食性鋳造材料は、Ｃ最高３％、Ni13〜36％なら
びに少量の合金成分Si、Cu及びCrを含有するオ
ーステナイト球状黒鉛鋳鉄である。このような材
料はGGGNiCr20.2（商品名；Ni−resist）であ
る。該防食層被覆８はその開放端に収容口４に対
して同心的な溶接リツプ９を有する。収容口４に
は同一材料より成る防食蓋１１が挿入されてい
て、対向溶接リツプ１２を介して被覆８の溶接リ
ツプ９に結合されている。容器本体の外層１３は
球状黒鉛（GGG40）を含有する鋳鉄より成る。

球状黒鉛鋳鉄より成る遮蔽蓋１４は外層鋳鉄体
１３にねじ止めされている。

その都度のポツト状鋳鉄層は次の外部層の製造
過程では成形部として鋳型中に挿入されている。
その表面は次の層の溶融材料のその都度の注入後
に注型された層と結合する。従つて容器本体３の
３層は相互に強固に結合されている。

防食蓋１１は防食層８と同じ材料より構成され
ている。従つて蓋の溶接後の該容器の後続熱処理
は不要である。

第２図で図示した該容器の実施態様の場合に
は、内層２１は引抜鋼管より形成されており、同
管は収容口に対向する端部で円形鋼板２３によつ
て溶接封鎖されている。引抜鋼管は相当する鋳造
物体よりも大きい機械的強合を有している。従つ
て容器本体３の内層は従来より一層薄く形成され
うる。その結果、中間の防食層８は従来より一層
小さい直径上に存在することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による３層の鋳造燃料元素用容
器の縦断面図であり、第２図は内層が抜取鋼管か
ら成る形式の３層の燃料元素用容器の縦断面図で
ある： ３…容器本体、４…収容口、５…内層、８…防
食層、１３…外層、２１…引抜鋼管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器本体が多層状に構成されていて、内層が
   鋼又は鋳鉄から成り、内層に隣接する防食層とし
   ての層が内層の周囲に注型された、球状黒鉛含有
   高合金オーステナイト鋳造材料より成りかつ容器
   本体の収容口が防食層に溶接された蓋によつて閉
   鎖されている形式の放射性物質収容容器におい
   て、該容器本体３が防食層８の周囲に注型され
   た、球状黒鉛含有鋳鉄より成る外層１３を有する
   ことを特徴とする前記放射性物質収容容器。 ２ 内層が引抜鋼管２１より成る特許請求の範囲
   第１項記載の容器。