燃料棒贮藏器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种燃料棒贮藏器，特别是用于燃料棒、优选用于损坏的燃料棒的燃 料棒贮藏器。
【背景技术】
[0002] 原则上已知的是，将燃尽的燃料元件为了存放和/或运输而装入机械上可承受高 载荷的容器中。这样的运输容器和/或存放容器以商标名称或者Constor? 已知。在核电站运行期间，可能发生燃料元件损坏的情况。因为不可能清楚地评估特别是损 坏的燃料元件的机械特性，将损坏的燃料元件装入运输容器和/或存放容器中是重要的。 损坏的燃料元件在由反应堆中去除之后存放在衰变池中，其中，在存放期间，水可能进入燃 料元件中或进入包围核燃料的套管中。因为在由实际已知的存放容器和/或运输容器中存 放这样的、损坏的燃料元件时，水可能从损坏的燃料元件中流出，所以存在如下危险，即，运 输容器/存放容器通过从燃料元件流出的水和/或在残余放射性的范围内形成的物质由于 腐蚀损坏。例如由DE 10 2005 043 857 A1已知一种燃料棒贮藏器，该燃料棒贮藏器具有 多个用于损坏的燃料棒的容纳管。已知的是，为了接下来的存放，通过将燃料棒贮藏器的各 个容纳管抽真空来干燥损坏的燃料棒。在干燥之后，必须封闭燃料棒贮藏器，为此设有金属 密封件，该金属密封件设置在贮藏器侧的密封面和盖侧的密封面之间。为了确保由实际已 知的燃料棒贮藏器的密封性，盖板必须以预定的、均匀的压力向密封件压紧。然而已知的 是，在长时间的存放时，可能在预紧的螺栓中出现松弛效应，从而不能确保对燃料棒贮藏器 的封闭的密封性。此外，在由实际已知的燃料棒贮藏器中，对用于损坏的燃料棒的容纳管的 固定是重要的，因为该容纳管在其底侧的端塞上与燃料棒贮藏器的底板固定地焊接。在燃 料棒贮藏器受到高的机械载荷时或者在容纳管由于热长度变化时，焊缝强烈地受载荷，由 此焊缝可能损坏。
【发明内容】
[0003] 因此，本发明的技术问题在于，给出一种燃料棒贮藏器，该燃料棒贮藏器的突出之 处在于，高的机械稳定性、可靠的密封性、简单的结构、高的故障安全性和对大量不同的损 坏的燃料棒的灵活的适应性。
[0004] 为了解决该技术问题，本发明说明了一种燃料棒贮藏器，特别是用于燃料棒、优选 用于损坏的燃料棒的燃料棒贮藏器，其中，所述燃料棒贮藏器构成为优选一体的燃料棒贮 藏器，所述燃料棒贮藏器具有贮藏器底、贮藏器壳和贮藏器盖包围的内腔，其中，所述贮藏 器盖具有能利用封闭元件封闭的贮藏器盖开口（盖开口），其中，在所述内腔中设置有至少 一个用于燃料棒的容纳管，该容纳管在贮藏器底侧的端部上流体密封地封闭，并且所述封 闭元件能装入、适宜地旋入到盖开口中。
[0005] 原则上可以将从燃料元件中取出的燃料棒装入用于燃料棒的容纳管中。优 选的是，给一个容纳管仅配设一个燃料棒。所述燃料棒优选特殊燃料棒。特殊燃料棒 (Sonderbrennstab)例如是已福射的或未福射的核燃料，所述核燃料的形式为优选来自压 力水反应堆或者沸水反应堆的未受损的或者损坏的燃料棒、燃料棒段或者松散的燃料。特 殊燃料棒可以由包封套包围或者可以安放到操作套管中。通过外壳和/或操作套管构成的 包围体优选由不锈钢和/或锆合金制成。按照一种实施形式，所述特殊燃料棒是损坏的燃 料棒，该燃料棒例如是变形的或者折断的。在本发明的范围内的是，所述特殊燃料棒是事先 损坏的燃料棒，从而所述特殊燃料棒不再能在反应堆中使用。所述特殊燃料棒优选是流体 可透过的燃料棒，该燃料棒的套管对于流体介质是可透过的和/或通过该燃料棒的套管可 以排出放射性的材料。
[0006] 适宜的是，所述燃料棒贮藏器具有这样的尺寸，所述尺寸对应于可使用的或者未 损坏的燃料元件的尺寸。在本发明的范围内的是，按照本发明的燃料棒贮藏器能代替燃料 元件置入由现有技术已知的运输容器和/或存放容器中。按照本发明的燃料棒贮藏器可以 用于存放和/或运输燃料棒、优选是特殊燃料棒。所述燃料棒贮藏器以有利的方式构成为 整块的、锻造的、优选无焊缝的物体。
[0007] 优选向利用封闭元件封闭的贮藏器盖上套装盖侧的缓冲器，所述缓冲器优选与燃 料棒贮藏器螺纹连接，适宜地与贮藏器壳螺纹连接。优选的是，缓冲器在贮藏器底的背离内 腔的表面上连接到燃料棒贮藏器上、优选连接到贮藏器壳上，优选是旋拧连接。缓冲器贴靠 在贮藏器底上的贴靠面具有优选一个并且优选多个排水槽，当将所述燃料贮藏器例如由燃 料元件存放池或者衰变池（存放池）取出时，可以借助于所述排水槽将水由燃料棒贮藏器 导出。
[0008] 优选所述燃料棒贮藏器的背离内腔的表面配设有例如铣削的凹部，其中，围绕凹 部的纵向连接片和横向连接片可以例如在运输和/或在存放燃料棒贮藏器时构成支承面。
[0009] 按照一种优选的实施形式，所述燃料棒贮藏器和所述封闭元件由相同的材料制 成。适宜的是，制成燃料棒贮藏器的材料和制成封闭元件的材料具有相同的热膨胀系数。以 这种方式，避免了由于燃料棒贮藏器和封闭元件的不同的热膨胀系数导致形成应力。燃料 棒贮藏器和/或封闭元件分别由钢、优选不锈钢制成。封闭元件和/或燃料棒贮藏器特别优 选地由对于卤化物、特别是相对于氯化物具有耐抗性的不锈钢制成，例如由按照DIN 17440 以材料编号1. 4571表示的钢制成。
[0010] 封闭元件有利地具有保持元件，封闭元件侧的保持元件与盖开口侧的、互补的保 持元件配合作用，并且封闭元件可以利用保持元件和互补的保持元件固定在燃料棒贮藏器 上。所述保持元件特别优选地构成为螺纹，而所述互补的保持元件构成为与该螺纹互补的 螺纹。按照一种实施形式，封闭元件具有外螺纹，该外螺纹与设置在盖开口中的内螺纹配合 作用。所述封闭元件特别优选地构成为螺旋盖。所述燃料棒贮藏器适宜地可以利用封闭元 件流体密封地封闭。
[0011] 所述封闭元件特别优选地仅利用或主要利用所述保持元件、优选利用嵌接到贮藏 器盖侧的内螺纹中的外螺纹保持在盖开口中。换言之，所述封闭元件不是利用附加的螺栓 (无螺栓连接的）固定在燃料棒贮藏器上、优选固定在燃料棒贮藏器的贮藏器盖上。原则上 封闭元件可以例如借助于卡口连接锁定或者固定在燃料棒贮藏器上。
[0012] 封闭元件优选构成为圆形的封闭顶。封闭元件优选具有法兰或凸缘，当所述封闭 元件装入、优选旋入盖开口中时，能够使所述法兰或凸缘贴靠到贮藏器盖的围绕盖开口的 端面上。适宜的是，当所述封闭元件装入、优选旋入盖开口中时，优选环形的凸缘或法兰流 体密封或气体密封地贴合在贮藏器盖的端面上。以这种方式确保了，利用封闭元件封闭的 燃料棒贮藏器流体密封地、优选气体密封地包围燃料棒或特殊燃料棒。
[0013] 封闭元件特别优选地在贮藏器盖的背离内腔的端面上或者在贮藏器盖的外侧上 与贮藏器盖一体地连接、优选焊接。适宜的是，封闭元件的法兰或凸缘与燃料棒贮藏器焊 接，并且优选与贮藏器盖焊接。适宜的是，构成用于连接封闭元件与贮藏器盖的焊缝的材料 由与封闭元件和/或燃料棒贮藏器的相同或同样的材料组成。对于封闭元件、贮藏器盖和 焊缝选择相同的材料确保了，在燃料棒贮藏器的各个部件之间不会出现影响耐腐蚀性的电 势差，并且例如在燃料棒贮藏器热膨胀的情况下没有不可控制的力作用到焊缝上。有利地 通过将封闭元件利用保持元件锁定在盖开口侧的、互补的保持元件上，主要在封闭元件和 燃料棒贮藏器之间实现了可承受强烈机械载荷的连接，从而即使在燃料棒贮藏器受到强烈 的机械载荷的情况下，也没有力或仅有焊缝可承受的力作用到焊缝上。作用到封闭元件上 的力适宜地通过保持元件导出，从而优选焊缝仅在弹性范围内受载荷。焊缝的载荷可以是 机械式的和/或热机械的。在本发明的范围内的是，所述焊缝构造成密封缝，其中，所述焊 缝特别优选不承担承载或导出力的功能。
[0014] 当燃料棒贮藏器用封闭元件流体密封地封闭时，优选除了与贮藏器盖一体的、外 侧的连接