CN101842851A - 用于运输和储存放射性材料的包装组件和内部支撑结构 - Google Patents

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Abstract

用于运输和储存放射性材料的包装组件和内部支撑结构，包括：设置在容器内的内部支撑结构，所述内部支撑结构由非金属材料制成。所述包装组件被设计成将所述放射性材料保持在亚临界状态。

Description

用于运输和储存放射性材料的包装组件和内部支撑结构
相关申请的交叉引用
本申请要求申2007年10月19日提交的美国临时专利申请No.60/999,788的权益，其公开文本被清楚地结合于此作为参考。
技术领域
本发明的实施方式大致涉及用于运输和/或储存放射性材料的包装组件和内部支撑结构，尤其是涉及具有非金属的内部支撑结构的包装组件。
背景技术
传统的放射性材料运输组件内部部件或篮体通常限于金属构件，通常为钢(不锈钢或碳钢)或铝。尽管已经证明这些构件能够应对accident condition，但金属构件会显著地增加运输包装的重量，并且由于难以或不能保证在部件互换情况下实现可再现的几何形状，因而制造成本很高。
已经开发出用在汽车工业、航空工业和国防工业中的具有较高热性能和结构性能的非金属材料，分别用于承受引擎部件，飞机结构部件和弹道装甲下的高温。由于非金属材料在这些工业中的可接受的应用，它们向放射性材料运输包装领域的拓展已经成为潜在的开发领域。
通过选择合适的成分，能够同时承受冲击载荷和高温的非金属材料可能满足放射性材料运输包装的要求。大量生产这种使用非金属材料的构件的一个额外的优点在于，在一定的加工条件下，这些部件可以被经济地制造成具有可再现的几何尺寸。这种可再现的几何尺寸能够实现部件的可互换性并且提高处理效率。
因此，需要提供一种改进的放射性材料运输包装，使其具有由能够同时承受冲击载荷并且能够暴露于高温条件下的非金属材料制成的内部部件或托架。
发明内容
本部分内容用于以简化的形式对本发明理念的选择进行介绍，本发明的理念将在下文中详细地说明。该部分内容并非用于确定请求保护的主题的关键特征，也不用于辅助确定请求保护的发明主题的范围。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于放射性材料的包装组件。该包装组件通常包括外容器，设置在所述外容器中的内容器，设置在所述内容器中的内部支撑结构，所述内部支撑结构由非金属材料制成。所述包装组件被设计成将保持所述放射性材料保持在亚临界状态(configuration)。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种用于放射性材料的包装组件。该包装组件通常包括容器，和设置在所述容器内的内部支撑结构，所述内部支撑结构由非金属材料制成。所述包装组件被设计成将所述放射性材料保持在亚临界状态。
根据本发明的又一个实施方式，提供了一种用于放射性材料的包装组件的内部支撑结构。所述内部支撑结构包括至少一个支撑托架，所述支撑托架包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分由非金属材料制成。所述内部支撑结构被设计成将所述放射性材料保持在亚临界状态。
附图说明
通过参考结合附图的以下详细说明，本发明的前述方面和很多相关的优点将变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明的各方面形成的包装组件的局部切开的透视图；
图2是图1的包装组件的分解视图；
图3是图1中的包装组件的横截面侧视图；以及
图4-7是图1中的包装组件的各构件的局部分解视图。
具体实施方式
本发明的实施方式整体上涉及一种用于运输和/或储存放射性材料的包装组件，其中包装组件通常包括非金属的内部支撑结构。参见图1-3，其示出了一般由附图标记20指示的根据本发明的一个实施方式构成的包装组件。包装组件20一般包括外容器22，该外容器22包括盖部24和底部26并且限制了内腔28(见图3)。包装组件20还包括内容器30，该内容器30被构型成可容纳于外容器22的内腔28中。内容器30包括盖部32和底部34并且限制了内腔36(见图3)。
包装组件20还包括被构型成可容纳于内容器30的内腔36中的内部支撑结构40。内部支撑结构40被构型成保持用于屏蔽和保持包装组件20的内容物的临界控制的合适的几何形状。如下文中的更详细描述的，内部支撑结构40由非金属材料构成。在所示的实施方式中，内部支撑结构40包括多个支撑托架50(见图7)。然而，应当意识到，其他非金属的内部支撑结构40，诸如内部隔板，篮体(basket)，芯盒面板，振动阻尼器，和能够屏蔽和保持包装组件20的内容物的临界控制的具有合适几何形状的其他支撑结构，都在本发明的范围之内。
支撑托架50可包括第一部分52和第二部分54(见图7)，并且所述第一部分52和第二部分54可堆叠以形成内部支撑结构40。应当意识到，包装组件20的金属构件，例如外容器22和内容器30的部分可由钢——例如具有全厚度(full-thickness)角焊缝的304型不锈钢——构成。
这里所描述的组件20的实施方式被设计和构型成用于放射性材料的储存和/或运输，所述放射性材料包括但不限于铀粒和燃料棒束，例如如在1997年4月23日提交的公开的国际申请No.WO 97/41565中所描述的低真空反应燃料(LVRF)棒束，所述申请的公开内容被清楚地结合于此作为参考。在所示的实施方式中，组件20包括燃料棒束B(见图7)。
所述放射性材料可以是浓缩的氧化铀，例如在LVRF的情况下，可高达1.33％并且可能包括氧化镝，其可用作可燃烧的毒药。因此，组件20的实施方式最低程度地设计成保护运输人员、其他人员、和环境避免由于组件20的着火、沉没、冲击或损坏而受到潜在的有毒材料的侵害。最低程度的设计参数包括限制放射性材料，使其在接受组件认证所需的标准压裂、掉落、击穿、假定的着火和浸水试验时不会被释放到环境中。
除了这些设计认证参数，应当意识到，这里所描述的组件20的实施方式还可用于储存和/或运输其他放射性或非放射性的材料，例如用于研究反应堆、加压水反应堆、沸水反应堆、卵石床反应堆和其他反应堆裂变燃料组件。这些材料可能包括燃料棒束、燃料球芯块和/或放射性燃料的容器，例如瓶、筒或其他容器。
此外，本发明的组件20的实施方式一般被定尺寸和构型成可运输的，以例如由合适的运输装置——例如叉车，高速卡车和有轨列车——运载。然而，应当意识到，不可移动的或静止的组件，例如无论是否被用于储存和/或混合储存应用以及运输应用，都被包含在本发明的范围内。此外，外容器22和内容器30通常被设计成便于操作和打开，以允许周期性地检查内容物，如以图4-7的顺序中所述包装组件20的示例性的拆解所见。
由于场内(in plant)操作的要求，组件20的各构件可以被设计成可互换的。由于内容器30通常与外容器22一起运输，但不与外容器22一起储存，因此内容器30需要与用于运输的任何外容器22可互换。类似地，由于在装载和处理过程中，内部支撑结构40可以从一个内容器30移动到另一个内容器，因此所述内部支撑结构40还可以与内容器30互换。这种可互换性需要精确地制造各个构件。
尽管这里描述的组件20的实施方式一般包括外容器22，内容器30，和内部支撑结构40，但应当意识到，本发明的实施方式还可涉及组件20的各个分离的元件，例如，分离的内部支撑结构40或分离的支撑托架50，即，不包括内容器30或外容器22。还应当意识到，本发明的实施方式还可涉及构件的其他组合形式，例如，可以被容纳在内容器30中的内部支撑结构40，即不包括外容器22。
现在将更详细地描述包装组件20的各个构件，先从外容器22或第二层包装组件开始。参见图1-3，外容器22是组件20的最外层的容器，并且因此被设计成对其内容物提供合适的保护。因此，外容器22被特别地设计成能够经受意外情况，使外容器22或其任何内容物经受最小程度的损坏。这种意外情况包括正常运输条件(NCT)下4英尺的自由掉落(例如，平侧掉落，CG顶部角掉落(over top cornerdrop)，和CG底部短棱掉落(over bottom short drop))，意外运输条件(ACT)下30英尺自由掉落(例如，平侧掉落，CG顶部角掉落，和CG底部短棱掉落)，和戳穿掉落测试(puncture drop test)(例如，使包装组件从40英尺高度掉落到直径为6英尺的钢条上)。
在所示的实施方式中，外容器22通常为侧面平整(flat-sided)的矩形箱体，包括盖部24和底部26并且限制了内腔28。在一个非限制性的实例中，侧面平整的矩形箱体可具有约52英寸的长度，约41.6英寸的宽度，和约31.6英寸的高度。然而，应当意识到，外容器的其他形状和尺寸包含在本发明的范围之内，只要它们与组件20的其他构件配合。
外容器22的底部26由合适的支撑材料制成，例如由1/4英寸厚的钢板制成，并且被成形的钢板支撑，该成形的钢板在底部26上形成提升结构，这种结构设计成能够与叉车的叉一致。如图2中所见，底部26的顶侧可包括容纳在内容器30的底部34的底侧上的定位孔(未示出)中的定位销56，该定位销将内容器30定位在外容器22中。
参见图3，外容器22的盖部24优选地被制成夹层结构，该夹层结构包括外层60，例如外钢板，内层62，例如内钢板，和位于所述外层和内层之间的缓冲层64。缓冲层64可以是任何合适的减震的、压缩的或缓冲的材料，包括但不限于10lb/ft3的聚氨酯泡沫体。作为合适的盖部24夹层构造的一个非限制性的实例，盖部24包括0.13英寸厚的外钢板60，0.08英寸厚的内钢板62，和包括设置在外层60与内层62之间的公称为10lb/ft3的聚氨酯泡沫体的2.3英寸厚的缓冲层64。缓冲层64优选地被密封在内层60和外层62之间，以防止湿气侵入。
外容器22的边缘和角部优选地被强化以提高外容器22的整体性。参见图2和图3，四个垂直边缘66和顶部角部68可以使用双层板强化，例如使用0.13英寸厚的外钢板强化。此外，顶部角部68可以被制造为形成提升套70，用于从底部26开始提升盖部24。每个提升套70的外部开口可包括槽，所述槽被设计成与缆索和凹陷的终端部件配合。此外，每个套70可包括排水孔72，以允许水从中排出。同时，在所示的实施方式中示出提升套70位于外容器22的四个顶部角部68中的每一个处，应当意识到，所述套可以合适地定位在盖部24上的任何位置。
盖部24与底部26的连接可以通过任何合适的连接方法实现。在所示的实施方式中，盖部24通过管和杆连接系统连接到底部26。参见图2和图3，盖部24在盖部24框架的下端部处包括多个管82。此外，底部26包括与盖部24的所述管配合的多个交替的管84。作为非限制性的实例，所述管可以是具有1英寸外直径和0.12英寸壁厚的钢管。在所示的实施方式中，三个管82连接到盖部24而两个交替的管84连接到底部26。然而，应当意识到，其他的管构造也在本发明的范围之内。
一个或多个保持杆86可以被插入(或“缝合”(stitched))到所述交替的管82和管84中以通过管82和管84将盖部24固定到底部26。杆86可以一端形成锥形并且在长度上与所述杆所连接的外容器22的侧边大致相等。每个杆86可以在一端具有短手柄88，其可用于将杆86滑动到合适位置，但还可用于固定完全插入的杆86。在这一方面，一旦杆86被插入，手柄88可以被旋转到与外容器22的底部26相邻的固定位置(见图3)。杆86可以随后由保持销90——例如栓销，或任何其他合适的固定装置，确保保持杆86停留在合适位置并且确保外容器22的盖部24保持与底部26连接——固定在合适位置。所述管和杆连接系统提供坚固而适应性的接合，其能够承受局部损伤而不会损失整体性。
在组装时，盖部24和底部26之间的任何间隙都可以被防尘密封件(未示出)封闭，所述防尘密封件，例如编织的(braided)陶瓷套管材料，可通过粘结剂或其他合适的附接方法附接到外容器22的底部26。
外容器22的盖部24还可包括通风机构，以释放在组件20中产生的任何气体，例如，在着火的情况下。在一个合适的实施方式中，所述通风机构为定位在外容器22的盖部24的外表面上的通风孔46中的一个或多个消火(fire-consumable)塞子48(见图2和4)。
参见图2-图4，现在将更详细地描述内容器30或载货组件。内容器30被设计成保护和限制放射性材料，例如燃料棒束，或在运输过程中(与外容器22一起)和储存过程中(通常没有外容器22)容装的其他内容物。在运输过程中，外容器22通常提供掉落和正常的操作保护，而内容器30则通常提供防火保护。由于在储存过程中几乎不存在掉落或操作意外的风险，因此内容器30可被用于在无外容器22的情况下储存放射性燃料。
在所示的实施方式中，内容器30通常为侧面平坦的矩形箱体，其包括盖部32和底部34并且限制了内腔36。如图2-图4所示，内容器30被设计成被容纳和装配在外容器22的内腔28中。在一个非限制性的实例中，所述侧面平坦的矩形箱体可具有约48.1英寸的长度，约37.7英寸的宽度和约22.7英寸的高度。然而，应当意识到，只要能与组件20的其他构件配合，其它形状和尺寸的内容器也落入本发明的范围之内。
如图3中所见，内容器30的盖部32的壁优选地被制造成夹层结构，该夹层结构包括外层92，例如外钢板，内层94，例如内钢板，和位于所述外层92和内层94之间的耐热绝缘层96。所述绝缘层96可以是任何合适的绝缘材料，包括但不限于陶瓷绝缘材料，例如硅酸铝绝缘材料，诸如由
Figure GPA00001103842100071
DURABOARD TYPE LD商标下的产品UNIFRAX制成的合成物。作为合适的盖部32夹层结构的一个非限制性的实例，所述盖部32包括0.13英寸厚的外钢板92，0.08英寸厚的内钢板94，和位于所述外层92和内层94之间的1英寸厚的绝缘层96。绝缘层96优选地被密封在位于所述外层92和内层94之间，以防止湿气侵入。在一个实施方式中，内容器30的所有侧(包括盖部32的侧壁和顶壁)都包括耐火绝缘材料。
盖部32可包括连接到盖部32的内部的中间壁98。中间壁98可用于将内容器30的内腔36划分为两个部分。作为非限制性的实例，中间壁98可具有由两个0.08英寸钢板构成的1.5英寸的横截面厚度，其中所述两个钢板被U形强化元件分离。中间壁98的下边缘还可被例如1英寸直径X 0.12英寸壁厚的钢管强化。
盖部32还可包括提升套74以用于从内容器30的底部34提升盖部32(见图4)。与外容器22上的提升套70类似，每个套74的外部开口可包括槽，所述槽被设计成与缆索和凹陷的终端部件配合。每个套74还包括排水孔76，以允许水排出。在所示的实施方式中，套74被定位在盖部32的每个长的顶部边缘的中部；然而，应当意识到，套可以被合适地定位在盖部32上的任何位置。
与外容器22的盖部24类似，内容器30的盖部32还可包括通风机构，以释放在内容器30中产生的气体，例如在着火的情况下。在一个合适的实施方式中，所述通风机构为定位在内容器30的盖部32的外表面上的通风孔102中的一个或多个消火塞子100(见图3和4)。
内容器30的底部34由合适的支撑材料制成，例如1/4英寸厚的钢板，并且被形成底部34上的提升结构的成形的钢板所支撑。与外容器22的底部26类似，内容器30的底部34被设计成与叉车的叉一致。在一个实施方式中，底部34的至少一部分(例如，底部34的中间区域)可以被陶瓷绝缘层覆盖，例如1英寸厚的陶瓷绝缘板层，其中所述绝缘板被封装在钢壁(例如0.13英寸厚的钢板，其通过例如焊接合适地附着到底部34)内。
盖部32与底部34的连接可通过任何合适的连接方法实现。在所示的实施方式中，盖部34通过管和杆连接系统连接到底部34，与前文描述的外容器22的管和杆连接系统类似。因此，盖部32包括位于盖部32框架的下端处的多个管104。此外，底部34包括与盖部32上的管104配合的多个交替的管106。作为一个非限制性的实例，所述管可以是1英寸外径X0.12英寸壁厚的钢管。一个或多个杆108可以被插入(或“缝合”)管104和管106中以将盖部32通过管104和管106固定到底部34。在所示的实施方式中，杆108被手柄110和保持销112固定系统固定。
在组装时，盖部32和底部34之间的任何间隙可以被防尘密封(未示出)封闭，例如编制的陶瓷套管材料，其可通过粘结剂或其他合适的附接方法附接到内容器30的底部34。
参见图6和7，现在将更详细地描述内部支撑结构40。内部支撑结构40被构造成将放射性材料保持在亚临界状态，并且包括多个分离的支撑托架50。在一个实施方式中，所述一个或多个分散的支撑托架50是可彼此堆叠的(见图7)。
参见图7，所示的实施方式的支撑托架50包括第一部分52和第二部分54，其中所述第一部分52和第二部分54分别为上部和下部。在所示的实施方式中，所述第一部分52和第二部分54包括槽114和槽116，当所述槽114和槽116被装配在一起时将形成基本水平的圆柱形腔室118。所述基本水平的圆柱形腔室118被设计成容纳和保护多个燃料棒束B。作为非限制性的实例，支撑托架50的第一部分52为约3.9英寸高并且支撑托架50的第二部分54为约1.4英寸高。然而，应当意识到，只要它们能够与组件20的其他构件配合，支撑托架50的其他形状和尺寸也在本发明的范围之内。
定位装置可用于将每个支撑托架50的第一部分52和第二部分54、相邻的支撑托架50、堆叠的支撑托架50以及支撑托架50定位到内容器30。在所示的实施方式中，底部34的顶侧包括多个定位销120，该定位销可被容纳在支撑托架50的第二部分54的底侧上的定位孔122中，以将支撑托架50定位在内容器30中(见图6)。此外，如图7中所见，堆叠的支撑托架50包括位于彼此顶部上的各个支撑托架50的相应的第一部分52和第二部分54中的定位销124和定位孔126。在所示的实施方式中，定位销124和定位孔126被设置在相应的第一部分52和第二部分54的形成水平的圆柱形腔室118的相应的凹槽114和116之间的脊上。此外，相邻的支撑托架50可包括位于相邻堆叠的第二部分54和第一部分52之间的定位销128和定位孔122(见图6)。
参见图5-7，示出了三个堆叠的支撑托架50，每个支撑托架50都被设定为保持六个燃料棒束B，从而三个支撑托架50构成的堆保持18个燃料棒束B(见图7)。由组件20支撑的两个堆保持总共36个燃料棒束B(见图5和图6)。然而，应当意识到，保持任何数量的燃料棒束的其他构造也在本发明的范围之内。还应当意识到，支撑托架可包括合适的停止部，以将内容物保持在合适位置。作为非限制性的实例，所示的实施方式中的所述支撑托架包括端部停止部130，以当支撑托架50被倾斜一定角度时，使得燃料棒束B不会在支撑托架50内滑动或从支撑托架50的侧部滑出。
尽管示出为形成基本水平的圆柱形腔室118，应当意识到，第一部分52和第二部分54可以被构型成其他构造，以最佳地容装燃料棒束、燃料球芯块、其他放射性材料，和/或放射性材料的容器，或其他材料。内部支撑结构40被合适地设计，以保护其所运载的内容物，同时允许接近所述内容物以进行规定的核对和检查。内部支撑结构40还必须与探测器——例如由检测人员使用的辐射探测器——一致，以能够检测并使探测器干涉最小化。
如上文所述，内部支撑结构40由非金属材料制成。内部支撑结构40优选地由在高应变速率条件下(运输的意外情况，例如30英尺自由掉落)对脆性断裂行为有抵抗力并且具有承受由常规的火灾和额外的储存区域火灾(例如30分钟，550℃的储存区域火灾)产生的温度的性能的材料制成。内部支撑结构40优选地具有高达约500°F的耐热性能。
在一个合适的实施方式中，内部支撑结构40可具有22ksi的最小抗拉强度。在另一个合适的实施方式中，内部支撑结构40可具有23ft-lb/in的最小Izod(切口)冲击强度。支撑托架的抗拉强度和冲击强度与内部支撑结构40的设计直接相关，并且规格取决于特定的设计构造和有效载荷要求。
在一个合适的实施方式中，内部支撑结构40可由复合材料例如轻质聚合物模塑合成物制成。根据本发明的实施方式，所述聚合物可以用纤维强化，所述纤维包括但不限于Kevlar纤维、石墨纤维、不锈钢纤维、玻璃纤维和它们的组合。在一个实施方式中，玻璃纤维强化的聚合物托架由密度为1.84g/cm3(公称密度为1.92g/cm3)的聚合物模制而成。在另一个实施方式中，玻璃纤维强化的聚合物托架的合适密度介于约0.6g/cm3至约2.8g/cm3的范围之间。
合适的模塑合成物可包括强化的和未强化的热固性材料和热塑性材料。然而应当意识到，满足结构要求和热力学要求的任何可模制的聚合物材料都是可以接受的。作为非限制性的实例，合适的热固性材料可包括聚酯树酯、乙烯基酯树酯和环氧树脂。作为非限制性的实例，合适的热塑性材料可包括聚醚醚酮(PEEK)和聚芳醚酮(PAEK)。
所述材料可以预固化板的形式提供，随后通过被施加压力和热而被模制成托架构件。在另一实施方式中，构成支撑托架组件的所述复合材料包括阻燃成分或抑爆成分，例如锌、锑、溴、铝三水合物、或任何其他确定阻燃剂或抑爆剂。
作为非限制性的实例，支撑托架50可由具有约3/16英寸厚度的强化的聚酯树脂模制而成。此外，作为另一个非限制性的实例，支撑托架50可包括位于每个托架部分的背侧上的具有约3/16英寸的厚度的强化腹板(web)，以向支撑托架50施加额外的强度和刚度。作为再一个非限制性的实例，支撑托架50可衬有缓冲泡沫材料(未示出)，例如弹性聚氨酯泡沫体，以向放射性材料提供柔软的接触面，以帮助将所述放射性材料固定在支撑托架50中。这种泡沫体可通过粘结剂附接到支撑托架50。
适于制作热固性聚合物内部支撑结构的方法可包括如下方法中的一种或多种：(1)传统的湿敷法；(2)树脂传递模塑法(RTM)；(3)RTM-lite；(4)块状模塑料(BMC)法或片状模塑料(SMC)法；和(5)环氧预浸料坯法。适于制造热塑性聚合物支撑结构的方法可包括如下方法中的一种或多种：(1)注塑法；(2)真空成型法；和(3)结构泡沫体模制法。
其他模制过程可同时用于纤维强化的聚合物、未强化的聚合物以及其他合成物。
内部支撑结构40可选择性地包括摩擦衬垫和/或振动阻尼器，以保护内部支撑结构40免受磨损。由于内部支撑结构40为非金属结构，如果不加以保护，它将倾向于在内部支撑结构40和内容器30的分离的构件之间任何接触面处以及内部支撑结构40和内容器30之间的任何接触面处产生磨损。这种磨损可能会在包装组件20内产生不期望的尘屑，或可能影响包装组件20的整体性。
如图7中所见，所示的实施方式的支撑托架50可包括位于支撑托架50的第一部分52和第二部分54之间的交界面处的保护性的衬套或摩擦衬垫。作为非限制性的实例，支撑托架50的第一部分52和第二部分54的相应的相接触的定位销124和/或定位孔126可包括保护性的衬套或摩擦衬垫。此外，相邻的堆叠的第二部分54和第一部分52之间的相接触的定位销128和定位孔122(见图6)可包括保护性的衬套。此外，支撑托架50的其他接触区域，例如在模制聚合物支撑托架过程中产生的脊134，可包括保护性的衬套或摩擦衬垫。合适的摩擦衬垫可由聚乙烯或其他耐磨合成物制成。
参见图3，内部支撑结构40还可包括一个或多个用于振动阻尼的预加载机构136，以进一步防止内部支撑结构40磨损。在所示的实施方式中，所述预加载机构示出为为定位在内容器30的上部角部的压缩结构，例如压缩的泡沫体。然而，应当意识到，合适的预加载机构可以被定位在包围内部支撑结构40的任何位置。作为一个非限制性的实例，预加载机构136可以与内容器30的盖部32整体地形成。作为另一个非限制性的实例，预加载机构136可以与内容器30的底部34整体地形成。还应当意识到，其他类型的预加载机构也在本发明的范围之内，包括但不限于弹簧、偏置元件和其他压缩结构。
实例
托架材料成分
在一个非限制性的实例中，合适的轻质玻璃纤维强化的聚酯树脂的热固性支撑托架由包括以下成分的密度为1.84g/cm3(公称密度为1.92g/cm3)的材料模制而成：
  成分   重量百分比％   理论重量百分比％
  C   25   25
  O   38   38
  H   2   2
  Br   2   2
  Sb   1   1
  Ca   8   8
  N   1   1
  Si   18   23
  其他   5   0
尽管本发明的主题已经用语言文字对特定的结构特征和/或方法动作进行了描述，但应当理解的是，由所附权利要求定义的主题不仅限于上述这些特定的特征或动作。而是，上述特定的特征和动作是作为实施权利要求的实例的形式而公开。尽管已经例示和描述了所示的实施方式，应当意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变。

Claims (25)

  1. 要求了排他的所有权或特权的本发明的实施方式被定义如下：
    1.一种用于放射性材料的包装组件，该包装组件包括：
    (a)外容器；
    (b)设置在所述外容器中的内容器；
    (c)设置在所述内容器中的内部支撑结构，所述内部支撑结构由非金属材料制成，其中所述包装组件被设计成将所述放射性材料保持在亚临界状态。
  2. 2.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述非金属材料选自由热固性材料和热塑性材料构成的组。
  3. 3.根据权利要求2所述的包装组件，其中所述热固性材料选自由聚酯树酯、乙烯基树酯、环氧树脂以及它们的混合物构成的组。
  4. 4.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述非金属材料是被强化的。
  5. 5.根据权利要求4所述的包装组件，其中所述非金属材料是由纤维强化的，所述纤维选自由Kevlar纤维、石墨纤维、不锈钢纤维、玻璃纤维和它们的组合构成的组。
  6. 6.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述内部支撑结构包括至少一个支撑托架。
  7. 7.根据权利要求6所述的包装组件，其中所述至少一个支撑托架由玻璃纤维强化的聚酯树脂热固性模塑合成物制成。
  8. 8.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述内部支撑结构包括由非金属材料制成的多个支撑托架。
  9. 9.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述内部支撑结构包括阻燃合成物。
  10. 10.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述内部支撑结构填有缓冲泡沫体，以固定所述放射性材料。
  11. 11.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述外容器的至少一部分具有夹层构造，该夹层构造包括聚氨酯泡沫体的内层。
  12. 12.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述内容器的至少一部分具有夹层构造，该夹层构造包括耐热绝缘体的内层。
  13. 13.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述内容器包括一个或多个预加载机构，所述预加载机构用于减缓对于所述内部支撑结构的振动。
  14. 14.根据权利要求1所述的包装组件，其中所述放射性材料选自由燃料组件、燃料球芯块、燃料棒、和放射性材料的容器构成的组。
  15. 15.一种用于放射性材料的包装组件，其包括：
    (a)容器；和
    (b)设置在所述容器内的内部支撑结构，所述内部支撑结构由非金属材料制成，其中所述包装组件被设计成将所述放射性材料保持在亚临界状态。
  16. 16.根据权利要求15所述的包装组件，其中所述非金属材料选自由热固性材料和热塑性材料构成的组。
  17. 17.根据权利要求16所述的包装组件，其中所述热固性材料选自由聚酯树酯、乙烯基树酯、环氧树脂、以及它们的混合物构成的组。
  18. 18.根据权利要求15所述的包装组件，其中所述非金属材料是被强化的。
  19. 19.根据权利要求18所述的包装组件，其中所述非金属材料是由纤维强化的，所述纤维选自由Kevlar纤维、石墨纤维、不锈钢纤维、玻璃纤维和它们的组合构成的组。
  20. 20.根据权利要求15所述的包装组件，其中所述内部支撑结构包括至少一个支撑托架。
  21. 21.根据权利要求15所述的包装组件，其中所述容器的至少一部分具有夹层构造，该夹层构造包括耐热绝缘体的内层。
  22. 22.一种用于放射性材料的包装组件的内部支撑结构，该内部支撑结构包括：
    包括第一部分和第二部分的至少一个支撑托架，所述第一部分和第二部分由非金属材料制成，其中所述内部支撑结构被设计成将所述放射性材料保持在亚临界状态。
  23. 23.根据权利要求22所述的包装组件，其中所述非金属材料选自由热固性材料和热塑性材料构成的组。
  24. 24.根据权利要求23所述的包装组件，其中所述热固性材料选自由聚酯树酯、乙烯基树酯、环氧树脂以及它们的混合物构成的组。
  25. 25.根据权利要求22所述的包装组件，其中所述非金属材料是由纤维强化的，所述纤维选自由Kevlar纤维、石墨纤维、不锈钢纤维、玻璃纤维和它们的组合构成的组。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108511093A (zh) * 2018-04-16 2018-09-07 西安交通大学 一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1021571B1 (fr) 2013-03-13 2015-12-14 Cockerill Maintenance & Ingeniere S.A. Systeme integre de construction et de transport d'ensembles d'emballage et leurs stations d'assemblage, de remplissage et de desassemblage
RU2531363C1 (ru) * 2013-04-01 2014-10-20 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" Упаковочный комплект для хранения и транспортировки изделия с радиоактивным веществом
KR101502761B1 (ko) * 2013-10-29 2015-03-18 한양대학교 산학협력단 사용후핵연료와 방사성폐기물 유리고화체의 동시 저장처분을 통한 임계도 제어방법
KR101527796B1 (ko) * 2014-06-23 2015-06-19 주식회사 에스티에스네트웍스 방사선 차폐용 텍스타일 복합체의 제조방법
US9786391B2 (en) 2015-02-19 2017-10-10 X-Energy, Llc Nuclear fuel pebble and method of manufacturing the same
US10522255B2 (en) 2015-02-19 2019-12-31 X-Energy, Llc Nuclear fuel pebble and method of manufacturing the same
KR101630401B1 (ko) 2015-04-15 2016-06-15 한전원자력연료 주식회사 중수로 연료집합체 운반용 포장박스
WO2017059496A1 (en) 2015-10-09 2017-04-13 Hazprotect Pty Ltd Method and system to contain or encapsulate radioactive materials and toxic substances for transportation or containment
US10298587B2 (en) * 2016-06-20 2019-05-21 International Business Machines Corporation Peer-to-peer augmented reality handlers
EP3716288A1 (en) * 2019-03-25 2020-09-30 Van Mullekom Holding B.V. Waste packing system and waste drum carrier for said system
CN110246601B (zh) * 2019-07-16 2024-01-16 中国工程物理研究院总体工程研究所 一种抗高速撞击包装容器
CN212434267U (zh) * 2020-02-04 2021-01-29 中国海洋石油集团有限公司 一种放射性源库
KR20210126885A (ko) 2020-04-13 2021-10-21 (주)대창솔루션 방사성 폐기물 용 튜브 컨테이너
KR102398977B1 (ko) 2020-04-13 2022-05-18 (주)대창솔루션 충격을 방지하는 방사성 폐기물 용 튜브 컨테이너
CN112951468A (zh) * 2021-01-07 2021-06-11 上海核工程研究设计院有限公司 一种二氧化铀芯块粉末两用运输容器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3466445A (en) * 1967-10-06 1969-09-09 Atomic Energy Commission Container for radioactive fuel elements
US4834917A (en) * 1986-06-25 1989-05-30 Australian Nuclear Science & Technology Organization Encapsulation of waste materials
JPH0731263B2 (ja) * 1990-05-28 1995-04-10 日本ニユクリア・フユエル株式会社 原子燃料集合体輸送用保護治具
US5438597A (en) * 1993-10-08 1995-08-01 Vectra Technologies, Inc. Containers for transportation and storage of spent nuclear fuel
US5715289A (en) * 1994-03-22 1998-02-03 Transnucleaire S.A. Rack for nuclear fuel assemblies, mainly comprising a single bundle of contiguous tubes
CA2174983A1 (en) 1996-04-25 1997-10-26 Ardeshir R. Dastur Low coolant void reactivity fuel bundle
GB9609304D0 (en) * 1996-05-03 1996-07-10 British Nuclear Fuels Plc Improvements in and relating to fuel transportation
DE19823020A1 (de) * 1998-05-22 1999-11-25 Siemens Ag Absorberbauteil, Verfahren zur Herstellung eines Absorberbauteils, Brennelement-Lagergestell sowie Neutronen absorbierender Werkstoff
FR2774800B1 (fr) * 1998-02-10 2000-05-05 Framatome Sa Conteneur de transport pour des assemblages de combustible nucleaire
JP3463983B2 (ja) * 1998-10-14 2003-11-05 株式会社東芝 核燃料棒輸送方法
GB9922019D0 (en) * 1999-09-18 1999-11-17 British Nuclear Fuels Plc A protective casing
KR100473389B1 (ko) * 2002-04-26 2005-03-08 한국수력원자력 주식회사 방사성 물질 저장 및 운반 용기
DE50313491D1 (de) * 2003-08-01 2011-04-07 Nuklear Service Gmbh Gns Transport- und/oder Lagerbehälter

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张志纯: "《纤维混成复合材料之应用》", 30 June 1990 *
连培生: "《原子能工业》", 31 May 2002 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108511093A (zh) * 2018-04-16 2018-09-07 西安交通大学 一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置
CN108511093B (zh) * 2018-04-16 2019-05-03 西安交通大学 一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置

Also Published As

Publication number Publication date
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