CN110050309B - 包括改进的用于密闭空间的内部与外部之间的流体连通的系统的用于运输和/或存储放射性物质的封装件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运输和/或存储放射性物质的封装件，封装件包括多个封装元件(8)，多个封装元件共同界定放射性物质的密闭空间(4)，封装元件中的至少一个封装元件具有穿过它的至少一个流体连通系统(30)，至少一个流体连通系统在密闭空间的内表面(40)上具有至少一个流体入口孔(38a，38b)以及在封装元件的外表面(44)的流体出口区域(42)上具有至少一个流体出口孔(39)，系统与覆盖流体出口区域(42)的封闭式塞子(32)相关联。根据本发明，系统(30)在流体入口孔(38a，38b)与流体出口孔(39)之间限定至少两个分开的流体循环路径(46a，46b)。

Description

包括改进的用于密闭空间的内部与外部之间的流体连通的系 统的用于运输和/或存储放射性物质的封装件

技术领域

本发明涉及一种用于运输和/或存储放射性物质的封装件。本发明更精确地涉及用于密闭空间内部与密闭空间外部之间进行流体连通的系统，特别是当这些系统未被密封时。

背景技术

用于运输和/或存储放射性物质的封装件具有用于将该封装件的内含物与外部环境隔离的主要功能。为此，封装件具有容纳放射性物质的密闭空间。该密封的密闭空间通过使用多个封装元件(通常是侧向主体、盖和底部)来实现。

这些封装元件通常设置有用于密闭空间的内部与外部之间的流体连通的系统。例如，该系统可以是用于排气的系统，该系统使得密闭容器能够进行排气。该系统也可以是用于排水的系统，当封装件在水下进行装载时，该系统使得能够从密闭空间中排出残留的水。最后，该系统可以是用于对密闭空间中的气体进行采样的系统。

这些系统的外端部(也称为“外表面的流体出口区域”)通常连接到用于排水或用于排气的屏蔽工具，该屏蔽工具包括密封系统，该密封系统确保放射性物质的密闭空间在进行排水、排气或气体采样的操作期间仍然受保护。

在运输和/或存储构造中，这些外端部通过使用一个或多个设置有密封系统的塞子来进行密封，这些塞子参与限定密闭空间。塞子还形成放射性屏蔽件，以便限制与这些系统有关的放射性泄漏，这些系统通常具有穿过上述封装元件的直通道的形式。在这方面，值得注意的是，每个用于流体连通的系统可以与两个塞子相关联，每个塞子设置有至少一个密封件，以便在密闭空间如此要求时形成双重密封屏障。

特别是在使用封装件进行某些操作(诸如在密闭空间包括放射性物质时需要更换塞子的密封件并因此移除塞子的常规或意外的排水操作)期间，用于流体连通的系统上的放射性保护的水平可能不足。于是，剂量当量率的水平可以高于操作条件中所需的标准。

发明内容

因此，本发明的目的在于至少部分地克服上文提到的关于现有技术的实施例的问题。

为此，本发明的目标在于提供一种用于运输和/或存储放射性物质的封装件，该封装件包括多个封装元件，该多个封装元件共同在内部界定放射性物质的密闭空间，其中封装元件中的至少一个封装元件被至少一个用于流体连通的系统穿过，该至少一个用于流体连通的系统在密闭空间的内表面上具有至少一个流体入口孔以及在相关的封装元件的外表面的流体出口区域上具有至少一个流体出口孔，所述用于流体连通的系统与密封塞子相关联，该密封塞子以对所述至少一个流体出口孔进行密封的方式覆盖所述流体出口区域。

根据本发明，用于流体连通的系统在所述至少一个流体入口孔和所述至少一个流体出口孔之间限定出至少两个单独的流体循环路径。

因此，本发明以原始方式提供了循环路径的复制，使得能够在相关的路径形状的简单性方面与在移除塞子的情况下赋予的放射性保护之间提供令人满意的折中。有效地，不再提供单个路径而是提供多个具有较小截面的路径，使得能够增加设置有用于流体连通的系统的封装元件的容量，以吸收在所有方向上产生的伽马辐射。然而，值得注意的是，各种循环路径可以共享公共区域，而不脱离本发明的框架。

另外，本发明还使得能够在塞子就位时限制剂量率。

本发明优选地具有以下独立或组合使用的可选特征中的至少任何一个特征。

用于流体连通的系统包括数量大于或等于N1个的流体入口孔，以及数量大于或等于N2个的流体出口孔，其中数量N1大于、等于或小于数量N2。

所述密封塞子至少部分地被容置在容置部中，该容置部设置在相关封装元件上，所述容置部由该相同的封装元件的外表面的所述流体出口区域所限定。替代地，没有为塞子提供特定的容置部，于是该塞子完全突出地定位在封装元件的该外表面上。在这方面，在组装位置，塞子覆盖每个流体出口孔或者穿入到该流体出口孔中的至少一个流体出口孔中。

使用多个基本通道来实现单独的流体循环路径，该多个基本通道与至少一个主通道连通，该至少一个主通道具有较大截面并且设置成数量小于基本通道的数量，其中每个主通道限定多个所述流体循环路径中的一部分。另外，每个主通道通向流体出口区域，基本通道通向密闭空间，或者每个主通道通向密闭空间，基本通道通向流体出口区域。在这种构造中，封装件优选地包括两个通向密闭空间的基本通道以及单个通向流体出口区域的主通道。

替代地，使用多个基本通道来实现单独的流体循环路径，每个基本通道一方面通向密闭空间，另一方面通向流体出口区域，并且每个基本通道限定所述流体循环路径中的一个流体循环路径。

另一种可能性例如在于：具有通向密闭空间的单个主入口通道以及通向流体出口区域的主出口通道，并且提供连接两个主通道的次级通道的网络。

基本通道和/或一个主通道或多个主通道是直的，或者优选地通过具有至少一个弯曲部和/或一个弯道部而不是直的。

同一用于流体连通的系统的基本通道和/或一个主通道或多个主通道是同一假想平面的一部分。

在被添加到相关封装元件上的插入件内实现单独的流体循环路径的全部或一部分。使用插入件为实现路径提供了更大的便利，并且使得能够考虑更多种形状，诸如弯曲部或类似的形状。

所述用于流体连通的系统更优选地形成用于排水的系统、用于排气的系统或者用于对气体进行采样的系统。

最后，为了加强对伽马辐射的屏蔽，可以将由钨制成的板在用于流体连通的系统附近添加到封装元件上。还可以考虑任何其他高密度材料，以形成对伽马辐射的这种额外的屏障。

本发明的其他优点和特征将出现在下文的详细的非限制性描述中。

附图说明

本说明书将参考附图给出，其中；

-图1示出了根据本发明的用于存储和/或运输放射性物质的封装件的纵向截面的示意图；

-图2是沿图1的线II-II截取的横向截面视图，示出了设置在图1中所示的封装元件中的一个封装元件上的用于流体连通的系统；

-图2a是类似于图2的视图，其中用于流体连通的系统设置有塞子；

-图3是沿图2的线III-III截取的横向截面视图；

-图4是沿图2的线IV-IV截取的横向截面视图；

-图5是根据一个替代实施例的类似于图2的视图；和

-图6a至图6d是类似于图5的视图，再次示出了其他优选的实施例。

具体实施方式

首先参考图1，示意图示出了用于运输和/或存储放射性物质(诸如受辐射燃料组件或放射性废料3)的封装件的纵向截面。示出了封装件1处于竖直存储位置，在竖直存储位置，该封装件1的纵向轴线2竖直定向。

封装件1包括密闭空间4，该密闭空间4由多个封装元件在内部界定，该封装元件包括底部6、侧向主体8以及封闭系统，该封闭系统包括一个或多个盖10。在说明书的其余部分中，出于简化的原因，应该认为该系统包含单个盖10。然而，在多个盖叠置的情况下，更具体地在最向内的盖上实施本发明，该最向内的盖直接给出了进入密闭空间4的入口。

底部6和盖10根据纵向轴线2彼此间隔开，具有圆形横向截面或者具有多边形形状的侧向主体8以该纵向轴线2为中心。

封装体1还包括头部振动吸收罩12以及可能包括底部振动吸收罩(未示出)。头部振动吸收罩12设置有以轴线2为中心的中空区域16，该中空区域容纳盖10的至少一部分以及侧向主体8的头部端部8a。

盖10更优选地使用螺钉22可移除地固定到侧向主体8上，该螺钉22中的一个螺钉经由其轴线示意性地示出。

在所描述和所示出的实施例中，侧向主体8在其头部端部8a上具有本发明特定的用于流体连通的系统30，现在将参考图2至图4对该系统30进行描述。

首先，值得注意的是，系统30更可以形成用于排水的系统、用于排气的系统或者用于对气体进行采样的系统。该系统与密封塞子32相关联，该密封塞子32在对系统30进行密封时参与限定密闭空间4。该塞子还形成放射性屏蔽件，以便限制与系统30有关的放射性泄漏。

当塞子32被移除时，系统30设置成与用于排水或排气的屏蔽工具配合，该屏蔽工具包括密封系统，该密封系统确保放射性物质的密闭空间在执行操作期间仍然受保护。

连通系统30在此穿过侧向主体8的头部的端部8a，该侧向主体整体上由径向覆盖有中子保护层36的金属套筒34形成。具有通道网络的一般形式的该系统30在密闭空间4的内表面40上具有两个流体入口孔38a、38b。另外，该系统在侧向主体的外表面44的流体出口区域42上包括单个流体出口孔39。当安装该系统时，如可以在图2a中看到的，与该系统30相关联的塞子32覆盖该流体出口区域42。此外，该流体出口区域是外表面44的由塞子32覆盖的部分，就本发明而言，该塞子32界定所述流体出口区域42。仍然在该安装位置，塞子32通过覆盖流体出口孔39或者通过穿入到该流体出口孔39中而对该流体出口孔39进行密封。

在该优选实施例中，流体出口区域42限定容置部48，该容置部48设置成当密封塞子32处于其安装位置时容纳该密封塞子32的至少一部分。在该实施例中，如在图2a中可以看到的，塞子32因此至少部分地集成到侧向主体8中。

封装件的一个特性在于，用于流体连通的系统30在密闭空间4的内部与外部之间限定出两个单独的流体循环路径46a、46b。更确切地说，第一路径46a开始于第一流体入口孔38a，从该第一流体入口孔38a延伸出第一基本通道48a，该第一基本通道48a包括例如以90°弯曲的弯曲部50。类似地，第二路径46b开始于第二流体入口孔38b，从该第二流体入口孔38b延伸出第二基本通道48b，第二基本通道48b包括也以约90°弯曲的弯曲部50。两个基本通道48a、48b各自具有由弯曲部50隔开的上游部分和下游部分。两个上游部分大致是平行的，而两个下游部分具有重合的轴线并且在与主通道52的接合处汇合在一起，该主通道52限定了两个流体循环路径46a、46b共同的下游部分。

主通道52优选地是直的，并且具有与两个基本通道48a、48b的上游部分的两条轴线平行的轴线。优选地，主通道52的轴线布置在两条上述轴线之间，该两条上述轴线相对于该主通道的轴线对称地分布。另外，通道48a、48b、52优选地为图4中所示的同一平面54的一部分，该平面54对应于封装件的横向平面，即该平面54与该封装件的轴线2正交。值得注意的是，在系统30安装在盖上的情况下，通道集成在其中的假想平面优选地是封装件的纵向平面，该假想平面穿过该封装件的轴线2。

在该实施例中，单个主通道52终止于流体出口孔39，该流体出口孔39通向由流体出口区域42限定的容置部48。因此，两个路径46a、46b在主通道52中接合在一起之后通向容置部48。

为了更好地管理入口孔38a、38b与出口孔39之间的流量，基本通道48a、48b各自具有小于主通道52的截面的截面。优选地，两个基本通道48a、48b的截面的总和与主通道52的较大截面相同或相似。

通道48a、48b、52直接在套筒34中制成，或者直接在插入件60中制成，该插入件60被添加在容置部62中，该容置部62在密闭空间的内表面40上在该套筒中制成。该在附图中示出的后一种解决方案使得能够便于通道的实现，特别是当这些通道包含90°的弯曲部时。

图5示出了一个替代实施例，在该替代实施例中，塞子32不再位于容置部中，而是相对于侧向主体的外表面44完全突出。塞子32在此覆盖表面44的流体出口区域42，并且覆盖出口孔39。

可以认为图6a至图6d的其他实施例都共享相同的发明构思，该发明构思旨在提供与同一密封塞子32相关联的多个流体循环路径。

在图6a中，两个基本通道48a、48b彼此分开并且分别限定两个独立的流体循环路径46a、46b。通道是直的并且相对于彼此倾斜，以便形成V型。因此，每个基本通道48a、48b在入口孔38a、38b与流体出口孔39a、39b之间延伸。

在图6b中，该实施例与前一实施例的不同之处在于，每个基本通道38a、38b另外集成了一个弯道部64。

在图6c的实施例中，该设计与图5的设计的不同之处简单地在于，基本通道48a、48b的上游部分不再平行，而是相对于彼此倾斜以便形成V型。

最后，在图6d的实施例中，该设计通过提供从入口孔38延伸的主通道52以及分别终止于两个出口孔39a、39b的两个基本通道48a、48b而相对于图5的设计颠倒。在该实施例中，两个单独的路径46a、46b在通过分别穿过两个基本通道48a、48b进行分离之前在主通道52的上游被混合。

当然，本领域技术人员可以仅以非限制性示例的方式对上文描述的本发明进行各种修改。特别地，已经在上文详述的各种实施例可以彼此组合。另外，本发明特有的用于流体连通的系统不仅可以在诸如上文中描述的侧向主体8上实现，而且可以通过盖10实现，甚至通过底部6实现。而且，流体入口孔的数量N1和流体出口孔的数量N2可以大于二，而不脱离本发明的框架。

Claims (11)

1.用于运输和/或存储放射性物质的封装件（1），所述封装件包括多个封装元件（6，8，10），所述多个封装元件共同在内部界定所述放射性物质（3）的密闭空间（4），其中所述封装元件中的至少一个封装元件被至少一个用于流体连通的系统（30）穿过，所述至少一个用于流体连通的系统在所述密闭空间的内表面（40）上具有至少一个流体入口孔（38，38a，38b）以及在相关的所述封装元件的外表面（44）的流体出口区域（42）上具有至少一个流体出口孔（39，39a，39b），所述用于流体连通的系统与密封塞子（32）相关联，所述密封塞子以对所述至少一个流体出口孔进行密封的方式覆盖所述流体出口区域（42），

其特征在于，所述用于流体连通的系统（30）在所述至少一个流体入口孔（38，38a，38b）与所述至少一个流体出口孔（39，39a，39b）之间限定出至少两个单独的流体循环路径（46a，46b），

其中，所述至少一个流体入口孔（38，38a，38b）中的每一个通向所述密闭空间（4）。

2.根据权利要求1所述的封装件，其特征在于，所述用于流体连通的系统包括数量大于或等于N1个的流体入口孔（38，38a，38b），以及数量大于或等于N2个的流体出口孔（39，39a，39b），其中数量N1大于、等于或小于数量N2。

3.根据权利要求1或2所述的封装件，其特征在于，所述密封塞子（32）至少部分地被容置在容置部（48）中，所述容置部设置在相关的封装元件上，所述容置部由同一封装元件的所述外表面（44）的所述流体出口区域（42）所限定。

4.根据权利要求1或2所述的封装件，其特征在于，使用多个基本通道（48a，48b）来实现所述单独的流体循环路径（46a，46b），所述多个基本通道与至少一个主通道（52）连通，所述至少一个主通道具有较大截面并且设置成数量小于所述基本通道（48a，48b）的数量，其中每个主通道（52）限定多个所述流体循环路径（46a，46b）的一部分，

并且，每个主通道（52）通向所述流体出口区域（42），所述基本通道（46a，46b）通向所述密闭空间（4），或者每个主通道通向所述密闭空间，所述基本通道通向所述流体出口区域。

5.根据权利要求4所述的封装件，其特征在于，所述封装件包括两个通向所述密闭空间（4）的基本通道（48a，48b）以及单个通向所述流体出口区域（42）的主通道（52）。

6.根据权利要求1或2所述的封装件，其特征在于，使用多个基本通道（48a，48b）来实现所述单独的流体循环路径（46a，46b），每个基本通道一方面通向所述密闭空间（4），另一方面通向所述流体出口区域（42），

并且，每个基本通道（48a，48b）限定所述流体循环路径（46a，46b）中的一个流体循环路径。

7.根据权利要求4所述的封装件，其特征在于，所述基本通道和/或一个所述主通道或多个所述主通道是直的，或者不是直的。

8.根据权利要求4所述的封装件，其特征在于，所述基本通道和/或一个所述主通道或多个所述主通道是同一假想平面（54）的一部分。

9.根据权利要求1或2所述的封装件，其特征在于，所述单独的流体循环路径（46a，46b）的全部或一部分在被添加到相关的封装元件上的插入件（60）内实现。

10.根据权利要求1或2所述的封装件，其特征在于，所述用于流体连通的系统（30）形成用于排水的系统、用于排气的系统或者用于对气体进行采样的系统。

11.根据权利要求4所述的封装件，其特征在于，所述基本通道和/或一个所述主通道或多个所述主通道通过具有至少一个弯曲部（50）和/或一个弯道部（64）而不是直的。

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