KR100709829B1 - 캐스크 및 캐스크의 제조 방법 - Google Patents

캐스크 및 캐스크의 제조 방법 Download PDF

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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

이 캐스크의 외측 튜브(10)를 구성하는 밴드형 부재(band-like members)(105a 및 105b)에는 방열면(105p)측에 홈(30s)이 복수 형성되어 있다. 이 홈(30s)에 의해, 밴드형 부재(105a) 등의 방열면(105p)측에는 방열핀(30f)이 형성된다. 전열핀(107)은 밴드형 부재(105a)의 양단 가장자리를 남겨서 그 양측에 각각 용접된다[용접부(205)]. 또한, 전열핀(107)은 몸통 본체(101)의 표면의 오버레이부(overlay portions)(201)에 대하여 용접되어 있다[용접부(206)]. 밴드형 부재(105a)와 전열핀(107, 107)은 U자형 단면 형상의 유닛(105c)으로 되고, 몸통 본체(101) 표면에 일정 간격으로 복수 용접되어 있다. 도 17의 (b)에 도시하는 바와 같이, 밴드형 부재(105a)의 양단 가장자리에는 단부(202)가 형성되어 있고, 이 단부(202)에 밴드형 부재(105b)의 단부(203)가 끼워져, 용접된다[용접부(204)].

Description

캐스크 및 캐스크의 제조 방법{CASK AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 연소를 마친 사용후 연료 집합체를 수용, 저장하는 것으로서, 사용후 연료 집합체의 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출시킬 수 있는 방열 성능이 우수한 캐스크 및 캐스크의 제조 방법에 관한 것이다.
핵연료 사이클의 종기(終期)에 있어서, 연소를 마치고 사용할 수 없게 된 핵연료 집합체를 사용후 연료 집합체라 한다. 사용후 연료 집합체는 FP 등 고방사능 물질을 포함하므로 열적으로 냉각할 필요가 있어, 원자력 발전소의 냉각 피트에서 소정 기간(1∼3년간) 냉각된다. 그 후, 차폐 용기인 캐스크에 수납되어, 트럭 등으로 재처리 시설에 반송, 저장된다. 사용후 연료 집합체는 캐스크내에 마련된 바스킷의 셀에 각각 1개씩 삽입되며, 그에 따라, 수송 중의 진동 등에 대해 적절한 유지력을 확보하고 있다.
이러한 캐스크의 종래예로는 「원자력 eye」(1998년 4월 1일 발행일 : 일간 공업 출판 프로덕션) 또는 일본 특허 공개 제 1999-86098 호 공보 등에 여러 종류의 것이 개시되어 있다. 이하에 본 발명의 개발에 있어서, 그 전제가 되는 캐스크 에 대하여 설명한다. 또한, 하기 내용은 설명의 편의를 위해서 나타낸 것이고, 이른바 공지, 공용에 해당하는 것을 의미하는 것이 아니다.
도 52는 캐스크의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 53은 도 52에 도시한 캐스크의 축방향 단면도이다. 캐스크(500)는 튜브 형상의 몸통 본체(501)와, 몸통 본체(501)의 외주에 마련된 중성자 차폐체인 레진(502)과, 그 외측 튜브(503), 바닥부(504) 및 커버부(505)로 구성되어 있다. 몸통 본체(501) 및 바닥부(504)는 γ선 차폐체인 탄소강제의 단조품이다. 또한, 커버부(505)는 스테인리스강제 등의 1차 커버(506) 및 2차 커버(507)로 이루어진다. 몸통 본체(501)와 바닥부(504)는 접합 용접에 의해 결합되어 있다. 1차 커버(506) 및 2차 커버(507)는 몸통 본체(501)에 대하여 스테인리스제 등의 볼트에 의해 고정되어 있다. 커버부(505)와 몸통 본체(501) 사이에는 금속제의 링이 개재되어, 내부의 기밀을 유지하고 있다.
몸통 본체(501)와 외측 튜브(503) 사이에는, 전열(傳熱)을 실행하는 복수의 전열핀(508)이 마련되어 있다. 레진(502)은 이 전열핀(508)에 의해 형성되는 공간에 유동 상태로 주입되고, 냉각됨으로써 고화(固化) 형성된다. 도 53에 도시하는 바와 같이, 바스켓(509)은 복수의 각파이프(510)를 다발 형상으로 집합시킨 구조이고, 몸통 본체(501)의 캐비티(511)내에 삽입되어 있다.
상기 각파이프(510)는 삽입된 사용후 연료 집합체가 임계에 이르지 않도록 중성자 흡수체(붕소 : B)를 혼합한 알루미늄 합금으로 이루어진다. 또한, 캐스크 본체(512)의 양측에는, 캐스크(500)를 현수하기 위한 트라니온(513)이 마련되어 있다(한쪽은 생략). 또한, 캐스크 본체(512)의 양단부에는, 내부에 완충재로서 목재 등을 조립한 완충체(514)가 부착되어 있다(한쪽은 생략).
그런데, 바스켓(509)내에 수납되는 사용후 연료 집합체는 저장 중에 붕괴열이 발생한다. 이 붕괴열은 캐스크(500)의 외측 튜브(503)로부터 대기 중으로 방출되지만, 충분한 방열 성능을 얻을 수 없으면, 커버부(505)와 몸통 본체(501) 사이에 개재되는 O링의 클리프를 진행시키는 경우가 있다. 또한, 외측 튜브(503)로부터의 방열이 충분하지 않은 경우에는, 바스켓(509)을 구성하는 재료에도 내열성이 우수한 것을 사용할 필요가 있기 때문에, 캐스크(500)의 제조 비용 증가를 초래하는 경우도 있다. 특히, 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체는 발열량이 높고, 이것을 수납하는 캐스크(500)에는 높은 방열 성능이 요구된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 유럽 특허 공개 제 0843318 A1 호에는 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크가 개시되어 있다. 이 캐스크는 외측에 홈을 형성한 튜브 형상의 일체형 외측 튜브를 캐스크의 몸통 본체에 끼워 넣고, 캐스크의 몸통 본체와 전열핀을 열적으로 결합시킨 구조이다. 그리고, 외측 튜브에 홈을 형성하는 방법으로는 주조 또는 절삭을 들 수 있다. 그러나, 전열핀을 통해서 외측 튜브를 캐스크의 몸통 본체에 부착하는 구체적인 제조 방법은 개시되어 있지 않고, 실현할 수 있는지 어떤지에 대해서는 불분명하다.
따라서, 본 발명은 사용후 연료 집합체가 발하는 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하는 것, 방열 성능이 우수한 캐스크를 효율적으로 제조하는 것 중 적어도 하나를 달성할 수 있는 캐스크 및 캐스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
발명의 요약
본 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 복수의 밴드형 부재(band-like members)를 그의 단 가장자리부(端緣部)에서 용접한 구성이고, 하나의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면 양측에는 단 가장자리부를 남겨서 상기 전열핀이 용접되어 있고, 또한 상기 밴드형 부재에 인접하는 다른 밴드형 부재가 각각의 단 가장자리부 부근에 용접되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 외측 튜브의 외측에 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 홈이 없는 경우보다도 크게 할 수 있다. 이로써, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있기 때문에, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 홈을 형성한 밴드형 부재를 복수 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 주조나 밴딩 가공에 관계없이 용이하게 외측 튜브를 제조할 수 있다. 또한, 몸통 본체의 단면 형상이 원형 뿐만 아니라 다각형인 경우에도, 복수의 밴드형 부재를 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 용이하게 캐스크를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 복수의 밴드형 부재를 그의 단 가장자리부에서 용접한 구성이고, 하나의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면 양측에는 단 가장자리부를 남겨서 상기 전열핀을 용접함으로써 유닛을 구성하고, 이 유닛을 소정 간격으로 상기 몸통 본체에 상기 전열핀으로 유닛 외측으로부터 용접하고, 또한 인접하는 유닛의 밴드형 부재의 끼리 사이에 다른 밴드형 부재를 도입하여 외측으로부터 용접되는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크에서는 외측 튜브의 외측에 홈이 형성되어 있기 때문에, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 그 결과, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 밴드형 부재와 전열핀을 용접할 때, 유닛화된 상태로 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고, 전부 개방되어 있는 외측에서 실행할 수 있기 때문에, 용이하게 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크를 구성할 수 있다. 또한, 이 캐스크에는 몸통 본체에 전열핀을 용접하고 나서 밴드형 부재를 용접하는 경우에도, 먼저 밴드형 부재에 전열핀을 용접하고 나서 유닛을 몸통 본체에 용접하는 경우도 포함된다(이하 동일). 또한, 별도의 밴드형 부재를 도입한다는 것은, 이웃하는 유닛을 구성하는 밴드형 부재의 끼리 사이에 끼워넣는 경우나, 별도의 밴드형 부재의 단 가장자리부가 유닛을 구성하는 밴드형 부재의 단 가장자리부와 중첩되어 탑재된 경우도 포함하는 것으로 한다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 외측에 형성된 복수의 밴드형 부재를 그의 단 가장자리부에서 용접한 구성이고, 하나의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면의 대략 중앙에는 전열핀을 용접함으로써 유닛을 구성하고, 이 유닛을 소정 간격으로 몸통 본체에 상기 전열핀을 이용해 용접하고, 동시에 이웃하는 유닛의 밴드형 부재의 끼리 사이에 별도의 밴드형 부재를 도입하여 외측으로부터 용접되는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크에서는, 외측 튜브의 외측에 홈이 형성되어 있기 때문에, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있고, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 밴드형 부재와 전열핀을 용접할 때, 또는 유닛화된 상태에서 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에는, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고 전부 개방되어 있는 외측으로부터 실행할 수 있기 때문에, 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 밴드형 부재의 대략 중앙에 전열핀을 용접함으로써, 밴드형 부재와 다른 밴드형 부재의 용접부와, 전열핀과 밴드형 부재의 용접부를 분리할 수 있기 때문에, 열영향부가 국소적으로 집중되는 것을 방지할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 외측에 형성된 복수의 밴드형 부재를 그의 단 가장자리부에서 용접한 구성이고, 한개의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면의 대략 중앙에는 전열핀을 용접하는 동시에, 상기 전열핀을 이용해 몸통 본체에 한쪽으로부터 용접되어 있고, 또한 인접하는 밴드형 부재의 끼리가 그의 단 가장자리부 부근에 용접되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크에서는, 외측 튜브의 외측에 홈이 형성되어 있기 때문에, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 그 결과, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 밴드형 부재와 전열핀을 용접할 때, 또는 전열핀으로 밴드형 부재를 몸통 본체에 용접할 때에는, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고 전부 개방되어 있는 외측으로부터 실행할 수 있기 때문에, 용이하게 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크를 제조할 수 있다. 또한, 밴드형 부재의 대략 중앙에 전열핀을 용접함으로써, 밴드형 부재의 끼리의 용접부와, 전열핀과 밴드형 부재의 용접부를 분리할 수 있다. 이로써, 열영향부가 국소적으로 집중하는 것을 방지할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 상기에 기재된 캐스크에 있어서, 또한 상기 밴드형 부재는 산형(山形) 단면 또는 골짜기형(谷形) 단면으로 밴딩 형성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 표면에 홈을 형성한 밴드형 부재를 더욱 산형 또는 골짜기형으로 밴딩하고 있기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 더욱 크게 할 수 있다. 이로써, 더욱 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있기 때문에, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 더욱 높은 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 표면에 홈을 형성한 밴드형 부재를 복수 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 주조 등의 제조 방법을 이용하는 것보다도 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체와, 이 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 판형상 부재를 밴딩하여 구성되는 유닛이 상기 몸통 본체의 주위에 상기 홈이 상기 몸통 본체의 외측을 향해서 복수 배치됨으로써 구성되는 외측 튜브를 갖고, 상기 유닛의 한쪽 단부는 상기 몸통 본체에 접합되고, 또 한쪽의 단부는 인접하는 다른 유닛의 측면에 접합되어 있으며, 또한 상기 몸통 본체와 상기 외측 튜브와의 공간에는 중성자 흡수체가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 표면에 홈이 형성된 판형상 부재를 구부려서 유닛을 구성하고, 이 유닛을 조합하여 외측 튜브를 구성한다. 이 때문에, 전열핀과 외측 튜브를 일체로 구성할 수 있기 때문에, 전열핀과 외측 튜브를 구성하는 밴드형 부재를 용접 하는 공정을 생략하고, 또한 용이하게 외측 튜브를 제조할 수 있다. 또한, 판형상 부재의 표면에는 홈이 형성되어 있기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도 높은 안전성을 발휘할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체와, 내부에 중성자 흡수체를 마련한 튜브형 유닛을 상기 몸통 본체의 주위에 복수 배치하여 구성한 외측 튜브를 갖고, 이 외측 튜브를 구성하는 튜브형 유닛의 외측에는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있으며, 또한 상기 튜브형 유닛의 외측에 대향하는 쪽은 상기 몸통 본체와 접하고 있고, 또한 상기 튜브형 유닛이 남은 양측이 각각 이웃하는 다른 튜브형 유닛의 측부측과 접하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 외측 표면에 홈이 형성된 튜브형 유닛을 복수 조합하여 구성한 외측 튜브를 구비한다. 이 때문에, 표면에 형성된 홈에 의해 외측 튜브 외측의 표면적을 크게 할 수 있기 때문에, 보다 많은 붕괴열을 대기 중으로 방출할 수 있고, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납한 경우에도 높은 안전성을 발휘할 수 있다. 또한, 튜브형 유닛을 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 조립시에는 이웃하는 유닛과 홈의 위치를 절반 피치만큼 편향시켜 놓음으로써, 용이하게 복잡한 패턴[도 32의 (b)]을 구성할 수 있다. 또한, 용접 공정이 적게 되며, 외측 튜브를 비교적 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 축에 수직인 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 표면에 갖는 복수의 링판을 이 링판의 축방향에 용접한 구조이고, 상기 링판의 내면의 대략 중앙부에 링 형상의 전열핀을 용접하여 유닛을 구성하고, 이 유닛을 전열핀을 이용해 한쪽으로부터 몸통 본체에 용접하고 있으며, 또한 인접하는 유닛의 링판의 단 가장자리의 끼리를 외측으로부터 용접한 것을 특징으로 한다.
이 캐스크에서는, 외측에 홈을 형성한 링판을 복수 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열성을 높게 할 수 있다. 또한, 링판과 전열핀을 용접할 때, 또는 유닛화된 상태에서 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에는, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고, 전부 개방되어 있는 외측으로부터 실행하도록 했기 때문에, 외측에 홈을 형성한 외측 튜브를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 축에 수직인 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 표면에 갖는 복수의 링판을 축방향으로 용접한 구조이고, 하나의 링판의 양측에 단 가장자리부를 남겨서 링 형상의 전열핀을 용접함으로써 유닛을 구성하며, 이 유닛을 소정 간격으로 몸통 본체에 상기 전열핀으로 유닛 외측으로부터 용접하고, 또한 이웃하는 유닛의 링판의 끼리 사이에 별도의 링판을 배치하여 외측으로부터 용접되는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크에서는, 외측에 홈을 형성한 링판을 복수 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열성을 높게 할 수 있다. 또한, 링판과 전열핀을 용접할 때, 또는 유닛화된 상태에서 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에는, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고, 전부 개방되어 있는 외측으로부터 작업할 수 있다. 또한, 이웃하는 유닛과 홈의 위치를 절반 피치만큼 편형시켜 놓음으로써, 용이하게 복잡한 패턴(도 32)도 구성할 수 있다. 이로써, 표면에 홈을 형성한 외측 튜브를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 링판의 양측에 단 가장자리부를 남겨서 전열핀을 용접하고 있다. 이 때문에, 해당 링판과는 별도의 링판을 그의 단 가장자리부 부근에서 용접함으로써, 전열핀과 링판의 용접부를 링판의 끼리의 용접부로부터 분리시킬 수 있다. 이로써, 열영향부가 국소적으로 집중되는 것을 방지할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 복수의 판형상 부재를 각각의 단부의 끼리를 용접하여 구성되는 동시에, 각각 상기 판형상 부재에는 적어도 하나의 상기 전열핀이 부착되는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 외측 튜브의 외측에 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 홈이 없는 경우보다도 크게 할 수 있다. 이로써, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있기 때문에, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 홈을 형성한 판형상 부재를 복수 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 용이하게 외측 튜브를 제조할 수 있다. 또한, 몸통 본체의 단면 형상이 원형 뿐만 아니라 다각형인 경우에도, 복수의 판형상 부재를 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 용이하게 캐스크를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는, 상기에 기재된 캐스크에 있어서, 또한 상기 홈의 형성 방향에 수직인 상기 홈의 단면 형상 또는 상기 홈에 의해 구분되는 돌기의 형성 방향에 수직인 해당 돌기의 단면 형상 중 적어도 한쪽은 원호 형상인 것을 특징으로 한다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브에는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있고, 상기 홈의 형성 방향에 수직인 상기 홈의 단면 형상 또는 상기 홈에 의해 구분되는 돌기의 형성 방향에 수직인 상기 돌기의 단면 형상 중 적어도 한쪽은 원호 형상인 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 이 캐스크에서는 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열 성능을 향상시키는 동시에, 홈 또는 이 홈으로 구분되는 돌기 중 적어도 한쪽의 단면 형상이 원호 형상이기 때문에, 홈에 방사성 물질이 축적되기 어렵다. 이로써, 제세(除洗)시에는 외측 튜브 표면에 부착된 방사성 물질을 효율적으로 씻어낼 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는, 상기에 기재된 캐스크에 있어서, 또한 상기 홈의 형성 방향에 수직인 단면 형상은 상기 외측 튜브의 직경 방향 외측이 개방된 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 한다.
다음 발명에 따른 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 이 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 부착하고, 전열핀과 외측 튜브와의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서, 상기 외측 튜브에는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있고, 해당 홈의 형성 방향에 수직인 해당 홈의 단면 형상은 상기 외측 튜브의 직경 방향 외측이 개방된 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 이 캐스크는 방열핀의 역할을 하는 돌기의 측면에 있어서의 폭사(輻射) 방향을 외측 튜브의 외측을 향하게 할 수 있다. 그 결과, 돌기의 측면의 끼리 사이에 있어서의 폭사의 영향을 저감하여, 대기 중으로 폭사되는 열에너지를 더욱 크게 할 수 있기 때문에, 방열 효율을 더욱 높게 할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는, 상기에 기재된 캐스크에 있어서, 또한 상기 몸통 본체의 축방향을 향하는 홈은 상기 몸통 본체의 축방향에 대하여 경사지고 있는 것을 특징으로 한다. 이 때문에, 외측 튜브의 표면 근방을 상승하는, 외측 튜브로부터의 열에 의해 데워진 공기는, 경사를 가진 홈에 의해 상승하는 흐름이 교란되므로, 공기와 외측 튜브의 전열이 촉진된다. 이로써, 또한 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 상기에 기재된 캐스크에 있어서, 또한 각파이프와 길이 방향에 수직인 단면 형상이 L자 형상이고, 또한 내측면에는 길이 방향을 향하는 돌기부가 마련된 요소를 갖고, 상기 각파이프의 외측면과 상기 요소의 내측면에 마련된 돌기부의 단부를 접촉시켜서 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀을 구성하며, 또한 하나의 셀을 구성하는 각파이프의 외측면 및 이 셀을 구성하는 요소의 단부를, 다른 셀을 구성하는 요소의 외측면과 접촉시켜서 상기 셀 끼리를 조합시킴으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 사용후 연료 집합체를 수납하는 각파이프와, 내측면에 돌기부를 마련한 L자형 단면 형상의 요소를 조합하여 셀을 구성하고, 또한 이 셀을 복수 조합한 바스켓을 구비하고 있다. 또한, 상기 셀은 요소에 마련된 돌기부에 의해 각파이프와 요소 사이에 공간을 형성하고, 이것을 플럭스 트랩으로 하고 있다. 이 플럭스 트랩에 의해, 이 바스켓은 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납해도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 이 바스켓에 수납하는 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료로부터는 많은 붕괴열이 발생하지만, 이 바스켓을 수납하는 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 이 바스켓을 구성하는 각파이프 및 요소의 표면적은 과도하게 커지지 않기 때문에, 압출기의 추력이 그 정도로 커지지 않아도 충분히 제조할 수 있다. 또한, 요소의 형상도 그만큼 복잡하지 않기 때문에, 압출 다이스의 수명도 확보할 수 있다. 그 결과, 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료를 수납하는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있고, 또한 제조 비용도 낮게 억제할 수 있다. 특히, B나 B 화합물을 함유한 Al재와 같은 난압출재(難押出材)로 바스켓을 구성하는 경우에, 본 발명의 효과는 현저하다. 또한, 돌기부의 단부란 요소의 측면에 마련된 돌기부의 개방 단을 말하고, 각파이프와 접촉하는 부분이다(이하 동일).
다음 발명에 따른 캐스크는, 상기 기재된 캐스크에 있어서, 또한 각파이프와 길이 방향에 수직인 단면 형상이 L자 형상이고, 또한 내측면에는 길이 방향을 향하는 돌기부가 마련되며, 또한 외측면은 평면에 형성된 요소를 갖고, 상기 각파이프의 외측면과 상기 요소의 내측면에 마련된 돌기부의 단부를 접촉시켜서 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀을 구성하고, 또한 하나의 셀을 구성하는 각파이프의 외측면 및 이 셀을 구성하는 요소의 단부를, 다른 셀을 구성하는 요소의 외측면과 평면으로 접촉시켜서 상기 셀 끼리를 조합시킴으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 요소의 외측면을 평면에 형성하고, 하나의 셀을 구성하는 요소의 외측면과 다른 셀을 구성하는 각파이프의 외측면 및 다른 셀을 구성하는 요소의 단부를 평면에서 접촉시켜서 구성한 바스켓을 구비한다. 이 때문에, 전열 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 발열량이 큰 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납한 경우에는, 바스켓의 내부로부터 외부로 효율적으로 이 열이 전달된다. 그리고, 이 바스켓을 수납하는 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 대량의 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 이로써, 바스켓의 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에, 캐스크 전체의 안전성을 높게 할 수 있고, 또한 바스켓을 구성하는 재료에는 내열 온도가 과도하게 높은 것을 사용하지 않아도 좋기 때문에, 바스켓을 설계할 때의 자유도를 크게 할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 상기 기재된 캐스크에 있어서, 또한, 상기 요소의 코너부 외측을 상기 요소의 길이 방향 전 영역에 걸쳐 평면으로 형성하고, 또한 상기 평면과 조합되도록 상기 평면과 평행하게 이 요소의 한쪽 단부를 평면에 형성하여, 상기 셀을 조합할 때에 하나의 요소의 코너부 외측과 다른 요소의 상기 한쪽 단부를 접촉시킴으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 요소의 코너부 외측에 요소의 길이 방향을 향하는 평면을 마련하고, 또한 요소의 한쪽 단부에는 상기 평면에 평행한 평면을 형성한다. 그리고, 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓을 조립할 때에는, 상기 두개의 평면 끼리를 접촉시켜서 구성한 바스켓을 구비한다. 상기 바스켓을 구성하는 요소의 코너부 외측 등에 형성된 평면은 요소의 길이 방향에 수직인 단면에서 보면 코너부 외측이 비스듬히 절취된 모양으로 형성되어 있기 때문에, 요소 끼리가 접촉하는 면적을 크게 할 수 있다. 이로써, 전열 면적이 커지기 때문에, 보다 효율적이고 사용후 연료의 붕괴열을 바스켓의 외부로 방출할 수 있다. 그리고, 이 바스켓을 수납하는 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 대량의 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 바스켓을 구성하는 요소 끼리가 접촉하는 면적은 상기 바스켓보다도 커지기 때문에, 하중이 작용한 경우에 이 부분에 발생하는 응력도 작게 할 수 있다. 이로써, 응력 전달시에 있어서의 부담을 작게 할 수 있기 때문에, 캐스크의 안전성, 신뢰성을 보다 높게 할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는, 상기 기재된 캐스크에 있어서, 또한 상기 요소의 코너부 외측을 상기 요소의 길이 방향에 수직인 단면이 계단 형상으로 되도록 형성하여 상기 요소의 길이 방향을 향하는 단부를 마련하며, 또한 계단 형상으로 형성한 상기 코너부 외측의 적어도 하나의 단부와 맞물리도록 이 요소의 단부를 계단 형상으로 형성하여, 상기 셀을 조합할 때에 하나의 요소의 코너부 외측과 다른 요소의 한쪽 단부를 맞물리게 함으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 바스켓을 구성하는 요소의 코너부 외측과 단부를 계단 형상으로 형성하고, 셀을 구성하는 요소의 코너부와 단부를 맞물리게 하여 조립한 바스켓을 구비한다. 이 때문에, 상기 바스켓과 비교하여 요소 끼리가 접촉하는 면적을 더욱 크게 할 수 있기 때문에, 전열 면적이 보다 커진다. 그 결과, 또한 효율적으로 사용후 연료의 붕괴열이 바스켓의 외부로 전달된 경우에도, 이 바스켓을 수납하는 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 대량의 열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 요소 끼리의 접촉하는 면적이 보다 커지기 때문에, 하중이 작용한 경우에 이 부분에 발생하는 응력도 보다 작게 할 수 있다. 이로써, 응력 전달시에 있어서의 부담을 작게 할 수 있기 때문에, 바스켓의 신뢰성을 보다 높게 할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 상기 기재된 캐스크에 있어서, 또한 각파이프와, 길이 방향에 수직인 단면 형상이 L자 형상이며, 또한 외측면에는 길이 방향을 향하는 돌기부가 마련된 요소를 갖고, 상기 각파이프의 내부에 상기 요소를 배치하고, 또한 상기 각파이프의 내측면과 상기 요소에 마련된 돌기부의 단부를 접촉시켜서 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀을 구성하며, 또한 복수의 해당 셀을 요소가 존재하는 쪽의 각파이프 외측면과 각파이프의 벽면만의 각파이프 외측면을 접촉시켜서 조합함으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 길이 방향을 향하는 홈을 외측면에 마련한 횡단면이 L자 형상인 요소를 각파이프의 내부에 배치하여 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀을 구성하고, 이 셀을 복수 조합하여 구성한 바스켓을 구비한다. 그리고, 요소의 홈과 각파이프의 내벽에 의해 구획된 공간을 플럭스 트랩으로 한다. 이 플럭스 트랩에 의해, 이 바스켓은 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납해도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 이 바스켓에 수납하는 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료로부터는 많은 붕괴열이 발생하지만, 이 바스켓을 수납하는 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 각파이프나 요소에 B-Al재와 같은 난압출재를 사용해도 압출 성형기의 능력내에서 이러한 것들을 제조할 수 있다. 이로써, 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납하기 위해서, 플럭스 트랩을 구비한 복잡한 형상의 바스켓이어도 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 각파이프나 요소를 무리없이 압출 성형할 수 있기 때문에 흠집이나 표면 거침 등도 저감할 수 있고, 제품의 수율도 향상된다.
또한, 용접에 상관없이 각파이프와 요소를 조합하기만 하는 것이기 때문에, 용접 커플링부에 있어서의 성능 열화의 우려도 없고, 또한 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓의 제조도 용이해진다. 또한, 요소를 각파이프의 내부에 배치하면, 자동적으로 요소의 동작이 규제되기 때문에, 바스켓은 각파이프를 조합하기만 함으로써 구성할 수 있다. 이로써 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납하는 바스켓을 캐스크의 캐비티내에 마련할 때의 시간이 경감되기 때문에, 캐스크를 조립할 때의 수고를 경감할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는, 상기 기재된 캐스크에 있어서, 또한 각부 외측을 계단 형상으로 형성하고, 또한 측면 내부에 해당 측면 외벽측과 내벽측를 가로막는 공간을 마련한 각파이프를 복수 조합함으로써 구성되는 바스켓으로서, 상기 각파이프의 각부 외측 끼리를 접촉시켜서 상기 각파이프 끼리를 지그재그 형상으로 조합하고, 또한 상기 각파이프내의 공간 및 상기 각파이프의 측면으로 둘러싸인 공간에 각각 사용후 연료 집합체를 수납하는 바스켓을 구비한 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 측면 내부에 상기 측면 외벽측과 내벽측을 가로막는 공간을 플럭스 트랩으로서 마련한 복수의 각파이프 끼리를 지그재그 형상으로 조합하여 구성한 바스켓을 구비한다. 이 플럭스 트랩에 의해, 이 캐스크에 수납되는 바스켓은 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납할 수 있다. 이 때, 각파이프 끼리를 지그재그 형상으로 배치하고 있기 때문에, 각파이프의 측면 끼리를 맞추어 구성하는 바스켓과 비교하여 각파이프 측면의 두께를 얇게 할 수 있다. 이로써, 전열 성능이 종래보다도 향상되기 때문에, 보다 많은 열을 바스켓의 외부로 전달할 수 있다. 이 바스켓을 수납하는 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 바스켓으로부터 절단되는 많은 열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 이 사용후 연료 수납용 각파이프는 각부를 계단 형상으로 형성되어 있기 때문에, 엄밀하게는 각파이프라고는 할 수 없다. 그러나, 이 파이프의 축방향에 수직인 단면의 내부 형상은 사각형이고, 외형도 전체적으로 보면 사각형이기 때문에, 본 발명에 있어서는 각파이프의 개념에 포함시키는 것으로 한다. 또한, 「각파이프 끼리를 지그재그 형상으로 조합하여」란 「각파이프 끼리를 서로 경사지게 조합함」을 말하고, 예컨대 도 10에 도시하는 바와 같은 배열을 말한다. 이하와 같다.
다음 발명에 따른 캐스크는 상기 기재된 캐스크에 있어서, 상기 각파이프의 각부 외측은 적어도 2단의 계단 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 상기 각 캐스크에 있어서, 캐비티내에 수납하는 바스켓을 구성하는 각파이프의 각부 외측이 적어도 2단의 계단 형상으로 형성되어 있다. 이로써, 각부에 있어서의 두께를 각파이프의 측면에 있어서의 두께의 절반 이상 확보할 수 있고, 그 만큼 전열 성능이 향상되지만, 이 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 바스켓으로부터 전달되는 많은 열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 상기 기재된 캐스크에 있어서, 상기 바스켓은 중성자 흡수 성능을 갖는 직사각형 판형상 부재의 양쪽 가장자리에 일정 간격으로 노치부를 마련하는 동시에 상기 노치부를 서로 삽입하도록 상기 판형상 부재를 직교하여 교대로 중첩하여 구성한 각단면 형상의 바스켓이고, 상기 몸통 본체내에 형성되는 캐비티내를 상기 바스켓의 외형에 맞춘 형상으로 하여 상기 바스켓의 외주면을 밀착 상태에서 삽입하고, 또한 상기 바스켓을 구성하는 외측의 판형상 부재의 각단면 형상의 부분이 상기 캐비티 내면에 접촉한 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
사용후 연료 집합체는 방사선을 발생하는 동시에 붕괴열을 수반한다. 이 사용후 연료 집합체는 판형상 부재를 조합한 격자 형상(과자 상자 형상)의 바스켓의 셀내에 수용하게 되지만, 여기서 몸통 본체의 캐비티내를 바스켓의 외형에 맞춘 형상으로 함으로써, 상기 바스켓을 캐비티내에 삽입한 경우에, 외측의 판형상 부재(특히, 각단면 형상의 부분)가 캐비티의 내면에 접촉된 상태로 된다. 또한, 캐비티내의 형상을 바스켓의 외형에 맞춤으로써, 바스켓과 캐비티의 공간을 없애거나 또는 매우 작게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 붕괴열은 내부에 도입하는 헬륨 가스나 직접 접촉 부분을 거쳐서, 바스켓으로부터 몸통 본체에 효율적으로 전도한다. 이로써, 사용후 연료 집합체로부터의 붕괴열을 효율적으로 몸통 본체에 전달할 수 있는 동시에, 외측 튜브에 형성한 홈에 의해 이 붕괴열을 몸통 본체로부터 대기 중으로 효율적으로 방출할 수 있기 때문에, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 캐비티내의 공간을 매우 작게 또는 없앰으로써, 몸통 본체의 외경을 작게 할 수 있다. 반대로, 몸통 본체의 외경이 동일하면, 보다 많은 셀을 형성할 수 있다. 또한, 상기 접촉 상태란, 완전하고 또한 상시, 캐비티 내면과 바스켓 외면이 접촉하고 있을 필요는 없고, 근소한 간극이 존재하거나 일시적으로 접촉이 해재되거나 하는 경우를 포함하는 것으로 한다. 또한, 상기 판형상 부재에는, 도 13 내지 도 15에 도시하는 바와 같은 공중 구조의 것도 포함된다.
다음 발명에 따른 캐스크는 상기 바스켓은 중성자 흡수 성능을 갖는 직사각형의 판형상 부재의 양쪽 가장자리에 일정 간격으로 노치부를 마련하는 동시에 상기 노치부 끼리를 서로 삽입하도록 상기 판형상 부재를 직교하여 서로 중첩시켜 구성하고, 또한 외주면은 전열판이 마련된 각단면 형상의 바스켓이며, 상기 몸통 본체내에 형성되는 캐비티내를 상기 바스켓의 외형에 맞춘 형상으로 하며, 또한 상기 캐비티의 내측 형상이 상기 전열판과 밀착 상태로 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크는 과자 상자형의 바스켓의 외형에 맞추어 캐비티를 형성했기 때문에, 바스켓으로부터 몸통 본체로의 전열 효율이 향상한다. 특히, 바스켓 외주면에 마련한 전열판을 거쳐서 몸통 본체에 붕괴열이 효율적으로 전달되고, 또한 바스켓의 각단면 부분에 있어서는 일부가 몸통 본체에 면접촉하고 있음으로써 바스켓을 확실하게 유지하는 동시에 전열 효율의 향상에 기여하고 있다. 이로써, 사용후 연료 집합체로부터의 붕괴열을 효율적으로 몸통 본체에 전달할 수 있는 동시에, 외측 튜브에 형성한 홈에 의해 이 붕괴열을 몸통 본체로부터 대기 중으로 효율적으로 방출할 수 있기 때문에, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 이 캐스크는 특히 발열량이 큰 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에 바람직한 구조이다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은, 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 밴드형 부재(A) 및 밴드형 부재(B)의 한면에, 상기 캐스크 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과, 상기 밴드형 부재(A)의 상기 홈을 형성한 반대면의 양측에 단 가장자리부를 남겨서 전열핀을 용접하여 유닛화하는 공정과, 복수의 유닛을 몸통 본체에 대하여 상기 전열핀으로 유닛 외측으로부터 용접하는 공정과, 상기 밴드형 부재(A)와 이웃하는 밴드형 부재(A) 사이에 밴드형 부재(B)를 끼워넣으며, 밴드형 부재(A, B) 각각의 단 가장자리부 부근에서 외측으로부터 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 상기 기재된 캐스크를 조립하는 경우에 적절하다. 우선, 한면에 복수의 홈을 형성한 밴드형 부재(A)와 전열핀을 용접하여 유닛화함으로써, 이것들을 용접하기 용이하게 한다. 이에 대하여, 전열핀을 몸통 본체에 용접하고 나서 한면에 복수의 홈을 형성한 밴드형 부재를 용접해도 무방하지만, 이 경우에는 상기 밴드형 부재(A)의 뒷측에서 용접하게 되므로, 작업이 다소 번거로워진다(이하 동일함). 또한, 상기 캐스크에 후자의 방법을 이용해도 무방하다.
다음에, 유닛을 몸통 본체에 용접함에 있어서, 유닛의 외측으로부터 용접하도록 하고, 계속해서 밴드형 부재(B)를 밴드형 부재(A) 사이에 끼워넣어 용접할 때도, 외측으로부터 용접하도록 한다. 이로써, 종래와 같은 좁고 긴 공간내에서 전용 용접기를 이용하여 용접할 필요가 없어지고, 모든 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 외측 튜브에 복수의 홈을 형성한 캐스크의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다. 특히, 조립 기술이 미발달한 외국에 있어서도 기존의 통상의 용접 기술로 캐스크를 조립하는 것이 가능해진다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 상관없이 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 대규모인 주조 설비나 밴딩 장치가 불필요하게 되고, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 몸통 본체의 단면 형상이 원형 뿐만 아니라 다각형인 경우에도, 복수의 밴드형 부재를 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 용이하게 캐스크를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 밴드형 부재(A) 및 밴드형 부재(B)의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과, 밴드형 부재(A)의 상기 홈을 형성한 반대면의 대략 중앙에 전열핀을 용접함으로써 유닛화하는 공정과, 적어도 2개의 유닛을 소정 간격으로 몸통 본체에 대하여 나열하고, 상기 전열핀으로 용접하는 공정과, 이웃하는 유닛의 밴드형 부재(A)와 밴드형 부재(A) 사이에 별도의 밴드형 부재(B)를 도입하여 외측으로부터 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 상기 기재된 캐스크를 조립하는 경우에 적절하다. 우선, 한면에 홈을 형성한 밴드형 부재(A)와 전열핀을 용접하여 유닛화함으로써, 이것들을 용접하기 용이하게 한다. 다음에, 유닛의 전열핀으로 몸통 본체에 용접하지만, 유닛의 단면이 T자 형상이기 때문에 그 양측이 개방되어 있고, 그 때문에 외측으로부터의 용접 작업이 가능해진다. 또한, 밴드형 부재(A, A) 사이에 밴드형 부재(B)를 도입하여 용접할 때도, 외측으로부터 용접한다. 이 때문에, 종래와 같은 좁고 긴 공간내에서 전용 용접기를 이용하여 용접할 필요가 없어지고, 모든 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 외측 튜브에 복수의 홈을 갖는 캐스크의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 상관없이 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 대규모의 주조 설비나 밴딩 장치가 불필요해지고, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 몸통 본체의 단면 형상이 원형 뿐만 아니라 다각형인 경우에도, 복수의 밴드형 부재를 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 용이하게 캐스크를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 밴드형 부재(A) 및 밴드형 부재(B)의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과, 밴드형 부재(A)의 상기 홈을 형성한 반대면의 대략 중앙에 전열핀을 용접하는 공정과, 밴드형 부재(A)를 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측에서 용접하는 공정과, 다음 밴드형 부재(A)를 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측에서 용접하는 동시에, 인접하는 밴드형 부재(A) 끼리를 그의 단 가장자리부 부근에서 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 상기 기재된 캐스크를 조립하는 경우에 적절하다. 우선, 한면에 복수의 홈을 형성한 밴드형 부재(A)와 전열핀을 용접함으로써, 용접 작업을 용이하게 한다. 다음에, 밴드형 부재(A)를 전열핀으로 몸통 본체에 용접하지만, 단면이 T자 형상이기 때문에 그 양측이 개방되어 있고, 그 때문에 외측으로부터 용접할 수 있다. 또한, 밴드형 부재(A, A) 끼리를 용접할 때도 외측으로부터 용접한다. 이 때문에, 종래와 같은 좁고 긴 공간내에서 전용 용접기를 이용하여 용접할 필요가 없어지고, 모든 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 복수의 홈이 형성된 외측 튜브를 갖는 캐스크의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 관계없이 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 대규모의 주조 설비나 밴딩 장치가 불필요해지고, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 몸통 본체의 단면 형상이 원형 뿐만 아니라 다각형인 경우에도, 홈을 형성한 복수의 밴드형 부재를 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 용이하게 캐스크를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 밴드형 부재의 한면에, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과, 상기 홈이 형성되어 있는 면이 외측으로 되도록 상기 밴드형 부재를 굴곡시키고, 이 밴드형 부재의 길이 방향에 있어서의 양쪽 단 가장자리부를 용접하여 고리 형상의 링판(A)을 형성하는 공정과, 이 링판(A)의 내면의 대략 중앙부에 링 형상의 전열 핀을 용접하여 유닛화하는 공정과, 이 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측에서 축방향으로 용접하는 공정과, 다음 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측에서 축방향으로 용접하는 동시에, 인접하는 링판(A)의 단 가장자리 끼리를 외측으로부터 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 상기 기재된 캐스크를 조립하는 경우에 적절하다. 우선, 외측에 복수의 홈을 형성한 링판(A)과 전열핀을 용접하여 유닛화함으로써, 이것들을 용접하기 용이하게 한다. 다음에, 유닛의 전열핀으로 몸통 본체에 용접하지만, 유닛의 단면이 T자 형상이기 때문에 그 양측이 개방되어 있고, 그 때문에 외측으로부터 용접할 수 있다. 또한, 외측에 복수의 홈이 형성된 링판(A) 끼리를 용접할 때도, 외측으로부터 용접한다. 이 때문에, 종래와 같은 좁고 긴 공간내에서 전용 용접기를 이용하여 용접할 필요가 없어지고, 모두 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 복수의 홈이 형성된 외측 튜브를 갖는 캐스크의 조립이 용이해진다. 또한, 주조나 밴딩가공에 상관없이 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 대규모인 주조 설비나 밴딩 장치가 불필요하게 되고, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 밴드형 부재의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과, 상기 홈이 형성되어 있는 면이 외측으로 되도록 상기 밴드형 부재를 굴곡하고, 이 밴드형 부재의 길이 방향에 있어서의 양쪽 단 가장자리부를 용접하여 고리 형상의 링판(A)을 형성하는 공정과, 이 링판(A)의 내면의 대략 중앙부에 링 형상의 전열핀을 용접하여 유닛화하는 공정과, 이 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 축방향으로 용접하는 공정과, 링 형상으로 성형한 성형 중성자 흡수체의 절반을 유닛내에 수납하는 공정과, 다음 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 축방향으로 용접하는 동시에 인접하는 링판(A)의 단 가장자리 끼리를 외측으로부터 용접하고 또한 상기 성형한 성형 중성자 흡수체의 나머지 절반을 유닛에 수납하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 상기 기재된 캐스크를 조립하는 경우에 적절하다. 이 캐스크에서는 상기와 같이 외측에 복수의 홈을 형성한 링판(A)과 전열핀을 용접하여 유닛화하고, 유닛의 전열핀으로 몸통 본체에 용접하기 위해서, 개방 상태에서 외측으로부터 용접할 수 있다. 계속해서, 링 형상으로 성형한 성형 중성자 흡수체를 유닛내에 수납한 상태에서, 다음 유닛을 외측으로부터 용접하는 동시에, 상기 성형 중성자 흡수체를 유닛내에 수납하고, 링판(A)의 단 가장자리 끼리를 외측으로부터 용접한다. 이로써, 종래와 같은 좁고 긴 공간내에서 전용 용접기를 이용하여 용접할 필요가 없어지고, 모두 외측에서 용접할 수 있기 때문에, 표면에 복수의 홈을 갖는 외측 튜브를 구비한 캐스크를 용이하게 조립할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 상관없이 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 대규모의 주조 설비나 밴딩 장치가 불필요해지고, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 상기 외측 튜브를 구성하기 위한 판형상 부재의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성하는 공정과, 상기 복수의 홈이 형성되어 있는 면이 상기 몸통 본체의 외측에 위치하도록, 상기 판형상 부재를 상기 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩 성형하는 공정과, 밴딩 성형한 상기 판형상 부재의 단부 끼리를 접합하고, 튜브 형상의 외측 튜브를 구성하는 공정과, 상기 몸통 본체에 상기 외측 튜브를 끼워넣는 공정과, 상기 외측 튜브의 내면과 상기 몸통 본체의 외면을 상기 전열핀에 의해 연결하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 미리 표면에 홈을 형성한 판형상 부재를 밴딩 가공하고, 이 판형상 부재 끼리를 각각의 단부로 용접하여 튜브 형상의 외측 튜브를 제조한다. 그리고, 몸통 본체에 이 외측 튜브를 끼워넣은 후, 전열핀과 몸통 본체의 외면 및 전열핀과 외측 튜브 내면을 용접한다. 이와 같이, 판형상 부재를 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 굽히기 때문에, 외측 튜브를 구성하는 판형상 부재의 개수를 저감할 수 있고, 캐스크의 제조 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 외측 튜브의 내면과 몸통 본체의 외면을 전열핀에 의해 연결함에 있어서는, 전열핀을 미리 외측 튜브 내면에 접합하고 나서 전열핀의 나머지 일단을 몸통 본체 외면에 접합할 수도 있고, 전열핀을 미리 몸통 본체 외면에 접합하고 나서 전열핀의 나머지 일단을 외측 튜브 내면에 접합할 수도 있다. 또한, 외측 튜브를 몸통 본체에 끼워넣고 나서, 외측 튜브의 내면과 몸통 본체의 외면 사이에 전열핀을 배치하고, 전열핀의 단부를 외측 튜브의 내면 및 몸통 본체의 외면과 접합할 수도 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 상기 외측 튜브를 구성하기 위한 판형상 부재의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성하는 공정과, 상기 복수의 홈이 형성되어 있는 면이 상기 몸통 본체의 외측에 위치하도록, 상기 판형상 부재를 상기 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩 성형하는 공정과, 밴딩 성형한 상기 판형상 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면과는 반대면과 상기 몸통 본체의 외면을 상기 전열핀에 의해 연결하는 공정과, 상기 전열핀에 의해 상기 몸통 본체에 장착한 상기 판형상 부재의 단부 끼리를 접합하고, 튜브 형상의 외측 튜브를 구성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 미리 표면에 홈을 형성한 판형상 부재를 밴딩 가공하고, 이 판형상 부재를 전열핀을 거쳐서 몸통 본체의 외면에 장착한다. 그리고, 몸통 본체에 장착한 판형상 부재의 단부 끼리를 접합하고, 튜브 형상의 외측 튜브를 구성한다. 이와 같이, 판을 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩하기 때문에, 외측 튜브를 구성하는 판형상 부재의 개수를 저감할 수 있고, 캐스크의 제조 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 판형상 부재의 홈이 형성되어 있는 측과 반대면(홈측 반대면)과 몸통 본체의 외면을 전열핀에 의해 연결함에 있어서는, 전열핀을 미리 판형상 부재의 홈측 반대면에 접합하고 나서 전열핀의 나머지 일단을 몸통 본체 외면에 접합할 수도 있고, 전열핀을 미리 몸통 본체 외면에 접합하고 나서 전열핀의 나머지 일단을 판형상 부재의 홈측 반대면에 접합할 수도 있다. 또한, 판형상 부재와 몸통 본체를 전열핀에 의해 접합하면서, 이웃하는 판형상 부재의 단부 끼리를 접합함으로써 외측 튜브를 형성할 수도 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 그 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조함에 있어서, 판형상 부재의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성하는 공정과, 상기 복수의 홈이 형성되어 있는 면이 외측으로 되도록 상기 판형상 부재를 원호 형상으로 밴딩하는 공정과, 원호 형상으로 밴딩한 상기 판형상 부재의 단부 끼리를 접합하여, 튜브 형상의 외측 튜브를 구성하는 공정과, 미리 외주부에 방사상으로 복수의 전열핀을 마련한 몸통 본체에 상기 외측 튜브를 끼워넣는 공정과, 상기 외측 튜브의 내면과 상기 전열핀의 단부와를 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 캐스크의 제조 방법은 미리 표면에 홈을 형성한 판형상 부재를 밴딩 가공하고, 이 판형상 부재 끼리를 단부에서 용접하여 원통 형상의 외측 튜브를 제조한다. 그리고, 방사 형상으로 전열핀을 마련한 몸통 본체에 원통 형상의 외측 튜브를 끼워넣은 후, 전열핀의 단부와 외측 튜브 내면을 용접한다. 이와 같이, 판을 원호 형상으로 굽히기 때문에, 단면이 원형인 몸통 본체를 갖는 캐스크를 제조하는 경우에 적절하다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은, 상기 기재된 캐스크의 제조 방법에 있어서, 상기 홈의 배열 방향으로 상기 홈의 배열 피치로 복수의 절삭 공구를 배열하고, 상기 밴드형 부재 또는 판형상 부재에 복수의 상기 홈을 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다. 이 때문에, 복수의 홈을 동시에 형성할 수 있기 때문에, 복수의 홈을 형성하는 시간을 대폭 단축할 수 있다. 특히, 표면에 복수의 홈을 형성한 복수의 밴드형 부재를 조합하여 구성한 외측 튜브를 구비한 캐스크를 제조하는 경우에는, 많은 복수의 홈을 형성한 밴드형 부재를 효율적으로 제조할 수 있기 때문에, 제조 시간을 대폭 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 캐스크를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 캐스크를 도시하는 직경 방향 단면도,
도 3은 1차 커버 및 2차 커버와 몸통 본체의 밀폐 구조를 도시하는 단면도,
도 4는 홈의 부분의 확대도,
도 5는 도 4의 B-B 선 단면도,
도 6은 도 2에 도시한 바스켓의 일부 확대도,
도 7은 각파이프와 횡단면 L자 형상의 요소를 조합하여 구성한 다른 바스켓의 일부를 도시하는 설명도,
도 8은 각파이프와 횡단면 L자 형상의 요소를 조합하여 구성한 다른 바스켓의 일부를 도시하는 설명도,
도 9는 각파이프의 내부에 횡단면 L자 형상의 요소를 배치한 셀을 조합한 바스켓의 일부를 도시하는 설명도,
도 10은 각파이프를 지그재그 형상으로 조합한 바스켓을 도시하는 설명도,
도 11은 각파이프를 지그재그 형상으로 조립한 바스켓의 다른 예를 나타내는 설명도이고,
도 12는 판형상 부재를 조합하여 구성한 바스켓을 구비하는 본 발명의 캐스크를 도시하는 직경 방향 단면도,
도 13은 판형상 부재를 조합하여 구성한 바스켓의 구성을 도시하는 설명도,
도 14는 판형상 부재를 조합하여 구성한 바스켓의 구성을 도시하는 설명도,
도 15는 판형상 부재를 조합하여 구성한 바스켓의 구성을 도시하는 설명도,
도 16은 판형상 부재를 조합하여 구성한 바스켓을 구비하는 본 발명의 캐스 크의 다른 예를 나타내는 직경 방향 단면도,
도 17은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 외측 튜브 및 전열핀의 구조를 도시하는 캐스크의 축방향에 수직인 일부 단면도,
도 18은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 외측 튜브의 일부를 도시하는 확대도,
도 19는 본 발명에 따른 밴드형 부재의 방열면에 홈을 형성하는 가공 장치를 도시하는 설명도,
도 20은 본 발명에 따른 홈의 형성 방법을 도시하는 흐름도,
도 21은 상기 바스켓을 구성하는 판형상 부재의 제조 방법을 도시하는 흐름도,
도 22는 캐비티의 가공 장치를 도시하는 개략 사시도,
도 23은 캐비티의 가공 방법을 도시하는 개략 설명도,
도 24는 외측 튜브 및 전열핀의 조립 순서를 도시하는 설명도,
도 25는 상기 외측 튜브 및 전열핀의 변형예를 나타내는 설명도,
도 26은 상기 외측 튜브 및 전열핀의 변형예를 나타내는 설명도,
도 27은 상기 외측 튜브 및 전열핀의 변형예를 나타내는 설명도,
도 28은 실시 형태 1의 제 1 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도,
도 29는 실시 형태 1의 제 2 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도,
도 30은 실시 형태 1의 제 3 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도,
도 31은 실시 형태 1의 제 4 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도,
도 32는 실시 형태 2에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도,
도 33은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 캐스크의 설명도,
도 34는 도 33에 도시한 캐스크의 변형예,
도 35는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 캐스크를 도시하는 설명도,
도 36은 도 35의 캐스크의 변형예를 도시하는 설명도,
도 37은 도 35에 도시하는 캐스크의 외측 튜브의 변형예를 나타내는 설명도,
도 38은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 평면도,
도 39는 도 38에 도시한 외측 튜브의 변형예를 나타내는 평면도,
도 40은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 캐스크를 도시하는 조립도,
도 41은 도 40의 A-A 선 단면도,
도 42는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 캐스크를 도시하는 조립도,
도 43은 도 42도의 A-A 선 단면도,
도 44는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 변형예를 나타내는 조립도,
도 45는 도 44에 도시한 캐스크의 일부 단면도,
도 46은 본 발명의 실시 형태 7에 따른 캐스크의 외측 튜브 부분을 도시하는 일부 단면도,
도 47은 실시 형태 7의 제 1 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브 부분을 도시하는 일부 단면도,
도 48은 실시 형태 7의 제 2 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브 부분을 도시하는 일부 단면도,
도 49는 본 발명의 실시 형태 8에 따른 캐스크를 도시하는 설명도,
도 50은 본 발명의 실시 형태 8에 따른 캐스크를 도시하는 설명도,
도 51은 실시 형태 8의 변형예에 따른 캐스크를 도시하는 설명도,
도 52는 캐스크의 일례를 나타내는 사시도,
도 53은 도 52에 도시한 캐스크를 도시하는 축방향 단면도.
이하, 본 발명에 따른 캐스크에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다. 또한, 하기 실시 형태에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것 또는 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 본 발명에 따른 캐스크는 발열량이 큰 PWR(Pressurized Water Reactor : 가압수형 원자로)용의 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에 특히 적절하지만, 적용 대상은 이에 한정되는 것이 아니다.
실시 형태 1
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 캐스크를 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시한 캐스크의 직경 방향 단면도이다. 이 캐스크(100)는 몸통 본체의 축방향을 향하는 홈(30s)이 형성된 복수의 밴드형 부재(band-like members)(105a, 105b)[밴드형부재 A, 밴드형 부재 B]에 의해 구성한 외측 튜브(10)를 구비한 점에 특징이 있다. 또한, 도 1에는, 외측 튜브(10) 및 몸통 본체(101)를 간략하게 기재하고 있지만, 실제 외측 튜브(10) 및 몸통 본체(101)는 도 2에 도시하는 바와 같은 형상·구성이다. 다음에, 이 실시 형태 1에 따른 캐스크(100)의 구성에 대하여 설명한다.
이 캐스크(100)는 몸통 본체(101)의 캐비티(102) 내면을 바스켓(301a)의 외주 형상에 맞추어 기계 가공한 것이다. 캐비티(102) 내면의 기계 가공은 후술하는 전용의 가공 장치에 의해 프레이즈(fraise) 가공한다. 바스켓(301a)은 각파이프(320)와 횡단면 형상이 L자 형상인 요소(330)를 조합한 것으로, 격자 형상의 셀(310)이 복수 형성된다. 그리고, 사용후 연료 집합체는 셀(310)내에 저장된다. 바스켓(310a)에 대해서는 후술한다.
몸통 본체(101) 및 바닥판(104)은 γ선 차폐 기능을 갖는 탄소강제의 단조품이다. 또한, 탄소강 대신에 스테인리스강을 사용할 수도 있다. 상기 몸통 본체(101)와 바닥판(104)은 용접에 의해 결합한다. 또한, 내압 용기로서의 밀폐 성능을 확보하기 위해서, 1차 커버(110)와 몸통 본체(101) 사이에는 금속 개스킷을 마련해 둔다.
몸통 본체(101)와 외측 튜브(10) 사이에는 중성자 흡수체(106)가 구비되어 있다. 이 중성자 흡수체는 제조의 용이성을 고려하여, 수소를 많이 함유하는 고분자 재료로서 중성자 차폐 기능을 갖는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 몸통 본체(101)와 외측 튜브(10) 사이에는 전열을 실행하는 복수의 동제의 전열핀(107)이 용접되어 있고, 상기 중성자 흡수체(106)는 이 전열핀(107)에 의해 형성되는 공간에 유동 상태로 주입되고 냉각 고화된다. 또한, 상기 공간내에 알루미늄제 또는 동제의 허니콤체를 배치하고, 이 허니콤내에 중성자 차폐체를 압입 충전하도록 할 수도 있다(도시 생략). 또한, 전열핀(107)은 방열을 균일하게 실행하기 위해, 열량이 많은 부분에 높은 밀도로 마련하도록 하는 것이 바람직하다. 중성자 흡수체(106)와 외측 튜브(10) 사이에는 수 ㎜의 열팽창 여분이 마련된다.
커버부(109)는 1차 커버(110)와 2차 커버(111)에 의해 구성된다. 이 1차 커버(110)는 γ선을 차폐하는 스테인리스강 또는 탄소강으로 이루어지는 원반 형상이다. 또한, 2차 커버(111)도 스테인리스강제 또는 탄소강제의 원반 형상이지만, 그 상면에는 중성자 흡수체(112)가 봉입되어 있다. 1차 커버(110) 및 2차 커버(111)는 스테인리스제 또는 탄소강제의 볼트에 의해 몸통 본체(101)에 장착되어 있다. 또한, 1차 커버(110) 및 2차 커버(111)와 몸통 본체(101) 사이에는 고리 형상의 금속 개스킷(도시하지 않음)이 마련되고, 내부의 밀봉성을 유지하고 있다. 캐스크 본체의 양측에는 캐스크(100)를 현수하기 위한 트라이온(117)이 마련되어 있다.
이 트라이온(117)은 몸통 본체(101)에 대하여 직접 장착되어 있다. 이 때, 트라이온(117)의 마련 위치는 몸통 본체(101)의 도 2에 도시하는 위치에 마련하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 위치는 면의 일 부분(301a)보다도 몸통 본체(101)의 두께에 다소의 여유가 있기 때문에, 트라이온 시트를 가공해도 γ선 차폐의 관점에서 영향이 적기 때문이다. 또한, 트라이온(117)내에는 중성자 흡수체(117a)가 충전된다.
도 3은 1차 커버 및 2차 커버와 몸통 본체의 밀폐 구조를 도시하는 단면도이다. 도 4는 홈의 부분의 확대도이다. 또한, 도 5는 도 4의 B-B 선 단면도이다. 1차 커버(110) 및 2차 커버(111)에는 원주 방향을 향하는 홈(620)이 마련되어 있고, 이 홈(620)에 고리 형상의 금속 개스킷(610)이 수납되어 있다. 사용후 연료 집합체는 물이 채워진 사용후 연료 피트로 제열되고 나서 캐스크(100)내에 수납된다. 그리고, 캐스크(100)를 물이 채워진 캐스크 피트내에 가라앉혀서 사용후 연료 집합체를 캐스크(100)내에 수납한 후, 1차 커버(110)와 2차 커버(111)를 캐스크(100)의 몸통 본체(101)에 장착하여 밀봉한다. 이 때문에, 홈(620)내에 물이 잔류하기 때문에, 저장전에 이 물을 제거할 필요가 있다. 이 순서에 대하여 설명한다.
1차 커버(110) 및 2차 커버(111)에는 홈(620)에 기체를 송입하는 공기 구멍(190)이 마련되어 있고, 몸통 본체(101)에는 홈(620)내의 물을 외부로 배출하기 위한 배수 구멍(192)이 마련되어 있다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 공기 구멍(190)과 배수 구멍(192) 사이에는 연질 금속 등의 밀봉 부재(194)가 마련되어 있다. 홈(620)내에 잔류한 물을 제거할 때에는, 공기 구멍(190)으로부터 고압의 기체를 홈(620)내로 송입한다. 홈(620)내는 밀봉 부재(194)에 의해 구획되어 있기 때문에, 홈(620)내에 잔류한 물이 도 5의 (b)의 화살표(D) 방향을 향해서 이동하여, 배수 구멍(192)으로부터 캐스크의 외부로 배출된다. 배수 구멍(192)은 몸통 본체(101)측에 마련되어 있기 때문에, 홈(620)내의 물은 밀봉 부재(194)의 근방에 잔류하지 않고 홈(620)의 외부로 배출된다. 홈(620)내의 물을 제거하면, 공기 구멍(190)과 배수 구멍(192)의 입구에 나사식의 고정 마개를 마련하여 밀봉한다.
다음에, 캐스크(100)의 캐비티(102)내에 수납되는 사용후 연료 집합체를 수납하는 바스켓(301a)에 대하여 설명한다. 도 6은 도 2에 도시한 바스켓의 일부 확대도이다. 본 발명에 따른 바스켓의 구성을 도시하는 설명도이다. 이 바스켓(301a)은 길이 방향을 향하는 홈부가 마련된 요소(330)를 각파이프(320)의 외측에 접촉시켜서 사용후 연료 집합체를 수납하는 하나의 셀(310)을 제작하고, 이 셀(310)을 복수 조합하여 구성한 점에 특징이 있다.
사용후 연료 집합체를 수납하는 셀(310)을 구성하는 각파이프(320)는 Al이나 Al 합금 분말에 중성자 흡수 성능을 갖는 B(붕소)나 B 화합물의 분말을 첨가한 알루미늄 복합재 또는 알루미늄 합금(이하 B-Al재라 함)에 의해 제조되어 있다. 이것은, 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓에는 삽입한 사용후 연료 집합체가 임계에 이르는 것을 방지하는 기능이 요구되기 때문이다. 또한, 이러한 B-Al재는 강도와 신장의 밸런스를 취하고 있고, 내충격 성능이 요구되는 캐스크용의 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓에 적합하다.
동일한 이유로, 길이 방향을 향하는 홈이 마련된 요소인 요소(330)도, Al 또는 Al 합금 분말에 중성자 흡수 성능을 갖는 B(붕소) 또는 B 화합물의 분말을 첨가한 알루미늄 복합재 또는 알루미늄 합금에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 단, 이 실시 형태에 있어서는 반드시 B-Al재를 사용할 필요는 없고, 각파이프(320)만으로 중성자 흡수 성능을 확보할 수 있으면, 다른 재료를 사용해도 무방하다.
도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 각파이프(320)의 단면의 내부 형상은 정방형이고, 그 내부에 사용후 연료 집합체를 수납할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 이 각파이프(320)는 단면내 치수도 사용후 연료 집합체의 외형 크기에 맞추어져 있다. 또한, 요소(330)는 길이 방향에 수직인 단면이 L자형 형상으로 되어 있다. 그리고, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요소(330)의 각파이프(320)로 접하는 측에는, 요소(330)의 길이 방향을 향하는 돌기부(330t)가 마련되어 있다. 그리고, 이 돌기부(330t)에 의해 구획된 부분이 요소(330)의 길이 방향을 향하는 홈부(330s)를 형성한다.
또한, 이 예에 있어서 돌기부(330t)의 개수는 단면 L자형의 요소(330)의 한변당 2개이지만, 돌기부(330t)의 개수는 2개에 한정되지 않는다. 돌기부(330t)의 개수를 증가시킨 경우에는, 각파이프(320)와 요소(330)가 접하는 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 전열 성능을 높게 할 수 있어 바람직하다. 요소(330)의 코너부 내측(330ci)에는 요소(330)의 길이 방향을 향하는 단부(330a)가 마련되어 있다. 이로써, 요소(330)의 코너부 내측(330ci)은 계단 형상으로 형성되어서, 이 단부(330a)가 각파이프(320)의 코너부 외측(320co)과 접촉한다. 이 단부(330a)에 의해, 각파이프(320)와 요소(330)의 어긋남을 방지할 수 있기 때문에, 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301a)을 용이하게 조립할 수 있다. 또한, 이 단부(330a)에 의해 셀(310) 및 이것에 수납되는 사용후 연료 집합체의 하중을 보다 확실하게 전달할 수 있기 때문에, 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(330a)의 신뢰성도 향상된다.
사용후 연료 집합체를 수납하는 셀(310)은 각파이프(320)의 외측면(320s)과 요소(330)의 돌기부(330t)의 단부 및 각파이프(320)의 코너부 외측(320co)과 요소(330)의 단부(330a)가 접촉하여 구성된다. 여기서, 사용후 연료 집합체는 각파이프(320)의 내부에 수납된다. 또한, 요소(330)에 마련된 홈부(330s)가 플럭스 트랩을 형성하여, 각파이프(320)의 내부에 수납된 사용후 연료 집합체로부터 방사되는 중성자를 차폐한다.
하나의 셀(310)을 구성하는 요소(330)의 외측면(330b)과 다른 셀(310)을 구성하는 각파이프(320)의 외측면(320s)이 접촉하여 복수의 셀(310) 끼리가 조합된다. 이와 같이 하여 복수의 셀(310)을 조합하여, 사용후 연료 집합체를 수납하는 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301a)(도 2, 도 6 참조)이 구성된다. 이 때, 요소(330)의 외측면(330b)과 각파이프(320)의 외측면(320s)은 평면으로 접촉시키는 것이 바람직하다. 각파이프(320)의 내부에 수납되는 사용후 연료 집합체는 붕괴열을 발생하기 때문에, 고온으로 되지만, 상기한 바와 같이 하면 요소(330)와 각파이프(320)의 전열 면적을 크게 할 수 있기 때문이다.
이 바스켓(301a)(도 2, 도 6 참조)은 각파이프(320)와 요소(330)를 조합시킨 셀(310)을 복수 조합하여 구성되어 있다. 이 때문에, 난압출재인 B-Al재를 사용해도 압출 성형기의 능력내에서 각파이프(320)와 요소(330)를 제조할 수 있다. 이로써, 플럭스 트랩을 구비한 복잡한 형상의 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301a)이라도 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 용접에 상관없이 각파이프(320)와 요소(330)를 조합하기만 한 것으로, 용접 커플링부에 있어서의 성능 열화의 우려도 없고, 또한 바스켓(301a)의 제조도 용이해진다. 또한, 각파이프(320)와 요소(330)는 용이하게 분리할 수 있기 때문에, 한번 조립한 바스켓(301a)을 용이하게 분해하여 보수, 재이용할 수 있어 경제적이다.
도 7은 각파이프와 횡단면 L자 형상의 요소를 조합하여 구성한 다른 바스켓의 일부를 도시하는 설명도이다. 이 바스켓(301b)은 요소(331)의 코너부 외측(331co)을 요소(331)의 길이 방향 전영역에 걸쳐 평면으로 형성하여 코너부 접촉면(331cp)을 마련하고, 옆에 배치되어 있는 요소(331)의 단부(331f)에 있어서의 코너부 접촉면(331cp)을 평행하게 형성하여 단부 접촉면(331fp)을 마련하며, 코너부 접촉면(331cp)과 단부 접촉면(331fp)을 접촉시키는 점에 특징이 있다.
도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요소(331)의 코너부 외측(331co)은 길이 방향에 수직인 단면에서 보면 비스듬히 절취된 형태로 형성되어 있다. 즉, 상기 코너부 외측(331co)은 요소(331)의 길이 방향 전영역에 걸쳐 평면으로 형성되어 있고, 이 평면이 코너부 접촉면(331cp)으로 된다. 또한, 요소(331)의 단부(331f)는 코너부 접촉면(331cp)에 평행한 평면에 형성되어 있고, 이 평면이 단부 접촉면(331fp)으로 된다. 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301b)을 조립했을 때에는, 코너부 접촉면(331cp)과 단부 접촉면(331fp)이 접촉하도록 되어 있다. 또한, 코너부 접촉면(331cp) 및 단부 접촉면(331fp)은 옆에 배치되어 있는 요소(331)의 단부(331f)에 형성된 단부 접촉면(331fp)과 접촉하고, 응력을 전달하며, 또한 붕괴열을 전달한다.
이 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301b)은 요소(331)에 형성된 코너부 접촉면(331cp)과 단부 접촉면(331fp)을 접촉시켜서 조립된다. 이러한 접촉면은 요소(331)의 길이 방향에 수직인 단면에서 보면 요소(331)의 코너부 외측(331co)이 비스듬히 절취된 형태로 형성되어 있다. 이 때문에, 상기 요소(330)와 비교하여, 요소(331) 끼리가 접촉하는 면적을 크게 할 수 있다. 이로써, 전열 면적이 크기 때문에, 보다 효율적으로 사용후 연료 집합체의 붕괴열을 바스켓(301b)의 외부로 방출할 수 있다. 또한, 요소(331) 끼리가 접촉하는 면적이 보다 커지기 때문에, 하중이 작용한 경우에 이 부분에 발생하는 응력도 상기 요소(330)보다도 작아진다. 이로써, 응력 전달시에 있어서의 부담을 작게 할 수 있기 때문에, 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301b)의 신뢰성을 보다 높게 할 수 있다.
도 8은 각파이프와 횡단면 L자 형상의 요소를 조합하여 구성한 다른 바스켓의 일부를 도시하는 설명도이다. 이 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301c)은 요소(332)의 코너부 외측(332co)에 단부를 마련하고, 이것과 맞물리도록 옆에 배치되어 있는 요소(332)의 단부(332f)에도 단부를 마련한다. 그리고, 끼리를 맞물리게 하여 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301c)을 구성하는 점에 특징이 있다.
도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요소(332)의 코너부 외측(332co)에는 단부(332cy)가 마련되어 있다. 또한, 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이, 요소(332)의 단부(332f)에도, 옆에 배치된 요소(332)의 코너부(332co)와 맞물리도록 단부(332fy)가 마련되어 있다. 그리고, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301c)을 조립할 때에는, 코너부(332c)와 단부(332f)가 맞물린다.
이 사용후 연료 집합체 수납용 바스켓(301c)은 계단 형상으로 형성된 요소(332)의 코너부(332c)와 단부(332f)를 맞물리게 하여 조립할 수 있다. 이 때문에, 상기 요소(331)와 비교하여, X 및 Y 방향[도 8의 (a) 참조]에 대한 동작, 즉 요소(332)의 길이 방향에 수직인 방향을 향하는 동작을 규제할 수 있다. 이로써, 캐스크가 낙하 등 했을 경우에 있어서의 충격에 의한 어긋남을 더욱 억제할 수 있다. 그 결과, 더욱 신뢰성이 높은 바스켓(301c)을 구성할 수 있다. 또한, X 및 Y 방향에 대하여 요소(332)의 작동을 규제할 수 있기 때문에, 바스켓(301c)의 조립도 보다 용이해진다.
또한, 이 요소(332)는 상기 요소(331)와 비교하여 요소(332) 끼리가 접촉하는 면적을 더욱 크게 할 수 있다. 이로써, 전열 면적이 커지기 때문에 보다 효율적으로 사용후 연료 집합체의 붕괴열을 바스켓(301c)의 외부로 방출할 수 있다. 또한, 요소(332) 끼리가 접촉하는 면적이 보다 커지기 때문에, 하중이 작용한 경우에 이 부분에 발생하는 응력도 상기 요소(331)보다도 작아진다. 이로써, 응력 전달시에 있어서의 부담을 작게 할 수 있기 때문에, 바스켓(301c)의 신뢰성을 보다 높게 할 수 있으며, 캐스크의 안전성 신뢰성 향상에 기여한다.
도 9는 각파이프의 내부에 횡단면 L자 형상의 요소를 배치한 셀을 조합한 바스켓의 일부를 도시하는 설명도이다. 이 바스켓(301d)은 길이 방향을 향하는 홈을 마련한 요소(337)를 각파이프(320)의 내부에 배치하여 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀(316)을 구성하는 점에 특징이 있다.
각파이프(320) 및 요소(337)는 B-Al재를 압출 성형함으로써 제조된다. 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요소(337)의 길이 방향에 수직인 단면은 L자 형상이다. 요소(337)의 외측면(337b)에는 길이 방향을 향하는 돌기부(337t)가 1변당 2개 마련되어 있다. 그리고, 이 돌기부(337t)에 의해 구획된 공간이 홈부(337s)로 된다. 또한, 돌기부(337t)의 개수는 1변당 2개에 한정되는 것이 아니고, 도 9의 (c)에 도시하는 바와 같이, 돌기부(337t)의 개수를 1변당 3개로 할 수도 있다. 또한, 도시는 하지는 않지만 더욱 많은 돌기부(337t)를 마련할 수도 있다.
또한, 도 9의 (d)에 도시하는 바와 같이, 요소(332)의 코너부 외측(337co)에 요소(337)의 길이 방향을 향하는 단부(337cx)를 마련할 수도 있다. 이와 같이 하면, 바스켓(301d)을 조립한 경우에는, 이 단부(337cx)와 각파이프(320)의 코너부 내측(320ci)으로 둘러싸인 공간을 플럭스 트랩으로서 이용할 수 있다. 이 플럭스 트랩에 의해, 비스듬한 옆을 향하는 중성자도 차폐할 수 있기 때문에, 보다 바스켓(301d)의 안정성을 높게 할 수 있다.
도 9의 (e)에 도시하는 바와 같이, 각파이프(320)의 내부에 요소(337)가 배치되어서, 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀(316)이 만들어진다. 이 때, 요소(337)의 돌기부(337t) 및 코너부 외측(337co)이 각파이프(320)의 내벽(3201)과 접촉한다. 이렇게 하여 구성된 복수의 셀(316) 끼리가 조합되어서 바스켓(301d)이 구성된다.
이 바스켓(301d)은 각파이프(320)와 요소(337)를 조합시킨 셀(316)을 복수 조합시켜서 구성되어 있다. 이 때문에, 난압출재인 B-Al재를 사용해도 압출 성형기의 능력내에서 각파이프(320)와 요소(337)를 제조할 수 있다. 이로써, 플럭스 트랩을 구비한 복잡한 형상의 바스켓(301d)이어도 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 용접에 관계없이 각파이프(320)와 요소(337)를 조합시킨 것뿐이기 때문에, 용접 커플링부에 있어서의 성능 열화의 우려도 없고, 또한 바스켓(301d)의 제조도 용이해진다. 또한, 각파이프(320)와 요소(337)는 용이하게 분리할 수 있기 때문에, 한번 조립한 바스켓(301d)을 용이하게 분해하여 보수, 재이용할 수 있어 경제적이다. 또한, 요소(337)를 각파이프(20)의 내부에 배치하면, 자동적으로 요소(337)의 작동이 규제되기 때문에, 바스켓(301d)은 각파이프(320)를 조합하기만 함으로써 구성할 수 있다. 이로써 바스켓(301d) 및 캐스크(100)를 더 용이하게 제조할 수 있다.
도 10은 각파이프를 지그재그 형상으로 조립한 바스켓을 도시하는 설명도이다. 이 바스켓(301e)은 횡단면의 내부 형상이 정방형이고, 파이프의 각부[도면 중 A로 나타내는 영역]는 계단 형상으로 형성한 각파이프(321)를 지그재그 형상으로 배치하여 구성한 점에 특징이 있다. 이 각파이프(321)로 바스켓(301e)을 구성 할 때에는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 각파이프(321) 끼리를 지그재그 형상으로 배치하여 코너부 외측에 마련된 단부 끼리를 조합시킨다. 그러면, 각파이프(321)의 내부 및 각파이프(321)의 측면(321s)에 의해 사방이 둘러싸인 공간이 각각 연료봉 집합체를 수납하는 셀(317a, 317b)로 된다.
이 각파이프(321)는 플럭스 트랩(370)이 측면내에 마련되어 있기 때문에, 측면의 판두께가 크다. 따라서, 각파이프(321) 끼리의 코너부 외측을 보다 넓은 면적으로 조합시킬 수 있기 때문에 어긋남에 대하여 강하고, 또한 용이하게 조립할 수 있다. 또한, 접촉부(도면 중 A로 둘러싼 영역)의 전열 면적도 크게 할 수 있기 때문에, 사용후 연료 집합체에서 발생하는 열을 효율적으로 바스켓(301e)의 외부에 전달할 수 있다.
도 11은 각파이프를 지그재그 형상으로 조립한 바스켓의 다른 예를 나타내는 설명도이다. 이 바스켓(301f)은 코너부 외측의 단부의 수를 늘려서 코너부 외측을 다단의 계단 형상으로 성형한 각파이프(322)를 지그재그 형상으로 배치하여 구성한 점에 특징이 있다. 일단의 계단 형상으로 성형한 각파이프(321)에 있어서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 응력이 집중되는 각부의 판두께(t1)가 벽면부의 절반으로 된다. 그러나 코너부를 다단의 계단 형상으로 형성하면, 코너부의 판두께(t2)로 하여 각파이프(321)의 측면에 있어서의 판두께의 절반 이상을 확보할 수도 있다. 이 때문에, 코너부를 일단의 계단 형상으로 성형한 각파이프(321)와 비교하여, 응력 집중의 영향을 작게 할 수 있기 때문에, 보다 신뢰성이 높은 바스켓(301f)을 구성할 수 있다.
이상, 본 발명에 적용할 수 있는 바스켓의 예에 대하여 설명했지만, 본 발명에 적용할 수 있는 바스켓은 상기 바스켓에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 다음에 설명하는 밴드형의 판형상 부재를 서로 직교시켜서 교대로 중첩시킨 바스켓도 본 발명에 따른 캐스크(100)에 수납할 수 있다.
도 12는 판형상 부재를 조합하여서 구성한 바스켓을 구비하는 본 발명의 캐스크를 도시하는 직경 방향 단면도이다. 또한, 도 13 내지 도 15는 판형상 부재를 조합하여서 구성한 바스켓의 구성을 도시하는 설명도이다. 또한, 도 16은 판형상 부재를 조합하여서 구성한 바스켓을 구비하는 본 발명의 캐스크의 다른 예를 나타내는 직경 방향 단면도이다. 이 캐스크(100a)는 PWR용이고, 과자 상자형의 바스켓(301g)을 상기 바스켓(301g)의 외형에 맞춘 내부 형상을 갖는 캐비티(102)내에 수용한 것이다. 또한, 캐스크(100a)를 구성하는 외측 튜브(10), 몸통 본체(101), 전열핀(107) 등에 대해서는, 상기 캐스크(100)와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
캐비티(102)내는 바스켓(301g)의 외형에 맞춘 형상으로 되어 있다. 이 바스켓(301g)은 도 13에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍(311)을 갖는 직사각형의 판형상 부재(309)에 노치부(312)를 마련하고, 판형상 부재(309)를 직교시켜서 교대로 중첩함으로써 구성되어 있다. 이로써, 사용후 연료 집합체를 수납하는 복수의 셀(307)이 형성된다. 상기 관통 구멍(311)은 판형상 부재(309)의 길이 방향으로 그의 단면이 日자 형상으로 되도록 형성되고, 그 중앙의 리브(313)에는 복수의 연통 구멍이 형성되어 있다.
상기 관통 구멍(311)은 노치부(312)를 이용해 다른 판형상 부재(309)의 관통 구멍(311)과 연통한다. 또한, 판형상 부재(309)의 길이 방향 단면에는 상하에 위치하는 판형상 부재(309)의 관통 구멍(311) 끼리를 연통하기 위한 연통 구멍(314)이 마련되어 있다. 또한, 여기서는 단면이 日자 형상인 판형상 부재(309)를 사용했지만, 리브를 증가시켜서 目자 형상의 판형상 부재로 할 수도 있다. 이렇게 하면, 판형상 부재의 강성을 높일 수 있다.
또한, 판형상 부재(309) 상하 단 가장자리에는, 오목부(315) 및 볼록부(316)가 형성되어 있다. 이 오목부(315)와 볼록부(316)에 의해 상하에 위치하는 판형상 부재(309) 끼리의 위치 결정이 이루어진다(도 14 참조). 이로써, 셀(307)내에 단차가 발생하는 것이 방지되기 때문에, 사용후 연료 집합체를 셀(307)내에 원활히 수납할 수 있다. 또한, 판형상 부재(309)의 단 가장자리에는 볼록부(317)가 형성되어 있다. 또한, 도 15에 도시하는 바와 같이, 볼록부(317)를 마련함으로써 판형상 부재(309)의 단 가장자리에 단차가 생기기 때문에, 이 인접하는 단차 사이에 전열판(318)을 도입한다. 이로써, 바스켓(301)의 외주면이 형성된다. 상기 판형상 부재(309) 및 전열판(318)의 재료는 실시 형태 1과 동일한 재료인 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 붕소를 첨가한 것을 사용한다. 또한, 전열판(318)의 마련는 동일 도면에 도시하는 바와 같은 볼록부(317)를 마련하는 방식에 한정되지 않는다. 예컨대 판형상 부재(309)의 단 가장자리에 걸쳐서 전열판(318)을 접촉시키고, 국부적인 용접 등에 의해 고정하도록 할 수도 있다.
이 전열판(318)은 캐비티(102)의 내면에 밀착 상태로 되기 때문에, 바스켓(301g)과 캐비티(102)의 전열 면적을 매우 크게 할 수 있다. 이로써, 사용후 연료로부터의 붕괴열은 바스켓(309g)의 외주면에 마련한 전열판(318)으로부터 직접, 또는 캐비티(102)의 내부에 도입하는 헬륨 가스를 거쳐서 몸통 본체(101)에 효율적으로 전달되고, 바스켓(309g)으로부터 몸통 본체(101)로의 전열 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
바스켓(301g)의 외형은 그의 4면(301a)이 전열판(318)에 의해 면일하게 되고, 다른 4개소가 각단면 형상의 부분(301gb)으로 된다. 캐비티(102)의 내부 형상은 바스켓(301g)의 면일 부분(301ga)과 밀착 상태로 되도록 면일하게 되고[캐비티면 일부분(102a)], 바스켓(301g)의 각단면 형상의 부분(301gb)[캐비티 각단면 부분(102b)]에 대응하는 부분은, 해당 형상에 맞춘 것으로 되지만, 코너 부분에 공간(S)을 남긴 것으로 된다.
몸통 본체(101)의 캐비티(102) 내를 바스켓(301g)의 외형에 맞춘 형상으로 함으로써, 상기 바스켓(301g)을 캐비티(102)내에 삽입한 경우에는, 외측의 판형상 부재(309)[특히 각단면 형상의 부분(301gb)]가 캐비티(102)의 내면에 접촉한 상태로 된다. 또한, 캐비티(102)내의 형상을 바스켓(301g)의 외형에 맞춤으로써, 바스켓(301g)과 캐비티(102)의 공간을 없애거나 또는 매우 작게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 붕괴열은 캐비티(102)의 내부에 도입하는 헬륨 가스나 직접 접촉 부분을 거쳐서, 바스켓(301g)으로부터 몸통 본체(101)에 효율적으로 전도한다. 이와 같이, 바스켓(309g)의 각단면 부분(301gb)에 있어서는, 그 일부가 몸통 본체(102)내에 있어서의 캐비티 각단면 부분(102b)에 면접촉함으로써, 바스켓(309g)을 확실하게 유지하는 동시에, 전열 효율의 향상에 기여한다는 효과도 있다.
다음에, 이 공간(S)을 메우도록 단면인 3각형인 타이밍 파이프(308)를 삽입한다. 이 타이밍 파이프(308)에 의해, 몸통 본체(302)의 중량을 경감하는 동시에 몸통 본체(302)의 두께를 균일화할 수 있다. 또한, 바스켓(301g)의 덜컹커림을 억제하여 확실하게 고정할 수 있다. 또한, 단면 삼각형의 타이밍 파이프(308)를 대신하여, 도 16에 도시하는 바와 같은 단면이 4각형인 타이밍 파이프(308a)를 사용할 수도 있다. 이 경우, 캐비티(102)의 내부 형상도 상기 타이밍 파이프(308a)에 맞춘 각단면 형상으로 된다. 또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(10)의 외측 밴딩부(10c)는 단면 곡면 형상이어도 무방하다.
트라이온(117)은 몸통 본체(302)에 대하여 직접 장착된다. 이 때, 트라이온(117)의 마련 위치는, 몸통 본체(101)의 각단면 부분(101b)에 마련하도록 하는 것이 바람직하다. 각단면 부분(101b)에는 면일 부분(101a)보다도 몸통 본체(101)의 두께에 다소의 여유가 있기 때문에, 트라이온 자리를 가공해도 γ선 차폐의 관점에서 영향이 적기 때문이다. 또한, 트라이온(117)내에는 수지(117a)가 충전되지만, 공간(S)에 마련한 타이밍 파이프(308)내에 수지를 충전함으로써, 트라이온(117)의 수지 비충전 부분(117b)으로부터의 중성자의 투과를 어느 정도 저지할 수 있다.
이상, 이 캐스크(100a)에 의하면, 과자 상자형의 바스켓(301g)의 외형에 맞추어 캐비티(102)를 형성했기 때문에, 바스켓(301)으로부터 몸통 본체(302)로의 전열 효율이 향상된다. 특히, 바스켓 외주면에 마련한 전열판(318)을 거쳐서 몸통 본체(302)에 붕괴열이 효율적으로 전달되고, 또한 바스켓(301g)의 각단면 부분(301b)에 있어서는, 일부가 몸통 본체(302)에 면접촉하고 있음으로써 바스켓(301g)을 확실하게 유지하는 동시에 전열 효율의 향상에 기여한다. 또한, 공간(S)에 타이밍 파이프(308)를 삽입함으로써, 바스켓(301g)의 변형에 저항할 수 있기 때문에, 보다 양호한 유지가 가능하다. 또한, 전열 효율이 더욱 양호해진다. 또한, 상기 구성에 있어서, 전열판(318)을 생략해도 어느 정도 전열 효율을 향상시킬 수 있는 것은 물론이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 외측 튜브 및 전열핀의 구조를 도시하는 캐스크의 축방향에 수직인 일부 단면도이다. 또한, 도 18은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 외측 튜브의 일부를 도시하는 확대도이다. 이 외측 튜브(10)는 몸통 본체(101)의 축방향(도 17 중 지면에 수직인 방향)을 향하는 홈(30s)을 복수 구비한 복수의 밴드형 부재(105a, 105b)로 이루어지는 분할 구조인 점에 특징이 있다. 도 17 및 도 18에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(10)를 구성하는 밴드형 부재(105a 및 105b)에는, 방열면(105p)측에 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있다. 또한, 이 홈(30s)의 형성 방향에 수직인 단면의 내부 형상은 홈(30s)의 형성의 용이성을 고려하여 직사각형으로 되어 있다.
이 홈(30s)에 의해, 밴드형 부재(105a)[밴드형 부재 A] 등의 방열면(105p)측에는 방열핀(30f)이 형성된다. 또한, 이 홈(30s)의 폭(l)은 5∼15㎜ 정도이고, 깊이(h)는 5∼15㎜ 정도이다. 밴드형 부재(105a, 105b)의 단수 방향의 길이(L)는 대체로 180∼220㎜ 정도이고, 홈(30s)의 폭(l)이 10㎜인 경우에는 9∼11개의 홈(30s)과 방열핀(30f)이 밴드형 부재(105a) 등의 방열면(105p)에 형성된다.
밴드형 부재(105a 및 105b)의 재료는, 탄소강이나 스테인리스강을 사용하지만, 도 18의 (b)에 도시하는 바와 같이, 탄소강 또는 스테인리스강과 열의 양도체(동이나 알루미늄 등)의 클래드재를 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 방열면(105p)측에 탄소강 또는 스테인리스강을 배치한다. 이로써, 밴드형 부재(105a 또는 105b)의 온도 분포를 작게 하여 방열성을 개선할 수 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 방열면(105p)의 반대면에는 사용후 연료 집합체의 붕괴열을 외측 튜브(10)로 전달하기 위한 전열핀(107)이 용접된다. 이 전열핀(107)은 전열성이 높은 동이나 알루미늄 등으로 제조되기 때문에, 이러한 클래드재를 사용하면, 전열핀(107)과의 용접성을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 저렴한 용접 수단으로도 용접부의 신뢰성을 높게 할 수 있다. 이러한 작용에 의해 작업성을 개선하고, 염가로 캐스크를 제조할 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 밴드형 부재의 방열면에 홈을 형성하는 가공 장치를 도시하는 설명도이다. 또한, 도 20은 본 발명에 따른 홈의 형성 방법을 도시하는 흐름도이다. 이 홈(30s)의 형성 방법에 있어서는, 홈(30s)의 배열 방향[이 경우는 밴드형 부재(105a)의 단수 방향]에 홈(30s)의 개수만큼 절삭용의 바이트(321)를 열거하여 배치한 가공 기계(300)를 사용한다. 이 헤드(325)는 도 19의 (b)에 도시하는 바와 같이 헤드(325)의 진행 방향(지면에 대하여 수직 방향)에 대하여 수직인 방향을 향하고, 홈(30s)의 수만큼 바이트(321)가 장착되어 있다. 또한, 도 19의 (c)에 도시하는 바와 같이, 바이트(321) 대신에, 홈(30s)의 폭에 동일한 폭의 페이스밀(322)을 나열한 헤드(325)에 의해 홈(30s)을 형성할 수도 있다. 또한, 후술하는 도 30, 도 28에 도시하는 바와 같은 홈(33s 또는 34s) 등은 이러한 형상에 맞춘 바이트나 페이스밀로 가공하면 공구의 교환 회수를 적게 할 수 있다. 또한, 도 32에 도시하는 외측 튜브(15 또는 15')는 도 19의 (d)에 도시하는 바와 같이, 헤드(325)의 전후에 공구를 장착하면, 헤드(325)의 주행을 최소로 하여 가공할 수 있다.
우선, 가공 기계(300)의 베드(302)에 가공 대상인 밴드형 부재(105a)를 고정한다(단계 S101). 다음에, 가공 기계(300)의 헤드(325)를 소정의 노치량만큼 밴드 형 부재(105a)의 방향으로 작동시킨다(단계 S102). 바이트(321)의 노치량은 절삭 속도와 밴드형 부재(105a)의 재질의 관계에 의해 최적량을 선택한다. 그 후, 홈(30s)을 형성하는 방향[밴드형 부재(105a)의 길이 방향, 즉 몸통 본체(101)의 축방향]에 헤드(325)를 작동시키고, 밴드형 부재(105a)를 절삭하여 홈(30s)을 형성한다(단계 S103). 그리고, 홈(30s)의 깊이(h)가 소정의 깊이로 되기까지 상기 단계를 반복하여(단계 S104), 홈(30s)의 가공이 종료한다(단계 S105).
이 가공 방법에 의하면, 복수의 홈(30s)을 동시에 형성할 수 있기 때문에, 가공에 필요한 시간을 크게 단축할 수 있다. 본 발명에 따른 캐스크(100)의 외측 튜브(10)는 복수의 밴드형 부재(105a, 105b)를 연결하여 구성하기 때문에, 다수의 밴드형 부재(105a) 등을 가공할 필요가 있어서, 이 가공 방법은 매우 효과적이다. 또한, 본 발명에 있어서의 홈(30s)의 형성 방법에 있어서는, 홈(30s)을 한개씩 형성하는 형성 방법을 배제하는 것은 아니다. 또한, 판재의 절삭 가공 외에, 압연에 의해 밴드형 부재(105a) 등에 홈(30s)을 일체로서 성형할 수도 있다. 또한, 압연에 의한 경우에는, 도 30이나 도 31에 도시하는 외측 튜브(13 또는 14) 등을 절삭보다도 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 캐스크(100)의 외측 튜브(10)는 복수의 홈(30s)이 방열면(105p)측에 형성되어 있기 때문에, 홈(30s)이 형성되어 있지 않은 경우와 비교하여 방열면(105p)의 표면적을 크게 할 수 있다. 예컨대, 홈(30s)의 깊이(h)를 10㎜, 홈(30s)의 폭을 20㎜로 하여, 폭 200㎜의 밴드형 부재(105a)에 홈(30s)을 10개 형성한 경우에는, 홈(30s)이 형성되어 있지 않은 경우와 비교하여 방열면(105p)의 면적을 약 2배로 할 수 있다. 이로써, 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납하는 캐스크(100)라도 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
여기서, 도 17로 되돌아가 설명한다. 밴드형 부재(105a)의 방열면(105p)측에 홈(30s)을 형성하면, 전열핀(107)을 밴드형 부재(105a)의 양단 가장자리를 남기고 그 양측에 각각 용접한다[용접부(205)]. 그리고, 밴드형 부재(105a)의 길이 방향에 수직인 단면이 「幷」형상으로 된다. 또한, 전열핀(107)은 몸통 본체(101)의 표면의 오버레이부(overlay portions)(201)에 대하여 용접되어 있다[용접부(206)]. 여기서, 몸통 본체(101)가 탄소강인 경우에는 오버레이부(201)를 순철로 형성하고, 동제의 전열핀(107)과의 용접성을 향상시킨다. 밴드형 부재(105a)와 전열핀(107, 107)은 U자형 단면 형상의 유닛(105c)으로 되고, 몸통 본체(101) 표면에 일정 간격으로 복수 용접되어 있다.
도 17의 (b)에 도시하는 바와 같이, 밴드형 부재(105a)의 양단 가장자리에는 단부(202)가 형성되어 있고, 이 단부(202)에 밴드형 부재(105b)[밴드형 부재 B]의 단부(203)가 끼워져 용접되어 있다[용접부(204)]. 또한, 도 17에서 알 수 있듯이, 밴드형 부재(105a, 105b) 끼리의 용접부(204)와 전열핀(107)과 밴드형 부재(105a)의 용접부(205)가 어느 정도 분리되어 있음으로써, 열영향부의 국소적인 집중이 방지되고 있다. 이로써, 외측 튜브(10) 또는 전열핀(107)의 열변형이 방지되어 내부 응력이 완화된다. 상기 용접에는, TIG 용접, MIG 용접 등 종래로부터 관용되고 있는 용접법을 사용할 수 있다. 또한, 외측 튜브(10)의 내측에는, 중성자 흡수체 등의 열신장을 흡수하기 위한 보이드층(207b)을 형성하기 위한 알루미늄제의 허니콤재(207)가 장착되어 있다. 또한, 도 17의 (c)에 도시하는 바와 같이 밴드형 부재(105b)를 형성하면, 밴드형 부재(105a, 105b)의 단부(203', 204') 끼리의 용접부(204')를 접합 용접으로 할 수 있기 때문에, 외측 튜브(10)를 경량으로 할 수 있다.
바스켓을 구성하는 부재의 제조 방법
도 21은 상기 바스켓을 구성하는 부재[각파이프(320) 등]의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다. 먼저, 아트마이즈법 등의 급냉 응고법에 의해 Al 또는 Al 합금 분말을 제작하는 동시에[단계(S401)], B(붕소) 또는 B 화합물의 분말을 준비하고(단계 S402), 이러한 양쪽 입자를 크로스 로터리 믹서 등에 의해 10∼15분간 혼합한다(단계 S403).
상기 Al 또는 Al 합금에는 순알루미늄 지금(地金), Al-Cu계 알루미늄 합금, Al-Mg계 알루미늄 합금, Al-Mg-Si계 알루미늄 합금, Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금, Al-Fe계 알루미늄 합금 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 B 또는 B 화합물에는, B4C, B2O3 등을 이용할 수 있다. 여기서, 알루미늄에 대한 붕소의 첨가량은 1.5 중량% 이상, 7 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 1.5 중량% 이하로는 충분한 중성자 흡수 성능을 얻을 수 없고, 7 중량%보다 많아지면 인장에 대한 신장이 저하하기 때문이다.
다음에, 혼합 분말을 러버 케이스내에 봉입하고, CIP(Cold Isostatic Press)에 의해 상온에서 모든 방향으로부터 균일하에 고압을 걸어, 분말 성형을 실행한다(단계 S404). CIP의 성형 조건은 성형 압력을 200㎫로 하고 성형품의 직경이 600 ㎜, 길이가 1500㎜로 되도록 한다. CIP에 의해 전방향으로부터 균일하게 압력을 가함으로써, 성형 밀도의 격차가 적은 고밀도의 성형품을 얻을 수 있다.
계속해서, 상기 분말 성형품을 관에 진공 봉입하고, 300℃까지 승온한다(단계 S405). 이 탈가스 공정에서 관내의 가스 성분 및 수분을 제거한다. 다음 공정에서는 진공 탈가스한 성형품을 HIP(Hot Isostatic Press)에 의해 재성형한다(단계 S406). HIP의 성형 조건은 온도 400℃∼450℃, 시간 30sec, 압력 6000ton으로 하고, 성형품의 직경이 400㎜로 되도록 한다. 계속해서, 관을 제거하기 위해서 외삭, 단면삭을 실시하고(단계 S407), 포트홀 압출기를 이용하여 상기 비렛을 열간 압출한다(단계 S408). 이 경우의 압출 조건으로서, 가열 온도를 500℃∼520℃, 압출 속도를 5m/min으로 한다. 또한, 이 조건은 B의 함유량에 의해 적절히 변경한다. 다음에, 압출 성형 후, 인장 교정을 실시하는 동시에(단계 S409), 비정상부 및 평가부를 절단하고, 판 각파이프(310)로 한다(단계 S410).
몸통 본체의 가공 방법
다음에, 몸통 본체(101)의 캐비티(102)의 가공에 대하여 설명한다. 도 22는 캐비티의 가공 장치를 도시하는 개략 사시도이다. 이 가공 장치(140)는 몸통 본체(101)내를 관통하는 동시에 캐비티(102)내에 탑재 고정되는 고정 테이블(141)과, 고정 테이블(141)상을 축방향으로 슬라이딩하는 가동 테이블(142)과, 가동 테이블(142)상에서 위치 결정 고정되어 있는 섀들(143)과, 섀들(143)상에 마련되어 스핀들(144) 및 구동 모터(145)로 이루어지는 스핀들 유닛(146)과, 스핀들 축에 마련한 페이스밀(147)로 구성되어 있다. 또한, 스핀들 유닛(146)상에는 캐비티(102)내 형상을 따라서 접촉부를 성형한 반력 베어링(148)이 마련되어 있다. 이 반력 베어링(148)은 착탈 가능하고 개미홈(蟻溝)(도시 생략)을 따라 도면 중 화살표 방향으로 슬라이딩한다. 또한, 반력 베어링(148)은 스핀들 유닛(146)에 대한 클램프 장치(149)를 갖고 있고, 소정 위치에 고정할 수 있다.
또한, 고정 테이블(141)의 하부 홈내에는 복수의 클램프 장치(150)가 장착되어 있다. 이 클램프 장치(150)는 유압 실린더(151)와, 유압 실린더(151)의 축에 마련한 쐐기 형상의 이동 블록(152)과, 상기 이동 블록(152)과 경사면에서 접촉하는 고정 블록(153)으로 구성되어 있고, 도면 중 사선부측을 고정 테이블(141)의 홈 내면에 장착하도록 한다. 유압 실린더(151)의 축을 구동하면, 이동 블록(152)이 고정 블록(153)에 접촉하고, 쐐기의 효과에 의해 이동 블록(152)이 다소 하방으로 이동한다(도면 중 점선으로 도시함). 이로써, 이동 블록(152)의 하면이 캐비티(102) 내면으로 가압되기 때문에, 고정 테이블(141)을 캐비티(102)내에 고정할 수 있다.
또한, 몸통 본체(101)는 롤러로 이루어지는 회전 지지대(154)상에 탑재되어 있고, 직경 방향으로 회전 가능하게 된다. 또한, 스핀들 유닛(146)과 섀들(143) 사이에 스페이서(155)를 끼움으로써, 고정 테이블(141)상의 페이스밀(147)의 높이를 조정할 수 있다. 스페이서(155)의 두께는 셀의 치수와 동일하다. 섀들(143)은 가동 테이블(142)에 마련한 핸들(156)을 회전시킴으로써 몸통 본체(101)의 직경 방향으로 이동한다. 가동 테이블(142)은 고정 테이블(141)의 단부에 마련한 서보 모터(157)와 볼나사(158)에 의해 이동 제어된다. 또한, 가공이 진행함에 따라서 캐비티(102)내의 형상이 변하기 때문에, 반력 베어링(148)이나 클램프 장치(150)의 이동 블록(152)을 적절한 형상의 것으로 변경할 필요가 있다.
도 23은 캐비티의 가공 방법을 도시하는 개략 설명도이다. 우선, 클램프 장치(150) 및 반력 베어링(148)에 의해 고정 테이블(141)을 캐비티(102)내의 소정 위치에 고정한다. 다음에, 도 23의 (a)에 도시하는 바와 같이, 고정 테이블(141)을 따라 스핀들 유닛(146)을 소정의 절삭 속도로 이동시키고, 페이스밀(147)에 의한 캐비티(102)내의 절삭을 실행한다. 상기 위치에서의 절삭이 완료하면, 클램프 장치(150)를 분리하여 고정 테이블(141)을 해제한다. 다음에, 도 23의 (b)에 도시하는 바와 같이, 회전 지지대(154)상에 몸통 본체(101)를 90도 회전시키고, 클램프 장치(150)로 고정 테이블(141)을 고정한다. 그리고, 상기와 마찬가지로 페이스밀(147)로 절삭을 실행한다. 이후, 상기 동일한 공정을 2회 더 반복한다.
다음에, 스핀들 유닛(146)을 180도 회전시키고, 도 23의 (c)에 도시하는 바와 같이, 순차적으로 캐비티(102)내의 절삭을 실행한다. 이 경우도, 상기와 마찬가지로 몸통 본체(101)를 90도 회전시키면서 가공을 반복한다. 다음에, 도 23의 (d)에 도시하는 바와 같이, 스핀들 유닛(146)에 스페이서(155)를 삽입시킴으로써 상기 스핀들 유닛의 위치를 높게 한다. 그리고, 상기 위치에서 페이스밀(147)을 축방향으로 보내고, 캐비티(102)내의 절삭을 실행한다. 이것을 90도 회전시키면서 반복함으로써, 바스켓(301a)을 삽입하는 데 필요한 형상이 거의 완성된다. 또한, 더미 파이프(308)를 삽입하는 부분의 절삭도 도 23의 (d)에 도시하는 바와 같이 실행하면 된다. 단, 스핀들 유닛(146)의 높이를 조정하는 스페이서 두께는 더미 파 이프(308)의 한변과 동일하게 한다.
도 24는 외측 튜브 및 전열핀의 조립 순서를 도시하는 설명도이다. 우선, 도 24의 (a)에 도시하는 바와 같이, 밴드형 부재(105a)를 작업면에 두고, 그 양측에 전열핀(107)을 세워 지지한다. 이 때, 밴드형 부재(105a)의 양단 가장자리는 다소 외측으로 나오는 정도 남겨 둔다. 이 폭에서 용접부(204)와 용접부(205)[도 9의 (b) 참조]의 간격이 결정된다. 다음에, 도 24의 (b)에 도시하는 바와 같이, 작업자(W)에 의해 전열핀(107)을 용접하고, 이것들을 U자형 단면 형상의 유닛(105c)으로 한다. 이 유닛(105c)은 몸통 본체(101)의 주위에 소정 간격으로 배치할 수 있는 만큼의 개수를 미리 제작해두거나, 때마다 제작한다.
다음에, 도 24의 (c) 및 (d)에 도시하는 바와 같이, 유닛(105c)을 몸통 본체(101)에 용접한다. 유닛(105c)은 그 전열핀(107) 부분을 오버레이부(201)에 탑재시켜서 용접한다. 이 때, 작업자(W)는 유닛(105c)의 외측으로부터 용접하지만, 자동 용접기가 있으면 그것으로 용접할 수도 있다. 또한, 인접하는 유닛(105c)이 용접되어 있어도 우선 이것들은 소정 간격으로 용접되기 때문에, 상기 간극(L)에 의해 토치나 전극 막대(T)를 넣어서 용접을 실행할 수 있다. 또한, 몸통 본체(101)는 회전 지지대(208)와 지그(209)에 의해 지지되고, 이것들에 의해 몸통 본체(101)를 회전시키면서 유닛(105c)의 용접이 가능하도록 되어 있다.
그리고, 도 24의 (e) 및 (f)에 도시하는 바와 같이, 밴드형 부재(105b)를 인접하는 밴드형 부재(105a, 105a) 사이에 가설하여 그의 단부(203)를 밴드형 부재(105a)의 단부(202)에 끼워넣고, 밴드형 부재(105a)와 밴드형 부재(105b)의 표면측 의 경계선을 용접한다[용접부(204)]. 그리고, 인접하는 밴드형 부재(105a)의 사이 모두에 밴드형 부재(105b)를 용접함으로써 캐스크(100)의 외측 튜브(10)가 완성된다.
외측 튜브(10) 및 전열핀(107)을 조립함에 있어서, 상기 순서를 따라 제조함으로써 외측 튜브(10)와 전열핀(107)으로 구성되는 좁고 긴 공간내에서의 용접이 불필요해진다. 즉, 종래예에서는 외측 튜브(503) 및 전열핀(508)으로 형성한 공간내에 자주식 용접기를 주행시켜서 용접하도록 하고 있었지만, 상기 구조의 외측 튜브(10) 및 전열핀(107)을 상기 순서를 따라 조립함으로써 모든 용접이 외부로부터 실행하는 것이 가능해지고, 전용의 용접기가 없어도 통상의 용접 설비로 캐스크를 조립할 수 있다. 이 때문에, 캐스크의 조립 작업이 매우 용이해진다. 또한, 통상의 용접 설비에 의해 캐스크를 조립할 수 있기 때문에, 새로운 설비 투자가 불필요하게 되어 캐스크의 제조 비용을 저감할 수 있다.
도 1 및 도 2에 되돌아가 설명한다. 캐스크(100)에 수용하는 사용후 연료 집합체는, 핵분열성 물질 및 핵분열 생성물 등을 포함하고, 방사선을 발생하는 동시에 붕괴열을 수반하기 때문에, 캐스크(100)의 제열 기능, 방사선의 차폐 기능 및 임계 방지 기능을 저장 기간 중(60년 정도), 확실하게 유지할 필요가 있다. 이 실시 형태 1에 따른 캐스크(100)에서는 몸통 본체(101)의 캐비티(102)내를 기계 가공하여 바스켓(301a)의 외주면을 밀착 상태( 공간 없음)에서 삽입하도록 하고 있고, 또한 몸통 본체(101)와 외측 튜브(10) 사이에 전열핀(107)을 마련하고 있다. 이 때문에, 사용후 연료 집합체로부터의 붕괴열은 바스켓 또는 충전한 헬륨 가스를 통해 몸통 본체(101)로 전도하고, 주로 전열핀(107)을 통과시켜서 외측 튜브(10)의 방열면(105)으로부터 방출되게 된다. 이상으로부터, 바스켓(301a)으로부터의 열 전열율이 향상되고, 붕괴열을 효율적으로 제열할 수 있게 된다.
또한, 사용후 연료 집합체로부터 발생하는 γ선은 탄소강 또는 스테인리스강으로 이루어지는 몸통 본체(101), 바닥판(104), 외측 튜브(10), 커버부(109) 등에 있어서 차폐된다. 또한, 중성자는 중성자 흡수체(106)에 의해 차폐되고, 방사선 업무 종사자에게 대한 피폭상의 영향을 없애도록 하고 있다. 구체적으로는, 표면선 당량율(表面線當量率)이 2mSv/h 이하, 표면으로부터 1m의 선량 당량율(線量當量率)이 100μSv/h 이하로 되는 차폐 기능이 얻어지도록 설계한다. 또한, 셀을 구성하는 각파이프(320) 및 요소(330)에는, 붕소가 함입된 알루미늄 합금을 이용하고 있기 때문에, 중성자를 흡수하여 임계에 이르는 것을 방지할 수 있다.
외측 튜브 및 전열핀의 변형예
도 25 내지 도 27은 상기 외측 튜브 및 전열핀의 변형예를 나타내는 설명도이다. 이와 같이, 전열핀(210)을 비스듬히 경사시키도록 할 수도 있다. 그 밖의 구성은 상기 캐스크와 동일하다. 전열핀(210)을 비스듬히 마련함으로써 사용후 연료 집합체로부터의 중성자 방출 방향(도면 중 화살표)으로 반드시 중성자 흡수체(106)가 존재하게 되므로, 중성자가 전열핀(210)을 관통하여 외부로 누출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 동일 도면에서는 전열핀(210)의 경사를 교대로 했지만, 모든 전열핀을 한 방향으로 경사시킬 수도 있다(도시 생략).
또한, 도 26에 도시하는 바와 같이, 밴드형 부재(21la)의 단 가장자리에 밴 드형 부재(21lb)를 중첩시켜 용접할 수도 있다. 이 경우도 밴드형 부재(211a) 및 전열핀(107)에 의해 U자형 단면 형상의 유닛을 제작하여 각각 몸통 본체(101)에 용접하고, 인접하는 밴드형 부재(211a)의 사이 모두에 밴드형 부재(211b)를 용접한다. 이러한 구성으로도, 상기와 마찬가지로 캐스크의 조립을 용이하게 할 수 있고, 또한 용접부(212, 213)를 분리함으로써 열영향부의 국소적인 집중을 방지할 수 있다. 또한, 밴드형 부재 단 가장자리의 단 가공(段加工)이나 개선 가공(開先加工)을 생략할 수 있기 때문에 외측 튜브(211)의 구조를 간단히 할 수 있다.
또한, 도 27에 도시하는 구성에서는, 전열핀(214) 자체를 U자형 단면 형상으로 제작하고, 상기 전열핀(214)의 상면에 밴드형 부재(105a)를 탑재하며, 전열핀(214)의 각 가장자리부에서 밴드형 부재(105a)와 용접하고 있다[용접부(215)]. 이와 같이 하면, 전열핀(214)을 밴드형 부재(105a)에 탑재하여 용접할 수 있기 때문에 조립이 용이해진다. 또한, 상기와 같이 좁고 긴 공간내에서의 용접을 없애고, 모두 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에 캐스크의 조립을 용이하게 할 수 있고, 또한 용접부(204, 215)를 분리함으로써, 열영향부의 국소적인 집중을 방지할 수 있다. 또한, 동제의 전열핀(214)을 밴드형 부재(105a)에 면접촉시키고 있기 때문에 캐스크 내부의 붕괴열을 효율적으로 외측 튜브(10)에 전달하고, 외부로 방열할 수 있다. 또한, 방열 경로를 도면 중 일점 쇄선으로 도시한다. 또한, 밴드형 부재(105a)와 접하는 부분과, 몸통 본체(101)와 밴드형 부재(105a)까지의 부분에서, 전열핀(214)의 두께를 변경함으로써, 보다 합리적인 형상으로 할 수도 있다(도시하지 않음).
이상, 상기 실시 형태 1에 따른 캐스크(100)에 의하면, 캐스크(100)의 축방향을 향하는 복수의 홈(30s)이 외측 튜브(10)의 방열면(105p)측에 형성되어 있기 때문에, 홈(30s)이 형성되어 있지 않은 캐스크와 비교하여 방열면(105p)의 표면적을 크게 할 수 있다. 이로써, 홈(30s)이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있기 때문에, 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납하는 캐스크(100)라도 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 캐스크(100)를 수직하게 세워서 보관하는 경우에는, 외측 튜브(10)의 주위에 있어서 공기가 대류하는 방향과, 홈(30s) 및 방열핀(30f)의 방향이 일치하기 때문에, 방열 효율을 보다 높게 할 수 있다.
다음에, 외측 튜브(10)를 분할 구조로 하여 미리 홈(30s)을 형성한 밴드형 부재(105a)와 전열핀(107)으로 구성한 유닛(105c)을 복수 제작하고, 이것을 소정 간격으로 몸통 본체(101)에 대하여 외측으로부터 용접하는 동시에, 인접하는 밴드형 부재(105a)의 사이 모두에 밴드형 부재(105b)를 가설하여 외측으로부터 용접하고 있다. 이 때문에, 좁고 긴 공간내에서의 용접을 불필요로 하고 있기 때문에, 용접 작업을 용이하게 실행할 수 있고, 특별한 전용 용접기 등은 필요없다. 또한, 널리 관용되고 있는 용접 설비 캐스크(100)의 조립이 가능하기 때문에, 대부분의 기업에서 용이하게 외측 튜브(10)에 홈을 형성하여 방열 효과를 높인 캐스크(100)를 조립할 수 있다. 또한, 외측 튜브(10)를 잘게 분할하여 구성하기 때문에, 특히 도 2에 도시하는 바와 같은 단면 외형상이 8각형의 몸통 본체(101)라도 몸통 본체(101)의 외형 형상에 맞추어 방열성이 우수한 외측 튜브(10)를 제작할 수 있다. 또한, 홈(30s)을 형성한 밴드형 부재(105a)를 복수 용접하여 외측 튜브(10)를 구성하기 때문에, 홈을 형성한 판형상 부재를 절곡할 필요도 없고, 또한 대규모의 주조 설비도 필요로 하지 않기 때문에, 용이하게 외측 튜브(10)를 제조할 수 있다. 또한, 외측 튜브(10)를 대량으로 제조할 때에는 절삭에만 의존하지 않고, 압연으로 제조하면 보다 염가로 외측 튜브(10)의 주요 부재인 밴드형 부재(105a, 105b)를 제조할 수 있다.
또한, 몸통 본체(101)의 캐비티(102)내를 기계 가공하고 바스켓(301a)의 외주면을 밀착 상태로 삽입하도록 했기 때문에, 바스켓(301a)으로부터의 전열을 향상시킬 수 있다. 특히, 바스켓 최외주에 배치된 각파이프(320)나 요소(330)가 몸통 본체(101)의 캐비티(102)내에 접촉하기 때문에, 바스켓(301a)을 확실히 유지하는 동시에 전열 성능의 향상에 기여하고 있다.
또한, 캐비티(102)내의 불필요한 공간을 없앨 수 있기 때문에, 몸통 본체(101)를 소형화 또한 경량으로 할 수 있다. 또한, 이 경우에도 사용후 연료 집합체의 수용수가 감소하지 않는다. 역으로, 몸통 본체(101)의 외경을 도 46에 도시하는 캐스크(500)와 동일하게 하면, 그만큼 셀수를 확보할 수 있기 때문에, 사용후 연료 집합체의 수납 개수를 증가시킬 수 있다. 구체적으로 상기 캐스크(100)에 있어서, BWR용보다도 외형 크기가 큰 PWR용 사용후 연료 집합체에서는, 사용후 연료 집합체의 수용수를 21개로 할 수 있다. 이 때, 캐스크 본체의 외경은 2500㎜ 정도, 질량은 120ton 이하로 억제할 수 있다.
변형예 1
도 28은 실시 형태 1의 제 1 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크의 외측 튜브(11)는 실시 형태 1에 따른 캐스크의 외측 튜브(10)와 동일한 구조이지만, 캐스크의 몸통 본체(101)의 축방향(도면중 화살표 Z 방향)에 대하여 경사각(θ)을 가진 홈(31s)을 외측 튜브(11)의 방열면측(도면 중 지면 상방의 면)에 복수 마련한 점이 상이하다. 그 밖의 구성은 실시 형태 1과 동일하기 때문에 설명을 생략하는 동시에, 동일한 부호를 사용한다.
도 28에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(11)를 형성하는 밴드형 부재(105a)의 방열면측에는, 캐스크의 몸통 본체(101)의 축방향에 대하여 경사각(θ)을 가진 복수의 홈(31s)이 형성되어 있다. 홈(31s)의 깊이(h)와 폭(l)은 실시 형태 1에서 설명한 바와 같다. 또한, 홈(31s)은 실시 형태 1에서 설명한 형성 방법에 의해, 밴드형 부재(105a)를 기울여서 고정하여 가공함으로써 형성할 수 있다. 또한, 경사각(θ)은 특히 캐스크의 저장에 중점을 두면, 15도 내지 30도가 바람직하다.
홈(31s)의 경사각(θ)이 0도 부근인 경우에는, 외측 튜브 주위의 냉각 공기가 캐스크 하부로부터 상부까지 흐트러짐 없이 상승하기 때문에, 캐스크 상부에 있어서는 방열량이 적어진다. 한편, 이 외측 튜브(11)에 있어서는, 외측 튜브(11)로부터의 열에 의해 데워진 공기는 외측 튜브(11)의 방열면 근방을 상승하지만, 경사를 가진 방열핀(31f)에 의해 그 흐름이 교란되기 때문에, 공기와 방열핀(31f)의 전열이 촉진된다. 즉, 공기는 외측 튜브(11)의 방열면 근방을 상승할 때에, 경사를 가진 방열핀(31f)을 따라 흐를 때에 방열핀(31f) 단으로부터 박리하기 용이하고, 이 박리에 의해 주위의 찬 공기가 흘러 들어오기 때문에 효율적으로 방열할 수 있 다. 이로써, 실시 형태 1에 따른 외측 튜브(10)와 비교하여, 더욱 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 밴드형 부재(105a, 105b)의 홈(31s)의 위치를 절반 피치만큼 편향시켜 놓음으로써, 더욱 높은 방열 성능을 발휘하는 패턴을 만들 수도 있다.
변형예 2
도 29는 실시 형태 1의 제 2 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크의 외측 튜브(12)는 실시 형태 1에 따른 캐스크의 외측 튜브(10)와 동일한 구조이지만, 몸통 본체(101)의 원주 방향을 향하는 홈(32s)을 외측 튜브(12)의 방열면측(도면 중 지면 상방의 면)에 마련한 점이 상이하다. 그 밖의 구성은 실시 형태 1과 동일하기 때문에 설명을 생략하는 동시에, 동일한 부호를 사용한다.
도 29의 (a)에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(12)를 형성하는 밴드형 부재(105a)의 방열면측에는 홈(32s)이 복수 라인 형성되어 있다. 이 홈(32s)에 의해, 밴드형 부재(105a) 등의 방열면측에는 방열핀(32f)이 형성된다. 또한, 홈(32s)의 깊이(h)와 폭(l)은 실시 형태 1에서 설명한 바와 같다. 또한, 홈(32s)은 실시 형태 1에서 설명한 형성 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 도 29의 (b)에 도시하는 바와 같이, 밴드형 부재(105a, 105b)의 홈(31s)의 위치를 절반 피치만큼 편향시켜 놓음으로써, 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 패턴을 구성할 수 있다.
이 실시 형태 1의 제 2 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브(12)에서는, 캐스크의 원주 방향을 향하는 홈(32s)을 외측 튜브(12)의 방열면측에 마련했기 때문에, 외측 튜브(12)의 표면적을 크게 하여 방열 성능을 높게 할 수 있다. 또한, 캐스크(100)를 가로로 배치하여 보관하는 경우에는, 외측 튜브(12)의 주위에 있어서 공기가 대류하는 방향과, 홈(32s) 및 방열핀(32f)의 방향이 일치하기 때문에, 방열 효율을 보다 높게 할 수 있다.
변형예 3
도 30은 실시 형태 1의 제 3 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크의 외측 튜브(13)는 실시 형태 1에 따른 캐스크의 외측 튜브(10)와 동일한 구조이지만, 홈(33s) 또는 홈(33s)에 의해 구분되는 돌기인 방열핀(33f) 중 적어도 한쪽의 횡단면 형상을 원호 형상으로 형성한 점이 상이하다. 그 밖의 구성은 실시 형태 1과 동일하기 때문에 설명을 생략하는 동시에, 동일한 부호를 사용한다.
도 30에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(13)를 형성하는 밴드형 부재(105a)의 방열면(105p)측에는, 단면의 내부 형상이 원호형상으로 형성된 홈(33s)이 복수 라인 형성되어 있다. 이 홈(33s)에 의해, 밴드형 부재(105a) 등의 방열면(105p)측에는 방열핀(33f)이 형성된다. 또한, 도 30의 (c)에 도시하는 바와 같이, 홈(33's) 뿐만 아니라, 방열핀(33'f)의 형성 방향에 수직인 단면 형상도 원호 형상으로 형성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 외측 튜브(13)의 외측으로부터 예각 부분을 없앨 수 있기 때문에, 제염(除染)이 용이해진다. 또한, 외측 튜브(13)의 표면에 도장 등의 보호막도 도포하기 용이하고, 또한 벗겨지기 어려운 것으로 할 수 있다. 또한, 홈(33, 33')의 반경(r)은 5∼15㎜ 정도이고, 또한 밴드형 부재(105a)의 폭에 대해서는 실시 형태 1에서 설명한 바와 같다. 또한, 도시는 하지 않지만, 방열핀의 선단만을 단면 원호 형상으로 형성하고, 홈은 실시 형태 1에서 설명한 외측 튜브(10)(도 17, 도 18 참조)와 같이 할 수도 있다. 이렇게 하면, 방열핀 부분의 면적을 실시 형태 1에 따른 외측 튜브(10)보다도 크게 할 수 있기 때문에, 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
홈(33s)을 형성하기 위해서는 실시 형태 1에 따른 형성 방법 및 가공 기계(300)를 적용할 수 있지만, 사용하는 공구를 변경한다. 이 홈(33s)을 가공하기 위한 바이트(324)는, 도 30의 (b)에 도시하는 바와 같이, 날(刃)의 외형 형상을 홈(33s)의 단면의 내부 형상과 동일한 형상으로 한 것이다. 이와 같은 바이트(324)를 사용함으로써, 밴드형 부재(105a)의 방열면(105p)측에, 단면의 내부 형상이 원호 형상으로 형성된 홈(33s)을 형성할 수 있다.
또한, 압연에 의해 밴드형 부재(105a) 등에 홈(33s)을 일체로서 형성할 수도 있다. 압연에 의하면, 절삭보다도 용이하게 홈(33s)을 설형할 수 있기 때문에, 단면이 반원 형상의 홈(33s)이어도 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 도 30의 (c)에 도시하는 바와 같이, 핀(33'f)의 형성 방향에 수직인 단면 형상을 원호형상으로 하는 경우에도, 용이하게 밴드형 부재(105a) 등을 제조할 수 있다.
이 실시 형태 1의 제 3 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브(13, 13')에서는 홈(33s) 등의 단면의 내부 형상이 원호 형상이기 때문에 방사성 물질이 축적되기 어렵다. 이 때문에, 외측 튜브(13)에 부착된 방사성 물질을 효율적으로 씻어낼 수 있기 때문에, 제세 작업을 효율적으로 진행시킬 수 있다. 또한, 홈(33s) 등의 형성 방향에 수직인 단면의 내부 형상은 원호 형상이기 때문에, 외측 튜브(13) 등의 표면적을 종래예보다도 크게 할 수 있기 때문에, 방열 성능도 높게 할 수 있다.
변형예 4
도 31은 실시 형태 1의 제 4 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크의 외측 튜브(14)는 실시 형태 1의 제 3 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브(13)와 동일한 구조이지만, 홈(34s)의 형성 방향에 수직인 단면 형상을 사다리꼴로 형성한 점이 상이하다. 그 밖의 구성은 실시 형태 1의 제 3 변형예와 동일하기 때문에 설명을 생략하는 동시에, 동일한 부호를 사용한다.
도 31에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(14)를 형성하는 밴드형 부재(105a)의 방열면(105p)측에는, 몸통 본체(101)의 축방향에 수직인 단면의 내부 형상이 방열면(105p)측으로 확장된 사다리꼴로 형성된 홈(34s)이 복수개 형성되어 있다. 이 때문에, 홈(34s)에 의해 구분되는 방열핀(34f)의 축방향에 수직인 단면 형상은 외측이 좁은 사다리꼴 형상으로 된다. 또, 홈(34s)의 깊이(h) 및 홈(34s)의 평균폭(lA)에 대해서는 실시 형태 1에서 설명한 바와 같다. 또한, 홈(34s)의 확장각(α)은 45도 내지 60도 정도가 바람직하다.
도 31에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(14)로부터의 복사를 선으로 표시하면, a점의 복사열이 d점 근방으로 스친 경우에는, d점으로부터의 방열이 작아진다. 또한 a점 및 c점의 복사열이 e점의 근방을 통과하면, e점의 주변에 있어서의 공기가 데워져 e점으로부터의 방열이 감소된다. e점과 f점을 비교하면, f점의 온도가 낮아지기 때문에, f점으로부터의 방열은 감소된다. 따라서, f점의 영역을 넓게 잡 았을 경우에는, 방열량이 작아지기 때문에 비경제적이지만, f점 주변의 공기는 비교적 차갑기 때문에, 확장각(α)은 대응 부분의 영역을 부여하는 상기 45도∼60도가 바람직하다.
홈(34s)을 형성하기 위해서는 실시 형태 1에 따른 형성 방법 및 가공 기계(300)를 적용할 수 있지만, 사용하는 공구를 변경한다. 이 홈(34s)을 가공하기 위한 바이트(도시하지 않음)는 날의 외형 형상을 홈(34s)의 단면의 내부 형상과 동일한 형상으로 한 것을 사용하면 좋다. 또한, 압연에 의해 밴드형 부재(105a) 등에 홈(34s)을 일체로서 형성할 수도 있다.
이 실시 형태 1의 제 4 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브(14)는 외측[방열면(105p)측]이 좁은 사다리꼴 형상의 방열핀(34f)이 형성되어 있기 때문에, 상기 방열핀(34f)의 측면에 있어서의 복사 방향을 외측 튜브(14)의 외측을 향하게 할 수 있다[도 31의 (b) 중 상측 방향]. 이로써, 이웃하는 방열핀(34f)의 측면 끼리에 있어서의 복사의 영향을 저감하여, 대기 중으로 복사되는 열에너지를 크게 할 수 있기 때문에, 실시 형태 1에 따른 캐스크의 외측 튜브(10)보다도 더욱 방열 효율을 높게 할 수 있다. 또한, 실시 형태 1 및 그 변형예에서 설명한 홈의 구성, 홈의 형성 방법 그 외의 발명의 구성은 이하의 실시 형태에 있어서도 적용할 수 있다.
실시 형태 2
도 32는 실시 형태 2에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크의 외측 튜브(15)는 실시 형태 1에 따른 캐스크의 외측 튜브(10)와 동일한 구조이지만, 몸통 본체(101)의 축방향(도면 중 Z 방향)을 향하는 홈(35s1) 뿐만 아니라, 캐스크(100)의 원주 방향을 향하는 홈(35s2)도 형성한 점이 상이하다. 그 밖의 구성은 실시 형태 1과 동일하기 때문에 설명을 생략하는 동시에, 동일한 부호를 사용한다.
밴드형 부재(105a)의 방열면(도면 중 지면 상측 방향)에는, 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(35s1)과 몸통 본체의 원주 방향을 향하는 홈(35s2)이 형성되어 있다. 이 홈(35s1)과 홈(35s2)에 의해 구분된 부분이 방열핀(35f)으로 된다. 홈(35s1, 35s2)와 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 홈(35s1 또는 35s2)의 배열 방향에 절삭 공구를 나열한 공작 기계에 의해 형성할 수 있다.
이와 같이 몸통 본체(101)의 축방향에 수직인 방향을 향하는 홈(35s2)이 더 형성되어 있기 때문에, 외측 튜브(15)의 표면을 흐르는 공기의 흐름을 실시 형태 1에 따른 외측 튜브(10)(도 1 등 참조)보다도 더욱 난류로 할 수 있다. 이로써, 실시 형태 2에 따른 캐스크의 외측 튜브(15)는 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 캐스크(100)가 세로 배치라도 또는 가로 배치라도, 홈(35s1 또는 35s2)을 중력 방향에 대하여 평행하게 할 수 있기 때문에, 캐스크(100)의 마련 방향에 관계없이 자연 대류의 작용을 충분히 발휘시켜서 효율적으로 방열할 수 있다. 또한, 도 32의 (b)에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(15')의 방열면에는 핀(35'f)을 지그재그 형상으로 형성할 수도 있다. 이와 같은 구성에 의해서도 외측 튜브(15')의 표면을 흐르는 공기의 흐름의 교란을 크게 할 수 있기 때문에, 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시 형태 2에 설명한 홈의 구성, 홈의 형성 방법 그 외의 발명의 구성은 이하의 실시 형태에 있어서도 적용할 수 있다.
실시 형태 3
도 33은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 캐스크의 설명도이다. 이 캐스크는 산형(山形) 단면으로 형성된 밴드형 부재의 전열면에 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 복수의 홈(30s)을 마련하여 구성한 외측 튜브(16)를 구비한 점에 특징이 있다. 판형상의 밴드형 부재(216a, 216b) 등은 방열면(216p)측에 홈(30s)이 형성된 후, 밴딩 장치에 의해 산형 단면으로 밴딩 성형된다. 이 밴드형 부재(216a)의 양단 가장자리에 전열핀(107)을 용접[용접부(205)]할 수 있음으로써 유닛화되고, 몸통 본체(101)의 오버레이부(201)상에 용접되어 있다[용접부(206)]. 또한, 밴드형 부재(216b)도 동일하게 밴딩 성형되어 있고, 상기 밴드형 부재(216b)의 단부(203)를 밴드형 부재(216a)의 단부(202)에 끼워넣으면, 외측으로부터 용접된다[용접부(204)]. 밴드형 부재(216a, 216b)의 내측면에는 보이드층을 형성하는 허니콤재(207)가 마련되어 있다. 상기 밴드형 부재(216a, 216b)와 전열핀(107)의 공간에는, 중성자의 흡수를 실행하는 중성자 흡수재(예컨대, 수지)가 충전되어 있다. 상기 허니콤재(207)로 형성되는 보이드층은 중성자 흡수재의 열팽창을 흡수하여, 용접부의 박리나 외측 튜브(16)의 변형을 방지한다(이하 동일).
이러한 구성에 있어서도, 모든 용접 작업을 외측으로부터 실행할 수 있기 때문에, 상기와 마찬가지로 캐스크의 조립을 용이하게 할 수 있고, 또한 용접부(204, 205)를 분리함으로써 열영향부의 국소적인 집중을 방지할 수 있다. 또한, 밴드형 부재(216a, 216b)가 산형으로 되어 있기 때문에, 또한 외측 튜브(16)의 표면적을 크게 할 수 있어 방열 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 외측 튜브에 대하여 복수의 판형상의 방열핀을 돌출시킨 캐스크에서는 방열핀과 외측 튜브의 코너를 청소하기 어렵지만, 이 산형 형상의 외측 튜브(16)의 경우에는 좁은 코너가 없기 때문에 외측 튜브 표면의 청소를 용이하게 실행하는 이점이 있다. 또한, 산형이 아니라 골짜기형으로 해도 동일한 효과가 있다(도시 생략).
또한, 도 34에 도시하는 바와 같이, 전열핀(107)의 단 가장자리 꼭대기부에 밴드형 부재(217)의 단 가장자리를 탑재하는 동시에 인접하는 밴드형 부재(217)의 단 가장자리와 접합시키며, 상기 접합 부분을 용접하도록 할 수도 있다[용접부(219)]. 밴드형 부재(217)의 단 가장자리에는 개선(開先)을 형성해둔다. 이와 같이 외측 튜브(16')를 산형 단면 형상으로 하고, 또한 복수의 홈(30s)을 마련함으로써 외측 튜브(16')의 표면적을 더욱 크게 할 수 있기 때문에, 캐스크의 방열 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
실시 형태 4
도 35는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 캐스크를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크는 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 복수의 홈(30s)을 형성한 밴드형 부재(105a)의 중앙에 전열핀(107)을 용접하여[용접부(222)] 단면 T자 형상의 유닛(220a)으로 하고, 이 유닛(220a)을 복수 조합하여 구성한 외측 튜브(17)를 구비한 점에 특징이 있다. 홈(30s)의 형성 순서 및 용접 순서는 실시 형태 1과 동일하다. 우선 밴드형 부재(105a)의 방열면(105p)측에 복수의 홈(30s)을 형성한 후, 밴드형 부재(105a)에 전열핀(107)을 용접하여 유닛(220a)으로 한다. 이 전열핀(107)과 밴드형 부재(105a)의 용접은 일측으로부터 실행할 수도 있고, 또한 강도를 확보하기 위해서 양측으로부터 실행하도록 할 수도 있다[용접부(222)]. 다음에, 이 유닛(220a)을 소정 간격으로 몸통 본체(101)에 용접한다. 또한, 몸통 본체(101)에는 오버레이부(201)가 마련되고, 상기 오버레이부(201)상에 전열핀(107)이 용접된다. 또한, 상기 용접은 전열핀(107)의 양측에서 실행할 수 있다. 그리고, 인접하는 밴드형 부재(105a)의 사이 모두에 밴드형 부재(105b)를 끼워넣어 용접을 한다[용접부(204)].
이러한 구조에 있어서도, 외측 튜브(17)의 방열면(105p)측에 형성한 홈(30s)과 방열핀(30f)에 의해 방열면(105p)의 표면적을 크게 할 수 있기 때문에, 방열 성능을 높게 할 수 있다. 또한, 좁고 긴 공간내에서의 용접을 없애고, 모든 용접 작업을 외측으로부터 실행할 수 있기 때문에, 상기와 동일하게 캐스크의 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한, 단면을 T자 형상으로 함으로써, 밴드형 부재(105a, 105b)의 폭을 작게 할 수 있기 때문에, 원형의 몸통 본체(101)에 배치해도 원형의 외측 튜브(17)를 구성할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태 1 및 2과 비교하여 용접부(222, 204)와의 거리를 더욱 떨어뜨려 놓을 수 있기 때문에, 열영향부의 국소적인 집중이 방지된다.
또한, 도 36에 도시하는 외측 튜브(17')와 같이, 전열핀(224)의 단부를 밴딩 가공하여 L자형 단면 형상으로 하고, 밴드형 부재(105a)에 대하여 면접촉하도록 할 수도 있다. 이 경우, 전열핀(224)과 밴드형 부재(105a)의 용접은 전열핀(224)의 각 가장자리부에서 밴드형 부재(105a)와 용접한다[용접부(223)]. 이와 같이 하면, 전열핀(224)을 밴드형 부재(105a)에 탑재하여 용접할 수 있기 때문에 조립이 용이해진다. 또한, 전열핀(224)을 밴드형 부재(105a)에 면접촉시키고 있기 때문에 캐스크내부의 붕괴열을 효율적으로 외측 튜브(17')에 전달하여 방열할 수 있다. 또한, 방열 경로를 도면 중 일점 쇄선으로 도시한다.
도 37은 도 35에 도시하는 캐스크의 외측 튜브의 변형예를 나타내는 설명도이다. 이 캐스크의 외측 튜브(17")는 외측 튜브(17")가 방열면(226p)측에 복수의 홈(30s)을 형성한 복수의 밴드형 부재(226a, 226b, 226c, 226d)로 구성되고, 각각 그 중앙부에서 전열핀(107)과 용접되어 있으며[용접부(227)], 단면 T자 형상의 유닛(228)으로 되어 있다. 이 외측 튜브(17")의 조립은 우선 유닛(228a)의 전열핀(107)을 몸통 본체(101)에 한쪽으로부터 용접한다[용접부(229a)]. 다음에, 유닛(228b)의 전열핀(107)을 몸통 본체(101)에 개방되어 있는 한쪽으로부터 용접하는 동시에[용접부(229b)], 밴드형 부재(226a, 226b) 끼리를 용접한다[용접부(230a)].
계속해서 동일하게 유닛(228c)의 전열핀(107)을 몸통 본체(101)에 개방되어 있는 일측으로부터 용접하는 동시에[용접부(229c)], 밴드형 부재(226b, 226c) 끼리를 용접한다[용접부(230b)]. 유닛(228d)에 대해서도 용접부(229d)를 갖고 전열핀(107)을 몸통 본체(101)에 용접하고, 용접부(230c)로 밴드형 부재(226c, 226d)를 용접한다. 여기서, 도 37의 (b)에 도시하는 바와 같이, 최후의 밴드형 부재(229)와 용접되는 밴드형 부재(226d)는 폭이 작은 것을 사용하고, 마지막으로 용접하는 유닛의 전열핀(107)을 몸통 본체(101)에 용접하기 용이하게 하면 작업의 효율이 향상되므로 바람직하다.
이와 같이 하면, 밴드형 부재(206a∼206d)나 전열핀(107)을 모두 몸통 본체(101)의 외측으로부터 용접할 수 있고, 좁고 긴 공간에서의 용접이 불필요하기 때문에, 캐스크의 조립 작업을 용이하게 실행할 수 있다. 또한, 용접부(230)와 용접부(227)를 충분히 분리하고 있기 때문에, 열영향부가 국소적으로 집중하는 것을 방지할 수 있다.
실시 형태 5
도 38은 본 발명의 실시 형태 5에 따른 캐스크의 외측 튜브를 도시하는 평면도이다. 상기 실시 형태에서는 복수의 밴드형 부재를 용접하여 외측 튜브를 형성하도록 하고 있지만, 몸통 본체(101)의 축방향(도면 중의 Z 방향)을 향하는 복수의 홈(30s)을 형성한 밴드형 부재(105a)를 캐스크 축방향 단부에서 연결한 형상으로 할 수도 있다. 전열핀(107)(도면 중 점선으로 도시함)은 하나의 판형상 부재(231)에 대하여 소정 간격으로 4개 용접된다. 또한, 밴드형 부재(105a)는 전열핀(107)과 함께 소정 간격으로 몸통 본체에 용접되고, 그 제외부(拔部)(105d) 및 인접하는 판형상 부재(231)의 간격에는, 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 복수의 홈(30s)이 형성된 밴드형 부재(105b)가 끼워넣어 용접된다. 또한, 연결부(233)에 대향하는 위치에는 전열핀(107)이 배치되어 있지 않기 때문에, 용접 작업의 방해로 되지 않는다.
또한, 도 39에 도시하는 바와 같이, 몸통 본체(101)의 축방향(도면 중 Z 방향)을 향하는 복수의 홈(30s)이 형성된 판형상 부재(234)를 U자 형상으로 하여, 인접하는 판형상 부재(234)와 연결부(235)를 이용해 연결하도록 할 수도 있다. 이 구성에서는, 판형상 부재(234)에 의해 형성된 제외부(拔部)(236)에, 몸통 본체(101)의 축방향(도면 중 Z 방향)을 향하는 복수의 홈(30s)이 형성된 밴드형 부재(105b)를 끼워넣어 용접한다. 이로써, 외측 튜브(237)가 형성된다.
실시 형태 6
도 40은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 캐스크를 도시하는 조립도이다. 도 41은 도 40의 A-A 선 단면도이다. 이 캐스크(400)는 외측 튜브(401)를 구성하는 링 형상으로 형성한 유닛(402)의 외측에 캐스크(400)의 몸통 본체(101)의 축방향(도면 중 Z 방향)을 향하는 복수의 홈(30s)을 형성하고, 상기 유닛(402)을 몸통 본체(101)의 축방향으로 순차적으로 삽입하여 용접 형성한 것이다. 또한, 도 42, 도 40에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(401)를 구성하는 링 형상으로 형성한 유닛(402)의 외측에, 캐스크(400)의 몸통 본체(101)의 원주 방향을 향하는 복수의 홈(30s)을 형성하고, 상기 유닛(402)을 몸통 본체(101)의 축방향으로 순차적으로 삽입하여 용접 형성할 수도 있다. 또한, 도시는 하지 않지만, 실시 형태 1의 변형예에서 설명한 바와 같이, 유닛(402)의 외측에는, 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈과 원주 방향을 향하는 홈을 형성할 수도 있다. 또한, 도 40에 도시하는 예에서는, 인접하는 링판(403)의 산형 부분을 절반 피치만큼 편향시켜 조립하면, 도 32의 (b)에 도시하는 바와 같은 냉각핀의 패턴을 용이하게 만들 수 있다.
우선, 실시 형태 1에 설명한 방법에 의해, 밴드형 판의 표면에 홈(30s)을 형성한다. 이 홈(30s)은 외측 튜브(401)를 구성했을 때에 캐스크의 몸통 본체(101)의 축방향(도면 중 Z 방향)을 향하도록 형성된다. 또한, 캐스크(400)의 몸통 본체(101)의 원주 방향을 향해서 홈(30s)을 형성하는 경우(도 42, 도 40 참조)에는, 외측 튜브(401)를 구성했을 때에 캐스크의 몸통 본체(101)의 원주 방향을 향하도록 홈(30s)을 형성한다.
홈(30s)이 형성된 밴드형 판은 홈(30s)을 외측으로 하여 밴딩 장치에 의해 밴딩된 후, 양단부가 용접 그 외의 수단에 의해 접합되어서 링판(403)으로 된다. 그리고, 이 링판(403)의 내주면에 링 형상의 전열핀(404)을 용접하여, 링 형상의 유닛(402)이 구성된다[용접부(405)]. 이 유닛(402)은 그 전열핀(404)을 몸통 본체(101)의 원주 방향에 마련한 오버레이부(406)상에 용접함으로써 고정된다. 또한, 유닛(402)은 몸통 본체(101)에 대하여 복수 장착되고, 인접하는 유닛(402)의 링판(403)의 주연 끼리는 용접되고[용접부(407)], 이 링판(403)의 주연 끼리를 용접함으로써 형성되는 공간에는, 사전에 금형을 이용하여 고화시킨 링형상의 중성자 흡수체(408)가 배치된다(도 41, 도 40 참조).
이 캐스크(400)를 조립하는 경우, 우선 몸통 본체(101)에 최초의 유닛(402a)을 삽입하고, 그 전열핀(404)을 몸통 본체(101)의 오버레이부(406)에 용접한다. 다음에, 수지 등으로 만들어진 링형상의 중성자 흡수체(408a)를 몸통 본체(101)에 삽입하며, 절반을 이미 용접 고정한 유닛(402a)에 수납한다. 계속해서 다음 유닛(402b)을 몸통 본체(101)에 삽입하는 동시에 그 내부에 상기 중성자 흡수체(408a)의 절반을 수납하고, 최초 유닛(402a)의 링판(403)과 다음 유닛(402b)의 링판(403)을 용접한다[용접부(407)]. 이 때, 유닛(402b)의 전열핀(404)의 용접은 개방되어 있는 일측에서만 실행한다[용접부(409)]. 이것을 소정의 수만큼 반복하고, 최후의 유닛(402)을 장착함으로써 외측 튜브(401)의 조립이 완료된다. 또한, 링 형상의 중성자 흡수체(408)를 삽입하기 어려운 경우는, 링 형상의 중성자 흡수체(408)를 원주 방향으로 분할하고, 원호 형상의 중성자 흡수체(408x)를 상기 공간에 수용하도록 할 수도 있다. 여기서, 외측 튜브(401)의 양측에는 커버(410)가 마련되어 있다.
또한, 중성자 흡수체(408a)에는 메울 수 없는 간극(S)에 유체 상태의 중성자 흡수체(예컨대 수지)를 주입하여 고화시키면, 보다 효과적인 중성자의 차폐가 가능해진다[도 41의 (b)]. 이 경우에는, 도 41의 (b)에 도시하는 바와 같이, 전열핀(404)에 마련한 중성자 흡수재 주입용의 구멍(404h)으로부터 액상의 중성자 흡수재를 주입한다. 또한, 도 41의 (c)는 링 형상의 중성자 흡수체(408)를 사용하지 않고, 외측 튜브(401)를 몸통 본체(101)에 장착한 후에 중성자 흡수체를 주입하는 경우를 나타내고 있다. 이 방식으로는, 외측 튜브(401)를 몸통 본체(101)에 장착한 후, 중성자 흡수재를 전열핀(404)에 마련한 구멍(404h)으로부터 주입한다. 또한, 링판(403)의 내면에는 허니콤재(207)가 장착되어서 보이드층을 구성하고 있고, 중성자 흡수체의 열팽창을 흡수한다.
이와 같은 구성으로 하면, 복수의 링판(403)의 외측에 형성된 홈(30s)과 방열핀(30f)에 의해 외측 튜브(401)의 표면적을 크게 할 수 있기 때문에, 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 좁고 긴 공간내에서의 용접 작업을 없애고, 모두 외측으로부터 용접할 수 있게 되기 때문에, 용접 작업을 용이하게 실행할 수 있어, 특별한 전용 용접기 등은 필요하지 않게 된다. 또한, 널리 관용되어 있는 용접 설비에 의해 캐스크(400)의 조립이 가능하기 때문에, 대부분의 기업에서 용이하게 조립할 수 있다. 이로써, 방열성이 우수한 캐스크(400)를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 용접부(405)와 용접부(407)가 떨어져 있기 때문에, 열영향부의 국소적인 집중을 방지할 수 있다.
도 44는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 변형예를 나타내는 조립도이다. 도 45는 도 44에 도시한 캐스크의 일부 단면도이다. 이 캐스크(450)는 상기 실시 형태 4에 있어서, 외측 튜브(451)의 유닛(452)을 원호 형상의 2분할 구조로 한 점에 특징이 있다. 원호판(453)은 표면에 복수의 홈(30s)을 형성한 판형상 부재를 반원 형상으로 밴딩하여 만들어진다. 원호판(453)의 내면 단 가장자리에는 다소의 여유를 남겨서 각각 전열핀(454)이 용접되고[용접부(455)], 하나의 유닛(452)을 형성하고 있다. 또한, 이 유닛(452)은 소정 간격을 두고 몸통 본체(101)에 용접되어 있고, 또한 유닛(452)의 원호판(453)과 원호판(453) 사이에는 원호판(456)이 끼워져 용접되어 있다[용접부(457)]. 또한, 유닛(452) 및 원호판(456)을 각기 서로 몸통 본체(101)의 원주 방향으로 용접되어, 링 형상의 일체 구조로 된다. 유닛(452)에 의해 형성되는 공간, 유닛(452) 및 원호판(456)에 의해 형성되는 공간에는, 원호 형상으로 성형한 중성자 흡수체(458)가 배치되어 있다. 또한, 도 44의 (a)에 도시하는 바와 같이, 원호판(453)과 원호판(456)을 방열핀(30f)의 절반 피치만큼 편향시켜 놓으면, 용이하게 방열핀(30f)을 지그재그 형상으로 배치할 수 있다.
이 캐스크(450)를 조립하는 경우, 우선 몸통 본체(101)에 중성자 흡수체(458)를 탑재하여, 이 중성자 흡수체(458)를 내부에 수용하도록 유닛(452a)을 피복한다. 그리고, 유닛(452a)의 전열핀(454)을 몸통 본체(101)의 주위에 마련한 오버레이부(459)상에 탑재하고, 개방되어 있는 양측으로부터 용접한다[용접부(460)]. 계속해서 나머지 절반의 중성자 흡수체(458)를 몸통 본체(101)에 탑재하며, 상기 동일 중성자 흡수체(458)를 내부에 수용하도록 유닛(452)을 피복하는 동시에, 각 유닛의 원호판 단부 끼리를 용접한다. 또한, 몸통 본체(101)의 축방향에 소정 간격을 두고서 중성자 흡수체(458b)와 함께 유닛(452b)을 용접하고, 이것을 필요한 수만큼 반복한다.
여기서, 유닛(452b)을 장착하는 경우, 유닛(452a, 452b) 끼리의 사이에 중성자 흡수체(458c)를 미리 배치해둔다. 또한, 중성자 흡수체(458c)는 도 44의 (b)에 도시하는 바와 같이 두께 방향으로 3분할되어 있고, 유닛(452a) 및 유닛(452b)의 그림자의 부분에 배치하기 용이하게 되어 있다. 이 분할된 중성자 흡수체(458c1∼458c3)를 장착한 후에는, 중성자 흡수체(458c)는 양측 유닛(452a, 452b)의 원호판 단 가장자리에 계지되고, 분리되지 않게 된다.
그리고, 각 유닛(452)의 사이 전부에 원호판(456)을 끼워넣고, 원호판(453)과 원호판(456)을 외측으로부터 용접한다. 이로써 외측 튜브(451)의 조립이 완료된다. 또한, 성형한 중성자 흡수체를 사용하지 않고, 원호판(453)에 마련한 구멍으로부터 중성자 흡수체를 충전하도록 할 수도 있다(도시 생략). 상기 구성이라도, 원호판(453)의 방열면(453p)측에 형성된 홈(30s)과 방열핀(30f)에 의해 외측 튜브(451)의 표면적을 크게 할 수 있기 때문에, 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 좁고 긴 공간내에서의 용접 작업을 없애고, 모두 외측으로부터 용접할 수 있게 되므로, 용접 작업을 용이하게 실행할 수 있고, 특별한 전용 용접기 등은 필요하지 않게 된다. 이 방법에 의해도, 방열성이 우수한 캐스크(450)를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 용접부(455)와 용접부(457)가 떨어져 있기 때문에, 열응력의 국소적인 집중을 회피할 수 있다. 또한, 상기 중성자 흡수체(458)(458c)를 원주 방향으로 분할하고, 유닛(452a, 452b)을 용접하고 나서 상기 유닛(452a, 452b) 사이에 상기 분할된 중성자 흡수체(458c)를 순차적으로 넣고, 원호판(456)을 피복하여 용접하도록 할 수도 있다(도시 생략).
실시 형태 7
도 46은 본 발명의 실시 형태 7에 따른 캐스크의 외측 튜브 부분을 도시하는 일부 단면도이다. 이 캐스크는 몸통 본체(101)로부터 외측 튜브(19)에 붕괴열을 전달하는 방열핀(550f)과 외측 튜브(19)를 일체로 구성하며, 또한 방열면(550p)에는 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)을 복수 형성한 점에 특징이 있다.
외측 튜브(19)는 판형상 부재를 L자형 단면 형상으로 절곡한 유닛(550)을 조합하여 구성된다. 이 유닛(550)의 방열면(550p)측에는 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 복수의 홈(30s)이 형성되어 있고, 홈(30s)에 의해 구분되는 돌기가 방열핀(30f)으로 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 홈(30s)은 몸통 본체(101)의 원주 방향을 향해서 마련할 수도 있고, 몸통 본체(101)의 축방향과 원주 방향의 양방향을 향해서 마련할 수도 있다.
유닛(550)의 한쪽 단부(550t1)는 몸통 본체(101)에 용접되어 있다. 또한, 유닛(550)의 다른 한쪽의 단부(550t2)는 옆에 배치된 유닛(550)의 측면과 용접부(560)로 용접되어 있다. 또한, 외측 튜브(19)와 몸통 본체(101) 사이에 형성되는 공간에는 중성자 흡수체(570)를 마련한다. 이와 같이, 복수의 유닛(550)을 몸통 본체(101)의 전체 주위에 걸쳐 접합함으로써, 외측에 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 형성된 외측 튜브(19)가 구성된다.
실시 형태 7에 따른 캐스크의 외측 튜브(19)는 외측에 복수의 홈(30s)이 형성되어 있기 때문에, 외측 튜브(19)의 표면적을 크게 하여 방열 성능을 높게 할 수 있다. 또한, 방열핀(550f)과 외측 튜브(19)를 일체로 구성하고 있기 때문에, 실시 형태 1∼5에 따른 캐스크의 외측 튜브(10) 등과 비교하여, 용접 개소가 감소되기 때문에, 방열성이 우수한 캐스크를 보다 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 도 46의 (b)에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브(19)를 구성하는 유닛(550')과 같이, 외측 튜브(19)의 외측으로 되는 부분의 단면을 산형 형상으로 형성할 수도 있다. 이와 같이 하면, 또한 외측 튜브(19)의 표면적을 크게 할 수 있기 때문에, 더욱 방열 성능을 높게 할 수 있다. 또한, 도시는 하지 않지만, 상기 부분을 골짜기형 단면이나 원호 단면 형상으로 형성할 수도 있고, 이러한 경우에도 외측 튜브(19)의 표면적을 보다 크게 할 수 있기 때문에, 방열 성능을 보다 높게 할 수 있다. 도 46의 (c)는 내열성과 전열성을 갖도록 하기 위해서, 클래드재를 사용한 것이다. 도 46의 (d)는 몸통 본체(101)측을 용접하지 않는 예를 나타낸다. 이 구조에 있어서는, 통상의 온도에서는[도 46의 (e), 좌측도], 접촉면(A)에는 가압력이 남도록 하여 조립되어 있고, 화재시[도 46의 (e), 우측도]에는 냉각핀이 몸통 본체(101)로부터 떨어지도록 되어 있다. 이와 같이 하면, 만일 화재가 발생하여 외측 튜브(19)측이 데워져도, 냉각핀은 몸통 본체(101)로부터 떨어지기 때문에, 몸통 본체(101)를 통과하여 캐스크 내부에 유입되는 열을 최소한으로 억제할 수 있다. 이로써, 화재시에 있어서의 캐스크의 안전성을 확보할 수 있다.
변형예 1
도 47은 실시 형태 7의 제 1 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브 부분을 도시하는 일부 단면도이다. 이 외측 튜브(20)는 방열면(551p)측에 몸통 본체(101)의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈(30s)을 복수 형성한 튜브형 유닛(551)을 몸통 본체(101)의 전체 주위에 걸쳐 배치하여 구성한 점에 특징이 있다.
외측 튜브(20)를 구성하는 튜브형 유닛(551)은 압출하기 쉬운 금속(예컨대, 알루미늄)을 압출 성형한 튜브 형상의 부재이고, 외측 튜브(20)의 외측으로 되는 부분, 즉 방열면(551p)측의 단면이 산형 형상으로 형성되어 있다. 또한, 이 부분의 단면 형상은 산형 형상에 한정되지 않고, 산형이나 원호 형상, 또는 직선 형상일 수도 있다. 또한, 외측 튜브(20)의 외측이 되는 부분에는 몸통 본체(101)의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈(30s)이 형성되어 있다. 또한, 도시는 하지 않지만, 실시 형태 1에 설명한 바와 같이, 홈(30s)의 단면은 원호 형상이나 사다리꼴 형상이어도 무방하다. 튜브형 유닛(551)의 방열면(551p)에 대향하는 면은 캐스크의 몸통 본체(101)의 외측에 장착되어 있다.
튜브형 유닛(551)은 압출 성형에 의해 제조할 수 있지만, 이 경우에는, 홈(30s)을 압출 성형과 동시에 형성할 수 있다. 또한, 사전에 홈(30s)을 형성한 판재를 절곡하고, 단부 끼리를 용접하여 튜브형 유닛(551)을 제조할 수도 있다. 또한, 압출 성형 등과는 별도의 공정에 의해 홈(30s)을 형성할 수도 있다. 홈(30s)의 형성에는 실시 형태 1에 설명한 방법을 적용할 수 있다.
튜브형 유닛(551)을 몸통 본체(101)에 장착하기 위해서는, 용접 그 외의 접합 수단을 사용하는 것 외에, 튜브형 유닛(551)의 내부로부터 몸통 본체(101)에 나사 고정 등의 체결 수단을 사용할 수 있다. 또한, 이웃하는 튜브형 유닛(551) 끼리는 각각의 측면이 서로 접하도록 조합된 후, 용접부(560)에서 용접되어서 외측 튜브(20)를 구성한다.
튜브형 유닛(551)의 내부에는 중성자 흡수체(570)가 구비되어 있고, 몸통 본체(101) 내부에 수납한 사용후 연료로부터 방출되는 중성자를 흡수한다. 외측 튜브(20)의 조립을 용이하게 하기 위해서, 이 중성자 흡수체(570)는 튜브형 유닛(551)을 몸통 본체(101)에 장착한 후에, 튜브형 유닛(551)내에 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 도 47의 (a)에 도시하는 바와 같이, 이웃하는 튜브형 유닛(551)과 접하는 튜브형 유닛(551)의 측면은 몸통 본체의 직경 방향에 대하여 경사각(β)만큼 경사져 있다. 이로써, 방사상으로 중성자가 방출되는 경우에도, 반드시 중성자 흡수체(570)에 흡수되게 되므로, 안전성을 높일 수 있다.
또한, 도 47의 (b)에 도시하는 외측 튜브(20')와 같이, 이웃하는 튜브형 유닛(552)과 접하는 튜브형 유닛(552)의 측면에, 유닛(551)의 길이 방향을 향하는 단부(552a)를 마련하고, 이 부분을 계단 형상으로 형성할 수도 있다. 이 단부(552a)에 의해, 이웃하는 튜브형 유닛(552) 끼리의 사이에 간극이 생긴 경우에도, 보다 확실하게 중성자를 취할 수 있다.
이 외측 튜브(20)를 구비한 캐스크는 외측 튜브(20)의 방열면(551p)의 단면이 산형 형상으로 형성되고, 또한 방열면(551p)에는 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있다. 이 때문에, 방열면(551p)의 표면적을 크게 할 수 있기 때문에, 보다 많은 붕괴열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 또한, 튜브형 유닛(551)을 조합하여 외측 튜브(20)를 구성하기 때문에, 실시 형태 1 등에 따른 외측 튜브(10) 등과 비교하여 용접 공정이 감소하게 되고, 방열성이 우수한 캐스크를 비교적 용이하게 제조할 수 있다.
변형예 2
도 48은 실시 형태 7의 제 2 변형예에 따른 캐스크의 외측 튜브 부분을 도시하는 일부 단면도이다. 이 외측 튜브(21)는 상기 변형예 1에 따른 외측 튜브(20)와 동일한 구성이지만, 튜브형 유닛(553)의 측면에 마련한 돌기(553t) 끼리를 접촉시켜서 복수의 튜브형 유닛(553)을 조합하여 구성하고, 이웃하는 튜브형 유닛(553)의 끼리 사이에 형성된 공간(553a)에도 중성자 흡수체(570)를 배치하는 점이 상이하다. 그 밖에는 상기 변형예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
도 48의 (b)에 도시하는 바와 같이, 튜브형 유닛(553)은 튜브 형상의 부재이고, 그 측면에는 2개의 돌기(553t)가 형성되어 있다. 그리고, 이웃하는 튜브형 유 닛(553)의 돌기(553t)가 접촉하여 조합되어서, 몸통 본체(101)의 주위에 외측 튜브(21)가 형성된다. 또한, 튜브형 유닛(553)의 방열면(553p)측에는 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있고, 방열면(553p)의 표면적이 크게 되어 있다. 또한, 도시는 하지 않지만, 실시 형태 1에 설명한 바와 같이, 홈(30s)의 단면은 원호 형상이나 사다리꼴 형상일 수도 있다. 또한, 도 48의 (a)에 도시하는 바와 같이, 튜브형 유닛(553)의 내부에는, 허니콤재(207)가 배치되어서 보이드층을 형성한다.
튜브형 유닛(553)은 내부로부터의 나사 고정 등의 체결 수단에 의해 몸통 본체(101)에 장착될 수도 있다. 또한, 튜브형 유닛(553) 끼리는 외측의 단부(553t)만을 용접부(560)로 용접하여, 외측 튜브(21)를 구성할 수 있다. 또한, 도 48의 (c)에 도시하는 바와 같이, 튜브형 유닛(553)의 몸통 본체(101)측에 있어서는 단부(553t)를 마련하지 않고, 이웃하는 튜브형 유닛(553)과 접하지 않도록 구성할 수도 있다.
튜브형 유닛(553)의 내부 및 이웃하는 튜브형 유닛(553)의 끼리 사이에 형성되는 공간(553a)에는 중성자 흡수체(570)가 마련되어 있어, 사용후 연료 집합체로부터 방출되는 중성자를 흡수한다. 중성자 흡수체(570)에는 중성자 흡수능을 가진 수지 등이 사용된다. 이 수지는 혼련 후에 있어서는 유동성을 가지지만 소정 시간 경과하면 경화하는 수지이다. 공간(553a)은 어느 정도의 개구 면적을 갖고 있기 때문에, 중성자 흡수체는 비교적 용이하게 상기 부분으로 유입될 수 있다. 튜브형 유닛(553)은 외측 튜브(21)의 외면에 용접되어 있을 뿐이기 때문에, 캐스크를 해체할 때에는, 이 용접부를 제거하기만 함으로써 튜브형 유닛(553)을 분리할 수 있다.
이 외측 튜브(21)를 구비한 캐스크에 있어서도, 외측 튜브(21)의 방열면(553p)에는 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있기 때문에, 방열면(553p)의 표면적을 크게 할 수 있고, 이로써 보다 많은 붕괴열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 또한, 튜브형 유닛(553)을 조합하여 외측 튜브(21)를 구성하기 때문에, 실시 형태 1 등에 따른 외측 튜브(10) 등과 비교하여 용접 공정이 감소하게 되고, 방열성이 우수한 캐스크를 비교적 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 외측 튜브(21)를 구성하는 튜브형 유닛(553)의 끼리 사이에도 중성자 흡수체(570)가 충전되어 있기 때문에, 튜브형 유닛(553) 사이에 생기는 간극을 메울 수 있다. 이로써, 공간(553a)에 충전된 중성자 흡수체(570)가 중성자 누출을 방지하기 때문에, 안전성을 충분히 확보할 수 있다.
실시 형태 8
도 49 및 도 50은 본 발명의 실시 형태 8에 따른 캐스크를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크(480)는 외주에 몸통 본체(101)의 축방향 외주에 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)을 복수 형성한 외측 튜브(482)의 내주와, 몸통 본체(101)에 방사상으로 마련된 복수의 전열핀(485)의 단부를 접합하여 구성한 점에 특징이 있다.
이 캐스크의 외측 튜브(482)는 단면 원호 형상의 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)가 각각의 단부에 의해 접합하여 구성되어 있다. 그리고, 외측 튜브(480)를 구성하는 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)의 방열면(482p)에는 캐스크의 몸통 본 체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있다. 다음에, 이 캐스크(480)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)는 한쪽면에 홈(30s)을 형성한 후, 밴딩기에 의해 홈(30s)이 형성된 면이 외측으로 되도록 단면 원호 형상으로 성형한다. 즉, 한쪽면에 홈(30s)을 형성한 판형상 부재를 몸통 본체(101)의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩함으로써, 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)를 제조할 수 있다. 또한, 홈(30s)의 형성에는, 실시 형태 1에 설명한 방법을 적용할 수 있다. 단면 원호 형상으로 구부려진 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)는 각각의 단부가 서로 용접 이외의 접합 수단에 의해 접합되어서, 외측에 홈(30s)이 형성된 원통형의 외측 튜브(482)가 완성된다.
또한, 본 실시 형태에서는 외측 튜브(482)를 2분할하고, 2개의 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)에 의해 외측 튜브(482)를 구성했지만, 외측 튜브(482)의 분할은 2분할로 한정되는 것이 아니다. 여기서, 외측 튜브(482)의 분할 수가 증가하면 외측 튜브 구성 부재가 증가하므로, 각각의 외측 튜브 구성 부재를 서로 접합하는 수고를 필요로 한다. 그러나, 각각의 외측 튜브 구성 부재의 폭은 작게 할 수 있기 때문에, 홈(30s)의 형성이 용이해진다. 따라서, 용접 시간이 번잡해지지 않는 정도의 수로 외측 튜브(482)를 분할하여, 외측 튜브(482)를 구성하는 것이 바람직하다.
외측 튜브(482)가 조립되면, 전열핀(485)을 외주에 용접한 캐스크의 몸통 본체(101)에 외측 튜브(482)를 끼워넣는다. 외측 튜브(482)가 끼워넣어지면, 외측 튜브(482)의 내면과 전열핀(485)의 단부를 접합한다. 또한, 도 50에 도시하는 바와 같이, 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)를 접합하기 전에, 먼저 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)를 전열핀(485)의 단부와 접합하고 나서 끼리를 용접할 수도 있다. 또한, 외측 튜브 구성 부재(482a)를 전열핀(485)을 거쳐서 몸통 본체(101)에 장착하고, 다음에 외측 튜브 구성 부재(482b)를 전열핀(485)을 거쳐서 몸통 본체(101)에 장착하고 나서, 양쪽 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)를 서로 접합할 수도 있다. 또한, 실시 형태 8에 따른 캐스크(480)에서는, 외측 튜브(482)를 구성하는 각각의 외측 튜브 구성 부재(482a, 482b)에 적어도 하나의 전열핀(485)이 장착된다.
전열핀(485)과 외측 튜브(482)의 내면을 용접할 때에는, 이웃하는 전열핀(485)과 외측 튜브(482)의 내면에 의해 형성되는 공간내를 전열핀(485)의 길이 방향을 향해서 접합하게 되기 때문에, 전용의 접합 로봇을 사용한다. 모든 전열핀(485)을 외측 튜브(482)의 내면에 접합한 후, 이웃하는 전열핀(485)과 외측 튜브(482)의 내면으로 형성되는 공간에 중성자 흡수체를 충전하여, 캐스크(480)가 완성된다.
이 캐스크(480)는 외측 튜브(482)의 외측에 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있기 때문에, 방열면(482p)의 표면적을 크게 할 수 있다. 이로써, 캐스크(480)내에 수납되는 사용후 연료 집합체의 붕괴열을 보다 효율적으로 대기 중으로 방출할 수 있다. 또한, 판형상 부재를 원호 형상으로 밴딩하여 외측 튜브(482)를 구성하기 때문에, 단면이 원형인 몸통 본체를 갖는 캐스크를 제조할 경우에 적절하다.
변형예
도 51은 실시 형태 8의 변형예에 따른 캐스크를 도시하는 설명도이다. 이 캐스크(4802)는 실시 형태 8에 따른 캐스크(480)와 동일한 구성이지만, 캐스크(4802)를 구성하는 외측 튜브(4822) 및 몸통 본체(101)의 축방향에 수직인 단면 형상이 8각형인 점이 상이하다. 다른 구성은 상기 캐스크(480)와 동일하다.
이 캐스크의 외측 튜브(4822)는, 도 51의 (a) 및 도 51의 (b)에 도시하는 바와 같이, 단면이 8각형 형상인 외측 튜브(4822)를 2분할한 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2)를 각각의 단부(4822)에서 접합함으로써 구성된다. 그리고, 외측 튜브(4822)를 구성하는 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2)의 방열면(482p2)에는 캐스크의 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있다. 다음에, 이 캐스크(4802)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2)는 상기 한쪽 면에 홈(30s)을 형성한 후, 밴딩 장치에 의해 홈(30s)을 형성한 면이 외측으로 되도록 상기 형상으로 성형한다. 즉, 한쪽면에 홈(30s)을 형성한 판형상 부재를 몸통 본체(101)의 외형 형상의 일부에 맞추어 밴딩 성형함으로써, 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2)를 제조할 수 있다. 또한, 홈(30s)의 형성에는, 실시 형태 1에 설명한 방법을 적용할 수 있다. 상기 형상으로 구부려진 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2)는 각각의 단부(482t2)를 서로 용접 그 외의 접합 수단에 의해 접합되어서, 외측에 홈(30s)이 형성된 8각형 단면의 튜브 형상의 외측 튜브(4822)가 완성된다.
또한, 외측 튜브(4822)의 분할은 2분할로 한정되는 것이 아니고, 도 51의 (c)에 도시하는 바와 같이 4개의 외측 튜브 구성 부재(482d1∼482d2)를 각각의 단부(482t3)에 의해 접합하여 외측 튜브(4822)를 구성할 수도 있다. 즉, 외측 튜브의 분할은 4분할이나 그 이상의 분할일 수도 있다. 외측 튜브의 분할수가 증가하면 외측 튜브 구성 부재가 증가하며, 그 결과 각각의 외측 튜브 구성 부재 끼리를 접합하는 시간이 필요하다. 그러나, 각각의 외측 튜브 구성 부재의 폭은 작게 할 수 있기 때문에, 홈(30s)의 형성이 용이해진다. 따라서, 접합 작업이 번잡해지지 않는 정도의 수로 외측 튜브를 분할하여, 이를 구성하는 것이 바람직하다.
외측 튜브(4822)가 조립되면, 전열핀(485)을 외주에 용접한 캐스크의 몸통 본체(101)에 외측 튜브(4822)를 끼워넣는다. 외측 튜브(4822)가 끼워넣어지면, 외측 튜브(482)의 내면과 전열핀(485)의 단부를 용접한다. 또한, 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2) 등을 접합하기 전에, 우선 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2) 등을 전열핀(485)의 단부와 용접하고 나서 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2) 등의 단부로 접합할 수도 있다. 또한, 외측 튜브 구성 부재(482c1, 482c2) 등을 전열핀 (485)을 거쳐서 몸통 본체(101)의 외측에 순차적으로 장착할 수도 있다. 이와 같이, 실시 형태 8의 변형예에 따른 캐스크(4802)에서는, 외측 튜브(4822)를 구성하는 각각의 외측 튜브 구성 부재(482c1 및 482c2) 등에 적어도 하나의 전열핀(485)이 장착된다[도 51의 (b), 도 51의 (c)].
전열핀(485)과 외측 튜브(4822)의 내면을 접합할 때, 또는 전열핀(485)과 몸통 본체(101)의 외면을 접합할 때에는, 이웃하는 전열핀(485)과 외측 튜브(4822)의 내면, 또는 전열핀(485)과 몸통 본체(101)의 외면으로 형성되는 공간내를 전열핀(485)의 길이 방향을 향해서 접합하게 된다. 이 때문에, 전용의 접합 로봇을 사용하는 것이 바람직하다. 모든 전열핀(485)을 외측 튜브(4822)의 내면에 용접한 후, 이웃하는 전열핀(485)과 외측 튜브(4822)의 내면으로 형성되는 공간에 중성자 흡수체를 충전하여, 캐스크(4802)가 완성된다.
이 캐스크(4802)는 외측 튜브(4822)의 외측에 몸통 본체(101)의 축방향을 향하는 홈(30s)이 복수 형성되어 있기 때문에, 방열면(482p2)의 표면적을 크게 할 수 있다. 이로써, 캐스크(4802)내에 수납되는 사용후 연료 집합체의 붕괴열을 보다 효율적으로 대기 중으로 방출할 수 있다. 또한, 판형상 부재를 구부려서 제조한 복수의 외측 튜브 구성 부재(482c1 및 482c2) 등을 접합하여 외측 튜브(4822)를 구성하기 때문에, 축방향에 수직인 단면의 외측 형상이 8각형의 몸통 본체를 갖는 캐스크를 제조하는 경우에 적절하다.
이상, 본 발명에 따른 캐스크에서는, 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성한 복수의 밴드형 부재를 조합하여 구성한 외측 튜브를 구비했다. 이 때문에, 외측 튜브의 표면적을 홈이 없는 경우보다도 크게 할 수 있기 때문에, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 홈을 형성한 밴드형 부재를 복수 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에, 주조나 밴딩 가공에 관계없이 용이하게 외측 튜브를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 복수의 홈을 구비한 밴드형 부재를 복수 조합하여 구성한 외측 튜브를 구비했기 때문에, 보다 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 그 결과, 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 밴드형 부재와 전열핀을 용접할 때, 유닛화된 상태에서 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고, 전부 개방되어 있는 외측으로부터 실행할 수 있기 때문에, 용이하게 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크를 구성할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는 복수의 홈을 구비한 밴드형 부재를 복수 조합하여 구성한 외측 튜브를 구비했기 때문에, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있고, 연소도가 높은 사용후 연료 집합체를 수납하는 경우에도, 충분한 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 밴드형 부재와 전열핀을 용접할 때, 또는 유닛화된 상태에서 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에는, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고 전부 개방되어 있는 외측으로부터 실행할 수 있기 때문에, 용이하게 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 복수의 홈을 구비한 밴드형 부재를 복수 조합하여 외측 튜브를 구성했기 때문에, 홈이 형성되어 있지 않은 경우보다도 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 또한, 밴드형 부재와 전열핀을 용접할 때, 또는 전열핀을 이용해 밴드형 부재를 몸통 본체에 용접할 때에는, 좁고 긴 공간에서 용접하지 않고 전부 개방되어 있는 외측으로부터 실행할 수 있기 때문에, 용이하게 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크를 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 표면에 홈을 형성한 밴드형 부재를 더욱 산형 또는 골짜기형으로 절곡하도록 했기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 더욱 크게 할 수 있다. 이로써, 더욱 많은 열을 대기 중으로 방출할 수 있기 때문에, 더욱 높은 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 표면에 홈을 형성한 밴드형 부재를 복수 조합하여 외측 튜브를 구성했기 때문에, 주조 등의 제조 방법을 이용하는 것 보다도 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 표면에 홈이 형성된 판형상 부재를 절곡하여 유닛을 구성하고, 이 유닛을 조합하여 외측 튜브를 구성했다. 이 때문에, 전열핀과 외측 튜브를 일체로 구성할 수 있기 때문에, 또한 용이하게 외측 튜브를 제조할 수 있다. 또한, 판형상 부재의 표면에는 홈이 형성되어 있기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 외측 표면에 홈이 형성된 튜브형 유닛을 복 수 조합하여 구성한 외측 튜브를 구비했기 때문에, 표면에 형성된 홈에 의해 외측 튜브 외측의 표면적을 크게 하고, 보다 많은 붕괴열을 대기 중으로 방출할 수 있다. 또한, 튜브형 유닛을 조합하여 외측 튜브를 구성하기 때문에 용접 공정이 적어도 되고, 외측 튜브를 비교적 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 외측에 홈을 형성한 링판을 복수 조합하여 외측 튜브를 구성했기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열성을 높게 할 수 있다. 또한, 링판과 전열핀을 용접할 때, 또는 유닛화된 상태에서 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에는, 전부 개방되어 있는 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 외측에 홈을 형성한 외측 튜브를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 외측에 홈을 형성한 링판을 복수 조합하여 외측 튜브를 구성했기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열성을 높게 할 수 있다. 또한, 링판과 전열핀을 용접할 때, 또는 유닛화된 상태에서 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접할 때에는, 전부 개방되어 있는 외측으로부터 작업할 수 있기 때문에, 표면에 홈을 형성한 외측 튜브를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 링판의 양측에 단 가장자리부를 남겨서 전열핀을 용접하고 있기 때문에, 열영향부가 국소적으로 집중하는 것을 방지할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크는 외측 튜브의 외측에 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성했기 때문에, 외측 튜브의 표면적을 홈이 없는 경우보다도 크게 할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는 외측 튜브의 표면에 형성되는 복수의 홈 또 는 돌기 중 적어도 한쪽의 단면 형상을 원호 형상으로 하고 있다. 이 때문에, 외측 튜브의 표면적을 크게 하여 방열 성능을 향상시킬 수 있는 동시에, 단면 형상이 원호 형상이기 때문에 홈에 방사성 물질이 축적되기 어려워진다. 이로써, 제세시에는 외측 튜브 표면에 부착된 방사성 물질을 효율적으로 씻어낼 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는 외측 튜브의 표면에 형성되는 복수의 홈의 단면 형상은 외측 튜브의 직경 방향 외측이 개방된 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 한다. 이로써, 홈에 의해 구분되는 돌기 측면에 있어서의 복사 방향을 외측 튜브의 외측을 향하게 할 수 있다. 그 결과, 핀의 역할을 다하는 돌기의 측면 끼리 사이에 있어서의 복사의 영향을 저감시켜, 대기 중으로 복사되는 열을 더욱 크게 할 수 있기 때문에, 더욱 방열 효율을 높게 할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는 외측 튜브에 형성되는 복수의 홈을 상기 몸통 본체의 축방향에 대하여 경사시켰다. 이 때문에, 외측 튜브의 표면 근방을 상승하는 공기는 경사를 가진 홈에 의해 흐름이 교란되기 때문에, 공기와 외측 튜브의 전열이 촉진된다. 그 결과, 더욱 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 캐스크에서는 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납하는 바스켓과, 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하도록 했다. 이 때문에, 많은 붕괴열을 발생하는 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납해도, 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 하나의 셀을 구성하는 요소의 외측면과 다 른 셀을 구성하는 각파이프의 외측면 및 다른 셀을 구성하는 요소의 단부를 평면으로 접촉시켜서 구성한 바스켓을 구비하도록 했다. 이 때문에, 전열 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 바스켓의 내부로부터 외부로 효율적으로 이 열이 전달된다. 그리고, 전열 성능이 향상된 만큼 많이 전달되는 붕괴열은 방열성이 높은 외측 튜브에 의해 효율적으로 대기 중으로 방출된다. 이로써, 발열량이 큰 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납해도, 대량의 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는 바스켓을 구성하는 요소의 코너부 외측에 마련한 평면과, 요소의 한쪽 단부에 마련한 평면을 접촉시켜서 구성한 바스켓을 구비하도록 했다. 이 때문에, 요소 끼리의 전열 면적이 커지기 때문에, 보다 효율적으로 사용후 연료의 붕괴열을 바스켓의 외부로 방출할 수 있다. 그리고, 전열 효율이 향상된 만큼 많이 전달되는 붕괴열은 방열성이 높은 외측 튜브에 의해 효율적으로 대기 중으로 방출되기 때문에, 대량의 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 바스켓을 구성하는 요소의 코너부 외측과 단부를 계단 형상으로 형성하고, 셀을 구성하는 요소의 코너부와 단부를 맞물리게 하여 조립한 바스켓을 구비했다. 이 때문에, 상기 바스켓과 비교하여 요소 끼리의 전열 면적이 보다 커지기 때문에, 보다 전열 성능이 향상된다. 그리고, 전열 성능이 향상한 만큼의 붕괴열은 방열성이 높은 외측 튜브에 의해 효율적으로 대기 중으로 방출되기 때문에, 발열량이 큰 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납해도, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는 길이 방향을 향하는 홈을 외측면에 구비하는 횡단면이 L자 형상인 요소를 각파이프의 내부에 배치한 셀을 갖는 바스켓을 구비하고, 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 수납하도록 했다. 그리고, 이 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 열의 발생이 많은 높은 연소도·짧은 냉각 기간의 사용후 연료 집합체를 안전하게 수납할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 캐스크에서는, 복수의 각파이프 끼리를 지그재그 형상으로 조합하여 구성하고, 각파이프의 측면 끼리를 맞추어 구성하는 바스켓보다도 각파이프 측면의 두께를 얇게 한 바스켓을 구비하도록 했다. 이로써, 전열 성능이 향상되고, 보다 많은 열을 바스켓의 외부로 전달할 수 있다. 이러한 바스켓이라도, 이 캐스크는 방열성이 높은 외측 튜브를 구비하고 있기 때문에, 바스켓으로부터 전달되는 많은 열을 효율적으로 대기 중으로 방출하여 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 내부에 수납하는 바스켓을 구성하는 각파이프의 각부 외측을, 적어도 2단의 계단 형상으로 형성했다. 이로써, 각부에 있어서의 두께를 각파이프의 측면에 있어서의 두께의 절반 이상 확보할 수 있기 때문에, 그 만큼 전열 성능이 향상된다. 그리고, 전열 성능이 향상된 만큼의 열은, 방열성이 높은 외측 튜브에 의해 효율적으로 대기 중으로 방출될 수 있기 때문에, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는, 몸통 본체의 캐비티내를 바스켓의 외형에 맞춘 형상으로 함으로써, 상기 바스켓을 캐비티내에 삽입한 경우에, 외측의 판형상 부재가 캐비티의 내면에 접촉된 상태로 했다. 이로써, 상기 붕괴열은 내부에 도입하는 헬륨 가스나 직접 접촉 부분을 거쳐서, 바스켓으로부터 몸통 본체에 효율적으로 전도된다. 이로써, 사용후 연료 집합체로부터의 붕괴열을 효율적으로 몸통 본체에 전달할 수 있는 동시에, 외측 튜브에 형성한 홈에 의해 이 붕괴열을 몸통 본체로부터 대기 중으로 효율적으로 방출할 수 있기 때문에, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크에서는 바스켓 외주면에 마련한 전열판을 거쳐서 몸통 본체에 붕괴열이 효율적으로 전달되고, 또한 바스켓의 각단면 부분에 있어서는 일부가 몸통 본체에 면접촉하고 있음으로써 바스켓을 확실하게 유지하는 동시에 전열 효율의 향상에 기여하도록 했다. 이로써, 사용후 연료 집합체로부터의 붕괴열을 효율적으로 몸통 본체에 전달할 수 있는 동시에, 외측 튜브에 형성한 홈에 의해 이 붕괴열을 몸통 본체로부터 대기 중으로 효율적으로 방출할 수 있기 때문에, 캐스크의 충분한 안전성을 확보할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법은, 우선 한면에 복수의 홈을 형성한 밴드형 부재(A)와 전열핀을 용접하여 유닛화함으로써, 이러한 용접 작업을 실행하기 용이하게 했다. 다음에, 유닛을 몸통 본체에 용접함에 있어서, 유닛의 외측으로부터 용접하도록 하고, 계속해서 밴드형 부재(B)를 밴드형 부재(A) 사이에 끼워넣어 용접할 때도, 외측으로부터 실행하도록 했다. 이로써, 모두 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 상관없이 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 우선 한면에 홈을 형성한 밴드형 부재(A)와 전열핀을 용접하여 유닛화함으로써, 이러한 용접 작업을 실행하기 용이하게 했다. 다음에, 유닛의 전열핀을 이용해 몸통 본체에 용접하지만, 유닛의 단면이 T자 형상이기 때문에 그 양측이 개방되어 있고, 그 때문에 외측으로부터의 용접 작업을 가능하게 했다. 또한, 밴드형 부재(A, A) 사이에 밴드형 부재(B)를 도입하여 용접할 때도, 외측으로부터 용접하도록 했다. 이 때문에, 모든 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 의하지 않고, 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 우선 한면에 홈을 형성한 밴드형 부재(A)와 전열핀을 용접함으로써, 용접 작업을 용이하게 했다. 다음에, 밴드형 부재(A)를 전열핀으로 몸통 본체에 용접하지만, 단면이 T자 형상이기 때문에 그 양측이 개방되어 있고, 그 때문에 외측으로부터의 용접 작업을 가능하게 했다. 또한, 밴드형 부재(A, A) 끼리를 용접할 때도 외측으로부터 실행하도록 했다. 이 때문에, 모든 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 외측 튜브에 홈을 형성한 캐스크를 용이하게 조립할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 의하지 않고 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 우선 외측에 복수의 홈을 형성한 링판(A)과 전열핀을 용접하여 유닛화함으로써, 이러한 용접 작업을 실행하기 용이하게 했다. 다음에, 유닛의 전열핀으로 몸통 본체에 용접하지만, 유닛의 단면이 T자 형상이기 때문에 그 양측이 개방되어 있고, 그 때문에 외측으로부터의 용접 작업을 가능하게 했다. 또한, 링판(A) 끼리를 용접할 때도, 외측으로부터 용접했다. 이 때문에, 전부 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 외측 튜브에 복수의 홈을 형성한 캐스크의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 의하지 않고, 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 이 캐스크에서는 외측에 복수의 홈을 형성한 링판(A)과 전열핀을 용접하여 유닛화하고, 유닛의 전열핀으로 몸통 본체에 용접하도록 했기 때문에, 개방 상태에 있는 외측으로부터 용접 작업이 가능하다. 계속해서, 링형상으로 성형한 성형 중성자 흡수체를 유닛내에 수납한 상태에서, 다음 유닛을 외측으로부터 용접하는 동시에 상기 성형 중성자 흡수체를 유닛내에 수납하여, 링판(A)의 단 가장자리 끼리를 외측으로부터 용접하도록 했다. 이로써, 전부 외측으로부터 용접할 수 있기 때문에, 복수의 홈을 갖는 외측 튜브를 구비한 캐스크의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 주조나 밴딩 가공에 의하지 않고 외측 튜브의 표면에 홈을 형성할 수 있기 때문에, 표면에 홈을 구비한 외측 튜브를 갖는 캐스크를 용이하게 제조할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 판을 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩하기 때문에, 외측 튜브를 구성하는 판형상 부재의 개수를 저감할 수 있고, 캐스크의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 판을 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩하기 때문에, 외측 튜브를 구성하는 판형상 부재의 개수를 저감할 수 있고, 캐스크의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 미리 표면에 홈을 형성한 판형상 부재를 밴딩 가공하고, 이 판형상 부재 끼리를 단부에서 용접하여 원통형의 외측 튜브를 제조하고 나서, 방사상으로 전열핀을 마련한 몸통 본체에 이 외측 튜브를 끼워넣은 후, 전열핀의 단부와 외측 튜브 내면을 용접하도록 했다. 이와 같이, 판을 원호 형상으로 밴딩하기 위해서, 단면이 원형의 몸통 본체를 갖는 캐스크를 제조하는 경우에 적절하다.
다음 발명에 따른 캐스크의 제조 방법에서는, 밴드형 부재 등에 형성하는 홈의 배열 방향으로, 이 홈의 배열 피치 만큼 복수의 절삭 공구를 배열하여, 밴드형 부재 등에 복수의 홈을 동시에 형성하도록 했다. 이 때문에, 밴드형 부재 등에 복수의 홈을 형성하는 시간을 대폭 단축할 수 있다. 특히, 복수의 밴드형 부재를 조합하여 외측 튜브를 구성하는 경우에는, 많은 복수의 홈을 형성한 밴드형 부재를 효율적으로 제조할 수 있기 때문에, 제조 시간을 대폭 단축할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 캐스크 및 캐스크의 제조 방법은 연소를 마친 사용후 연료 집합체의 수용, 저장에 적합하고, 특히 사용후 연료 집합체의 붕괴열을 효율적으로 대기 중으로 방출할 수 있는 방열 성능이 우수한 캐스크 및 그의 제조 등에 적합하다.

Claims (33)

  1. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하며, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 복수의 밴드형 부재를 상기 밴드형 부재의 단 가장자리부에서 용접한 구성이고, 하나의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면 양측에는 단 가장자리부를 남기고 상기 전열핀이 용접되어 있고, 또한 상기 밴드형 부재에 인접하는 다른 밴드형 부재가 각각의 단 가장자리부 부근에서 용접되어 있는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  2. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하고, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 복수의 밴드형 부재를 상기 복수의 밴드형 부재의 단 가장자리부에서 용접한 구성이고, 하나의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면 양측에는 단 가장자리부를 남겨서 상기 전열핀을 용접함으로써 유닛을 구성하며, 상기 유닛을 소정 간격으로 상기 몸통 본체에 상기 전열핀에 의해 유닛 외측으로부터 용접하고, 또한 이웃하는 유닛의 밴드형 부재 끼리의 사이에 별도의 밴드형 부재를 도입하여 외측으로부터 용접하고 있는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  3. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 마련하고, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 외측에 형성된 복수의 밴드형 부재를 상기 밴드형 부재의 단 가장자리부에서 용접한 구성이고, 하나의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면 중앙부에는 상기 전열핀을 용접하여 유닛을 구성하고, 상기 유닛을 소정 간격으로 몸통 본체에 상기 전열핀으로 용접하며, 또한 이웃하는 유닛의 밴드형 부재 끼리의 사이에 별도의 밴드형 부재를 도입하여 외측으로부터 용접하고 있는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  4. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하고, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 외측에 형성된 복수의 밴드형 부재를 상기 밴드형 부재의 단 가장자리부에서 용접한 구성이며, 하나의 밴드형 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면의 반대면 중앙부에는 상기 전열핀을 용접하는 동시에, 상기 전열핀으로 몸통 본체에 한쪽으로부터 용접하고 있으며, 또한 인접하는 밴드형 부재 끼리가 상기 밴드형 부재의 단 가장자리부 부근에서 용접되어 있는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밴드형 부재는 산형 단면 또는 골짜기형 단면으로 밴딩 형성되는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  6. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체와,
    상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 판형상 부재를 밴딩하여 구성되는 유닛이, 상기 몸통 본체의 주위에 상기 홈을 상기 몸통 본체의 외측을 향해서 복수 배치함으로써 구성되는 외측 튜브를 구비하고,
    상기 유닛의 한쪽 단부는 상기 몸통 본체에 접합되며, 또한 한쪽 단부는 인접하는 다른 유닛의 측면에 접합되어 있으며, 또한 상기 몸통 본체와 상기 외측 튜브의 공간에는 중성자 흡수체가 마련되는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  7. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체와,
    내부에 중성자 흡수체를 마련한 튜브형 유닛을 상기 몸통 본체의 주위에 복수 배치하여 구성한 외측 튜브를 구비하고,
    상기 외측 튜브를 구성하는 튜브형 유닛의 외측에는 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있고, 또한 상기 튜브형 유닛의 외측에 대향하는 측은 상기 몸통 본체와 접하고 있으며, 또한 상기 튜브형 유닛의 나머지 양측이 각각 이웃하는 다른 튜브형 유닛의 측부측과 접하는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  8. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하고, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 축에 수직인 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 표면에 갖는 복수의 링판을 상기 링판의 축방향에 용접한 구조이고, 상기 링판의 내면의 중앙부에 링 형상의 상기 전열핀을 용접하여 유닛을 구성하고, 상기 유닛을 상기 전열핀으로 한쪽으로부터 몸통 본체에 용접하고 있으며, 또한 인접하는 유닛의 링판의 단 가장자리끼리를 외측으로부터 용접한 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  9. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하고, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 축에 수직인 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 표면에 갖는 복수의 링판을 축방향으로 용접한 구조이고, 하나의 링판의 양측에 단 가장자리부를 남겨서 링 형상의 상기 전열핀을 용접함으로써 유닛을 구성하고, 상기 유닛을 소정 간격으로 몸통 본체에 상기 전열핀으로 유닛 외측으로부터 용접하며, 또한 이웃하는 유닛의 링판 끼리의 사이에 별도의 링판을 배치하여 외측으로부터 용접하고 있는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  10. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하고, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성된 복수의 판형상 부재를 각각의 단부 끼리에서 용접하여 구성되는 동시에, 각각의 상기 판형상 부재에는 적어도 하나의 상기 전열핀이 장착되는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 또는 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈의 형성 방향에 수직인 상기 홈의 단면 형상 또는 상기 홈에 의해 구분되는 돌기의 형성 방향에 수직인 상기 돌기의 단면 형상 중 적어도 한쪽은 원호 형상인 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 또는 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈의 형성 방향에 수직인 단면 형상은 상기 외측 튜브의 직경 방향 외측이 개방된 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  13. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하고, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브에는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있고, 상기 홈의 형성 방향에 수직인 상기 홈의 단면 형상 또는 상기 홈에 의해 구분되는 돌기의 형성 방향에 수직인 상기 돌기의 단면 형상 중 적어도 한쪽은 원호 형상인 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  14. 사용후 연료 집합체를 수용하는 복수의 셀을 형성한 바스켓을 내부에 수용하는 몸통 본체를 갖고, 상기 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하여 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착하며, 상기 전열핀과 상기 외측 튜브의 공간에 중성자 흡수체를 마련한 캐스크에 있어서,
    상기 외측 튜브에는, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈이 형성되어 있고, 상기 홈의 형성 방향에 수직인 상기 홈의 단면 형상은 상기 외측 튜브의 직경 방향 외측이 개방된 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 10 항, 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸통 본체의 축방향을 향하는 홈은 상기 몸통 본체의 축방향에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 10 항, 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각파이프와,
    길이 방향에 수직인 단면 형상이 L자 형상이고, 또한 내측면에는 길이 방향을 향하는 돌기부가 마련된 요소를 더 갖고,
    상기 각파이프의 외측면과 상기 요소의 내측면에 마련된 돌기부의 단부를 접촉시켜서 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀을 구성하며, 또한 하나의 셀을 구성하는 각파이프의 외측면 및 상기 셀을 구성하는 요소의 단부를, 다른 셀을 구성하는 요소의 외측면과 접촉시켜서 상기 셀 끼리를 조합시킴으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 10 항, 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각파이프와,
    길이 방향에 수직인 단면 형상이 L자 형상이고, 또한 내측면에는 길이 방향을 향하는 돌기부가 마련되고, 또한 외측면은 평면으로 형성된 요소를 더 가지며,
    상기 각파이프의 외측면과 상기 요소의 내측면에 마련된 돌기부의 단부를 접촉시켜서 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀을 구성하고, 또한 하나의 셀을 구성하는 각파이프의 외측면 및 상기 셀을 구성하는 요소의 단부를, 다른 셀을 구성하는 요소의 외측면과 평면으로 접촉시켜서 상기 셀 끼리를 조합함으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 요소의 코너부 외측을 상기 요소의 길이 방향 전 영역에 걸쳐 평면으로 형성하고, 또한 상기 평면과 조합되도록 상기 평면과 평행하게 상기 요소의 한쪽 단부를 평면으로 형성하고, 상기 셀을 조합할 때에 하나의 요소의 코너부 외측과 다른 요소의 상기 한쪽 단부를 접촉시킴으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 요소의 코너부 외측을 상기 요소의 길이 방향에 수직인 단면이 계단 형상으로 되도록 형성하여 상기 요소의 길이 방향을 향하는 단부를 마련하고, 또한 계단 형상으로 형성한 상기 코너부 외측의 적어도 하나의 단부와 맞물리도록 상기 요소의 단부를 계단 형상으로 형성하여, 상기 셀을 조합할 때에 하나의 요소의 코너부 외측과 다른 요소의 한쪽의 단부를 맞물리게 함으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  20. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 10 항, 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각파이프와,
    길이 방향에 수직인 단면 형상이 L자 형상이고, 또한 외측면에는 길이 방향을 향하는 돌기부가 마련된 요소를 더 가지며,
    상기 각파이프의 내부에 상기 요소를 배치하고, 또한 상기 각파이프의 내측면과 상기 요소에 마련된 돌기부의 단부를 접촉시켜서 사용후 연료 집합체를 수납하는 셀을 구성하여, 또한 복수의 상기 셀을, 요소가 존재하는 쪽의 각파이프 외측면과 각파이프의 벽면만의 각파이프 외측면을 접촉시켜서 조합함으로써 구성한 바스켓을 구비한 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  21. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 10 항, 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각부 외측을 계단 형상으로 형성하고, 또한 측면 내부에 상기 측면 외벽측과 내벽측을 가로막는 공간을 마련한 각파이프를 복수 조합시킴으로써 구성되는 바스켓으로서, 상기 각파이프의 각부 외측 끼리를 접촉시켜서 상기 각파이프 끼리를 지그재그 형상으로 조합하고, 또한 상기 각파이프내의 공간 및 상기 각파이프의 측면으로 둘러싸인 공간에 사용후 연료 집합체를 수납하는 바스켓을 구비한 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 각파이프의 각부 외측은 적어도 2단의 계단 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  23. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 10 항, 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바스켓은, 중성자 흡수 성능을 갖는 직사각형의 판형상 부재의 양쪽 가장자리에 일정 간격으로 노치부를 마련하는 동시에 상기 노치부 끼리를 서로 삽입하도록 상기 판형상 부재를 직교하여 교대로 중첩하여 구성한 각단면 형상의 바스켓이며,
    상기 몸통 본체내에 형성되는 캐비티내를 상기 바스켓의 외형에 맞춘 형상으로 하여 상기 바스켓의 외주면을 밀착 상태로 삽입하며, 또한 상기 바스켓을 구성하는 외측의 판형상 부재의 각단면 형상의 부분이 상기 캐비티 내면에 접촉한 상태로 하는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  24. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 10 항, 제 13 항 또는 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바스켓은, 중성자 흡수 성능을 갖는 직사각형의 판형상 부재의 양쪽 가장자리에 일정 간격으로 노치부를 마련하는 동시에 상기 노치부 끼리를 서로 삽입하도록 상기 판형상 부재를 직교하여 교대로 중첩하여 구성하고, 또한 외주면은 전열판이 마련된 각단면 형상의 바스켓이고,
    상기 몸통 본체내에 형성되는 캐비티내를 상기 바스켓의 외형에 맞춘 형상으로 하며, 또한 상기 캐비티의 내부 형상이 상기 전열판과 밀착 상태로 되도록 하는 것을 특징으로 하는
    캐스크.
  25. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    밴드형 부재(A) 및 밴드형 부재(B)의 한 면에, 상기 캐스크 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과,
    상기 밴드형 부재(A)의 상기 홈을 형성한 반대면의 양측에 단 가장자리부를 남겨서 전열핀을 용접하여 유닛화하는 공정과,
    복수의 유닛을 몸통 본체에 대하여 상기 전열핀으로 유닛 외측으로부터 용접하는 공정과,
    상기 밴드형 부재(A)와 이웃하는 밴드형 부재(A) 사이에 밴드형 부재(B)를 끼워넣으며, 상기 밴드형 부재(A, B) 각각의 단 가장자리부 부근에 외측으로부터 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  26. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    밴드형 부재(A) 및 밴드형 부재(B)의 한 면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과,
    밴드형 부재(A)의 상기 홈을 형성한 반대면의 중앙부에 전열핀을 용접함으로써 유닛화하는 공정과,
    적어도 2개의 유닛을 소정 간격으로 몸통 본체에 대하여 나열하고, 상기 전열핀으로 용접하는 공정과,
    이웃하는 유닛의 밴드형 부재(A)와 밴드형 부재(A) 사이에 별도의 밴드형 부재(B)를 도입하여 외측으로부터 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  27. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    밴드형 부재(A) 및 밴드형 부재(B)의 한 면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과,
    밴드형 부재(A)의 상기 홈을 형성한 반대면의 중앙부에 전열핀을 용접하는 공정과,
    밴드형 부재(A)를 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 용접하는 공정과,
    다음 밴드형 부재(A)를 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 용접하는 동시에, 인접하는 밴드형 부재(A) 끼리를 상기 밴드형 부재의 단 가장자리부 부근에서 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  28. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    밴드형 부재의 한면에, 상기 몸통 본체의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과,
    상기 홈이 형성되어 있는 면이 외측이 되도록 상기 밴드형 부재를 밴딩하여, 상기 밴드형 부재의 길이 방향에 있어서의 양쪽 단 가장자리부를 용접하여 고리 형상의 링판을 형성하는 공정과,
    상기 링판의 내면의 중앙부에 링 형상의 전열핀을 용접하여 유닛화하는 공정과,
    상기 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 축방향으로 용접하는 공정과,
    다음 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 축방향으로 용접하는 동시에, 인접하는 링판의 단 가장자리 끼리를 외측으로부터 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  29. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    밴드형 부재의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 홈을 형성하는 공정과,
    상기 홈이 형성되어 있는 면이 외측이 되도록 상기 밴드형 부재를 밴딩하여, 상기 밴드형 부재의 길이 방향에 있어서의 양쪽 단 가장자리부를 용접하여 고리 형상의 링판을 형성하는 공정과,
    상기 링판의 내면의 중앙부에 링 형상의 전열핀을 용접하여 유닛화하는 공정과,
    상기 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 축방향으로 용접하는 공정과,
    링 형상으로 성형한 성형 중성자 흡수체의 절반을 유닛내에 수납하는 공정과,
    다음 유닛을 몸통 본체에 대하여 전열핀으로 개방측으로부터 축방향으로 용접하는 동시에 인접하는 링판의 단 가장자리 끼리를 외측으로부터 용접하며, 또한 상기 성형한 성형 중성자 흡수체의 나머지 절반을 유닛내에 수납하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  30. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 외측 튜브를 구성하기 위한 판형상 부재의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성하는 공정과,
    상기 복수의 홈이 형성되어 있는 면이 상기 몸통 본체의 외측에 위치하도록 상기 판형상 부재를 상기 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩 성형하는 공정과,
    밴딩 성형한 상기 판형상 부재의 단부 끼리를 접합하여, 튜브 형상의 외측 튜브를 구성하는 공정과,
    상기 몸통 본체에 상기 외측 튜브를 끼워넣는 공정과,
    상기 외측 튜브의 내면과 상기 몸통 본체의 외면을 상기 전열핀에 의해 연결하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  31. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 외측 튜브를 구성하기 위한 판형상 부재의 한면에 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성하는 공정과,
    상기 복수의 홈이 형성되어 있는 면이 상기 몸통 본체의 외측에 위치하도록 상기 판형상 부재를 상기 몸통 본체의 외형의 일부 형상에 맞추어 밴딩 성형하는 공정과,
    밴딩 성형한 상기 판형상 부재의 상기 홈이 형성되어 있는 면과는 반대면과, 상기 몸통 본체의 외면을 상기 전열핀에 의해 연결하는 공정과,
    상기 전열핀에 의해 상기 몸통 본체에 장착한 상기 판형상 부재의 단부 끼리를 접합하여, 튜브 형상의 외측 튜브를 구성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  32. 사용후 연료 집합체를 수납하는 몸통 본체의 외주에 전열핀을 복수 마련하고, 상기 전열핀의 외주에 외측 튜브를 장착한 캐스크를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 외측 튜브를 구성하기 위한 판형상 부재의 한면에, 상기 캐스크의 축방향 또는 원주 방향 중 적어도 한쪽을 향하는 복수의 홈을 형성하는 공정과,
    상기 복수의 홈이 형성되어 있는 면이 외측이 되도록 상기 판형상 부재를 원호 형상으로 밴딩하는 공정과,
    원호 형상으로 밴딩한 상기 판형상 부재의 단부 끼리를 접합하여, 튜브 형상의 외측 튜브를 구성하는 공정과,
    미리 외주부로 방사상으로 복수의 전열핀을 마련한 몸통 본체에 상기 외측 튜브를 끼워넣는 공정과,
    상기 외측 튜브의 내면과 상기 전열핀의 단부를 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
  33. 제 25 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈의 배열 방향으로 상기 홈의 배열 피치로 복수의 절삭공구를 배열하여, 상기 밴드형 부재 또는 판형상 부재에 복수의 상기 홈을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는
    캐스크의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050286674A1 (en) * 2004-06-29 2005-12-29 The Regents Of The University Of California Composite-wall radiation-shielded cask and method of assembly
US8731129B2 (en) * 2004-08-10 2014-05-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cask buffer body
FR2889766B1 (fr) * 2005-08-11 2008-02-15 Cogema Logistics Sa Emballage destine a recevoir un etui contenant des matieres radioactives, et procede de transfert d'un tel etui
US20080137794A1 (en) * 2005-12-01 2008-06-12 Nac International, Inc. Systems and methods for loading and transferring spent nuclear fuel
EP2660823A3 (en) * 2006-06-30 2014-08-20 Holtec International, Inc. Apparatus, system and method for storing high level waste
US12033764B2 (en) 2006-09-06 2024-07-09 Holtec International Fuel rack for storing spent nuclear fuel
FR2915307B1 (fr) * 2007-04-18 2013-04-19 Tn Int Conteneur pour le transport et/ou stockage de matieres nucleaires, le conteneur comprenant une structure mobile de conduction thermique.
US7973298B2 (en) * 2007-10-10 2011-07-05 Kobe Steel, Ltd. Transport/storage cask for radioactive material
WO2009058896A1 (en) * 2007-10-29 2009-05-07 Holtec International, Inc. Apparatus for supporting radioactive fuel assemblies
US9672948B2 (en) * 2009-04-28 2017-06-06 Holtec International, Inc. Cask apparatus, system and method for transporting and/or storing high level waste
US11887744B2 (en) 2011-08-12 2024-01-30 Holtec International Container for radioactive waste
US11373774B2 (en) * 2010-08-12 2022-06-28 Holtec International Ventilated transfer cask
CN102061788B (zh) * 2010-11-09 2012-11-21 中国核工业华兴建设有限公司 核电站钢衬里的底板和筒体安装方法
CN102467984A (zh) * 2010-11-19 2012-05-23 中国辐射防护研究院 一种高活度废放射源整备方法及其专用装置
CN102142288B (zh) * 2010-12-24 2012-11-14 清华大学 一种核电站乏燃料贮罐
FR2974228B1 (fr) * 2011-04-18 2013-06-07 Tn Int Element de conduction thermique permettant d'ameliorer la fabrication d'un emballage de transport et/ou d'entreposage de matieres radioactives
US11515054B2 (en) 2011-08-19 2022-11-29 Holtec International Method of retrofitting a spent nuclear fuel storage system
US9748009B2 (en) * 2011-08-19 2017-08-29 Holtec International Container and system for handling damaged nuclear fuel, and method of making the same
US20130078591A1 (en) * 2011-09-22 2013-03-28 Chia Hao Chang Anti-scald protection apparatus for air heater
DE102012101319B4 (de) * 2012-02-17 2013-12-24 Siempelkamp Nukleartechnik Gmbh Endlagerbehälter und Verfahren zur Herstellung desselben
KR101303085B1 (ko) * 2012-02-20 2013-09-03 한국원자력환경공단 사용후 핵연료 수송 또는 저장용 금속 용기
EP2839484A4 (en) 2012-04-18 2016-01-06 Holtec International Inc STORAGE AND / OR TRANSPORT OF HIGH-RADIOACTIVE WASTE
KR101460519B1 (ko) * 2012-12-31 2014-11-13 성동조선해양(주) 용접용 백킹재
US9466400B2 (en) * 2013-01-25 2016-10-11 Holtec International Ventilated transfer cask with lifting feature
JP6165011B2 (ja) * 2013-09-30 2017-07-19 三菱重工業株式会社 放射性物質収納容器
KR101527141B1 (ko) * 2013-11-01 2015-06-10 주식회사 포스코 캐스크용 열전달 핀
JP6209110B2 (ja) * 2014-03-17 2017-10-04 三菱重工業株式会社 放射性物質収納容器
CN104096508B (zh) * 2014-06-20 2016-08-17 北方重工集团有限公司 一种大型矿用螺栓连接钢结构筒体
CN104517661B (zh) * 2014-12-05 2017-08-04 广东省建筑工程集团有限公司 一种移动型屏蔽铁盒
JP6140760B2 (ja) 2015-04-28 2017-05-31 関電プラント株式会社 使用済み核燃料集合体収納容器、使用済み核燃料集合体収納容器の集合体、使用済み核燃料集合体収納容器の組立方法
US11715575B2 (en) 2015-05-04 2023-08-01 Holtec International Nuclear materials apparatus and implementing the same
KR101645644B1 (ko) * 2015-06-09 2016-08-05 한국원자력환경공단 사용후핵연료용 금속겸용용기의 전도시험장치
US11515056B2 (en) * 2015-10-16 2022-11-29 Holtec International Nuclear waste storage canisters, welds, and method of fabricating the same
US11289227B2 (en) * 2018-11-29 2022-03-29 Holtec International Spent nuclear fuel canister
FR3042635B1 (fr) * 2015-10-16 2017-12-15 Tn Int Element de refroidissement avec embase pour evacuer de la chaleur d'un emballage
FR3045143B1 (fr) * 2015-12-14 2017-12-22 Tn Int Structure amelioree de dissipation de chaleur par convection naturelle, pour emballage de transport et/ou d'entreposage de matieres radioactives
CN107615398B (zh) * 2016-03-22 2019-11-05 霍尔泰克国际公司 用于存储及/或运输放射性材料的装置
FR3049756B1 (fr) * 2016-04-01 2020-06-12 Tn International Emballage de transport et/ou d'entreposage de matieres radioactives equipe de dispositifs de dissipation de chaleur realises d'un seul tenant
KR101754754B1 (ko) * 2016-06-21 2017-07-07 한국원자력연구원 사용후 핵연료 건식 저장 용기
JP6918624B2 (ja) * 2017-08-08 2021-08-11 日立造船株式会社 キャスクおよび中性子遮蔽部の作製方法
KR101938845B1 (ko) * 2018-03-30 2019-01-16 한국원자력연구원 방사성 폐기물 용기
FR3080705B1 (fr) * 2018-04-27 2020-10-30 Tn Int Emballage de transport et/ou d'entreposage de matieres radioactives permettant une fabrication facilitee ainsi qu'une amelioration de la conduction thermique
CN111816335A (zh) * 2020-06-03 2020-10-23 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) 用于海洋核动力平台的反应堆结构部件及换料设备清洗池
US12024318B1 (en) 2021-09-03 2024-07-02 Blue Origin, Llc Heat fins for heat dissipation of rocket components

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58202899A (ja) * 1982-02-12 1983-11-26 クル−ゾ−・ロワ−ル 中性子防護装置
JPH04326130A (ja) * 1991-04-25 1992-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd ファジィ演算装置
JPH11295483A (ja) * 1998-03-13 1999-10-29 Transports De Ind Nucleaire Transnucleaire:Soc 放射性物質のための容器の放射線防護装置及びその使用方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3780306A (en) * 1971-05-27 1973-12-18 Nat Lead Co Radioactive shipping container with neutron and gamma absorbers
BE791334A (fr) * 1971-11-15 1973-03-01 Lemer & Cie Dispositif perfectionne pour le refroidissement par air de chateau de transport de produits radioactifs
US3851179A (en) * 1974-02-05 1974-11-26 Atomic Energy Commission Shipping cask neutron and heat shield
US4951742A (en) * 1975-04-02 1990-08-28 High Performance Tube, Inc. Refractory heat exchange tube
DE2845129A1 (de) * 1978-10-17 1980-04-30 Transnuklear Gmbh Abschirmbehaelter mit neutronenabschirmung fuer den transport und/oder die lagerung abgebrannter brennelemente
DE7911030U1 (de) * 1979-04-14 1979-08-23 Transnuklear Gmbh, 6450 Hanau Abschirmbehaelter zum transport und/ oder zur lagerung abgebrannter brennelemente
JPS59182396A (ja) * 1983-03-31 1984-10-17 三井造船株式会社 使用済核燃料輸送容器の製造方法
JPS60129700U (ja) * 1984-02-08 1985-08-30 三菱重工業株式会社 貯蔵容器
US4590383A (en) * 1984-10-22 1986-05-20 Westinghouse Electric Corp. Spent fuel storage cask having improved fins
JPS61203398U (ko) * 1985-06-10 1986-12-20
EP0343410A3 (en) * 1988-05-24 1990-05-16 Westinghouse Electric Corporation Shipping cask for nuclear fuel
JPH0298700A (ja) * 1988-10-06 1990-04-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射性物質輸送用容器
JPH032695A (ja) * 1989-05-31 1991-01-09 Nisshin Steel Co Ltd 高除熱性の放射線しゃへい材
JPH0436697A (ja) * 1990-05-31 1992-02-06 Kobe Steel Ltd 使用済燃料の輸送・貯蔵容器およびその製造方法
US5063299A (en) * 1990-07-18 1991-11-05 Westinghouse Electric Corp. Low cost, minimum weight fuel assembly storage cask and method of construction thereof
DE4032343A1 (de) * 1990-10-09 1992-04-16 Apparate Und Anlagenbau German Transport- und/oder lagerbehaelter fuer abgebrannte brennstoffkassetten
DE4402282C1 (de) * 1994-01-27 1995-04-13 Apparate Und Anlagenbau Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung und nach diesem Verfahren hergestellter Transport- und Lagerbehälter für abgebrannte Kernbrennstoffkassetten
FR2756090A1 (fr) * 1996-11-19 1998-05-22 Transnucleaire Dispositif a cannelures pour le refroidissement exterieur de conteneurs pour matieres radioactives
DE19726547A1 (de) * 1997-06-23 1999-01-28 Babcock Bsh Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Betriebspunktes eines Ventilators und Ventilator
FR2791805B1 (fr) * 1999-03-30 2001-08-03 Commissariat Energie Atomique Installation d'entreposage de tres longue duree de produits calorifiques tels que des dechets nucleaires
JP3150669B2 (ja) * 1999-09-02 2001-03-26 三菱重工業株式会社 キャスク
JP3150676B1 (ja) * 2000-01-20 2001-03-26 三菱重工業株式会社 バスケットおよびキャスク
JP3416657B2 (ja) * 2001-01-25 2003-06-16 三菱重工業株式会社 キャスクおよびキャスクの製造方法
JP3443071B2 (ja) * 2000-05-02 2003-09-02 三菱重工業株式会社 キャスク
JP3411911B2 (ja) * 2001-03-29 2003-06-03 三菱重工業株式会社 使用済み燃料収納用角パイプ、バスケットおよび使用済み燃料収納容器
JP2003240890A (ja) * 2002-02-14 2003-08-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 放射性物質収納容器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58202899A (ja) * 1982-02-12 1983-11-26 クル−ゾ−・ロワ−ル 中性子防護装置
JPH04326130A (ja) * 1991-04-25 1992-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd ファジィ演算装置
JPH11295483A (ja) * 1998-03-13 1999-10-29 Transports De Ind Nucleaire Transnucleaire:Soc 放射性物質のための容器の放射線防護装置及びその使用方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
04326130
04997618
11295483
58202899

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101428218B1 (ko) 2012-11-22 2014-08-08 주식회사 포스코 캐스크 바스켓을 제조하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
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DE03788014T1 (de) 2007-10-11
EP1524673B1 (en) 2011-01-19
CN1662998A (zh) 2005-08-31

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