KR101014006B1 - Radiation material transportation package having insulation and shock absorbing function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사성물질 운반용기에 관한 것으로서, 특히 운반용기 측면에 별도의 단열재를 두지 않고 공기층과 지지 브라켓으로 형성된 공간에 의하여 단열 및 충격완충 기능을 유지하고, 운반용기의 상하부에는 충격완충체를 부착하여 단열 및 충격완충 기능을 보강하며, 충격완충체와 운반용기의 체결성을 향상시킨 단열 및 충격완충 기능을 구비한 방사성물질 운반용기에 관한 것이다.The present invention relates to a radioactive material container, in particular to maintain the insulation and shock-absorbing function by the space formed by the air layer and the support bracket without having a separate heat insulating material on the side of the transport container, the shock absorber attached to the upper and lower parts of the transport container The present invention relates to a radioactive material transport container having an adiabatic and shock buffer function which reinforces the insulation and shock buffer function and improves the fastening property of the shock buffer and the transport container.
방사성물질, 운반용기, 공기층, 지지 브라켓, 관통 구멍, 완충재, 링 플레이트, 발사(balsa) 나무 Radioactive material, carrier, air layer, support bracket, through hole, cushioning material, ring plate, balsa wood
Description
본 발명은 방사성물질 운반용기에 관한 것으로서, 특히 운반용기 측면에 별도의 단열재를 두지 않고 공기층과 지지 브라켓으로 형성된 공간에 의하여 단열 및 충격완충 기능을 유지하고, 운반용기의 상하부에는 충격완충체를 부착하여 단열 및 충격완충 기능을 보강하며, 충격완충체와 운반용기의 체결성을 향상시킨 단열 및 충격완충 기능을 구비한 방사성물질 운반용기에 관한 것이다.The present invention relates to a radioactive material container, in particular to maintain the insulation and shock-absorbing function by the space formed by the air layer and the support bracket without having a separate heat insulating material on the side of the transport container, the shock absorber attached to the upper and lower parts of the transport container The present invention relates to a radioactive material transport container having an adiabatic and shock buffer function which reinforces the insulation and shock buffer function and improves the fastening property of the shock buffer and the transport container.
방사성물질 운반용기는 운반내용물의 크기 및 형태에 따라 IP형, A형, B형 운반물 등으로 구분된다. 특히, B형 운반용기는 방사능 크기가 A1 또는 A2 값을 초과하는 고방사성물질 운반용기로서, 800℃ 화재 및 9m 낙하조건과 같은 가상사고 조건에서도 열적·구조적으로 건전성이 유지되어야 한다. 800℃ 화재사고 조건에서는 적절한 단열을 통하여 운반용기의 내부 온도를 가능한 낮게 하여, 적정한 내부압력을 유지하고, 방사선 차폐체 또는 밀봉재의 온도가 허용치 이내에 있도록 설계 되어야 한다. 또한, 9m 낙하사고 조건에서는 낙하충돌로 인한 충격을 최소화하여, 방사선 차폐체 및 격납된 방사성물질의 건전성이 유지되도록 설계되어야 한다.Radioactive material transport containers are classified into IP type, A type and B type packages according to the size and shape of the package contents. In particular, the type B container is a high radioactive material container having a radioactivity size exceeding the A1 or A2 value, and must be maintained thermally and structurally healthy even in a virtual accident condition such as an 800 ° C fire and a 9 m drop condition. Under 800 ° C fire accident conditions, the internal temperature of the packaging should be kept as low as possible by means of adequate insulation to maintain the proper internal pressure and to ensure that the temperature of the radiation shield or seal is within acceptable limits. In addition, the 9m drop accident conditions should be designed to minimize the impact of the drop collision, to maintain the integrity of the radiation shield and the contained radioactive material.
운반용기의 방사선 차폐체로는 주로 납이 사용되는데, 납은 용융온도가 327℃ 이므로 납차폐체의 온도가 용융온도 이하를 유지하도록 설계하여야 한다. 또한, 운반용기의 격납 건전성을 유지하기 위하여 용기본체와 뚜껑 사이에는 오링이 장착되며, 플루로카본 고무(Fluorocarbon rubber) 계열의 바이톤(viton) 오링(O-ring)을 주로 사용한다. 바이톤 오링의 허용온도는 250℃ 로 제한된다. 결국 운반용기는 납차폐체 및 바이톤 오링의 온도를 허용온도 이내로 유지하기 위한 단열구조를 가져야 한다. Lead is mainly used as a radiation shield of the packaging. Since the melting temperature is 327 ℃, the lead shield should be designed to keep the temperature below the melting temperature. In addition, an O-ring is installed between the container body and the lid to maintain the containment integrity of the container, and mainly uses a Viton O-ring of Fluorocarbon rubber series. The allowable temperature of Viton O-rings is limited to 250 ° C. After all, the packaging must have a thermal insulation structure to maintain the temperature of the lead shield and the Viton O-ring within the allowable temperature.
운반용기의 대표적인 단열구조는, 용기본체에 해당하는 1차용기와 완충/단열 기능을 갖는 2차용기(오버팩)으로 이루어진 분리형 구조와, 사용후핵연료 운반용기의 경우와 같이 열전도율이 낮은 중성자 차폐체의 재질을 적용함으로서 별도의 단열재 없이 중성자 차폐와 단열 기능을 겸하는 일체형 구조로 크게 구분된다. 일체형 구조의 경우에는 운반용기의 상하부에 충격완충체가 체결된다.Representative insulation structure of the transport container is a detachable structure consisting of a primary container corresponding to the container body and a secondary container (overpack) having a buffer / insulation function, and a neutron shield having a low thermal conductivity as in the case of a spent fuel transport container. By applying the material of the neutron shielding and insulation function without a separate insulating material is largely divided into an integrated structure. In the case of the integrated structure, the shock absorber is fastened to the upper and lower parts of the transport container.
도 1은 1차용기(5)(용기본체)와 2차용기(6)(오버팩)의 분리형 구조로 설계된, 캐나다의 Nordion사에서 개발한 F-327/F-112 운반용기(10)를 보여주고 있다. 이 운반용기(10)는 용기본체(5)에 방사선 차폐체로 납을 채워넣었으며, 800℃ 화재사고 조건에서 납차폐체의 건전성을 유지시키기 위하여 오버팩(6)으로 용기본체(5) 전면을 감싸도록 설계되었다. 오버팩(6)은 드럼 형태의 스틸 케이스 내부에 열전도율이 낮은 나무(3,4)를 채워 넣어, 9m 낙하사고 및 800℃ 화재사고 조건에서 충격 및 외부 화염으로부터 용기본체(5)를 보호할 수 있도록 설계되었다. 도면번호 2는 오버팩(6)의 뚜껑을 나타내며, 도면번호 1은 상기 뚜껑(2)과 오버팩(6)을 결속하는 클램를 나타낸다.1 shows a F-327 / F-112
도 2는 일체형 구조의 운반용기로서, 가압수형 원자로(Pressurized-Water Reactor, PWR)의 사용후핵연료집합체 네 다발을 운반하는 KSC-4 수송용기(20)를 나타내며, 상기 수송용기(20)는 차폐체를 포함한 용기본체(22)와 상하부의 충격완충체(26, 상부 충격완충체는 생략됨) 등으로 구성된다. 감마선 차폐체로는 납(24)을, 그리고 중성자 차폐체로는 NS-4-FR(23)을 사용한다. NS-4-FR(23)의 낮은 열전도율 특성을 이용하여 별도의 단열재를 두지 않고 중성자 차폐체가 단열기능을 가지며, 수송용기 상하부에 충격완충체(26)를 장착하여 충격흡수 기능을 갖는다. 도 2에는 용기본체(22)의 단면 형상이 같이 도시되어 있는데, 도면번호 21은 용기본체(21)의 뚜껑을 나타내며, 도면번호 25는 사용후핵연료집합체 네 다발이 수용되는 핵연료 장전통을 나타낸다.FIG. 2 shows a KSC-4
중성자 차폐체가 없는 종래의 B형 방사성물질 운반용기는, 800℃ 화재와 9m 낙하와 같은 사고조건에서 용기의 건전성을 유지시키기 위하여, 일반적으로 1차용기인 용기본체와 단열 및 완충을 목적의 2차용기인 오버팩을 갖는 이중의 분리형 구조를 갖고 있다. 2차용기인 오버팩에 충격완충체와 단열재가 구성되어 있기 때문에 전체 용기의 중량과 체적이 커지고, 용기본체를 오버팩 내부에 장전하고 오버팩의 뚜껑을 체결하여야 하므로 취급이 번거로운 단점이 있다.Conventional B-type radioactive material transport containers without neutron shielding are generally the primary container and the secondary container for insulation and buffering in order to maintain the integrity of the container in accident conditions such as an 800 ° C fire and a drop of 9 m. It has a dual detachable structure with an overpack. Since the shock absorber and the heat insulating material are configured in the overpack, which is the secondary container, the weight and volume of the entire container are increased, and the container body is loaded inside the overpack and the lid of the overpack needs to be fastened.
따라서 본 발명은 별도의 단열재 없이 용기 외곽에 공기층을 형성함으로써 공기의 낮은 열전도 특성을 이용하여 운반용기의 단열 기능을 유지하고, 공기층 사이에 얇은 철판의 지지 브라켓을 설치하여 구조적 강도를 유지하며, 또한 지지 브라켓에 작은 구멍을 뚫어줌으로서 충격완충 효과를 향상시키는 것을 하나의 목적으로 한다.Therefore, in the present invention, by forming an air layer on the outside of the container without a separate insulating material to maintain the thermal insulation function of the transport container by using the low thermal conductivity of the air, and to maintain the structural strength by installing a support bracket of a thin steel plate between the air layer One purpose is to improve the impact buffer effect by drilling a small hole in the support bracket.
또한 상하부 충격완충체를 갖는 운반용기의 경우에는, 운반용기와 충격완충체를 체결하는데 있어 수평 또는 수직 상태에서 운반용기와 충격완충체의 정렬을 정확히 맞춘 다음에 볼트로 체결하기 때문에, 작업이 용이하지 않다는 단점이 있다.In addition, in the case of a transport container having an upper and lower impact buffer, it is easy to work because the bolts are fastened after precisely aligning the transport container and the impact buffer in a horizontal or vertical state when the transport container and the impact buffer are fastened. The disadvantage is not.
따라서 본 발명은 운반용기와 상하부 충격완충체의 결합을 용이하게 할 수 있는 구조를 가진 방사성물질 운반용기를 제공하고는 것을 또 하나의 목적으로 한 다.Therefore, another object of the present invention is to provide a radioactive material container having a structure capable of facilitating the coupling between the container and the upper and lower impact buffers.
본 발명에 따른 방사성물질 운반용기는, 상면이 개방된 원통 형상의 내부쉘과 상기 내부쉘보다 그 직경과 높이가 모두 크고 상면이 개방된 원통 형상의 외부쉘을 구비하고, 상기 내부쉘이 상기 외부쉘과 동심을 이루도록 상기 외부쉘의 내측에 배치되되 상기 내부쉘과 상기 외부쉘의 각 상면은 동일 평면에 배치되며, 상기 내부쉘과 상기 외부쉘 사이에 형성된 환형 공간의 상면은 외부로부터 폐쇄되어 있고, 상기 폐쇄된 환형 공간은 원통 형상의 중간쉘에 의하여 동심을 이루는 두 개의 격리된 제1/제2 공간으로 분할되되 내측의 제1 공간에는 납차폐체가 격납되고 외측의 제2 공간에는 공기층이 형성된 용기본체와, 상기 용기본체의 상면을 덮도록 체결되되 그 내부에 납차폐체가 격납된 덮개를 포함하는 운반용기;와, 원기둥체 형상으로서 원형의 일면에 그 중심과 동심을 이루도록 오목하게 단차진 원형의 결합부가 형성되고, 상기 결합부에 상기 운반용기 상부가 삽입되어 상기 운반용기의 상면 및 인접한 측면의 일부를 감싸며, 상기 운반용기의 상면과 마주보는 공간 안에는 완충재가 격납되고, 상기 운반용기의 측면과 마주보는 공간 안에는 공기층이 형성된 상부 충격완충체; 및 상기 상부 충격완충체와 동일한 구조를 가지되, 그 결합부에 상기 운반용기 하부가 삽입되어 상기 운반용기의 하면 및 인접한 측면의 일부를 감싸는 하부 충격완충체;를 포함하여 이루어진다.The radioactive material transport container according to the present invention includes a cylindrical inner shell having an open upper surface and a cylindrical outer shell having a larger diameter and height than the inner shell and an open upper surface, wherein the inner shell is the outer shell. It is disposed inside the outer shell so as to be concentric with the shell, each upper surface of the inner shell and the outer shell is disposed in the same plane, the upper surface of the annular space formed between the inner shell and the outer shell is closed from the outside The closed annular space is divided into two separate first and second spaces concentric by a cylindrical intermediate shell, wherein a lead shield is stored in an inner first space and an air layer is formed in an outer second space. A transport container fastened to cover a container body and an upper surface of the container body, the lid including a lid having a lead shielding body stored therein; and one circular surface as a cylinder shape A concave stepped circular coupling part is formed to be concentric with the center thereof, and the upper part of the container is inserted into the coupling part to surround a part of the upper surface and an adjacent side of the container and face the upper surface of the container. An upper shock absorber having a buffer therein and an air layer formed in a space facing the side of the container; And a lower impact buffer having a same structure as that of the upper shock absorber, wherein the lower portion of the transport container is inserted into the coupling portion to surround a portion of the lower surface and an adjacent side of the transport container.
이때 상기 제2 공간의 반경 방향의 두께는 적어도 20mm 를 유지하는 것이 바람직하다.At this time, the thickness of the radial direction of the second space is preferably maintained at least 20mm.
상기 용기본체의 제2 공간에는 반경 방향을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 지지 브라켓이 구비된다.At least one support bracket formed along the radial direction is provided in the second space of the container body.
그리고 상기 상부/하부 충격완충체의 공기층이 형성된 측면 공간에도 그 반경 방향을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 지지 브라켓이 구비될 수 있다.In addition, at least one support bracket formed along the radial direction may be provided in the side space in which the air layer of the upper / lower impact buffer is formed.
이때 상기 지지 브라켓에는 다수의 관통 구멍이 형성되고, 상기 관통 구멍의 직경은 5∼30mm 의 범위를 가진다. 바람직하게는 상기 브라켓의 재질은 강철로 이루어진다.At this time, the support bracket is formed with a plurality of through holes, the diameter of the through hole has a range of 5 ~ 30mm. Preferably, the material of the bracket is made of steel.
한편 상기 용기본체 외주면의 상하부에는 홀이 형성된 링 플레이트가 각각 구비되고, 상기 상부/하부 충격완충체의 결합부의 외측으로 원주 방향을 따라 1차 볼트가 돌출 배치되며, 상기 1차 볼트가 상기 링 플레이트의 홀에 삽입되어 너트로 고정된다.Meanwhile, upper and lower portions of the outer circumferential surface of the container body are provided with ring plates each having a hole, and primary bolts are protruded along the circumferential direction to the outside of the coupling portion of the upper / lower impact buffer, and the primary bolt is the ring plate. It is inserted into the hole of and fixed with a nut.
또한 상기 운반용기의 상하면이 상부/하부 충격완충체를 관통하는 2차 볼트에 의하여 나사결합된다.In addition, the upper and lower surfaces of the container are screwed by a secondary bolt penetrating the upper / lower impact buffer.
상기 용기본체의 상면과 상기 덮개의 접촉면에 적어도 하나 이상의 바이톤 오링이 설치되어 기밀성을 향상시킨다.At least one viton O-ring is installed on the upper surface of the container body and the contact surface of the lid to improve airtightness.
그리고 상기 상부/하부 충격완충체에 격납된 완충재는 발사(balsa) 나무인 것이 바람직하다.And it is preferred that the cushioning material stored in the upper / lower impact buffer is balsa wood.
상기 운반용기 상하면의 원형 모서리는 둥글게 형성하여 상부/하부 충격완충체와의 결합이 용이하도록 하는 것이 좋으며, 아울러 상기 상부/하부 충격완충체의 외측의 모서리는 모서리 낙하시의 충격흡수 효과를 높일 수 있도록 둥글게 형성되는 것이 바람직하다.The upper and lower circular corners of the transport container may be rounded to facilitate the coupling with the upper / lower shock absorbers, and the outer edges of the upper / lower shock absorbers may increase the shock absorption effect when the corners fall. It is desirable to be rounded so that it is.
또한 상기 상부/하부 충격완충체의 원형의 외면에 그 중심과 동심을 이루는 원형의 함입부를 형성하여, 운반용기가 바닥에 닿는 면적을 줄임으로써 오염 확산을 감소시킨다.In addition, by forming a circular depression concentric with its center on the circular outer surface of the upper / lower shock absorber, to reduce the spread of contamination by reducing the area the container is in contact with the floor.
본 발명에 따른 방사성물질 운반용기의 구성을 보다 일반적으로 설명한다면, 상기 방사성물질 운반용기는 내부에 방사성물질의 수용부가 형성된 용기본체와, 상기 용기본체의 상면을 덮도록 체결되는 덮개를 포함하여 이루어지는 원통 형상의 운반용기로서, 상기 방사성물질의 수용부 외측의 모든 면은 상기 용기본체와 상기 덮개 내부에 격납된 납차폐체에 의하여 외부와 격리되어 있고, 상기 용기본체에 격납된 납차폐체의 외측으로는 빈 공간이 마련되어 공기층을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.If the configuration of the radioactive material container according to the invention more generally described, the radioactive material transport container comprises a container body formed with a receiving portion of the radioactive material therein, and a cover fastened to cover the upper surface of the container body A cylindrical container, wherein all surfaces outside the receiving portion of the radioactive material are separated from the outside by the lead shielding body stored inside the container body and the lid, and outside the lead shielding body stored in the container body. The empty space is provided to form an air layer.
그리고 상기 공기층이 형성된 빈 공간에는 반경 방향을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 지지 브라켓이 구비되며, 상기 지지 브라켓에는 다수의 관통 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이때 상기 관통 구멍의 직경은 5∼30mm 의 범위를 가진다.In the empty space in which the air layer is formed, at least one support bracket formed along the radial direction is provided, and the support bracket preferably includes a plurality of through holes. At this time, the diameter of the through hole has a range of 5 ~ 30mm.
상기 용기본체의 상면과 상기 덮개의 접촉면에는 적어도 하나 이상의 바이톤 오링이 설치되어 기밀성을 향상시킨다.At least one Viton O-ring is installed on the upper surface of the container body and the contact surface of the lid to improve airtightness.
특히 위와 같은 구성을 가지는, 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기에 구비된 상기 공기층의 반경 방향의 두께는 적어도 20mm 를 유지하는 것이 바람직하다.In particular, the above-described configuration, the radial thickness of the air layer provided in the radioactive material transport container according to the present invention is preferably maintained at least 20mm.
본 발명에 따른 방사성물질 운반용기는, 용기본체에 별도의 단열재를 구비하는 대신에 공기층을 형성하고, 상기 공기층이 형성된 공간에 지지 브라켓을 설치함으로서 충분한 단열 및 충격완충 기능을 유지할 수 있다. 뿐만 아니라 공기층의 두께 및 지지 브라켓의 갯수를 조절하여 최적의 단열효과를 구현하고, 지지 브라켓에 뚫려있는 관통 구멍의 크기나 갯수를 적절히 조절함으로서 최상의 완충효과를 구현할 수 있다는 장점을 가진다.The radioactive material transport container according to the present invention can maintain a sufficient thermal insulation and shock-absorbing function by forming an air layer instead of providing a separate heat insulating material in the container body, and installing a support bracket in the space in which the air layer is formed. In addition, by adjusting the thickness of the air layer and the number of support brackets to implement the optimum heat insulation effect, and by adjusting the size or number of through holes drilled in the support brackets has the advantage that the best cushioning effect can be achieved.
또한 운반용기와 상부/하부 충격완충체의 체결시, 상부/하부 충격완충체의 결합부의 외측으로 돌출배치된 1차 볼트가 가이드 핀 역할을 하여, 용기본체의 상하부 외주면에 설치된 구멍이 뚫린 링 플레이트가 상부/하부 충격완충체와 용이하게 체결될 수 있다는 장점을 가진다.In addition, when the container and the upper / lower shock absorber are fastened, the primary bolt protruding outward from the coupling portion of the upper / lower shock absorber serves as a guide pin, and a perforated ring plate is installed on the upper and lower outer peripheral surfaces of the container body. Has the advantage that it can be easily fastened with the upper / lower shock absorber.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the radioactive material transport container according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기(1000)의 전체적인 모습을 보여주는 사시도이다. 도 3에 잘 나타난 바와 같이, 상기 방사성물질 운반용기(1000)는 크게 운반용기(100)와, 상기 운반용기(100)의 상하부에 각각 끼워져 체결된 상부 충격완충체(200) 및 하부 충격완충체(300)로 이루어져, 그 전체적인 형상은 마치 아령과 같이 생겼다.3 is a perspective view showing the overall appearance of the radioactive
도 4는 도 3의 "A-A" 선을 따라 절개한 방사성물질 운반용기(1000)의 길이방향 단면도이고, 도 5는 도 3의 "B-B" 선을 따라 절개한 방사성물질 운반용기(1000) 의 길이방향에 수직한 평면에 대한 단면도인데, 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기(1000)의 구조적 특징을 잘 보여준다.4 is a longitudinal cross-sectional view of the
먼저 운반용기(100)의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.First, the configuration of the
상기 운반용기(100)의 몸체를 이루는 용기본체(110)는, 상면이 개방된 원통 형상의 내부쉘(112)과 상기 내부쉘(112)보다 그 직경과 높이가 모두 크고 상면이 개방된 원통 형상의 외부쉘(114)을 구비하고 있다. 상기 내부쉘(112)은 상기 외부쉘(114)과 동심을 이루도록 상기 외부쉘(114)의 내측에 배치되는데, 상기 내부쉘(112)과 상기 외부쉘(114)의 각 상면은 동일 평면에 배치된다. 따라서 내부쉘(112)의 저면은 외부쉘(114)의 바닥으로부터 떠있게 된다. 상기 내부쉘(112) 내측의 빈 공간은 방사성물질을 담는 수용부(122)로 사용된다.The
또한 상기 내부쉘(112)과 상기 외부쉘(114) 사이에 형성된 환형 공간의 상면은 외부로부터 폐쇄되는데, 상기 내부쉘(112)과 상기 외부쉘(114) 사이에는 또 다시 원통 형상의 중간쉘(116)이 동심을 이루도록 배치된다. 이러한 중간쉘(116)에 의하여 상기 환형 공간은 동심을 이루는 두 개의 격리된 공간인 제1/제2 공간(118,120)으로 분할된다. 내측에 위치한, 즉 내부쉘(112)과 중간쉘(116) 사이에 위치한 제1 공간(118)에는 방사선 차폐체로서 납차폐체(124)가 격납된다. 그리고 외측에 위치한, 즉 외부쉘(114)과 중간쉘(116) 사이에 위치한 제2 공간(120)은 공기층으로 형성되어 있다. 공기는 매우 낮은 열전도 특성을 가지고 있고, 따라서 상기 제2 공간(120)이 단열기능을 수행하게 된다. 상기 수용부(122)를 감싸는 제1/제 2 공간(118,120)의 동심구조는 도 5에 잘 나타나 있다.In addition, the upper surface of the annular space formed between the
그리고 운반용기(100)는 그 내부에 납차폐체(152)가 격납되어 있는 덮개(150)를 포함하고, 상기 덮개(150)는 상기 용기본체(110)의 상면을 덮도록 체결된다. 일반적으로 덮개(150)의 체결은 볼트 체결로 이루어진다. 또한 상기 덮개(150)와 용기본체(110)의 결합이 보다 용이하도록, 상기 용기본체(110)의 제1 공간(118)의 상부 일부에는 제1 공간(118)의 안쪽으로 오목하게 단차진 턱을 만들고, 납차폐체(152)가 격납된 덮개(150) 부분을 상기 턱에 끼워지게 만드는 것도 바람직하다. 그리고 상기 용기본체(110)의 상면과 상기 덮개(150)의 접촉면에는 적어도 하나 이상의 바이톤 오링(134)이 설치되어 기밀성을 향상시킨다. 용기본체(110)의 상면 또는 덮개(150)의 표면에 원주방향을 따라 원형의 그루브를 형성하고, 여기에 바이톤 오링(134)을 끼워넣게 된다.In addition, the
위와 같은 구성을 가지는 용기본체(110)와 덮개(150)가 결합된 운반용기(100)의 구조를 좀더 일반화하여 설명하면 아래와 같이 요약할 수 있다.If the structure of the
상기 방사성물질 운반용기(1000)는 내부에 방사성물질의 수용부(122)가 형성된 용기본체(110)와, 상기 용기본체(110)의 상면을 덮도록 체결되는 덮개(150)를 포함하여 이루어지는 원통 형상의 운반용기(100)로서, 상기 방사성물질의 수용부(122) 외측의 모든 면은 상기 용기본체(110)와 상기 덮개(150) 내부에 격납된 납차폐체(124,152)에 의하여 외부와 격리되어 있고, 상기 용기본체(110)에 격납된 납차폐체(124)의 외측으로는 빈 공간이 마련되어 공기층이 형성된 구조인 것이다.The
여기에서 상기 공기층, 즉 다시 말하면 제2 공간(120)의 반경 방향의 두께가 적어도 20mm 를 유지하도록 하여, 충분한 단열효과를 가져오도록 하여야 한다.In this case, the air layer, that is, the thickness of the
다음으로 상부/하부 충격완충체(200,300)에 설명한다. 다만 상부/하부 충격완충체(200,300)의 구조는 동일하므로, 편의상 상부 충격완충체(200)의 구조를 기준으로 하여 상세히 설명하기로 한다.Next, the upper /
상부 충격완충체(200)는 원기둥체 형상을 가지는데, 원형의 상하면 중 일면에는 그 중심과 동심을 이루도록 오목하게 단차진 원형의 결합부(210)가 형성되어 있다. 따라서 상기 결합부(210)에 상기 운반용기(100) 상부가 삽입되면 상기 운반용기(100)의 상면 및 이에 인접한 측면의 일부를 감싸게 된다. 그리고, 상부 충격완충체(200) 중 상기 운반용기(100)의 상면과 마주보는 부분의 공간 안에는 완충재(212)가 격납되고, 나머지 부분, 즉 상기 운반용기(100)의 측면과 마주보는 부분의 공간 안에는 공기층(214)이 형성되어 있다.The
하부 충격완충체(300)는 상기 상부 충격완충체(200)와 동일한 구조를 가지는데, 그 결합부(310)에는 상기 운반용기(100) 하부가 삽입된다. 따라서 하부 충격완충체(300) 역시 상기 운반용기(100)의 하면 및 이에 인접한 측면의 일부를 감싸게 된다.The
본 실시예에서는 상부/하부 충격완충체(200,300)에 격납된 완충재(212,312)로 발사(balsa) 나무를 사용하였다. 발사 나무는 벽오동과 나무로서, 1년에 4m 내 외씩 자라기 때문에 비중이 0.2로서 매우 가볍고 완충효과가 뛰어나다. 물론 완충재(212,312)의 재료는 발사 나무에 한정되지는 않으며 충격을 흡수하는 성질을 가진 재료, 예를 들면 폴리우레탄을 사용하는 것도 가능한데, 되도록이면 경량의 재료를 사용하는 것이 추천된다.In this embodiment, balsa wood was used as the
한편 본 발명의 실시예에서는, 상기 용기본체(110)의 제2 공간(120), 즉 공기층에는 반경 방향을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 지지 브라켓(126)이 구비된다. 상기 지지 브라켓(126)은 충격흡수 기능을 부가하기 위하여 추가되는 것이다. 이때 상기 지지 브라켓(126)에는 다수의 관통 구멍(128)이 형성되는데, 이는 지지 브라켓(126)의 탄성 특성을 증대시켜 완충 효과를 향상시키기 위한 것이다. 상기 관통 구멍(128)의 직경은 5∼30mm 의 범위를 가지는 것이 바람직하고, 본 실시예에서 상기 지지 브라켓(126)의 재질은 강철로 이루어진다. 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지지 브라켓(126)은 제2 공간(120) 상에 다수개가 등각도를 이루도록 배치되는 것이 좋다. 다만 지지 브라켓(126)의 갯수가 너무 많아지면 단열기능을 수행할 공기층의 부피는 작아지고 용기본체(110)의 무게는 무거워질 수 있으므로, 적절한 갯수를 설치하여야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 8 개의 지지 브라켓(126)을 등각도로 설치하였다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, at least one
이와 마찬가지로, 상부/하부 충격완충체(200,300)의 공기층이 형성된 측면 공간에도 그 반경 방향을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 지지 브라켓(216,316)이 구비될 수 있다. 상기 상부/하부 충격완충체(200,300)의 지지 브라켓(216,316) 역시 용기본체(110)에 구비된 관통 구멍(128)과 동일한 구성을 가지고 그 재질 역시 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Similarly, at least one or
그리고 상기 운반용기(100) 상하면의 원형 모서리는 둥글게 형성하여 상부/하부 충격완충체(200,300)와의 결합이 용이하도록 하는 것이 좋다. 아울러 상기 상부/하부 충격완충체(200,300)의 외측의 모서리도 둥글게 형성하는게 바람직한데, 이는 모서리 낙하시의 충격흡수 효과를 높일 수 있기 때문이다.In addition, the upper and lower circular edges of the upper and
또한, 운반용기(100)와 상부/하부 충격완충체(200,300)가 결합된 상태를 기준으로 할 때, 외측으로 노출된 상기 상부/하부 충격완충체(200,300)의 원형의 외면에 그 중심과 동심을 이루는 원형의 함입부(226,326)를 형성하면, 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기(1000)가 바닥에 닿는 면적이 줄어 들어 오염 확산을 감소시킬 수 있다는 점에서 유리하다.In addition, when the
한편 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기(1000)는, 상기 용기본체(100) 외주면의 상하부에 관통된 홀(132)이 형성된 링 플레이트(130)가 각각 구비되고, 상기 상부/하부 충격완충체(200,300)의 결합부(210,310)의 외측으로는 원주 방향을 따라 1차 볼트(220,320)가 돌출 배치된다. 이와 같은 구성에 의하면, 돌출배치된 1차 볼트(220,320)가 가이드 핀 역할을 하여, 상기 링 플레이트(130)에 뚫려 있는 홀(132)에 상기 1차 볼트(220,320)가 용이하게 삽입될 수 있다. 따라서 본 발명은 운반용기(100)와 상부/하부 충격완충체(200,300)를 체결하는데 있어, 이들을 수평 또는 수직 상태에서 정확히 정렬하는 사전 작업이 필요 없다. 상기 링 플레이트(130)의 홀(132)에 삽입되어 돌출된 1차 볼트(220,320)에 너트(222,322)를 끼워 체결하면, 운반용기(100)와 상부/하부 충격완충체(200,300)의 결합이 간단하게 완료된다. 도 6은 이와 같은 링 플레이트(130)와 1차 볼트(220,320)를 통한 운반용기(100)와 상부/하부 충격완충체(200,300)의 결합을 보여준다. 본 실시예에서는 상기 1차 볼트(220,320)와 이에 대응하는 링 플레이트(130)의 홀(132)을, 원주를 따라 등간격으로 네 개 정도, 즉 90°원주각을 이루도록 네 개를 배치하였다.On the other hand, the radioactive
또한 상기 운반용기(100)의 상하면이 상부/하부 충격완충체(200,300)를 관통하는 2차 볼트(224,324)에 의하여 나사결합되면, 운반용기(100)와 상부/하부 충격완충체(200,300)의 결합은 더욱 견고해진다.In addition, when the upper and lower surfaces of the
이상 본 발명을 특정의 실시형태와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의하여 나타난 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been illustrated and described in connection with specific embodiments, it will be understood that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone who owns it can easily find out.
도 1은 1차용기와 2차용기의 분리형 구조로 설계된 F-327/F-112 운반용기의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of a F-327 / F-112 transport container designed as a detachable structure of a primary container and a secondary container.
도 2는 가압수형 원자로의 사용후핵연료집합체 네 다발을 운반하는 KSC-4 수송용기의 분해사시도.2 is an exploded perspective view of a KSC-4 transport container carrying four bundles of spent fuel assembly of a pressurized water reactor;
도 3은 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기의 사시도.Figure 3 is a perspective view of the radioactive material transport container according to the present invention.
도 4는 도 3의 "A-A" 선을 따라 절개한 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line “A-A” of FIG. 3.
도 5는 도 3의 "B-B" 선을 따라 절개한 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line “B-B” of FIG. 3.
도 6은 본 발명에 따른 방사성물질 운반용기의 조립과정을 보여주는 단면도.Figure 6 is a cross-sectional view showing the assembly process of the radioactive material transport container according to the present invention.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
1000: 방사성물질 운반용기1000: radioactive material container
100: 운반용기 110: 용기본체100: container 110: container body
112: 내부쉘 114: 외부쉘112: inner shell 114: outer shell
116: 중간쉘 118: 제1 공간116: middle shell 118: first space
120: 제2 공간(공기층) 122: 수용부120: second space (air layer) 122: accommodating part
124: 납차폐체 126: 지지 브라켓124: lead shield 126: support bracket
128: 관통 구멍 130: 링 플레이트128: through hole 130: ring plate
132: 홀 134: 바이톤 오링132: Hall 134: Viton O-Ring
150: 덮개 152: 납차폐체150: cover 152: lead shield
200: 상부 충격완충체 300: 하부 충격완충체200: upper shock absorber 300: lower shock buffer
210,310: 결합부 212,312: 완충재210,310: coupling portion 212,312: cushioning material
214,314: 공기층 216,316: 지지 브라켓214,314: Air layer 216,316: Support bracket
218,318: 관통 구멍 220,320: 1차 볼트218,318 through-hole 220,320 primary bolt
222,322: 너트 224,324: 2차 볼트222,322 Nut 224,324 Secondary bolt
226,326: 합입부226,326: inlet
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