KR102089643B1 - 충격 흡수 커버를 부착하기 위한 개선된 수단을 포함하는, 방사성 물질의 운송 및/또는 저장을 위한 포장용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사성 물질을 운송 및/또는 저장하기 위한 포장용기에 관한 것인바, 상기 포장용기는 길이방향을 따라 연장되는 포장용기 몸체를 포함하며, 상기 포장용기는 상기 포장용기 몸체의 길이방향으로 대향되는 두 단부들 모두 중의 하나 상에 장착되는 적어도 하나의 충격 흡수 커버를 더 포함하고, 상기 흡수 커버는 상기 포장용기 몸체 상의 부착부들을 포함하고, 각각의 부착부는 상기 포장용기 몸체 안에 나사 연결 요소가 통과하는 빈 구멍을 한정한다.
본 발명에 따르면, 상기 부착부는, 상기 나사 연결 요소와 상기 빈 구멍 사이의 접촉 변형으로 이어지는 상기 흡수 커버 상의 외부 편향의 경우에, 유연하게 변형되도록 설계된 변형가능 구역을 구비한다.

Description

충격 흡수 커버를 부착하기 위한 개선된 수단을 포함하는, 방사성 물질의 운송 및/또는 저장을 위한 포장용기{Packaging for transporting and/or storing radioactive materials, including improved means for attaching a shock-absorbing cover}

본 발명은 방사성 물질, 바람직하게는 방사선 조사된 핵연료 조립체들, 또는 심지어 유리화된 폐기물(vitrified wastes)과 같은 방사선 조사된 연료들을 운송 및/또는 저장하기 위한 포장용기(packaging)의 기술분야에 관한 것이다.

종래에는, 방사성 물질을 운송 및/또는 저장하기 위하여, 저장 "바스켓들(baskets)" 또는 "랙들(racks)"이라고도 불리는 저장 장치들이 이용되었다. 이 저장 장치들은 보통은, 방사성 물질을 수용할 수 있는 원통형 및 실질적으로 원형 또는 다각형인 단면을 가지며, 방사성 물질을 받아들일 수 있다. 상기 저장 장치는, 방사성 물질이 내부에 완벽하게 갇히는, 방사성 물질의 운송 및/또는 저장을 위한 컨테이너를 함께 형성하게끔 포장용기의 공동 내에 수납(accomodate)되도록 의도된다.

일반적으로, 전술한 공동은 상기 포장용기의 길이방향 축을 따라 연장되는 측체(side body), 또한 포장용기 바닥(packaging bottom), 및 상기 길이방향을 따라 상기 몸체의 반대쪽 단부들에서 배치되는 뚜껑(lid)을 포함하는 포장용기 몸체(packaging body)에 의해 한정된다. 상기 측체는, 열전도 수단 및 방사 보호 수단이 갖춰진(fitted) 하나 이상의 동심의 금속 페룰(concentric metal ferrules)을 포함한다. 상기 방사 보호 수단은 상기 공동 내에 수납되는 방사성 물질에 의해 방사(emit)되는 중성자들에 대한 배리어를 형성하도록 제공되는 반면에, 상기 열전도 수단은 상기 방사성 물질에 의해 방출되는 열이 상기 컨테이너의 외측을 향하여 전도될 수 있게 하는바, 이는 이 재료들의 열화, 상기 포장용기의 구조적 요소들의 구성 재료들 또는 그것들의 결합(용접, 나사)의 기계적 속성들의 변화, 또는 심지어 상기 공동 내의 비정상적 압력 상승을 야기할 개연성이 있는 임의의 가열 위험(heating risk)을 회피하기 위함이다.

상기 포장용기는, 상기 포장용기 몸체의 대향되는 단부들에 부착되는 충격 흡수 커버들도 포함하는바, 상기 충격 흡수 커버들의 기능은, 특히 낙하의 경우에서조차도 방사성 물질의 상기 공동 내에서의 구속을 유지하도록 상기 포장용기의 바닥 및 뚜껑을 보호하는 것이다.

상기 흡수 커버들을 상기 포장용기 몸체 상에 장착하기 위하여 일반적으로 부착 나사들(attaching screws)과 같은 나사 연결 요소들(screwed elements)이 제공되는바, 상기 부착 나사들 각각은 상기 커버 안에 일체화된 부착부(attaching portion)의 빈 구멍(clearing hole)을 통과하여 상기 포장용기 몸체와 직접 접촉하며, 각각의 나사는 상기 포장용기 몸체의 길이방향에 평행하게 배치됨으로써 상기 포장용기 몸체에 대응되는 구멍 안에서 나사 연결(screwed)된다.

운송 사고 조건을 대표하는 자유 낙하 테스트 중에, 상기 포장용기의 흡수 커버들은 횡단면(transverse plane) 내에서 변형 및/또는 편이(shift)될 수 있다. 보통은 상기 나사들이 충격들로부터 보호되지만, 상기 충격 흡수 커버가 이탈(eject)되는 결과가 있을 수 있는, 하나 이상의 부착 나사들의 전단 파괴 위험이 있다. 이 위험에는 매우 큰 문제가 있는데, 왜냐하면 상기 커버가 이탈되는 경우에 상기 포장용기는, 다른 규제 사항들(regulatory requirements)을 만족시키는 데 있어서 큰 어려움을 겪을 수 있기 때문인바, 상기 다른 규제 사항들은 예컨대 상기 뚜껑의 밀봉 손실로 이어질 수 있는 펀치 바(punch bar) 상의 강하, 또는 심지어 만족되기 위하여 보통은 내화성 수단이 갖춰진 흡수 커버들을 존재를 요구하는 내화 테스트와 같은 것이다.

이 문제를 풀기 위하여 각각의 부착 나사와 그것의 빈 구멍 사이의 간극을 증가시키는 것이 고려되었으며, 그럼으로써 낙하의 경우에 상기 나사가 전단됨 없이 상기 커버의 변형이 이 간극을 메운다.

그러나 이 해결법에는 여러 단점들이 있다. 제1 단점은, 상기 커버의 복잡한 변형/편이에 있으며, 따라서 그것을 모델링하는 데 있어서의 어려움에 있다. 결과적으로, 상기 포장용기의 상기 커버 상의 낙하의 경우에 상기 부착 나사가 전단되지 않는 것을 보장하도록 상기 간극의 크기를 정하는 것이 어렵다.

게다가, 이와 같이 크기가 정해진 간극은 종종 매우 높은바, 빈 구멍의 직경보다 작은 직경을 가지는 나사 머리(screw head)로 귀결된다. 그렇다면, 조립체 내의 굽힘 응력에 고도로 노출되는, 더 이상 나사 조임의 통상적인 표준을 준수하지 않는 스러스트 와셔(thrust washer)를 이용할 필요가 있다. 커버 이탈 위험을 제한하도록 나사 머리들의 직경을 증가시키는 것 또는 나사들의 개수를 증배(multiply)하는 것을 겨냥한 해결법들이 고려될 수 있으나, 그것들은 상기 포장용기의 전체 중량에 직접적인 영향을 미치며, 게다가 치수 상의 문제점을 초래할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 선행 기술 성과들(prior art achievements)에 관한 위에서 언급한 단점들을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다.

그렇게 하도록, 본 발명의 목적은 방사성 물질을 운송 및/또는 저장하기 위한 포장용기인바, 상기 포장용기는 길이방향을 따라 연장되는 포장용기 몸체를 포함하며, 상기 포장용기는 상기 포장용기 몸체의 길이방향으로 대향되는 두 단부들 모두 중의 하나 상에 개별적으로 장착되는 적어도 하나의 충격 흡수 커버를 포함하고, 상기 흡수 커버는 상기 포장용기 몸체 상의 부착부들(attaching portions)을 포함하고, 각각의 부착부는 상기 포장용기 몸체 안에 나사 연결 요소(screwed element)가 통과하는 빈 구멍(clearing hole)을 한정한다.

본 발명에 따르면, 상기 부착부들 중 적어도 하나는, 상기 나사 연결 요소와 상기 빈 구멍 사이의 접촉 변형(contact strain)으로 이어지는 상기 흡수 커버 상의 외부 편향(outer bias)의 경우에, 소성 변형(plastically deform)되도록 설계된 변형가능 구역(deformable area)을 구비한다.

소성 변형이 나사 전단에 대하여 우선하는 그러한 구역을 제공함으로써, 본 발명은 상기 포장용기의 낙하의 경우에 상기 빈 구멍들의 직경을 반드시 너무 크게 할 필요 없이 흡수 커버들이 이탈되는 위험을 현저히 제한하는 해결법에 기여한다는 점에서 주목할 만하다. 따라서 통상적인 조임 표준에 따른 조립체들이 만들어질 수 있다.

본 발명은, 적어도 하나의 성분(component)이 상기 포장용기의 횡단면 내에 배치되는 상기 흡수 커버들 중 하나 상에 외부 편향을 야기하는 이 포장용기의 낙하의 경우에, 흡수 커버들이 이탈되는 위험의 문제에 대한 독창적(original)이고 만족할 만한 답도 제공한다.

사실 이 횡방향 성분이 상기 나사 연결 요소 상 빈 구멍의 내부 표면의 지탱(bearing)으로 이어지는 상기 커버의 변형 및/또는 편이를 생성한다면, 상기 변형가능 구역이 이 지탱에 따라 소성 변형되도록 제공되며, 그 다음 상기 나사 연결 요소가 이 소성 변형 동안에 적어도 접촉 변형의 특정 세기 범위에서 전단 파괴를 견뎌낸다.

바람직하게, 상기 나사는 상기 전단 파괴를 견디는바, 그 전단 파괴는 규제 낙하 테스트, 특히 9미터 자유 낙하 동안에 겪는 최대값에 해당되는 접촉 변형의 세기값에 이른다. 이 점에서, 소성 변형 동안 상기 나사의 전단을 회피하기 위한 접촉 변형의 허용가능 세기를 만들도록 설계되는 것은 본질적으로 상기 변형가능 구역이라는 점이 주목된다.

바람직하게, 상기 부착부들 각각은 본 발명에 특유한 해법에 맞춰진다. 이는 상기 흡수 커버의 충격 구역(impact area)이 무엇이든 위에서 언급된 장점들로부터 혜택을 얻을 수 있게 한다. 게다가 상기 커버의 변형이 상기 충격 구역 너머로 잘 퍼질 수 있다는 점을 고려하면, 이 구역으로부터 떨어져 배치된 나사 연결 요소들도 가능한 전단 파괴로부터 보호된다. 특히 이 경우는, 충격의 경우에 상기 충격으로부터 떨어져 배치된 나사 연결 요소들이 타원형 방식(oval manner)으로 변형됨으로써 상기 충격 구역의 정반대(diametrically opposite)에 배치된 나사 연결 요소들까지 편향될 개연성이 있는 링(ring) 상에 상기 부착부들이 배치되는 때에 경험된다.

표지(indication)로써, 상기 커버의 변형/편이 후 상기 나사 연결 요소 상의 빈 구멍의 지탱(bearing)으로 이어지는 상기 횡단면 내의 성분은 방사상(radial)일 수 있는바, 특히 상기 커버가 상기 포장용기의 길이방향 축 상에 중심을 둔 외부 회전면(outer surface of revolution)을 가지는 때에 그러하다. "방사상"은 여기에서 상기 포장용기의 길이방향 축과 길이방향으로 배향된 상기 나사 연결 요소의 축 사이에 한정되는 상기 횡단면의 방향을 의미한다. 물론 상기 커버의 형상 및 상기 충격의 성질(nature)의 함수로서 상기 횡단면 내의 상기 외부 편향의 성분은 임의의 다른 방향을 취할 수 있다.

바람직하게, 상기 변형가능 구역은 상기 나사 연결 요소 둘레에 각진 섹터(angular sector) 상에서 연장되며, 이 각진 섹터의 적어도 일부(part)는 상기 커버의 외측을 향하여 배향된다. 상기 변형가능 구역을 이 방식으로 배향함으로써 상기 커버에 가해지는 외부 편향들의 경우에 상기 변형가능 구역은 최선의 대응(best answer)을 할 수 있다. 이 점에서 상기 각진 섹터는 바람직하게 상기 길이방향 축 및 상기 나사 연결 요소의 축을 통과하는 반경방향 상에 중심을 둔다. 게다가 상기 섹터는 적합하다고 간주되는 임의의 각도 상에서 360°에 이르기까지 연장될 수 있다. 마지막으로 상기 변형가능 구역이 반드시 원형 형상을 가질 필요는 없으며 예를 들어 재료 리가먼트 하면(beneath)의 올곧은 슬릿이 선택될 수 있는바, 상기 슬릿의 두 단부들 모두 이 경우에 상기 각진 섹터의 범위를 한정한다.

바람직하게 상기 변형가능 구역은 상기 각진 섹터 상에서 서로로부터 각지게 이격되는 여러 요소들을 구비한다. 또한 상기 이격된 요소들 사이의 갭들(gaps)은 빈 공간들을 형성하고, 그 빈 공간들 내에 상기 변형가능 구역들이 소성 변형될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 변형가능 구역은, 상기 나사 연결 요소의 방향을 따라 상기 빈 구멍의 높이보다 작은 두께 상에 연장된다.

그 후 상기 리가먼트가 360° 상에서 연장되는 때에 상기 변형가능 구역은 슬릿(slit) 또는 홈(groove)과 같은 높이에 배치되는 재료 리가먼트(ligament of material)의 형상을 취한다.

이 경우에 상기 슬릿 또는 홈은, 상기 빈 구멍이 열리는 표면과 동일한 표면 상으로 열린다. 여기에서 또한 상기 슬릿/홈은 빈 공간을 형성하는바, 그 빈 공간 내로 상기 변형가능 구역이 소성 변형될 수 있다.

바람직하게 상기 재료 리가먼트는 환형이며, 상기 빈 구멍을 한정하는 재킷(jacket)을 내부적으로 보유(carry)하는바, 상기 리가먼트와 상기 재킷 사이의 연결은 상기 재킷의 대향되는 두 단부들 모두 중 하나에서 또는 이 두 단부들 모두의 사이에서 이루어질 수 있다.

바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 상기 변형가능 구역은 상기 나사 연결 요소의 방향으로 반경방향 내향으로 돌출되는 부분(part)이며 상기 돌출되는 부분은 상기 빈 구멍을 부분적으로 한정한다. 여기에서 바람직하게 상기 빈 구멍은 상기 길이방향을 따라 상기 돌출되는 부분 사이 어깨부(shoulder)에 의해 분리되는 적어도 2개의 부분들에 의해 한정된다.

바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 부착부는, 상기 부착부의 대향되는 두 표면들 모두 중의 하나 상으로 열리는 슬릿 또는 홈, 및 두 표면들 모두 중의 다른 하나 안으로 열리는 리세스(recess)를 포함하며, 상기 슬릿/홈 및 상기 리세스는 그것들 사이에 재료 리가먼트를 한정하는바, 상기 재료 리가먼트는, 상기 나사 연결 요소의 방향으로 반경방향 내향으로 돌출되고 부분적으로 상기 빈 구멍을 한정하는 부분을 상기 부착부의 외부 부분에 연결하고 상기 변형 구역은 상기 재료 리가먼트에 의해 형성된다. 여기에서 상기 슬릿/홈 및 상기 리세스는 빈 공간들을 형성하는바, 상기 빈 공간들 내에서 상기 리가먼트가 소성 변형될 수 있다.

고려되는 실시예가 무엇이든, 상기 나사 연결 요소는 바람직하게 상기 빈 구멍의 직경보다 큰 직경을 가지는 베어링 헤드(bearing head)를 구비한다. 이는 종래의 조임 표준들에 따른 조립이 수행될 수 있게 한다. 동일한 이유로 바람직하게 상기 변형가능 구역은 상기 나사 연결 요소를 조이는 때에 소성 변형되지 않도록 설계된다.

상기 부착부는 바람직하게 상기 흡수 커버의 바닥과 일체로 된다. 그것은 이 커버의 바닥판(bottom plate)과 일단편(one piece)으로 만들어질 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 상기 포장용기의 길이방향 축 상에 중심을 둔 동일 링 상에 모든 상기 부착부들이 배치될 수 있다. 그렇다면 상기 링을 기계가공함에 의해 얻음으로써 상기 부착부들은 이 링과 일체로 될 수 있다. 대안으로서, 상기 부착부들은 예를 들어 나사 연결 또는 용접을 통하여 상기 링에 부착되는 독립적 요소들(independent elements)일 수 있다. 후자의 경우에 상기 부착부들은 상기 링의 재료와 상이한 재료로, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금들 중 하나로 만들어질 수 있다.

대안으로서, 상기 부착부는 상기 흡수 커버의 측 플랜지(side flange) 상에 배치되고 상기 플랜지는 반경방향 내향 또는 외향으로 돌출된다.

마지막으로, 상기 포장용기 몸체는 뚜껑, 상기 길이방향을 따라 상기 뚜껑으로부터 이격된 바닥(bottom), 및 상기 바닥 및 상기 뚜껑을 연결하는 포장용기 측체을 포함하며, 상기 나사 연결 요소들은 상기 포장용기 몸체의 이 3개의 요소들 중 임의의 것 상에 조립될 수 있다는 점이 주목된다.

본 발명의 다른 장점들 및 특성들은 하기의 비한정적인 상세한 설명을 읽을 때에 나타날 것이다.

이 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 이루어지는바, 상기 첨부된 도면들 중에서;
- 도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 핵연료의 방사선 조사된 조립체들을 운반 및/또는 저장하기 위한 포장용기의 사시도가 도시되며;
- 도 2에는 도 1의 평면(P)을 따라 취한 횡방향 단면도가 도시되며;
- 도 3에는 도 1에 도시된 포장용기에 갖춰진 충격 흡수 커버의 부분의 길이방향 확대 단면도가 도시되며;
- 도 4에는 도 3에 도시된 상기 흡수 커버의 바닥의 부분의 사시도가 도시되며;
- 도 5에는 부착 나사와 협업(cooperating)하는 부착부가 일체화된, 전기한 도면에 도시된 바닥(bottom)의 확대 사시도가 도시되며;
- 도 6에는 도 5의 평면(P’)을 따라 취한 단면도가 도시되며;
- 도 6a에는 대안적인 실시예에 따른 도 6 중 하나와 유사한 도면이 도시되며;
- 도 7에는 상기 포장용기의 상부 흡수 커버 상에 낙하하는 상기 포장용기의 부분 사시도가 도시되며;
- 도 8은 조립체가 도 7에 도식화된 낙하에 뒤따라 얻어지는 변형된 구성으로 되는 도 6 중 하나와 유사한 도면이며;
- 도 9에는 대안적인 다른 일 실시예에 따른, 도 5와 유사한 도면이 도시되며;
- 도 9a는 상기 조립체가 도 7에 도식화된 낙하에 뒤따라 얻어지는 변형된 구성으로 되는 도 9에 도시된 부착부의 상면도이며;
- 도 10에는 대안적인 또 다른 일 실시예에 따른, 도 5 중 하나와 유사한 도면이 도시되며;
- 도 11 및 12에는, 상기 부착부들이 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르는, 도 6 및 8의 도면들과 유사한 도면들이 각각 도시되며;
- 도 13 및 14에는, 상기 부착부들이 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르는, 도 6 및 8의 도면들과 유사한 도면들이 각각 도시된다.

첫째, 도 1 및 2를 참조하면 핵연료의 방사선 조사된 조립체들을 운반 및/또는 저장하기 위한 포장용기가 도시된다.

본 발명의 목적인 상기 포장용기(2)는 수납 공동(4)을 한정하는바, 연료 조립체들을 수용하도록 의도되는 저장 바스켓이라고도 불리는 저장 장치(미도시)가 상기 수납 공동(4)의 내측에 놓인다. 그 세트는 핵연료의 방사선 조사된 조립체들을 운반 및/또는 저장하기 위한 컨테이너를 형성한다.

상기 포장용기(1)는 길이방향 축(6)을 가진다. 본 설명에 걸쳐, "길이방향의"이라는 용어는 상기 길이방향 축(6)에, 그리고 상기 포장용기의 길이방향에 평행한 것으로 이해되어야만 한다. 또한 "횡방향의"라는 용어는 상기 축(6)에 직교하는 것으로 이해되어야만 한다.

상기 포장용기(2)는, 상기 공동(4)을 한정하고 바닥(9)이 제공되는 포장용기 몸체(8)를 구비하는바, 상기 바닥(9) 상에 상기 저장 장치가 수직 위치(vertical position)로 놓이도록 의도되며, 뚜껑(11)은 상기 포장용기의 대향되는 길이방향 단부에 배치되고, 측체(10)는 상기 길이방향 축(6)을 따라 그 둘레에, 즉 상기 포장용기의 길이방향을 따라 연장된다. 따라서 상기 상기 바닥 및 상기 뚜껑은 상기 측체(10)의 길이방향 단부들에 배치된다.

상기 바닥(9)은 상기 측체(10)의 부분과 일단편으로 만들어질 수 있는 반면, 상기 뚜껑(11)은 상기 측체(10)의 개구를 해제/밀봉할 수 있도록 성질상(by nature) 제거가능한바, 상기 개구를 통하여 상기 바스켓이 도입/추출되도록 의도된다.

이에 따라 상기 측체(10)는, 실질적으로 원통형 형상 및 원형 단면을 가지는 내부 측표면(side inner surface; 12) 덕분에, 상기 수납 공동(4), 및 상기 축(6)과 병합된 축을 한정하는 것이다.

이 바람직한 실시예에서 첫째로 상기 측체(10)는 상기 길이방향 축(6) 상에 중심을 둔 금속 벽/페룰(14)를 구비한다. 외부적으로 상기 페룰(14)은 상기 저장 장치들 내에 수납되는 연료 조립체들에 의해서 방사되는 중성자들에 대한 배리어를 형성하도록 설계되는 중성자 보호 수단(18) 및 핀-형상의(fin-shaped) 열전도 수단(16)을 보유한다.

상기 포장용기 몸체의 길이방향 단부들에 가까이, 상기 포장용기의 몸체에 상기 축(6) 상에 중심을 둔 충격 보호 링들(20)이 갖춰진다.

게다가 상기 포장용기(1)는 대향되는 길이방향 두 단부들 모두 상에 개별적으로 장착된 2개의 충격 흡수 커버들(22)을 포함하는바, 상기 2개의 충격 흡수 커버들(22)은 각각의 커버의 주변부(periphery)에 가까이 배치된 길이방향으로 배향된 부착 나사들(24)을 이용하여 상기 포장용기 몸체(8)에 부착된다.

도 3에는 상기 뚜껑을 덮는 상부 커버(22)의 부분이 도시된다. 여기에서 예를 들어 개수상으로 4 내지 12개이고 원주 방향으로 분배(distribute)된 상기 나사들(24)은 상기 뚜껑(11)의 나사산 포트(threaded ports; 26) 안에 직접적으로 나사 연결된다. 대안으로서, 이 나사들은 본 발명의 범위로부터 이탈됨 없이 상기 측체(10)의 페룰(14) 상에 부착될 수 있다.

이제 도 3 내지 6을 참조하면, 상기 뚜껑(11) 상에 상기 커버(22)를 부착하도록 구현되는 수단이 이제 더 자세히 설명될 것이다. 이 점에서, 아래 설명은 상기 뚜껑 상의 상기 커버의 부착과 관련된다는 점, 그러나 상기 바닥 또는 상기 측체 상에 상기 하부 커버를 부착시키는 데에 동일 원리가 적용될 수 있다는 점이 주목된다.

도 3 내지 6에 도시된 바람직한 실시예에서 상기 커버(22)를 부착함은, 상기 뚜껑의 상부 표면에 면하여 배치되는 상기 커버의 바닥(28)을 통하여 수행된다. 상기 바닥은 일단편으로 만들어질 수 있거나, 또는 서로 조립되는 여러 요소들 덕분에 얻어질 수 있다. 후자의 경우가 도면들에서 도시되었는바, 여기에서 상기 바닥(28)은, 상기 축(6) 상에 중심을 둔 원반-형상 중심판(disk-shaped central plate; 30), 상기 원반 둘레에 배치된 부착 링(32), 및 상기 부착 링(32) 둘레에 배치된 다른 주변 링(peripheral ring; 34)을 구비한다. 바람직하게 이 요소들(30, 32, 34)은 상기 뚜껑(11)의 상부 표면을 면하는 바닥을 형성하기 위하여 서로 용접된다.

도 3에서 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 바닥(28)은 예를 들어 나무로 만들어진 충격 흡수층(40)을 지지한다.

바람직하게 강철로 만들어진 링(32)에는, 원주 방향을 따라 뒤이어지는 복수개의 부착부들(44)이 갖춰진다. 따라서 도 4 내지 6에 도시된 이 부착부들(44) 각각은, 각각의 부착부(44)에 결부된 나사(24)의 축(50) 상에 중심을 둔, 상기 링(32)의 각진 섹터로 만들어진다.

각각의 부착부(44)는 상기 링(32)의 두께에 걸쳐 상기 축(50) 둘레에 연장되고 그 중심에 보어(bore)를 한정하는 외부 부분(52)을 포함하는바, 상기 보어는 상기 축(50) 상에 중심을 둔 환형의 재료 리가먼트(54)를 보유한다. 여기에서 상기 리가먼트(54)는 상기 보어의 상단 단부(top end)에 배치되며, 상기 리가먼트의 상부 표면은 상기 링(32)의 상부 표면과 연속되게 배치된다. 상기 보어로부터 반경방향 내향으로 돌출되는 상기 리가먼트(54)는 상기 링의 두께의 부분(part) 상에서만 연장되며, 그 두께 비율(thickness ratio)은 바람직하게 5 내지 35 사이이다.

상기 리가먼트(54)는, 상기 축(50) 상에 중심을 두고 상기 나사(24)의 빈 구멍(58)을 내부적으로 한정하는 재킷(56)을 내부적으로 보유한다. 상기 리가먼트(54)는 또한 상기 재킷의 상단 단부에 배치되며, 상기 리가먼트의 상부 표면은 이에 따라 이 재킷(56)의 상부 표면과 연속되게 배치되는바, 이는 상기 링(32)의 두께와 동일한 두께 상에서 연장된다.

따라서 상기 리가먼트(54)는 홈(60)과 같은 높이에 배치되며, 상기 홈(60)은 상기 재킷(56)의 외부 표면과 상기 보어 사이의 리가먼트 아래에 형성된다. 상기 축(50) 상에 중심을 둔 홈(60)은, 상기 빈 구멍(58)이 그 안으로 열리는 표면과 동일한 표면 상의 하부 부분을 향하여 열리는바, 여기에서 이 홈은 상기 링(32)의 하부 표면 상의 간단한 환형 기계가공을 통하여 얻어질 수 있다. 대안으로서 도 6a에, 상기 리가먼트(54)가 상기 링(32)의 두께의 방향을 따라 상기 보어 내에 중심을 두고 배치되는 다른 일 구성이 도시되는바, 이에 따라 상기 리가먼트는 상기 재킷(56)을 중간(middle)에 보유한다. 이 경우에 하부 홈(60) 및 상부 홈(60’)은 이 리가먼트(54)의 양측에 놓인다.

도 6의 실시예로 돌아가면, 그 베어링 헤드(64)가 이 빈 구멍(58)의 직경보다 큰 직경을 가지는 나사(24)가 그 구멍(58)을 통과하는바, 여기에서 와셔(66)가 두 요소들 모두의 사이에 개재될 수 있다. 또한, 나사(24) 조이기는, 상기 와셔가 굽힘 응력에 너무 많이 노출되지 않은 채, 표준 관행(standard practice)에 따라 수행될 수 있다.

본 발명의 특성들 중 하나는 상기 재료 리가먼트(54)가 상기 부착부(44)의 변형가능 구역을 형성한다는 사실에 있다. 이 구역(54)은, 상기 흡수 커버(22) 상에 발생되는 외부 편향의 경우에, 예를 들어 상기 나사(24)와 상기 빈 구멍(58)의 내부 표면 사이의 접촉 변형으로 이어지는 규제 자유 낙하 테스트의 경우에, 이 구역(54)이 소성 변화되는 동시에 상기 나사(24)가 전단 파괴를 견뎌내도록 설계된다.

결과적으로 도 7에 도식화된 바와 같이 화살표(62)에 의해 표현되는 적어도 하나의 횡방향 성분으로써 상기 커버 상에 외부 편향을 야기하는, 상기 포장용기의 상기 커버(22) 상의 낙하의 경우에, 상기 커버(22)는 횡방향으로 변형 및/또는 편이되는 경향이 있으며, 여기에서 가능한 결과로서 만약 상기 편향이 충분히 높다면 상기 빈 구멍(58)의 내부 표면과 상기 나사(24) 샤프트 사이의 접촉 및 이에 따른 접촉 변형이 있을 수 있다.

그러한 조건들에서, 상기 리가먼트(54)에 의해 형성되는 상기 변형가능 구역의 소성 변형이 상기 나사(24)의 전단보다 우선순위를 가지도록 하는 설계가 제공된다. 결과적으로 충격 동안에 상기 리가먼트(54)는 상기 나사(24)에 의해 가해지는 접촉 변형의 효과 하에 소성 변형됨으로써 구겨지고(crushed) 상기 재킷(56)을 통과한다. 바람직하게 상기 구역(54)의 소성 변형 덕분에 상기 나사(24)는, 적어도 규제 낙하 테스트들, 특히 9미터 자유 낙하 동안에 겪는 최대값에 해당되는 접촉 변형의 세기값에 이르는 전단 파괴를 견딜 수 있다.

여기에서 상기 리가먼트(54)의 구김 변형(crush deformation)은 이 리가먼트의 상기 홈(60) 안으로의 길이방향 상향 확장에 의해, 그러나 주로 그것의 하향 확장에 의해 가능하게 되는바, 도 8에 도식화된 바와 같다. 도 6a의 경우에 이 길이방향 확장은 상향 및 하향으로 두 홈들(60, 60’) 모두의 안으로 수행된다.

그러나 상기 변형가능 구역은 상기 컨테이너의 정상 작동 조건에서, 특히 운반 또는 취급 작업 동안에 변형되지 않도록 충분히 강성이라는 점이 명시된다.

도 9에 도시된 대안적 실시예에서 상기 외부 부분(52)과 상기 재킷(56) 사이의 접합(junction)은, 상기 외부 부분(52)을 상기 재킷(56)에 연결하는 복수개의 가지 형상(branch shaped) 요소들(54’)을 드러내는 각지게 분배된 규칙적인 공간들을 갖는 갭들을 포함하는바, 이 가지들은 바람직하게 상기 재킷(56)의 높이에 걸쳐 연장된다. 따라서 이 가지들(54’)은 빈 공간들(68)에 의해 서로로부터 각지게 이격되는바, 그 빈 공간들(68)은 횡방향으로 연장되고, 낙하의 경우에 그 빈 공간들(68) 안에서 상기 가지들(54’)이 소성 변형되는바, 도 9a에서 이해될 수 있는 바와 같다.

도 10에는 상기 변형가능 구역이 360° 각진 섹터 상에서 연장되지 않고 더 작은 값 상에서 연장되는 대안적 실시예가 도시된다. 여기에서 예를 들어 90 내지 180° 사이의 상기 한정된 각진 섹터(70)는, 바람직하게 상기 포장용기의 길이방향 축 및 상기 나사(24)의 축(50)을 통과하는 반경방향(72) 상에 중심을 둠으로써 상기 포장용기의 외측을 향하여 배향된다. 이 위치선정은, 외부 편향이 상기 반경방향(72)을 따라 배향되는 횡방향 성분을 가지는 경우에 상기 변형가능 구역의 더 나은 대응(better answer)을 가능하게 한다.

이 한정된 각진 섹터 상에 상기 변형가능 구역은 도 6에서와 같이 연속적일 수 있거나, 또는 도 9에서와 같이 갭들을 가질 수 있다는 점이 지적된다.

이제 도 11 및 12를 참조하면, 바람직한 다른 일 실시예가 도시되는바, 여기에서 상기 변형가능 구역(54)은, 항상 상기 보어로부터 상기 나사(24)의 방향으로 반경방향 내향으로 돌출되는 환형 부분의 형상을 취하지만, 상기 돌출되는 환형 부분은, 상기 빈 구멍(58)을 부분적으로 한정하는 내부 표면을 가진다. 상기 축(50) 상에 중심을 둔 재료 리세스(material recess; 74)는 상기 링(32)의 하부 표면 상으로 열리고, 상기 변형가능 부분(54)의 내부 표면의 직경보다 큰 직경을 가진다. 결과적으로 여기에서 상기 빈 구멍(58)은 어깨부(76)에 의해 반경방향을 따라 분리된 2개의 부분들에 의해 형성된다. 상기 2개의 부분들은 돌출 부분(protruding part; 54) 및 상기 리세스(74)로부터 귀결되는 부분인바, 낙하의 경우에 상기 부분(54)은 상기 리세스(74)로부터 귀결되는 상기 부분 내에서 길이방향으로 연장됨으로써 소성 변형될 수 있는바, 도 12에서 도식화되는 바와 같다.

이제 도 13 및 14을 참조하면 바람직한 다른 일 실시예가 도시되며, 여기에서 전기한 실시예로부터 홈(78)이 더 만들어지는바, 상기 홈(78)은 상기 링(32)의 상부 표면 상으로 열리고 상기 축(50) 상에 중심을 두며, 이 홈(78)은 상기 리세스(74)에 대하여 반경방향 외향으로 연장된다.

상기 홈(78) 및 상기 리세스(74)는 그것들 사이에 소성 변형가능한 재료의 리가먼트(54)를 한정하는바, 상기 소성 변형가능한 재료의 리가먼트(54)는, 상기 빈 구멍(58)을 부분적으로 한정하는 반경방향 내향으로 돌출되는 부분(8)을 상기 부착부(44)의 외부 부분(52)에 연결한다.

낙하의 경우에 상기 리가먼트(54)의 확장은 여기에서 상기 홈(78) 및/또는 상기 리세스(74) 안에서 수행된다. 물론, 도 11 내지 14에 도시되는 실시예들은 한정된 각진 섹터 상에 변형가능한 리가먼트를 구비할 수도 있는바, 도 10에 묘사되는 바와 같다. 종합하면, 상기 포장용기의 충격시에 나사(24)의 전단 파괴를 방지하기 위하여, 부착부(44)에 소성 변형되도록 설계된 변형가능 구역(리가먼트)(54)이 구비되고, 변형가능 구역(54)에 인접해서는 빈 공간(60, 60', 68, 74, 78)이 구비됨으로써, 변형가능 구역(54)이 상기 빈 공간(60, 60', 68, 74, 78)에서 소성 변형될 수 있다.

물론 통상의 기술자는 오로지 비한정적 예시들로써 이제 막 설명된 본 발명에 다양한 변경을 가져올 수 있다.

Claims (11)

1. 방사성 물질을 운송 및/또는 저장하기 위한 포장용기(packaging; 1)로서, 상기 포장용기는 길이방향을 따라 연장되는 포장용기 몸체(8)를 포함하며, 상기 포장용기는 상기 포장용기 몸체의 길이방향으로 대향되는 두 단부들 모두 중의 하나 상에 장착되는 적어도 하나의 충격 흡수 커버(22)를 더 포함하고, 상기 흡수 커버는 상기 포장용기 몸체 상의 부착부들(attaching portions; 44)을 포함하고, 각각의 부착부는 상기 포장용기 몸체 안에 나사 연결 요소(screwed element; 24)가 통과하는 빈 구멍(clearing hole; 58)을 한정하며,
   상기 부착부들(44) 중 적어도 하나는, 상기 나사 연결 요소(24)와 상기 빈 구멍(58) 사이의 접촉 변형(contact strain)으로 이어지는 상기 흡수 커버(22) 상의 외부 편향(outer bias)의 경우에 상기 나사 연결 요소(24)의 전단 파괴를 방지하기 위하여 소성 변형(plastically deform)되도록 설계된 변형가능 구역(deformable area; 54)을 구비하고,
   상기 부착부들(44) 각각의 상기 변형가능 구역(54)에 인접하여 빈 공간(60, 60', 68, 74, 78)이 구비되어, 상기 포장용기의 충격시에 상기 변형가능 구역(54)은 상기 빈 공간(60, 60', 68, 74, 78)에서 소성 변형될 수 있는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 변형가능 구역(54)은 상기 나사 연결 요소(24) 둘레에 각진 섹터(angular sector; 70) 상에서 연장되며, 이 각진 섹터의 적어도 일부(part)는 상기 커버의 외측을 향하여 배향되는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
3. 제2항에 있어서, 상기 변형가능 구역(54)은, 상기 각진 섹터(70) 상에서 서로로부터 각지게 이격된(angularly spaced) 여러 요소들(54’)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형가능 구역(54)은, 상기 나사 연결 요소(24)의 방향을 따라 상기 빈 구멍(58)의 높이보다 작은 두께 상에 연장되는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
5. 제4항에 있어서, 상기 변형가능 구역은, 슬릿(slit) 또는 홈(groove)(60)과 같은 높이에 배치되는 재료 리가먼트(ligament of material; 54)의 형상을 취하는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
6. 제5항에 있어서, 상기 슬릿 또는 홈(60)은, 상기 빈 구멍(58)이 열리는 표면과 동일한 표면 상으로 열리는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
7. 제6항에 있어서, 상기 재료 리가먼트(54)는 환형이며, 상기 빈 구멍(58)을 한정하는 재킷(jacket; 56)을 내부적으로 보유(carry)하는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
8. 제4항에 있어서, 상기 변형가능 구역은 상기 나사 연결 요소(24)의 방향으로 반경방향 내향으로 돌출되는 부분(part; 54)이며 상기 돌출되는 부분(54)은 상기 빈 구멍(58)을 부분적으로 한정하는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사 연결 요소(54)는, 상기 빈 구멍(58)의 직경보다 큰 직경을 가지는 베어링 헤드(bearing head; 64)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부착부(44)는 상기 흡수 커버(22)의 바닥(28)과 일체로 된 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포장용기 몸체(8)는, 뚜껑(11), 상기 길이방향을 따라 상기 뚜껑으로부터 이격(remote)된 바닥(bottom; 9), 및 상기 바닥 및 상기 뚜껑을 연결하는 포장용기 측체(side body; 10)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방사성 물질 포장용기.

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