KR102534803B1 - 자연 대류에 의하여 패키지를 냉각하기 위한 공기를 안내하는 쉬라우드를 포함하는, 이송/저장 방사성 물질을 위한 패키지를 지지하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사성 물질 이송/저장 패키지(1)를 수평 자세로 지지하기 위한 지지 장치(3)에 관한 것으로서, 상기 지지 장치는 구조 베이스(10), 및 상기 구조 베이스에 의하여 유지되고 상기 구조 베이스로부터 상방향으로 돌출되어 상기 패키지를 지지하는 지지 수단(12)을 포함한다. 본 발명에서는, 상기 지지 장치(3)가 적어도 부분적으로 상기 구조 베이스(10) 위에 위치하여 자연 대류에 의한 상기 패키지의 냉각을 위한 냉각 공기 안내용 쉬라우드(30)를 더 포함하며, 상기 쉬라우드(30)는 상방향으로 개방된 공동(32)을 형성하고, 상기 패키지(1)가 상기 지지 장치 상에 수평 자세로 지지되는 때에 상기 패키지의 일부는 상기 공동 안에 수용되도록 의도되며, 상기 쉬라우드(30)의 저부 부분에는 상기 공동(32) 안으로 냉각 공기가 도입되도록 하기 위한 적어도 하나의 통공(34)이 포함된다.

Description

자연 대류에 의하여 패키지를 냉각하기 위한 공기를 안내하는 쉬라우드를 포함하는, 이송/저장 방사성 물질을 위한 패키지를 지지하는 장치

본 발명은 방사성 물질 이송 및 저장 분야에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 방사성 물질를 격납하도록 의도된 패키지를 수평 자세로 이송/저장함에 관련된 것이다.

방사성 물질 이송/저장 패키지는 통상적으로 측부 몸체, 저부, 및 뚜껑을 포함한다. 이 패키지 부분들은 예를 들어 사용전 또는 사용후 핵 연료 조립체 또는 폐기물 케이스와 같은 방사성 물질을 수용하기 위한 공동을 한정한다. 또한, 다양한 케이스/조립체가 배치되는 격실들을 형성하기 위하여 상기 하우징 공동 내에 바스켓이 배치될 수 있다.

패키지를 다양한 장소에 저장하고 그리고/또는 패키지를 그 장소들 간으로 이송시키기 위하여, 패키지는 지지 장치에 놓이는데, 여기에서 패키지는 수평 자세로 안착된다. 상기 지지 장치는 그 자체로서 하나의 개체를 형성하거나 또는 도로 또는 철도 이송 시스템에 일체화된다. 어느 경우든, 이 지지 장치는 패키지를 수평 자세로 기계적으로 지지하는 기능을 수행하도록 설계되고, 교환 표면(exchange surface)을 형성하는 패키지의 외측 표면이 냉각 기능을 보장한다. 강한 파워가 있는 경우, 상기 교환 표면은 패키지의 측부 몸체의 주변부에 배치된 핀(fin)들을 이용함으로써 증가될 수 있다. 핀들이 있거나 또는 없는 경우에도 온도에 따라서 강한 공간적 불균일(spatial heterogeneity)이 있을 수 있는데, 양자의 경우 모두에서 공동의 내측 표면 상에서의 바스켓의 접촉 때문에 하방향에서의 열 부하(thermal load)로 인하여 그러한 불균일이 발생하며, 또한 공기가 불충분하게 가속되는 패키지의 저부 부분에서의 자연 대류의 낮은 효율에 기인하기도 한다.

따라서, 냉각 핀들이 존재하는 경우에서도, 패키지가 지지 장치 상에 수평으로 안착된 때에 패키지의 저부 부분은 특히 고온 구역을 이루며, 온도 분포가 패키지의 측부 몸체 둘레 모두를 따라서 균일하지 않다. 상기 고온 구역에서는 열 분산이 충분하게 효율적이지 않을 수 있는데, 왜냐하면 주변 공기가 이 구역에 가능한 근접하게 들어오기가 어렵기 때문이다. 이와 같은 문제점은 측부 몸체가 냉각 핀들로 덮여 있지 않은 경우에도 마찬가지이다.

패키지의 고온 구역의 범위와 그 온도를 억제하기 위하여 냉각 핀들을 추가하거나 또는 그 효율을 향상시키는 방안을 고찰해볼 수 있다. 그러나, 이것은 높은 개발 및 설치 비용을 필요로 한다. 다른 방안으로서는 패키지 내에서 허용되는 열 파워를 감소시켜서 발생되는 고온 구역이 패키지를 구성하는 민감한 재료, 예를 들어 중성자 흡수 수지를 위한 품질 요건을 충족시키는 것이 있다. 그러나, 허용되는 열 파워의 감소는 필연적으로 패키지에 의해 이송가능한 방사성 물질의 양의 감소로 귀결되고, 이것은 작업 요건에 부정적인 영향을 준다.

본 발명은 종래 기술과 관련된 전술된 문제들을 적어도 부분적으로 해결함을 목적으로 한다.

상기 목적을 위하여, 본 발명에 의하여 제공되는 방사성 물질 이송/저장 패키지를 수평 자세로 지지하기 위한 지지 장치는 구조 베이스, 및 상기 구조 베이스에 의하여 유지되고 상기 구조 베이스로부터 상방향으로 돌출되어 상기 패키지를 지지하는 지지 수단을 포함한다. 본 발명에서는, 상기 지지 장치가 적어도 부분적으로 상기 구조 베이스 위에 위치하여 자연 대류에 의한 상기 패키지의 냉각을 위한 냉각 공기 안내용 쉬라우드를 더 포함하며, 상기 쉬라우드는 상방향으로 개방된 공동을 형성하고, 상기 패키지가 상기 지지 장치 상에 수평 자세로 지지되는 때에 상기 패키지의 일부는 상기 공동 안에 수용되도록 의도되며, 상기 쉬라우드의 저부 부분에는 상기 공동 안으로 냉각 공기가 도입되도록 하기 위한 적어도 하나의 통공이 포함된다.

유리하게도, 본 발명의 쉬라우드는 수평 자세에서 저장부의 저부 부분이 냉각됨을 가능하게 하는바, 상기 냉각은 자연 대류 효과 덕분에 향상된다. 따라서 본 발명에 의하여 제공되는 방안에서는 허용되는 열 파워를 낮추지 않고서 저렴한 비용으로 상기 패키지의 저부 부분에서의 고온 구역이 제거 또는 감소됨이 가능하게 된다.

또한 상기 쉬라우드가 패키지 자체가 아니라 지지 장치용 이송/저장 패키지에 통합된다는 사실로 인하여, 다음과 같은 장점들이 얻어진다:

- 특히 패키지가 이미 사용된 연료 조립체들의 적재를 위하여 풀(pool) 안에 잠겨지는(immersed) 때의 작동 문제가 없어진다. 만일 상기 패키지에 예를 들어 문헌 FR 2　467 468 에 개시된 예에서와 같은 인벨롭이 제공되어야 한다면, 풀의 오염된 물이 공기 흡입 통공을 통하여 상기 인벨롭을 통과할 수 있으며, 이로 인하여 이송 전에 상기 패키지의 오염제거 작업이 특히 복잡하게 될 수 있다.

- 본 발명에 따른 쉬라우드는 패키지의 외부 표면 주위에서 일종의 인벨롭을 형성하는바, 이것은 패키지가 수평 자세에 있는 때의 냉각을 향상시키기 위한 것이다. 문헌 FR 2 467　468 에 개시된 방안에서는 상기 패키지 상에 인벨롭을 제공함은 물론이고 인벨롭을 패키지에 부착시키는 구조 요소들이 제공되어야 하는데, 이것은 특히 저장 자세에서는 물론이고 수직 자세에서도 패키지의 냉각 효율을 크게 저해한다. 본 발명에서는 쉬라우드가 지지 장치에 통합되기 때문에 이와 같은 단점이 존재하지 않는다.

- 일반적으로, "패키지의 저부 부분의 냉각" 기능을 지지체로 옮기면 패키지의 다른 통상적인 안전 기능들로부터 연관성이 없게 될 수 있다. 따라서 규제 요건과 관련하여, 다른 구조적 특징인 인벨롭의 영향에 대한 정당화가 필요하지 않게 된다.

- 패키지에 위와 같은 인벨롭이 구비되는 경우에는 그것의 전체적인 치수가 시설물과 호환불가능한 것이 될 수 있다. 반대로 동일한 직경의 유지가 요망된다면, 이것은 패키지의 성능 저감을 초래한다.

상기 지지 장치 내에 쉬라우드를 통합시킴으로써 다음과 같은 사항들이 가능하게 된다:

- 다수의 패키지들에 대해 동일한 지지 장치의 이용이 의도되기 때문에 제작되어야 할 인벨롭/쉬라우드의 갯수가 감소되고, 따라서 비용이 감소된다.

- 현존하는 패키지를 변형하지 않고서 열 특성에 관한 기술적인 문제가 해소되는바, 본 발명에 따른 지지 장치 상에 패키지를 배치하는 것으로 충분하다.

- 패키지의 저부 부분에서의 고온 구역을 감소시키기 위해 쉬라우드가 최적화된다. 제안된 발명에 따르면, 패키지를 완전히 감쌀 필요가 없다. 특히 패키지가 수평 자세에 있는 때에 쉬라우드가 상부 부분에서 필요하지 않은데, 종래 기술에서 제안된 쉬라우드는 패키지를 완전히 감싸는 것이었다. 이에 반하여 본 발명은 보다 단순하고 부피가 적은 방안을 제공하는바, 이로 인하여 국부적인 구역(패키지의 저부 지점)을 냉각시키는 기술적 과제가 만족스럽고 최적화된 방식으로 해결될 수 있게 된다.

바람직하게는 본 발명이 다음과 같은 선택적인 특징들 중 적어도 하나를 가질 수 있는바, 이들은 단독으로 또는 조합되어 구비될 수 있다.

상기 지지 수단은 패키지 헤드 부분을 수용하도록 의도된 제1 지지 수단과 패키지 저부 부분을 수용하도록 의도된 제2 지지 수단을 포함하고, 상기 제1 지지 수단 및 제2 지지 수단은 축방향 이격 거리(axial spacing distance; Dea)만큼 축방향으로 떨어져 이격되며, 바람직하게는 공기 안내 쉬라우드가 축방향 이격 거리(Dea)와 실질적으로 동일한 축방향 길이(La)를 갖는다.

상기 쉬라우드는 상기 제1 지지 수단에 부착된 제1 축방향 단부와 상기 제2 지지 수단에 부착된 제2 축방향 단부를 포함한다.

전술된 지지 수단에 관한 부착 방안에 대해 대안적으로 또는 함께, 상기 쉬라우드는 상기 지지 장치의 구조 베이스에 부착된다.

상기 축방향 이격 거리(Dea)는 1.5 내지 4　m 사이이다.

상기 쉬라우드는 전체적으로 반-원통형 형상을 가지며, 여기에는 상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공이 뚫려 있다.

예를 들어 상기 쉬라우드의 횡단면은 전체적으로 반-원형의 형상을 갖는다.

다른 일 예에 따르면, 상기 쉬라우드의 횡단면은 전체적으로 반-팔각형(semi-octagonal)의 형상이며, 상기 반-팔각형 형상 중 구조 베이스에 가장 가까운 측부는 수평 방향과 평행하게 배치된다. 바람직하게는 상기 쉬라우드의 횡단면의 평면에 대해 직각인 지지 장치의 중간 축방향 수직 평면이 쉬라우드에 대한 대칭 평면을 이룬다. 유리하게는 반-팔각형 단면의 경사 측면 덕분에, 상기 쉬라우드에 더 많은 양의 공기가 흡입될 수 있으며 또한 찬 공기의 점진적인 하방향 하강이 용이하게 된다. 또한 상기 반-팔각형 형상의 구조는 원통 형상과 유사하기 때문에, 상대적으로 적은 비용으로 대략적으로 일정한 두께를 가진 냉각 공기 채널이 얻어질 수 있다는 장점을 갖는다.

반-팔각형 단면의 경우, 상기 구조 베이스에 가장 가까운 상기 측부에는 상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공이 뚫린다.

이와 관련하여, 상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공은 쉬라우드의 저부 지점에 배치되는 것이 바람직하다. 유리하게도 이것은 냉각 효과의 향상에 기여하는데, 왜냐하면 공기 흐름이 패키지의 고온 저부 지점에서 또는 그에 인접하여 흐를 수 있기 때문이다. 대안적으로는 상기 냉각 공기 흡입 통공이 정확히 상기 저부 지점이 아니라 쉬라우드의 저부 지점에 인접하게 배치될 수 있다.

상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공은 쉬라우드의 축방향 길이(La) 전체에 걸쳐 연장되고, 보다 일반적으로는 쉬라우드의 상기 축방향 길이의 적어도 90%에 걸쳐 연장된다.

상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공은 100 내지 500　mm 사이, 바람직하게는 300　mm 정도인 횡단 폭을 갖는다.

상기 쉬라우드 아래에는 자유 공간이 제공되고, 상기 자유 공간은 쉬라우드의 저부 지점에서 50 내지 400　mm 사이, 바람직하게는 200　mm 정도인 언더-쉬라우드 높이(under-shroud height)를 갖는다.

이 점에 있어서, 일부 경우들에서는 상기 구조 베이스가 통상적인 샤시의 경우에서와 유사하게 지지 수단을 연결하는 스트링어들을 포함한다. 이 경우에는 상기 쉬라우드의 저부 지점이 스트링어들의 상부 지점 아래에 배치될 수 있는바, 즉 쉬라우드가 스트링어들 사이에 형성된 공간 내에 부분적으로 배치되되, 전술된 바와 같이 항상 최소한의 언더-쉬라우드 높이를 가지고 배치된다.

바람직하게는, 상기 언더-쉬라우드 높이가 냉각 공기 흡입 통공의 횡단 폭의 절반이거나 또는 그보다 높다.

예시적으로, 상기 쉬라우드는 1 내지 5　mm 사이의 두께를 가지며, 특히 전체적으로 반-팔각형 형상의 단면을 갖는 경우에는 굽혀진 플레이트를 이용하여 만들어지는 것이 바람직하다.

제1 적용예에 따르면, 상기 지지 장치는 패키지 이송/저장 샤시를 형성하고, 이것은 패키지가 지지 장치에 의해 지지되는 때에 패키지와 함께 조작될 수 있도록 의도된다. 이 경우에는 상기 샤시가 방사성 물질 이송 시스템의 플랫폼, 예를 들어 철도 이송 시스템에 속하는 철도 차량의 플랫폼이나 도로 이송 시스템에 속하는 트레일러의 플랫폼 상에 배치될 수 있다.

제2 적용예에 따르면, 상기 구조 베이스는 철도 이송 시스템에 속하는 철도 차량의 플랫폼(platform)의 일부 또는 전부를 이루거나, 도로 이송 시스템에 속하는 트레일러의 플랫폼의 일부 또는 전부를 이룬다. 이 적용예에서, 본 발명에 따른 지지 장치는 상기 이송 시스템의 구조에 직접적으로 통합되어서, 조작이 가능하도록 설계되는 것이 아니라 그것이 일체적 부분을 이루는 자동차에 고정된 채로 유지되도록 의도된다.

또한 본 발명은 전술된 지지 장치는 물론이고, 방사성 물질 이송/저장 패키지를 포함하는 조립체를 제공하는바, 상기 패키지는 상기 장치 상에 수평 자세로 지지되고, 이 때 패키지의 측부 몸체의 일부분은 냉각 공기 안내용 쉬라우드에 의해 형성된 상기 공동 안에 수용된다.

바람직하게는, 상기 패키지가 조작 트러니언들을 포함하고, 상기 지지 수단, 즉 장치는 상기 트러니언들을 하나씩 수용하는 하우징들을 포함한다.

다른 방안에 따르면 상기 지지 수단은 패키지의 측부 몸체가 안착되는 적어도 두 개의 크래들을 포함한다.

설계안에 무관하게, 상기 패키지의 측부 몸체는 1 내지 2.5　m 사이의 외부 직경을 갖는 것이 바람직하다.

통풍의 향상을 위하여, 상기 냉각 공기 안내용 쉬라우드는 두 개의 대향된 횡방향 단부를 구비하는 것이 바람직하고, 그 각각은 상기 패키지의 중간 축방향 수평 평면 상에 또는 그에 인접하게 배치된다.

바람직하게는, 상기 쉬라우드의 내부 표면과 상기 패키지의 측부 몸체의 외부 표면 사이에 냉각 공기 순환 채널이 형성되고, 이것의 평균 두께는 50 내지 200　mm 사이이다.

이와 관련하여, 상기 쉬라우드는 두 가지의 기능을 수행한다는 점에 유의한다. 제1 기능은 본질적인 것으로서, 상기 패키지로 신선한 공기가 유입되도록 하는 것이고, 제2 기능은 일단 공기가 쉬라우드에 진입한 다음에 공기가 상기 패키지 주위로 최선의 형태로 순환하도록 하는 것이다. 자연 대류의 성질상, 순환하는 공기는 패키지의 측벽에 머무를 수 있다. 그러나, 쉬라우드가 패키지의 측부 몸체의 측부 표면과 실질적으로 평행한 경우에는 통풍이 사실상 더 효율적이다.

따라서 바람직하게는, 상기 패키지의 측부 몸체의 외부 표면과 상기 쉬라우드의 내부 표면 사이에 냉각 공기 순환 채널이 형성되도록 함을 생각할 수 있으며, 이 때 상기 냉각 공기 순환 채널은 실질적으로 일정한 두께를 갖는다. 다시 말하면, 상기 두 개의 표면들은 실질적으로 평행하여 유량의 흡입을 최대화함으로써 통풍이 향상되도록 한다.

마지막으로 본 발명은 전술된 지지 장치를 포함하는, 방사성 물질의 도로 또는 철도용 이송 시스템을 제공하는데, 상기 지지 장치의 구조 베이스는 상기 이송 시스템의 플랫폼에 체결되거나 또는 상기 플랫폼의 일부 또는 전부를 형성한다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 하기의 비-제한적인 예로서 제시되는 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

아래에서는 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1 에는 방사성 물질 이송/저장 패키지와 그 지지 장치가 통합되어 있는, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 조립체의 사시도가 도시되어 있다.
도 2 에는 도 1 에 도시된 조립체의 측면도가 도시되어 있다.
도 3 에는 도 2 의 III-III 선을 따라 취한 횡단면도가 도시되어 있다.
도 3a 에는 도 3 과 유사한 모습으로서, 다른 실시예의 지지 장치의 쉬라우드가 도시되어 있다.
도 3b 는 도 3 과 유사한 모습으로서, 또 다른 실시예의 지지 장치의 쉬라우드가 도시되어 있다.
도 4 에는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 조립체의 사시도가 도시되어 있는바, 여기에서 방사성 물질 이송/저장 패키지와 지지 장치는 통합되어 있다.
도 5 에는 도로 방사성 물질 이송 시스템의 측면도가 도시되어 있는바, 여기에는 본 발명에 따른 조립체가 통합되어 있다.
도 6 에는 본 발명에 따른 조립체가 통합되어 있는 철도 방사성 물질 이송 시스템의 사시도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3 에는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 조립체(100)가 도시되어 있다. 이 조립체(100)는 이송/저장 방사성 물질을 위한 패키지(1)와 상기 패키지를 지지하는 지지 장치(3)를 포함한다. 이 실시예에서 지지 장치(3)는 예를 들어 지면(5)의 표면 상에 안착된 이송/저장 샤시의 형태를 취한다. 패키지(1)는 지지 장치(3)에 대해 독립적이며, 패키지(1)는 예를 들어 스트랩들, 보강재, 트러니언 등을 이용해서 상기 지지 장치(3)에 분리가능하게 임시적으로 부착될 수 있다.

통상적으로 패키지(1)에는 측부 몸체(2), 저부, 및 상기 저부 반대측에서 패키지 통공을 밀봉하는 뚜껑이 제공되어 있다. 상기 저부 및 뚜껑은 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체의 단부들에 장착된 두 개의 충격 흡수 캡(6)으로 각각 덮인다.

패키지(1)는 상기 측부 몸체(2)에 대해 중심에 있으며 상기 패키지의 저부 및 뚜껑을 관통하는 종축(8)을 갖는다. 상기 종축(8)은 샤시(3)에 대해 실질적으로 팽행하게 배치된다. 따라서 패키지(1)가 샤시(3) 상에 수평 자세로 안착된 때에 그것의 종축(8)은 수평의 방위를 갖는다.

또한 통상적으로 상기 패키지는 팩(pack)의 외부 인벨롭(external envelope)을 형성하고, 방사성 물질 하우징으로서의 역할을 하는 공동(7)과, 가능하게는 저장 바스켓(9)을 한정한다. 상기 방사성 물질은 예를 들어 폐기 케이스, 또는 핵 연료 조립체(11)일 수 있다.

본 발명의 특징은 이송/저장용 샤시(3)의 설계안에 있는바, 아래에서는 도 1 내지 도 3 을 참조로 하여 이에 대해 상세히 설명한다.

전체적으로, 샤시(3)는 구조 베이스(10)와, 상기 구조 베이스(10)에 의해 지지되고 패키지를 지지하기 위한 지지 수단(12)을 포함한다.

바람직한 제1 실시예에서, 상기 구조 베이스는 상기 조립체의 길이방향을 따라서 수평으로 연장된 메인 스트링어(main stringer; 14)들과, 상기 메인 스트링어(14)들을 연결하고 조립체(100)의 횡방향을 따라서 수평으로 연장된 연결 스트링어(16)들로 만들어진다. 상기 스트링어들(14, 16)은 모두 구조 베이스(10)의 평면에 해당되는 동일한 평면에 놓이는 것이 바람직하다.

상기 지지 수단(12)은 패키지 헤드 부분(2a)과 관련된 제1 지지 수단과 패키지 저부 부분(2b)와 관련된 제2 지지 수단으로 나뉘어진다. 구체적으로, 제1 지지 수단은 구조 베이스로부터 수직 상방향으로 돌출된 두 개의 포스트(18a)를 포함하고, 상기 제2 지지 수단은 유사하게 돌출되게 배치된 두 개의 포스트(18b)를 포함한다.

상기 제1 포스트(18a) 및 제2 포스트(18b) 각각의 상측 단부에는 패키지 측부 몸체(2)에 구비된 조작 트러니언(22)을 수용하는 하우징(20)이 포함된다. 각각의 조작 트러니언(22)은 통상적으로 측부 몸체(2)로부터 횡방향으로 돌출되게 배치되고, 측부 몸체(2)의 외부 직경은 1 내지 2.5　m 사이이다. 이 측부 몸체의 주변부에 냉각 핀들이 구비된 때에는, 상기 직경 값에 상기 핀들의 존재가 포함된다.

상기 제1 포스트(18a) 및 제2 포스트(18b) 사이의 축방향 이격 거리(Dea)는 1.5 내지 4　m 사이이고, 측부 몸체(2)의 총 길이(Lt)는 2 내지 6 m 사이인데, 이 값들은 조립체(100)의 축방향/종방향에 대응되는 상기 종축(8)을 따르는 것이다.

본 실시예에서, 상기 제1 포스트(18a) 및 제2 포스트(18b) 사이의 간격은 기능적으로 정해지는 것인데, 왜냐하면 여기에 상기 패키지를 위한 자연 대류에 의한 냉각 공기 안내용 쉬라우드(30)가 통합되기 때문이다.

상기 쉬라우드(30)는 구조 베이스(10)보다 적어도 부분적으로 위에 위치하고, 여기에는 패키지가 제1 포스트(18a) 및 제2 포스트(18b) 상에서 수평 자세로 지지되는 때에 패키지의 일부가 수용되고 상방향으로 개방된 공동(32)이 형성된다. 통풍을 허용하기 위하여, 쉬라우드(30)의 저부 부분에는 공동(32) 내에 위치한 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공(34)을 포함한다. 이 냉각 공기 흡입 통공(34)은 쉬라우드의 저부 지점에 배치되고, 바람직하게는 쉬라우드의 축방향 길이(La)와 동일한 축방향 길이로 연장되는데, 이것을 실질적으로 제1 포스트(18a)와 제2 포스트(18b) 사이의 축방향 이격 거리(Dea)와 동일하다. 상기 쉬라우드의 제1 축방향 단부(36a)는 제1 포스트(18a)에 부착되고, 제1 축방향 단부(36a)의 반대측에 있는 제2 축방향 단부(36b)는 제2 포스트(18b)에 부착된다.

상기 바람직한 실시예에서, 쉬라우드(30)는 전체적으로 반-원통형의 형상을 가지며, 그 횡단면의 형상은 전체적으로 반-원형이고, 그것의 중심은 종축(8) 상에 또는 종축(8)에 근접하게 위치한다. 냉각 공기 흡입 통공(34)이 쉬라우드(30)의 축방향 길이(La) 전체로 연장되는 바람직한 경우에는, 쉬라우드(30)가 냉각 공기 흡입 통공(34)에 의하여 분리된 두 개의 1/4 원통 형태를 취하며, 이것의 횡단 폭(Ltr)은 100 내지 500　mm 사이, 바람직하게는 대략 300　mm 이다.

또한, 쉬라우드 아래에는 자유 공간(38)이 제공되는데, 이 자유 공간의 저부 한계는 메인 스트링어(14)들 사이의 지표면(5)으로 이루어진다. 쉬라우드(30)의 저부 지점에서, 이 자유 공간(38)의 언더-쉬라우드 높이(Hsc)는 50 내지 400　mm 사이이고, 바람직하게는 200　mm 정도이다. 보다 일반적으로 효율 증가를 위해서는 상기 언더-쉬라우드 높이(Hsc)가 냉각 공기 흡입 통공(34)의 횡단 폭(Ltr)의 절반과 같게 또는 그보다 더 높게 정해진다.

조립체(100)의 중간 축방향 수직 평면(40)은 냉각 공기 흡입 통공(34)을 통하여 길이방향으로 그리고 대칭적으로 통과한다. 상기 평면(40)의 양측에서, 쉬라우드(30)는 두 개의 대향된 횡방향 단부(42a, 42b)를 구비하는바, 그 각각은 패키지(1)의 중간 수평 축방향 평면(44) 상에 또는 그에 인접하게 배치된다. 중간 수평 축방향 평면(44)은 측부 몸체(2)에 구비된 조작 트러니언(22)들에서도 대칭적으로 지나간다.

도 3 을 참조하면, 상기 패키지의 측부 몸체의 외부 표면과 상기 쉬라우드의 내부 표면 사이에는 냉각 공기 순환 채널(50)이 형성되고, 이것의 평균 두께는 50 내지 200　mm 사이이다. 상기 채널(50)을 한정하는 전술된 두 개의 표면들 사이에서 평행을 적용하여 상기 두께를 실질적으로 일정하게 그리고 상대적으로 낮게 함으로써, 냉각 공기가 자연 대류에 의하여 상기 조립체 주위로 최선으로 순환할 수 있게 된다. 보다 구체적으로, 본 발명의 쉬라우드(30)는 패키지의 수평 자세에서 저부 부분에서의 패키지 냉각이 향상됨을 가능하게 하는데, 이것은 공기의 자연 대류 효과 덕분이며, 상기 공기는 먼저 냉각 공기 흡입 통공(34)을 통과하여 냉각 공기 순환 채널(50) 안에서 진행하고, 그 다음에 상기 쉬라우드의 횡방향 단부(42a, 42b)에서 상방향으로 이탈한다. 따라서 이 조립체의 저부 부분에서의 통상적으로 고온인 구역은, 패키지 내에서 허용되는 열 파워(thermal power)를 낮추지 않고서 적은 비용으로 그 범위와 최대 온도의 관점에서 유리하게도 감소된다.

도 3a 에 도시된 다른 실시예에 따르면, 쉬라우드(30)는 전체적으로 반-팔각형 형상의 횡단면을 가지며, 그것의 구조 베이스(10)에 가장 가까운 측부(54)는 종축(8)에 대해 평행한 수평 방향에 대해 평행하게 배치된다. 이 실시예에서 상기 지지 장치의 중간 축방향 수직 평면(40)은 쉬라우드(30)을 위한 대칭 평면을 이루는 한편, 다른 중간 평면(44)은 상방향에서 팔각형 절반 단면을 제한한다. 두 개의 측방 경사 측부(56)는 모두 상대적으로 많은 양의 공기가 흡입되게 함을 가능하게 하고 또한 찬 공기의 점진적인 하강을 용이하게 한다. 이 실시예에서, 쉬라우드(30)와 측방향 몸체(2)의 외부 표면 사이에 있는 채널(50)의 두께는 그 두 개의 대면하는 요소들 사이의 기하형태상 차이로 인하여 약간 변화한다. 그러나 그것의 평균 두께는 전술된 범위 내에 있다.

구조 베이스(10)에 가장 가까운 수평 측부(54)에는 그 중앙에 냉각 공기 흡입 통공(34)이 형성된다.

쉬라우드(30)는 예를 들어 1 내지 5　mm 사이의 두께를 가지고 팔각형 절반 단면의 각도로 접혀진 플레이트를 이용하여 제작된다.

도 3b 에 도시된 또 다른 실시예에 따르면, 쉬라우드(30)는 도 3 의 쉬라우드(30)와 유사하게 제1 부분(30a)을 구비하는데, 이것도 전체적으로 반-원형 형상의 횡단면을 갖는다. 그러나 포스트들(18, 18b)과 일체인 제1 부분(30a)은 상부로부터 저부까지 증가하는 두께를 가져서, 두 개의 길이방향 하측 테두리(60)를 형성하는데, 이들 각각은 구조 베이스(10)의 상측 부분에 부착된 쉬라우드의 제2 부분(30a)에 의해 형성된 다른 테두리(62)를 대면한다. 예시적으로서, 제2 부분(30b)은 종축(8)에 대해 평행한 길이방향 구조의 형태를 가지며 또한 삼각형의 횡단면을 가져서, 이것의 측부들 두 개가 개별적으로 두 개의 테두리(62)를 형성한다.

테두리들(60, 62)의 각각의 조합이 냉각 공기 흡입 통공(34)을 형성하는바, 이것의 방위는 통제될 수 있다. 바람직하게는 패키지(1)의 저부 지점에 수직으로 가깝되 중간 평면(40)의 좌측에 위치한 냉각 공기 흡입 통공(34)이 냉각 공기 순환 채널(50)에서 우측으로 공기를 전달하는 방위를 가지며, 중간 평면(40)의 우측에 위치한 냉각 공기 흡입 통공(34)이 채널(50)에서 좌측으로 공기를 전달하는 방위를 갖는다. 이것은 우수한 냉각을 위하여, 냉각 공기가 패키지(1)의 주요 저부 지점에 최대한 가까이 이동함을 가능하게 한다.

도 4 에 도시된 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따르면, 상기 제1 지지 수단 및 제2 지지 수단은 두 개의 크래들(18a', 18b')의 형태를 갖는데, 여기에 패키지(1)의 측부 몸체(2)가 안착된다. 상기 크래들의 상부는 보강재(64)에 의하여 덮이는데, 이로써 패키지의 측부 몸체가 완전히 둘러싸이게 되며, 이것은 측부 몸체에 대한 유지력을 향상시키기 위한 것이다.

제2 실시예에서 구조 베이스(10)는 이전 실시예의 것과 동일 또는 유사하거나, 또는 도 4 에 도시된 바와 같이 보다 입체적인 형상을 가진 것일 수 있다.

쉬라우드(30)는 동일한 축방향 길이(La)를 따라서 연장되고, 이것은 두 개의 크래들(18a', 18b') 사이의 축방향 이격 거리(Dea)에 대응된다.

고찰된 설계안들의 유형에 무관하게, 전술된 제1 적용예에서, 패키지가 지지 장치에 의하여 지지되는 때에 지지 장치(3)는 패키지와 함께 조작될 수 있도록 의도된 패키지 이송/저장 샤시를 형성한다. 이 경우, 상기 샤시는 방사성 물질 이송 시스템의 플랫폼, 예를 들면 철도 이송 시스템에 속하는 철도 차량의 플랫폼 또는 도 5 에 도시된 바와 같이 도로 이송 시스템(74)에 속하는 트레일러(72)의 플랫폼(70) 상에 놓여질 수 있다.

대안적으로는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 구조 베이스(10)가 철도 이송 시스템(82)에 속하는 철도 차량(80)의 플랫폼의 일부 또는 전부를 형성하거나, 또는 도로 이송 시스템에 속하는 트레일러의 플랫폼의 일부 또는 전부를 형성한다. 이 적용예에서 본 발명에 따른 지지 장치는 상기 이송 시스템의 구조물에 직접 통합되며, 따라서 조작되도록 설계된 것이 아니라 일체적인 부분으로서 차량에 고정된 채로 유지되도록 의도된 것이다.

도 6 에 도시된 바와 같이 철도 차량(80)에는 통상적으로 소위 "캐노피(canopy)" 요소(80)가 구비되는데, 이것은 철도 차량의 플랫폼(10)에 장착되어 조립체(100)를 덮도록 의도된 것이다. 이 요소(86)는 플랫폼 상에서 슬라이딩하는 수 개의 부품들로 제공될 수 있으며, 여기에는 특히 본 발명의 쉬라우드(30)를 통과하도록 의도된 냉각 공기의 순환을 위하여, 공기의 도입 및 배출을 가능하게 하는 격자(88)가 구비된다.

물론, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 비-제한적인 예로서만 제시된 본 발명의 실시예에 대해 다양한 변형을 가할 수 있을 것이다.

Claims (24)

1. 방사성 물질 이송/저장 패키지(radioactive material transporting/storing package; 1)를 수평 자세로 지지하기 위한 지지 장치(3)로서, 상기 지지 장치는 구조 베이스(10), 및 상기 구조 베이스에 의하여 유지되고 상기 구조 베이스로부터 상방향으로 돌출되어 상기 패키지를 지지하는 지지 수단(12)을 포함하고,
   상기 지지 장치(3)는 적어도 부분적으로 상기 구조 베이스(10) 위에 위치하여 자연 대류에 의한 상기 패키지의 냉각을 위한 냉각 공기 안내용 쉬라우드(cooling air guide shroud; 30)를 더 포함하며, 상기 쉬라우드(30)는 상방향으로 개방된 공동(cavity; 32)을 형성하고, 상기 패키지(1)가 상기 지지 장치 상에 수평 자세로 지지되는 때에 상기 패키지의 일부는 상기 공동 안에 수용되도록 의도되며, 상기 쉬라우드(30)의 저부 부분에는 상기 공동(32) 안으로 냉각 공기가 흡입되도록 하기 위한 적어도 하나의 통공(34)이 포함된 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지 수단(12)은 패키지 헤드 부분(2a)을 수용하도록 의도된 제1 지지 수단과 패키지 저부 부분(2b)을 수용하도록 의도된 제2 지지 수단을 포함하고, 상기 제1 지지 수단 및 제2 지지 수단은 축방향 이격 거리(axial spacing distance; Dea)만큼 축방향으로 떨어져 이격되며, 공기 안내 쉬라우드(30)가 축방향 이격 거리(Dea)와 실질적으로 동일한 축방향 길이(The)를 갖는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 쉬라우드(30)는 상기 제1 지지 수단에 부착된 제1 축방향 단부(36a)와 상기 제2 지지 수단에 부착된 제2 축방향 단부(36b)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 쉬라우드(30)는 상기 구조 베이스(10)에 부착된 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 축방향 이격 거리(Dea)는 1.5 내지 4　m인 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 쉬라우드(30)는 전체적으로 반-원통형(semi-cylindrical)의 형상을 가지며, 상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공(34)이 뚫려 있는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 쉬라우드(30)의 횡단면은 전체적으로 반-원형(semi-circular)의 형상을 가진 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 쉬라우드(30)의 횡단면은 전체적으로 반-팔각형(semi-octagonal)의 형상이며, 상기 반-팔각형 형상 중 구조 베이스(10)에 가장 가까운 측부(54)는 수평 방향과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 구조 베이스(10)에 가장 가까운 측부(54)에 상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공(34)이 뚫려 있는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공(34)은 상기 쉬라우드(30)의 저부 지점에 배치된 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공(34)은 상기 쉬라우드(30)의 축방향 길이(La) 전체로 연장되는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 냉각 공기 흡입 통공(34)은 100 내지 500　mm 사이인 횡단 폭(Ltr)을 갖는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 쉬라우드(30) 아래에는 자유 공간(38)이 제공되고, 상기 자유 공간은 쉬라우드(30)의 저부 지점에서 50 내지 400　mm 사이인 언더-쉬라우드 높이(under-shroud height; Hsc)를 갖는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 언더-쉬라우드 높이(Hsc)는 냉각 공기 흡입 통공(34)의 횡단 폭(Ltr)의 절반이거나 상기 횡단 폭(Ltr)의 절반보다 더 높은 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 장치는, 상기 패키지(1)가 상기 지지 장치에 의해 지지되는 때에 패키지(1)와 함께 조작될 수 있는 패키지 이송/저장 샤시(package transporting/storing chassis; 3)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조 베이스(10)는 철도 이송 시스템(82)에 속하는 철도 차량의 플랫폼(platform)의 일부 또는 전부를 이루거나, 도로 이송 시스템에 속하는 트레일러의 플랫폼의 일부 또는 전부를 이루는 것을 특징으로 하는, 지지 장치.
17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 지지 장치(3)는 물론이고 방사성 물질 이송/저장 패키지를 포함하는 조립체(100)로서,
    상기 패키지(1)는 상기 지지 장치(3) 상에서 수평 자세로 지지되고, 이 때 상기 패키지의 측부 몸체(side body; 2)의 일부분은 냉각 공기 안내용 쉬라우드(30)에 의해 형성된 상기 공동(32) 안에 수용되는 것을 특징으로 하는, 조립체.
18. 제17항에 있어서,
    상기 패키지(1)는 조작 트러니언(manipulation trunnion; 22)들을 포함하고, 상기 지지 수단(12)은 상기 조작 트러니언(22)들 중 하나를 각각 수용하는 하우징(housing; 20)들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립체.
19. 제17항에 있어서,
    상기 지지 수단(12)은 패키지(1)의 측부 몸체(2)가 안착되는 적어도 두 개의 크래들(cradle; 18a', 18b')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 조립체.
20. 제17항에 있어서,
    상기 패키지의 측부 몸체(2)는 1 내지 2.5　m 사이의 외부 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 조립체.
21. 제17항에 있어서,
    상기 냉각 공기 안내용 쉬라우드(30)는 두 개의 대향된 횡방향 단부(42a, 42b)를 구비하고, 상기 횡방향 단부들 각각은 상기 패키지의 중간 축방향 수평 평면(median axial horizontal plane; 44) 상에 또는 그에 인접하게 배치된 것을 특징으로 하는, 조립체.
22. 제17항에 있어서,
    상기 쉬라우드(30)의 내부 표면과 상기 패키지의 측부 몸체(2)의 외부 표면 사이에는 50 내지 200　mm 사이의 평균 두께를 가진 냉각 공기 순환 채널(50)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 조립체.
23. 제17항에 있어서,
    상기 쉬라우드(30)의 내부 표면과 상기 패키지(1)의 측부 몸체(2)의 외부 표면 사이에는 실질적으로 일정한 두께를 가진 냉각 공기 순환 채널(50)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 조립체.
24. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 지지 장치(3)를 포함하는, 방사성 물질의 도로 또는 철도의 이송 시스템(74, 82)으로서,
    상기 지지 장치(3)의 구조 베이스(10)가 상기 이송 시스템의 플랫폼(70)에 고정되거나, 또는 상기 플랫폼의 일부 또는 전부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 이송 시스템.

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