KR20030029995A - 조사 연료 또는 방사능 물질의 저장용 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은: 바닥 (2), 천정 (3) 및 측벽들 (4, 5)을 구비한 챔버 (1); 조사 연료 또는 방사능 물질을 수납하며, 챔버 내에서 냉각 기체상 유체의 흐름에 따라서 배열되는 복수 개의 수납 수단 (6); 상기 냉각 기체상 유체의 도입을 위하여 기체상 유체 (24)를 챔버 내로 도입하는 수단; 상기 냉각 기체상 유체가 수납 수단을 통해 순환한 이후에 방출될 수 있도록 상기 기체상 유체를 챔버 밖으로 방출하는 수단 (25); 상기 냉각 기체상 유체가 수납 수단을 통해 순환할 때에 바람직한 흐름 방향을 제공하기 위하여 상기 냉각 기체상 유체를 채널링하는 수단 (8, 9, 19)을 포함하는 조사 연료 또는 방사능 물질의 저장용 장치에 관한 것이다.
Description
하기 일반 원칙에 따른 핵물질 조사 연료의 저장용 장치들이 존재한다. 조사 연료 또는 방사능 물질들을 포함하는, 통상적으로 금속인, 서브-시스템들 (예를 들어, 이러한 장치들에서의 "샤프트")이 챔버 내에 규칙적 패턴으로 배열된다. 이러한 챔버는 수평 바닥 및 천정을 갖는다. 서브-시스템들의 배열은 일반적으로 규칙적 "레이아웃 (layout)", 예를 들어 사각형 또는 삼각형에 따라서 이루어진다. 필터, 침입 방지 격자 (anti-intrusion grids) 및 다양한 기능들을 담당하는 소정 갯수의 다른 장치들을 포함할 수 있는 공기-흡입 회로 (air-intake circuit)는, 외부로부터 이러한 챔버 내로 공기를 유입시킨다. 이와 같이 유입된 공기는 서브-시스템들과 접촉하여 가열되고, 자연 또는 혼합 대류에 의하여 상승하거나, 공기의 전체적 운동에 의하여 배출된다. 공기 배기를 촉진하는 굴뚝 또는 환풍기 및 다른 기능들을 담당하는 다른 장치들을 포함할 수 있는 공기 배출 회로는, 챔버로부터 공기를 취하여 (바람직하게는, 일반적으로, 천정 근처로부터의 공기이며, 이는 이곳이 뜨거운 공기가 축적되는 곳이기 때문이다) 외부로 방출한다.
이러한 장치들은 만족스런 방식으로 작동할 수 있다. 그러나, 이 장치들은 몇 가지 편리하지 못한 점을 가지고 있다. 챔버 내의 공기 흐름은 난류성 (turbulent)이며, 다차원적 (multidimensional)이고, 매우 복잡하며, 예측하기가 힘들다. 챔버의 천정이 수평이기 때문에, 뜨거운 공기는 천정 아래의, 공기 배출구로부터 가장 멀리 떨어진 구역에 축적되는 경향이 있다. 계산에 의하면, 장치의 가장 뜨거운 지점은 공기 배출구 구역으로부터 멀리 떨어진 천정 근처에서 발견될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이는, 공기가 배출구로부터 방출되기 위해서는, 공기가 단지 천정 아래의 뜨거운 공기층의 두께 구배에 의해서 형성된 부력에만 의존한다는 사실에 기인한다.
서브-시스템들의 배열이 허용하는 경우에는, 바람직한 공기 경로는 최소 저항을 갖는 구역에 어떠한 서브-시스템도 열을 발생시키지 않게 형성된다. 뜨거운 서브-시스템들을 우회하는 이러한 공기는 장치의 성능을 저하시키는데, 이는 공기가 서브-시스템들을 냉각시키는 데에는 기여함이 없이 유입 및 배출 공기를 정체 (congest)시키기 때문이다. 이러한 정체는 굴뚝에서의 공기 온도 저하 (따라서,공기 흐름 배기의 감소) 및 원치 않는 과부하로 이어지며, 공기 흡입 및 배출 회로의 값 비싼 대용량화를 초래한다.
외부 공기의 열천이 (thermal transient) (계절적, 일별 (daily) 또는 소정 기후 환경은 몇분 동안 온도를 강하시킬 수 있다)는 공기 흡입 회로의 측벽들 및 다른 장치들의 열 관성 (thermal inertia)에 의하여 제거될 수 있다. 흡입 회로보다 더 뜨거운 공기가 도달되는 경우에는, 외부와 챔버로의 흡입구 사이의 공기 온도가 낮아지게 된다. 이러한 온도 강하의 결과는 챔버로 유입되는 공기의 상대 습도를 높이게 된다. 이러한 상대 습도의 상승은 서브 시스템들의 차가운 부분의 금속 구조들 및 다른 표면들 상에서의 응축을 촉진시킨다. 이러한 응축은 서브 시스템들의 차가운 부분의 금속 구조들 및 다른 표면들의 부식 및 열화 (deterioration) 위험성을 증대시킨다. 이러한 부식 또는 열화는 장치의 수명을 단축시킬 수 있다. 이러한 현상은, 매우 복잡한 공기 흐름 구조와 연관되어 있어서 신뢰할 만한 정량적 방식으로 예측하기가 어려우므로 특히 바람직하지 않을 수 있다.
서브 시스템이 수직으로 배열되거나 또는 주로 수직 레이아웃을 갖고, 이러한 서브 시스템이 파워를 출력하는 경우에는, 자연 및 혼합 대류의 열 경계층이 형성되고, 그것이 휩쓸고 지나가는 천정까지 상승할 수 있다. 따라서, 천정의 하부 표면층은 전체적인 공기 흐름의 혼합 온도보다 더 높은 온도로 가열된다. 샤프트로부터 나오는 열복사 또한, 특히 표면이 높은 방출성을 갖는 경우에는, 보충적인 가열을 야기할 수 있다. 이러한 현상 중의 하나 또는 다른 것, 또는 두 가지 현상의 조합이, 천정이 과도하게 고온으로 되는 것을 야기할 수 있으며, 열화 (deterioration)를 피하기 위해서는 특수하고 값 비싼 사전대책을 필요로 한다.
따라서, 상기 언급한 바와 같은 불리한 점들을 극복해야 하는 문제가 있으며, 이러한 불리한 점들은 하기와 같이 요약될 수 있다:
- 챔버 내의 흐름을 정량적으로 예측하는 데에 있어서의 저신뢰성.
- 공기 배출 구역으로부터 멀리 떨어진, 천정 근처에서의 장치의 고온화.
- 일부 공기가 서브 시스템들을 쓸모 없이 우회하며, 공기 흡입 및 배출 회로를 정체시키는 점.
- 외부 공기의 열천이가 응축을 야기할 수 있으며, 이는 예측할 수 없는 부식 또는 열화의 위험성을 야기하는 점.
- 천정 아래 또는 근처에서 수직으로 또는 주로 수직으로 배열된 서브 시스템으로부터 야기되는 열 경계층이, 천정 아래의 표면층을 전체적인 공기 흐름 혼합의 온도보다 높은 온도로 가열할 수 있다는 점.
이러한 불리한 점들로 인한 결과들을 감소시키는 것이 장치의 주된 기능 (출력된 파워의 방출, 이온화 광선들에 대한 생물학적 보호, 장기 지속성, 연료 탑재 (loading) 및 인출 (unloading)의 용이성, 장치 감시 및 유지 가능성 등) 또는 이러한 유형의 장치에 대한 잇점들을 손상시키는 것이어서는 아니되며, 이러한 잇점들 중에서 하기 사항들이 언급될 수 있다:
- 작동의 간편성 및 지속성.
- 수동성 (passivity), 즉 지속적인 감시 없이도 정확하게 작동될 수 있는점.
- 작동의 안정성.
- 기존의 장치들로부터 얻어진 경험.
- 장기간에 걸친 정확한 작동: 이동성 기계 부품 (mobile mechanical parts)의 부존재, 매우 간단한 물리학 이론의 사용 등.
- 장치 운전의 용이성, 새로운 조사 연료 또는 방사능 물질들의 폐기 및 제거의 용이성.
이러한 유형의 장치는 방사능 물질을 위한 것이다. 특정 법규 및 무엇보다도 공중에 의한 수용성은 신뢰할 수 있는 방식으로 그 열기압적 (thermoaeraulic) 양상을 평가할 수 있을 것을 요구한다. 따라서, 주된 제한 사항은 그를 평가하는 수단이 어느 정도까지 신뢰할 수 있고 예측가능한가 하는 점을 보여줄 수 있는가 하는 점이다. 이러한 제한 사항은 특히 장치의 열기압적 작동 복합체에 대한 설명에 의존하며, 비록, 그들이 약간의 시스템의 복잡성, 또는 약간의 열 성능 저하를 수반하더라도, 더욱 구조적이고 예측가능한 흐름을 야기하는 해법들에 대한 연구를 고취시킨다.
본 발명은 조사 핵연료 또는 다양한 유형의 방사능 물질의 중기 또는 장기 저장에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 방사능 물질의 저장 장치에 관한 것으로서, 핵분열 반응 (방사성 붕괴)에 의하여 방출된 잔열이 자연, 혼합 또는 강제 대류에 의하여 방출되고, 이러한 조사 핵연료 또는 이러한 다양한 유형의 방사능 물질들을 포함하는 소정 갯수의 서브-시스템들 (샤프트 (shaft), 패키지 (package) 또는 컨테이너 (container)라 칭함)이 동일한 챔버 또는 캐비티 (cavity)에 설치된 방사능 물질 저장 장치에 관한 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 조사 연료 또는 방사능 물질 저장 장치의 수직-단면도이고,
- 도 2는 도 1에 나타낸 조사 연료 또는 방사능 물질 저장 장치의 일부분의 횡단면도이고,
- 도 3은 본 발명에 따른 또 다른 조사 연료 또는 방사능 물질 저장 장치의 일부분의 횡단면도이다.
저장 장치의 챔버 내에서의 열기압적 평가의 예측 특성을 향상시키기 위하여, 공기 순환에 대해 바람직한 방향을 부과함으로써, 서브 시스템들에 근접한 흐름이 자발적으로 구조화되어야 한다는 것이 제안된다. 이러한 바람직한 방향은 레이아웃 주위의 공기의 열기압적 흐름의 모델링을 가능하게 하며, 결과적으로 결과들을 정량적으로 더욱 신뢰성 있게 만든다.
본 발명의 과제는:
- 바닥, 천정 및 측벽들을 구비한 챔버,
- 조사 연료 또는 방사능 물질을 수납하며, 챔버 내에서 냉각 기체상 유체의 순환에 따를 수 있는 방식으로 배열되는 복수 개의 수납 수단,
- 상기 냉각 기체상 유체의 도입을 가능하게 하는, 기체상 유체를 챔버 내로 도입하는 수단,
- 상기 냉각 기체상 유체가 수납 수단을 통해 순환한 이후에 방출되도록 하기 위하여 상기 기체상 유체를 챔버 밖으로 방출하는 수단,
- 상기 냉각 기체상 유체가 수납 수단을 통해 순환할 때에 바람직한 순환 방향을 부여하기 위하여 상기 냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 수단을 포함하는 조사 연료 또는 방사능 물질용 저장 장치로서, 상기 냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 수단은:
- 상기 수납 수단을 둘러싸며, 상기 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 수납 수단과의 사이에 공간을 가지며, 상기 냉각 기체상 유체의 순환을 보장하기 위한 유입구 및 배출구를 갖는 슬리브,
- 상기 슬리브들을 연결하며, 상기 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 바람직한 방향에 대응되는 방향에 따라서 배열된 격벽
을 포함하는 것을 특징으로 하는 조사 연료 또는 방사능 물질의 저장용 장치이다.
바람직하게는, 챔버의 측벽들에 인접한 수납 수단은, 냉각 기체상 유체가 우회 흐름 (bypass currents)을 형성하는 것을 방지하기 위하여, 이러한 측벽들에 가능한한 가깝게 배열된다. 이는 수납 수단 (또는 서브 시스템들)을 측벽으로 바로 이어지는 통상의 레이아웃에 따라서 배열함으로써 측벽과 인접 서브 시스템들과의 거리를 최소화하는 것에 의하여 달성될 수 있다.
슬리브들은 또한 복사 스크린 (radiating screen)을 구성할 수도 있다.
슬리브들을 연결하며, 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 바람직한 방향에 대응되는 방향에 따라서 배열되는 격벽들의 존재는, 냉각 기체상 유체의 흐름 구조 (structuring)를 더욱 개선시키게 된다.
냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 수단은 또한 챔버의 최소한 하나의 측벽과, 이러한 측벽에 인접하는 슬리브들을 연결하는 격벽들을 포함할 수 있으며, 이러한 격벽들은 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 바람직한 방향에 대응되는 방향에 따라서 배열된다. 이는 기체 흐름의 구조를 더욱 향상시키는 데에 기여한다.
본 발명의 장치는 상기 냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 보조 수단을 더 포함할 수도 있으며, 이러한 보조 수단은 챔버의 측벽과 하나 또는 수 개의 슬리브들의 사이에 위치하고, 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 바람직한 방향에 대응되는 방향에 따라서 배열된다. 이러한 보조 수단은 서브 시스템들이 특별한 레이아웃, 예를 들어 삼각형 레이아웃에 따라서 배열될 때에, 우회 흐름을 감소시킬 수 있다.
바람직하게는, 기체상 유체의 방출 수단이 천정 또는 천정 근처에 위치하는 경우에는, 천정은 경사져 있으며, 기체상 유체의 방출을 위한 수단은 챔버의 가장 높은 부분에 위치한다. 이는 기체상 유체의 배출 구역으로부터 멀리 떨어진 천정 근처의 기체상 유체의 최고 온도를 감소시키게 된다. 천정의 경사각은 수평면에 대하여 10도 내지 20도 사이일 수 있다. 바람직하게는, 이러한 각은 15도이다. 이러한 경사는 부력으로 인하여 뜨거운 기체가 더욱 용이하게 방출되는 것을 가능하게 하고, 이러한 구역들에서 그 축적을 방지함으로써 뜨거운 지점들의 형성을 방지한다.
챔버는 기체상 유체를 방출하기 위한 수단쪽으로 상승하는 경사진 바닥을 구비할 수도 있다. 이는 열기압적 양상을 더욱 개선시키게 된다. 이러한 해법의 잇점은, 기체상 유체의 통과를 위한 단면적이 배출구에서보다 유입구에서 더욱 커지게 만든다. 따라서, 다양한 서브 시스템들에 기체를 공급하기 위한 기체 흐름의 속도가 균일하게 되며, 전체적으로 서브 시스템들에 보다 균질의 냉각 기체상 유체의 공급이 보장된다.
본 발명의 장치는, 챔버 내에서 순환하였거나 또는 챔버와 열적 접촉을 하고 있는 일부 냉각 기체상 유체를 재순환시키는 냉각 기체상 유체에 대한 브랜치 라인 (branch line)을 더 포함할 수도 있다. 이러한 재순환된 일부 냉각 기체상 유체는 기체상 유체 방출 수단과 소통되는 방출 굴뚝으로 운반될 수 있다. 따라서, 예측하기 어려운 부식 또는 열화의 위험성을 발생시킬 수 있는 응축을 야기하는, 기체상 유체 (예를 들어, 공기)의 온도 변화를 방지하는 것이 가능하다. 저장 챔버를떠나는 재가열된 기체상 유체의 일부는 흡입 회로로, 바람직하게는 챔버로 들어오는 기체의 온도를 상승시킴으로써 상대 습도를 감소시키기 위하여, 저장 챔버에 가능한한 가까운 흡입회로로 재도입된다.
적재 손실 (load loss)에 대한 조절가능 요소가, 순환된 냉각 기체상 유체의 양을 조절하기 위하여, 브랜치 라인 또는 기체상 유체를 방출하기 위한 수단 내에 설치될 수 있다.
열 복사 플레이트가 수납 수단과 연합될 (associated) 수 있으며, 이러한 플레이트는 천정 표면에서의 열 경계층을 해체하기 위하여 천정에 가깝게 위치된다. 따라서, 서브 시스템으로부터, 천정 아래 또는 근처에 수직으로 또는 주로 수직 방향으로 배열되어, 천정 아래의 표면층을 전체적인 기체상 유체 혼합물의 온도보다 높은 온도로 가열할 수 있는, 열 경계층의 생성을 방지할 수 있게 된다. 실제로, 이러한 플레이트들은 이중 역할을 수행한다. 그들은 열 경계층을 불안정화시킴으로써 기체상 유체의 혼합물을 자극하여 그 온도를 낮춘다. 또한, 복사 스크린으로서 작용하여, 최소한 부분적으로는, 천정을 수납 수단으로부터 발생되는 열 복사로부터 보호한다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 비제한적인 예로서 주어진 하기 상세한 설명에 의하여, 더욱 잘 이해될 수 있으며, 다른 잇점들 및 특이점들은 명백해질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조사 연료 또는 방사능 물질을 위한 저장 장치의 수직-단면도이다.
본 발명의 장치는, 도면에서는 가려진 챔버 (1)를 포함하며, 바닥 (2), 천정 (3) 및 측벽들을 구비하는데, 도면에서는 측벽들 중에서 단 두 개, 벽 (4) 및 (5)만이 도시되어 있다. 챔버 (1)에는 복수 개의 수납 수단 또는 샤프트 (6)들이 배열되어 있다.
도 1에서, 샤프트 (6)는 챔버 (1) 위에 위치한 조작 챔버 (10)의 바닥 (11)으로부터 매달려 있는 관형 요소 (tubular elements)이다. 각각의 샤프트 (6)의 말단은 스너버 (snubber) (7) 내에서, 도면에는 도시되어 있지 않은 댐퍼들 (dampers)의 중개를 통하여 움직일 수 있다. 조사 연료 또는 방사능 물질들은 당업자에 공지된 조절 공정들에 따라서 조작 챔버 (10)로부터의 샤프트 내에 배치된다.
샤프트들 (6)은 각각, 샤프트들의 가열 부분에서, 다중 역할, 즉 복사 스크린, 굴뚝, 흐름 구조 형성을 담당하는 슬리브 (8)에 의하여 둘러싸여 있다. 슬리브들 (8)은 대응되는 슬리브와 샤프트 사이에, 샤프트들의 올바른 냉각을 허용하기에 충분한 관형 공간을 남겨 두기 위하여 샤프트들 (6)을 둘러싸고 있다. 예를 들어, 90 cm 직경의 샤프트의 경우에, 대응되는 슬리브는 140 cm 직경일 수 있다.
격벽들 (9)은 슬리브들 (8)을 함께 연결한다. 그들은 직접적인 열적 역할을 담당하는 것은 아니지만, 냉각 기체상 유체의 흐름 구조를 수직으로 형성하고, 전체적으로 횡단 흐름을 방지하는 데에 도움이 된다. 다른 격벽들 (19) 또한 측벽 (예를 들어 측벽 (5))에 근접하여 위치하는 슬리브들 (8)을 이러한 측벽들에 연결시킴으로써, 흐름을 구조를 형성하고, 우회 흐름을 방지한다. 슬리브들 (8)은 도면에 도시되어 있지는 않으나, 냉각 기체상 유체의 순환을 방해하지 않는 지지 수단에 의해 바닥 (2)에 놓여진다. 격벽 (9) 및 (19)의 존재 또한 전체적으로 슬리브들이 더 큰 안정성을 갖도록 보장한다.
도 1에 도시된 저장 장치는 공냉식이다. 차가운 공기가 공기구 (20)를 통해 유입되어, 격자 (21) 및 정전기 필터 (22)를 통과하여, 도관 (conduit) (23)을 따라, 챔버 (1)의 공기 유입구 (24)에 도달한다. 바람직하게는, 유입구는 챔버 (1)의 가장 낮은 부분에 위치한다. 동일한 방식으로, 공기 배출구 (25)는, 바람직하게는, 챔버 (1)의 가장 높은 부분에 위치한다. 그것은 방출 굴뚝 (26)과 소통된다. 따라서, 공기 유입구 (24)와 공기 배출구 (25) 사이에서, 냉각 공기는 슬리브 (8) 및 격벽들 (9) 및 (19)에 의하여 수직 방향으로 채널링된다.
도 1은 바닥 (2) 및 천정 (3)이 공기 순환을 용이하게 하기 위하여 경사져 있는 것을 보여준다. 바닥 (2) 및 천정 (3)은 공기 배출구 (25) 쪽이 더 높게 되어 있다.
천정 (3)은 시이트 금속으로 제조될 수 있다. 천정 (3) 근처에서, 열 경계층은, 복사 스크린의 역할을 담당하기도 하는 플레이트 (15)에 의하여 해체된다. 바람직하게는, 이러한 플레이트들은, 플레이트의 양면이 냉각 유체와 접촉하여 이 양면을 통하여 열 교환이 발생될 수 있도록 천정으로부터 수 센티미터 아래쪽에 배열될 수 있다.
도 1에 도시된 장치는 브랜치 공기 회로를 더 포함한다. 이러한 보충적 공기 회로는, 자연 대류 하에서, 천정 (3)과 조작 챔버 (10)의 바닥 (11) 사이로 공기를 유입하는 제1 수직 덕트 (31)를 포함한다. 이후 재가열된 공기는 제2 수직 덕트 (32) 및 그 다음 수평 덕트 (33)에서 순환하여, 덕트 (23)로 복귀한다. 브랜치 공기 회로는 미온의 공기를 챔버 (1)의 입구로 되돌려 보내고, 이는 입구에서의 공기의 온도를 약간 상승시키며 응축의 위험성을 감소시킨다. 다른 가능한 구현예에서는 배출 굴뚝으로부터 공기를 직접적으로 추출한다.
이러한 공기 재순환은 입구에서의 공기 온도를 급격하지 않게 적당히, 통상적으로 섭씨 몇 도 정도, 상승시켜야 한다. 순환하는 공기의 비율은 최대 파워에서는 낮아야 하며, 파워가 감소될 때에는 상승하여 제로 파워에서는 100%의 비율에 근접해야 한다. 이러한 조건을 만족시키기 위하여, 브랜치 회로 또는 공기 배출 회로, 또는 두 회로 모두 내부에 조절가능한 적재 손실 요소들을 배치할 필요가 있다. 이러한 요소들의 조절은, 새로운 파워가 저장되거나 또는 저장된 파워가 현저하게 감소된 경우 (통상적인 방사성 붕괴)가 고려되도록, 핵 물질의 매 적재 또는 인출 이후에 이루어질 수 있다. 후자의 경우는 두 번의 일련의 조절 사이에 수 년 내지 수십 년의 기간을 포함할 수도 있다.
도 2는 도 1에 수직 단면으로 나타낸 장치의 일부분의 횡단면도이다. 샤프트들 (6)은 규칙적인 삼각형 레이아웃에 따라서 배열되어 있으며, 슬리브들 (8), 슬리브들 사이의 격벽들 (9), 및 격벽들 (9)을 측벽 (5)에 연결하는 격벽들 (19)이 도시되어 있다. 슬리브들 (8)에 의하여 둘러싸인 샤프트들 (6)은 우회 흐름의 발생을 방지하기 위하여 측벽들에 가능한한 가깝게 배열된다. 반-슬리브 (세로 방향에서)에 해당하는 동일한 요소들 (16) 또는 "마네킹들 (mannequins)"이 측벽 (5)에기대어 존재하며, 격벽들 (17)에 의하여 가장 근접한 슬리브들에 연결된다. 이러한 배열은 측벽 (5)에 가깝게 위치한 샤프트들이 동일한 형태의 흐름에 따름으로써 우회 흐름이 방지되는 것을 가능하게 한다.
도 3은 조사 연료 또는 방사능 물질을 위한 또 다른 저장 장치의 일부분을 윗 방향으로부터 관찰한 횡단면도이다. 이러한 장치는 샤프트들의 형태면에서 전술한 장치와는 다르다. 이러한 변형된 장치의 샤프트들 (41)은 사각형 단면을 갖는다. 샤프트들을 둘러싸는 슬리브들 (42) 또한 사각형 단면을 갖는다. 그들은 격벽들 (43)에 의하여 함께 연결되어 있다.
이러한 샤프트들 (41)의 형태는 그들이 우회 흐름을 방지하기 위하여 측벽 (50)에 가능한한 가깝게 연장된 규칙적인 사각형 레이아웃에 따라서 배열되는 것을 가능하게 한다. 슬리브들은, 흐름 구조 형성을 촉진하고, 우회 흐름을 감소시키기 위하여 격벽 (45)에 의해 인접 슬리브들에 연결된 엔빌롭 (envelope) (44)에 의하여 전체적으로 둘러싸일 수 있다.
화살표들 (51)은 그라운드 레벨에서의 공기를 나타내며, 이는 바닥으로부터 슬리브들 및 격벽들의 네트워크 내로 유입된다. 화살표들 (52)은 천정 아래에서 슬리브 및 격벽들의 네트워크로부터 방출되는 공기를 나타내며, 이는 참조번호 (53)으로 나타낸 공기 배출구를 향하여 이동한다.
따라서, 본 발명은 개선된 흐름 구조 형성을 제공함으로써, 그 흐름을 설명하는 수단에 대하여 향상된 신뢰성을 제공할 수 있게 한다. 이는 올바른 작동의 안전성을 설명하고, 인증하는 절차가 더욱 쉬워질 수 있음을 암시한다. 따라서,공중이 수용할 수 있는 가능성이 더욱 커진다.
본 발명은 저장 최대 온도를 감소시키는 것이 가능하다. 특히, 측벽, 그 중에서도 천정의 최대 온도를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 샤프트들 주위의 원치 않는 우회 흐름을 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 균일하고 효율적인 냉각을 보장하면서도 공기 흡입 및 배출 회로 크기를 더욱 경제적으로 만드는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 외부 공기가 장치의 차가운 부분에 응축되어 형성되는 습기로부터 야기되는 수분의 양을 감소시키는 것을 가능하게 한다.
저장 챔버의 천정 표면 온도를 낮추는 것을 가능하게 함으로써, 이러한 천정의 디자인, 그 생산, 그 품질 및 그 인증이 더욱 간편해진다.
Claims (13)
- 바닥, 천정 및 측벽들을 구비한 챔버;조사 연료 또는 방사능 물질을 수납하며, 챔버 내에서 냉각 기체상 유체의 순환에 따를 수 있는 방식으로 배열되는 복수 개의 수납 수단;상기 냉각 기체상 유체의 도입을 가능하게 하는, 기체상 유체를 챔버 내로 도입하는 수단;상기 냉각 기체상 유체가 상기 수납 수단을 통해 순환한 이후에 방출되도록 하기 위하여 상기 기체상 유체를 챔버 밖으로 방출하는 수단; 및상기 냉각 기체상 유체가 수납 수단을 통해 순환할 때에 바람직한 순환 방향을 부여하기 위하여 상기 냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 수단을 포함하는 조사 연료 또는 방사능 물질용 저장 장치로서, 상기 냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 수단은:상기 수납 수단을 둘러싸며, 상기 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 상기 수납 수단과의 사이에 공간을 가지며, 상기 냉각 기체상 유체의 순환을 보장하기 위한 유입구 및 배출구를 갖는 슬리브; 및상기 슬리브들을 연결하며, 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 바람직한 방향에 대응되는 방향에 따라서 배열된 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 조사 연료 또는 방사능 물질의 저장용 장치.
- 제1항에 있어서, 챔버의 측벽에 인접한 상기 수납 수단이 상기 냉각 기체상 유체가 우회 흐름을 형성하는 것을 방지하기 위하여 상기 측벽들에 가능한한 가깝게 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 슬리브들이 또한 복사 스크린 또는 열 복사 플레이트를 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 수단은 또한 챔버의 최소한 하나의 측벽과, 상기 측벽에 인접하는 슬리브들을 연결하는 격벽들을 포함할 수 있으며, 상기 격벽들은 상기 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 바람직한 방향에 대응되는 방향에 따라서 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 기체상 유체의 채널링을 가능하게 하는 보조 수단을 더 포함하며, 상기 보조 수단은 챔버의 측벽과 하나 또는 수 개의 슬리브들의 사이에 위치하고, 상기 냉각 기체상 유체의 순환을 위한 바람직한 방향에 대응되는 방향에 따라서 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기체상 유체의 방출 수단이 상기 천정 또는 천정 근처에 위치하며, 상기 천정은 경사져 있고, 상기 기체상 유체의 방출 수단은 챔버의 가장 높은 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 천정이 수평에 비하여 10도 내지 20도의 각도로 경사진 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버가 상기 기체상 유체를 방출하기 위한 수단쪽으로 상승하는 경사진 바닥을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 챔버 내에서 순환하였거나 또는 챔버와 열적 접촉을 하고 있는 일부 냉각 기체상 유체를 재순환시킬 수 있도록 하는 상기 냉각 기체상 유체에 대한 브랜치 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제9항에 있어서, 재순환된 상기 일부 냉각 기체상 유체는 상기 기체상 유체의 방출 수단과 소통되는 방출 굴뚝에서 추출되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 조절가능한 적재 손실 요소 (load loss element)가, 순환된 냉각 기체상 유체의 양을 조절하기 위하여 브랜치 회로 또는기체상 유체를 방출하기 위한 수단 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 열 복사 플레이트가 수납 수단과 연합되며, 상기 열 복사 플레이트는 천정 표면에서의 열 경계층을 해체하기 위하여 천정에 가깝게 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 기체상 유체가 공기인 것을 특징으로 하는 장치.
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