KR20030096061A - 방사성 물질의 저장 및/또는 운송을 위한 적재 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핵 연료 조립체의 저장 및/또는 운송을 위한 적재 장치(1)에 관한 것으로서, 장치(1)는 적어도 하나의 핵 연료 조립체를 수용할 수 있는 복수개의 구획부(2)를 구비하고, 각 구획부(2)는 구획부(2)의 측벽을 형성하는 복수개의 벽 요소들(6,8,10)로 이루어지고, 구획부(2) 벽의 2 개 요소들(6,8) 사이의 적어도 하나의 연결은 하나의 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)을 사용하여 이루어지며, 각각 구획부(2)의 상기 2 개 벽 요소(6,8)상에 형성된다. 본 발명에 따르면, 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)은, 구획부의 길이 방향 축(4)에 대략 평행한 방향을 따라서, 서로에 끼워지는 도브테일 형상 부분을 각각 구비한다.

Description

방사성 물질의 저장 및/또는 운송을 위한 적재 장치{Arrangement device for storage and/or transport of radioactive materials}

본 발명은 핵 연료 조립체들과 같은 방사성 물질이 핵 반응기에서 조사된 이후에 그러한 방사성 물질의 저장 및/또는 이동을 위한 적재 장치에 관한 것이다.

이러한 적재 장치는 "바스켓(basket)" 또는 "랙(rack)"으로 불리우며 몇개의 구획부를 가져서 그 구획부내에 조사된 핵 연료 조립체가 저장하거나 그리고/또는 운송하기 위하여 배치될 수 있다.

핵 산업에 있어서, 연료 조립체는 핵 발전소의 에너지원을 형성하며, 따라서 발전소의 에너지원으로서의 사용이 종료된 이후 및, 재처리 현장에서의 중간적인 저장 이전에 저장되거나 그리고/또는 움직일 필요가 있다.

적재 장치는 조사된 연료 조립체를 핵 발전소 또는 재처리 현장에 저장하거나, 또는 이러한 조사된 연료 조립체를 예를 들면 핵 발전소와 재처리 현장 사이에서 운송하는데 사용된다.

이러한 유형의 저장 장치는 몇가지 기능을 수행하여야 한다. 특히, 이러한 기능은 기계적인 강도, 방사성 물질의 수용 능력 및, 용이한 취급을 포함한다.

더욱이, 방사성 물질의 특성에 따라서, 적재 장치는 운송 또는 저장 동안에 핵의 안전과 관련된 다양한 기능을 수행하여야 한다. 상기 물질들이 연쇄 반응을 야기할 수 있는 핵분열성의 물질인 경우에, 상기의 기능들은 주로 장치내에 포함된 물질에 의해서 발생된 열의 흐름을 배출시킬 필요성과 핵의 임계성을 제어하는 것을 포함한다.

기계적인 강도에 대한 기능의 목적은, 운송중에 발생하는 가속 효과하에서, 취급 작용중에 장치의 기하를 유지하는 것과, 또한 충격이나 우발적인 낙하의 경우에 그러한 환경하에서 핵의 임계성을 유지하는 것이다. 더욱이, 규정된 점검이 이러한 구성에서 수행되어왔다는 점이 주목되어야 한다.

따라서, 이러한 규정된 요건을 만족시키고 핵 연료 조립체의 운송/저장을 수행하는데 필요한 인가를 획득하도록 수행되어야 하는 테스트는 "자유 낙하" 테스트와 같은 다양한 테스트를 포함하며, 특히 9 미터 높이에서 낙하하는 것을 포함한다.

몇 가지 구현예들이 당해 기술 분야에서 이미 제안되었다.

핵 연료 조립체의 저장을 위한 장치에는 통상적으로 복수개의 근접한 구획부가 제공되며, 그 각각은 상보적인 형상을 가지는 연료 조립체가 구획부내에 삽입되어 정위치에 유지되도록 4 각형이나 또는 육각형 단면을 가진다. 이러한 구획부의 측벽을 만들기 위하여, 통상적으로 사용되는 벽 요소들은 보론(boron)과 합금으로 이루어진 재료로부터 만들어지는데, 보론은 중성자를 흡수하여 결국에는 핵의 안전성을 제어하는 능력에 기인하여 선택된다.

선행 기술에 따른 구현예의 제 1 의 유형에 있어서, 구획부의 측벽이 보론과 합금으로 이루어진 스테인레스 스틸 스트립(strip)으로부터 만들어진 장치들이 공지되어 있다. 이러한 해법은 이러한 유형의 장치들이 복수의 유리한 기술적 특징을 가질 수 있게 한다. 장치를 임계치 이하로 만들고 상이한 연료 조립체들 사이에서의 반응을 방지하는 중성자 유해 물질은 위에서 언급된 바와 같이 보론으로 이루어져 있다. 더욱이, 구획부의 측벽을 만드는 스테인레스 스틸의 사용은 부가적인 감마 차폐(gamma shielding) 및, 적재 장치의 매우 강력한 단단함을 제공한다.

장치의 매우 강력한 단단함(stiffness)의 특징은 적재 장치가 핵 연료 조립체의 운송/저장에 대하여 상기에 언급된 바와 같은 규정된 안전 요건을 용이하게 만족시킬 수 있다는 점에서 특히 유리하다는 점이 주목된다.

이미 위에서 언급된 바와 같이, 충분히 두꺼운 측벽을 제공함으로써, 이러한 벽을 구성하는 스테인레스 스틸 스트립은 이러한 모든 테스트를 성공적으로 통과할 수 있다.

그러나, 그러한 재료의 사용은 무시할 수 없는 단점을 가진다.

비록 강철의 사용이 적재 장치의 단단함을 상당히 증가시킬지라도, 또한 그것의 무게를 증가시키게 되는데, 그러한 무게는 초과되지 말아야하는 최대 중량의 요건에 항상 부합되는 것은 아니며, 그러한 중량 제한은 작동의 강제로써 부과되는 것이다.

더욱이, 핵 연료 조립체가 적재 장치내의 해당 구획부내에서 지지될때, 측벽들은 중간 저장부내에 있는 조립체로부터 발산되는 잔류하는 열을 필수적으로 방산시킬 수 있어야 한다. 이러한 열 전달 기능은 스테인레스 스틸로써는 매우 효과적으로 수행되지 않으며, 이러한 심각한 단점은 적재 장치 내부의 위험스런 과열을 야기할 수 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 주로 스테인레스 스틸과 보론 합금인, 위에서 언급된 바와 같은 물질들은, 첫째 잔류하는 열을 보다 우수하게 방산시킬 수 있으며, 둘째 핵의 임계성에 걸쳐서 등가의 제어를 달성할 수 있는 물질을 생산하기 위하여 알루미늄과 보론 합금으로 대체되어야 하는 것으로 제안되었다.

이러한 물질을 사용하는 제 1 의 구현예가 선행 기술에서 사용되었는데, 이러한 구현예는 주조 알루미늄과 보론 합금 구조의 적층으로 이루어지며, 구획부를 한정하는 개구를 가진다. 그러나, 이러한 유형의 해법으로써는, 주조 알루미늄의 불량한 기계적 강도 특성에 기인하여, 핵 연료 조립체의 운송/저장에 대하여 규정된 안전 요건을 만족시킬 수 있는 충분한 단단함을 가진 저장 장치를 만드는 것이 불가능하다는 점이 금방 명백해졌다.

더욱이, 장치의 단단함과 관련된 문제와는 별도로, 그러한 물질의 사용과 관련된 다른 단점은 주조중에 알루미늄내의 보론의 균일한 분포를 획득하는데 있어서의 곤란에 기인하며, 이것은 장치가 임계점 이하의 상태에 유지되지 않게 되는 상황에 이르게 된다.

또한, 선행 기술에 따른 다른 구현예는 주조 알루미늄으로 만들어진 벽 요소와 비교하여 단단함을 증가시키기 위하여 압출로 이루어진, 보론 합금과 알루미늄으로 만들어진 벽 요소들 사이에 연결을 만드는 것을 제안하였다.

따라서, 선행 기술에 따르면, 구획부의 측벽을 형성하는 벽 요소들은 용접 작용에 의해서 서로 연결되는 장치들이 공지되었다. 그러나, 이러한 벽 요소들을 조립하는데 필요한 용접 기술은 전자 비임 용접이며, 이러한 값비싼 기술은 비용 효과적인 장치를 디자인해야하는 필요성과 양립할 수 없게 제조 비용을 불가피하게증가시킨다. 더욱이, 알루미늄과 보론 합금으로 만든 두개의 요소들 사이의 용접은 이러한 요소들 사이의 약간의 변형을 야기할 수 있어서, 구획부들은 더 이상 핵 연료 조립체를 수용할 수 없으며 그리고/또는 그것들을 정위치에 유지할 수 없다.

선행 기술에서 제시된 다른 해법은 같은 구획부의 두개의 벽 요소들 사이에서 나사로 상호 잠긴 유형의 연결을 사용하는 것과 관련되며, 이러한 해법은 알루미늄내의 나사화된 오리피스와 나사 사이에서 단단한 연결을 확립하는데서 마주치는 곤란성에 기인하여 매우 효과적인 것이 아니다. 더욱이, 적재 장치를 구성하는 부품수에서의 증가는 주요 단점의 발생을 야기하는데, 특히 조립의 속도와 장치의 전체적인 비용과 관련하여 그러하다.

마지막으로, 같은 구획부의 측벽에 직각인 2 개의 벽 요소들을 조립하도록 제안된 마지막 해법은 WO-A-00/72325 의 서류에 설명되어 있다. 이러한 기술은 제 1 벽 요소의 길이 방향 가장자리를 따라서 복수개의 맞물림 부분을 제공하는 것과, 제 2 의 벽 요소의 면상에 몇개의 서로 보완하는 맞물림 부분을 제공하는 것으로 이루어지며, 후자의 서로 보완하는 맞물림 부분은 제 1 요소의 가장자리에 위치한 맞물림 부분과 협동하도록 디자인된 것이다. 이러한 방식으로, 2 개의 요소들은 맞물림 부분들과 서로 보완하는 맞물림 부분을 서로를 향하여 가져가서 하나를 다른 것에 강제로 끼워넣어서 조립될 수 있다.

그러나, 맞물림 부분들과 서로 보완하는 맞물림 부분들을 사용하여 획득된 연결의 유형은 이러한 유형의 연결을 가진 적재 장치에 대하여 극히 심각한 단점을 나타낸다. 이러한 부분들중 일부는 외측으로 돌출함으로써 그 부분들이 오목한 다른 부분에 강제로 끼워질 수 있다.

이러한 연결의 사용중에 발생하는 문제들중 하나는 구획부의 측벽을 구성하는 벽 요소들을 해체하고 다시 조립하는 것이 불가능하다는 점이다. 2 개의 벽들이 함께 조립된 이후에 2 개의 벽 요소들을 해체하려면, 2 개의 요소들상에 제공된 맞물림 부분 및/또는 서로 보완하는 맞물림 부분들은 그들의 조립이 파괴되도록 손상되어야 하며, 이것은 불가피하게 이들 요소들을 재사용할 수 없게 한다. 주목해야할 바로서, 벽 요소들을 재사용하는 것이 불가능한 것에 더하여, 강제 끼움에 의하여 획득되는 이러한 유형의 연결은 장치를 해체하는데 있어서 중대한 곤란성을 나타내는데, 예를 들면 장치의 유지와 관련된 작동중에 중대한 곤란성을 나타낸다.

이러한 유형의 제안된 연결과 관련된 다른 단점은 2 개의 벽 요소들 사이에서 제공되는 불량한 지지이다. 즉, 같은 구획부의 2 개의 직각인 벽 요소들 사이의 복수개의 협동하는 부분들에도 불구하고, 이러한 연결은 조립되어야 하는 2 개의 요소들 사이의 접촉 표면에 걸쳐서 분포된 몇개의 고립된 고정구로 여전히 구성된다. 결과적으로, 연결을 형성하는 고립된 고정구는 적재 장치가 핵 연료 조립체의 운송/저장에 대한 규정된 안전 요건을 충족시킬 수 있는 충분히 견고한 지지를 반드시 제공하는 것은 아니다. 이러한 단점은 벽 요소들이 높은 단단함의 특성을 가지지 않는 알루미늄이나 보론 합금과 같은 물질로 만들어졌을 때 더욱 증폭된다는 점이 주목되어야 한다. 그러나, 장치의 열 전달 기능과 임계점 이하를 유지하는데 그러한 물질이 사용되어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 핵 연료 조립체와 같은 방사성 물질의 저장 및/또는 운송을 위한 적재 장치를 제공하는 것이며, 상기 장치는 선행 기술에서 실행된 것과 관련하여 위에서 언급된 단점을 적어도 부분적으로 수정하는 것이다.

보다 정확하게는, 본 발명의 목적은 복수개의 구획부를 구비하는 적재 장치를 제공하는 것이며, 각 구획부는 적어도 하나의 핵 연료 조립체를 유지할 수 있고 각 구획부의 측벽의 2 개의 벽 요소들 사이의 적어도 하나의 연결이 단순한 디자인으로 이루어지고, 특히 선행 기술에 따른 장치에서 이루어진 연결에 의해 발생된 지지에 대하여, 2 개의 벽 요소들 사이에 강화된 지지를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 적재 장치의 부분적인 분해 사시도를 도시한다.

도 2는 본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따른 적재 장치의 부분적인 사시도를 도시한다.

도 3a 는 도 2 에 도시된 적재 장치의 2 개 벽 요소들 사이의 조립체의 단면도를 도시한다.

도 3b 는 다른 바람직한 구현예에 따른 저장 장치의 2 개 벽 요소들 사이의 조립체에 대한 단면도를 도시한다.

도 4 는 도 1 에 도시된 적재 장치의 길이 방향 축에 직각인 평면에 따른 단면도를 도시한다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

1. 적재 장치 2. 구획부

4. 길이 방향 축 6.8. 벽 요소

12. 맞물림 부분 14. 보완 맞물림 부분

18, 브래킷 20. 단부편

이것을 달성하기 위하여, 본 발명은 핵 연료 조립체와 같은 방사성 물질의 저장 및/또는 운송을 위한 적재 장치와 관련되며, 장치는 그 각각이 적어도 하나의 핵 연료 조립체를 수용할 수 있는 복수개의 구획부를 구비하고, 각 구획부는 복수개의 벽 요소들로 이루어져서 함께 조립되었을 때 구획부의 측벽을 형성하며, 구획부 벽의 2 개 요소들 사이의 적어도 하나의 연결은 구획부의 상기 2 개 벽 요소들상에 각각 형성된 적어도 하나의 맞물림 부분 및, 보완 맞물림 부분(complementary engagement portion)을 이용하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 맞물림 부분과 보완 맞물림 부분은 구획부의 길이 방향 축에 대략 평행한 방향을 따라서, 서로 끼워지는 도브테일(dovetail) 형상의 부분을 각각 구비한다.

유리하게도, 우선은 맞물림 부분의 일부와 보완하는 맞물림 부분의 일부의 도브테일 형상에 기인하여, 그리고 다음으로는 그들이 미끄러지는 방향에 기인하여, 이러한 유형의 연결은, 특히 선행 기술에 따른 장치에서 얻어지는 지지부에 대하여, 상기 부분들이 제공된 2 개 벽 사이에 증가된 지지를 부여할 수 있다. 선택된 도브테일 형상은 결정된 길이에 걸쳐서 맞물림 부분과 보완하는 맞물림 부분이 협동하게 하는 수단이며, 이러한 길이는 유리하게도 상기 부분들이 끼워지는 2 개 요소들 사이의 전체적인 접촉 길이에 걸쳐 연장된다. 그렇게 얻어지는 연결은 지지부에 힘을 제공하는데, 연결의 단단함에 관련된 상기의 힘은, 종래 기술에 따른 구현예의 경우에서 그랬던 것처럼 고립된 방식이 아닌, 벽 요소들을 따라서 선형으로 분포된다.

더욱이, 도브테일 형상과 맞물림 방향은 이들 요소들 사이에 간단한 미끄럼 작용을 수행하고 그 어떤 손상도 요소들에 야기하지 않음으로써, 2 개의 벽 요소들을 상대적으로 용이하게 조립하고 분해할 수 있게 한다. 더욱이, 이러한 연결의 유형으로써, 핵 연료 조립체가 구획부의 내측에 삽입되어 잘 유지될 수 있게 하기 위하여, 구획부의 기하를 매우 정확하게 고려하는 것이 실질적으로 가능하다는 점이 주목되어야 한다.

각각의 맞물림 부분과 보완 맞물림 부분이 도브테일 형상이 아닌 부분을 가질 수 있게 하는 것도 가능한데, 다른 부분은 그들에 대응하는 도브테일 형상 부분과 접촉한다. 다른 대안에 따르면, 맞물림 부분과 보완하는 맞물림 부분이 도브테일 형상의 부분들 만으로 구성되도록 재료를 배치할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 복수개의 구획부들중 적어도 일부의 측벽은 벽 요소의 제 1 세트에 속하는 벽 요소들 및, 벽 요소의 제 2 세트에 속하는 벽 요소들을 사용함으로써 이루어지는데, 제 2 세트의 벽 요소들은 제 1 세트의 벽 요소에 대략 직각으로 배치된다.

따라서, 이런 모든 구획부들은 대략 정사각형 단면을 가질 수 있으며, 이러한 형상은 통상적으로 사각형인 핵 연료 조립체를 유지하는데 매우 적절하다.

바람직스럽게는, 제 1 세트의 벽 요소들이 각각 이러한 요소의 적어도 하나의 길이 방향 가장자리의 외측으로 돌출한 맞물림 부분을 구비하며, 제 2 세트의 벽 요소들은 적어도 하나의 보완하는 요부의 맞물림 부분이 제공된 적어도 하나의 면을 구비한다. 따라서, 저장 장치내 몇 개의 구획부는 각각 몇 개의 강화된 지지 연결을 구비하여, 장치의 견고성을 증가시킨다. 장치의 견고성이 증가되는 것은, 특히 9 미터의 자유 낙하 테스트를 충족시키기 위하여, 매우 평가할만한 것이라는 점이 주목되어야 한다.

바람직스럽게는, 제 2 세트의 각 벽 요소는 부분적으로 장치의 적어도 2 개의 구획부의 측벽을 형성하여, 결국에는 상이한 구획부들의 벽 요소들 사이에 이루어지는 연결의 수 및, 장치를 조립하고 해체시키는데 필요한 시간을 상당히 감소시킨다.

또한 벽의 제 1 및, 제 2 세트의 요소들이 알루미늄과 보론 합금으로부터 만들어질 수 있어서, 그들이 열 전달과 핵의 임계성 제어를 최적화시킬 수 있다.

바람직스럽게는, 장치의 주변에 위치된 벽 요소들이 스테인레스 스틸로 만들어져서 벽 요소들의 제 1 및, 제 2 세트의 벽 요소들에 나사 결합됨으로써 설치된다. 유리하게도, 장치의 주위 둘레에 배치된 벽 요소들은 장치의 전체적인 견고함으로 더욱 증가시키며, 감마 차폐를 더 제공한다.

마지막으로, 장치가 하부의 관통된 단부편과 상부의 관통된 단부편을 구비할 수 있으며, 단부편은 스테인레스 스틸로 만들어져서 벽 요소들을 장치의 주위 둘레로 나사 결합시킴으로서 설치된다.

본 발명의 다른 장점 및, 특징들은 아래에 주어진 비제한적인 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 핵 연료 조립체(미도시)와 같은 방사성 물질의 저장 및/또는 운송을 위한 적재 장치(1)를 도시한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 적재 장치는 평행하게 배치된 복수개의 구획부(2)를 구비하며, 이러한 구획부들은 각각 길이 방향 축(4)을 따라서 연장된다. 각 구획부(2)들은 적어도 하나이고 바람직스럽게는 단지 하나인 정사각형의 연료 조립체를 유지할 수 있으며, 따라서 구획부(2)의 길이 방향 축(4)은 이러한 구획부(2)내에 지지된 연료 조립체의 길이 방향 축에 대략 평행하다.

구획부(2)는 그들이 서로 근접하게 배치될 수 있도록 디자인되며, 몇 개의 벽 요소들(6,8,10)의 세트를 통하여 이루어져서, 이들중 일부는 장치(1)의 몇 개의 구획부(2)들에 공통이다. 이들이 함께 조립되었을 때, 벽 요소들(6,8,10)은 각 구획부(2)의 측벽을 형성하며, 이러한 측벽은 바람직스럽게는 대략 정사각형의 단면을 가지지만, 육각 형상과 같은 다른 형상을 가진 연료 조립체를 정위치에 유지시킬 수 있는 다른 형태로 적합화될 수 있다.

구획부(2)가 대략 정사각형의 단면을 가질 수 있도록, 벽 요소들(6,8,10)이서로에 대하여 평행하고 직각으로 배치될 수 있게 서로 조립된다. 이와 관련하여, 벽 요소들(6,8,10)은, 제 1 세트의 벽 요소들과 제 2 세트의 벽 요소들과 주위 벽 요소들의 세트로 한정되는, 분리된 3 개 세트의 요소들로 각각 분포된다는 점이 주목되어야 한다.

도 1 을 참조하면, 벽 요소의 제 1 세트의 벽 요소(6)와, 벽 요소의 제 2 세트의 벽 요소(8) 사이의 조립이 도시되어 있다. 요소(8)들이 서로 평행인 것과 같은 방식으로, 요소(6)는 서로 평행하게 배치된다. 더욱이, 벽 요소(6)는 대략 벽 요소(8)에 직각이도록 조립된다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 이러한 바람직한 구현예에 있어서, 벽 요소들(6,8)은 그들이 형성하는 구획부(들)(2)의 전체 길이를 따라서 각각 연장하여, 그들 각각이 하나 또는 몇 개의 구획부(2)들의 벽의 평탄한 측면을 형성한다는 점이 주목되어야 한다.

그러나, 벽 요소들(6,8)은 바람직스럽게는 알루미늄과 보론 합금으로 압출에의해서 제작된다. 따라서, 이러한 벽 요소들(6,8)의 최대 높이는 상대적으로 제한되는데, 이것은 도 2 에 있어서 장치(1)의 다른 바람직한 구현예를 부분적으로 도시하는 바와 같이, 벽들이 형성하는 구획부의 길이 방향 축을 따라서 벽들이 적층된다는 것을 의미할 수 있다. 관련된 벽 요소의 두께가 얇아질 때 최대의 허용 가능 높이는 커진다. 결국, 벽 요소(6)가 기계적인 강도의 이유 때문에 벽 요소(8)보다 두꺼워지기 때문에, 벽 요소(6)의 최대 허용 가능 높이는 벽 요소(8)의 최대 허용 가능 높이보다 크다.

더욱이, 도 2 에 도시된 바와 같이, 벽 요소(6)의 횡방향 가장자리가 벽 요소(8)의 횡방향 가장자리와 같은 평면에 존재하지 않도록 벽 요소(6,8)의 적층이 이루어지는 것이 바람직스럽다. 이러한 특정의 배치는 적재 장치(1)의 견고성을 향상시키는 장점을 가진다.

설명된 바람직한 구현예에 있어서, 적재 장치(1)는 7 개의 구획부(2)를 구비하는데, 상기 구획부는 2 개의 벽 요소(8)들 각각 또는 벽 요소(8)들의 2 개 적층부들 각각이 그것의 면들중 하나에 의해서 3 개 구획부(2)의 측벽을 부분적으로 한정하고, 다른 면을 이용하여 2 개 구획부(2)들의 측벽을 한정하도록 배치된다. 더욱이, 주목되어야 하는 바로서, 3 개 구획부(2)의 측벽을 부분적으로 한정하는 요소(8)들의 적층 또는 요소(8)들의 면은, 2 개의 요소(8)들 또는 요소(8)들의 2 개 적층이 같은 3 개의 구획부(2)의 측벽에 속하도록, 서로 면하여 위치된다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 벽 요소의 제 1 세트의 벽 요소(6)들 각각은 벽 요소의 제 2 세트내에 있는 벽 요소(8)의 적어도 하나에 조립된다.

장치(1)내의 각 구획부(2)에 대하여, 요소(6,8)들의 다른 것에 제공된 보완 맞물림 부분(14)과 협동하는 맞물림 부분(12)이 하나의 요소에 제공되도록, 2 개의 벽 요소들(6,8) 사이의 적어도 하나의 연결이 이루어진다.

바람직스럽게는, 벽 요소의 제 1 및, 제 2 세트의 요소들(6,8) 사이의 각각의 연결이 같은 방식으로 이루어진다.

도 2 와 도 3a를 참조하여 보다 상세하게는, 접촉하고 있는 2 개의 임의 요소(6,8)에 대하여, 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)은, 임의의 요소(6,8)로 부분적으로 구성된 구획부(2)의 길이 방향 축(4)에 대략 평행한 방향을 따라서 서로 맞물릴 수 있는 도브테일(dovetail) 형상의 부분(12a,14a)을 각각 구비한다.

따라서, 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14) 사이의 협동에 의해 발생된 연결은 이들 2 개 부분들이 포함되는 2 개의 요소들 사이의 전체 접촉 길이에 걸쳐서 연장될 수 있다. 이러한 방식으로, 도브테일 형상의 보완 부분(12a,14a)들은 상대적으로 긴 길이에 걸쳐서, 또는 심지어는 이러한 형상이 제공된 2 개 요소들(6,8) 사이의 전체 접촉 길이에 걸쳐서 연장되며, 2 개 요소들(6,8) 또는 요소들(6,8)의 2 개 적층 사이에서 획득된 연결은 이들 요소들 사이에 특히 견고한 지지를 제공한다.

주어진 연결에 대해서, 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)은 대략 같은 형상을 가지며, 하나는 외측으로 돌출하고 다른 것은 오목하다는 점이 주목되어야 한다. 또한 벽 요소들(6,8)이 조립되거나 또는 해체될 때 하나가 다른 것의 안으로 미끄러져들어가는 것을 용이하게 하기 위하여 2 개의 부분들(12,14) 사이에 1/10 밀리미터 정도의 작은 간극을 가지는 것이 바람직스럽다.

더욱이, 도브테일 형상의 부분(12a, 14a) 사이의 맞물림의 방향에 기인하여, 벽 요소의 제 1 과 제 2 세트의 벽 요소(6,8)들은 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)을 간단하게 미끄러뜨림으로써 조립되고 해제되며, 따라서 요소(6,8)에 대한 그 어떤 손상도 야기하지 않으면서 이러한 작동의 수행을 용이하게 한다. 더욱이, 이러한 특정의 배치는 벽 요소(6)와 벽 요소(8)를 용이하게 적층시키도록 한다. 더욱이, 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)을 상이한 적층 사이에서 전체적인 접촉 길이에 걸쳐 제공하는 것이 유익하다.

도 3a를 참조하여 설명된 바람직한 구현예에서, 맞물림 부분(12)은 우선 도브테일 형상의 부분(12a)과, 다음에는 부분(12a)이 그 위에 지지되는 대략 평행 6 면체 형상인 부분을 구비한다. 설명된 바람직한 구현예에 있어서, 부분(12b)은 이러한 요소(6)의 평균 두께와 정확하게 같은 두께를 가진 벽 요소(6)의 일부이다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 맞물림 부분(12)의 일부(12b)에 대한 그 어떤 적절한 형상을 사용하는 것이 실질적으로 가능하며, 따라서 이러한 부분은 벽 요소(6,8)의 미끄러짐을 가능하게 한다.

마찬가지로, 보완하는 맞물림 부분(14)은 처음에는 도브테일 형상인 부분(14a)과, 다음에는 대략 부분(12b)에 보완적인 형상을 가지고 도브테일 형상 부분(14a)과 접촉하는 부분(14b)을 구비한다. 따라서, 도 3a 에 도시된 구현예에 있어서, 부분(14)의 부분(14b)은 간극을 제외하고는 벽 요소(6)의 평균 두께와 대략 같은 폭을 가진 홈의 형상이다.

결국, 벽 요소(6,8)들 사이의 연결은 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)의 부분들(12a,14a)을 사용하는 도브테일 형상의 연결과, 도브테일 유형의 연결 이전에 부분(12b,14b)에 의한 장부(tenon)/평면 유형의 연결로 이루어진다. 명백하게, 위에서 언급된 바와 같이, 장부/평면의 연결은 임의의 방식으로 이루어지는 반면에, 도브테일 형상 부분(12a, 14a)이 구획부(2)의 부위(4)에 대략 평행한 방향을 따라서 미끄러질 수 있게 한다.

예를 들어, 도 3a 를 계속 참조하여 요소(6)의 두께가 e 이고 요소(8)의 두께가 H 이며, 요소(8)내로 삽입된 맞물림 부분(12)의 길이가 h 인 것에 주목하면, 이들 파라메터들이 다음의 대수 관계를 만족시키는 것이 바람직스러울 수 있다.

H = 2e/3 그리고 H = 4e/3

도 3b 에 도시된 다른 바람직한 구현예에 있어서, 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)은 도브테일 형상 부분(12a, 14a)으로만 각각 구성되어 있다.

도 4 에 보다 잘 도시되어 있는 바와 같이, 벽 요소의 제 1 세트내의 각 벽 요소(6)에는, 그것의 2 개 길이 방향 가장자리들중 적어도 하나에, 이전에 설명되었던 것과 같은 맞물림 부분(12)이 제공된다. 더욱이, 벽 요소들의 제 2 세트내 각 벽 요소(8)에는 위에서 설명된 것들중 하나인, 2 개 면들중 각각에 몇 개의 보완하는 오목한 맞물림 부분(14)이 제공되는데, 이들 보완 부분(12)은 각각 벽 요소(6)의 맞물림 부분(12)과 협동한다. 돌출부(12)를 가진 오목한 부분(14)은 기계 가공에 의해서 용이하게 만들어지며, 명백하게는 벽 요소들의 제 1 세트의 요소(6)나 또는 벽 요소들의 제 2 세트의 요소(8)상에 무관하게 위치될 수 있다. 도시된 예에서, 이들은 구획부를 형성하는데, 구획부에 대해서 정사각형 부분은 고려된 구획부(2)의 함수로서 상이할 수 있다. 명백하게, 본 발명의 범위를 이탈하지 않으면서, 모든 구획부(2)는 같은 정사각형 부분을 가질 수도 있다.

적재 장치(1)의 주위 벽 요소들의 세트의 벽 요소(10)는 벽 요소(6,8)에 나사를 결합함으로써 설치되지만, 이들은 요소(6,8)들에 대해서 채용되었던 것과 같은 방법으로 실질적으로 고정될 수도 있으며, 즉, 보완 도브테일 형상 부분을 구비하는 시스템에 의해서 고정될 수도 있다.

바람직스럽게는, 벽 요소들의 제 1 및, 제 2 세트에 있는 벽 요소(6,8)는 구획부(2)내에 배치된 핵 연료 조립체로부터 얻어지는 잔류하는 열을 방산시켜서 적재 장치(1)를 임계점 이하의 상태로 유지시키기 위하여 알루미늄과 보론 합금으로부터 제작된다. 다른 한편으로, 주변 벽 요소들의 세트에 있는 벽 요소들(10)은 장치(1)의 견고함을 강화시키고 부가적인 감마의 차폐를 제공하기 위하여 스테인레스 스틸로 만들어진다.

장치(1)의 단단함을 강화하기 위하여, 그리고 특히 핵 연료 조립체의 운송/저장에 대한 규정 요건을 충족시키기 위하여, 장치(1)는 도 1 및, 도 4에서 볼 수 있는 적재 장치(1)의 주변 둘레에 위치된 측방향의 보강재(16)를 구비할 수 있다.

각 측방향의 보강재(16)는 바람직스럽게는 알루미늄으로 만들어지고 L 형상 부분을 가짐으로써 장치(1)의 주위에 직각으로 배치된 2 개의 벽 요소들(6,8)상에 동시에 나사 결합됨으로써 평평하게 고정될 수 있다.

측부 보강재(16)는 구획부(2)의 측벽의 전체 길이에 걸쳐서 연장되는 것이 유익하며, 서로로부터 간격을 두고 복수개의 브래킷(18)으로 맞추어져서, 2 개의 L 형상 보강재의 분기부(16)들 각각에 용접됨으로써 조립된다.

관통된 상부 단부편과 관통된 하부 단부편을 장치(1)에 제공하는 것도 가능한데 (단지 상부 단부편만이 도 1 에 도시되어 있으며 참고 번호 20 으로서 표시되어 있다), 이들 단부편(20)은 스테인레스 스틸로 만들어져서 주위 벽 요소들의 세트의 벽 요소(10)상에 나사 결합됨으로써 설치된다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 관통된 상부편(20)에는 개구(22)가 제공되며 개구를 통해서 핵 연료 조립체들이 삽입되어, 각각 장치(1)의 구획부(2) 안으로 연장된다.

마지막으로, 탄성 시스템(미도시)에 결합된 결합용 로드(tie rod, 24, 도 1)의 존재는 변위를 가능하게 하며 처음에는 요소(10)들 사이의 연결을 형성하고 다음에는 장치(1)의 단부편(20) 사이의 연결을 형성한다. 이동성이 있게 되는 이러한 연결은 강철인 주위 벽 요소들의 세트내 벽 요소(10)와, 알루미늄 벽 요소들(6,8) 사이의 재료에서의 차이에 기인하여 제공된다. 장치는 높은 열 응력을 받기 때문에, 벽 요소(6,8,10)의 열팽창 현상은 자주 발생하며, 이러한 현상은 명백하게도 강철의 벽 요소(10)상에서보다 알루미늄 벽 요소(6,8)상에서 더 크다.

더욱이, 구획부(2)의 길이 방향 축(4)에 평행한 길이를 따라서 서로 맞물린 보완 부분에 의해 만들어진 벽 요소들의 제 1 및, 제 2 세트내에 있는 벽 요소들(6,8) 사이의 연결은 요소(6,8)들의 열 팽창에 저항하기에 매우 적절하다. 요소들(6,8)의 열팽창 방향은 구획부(2)의 길이 방향 축(4)에 평행하며, 이러한 방향은 또한 그것을 따라서 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)이 미끄러질 것 같은 방향이다. 따라서, 이러한 유형의 연결로써, 상이한 열팽팡 계수를 가진 상이한 재료로 만들어진 벽 요소(6,8)들이, 적재 장치(1)의 내측에서 온도가 변화하는 동안에 이러한 연결을 파괴시킴이 없이 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 벽 요소들(6,8)은 그들의 대응하는 맞물림 부분에 대한 그 어떤 열화를 야기함이 없이 서로에 대하여 미끄러질 수 있다.

명백하게, 당업자들은 비제한적인 예로서만 상기에 설명된 바와 같은 주어진 적재 장치(1)에 대한 다양한 수정을 가할 수 있다.

본 발명에 따른 적재 장치는 핵 연료 조립체의 운송 및, 저장에 효과적으로 이용될 수 있다.

Claims (11)

1. 핵 연료 조립체와 같은 방사성 물질의 저장 및/또는 운송을 위한 적재 장치(1)로서, 상기 장치(1)는 적어도 하나의 핵 연료 조립체를 각각 수용할 수 있는 복수개의 구획부(2)를 구비하고, 각 구획부(2)는 조립되었을 때 구획부(2)의 측벽을 형성하는 복수개의 벽 요소(6,8,10)로 이루어지고, 구획부(2)의 2 개 벽 요소(6,8)들 사이의 적어도 하나의 연결은 구획부(2)의 상기 2 개의 벽 요소(6,8)상에 각각 형성된 하나의 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)을 사용함으로써 이루어지고,

   상기 맞물림 부분(12)과 상기 보완 맞물림 부분(14)은, 상기 구획부(2)의 길이 방향 축(4)에 대략 평행한 방향을 따라서 서로에 끼워지는 도브테일 형상 부분(12a,14a)을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
2. 제 1 항에 있어서,

   맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)은 도브테일 형상 부분(12a,14a)과 다른 부분(12b,14b)을 각각 가지고, 다른 부분(12b,14b)은 도브테일 형상 부분(12a,14a)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
3. 제 1 항에 있어서,

   맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)은 도브테일 형상 부분(12a,14a)으로만 구성되는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)을 이용하여 만들어진 각 연결에 대해서, 맞물림 부분(12)과 보완 맞물림 부분(14)은 상기 부분(12,14)들이 설치되는 벽 요소들(6,8) 사이의 전체 접촉 길이에 걸쳐서 협동하는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,

   복수개의 구획부(2)들중 적어도 일부의 측벽은, 벽 요소들의 제 1 세트에 속하는 벽 요소(6) 및, 벽 요소의 제 2 세트에 속하는 벽 요소(8)를 사용하여 만들어지며, 제 2 세트내의 벽 요소(8)는 제 1 세트내의 벽 요소(6)에 대략 직각으로 배치된 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
6. 제 5 항에 있어서,

   제 1 세트의 벽 요소(6)는 각각 이러한 벽 요소(6)의 적어도 하나의 길이 방향 가장자리로부터 외측으로 돌출한 맞물림 부분(12)을 구비하고, 제 2 세트의 벽 요소(8)는 적어도 하나의 보완하는 오목한 맞물림 부분(14)이 제공된 적어도 하나의 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   제 2 세트내의 각 벽 요소(8)는 상기 장치(1)의 적어도 2 개 구획부(2)의 측벽을 부분적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
8. 제 5 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서,

   벽 요소들의 제 1 및, 제 2 세트의 벽 요소들(6,8)은 알루미늄과 보론 합금으로부터 제작된 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
9. 제 5 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

   벽 요소들의 제 1 및, 제 2 세트의 벽 요소들(6,8)은 보완 맞물림 부분(14)에서 맞물림 부분(12)을 미끄러뜨림으로써 조립되고 해체되는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
10. 제 5 항 내지 제 9 항의 어느 한 항에 있어서,

    장치의 주위 둘레에 배치된 벽 요소들(10)은 스테인레스 스틸로 제작되고, 벽 요소들(6,8)상에 벽 요소의 제 1 및, 제 2 세트를 나사 결합시킴으로써 설치되는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).
11. 제 10 항에 있어서,

    하부의 관통된 단부편과 상부의 관통된 단부편(20)을 구비하고, 상기단부편(20)은 스테인레스 스틸로 만들어지고 상기 장치(1)의 주위 둘레에서 벽 요소(10)들 상으로 나사 결합함으로써 설치되는 것을 특징으로 하는 적재 장치(1).