KR20140007921A - 방사능 재료의 운반 및/또는 저장용 패키지의 제작을 개선시킴을 가능하게 하는 열전도성 요소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사능 재료의 운반 및/또는 저장용 패키지를 위한 열전도성 요소(20)에 관한 것으로서, 상기 열전도성 요소는: 상기 패키지의 측방 몸체(14)와 접촉하는 내부 부분(30); 방사능 보호 수단(22)을 유지하고, 상기 패키지의 외부 인벨롭(24)의 일부분을 형성하는 외부 부분(34); 및 상기 내부 부분과 외부 부분 사이에 배치된 중간 부분(32);을 포함하고, 상기 내부 부분, 외부 부분, 및 중간 부분은 구리(copper) 또는 구리 합금들 중의 하나로 만들어진다.
본 발명에 따르면, 상기 외부 부분(34)의 두 개의 대향된 단부들 각각에는 다른 열전도성 요소(20)에의 용접에 의한 연결을 위한 연결 부위(36)가 구비되고, 각 연결 부위(36)는 스틸(steel)로 만들어진다.

Description

방사능 재료의 운반 및/또는 저장용 패키지의 제작을 개선시킴을 가능하게 하는 열전도성 요소{Thermally conductive element enabling an improvement in the manufacture of packaging for the transport and/or storage of radioactive meterial}

본 발명은 방사되었거나 미사용상태인 핵연료 조립체와 같은 방사능 재료의 운반 및/또는 저장의 기술분야에 관한 것이다.

바람직하게는, 본 발명은 특히 중성자에 대한 효과적인 방벽(barrier)을 형성하도록 의도된, 방사능 보호 블록들로 채워진 공동들을 쌍을 이루어 한정하고 측방 몸체와 접촉하도록 구성된 열전도성 요소를 포함하는 유형의 방사능 재료의 패키지에 관한 것이다.

통상적으로, 핵연료 조립체의 운반 및/또는 저장을 제공하기 위해서, 저장 "바스켓(basket)" 또는 "랙(rack)"으로 호칭되는 저장 장치가 사용된다. 이 저장 장치는 통상적으로 원통형의 형상을 가지며 실질적으로 원형의 단면을 갖는 것으로서, 각각이 핵연료 조립체를 수용할 수 있는 복수의 인접한 하우징(housing)들을 구비한다. 저장 장치는 패키지를 위한 하우징 공동(housing cavity)과 함께 핵연료 조립체를 운반 및/또는 저장하기 위한 컨테이너를 형성하도록 상기 하우징 공동 안에 수용되도록 의도되며, 상기 컨테이너 안에는 방사능 재료가 완전히 격납된다.

전술된 하우징 공동은 상기 패키지의 길이방향으로 연장된 측방 몸체에 의해 전체적으로 한정되며, 이 측방 몸체는 예를 들어 금속 배럴(metal barrel)에 의해 형성된다.

측방 몸체는 그에 접촉하는 복수의 열전도성 요소들에 의해 둘러싸인다. 또한, 특히 상기 공동 안에 수용되는 연료 조립체들에 의해 방사되는 중성자들에 대한 방벽을 형성하기 위하여, 방사능 보호 블록들이 상기 열전도성 요소들 사이에 배치된다.

보다 정확하게는, 각각의 열전도성 요소들이 패키지의 측방 몸체와 접촉하도록 의도된 내부 부분과 패키지의 외부 인벨롭(external envelope)의 일부분을 형성하도록 의도된 외부 부분을 포함하는데, 상기 외부의 부분은 외향 반경 방향에서 보호 블록들을 유지한다. 또한, 내부 부분과 외부 부분이 서로에 대해 유지되도록 하기 위하여 내부 부분과 외부 부분 사이에는 중간 부분이 배치된다. 이 열전도성 요소들은 패키지의 길이의 전부 또는 일부에 걸쳐 연장된 프로파일(profile)을 갖는다. 그들은 대략 U자 또는 S자 형태의 횡단면을 갖는 것이 일반적이다.

통상적으로, 상기 내부 부분, 외부 부분, 및 중간 부분은 구리 또는 구리 합금들 중의 하나로 제작된다. 열전도성 요소가 측방 몸체에 장착된 때에, 상기 외부 부분들은 그들의 구리 단부들이 용접됨으로써 단부들에서 조립된다.

구리-구리 용접(copper-copper welding)이 이용됨으로써, 항상 품질을 보장하기가 쉽지 않은 용접부가 얻어진다.

또한, 특히 상기 패키지가 바다 공기에 노출된 장소에 저장된 때에나, 또는 상기 패키지 안에 사용된 연료를 적재하는 작업이 물 속에서 이루어지는 때에는, 상기 패키지가 강한 부식성 환경에 노출될 수 있는 반면에, 상기 구리-구리 용접부의 부식 저항성은 낮다. 따라서, 상기 복수의 용접부들의 외부 표면은 내부식 기능(anticorrosion function)을 부여할 수 있는 처리를 받아야 한다. 예를 들면 HVOF(High Velocity Oxygen Fuel Thermal Spray Process) 유형의 열처리나 니켈층(layer of nickel) 적용이 이에 해당된다. 어느 경우이든, 그 수행되는 처리로 인하여 제작 과정이 복잡하게 되고, 이것은 비용 및 시간 면에서 불리한 결과를 낳는다.

나아가, 구리-구리 용접을 실행하기 위하여는 상기 프로파일을 대략 350℃-400℃로 예열해야 하는데, 이와 같은 온도는 용접되어야 하는 열전도성 요소들에 의해 유지되는 방사능 보호 재료를 열화시킬 수 있으며, 따라서 상기 패키지에 방사능 보호 블록들을 장착시키는 것은 보통 구리 단부들의 용접 후에 이루어진다. 따라서 이로 인하여, 상기 패키지의 제조 방법의 단계들을 순서를 정함에 있어서 제약이 된다. 또한, 이미 맞대기 용접(butt welding)된 열전도성 요소들에 의하여 한정된 공동들의 길이방향 단부들 중의 일 측, 또는 타 측, 또는 그 둘 다에서 상기 공동들 안으로 방사능 보호 재료를 부어(pouring) 넣는 경우에는, 고화(solidification) 후의 상기 블록들의 품질을 시각적으로 확인하는 것이 매우 곤란하다.

본 발명은 종래 기술의 실시예들에 관한 상기 문제점들을 적어도 부분적으로 해결함을 목적으로 한다.

상기 목적을 위하여, 본 발명은 방사능 재료의 운반 및/또는 저장용 패키지를 위한 열전도성 요소를 제공하는바, 상기 열전도성 요소는:

상기 패키지의 측방 몸체(lateral body)와 접촉하는 내부 부분;

방사능 보호 수단(radiological protection means)을 유지하고, 상기 패키지의 외부 인벨롭(external envelope)의 일부분을 형성하는, 외부 부분; 및

상기 내부 부분과 외부 부분 사이에 배치된 중간 부분;을 포함하고,

상기 내부 부분, 외부 부분, 및 중간 부분은 구리(copper)와 구리 합금들 중의 하나로 만들어진다.

본 발명에 따르면, 상기 외부 부분의 두 개의 대향된 단부들 각각에는 다른 열전도성 요소에의 용접에 의한 연결을 위한 연결 부위(connection area)가 구비되고, 각 연결 부위는 스틸(steel)로 만들어진다.

따라서, 본 발명에서는 상기 열전도성 요소들의 외부 부분들 사이에 스틸-스틸 유형의 용접 작업을 수행하는 것이 가능하게 되는데, 이것은 다음과 같은 장점들을 갖는다.

무엇보다도, 스틸-스틸 용접은 구리-구리 용접에 비하여 적은 비용이 들고 낮이도가 낮다. 또한, 스틸-스틸 용접에 의하면, 구리-구리 용접에 의해 얻어지는 품질보다 훨씬 더 우수한 품질의 용접부가 얻어진다.

또한, 특히 상기 연결 부위들이 스테인리스 스틸로 만들어지는 때에는, 그 용접부의 실제 성질에 의해서 내부식성 기능이 제공되기 때문에, 그 용접부에 HVOF 유형의 열처리 또는 니켈 처리를 수행할 필요가 없게 된다. 따라서, 그러한 열전도성 요소들을 포함하는 패키지를 제작하는 방법이 단순화되어, 비용이 감소된다.

채택된 설계안은 전체적으로, 패키지의 외부로 열을 전달하는 주요 기능을 수행할 수 있도록 하기 위하여 구리 또는 구리 합금들 중의 하나로부터 만들어지는 열전달 요소의 본질적인 특성은 유지하는 한편, 패키지의 제작 방법을 용이하게 만든다.

상기 연결 부위들의 스틸-스틸 용접은 일반적으로 대략 180℃에서 수행되는데, 이 온도에서는 용접되어야 하는 열전도성 요소들에 의해 유지되는 방사능 보호 재료가 열화될 가능성이 매우 낮다. 따라서, 본 발명은 상기 열전도성 요소들의 예열 단계를 제거함을 가능하게 할 뿐만 아니라, 상기 스틸 부위들의 용접 전에 패키지에 방사능 보호 블록을 장착함을 가능하게 한다. 이로써, 종래 기술에 따른 패키지 제작 방법의 단계들의 순서의 제약이 해소된다.

이 점에 있어서, 열전도성 요소들의 단부들의 스틸-스틸 용접을 수행하기 전에 방사능 보호 블록들을 장착할 수 있다는 가능성이 제공되기 때문에, 방사능 보호 블록이 내부에 수용되는 공동을 한정하는 두 개의 열전도성 요소들 중 하나 안에만 각 블록을 붓고, 그 후 상기 블록이 얻어진 후에 제2의 열전도성 요소를 조립할 수도 있다. 결과적으로, 상기 제2의 열전도성 요소의 조립 전에 필요한 경우에는 블록에 대한 시각적인 체크가 매우 쉽게 수행될 수 있는데, 이와 같은 시각적인 체크는 상기 제2의 열전도성 요소에 의하여 후속하여 덮이는 자유 표면 전체에 대해 행해질 수 있다.

이와 같은 경우에는, 방사능 보호 재료의 도입이 더 이상 상기 공동들의 길이방향 단부들을 통해서 수행될 필요가 없다. 방사능 보호 재료의 도입은, 패키지가 수평의 방위를 갖는 상태에서, 해당 공동의 임시적으로 개방된 면에서 길이방향으로 떨어져 이격된 다수의 지점들에서 수행될 수 있고, 이것은 방사능 보호 재료의 충전 오류 위험을 감소시킨다.

바람직하게는, 각 연결 부위가 카본 스틸, 더 바람직하게는 스테인리스 스틸로 만들어진다.

바람직하게는, 열전도성 요소가 대략 U자 또는 S자 형태의 횡단면을 갖는다.

바람직하게는, 각각의 연결 부위는, 관련된 외부 부분의 원주 길이의 5% 내지 15% 사이인 원주 길이(circumferential length)에 걸쳐 연장된다.

바람직하게는, 상기 내부 부분, 외부 부분, 및 중간 부분은, 용접에 의하여 연결된 적어도 두 개의 부분들로 만들어지거나 또는 단일체로 만들어진다.

또한 본 발명은 방사능 재료의 운반 및/또는 저장을 위한 패키지를 제공하는바, 상기 패키지는 전술된 열전도성 요소들 다수와 측방 몸체를 포함하고, 상기 열전도성 요소들의 내부 부분들은 상기 측방 몸체와 접촉하도록 배치되며, 상기 열전도성 요소들의 외부 부분들은 방사능 보호 수단을 유지하는 상기 패키지의 외부 인벨롭의 일부분을 형성하고, 상기 외부 인벨롭에는 상기 외부 부분들에 구비된 연결 부위들과 상기 연결 부위들을 쌍을 이루게 연결하는 용접부들이 제공된다.

바람직하게는, 임의의 두 개의 직접적으로 연속적인 열전도성 요소들은, 특히 상기 열전도성 요소들의 용접된 연결 부위들과 함께, 방사능 보호 블록(radiological protection block)을 수용하는 공동(cavity)을 한정하는데, 상기 방사능 보호 블록은 부음에 의하여 제작되거나 또는 미리 제작된 블록에 의해 제공된다.

또한, 본 발명은 전술된 방사능 재료를 운반 및/또는 저장하기 위한 패키지를 제작하는 방법을 제공하는바, 상기 방법은: 상기 방사능 보호 블록들 중 적어도 하나에서, 상기 방사능 보호 블록이 수용되는 공동을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나 안으로 방사능 보호 재료를 부음을 포함하고, 상기 부음은 상기 열전도성 요소가 패키지에 조립된 상태에서 수행된다.

바람직하게는, 상기 패키지 제작 방법은:

상기 방사능 보호 블록들 중 적어도 하나에서, 상기 방사능 보호 블록이 수용되는 공동을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나 안으로 방사능 보호 재료를 붓는 단계로서, 상기 부음은 상기 열전도성 요소가 패키지에 조립된 상태에서 수행되는, 부음 단계; 및

상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나를 패키지에 조립하는 단계;를 순차적으로 포함한다.

전술된 바와 같이, 위와 같은 방식을 수행함으로써, 다른 열전도성 요소에 의하여 순차적으로 덮이는 방사능 보호 블록의 자유 표면 전체에 대해 방사능 보호 블록의 시각적 체크가 쉽게 수행될 수 있다.

또한, 해당 공동의 임시적으로 개방된 면에서 길이방향으로 떨어져 이격된 다수의 지점들에서 방사능 보호 재료의 도입이 수행될 수 있는데, 이것은 충전 오류의 위험을 감소시킨다.

위와 같은 단계들의 순서는, 용접되어야 하는 상기 연결 부위들의 스틸 조성 때문에, 방사능 보호 블록들이 공동 안에 형성된 다음에 방사능 보호 블록들의 열화 가능성 없이 구조 요소들의 맞대기 용접이 수행될 수 있기 때문에 가능하게 되는 것이다.

바람직하게는, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나가 패키지에 조립되는 상기 단계가, 예를 들어 용접 또는 나사체결에 의해서 그 열전도성 요소의 내부 부분이 상기 측방 몸체에 고정됨을 포함한다. 또한 그것은, 전용의 연결 부위에서의 스틸-스틸 용접을 포함하는데, 이 때 제1 열전도성 요소의 연결 부위는 방사능 보호 블록을 수용하며 패키지에 고정된 상태에 있다. 대안적으로는, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나가 패키지에 조립되는 상기 단계가 전술된 스틸-스틸 용접만을 포함할 수 있는데, 이 때에는 열전도성 요소의 내부 부분이 상기 측방 몸체에 고정되지 않고서 측방 몸체와 접촉만 하게 됨이 보장된다.

바람직하게는, 상기 패키지가 수평의 방위를 갖는 상태에서 상기 공동들이 연속적으로, 바람직하게는 하나씩 충전되는바, 이 때 방사능 보호 재료는 위로부터 도입된다. 이것은, 특히 방사능 보호 재료를 붓는 단계에서 상기 방법의 실행을 매우 용이하게 만드는데, 이 때 방사능 보호 재료의 충전 오류 위험은 매우 낮게 되는 것으로 드러났다.

다양한 바람직한 실시예들도 고찰될 수 있다.

바람직한 제1 실시예에 따르면, 상기 방사능 보호 블록들 중 적어도 하나에서, 상기 방사능 보호 재료의 부음은, 상기 방사능 보호 블록이 내부에 수용되는 공동을 한정하는 두 개의 열전도성 요소들 중 하나에서 직접 수행된다.

여기에서, 상기 부음 후의 시각적인 검사는 상기 공동들의 전체 길이에 걸쳐서 매우 쉽게 수행될 수 있다. 일단 이와 같은 검사가 수행된 다음에는, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나를 패키지에 장착시킴으로서 상기 공동이 폐쇄된다.

바람직한 제2 실시예에 따르면, 상기 방사능 보호 블록들 중 적어도 하나에서 상기 방사능 보호 재료의 부음은, 상기 방사능 보호 블록이 수용되는 공동을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나 위에 장착된 도구에 제공된 적어도 하나의 오리피스(orifice)를 통해 수행되고, 상기 도구의 제거 후에 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나가 패키지에 조립된다.

여기에서, 상기 도구는, 예를 들어 상기 패키지의 길이 방향으로 배분된 넘침 오리피스들에 의하여, 상기 방사능 보호 재료가 공동 안에 올바르게 배치되었는지를 시각적으로 쉽게 체크할 수 있도록 설계될 수 있다.

바람직한 제3 실시예에 따르면, 상기 방사능 보호 블록들 중 적어도 하나에서 상기 방사능 보호 재료의 부음은, 상기 방사능 보호 블록이 수용되는 공동을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 적어도 하나 위에 임시적으로 장착된, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나의 중간 부분에 제공된 적어도 하나의 오리피스를 통해 수행되고, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나는 분리된 후에 다시 패키지에 최종적으로 재조립된다.

제2의 열전도성 요소를 분리한 다음에 재조립함으로써, 그 두 개의 단계들 사이에서 방사능 보호 블록의 품질에 대한 시각적인 체크를 수행하는 것이 가능하게 된다. 이 제3 실시예는, 제2 실시예에서의 도구를 제2의 열전도성 요소로 단순히 교체함에 해당된다.

대안적으로, 상기 제3 실시예는, 상기 방사능 보호 블록이 내부에 수용되는 공동을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 적어도 하나의 위에 패키지에 최종적으로 장착된, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중의 상기 다른 하나의 중간 부분에 제공된 적어도 하나의 오리피스를 통하여 상기 방사능 보호 재료를 부음에 의하여 구현될 수 있다. 이와 같은 대안적인 실시예는, 특히 상기 방사능 보호 블록에 대해 시각적인 체크를 수행할 필요가 없는 때에 채택된다. 그러므로, 상기 제2의 열전도성 요소는 패키지에 임시적으로 장착되고 분리된 후, 다시 최종적으로 재장착될 필요가 없게 된다.

어느 실시예에 있어서든, 상기 패키지의 방사능 보호 블록들 모두가 그들 각각의 공동 안으로 부어진 후에, 쌍을 이루는 연결 부위들의 용접이 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 하기의 비제한적인(non-limitative) 실시예들에 관한 상세한 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다.

본 발명의 상세한 설명은 하기의 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1 은 핵연료 조립체를 운반 및/또는 저장하기 위한 컨테이너의 사시도로서, 상기 컨테이너는 본 발명의 일 실시예에 따른 패키지를 포함한다.
도 2 에는 포장재의 열전도성 요소들 중 하나의 사시도가 보다 상세히 도시되어 있는바, 이것도 본 발명의 대상에 해당된다.
도 3 은 도 1 에 도시된 패키지의 일부가 도시되어 있는 횡단면도이다.
도 3a 내지 도 3c 에는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 것으로서, 앞선 도면들에 도시된 패키지를 제작하는 방법의 다양한 단계들이 도시되어 있다.
도 4a 내지 도 4c 에는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 것으로서, 도 1 내지 도 3 에 도시된 패키지를 제작하는 방법의 다양한 단계들이 도시되어 있다.
도 5a 및 도 5b 에는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 것으로서, 도 1 내지 도 3 에 도시된 패키지를 제작하는 방법의 다양한 단계들이 도시되어 있다.
도 6 에는 대안적인 실시예에 따른 것으로서, 도 5a 에 도시된 것과 유사한 모습이 도시되어 있다.

먼저 도 1 을 참조하면, 핵연료 조립체를 운반 및/또는 저장하기 위한 컨테이너(1)가 도시되어 있다. 이와 관련하여, 본 발명은 이와 같은 유형의 핵 재료의 운반/저장에 국한되는 것이 아님을 밝혀둔다.

컨테이너(1)는 본 발명의 대상물인 패키지(2)를 전반적으로 포함하는데, 패키지(2) 안에는 저장 바스켓으로도 호칭되는 저장 장치(4)가 들어 있다. 상기 저장 장치(4)는 도 1 에 도시된 바와 같이 패키지(2)의 하우징 공동(6) 안에 놓여지도록 설계되는데, 여기에서는 상기 패키지의 길이방향 축(8)이 상기 저장 장치 및 하우징 공동의 길이방향 축들과 합쳐진다는 것을 알 수도 있다.

발명의 상세한 설명 전반에 있어서, "길이방향"이라는 용어는 길이방향 축(8)과 평행한 방향으로 이해되어야 할 것이며, "횡방향"이라는 용어는 동일한 길이방향 축(8)에 대해 직각인 것으로 이해되어야 할 것이다.

통상적으로, 상기 저장 장치(4)는 상기 축(8)에 대해 평행하게 배치된 복수의 인접한 하우징들을 포함하고, 그 각각은 사각형 또는 직사각형의 단면을 갖는 적어도 하나, 바람직하게는 단 하나의 연료 조립체를 수용할 수 있다. 컨테이너(1) 및 저장 장치(4)는 연료 조립체의 로딩(loading)/언로딩(unloading)의 수직 자세로 도시되어 있는데, 조립체의 운반 중에는 이와는 달리 보통 수평의/누운 자세를 취한다.

일반적으로, 상기 패키지(2)는 무엇보다도 저장 장치(4)가 수직 자세로 놓여지기 위하여 필요한 저부(10), 뚜껑(12), 및 길이방향 축(8)을 따라서 길이방향 축(8) 둘레로 길이방향으로 평행하게 연장된 측방 몸체(14)를 포함한다. 따라서 저부(10)와 뚜껑(12)은 축(8)에 대해 평행한 상기 패키지의 길이방향에서 서로로부터 떨어져 이격되어 있다.

실질적인 원통형 형상 및 원형 단면을 가진 측방 내부 표면으로 하우징 공동(6)을 한정하는 것은 측방 몸체(14)이며, 그 축은 상기 길이방향 축(8)과 일치된다. 상기 측방 몸체(14)는 두거운 금속 배럴(metal barrel)의 형태를 취할 수 있으며, 바람직하게는 스틸로 제작된다.

뚜껑(12)에서 개방된 공동(6)의 저부를 한정하는 저부(10)는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서, 측방 몸체(14)의 적어도 일부분과 일체로 제작될 수 있다.

또한, 상기 패키지(2)는 측방 몸체(14)의 외부 표면과 접촉하며 둘러싸는 복수의 열전도성 요소(20)들을 포함하는데, 이 열전도성 요소들은 길이방향 축(8)의 방향으로 측방 몸체(14)의 길이의 대부분을 따라서 반경방향 외향으로 연장되어 있다.

열전도성 요소(20)들은 본 발명의 특징적인 프로파일(profile)인바, 이에 대하여는 첨부 도면들을 참조하여 아래에서 상세히 설명하기로 한다. 이들은 저장 바스켓(4) 내에 존재하는 연료 조립체들에 의해 방사되는 열을 패키지 외부로 방출함을 가능하게 한다.

또한, 그들은 본질적으로 중성자에 대한 방벽을 형성하도록 설계된 방사능 보호 블록(22)들을 수용 및 유지하는데에 참여한다. 상기 블록들은 아래에서 설명되는 바와 같이 바람직하게는 부음(pouring)에 의하여 얻어지며, 수지(resin)와 같이, 본 기술분야의 숙련자에 의해 적합하다고 판단되는 임의의 재료로 생산된다.

열전도성 요소(20)들도 축(8)에 중심을 둔, 패키지의 외부 인벨롭(24)을 형성하는데에 참여한다. 또한, 여기에는 도시되지 않았지만, 이 인벨롭에는 주위 공기와의 열교환을 증진시키는 핀(fin)들이 구비될 수 있다.

상기 패키지에는 패키지의 뚜껑(12)과 저부(10) 각각을 덮는 댐핑 캡들(damping caps)(미도시)과, 측방 몸체(14)를 둘러싸며 프로파일(20)들과 블록(22)들의 길이방향 단부들에 각각 배치된 두 개의 댐핑 링들(damping rings; 60)이 제공된다. 이 링(60)들은, 패키지가 수평의 방위를 갖는 때에, 의도하지 않은 낙하시 바람직한 충격 부위를 이루도록 하기 위하여, 인벨롭(24)에 대해 반경방향 외향으로 돌출된다.

이제 도 2 를 참조하면, 여기에는 열전도성 요소(20)들 중의 하나가 도시되어 있는데, 이것은 전체적으로 U자 형상인 단면을 갖는 프로파일 형태를 가지고 있으며, 상기 U자의 두 개의 아암(arm)들 중 하나가 패키지의 측방 몸체의 외부 표면과 접촉하도록 의도되어 있다.

위에서 언급된 U자의 아암은 열전도성 요소(20)의 내부 반경방향 부분(30)을 형성한다. 그것은 그것의 단부들 중 하나에서 상기 U자의 저부를 형성하는 중간 부분(32)의 일 단부에 연결되고, 상기 중간 부분의 다른 단부는 U자의 다른 아암을 형성하는 외부 부분(34)에 연결된다. 이 외부 부분(34)은 전술된 패키지의 외부 인벨롭의 일부분을 형성하도록 의도된 것이다.

각 열전도성 요소(20)의 내부 부분, 외부 부분, 및 중간 부분은 구리 또는 구리 합금들 중 하나로 제작되며, 예를 들어 일체로서 제작된다.

본 발명의 일 특징은, 상기 외부 부분(34)의 대향된 양 단부들에, 다른 열전도성 요소에의 용접에 의한 연결을 위한 부위(36)가 구비되고, 각 연결 부위(36)는 스틸, 바람직하게는 스테인리스 스틸로 제작된다는 점에 있다.

각 부위(36)는, 외부 부분의 원주 길이보다 현저히 작은 원주 길이에 걸쳐서, 프로파일(20)의 전체 길이에 걸쳐 연장된 바아(bar)의 형태를 갖는다. 따라서, 외부 부분(34)의 원주 길이(L)의 5% 내지 15% 사이인 각 부위(36)의 원주 길이 (l)가 제공된다.

두 개의 연결 부위들(36)들 중의 하나는 U자(34)의 아암의 자유 단부에서 연장되는 한편, 다른 부위(36)는 동일한 아암(34)과 상기 U자의 기저부에 의해 형성되는 각도로부터 연장된다.

도 3 을 참조하면, 열전도성 요소(20)들이 그들의 내부 부분(30)의 용접 또는 볼트 체결에 의해 측방 패키지 몸체(14)에 고정되어 있음을 알 수 있는바, 여기에서의 접촉 표면은 우수한 열전달성을 얻는 것이 바람직하다. 또한 열전도성 요소(20)들은 대면하는 연결 부위(36)들의 용접에 의해서 단부끼리 고정된다. 이로써 얻어지는 용접부(40)들은 스틸-스틸 유형의 것이며, 그 용접은 대략 180℃의 온도에서 수행된다. 이 용접부(40)들에 내부식성 처리(anticorrosion treatment)가 필요하지 않은 것이 바람직한데, 이는 특히 상기 부위(36)들이 스테인리스 스틸로 만들어지는 경우에 그러하다.

따라서, 상기 패키지의 외부 인벨롭(24)은 외부 부분(34)들, 연결 부위(36)들, 및 용접부(40)들에 의하여 형성된다.

열전도성 요소(20)들은 쌍을 이루어, 내부에 방사능 보호 블록(22)들이 수용되는 공동을 한정한다. 보다 구체적으로, 각각의 공동(50)의 반경방향 내측은 패키지의 몸체(14)의 외부 표면의 일부분과 제1의 열전도성 요소(20)의 내부 부분(30)에 의해 한정된다. 상기 공동의 반경방향 외측은 동일한 제1의 열전도성 요소(20)의 외부 부분(34)과, 이 아암(34)의 자유 단부에 제공된 연결 부위(36)에 의해 한정된다. 이와 같은 외측에서의 반경방향 한정은, 제2의 열전도성 요소(20)의 연결 부위(36)와, 이것을 제1의 열전도성 요소에 속하는 전술된 부위(36)에 연결하는 용접부(40)에 의하여도 제공된다. 각각의 공동(50)은, 제1의 그리고 제2의 열전도성 요소들(20)의 중간 부분(32)들에 의한 양 방향들 각각에서, 원주 방향(52)으로도 한정된다.

마지막으로, 공동(50)들의 길이방향 단부들은 도 1 에 도시된 댐핑 링(60)들의 구조에 의하여 폐쇄된다.

이제 도 3a 내지 도 3c 를 참조하면, 여기에는 앞서 설명된 패키지(2)를 제작하기 위한 바람직한 제1 실시예에 따른 방법의 다양한 단계들이 도시되어 있다.

제1 실시예에서는 물론, 이에 뒤이은 실시예들에서, 공동(50)들은 패키지(2)가 수평의 방위를 갖는 상태에서, 위로부터 하나씩 연속적으로 채워진다.

그 다음 패키지는, 최근에 측방 몸체(14)에 조립된 마지막 열전도성 요소(20a)가 실질적으로 수직 상방으로 개방되어 U자가 실질적으로 곧게 되도록, 배치된다. 도 3a 에 도시된 이 순간에, 상부를 향해 개방된 공동(50)은 비어 있다. 또한, 이 공동을 폐쇄하도록 의도된 다른 열전도성 요소는 아직 패키지에 조립되지 않은 상태이다.

그 다음에 공동950)은 수지와 같은 중성자 보호 재료를 부음으로써 채워진다. 도 3b 에 화살표(64)로서 개략적으로 도시된 이와 같은 부음(pouring)은 상기 패키지의 댐핑 링들과 제1의 열전도성 요소(20a)에 의하여 한정되는 공간 안에서 직접 수행되는바, 이는 채워질 상기 공간 위에 (도시되지 않은) 붓는 기계를 배치시킴으로써 수행될 수 있다. 따라서, 상기 기계로부터 나오는 재료는 상기 U자의 아암들의 두 개의 자유 단부들 사이에 한정되는 개구를 통하여, 중력에 의해 전용의 공간 안으로 직접 흘러 들어갈 수 있게 된다. 이와 같은 부음은, 상기 패키지의 길이방향으로 따라서 배분된 수 개의 재료 배출 지점들에서 수행되는 것이 바람직하다.

상기 공동(50) 안에서 필요한 채움 높이에 도달된 때에 상기 부음이 정지되는데, 상기 높이는 열전도성 요소(20a)의 상부 연결 부위(36)에 또는 그에 가까운 것이 바람직하다.

그 다음 상기 부음 기계(pouring machine)가 제거되고, 부어진 재료는 공동(50) 안에서의 중합(polymerisation)에 의하여 고화된다. 일단 고체 블록이 얻어지면, 수평방향에서 상향으로 지향된 블록의 자유로운 상부 표면에서 그 전체 길이에 걸쳐서 시각적 체크(visual check)를 수행하는 것이 용이하다. 중성자 보호 재료의 품질에 대한 시각적 체크에는, 상기 고화 후에, 예를 들어 재료의 혼합 비율과 관련된 문제 또는 상기 부음 단계에서의 온도 제어 부실과 관련된 중합 문제로부터 귀결될 수 있는 크랙(crack)들이 재료에서 나타나지 않는지를 확인함이 포함된다.

상기 블록의 검사 후에는, 도 3c 에 도시된 바와 같이, 제2의 열전도성 요소(20b)의 내부 부분(30)을 측방 몸체에 용접 또는 나사체결함으로써 제2의 열전도성 요소가 패키지에 조립된다. 제2의 열전도성 요소의 중간 부분(32)은 상기 공동(50)을 폐쇄시키며, 그 저부의 연결 부위(36)는 제1의 열전도성 요소(20a)의 상부의 연결 부위(36)에 대향하게 되며, 이 두 개의 연결 부위들이 접촉될 수 있다.

그 다음, 제2의 열전도성 요소(20b)의 방위를 적합하게 조정하여 제2의 열전도성 요소(20b)를 위에서 설명된 바와 동일한 방식으로 채울 수 있도록, 패키지가 축(8)을 중심으로 회전된다.

이와 같은 일련의 작업들은, 측방 패키지 몸체(14) 전체를 상기 열전도성 요소(20)들과 블록(22)들로 덮기에 필요한 회수만큼 반복된다. 또한, 모든 블록(22)들이 형성된 후에 연결 부위(36)들의 쌍의 용접이 수행되는 것이 바람직하다. 이것은, 용접부들이 원주 방향에서 서로를 뒤잇는 순서와 다른 순서로 용접부들을 만드는 것을 가능하게 한다.

이제 도 4a 내지 도 4c 를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 패키지(2)의 제작 방법의 다양한 단계들이 도시되어 있다.

제1 단계는 측방 몸체(14)에 최근에 조립된 마지막 열전도성 요소(20a)가 실질적으로 수직 상방으로 개방되어 U자가 실질적으로 곧게 되게끔 패키지의 자세를 잡는 단계이다. 도 4a 에 도시된 이 순간에, 상부를 향하여 개방된 공동(50)은 비어 있다. 또한, 이 공동을 폐쇄하도록 의도된 다른 열전도성 요소는 아직 패키지에 조립되어 있지 않다.

그 다음에 공동(50)이 채워지는데, 제1의 열전도성 요소(20a)에 의하여 한정된 공간 안으로 직접 부음에 의하여 채워지는 것이 아니라, 도 4b 에 개략적으로 도시된 바와 같이 예를 들어 상부의 연결 부위(36)에 안착됨으로써 제1의 열전도성 요소(20a) 위에 장착된 도구(72)를 관통하여 형성된 오리피스(70)들을 통함으로써 채워진다. 그러므로, 부음 기계는, 상기 도구(72)에 형성되되 바람직하게는 길이방향으로 배분되어 있는 오리피스(70)들을 통하여, 도구에 의하여 임시적으로 폐쇄된 공동 안으로 재료를 도입시킬 수 있다. 도 4b 에서 화살표(64)에 의해 개략적으로 표시된 부음은, 공동(50) 안에서 필요한 채움 높이에 도달한 때에 정지된다. 이와 관련하여, 채움이 완료되는 순간을 작업자에게 예비적으로 알려주는 "넘침(overflow)" 오피피스들을 형성하도록, 다른 오리피스들이 도구(72)를 관통하여 형성될 수 있다.

그 다음에 부음 기계와 상기 도구가 제거되고, 부어진 재료는 공동(50) 안에서 고화된다. 일단 고체의 블록이 얻어지고 시각적인 체크가 수행된 다음에, 도 4c 에 도시된 바와 같이 제2의 열전도성 요소(20b)의 내부 부분(30)이 측방 몸체에 나사체결 또는 용접됨으로써 제2의 열전도성 요소(20b)가 패키지에 조립되는바, 이는 바람직한 제1 실시예와 관련하여 설명된 바와 유사하다.

마지막으로, 도 5a 및 도 5b 에 도시된 바람직한 제3 실시예에서는, 상기 도구가 제2의 열전도성 요소(20b)에 의하여 대체되는바, 따라서 제2의 열전도성 요소(20b)는 제2의 열전도성 요소(20b)의 중간 부분(32)에 제공된 오리피스(70)들을 통해 이루어지는 부음(64) 중에 패키지(2)에 임시적으로 설치된다.

부음(64)의 끝에서는, 예를 들어 측방 몸체(14)에의 부분적인 볼트 체결에 의해 임시적으로 장착되었던 제2의 열전도성 요소(20b)가 분리되고, 그 다음에 블록의 검사가 수행된다. 그 후, 제2의 열전도성 요소(20b)가 용접 또는 볼트체결에 의하여 측방 몸체에 최종적으로 재조립된다.

제2 실시예에도 적용될 수 있는 제3 실시예의 변형예에 따르면, 열전도성 요소(20)들은 U자 대신에 대략 S자의 형태의 단면을 취할 수 있다. 이 변형예는 도 6 에 도시되어 있다.

당연히, 비-예시적인 예로서 위에서 설명된 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양한 변형예들을 만들 수 있을 것이다.

Claims (14)

1. 방사능 재료의 운반 및/또는 저장용 패키지를 위한 열전도성 요소(20)로서,
   상기 패키지의 측방 몸체(lateral body; 14)와 접촉하는 내부 부분(30);
   방사능 보호 수단(radiological protection means; 22)을 유지하고, 상기 패키지의 외부 인벨롭(external envelope; 24)의 일부분을 형성하는, 외부 부분(34); 및
   상기 내부 부분과 외부 부분 사이에 배치된 중간 부분(32);을 포함하고,
   상기 내부 부분, 외부 부분, 및 중간 부분은 구리(copper)와 구리 합금들 중의 하나로 만들어지며,
   상기 외부 부분(34)의 두 개의 대향된 단부들 각각에는 다른 열전도성 요소(20)에의 용접에 의한 연결을 위한 연결 부위(connection area; 36)가 구비되고, 각 연결 부위(36)는 스틸(steel)로 만들어진 것을 특징으로 하는, 열전도성 요소.
2. 제1항에 있어서,
   각각의 연결 부위(36)는 카본 스틸(carbon steel) 또는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 만들어진 것을 특징으로 하는, 열전도성 요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 열전도성 요소는 대략 U자 또는 S자 형상의 횡단면(transverse section)을 갖는 것을 특징으로 하는, 열전도성 요소.
4. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 연결 부위(36)는, 관련된 외부 부분의 원주 길이(L)의 5% 내지 15% 사이인 원주 길이(circumferential length; l)에 걸쳐 연장된 것을 특징으로 하는, 열전도성 요소.
5. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내부 부분, 외부 부분, 및 중간 부분은, 용접에 의하여 연결된 적어도 두 개의 부분들로 만들어지거나 또는 단일체로 만들어진 것을 특징으로 하는, 열전도성 요소.
6. 방사능 재료의 운반 및/또는 저장을 위한 패키지(2)로서,
   상기 패키지는 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 따른 열전도성 요소(20)들 다수와 측방 몸체(14)를 포함하고,
   상기 열전도성 요소들의 내부 부분(30)들은 상기 측방 몸체(14)와 접촉하도록 배치되며, 상기 열전도성 요소들의 외부 부분(34)들은 방사능 보호 수단(22)을 유지하는 상기 패키지의 외부 인벨롭(24)의 일부분을 형성하고,
   상기 외부 인벨롭에는 상기 외부 부분들에 구비된 연결 부위(36)들과 상기 연결 부위들을 쌍을 이루게 연결하는 용접부(40)들이 제공된 것을 특징으로 하는, 패키지.
7. 제6항에 있어서,
   임의의 두 개의 직접적으로 연속적인 열전도성 요소(20)들은, 특히 상기 열전도성 요소들의 용접된 연결 부위(36)들과 함께, 방사능 보호 블록(radiological protection block; 22)을 수용하는 공동(cavity; 50)을 한정하는 것을 특징으로 하는, 패키지.
8. 앞선 청구항에 따른 방사능 재료를 운반 및/또는 저장하기 위한 패키지(2)를 제작하는 방법으로서,
   상기 방사능 보호 블록(22)들 중 적어도 하나에서, 상기 방사능 보호 블록(22)이 수용되는 공동(50)을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나(20a) 안으로 방사능 보호 재료가 부어지고, 상기 부음은 상기 열전도성 요소(20a)가 패키지에 조립된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 패키지 제작 방법.
9. 앞선 청구항에 있어서,
   상기 방사능 보호 블록(22)들 중 적어도 하나에서, 상기 방사능 보호 블록(22)이 수용되는 공동(50)을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나(20a) 안으로 방사능 보호 재료를 붓는 단계로서, 상기 부음은 상기 열전도성 요소(20a)가 패키지에 조립된 상태에서 수행되는, 부음 단계; 및
   상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나(20b)를 패키지에 조립하는 단계;가 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 패키지 제작 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 패키지가 수평의 방위를 갖는 상태에서 상기 공동(50)들이 연속적으로, 바람직하게는 하나씩 채워지되, 방사능 보호 재료를 위로부터 도입시킴에 의하여 채워지는 것을 특징으로 하는, 패키지 제작 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 방사능 보호 블록(22)들 중 적어도 하나에서 상기 방사능 보호 재료의 부음은, 상기 방사능 보호 블록이 수용되는 공동을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나(20a) 안으로 직접 수행되는 것을 특징으로 하는, 패키지 제작 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 방사능 보호 블록(22)들 중 적어도 하나에서 상기 방사능 보호 재료의 부음은, 상기 방사능 보호 블록(22)이 수용되는 공동(50)을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나(20a) 위에 장착된 도구(tool; 72)에 제공된 적어도 하나의 오리피스(orifice; 70)를 통해 수행되고, 상기 도구(72)의 제거 후에 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나(20b)가 패키지에 조립되는 것을 특징으로 하는, 패키지 제작 방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 방사능 보호 블록(22)들 중 적어도 하나에서 상기 방사능 보호 재료의 부음은, 상기 방사능 보호 블록(22)이 수용되는 공동(50)을 한정하는 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 하나(20a) 위에 임시적으로 장착된, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나(20b)의 중간 부분(32)에 제공된 적어도 하나의 오리피스(70)를 통해 수행되고, 상기 두 개의 열전도성 요소들 중 다른 하나(20b)는 분리된 후에 다시 패키지에 최종적으로 재조립되는 것을 특징으로 하는, 패키지 제작 방법.
14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패키지의 방사능 보호 블록(22)들 모두가 그들 각각의 공동(50) 안으로 부어진 후에, 쌍을 이루는 연결 부위(36)들의 용접이 수행되는 것을 특징으로 하는, 패키지 제작 방법.

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