KR20190117759A - 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너 - Google Patents

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KR20190117759A
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알폰소 알바레즈-미란다 모란
다비드 가리도 퀘베도
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에퀴포스 누클리아레스, 에스.에이., 에스.엠.이.
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Abstract

본 발명은 컨테이너의 구조적 저항과 사용후핵연료에 중성자 차폐를 제공하는 바닥에 접하고, 기밀 유지되는 밀폐수단이 있는 상부 완전 밀폐시스템이 제공되는 원통형 스틸 용기(1)로 형성되는 바디(body)를 포함하는 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너에 관한 것으로, 상기 용기는 다수의 셀(42)들을 구획하는 격자 스테인레스 스틸 시트(41)에 의해 형성되는 내측 프레임(4)을 수용하며, 각각의 하나는 상기 셀들의 단면에 상당하는 단면을 갖는 튜브(5)를 포함하기에 적당하고, 프레임(4)에서 스틸 용기(1)로 붕괴열을 전달하며, 상기 셀들(42)의 주변에 배치되는 사각 및 삼각 단면을 갖는 알루미늄 합금 가이드(43, 44)가 구비되고, 용기의 외측은 한 세트의 열소산 알루미늄 프로파일(2) 및 상기 프로파일 사이 공간에 수용되는 중성자 차폐 물질(3)을 갖는다.

Description

사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너
원자로에서 사용된 핵연료는, 핵연료 방사능 붕괴 및 핵연료의 냉각을 위하여 원자력 발전소 저장조에 저장된다. 사용후핵연료는 저장 컨테이너 또는 저장 및 운반 컨테이너에서 최종 관리 단계까지 건식저장소(dry storage)에 저장될 수 있다. 후자를 두 가지 목적의 컨테이너라고 한다. 요즘 스페인에서, 고준위폐기물은 발전소의 저장조 또는 컨테이너에서 보관되므로 운반되지 않는다; 그러나, 중앙식 임시 저장소의 건립을 위해서, 원자력 발전소로부터 새로운 시설에 이러한 타입의 폐기물의 운송에 따른 위험을 최소화하는 두 가지 목적의 컨테이너를 적절하게 사용할 필요가 있다.
이러한 저장 시스템은 사용후 연료의 안전한 저장과 운송을 담보할 일련의 요소(a set of elements)로 구성된다. 그들은 법에서 요구되는 확립된 안전 기능을 따르는 것을 목적으로 설계되어 있다: 물질의 미임계 및 격납을 유지하고 열화를 방지한다. 이것은 다른 요소들 사이에서 감마 및 중성자 방사선 차폐 및 조사후 연료에 의하여 생성되는 잔열을 제거하는 것에 의하여 달성된다.
핵연료의 타입에 따라, 사용후 연료 컨테이너는 대부분의 경우에 20 내지 100개의 요소를 저장할 수 있다. 컨테이너 라이선스(냉각시간, 연소도 및 농축 정도, 다른 파라미터 간)에 설립된 요구사항을 충족하는 사용후핵연료 요소는 검토되고 승인된 로드 플랜(load plan)에 따라 보관될 수 있다.
두 가지 목적의 메탈 컨테이너는 다중 벽으로 알려져 있다. 일반적으로: 그들은 내부에서 생성되는 방사선의 차폐를 위하여 때때로 특별한 감마 방사선 차폐로 납층(a layer of lead)이 사용되는 상당한 두께의 벽을 갖는 기밀 밀폐 시스템을 갖는 원통형 용기로 구성된다; 두 번째 벽은 최외곽 감속재(outermost moderator) 또는 독물층(poison layer)에 의해서 달성되는 중성자 차폐에 의하여 형성된다. 컨테이너의 외측 표면은 자연 대류에 의해서 냉각을 촉진시키기 위하여 축 또는 방사상 위치로 배열되는 구리, 스테인리스 스틸 또는 다른 메탈로 만들어지는 일련의 핀(fin)을 포함한다. 이로 인하여 연료 클래딩 온도(the fuel cladding temperature)가 승인된 한계보다 낮다. 컨테이너의 중앙 캐비티(cavity)는 임계 제어를 위한 소정의 붕소(boron) 함량 및 소정의 사용후 연료 요소의 수를 유지하는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 바스켓(basket)으로 구성된다. 컨테이너는 이중리드(double lid)로 봉합된다. 최고 내측 리드는 스틸로 만들어지며, 봉쇄 및 차폐기능을 수행하는 반면 외측 리드는 잠재적 사고로부터 기인되는 충격으로 인한 구조적 무결성 유지 기능을 수행한다.
사용후핵연료의 저장과 운송을 목적으로 하는 컨테이너는 우선적으로 감마선 방사에 대응하여 구조적으로 격납 및 차폐 기능을 갖는 단일 쉘(single shell)으로 제작된다.
본 발명은 두 가지 목적의 컴팩트한 메탈 컨테이너를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 사용후핵연료의 저장 및 운송이다. 보다 상세하게는, 본 컨테이너는 가압수형 원자로(pressurized water reactor; PWR) 및 비등수형 원자로(boiling water reactor; BWR)를 갖는 원자력 발전소에서 나오는 사용후핵연료를 다루기 위한 것으로, 개별 또는 집중식 임시 저장소에 사용후핵연료의 운반을 가능하게 하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 충격 감쇠기가 장착될 가능성이 있거나, 장착된, 오늘날 사용되는 컨테이너보다 개선된 장소 및 더 좋은 특성을 갖으며, PWR 및 BWR 연료, 연료 첨가제의 활성화된 물질을 수용할 수 있고, 경제적으로 경쟁력 있는 두 가지 목적의 컨테이너로써 최대용량으로 설계 및 제조하는 것이다. 두 가지 목적의 컨테이너는 연료 요소에 의하여 생성되는 잔열을 제거하기 위한 최적의 특성을 제공한다.
본 발명의 목적은 :
- 우선적으로 감마선 방사에 대응하여 구조적으로 격납 및 차폐 기능을 갖는 단일 벽 카본 스틸 용기. 본 용기는 원통형이며, 상부가 개방되어 있고, 바닥에서 용기를 닫는 베이스(base)는 용접되는 원통형 쉘(shell)로 형성된다. 이중(dual) 볼트식 덮개 시스템은 격납 및 차폐 기능을 제공한다. 본 시스템은 어떠한 정상적 또는 비정상적 작동 상태하에서 연료 요소를 쉽게 회수할 수 있게 하며, 동시에 덮개 사이의 압력을 지속적으로 모니터링하여, 격납벽(confinement barrier)의 누출 가능성을 보정하고 제어할 수 있다.
- 상기 스틸 용기 내부에는 하우징용 격자(grate)를 형성하는 스테인레스 스틸 시트로 제작된 프레임이 있다. 격자(grate) 내부에는 연료 요소가 차례로 삽입되는 붕소-알루미늄 튜브(boron-aluminum tubes)가 있다. 임계 이하의 상태(sub-critical state)와 클래딩(cladding)의 열적 한계를 보장하는 열 기준을 유지한다. 중요도 요구사항이 높지 않은 이러한 상황하에서, 붕소-알루미늄 튜브는 프레임을 형성하는 격자의 필수적인 부분이 될 수 있는 붕소-알루미늄 시트(boron-aluminum sheets)로 대체될 수 있다.
- 컨테이너를 형성하는 스틸 용기에 방사상으로 위치하는 알루미늄 프로파일은 발생 된 열을 제거 할 수 있는 연료 요소에 의해 생성 된 잔열을 완전히 수동적 인 방식으로 소산시키도록 배열된다. 채움재(filler material)는 이러한 프로파일에 삽입되며, 중성자 방사선 차폐 기능을 수행한다; 최외곽 표면은 상기 중성자 차폐를 위한 금속 인클로저(metal enclosure)를 포함한다.
적어도 두 개의 저널(journal)은 컨테이너 및 컨테이너를 옮기기 위한 두 개의 저널을 들기 위하여 내부 용기로부터 돌출된다. 다시 설정할 필요 없이, 이러한 구성은 원자력 발전소의 ITSF(Individualized Temporary Storage Facility) 또는 미래의 CTSF(Centralised Temporary Storage Facility)의 스토리지(storage)와 복합 운송(도로, 철도 및 바다)에 동일한 컨테이너에 사용될 수 있다. 운송 작업을 위해서, 필요한 모든 것은 컨테이너에 결합될 수 있는 2 개의 충격 감쇠기, 및 컨테이너가 놓이는 운송 크래들(cradle) 자체뿐만 아니라 보호벽(protective barrier)이다.
상기 컨테이너는 완전히 자율적으로 설계되고 저장하는 동안 어떠한 시스템 또는 원자력발전소의 구성요소와 공유할 필요가 없다 (외부 덮개에 설치되고 내부 공간의 압력을 지속적으로 모니터링하기 위한 데이터 샘플링 시스템(data sampling system)에 연결되어야하는 압력 변환기를 제외하고).
상기 프레임은 셀을 형성하는 두께가 5 ~ 10 mm 사이인 시트로 형성된 스테인레스 스틸 구조(격자)로 구성되며, 이 셀에 삽입되는 튜브 또는 시트의 두께는 5 ~ 20 mm 사이의 정사각형 단면을 갖으며, 알루미늄 및 중성자 흡수 용량을 갖는 붕소 탄화물 (Al-B4C) 매트릭스 금속 복합재(matrix metal composit; MMC)로 제작된다. 상기 MMC 튜브 또는 시트의 두께는 그 안에 수용되는 사용후핵연료의 설계(design)에 따라 선택된다. 프레임은 프레임의 스테인레스 스틸 구조 주위에 나사로 고정 된 알루미늄 프로파일로 구성된 가이드에 의해 컨테이너의 캐비티 내에 고정되며, 이는 프레임으로부터 용기의 본체로 붕괴열을 전달하여 컨테이너에서 열을 제거하는 것을 용이하게 한다.
상기 컨테이너에 수용되는 연료 요소에 의하여 생성되는 붕괴열은 수동적 수단에 의해 제거된다. 컨테이너에는 냉각제(coolant)가 사용되지 않으며, 내부는 불활성 헬륨 가스 대기로 내부 캐비티(inner cavity)만 가압된다. 헬륨은 적절한 열전도도를 나타내며, 프레임 내 저장된 연료에서 붕괴열을 제거하는데 유리하다.
컨테이너 설계(design)에서 고려된 열전달 메커니즘은 아래와 같이 상술된다.
- 연료요소는 프레임의 셀에 수용되며, 상기 요소는 적상적인 작동상태 하에서 컨테이너의 유일한 열원이다. 상기 열은 UO2 펠릿에서 상기 요소의 클래딩(cladding)으로 전달되고, 거기서부터 상기 컨테이너의 내부 캐비티의 간극을 차지하는 헬륨에 전달된다. 연료요소(스크린, 노즐, 스프링 및 가이드 튜브)를 구성하는 잔여 요소는 불활성 헬륨 대기로 열을 제거한다.
- 우수한 임계 제어 특성을 갖는 것 이외에도, MMC 시트 또는 튜브는 높은 알루미늄 함량으로 인해 탁월한 열적 전도성을 나타낸다.
- 상기 프레임의 스테인리스 스틸 시트는 가이드(guides)로 전도하는 것에 의하여 전달하여 열 소산을 돕는다. 마지막으로 알루미늄 프레임의 가이드는 프레임 내부로부터 열을 제거하는 것을 돕는다. 프레임의 구성요소 세트에서 용기의 내측벽으로의 열전달은 전도 및 복사 메커니즘을 통해 발생된다.
- 용기의 내측면에 도달하는 열은 그 두께를 통한 전도에 의하여 전달된 다음, 알루미늄 프로파일 및 중성자 흡수재(neutron absorber)를 통한 전도에 의하여 전달되며, 심지어 중성자 차폐 인클로저(neutron shielding enclosure)에 도달한다. 이 인클로저는 중성자 차폐 물질을 수용한다. 이 인클로저는 중성자 차폐 물질을 수용한다. 접선과 반경방향 사이의 중간 위치에서 용기와 외측 쉘 사이에 배치된 방열 프로파일(Heat-dissipating(방열) profiles)의 배열이 고려되었으며, 최적의 방열을 위하여 용기 또는 외측 쉘과의 접촉점에서 반경 또는 접선에 대하여 약 45도의 각도로 형성된다.
- 컨테이너의 바닥에서, 열은 축방향으로 용기의 바닥을 통한 전도에 의하여 내부 캐비티(cavity)에서 외측 표면으로 전달된다.
- 열은 연료 요소로부터 내부 덮개(lid)로 또한 축 방향으로 전도, 대류 및 복사에 의해 덮개에서 전파된다. 동일한 열전달 메커니즘은 헬륨으로 가압된 덮개 사이 공간에서 효과적이다.
- 연료 요소에 의하여 생성된 열과 태양 복사에 의해 흡수된 열은 대류 및 복사 메커니즘에 의하여 컨테이너의 외측 표면에서 주변(environment)으로 전달된다. 그리고 이 열은 컨테이너의 바닥에서 전도에 의하여 저장 시설 베이스 슬래브(storage facility base slab)로 전달된다.
상세한 설명을 보완하고 발명의 특징의 이해를 돕기 위하여, 본 명세서에는 일련의 도면이 첨부되어 있으며, 이하의 설명은 예시적이며 비 제한적 방식으로 표현되어 있다:
도 1은 본 발명에 따른 두 가지 목적의 컨테이너를 나타내는 일반적인 사시도로, 이 것의 모든 구성요소와 이들의 배치를 관찰할 수 있도록 다양한 부분 섹션이 제공된다.
도 2는 컨테이너의 구조적 부분을 형성하는 용기(1)의 부분 단면을 나타내는 용기의 사시도이다.
도 3은 스테인레스 시트에 의해 형성된 프레임의 격자 구조내에 삽입되는 MMC 튜브를 두 가지 목적의 컨테이너의 프레임(4)의 사시도를 도시하며, 상기 프레임(4)의 부분 단면을 도시한다.
도 4는 MMC 시트가 스테인레스 스틸 시트와 함께 조립되어 프레임의 격자구조를 형성하는 두 가지 목적의 컨테이너의 프레임의 사시도를 도시하며, 상기 프레임(4)의 부분 단면을 도시한다.
도 5는 컨테이너의 프레임(4) 영역의 상세 단면도로서, 이 컨테이너로부터 열을 제거하기 위한 시스템의 필수 부분을 형성하는 2가지 유형의 가이드(43, 44) 및 스테인레스 스틸 시트(41)로 형성된 격자 내에 MMC 튜브(5)의 삽입된 것을 도시한다.
도 6은 수평면에 따른 컨테이너의 단면을 도시한다.
앞서 언급된 도면에서 확인되는 바와 같이, 컨테이너의 용기(1)는 우선적으로 내측 쉘을 형성하는 슬래브(slabs) 세트(11)에 의해 형성된다. 원형 평면 슬래브(circular planar slab)로 구성된 바닥(12)은 그 하부에서 내측 쉘에 용접된다.
방열 알루미늄 프로파일(2), 중성자 차폐 물질(3), 및 최외곽 표면으로써 중성차 차폐막(6)은 내측 쉘에서 방사상으로 배치된다.
오염 제거를 용이하게 하기 위하여, 컨테이너의 외부 표면은 4개의 리프트 저널(9, lift journals) 및 회전 저널(10, rotation journals)을 제외하고 돌출되는 부분이 없도록 설계 및 마무리되었다.
모든 구성요소와 관련된 컨테이너의 용기(1) 설계는 도 2에 도시된다. 용기를 구성하는 모든 구성요소는 아래 상술된다:
탄소강(carbon steel)으로 제조된 내측 쉘(11)은 감마선 방사에 대응하여 컨테이너 및 메인 차폐 구성요소의 구조적 저항을 제공한다. 이것은 일체형(one-piece) 또는 서로 용접된 두 파트로 구성할 수 있다.
쉘의 상단부에는 두 개의 안착면(13, 14)이 볼트 연결에 의해 내부 덮개(7, lid) 및 외부 덮개(8, lid)를 수용할 수 있도록 기계 가공된다. 내측 및 외측 덮개의 실링면(sealing surfaces)은 스테인리스 스틸 클래딩(cladding)으로 보호된다. 리프트 저널(9) 및 회전 저널(10)은 쉘의 외부에 위치한다.
중성자 차폐 물질(3)은 용기(1)의 쉘 외부 표면에 연결되는 방열 알루미늄 프로파일(2) 세트 내 공간에 배치된다.
바닥(12)은 용접에 의해 원통형 인클로저에 부착될 수 있도록 원통형 힐(heel)을 갖는 원형 평면 슬래브(slab)를 포함한다. 외부면에는 컨테이너를 CTSF 또는 다른 사용후핵연료 저장 장소로 운송 할 때 사용되는 저 충격 감쇠기의 볼트를 고정하기 위한 여러 개의 나사 구멍이 있다.
사용된 중성자 차폐 물질(3)은 사용 시 고체이고, 붕소 탄화물이 부착 된 에폭시 수지를 기본으로하는 합성 중합체로 구성된다. 이 물질은 알루미늄 프로파일에 의해 형성된 셀에 위치한다.
조립된 방열 알루미늄 프로파일(2)은 바람직하게는 2 개의 원통형 쉘 사이에 방사상으로 위치된 2 내지 10 mm 두께의 알루미늄 합금 셀이며, 그 내부에 중성자 차폐(3) 물질이 삽입된다. 연속 시트 사이의 스큐(skew)는 10 °이므로, 이들 각각의 방열 프로파일은 용기(1)와 또는 외부 쉘(6)과의 접촉점에서 반경 또는 접선에 대해 약 45 °의 각도를 이루도록 배열된다.
마지막으로, 쉘(6)과 외함 링(enclosing rings)은 상단과 하단 인클로저 밴드(lower enclosure bands) (링이라고 함)와 함께 두께 10 ~ 40mm의 압연 탄소 스틸 시트(rolled carbon steel sheet)으로 제조된 원통형 인클로저를 형성한다. 중성자 차폐 물질(3)을 외부와 방열 프로파일 세트(2)에서 격납하고 격리한다. 인클로저 내부의 압력을 제한하기 위한 릴리프 밸브(relif valve)는 인클로저에 위치한다.
리프트 저널(9)은 컨테이너의 상단부에 위치한다. 컨테이너 2개를 들어 올리고 다루는 것이 목적인 두 개의 견고한 고강도 스틸 저널(two solid high-strength steel journals)이다. 각 리프트 저널은 일련의 볼트로 컨테이너 쉘의 가공 된 캐비티에 직경방향으로 서로 반대되는 두 위치에 고정된다. 회전 저널(rotation journal, 10)은 이송 또는 운반 크래들에서 컨테이너 회전 조작 중에 사용된다. 리프트 저널(9)과 유사하다. 두 저널 세트는 연료 요소의 유효 길이(active length)의 하부에서 높은 중성자 소스 강도(high neutron source strength)로 인해 중성자 차폐 물질(2)이 위치된 캐비티를 포함 할 수 있다. 리프트 저널과 마찬가지로 회전 저널은 용기(1)에 볼트로 고정된다. 두 가지 목적의 컨테이너(dual-purpose container)의 설계에 사용되는 저널은 발전소에 부과된 한계 또는 운송 요구 사항에 따라 "수(male)"또는 "암(female)" 타입의 저널일 수 있다.
일단 내부 캐비티(inner cavity) 내에 하중이 걸리면(load is housed), 내부 덮개(7) 및 외부 덮개(8)의 2개의 덮개에 의해 외부로부터 격리되며, 상기 덮개 각각은 내부 캐비티를 기밀 상태로 유지할 수 있다. 두 덮개는 용기(1)에 볼트로 고정되어 있으며, 두 덮개 사이에 약 5 mm를 남겨두고 이 챔버를 헬륨으로 가압한다. 간극 공간에서의 압력 측정은 용기 내 격납 시스템에 누출이 있는 가상의 경우(hypothetical case) 경고를 제공한다.
내부 덮개(7)는 저합금강(low-alloy steel)으로 제조 된 원형 평면 슬래브(slab)로 구성된다. 주변에는 일련의 관통 구멍이있어 합금 탄소강 볼트(alloyed carbon steel bolts)로 컨테이너 본체에 결합 가능하다. 덮개(7)의 하부면은 방사성 물질 누출 가능성을 방지하도록, 용기(1)의 안착면(14)에서 격납 시스템의 일부인 이중 금속 밀봉 조인트(15)로 폐쇄된다.
외부 덮개(8)는 임의의 유형의 충격으로부터 격납 시스템을 보호하는 주요 목적을 갖는 여분의 장벽으로, 컨테이너의 제2의 기밀 장벽을 형성한다. 용기(1)의 안착면(13)에서 그 하부면이 폐쇄된 다른 원형 평면 슬래브(slab) 또는 플레이트로 구성되며, 합금 탄소강 볼트 그룹(alloyed carbon steel bolts)으로 고정된다. 덮개의 하부면은 이중 금속 조인트(15)로 용기의 안착면에서 닫힌다. 일단 닫히고 볼트로 고정되면 내부 덮개(7)와 외부 덮개(8) 사이에 간극 공간(inter-lid space)이라고 하는 최소 간격이 있다.
외부면에서, 덮개(8)는 상부 충격 감쇠기의 볼트를 고정하기 위한 일련의 나사 구멍(81)을 제공한다.
컨테이너 설계에는 닫힘 덮개에 3 개의 관통부가 있다: 내부 덮개(7)에 두 개 및 외부 덮개(8)에 한 개가 있다. 통기구 및 배수구 관통부는 내부 덮개에 내장되어 있으며, 컨테이너의 내부 캐비티에 직접 접근할 수 있으므로 격납 시스템의 관통부이다. 외부 덮개의 압력 제어 관통부는 컨테이너 작동시 가능한 이상을 감지 할 수 있다. 내부 덮개의 배수 및 배출구에는 각각의 빠른 차단 밸브가 있다; 두 관통부는 연료가 적재된 후 컨테이너의 내부 캐비티에 접근할 수 있도록 사용된다.
차례로, 연료 프레임(fuel frame, 4)은 세 개의 금속 서브세트(metallic subset)로 구성된다.
- 용기(1)의 모선(generatrix)에 대하여 종 방향으로 배열된 오스테 나이트 계 스테인레스 스틸 시트(austenitic stainless steel sheets, 41)에 의해 형성된 격자 구조(grate structure, 42)는 이러한 시트가 함께 장착될 수 있도록 슬롯(411)에 의해 서로 연결되어 있고, 연료 요소(fuel elements)가 수용되는 셀을 형성한다. 모든 시트(41)에는 함께 끼워 맞출 수 있는 수직 슬롯이 있어 사각형 셀이 생긴다. 동일한 재료로 제조되고 세트를 보강하는 동일한 두께를 갖는 수직 플레이트는 셀 메쉬의 외부 표면에 스폿 용접된다.
- 연료 요소는 튜브(5)에 삽입된 격자(42)의 셀 내부를 차지하며, 중성자 흡수 용량(neutron absorption capacity)을 가지며, 내부 캐비티를 임계 이하 상태(sub-critical state)로 유지하는 데 도움이 될 수 있도록, 알루미늄-붕소 탄화물 복합재 (Matrix Metal Composite, MMC)로 제조된 정사각형 단면을 갖는 튜브로 구성된다.
- 마지막으로, 프레임의 가이드(43, 44)는 연료 셀(42)을 고정하고 셀의 다각형 주변부와 용기(1)의 원통형 내부 사이의 전이 시스템(transition system)의 기본 부분을 구성하는 알루미늄 합금 프로파일이다. 그 단면은 삼각형(44)과 사각형(43)을 갖는 셀을 나타내고, 용기의 원통형 인클로저(enclosure)에 가까운 면은 항상 만곡되어 있다.
프레임의 가이드(43, 44)는 수직 보강 판에 나사로 고정되어 있으며, 이 보강 판은 프레임(4)의 시트 격자 구조(42)의 외부면에 용접되어 있다.
본 발명의 본질 및 그 바람직한 실시 예를 충분히 설명하였지만, 모든 의도 및 목적을 위해, 기술된 요소의 재료, 형상, 크기 및 배열이 아래 청구되는 본 발명의 주된 특징을 변경하지 않는 한 변경될 수 있다.

Claims (6)

  1. 바닥이 밀폐된 원통형 스틸 용기(1)로 이루어진 몸체를 포함하고, 상기 몸체는 컨테이너의 구조적 저항과 사용후핵연료에 대한 중성자 차폐를 제공하는 기밀 밀봉 수단이 구비된 상부 볼트식 폐쇄 시스템을 제공하며, 상기 용기는 복수의 셀(42)을 형성하는 스테인레스 스틸 시트(41)의 격자에 의해 형성된 내측 프레임(4)을 수용하고, 상기 복수의 셀(42) 각각은 사용후핵연료를 수용하기에 적합한 상기 셀의 단면과 동등한 단면을 갖는 튜브(5)를 포함하기에 적합한 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너에 있어서,
    상기 프레임(4)은 스테인레스 스틸 구조(42) 주위에 직사각형 및 삼각형 단면 및 곡면 형 외부면을 갖는 알루미늄 합금 가이드(43, 44)를 가지며,
    상기 용기(1)의 캐비티에 적합하도록 상기 가이드와 셀의 격자(42) 사이에 원통형 구조를 형성하고, 상기 프레임(4)으로부터 상기 용기(1; steel vessel)에 붕괴열을 전달하고, 상기 용기의 외측면은 상기 컨테이너로부터 열을 제거하는 것을 용이하게 하는 방열 알루미늄 프로파일 세트를 가지며, 상기 프로파일 사이의 공간에 중성자 차폐 물질(3)이 포함되고, 외부로부터 상기 중성자 차폐 물질(3)과 상기 방열 프로파일 세트(2)를 격리하고 격납하기 위한 원통형 쉘(6)에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기(1)는 하나 이상의 쉘(11) 또는 원통형 몸체를 형성하는 용접된 여러 쉘로 구성되며, 바닥(12)은 하부베이스에 용접되며,
    상부 개구에는 내부 덮개(7) 및 외부 덮개(8)가 각각의 볼트에 의해 고정되기에 적합한 2개의 안착면(upper opening two seating surfaces, 13, 14)이 가공되고; 바닥(12) 및 외부 덮개(8)는 운송 중 컨테이너를 보호하는 충격 감쇠기가 각각의 볼트에 의해 고정되는 일련의 나사 구멍(81)을 갖는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너.
  3. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 덮개(7) 및 외부 덮개(8)는 상기 용기(1)에 볼트로 고정되며, 밀폐된 방사성 물질 누출을 막는 금속 접합부(14, 15)를 끼우고, 내부 덮개(7)와 외부 덮개(8) 사이의 공간 또는 챔버는 헬륨으로 가압되며, 이 공간에서의 압력 측정으로 컨테이너 내의 격납 시스템의 누출을 감지 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기(1)와 외부 쉘(6) 사이에 위치된 방열 프로파일(2)은 접선 방향과 반경 방향 사이의 중간 위치에 위치하며, 상기 용기(1) 또는 외부 쉘(6)과 접촉하고 반경 또는 접선에 대해 약 45도의 각도를 이루고, 상기 용기(1)의 몸체에 용접되지 않고 외부 쉘(6)에 용접되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기(1)의 외측에는 2 개의 대향하는 저널(9, 10) 쌍이 고정되고, 2개의 리프트 저널(9)은 상기 컨테이너 상부에 위치하고, 2개의 회전 저널(10)은 이송 또는 운송 크래들에서 컨테이너 선회 조작(container turning manoeuvres)에 사용되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연료를 보유하는 프레임(4)의 영역을 형성하는 격자(42)의 구조는 용기의 모선에 대해 길이 방향으로 배열 된 오스테 나이트 계 스테인레스 스틸 시트(41)의 세트(set of austenitic stainless steel sheets)로 구성되며, 상기 시트(41)는 수직 슬롯(411)에 의해 서로 연결되며, 이들 시트를 엄격하게 기계적 수단에 의해 서로 맞물리게 하여 상기 연료 튜브(5)가 중성자 흡수 용량을 갖는 알루미늄-붕소 카바이드 복합재(aluminium-boron carbide composite)로 하우징되고 제조되며, 이로 인하여 내부 캐비티를 임계 이하의 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료의 저장 및 운반용 컨테이너.
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