TW201517054A - 包含減緩容裝放射性材料之總成與封裝蓋體間衝擊的改良構件之封裝體 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種封裝體包含一筒罐用以貯存及/或運送放射性材料，及一總成裝著放射性材料容納在該筒罐之一空穴內被一蓋封閉，該封裝體包含一系統用以減弱該總成對該蓋的衝擊，該系統包含至少一可變形的減震裝置及該可變形的減震裝置之一裝載裝置。 依據本發明，該等裝置之一者係可移動地裝在該蓋上在一正交於該筒罐之軸線的平面中，並有可相對於該等裝置之另一者自行定中心的裝置，提供在容裝著該等放射性材料的總成上。

Description

包含減緩容裝放射性材料之總成與筒體蓋體間衝擊的改良構件之封裝體 發明領域

本發明有關於放射性材料之封裝體的領域，包含一筒罐及一總成裝著放射性材料容納在該筒罐所界定之一空穴中。該總成可例如包含廢料容器或核子燃料容器。

發明背景

一用以貯存及/或運送放射性材料的封裝體作為外護殼通常包含：一筒罐具有一側體，一底部及一蓋。該筒罐的這些部件會界定一空穴用以容納一裝有放射性材料的總成，例如一籃筐容納著核子燃料總成或廢料容器。

裝有該總成的筒罐之安全性驗證係特別依據規定的掉落測試。假使沿該筒罐通過其底部和蓋的軸線方向由一9米的高度掉落，於蓋住該筒罐之蓋的頭減震套蓋處，容裝放射性材料的總成之總重量會在撞擊到地面時壓在所述的該蓋上。於此掉落期間，稱為”軸向”掉落，非常可觀的應力會產生於該筒罐之側體上封閉該蓋的系統中。特別 是，該等固定螺絲會高度受壓，且在某些情況下，該筒罐的空穴中之可移動的總成會撞擊該蓋，而對該封閉系統有一特別損害的作用。

為能確保該筒罐在軸向掉落之後的防漏性，其已經證實必需限制被該總成傳到該蓋上的應力，可藉由一置設在該蓋之內表面上的衝擊減震系統。

一般而言，此一系統包含至少一可變形的減震裝置，及一裝載裝置與該減震裝置相關連。該二前述裝置係分別固定在容裝該放射性材料的總成上，及在該蓋的內表面上。例如，假使該總成整合數個容器，則相對於該蓋置設的各容器會整合一可變形的減震裝置，而相對於該減震裝置處係設有一裝載裝置呈一塞塊的形式，固定在該蓋的內表面上。

為獲得該減震裝置的最佳擠壓效果，並能藉由該減震裝置的變形來盡可能最佳地消散該機械能量，該減震裝置與其相關連的裝載裝置之間必須精確對準。

又，雖其上固定著該等裝置之一者的筒罐之蓋通常係精確地定位在該筒罐的側體上，但另一方面在該總成與該側體的內壁之間仍時常會存在顯著的側向游隙，特別是為能使其裝載於該空穴內，故會造成一對準缺陷。

為能確保此二裝置間之可能最佳的對準，其乃可思及相對於該裝載塞塊來可觀地限制界定該容器位置的側向游隙。換言之，此會特別導致減少容裝該放射性材料之總成與該筒罐側體的內表面之間的游隙。

此等側向游隙的減少不僅會在將該等容器裝入 該籃筐的容腔內，及將該籃筐裝入該筒罐的空穴中時，造成操作的限制，且亦會引致製造的限制，因為必須管理低容差。

顯而易見地，此等存在於一整合數容器的總成之範圍內的缺點，不論該總成的本質如何，換言之不論容裝者放射性材料的裝置之形狀如何，皆會被遇到。

本發明之描述

因此本發明的目的係要相對於習知技術的實施例，至少部份地克服上述的缺點。

為做到如此，本發明的標的物是一種封裝體，包含一筒罐用以貯存及/或運送放射性材料，及一容裝放射性材料的總成容納在該筒罐之一空穴內沿該筒罐之一縱軸延伸，並被一被該縱軸橫過的蓋封閉，該封裝體包含一系統用以減弱該總成對該蓋的撞擊，該系統包含至少一可塑性變形的減震裝置，及該可變形的減震裝置之一裝載裝置。

依據本發明，該裝載裝置和可變形的減震裝置之一者係在一正交於該筒罐之軸線的平面中可移動地裝在該蓋上，並有相對於該二裝置之另一者可自行定中心的裝置提供在容裝放射性材料的總成上。

故本發明乃可以獲得該減震系統的兩個裝置之一令人滿意的相對定位，不論容裝放射性材料的總成在該筒罐之空穴內的位置如何。該減震系統可確保一較佳的效率，而不需要該總成在該空穴內的精確定位。因此，本發 明會提供一種簡單又精巧的方案，使其得能在一方面回應於裝載時的操作限制，且另一方面能回應於製造限制，它們係以習知技術的概念會遭遇者。

較好是，該裝載裝置亦為一可變形的減震裝置。又，在軸向掉落於該蓋上的事件中，其變形意指其可能甚至更佳地消散該掉落的機械能量。於此情況下，則該二裝置在一方面會各皆賦具一可變形減震功能，且另一方面，會有一裝載另一裝置的功能。

較好是，該總成包含一貯存籃筐，及容裝放射性材料的裝置放在該籃筐所界定的容腔內，且該二裝置的另一者係被提供在容裝放射性材料的裝置之一者上，或在該籃筐上。或者，該等容裝放射性材料的裝置可被直接放在該筒罐的空穴中，而不用貯存籃筐。

較好是，該二裝置的另一者係整合於容裝放射性材料的裝置之一者，較好在專用於其執持的一端處。又，其較好確保容裝放射性材料之裝置的執持端會在軸向掉落於該蓋上的事件中被提供來減弱衝擊。

較好是，容裝放射性材料的各裝置採取一核子燃料容器或一放射性廢料容器的形式。

在此情況下，其較好係使容裝放射性材料的總成包含多數個容器，堆疊並散開呈數個柱列。此外，每個容器柱列係與一可變形減震裝置及其相關的裝載裝置相關連。

較好是，該可變形減震裝置及其相關的裝載裝置 分別具有二截頭的自行定中心表面，其軸線平行於該筒罐的軸線。

較好是，該可變形減震裝置具有一或多數個可塑性變形的減震元件排列在二負載分散板之間。

較好是，該可變形減震裝置具有一整個環形，該等可塑性變形的減震元件係沿該減震裝置繞周地散開。

較好是，該可變形減震裝置包含一安裝板固定在該筒罐的蓋上，該安裝板會覆蓋該可變形減震裝置之一可移動板，該可移動板係可在一界定於該安裝板和蓋之間的空隙內，在一正交於該筒罐之軸線的平面中移位。自然地，此種佈局亦可在當其是該裝載裝置而可移動地裝在該蓋上時被保留。且，在該後者情況下，即是說該裝載裝置包含一安裝板固定在該筒罐的蓋上，該安裝板蓋住該裝載裝置之一可移動板，該可移動板係可在一界定於該安裝板與蓋之間的空隙中，在一正交於該筒罐之軸線的平面中移位。

不論是何情況，該空隙會採取一開口徑向地朝向外之環狀槽隙的形式。

不過，其它的佈局亦可能獲得該減震/裝載裝置相對於該蓋的可動性。它們可例如為穿過鐙形物或類似物的腳或舌片，而具有側向游隙以確保自行定中心所需的可動性。

較好是，上述的可移動板係為該可變形減震裝置的負載分散板之一。於此情況下，該概念會保持簡單，因當該板為環形時，則無需在其上安裝附加的元件來與界定 於該安裝板和蓋之間的空隙合作。事實上，該環狀板的外周緣或內周緣可被有游隙地容納在上述空隙內。

較好是，該等可塑性變形的減震元件係由鋁或其之一合金製成。

最後，本發明的標的內容亦為一種封閉一如上所述封裝體的方法，包含一相對於其所關連的裝載裝置來自行定中心該可變形減震裝置的步驟，該自行定中心的步驟係當將該蓋安裝於該筒罐之一側體上時，藉該裝載裝置和可變形減震裝置之一者相對於該蓋，在一正交於該筒罐之軸線的平面上移位來自動地完成。

本發明之其它的優點和特徴將會在以下的非限制性詳細說明中清楚瞭解。

1‧‧‧筒罐

2‧‧‧側體

4‧‧‧底部

6‧‧‧蓋

8‧‧‧軸線

10‧‧‧空穴

12‧‧‧總成

14‧‧‧貯存籃筐

16‧‧‧廢料容器

18‧‧‧容腔

20‧‧‧減震套蓋

22‧‧‧廢料包

24‧‧‧側壁

26‧‧‧頂端

28‧‧‧底端

30‧‧‧固持部

32‧‧‧上板

34‧‧‧截頭表面

36‧‧‧溝槽

40‧‧‧減震系統

40’‧‧‧次系統

42‧‧‧可變形減震裝置

46‧‧‧內表面

48‧‧‧機械連結物

50‧‧‧截頭表面

50’,50”‧‧‧截頭表面

54‧‧‧移位方向

56‧‧‧放置方向

60‧‧‧減震元件

62‧‧‧栓塞

63‧‧‧環形部件

64,66‧‧‧負載分散板

64’‧‧‧內緣

70‧‧‧安裝板

70’‧‧‧端部

72‧‧‧固定元件

74‧‧‧空隙

78,80‧‧‧舌片

100‧‧‧封裝體

本說明將會參照所附圖式，其中：圖1呈現一依據本發明之一較佳實施例的封裝體之截面圖，該截面係沿圖2的線I-I所採；圖2呈現一該封裝體沿圖1的線II-II之橫截面所採的視圖；圖3為為容裝於該封裝體內的放射性廢料容器之一的部份立體圖；圖4a和4b示意地示出依據本發明之一較佳實施例之一封閉該封裝體的方法之不同步驟；圖5示出一要被用來裝備先前圖式中所示的封裝體之可變形減震裝置的較佳實施例之立體圖； 圖6示出該減震裝置沿圖5之平面P所採的縱向半截面圖；圖7示出圖5和6所示的減震裝置之負載分散板之一的體圖；圖8a和8b為示意地示出在一軸向掉落時該減震裝置及其相關的裝載裝置之行為的視圖；及圖9a至9c為示意地示出當一封裝體設有圖6和7中所示的可變形減震裝置時，一封閉該封裝體的方法之不同步驟。

特定實施例之詳細說明

首先參閱圖1和2，一用以貯存及/或運送放射性材料的封裝體100係以本發明之一較佳實施例的形式呈現。

該封裝體首先包含一筒罐1具有一側體2，一底部4及一蓋6會封閉該筒罐相反於該底部4之一開口。該筒罐具有一縱向軸線8會相對於該側體2定中心，並穿過該同一筒罐的蓋和底部。

形成該封裝體之外護殼的筒罐會界定一空穴10，可作為一容裝放射性材料之總成的容腔。該總成12亦定中心於該軸線8，而包含一貯存籃筐14，及多數個容裝放射性材料的裝置，其於此係為廢料容器16。該等容器於此係堆疊並散開呈數個柱列，每一柱列係可例如具有二至五個容器互相堆疊，較好是兩個兩個互鎖其相反端。

在所呈現的實施例中，如最好可見於圖2，例如有九列的容器被提供，其中八列係繞該筒罐的軸線8散開， 且其之一第九列係定中心於該軸線8上。該等容器16的柱列係被放入提供在該籃筐14上之形狀互補的容腔18內。

如在圖1中的虛線所示，在所述封裝體沿軸線8方向的末端處，該筒罐可被設以減震套蓋20來分別地保護該筒罐的蓋6和底部4。

參閱圖3，該等容器7之一的一實施例係被示出。其可為一用來收納壓縮廢料或玻璃狀化廢料的標準容器。

整合該等放射性廢料的廢料包22係被放入一側壁24所界定的空間內，在該側壁的端部係設有一頂端26和一底端28。一般而言，如圖3中可見，該頂端26具有一突出形狀，而該底端28具有一凹部，該等實質上形狀互補的兩端係被提供來將該等容器互鎖在一起，俾能構成前述的容器柱列。

更精確地說，就該頂端而言，其係被配應成能供執持該殼體。又，該頂端26採取一香菇的概略形狀，而界定出一環形固持部30開口徑向地朝向外。朝向頂部，該固持部30係被一上板32界限，而朝向底部，其係被一環形板界限，該板會繼續通過一形成對應於該容器16之軸線的軸線之一截頭表面34的部份。在該頂端26處，界定該表面34的板則會藉由一界定一開口徑向地朝外之環形溝槽36的部份來接合該側壁24。

在圖1中，該等容器的上端僅被粗略地呈現。不過，應請瞭解在每一該等容器柱列的頭部，該容器的頂端26會盡可能靠近於該蓋，而形成一用以減弱該總成12對該 蓋6之衝擊的系統之一整體部件。

更精確地說，該減震系統40係被分成若干個次系統40’，各與一個容器16的柱列相關連。在所擬想的較佳實施例中，能供執持該容器的頂端26會在撞擊事件中形成一可變形的減震裝置，及裝在該蓋6上的另一可變形減震裝置42之一裝載裝置。因此，應請瞭解在各次系統40’中，該裝置42一方面是一可變形減震裝置欲被形成裝載裝置的上端26裝載，且同時另一方面構成由該容器之頂端所形成的可變形減震裝置26之一裝載裝置。又，應請瞭解在軸向掉落事件發生於該封裝體的頭部時，該二裝置26、42係要用來互相裝載它們本身，此能使它們皆塑性地變形，而得盡可能最佳地吸收關連於該掉落的機械衝擊能量，如將更詳細說明於後。

本發明的特徴之一係在於：該可變形減震裝置42係可移動地裝在該蓋6的內表面上，在一正交於軸線8的平面上。

故在此對應於該蓋6之內表面46的平面上，該裝置42係能藉由一在圖1中僅示意地呈現而以標號48示別的適當機械連結物來相對於該蓋移位。除了該裝置42的可移動安裝外，該裝置具有可相對於裝置26自行定中心的裝置，此自行定中心的裝置係以一截頭表面50來實現，用以與形成該容器16的執持端之該裝置26的截頭表面34合作。又，在所示實施例中，該二裝置42、26能藉該裝置42之可移動地裝在該蓋6上，及藉該二截頭自行定中心表面50、34 的利用，較好是同軸地，其軸線平行於該軸線8，而達成它們的自行定中心。

在本較佳實施例中，要用來與該可變形減震裝置42合作的裝載裝置26係提供在與次系統40’相關連之柱列的上容器頂上。然而，一變化例可為將該裝載裝置26提供在該籃筐14上，亦不超出本發明的範圍。例如，該裝置26乃可在該籃筐14之一頂端處，包圍該相關容腔18的開口。

回到該較佳實施例，圖4a和4b示意地示出一封閉該封裝體的方法之不同的連續步驟。該方法包含一步驟為該可變形減震裝置42相對於該裝載裝置26的自行定中心，該裝置26由於其可觀的重量，故在整個封閉步驟是不可移動的。此自行定中心的步驟係藉該裝置42相對於該蓋6的移位，藉由該連結物48，如在圖4b中以箭號54示意地示出，來自動地完成。在正交於該軸線8的平面中之所述的自動移位係為該二自行定中心表面34、50之間合作的結果，當該蓋6在該筒罐的側體上被置入定位時，該自行定中心會被逐漸地獲得。就此，該蓋6於該等容器16之柱列的方向軸向地放置係在圖4a中以箭號56示意地示出。

因此，藉著漸進地且以一非常精確地方式來對準其本身與該容器柱列，該可變形減震裝置42能在該封裝體軸向掉落而發生撞擊事件時發揮最佳的功能。此使其可以獲得該總成12對該蓋衝擊時之令人滿意的減震，而能保證該形成護殼封罩之空穴10的防漏性。事實上，由於該總成12對該蓋6之機械衝擊能量的消散，將該蓋固定於該筒罐1 之側體2上的裝置乃可以較佳地阻抗該蓋之放射性洩漏及/或斷接的風險。

又，應請瞭解於此一軸向掉落期間，各次總成40’之該裝置42的自行定中心可以持續，若當該筒罐之蓋封閉時此尚未完全地獲得。

現請參閱圖5至8b，該可變形減震裝置42之一較佳實施例將會被說明。

首先，請瞭解此裝置具有一整個環形，其軸線平行於該筒罐的縱軸。再更精細地參閱圖5和6，該裝置42具有多數個減震元件60，於此採取實心或中空圓筒的形式，而由鋁或其之一合金製成，或由另一種以其塑性變形之衝擊減震性質著稱的材料所製成。各圓筒60在其二相反端具有栓塞62，係容納於被提供在二負載分散板64、66上的互補中空鏤孔中。

該板64係設在與該蓋6的介面處，較好是靠近於或接觸該蓋的內表面46。該另一負載分散板66於此係整合於一環形部件63中，其在相反於該板66處界定出該截頭的自行定中心表面50。故該等減震元件60係插在該二板64、66之間，並沿該減震裝置42的圓周方向均勻地分散開。

在圖5和6所示的實施例中，有八個可變形的圓筒被列設於該等負載分散板64、66之間。為將該裝置42裝在該蓋6的內表面46上，一安裝板70會被提供，而使用螺絲式的固定元件72固定地組裝在該表面46上。該概呈碟形的安裝板70具有一中央部份貼抵著該蓋的表面46，且在該中央 部份的周緣有一凹槽使其可以在離該表面46一距離處呈現一環形端部70’。事實上，在該板70的端部70’與該表面46之間，有一空隙74係被界定呈一開口徑向朝外之環狀槽隙的形式。其中係被該負載分散板64的內緣64’插入，側向游隙會提供於該板70與板64之間，而使其能沿正交於該筒罐的軸線8之平面的所有方向移位。該有限量的移位係能夠發生在上述平面的任何方向，故該裝置42的自行定中心會非常令人滿意。

顯然地，為使該負載分散板64的內緣64’能自由移位，該內緣64’的內徑係確然地大於該開口徑向朝外的槽隙底部的外徑。提供於此二元件之間的游隙較好係選成能使該減震裝置42相對於該裝置在安裝板70上之一中心位置獲得一例如最多至30mm的位移，並在正交於該筒罐之軸線8的平面之各方向皆能如此而為。

如在圖7中可見，該負載分散板64具有孔隙等可供承納該等可變形元件60的栓塞62，但亦具有舌片78等正交於該板的平面。該等舌片78較好係由該板64內作一切出片，再將所獲得的每一舌片彎折90度來形成。該等固定舌片78，於此數目有四個，係欲用來例如藉焊接以確保該板64固定在該環形部件63上。

最後，該環形部件63包含數個舌片80固定地附接於它，較好藉焊接，且其係被提供成能夠參與該裝置42相對於對應的容器柱列之自行定中心。事實上，該等舌片80具有一傾斜的終端形狀，而能在該負載分散板64的方向延 伸，將它們帶至更靠近於該裝置42的軸線。該等預定中心舌片80係相對於該環形部件63的截頭自行定中心表面50徑向朝內地置設，並使其在當該蓋置於該筒罐的側體上時，可以例如與各柱列之上容器的端板32合作。

同樣地，該環形部件63可具有另一截頭表面50’，鄰接於該表面50並與其形成一V形，其尖端係被定向朝向該容器的柱列。該表面50’亦被提供成能夠參與該裝置42相對於對應的容器柱列之自行定中心，且同時會與形成於該容腔18入口處，並示於圖1中之一互補的截頭表面50”合作。

針對於此，圖9a至9c示意地示出當該封裝體設有圖6和7中所示的可變形減震裝置42時，一封閉該封裝體的方法之不同步驟。

如前所述，當該蓋6放在該罐體上時，該裝置42的自行定中心乃可藉該等截頭表面50、34的合作，及/或藉截頭表面50’、50”的合作，及/或藉舌片80與該容器16之端板32的合作來達成。顯然地，當數種該等成對元件在該蓋放置期間發生作用時，其發生的順序可為隨機的，乃視該減震裝置42在該蓋上的初始位置，及該容器16的柱列在該容腔18內的位置而定。

在圖8a和8b中係分別示出該裝置42與裝置26之間的合作，而來造成它們的變形以減弱該封裝體之軸線掉落所造成的衝擊之一視圖，且該筒罐的蓋定向朝該衝擊表面。

在圖8a中係示出該二裝置24、26之間在該掉落之前的合作，彼時該等截頭的自行定中心表面50、34會互相合作而同時係呈接觸。當該掉落時，如圖8b中示意地示出，其係為該裝置26變形的總成，特別是藉在為此目的而提供的環形溝槽36之水平處摺疊。同時，該等可變形的減震元件60會在該二負載分散板64、66之間被壓縮，而使它們擠壓促成衝擊能量的消散。

顯然地，各種修正可被精習於該技術者作成於本發明，其已被描述僅作為非限制例。

6‧‧‧蓋

16‧‧‧廢料容器

26‧‧‧頂端

34‧‧‧截頭表面

42‧‧‧可變形減震裝置

46‧‧‧內表面

48‧‧‧機械連結物

50‧‧‧截頭表面

54‧‧‧移位方向

56‧‧‧放置方向

Claims (14)

1. 一種封裝體包含一筒罐用以貯存及/或運送放射性材料，及一總成容裝著放射性材料而容納在該筒罐之一空穴內，沿該筒罐之一縱向軸線延伸並被一被該軸線橫過的蓋封閉，該封裝體包含一系統用以減弱該總成對該蓋的衝擊，該系統包含至少一可塑性變形的減震裝置及該可變形減震裝置之一裝載裝置；特徵在於：該裝載裝置和可變形減震裝置之一者係在一正交於該筒罐之軸線的平面中可移動地裝在該蓋上，並具有相對於該二裝置之另一者自行定中心的裝置提供在該容裝放射性材料的總成上。
2. 如請求項1之封裝體，特徵在於：該裝載裝置亦為一可變形的減震裝置。
3. 如請求項1或2之封裝體，特徵在於：該總成包含一貯存籃筐，及容裝放射性材料的裝置放在該籃筐所界定的容腔內，且其中該二裝置之另一者係提供在容裝放射性材料的裝置上，或在該籃筐上。
4. 如以上請求項之任一項封裝體，特徵在於：該二裝置的另一者係整合於一容裝放射性材料的裝置中，較好是在一專用於其執持的一端。
5. 如以上請求項之任一項封裝體，特徵在於：各容裝放射材料的裝置係採取一核子燃料容器或一核子廢料容器的形式。
6. 如請求項5之封裝體，特徵在於：該容裝放射性材料的總成包含多數個容器，堆疊並散開呈數個柱列，且其中，該各容器柱列係連結一可變形減震裝置及其相關的裝載裝置。
7. 如以上請求項之任一項封裝體，特徵在於：該可變形減震裝置及其相關的裝載裝置分別具有二截頂的自行定中心表面，其軸線平行於該筒罐的軸線。
8. 如以上請求項之任一項封裝體，特徵在於：該可變形減震裝置具有一或多數個可塑性變形減震元件列設在二負載分散板之間。
9. 如請求項8之封裝體，特徵在於：該可變形減震裝置具有一整個環形，該等可塑性變形減震元件係沿該減震裝置繞周地散開。
10. 如請求項8或9之封裝體，特徵在於：該可變形減震裝置包含一安裝板固定在該筒罐的蓋上，該安裝板會蓋住該可變形減震裝置之一可移動板，該可移動板係可在一正交於該筒罐之軸線的平面中，在一被界定於該安裝板與該蓋之間的空隙內移位；或特徵在於：該裝載裝置包含一安裝板固定在該筒罐的蓋上，該安裝板會蓋住該裝載裝置之一可移動板，該可移動板係可在一正交於該筒罐之軸線的平面中，在一被界定於該安裝板與該蓋之間的空隙內移位。
11. 如請求項10之封裝體，特徵在於：該空隙採取一開口徑向朝外之環狀槽隙的形狀。
12. 如請求項10或11之封裝體，特徵在於：該可移動板係為該等負載分散板之一者。
13. 如請求項8至12之任一項的封裝體，特徵在於：該等可塑性變形減震元件係由鋁或其之一合金製成。
14. 一種封閉一如以上請求項之任一項的封裝體之方法，特徵在於：其包含一步驟為使該可變形減震裝置相對於其相關的裝載裝置自行定中心，該自行定中心的步驟係藉該裝載裝置和可變形減震裝置之一者，當該蓋安裝在該筒罐之一側體上時，在一正交於該筒罐之軸線的平面中，相對於該蓋移位而自動地完成。