TWI529742B - 用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱 - Google Patents

Description

用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱

本發明係有關於一種用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，尤指涉及一種貯存高衰變熱之用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，特別係指藉由隔熱環之設計，使用過核子燃料所產生之衰變熱得以被均勻傳遞至混凝土壁上，以避免混凝土壁局部溫度過高而導致損壞，進而增進貯存安全性者。

用過核子燃料乾式貯存系統主要係由用過核子燃料乾式貯存容器與護箱所構成，而直立式混凝土護箱為一般最常見之護箱型式。用過核子燃料乾式貯存容器之主要功能在於維持所貯存之用過核子燃料之次臨界狀態，及防止用過核子燃料所夾帶或產生之輻射物質之洩漏與阻絕外界環境對用過核子燃料之影響。用過核子燃料在貯存期間，因為衰變之緣故，會持續地產生輻射與熱能，而混凝土護箱之功用即在於屏蔽該輻射與散逸該衰變熱。故於貯存期間，用過核子燃料乾式貯存容器係置放於混凝土護箱中。

一般而言，目前習用之直立式混凝土護箱係由鋼構內襯與混凝土壁所構成，由於屏蔽、外型尺寸、重量與耐衝擊強度之考量，用過核子燃料貯存容器外壁與該混凝土護箱內緣間之間隙不可過大，進而導致混凝土護箱局部混凝土壁之溫度過高，使得混凝土性能劣化，間接降低貯存之安全性。故，ㄧ般習用者係無法符合使用者於實際使用時貯存高衰變熱之用過核子燃料之所需。

本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種不影響直立式混凝土護箱屏蔽、外型尺寸、重量與耐衝擊強度之情況下，利用一隔熱環強化散熱能力，並均勻傳遞用過核子燃料經由其貯存容器所散逸之輻射熱，避免局部鄰近於用過核子燃料乾式貯存容器之混凝土壁溫度過高之情況發生，確保混凝土壁溫度皆落在安全範圍內，以維持貯存安全性。

為達以上之目的，本發明係一種用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，係包括一隔熱環，其設置於該直立式混凝土護箱之鋼構內襯上，用以加強消散與均勻傳遞用過核子燃料所產生之衰變熱；以及一上三角肋板，用以固定該隔熱環至該鋼構內襯上，及引導該用過核子燃料乾式貯存容器置入該直立式混凝土護箱中。

於本發明上述實施例中，該隔熱環係為筒形結構、散熱片或以上綜合之形式。

於本發明上述實施例中，該上三角肋板係為板形、環形錐面、斜面或以上綜合之形式以完成固定與引導之功能。

於本發明上述實施例中，該環形錐面係為開孔、連續、分段或以上綜合之形式。

１‧‧‧直立式用過核子燃料乾式貯存系統
２‧‧‧直立式混凝土護箱
２１‧‧‧頂蓋
２２‧‧‧鋼構內襯
２２１‧‧‧圓筒內襯
２２２‧‧‧上三角肋板
２２３‧‧‧方形肋板
２３‧‧‧混凝土壁
２４‧‧‧出氣口
２５‧‧‧進氣口
２５１‧‧‧進氣口外框
２５２‧‧‧屏蔽鋼棒
２６‧‧‧隔熱環
２７‧‧‧底座銲件
３‧‧‧用過核子燃料乾式貯存容器

第１圖，係本發明之立體剖視示意圖。
第２圖，係本發明之局部放大立體剖視示意圖。

請參閱『第１圖及第２圖』所示，係分別為本發明之立體剖視示意圖、及本發明之局部放大立體剖視示意圖。如圖所示：一直立式用過核子燃料乾式貯存系統１，其構成係至少包含一直立式混凝土護箱２與一用過核子燃料乾式貯存容器３。而本發明係提出一種用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，為內部散熱能力強化，且具有部分阻隔衰變熱輻射傳遞效應與均勻傳遞用過核子燃料藉由貯存容器所散逸之衰變熱之功能，可完全避免部分鄰近於用過核子燃料乾式貯存容器３之混凝土壁溫度過高之直立式混凝土護箱２。該直立式混凝土護箱２之構成係至少包含一頂蓋２１、一鋼構內襯２２、一混凝土壁２３、一出氣口２４、一進氣口２５、一隔熱環２６、及一底座銲件２７。其中該鋼構內襯２２係至少包含一圓筒內襯２２１、一上三角肋板２２２與一方形肋板２２３；而該進氣口２５係至少包含一進氣口外框２５１及一屏蔽鋼棒２５２。

上述所提之頂蓋２１係安裝於該直立式混凝土護箱２頂端，具有保護該用過核子燃料乾式貯存容器３、部份熱傳導與輻射屏蔽之功能；該鋼構內襯２２具有部分輻射屏蔽、熱傳導與支撐固定該隔熱環２６之功能；該圓筒內襯２２１之功能為部分輻射屏蔽、熱傳導與固定該隔熱環２６之功能；該上三角肋板２２２與該方形肋板２２３主要功能為支撐固定該隔熱環２６至該圓筒內襯２２１，此外該上三角肋板２２２另具有引導該用過核子燃料乾式貯存容器３置入該直立式混凝土護箱２之功能，且該上三角肋板２２２係可為板形、環形錐面、斜面或以上綜合之形式以完成前述固定與引導之功能，其中該環形錐面係可為開孔、連續、分段或以上綜合之形式；該混凝土壁２３為該直立式混凝土護箱２主要結構體，具有用過核子燃料在貯存或運送時之結構保護、熱傳導與主要之輻射屏蔽功能；該出氣口２４具有引導熱空氣離開該直立式混凝土護箱２功能，空氣流過路徑中間有一曲折，可以減少該直立式混凝土護箱２外側之輻射劑量；該進氣口２５具有引導冷空氣進入該直立式混凝土護箱２之功能，並與該出氣口２４配合可形成自然對流以將衰變熱帶出該直立式混凝土護箱２；該進氣口外框２５１用以構成進氣通道；該屏蔽鋼棒２５２用以屏蔽經由該進氣口２５所逸散出之輻射；該隔熱環２６具有強化散熱能力，並部分阻隔衰變熱輻射傳遞效應與均勻傳遞用過核子燃料藉由用過核子燃料乾式貯存容器３所散逸之衰變熱及部分輻射屏蔽之功能，而該隔熱環２６係可為筒形結構、散熱片或以上綜合之形式；該底座銲件２７具有承載該用過核子燃料乾式貯存容器３、維持該進氣口２５之氣道空間形狀與輻射屏蔽之功能。如是，藉由上述揭露之結構構成一全新之用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱。

於一具體實施例中，該直立式混凝土護箱２由上述零組件構成一筒形結構，並將該用過核子燃料乾式貯存容器３置放於其中。當本發明於運用時，該用過核子燃料乾式貯存容器３係座落在該底座銲件２７上，此時該頂蓋２１已安裝於該直立式混凝土護箱２頂端，由於該用過核子燃料乾式貯存容器３中存放之用過核子燃料因衰變而產生大量之熱能，所以使該用過核子燃料乾式貯存容器３之外殼溫度升高而加熱了其周圍之空氣，使該直立式混凝土護箱２內部較熱之空氣由上方該出氣口２４排出，而外界較冷之空氣則由下方該進氣口２５進入該直立式混凝土護箱２，藉此形成一自然對流。該直立式混凝土護箱２與該用過核子燃料乾式貯存容器３所構成之自然對流通道，配合該進氣口２４與該出氣口２５所形成之自然對流，係可將該衰變熱帶出該直立式用過核子燃料乾式貯存系統１，可確保所貯存之用過核子燃料不致過熱與該用過核子燃料乾式貯存容器３之完整性，進而維持用過核子燃料乾式貯存系統之安全性。

在該直立式混凝土護箱２與該用過核子燃料乾式貯存容器３所構成之自然對流通道中，安裝該隔熱環２６於該直立式混凝土護箱２之鋼構內襯２２上，使該用過核子燃料乾式貯存容器３所散逸出之衰變熱不會造成局部混凝土壁２３之溫度過高。在本發明中，該隔熱環２６具有部分阻隔衰變熱輻射傳遞效應、增加自然對流空氣流道中之散熱面積與均勻溫度分佈之功能，使透過該鋼構內襯２２而傳遞到該直立式混凝土護箱２內壁之熱能得以均勻分布，進而消除局部混凝土壁２３溫度過高之可能。同樣地，該隔熱環２６亦兼具部分輻射屏蔽之功能。

該上三角肋板２２２除了具有固定該隔熱環２６至該鋼構內襯２２之功能外，亦兼具引導該用過核子燃料乾式貯存容器３置入該直立式混凝土護箱２之功用。

綜上所述，本發明係一種用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，可有效改善習用之種種缺點，用以保護用過核子燃料乾式貯存容器、屏蔽所貯存核子燃料產生之輻射、與散逸因用過核子燃料衰變所產生之熱量，達到有效避免該直立式混凝土護箱局部混凝土壁溫度過高之情事發生，以確保貯存安全性，進而使本發明之産生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧直立式用過核子燃料乾式貯存系統

2‧‧‧直立式混凝土護箱

21‧‧‧頂蓋

22‧‧‧鋼構內襯

221‧‧‧圓筒內襯

222‧‧‧上三角肋板

23‧‧‧混凝土壁

24‧‧‧出氣口

25‧‧‧進氣口

251‧‧‧進氣口外框

252‧‧‧屏蔽鋼棒

3‧‧‧用過核子燃料乾式貯存容器

Claims (4)

1. 一種用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，係包括：一隔熱環，係設置於該直立式混凝土護箱之鋼構內襯上，用以加強消散與均勻傳遞用過核子燃料所產生之衰變熱至混凝土壁上，俾以完全避免局部鄰近於用過核子燃料乾式貯存容器之混凝土壁溫度過高；以及一上三角肋板，用以固定該隔熱環至該鋼構內襯上，及引導該用過核子燃料乾式貯存容器置入該直立式混凝土護箱中。
2. 依申請專利範圍第1項所述之用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，其中，該隔熱環係為筒形結構、散熱片或以上綜合之形式。
3. 依申請專利範圍第1項所述之用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，其中，該上三角肋板係為板形、環形錐面、斜面或以上綜合之形式以完成固定與引導之功能。
4. 依申請專利範圍第3項所述之用於存放用過核子燃料乾式貯存容器之直立式混凝土護箱，其中，該環形錐面係為開孔、連續、分段或以上綜合之形式。