TWI631029B - 包括用於放射性材料運送之封裝體及封裝體支撐框架的總成及運送放射性材料的車輛 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種總成，包含一用以運送放射性材料的封裝體及一封裝體支撐框架，其中該框架包含：一第一部份；一第二部份係剛性地附接於該封裝體，其中該封裝體和此第二部份形成一實體；其中該框架的第一部份和第二部份係以一或更多個機械易熔元件互相連接，而在該封裝體疊置於其框架上之一第一方向彼此互相固定；該總成亦係構製成若該總成於該方向掉落且該框架的第一部份朝前時，此會造成該等機械易熔元件的斷裂，而容許該實體相對於該第一部份在該方向的移動。

Description

包括用於放射性材料運送之封裝體及封裝體支撐框架的總成及運送 放射性材料的車輛 發明領域

本發明有關於運送放射性材料的領域，更具言之係有關於一種包含一用以輸送放射性材料之封裝體及一封裝體支撐框架的總成，其中該框架通常是要被附接於一運輸車輛。

習知技術之說明

一用於運送放射性材料的總成慣常具有一側體，一底部及一蓋。該封裝體的這些部份會界定一空穴可供容納放射性材料，例如核子材料總成或廢料筒罐。此外，一籃筐可被配裝在該容納空穴內來界定隔間，其中會置放該等不同的筒罐/核子材料總成。

要在不同場所之間運送該封裝體時，其會被置放在一運輸車輛上，例如一道路運輸機動車輛。為能作此該車輛慣常具有一平台可承接一支撐該封裝體的框架。由該框架和封裝體形成的總成可被定位並安裝在該車輛的平台上，嗣該車輛會進行該運送。當到達該處所時，該總成可被由該車輛的平台移除，但較常見是只有該封裝體被移 除，因該框架保留在該車輛上。

該封裝體之安全性的驗證係特別依據法令規定的掉落測試，譬如自由掉落測試或掉落在一沖擊棒上，而該封裝體會裝載或未裝有該等反射性材料，最不利的情況則會被採用為基準。故該等封裝體係構製成能滿足其認證所需的要求。

但有些封裝體亦必須被構製成能滿足運送放射性材料的不同規定，特別是要確定在一含有該框架及其封裝體的總成在一掉落事件時其安全不會減低。

若該總成於一使該封裝體疊置在其框架上的方向掉落，而該框架朝前，則該封裝體被該框架損毀的風險很高。為回應於此限制，可以選擇將該封裝體做得非常大以在一掉落事件時阻抗該框架所傳送之力，並限制可能損及該封裝體之安全性的損壞風險。然而，此等放大尺寸可被證實與其操作限制不相容。

本發明之描述

因此，本發明的目的係要相較於習知技術的實施例，至少部份地提供一種對上述缺點的解決方案。

為達到此目的，本發明的標的是一種總成，包含一用以運送放射性材料的封裝體以及一封裝支撐框架，其中該框架包含：一第一部份；一第二部份係剛性地附接於該封裝體，其中該封裝體 和此第二部份形成一實體。

此外，該框架的第一部份和第二部份係被一或多個機械易熔元件互相連接，而在該封裝體疊置於其框架上之一第一方向彼此互相固定，且該總成係構製成當該總成於該第一方向掉落，且該框架的第一部份在該第一方向朝前時，會造成該等機械易熔元件的斷裂，而容許該實體在該第一方向相對於該第一部份移動。

因此，藉著提供該實體於該等機械易熔元件斷裂之後能相對於該框架的第一部份在該第一方向移動的可能性，該封裝體被該框架損毀的風險會實質地減少。換言之，本發明的優點係能使一封裝體被呈現，其會滿足安全性要求，但沒有被加大尺寸，而可方便其使用。

此外，藉著提供該框架的第一部份與該實體於該等易熔元件斷裂之後局部或完全的分開，其變成可以使用免除該框架之掉落封裝體的安全性驗證，來驗證具有此框架之掉落封裝體的安全性。

請瞭解該框架的第一部份與該實體之間的所需相對移動，可為一沿該第一方向的平移運動，或任何其它移動，不論單純或複合的，皆會導致該框架之第一部份與該實體在該第一方向的相對位置之一改變。

該框架的第一和第二部份較好包含導引裝置，容許該實體能相對於該第一部份在該第一方向被導引，至少在該相對移動的一部份期間。

故，該等導引裝置會賦予一較佳的相對移動方向，其中此方向係以一方式來決定，而會使該封裝體被該框架的其它部份損毀的風險盡可能地受限。導引較好係在該等機械易熔元件斷裂之後，由該實體對該框架的第一部份之相對移動開始時發生作用，且甚至更好是當該等機械易熔元件斷裂時發生作用。

但是，相對移動的其它較佳方向亦可被採用，而不超出本發明的範圍，同樣能導致該框架之第一部份與該實體的相對位置在該第一方向之一改變。

請瞭解該導引裝置較好包含一或更多軌條，較好係在該等機械易熔元件斷裂之前被它們橫貫。此等軌條可例如被構製於直立件內或使用凸緣製成。

該封裝體較好包含吸震裝置，較好為配裝在該封裝體之端部的吸震套蓋。該總成亦被構製成，當掉落在一正交於該第一方向的平坦撞擊表面上時，該各機械易熔元件的斷裂會發生在該吸震裝置與該撞擊表面接觸之前。

或者，其可能設計一種構造會使該等易熔元件的斷裂發生在該等套蓋開始被擠壓的同時。

各機械易熔元件較好採取一剪切裝置的形式，較好具有一機械性弱化的部份。

例如，此機械弱化部份可為一剪切栓塞的一小區段，譬如一凹溝，其能使一最初斷裂區域被形成。

請瞭解該等機械易熔元件可能被附接於該框架的第一和第二部份，或者形成該二部份之一者的一整體部 件。其亦可能包含一機械弱化部份設在被製成與此機械弱化部份形成單一部件的兩部份之間，而該兩部份分別屬於該框架的第一和第二部份。

該總成較好係構製成，當各機械易熔元件斷裂後，該實體相對於該框架的第一部份是自由的。

此會使該封裝體被該框架損毀的風險被盡可能地限制。就此而言，其較好係被提供成，當整個掉落時，該等易熔元件斷裂後，該實體會相對於該框架的第一部份保持自由的。換言之，其較好係設計成，會使該實體能夠相對於該第一部份移動，而此移動不會被該框架的任何部份阻礙。

如前所述，此移動的自由乃可例如被限制為該實體相對於該框架的第一部份在該第一方向之一自由平移運動。

或者，該總成可被構製成，當各機械易熔元件斷裂後，該實體會藉一或多個連接元件保持連接於該框架的第一部份，該等連接元件可在該相對移動時被塑性地變形。

此等可變形的連接元件，在正常的運送狀態下，係被包含來將該實體機械固定於該框架的第一部份上。它們係被構製成僅會在一掉落事件時，於該等機械易熔元件斷裂之後才變形。

較好是，該框架的第二部份係以此等可塑性變形的連接元件連接於該第一部份。

該框架的第一部份較好包含直立件，較好呈軌條 的形式，較好在該第一方向縱向地延伸。

該等直立件的數目較好是四個，而被沿該封裝體之本體以規則間隔置設的機械補強裝置兩個兩個地連接。

該框架的第二部份較好包含二結構物，較好是環形結構物，包圍著該封裝體之一本體。

各結構物較好係使用二可被分解的部份來形成，其各會延伸大約180°。

該二可被分解的部份各係略呈半圓形，而能形成概呈環形的結構物。或者，各結構物之該二可分解的部份之至少一者具有一整個U形，而使該U型的分支能被用來在一第一方向，相對於該框架的第一部份，且在該等機械易熔元件斷裂之後，以一導引方式滑動該實體。為達到此，該U形的分支較好係定向於該第一方向。

上述的結構物較好係設在平行於該第一方向的平面中。

此外，該二結構物較好係以一導引方式於該第一方向藉滑動安裝在該等具有軌條形狀的直立件上，其中該二結構物係被該等機械易熔元件固定在該等直立件上。

因此假使該等易熔元件在一掉落事件後斷裂，則該等軌條會以一導引方式在該第一方向導引該等結構物。

依據另一實施例，該框架的第二部份包含若干個結構物，其不再包圍該封裝體的本體，但會各包圍一被該封裝體本體所包含的揚升凸耳，而來提供該封裝體本體對該框架之第二部份的剛性連接。於此情況下，該等包圍該 等凸耳的結構物得能被以一導引方式於該第一方向滑動地安裝在該等具有軌條形狀的直立件上，即若此並非是較佳的實施例。該等結構物係被該等機械易熔元件固定在該等直立件上。

本發明之一最後標的是一種用以運送包含如前所述之總成的放射性材料之車輛，其中該車輛包含一平台，可供附接於該第一方向疊放在該平台上的該總成，且該框架的第一部份附接於該平台。

本發明的其它優點和特徴將會出現在以下之非限制性的詳細揭露中。

1‧‧‧封裝體

2‧‧‧側體

3‧‧‧支撐框架

5‧‧‧撞擊表面

6‧‧‧吸震套蓋

8‧‧‧縱軸

10‧‧‧平台

12‧‧‧第一方向

14‧‧‧第一部份

16‧‧‧第二部份

18‧‧‧實體

20‧‧‧放射性材料

26‧‧‧空間

30‧‧‧栓塞

35‧‧‧束帶

36‧‧‧橫向

38‧‧‧凸耳

41‧‧‧縱向

42‧‧‧直立件

44‧‧‧加強臂

46‧‧‧環形結構物

46a,b‧‧‧半圓形部份

47‧‧‧側伸部

50‧‧‧凹溝

52‧‧‧連接元件

100‧‧‧總成

本發明將會參照所附圖式，其中：圖1示出一依據本發明之一較佳實施例的總成之一立體圖，併設一用以運送放射性材料的封裝體及其支撐框架；圖2為一前圖中所示的總成之側視圖，裝在一用以運送放射性材料的車輛上；圖3為屬於前圖中所示之總成的運送框架之一立體圖；圖4示出前圖中所示的框架之一前視圖；圖5為前圖中所示的框架之一部份的截面圖；圖6為圖3和4中所示的框架之頂視圖；圖7為一類似圖4的前視圖，而該總成被示出呈一當掉落在一撞擊表面上時該等套蓋被擠壓之前所見的狀態。其中該頭蓋已被移除，且該封裝體的蓋係露出；圖8為一類似圖4的前視圖，而該總成被示出呈一當掉 落在一撞擊表面上時該等套蓋已被擠壓之後所見的狀態；圖9為一類似圖5的截面圖，而該總成被示呈如圖8的相同狀態；圖10為一類似圖7的前視圖，而該總成被示出依據另一變化實施例，其中此圖亦對應於一沿圖11之X-X線的截面圖；圖11為一前圖中所示之總成的一部份之頂視圖；圖12示出一依據本發明之另一實施例的總成之一部份的截面圖，併設一用以運送放射性材料的封裝體及其支撐框架；圖13為一前圖中所示之總成的一部份之頂視圖；及圖14為一類似圖12的截面圖，而該總成係被示出依據一變化實施例。

特定實施例之詳細說明

首先參閱圖1，一總成100係被示出依據本發明之一較佳實施例，其中該總成100包含一用以運送放射性材料的封裝體1，以及一支撐該封裝體的支撐框架3。

該封裝體1具有一側體2，一底部及一蓋密封著該封裝體相反於該底部之一開口。在圖1中該底部和蓋係看不到，因它們分別被二裝在該封裝體本體兩端的吸震套蓋6覆蓋。該封裝體具有一縱軸8相對於側體2在中心，並橫貫該封裝體的蓋和底部。該縱軸8係被設成大致平行於框架3，且甚至更精確地係設成平行於圖2中所示之一用於道路運 送放射性材料20的車輛之一平台10，其中該框架3係附接於平台10。就此請瞭解該總成100係以一對應於垂直方向的第一方向12疊置在平台10上。且該封裝體1亦以此第一方向12疊置在框架3上。

傳統上，該封裝體會形成一內封裝物之一外殼，並界定一空穴用來容納該等放射性材料，且可能有一貯放籃。該等放射性材料可例如為廢料筒罐，或核子燃料總成等。

框架3具有此特徴：其係被分成二分開的部份，即一第一部份14和一第二部份16係剛性地附接於該封裝體，其中該封裝體與此第二部份會形成一實體18。

再參閱圖1和2，第一部份14包含四個直立件42，它們係互相平行並正交於其所附接之車輛的平台10，例如以螺栓或類似的裝置來附接。因此沿該第一方向12延伸的直立件42係分佈在一想像的矩形之四個邊角處，並被加強臂44型式或類似物的機械補強裝置兩個兩個地連接。該等加強臂會於縱向41延伸，並沿該封裝體的本體置設在規則間隔處，而來兩兩連接直立件42，它們係沿此相同方向41相隔開。在該四個直立件與加強臂44之間有一空的空間26係被界定呈一矩形平行六面體的整體形狀，在一掉落事件時該實體18會意圖要移動穿出它，如於後所詳述者。

該框架3的第二部份16，就其部件而言，包含二環形結構物46，包圍該封裝體的本體2。此二結構物46定中心於縱軸8上，並分別被置設靠近該本體2的端部，而會在 三個方向12、36和41提供該封裝體1對該框架之第二部份16的剛性附接。

該二結構物46各係借助於二可被分解的部份來形成，該二部份各大致延伸180°且形狀為半圓形。如在圖4中可更容易地看出，螺栓或類似的裝置可被用來提供該附接，其可使該二半圓形部份46a、46b成為可分解的，它們一起形成結構物46，置設在平行於方向12的平面中。

在本實施例中，直立件42在方向12採取軌條的形式。因此二包圍著本體2的環形結構物46會在具有軌條42形式的直立件上以一被導引方式滑動。作為一指示，就該二結構物46的每一者而言，二直立件42係被設成能使它們會與相關結構物的二徑向相反部份合作，如在圖3和4中可最佳地看到。

但是，在正常的運送情況下，環形結構物46係被易碎的剪切栓塞30固定在直立件42上。因此，如後所詳述，其僅會在掉落之後若該等栓塞30斷裂，該等軌條42才會在該第一方向12以一導引方式滑動結構物46。

換言之，該框架3的第一部份14和第二部份16係以數個易碎的剪切栓塞30互相連接，而被設成會使該二部份14、16在該封裝體疊置於該框架上的第一方向12彼此互相固定。為達到如此，各易碎栓塞30會橫貫一軌條42及該環形結構物46的半圓形下部份46b。

更正確地說，該軌條42之二分支具有一U形截面，會與容納於此二分支之間的下部份46b一起被一栓塞30 橫貫。在該等元件間之二介面的每一者中，栓塞30具有一凹溝50形成一斷裂起始區域，如可見於圖5中。

請瞭解以此構造，其中各環形結構物46的下部份46b係連接於直立件42，故該封裝體可簡單地藉分解環形結構物46的上部份46a而被由該框架移除。

本發明的特徴之一係在於若該總成100以第一方向12掉落，且該框架的第一部份14指向前方，則該等易碎栓塞30的斷裂會發生，其嗣會容許該實體18相對於該框架的第一部份14在此相同的第一方向12移動。該指向”前方”的表示應請瞭解意指當該掉落沿該第一方向發生時，該框架的第一部份14係位在該實體18的前方。故第一部份14即是意圖要首先撞擊到該撞擊表面上的部份。

參閱圖7係以圖式示出掉落在一撞擊表面S上的狀況，該表面是平坦的且正交於方向12，其係示出緊在該第一部份14開始撞擊在表面S上之後，栓塞30會被剪斷，並導致該實體18相對於此第一框架部份14在第一方向12分開。當該斷裂之後，實體18會繼續相對於第一框架部份14以一被導引方式沿方向12滑動，此乃由於呈軌條形式的直立件42與容納於此等軌條中的結構物46之間的合作所致。

藉著賦予優先權於此相對移動的方向，實體18乃可被導引穿過空間26，且在此移動的過程中不會被阻礙。故該封裝體被該框架的其它部件損毀的風險會實質地減低。但是，雖此不會造成對該封裝體的任何損害，框架3亦可被構製成，當栓塞30斷裂之後，該框架16的第二部份 會被一或多個連接元件保持連接於該框架的第一部份，該等連接元件在該相對移動的過程中可被塑性地變形。此等可變形的連接元件52係例如為，概略呈橫向36排列的樑，並可以在垂直方向12稍微傾斜。它們會將各直立件42之一下部份連接於對應環形結構物46之一下部份，如可見於圖4中。該等樑42在正常的運送情況下會協助將實體18機械地固定於該框架的第一部份14上。它們係構製成在一掉落事件中，當該等剪切栓塞斷裂之後能被變形。

若以該第一實施例，在方向12的移位導引係由栓塞30斷裂後，該實體18與該框架的第一部份14之間開始相對移動時發生作用，且甚至在當該等易碎栓塞斷裂時發生作用。請瞭解此導引係可作用歷經整個掉落事件。但是，此導引並不一定要有，因此餘隙乃可被提供在直立件42和容納於此等直立件中的環形結構物46之間。

如圖7中所示，該總成係構製成，當掉落時該等栓塞30的斷裂會發生在吸震套蓋6與撞擊表面S接觸之前，雖然另一種設計亦可能被想到而不超出本發明的範圍。

然後，如圖8中以圖式示出，該繼續掉落會使套蓋6與撞擊表面S接觸，於此之後該等欲用以保護該封裝體的相同套蓋會被擠壓，而結構物46會繼續被直立件42導引，如圖9所示。

依據圖10和11中所示之一變化實施例，該下部份46b不再是半圓形，而具有一整個U形，且該U形的分支皆沿方向12排列。此外，該封整體本體的下支撐表面保持半 圓形。

在本變化例中，該U形的分支或它們的側伸部47係用來在栓塞30斷裂後，以一被導引方式相對於該框架的第一部份14在第一方向12滑動該框架的第二部份16。在一未示出之例中，與該等軌條合作的U形塊46之分支的長度係可大致相同或類似於直立件42的長度，而隱含改良的導引，即使若此導引保留可擇的，亦不超出本發明的範圍。

此外，為包圍該封裝體之本體1的上部份，一等同於先前圖式中所示的上部份46a之結構物可以被提供，或者可為束帶35式的裝置，如在圖10和11中所示。

該等易碎栓塞30概略可為如前述的相同種類。例如，在圖10之左邊的直立件42處，有一栓塞/插銷30附加在該框架的二部份14、16之間。在右邊的直立件處，另一例係被示出，其中栓塞/插銷30係被製成與直立件42形成單一部件，並滑入下部份46b之一對應孔隙中。當然，此另一例係可應用於本發明的所有較佳實施例。

另一較佳實施例係示於圖12和13中。其與先前實施例的差別基本上係在於，環形結構物46不再包圍封裝體本體2，而有揚升凸耳38由該本體突出。因此有與結構物46一樣多個的凸耳38會被提供，例如有四個來形成該框架的第二部份16。同樣地，結構物46係藉機械易熔元件30連接於形成該框架之第一部份14的直立件42。一個結構物46較好係連接於兩個垂直的直立件42，故其中會有八個垂直的直立件42。

在該實施例中示出直立件42並非設計成能提供圍繞者凸耳38之結構物46的移位導引，即若此一功能可能被選擇，亦不超出本發明的範圍。此外，應請瞭解該下部份46b可具有一整個U形，或仍為一概略半圓形狀，其亦較好用於上部份46a。

在本例中，易熔元件30係採取能連接下部份46b和直立件42之材料帶的形式，該整個總成係被製造成單一部件。但是，就本實施例而言，上述之不同的方案，併設易碎的栓塞30，亦可被選擇，例如圖14的變化例中所示，併設的栓塞/插銷30附加在該框架的兩個部件14、16之間。對此實施例，本發明的原理仍可適用，隨著在方向12掉落而栓塞/插銷30斷裂之後，由該四個結構物46和封裝體2形成的實體18會相對於由該八個直立件42形成之該框架的第一部份14移動。

對僅以非限制例描述的本發明之各種不同的修正可被精習於該技術者製成。

Claims (11)

1. 一種包含用以運送放射性材料之封裝體及封裝體支撐框架的總成，特徴在於該框架包含：一第一部份；一第二部份，該第二部份係剛性地附接於該封裝體，其中該封裝體和該第二部份形成一實體；其中該框架的該第一部份和該第二部份係以一或多個機械易熔元件互相連接，以在將該封裝體疊置於其框架上之一第一方向相對於彼此固定；及該總成係構製成當該總成於該第一方向掉落且該框架的該第一部份在該第一方向朝前時，會造成該等機械易熔元件的斷裂，而容許該實體在該第一方向上相對於該第一部份移動。
2. 如請求項1之總成，特徴在於：該框架的該第一部份和該第二部份包含導引裝置，容許該實體至少在相對於該第一部份於該第一方向之相對移動的一部份時能被導引。
3. 如請求項1之總成，特徴在於：該封裝體包含吸震裝置，較好是裝在該封裝體之端部的吸震套蓋；且該總成係構製成於掉落在正交於該第一方向的一平坦撞擊表面上期間，各機械易熔元件的斷裂會在該吸震裝置與該撞擊表面接觸之前發生。
4. 如請求項1之總成，特徴在於：各機械易熔元件採取一剪切裝置的形式，較好具有一機械弱化部份。
5. 如請求項1之總成，特徴在於：該總成係構製成在各機械易熔元件斷裂後，該實體相對於該框架的該第一部份是自由的。
6. 如請求項1之總成，特徴在於：該總成係構製成在各機械易熔元件斷裂後，於該相對移動期間，該實體藉一或多個可塑性變形的連接元件保持連接於該框架的該第一部份。
7. 如請求項1之總成，特徴在於：該框架的該第一部份包含直立件，其較好呈軌條的形式、較好在該第一方向縱向地延伸。
8. 如請求項1之總成，特徴在於：該第二框架部份包含二結構物，其較好為環形結構物、圍繞該封裝體之一本體。
9. 如請求項8之總成，特徴在於：各結構物係使用可被拆解的兩個部份來形成，該等部份各延伸大約180°。
10. 如請求項8之總成，特徴在於：該等二結構物係以一導引方式於該第一方向滑動而裝設在呈軌條形式的該等直立件上，其中該等二結構物係利用該等機械易熔元件固定在該等直立件上。
11. 一種用以運送放射性材料的車輛，包含依據請求項1至10中之任一項的總成，其中該車輛包含一平台用以附接於該第一方向疊置在該平台上的總成，而該框架的該第一部份附接於該平台。