用于运输和/或储存放射性物质的筐的制作方法

本发明涉及一种用于储存和/或运输放射性物质的储存设备。更具体地，本发明涉及一种用于对优选地为放射性的核燃料组件进行运输和/或储存的储存设备。

背景技术：

也被称为储存“筐”或储存“网架”的这种储存设备具有多个格室，放射性的核燃料组件被置于该多个格室内部，用以对该核燃料组件进行运输和/或储存。一旦燃料组件不再被作为能量源使用，则该燃料组件被特别地从核电站迁移到对该燃料组件进行储存或处理的场所。

这种筐式的设备承受高温。但是，因为结构元件的机械特性使得筐的强度随温度退化，所以有必要去除由被容纳在筐中的放射性组件向外产生的热通量，以限制筐中的温升，并且因此以确保该筐的机械强度符合所谓的自由跌落无变形的目标测试。

在这种筐中，周缘隔板通过紧固螺钉附接到内部隔板，该紧固螺钉主要沿着内部隔板的纵向方向延伸。内部隔板则基本在内部隔板的边缘处与周缘隔板热接触。

增大内部隔板与周缘隔板之间的热接触面积是有用的，以改善筐的散热。

技术实现要素：

本发明目的在于至少部分地解决在现有技术的解决方案中所遇到的问题。

就这方面而言，本发明的一个目标是提供一种筐，该筐用于运输和/或储存诸如核燃料组件的放射性物质的封装件。筐包括至少一个内部隔板和至少一个周缘隔板。周缘隔板位于内部隔板的周缘的旁侧处。内部隔板包括至少一个壁，该至少一个壁具有两个相反的侧向表面。

内部隔板在其两侧至少部分地界定出两个用于容置放射性物质的格室，周缘隔板参与与内部隔板一起对格室进行界定。

周缘隔板包括至少一个容置部(housing)，该至少一个容置部容纳至少一个壁的一个端部，容置部包括两个相对的侧向容置部表面以及将两个侧向容置部表面接合在一起的底部。

根据本发明，筐包括紧固装置，该紧固装置被构造为将侧向壁表面中的至少一个压靠在侧向容置部表面中的至少一个上。

至少一个内部隔板壁与该至少一个内部隔板壁的容置部的侧向表面中的至少一个的侧向接触使得增大了内部隔板与内部隔板附接到的周缘隔板之间的热接触区域。

结果，筐具有更好的散热，并且因此降低了构成该筐的结构元件内的温度。因此，通过这种改善的散热提升了筐的机械强度。

当壁边缘也与容置部底部热接触以及机械接触时，进一步增加了筐的散热。

可选地，本发明包括以下相互结合或不结合的特征中的一个或多个。

取决于放射性物质的类型，内部隔板可包括两个平行的以一间距分隔开的壁，壁中的每一个具有侧向外表面和侧向内表面，侧向内/外表面中的至少一个被构造为通过紧固装置压靠在侧向容置部表面中的一个上。

当内部隔板端部包括被容纳在两个不同的分隔开的容置部中的两个壁时，优选的是，侧向壁表面中的每一个与相对的侧向容置部表面中的一个热接触以及机械接触。

有利地，紧固装置产生内部隔板壁端部的在所述侧向容置部表面与第二挤压表面之间的挤压应变，壁被压靠该侧向容置部表面上，该侧向容置部表面被称为第一挤压表面，该第二挤压表面面对第一挤压表面。

当内部隔板被挤压时，增加了内部隔板与周缘隔板之间的热交换。

根据特殊的实施例，至少一个壁的端部通过与两个侧向容置部表面机械接触而被挤压在容置部中。

根据有利的实施例，周缘隔板包括内部表面，该内部表面被定向为向筐的内部并且参与对格室进行界定，容置部通到内部表面，使得侧向容置部表面中的至少一个正交于内部表面。

优选地，在筐的横向的横截平面中，至少一个壁的厚度与壁侧向表面接触表面的长度的比值介于0.2到1之间，该壁侧向表面接触表面为该壁侧向表面与侧向容置部表面中的一个相接触的接触表面。当两个侧向壁表面与侧向容置部表面接触时，等于1的比仍是有利的。

根据另一个有利的实施例，内部隔板在周缘隔板的至少3/4的高度上与周缘隔板机械接触，优选地，基本在筐的整个高度上与周缘隔板机械接触。

根据另一个特殊的实施例，筐包括多个由堆叠交错的结构元件构成的内部隔板。

优选地，紧固装置包括多个紧固元件，该多个紧固元件沿着筐的高度相互间隔。优选地，紧固元件各自被构造为施加紧固力，该紧固力的值独立于其它紧固元件的紧固力。

沿着高度间隔的多个紧固元件尤其有助于周缘隔板与被制成为单个部件的内部隔板的机械接触和热接触，该单个部件基本在筐的整个高度上延伸。

另一方面，当内部隔板由堆叠交错的结构元件构成时，还关注沿着筐的高度彼此间隔的多个紧固元件。实际上，由此紧固元件使得能够更容易地弥补堆叠交错的结构元件的可能的不均匀膨胀(differential expansion)以及可能的制造公差和装配公差。

有利地，紧固装置被构造为从筐外部进行紧固/松开。筐的装配/拆解操作是尤其便利的。

根据一个特殊的实施例，紧固装置包括螺钉和被构造为与螺钉配合的螺母。由此，紧固装置具有简单的结构并且还可被用于将内部隔板附接到周缘隔板。

根据有利的实施例，紧固装置包括至少一个卡爪，卡爪被螺母分隔偏移，用以将侧向壁表面中的至少一个压靠在侧向容置部表面中的至少一个上。

优选地，紧固装置包括至少一个第一倾斜表面，周缘隔板或壁端部包括至少一个第二倾斜表面，该至少一个第二倾斜表面与第一倾斜表面是互补的并且被构造为支撑在第一倾斜表面上。紧固区域的增大有助于将壁侧向地压靠在该壁的容置部中。

根据有利的实施例，紧固装置包括至少一个位于上文所限定的间距中的弹性紧固元件，弹性紧固元件趋于将侧向外表面中的至少一个压靠在侧向容置部表面中的一个上。

本发明还涉及一种用于运输和/或储存诸如核燃料组件的放射性物质的封装设备，封装设备包括封装件和关闭封装件的盖，封装件容置如上文所限定的筐。

本发明还涉及一种用于装配如上文所限定的筐的方法，该方法在将壁端部容纳在其容置部中的在先步骤之后包括下述的步骤：将侧向壁表面中的至少一个压靠在侧向容置部表面中的一个上，使得壁位于紧固装置与侧向容置部表面之间，侧向壁表面被压靠在该侧向容置部表面上。

附图说明

通过阅读对示例性实施例进行的描述，本发明将被更好地理解，该示例性实施例是以完全为说明性的以及非限制性的目的并且参照附图给出的，在附图中：

图1为根据本发明的第一优选实施例的用于运输/储存放射性物质的筐的分解局部示意性视图(未示出紧固装置)；

图2为根据本发明的第二优选实施例的用于运输/储存放射性物质的筐的分解局部示意性视图(未示出紧固装置)；

图3为根据第一实施例或第二实施例的筐的横向横截面局部示意性视图，示出了内部隔板被紧固在周缘隔板容置部中；

图4为图3的周缘隔板的局部示意性透视图；

图5为图3的替代实施例的局部示意性视图，示出了内部隔板被紧固在周缘隔板容置部中；

图6为图3的另一个替代实施例的局部示意性视图，示出了内部隔板被紧固在周缘隔板容置部中；

图7为图5的替代实施例的局部示意性视图，示出了内部隔板被紧固在周缘隔板容置部中；

图8为图3的另一个进一步的替代实施例的局部示意性视图，示出了内部壁被紧固在周缘隔板容置部中。

具体实施方式

不同附图的相同、相似或等效的部件带有相同的附图标记，以有助于从一幅附图转换到其它附图。

图1示出了用于放射性的核燃料组件的储存设备1，该核燃料组件在用于运输和/或储存燃料组件的封装件(未示出)中。储存设备1在说明的后续部分中被称为筐。筐1包括头部盘3和底部(未示出)。

参照图1和图2，筐1包括多个相邻的格室2，该格室中的每一个沿着筐的纵向轴线4延伸。格室2具有正方形的横截面。每个格室能够容纳正方形横截面的燃料组件。然而，燃料组件和/或格室2还可采用其它的形状，诸如六边形形状。

格室2被设置成相互并置。该格室是通过多个隔板6、8和10构成的。隔板6、8和10被分配为三种不同的隔板组，三种不同的隔板组分别被限定为第一组内部隔板6、第二组内部隔板8以及一组周缘隔板10，该一组周缘隔板相对于筐的纵向轴线4径向地位于内部隔板6与8的周缘处。

隔板6、8、10对数个格室2是共有的。就这方面而言，要注意的是，内部隔板6、8普遍地参与了对位于所讨论的内部隔板6、8两侧的数个格室2进行界定。隔板6、8包括一个或多个用于分隔格室2的壁80、82、84。这些壁80、82、84具有基本为板的形状。

内部壁6、8被装配到彼此，以被相互平行地以及相互垂直地安置，以构成正方形横截面的格室2。第一内部隔板6被相互平行地安置，第二内部隔板8被以同一方式安置在该第一内部隔板之间。此外，第一内部隔板6被装配成基本垂直于第二内部壁8。周缘隔板10被附接到内部隔板6、8，以在筐1的周缘处关闭格室2。

换言之，内部隔板6、8构成了界定格室2的平的侧面的至少四分之三。周缘隔板10的内部表面17各自可能地构成了界定格室2的平的侧面的四分之一。

与周缘隔板10的外部表面19相反地，这些内部表面17被定向为向筐1的内部，该外部表面位于筐1的周缘处并且界定出筐1的外部。优选地，外部表面19为圆弧形的，以有助于将筐1插入到封装件(未示出)的圆形腔中或从该圆形腔中移出。

更具体地参照第一实施例，内部隔板6和8被制成为单个部件，以使每个内部隔板在该内部隔板限定出的格室2的整个长度上延伸。以相似的方式，周缘隔板10被制成为单个部件，以使每个周缘隔板在该周缘隔板限定出的格室2的整个长度上延伸。

具体地参照图2，格室2通过多个结构组件6a、8a构成，该多个结构组件具有凹口并且被沿着平行于筐的纵向轴线4的堆叠方向11进行堆叠。堆叠方向11从储存设备的底部延伸到筐头部盘。堆叠方向11也被称为筐高度。

平行的结构组件6a沿着第一方向13的堆叠构成了第一内部隔板6。平行的结构组件8a沿着第二方向15的堆叠构成了第二内部隔板8。

方向11、13和15是两两正交的。因此，有凹口的结构组件6a、8a是垂直交错的。

结构组件6a、8a在其所附接到的至少两个相对的周缘隔板10之间延伸。在第二实施例中，周缘隔板10被制成为单个部件。替代地，相当能设想的是设置成：每个周缘隔板10通过多个堆叠的结构组件构成。

图3和图4示出了：根据第一实施例或第二实施例，将内部隔板6、8中的一个紧固在筐1的周缘隔板10的容置部中。

内部隔板6、8包括两个平行的以一间距分隔开的壁82、84。优选地，壁82、84是相同的。壁82、84中的每一个具有侧向外表面81和侧向内表面85，使得侧向外表面81和侧向内表面85在壁82、84的两侧。例如通过间隔件(未示出)来使间距e₁保持不变，该间隔件在间距e₁内部支撑在侧向内表面85上。

内部隔板6、8的端部被容置在凹口101中，该凹口被制成在周缘隔板10中，并且该凹口包括两个容置部100，以容置隔板82、84。

内部隔板6、8的平行的壁82、84中的每一个的端部被容纳在周缘隔板10的容置部100中的一个中。这些容置部100各自包括两个相对的平行的侧向表面102、106。侧向容置部表面102、106由底部104聚合。容置部100通到周缘隔板10的内部表面17，使得侧向容置部表面102、106正交于内部表面17。内部表面17和内部隔板6、8在内部隔板6、8的两侧界定出两个相连的格室2。

壁82、84中的每一个的侧向外表面81通过紧固装置9压靠在侧向容置部表面102、106中的一个上。侧向外表面81具有与侧向容置部表面102、106互补的形状，以增进内部隔板6、8与周缘隔板10的热接触。在图3的实施例中，内部隔板6、8的端部的侧向容置部表面102、106两两地平行。

更具体地参照图4，紧固装置9包括多个紧固元件90，该多个紧固元件沿着筐1的高度彼此间隔开。每个紧固装置90包括螺钉92和与螺钉92配合的螺母96。螺钉以穿过外部表面19的方式被容置在周缘隔板10的孔91中。以这种方式，可通过作用在螺钉92的头部上来从筐1的外部对紧固元件90进行旋紧/旋松。螺母96位于两个卡爪94之间，使得卡爪94被螺母96分隔偏移，并且使得螺钉92将侧向壁表面81压靠在侧向容置部表面102上。

更准确地，螺母96具有两个第一倾斜表面97，并且周缘壁10在每个卡爪94处包括两个第二倾斜表面95，该第二倾斜表面具有与第一倾斜表面97互补的形状。第一倾斜表面95和第二倾斜表面97用于相互支撑，以使该第一倾斜表面与该第二倾斜表面之间的机械接触区域最大，以及增进将内部隔板6、8的壁82、84侧向地紧固在该壁的容置部100中。

每个紧固元件90可施加侧向的紧固力F₁，该紧固力的值独立于其它紧固元件90的紧固力，该值是随施加在螺钉92和螺母96上的张力而变的。由此，紧固元件90使得能够更容易地弥补内部隔板6、8和/或周缘隔板10的可能的不均匀膨胀以及可能的制造和装配公差。

为此，沿着筐1的高度彼此间隔开的独立的紧固元件90尤其使得内部隔板6、8和周缘隔板10能够基本在筐1的整个高度(即，例如周缘隔板10的至少3/4的高度)上进行机械接触和热接触。

在图3和图4的实施例中，尤其通过挤压成型将卡爪94与周缘隔板10成型为单个部件。因此，内部隔板壁82、84至少在容置部的两个侧向的相对的表面102、106处与周缘壁10热接触。由此，壁82、84被挤压在其容置部100中。容置部100的第一侧向表面102则构成了每个壁82、84的第一挤压表面，容置部100的第二侧向表面106构成了该壁82、84的第二挤压表面。

内部隔板6、8和紧固元件90由于平面对称性基本是对称的，该平面对称性是关于平行于壁82、84并且通过轴线93的平面的。

另外，第一倾斜表面97倾斜到外部表面19。因此，每个壁82、84各自与其相应的容置部100的底部104接触。图3和图4的实施例的紧固元件90是仅用于将内部隔板6、8附接到周缘隔板10的装置。

替代地，每个卡爪94可与壁82、84中的一个成型为单个部件或者被附接到壁82、84中的一个，以从侧向内表面85的剩余部分凸出。这些替代实施例可能具有使得能够更易于对卡爪94进行机加工的优点。

另一方面，附接到周缘壁10的内部隔板6、8和/或紧固元件90还可不具有平面对称性。

进一步替代地，第一倾斜表面97当然可相反地倾斜，即，朝向内部表面17更靠近彼此。

通过替代的方式，壁82、84中的每一个的边缘与容置部底部104之间可具有间隙，尤其使得能够沿着方向93弥补筐1的可能的不均匀膨胀和/或筐1所经受的可能的冲击。然而，侧向外表面81与容置部表面102仅进行热接触，以及侧向内表面85与容置部的侧向表面106可能地进行热接触通常足以使内部隔板6、8与周缘隔板10能够进行令人满意的热交换。为此，在图3或图8中示出的筐1的横向的横截平面中以及例如在图2的横向平面P中，壁82、84中的每一个的厚度107与接触表面的长度105的比值介于0.2到1之间通常是足够的，该接触表面是该壁的侧向外表面81与侧向容置部表面102、106中的一个相接触的接触表面。

以进一步替代的方式，筐1可包括用于将内部隔板6、8附接到周缘隔板10的装置(未示出)，其中，紧固装置9仅被用于一旦内部隔板6、8被至少部分地附接到周缘隔板10就将壁80、82、84压靠在侧向容置部表面102、106中的至少一个上。

图5示出了图3和图4的替代实施例，其中，内部隔板6、8包括单个壁80。该单个壁80包括两个相反的侧向外表面81和将这两个侧向表面接合在一起的边缘83。容置内部隔板6、8的端部的凹口101包括单个容置部100，该容置部容置单个壁80的端部。边缘83定位成远离容置部100的底部104。

内部隔板6、8的侧向外表面81通过包括单个卡爪94的紧固元件9压靠在侧向容置部表面102、106上。卡爪94例如通过挤压成型与周缘隔板10成型为单个部件。该卡爪94通过螺钉92抵靠着壁80被紧固在旁侧，该螺钉与被容纳在螺母容置部99中的螺母96配合。螺母容置部99通到内部表面17，以局部地正交于内部表面17。

图6的替代实施例与图3和图4的实施例的区别在于：其在筐1的横向的横截平面中包括两个紧固元件90。另一方面，紧固元件90被至少部分地容纳在容置部100中，并且紧固元件90不作用于(free of)卡爪94。容纳内部隔板6、8的端部的凹口101包括两个容置部100，该两个容置部被周缘隔板10的中间壁108彼此分隔开。壁82、84中的每一个被挤压在第一挤压表面与第二挤压表面109之间，该第一挤压表面由侧向容置部壁106形成，该第二挤压表面由螺母96与该螺母所紧固的壁82、84的接触表面形成。

每个紧固元件90包括螺钉92和与螺钉92配合的螺母。螺钉孔91在容置部底部104处通到容置部100。螺母96通过被壁82、84的外表面81沿着第二挤压表面109支撑而位于容置部100中。螺母96承载第一倾斜表面97，第二倾斜表面95形成第一侧向容置部表面102。第二倾斜表面95直接切入(cut in)周缘隔板10中，以通到内部表面17，从而与内部表面17形成不同于90°的角度。

以与图3和图4的实施例相似的方式，以紧固力F₂对螺钉92进行紧固，该紧固力被定向为沿内部隔板6、8的纵向方向，即，沿第一方向13或第二方向15。螺母96则在壁82、84的侧向外表面81上直接施加侧向的紧固力F₁，以将壁82、84的侧向内表面85压靠在第二侧向容置部表面106上。

内部隔板的壁82、84之间的间距e₁由横向的空气间隙件(air gap)86和周缘隔板10的位于两个相连的容置部100之间的部分保持不变，该空气间隙件支撑在壁82、84的侧向内表面85上。

图7的替代实施例与图5的实施例的不同之处在于：紧固元件90至少部分地在容置部100中，并且紧固元件90既不包括螺母又不包括卡爪。凹口101包括单个容置部100，该容置部部分地容置推动件96，壁80被挤压在第一挤压表面与第二挤压表面109之间，该第一挤压表面由第一侧向容置部表面102形成，该第二挤压表面为推动件96与壁80的接触表面。

壁80包括两个相反的由边缘83聚合的侧向外表面81。紧固元件90包括螺钉92和推动件96，从筐1的外部可抵达该螺钉的头部，该推动件用于将侧向外表面81中的一个压靠在第一侧向容置部表面102上。由于推动件96，壁的另一侧向外表面81不与第二侧向容置部表面106机械接触和热接触。螺钉92被支撑在推动件96上，该推动件至少部分地位于周缘隔板10的凹部99中，该凹部通到容置部100中。壁边缘83定位成远离容置部底部104。

图8示出了本发明的另一个替代实施例，该替代实施例与图3和图4的实施例的区别在于：紧固元件90不包括螺钉、螺母或卡爪。另一方面，紧固元件90定位成远离周缘隔板10。最后，内部隔板6、8的两个壁82、84被容纳在单个容置部100中。该单个容置部100构成凹口101，壁82、84的两个侧向外表面81分别被压靠在第一侧向容置部表面102和第二侧向容置部表面106上。

由于通过轴线93的平面对称性，内部壁6、8的端部和紧固元件90是对称的。在该附图中示出的紧固元件90包括弹性紧固元件98和弹性紧固元件98的加压元件920，加压元件920还使得紧固元件98能够被保持在侧向内表面85之间。

例如，弹性紧固元件98采用一组由弹簧钢折弯而成的弹性垫圈的形状。这组垫圈位于间距e₁中并且被侧向内表面81支撑，这组垫圈使该侧向内表面彼此分隔偏移。由此，壁82、84的侧向外表面81以侧向的力F₁压靠在侧向容置部表面102、106上。

加压元件920用于压缩弹性紧固元件98，以使该弹性紧固元件能够被插入到壁的侧向内表面81之间。另一方面，加压元件920还可被用于使弹性紧固元件98分隔偏移，使得弹性紧固元件98使侧向内表面85充分相互远离地移动，以将侧向外表面81压靠在侧向容置部表面102、106上。

根据下文所描述的方法对筐1进行装配。内部隔板6、8预先被附接到彼此，以形成筐的中央格室2。接下来，周缘隔板10被装配到内部隔板6、8，以在旁侧关闭筐1的周缘格室2。通过将内部隔板的侧向壁表面81、85中的至少一个压靠在凹口的容置部表面102、106中的至少一个上，内部隔板6、8的端部各自被容置在该端部相应的凹口101中。

底部和头部盘3有助于将筐1的所有隔板保持在筐的高度11的两侧，头部盘还使得能够对筐进行搬运。

现参照图3至图8更详细地描述对内部隔板6、8与周缘隔板10进行装配的方法。

内部隔板6、8的壁80、82、84的两个相对的端部首先被容纳在该端部相应的容置部100中。位于该端部中的一个处的紧固装置9将壁80、82、84的侧向表面81、85中的至少一个压靠在侧向容置部表面102、106中的至少一个上。由此，壁80、82、84位于该侧向容置部表面102、106与紧固装置9之间。

当内部隔板6、8包括两个壁82、84时，在紧固装置9将这两个壁压靠在侧向容置部表面102、106中的至少一个上之前，这两个壁82、84首先优选地均被容纳在其容置部100中。

另外，在紧固装置9确保将至少一个壁80、82、84的侧向表面81、85中的至少一个压靠在对应的侧向容置部表面102、106上之前，内部隔板6、8可被至少部分地附接到周缘隔板10。

在壁80、82、84被紧固装置9抵靠侧向容置部表面102、106中的至少一个进行紧固之前，该壁可能能够沿着内部隔板6、8的延伸方向滑动，即沿着第一方向13或沿着第二方向15滑动。该滑动例如使得能够弥补筐1的可能的不均匀膨胀和/或适应(accommodate)筐1所经受的冲击。

当然，本领域技术人员可对刚刚进行说明的本发明进行各种修改，而不背离本发明公开的范围。