专利名称:具有可移动底部的长期储存包装的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及用于接收容纳有例如辐射的核燃料组件、核废物等的放射性材料的箱体的长期储存包装。
本发明还涉及用于放射性材料的长期储存场所，其包括多个长期储存包装，其中的每一个储存包装容纳一个容纳有放射性材料的箱体，并且被储存在垂直位置上，且可移动顶盖定向为向上。
本发明还涉及用于将容纳有放射性材料的箱体从转移包装转移到长期储存包装的转移过程。
背景技术
当核燃料组件在用于核电站之后已经被辐射时，可以将其放置在密封容器(已知为箱体)中，例如在储存场所(已知的长期储存场所)中，然后从四十至六十年地长期储存。
为了确保将箱体运输至储存场所，首先将箱体放置在作为已知的运输包装或转移包装的包装中，从而形成作为已知的包裹的组件。然后将箱体的顶部设置在转移装置的顶端上。事实上，首先用于将燃料组件装载到箱体中然后将其从箱体装载到转移包装中的操作是在池塘的水下垂直地执行的。由于当箱体装载有燃料组件时，人们不能正视而将箱体翻转，所以箱体的顶部位于底部，因此不能将箱体插入转移包装并使箱体的顶部定向为向下。
接着将整个包裹发送至储存场所，其中使用转移过程将该包装箱体移动至接收壳体。可以在长期储存包装中、乃至在例如从文献US4780269已知的具体模块内部提供该接收壳体。后者的该箱体在它提供水平接收壳体的意义上是令人感兴趣的，有利于箱体的转移过程。事实上，通常使结合有箱体的转移包装与具体模块的接收壳体对准并且将它们水平地设置，然后拉或推该箱体以将其从其包装壳体转移至其对准的接收壳体。该转移技术也可以从文献US4780269已知。
这样的系统的主要缺点是执行箱体在具体模块的壳体中的水平转移并且箱体的顶部定向为相对于箱体的移动方向向前，从而使得一旦完成转移，则该箱体的顶部定向在具体模块的底部上。因此，在长期储存的过程中在具体模块内部的箱体的顶部上随意地产生干涉，使操作者难以接触箱体的顶部。
发明内容
因此本发明的主要目的是提供长期储存包装，其中的设计相对于现有技术的实现消除了上面提及的缺点。
为了实现这一点，本发明的原始目的是提供一种长期储存包装，其用于接收容纳有放射性材料的箱体，所述包装包括横向主体，其限定用于接收箱体的壳体，通过可移动顶盖和包装底部而分别封闭所述包装主体的顶端和底端。根据本发明，所述包装底部采取可移动底盖的形式，其优选地允许箱体经由所述包装主体的底端水平地插入，并且箱体的顶部相对于其移动方向定向为向前。
这种类型的可移动底盖使得箱体能够经由包装主体的底端插入，并且箱体的顶部相对于箱体的移动方向定向为向前。因此，一旦完成箱体的转移，它的顶部设置在储存包装的顶端的水平上，使其在长期储存过程中特别地容易受到用于装卸/检查的任何可能的干涉的影响。
如上所述，在本发明的储存包装转动之前，可以将位于具有固定底部的转移包装内部的箱体水平地装载在本发明的储存包装中，所以通过由该包装的底部装载箱体的优点，而采用垂直的长期储存位置，并且箱体的顶部位于包装的顶部。
同样地，当被用在长期储存场所的内部时，本发明具有特别的影响，其中在长期储存场所中垂直地存储储存包装，从而使整体空间最优化。有利地，当垂直的储存影响具有限定至吊钩的高度而防止箱体的沿垂直方向的任何转移时，本发明还保留特别的影响，并且不管该场所在顶部是打开的还是封闭的，这是由于场所是作为已知的长期储存设备。
储存包装优选地包括通风装置，其允许空气在所述箱体壳体和包装外部之间流通，并且该空气流通用于收集并消除由箱体中容纳的放射性材料发出的部分热量。
此外，所述包装主体为了其物理保护而具有至少200mm的厚度。在这方面，应该注意到与运输/储存包装相比，这样的长期储存包装不仅需要满足对于核材料在公共路线上运输的规章安全要求，具体地是在同向目标上特别限制性的所谓的自由落体测试。然而，储存包装的设计通常必须使其在由火灾引起的飞机坠落之后、甚至在地震中保存箱体的完整性。
本发明的另一个目的涉及一种用于放射性材料的长期储存场所，所述场所包括多个如上所述的长期储存包装，其中的每一个储存包装容纳一个容纳有放射性材料的箱体，并且被储存在垂直位置上，且所述可移动顶盖定向为向上。
优选地还包括包装的起重机/装卸装置，其中的装卸装置具有最大高度(He)，所述起重机具有吊钩，其将最大高度限定为吊钩的高度(Hsc)，并且吊钩高度(Hsc)/装卸装置最大高度(He)的比率严格地小于2，从而阻止箱体沿垂直方向转移。
还优选地包括旋转包装框架，其允许每一个储存包装从水平位置转动至垂直位置。因此，可以将储存包装沿水平方向从它们各自的箱体装载，然后在旋转框架上旋转到垂直储存位置。
该场所优选地是在顶部封闭的长期储存设备，即使它可替换地是顶部打开的场所，也不会背离本发明的范围。
最后，本发明的另一个目的是提供一种用于将容纳有放射性材料的箱体和转移包装转移到如上所述的长期储存包装的转移过程，该过程包括下列连续步骤
-将每一个所述储存包装和转移包装引导到水平位置上；
-从所述转移包装移除可移动顶盖，并且从所述储存包装移除所述可移动底盖；
-经由所述包装主体的所述底端而将所述箱体引导至储存包装的所述壳体中，其中所述底端通过所述可移动底盖的移除而保持自由；
-通过将所述可移动底盖重新放置在容纳有箱体的所述包装主体上，而重新封闭所述包装主体的所述底端；以及[0024]-在垂直位置上旋转所述储存包装，使得所述包装底部与底面相对。
在下文中的非限制性的详细描述将显现本发明的其他优点和特征。
将通过附图给出该描述，其中
图I显示了根据本发明的优选实施方式的用于放射性材料的长期储存场所的侧视图；
图2显示了在图I中示出的场所的平面图；
图3显示了根据本发明的优选实施方式的用于接收容纳有放射性材料的箱体的长期储存包装的部分分解透视图；
图4以不同的观察角度显示了在图3中示出的包装的部分透视图，并且为了清楚而移除了箱体和包装的可移动底部；
图5a至5h显示了根据本发明的优选实施方式的容纳有放射性材料的箱体的转移过程的不同连续步骤的侧视图。
具体实施方式
首先参考图I和2，它们显示了根据本发明的优选实施方式的用于放射性材料的长期储存场所100。该场所100在顶部被顶面102封闭，使其具有“储存设备”的形式，其中的放射性材料计划储存超过大约20至60年的长时期。
储存设备100具有底面104，在其上垂直放置有多个长期储存包装I，其也是本发明的目的，并且在下文中详细描述。总体上每一个储存包装收容一个容纳有例如辐射过的核燃料组件的放射性材料的箱体，该包装和箱体被储存在垂直位置上，并且包装的可移动顶盖和箱体顶部相对于顶面102的方向定向为向上。仅作为指导，箱体的顶部通常由盖上具有至少一个检查孔，从而区别于该箱体的底部，其中的检查孔允许操作者检查箱体的密封状况。另外，箱体的底部通常与箱体的横向主体制成单个部件，并且其顶部采取在放射性材料插入之后固定在这个相同的横向主体上的盖的形式。
这种垂直地储存包装I的方式最好地使位于底面104和顶面102之间的储存空间106的整体空间最优化，并且因此使得同时储存在该空间106中的包装I的数量最大化。包装I优选地并且作为指示沿着平行的行而储存。
另外，储存设备100配备有用于旋转包装的框架108，其允许在指定箱体的转移操作过程中将每一个储存包装从水平位置旋转到垂直位置，将在下文中详细描述。
另外，储存设备100包括包装的起重机/装卸装置，以110指示，其具体地允许在储存空间106内部移动包装I同时将其保持在垂直位置上。
通常地，起重机110具有吊钩112，其将最大高度限定为吊钩的高度Hsc。此外，每个包装I具有最大高度He，优选地以上两个高度总是相同的。作为指示，根据包装的纵轴方向而考虑该高度，当包装长期储存在空间106中时，包装的纵轴方向平行于垂直方向。
本发明的一个具体特征是高度Hsc和He之间的比率严格地小于2，并且优选地在I. 5和I. 9之间。该特征使储存设备具有合理的高度，然而也可以将其解释为，通过在该用于接收箱体并且垂直地放置在底面104上的相同储存包装之上剩余的过低的高度，而使得箱体不可能在其储存包装中、在储存空间106内部沿垂直方向转移。
为了确保箱体在储存设备100内部的转移，而不管在包装上方空余的较低的高度，具体地根据本发明使包装具有特别的设计，现在将参考图3和4进行解释。
首先参考图3和4，它们显示了用于接收容纳有放射性材料的箱体3的长期储存包装1，该包装是以本发明的优选实施方式的形式。
包装I总的来说包括横向中空包装主体2，包装主体2具有圆柱形，并且具有用于接收箱体3的包装壳体4，在主体2的顶端2a的水平上封闭壳体4的可移动顶盖6，以及在横向主体2的作为已知的底端2b的另一端的水平上封闭壳体4的包装底部8。
本领域技术人员已知，在这样的具有纵轴12的长期储存包装中，壳体4不构成用于限制放射性材料的封闭罩，由箱体本身有效地限定了这样的封闭罩。仍然，该包装的设计确保对于伽马辐射的中子保护的普通功能和机械阻力。为此，可以具体地确保中空横向主 体2的厚度至少为200mm，并且由钢制成。
本发明的一个具体特征包括确保包装底部8采取可移动底盖的形式，因此例如通过螺栓连接或等效方法而将其可翻转地装配在横向主体2上。如在下文中将要详细描述的，在箱体的转移过程中，这允许箱体经由包装主体2的底端2b而插入。
包装I还包括多个装卸元件14，也称为装卸耳轴，用于与悬挂在起重机110的吊钩112上的展延器(未图示)配合，以用于允许包装的移动。优选地在横向主体2的高端和低端附近间隔设置四个或多个装卸元件14，它们从横向主体2径向凸出至外侧。
此外，包装I包括通风装置，在包装位于垂直位置上时，通过在空腔4和包装外部之间的对流而用于空气流通。这些提供空气流通并且用于收集并消除由箱体中容纳的放射性材料发出的部分热量的特殊装置可以由本领域技术人员已知的任何方法制造。
仅作为指导，可以在包装的顶端和底端上制造交叉通道17，从而使包装的外部与空腔4连通。如图3和4所示，例如可以在主体2的顶端2a和底端2b上制造这些交叉通道17。
因此，如在这些相同的附图中由箭头所指示的，外部的空气经由底端2b上的交叉通道17而通过包装的主体2，然后进入箱体3和空腔4的内壁之间的自由环形空间。
从此刻起，空气收集由箱体中容纳的放射性材料发出的热量，并且由于其温度高而向上发送。在其向上的整个路径中，邻近箱体的空气因此收集由放射性材料发出的热量，因而热量被消除并且经由顶端2a上的交叉通道17通过环形空间而溢出。然后离开这些通道17的空气释放至包装外部的环境。注意到刚刚解释的现象以连续的方式发生。
最后，图4显示了限定壳体4的内表面配备有用于允许箱体在其插入到壳体4的过程中相对于横向主体2滑动的装置，其中图4已经移除了可移动底盖，这些装置例如采取根据纵轴12的方向、也对应于箱体的滑动方向延伸的平行坡道/轨道15的形式。
在这方面，本发明还涉及这样的容纳有放射性材料的箱体3从转移包装到刚刚描述的长期储存包装I的壳体4的转移过程。作为指示，注意到转移包装可以是单独设计为确保箱体在相同的核场所上、例如在核反应堆和长期储存场所之间的这种转移的包装，该包装不设计为占用公共道路，或者如本领域技术人员已知的，更优选地用于放射性材料的运输/储存包装特别地设计用于占用公共道路。
图5a至5h显示了根据本发明的优选实施方式的转移过程的不同连续步骤。[0052]从图5a明显的看出，长期储存包装I悬挂在储存设备100中，在旋转框架108上位于水平位置。横向主体2被支撑在框架108的平台24上，但是两个下部的耳轴14中的每一个被容纳在框架的垂直旋转臂28的上端上限定的一个开口容器26中。
此刻，将两个盖6和8安装在主体2上，因此封闭了空的壳体4。
此外，通过运输车辆32将要被转移的容纳有箱体3的转移包装30引导为与可移动底盖8相对，该转移包装30水平地放置在运输车辆32上，并且箱体顶部3a沿可移动底盖8的方向定向。如图5a所示，完成将两个包装30、I彼此相对地设置并且间隔开，从而使它们各自的纵轴34、12基本重合。
图5b中示出的之后的步骤包括从转移包装30移除可移动顶盖36，和从储存包装I移除可移动底盖8。接下来，以这样的方式移动本领域技术人员已知的典型车辆32，通过将包装30的顶部放置为与包装I的主体2的底端2b接触，而使转移包装30到达储存包装I的旁边。一旦形成接触，可以通过例如使用具有用于耳轴壳体的凹槽的横梁38而机械连接两个包装的装卸耳轴而完成装载。作为指示并如图5c所示，每个横梁38 (由于侧视图而只能看到一个)可以与包装30的上部耳轴和包装I的下部耳轴14配合。
之后的步骤包括经由包装主体2的底端2b将箱体3引导至壳体4，其中通过可移动底盖8的移除而使底端2b开启。为此,启动移动装置,例如设置在车辆32上并且通过沿着纵轴12、34的方向推动箱体而导致位移的伸缩臂。如图5d所示，该位移事实上导致箱体3逐渐贯穿壳体4内部，并且其顶部3a向前。同样地，使得移动仍然水平放置的箱体，使箱体顶部3a位于包装主体的顶端2a的水平，与永久保持在包装I上的可移动顶盖6相对。作为指示，在箱体3的水平移动过程中，通过上述坡道的存在而易于箱体3在横向主体2内部的滑动，其中将箱体3放置在坡道上。
接下来，如图5e所示，在车辆32倒退以将包装30从刚刚装载有箱体3的储存包装I移除之前，使装卸和到达旁边暂停。
如图5f所示，之后的步骤包括通过重新将可移动底盖8放置在容纳有箱体的包装主体2上而重新封闭包装主体I的底端2b，并且通过重新将可移动顶盖36放置在该相同的空包装30上而重新封闭包装30的顶端。
图5g示出了随后的步骤，其包括在垂直位置上摆动储存包装I，使得包装底部8目前与包装设备的底面104相对。为了进行该操作，起重机(在该图中未示出)与上部耳轴14配合，但是下部耳轴14仍然容纳在它们各自的容器26中。移动起重机使得包装I能够根据其仍然支撑在它们的容器中的下部耳轴14的公共轴而旋转，如箭头42所示。由于包装I的该旋转移动，接下来将它的顶部逐渐引导至上部，直至该包装采用如图5h所示的垂直位置，其中箱体的顶盖6和顶部同时定向为向上，即朝向包装设备的顶面。
然后起重机可以继续移动装载有箱体的包装1，从而将其引导至其在包装空间内部的包装位置，通过其上部耳轴14仍然将其保持为悬挂而确保在垂直位置上的移动。
在已经将其放置在旋转框架108上的水平位置上之后，可以接着重复相同的转移过程，以用于之后的储存包装。
仅作为指导，本领域技术人员注意到，在根据本发明的包装中，他们发现即使在包装没有位于垂直储存位置时，也完全能够区分下列元件-包装主体的顶端和底端，以及包装主体的顶部和底部。事实上，这些元件中的每一个具有的设计使得无论包装的位置，本领域技术人员都能够识别它们。
通过一些指导实施例的方式，在包装主体的顶端和底端上都提供装卸耳轴。那些在底端上提供的耳轴通常关于包装的纵轴偏移，因此如图I和5a至5g所示，耳轴的轴和包装的纵轴不正切，从而易于包装在与底端相关联的这些耳轴的轴周围沿着有利的方向倾斜。另一方面，这不适用于与顶端相关联的耳轴，这些耳轴的轴通常穿过包装的纵轴。
另外，包装通常在上部配备有孔，以允许电缆和/或其他装置的通过，从而检查箱体的封闭。
最后，本领域技术人员可以容易地设计出可移动顶部和可移动底部之间的差距，特别是当可移动底部向包装主体凹进以防止包装在垂直位置上与该相同底部的任何直接接触时，该接触可能对用于保护底部的装置产生损坏。在这样的情况下，为了不有害地影响在垂直位置上的包装，底部不以任何方式从包装主体向纵轴外部凸出。另一方面，为此，在图3中可以看到，盖通常不相对于包装主体的顶端向纵轴外部凸出。
应该理解本领域技术人员可以进行通过非限制性的实施例的方式已经单独地描述的各种改进。
权利要求
1.一种长期储存包装装置(I)，其用于接收容纳有放射性材料的箱体(3)，所述包装在长期储存过程中用于垂直地储存，所述包装包括横向主体(2)，横向主体限定用于接收箱体的壳体(4)，通过可移动顶盖(6)和包装底部而分别封闭所述包装主体的顶端(2a)和底端(2b)， 其特征在于，所述包装底部采取可移动底盖(8)的形式，其允许箱体(3)经由所述包装主体(2)的底端(2b)插入，并且箱体的顶部相对于其移动方向定向为向前。
2.根据权利要求
I所述的包装装置(I)，其特征在于，其包括通风装置，其用于空气在所述箱体壳体(4)和包装外部之间流通。
3.根据权利要求
I所述的包装装置(I)，其特征在于，所述包装主体(2)具有至少200mm的厚度。
4.一种用于放射性材料的长期储存设备(100)，所述场所包括多个根据权利要求
I所述的长期储存包装装置(I)，其中的每一个储存包装装置容纳一个容纳有放射性材料的箱体(3)，并且被储存在垂直位置上，且所述可移动顶盖(6)定向为向上。
5.根据权利要求
4所述的设备(100)，其特征在于，还包括包装的起重机和装卸装置(110)，其中的包装具有最大高度(He)，所述起重机具有吊钩(112)，将吊钩最大高度限定为吊钩高度(Hsc)，并且吊钩最大高度(Hsc)/包装最大高度(He)的比率严格地小于2。
6.根据权利要求
5所述的设备(100)，其特征在于，还包括包装的旋转框架(108)，其允许每一个储存包装装置(I)从水平位置转动至垂直位置。
7.根据权利要求
4所述的设备(100)，其特征在于，该设备(100)是在顶部封闭的长期储存设备。
8.一种用于将容纳有放射性材料的箱体从转移包装转移到根据权利要求
I所述的长期储存包装装置的转移方法，其特征在于，其包括下列连续步骤 -将每一个所述储存包装装置和转移包装引导到水平位置上； -从所述转移包装移除可移动顶盖，并且从所述储存包装装置移除所述可移动底盖； -经由所述包装主体的所述底端而将所述箱体引导至储存包装装置的所述壳体中，其中所述底端通过所述可移动底盖的移除而保持自由； -通过将所述可移动底盖重新放置在容纳有箱体的所述包装主体上，而重新封闭所述包装主体的所述底端；以及 -在垂直位置上旋转所述储存包装装置，使得所述包装底部与底面相对。
专利摘要
本发明总的来说涉及一种长期储存包装(1)，其用于接收容纳有放射性材料的箱体(3)，该包装包括横向主体(2)，其限定用于接收箱体的壳体(4)，通过可移动顶盖(6)和包装底部而分别封闭该包装主体的顶端(2a)和底端(2b)。根据本发明，该包装底部采取可移动底盖(8)的形式，其允许箱体(3)经由主体(2)的底端(2b)插入。本发明还涉及一种用于转移这样的箱体的过程。
文档编号G21C19/07GKCN101730914SQ200880023614
公开日2012年12月5日 申请日期2008年7月8日
发明者罗伯特·L·格拉伯, 亚扬·R·邦德, 赖斯·沃特兹 申请人:超核公司, Tn国际公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (4),