包括用于运输放射性材料的封装体以及用于支撑封装体的框架的组件

摘要

本发明涉及一种包括用于运输放射性物质(1)的封装体以及用于支撑封装体的框架(3)的组件(100)，框架包括：第一部分(14)；固定到封装体的第二部分(16)，封装体和该第二部分形成单元(18)，框架的第一部分和第二部分(14，16)通过一个或多个机械易损元件(30)相互连接，以便确保沿着封装体在其框架上叠置的第一方向(12)将其中一个部分相对于另一个部分固定。此外，组件被设计成：组件沿方向(12)的跌落以及框架的面向前方的第一部分(14)导致易损元件(30)的断裂，以使得单元(18)能够沿方向(12)相对于第一部分(14)移动。

说明书

技术领域

本发明涉及对放射性材料进行运输的领域。更具体地，本发明涉及一种包 括用于运输放射性材料的封装体以及封装体支撑框架的组件，其中，框架通常 用于被附接至运输车辆。

背景技术

这种用于运输放射性材料的组件通常具有侧部主体、基部和盖。封装体的 这些部分限定出用于容置放射性材料的腔体，所述放射性材料例如为核材料组 件或废料罐。此外，篮(basket)可被安装在容置腔体内以限定出隔室，不同的 罐/核材料组件被放置在隔室中。

为了在不同场所之间运输封装体，封装体被放置在运输车辆上，所述运输 车辆例如为道路运输机动车辆。为此，车辆通常具有平台，该平台用于接纳对 封装体进行支撑的框架。由框架和封装体形成的组件可被布置并安装在车辆的 平台上，并且随后车辆开始进行运输。当到达上述场所时，可从车辆的平台移 走组件，但更普遍地，由于框架固定在车辆上而仅将封装体移走。

封装体的安全性论证尤其基于法定的跌落测试，例如使用装载有放射性材 料或未装载放射性材料的封装体进行自由跌落测试或使其跌落到冲杆(punch bar)上，随后以最不利的情况作为参考。因此封装体被配置成满足它们的认证 所需的那些要求。

但一些封装体必须也被配置成满足运输放射性材料的不同规定，特别是在 包括框架和放射性材料的封装体的组件跌落的情况下，确保封装体的安全性不 会降低。

如果组件沿封装体叠置在框架上的方向跌落并且框架向前指向的话，封装 体被框架损坏的风险是很高的。为了应对这种限制，可选择将封装体制造地非 常大以在跌落的情况下抵抗由框架所传递的力，以及选择对可能危害封装体的 安全性的毁损风险进行限制。然而，封装体的这种过大的尺寸可被证明与操作 限制相互掣肘。

发明内容

因此，与现有技术的实施例相比，本发明的目的在于提供至少部分地克服 上述缺点的解决方案。

为实现这个目的，本发明的目标是一种包括用于运输放射性材料的封装体 以及封装体支撑框架的组件，其中，框架包括：

-第一部分；

-第二部分，所述第二部分刚性附接至封装体，其中，封装体和该第二部 分形成单元，

此外，框架的第一部分和第二部分通过一个或多个机械保险(mechanical fusible)元件相互连接，以沿封装体在其框架上叠置的第一方向将其中一个部 分相对于另一个部分固定，

并且组件被配置成：所述组件沿第一方向的跌落以及所述框架的沿第一方 向向前指向的第一部分导致所述机械保险元件的断裂，从而使得所述单元能够 沿所述第一方向相对于所述第一部分移动。

因此，通过使所述单元能够在机械保险元件断裂之后沿第一方向相对于框 架的第一部分移动，封装体被框架损坏的风险被大大降低。换而言之，本发明 的有利之处在于：使得待处理的封装体能够满足安全要求，然而尺寸不会过大， 方便其使用。

此外，通过使框架的第一部分从单元部分地或整体地分离，在保险元件断 裂后，其变得能够对不具有框架的跌落封装体使用安全验证，以证明具有相同 框架的跌落封装体的安全性。

应当注意的是，框架的第一部分和单元之间的所期望的相对移动可以是沿 所述第一方向进行平移运动，或其他移动，不论该移动是简单的或是组合的， 均会导致框架的第一部分和单元的相对位置沿所述第一方向改变。

优选地，框架的第一部分和第二部分包括引导构件，引导构件使得所述单 元至少在所述相对移动的部分过程中能够相对于第一部分被沿所述第一方向引 导。

因此，这些引导构件给予一种优选的相对移动方向，其中，该方向以如下 方式确定：封装体被框架的其他部分所损坏的风险被尽可能的限制。在机械保 险元件断裂之后，引导优选地在单元相对框架的第一部分的所述相对移动开始 时被激活，并且甚至更优选地在机械保险元件的断裂期间被激活。

然而，在不超出本发明的范围的情况下，也可以采用相对运动的其他优选 的方向，只要该方向同样便于引起第一部分相对框架和单元的相对位置沿所述 第一方向变化。

应当注意的是，所述引导构件优选地包括一个或多个导轨，所述导轨优选 地在一个(或多个)机械保险元件断裂之前被所述一个(或多个)机械保险元 件横穿。例如，这些轨道可被构造在支柱内或使用凸缘构造。

优选地，所述封装体包括减震构件，减震构件优选为安装在封装体的两个 端部处的减震帽。组件还被配置成：在与所述第一方向垂直的平坦撞击表面上 的跌落期间，每个所述机械保险元件的断裂发生在减震构件与撞击表面接触之 前。

替代性地，能够设计一种下述结构，该结构在帽开始被压溃的同时引起保 险元件的断裂。

优选地，每个机械保险元件表现为剪切装置的形式，并优选地具有机械弱 化部分。

例如，该机械弱化部分可以是剪切栓的一小部分，例如凹槽，它能够使初 始断裂区域形成。

应当注意的是，机械保险元件可被附接到框架的第一部分和第二部分，或 替代性地与这两个部分中的一个部分成一体。它还可包含被定位在两个部分之 间的机械弱化部分，该两个部分与该机械弱化部分被制成一体件，其中，所述 两个部分分别属于框架的第一部分和第二部分。

优选地，组件被配置成：在每个机械保险元件断裂之后，所述单元相对于 框架的第一部分是不受约束的。

这能够使封装体被框架损坏的风险被尽可能的限制。在这方面，它被优选 地设置成：在整个跌落期间，所述单元在保险元件断裂之后相对于框架的第一 部分仍然是不受限制的。换而言之，它优选被布置成：单元能够相对于第一部 分移动而不会被框架的任何部分所阻碍。

如在之前已经提到的，例如，这种移动的自由性可以仅限于单元的沿所述 第一方向相对于框架的第一部分的自由平移运动。

替代性地，组件可被配置成：在每个机械保险元件断裂之后，所述单元通 过一个或多个连接元件而保持与框架的第一部分的连接，所述一个或多个连接 元件在所述相对移动期间可塑性变形。

在正常的运输条件下，这些可变形的连接元件参与了将单元机械固定在框 架的第一部分上。它们被配置为：在机械保险元件断裂后，仅在跌落的情况下 变形。

优选地，框架的第二部分通过这个/这些可塑性变形连接元件连接到第一部 分。

优选地，框架的所述第一部分包括支柱，支柱优选地呈导轨的形式，所述 支柱优选地沿所述第一方向纵向地延伸。

所述支柱的数量优选为四个，并通过机械加强构件两两连接，所述机械加 强构件沿封装体的主体以等间隔的方式布置。

优选地，框架的所述第二部分包括两个结构件，所述结构件围绕封装体的 主体，优选为环形结构件。

优选地，每个结构件通过利用可被拆卸的两个部分形成，所述两个部分中 的每个部分大致延伸180°。

可被拆卸的两个部分中的每个部分大致为半圆形，以便形成大致环形的结 构件。替代性地，每个结构件的可被拆卸的两个部分中的至少一个部分整体上 呈U形，以使得U的分支被用于使单元以受引导的方式沿第一方向相对于框架 的第一部分滑动，并且这发生在机械保险元件断裂后。为实现这点，U的分支 优选地沿所述第一方向定向。

优选地，上述的结构件被布置在与第一方向平行的平面中。

此外，两个结构件优选地通过以受引导的方式沿所述第一方向滑动而被安 装在呈导轨状的所述支柱上，其中，两个结构件通过机械保险元件被固定在所 述支柱上。

因此，如果这些保险元件在跌落之后发生断裂，导轨沿第一方向以引导的 方式对结构件进行引导。

根据另一实施例，框架的第二部分包括多个结构件，多个结构件不再围绕 包装体的主体，而是各自围绕封装体主体所包括的起吊耳轴，从而将封装体刚 性连接到框架的所述第二部分。在这种情况下，围绕该耳轴的这些结构件能够 通过以受引导的方式沿所述第一方向滑动来安装在呈导轨状的支柱上(即使这 不是最优选的实施例)。这些结构件通过机械保险元件固定在所述支柱上。

本发明的最后一个目标是一种用于运输放射性材料的车辆，所述车辆包括 上述的组件，其中，车辆包括平台，所述平台用于附接沿所述第一方向叠置在 所述平台上的组件，并且框架的第一部分附接至所述平台。

在下文公开的详细的非限制性说明中，本发明的其它优点和特征将变得清 楚。

附图说明

本说明书将参考附图来给出，在附图中：

图1示出了根据本发明的优选实施例的组件的透视图，该组件包含用于运 输放射性材料的封装体及其支撑框架；

图2是前图中所示组件的侧面视图，该组件安装在用于运输放射性材料的 车辆上；

图3是属于前图中所示组件的运输框架的透视图；

图4示出前图中所示的框架的正视图；

图5是前图中所示框架的一部分的剖视图；

图6是图3和图4中所示框架的俯视图；

图7是与图4类似的视图，所示的组件处于在跌落到撞击表面期间在帽被 挤压之前所观察到的状态，其中，顶帽已被移除，并且其中，显示了封装体的 盖；

图8是与图4类似的视图，所示的组件处于在跌落到撞击表面的期间帽在 被挤压后所观察到的状态；

图9是与图5类似的视图，所示的组件处于与图8的组件相同的状态；

图10是与图7类似的视图，示出了根据替代性实施例的组件，其中该图也 对应于沿图11的X-X线的剖视图；

图11是前图中所示组件的一部分的俯视图；

图12示出了根据本发明另一实施例的组件的一部分的剖视图，该组件包含 用于运输放射性材料的封装体及其支撑框架；

图13是前图中所示组件的一部分的俯视图；

图14是与图12类似的视图，示出了根据替代性实施例的组件。

具体实施方式

首先参考图1，示出了根据本发明的优选实施例的组件100，其中，该组件 100包括用于运输放射性材料的封装体1，以及用于对封装体进行支撑的支撑框 架3。

组件1具有侧部主体2、基部以及对封装体的与基部相对的开口进行密封 的盖。由于基部和盖在图1中分别被安装在封装体主体的两个端部处的两个减 震帽6所覆盖，因此是不可见的。封装体具有纵向轴线8，所述纵向轴线相对 于侧部主体2处于其中心，并且穿过盖和同一封装体的基部。轴线8被布置成 大致平行于框架3，并且甚至更精确地被布置成平行于图2中所示的用于放射 性材料20的道路运输的车辆的平台10，其中框架3被附接至平台10。在这方 面应当注意的是，组件100沿对应于竖直方向的第一方向12叠置在平台10上。 封装体1同样沿该第一方向12叠置在框架3上。

通常，封装体形成内封装体的外壳并限定出用于容置放射性材料的腔体以 及可能的储存篮。放射性材料例如可以是废料罐，或者仍然是核燃料组件。

框架3具有以下特征：被划分成两个单独的部分，即，第一部分14和刚性 附接到封装体的第二部分16，其中，封装体和该第二部分形成单元18。

同样参照图1和图2，第一部分14包括四个支柱42，四个支柱42彼此平 行并且垂直于车辆的平台10，四个支柱例如通过螺栓或类似的构件附接至车辆 的平台。因此，沿第一方向12延伸的支柱42分布在假想的矩形的四个角处， 并通过支架44类型的机械加强构件或类似的机械加强构件两两连接。这些支架 沿纵向方向41延伸，并沿着封装体的主体布置在等间隔的位置处，并且因此将 支柱42两两连接，支柱42沿同一方向41隔开。在四个支柱和支架44之间限 定出空间26，空间26的整体形状呈长方体，在跌落的情况下，该单元18趋于 移动穿过该空间，这将在下文中详细地描述。

就其本身而言，框架3的第二部分16包括围绕封装体的主体2的两个环形 结构件46。以轴线8为中心并分别布置成靠近主体2的两个端部的这两个结构 件46在三个方向12、36和41上提供了封装体1到框架16的第二部分的刚性 附接。

两个结构件46的中的每个由可被拆卸的两个部分辅助形成，每个部分大致 延伸180°，并且形状呈半圆形。如在图4中可更容易地看到的，可使用螺栓 或类似的构件来提供两个半圆形部分46a、46b的可拆卸连接，两个半圆形部分 46a、46b共同形成结构件46，所述结构件46被布置在与方向12平行的平面中。

在本实施例中，支柱42采取沿方向12的导轨的形式。因此，围绕主体2 的两个环形结构件46在这些呈导轨的形式的支柱42上以被引导的方式滑动。 作为示例，对于两个结构件46的中的每个，两个支柱42被定位成使得它们与 所讨论的结构件的两个沿直径方向对置的部分配合，如在图3和图4中可被更 好的看到。

然而，在正常的运输条件下，环形结构件46通过易损剪切栓30固定在支 柱42上。因此，如将在下文中详细描述的，当发生跌落后，只有当这些栓30 断裂时，导轨42才使结构件46以受引导的方式沿第一方向12滑动。

换而言之，框架3的第一部分14和第二部分16通过多个易损剪切栓30 相互连接，多个易损剪切栓被布置成使得两个部分14，16沿着封装体在框架上 叠置的第一方向12相对于彼此固定。为了实现这点，每个易熔栓30横穿导轨 42以及环状结构件46的半圆形下部部分46b。

更精确地，导轨42的具有U形截面的两个分支以及容置在这两个分支之 间的下部部分46b被栓30横穿。在这些元件之间的两个交界面中的每一个中， 栓30具有形成断裂引发区域的凹槽50，如图5所示。

应当注意的是，连接至支柱42的每个环形结构件46的下部部分46b位于 这样的结构内，可通过将环形结构件46的上部部分46b拆卸从而简单地从框架 移除封装体。

本发明的特征之一在于以下事实：如果组件100沿第一方向12跌落并且框 架的第一部分14向前指向，则易损栓30发生断裂，这于是使得单元18能够相 对于第一部分14沿该相同的第一方向12移动。“向前”指向的表述必须被理解 为是指：当沿第一方向发生跌落时，框架的第一部分14位于单元18的前方。 因此，第一部分14是趋于首先撞击到撞击表面的部分。

参考图7示意性的示出了在撞击表面S上的跌落情况，撞击表面S是平坦 的并且与方向12垂直，图7示出了第一部分14开始撞击在表面S上之后栓30 立即被剪断，并导致单元18相对于该第一框架部分14沿第一方向12分离。在 断裂后，由于呈导轨形式的支柱42和容置在这些导轨中的结构件46之间的配 合，单元18相对于第一框架部分14以受引导的方式继续沿方向12滑动。

通过给定优选的相对移动方向，单元18可因此被引导穿过空间26，并且 不会在该移动的过程中受阻。因此，封装体被框架的其他部分损坏的风险被大 大减小。然而，尽管这不会对封装体产生的任何损坏，但框架3可被配置为： 当栓30断裂后，框架的第二部分16通过一个或多个连接元件而保持与框架的 第一部分的连接，所述一个或多个连接元件在相对移动过程中可塑性变形。这 些可变形的连接元件52例如为梁，所述梁大致沿横向方向36对齐并且有可能 沿竖直方向12稍微倾斜。它们将每个支柱42的下部部分连接到相应的环形结 构件46的下部部分，如在图4中可见。在正常的运输条件下，这些梁52有助 于将单元18机械地固定在框架的第一部分14上。它们被配置成：在剪切栓断 裂以后，在跌落的情况下变形。

与第一实施例一样，当单元18和框架的第一部分14之间在栓30断裂后开 始进行相对移动时，沿方向12的平移引导被激活，并且甚至在这些易损栓正在 发生断裂时被激活。应当注意的是，该引导可在整个跌落过程中被激活。然而， 这种引导并不是必须寻求的，并且支柱42和容置在这些支柱中的环形结构件 46之间可能因此设置有间隙。

如图7所示，尽管可得到另一种不超出本发明的范围的设计，组件还可被 配置成：在跌落期间，所述栓30在减震帽6与撞击表面S接触之前发生断裂。

在此之后，如在图8中示意性的示出，持续的跌落导致帽6与撞击表面S 接触，随后，用于保护封装体的相同的帽被压溃，而结构件46继续被支柱42 引导，如图9所示。

根据在图10和图11中所示的替代性实施例，下部部分46b不再是半圆形， 而是整体上呈U形，U的分支沿方向12对齐。此外，封装体主体的下部支撑 表面依然为半圆形。

在该替代性方案中，在栓30断裂后，U的分支或所述分支的横向延伸部 47用于使框架的第二部分16相对于框架的第一部分14以受引导的方式沿第一 方向12滑动。在一个未示出的示例中，U的与导轨配合的分支46的长度可以 与支柱42的长度大致上相同或相近，即使这种引导仍然为可选的，但这意味着 对引导的改进，并且不超出本发明的范围。

此外，为围绕封装体的主体1的上部部分，可以设置有相当于在前图中所 示的上部部分46a的结构件，或替代性地设置有带式的装置35，如在图10和 图11中所示。

易损栓30的种类可以与上文中描述的易损栓大致相同。例如，在图10的 左边的支柱42上，它是添加在框架的两个部分14、16之间的栓/销30。在支柱 的右手边上，示出了另一示例，在该示例中，栓/销30被制造成与支柱42成一 体，并滑动到下部部分46b的相应的孔中。当然，该另一示例适用于本发明的 所有的优选实施例。

另一优选的实施例在图12和图13中示出。它与前述的实施例相比，不同 之处主要基于下述事实：环形结构件46不再围绕封装体主体2，但是起吊耳轴 38从该主体伸出。因此，设置有与形成框架的第二部分16的结构件46数量一 致的耳轴38，例如设置有四个耳轴。这里同样，结构件46通过机械保险元件 30连接到形成框架的第一部分14的支柱42。优选地，单个结构件46连接到两 个竖直支柱42，其中，于是具有八个竖直支柱。

在所示的实施例中，支柱42可被设计成不对围绕耳轴38的结构件46提供 平移的引导(即使这样的功能可能被选择)，并且不超出本发明的范围。此外， 应注意的是，下部部分46b可以整体呈U形，或者同样大致呈半圆形，这些形 状对上部部分46a同样是优选的。

在这种情况下，保险元件30表现为将下部部分46b和支柱42连接的材料 的联接带的形式，整个组件被制造成一体件。然而，对于本实施例，上文中所 描述的包含有易损栓30的不同的解决方案可被选择，例如在图14的替代性方 案中所示的，包含有添加在框架的两个部分14、16之间的栓/销30。对于该实 施例，本发明的原理仍然适用，并且在栓/联接带30随着沿方向12的跌落而断 裂后，由四个结构件46以及封装体2形成的单元18相对于由八个支柱42形成 的框架的第一部分14移动。

本领域的技术人员可对仅以非限制性实施例描述的本发明进行各种修改。