(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み核燃料を受容するための空洞及び空洞内へ開口している第１及び第２の端部の孔を形成する構造的殻状体であり、第２の材料よりも高い耐荷重強度を有する第１の材料から形成される第１の端部部分及び第２の材料から形成される第２の端部部分を有し前記第１の端部部分が前記第２の端部部分に接合されて形成される殻状体と；
第１の端部部分に形成され、コンテナを持ち揚げ可能なように係合可能である支持表面と；
第１の端部の孔を封止するために殻状体の第１の端部部分に固定可能な第１の閉鎖体と；
第２の端部の孔を封止するために殻状体の第２の端部部分に固定可能な第２の閉鎖体と；
殻状体に固定される放射線吸収遮蔽層と：
を具備する、使用済み核燃料を入れて輸送するためのコンテナ。
【請求項２】
向い合う位置で、殻状体の第１の端部部分に固定される第１及び第２のトラニオン装着構造と；
各々のトラニオンが基部及び支持表面を形成しており、各トラニオンの基部がトラニオン装着構造の対応するものに取り外し可能に固定可能であり、トラニオンの支持表面がコンテナを持ち揚げするために把握され得る、第１及び第２のトラニオンと：
を更に具備する、請求項１記載のコンテナ。
【請求項３】
第１及び第２のトラニオン装着構造から殻状体の長さ方向に沿って間隔を開けた場所で殻状体に固定される第３及び第４のトラニオン装着構造、並びに第３及び第４のトラニオン装着構造に取外し可能に固定可能である第３及び第４のトラニオン、を更に具備する、請求項２記載のコンテナ。
【請求項４】
第１及び第２のトラニオンの各々が、中性子吸収遮蔽材料で充填される、トラニオンの内部の腔を形成する、請求項２記載のコンテナ。
【請求項５】
第１及び第２のトラニオンの各々のトラニオンの内部の腔が、トラニオンの基部を通して形成される凹部によって形成され、中性子吸収遮蔽材料が、凹部に固定されて凹部を覆う裏板によってトラニオンの腔内に閉じ込められる、請求項４記載のコンテナ。
【請求項６】
殻状体の外側表面に固定されるキー溝であり、殻状体に固定される周囲のフレーム部材から形成されて、輸送中のコンテナを固定する際に使用するための係合構造を形成するキー溝を具備し、周囲のフレーム部材の少なくとも一部分が、殻状体の第１の端部部分を形成するのに使用される第１の材料から形成される、請求項１記載のコンテナ。
【請求項７】
構造的殻状体が管状の形状と、第１及び第２の端部の孔を形成する第１及び第２の端部とを有し、更に第１及び第２の端部を有する管状の内側殻状体を具備し、構造的殻状体が間に環状の空間を形成するように内側殻状体上で同軸で組み立てられ、第１の閉鎖体が、構造的殻状体及び内側殻状体の夫々の第１の端部に固定され、第２の閉鎖体が構造的及び内側殻状体の夫々の第２の端部に取り外し可能に固定される、請求項１記載のコンテナ。
【請求項８】
第２の閉鎖体が、中に気密の接合部を作るために内側殻状体及び構造的殻状体の夫々の第２の端部に第２の閉鎖板の周囲の近くで溶接される第２の閉鎖板を具備し；
第１の閉鎖体が：
中心孔及び第１の環状の封止表面を形成する環状部材であり、構造的殻状体と内側殻状体との少なくとも１つで気密の接合部を作るために、内側殻状体と構造的殻状体との夫々の第１の端部に環状部材の周囲の近くで溶接される環状部材と；
第１の閉鎖板と環状部材との間に気密の封止部を作るために、第１の閉鎖板の環状の封止表面と環状部材の第１の環状の封止表面とに取り外し可能に固定可能である第１の閉鎖板と；
を具備する：
請求項７記載のコンテナ。
【請求項９】
構造的殻状体と内側殻状体との間の環状の空間が、ガンマ線吸収遮蔽材料で充填される、請求項７記載のコンテナ。
【請求項１０】
殻状体の第１の端部部分が第１の環状の封止表面を形成し、第１の閉鎖体が対応する第２の環状の封止表面を形成し、第１の環状の封止表面が硬化金属のインレイを具備する、請求項１記載のコンテナ。
【請求項１１】
環状の溝が第１の閉鎖体の第２の環状の封止表面に形成される請求項10記載のコンテナ。
【請求項１２】
放射線吸収遮蔽層が、殻状体の外表面の周りに固定されるジャケットの表皮を具備し、ジャケットの表皮が中性子吸収遮蔽材料で充填される、請求項１記載のコンテナ。
【請求項１３】
殻状体が長手方向の軸を規定し、殻状体の長手方向の軸に平行する配置で、殻状体の外表面とジャケットの表皮との間の中性子遮蔽材料内に埋め込まれた、複数の細長い補強部材を更に具備し、各補強部材は、長手方向の軸に沿って縦方向に曲げられて、隅部縁部並びに第１及び第２の自由縁部を形成し、細長い部材の第１及び第２の自由縁部が構造的殻状体及びジャケットの表皮の一方と接触し、補強部材の隅部縁部が構造的殻状体及びジャケットの表皮の他方と接触する、請求項12記載のコンテナ。
【請求項１４】
第１の閉鎖体が、殻状体の第１の端部部分に取り外し可能に固定可能であり、殻状体に固定される時に、殻状体の第１の端部の孔が封止され、殻状体から取り外される時に、第１の端部の孔を通して空洞内へ使用済み核燃料を載せたり降ろしたりすることができる、第１の閉鎖板を具備し；
第２の閉鎖体が：
殻状体の第２の端部の孔を封止するための、殻状体の第２の端部部分に固定される第２の閉鎖板であり、中心のアクセス孔を形成する第２の閉鎖板と；
第２の閉鎖板に取り外し可能に固定可能であり、第２の閉鎖板に固定される時に、アクセス孔が封止され、第２の閉鎖板から取り外される時に、アクセス孔を通して殻状体の空洞内へのアクセスを可能にして、殻状体の第１の端部の孔を通して使用済み核燃料を降ろすのを容易にする、アクセス覆い板と、
を具備する：
請求項１記載のコンテナ。
【請求項１５】
中性子吸収遮蔽材料を具備するアクセス孔遮蔽組立てであり、アクセス覆い板が第２の閉鎖板から取り外される時、アクセス孔を覆うように固定され得て、アクセス孔を通る中性子の素粒子の流出を減少させる、アクセス孔遮蔽組立てを更に具備する、請求項14のコンテナ。
【請求項１６】
アクセス孔遮蔽組立てが、中性子吸収遮蔽材料で満たされ且つ第１の遮蔽部材を通る中心の孔を形成する環状の第１の遮蔽部分を具備し、アクセス孔の周囲の領域を封鎖するために、第１の遮蔽部材が第２の閉鎖板に取り外し可能に固定可能であり、それによって実質的な幅を小さくし、；
第２の遮蔽部材が、第１の遮蔽部材に形成される中心孔を遮蔽するために第１の遮蔽部材に選択的に固定可能である：請求項15記載のコンテナ。
【請求項１７】
構造的殻状体が、長手方向の軸を規定し、空洞内で空洞の内側表面に固定され且つ殻状体の長手方向の軸に平行して配置される、少なくとも１つの細長いレール部材であり、低摩擦の硬化金属から構成されるレール部材、を更に具備する、請求項１記載のコンテナ。
【請求項１８】
使用済み核燃料を受容するための空洞、並びに第１及び第２の端部を形成する、管状の内側殻状体と；
第１及び第２の端部を有する管状の外側殻状体であり、内側殻状体上で同軸に組立てられて外側と内側の殻状体の間に環状の空間を形成する外側殻状体と；
環状の空間を満たす放射線吸収材料と；
中心の孔及び第１の環状の封止表面を形成する環状部材であり、内側殻状体と外側殻状体の少なくとも一方と気密の接合部を作るために、内側殻状体及び外側殻状体の夫々の第１の端部に環状部材の周囲の近くで固定される環状部材と；
環状部材に取り外し可能に固定可能であり、環状部材によって形成される第１の環状の封止表面に対応する第２の環状の封止表面を形成する第１の閉鎖板と；
第１の閉鎖板と環状部材との間に気密の封止部を作るために、第１の閉鎖板の第２の環状封止表面と環状部材の第１の環状の封止表面との間に配置可能な封止体と；
内側殻状体と外側殻状体との両方とで気密の接合部を作るために、内側殻状体及び外側殻状体の夫々の第２の端部に第２の閉鎖板の周囲の近くで固定される第２の閉鎖板：
とを具備する、使用済み核燃料を収容し輸送するためのコンテナ。
【請求項１９】
使用済み核燃料を受容するための空洞、並びに第１及び第２の端部の孔を形成する構造的殻状体と；
第１の端部の孔を封止するために殻状体に固定可能な第１の閉鎖体と；
第２の端部の孔を封止するために固定可能な第２の閉鎖体と；
殻状体に固定される放射線吸収遮蔽層と；
殻状体の外表面に向い合う位置で固定される第１及び第２のトラニオン装着構造と；
各々が基部及び支持表面を形成する第１及び第２のトラニオンであり、各トラニオンの基部がトラニオン装着構造の対応するものに固定可能であり、トラニオンの支持表面が、コンテナを持ち揚げするために把握され得る、第１及び第２のトラニオンと；
向い合う位置で、殻状体の第１の端部部分に固定される第１及び第２のトラニオン装着構造と；
各々のトラニオンが基部及び支持表面を形成しており、各トラニオンの基部がトラニオン装着構造の対応するものに取り外し可能に固定可能であり、トラニオンの支持表面がコンテナを持ち揚げするために把握され得る、第１及び第２のトラニオンと；
各々のトラニオンが内部の腔を規定し、前記トラニオンの腔は中性子吸収遮蔽材料で充填されている、第１及び第２のトラニオンと;:
を具備する、使用済み核燃料を収容し輸送するためのコンテナ。
【請求項２０】
第１及び第２のトラニオン装着構造の各々が、殻状体に固定される環状のスリーブを具備し、各第１及び第２のトラニオンの基部が、シリンダ形の形状を有し、対応するスリーブ内に受容可能である、請求項19記載のコンテナ。
【請求項２１】
各トラニオンが、基部と支持表面との間に形成される環状のフランジを形成し、複数の孔がフランジを通って形成され、更にフランジの孔を通って挿入可能で、且つ対応するスリーブ内に形成される対応するねじ切りされた通路と係合可能な複数のボルトを具備して、スリーブ内のトラニオンの基部の係合が、コンテナの引き揚げの間に加えられる剪断及び引っ張りの荷重の一部からボルトを隔離するのに役立つ、請求項20記載のコンテナ。
【請求項２２】
第１及び第２のトラニオン装着スリーブが、構造的殻状体の第１の端部の孔の近くで構造的殻状体に固定され、更に、
殻状体の第２の端部の孔の近くで構造的殻状体に、向い合う位置で固定される、第３及び第４のトラニオン装着スリーブと；
第３及び第４のトラニオン装着スリーブ内に固定可能な第３及び第４のトラニオンと、
を具備する：請求項20記載のコンテナ。
【請求項２３】
細長い部材で補強される中性子放射線遮蔽材料を具備する核燃料輸送用樽状容器を輸送するためのスキッドであり、
樽状容器の長手方向の軸に垂直にアラインされ、輸送用樽状容器と嵌り合う半円形の細長い窪み部を具備し、樽状容器の長手方向の軸に平行する複数の長手方向の鰭状体によって連結される、平行で間隔を置いて配置される複数の板を具備する支持部材と：
樽状容器の長手方向の軸に垂直にアラインされる間隔を置いて配置される複数の板を具備する保持部材であり、平行で間隔を置いて配置される複数の板が輸送用樽状容器と嵌り合う細長い窪み部を具備し、平行で間隔を置いて配置される保持部材の板が樽状容器の長手方向の軸に平行する複数の長手方向の鰭状体によって連結される、保持部材と、
を具備し：
樽状容器が支持部材の細長い窪み部の中に置かれる時、輸送用樽状容器とスキッドとの間に荷重を伝えるように、支持部材の鰭状体が、中性子放射線遮蔽材料を補強する細長い部材とアラインされるように、支持部材の長手方向の鰭状体が或る間隔を置いて配置される：
スキッド。
【請求項２４】
支持部材の間隔を置いて配置される板が、平らな表面上に載るための平らな基部を具備する外側周囲を有する、請求項23記載のスキッド。
【請求項２５】
樽状容器が保持部材の細長い窪み部に入れられる時、保持部材の鰭状体が、輸送用樽状容器とスキッドとの間に荷重を伝えるように中性子放射線遮蔽材料を補強する細長い部材とアラインされるように、保持部材の長手方向の鰭状体が、或る間隔を置いて配置される、請求項23のスキッド。
【発明の詳細な説明】
発明の技術的分野
本発明は、使用済み核燃料のための輸送及び短期間の貯蔵のために使用されるコンテナに関する。
発明の背景
核を使用する産業が成長するにつれて、使用済み核燃料を安全に収容するための追加の貯蔵空間に対する要求が常に増大してきている。使用済み核燃料の貯蔵に関して最近開発された１つの方法は、その中でコンテナに入れられた使用済み燃料が規定の時間の期間、貯蔵され且つモニタされる遮蔽大容器である水平方向の貯蔵モジュールに於ける、乾燥貯蔵である。使用済み核燃料ロッドの水平方向のモジュールの乾燥貯蔵に関する１つの従来の技術は、フィッチャー（Fischer）氏、他による米国特許第4,780,269号明細書で開示されている。
使用済み核燃料の乾燥貯蔵に関する基本的な処置は、乾燥遮蔽缶を遮蔽された輸送用樽状容器内へ配置することである。缶及び樽状容器は消イオン水で満たされ、それから使用済み核燃料の入っているプール内へ沈められる。それから使用済み燃料組立ては缶内に配置され、遮蔽された端部のプラグは缶を閉じるために配置される。それから缶及び樽状容器はプールから取り出され、樽状容器及び缶は排水され乾燥させられる。樽状容器の外側は汚染を取除かれ、次ぎに閉鎖板で樽状容器を閉じる。それから閉鎖された輸送用樽状容器は輸送トレーラの上に下ろされ、固定用具によって固定される。
輸送トレーラは、樽状容器を水平方向の乾燥貯蔵モジュールの場所へ運ぶ。樽状容器が開けられて、乾燥貯蔵モジュールの入口部分と合体される。それから缶は、例えば、前記入口部分の反対側の端部から入口部分を通って開けられた樽状容器内へラムを乾燥貯蔵モジュールを通って通すことによって、樽状容器からモジュールへ移される。それから缶は、把握されて乾燥貯蔵モジュールの中へ引っ張られ、その後入口部分と接近部分の両方は封止される。
この方法の重要な態様は、元のプール貯蔵場から最後の水平方向の乾燥貯蔵場所までの缶内の使用済み核燃料の安全な封止及び輸送である。輸送用樽状容器は、適切な構造的強度、及びその中の乾燥遮蔽缶を物理的に保護することと、缶の輸送及び運搬作業中の人への放射線線量を最小にするための生物学的な遮蔽を行うことの両方のための遮蔽体を備えて作られなければならない。
缶の輸送及び運搬の工程中、樽状容器は、輸送トレーラから事故的に落ちること或いは竜巻或いは他の自然災害に晒されることによって生じ得るような、何等かの予知され得る衝撃に耐えることができなければならない。米国に於て、輸送用樽状容器が満たさなければならない必要条件を述べる連邦規定は、副次部Ｇを含む10C.F.R.72及び10C.F.R.71と10C.F.R.50内に見られる。特に、樽状容器は、構造的損傷無しに、ほぼ弾性の無い平らな水平の表面の上への30′の落下による衝撃に耐えることができなければならない。例え、構造的に損傷を受けたとしても、樽状容器からの如何なる中身の漏出も許されない。
従って、高度な構造的完全性を持つ樽状容器を設計することが重要である。同時に、或る規定の時間で樽状容器に入れられて輸送され得る使用済み燃料の量を最大にし、且つ樽状容器を製造するためのコストを最小にすることが望ましい。一般的に強度に関して考慮すると、金属及び他の材料のより厚い部分からの樽状容器の構成を是認するが、この要求は樽状容器に入れられて輸送され得る使用済み燃料の量を少なくし得る。樽状容器の外側寸法は、積まれる樽状容器の総重量、及びトンネルを通ったり、橋の下を通ったり、越えたり、或いはそのようなことをして樽状容器を輸送するのに必要とされるゆとり、のような制約によって制限される。
今日、通常の樽状容器は、しばしば腐食防止の為に304ステンレス鋼のような研磨されたオーステナイト系ステンレス鋼から製造される。しかし、そのようなステンレス鋼は強度が限定され、高い応力によって破損し得る。このポテンシャルに対抗するために、従来の樽状容器は厚い金属部分から製造され、ガセット板及び他の補強部材で補強されなければならない。更に、輸送中に力の掛かる樽状容器の場所は、樽状容器構造に溶接される追加の金属板で補強されなければならない。
例えば、従来の樽状容器は、直径方向に向い合う場所で樽状容器の円筒型の構造的殻状体（structural shell）に直接に溶接されるか或いはボルトで固定される円筒型のトラニオンを用意される。これらのトラニオンは、輸送工程中の樽状容器を持ち上げる時にホックによって掴まれ、回動ピンとして働く。使用中にトラニオンから樽状容器構造に伝達される応力のために、一般的に殻状体は、追加の金属板を溶接することによってトラニオンを取り囲む領域を補強される。
トラニオン自身は、通常殻状体に直接に溶接されるか或いはボルトで固定されることによって樽状容器の構造的殻状体に恒久的に固定される。溶接の場合に、溶接接合部は樽状容器を持ち揚げている間にかなりの応力を受ける。トラニオンを適所にボルトで固定する場合に、ボルトは樽状容器を持ち揚げている間に大きな剪断及び引っ張りの荷重を受ける。つまり、トラニオンは、樽状容器の重量及び全寸法を増し、使用済み燃料の収容容量を減らし、製造コストを増し、そのような荷重に耐えるように強く補強されなければならない。
エラストマ（例えばＯリング）の封止体或いは金属の封止体のようなもので封止された接合部が使用される時、構造的殻状体を形成するのに使用される基部の金属は、通常、封止表面を形成するために機械加工される。したがって、例えば、304ステンレス鋼が殻状体を製造するのに使用される時、殻状体の環状表面は封止表面を形成するために機械加工され且つ研磨される。大抵の状況で適切に機能するが、力が封止領域に集中するような斜めの角度での事故的な樽状容器の落下によるような、封止領域への強い衝撃は、金属封止表面の恒久的な歪み、及びそれによる漏出の可能性を生じ得る。
発明の概要
本発明は、使用済み核燃料の短期間の収容及び輸送のための樽状容器として使用するために設計されたコンテナを提供する。本発明の第１の態様に於て、コンテナは使用済み核燃料を受容するための空洞を形成している構造的殻状体から形成され、第１及び第２の端部の孔は空洞の中へ開口している。殻状体は、第１の材料から形成される第１の端部の部分と、第２の材料から形成される第２の端部の部分とを有する。第１の端部の部分は第２の端部の部分に接合されて、構造的殻状体を形成する。支持表面は殻状体の第１の端部の部分に形成され、コンテナの引き揚げができるように係合可能である。殻状体の第１の端部部分は、引き揚げ応力を扱うために、第２の材料よりも高い耐荷重強度を有する第１の材料から製造される。コンテナは、第１の端部の孔を封止するために殻状体の第１の端部部分に固定可能な第１の閉鎖体、及び第２の端部の孔を封止するために殻状体の第２の端部部分に固定可能な第２の閉鎖体も具備する。更にコンテナは、ガンマ放射線吸収材料と中性子放射線の吸収材料の両方を具備し得る放射線吸収遮蔽層を具備する。
従って、コンテナは、最も大きい応力を受けるコンテナの領域、例えば第１の端部部分、は高強度の金属合金のような、最も強い材料から構成されるように構成される。しかし、樽状容器の上記の応力ほど高い応力を受けない部分は、その部分に加えられるより低い負荷に適した強度を有するより安いコストの材料から作られる。
本発明の別の態様に於て、使用済み核燃料を受容するための空洞と、第１及び第２の端部とを形成する管状の内側の殻状体を具備する樽状容器が提供される。第１及び第２の端部を有する管状の外側の殻状体は、内側の殻状体との間に環状の空間を形成するように、内側の殻状体の上に同軸で組み立てられる。放射線吸収材料は、環状の空間を埋める。中心孔及び第１の環状の封止表面を形成する環状の部材は、内側の殻状体と外側の殻状体の第１の端部のその周囲の辺りに固定されて、内側の殻状体と外側の殻状体の両方とで気密の接合部を作る。第１の閉鎖板は環状部材に取り外し可能に固定可能であり、環状部材によって形成される第１の環状封止表面に対応する第２の環状の封止表面を形成する。封止体が第１の閉鎖板の第２の環状封止表面と、環状部材の第１の環状封止表面との間に配置されて、第１の閉鎖板と環状部材との間に気密の封止部を創り出す。樽状容器は、内側の殻状体の第２の端部の周囲の辺りでそれに固定されて内側の殻状体と気密の接合部を創り出す第２の閉鎖板も具備する。
本発明の別の態様に於て、使用済み核燃料を受容するための空洞と第１及び第２の端部の孔とを形成する構造的殻状体を具備する樽状容器が提供される。第１の閉鎖体は、第１の端部の孔を封止するために殻状体に固定可能である。第２の閉鎖体は、第２の端部の孔を封止するために殻状体に固定可能である。放射線吸収遮蔽層が、殻状体に付けられる。好ましくは管状スリーブのように形成される、トラニオン装着構造の第１及び第２の対は、構造的殻状体に形成される孔内に対置して固定される。第１及び第２のトラニオンは各々、基部及び支持表面を形成している。各トラニオンの基部は、トラニオン装着構造の対応するものに取り外し可能に固定可能であり、それによって第１のトラニオンの支持表面はコンテナを引き揚げるために把握され得る。第２のトラニオンは、樽状容器をその運送機関に載せたり、それから降ろしたりするための支持及び回転の点を与えるのに使用される。
好ましい実施例に於て、トラニオン装着構造は、樽状容器の構造的殻状体に溶接され、トラニオンの基部を受容する、環状のスリーブのように形成される。この構造のおかげで、装着構造にトラニオンを固定するのに使用されるボルトの様な固定具は引っ張り及び剪断の荷重からほぼ隔離される。
本発明の別の態様に於て、好ましくはトラニオン装着構造は、第１のトラニオンが装着される外側の殻状体の部分を形成するのに使用されるような、高強度の材料から形成されて、それによって追加の板の補強を要求すること無しに強力なトラニオンの装着を行う。
本発明の更に別の態様に於て、改良型の封止接合部が樽状容器に具備される。樽状容器の封止表面は、硬化金属溶接の上張り板を使用して形成され、それによって樽状容器が衝撃を受けた時に容易に恒久的な変形をしない封止表面を備える。好ましい実施例に於て、樽状容器の閉鎖板の封止表面は、封止体を受容するために半蟻ほぞ型（half−dovetail）の断面を形成するように作られた溝を具備する。これによって接合部で金属か或いはエラストマの何れかの封止体を使用することができ、樽状容器が水平方向か或いは垂直方向の何れかに配置されている間に接合部を組み立てることができる。
本発明の更に別の態様に於て、使用済みの核燃料を受容するための空洞と第１及び第２の開放端部とを形成する管状の構造的殻状体を具備する樽状容器が開示される。第１の閉鎖板は、殻状体の第１の開放端部に取り外し可能に固定可能であり、それによって殻状体に固定される時、殻状体の第１の開放端部は封止され、殻状体から取り外される時、第１の開放端部を通って空洞の中への使用済み核燃料の積み込み及び空洞からの取り出しができる。第２の閉鎖板は殻状体の第２の開放端部に固定されて、それを封止する。第２の閉鎖板は中央のアクセス孔を形成する。アクセス部覆い板は中央のアクセス孔を封止するために第２の閉鎖板に取り外し可能に固定可能である。第２の閉鎖板から取り外される時、殻状体の第１の開放端部を通る使用済み核燃料を引き出すのを容易にするために、ラムはアクセス孔を通って殻状体の空洞へ入ることが可能にされる。
樽状容器内に形成されるトラニオン装着構造及び中央のアクセス孔を短期間の貯蔵及び輸送中に覆うために放射線吸収材料で満たされた遮蔽プラグが具備される。
別の態様に於て、本発明は核燃料輸送用樽状容器及び格納容器を輸送するためのスキッド（skid）に関する。スキッドは、中性子放射線遮蔽材料の周りで樽状容器を支持する。スキッドは、樽状容器の長手方向の軸に平行する複数の長手方向の鰭状体によって連結され、樽状容器の長手方向の軸に垂直な面内にあり、複数の平行して間隔を置いた板を夫々が具備する、支持部材及び保持部材を具備する。長手方向の鰭状体は、樽状容器からスキッドへ荷重を伝達するために中性子放射線遮蔽材料と結合する構造的要素と嵌まり合うように配置される。
したがって、本発明は製造コストがより安いが、衝撃状態に於いて向上した安全性を備える樽状容器を提供する。輸送を行っている間に作業者が放射線に晒されることも少なくなった。
【図面の簡単な説明】
添付の図面に関して解読する時、本発明及びそれに伴う長所は下記の説明によってより容易に理解されるであろう。
図１は、本発明に基いて製造された樽状容器に於て、その中に入れられる使用済み核燃料を入れるための乾燥遮蔽缶が樽状容器の一部分を切取って示され、固定用具のキー溝のための遮蔽プラグが樽状容器から分離されて示されている、樽状容器の等角図を示す。
図２は、図１の線２−２によって示される様な樽状容器の長手方向の軸と交差する面に沿って採られた、内側乾燥缶を取除き、樽状容器から分離されて示されるアクセス孔閉鎖板及び上部閉鎖板を持つ、図１の樽状容器の断面図を示す。
図3Aは、図２に於けるものと同じ面に沿って採られた、図２の樽状容器本体の嵌合された上部閉鎖板及び上部端部の詳細な断面図を示す。
図3Bは、図3Aに示される上部閉鎖板封止表面の更に別の詳細な断面図を示す。
図４は、図２に於けるものと同じ面に沿って採られた、溶接された底部板の閉鎖体及び組み立てられたアクセス孔の閉鎖板の詳細な断面図を示す。
図5Aは、図２に於けるものと同じ面に沿って採られた、底部の閉鎖板の嵌合表面から分離されたラム閉鎖板の詳細な断面図を示す。
図5Bは、図5Aに示されるような、ラム閉鎖板封止領域の更に別の詳細な断面図を示す。
図６は、中性子遮蔽ジャケット及び樽状容器本体の内側構造を示すために、樽状容器の長手方向の軸に直交する面に沿って採られた部分断面図と共に、樽状容器の“上部”端部を示すための図１の樽状容器の端面図を示す。
図７は、図２に於けるものと同じ面に沿って採られた、図１の樽状容器の剪断キー溝構造の詳細な断面図を示す。
図８は、樽状容器の長手方向の軸に直交する面に沿って採られた、図１の樽状容器の剪断キー溝構造の詳細な断面図を示す。
図９は、樽状容器の長手方向の軸に直交し、上方のトラニオンの中心軸とアラインしている面に沿って採られた、図１の樽状容器の上方のトラニオン及びトラニオン装着スリーブの詳細な分解図を示す。
図10は、樽状容器の長手方向の軸に直交し、下方のトラニオンの中心軸とアラインしている面に沿って採られた、図１の樽状容器の下方のトラニオン及びトラニオン装着スリーブの詳細な分解図を示す。
図11Aは、トラニオン装着スリーブ及びアクセス孔の部分を覆うために配置される遮蔽プラグを備え、更にキー溝遮蔽プラグの配置を示すための断面図内に示される剪断キー溝構造を備えた、樽状容器の長い側部を示す、図１の樽状容器の立面図を示す。
図11Bは、樽状容器の長手方向の軸とアラインする面に沿って採られた部分断面図に示される、アクセス孔遮蔽プラグ組立ての詳細な側立面図を示す。
図12は、衝撃リミッタによって保護され、従来のトレーラ上に載っており、本発明に基いて形成されるスキッドによって運搬される、輸送用樽状容器の周囲の図（enviromental view）である。
図13は、図12のスキッドの斜視図である。
図14は、図12のスキッドの正面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
使用済み核燃料の輸送及び短期間の貯蔵のための樽状容器10の好ましい実施例が図１に示される。樽状容器10は、上方の殻状体部分16及び下方の殻状体部分18を有する管状構造の殻状体14から構成された本体12を具備する。下方の殻状体部分18は、アクセス覆い板24で封止される中央のアクセス孔22を有する底部の閉鎖板20によって封止される。上方の殻状体部分16は上部閉鎖板26で封止される。構造的殻状体14の外側は、中性子吸収遮蔽ジャケット28で遮蔽される。２つの直径方向に向い合う上方のトラニオン30（一方だけ示される）は、上方のトラニオン装着スリーブ32内で上方の殻状体部分16の外側に固定される。２つの下方のトラニオン34は、下方のトラニオン装着スリーブ36内で直径方向に向い合って下方の殻状体部分18に固定される。
ここで全体を通じて使用されているように、“底部”及び“下方”は、樽状容器10の端部及び底部の閉鎖板20に最も接近しているその構成要素を示し、一方“上部”及び“上方”という語は、反対側の上部の閉鎖板26の近くの端部を示す。樽状容器10の内側空洞40内に設置されている、使用済み核燃料のための乾燥貯蔵缶38が示される。乾燥貯蔵缶38の構造は、1993年10月８日に出願され、発明者R.A.レナルト（R.A.Lehnert）氏、R.D.キン（R.D.Quinn）氏、S.E.シスリー（S.E.Sisley）氏、及びB.D.トーマス（B.D.Thomas）氏の名前で、使用済み核燃料の輸送及び貯蔵のためのコンテナ（CONTAINERS FOR TRANSPORTATION AND STORAGE OF SPENT NUCLEAR FUEL）という名称の米国特許出願に於いて十分に開示されており、その開示はここで参考文献として明白に組み込まれる。
複数のラグ42は、遮蔽ジャケット28の上方端部（図示されていない）と下方端部の両方の上で、構造的殻状体14上で樽状容器10の周囲の周りの遮蔽ジャケット28の環状端部に固定される。ラグ42の目的は、輸送中に樽状容器10の衝撃リミッタとの嵌合を可能にすることである。樽状容器10を輸送する際に使用するのに適した衝撃リミッタ及び輸送スキッドは、1993年10月８日に出願され、発明者R.A.ジョンソン（R.A.Johnson）氏、I.D.マッキン（I.D.McInnes）氏、R.D.キン氏、及びC.J.テムス（C.J.Temus）氏の名前で、使用済み核燃料輸送用樽状容器の為の衝撃リミッタ（IMPACT LIMITER FOR SPENT NUCLEAR FUEL TRANSPORTATION CASK）という名称の、米国特許出願に於いて完全に開示され、その開示はここで参考として明白に組み込まれる。
ここで図２を参照すると、本体12の構造が記される。本体12は全体的に円筒型の形状を有し、構造的殻状体14を具備する。構造的殻状体14は、管状の形状を有し、説明されるであろうように、本体12の他の環状の構成要素の中央の長手方向の軸とアラインされる中央の長手方向の軸44を規定する。構造的殻状体14の下方の殻状体部分18も管状の形状を有し、周囲の底部縁部46及び周囲の上部縁部48を形成する。下方の殻状体部分18の長さは構造的殻状体14の長さの約３分の２である。上方の殻状体16は残りの３分の１の長さに延在し、周囲の下方の縁部50及び周囲の上部縁部52を形成する。下方の殻状体部分18の上方縁部48は、上方の殻状体部分16の下方の縁部50に当接して構造的殻状体14の全周囲の周りの完全貫通溶接（full penetration weld）を使って、それに溶接される。上方の殻状体部分16及び下方の殻状体部分18は各々、長手方向の軸44とアラインしている中心軸を有し、ちゃんとした円筒部を協同して形成する。
下方の殻状体部分18は、剛性の材料、好ましくは耐銹性金属、最も好ましくはASME  SA−240のタイプ304オーステナイト系ステンレス鋼のような、ステンレス鋼から形成される。しかし上方の殻状体部分16は、好ましくは高い耐荷重強度を有する材料、同じく好ましくはASME  SA−240のタイプXM−19の高合金ステンレス鋼のような、ステンレス鋼から形成される。タイプXM−19のステンレス鋼もオーステナイト系であるが、タイプ304の約２倍の耐荷重強度を有する。
図１に示されるように、上方のトラニオン30は上方の殻状体部分16に固定される。上方のトラニオン30は、空の時及び缶38で完全に負荷される時の両方で、樽状容器10を引き揚げし且つ持ち上げるために使用されることが意図される。従って、使用中の上方のトラニオン30は、上方の殻状体部分16にかなりの剪断及び引っ張りの力を伝達する。下方の殻状体部分18は、次に説明されるように、輸送中に樽状容器10を垂直にし且つ安定させるのに使用され、従ってより少なく負荷される下方のトラニオン34を保持する。タイプXM−19のステンレス鋼はタイプ304ステンレス鋼よりもコストが高いので、製造コストは、樽状容器10の負荷の掛かる部分にXM−19を使用することによって下げられる。構造的殻状体14の両方の部分はロールに巻かれた板から形成され、溶接され得る。
図２を参照すると、同じくタイプ304ステンレス鋼或いは他の適切な耐腐食性の構造材料から形成され得る内側の殻状体54が、構造的殻状体14内に同軸で取り付けられる。内側の殻状体54の外側直径は、構造的殻状体14の内側のものよりも僅かに小さく、その間に環状の空間を形成する。この環状の空間は、ASTM  Ｂ−29の化学的鉛（chemical lead）ようなガンマ放射線吸収材料56で満たされる。構造的殻状体14、内側の殻状体54、並びに底部の閉鎖板20と上部の閉鎖体26の中に具備され得る鋼鉄も、ガンマ放射線を吸収するのに役立つ。
遮蔽ジャケット28は管状の形状を有し、構造的殻状体14の長さの殆どに亘って取り付けられて取り囲んでいる。遮蔽ジャケット28は、管状の外側の表皮58から形成される。外側表皮58の内側直径は、殻状体14の外側直径よりも大きく、従って中性子放射線を吸収する遮蔽材料60で満たされた環状の空間を形成する。１つの適切な中性子放射線吸収遮蔽材料60は、セメント的に型成形可能な中性子吸収材料のような、水成の（hydrogenous）固体中性子吸収材料である。遮蔽ジャケット28の上方及び下方の端部は、夫々、構造的殻状体14の外側及び外側の表皮58の縁部に溶接される上方及び下方の環状の支持リング62及び63によって閉鎖される。下方の環状支持リング63は、遮蔽ジャケット28の過剰圧力を防ぐステンレス鋼の破裂板を具備する。
一対の細長いレール64は、溶接或いは他の手段によって本体12の内側の殻状体54の内部に固定される。レール64は樽状容器10の中心の長手方向の軸44に平行して方向付けられ、内側の殻状体54の長さに延在する。同じく図６に示される、各レール64は、平らな薄板の帯状体から形成される。レール64は内側の殻状体54の同じ四分円弧内に互いから間隔をとって半径方向に配置される。樽状容器10が水平方向に横たえられる時、レール64はトレーラ或いは他の支持表面上に載る樽状容器本体12の側部に位置する。
各レール64は、硬化ステンレス鋼のような内側の殻状体54を作るのに使用される材料よりも硬い材料から作られるのが好ましく、この材料は缶38に対して溝の無い（non−gausing）低摩擦の表面を提供して、缶38を樽状容器10へ入れるか或いはそこから取出す間に摺動させる。１つの適切な材料はニトロニック60、冷間圧延板（cold reduced sheet）、ASTM  Ａ−240、グレードUN5、521800、RC29.35のステンレス鋼である。
下方の殻状体部分18の底部縁部46及び内側の殻状体54の底部縁部は、各々底部の閉鎖板20に溶接され、それによって次により詳細に説明されるであろうように、本体12の底部端部を封止する。上方の殻状体部分16の上部縁部及び内側殻状体54の上部縁部は、各々環状の封止リング66に溶接される。上部閉鎖板26は、本体12の上部端部を選択的に閉鎖するために環状の封止リング66に固定され得る。
ここで環状の封止リング66の形状を説明するために、図２及び3Aが参照される。封止リング66は、ほぼ長方形の断面を有する主本体の部分を有する。環状の下方のフランジ70は、リング66の内側端部に隣接する本体部分68の下方表面20から下方に向って延在する。下方のフランジ70は、内部の殻状体54の内側直径にほぼ等しい内側直径を有する。
上方の殻状体部分16の上部縁部52は、環状の封止リング66の主本体部分68に溶接されるが、一方で下方のフランジ70の下方縁部は内側の殻状体54の上部縁部に溶接される。両方の溶接部は、環状の封止リング66の全周囲の周りに延在する全貫通溶接である。本体部分68の上部表面は、環状の当接表面74を形成する。環状の上方フランジ76は、環状の封止リング66の外側の周囲に沿って当接表面74から上方へ突出する。
硬化封止表面が、環状の硬化金属インレイ（inlay）78によって当接表面74上に形成される。インレイ78は、環状の封止リング66の基部金属上に硬金属の上張り板を溶接することによって形成されるのが好ましい。環状の封止リング66は、タイプ304ステンレス鋼の鍛造リングを機械加工することによって形成されるのが好ましい。インレイ78はインコネル合金から作られるのが好ましい。インレイ78は環状の封止リング66の本体部分68の内側上方の角部を覆って、その結果当接表面74の内側部分と本体部分68の内側直径の上方部分の両方の上に硬い研磨された表面を作る。インレイ78によって作られる硬い表面は、樽状容器10の接合領域の衝撃の際の恒久的な変形に対して高い耐性がある。
図２及び3Aを参照すると、上部の閉鎖板26は中実の円板のような形状である。上部の板26は、環状の封止表面80を形成する底側部の周囲の周りに形成される環状の凹部を有する。環状の封止表面80の寸法は、環状の封止リング66の当接表面74にほぼ対応する。図3Aに示されるように、上部閉鎖板26は、環状の封止リング66の環状の上方フランジ76内で上部の閉鎖板26を摺動することによって本体12に取り付けられる。そのように取り付けられる時、上部閉鎖板26の封止表面80は、環状の封止リング76の当接表面74に当接する。上部閉鎖板26の底側部の凹部の無い中心部分82は、環状の封止リング66の本体部分68の内側直径の中に受容される。
インレイ78は、環状の封止リング66のために封止表面を提供する。２本の環状の溝84は、インレイ78に重なる上部の閉鎖板26の封止表面80の部分に形成される。図3Aに示されるように、封止体86は溝84の各々の中に受容される。封止体は、変形可能な金属封止体、或いはエラストマの封止体、例えばＯ−リング、或いは代りに成形されたエラストマの如き封止体であり得る。封止体86は、上部の閉鎖板26と環状の封止リング66との間で変形され、溝84内で保持される。
図3Bを参照すると、溝84の各々は、底部表面88、第１の直角の側部表面90、及び第２に内側に角度を付けられた側部表面92を有する、半蟻ほぞ型断面を形成する。本体12が水平方向か或いは垂直方向の何れかに配置され、上部の閉鎖板26が取り除かれる時、溝84の半蟻ほぞ型の形状は、封止体86が溝84内で保持されるということを確実にする。
環状の封止リング68と内側の殻状体54との間の溶接は、気密溶接である。環状の封止リング68と上方の殻状体部分16との間の溶接も気密溶接であると信じられているが、その特性に対してはテストされない。同じように、封止表面80、当接表面74、及び封止体86によって形成される封止接合部も気密である。
上部の閉鎖板26は、環状の封止リング66の当接表面74に形成され、対応して配置されるねじ込み路98の中に上部の閉鎖板26の周囲の周りに均等に間隔を空けて形成される凹部を有する孔96を通して複数のボルト94を取り付けることによって環状の封止リング66に選択的に固定される。排泄腔（図示されていない）は、各ねじ込み路98の基部に具備される。図６を参照すると、２つのモニタ口100は上部の閉鎖板内に形成され、プラグ102によって選択的に封止される。
ここで、底部の閉鎖板20と構造的殻状体14と内部殻状体54との間に形成される気密接合部について説明するために、図２及び４に対して注意が向けられる。底部の殻状体20も中実の円板として形成される。環状のフランジ104は、上部の閉鎖板20の外側周囲から半径方向内側に間隔を置いた所で、底部の閉鎖板20の上部（即ち、内側）表面から上方へ突出している。底部の閉鎖板20が本体12の底部端部上に配置される時、フランジ104の上方縁部は、内側の殻状体54の下方縁部に当接する。フランジ104の上方縁部は、内側の殻状体54の下方縁部に溶接される。下方の殻状体部分18の底部縁部46は底部の閉鎖板20に溶接される。両方の溶接は、底部の閉鎖板20の全周囲の周りに形成される全貫通溶接であり、内側の殻状体54とフランジ104との間の溶接は気密溶接である。下方の殻状体部分18とフランジ104との間の溶接も気密溶接であると信じられているが、その特性に対してテストされない。
排出口106は、底部の閉鎖板20を通って、板の上部（内側）表面から板の外側周囲へ形成され、ねじ込みプラグ110によって蓋をされるねじ込みボルト108で封止される。ねじ込みボルト108及びねじ込みプラグ110は、各々耐漏洩性の封止体（図示されていない）を具備する。口106によって、樽状容器10の内部の空洞40からの液体の排出が可能となる。排出口106は樽状容器の底部で何れの方向にも配置され得る。
図２及び5Aを参照すると、中心のアクセス孔22が底部の閉鎖板20を通って中心に形成される。環状の凹部112は底部の閉鎖板20の底部（即ち、外側）側部に形成され、中心のアクセス孔22の底部部分の直径を効果的に拡大する。凹部112は環状の当接表面114を形成する。インコネルのような、硬金属の上張り板を溶接することによって形成され得る硬化インレイ116は、アクセス孔22に隣接する当接表面114の最も内側の部分の周りに角度を付けて形成される。インレイ116は研磨されて封止表面を形成する。
アクセス覆い板24は、窪み112内に受容される大きさにされた外側直径を有する中実の円板として形成される。環状の窪みが、封止表面118を形成する板の周囲の周りにアクセス覆い板24の上部（即ち、内側）側面に形成される。窪みの無い中心部分120は封止表面118で囲まれている。アクセス覆い板24が底部の閉鎖板20に組立てられる時、アクセス覆い板24は底部の閉鎖板20の窪み112の中に受容され、アクセス板24の中心部分120は中心のアクセス孔22内に受容される。封止表面118は、この取付け配置ではインレイ116を覆う。
図5A及び5Bを参照すると、上部閉鎖板の先に説明された溝84に類似した形状の２つの半蟻ほぞ型環状溝122は、封止表面118内に形成される。更に、封止体（図示されていない）は、溝122内に受容され、封止表面118とインレイ116との間で圧縮されて、ラム閉鎖板24と底部の閉鎖板20との間に気密の封止体を形成する。ラム閉鎖板24はアクセス覆い板24の周囲の周りに、間隔を置いて形成される窪みを有する孔126を通して挿入され、底部の閉鎖板20の当接表面114の対応する場所に形成されるねじ切り路128内に受容される複数のボルト124によって適所に保持される。
底部の閉鎖板20は、タイプ304ステンレス鋼の鍛造品のような、機械鍛造によって形成されるのが好ましい。ラム閉鎖板は、タイプXM−19  ステンレス鋼のような、より高い強度の材料から形成されるのが好ましい。
ここで図６を参照して、遮蔽ジャケット28の構成がより詳細に説明される。先に記したように、遮蔽ジャケット28の外側の表皮58は、上方の殻状体部分16及び下方の殻状体部分18の外側直径よりも大きい。その間に作られる環状の空間は、中性子放射線吸収遮蔽材料60で満たされる。中性子放射線遮蔽材料60は、強い耐荷重材料ではないので、複数の細長い補強材料130は遮蔽材料60内に嵌め込まれる。細長い補強部材130は、樽状容器本体12の中心軸44に平行するように方向付けられる。
図８及び９にも示される、各補強部材130は２本の折り曲げ線でその長さに沿って中央で折り曲げられ、その結果各部材130は平らにされたＶ型断面を形成する。したがって各部材130は、細長い中央部分132と、中央部分132から角度を付けて外側方向に突出している第１及び第２の細長い脚部部分134とを有する。各部材130の中央部分132は、遮蔽ジャケット28の外側の表皮58の内側に溶接される。２本の脚部部分134の各々の突出縁部は構造的殻状体14の外側に接触し、溶接される。これは、遮蔽ジャケット28の構造に“波形”の補強効果を与える。補強部材130は、構造的殻状体14から遮蔽ジャケット28を通って樽状容器10の外側へ熱を伝えて、樽状容器10内に具備される使用済み燃料の崩壊熱を取り除き、更に輸送中に樽状容器を支持するための一体型の構造システムを提供する。
ここで樽状容器10の追加の特徴を説明するために、図１、７、及び８が参照される。樽状容器10は、固定用キー溝構造136を具備する。キー溝構造136は、樽状容器10を確実な輸送のための輸送スキッドに固定される固定のための固着点として働く。キー溝構造136は、本体12の長さのほぼ真ん中で遮蔽ジャケト28を通して形成される細長い弓形の開口部を形成する。キー溝構造136は、半径方向を指向する長さと軸方向を指向する幅を有し、構造的殻状体14へ直接に溶接される４つのフレーム部材から形成される。
ここで図７及び８を参照すると、キー溝構造136の長い側部は、下方の殻状体部分18に円弧状に間隔を置いた配置に装着される弓形の支持ブロック138によって形成される。キー溝構造136の周囲のフレームは、支持ブロック138の向い合う端部を横切って溶接される２つの長手方向を指向する結合棒部材140によって完成される。支持ブロック138及び結合棒140の各々は下方の殻状体部分18に溶接され、長方形のフレームを協同して形成する。窪み142は、支持ブロック138及びそれによって形成されるフレームの内側周囲の周りの結合棒140の各々の外側表面内に形成される。
支持ブロック138及び結合棒140によって形成される周囲のフレームは、支持ブロック138及び結合棒140に適合する弓形の当て板144によって更に補強される。当て板144は遮蔽ジャケット28の内部に配置され、下方の殻状体部分18、並びに支持ジャケット138及び結合棒140に直接に溶接される。遮蔽ブロック28の外側の表面58も、結合棒140及び支持ブロック138に溶接される。
当て板144、結合棒140、及び支持ブロック138は、使用中にそれらの上にかかる応力のために、タイプXY−19のステンレスのような高強度の金属から形成されるのが好ましい。過剰な負荷がキー溝構造136に加えられた場合には構造的殻状体14の完全性よりもむしろキー溝構造136が犠牲にされることが望ましいので、キー溝構造136と下方の殻状体部分18と遮蔽ジャケット28の外側表皮58との間の溶接部は比較的に小さい。これによって、キー溝構造136上に過剰な負荷が加えられた際に、キー溝構造136が構造的殻状体14の破損に先立って壊れることが確実となる。
ここで上方のトラニオン30及び下方のトラニオン34の構成が、夫々図９及び10を参照して説明されるであろう。上方のトラニオン30及び下方のトラニオン34は、記載されたものを除いて同じように作られる。従って、同じ説明が下方のトラニオン34に応用されることが理解されるので、上方のトラニオン30のみが説明されるであろう。上方のトラニオン30は、シリンダ型の本体146を有する。環状のフランジ148は、本体146の中間部の周りに形成される。窪み150は本体146の円形の面152の一方に形成され、本体146の内側に十分に延在して、腔154を形成する。従って本体146は、中空の形状を有する。フランジ148と第１の面152との間のトラニオン本体146の部分は、シリンダ形の基部156を形成する。
内側の腔154は、中性子放射線吸収遮蔽材料60で満たされる。中性子遮蔽材料60は、凹部150内に受容され且つ適所に溶接される円形の裏板158によって蓋をされて保持される。中性子吸収材料60の存在によって、上方のトラニオン30を通る中性子の流出は少なくなる。
シリンダ形の支持突出部160は、トラニオン本体146の第２の円形表面162から突出している。環状のフランジ164は、支持突出部160の端部の周りに形成される。支持突出部160、フランジ164、及び第２の円形面162は、樽状容器10の輸送のために対応する輪郭付きのホックによって把握され得る支持溝を協同して形成する。複数の孔166がフランジ48を通って上方のトラニオン30の周囲の周りに間隔を置いて形成されて、ボルト168によって樽状容器10へ固定される。
下方のトラニオン34は、シリンダ形の支持突出部160がトラニオン本体146から突出していないことを除いて、上方のトラニオン30と同様に形成される。更に、内側の腔154は中性子遮蔽材料で満たされておらず、裏板158も具備されていない。
上方のトラニオン30は、上方のトラニオン装着スリーブ32との係合によって樽状容器本体12に選択的に且つ取り外し可能に固定され得る。上方のトラニオン装着スリーブ32は上方の殻状体部分16を通って、突き出ており且つそれに溶接される管状のスリーブから構成される。円形の孔170は、上方のトラニオン装着スリーブ32にとって望ましい場所で上方の殻状体部分16を通って形成される。同様に指向する孔は、遮蔽ジャケット28の外側表皮58を通って形成される。上方のトラニオン装着スリーブ32は遮蔽ジャケット28及び上方の殻状体部分16を通して取り付けられ、その結果上方のトラニオン装着スリーブ32の中心軸（図示されていない）は、樽状容器本体12の長手方向の軸44に関して半径方向を指向している。
上方のトラニオン装着スリーブ32は、その周囲の周りで上方の殻状体部分16に完全に溶接される。更に、遮蔽ジャケット28の外側表皮58と上方のトラニオン装着スリーブ30との間に溶接部が形成される。円形のトラニオン充填板171は、上方のトラニオン装着スリーブ32内に取り付けられ、上方の殻状体部分16の弧の形と一致するように、トラニオン装着スリーブ30の半径方向内側端部に配置される。トラニオン充填板（fillar plate）170は、上方のトラニオン装着スリーブ32の半径方向内側の端部を封止するように、上方のトラニオン装着スリーブ32の内側に溶接される。
環状の凹部172が、上方のトラニオン装着スリーブ32の入り口の周りに形成される。樽状容器10上の適所に上方のトラニオン30を固定するために、上方のトラニオン30の円形の基部156が、上方のトラニオン装着スリーブ32によって形成される内側通路174内に摺動可能に受容され、上方のトラニオン30のフランジ148は凹部172内に受容される。上方のトラニオン装着スリーブ30の内側通路174と凹部172との、並びに上方のトラニオン30のベース156及びフランジ148の寸法の公差はきっちりと制御され、その結果非常にきっちりした摺動嵌合が、上方のトラニオン30と上方のトラニオン装着スリーブ32との間に形成される。これによって、上方のトラニオン30が上方のトラニオン装着スリーブ32内で斜めに（cock）され得なくなることが確実にされる。
ボルト168は、上方のトラニオン30の孔166及びフランジ148を通って、上方のトラニオン装着スリーブ32の凹部172に形成され、対応して配置される捩じ込み路176へ取り付けられる。
このように、上方のトラニオン30は別々になった上方のトラニオン30及び上方のトラニオンの装着スリーブ32を使用する、２部品の装着であるために、樽状容器10の持ち揚げが要求されない時、上方のトラニオン30は、所望により取り除かれ得る。更に、上方のトラニオン装着スリーブ32は上方のトラニオン30を受容し保持するので、ボルト168は、剪断及び引っ張りの荷重からほぼ隔離され、その代りにその負荷は上方のトラニオン30から上方のトラニオン装着スリーブ32へ、それから構造的殻状体14へ伝えられる。この構造は、上方のトラニオン30が樽状容器10及びその中の内容物の重量を持ち揚げるために把握される時、上方のトラニオン30が構造的殻状体14をちぎり取らないことを確実にするのを助ける。
上方のトラニオン装着スリーブ32及び上方のトラニオン30は、タイプMX−19のステンレス鋼のような、高強度の金属から形成されるのが好ましい。トラニオンの裏板158は、タイプ304ステンレス鋼或いは他の適切な金属から形成され得る。
図10を参照すると、ここに記されるものを除いて、上方のトラニオン・スリーブ32が構成されて、上方の殻状体部分16に固定されたように、下方のトラニオン装着スリーブ36は同様に構成されて、下方の殻状体部分18に固定される。下方のトラニオン34上に加えられる応力は上方のトラニオン30の上に加えられるもの程大きくないので、下方のトラニオン34のフランジ148を受容するため窪み172は、下方のトラニオン装着スリーブ36の外側面に形成されない。むしろ、下方のトラニオン装着スリーブ36の軸方向の長さは、対応して縮小され、下方のトラニオン34のフランジ148は下方のトラニオン装着スリーブ36の環状の外面178に当接する。
ここで図11Aを参照すると、樽状容器10が缶38で負荷された時はしばしば、樽状容器10は適切な位置で一時的に停めて置かれるであろう。そのような時の間、上方のトラニオン30及び下方のトラニオン34を樽状容器10上に装着することは要求されない。そのような場合、トラニオン30及び34を取除き且つ上方のトラニオン装着スリーブ36をトラニオン遮蔽体180で、トラニオン装着スリーブ32をトラニオン遮蔽体181で蓋をすることによって、トラニオン30を流れ通る中性子及びトラニオン34を流れ通るガンマ線を更に減らすことが望ましい。トラニオン遮蔽体180は中性子遮蔽材料60（図示されていない）で満たされ、上方のトラニオン装着スリーブ32にボルトで固定される金属円板である。トラニオン遮蔽体180は、上方のトラニオン装着スリーブにボルトで固定される中実の金属円板である。
加えて、輸送中でない時、キー溝構造136は使用されていない。そのような時は、キー溝構造136を覆うためにキー溝遮蔽体182（同じく図１に示される）を装着するのが望ましい。キー溝遮蔽体182も中性子遮蔽材料60で充填され、上部板184をボルトで固定されることによってキー溝構造136のフレームに固定される。これも、キー溝構造136を通って流れる中性子を減らすであろう。
最後に、樽状容器10から缶38を降ろす間、下記で簡単に説明されるように、底部の閉鎖板20からアクセス覆い板24を取外すことが必要である。アクセス覆い板24が樽状容器10から取外される時まで、実際には中心アクセス孔22を通してラムを挿入する必要がない時の間、アクセス孔遮蔽組立て186は、アクセス孔22を覆うように底部の閉鎖板20に中心に固定される。
図11Bを参照すると、アクセス孔遮蔽組立て186は環状のリング192によって一緒に固定される２枚の環状の板190から形成される環状の第１の遮蔽部材188から構成される。孔194は板190を通って中央に形成され、内部のリング196はこの孔194の境界を形成する。第１の遮蔽部材188の内部は、中性子吸収遮蔽材料60で充填される。同じように構成された第２の遮蔽部材198も使用される。遮蔽部材198も円板のように形成されるが、遮蔽部材188よりも直径が小さく、中央の孔を具備しない。それも中性子吸収遮蔽材料60で充填される。遮蔽部材198は遮蔽部材188内の孔194の周りで第１の遮蔽部材188から外側へ延在している複数のハンガ200によって支持される。遮蔽部材198と遮蔽部材188の両方が使用されると、中央アクセス孔22の全領域が遮蔽される。
図12、13、及び14を参照すると、別の態様に置いて、本発明は、輸送中の使用済み核燃料のための輸送用樽状容器を支持し保護するためのスキッドに関する。図12は、本発明に基づいて形成されるスキッド220によって取り囲まれる輸送用樽状容器、及び使用済み核燃料輸送用樽状容器のための衝撃リミッタ（Impact Limiter For Spent Nuclear Fuel Transportation Cask）という名称の特許出願に於いて開示された発明に基いて形成される一対の衝撃リミッタ222を具備する従来のトレーラ226を図示する。図12に於て、輸送用樽状容器はスキッド220及び衝撃リミッタ222によって完全に覆われるので見えない。更にスキッド220は、スキッド220及び輸送用樽状容器を更に覆い隠すエキスパンデッド・メタル224のカーテンによって取り囲まれる。エキスパンデッド・メタル224のカーテンは、スキッド220及び輸送用樽状容器を太陽光線から遮蔽するために、スキッド220の周りに配置される。図12に於て、輸送用樽状容器の長手方向の軸はトレーラ226の長さ方向に平行する。衝撃リミッタ222は、ほぼシリンダ型の輸送用樽状容器の向い合う端部上に配置される。スキッド220は、下記でより詳細に説明されるように、衝撃リミッタ222の間でその長さに沿って輸送用樽状容器を支持する。
主として図13及び14を参照すると、輸送スキッド220は下方の支持部材290及び上方の保持部材292を具備する。下方の支持部材290は垂直方向の及び横方向の樽状容器の重さを支え、輸送用樽状容器の長手方向の軸に垂直に置かれた複数の平行に間隔を開けた板294を具備する。板294は、ほぼ正方形であり、使用時に輸送トレーラの荷台の上に載る外側の周囲部分を具備する。板294の内側の周囲は、示された実施例に於て、半円形であり且つ輸送用樽状容器の外側表面の一部分と嵌り合う細長い窪み部を具備する。支持部材290の細長い窪み部の底部には、細長い窪み部の底部に沿って縦方向に、且つ細長い窪み部の側部の上へ横方向に延在している板を具備するサドル291がある。示された実施例に於て、サドル291は、細長い窪み部の底部の半径の約３分の１を占める。サドル291の長さに沿って中心に配置される細長い窪み部の底部には、輸送用樽状容器上で固定用具のキー溝構造（図１に於ける136）と嵌り合うための剪断キーとして働く上方へ突出している長方形のブロック296がある。ブロック296は輸送用樽状容器と協同して、樽状容器のために軸方向の剪断の負荷を支えるための独立手段を提供する。下方の支持部材290の間隔を置いて配置された板294は、輸送用樽状容器の長手方向の軸に平行して延在する複数の長手方向の鰭状体201によって連結される。示された実施例に於いて、板294は１インチのスチール板から作られ、鰭状体201は２分の１インチ厚のスチール板から作られる。板294は、樽状容器から下方向の、垂直方向の、及び横方向の負荷に対して輸送用樽状容器を支持する。
上方の保持手段292は、樽状容器のために垂直方向上方への負荷を支持し、輸送用樽状容器の長手方向の軸に垂直に置かれた複数の間隔を置いて配置された板を具備する。示された実施例に於いて、板298の内側周囲は、支持部材290内の細長い窪み部の鏡像である倒立の半円形の管を具備する。板298の外側の周囲は、この内側の周囲とほぼ同心である。上方の保持部材292も、輸送用樽状容器の長手方向の軸に平行して配置される複数の平行な長手方向の鰭状体202を具備する。示された実施例に於いて、板298及び鰭状体202は、アルミニウムのような金属から作られる。上方の保持部材292及び下方の支持部材290は互いに合わされた、中性子遮蔽材料（図２に於ける60）を完全に覆うシリンダ型の腔を形成する。
上記で説明されたように、中性子放射線遮蔽材料は強力な耐荷重材料ではなく、従って複数の細長い補強部材（図６に於ける130）が遮蔽材料内に嵌め込まれる。細長い補強部材は、樽状容器本体の中心軸に平行するように方向付けられる。鰭状体201と鰭状体202との間の半径方向の空間は、輸送用樽状容器が長方形のブロック296と嵌め合わされる時に、中性子放射線遮蔽材料内の細長い補強部材130の中心部分132が、長手方向の鰭状体201及び202に沿ってアラインされ、載せられる様なものである。従って中性子遮蔽材料は樽状容器の重さを支えず、むしろ長手方向の鰭状体の上に載っている細長い補強部材が樽状容器の重さを支えるために働く。
ここで樽状容器の使用について簡単に説明される。缶38を樽状容器10の中へ入れるのが望ましい時、アクセス覆い板24が底部の閉鎖板20に固定される一方で、上部の閉鎖板26は樽状容器本体12から取り外される。缶38は樽状容器本体12の内側腔40内へ入れられる。これらの作業はプールの中でか或いはさもなくば工業的方法に基いて行われる。この時の間の開放した樽状容器の移送は、上方のトラニオン30を把握して樽状容器10を持ち揚げることによって行われる。水が樽状容器10の内部から排出され、且つ樽状容器10が一般的な工業的方法に基いて乾燥された後で、上部閉鎖板26は樽状容器本体12に固定される。
ここで樽状容器10は、再び上方のトラニオン30で引っ掛けられて持ち上げられ、樽状容器10を輸送トレーラへ向って移動する。引き揚げられる間、樽状容器10は上方のトラニオン30によって支持される樽状容器の重量によって垂直方向に方向付けられる。それから樽状容器10はトレーラ上で水平方向に再配置され、その作業中に下方のトラニオン34は樽状容器を安定させて再配置するのに使用される。これで樽状容器10は、キャニスタ38が水平方向の貯蔵モジュール或いは他の貯蔵モジュール内に入れられる場所に輸送され得る。
樽状容器10が輸送場所に到達すると、上部の閉鎖板26が取り外され、開放した樽状容器本体12の上部端部は予定の貯蔵モジュールと結合される。それからアクセス覆い板24は取り外され、中性子の流出を減らすためにアクセス孔遮蔽組立て186と交換される。樽状容器10から貯蔵モジュールへ缶38を移送する時、第２の遮蔽部材198は、アクセス孔遮蔽組立て186から取り外される。それでラムが、残りの遮蔽部材198及びアクセス孔22を通って、樽状容器本体12の内側の腔40へ挿入され得る。それからラムは、環状の封止リング66によって形成される、樽状容器本体12の開放端部を通って移動する時にレール64上を摺動する、缶38を押す。こうして缶38は貯蔵モジュール内へ移動する。缶38の移送が完了すると、樽状容器10は再び組立てられて、再び使用され得る。
輸送のためには、上記で説明されたものと逆の作業が行われて、缶を樽状容器へ取戻す。樽状容器は、上記で説明されたように、トレーラから持ち上げられて、キー溝構造136と係合する剪断キーを具備する。適切な輸送スキッド上に配置される。トラニオン30及び34は取り外され、トラニオン遮蔽体180及び181が取付けられる。
本発明は好ましい実施例に関して上で説明されたが、一般的な当業者には色々な変形例、変更例、及び代替例が本発明の範囲内で作られ得るということは容易に理解されるべきである。例えば、説明されたもの以外の材料は、ここで説明された限定要素に合うならば、樽状容器10の構成要素を形成するために使用され得る。従って、ここで認められる特許文書の範囲は、添付の請求の範囲の中に含まれる説明のみによって限定されることが意図される。
【図１】
0003566294.tif 000002
【図７】
0003566294.tif 000003
【図２】
0003566294.tif 000004
【図３Ａ】
0003566294.tif 000005
【図３Ｂ】
0003566294.tif 000006
【図４】
0003566294.tif 000007
【図５Ａ】
0003566294.tif 000008
【図５Ｂ】
0003566294.tif 000009
【図６】
0003566294.tif 000010
【図８】
0003566294.tif 000011
【図９】
0003566294.tif 000012
【図１０】
0003566294.tif 000013
【図１１Ａ】
0003566294.tif 000014
【図１１Ｂ】
0003566294.tif 000015
【図１２】
0003566294.tif 000016
【図１３】
0003566294.tif 000017
【図１４】
0003566294.tif 000018