KR20060044398A

KR20060044398A - 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20060044398A
Application number: KR1020050022649A
Authority: KR
Inventors: 크리시나 씽
Original assignee: 홀텍 인터내셔날, 인크.
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-05-16
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: EP1585141A1; EP2075799B1; ES2394236T3; ATE424028T1; ES2320675T3; KR101123651B1; DE602005012884D1; JP2005265851A; EP1585141B1; JP4959142B2; EP2075799A1

Abstract

고준위 폐기물을 지반면 아래에 저장하기 위한 시스템 및 방법이 고준위 폐기물 저장 캐비티의 적절한 환기를 수행한다. 일 태양에 있어서, 본 발명은 고준위 폐기물 캐니스터를 수용 및 저장하기 위한 캐비티, 지반면 아래에 위치 설정되는 캐비티의 주요부 및 지반면 위 입구로부터 캐비티 내부의 지반면 아래 출구로 연장하는 하나 이상의 입구 환기 덕트를 포함하는 시스템이다. 다른 태양에 있어서, 본 발명은 캐니스터를 수용하기 위한 캐비티를 가지는 본체, 대기 입구로부터 캐비티 내부 출구까지의 통로를 형성하는 입구 환기 덕트 및 캐니스터의 바닥 표면이 출구의 상부보다 아래가 되도록 캐니스터를 캐비티 내에 지지하기 위한 하나 이상의 지지부를 포함하는 시스템이다. 다른 태양에 있어서, 본 발명은 이러한 시스템을 사용하여 고준위 폐기물 캐니스터를 저장하는 방법이다.

고준위 폐기물, 캐비티, 캐니스터, 입구 환기 덕트, 통로

Description

고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR STORING HIGH LEVEL WASTE}

도1은 종래 기술 VVO의 상면 사시도.

도2는 폐연료 캐니스터가 내부에 배치되어 있는 본 발명의 실시예에 따른 지하 VVO의 측단면도.

도3은 지면으로부터 제거된 도2의 지하 VVO의 사시도.

도4는 도2의 지하 VVO와 함께 사용되는 리드의 대안 실시예의 저면 사시도.

도5는 ISFSI에 저장된 본 발명의 실시예에 따른 지하 VVO의 어레이의 사시도.

도6은 도2의 영역 VI-VI의 측단면도.

도7은 캐비티로부터 폐연료 캐니스터가 제거되고 리드가 제거되어 있는, 지면으로부터 제거된 도2의 지하 VVO의 상면도.

도8a는 입구 및 출구 환기 덕트의 제1 대안 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 지하 VVO의 개략 단면도.

도8b는 입구 및 출구 환기 덕트의 제2 대안 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 지하 VVO의 개략 단면도.

도8c는 입구 및 출구 환기 덕트의 제3 대안 구성을 가지는 본 발명의 실시예 에 따른 지하 VVO의 개략 단면도.

도8d는 지하 VVO의 본체가 지면과 실질적으로 표면일치(flush)되어 있는 본 발명의 실시예에 따른 지하 VVO의 개략 단면도.

도8e는 지하 VVO의 본체가 지면과 실질적으로 표면일치되어 있으면서, 입구 및 출구 환기 덕트의 대안 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 지하 VVO의 개략 단면도.

도9는 본 발명의 실시예에 따른 폐핵연료를 저장하기 위한 내부 구조물의 상면 사시도.

도10은 기부 위에 위치되고, 지반면 아래 구멍 내로 하강된 도9의 내부 구조물의 개략도.

도11은 지반면 아래의 구멍이 토양으로 충전되어 있는 도10의 배열체의 개략도.

도12는 지반면 아래의 구멍이 토양으로 완전히 충전되어 있는 도10의 배열체를 예시하는 개략도.

도13은 폐연료 캐니스터가 내부 구조물 내에 탑재되고, 그 위에 리드가 위치되어 있는 도12의 배열체를 예시하는 개략도.

도14는 입구 및 출구 환기 덕트를 위한 대안적인 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 구조물의 개략도.

도15는 입구 환기 덕트가 없는 본 발명의 실시예에 따른 저온 폐연료를 저장하기 위한 일체형 구조물의 개략도.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명>

20 : VVO

21 : VVO 본체

22 : 기부

24 : 상단부

25 : 입구 환기 덕트

26 : 캐비티

27 : 지반면 위 입구

28 : 지반면 아래 출구

34 : 쉘

36 : 출구 공기 플레넘

38 : 바닥 플레이트

41 : 리드

42 : 출구 환기 덕트

본 출원은 2005년 2월 10일 출원된 미국 특허 출원 제11/054,869호, 2005년 2월 10일 출원된 미국 특허 출원 제11/054,897호, 2005년 2월 10일 출원된 미국 특허 출원 제11/054,898호의 우선권을 청구하고, 그 모든 것은 2004년 3월 18일 출원 된 미국 특허 출원 제10/803,620호의 우선권을 청구한다.

본 발명은 일반적으로 고준위 폐기물을 저장하는 분야에 관한 것이고, 특히 환기형(ventilated) 수직 모듈에서 폐핵연료와 같이 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

핵 반응기의 작동에서, 그 에너지가 소정의 레벨로 완전히 고갈된 후 연료 조립체를 제거하는 것이 관례이다. 제거 시에, 이 폐핵연료는 매우 높은 방사능을 갖고 상당한 열을 생성하며, 그 포장, 운반 및 저장에 큰 주의가 요구된다. 방사능 노출로부터 환경을 보호하기 위해, 폐핵연료는 먼저 캐니스터(canister)에 위치된다. 적재된 캐니스터는 그 후 운반되고 캐스크(cask)로 불리는 큰 원통형 용기에 저장된다. 운송 캐스크는 한 위치에서 다른 위치로 폐핵연료를 운반하는데 사용되지만, 저장 캐스크는 소정의 기간 동안 폐핵연료를 저장하는데 사용된다.

전형적인 원자력 발전소에서, 개방형 빈(opening empty) 캐니스터는 먼저 개방 운송 캐스크에 위치된다. 운송 캐스크 및 빈 캐니스터는 그 후 물 웅덩이에 침지된다. 폐핵연료는 캐니스터에 적재되지만 캐니스터 및 운송 캐스크는 물 웅덩이에 침지된 채로 유지된다. 일단 폐핵연료로 완전히 적재되면, 리드가 웅덩이에 있는 동안 캐니스터의 상부에 전형적으로 위치된다. 운송 캐스크 및 캐니스터는 그 후 물 웅덩이로부터 제거되고, 캐니스터 리드가 그 위에 용접되고 리드는 운송 캐스크 상에 설치된다. 캐니스터는 그 후 적절하게 탈수되고 불활성 가스로 충전된다. (적재된 캐니스터를 보유하는) 운송 캐스크는 그 후 저장 캐스크가 위치되는 위치로 운반된다. 적재된 캐니스터는 그 후 오랜 기간 저장을 위해 운송 캐스크에 서 저장 캐스크로 운송된다. 운송 캐스크에서 저장 캐스크로의 운송 동안, 적재된 캐니스터가 환경에 노출되지 않는 것은 필수적이다.

일 형태의 저장 캐스크는 환기형 수직 오버팩("VVO")이다. VVO는 주로 철강과 콘크리트로부터 주로 제조되는 대형의 구조물이고 폐핵연료로 적재된 캐니스터를 저장하는데 사용된다. VVOs는 지면 위에 세워지고 전형적으로 원통 형상이고 150톤 이상의 중량을 갖고 종종 16피트보다 큰 높이를 갖는 매우 큰 것이다. VVOs는 전형적으로 편평한 바닥, 폐핵연료의 캐니스터를 수용하는 캐비티를 갖는 원통형 본체 및 제거가능한 상부 리드를 갖는다.

폐핵연료를 저장하기 위해 VVO를 사용할 때, 폐핵연료로 적재된 캐니스터는 VVO의 원통형 본체의 캐비티에 위치된다. 폐핵연료가 저장을 위해 VVO에 위치될 때 상당한 량의 열을 발생시키기 때문에, 이 열 에너지가 VVO 캐비티로부터 이탈하는 수단을 구비하는 것이 필요하다. 이 열 에너지는 VVO 캐비티를 환기시킴으로써 캐니스터의 외측 표면으로부터 제거된다. VVO 캐비티를 환기시킬 때, 냉각 공기는 바닥 환기 덕트를 통해 VVO 챔버로 진입하고, 적재된 캐니스터를 지나 상향으로 유동하며, 상부 환기 덕트를 통해 상승된 온도로 VVO를 나간다. 존재하는 VVOs의 바닥 및 상부 환기 덕트는 도1에 도시된 바와 같이 각각 VVO 원통형 본체의 바닥 및 상부 근처에 주연 방향으로 위치된다.

열이 캐니스터로부터 이탈할 수 있도록 VVO 캐비티가 통기되는 것이 필요하지만, VVO가 적절한 방사능 차폐를 제공하고 폐핵연료가 외부 환경에 직접 노출되지 않게 하는 것이 필수적이다. 오버팩의 바닥 근처에 위치된 입구 덕트는 안전에 대해 방사능 노출의 특히 취약한 부분이고, 적재된 오버팩을 모니터링하기 위한 감독관은 짧은 기간 동안 덕트에 매우 인접하게 위치하여야 한다.

추가적으로, 폐핵연료로 적재된 캐니스터는 운송 캐스터로부터 저장 VVO로 운송될 때, 운송 캐스터는 캐니스터가 저장 VVO의 캐비티 안으로 하강될 수 있도록 저장 VVO 상부에 스택된다. 대부분의 캐스크는 매우 큰 구조물이고 250,000Ibs.까지 중량을 가질 수 있고 16피트 이상의 높이를 가질 수 있다. 저장 VVO/캐스크 상부에 운송 캐스크를 스택하는 것은 넓은 공간, 큰 오버헤드 크래인 및 안정화를 위한 가능한 억제 시스템을 요구한다. 종종, 이러한 공간은 원자력 발전소 내에 이용가능하지 않다. 최종적으로, 지면 위의 저장 VVOs는 지면 위 적어도 16피트에 서 있어서, 테러리스트의 상당히 큰 공격 대상이 된다.

도1은 전통적인 종래 기술의 VVO(2)를 도시한다. 종래 기술의 VVO(2)는 편평한 바닥부(17), 원통형 본체(12) 및 리드(14)를 포함한다. 리드(14)는 볼트(18)에 의해 원통형 본체(12)에 고정된다. 볼트(18)는 만약 종래 기술의 VVO(2)가 전복되면 본체(12)로부터 리드(14)의 분리를 방지하도록 작용한다. 원통형 본체(12)는 상부 환기 덕트(15) 및 바닥 환기 덕트(16)를 구비한다. 상부 환기 덕트(15)는 원통형 본체(12)의 상부에 또는 그 근처에 위치되지만, 바닥 환기 덕트(16)는 원통형 본체(12)의 바닥에 또는 그 근처에 위치된다. 바닥 환기 덕트(16)와 상부 환기 덕트(15) 양쪽은 원통형 본체(12)의 원주 둘레에 위치된다. 전체 종래 기술의 VVO(2)는 지반면(grade) 위에 위치된다.

본 발명의 목적은 운송 캐스크가 저장 VVO 상부에 스택되는 경우 스택 조립체의 높이를 감소시키는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수직 공간이 덜 요구되는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고준위 폐기물의 적절한 환기를 제공하면서 저장 동안 하위등급(subgrade)의 방사능 차폐 특성을 이용하는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 완전히 공인된 원자력 발전소 구조물 내에서 이용가능한 동일 또는 그 이상 레벨의 작동식 안전 장치를 제공하는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 지진 및 다른 대참사에 의해 존재하는 위험을 감소시키고 저장된 캐니스터에 세계 무역 센터 또는 팬타곤형의 공격으로부터 잠재적인 손상을 사실상 제거할 수 있는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 운송 캐스크로부터 저장 VVO로 고준위 폐기물의 환경친화적 운송을 허용하는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 지반면 아래에 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 환경에 방사되는 방사능의 양을 감소시키는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 또 다른 목적은 "스마트 플러드(smart flood)" 상황을 포함하는 플러드 상황 동안 저장된 캐니스터로부터 적절한 열 제거 능력을 제공하는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

이러한 및 다른 목적은 일 태양이 고준위 폐기물 캐니스터를 수용하고 저장하기 위한 캐비티를 구비한 본체 및 지반면 아래에 위치된 본체의 일부를 포함하는 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템인 본 발명에 의해 충족되고, 상기 본체는 지반면 위 입구로부터 캐비티의 지반면 아래 출구까지 연장된 적어도 하나의 입구 환기 덕트를 구비한다. 지반면 위로부터 지반면 아래 지점의 캐비티까지 연장된 본체에 입구 환기 덕트를 제공함으로써, 하부등급의 방사선 차폐 특성은 대기를 구비한 캐비티로 캐니스터의 환기를 방해하지 않고 고준위 폐기물 캐니스터용으로 이용될 수 있다. 고온 고준위 폐기물로 적재하는 경우, 냉각 대기가 지반면 위 입구로 진입하고, 입구 환기 덕트를 통해 진행하고, 그 바닥부에 또는 그 근처에서 바람직하게 캐비티로 진입한다. 고준위 폐기물로부터의 열은 냉각 공기를 가열해서 캐비티 내에 상승을 야기한다. 가열된 공기는 그 후 리드 또는 본체의 지반면 위 개구에 위치된 출구 환기 덕트를 통해 캐비티로 진입한다. 따라서, 고준위 폐기물 캐니스터의 지반면 아래 저장은 고준위 폐기물용의 적절한 열 환기를 제공하면서 용이하게 한다.

바람직하게는, 입구 환기 덕트의 지반면 위 입구는 본체의 측벽에 있다. 지 반면 위 입구가 본체의 측벽에 있는 경우, 입구 환기 덕트는 신장형의 사실상 S자형상일 수 있다. 충분한 환기를 제공하기 위해, 두 개의 입구 환기 덕트가 본체의 대향 측벽의 본체에 구비되는 것이 바람직하다. 통기 스크린은 바람직하게는 입구 환기 덕트의 지반면 위 입구를 덮기 위해 제공된다.

본체는 바람직하게는 콘크리트로 구성되고 캐비티 및 환기 덕트는 본체가 FSAR 한계치 이상으로 가열되는 것을 방지하고 입구 환기 덕트로 진입하는 냉각 공기가 캐비티로 진입하기 전에 가열되는 것을 방지하기 위해 콘크리트 본체로부터 절연될 수 있다. 입구 환기 덕트 및 캐비티는 바람직하게는 밀폐식으로 밀봉되는 일체형 편이 되도록 건설되어, 지반면 아래 액체의 진입을 방지한다. 이는 캐비티 내부의 부식 가능성을 감소시킨다. 본 실시예에서, 철강 쉘은 캐비티를 정렬시키도록 구비될 수 있고 입구 환기 덕트는 철강 라이닝으로 구성될 수 있다. 쉘 및 입구 환기 덕트는 그 후 밀폐식 밀봉을 달성하도록 함께 용접될 수 있다. 쉘과 입구 환기 덕트와 또한 일체형인 바닥 판은 캐비티 아래에 구비될 수 있다. 시스템은 또한 보강 콘크리트 슬래브와 같은 본체가 위치되는 기부를 포함할 수 있다.

시스템은 또한 캐비티의 바닥/플로워 상에 위치된 지지 블록을 구비할 수 있다. 바람직하게는, 이러한 지지 블록은 주연 방향으로 이격되고 캐니스터가 저장용 캐비티에 위치되는 경우 캐비티의 바닥면과 고준위 폐기물의 캐니스터 사이에 입구 공기 플레넘(inlet air plenum)을 제공한다. 입구 공기 플레넘의 존재는 캐비티의 최적 환기를 용이하게 하는 것을 돕는다. 지지 블록은 저탄소강으로 형성될 수 있다. 이후 설명되는 바와 같이, 본 발명의 몇몇 태양에서, 지지 블록과 캐 비티 안으로의 입구 환기 덕트의 지반면 아래 출구(즉, 개구) 사이의 상대 높이는 플러드 상황 동안의 과열에 대해 보호한다.

고준위 폐기물의 저장 동안, 시스템은 바람직하게는 본체 위에 위치되어 캐비티를 덮는 리드를 더 포함한다. 바람직하게는, 고준위 폐기물 캐니스터가 캐비티에 위치되고 리드가 캐비티를 둘러싸는 본체 상부에 위치되는 경우, 출구 공기 플레넘은 캐니스터와 리드 사이에 존재한다. 리드는 본체 상부에 위치되는 경우 캐비티 안으로 돌출하는 전단 링(shear ring)을 포함하는 것이 바람직하다. 전단 링은 지진, 충격용 미사일 또는 다른 발사체로부터 측방향 힘에 대해 큰 전단 저항을 제공하고, 따라서, 시스템의 방사능 차폐 성능을 유지시킨다.

리드는 또한 바람직하게는 가열된 공기가 캐비티로 나가게 하기 위해 적어도 하나의 출구 환기 덕트를 포함한다. 이 출구 환기 덕트는 예를 들어, 리드의 측벽의 수평 통로일 수 있다. 본 실시예에서, 리드의 출구 환기 덕트는 본체의 입구 환기 덕트의 지반면 위 입구로부터 주연 방향으로 방위각상으로 분리된다. 이는 리드를 통해 캐비티로 진입하는 가열된 공기가 본체의 입구 환기 덕트 및 캐비티 안으로 다시 유입되는 것을 방지한다. 다른 실시예에서, 출구 환기 덕트는 VVO 그자체의 본체에 위치될 수 있다.

본체의 주요부는 지반면 아래에 위치되는 것이 바람직하고, 특히 본체는 지반면 위 약 42인치 보다 작게 연장되는 것이 바람직하다. 또한, 캐비티 높이의 주요부는 고준위 폐기물 캐니스터가 캐비티 안으로 하강되는 경우, 캐니스터의 적어도 주요부가 지반면 아래에 있도록 지반면 아래에 있는 것이 바람직하다.

다른 태양으로, 본 발명은 상술된 시스템을 제공하고 적어도 하나의 출구 환기 덕트를 구비하는 단계와, 캐니스터의 주요부가 지반면 아래에 있도록 고준위 폐기물을 캐비티 안으로 하강시키는 단계와, 캐비티를 둘러싸도록 본체 상부에 리드를 위치시키는 단계를 포함하는 고준위 폐기물을 저장하는 방법이며, 여기서 캐니스터의 환기는 본체의 입구 환기 덕트를 통해 캐비티에 진입하는 냉각 공기에 의해 구비되고, 냉각 공기는 고준위 폐기물에 의해 캐비티 내에서 가열되고, 따뜻한 공기는 출구 환기 덕트를 통해 캐비티를 나간다. 본 발명의 방법을 수행하는데 사용되는 시스템은 상술된 임의의 특정 형상을 포함할 수 있다.

또 다른 태양으로, 본 발명은 고준위 폐기물 캐니스터를 수용하고 저장하기 위한 상부, 바닥부, 바닥면을 가진 캐비티를 구비한 본체와, 대기 입구로부터 캐비티 바닥부에 또는 그 근처의 출구까지 통로를 형성하는 적어도 하나의 입구 환기 덕트와, 캐비티의 상부에 또는 그 근처로부터 대기까지 통로를 형성하는 적어도 하나의 출구 환기 덕트와, 공기 플레넘이 고준위 폐기물의 캐니스터 바닥부와 캐비티의 바닥면 사이에 형성되도록 캐비티에 고준위 폐기물 캐니스터를 지지하는 수단을 포함하는 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템이며, 지지 수단은 캐니스터의 바닥부가 출구의 상부보다 하부에 있도록 캐비티의 고준위 폐기물 캐니스터를 지지한다. 바람직하게는, 지지 수단은 캐니스터의 바닥부가 출구의 상부 아래 적어도 2인치에 있도록 캐비티의 고준위 폐기물 캐니스터를 지지한다.

본 발명의 이 태양에서, VVO의 본체는 지반면 위에 전체 또는 부분적일 수 있다. 본체의 적어도 일부가 지반면 아래에 위치되는 경우의 실시예에서, 입구 환 기 덕트의 대기 입구는 지반면 위에 있을 수 있지만 입구 환기 덕트의 출구는 지반면 아래에 있다.

본체의 전체가 지반면 위에 있는 본 발명의 태양의 실시예에서, 대기 입구 및 입구 환기 덕트의 출구 모두는 지반면 위에 있을 수 있다. 본 실시예에서, 입구 환기 덕트는 시야 라인이 대기 입구로부터 지지 수단에 의해 지지되는 캐니스터에 존재하지 않도록 형상화된다. 예를 들어, 입구 환기 덕트는 L자 형상, 각진 형상, S자 형상 또는 만곡된 형상인 부분을 포함할 수 있다. 이는 캐니스터에 의해 방출되는 방사선이 주위 환경으로 방사되는 것을 방지하기 위해 행해진다.

또 다른 태양으로, 본 발명은 고준위 폐기물의 캐니스터를 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 쉘과, 지반면 아래에 위치된 쉘의 적어도 일부와, 지반면 위 입구로부터 캐비티의 바닥부 또는 그 근처의 지반면 아래 출구까지 연장된 적어도 하나의 입구 환기 덕트를 포함하는 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템이며, 상기 입구 환기 덕트는 캐비티가 지반면 아래 유체의 유입을 밀폐식으로 밀봉하도록 쉘에 연결된다.

또 다른 태양으로, 본 발명은 지반면 아래 구멍을 제공하는 단계와, 고준위 폐기물 캐니스터, 지반면 아래 위치된 쉘의 적어도 일부, 및 입구로부터 캐비티의 바닥부 또는 그 근처의 출구까지 연장되고 쉘에 연결된 적어도 하나의 입구 환기 덕트를 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 쉘을 포함하는 시스템을 제공하는 단계와, 입구 환기 덕트의 입구가 지반면 위에 있고 캐비티 안으로 입구 환기 덕트의 출구가 지반면 아래에 있도록 구멍에 장치를 위치시키는 단계와, 구멍을 강화 충전 제로 충전하는 단계와, 고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 안으로 하강시키는 단계를 포함하는 고준위 폐기물을 저장하는 방법이다.

다른 태양으로, 본 발명은 고준위 폐기물의 캐니스터를 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 쉘과, 지반면 아래에 위치된 쉘의 적어도 일부와, 캐비티의 상부 또는 그 근처로부터 대기 공기까지 통로를 형성하는 적어도 하나의 환기 덕트를 포함하는 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템이고, 여기서 캐비티는 지반면 아래 유체의 유입에 밀폐식으로 밀봉된다.

다른 태양으로, 본 발명은 고준위 폐기물 캐니스터, 지반면 아래 위치된 쉘의 적어도 일부, 및 캐비티의 상부 또는 그 근처로부터 대기 공기까지 통로를 형성하는 적어도 하나의 환기 덕트를 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 쉘을 포함하는 시스템을 제공하는 단계와, 캐니스터의 적어도 주요부가 지반면 아래에 있을 때까지 저열 고준위 폐기물의 캐니스터를 캐비티 안으로 하강시키는 단계를 포함하는 저열 고준위 폐기물을 저장하는 방법이다.

본 발명은 본 발명이 고준위 폐기물의 임의 특정 타입에 제한되지 않는다는 이해와 함께 폐핵연료를 저장하기 위한 시스템 및 방법에 관해 이하에서 설명된다.

도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 지하 VVO(20)가 예시되어 있다. 지하 VVO(20)는 수직 환기형 건식 폐연료 저장 시스템이며, 이는 폐연료 캐니스터 전달 작업을 위한 100톤 및 125톤 전달 캐스크(cask)와 완전히 부합된다. 지하 VVO(20)는 임의의 크기 또는 스타일의 전달 캐스트와 부합되도록 변형/ 설계될 수 있다. 지하 VVO(20)는 지면 오버팩(도1의 종래 기술 VVO(2) 같은) 대신, 독립형 폐연료 저장 설비("ISFIS")에서의 저장을 위해 폐연료 캐니스터를 수용하도록 설계된다. 자립식(free standing) 및 고정식 오버팩 모델의 저장을 위해 가공된 모든 폐연료 캐니스터가 지하 VVO(20)내에 저장될 수 있다.

본 명세서에서 사용시, 용어 "캐니스터"는 다목적 캐니스터 및 열전도성 캐스크를 비제한적으로 포함하는, 임의의 폐연료 수납 장치를 광범위하게 포함한다. 예로서, 세계의 일부 지역에서는 폐연료가 금속 캐스크에 직접적으로 내장된 벌집형 격자-제조품/배스킷을 가지는 금속 캐스크에 전달 및 저장된다. 캐니스터라는 용어가 본 명세서에서 사용되고, 후술된 바와 같이 지하 VVO(20)와 연계하여 사용될 수 있기 때문에, 이런 캐스크 및 유사한 수납 장치는 캐니스터로서 간주된다.

지하 VVO(20)는 본체(21), 기부(22) 및 제거가능한 리드(41)를 포함한다. 본체(21)는 콘크리트로 구성되지만, 다른 적절한 재료로 구성될 수 있다. 본체(21)는 형상이 직사각형이지만, 예로서, 원통형, 원추형, 구형, 반구형, 삼각형 또는 불규칙 형상 같은 소정의 형상이 될 수 있다. 본체(21)의 일부는 상단부(24)만이 지반면 레벨(23) 위로 돌출하도록 지반면 아래에 배치된다. 적어도 본체(21)의 높이의 대부분이 지반면 아래에 배치되는 것이 바람직하다. 본체(21)의 상단부(24)가 지표(23) 위로 연장하는 정확한 높이는 크게 변할 수 있으며, 캐니스터 치수, 저장 대상 폐연료의 방사능 레벨, ISFSI 공간 제한, 미사일식 및 지면 공격에 대한 민감성을 고려한 지리적 위치, 자연 재해(지진, 홍수, 토네이도, 허리케인, 쓰나미 등 같은)에 대한 민감성 및 그 빈도수를 고려한 지리적 위치, 환경 조건(온 도, 강수량 레벨 같은) 및/또는 지하수 레벨 같은 다수의 설계 고려사항에 의존한다. 본체(21)의 상단부(24)는 지표(23) 위로 약 42in 미만인 것이 바람직하며, 지표(23) 위로 약 6 내지 36in인 것이 가장 바람직하다.

일부 실시예에서, 본체(21)의 전체 높이가 지반면 아래에 존재하는 것(도8d 및 도8e에 예시됨)이 바람직할 수도 있다. 보다 상세히 후술될 바와 같이, 본체의 전체 높이가 지반면 아래일 때, 본체의 상단면만이 지반면 위의 주변 공기에 노출된다.

도2 및 도3을 계속 참조하면, 본체(21)는 내부에 원통형 캐비티(26)를 형성한다(도3에 가장 잘 도시되어 있음). 캐비티(26)는 형상이 원통형이지만, 캐비티(26)는 임의의 특정 크기, 형상 및/또는 깊이에 제한되지 않으며, 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않고, 거의 임의의 캐니스터의 형상을 수용 및 저장하도록 설계될 수 있다. 본 발명의 실시에 필수적이지는 않지만, 캐비티(26)의 수평 단면 크기 및 형상은 특정 지하 VVO와 연계하여 사용되는 캐니스터 유형의 수평 단면 크기 및 형상에 실질적으로 대응하도록 설계된다. 보다 구체적으로, 캐비티(26)의 크기 및 형상은 폐연료 캐니스터(캐니스터(70) 같은)가 저장을 위해 캐비티(26) 내에 배치될 때, 캐비티(26)의 측벽과 캐니스터의 외측벽 사이에 작은 간극이 존재하도록 설계되는 것이 바람직하다.

캐비티(26)의 측벽과 저장된 캐니스터의 측벽 사이에 작은 간극이 형성되도록 캐비티(26)를 설계하는 것은 큰 재해 사건 동안 캐비티 내에서 캐니스터가 이동할 수 있는 정도를 제한하며, 그에 의해, 캐니스터 및 캐비티 벽에 대한 손상을 최 소화하고, 캐니스터가 캐비티 내부에서 기울어지는 것을 방지한다. 또한, 이 작은 간극은 폐핵연료 냉각 동안 가열된 공기의 흐름을 촉진한다. 간극의 정확한 크기는 소정의 주어진 상황을 위한 바람직한 유체 유동 역학 및 열 전달 기능을 달성하도록 제어/설계될 수 있다. 일부 실시예에서, 예로서, 간극은 1 내지 3in일 수 있다. 또한, 작은 간극은 방사선 흐름을 감소시킬 수 있다.

캐비티(26)의 저면에 대한 입구 통기를 제공하기 위해 두 개의 입구 환기 덕트(25)가 제공된다. 입구 환기 덕트(25)는 지반면 위 입구(27)로부터 지반면 아래 출구(28)로 연장하는 세장형의, 실질적인 S-형 통로이다. 지반면 위 입구(27)는 본체(21)의 상단부(24)의 대향 측벽상에 배치되며, 지표(23) 위의 주변 공기로 개구한다. 본 명세서에서 사용시, 용어 대기, 외부 공기 또는 대기 공기는 지하 VVO에 대해 외부적인 대기/공기를 지칭하며, 자연 외부 환경 및 건물, 텐트, 동굴, 터널 또는 기타 인위적 또는 자연적 함체(enclosure)내의 공간을 포함한다.

지반면 아래 출구(28)는 지표(23) 아래의 위치에서 그 저면에서 또는 그 부근에서 캐비티(26) 내로 개구한다. 따라서, 입구 환기 덕트(25)는 캐비티(26)의 저면이 지반면 매우 아래에 존재함에도 불구하고, 캐비티(26)의 저면으로의 주변 공기의 입구를 위한 통로를 제공한다. 입구 환기 덕트(25)의 통로에 물체 또는 기타 이물이 진입하여 이를 폐색하지 못하도록 지반면 위 입구(27)를 덮기 위해 통기 스크린(31)(도3)이 제공된다. 입구 환기 덕트(25)의 세장형 S-형상의 결과로서, 지반면 위 입구(27)는, 자립형 지면 위 VVO에 공통적인 상승된 투입율의 위치에 존재하지 않게 된다. 지반면 아래 출구(28)가 캐비티(26)의 벽의 저면 부근에서 개 구되는 것으로 예시되어 있지만, 지반면 아래 출구(28)는 캐비티(26)의 바닥에 위치되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 입구 환기 덕트(25)를 적절히 재성형하고, 바닥 플레이트(38)를 통해 캐비티(26) 내로 개구를 형성함으로써 달성될 수 있다. 이런 실시예에서, 기부(22)는 입구 환기 덕트(25)가 통과 연장하는 본체(21)의 부분으로서 고려될 수 있다.

지반면 위 입구(27)는 지표(23) 위 약 10in의 높이에서 본체(21)의 측벽 내에 위치되어 있다. 그러나, 지반면 위 입구(27)의 높이는 본 발명을 제한하지 않는다. 입구(27)는 도8d 및 도 8e에 도시된 바와 같이, 그와의 높이/표면일치를 포함하는 지표 위의 임의의 원하는 높이에 위치될 수 있다. 지반면 위 입구(27)를 실질적으로 지표(23) 위로 상승시키는 것은 비 또는 홍수가 캐비티(26)에 진입할 가능성을 감소시키는 것을 돕는다. 홍수 영역의 IFSI를 위해, 홍수는 지표 위로 발 보다 높이 상승할 수 있으며, 따라서, 입구 환기 덕트(25)를 경유하여 캐비티(26)에 진입할 수 있다. 그러나, 도6에 관하여 후술된 바와 같이, 지하 VVO(20)는 안전하고 효과적인 방식으로 최악의 홍수 상태를 다루도록 특정하게 설계된다.

지반면 위 입구(27)는 본체(21)의 측벽 내에 위치되는 것이 바람직하지만, 지반면 위 입구는 이런 위치에 한정되지 않으며, 필요시, 예로서, 본체의 상단면(또는 임의의 다른 표면)을 포함하는 본체 상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 본체(21) 상의 지반면 위 입구(27)를 위한 가능한 위치의 다른 예가 도8a 내지 도8e에 도시되어 있다.

도2 및 도3을 계속 참조하면, 입구 환기 덕트(25)는 약 6in x 40in의 직사각 형 단면 적을 갖는다. 그러나, 예로서, 라운드형, 타원형, 삼각형, 육각형, 팔각형 등 같은 임의의 단면 형상 및/또는 크기가 사용될 수 있다. 부가적으로, 입구 환기 덕트(25)의 형상은 세장형의 실질적인 S-형 통로이지만, 지반면 위 입구(27)에서의 허용가능한 투입율을 여전히 달성하는 다수의 형상이 사용될 수 있다. 예로서, 세장형 S-형상 대신, 입구 환기 덕트는 지반면 위 입구로부터 지반면 아래 출구로 지그재그 형상, 경사진 직선 형상, 실질적인 L-형상 또는 임의의 각진 형상, 선형 또는 곡선형의 조합으로 연장할 수 있다. 입구 환기 덕트의 정확한 형상, 크기 및 단면 구성은 설계 선호도의 문제이며, VVO 본체의 두께, 캐비티 내에 저장되는 폐연료의 방사능 레벨, 폐연료 캐니스터의 온도, 덕트를 통한 원하는 유체 유동 역학 및 본체 상의 지반면 위 입구 통기구의 배치(즉, 지반면 위 입구 통기구/개구가 본체의 측벽, 그 상단면 또는 본체의 소정의 다른 표면상에 위치되는지 여부) 같은 이런 인자에 의해 규정된다. 입구 환기 덕트(25)를 위한 가능한 형상의 다른 예가 도8a 내지 도8e에 예시되어 있다.

입구 환기 덕트(25)는 저탄소강 라이너에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 입구 환기 덕트(25)는 임의의 재료로 제조될 수 있거나, 라이닝 없이 콘크리트 본체(21) 내로 형성된 단순한 통로일 수 있다.

도3에 가장 잘 예시된 바와 같이, 캐비티(26)는 두꺼운 강철 쉘(34) 및 바닥 플레이트(38)에 의해 형성된다. 쉘(34), 바닥 플레이트(38) 및 입구 환기 덕트(25)는 저탄소강 같은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 스테인레스강, 알루미늄, 알루미늄 합금, 플라스틱 등 같은 다른 재료로 이루어질 수 있다. 입구 환기 덕트(25)는 쉘(34) 및 바닥 플레이트(38)에 밀봉 결합되어 일체형/단일 구조물(100)(도9에 따로 도시됨)을 형성하며, 이는 지반면 아래의 물 및 기타 유체의 유입에 대해 밀폐 밀봉된다. 용접가능한 재료의 경우에, 밀봉 결합은 용접 및 개스킷의 사용을 포함할 수 있다. 따라서, 물 또는 기타 유체가 캐비티(26) 내로 진입할 수 있는 유일한 길은 리드(41)의 외부 환기 덕트(42) 및 지반면 위 입구(27)를 통한 것이다. 도9 내지 도15에 관하여 후술된 바와 같이, 일체형 구조물 자체가 하나의 발명이며, 본체(21)의 사용 없이 폐핵연료를 저장하기 위해 사용될 수 있다.

밀봉을 보증하고, 재료의 부패를 감소시키며, 불에 대해 보호하도록 콜타르 에폭시 등 같은 적절한 보전제가 쉘(34), 바닥 플레이트(38) 및 입구 환기 덕트(25)의 노출된 표면에 적용된다. 적절한 콜타르 에폭시는 Bitumastic 300M이란 상표명하에 미조리 세인트 루이스의 카볼린 컴퍼니(Carboline Company)에 의해 생산된다. 본 발명의 지하 VVO의 일부 실시예에서, 바닥 플레이트는 사용되지 않는다.

콘크리트 본체(21)는 쉘(34) 및 입구 환기 덕트(25)를 둘러싼다. 본체(21)는 쉘(34) 및 입구 환기 덕트(25)를 위한 비구조적 보호를 제공한다. 쉘(34)과 콘크리트 본체(21) 사이의 경계면 및 입구 환기 덕트(25)와 콘크리트 본체(21) 사이의 경계면에 절연부(37)가 제공된다. 폐연료 캐니스터(70)로부터 콘크리트 본체(21)로의 과도한 열전달 쇠퇴를 방지하고, 따라서, 콘크리트의 벌크 온도를 FSAR 한계 내에서 유지하기 위해 절연부(37)가 제공된다. 콘크리트 본체(21)로부터 쉘(34) 및 입구 환기 덕트(25)를 절연하는 것은 또한 캐비티(26) 진입 이전에 유입 냉각 공기의 가열을 최소화하도록 기능한다. 절연부의 적절한 형태는 알루미나-실리카 내화 점토(Kaowool Blanket), 알루미나 및 실리카의 산화물(Kaowool S Blanket), 알루미나-실리카-지르코니아 파이버(Cerablanket) 및 알루미나-실리카 크로미아(Cerachrome Blanket)를 비제한적으로 포함한다.

캐비티(26) 내의 폐연료의 열 부하로부터 입구 환기 덕트(25)를 절연하는 것은 폐연료의 적절한 환기/냉각을 실행 및 유지하는데 매우 중요하다. 절연 프로세스는 다양한 방식으로 달성될 수 있으며, 본 발명은 이 중 어떠한 것에도 한정되지 않는다. 예로서, 쉘(34) 및 입구 환기 덕트(25)의 외부에 절연 재료를 추가하는 것에 부가하여, 캐비티(26)와 입구 환기 덕트(25) 사이에서 콘크리트 본체(21)에 간격을 제공함으로써 입구 환기 덕트(25)를 절연하는 것도 가능하다. 간격은 필요시 불활성 가스 또는 공기로 충전될 수 있다. 또한, 절연 효과를 제공하도록 사용되는 수단에 무관하게, 절연 수단은 쉘(34) 또는 입구 환기 덕트(25)의 외면상에 위치되는 것에 한정되지 않으며, 캐비티(26)와 입구 환기 덕트(25) 사이의 소정의 위치에 위치될 수 있다.

바닥 플레이트(38), 쉘(34) 및 환기 덕트(25)로 형성된 일체형 강철 유닛과 함께, 본체(21)는 기부(22) 위에 배치된다. 기부(22)는 비제한적으로, ACI-349 같은 공인된 산업 표준의 부하 조합을 충족시키도록 설계된 보강 콘크리트 슬래브이다. 기부(22)는 형상이 직사각형이지만, 라운드형, 타원형, 삼각형, 육각형, 팔각형, 불규칙 형상 등 같은 본체(21)를 지지하기 위해 필요한 임의의 형상을 취할 수 있다. 기부를 사용하는 것이 적절한 부하 지지조건을 달성하기에 적합하지만, 이 런 기부를 사용하는 것이 불필요할 수 있는 상황이 발생할 수 있다.

도2를 다시 참조하면, 지하 VVO(20)는 제거가능한 리드를 갖는다. 리드(41)는 본체(21) 위에 배치되고, 캐니스터(70)가 캐비티(26) 내에 배치될 때, 캐비티(26)의 상단부를 통해 방사선이 나오지 않도록 캐비티(26)를 실질적으로 봉입한다. 리드(41)가 본체(21) 위에 배치되고, 폐연료 캐니스터(70)가 캐비티(26) 내에 배치될 때, 리드(41)와 캐니스터(70)의 상단면 사이에 출구 공기 플레넘(36)이 형성된다. 출구 공기 플레넘(36)은 높이가 최소 3in인 것이 바람직하지만, 임의의 필요한 높이로 이루어질 수 있다. 정확한 높이는 원하는 유체 유동 역학, 캐니스터 높이, VVO 높이, 캐비티 깊이, 캐니스터 열 부하 등 같은 설계 고려사항에 의해 규정된다.

리드(41)는 4개의 출구 환기 덕트(42)를 갖는다. 출구 환기 덕트(42)는 가열된 공기가 캐비티(26)로부터 탈출할 수 있도록 캐비티(26)의 상단부로부터(구체적으로는 출구 공기 플레넘(36)으로부터) 대기로의 통로를 형성한다. 출구 환기 덕트(42)는 리드(41)의 측벽(30을 통해 연장하는 수평 통로이다. 그러나, 출구 환기 덕트는 수직형, L-형, S-형, 각진형상, 곡선형 등 같은 임의의 형상 또는 배향일 수 있다. 출구 환기 덕트(42)가 리드(41) 자체 내에 배치되기 때문에, 본체(21)의 총 높이가 최소화된다.

리드(41)는 콘크리트로 이루어진 지붕(35)을 포함한다. 지붕(35)은 방사선이 캐비티(26)의 상단부로부터 탈출하지 않도록 방사선 차폐부를 제공한다. 리드(41)의 측벽(30)은 환형 링이다. 출구 공기 플레넘(36)은 출구 환기 덕트(42)를 경유하여 가열된 공기의 제거를 실행하는 것을 돕는다. 출구 환기 덕트(42)를 벗어나는 가열된 공기가 입구 환기 덕트(25) 내로 다시 흡입되는 것을 최소화하기 위해, 출구 환기 덕트(42)는 방위각 방향 및 주연 방향으로 입구 환기 덕트(25)로부터 분리되어 있다.

환기식 리드(41)는 또한, 전단 링(47)을 포함한다. 리드(41)가 본체(21) 위에 배치될 때, 전단 링(47)은 캐비티(26) 내로 돌출하고, 따라서, 지진, 충격형 미사일 또는 기타 투사체로부터의 측방향 힘에 대하여 거대한 전단 저항을 제공한다. 리드(41)는 관통 연장하는 볼트(미도시)로 본체(21)에 고정된다.

예시되어 있지 않지만, 덕트 광자 감쇠기가 형상 및/또는 크기에 무관하게 지하 VVO(20)의 입구 환기 덕트(25) 및/또는 출구 환기 덕트(42) 모두에 삽입되는 것이 바람직하다. 적절한 덕트 포톤 감쇠기는 본 명세서에서 그 교지를 참조하고 있는 본그라지오(Bongrazio)의 미국 특허 제6,519,307호에 기술되어 있다.

이제, 도4를 참조하면, 지하 VVO(20)에 사용될 수 있는 리드(50)의 실시예가 예시되어 있다. 리드(50)는 리드(41)와 유사한 설계 태양을 포함하며, 상술된 리드 설계 태양을 보다 완전히 개시하기 위해 예시되어 있다. 리드(50)는 측벽(52) 내에 4개의 수평 출구 환기 덕트(51)를 가진다. 전단 링(54)은 리드(50)의 저면에 제공되어 캐비티(26) 내로 끼워진다. 본체(21)의 상단부 내의 테이퍼형 구멍에 리드(50)를 고정하기 위해 볼트(18)가 사용된다.

출구 환기 덕트가 지하 VVO(20)의 리드(50) 내에 위치되어 있는 것으로 예시되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예로서, 출구 환기 덕트는 지반면 위 의 위치에서 지하 VVO의 본체 내에 위치될 수 있다. 이 개념은 도8a 내지 도8e에 예시되어 있다. 출구 환기 덕트가 지하 VVO의 본체 내에 위치되는 경우에, 대기로의 출구 환기 덕트의 개구는 본체의 측벽 내에, 그 상단면 상에 또는 임의의 다른 표면 내에 위치된다. 출구 환기 덕트가 리드 내에 위치될 때와 유사하게, 출구 환기 덕트는 지하 VVO 자체의 본체 내에 위치될 때 다양한 형상 및/또는 구성을 취할 수 있다. 입구 환기 덕트와 마찬가지로, 출구 환기 덕트는 바람직하게는 저탄소 스틸 라이너에 의해서 형성되지만, 임의의 재료로 형성될 수 있고, 또는 라이닝 없는 콘크리트 본체(21) 또는 리드(41)로 형성된 단순한 통로일 수도 있다. 입구 및 출구 환기 덕트를 모두 갖는 본 발명의 모든 실시예에서, 입구와 출구 공기 스트림 사이의 상호 작용을 최소화하기 위하여 출구 환기 덕트 개구는 입구 환기 덕트의 입구로부터 방위각상으로 그리고 원주상으로 분리되어 있는 것이 바람직하다. 지하 VVO(20)와의 연결부에 이용되는 리드의 형상 및 스타일에 제한은 없다.

도2를 다시 참조하면, 토양(29)은 본체(21)를 이의 거의 전체 높이에 대해 둘러싼다. 폐연료 캐니스터(70)가 캐비티(26) 내에 위치설정된 때, 캐니스터(70)의, 전체가 아니라면, 적어도 대부분은 지반면 아래에 있다. 바람직하게는, 캐니스터(70)의 전체 높이가 토양(29)의 차폐 효과를 충분히 이용하기 위하여 지반면 아래에 있다. 따라서, 토양(29)은 위의 지면 위의 오버팩(overpacks)에서는 달성할 수 없었던 지하 VVO(20) 내에 저장된 폐연료에 대해 방사능 차폐를 제공한다. 지하 VVO(20)는 외관 상 돌출되지 않고 지하 VVO(20)가 전복될 위험이 없다. 부가적으로, 지하 VVO(20)는 프리 필드(free-field) 가속도를 증대시키고 잠재적으로는 지면 위 프리 스태딩(free-standing) 오버팩의 안정성을 해치는 토양-구조 상호작용 효과와 다툴 필요가 없다.

도6을 참조하여, 도2의 영역 VI-VI이 상세하게 설명된다. 도6은 지하 VVO(20)가 악영향없이 범람 상태를 성공적으로 견딜 수 있는 것을 보장하는 데 중요한 설계 관점을 도시한다. 지지 블록(32)은 캐니스터(70)가 그 상에 위치될 수 있도록 캐비티(26)의 바닥면[플레이트(38)에 의해서 형성] 상에 제공된다. 지지 블록(32)은 서로에 대하여 원주 방향으로 이격된다(도7 참조). 캐니스터(70)가 저장을 위한 캐비티(26) 내로 적재될 때, 캐니스트(70)의 바닥면(71)은 지지 블록(32) 상에 안착되어, 캐니스터(70)의 바닥면(71)과 캐비티(26)의 바닥면/바닥 사이에 입구 공기 플레넘(33)을 형성한다. 지지 블록(32)은 저탄소강으로 만들어지고 바람직하게는 캐비티(26)의 바닥면에 용접된다. 구성의 다른 적절한 재료는, 제한없이, 강화 콘크리트, 스테인레스 강 또는 다른 금속 합금을 포함한다.

지지 블록(32)은 또한 에너지/충격 흡수 기능을 한다. 지지 블록(32)은 바람직하게는 미국 캘리포니아의 헥셀사(Hexcel Corp.)에 의해서 제조된 것과 같은 벌집 격자 형태이다.

지지 블록(32)은 특히 캐니스터(70)의 바닥면(71)이 입구 환기 덕트(25)의 지반면 아래 출구(28)(도2)의 상부(74)보다 낮도록 설계된다. 바람직하게는, 지지 블록(32)은 캐니스터(70)의 바닥면(71)이 지반면 아래 출구(82)의 상부(74) 아래로 대략 2 내지 6인치에 있다. 그러나, 임의의 원하는 높이 차이가 적절한 설계를 통해서 달성될 수 있다. 바닥면(71)이 지반면 아래 출구(28)의 상부(74)보다 아래에 있도록 캐비티(26) 내에서 캐니스터(70)를 지지함에 의해서, 지하 VVO(20)는 가장 심한 범람 상태하에서도 캐니스터(70)에 적절한 냉각을 제공할 수 있을 것이고, 이는 용어로 "스마트 플러드(smart flood)"로 불린다. "스마트 플러드"는 수위가 입구 환기 덕트(25)를 통한 공기 유동을 완전히 막을 정도의 높이만 되도록 VVO를 범람하는 것이다. 다시 말해, 수위는 지반면 아래 출구(28)의 상부(74)와 똑같다.

그러나, 지하 VVO(20)는 캐니스터(70)의 바닥면(71)이 지반면 아래 출구(28)의 상부(74) 아래인 높이로 위치되기 때문에 "스마트 플러드" 상태에 충분하게 대처할 수 있다. 그 결과, 만일 "스마트 플러드"가 발생한다면, 캐니스터(70)의 바닥은 물과 접촉하게 될 것이다(즉, 그 내로 잠길 것이다.). 물의 열 제거 효율이 공기의 100배이기 때문에, 젖은 바닥은 효과적으로 열을 제거하여 캐니스터(70)를 차갑게 유지하는 데 필요한 모든 것이다. 캐니스터(70)가 물 내로 더 깊게 잠길수록, 캐니스터(70)와 그에 담긴 연료는 더 차갑게 유지될 것이다. 캐비티(26) 내의 물이 캐니스터(70)의 바닥에 의해서 가열됨에 따라, 물은 증발하여, 환형 공간(60)을 거쳐 캐비티(26)를 통해서 상승하여, 출구 환기 덕트를 거쳐서 캐비티(26)를 빠져나간다. 따라서, 캐니스터 냉각 작용은 환기 공냉에서 증발 수냉으로 변화된다.

일 실시예에서, 입구 환기 덕트(25)의 지반면 아래 출구(28)는 높이가 8 인치이고 폭이 40 인치이고, 입구 공기 플레넘(33)은 높이가 6 인치이다. 이는 2 인치의 높이 차이를 제공한다.

도6에 상세하게 도시된 지하 VVO(20)의 높이 차이 설계 측면은 프리 스탠딩 지면위 캐스크 내로 또한 포함될 수 있고, 지하 VVO(20)의 다른 특징과는 별도로 VVO가 "스마트 플러드" 상태를 대처할 수 있다는 것을 명심하자. 따라서, 이 개념은 본 적용예의 독립적인 발명 측면이다. 지면위 VVO에 포함될 때, 입구 환기 덕트는 방사능이 입구 환기 덕트로부터 주변 환경으로 새어나가지 않도록 설계되어야만 한다. 이는 캐니스터가 저장 캐비티 내로의 입구 덕트의 개구 아래에 있기 때문에 위협이다. 이 실시예에서, 입구 환기 덕트는 시선이 주변 공기로부터 저장 캐비티 내의 캐니스터에 존재하지 않도록 성형된다. 예를 들면, 입구 환기 덕트는 L자형, 각형, S자형 또는 곡선형인 부분을 포함할 수 있다.

더욱이, 도6의 높이 차이 설계 측면이 지지 블록(32)을 이용하여 달성되지만, 지지 블록(32) 없이 본 발명의 이 측면을 실시하는 것도 또한 가능하다. 이러한 실시예에서, 캐니스터(70)는 캐비티(26) 내에 위치설정되어 캐비티(26)의 바닥 상에 직접 안착될 것이다. 그러나, 지지 블록(32)의 사용이, 공기 입구 플레넘(33)의 생성 때문에 그리고 지지 블록(32)의 이용이 캐비티(26)의 바닥에서 먼지 및 오염물이 걸리는 것을 방지하기 때문에 바람직하다.

도8a 내지 도8e를 참조하면, 본 발명에 따른 지하 VVO에서의 출구 환기 덕트 및 입구 환기 덕트의 다른 구성의 예가 개략적으로 도시된다. 지하 VVO(20)에 대한 상술된 임의의 또는 모든 세부 사항이 여기에 포함될 수 있다는 이해에서 간명성을 위하여 많은 세부 및 일부 구조가 도8a 내지 도8e에서 생략되었다. 각각의 실시예에 대해 사용되는 알파벳 접미사를 제외하고는 동일한 숫자가 동일한 부분을 지시하기 위하여 사용된다.

도8a 내지 도8e에 도시된 입구 환기 덕트 및 출구 환기 덕트의 구성에 부가 하여, 다수의 다른 구성, 조합 및 변경이 본 발명에 포함될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이들 세부 사항 중 일부는 앞에서 설명되었다. 부가적으로, 임의의 도시된 실시예의 출구 환기 덕트 구성이 임의의 도시된 입구 환기 덕트 구성과 조합될 수 있고, 그 반대도 마찬가지다.

본 발명의 모든 실시예에서, 출구 환기 덕트(42)를 빠져나가는 가열된 공기는 입구 환기 덕트(25) 내로 다시 흡수되는 것이 방지되는 것(즉, 따뜻한 출구 공기 스트림이 차가운 입구 공기 스트림과 혼합되지 않는 것)이 바람직하다. 이는 (1) 출구 환기 덕트(42)의 출구에 대하여 지하 VVO(20) 상에 입구(27)의 위치설정/배치; (2) 공기 스트림을 분리하는 플레이트(98) 또는 다른 구조물을 제공하는 것(도8a 및 도8c 내지 도8e에 예시된 바와 같음) 그리고/또는 (3) 출구 환기 덕트(42)로부터 이격된 위치에 입구 환기 덕트(25)를 연장시키는 것을 포함하는 많은 방법으로 달성될 수 있다.

캐니스터(70)로부터의 열 발산의 결과로서, 대기로부터 차가운 공기가 입구 환기 덕트(25)로 그리고 캐비티(26)의 바닥으로 흡입된다. 이 차가운 공기는 그런 후 캐니스터(70) 내의 폐연료로부터의 열에 의해서 데워져서, 캐니스터(70) 둘레의 환형 공간(60)(도6)을 거쳐서 캐비티(26)에서 상승되고, 그런 후 리드(41) 내의 출구 환기 덕트(42)를 거쳐서 가열된 공기로서 캐비티(26)를 빠져나간다.

도5를 참조하면, ISFI가 임의의 수의 지하 VVO(20)[또는 일체형 구조(100)]를 채용하도록 설계될 수 있고, 증가하는 수요를 용이하게 만족시키기 위하여 수가 확대될 수 있다. 비록 지하 VVO(20)가 밀접하게 이격되어 있지만, 설계는 임의의 캐비티가 용이하게 캐스크 무한 궤도차(90)에 의해서 독립적으로 접근되는 것을 허용한다. 지하 VVO(20)의 지하 구성은 이동 캐스크(80)가 지하 VVO(20) 상부에 위치설정되는 적재/이동 절차 동안 생성되는 적층 구조의 높이를 크게 감소시킨다.

폐핵연료 캐니스터(70)를 저장하기 위하여 지하 VVO(20)을 이용하는 방법의 일 실시예가 도2 내지 도5를 참조하여 설명될 것이다. 폐연료 풀(pool)로부터 제거되어 건조 저장을 위해서 처리될 때, 폐연료 캐니스터(70)는 이동 캐스크(80) 내에 위치설정된다. 이동 캐스크(80)는 캐스크 무한 궤도차(90)에 의해서 원하는 저장용 지하 VVO(20)로 운반된다. 비록 캐스크 무한 궤도차가 설명되었지만, 이동 캐스크(80)를 지하 VVO(20) 위의 위치로 운반하는 임의의 적절한 수단이 사용될 수 있다. 예를 들면, 제한없이 갠트리 크레인, 오버헤드 크레인 또는 다른 크레인 장치와 같은 임의의 적절한 형태의 화물 취급 장치가 사용될 수 있다.

캐니스터(70)를 수용하도록 원하는 지하 VVO(20)를 준비할 때, 리드(41)는 캐비티(26)가 개방되도록 본체(21)로부터 제거된다. 캐스크 무한 궤도차(90)는 지하 VVO(20) 상부에 이동 캐스크를 위치시킨다. 이동 캐스크가 지하 VVO(20)의 상부에 적절하게 고정된 후, 이동 캐스크(80)의 바닥 플레이트가 제거된다. 만일 필요하다면, 적절한 정합 장치가 지하 VVO(20)에 이동 캐스크(80)의 연결부를 고정하고 이동 캐스크(80)의 바닥 플레이트를 비돌출 위치로 제거하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 정합 수단은 기술 분야에 잘 공지되어 있고 캐니스터 이동 과정에서 종종 이용된다. 캐니스터(70)는 그런 후 캐스크 무한 궤도차(90)에 의해서 이동 캐스크(80)로부터 캐니스터(70)의 바닥면이 전술된 바와 같이 지지 블록(32) 상부 에 접촉하여 안착될 때까지 지하 VVO(20)의 캐비티(26) 내부로 하강된다.

지지 블록(32)에 안착된 때, 캐니스터 높이의 대부분은 지반면 아래에 있다. 보다 바람직하게는, 캐니스터(70)의 전체가 이의 저장 위치에 있을 때 지반면 아래에 있다. 일단 캐니스터(70)가 캐비티(26) 내에 위치되어 안착되면, 리드(41)가 캐비티(26) 위에 위치되어 실질적으로 캐비티(26)를 둘러싼다. 리드(41)는 시어 링(47)이 캐비티(26) 내부로 돌출하고 출구 환기 덕트(42)가 본체(21) 상에서 입구 환기 덕트(25)로부터 방위각상으로 그리고 원주상으로 분리되도록 본체(21)의 꼭대기에 배향된다. 그런 후, 리드(41)는 볼트로 본체(21)에 고정된다. 캐니스터(70)로부터의 열 발산의 결과로서, 대기로부터의 차가운 공기가 입구 환기 덕트(25) 내부로 그리고 캐비티(26)의 바닥으로 흡수된다. 이 차가운 공기는 그런 후 캐니스터(70) 내의 폐연료로부터의 열로 인해 데워져서 캐니스터(70) 둘레의 환형 공간(60)(도6)을 거쳐서 캐비티(26)에서 상승하고, 그런 후 리드(41) 내의 출구 환기 덕트(42)를 거쳐서 가열된 공기로서 캐비티(26)를 빠져나간다.

도9를 참조하면, 폐핵연료를 저장하기 위한 일체형 구조(100)가 본 발명의 일 실시예에 따라 도시된다. 일체형 구조(100)는 본질적으로 쉘(34), 입구 환기 덕트(25) 및 콘크리트 본체가 없는 지하 VVO(20)의 바닥 플레이트(38)의 조합체이다. 일체형 구조(100)는 콘크리트 본체의 부가 없이 폐핵연료의 캐니스터를 저장하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예에서는 일체형 구조(100) 그 자체만일 것이다.

쉘(34), 바닥 플레이트(38) 및 입구 환기 덕트(25)는 바람직하게는 저탄소강 과 같은 금속으로 형성된다. 다른 적절한 재료는 제한 없이, 스테인레스 강, 알루미늄, 알루미늄 합금, 플라스틱 등을 포함한다.

입구 환기 덕트(25), 바닥 플레이트(38) 및 쉘(34)은 유입하는 물과 다른 유체에 대하여 밀폐식으로 밀봉되는 일체형 구조를 형성하기 위하여 모든 접합면에서 밀봉 용접된다. 물 또는 다른 유체가 캐비티(26)로 유입될 수 있는 오직 한가지 길은 입구(27) 또는 쉘(34)의 상부 개구(101)를 통해서이다. 쉘(34)의 높이는 폐연료의 캐니스터가 상부 개구(101)로부터 돌출하지 않도록 캐비티(26) 내부에 위치될 수 있도록 설계된다. 쉘(34)이 제조되어야하는 높이에 대한 제한은 없다. 쉘(34)의 정확한 높이는 그 내부에 저장된 폐연료 캐니스터의 높이, 캐니스터가 저장될 원하는 깊이(지반면 아래), 출구 환기 덕트가 리드에 있든지 또는 쉘(34) 내부로 일체가 되는지, 그리고/또는 출구 공기 플레넘이 캐니스터 저장 동안 존재하여야 할 원하는 높이에 의해서 지시된다.

도10 내지 도13은 본 발명의 일 실시예에 따른, ISFSI에서 지반면 아래 위치 또는 다른 위치에서 폐연료 캐니스터를 저장하는 일체형 구조(100)를 사용하는 과정을 도시한다. 예를 들면, 통기 스크린의 사용, 입구 및 출구 덕트의 다양한 구성, 클리어런스, 절연의 사용 등과 같은, 지하 VVO(20)에 대하여 전술된 임의의 설계 및/또는 구조적인 세부 사항이 일체형 구조(100) 내에 포함될 수 있다는 것을 알아야 한다. 그러나, 중복을 피하기 위하여, 이들 세부 사항의 논의는 지하 VVO(20)의 임의의 또는 모든 세부사항이 일체형 구조(100)의 저장 방법 및 장치에 포함되고(또는 포함될 수 있고), 그 반대도 된다는 이해에서 생략될 것이다.

도10을 참조하면, 구멍(200)은 ISFSI 내부의 원하는 위치 또는 원하는 깊이에서 지면(210) 내로 먼저 파내진다. 일단 구멍(200)이 파내지면, 이의 바닥은 적절하게 평평하게 되고, 기부(22)는 구멍(200)의 바닥에 위치된다. 기부(22)는 ACI-349와 같은 알려진 산업 표준의 하중 조합을 만족하도록 설계된 강화 콘크리트 슬래브이다. 그러나, 일부 실시예에서, 지지되는 하중 및/또는 지면 특성에 따라 기부의 사용이 불필요할 수도 있다.

일단 기부(22)가 구멍(200) 내에 적절하게 위치설정되면, 일체형 구조(100)는 기부(22) 꼭대기에 안착될 때까지 수직 자세로 구멍(200) 내부로 내려진다. 일체형 구조(100)의 바닥 플레이트(38)는 기부(22)의 상부 표면과 접촉하여 꼭대기에 안착된다. 만일 원하다면, 바닥 플레이트(38)는 기부(22)에 대하여 일체형 구조(100)의 추가적인 이동을 금지하기 위하여 이 지점에서 기부(22)에 볼트결합되거나 또는 다르게 고정될 수 있다.

도11을 참조하면, 일단 일체형 구조(100)가 수직 자세로 기부(22) 꼭대기에 안착하면, 토양 공급 파이프(33)는 구멍(200) 위의 위치로 이동된다. 토양(301)은 일체형 구조(100)의 외부의 구멍(200) 내부로 운반되어, 토양(301)으로 구멍(200)을 채워서 일체형 구조(100)의 부분을 묻는다. 일단 토양(301)이 구멍(200)을 채우기 위해 예시되었지만, 환경적인 그리고 차폐 요구사항을 만족시키는 임의의 적절하게 처리된 충전재(fill)가 사용될 수 있다. 다른 적절하게 처리된 충전재는, 제한없이, 자갈, 파쇄된 바위, 콘크리트, 모래 등을 포함한다. 더욱이, 소정의 처리된 충전재는 수동으로, 덤핑(dumping) 등을 포함하는 가능한 임의의 수단에 의해 서 구멍으로 공급될 수 있다.

도12를 참조하면, 토양(301)이 일체형 구조(100)를 둘러싸고 토양(301)이 지면 높이(212)와 대략 같은 높이로 구멍(200)을 채울 때까지 구멍(200)으로 공급된다. 토양(301)은 지반면 아래에 있는 일체형 구조(100)의 외부면과 직접 접촉한다. 구멍(200)이 토양(301)으로 채워진 때, 입구 환기 덕트(25)의 입구(27)는 지반면 위에 있다. 쉘(34)은 또한 개구(101)가 지반면 약간 위에 있도록 토양(301)으로부터 돌출한다. 따라서, 일체형 구조(100)가 모든 접합부에서 밀폐식으로 밀봉되기 때문에, 지반면 아래의 액체 및 토양은 캐비티(26) 또는 입구 환기 덕트(25) 내부로 유입할 수 없다. 지지 블록(32)이 저장된 폐연료 캐니스터를 지지하기 위하여 캐비티(26)의 바닥에 제공된다.

도13을 참조하면, 일단 구멍(200)이 토양(301)으로 알맞게 채워지면, 폐연료의 캐니스터(70)가 일체형 구조(100)의 캐비티(26) 내에 적재된다. 캐니스터 적재 순서는 도5를 참조하여 이후에 상세하게 설명될 것이다. 캐니스터(70)는 지지 블록(32) 상에 안착될 때까지 캐비티(26) 내부로 내려진다. 도6을 참조하여 전술된 바와 같이, 지지 블록(32) 및 일체형 구조(100)의 출구(28)는 "스마트 플러드" 상태에 대응하도록 특별하게 설계된다. 캐니스터(70)는 지지 블록(32) 상에 안착하여, 캐니스터(70)의 바닥과 캐비티(26)의 바닥[이 경우에는 바닥 플레이트(38)] 사이에 입구 공기 플레넘(33)을 형성한다.

캐니스터(70)가 지지 블록(32) 상에 지지될 때, 캐니스터(70)의 전체 높이는 지면 높이(212) 아래에 있다. 이는 땅의 방사능 차폐 능력의 이용을 최대화한다. 캐니스터(70)가 지면 높이(212) 아래에 있는 깊이는 구멍(200)의 깊이를 증가시키거나 또는 감소시킴에 의해서 변경될 수 있다. 일단 캐니스터(70)가 캐비티(26) 내에 지지되면, 리드(41)가 쉘(34) 꼭대기에 위치되어 개구(101)를 밀봉하고 방사능이 캐비티(26)로부터 상향으로 빠져나가는 것을 방지한다. 출구 에어 플레넘(36)은 리드(41)의 바닥면과 캐니스터(70)의 상부 사이에 형성된다.

리드(41)는 출구 환기 덕트(42)를 포함한다. 출구 환기 덕트(42)는 출구 공기 플레넘(36)으로부터, 리드(41)를 통해, 지면 높이(212) 위의 주변 공기까지의 통로를 형성한다. 출구 환기 덕트(42)가 리드(41)에 제공될 필요는 없지만, 원하다면 일체형 구조(100)의 일부로서 형성될 수 있다. 이는 도14를 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

도13을 참조하면, 일체형 구조(100)가 폐핵연료 캐니스터(70)를 저장하는 데 사용될 때, 지반면 아래의 방사능 차폐 효과가 캐니스터(70)의 냉각을 적절하게 용이하게 하는 동안에 이용된다. 캐니스터(70)의 냉각은 지반면 위의 입구(27)를 거쳐서 입구 환기 덕트(25)로 유입하는 차가운 공기에 의해서 용이하게 된다. 차가운 공기는 입구 환기 덕트(25)를 통해 지반면 아래 출구(28)를 거쳐서 입구 공기 플레넘(33)에서 또는 근처에서 캐비티(26)로 도입할 때까지 이동한다. 일단 차가운 공기가 캐비티(26) 내부에 있게 되면, 이는 캐니스터(70)로부터 방출되는 열에 의해서 데워진다. 공기가 데워짐에 따라, 공기가 출구 공기 플레넘(36)에 도입할 때까지 환형 공간(60)을 통해서 캐니스터(70)의 외면을 따라 상향으로 이동한다. 공기가 환형 공간(60)을 통해서 상향으로 이동함에 따라, 이는 캐니스터(70)로부터 열을 제거한다. 데워진 공기는 그런 후 출구 환기 덕트(42)를 거쳐서 캐비티(26)를 빠져나가서 주변 공기로 유입된다. 이 자연스러운 대류 냉각 유동은 캐니스터(70)가 적절하게 냉각될 때까지 연속적으로 반복된다.

도14를 참조하면, 일체형 구조(200)의 다른 실시예가 도시된다. 일체형 구조(200)는 상술된 일체형 구조(100)의 것과 유사한 방식으로 폐연료 캐니스터를 저장하는 데 이용된다. 많은 구조가 일체형 구조(100)의 것과 유사하지만, 일체형 구조(200)는 쉘(34)에 직접적으로 기밀 용접된 출구 환기 덕트(42)를 더 포함한다. 출구 환기 덕트(42)는 입구 환기 덕트(25)에 대하여 상술된 임의의 재료로 제조될 수 있다. 출구 환기 덕트(42)가 일체형 구조(200)의 일부인 결과로서, 리드(41)는 이러한 덕트가 없을 수 있다. 캐니스터(70)의 냉각 과정은 동일하게 유지된다.

도15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 구조(300)를 도시한다. 일체형 구조(300)는 이의 설계 및 기능에서 일체형 구조(100, 200)의 것과 많은 점에서 유사하다. 그러나, 일체형 구조(300)는 낮은 열 폐연료를 보유하는 캐니스터(70)를 저장하도록 특별하게 설계된다. 캐니스터(70)가 예를 들면 2 내지 3 kW의 크기의 열을 발산할 때, 캐비티(26)에 차가운 공기를 공급하는 입구 환기 덕트를 제공하는 것이 필요하지 않다. 따라서, 입구 환기 덕트는 일체형 구조(300)로부터 생략되었다. 일체형 구조(300)는, 차가운 공기에 대한 입구 및 데워진 공기에 대한 출구 모두로서 작용을 하는 오직 출구 환기 덕트(42)만을 포함한다.

비록 일체형 구조(300)의 출구 환기 덕트(42)가 쉘(34)에 밀봉 용접되었지만, 원하다면 출구 환기 덕트가 리드(41)에 위치되는 것도 가능하다. 게다가, 낮은 열부하 캐니스터 저장을 위해 입구 환기 덕트를 제거하는 개념은 본 출원에서 설명된 지하 또는 지상 VVO, 특히 지하 VVO(20) 및 그 부가물을 포함하는 실시예 중 하나에 적용될 수 있다.

본 발명이 기술 분야의 숙련자들이 용이하게 제조 및 사용할 수 있도록 매우 상세히 설명 및 도시되었지만, 다양한 대체, 변형 및 개량이 본 발명의 정신 및 범위 내에서 용이하게 이루질 수 있음은 명백하다. 특히, 입구 환기 덕트 및/또는 출구 환기 덕트가 지반면 위 공기에 개방되는 한, 본 발명의 일체식 구조물 및/또는 지하 VVO 전체가 지반면 아래에 위치되는 것이 가능하다. 이는 폐연료 캐니스터의 깊숙한 저장을 용이하게 한다. 마지막으로, 본 발명이 폐핵연료의 저장과 관련하여 기술되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 고준위 폐기 물질의 저장과 관련하여서 사용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 운송 캐스크가 저장 VVO 상부에 스택되는 경우 스택 조립체의 높이를 감소시키는 폐핵연료와 같은 고준위 폐기물을 저장하기 위한 시스템 및 방법을 제공된다.

Claims

고준위 폐기물 저장용 시스템이며,

고준위 폐기물 캐니스터를 수용 및 저장하기 위한 캐비티를 가지는 본체를 포함하고,

본체의 일부분은 지반면 아래에 위치 설정되며, 본체는 지반면 위 입구로부터 캐비티 내 지반면 아래 출구로 연장하는 하나 이상의 입구 환기 덕트를 가지는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 지반면 위 입구는 본체의 측벽 내에 위치하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제2항에 있어서, 지반면 아래 출구는 캐비티의 바닥부 또는 바닥부에 인접하여 위치하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제3항에 있어서, 입구 환기 덕트는 실질적으로 S자 형상으로 연장되는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 본체 내의 입구 환기 덕트의 개구는 두 개이고 두 개의 입구 환기 덕트의 지반면 위 입구는 본체의 측벽과 대향하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 입구 환기 덕트의 적어도 일부분은 본체로부터 절연되어 있는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 캐비티의 적어도 일부분은 본체로부터 절연되어 있는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 입구 환기 덕트 및 캐비티는 지반면 아래 액체의 유입에 대해 밀폐식으로 밀봉되어 있는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제8항에 있어서, 캐비티의 바닥 표면을 형성하는 금속 바닥 플레이트 및 캐비티를 정렬하는 금속 쉘을 더 포함하고, 입구 환기 덕트는 금속 라이너에 의해 형성되어 있으며, 쉘, 바닥 플레이트 및 입구 환기 덕트는 일체식 구조를 형성하도록 함께 용접되어 있는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제9항에 있어서, 본체는 콘크리트로 제조되는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 캐니스터를 캐비티의 바닥 표면 상에 지지하는 수단을 더 포함하고, 지지 수단은 캐니스터가 저장을 위해 캐비티 내에 위치되는 경우 고준위 폐기물의 캐니스터와 캐비티의 바닥 표면 사이에 공기 플레넘을 제공하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제11항에 있어서, 지지 수단은 캐니스터의 바닥 표면이 입구 환기 덕트의 지반면 아래 출구의 상부보다 아래가 되도록 고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 내에서 지지하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제12항에 있어서, 지지 수단은 하나 또는 그 이상의 주연 방향으로 이격된 지지 블록인 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제12항에 있어서, 지지 수단은 캐니스터의 바닥 표면이 지반면 아래 출구의 상부보다 적어도 2 인치 아래가 되도록 고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 내에 지지하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 본체의 꼭대기에 위치 설정되고 캐비티를 덮는 리드를 더 포함하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제15항에 있어서, 고준위 폐기물 캐니스터가 캐비티 내에 위치 설정되는 경우, 공기 플레넘이 캐니스터와 리드 사이에 존재하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제16항에 있어서, 리드는 가열된 공기가 캐비티를 나가는 것을 허용하는 하나 이상의 출구 환기 덕트를 포함하고, 출구 환기 덕트는 공기 플레넘으로부터 리드의 측벽을 통해 외부 공기로 연장하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제17항에 있어서, 리드 내의 출구 환기 덕트는 본체 내의 입구 환기 덕트의 지반면 위 입구로부터 주연 방향으로 방위 각도로 분리되어 있는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 그 위에 본체가 위치 설정되는 기부를 더 포함하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 본체의 대부분은 지반면 아래에 위치 설정되는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제20항에 있어서, 대략 3 피트 이하의 본체 높이가 지반면 위에 남아있는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 캐비티 및 입구 환기 덕트는 일체식 철강 라이닝에 의해 형성되고 본체는 콘크리트로 형성되는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 캐비티 높이에 있어 대부분이 지반면 아래인 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 가열된 공기가 캐비티를 나가는 것을 허용하는 하나 이상의 출구 환기 덕트를 더 포함하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제1항에 있어서, 입구 환기 덕트의 지반면 위 입구를 덮는 통기 스크린, 고준위 폐기물 캐니스터가 캐비티 내에 위치하는 경우 출구 공기 플레넘이 캐니스터와 리드 사이에 존재하도록 본체 꼭대기에 위치 설정되어 캐비티를 덮는 리드, 그 위에 본체가 위치 설정되는 기부, 출구 공기 플레넘으로부터 지반면 위의 외부 공기로의 통로를 형성하는 하나 이상의 출구 환기 덕트, 캐비티를 정렬하는 금속 쉘, 캐비티의 바닥 표면을 형성하는 금속 바닥 플레이트 및 캐니스터를 캐비티의 바닥 표면 상에 지지하기 위한 수단을 더 포함하고,

출구 환기 덕트는 본체 내에서 입구 환기 덕트의 지반면 위 입구로부터 주연 방향으로 방위 각도로 분리되어 있고, 입구 환기 덕트는 금속 라이너에 의해 형성되고, 쉘, 바닥 플레이트 및 입구 환기 덕트는 지반면 아래 액체의 유입에 대해 밀폐식으로 밀봉되는 일체식 구조를 형성하도록 함께 용접되어 있고, 지반면 아래 출구는 캐비티의 바닥부 또는 바닥부 인접부에 위치하고, 지지 수단은 캐니스터가 저장용 캐비티 내에 위치되는 경우 고준위 폐기물과 캐비티의 바닥 표면 사이에 입구 공기 플레넘을 제공하고, 지지 수단은 캐니스터의 바닥 표면이 입구 환기 덕트의 지반면 아래 출구의 상부보다 더 아래가 되도록 고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 내에 지지하고, 본체의 대부분은 지반면 아래이며, 캐비티 높이의 대부분은 지반면 아래인 고준위 폐기물 저장용 시스템.
고준위 폐기물 저장 방법이며,

청구항 제1항에 따른 시스템으로서 가열된 공기가 캐비티를 나가는 것을 허용하는 하나 이상의 출구 환기 덕트를 더 포함하는 시스템을 제공하는 단계와,

캐니스터의 대부분이 지반면 아래가 되도록 고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 내부로 하강시키는 단계와,

캐비티를 둘러싸도록 본체 꼭대기에 리드를 위치시키는 단계를 포함하고,

캐니스터의 환기는 본체 내의 입구 환기 덕트를 통해 캐비티로 들어가는 냉각 공기에 의해 제공되며, 냉각 공기는 고준위 폐기물에 의해 캐비티 내에서 가열되며, 데워진 공기는 출구 환기 덕트를 통해 캐비티를 나가는 고준위 폐기물 저장 방법.
고준위 폐기물 저장용 시스템이며,

고준위 폐기물 캐니스터를 수용 및 저장하기 위한 캐비티를 형성하는 구조물과,

대기 입구로부터 캐비티의 바닥부 또는 바닥부에 인접한 출구로의 통로를 형 성하는 하나 이상의 입구 환기 덕트와,

캐비티의 상부 또는 그 인접부로부터 대기로의 통로를 형성하는 하나 이상의 출구 환기 덕트와,

캐니스터의 바닥 표면이 출구의 상부 보다 아래가 되도록 고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 내에 지지하는 수단을 포함하고,

캐비티는 상부, 바닥부 및 바닥 표면을 가지고, 입구 환기 덕트는 가시선이 대기 입구로부터 캐비티까지 존재하지 않도록 형상을 취하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제27항에 있어서, 본체의 대부분은 지반면 아래에 위치 설정되고, 입구 환기 덕트의 대기 입구는 지반면 위에 위치하고 입구 환기 덕트의 출구는 지반면 아래에 위치하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제27항에 있어서, 입구 환기 덕트의 출구 및 대기 입구 모두가 지반면 위에 위치하고, 입구 환기 덕트는 가시선이 대기 입구로부터 지지 부재에 의해 지지되는 캐니스터까지 존재하지 않도록 형상을 취하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제29항에 있어서, 입구 환기 덕트는 L자형, 각진 형상, S자형 또는 만곡 형상인 부분을 포함하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제27항에 있어서, 지지 부재는 캐니스터의 바닥 표면이 출구의 상부보다 적어도 2 인치 아래가 되도록 고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 내에 지지하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
고준위 폐기물 저장용 시스템이며,

고준위 폐기물의 캐니스터를 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 쉘과,

지반면 위 입구로부터 캐비티의 바닥부 또는 바닥부에 인접한 지반면 아래 출구로 연장하는 하나 이상의 입구 환기 덕트를 포함하고,

쉘의 적어도 일부분은 지반면 아래에 위치 설정되고, 입구 환기 덕트는 캐비티가 지반면 아래 유체의 유입에 대해 밀폐식으로 밀봉되도록 쉘에 연결되는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제32항에 있어서, 캐비티의 상부 또는 상부 인접부로부터 대기 공기까지의 통로를 형성하는 하나 이상의 출구 환기 덕트를 더 포함하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제33항에 있어서, 쉘의 상부에 고정되는 리드를 더 포함하고, 리드는 하나 이상의 출구 환기 덕트를 포함하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제32항에 있어서, 바닥 플레이트를 더 포함하고, 바닥 플레이트, 쉘 및 입구 환기 덕트는 지반면 아래 유체의 유입에 대해 밀폐식으로 밀봉되는 일체식 구조물을 형성하는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제32항에 있어서, 쉘 및 입구 환기 덕트는 철강으로 구성되어 함께 밀봉 용접되는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제32항에 있어서, 지반면 아래에 위치 설정되는 기부를 더 포함하고, 쉘 및 입구 환기 덕트는 기부 꼭대기에 위치 설정되는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
고준위 폐기물 저장 방법이며,

지반면 아래 구멍을 제공하는 단계와,

고준위 폐기물의 캐니스터를 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 쉘을 포함하는 시스템을 제공하는 단계와,

입구 환기 덕트의 입구가 지반면 위에 위치하고 캐비티 내부의 입구 환기 덕트의 출구가 지반면 아래에 위치하도록 구멍 내에 장치를 위치 설정하는 단계와,

구멍을 가공된 충전물로 채우는 단계와,

고준위 폐기물 캐니스터를 캐비티 내부로 하강시키는 단계를 포함하고,

쉘의 적어도 일부분은 지반면 아래이고, 하나 이상의 입구 환기 덕트는 입구로부터 캐비티의 바닥부 또는 바닥부 인접부까지 연장하고, 입구 환기 덕트는 쉘에 연결되는 고준위 폐기물 저장 방법.
제38항에 있어서, 쉘의 대부분이 지반면 아래인 고준위 폐기물 저장 방법.
제39항에 있어서, 리드를 쉘의 상부에 위치시키는 단계를 더 포함하고, 리드는 캐비티의 상부 또는 상부 인접부로부터 대기 공기까지의 통로를 형성하는 하나 이상의 출구 환기 덕트를 포함하는 고준위 폐기물 저장 방법.
제40항에 있어서, 입구 환기 덕트를 통해 냉각 공기를 캐비티로 유입시키는 단계를 더 포함하고, 냉각 공기는 캐니스터로부터의 열에 의해 데워지고 데워진 공기는 출구 환기 덕트를 통해 캐비티를 나가는 고준위 폐기물 저장 방법.
낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물 저장용 시스템이며,

고준위 폐기물의 캐니스터를 수용하기 위한 캐비티를 형성하는 구조물과,

캐비티의 상부 또는 상부 인접부로부터 대기 공기까지의 통로를 형성하는 하나 이상의 환기 덕트를 포함하고,

캐비티의 적어도 일부분은 지반면 아래에 위치 설정되며, 캐비티는 지반면 아래 유체의 유입에 대해 밀폐식으로 밀봉되는 낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제42항에 있어서, 구조물은 철강 쉘 또는 콘크리트 본체인 낮은 열부하를 가 지는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제43항에 있어서, 구조물은 철강 쉘이며, 시스템은 쉘을 둘러싸는 콘크리트 본체를 더 포함하는 낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제42항에 있어서, 환기 덕트가 캐비티의 바닥부 또는 바닥부 인접부에는 없는 낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
제42항에 있어서, 구조물은 쉘이고, 시스템은 쉘을 둘러싸는 콘크리트 본체, 콘크리트 본체로부터 쉘을 절연하기 위한 수단, 쉘의 상부에 고정되는 리드, 바닥 플레이트, 지반면 아래 위치 설정되는 기부, 캐비티 내부에 위치 설정되는 고준위 폐기물의 캐니스터, 리드와 캐니스터 사이에 생성되는 공기 플레넘 및 캐비티의 플로어 상에 위치되는 하나 이상의 지지 블록을 더 포함하고, 리드는 하나 이상의 환기 덕트를 포함하고, 바닥 플레이트 및 쉘은 일체식 구조물을 형성하고, 쉘 및 바닥 플레이트는 기부의 꼭대기에 위치 설정되고, 쉘은 전체 캐니스터가 지반면 아래가 되도록 지반면에 대해 충분히 아래로 위치 설정되고, 하나 이상의 환기 덕트는 공기 플레넘으로부터 대기 공기까지의 통로를 형성하고, 지지 블록은 캐니스터가 저장용 캐비티 내에 위치되는 경우 캐비티의 바닥 표면과 고준위 폐기물의 캐니스터 사이에 제2 공기 플레넘을 생성하고, 시스템은 캐비티의 바닥부 또는 바닥부 인접부에 환기 덕트가 없고, 쉘은 철강으로 구성되고, 캐니스터 벽과 쉘 사이에 작은 간극이 존재하며, 작은 간극은 1 내지 3 인치 범위 내인 낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물 저장용 시스템.
낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물을 저장하는 방법이며,

청구항 제42항의 시스템을 제공하는 단계와,

캐니스터의 적어도 대부분이 지반면 아래가 될 때까지 낮은 열의 고준위 폐기물의 캐니스터를 캐비티 내부로 하강시키는 단계와,

캐니스터를 캐비티 내에 지지하는 단계를 포함하는 낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물을 저장하는 방법.
제47항에 있어서, 전체 캐니스터가 캐비티 내에 위치 설정되는 경우에 지반면 아래에 위치하는 낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물을 저장하는 방법.
제48항에 있어서, 하나 이상의 환기 덕트를 통해 냉각 공기를 캐비티로 유입하는 단계를 더 포함하고,

냉각 공기는 캐니스터로부터 발산되는 열에 의해 데워져서 데워진 공기는 하나 이상의 환기 덕트를 통해 캐비티를 나가는 낮은 열부하를 가지는 고준위 폐기물을 저장하는 방법.
고준위 폐기물 저장 방법이며,

고준위 폐기물 캐니스터를 수용 및 저장하기 위한 캐비티를 형성하는 구조물을 포함하는 시스템을 제공하는 단계와,

캐니스터의 바닥 표면이 하나 이상의 입구 환기 덕트의 출구 상부보다 아래가 될 때까지 고준위 폐기물이 캐비티 내부에 적재된 캐니스터를 하강시키는 단계와,

캐니스터의 바닥 표면이 하나 이상의 입구 환기 덕트의 출구 상부보다 낮아지는 위치에서 캐니스터를 캐비티 내에 지지하는 단계를 포함하고,

캐비티는 상부, 바닥부 및 바닥 표면을 가지고, 하나 이상의 입구 환기 덕트는 대기 입구로부터 캐비티의 바닥부 또는 바닥부 인접부의 출구까지 통로를 형성하고, 하나 이상의 출구 환기 덕트는 캐비티의 상부 또는 상부 인접부로부터 대기까지의 통로를 형성하는 고준위 폐기물 저장 방법.