JP2004226145A - Facility and method for storing exothermic substance - Google Patents

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好春 上脇
Masahiko Murakami
雅彦 村上
Shin Asano
伸 浅野
Kenichi Matsunaga
健一 松永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exothermic substance storing facility which enables sufficient countermeasures against radiation and exothermic heat at low a cost. <P>SOLUTION: A space 11 for radioactive substance storing canisters 2 which penetrates a knoll 1 and has a pair of openings is formed. One of the openings is used as an intake port 12 which introduces outside air, and the other is employed as an exhaust port 13 which is opened at a position higher than the intake port 12 to allow the air in the storing space 11 to flow outside. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性物質収納容器等の発熱性物質を貯蔵しておく発熱性物質貯蔵施設及び発熱性物質貯蔵方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原子力発電所で発生した使用済核燃料は、再処理施設の処理能力に問題があることから、今後再処理されずに長期間にわたって貯蔵されることが予想される。このような使用済核燃料は、放射性物質収納容器に入れられて貯蔵施設内に長期間（たとえば４０〜６０年程度）保管される。
ここで、放射性物質収納容器の具体例を示すと、使用済核燃料を収納ないし貯蔵するキャニスタと呼ばれる金属製の容器があり、さらに、使用済核燃料を収納ないし貯蔵したキャニスタを入れる金属キャスクやコンクリートキャスクなども含まれる。
【０００３】
上述した放射性物質収納容器は、使用済核燃料が崩壊熱を出すため、発熱対策としての冷却が必要となる。このような使用済核燃料の冷却は、放射線対策を含めてプールと称する冷却プールの水中に保管ないし貯蔵しておき、放射能及び発熱量のレベルが所定値以下に達してから核燃料再処理施設に送って処理するようになっていた。
しかしながら、近年、建設コストの低廉さにより、冷却媒体として水を使用しない乾式の使用済核燃料貯蔵施設が注目されている。このような乾式の貯蔵施設においても、使用済核燃料の崩壊熱を原因とする発熱対策が必要となるため、上述した水冷に代えて空気による冷却方式を採用したものが提案されている。
【０００４】
空冷方式を採用した乾式の放射性物質貯蔵設備（施設）としては、地盤を掘削して設けられたコンクリート躯体の両側端近傍に上面から下部に延びる給気通路を形成し、上端には大気に開口する給気口を設けたものがある。そして、給気通路に挟まれた領域には、複数の縦穴状ピットが所定の間隔をもって配設され、各縦穴状ピットの下端は給気通路に連通して給気を取り入れることができるようになっている。
なお、各縦穴状ピットの上下には、いずれも空気通路を有している上部遮蔽体及び下部遮蔽体が配設されているので、内部に使用済核燃料を収納ないし貯蔵した鋼製容器（キャニスタ）を貯蔵した場合であっても、放射線遮蔽機能は勿論のこと、給気口から導入した空気の通過によりピット内を冷却（空冷）できるようになっている。（たとえば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１４８９９９号公報（第２−３頁、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した空冷方式を採用した乾式の放射性物質貯蔵設備は、地表面から地盤を掘削してコンクリート躯体を構築するものであるから、プールによる水冷方式よりは建設コストの削減が可能になるものの、コンクリートの壁を厚くするなど高コストの放射線対策が必要となる。このため、充分な放射線対策及び発熱対策を確保しながら、乾式の貯蔵施設としてさらなる建設コストの削減が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低コストで充分な放射線対策及び発熱対策が可能となる発熱性物質貯蔵施設及び発熱性物質貯蔵方法の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の発明は、山または地中に少なくとも一対の開口部と連通する放射性の発熱性物質の貯蔵空間を形成し、前記開口部のひとつが外気を導入する吸気口とされ、前記開口部の少なくともひとつが前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする放射性の発熱性物質貯蔵施設である。
【０００９】
このような発熱性物質貯蔵施設とすれば、たとえばトンネルのような地中空間を放射性の発熱性物質の貯蔵空間とし、この貯蔵空間に連通する吸気口及び排気口を設け、排気口を吸気口より高い位置に開口させたので、貯蔵空間内の放射性の発熱性物質が発熱し、この加熱を受けて温度上昇した空気は、煙突効果によって排気口より外部の大気へ排出され、温度の低い外気が吸気口から導入される。
従って、貯蔵空間内は、自然換気によって空冷される。
また、放射性の発熱性物質を地中空間に貯蔵するので、上述した自然換気の空冷に加えて、地中への放熱によっても除熱を容易に行うことができ、しかも、開口部以外は地中にあるため放射線対策も安価にできる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、山または地中に少なくとも一対の開口部と連通する発熱性物質の貯蔵空間を形成し、前記開口部のひとつが外気を導入する吸気口とされ、前記開口部の少なくともひとつが前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする発熱性物質貯蔵施設である。
【００１１】
このような発熱性物質貯蔵施設とすれば、たとえばトンネルのような地中空間を発熱性物質の貯蔵空間とし、この貯蔵空間に連通する吸気口及び排気口を設け、排気口を吸気口より高い位置に開口させたので、貯蔵空間内の発熱性物質が発熱し、この加熱を受けて温度上昇した空気は、煙突効果によって排気口より外部の大気へ排出され、温度の低い外気が吸気口から導入される。従って、貯蔵空間内は、自然換気によって空冷される。
また、発熱性物質を地中空間に貯蔵するので、地中への放熱によっても除熱を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、山または地中を貫通して両端部に開口部が形成される発熱性物質の貯蔵空間を設け、該貯蔵空間の一方の開口部が外気を導入する吸気口とされ、前記貯蔵空間の他方の開口部が前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする発熱性物質貯蔵施設である。
【００１３】
このような発熱性物質貯蔵施設とすれば、たとえばトンネルのような地中空間を貫通して両端部に開口部が形成された発熱性物質の貯蔵空間とし、開口部の一方を吸気口とし、他方の開口部を吸気口より高い位置に開口する吸気口としたので、貯蔵空間内の発熱性物質が発熱し、この加熱を受けて温度上昇した空気は、煙突効果によって排気口より外部の大気へ排出され、温度の低い外気が吸気口から導入される。従って、貯蔵空間内は、略水平方向に貫通する地中空間が自然換気によって空冷され、高コストの縦穴を設ける必要がない。
また、発熱性物質を地中空間に貯蔵するので、地中への放熱によっても除熱を容易に行うことができる。
【００１４】
請求項３記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間の開口部が共に外気を導入する吸気口とされ、前記貯蔵空間と外部との間を連通させる排気経路の出口開口部が前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされるものでもよく、このようにしても、煙突効果による自然換気及び地中への放熱による除熱が可能となる。（請求項４）
また、請求項３または４記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間が、隣接する一対の開口部を両端部に備えた略Ｕ字状に貫通するものでもよく、これにより、地中空間が略水平方向へ貫通しない構造となって吸気口及び換気口を近傍に配置することができる。（請求項５）
【００１５】
請求項６記載の発明は、山または地中に入口開口部を備えて非貫通とした発熱性物質の貯蔵空間と、該貯蔵空間と外部との間を連通させる排気経路とを備え、前記貯蔵空間の開口部が外気を導入する吸気口とされ、前記排気経路の出口開口部が前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする発熱性物質貯蔵施設である。
【００１６】
このような発熱性物質貯蔵施設とすれば、たとえばトンネルのような地中空間に吸気口となる入口開口部を備えて非貫通とした発熱性物質の貯蔵空間と、この貯蔵空間に連通し出口開口が吸気口より高い位置に開口して排気口となる排気経路とを備えているので、貯蔵空間内の発熱性物質が発熱し、この加熱を受けて温度上昇した空気は、煙突効果によって排気口より外部の大気へ排出され、温度の低い外気が吸気口から導入される。従って、貯蔵空間内は、地中空間が自然換気によって空冷される。
また、発熱性物質を地中空間に貯蔵するので、地中への放熱によっても除熱を容易に行うことができる。
【００１７】
請求項１から６のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間の上部壁面を、前記吸気口から前記排気口へ向けて高くなるように傾斜させることが好ましく、これにより、吸気口から排気口へ空気が流れる煙突効果が得られる。（請求項７）
【００１８】
請求項１から６のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間を前記吸気口から前記排気口へ向けて高くなる傾斜空間とし、該傾斜空間の傾斜床面に発熱性物質係止手段を設けることが好ましく、これにより、吸気口から排気口へ空気が流れる煙突効果が得られ、また、傾斜床面に貯蔵される発熱性物質は、発熱性物質係止手段によって確実に係止される。（請求項８）
【００１９】
請求項１から８のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間の内部に、温度の高い空気流を上部へ導く風路制御手段を設けることが好ましく、これにより、高温の空気が上部へ導かれ温度の低い空気が下部を流れる二相流が形成されので、貯蔵空間の内部まで温度の低い外気を供給することができる。（請求項９）
【００２０】
請求項１から９のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間が、前記発熱性物質を貯蔵しておく発熱性物質貯蔵エリアと、前記吸気口から導入した外気を前記貯蔵空間の内部へ導くよう前記発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けられた吸気風路とに区画され、前記発熱性物質貯蔵エリアは、前記吸気風路との間が吸気連絡口により連通されると共に、前記排気口とも連通していることが好ましく、これにより、吸気口から導入した温度の低い外気は、吸気風路を通って貯蔵空間の内部まで流れる途中で吸気連絡口から順次発熱性物質貯蔵エリアへ流れ込む。一方、発熱性物質に加熱されて温度上昇した発熱性貯蔵エリア内の空気は、煙突効果により排気経路を通って吸気口より高い位置に開口する排気口から外部へ流出する。（請求項１０）
【００２１】
請求項１から９のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間が、前記発熱性物質を貯蔵しておく発熱性物質貯蔵エリアと、前記吸気口から導入した外気を前記貯蔵空間の内部へ導くよう前記発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けられた吸気風路と、前記貯蔵空間から温度上昇した空気を前記排気口まで導くよう前記発熱性物質貯蔵エリアの上部に沿って設けられた排気風路とに区画され、前記発熱性物質貯蔵エリアは、前記吸気風路との間が吸気連絡口により連通され、かつ、前記排気風路との間が排気連絡口により連通されると共に、前記排気口とも連通していることが好ましく、これにより、吸気口から導入した温度の低い外気は、吸気風路を通って貯蔵空間の内部まで流れる途中で吸気連絡口から順次発熱性物質貯蔵エリアへ流れ込む。一方、発熱性物質に加熱されて温度上昇した発熱性物質貯蔵エリア内の空気は、排気連絡口を通って上部の排気風路に流れ込み、煙突効果により排気経路を通って吸気口より高い位置に開口する排気口から外部へ流出する。（請求項１１）
【００２２】
請求項１０または１１記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記吸気連絡口の開口面積が、前記吸気口側から前記排気口側へ向けて順次大きくなることが好ましく、これにより、吸気風路を通って貯蔵空間の内部まで流れる温度の低い外気は、入口側から奥まで略均等に分配される。（請求項１２）
【００２３】
請求項１１または１２記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記排気連絡口の開口面積が、前記吸気口側から前記排気口側へ向けて順次大きくなることが好ましく、これにより、発熱性物質貯蔵エリア内で温度上昇した空気は、貯蔵空間の奥に滞留することなく確実に流出する。（請求項１３）
【００２４】
請求項１０から１３のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記吸気風路の流路断面積が、前記吸気口側から前記排気呼応側へ向けて徐々に小さくなることが好ましく、これにより、吸気風路を通って貯蔵空間の内部まで流れる外気は、入口側から奥までスムーズに流れて略均等に分配される。（請求項１４）
【００２５】
請求項１１から１４のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記排気風路の流路断面積が、前記吸気口側から前記排気口側へ向けて徐々に小さくなることが好ましく、これにより、発熱性貯蔵エリア内で温度上昇した空気は、貯蔵空間の奥に滞留することなくスムーズに流れて排気口から外部へ流出する。
（請求項１５）
【００２６】
請求項１６記載の発明は、山または地中に発熱性物質の貯蔵空間を形成した発熱性物質貯蔵施設であって、前記貯蔵空間に発熱性物質設置架台との接触面を用いて冷却媒体流路を形成し、前記発熱性物質の熱が前記冷却媒体流路を流れる冷却媒体へ熱伝導するように構成したことを特徴とする発熱性物質貯蔵施設である。
【００２７】
このような発熱性物質貯蔵施設とすれば、貯蔵空間に発熱性物質設置架台との接触面を用いて冷却媒体流路を形成し、発熱性物質の熱が冷却媒体流路を流れる冷却媒体へ熱伝導するように構成したので、発熱性物質の発熱量は貯蔵空間内に蓄積することなく冷却媒体を介して外部へ放出される。
この場合、前記貯蔵空間の床面上に複数の熱伝導性支持部材を介して空間部を形成するよう設けられた仕切部材を接触面としてもよいし、あるいは、冷却媒体の流動を阻害しない断面形状（たとえばコ字状断面）とした熱伝導性の発熱性物質搬送台車を連結して冷媒流路を形成してもよい。（請求項１７，１８）
【００２８】
請求項１から１８のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間の上部に、貯蔵空間内部の熱を周囲の山または地中へ放熱する熱交換媒体を設けることが好ましく、これにより、地中への放熱をより一層促進することができる。（請求項１９）
【００２９】
請求項１から１９のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設においては、前記貯蔵空間の強制換気手段を備えていることが好ましく、これにより、自然換気に頼ることなく強制換気手段を用いて強制的に貯蔵空間を換気したり、あるいは、強制換気手段により自然換気を補助することが可能となる。（請求項２０）
【００３０】
請求項２１記載の発明は、山または地中に放射性の発熱性物質を設置する貯蔵空間を形成し、該貯蔵空間に連通する吸気口とこの吸気口より高い位置に開口する排気口とを設け、前記吸気口から導入した外気を前記排気口から流出させて自然換気冷却を行うことを特徴とする放射性の発熱性物質貯蔵方法である。
【００３１】
このような発熱性物質貯蔵方法によれば、山または地中に放射性の発熱性物質の貯蔵空間を形成して自然換気冷却（空冷）及び地中への放熱を行うので、電源等の特別なコストをかけることなく内部の温度上昇を防止することができる。
また、貯蔵空間がトンネル等の地中に設けられているので、たとえば使用済核燃料を収納ないし貯蔵したキャスク等の放射線物質収納容器のように、放射性の発熱性物質を貯蔵する場合であっても、開口部以外は地中にあるため厚いコンクリート壁を構築するような高コストの放射線対策が不要となる。
【００３２】
請求項２２記載の発明は、山または地中に発熱性物質を設置する貯蔵空間を形成し、該貯蔵空間に連通する吸気口とこの吸気口より高い位置に開口する排気口とを設け、前記吸気口から導入した外気を前記排気口から流出させて自然換気冷却を行うことを特徴とする発熱性物質貯蔵方法である。
【００３３】
このような発熱性物質貯蔵方法によれば、山または地中に発熱性物質の貯蔵空間を形成して自然換気冷却（空冷）及び地中への放熱を行うので、電源等の特別なコストをかけることなく内部の温度上昇を防止することができる。
【００３４】
請求項２１または２２記載の発熱性物質貯蔵方法においては、前記自然換気冷却が、前記吸気口から導入した外気を発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けた吸気風路に流し、該吸気風路と前記発熱性物質貯蔵エリアとの間を連通させた吸気連絡口より前記外気を発熱性物質貯蔵エリア内に導入すると共に、前記発熱性物質貯蔵エリアに連通する排気口から温度上昇した空気を外部へ流出させることが好ましく、これにより、煙突効果により排気口から外部へ流出する発熱性物質貯蔵エリア内の温度の高い空気が吸気口から導入した温度の低い外気により換気されるので、発熱性物質貯蔵エリア内は空気による冷却が行われる。（請求項２３）
【００３５】
請求項２１または２２記載の発熱性物質貯蔵方法においては、前記自然換気冷却が、前記吸気口から導入した外気を発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けた吸気風路に流し、該吸気風路と前記発熱性物質貯蔵エリアとの間を連通させた吸気連絡口より前記外気を発熱性物質貯蔵エリア内に導入すると共に、前記発熱性物質貯蔵エリアの上部に沿って設けられ排気連絡口を介して連通する排気風路に温度上昇した空気を導入し、該排気風路と連通する前記排気口から温度上昇した空気を外部へ流出させることが好ましく、これにより、煙突効果により排気連絡口を通って排気口から外部へ流出する発熱性物質貯蔵エリア内の温度の高い空気が吸気口から導入した温度の低い外気により換気されるので、発熱性物質貯蔵エリア内は空気による冷却が行われる。（請求項２４）
【００３６】
請求項２５記載の発明は、山または地中に発熱性物質の貯蔵空間を形成し、該貯蔵空間に発熱性物質設置架台との接触面を用いて冷却媒体流路を形成し、前記発熱性物質の熱を前記冷却媒体流路を流れる冷却媒体へ熱伝導させることを特徴とする発熱性物質貯蔵方法である。
【００３７】
このような発熱性物質貯蔵方法によれば、貯蔵空間に発熱性物質設置架台との接触面を用いて冷却媒体流路を形成し、発熱性物質の熱を冷却媒体流路を流れる冷却媒体へ熱伝導させるので、発熱性物質の発熱量は貯蔵空間内に蓄積することなく冷却媒体を介して外部へ放出される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る発熱性物質貯蔵施設及び発熱性物質貯蔵方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
本発明に係る第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。なお、以下の実施形態では、放射性の発熱性物質（以下、「放射性物質」と呼ぶ）を貯蔵する施設について説明する。
図１において、符号の１は山、２は放射性物質貯蔵容器（発熱性物質）、３は設置架台、１０は発熱性物質貯蔵施設、１１は貯蔵空間、１２は吸気口、１３は排気口である。
【００３９】
図示の例では、山１を略水平方向に貫通するトンネルが発熱性物質の貯蔵空間１１となり、トンネルの両端にそれぞれ設けられた一対の開口部は、一方が外気を導入する吸気口１２となり、他方が貯蔵空間１１内の空気を外部（大気）へ流出させる排気口１３となる。
また、貯蔵空間１１の少なくとも一方の端部（トンネル出入口）には、貯蔵空間１１内へ放射性貯蔵容器２の出し入れを行うため、図示を省略した搬入搬出口が設けられている。なお、この搬入搬出口には、放射線対策を施した開閉式の扉を設けておく必要がある。
【００４０】
さて、貯蔵空間１１内には、設置架台３に支持された放射性物質貯蔵容器２が所定の間隔をもって多数設置されている。この放射性物質貯蔵容器２は、たとえば使用済核燃料を収納ないし貯蔵したキャニスタ等の金属容器、あるいは使用済核燃料を収納ないし貯蔵した金属容器が入れられた金属またはコンクリート製のキャスクである。
このような放射性物質貯蔵容器２は、使用済核燃料が収納ないし貯蔵されているため、崩壊熱によって発熱する。
【００４１】
貯蔵空間１１の両端に設けられている吸気口１２及び排気口１３は、排気口１３が煙突１４の上端部に開口している。すなわち、煙突１４に設けられている排気口１３は、貯蔵空間１１と略同じ高さ（図示の例では、煙突１４より低い吸気塔１５の上端部に開口）とした吸気口１２よりも高い位置に開口している。
また、吸気口１２及び排気口１３には、貯蔵空間１１内に雨水が侵入したり、あるいは吸気口１２及び排気口１３が雪によって塞がれたりしないようにするため、適切な風雨対策が必要となる。さらに、吸気口１２及び排気口１３から貯蔵空間１１内に、生物（虫、鳥、爬虫類等）が侵入するのを防止する対策も望まれる。
【００４２】
図２（ａ）〜（ｃ）は、上述した風雨対策の具体例を示す図である。
図２（ａ）は、吸気口１２及び排気口１３に下向きのルーバー１６を設けて、雨水の浸入や雪の付着による開口部の閉塞を防止したルーバー構造である。
図２（ｂ）は、吸気口１２及び排気口１３をラビリンス構造１７とし、上述したルーバー１６と同様に、雨水の浸入や雪の付着による開口部の閉塞を防止したものである。
図２（ｃ）は、吸気口１２及び排気口１３に支持部材１８ａを介して屋根１８を設置し、雨水の浸入や雪による閉塞を防止したものである。なお、支持部材１８ａの間に形成される空間部が吸気及び排気の通路となる。
【００４３】
図２（ｄ）は、生物の侵入を防止する対策として、吸入口１２及び排気口１３にネット１９を設けたものである。図示の例では、ラビリンス構造１７とネット１９とを組み合わせた構成としてあるが、ルーバー１６または屋根１８との組み合わせも可能である。
【００４４】
上述した構成の発熱性物質貯蔵施設１０においては、山１に発熱性物質の放射性物質貯蔵容器２を設置する貯蔵空間１１を形成し、この貯蔵空間１１に連通する吸気口１２とこの吸気口１２より高い位置に開口する排気口１３とを設け、吸気口１２から導入した外気を吸気口１３から流出させて自然換気冷却を行う発熱性物質貯蔵方法が採用されている。
このため、動力を使用することなく、煙突効果を利用した自然換気による貯蔵空間１１内の空冷が可能となる。この自然換気は、温度上昇した空気が膨張することで密度が小さくなり、上向きの流れとなって上昇する現象を利用したものである。
【００４５】
すなわち、温度上昇した貯蔵空間１１内の空気は、排気口１３を煙突１４の上端部に設けて吸気口１２より高い位置に開口させてあるので、煙突効果によって外部へ放出される。これと同時に、貯蔵空間１１内には吸気口１２から低温の外気が導入されるので、吸気口１２から導入した外気が貯蔵空間１１内を通過して温度上昇し、煙突１４を通って排気口１３から外気へ排出されるという自然換気が行われる。
なお、貯蔵空間１１内の空気が温度上昇するのは、放射性物質貯蔵容器２内の使用済核燃料が発熱するため、この熱で放射性物質貯蔵容器２が温度上昇し、周囲の空気に放熱するためである。
【００４６】
このような自然換気による空冷は、特別な動力を必要としないため、特に長期間にわたる貯蔵施設の換気に採用すれば、ランニングコストが不要になるという利点がある。また、駆動部分がないため故障の心配がなく、メンテナンスについても極めて簡単なものとなる。しかも、貯蔵空間１１がトンネルのような地中にあるため、すなわち、貯蔵空間１１の周囲が土砂や岩盤等により囲まれているため、地中への放熱面積が大きくなる。このため、貯蔵空間１１内から地中へ放熱することによる除熱量も大きくなる。
【００４７】
さらに、発熱性物質が上述した放射性廃棄物収納容器２のように放射性である場合、長期間貯蔵するためには放射線対策も必要となるが、貯蔵空間１１はトンネルのような地中空間にある。従って、搬入搬出用の開口部を除く周囲が土砂または岩盤に囲まれることになるので、厚いコンクリート壁を構築するような対策は不要である。
また、吸気口１２及び排気口１３についても、放射線が直進することを考慮して、たとえば図示したように、煙突１４や吸気塔１５を備えて流路が上向きに折曲された構造とすれば特別な放射線対策は不要である。
【００４８】
従って、厚いコンクリート壁に囲まれた貯蔵空間を構築する従来構造と比較すれば、建設に要するコストを低減でき、しかも、放射線及び発熱についても充分な対策が施されたものとなる。特に、既設または廃坑となったトンネルや鉱山等の地中空間を貯蔵空間１１として利用する場合には、より低コストの発熱性物質貯蔵施設１０を提供することができる。
【００４９】
ところで、この実施形態は、上述したように吸気塔１５を備えている貫通構造のトンネルを貯蔵空間１１とした構造に限定されることはない。
たとえば図３に示す第１変形例では、排気口１３側に吸気塔１５がなく、図示省略の放射線対策等を施した一方の開口部が排気口１３より低い位置の吸気口１２とされる。
【００５０】
また、図４（ａ）に示す第２変形例では、上述した第１変形例の貯蔵空間１１を非貫通構造としてある。そして、貯蔵空間１１の内部に、好ましくは貯蔵空間１１の最奥部付近に連通するようにして、山１に排気経路となる縦穴２０が略垂直に形成され、その出口開口が排気口１３とされる。この場合、吸気口１２側に縦穴２０の出口開口より低い吸気塔１５を設けてもよい。
また、図４（ｂ）に示す第３変形例では、上述した第２変形例の貯蔵空間１１を貫通構造のトンネルとし、両端から適当な位置（たとえば中間地点）に連通するようにして、山１に排気経路となる縦穴２０が略垂直に形成され、その出口開口が排気口１３とされる。
なお、上述した縦穴２０は、必ずしも垂直方向に形成する必要はなく、排気口となる出口開口側へ向かって上昇するように傾斜させたものでもよい。
【００５１】
また、上述した第１変形例及び第２変形例においても、必要に応じて吸気口１２及び排気口１３に風雨対策及び生物等の侵入防止対策を適宜施すのは勿論である。
なお、上述した実施形態及びその変形例では、開口部が一対のものを示して説明したが、たとえば吸気口となる二つの開口部と排気口となる一つの開口部よりなる合計三つの開口部を設けた構造、あるいは、吸気口となる二つの開口部と排気口となる二つの開口部よりなる合計四つの開口部を設けた構造なども可能であり、従って、開口部は二つ以上の複数であれば特に限定されることはない。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
続いて、本発明に係る第２の実施形態を図５に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態の発熱性物質貯蔵施設１０Ａでは、貯蔵空間１１Ａが傾斜して山１を貫通するトンネルとなっている。貯蔵空間１１Ａの両端にそれぞれ開口する一対の開口部は、傾斜により低い方が吸気口１２Ａとなり、高い方が排気口１３Ａとなる。なお、図示の例では、図示省略の放射能対策を施した一対の開口部を吸気口１２Ａ及び排気口１３Ａとしているが、両端に前述した吸気塔１５及び煙突１４を設けた構成を採用してもよい。
【００５３】
このような構成とすれば、貯蔵空間１１Ａ内で温度上昇した空気は、傾斜した貯蔵空間１１Ａ自体が煙突効果を発揮して排気口１３Ａから外気へ排出され、これと同時に、貯蔵空間１１Ａ内には吸気口１２Ａから温度の低い外気が導入されて換気される。
また、吸気口１２Ａ及び排気口１３Ａについては、上述した第１の実施形態と同様に、風雨対策や生物の侵入を防止する対策を必要に応じて適宜施す必要がある。そして、吸気口１２Ａ及び排気口１３Ａについては、上述した第１の実施形態と同様に、放射線が直進することに配慮し、図示は省略したものの流路が上向きに折曲された構造、すなわち吸気塔及び煙突を備えた構造とすれば特別な対策は不要である。なお、貯蔵空間１１Ａの両端に設けられる搬入搬出用の開口部については、放射線対策が必要となる。
【００５４】
また、貯蔵空間１１Ａの放射性物質貯蔵容器２の床面への設置については、図５（ｂ）に示すように、傾斜床面に設置架台３の下面を合わせ、発熱性物質係止手段となる係止装置Ｓのストッパを用いて確実に固定したり、あるいは、傾斜面を階段状にして安定した設置ができるようにしてもよい。
しかし、貯蔵空間１１の上面（天井面）のみが傾斜していれば上述した煙突効果が得られるので、図中に想像線で示したように、床面については平坦面としてもよい。
【００５５】
従って、厚いコンクリート壁に囲まれた貯蔵空間を構築する従来構造と比較すれば、地中空間を利用するため建設に要するコストを低減でき、しかも、放射線及び発熱についても充分な対策が施されたものとなる。特に、既設のトンネル等を貯蔵空間１１Ａとして利用すれば、より低コストの発熱性物質貯蔵施設１０Ａを提供することができる。
また、この実施形態についても、たとえば図６に示した第１変形例のように、貯蔵空間１１Ａを非貫通の傾斜トンネル構造として排気経路となる縦穴２０を設けたり、あるいは、図７に示す第２変形例のように、両側から内部へ向けて上昇する貫通構造の傾斜トンネルを採用し、その最上部に連通するようにして排気経路となる縦穴２０を設けたものでもよい。なお、この場合の縦穴２０は、必ずしも垂直方向に形成する必要はなく、排気口となる出口開口側へ向かって上昇するように傾斜させたものでもよい。
【００５６】
＜第３の実施形態＞
本発明に係る第３の実施形態を図８に示して説明する。なお、上述した各実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
さて、この実施形態の貯蔵空間１１内には、温度の高い空気を上部へ導く風路制御手段として、導風板２１が設けられている。この導風板２１は、図中に白抜矢印で示した空気流れ方向と直交するようにして、複数枚が適当なピッチで床面上に固定設置されている。なお、この場合の貯蔵空間１１は、上述した第１の実施形態で説明したものとする。
【００５７】
各導風板２１の上部には、板材の上端部を部分的に空気流れ方向へ折曲した導風部２１ａが設けられている。
また、各導風板２１の下部中央付近には、固定支持用の部分を除き、空気流路を形成するように板材を切り欠いた貫通流路２１ｂが設けられている。
【００５８】
このような導風板２１を設置することにより、煙突効果によって空気流れ方向へ流れる空気は、導風部２１ａの傾斜面により温度の高い空気が上部へ導かれ、温度の低い空気が導風部２１ａの影響を受けることなく下部の貫通流路２１ｂを流れるので、上下方向で温度の異なる二相流となる。
すなわち、放射性物質貯蔵容器２に加熱されて温度上昇した空気は自ら上方へ上昇するように流れるが、このような空気の上昇は導風部２１ａによってさらに促進される。
一方、吸気口１２より導入した温度の低い空気は、密度が大きいことから下方にあり、ほとんど流路抵抗がない下部の貫通流路２１ｂを通過して流れるようになる。このため、比較的小さな温度上昇に抑えて、貯蔵空間１１の奥まで供給することができる。
【００５９】
従って、上述した導風板２１を貯蔵空間１１内に設置すれば、吸気口１２から導入した空気は、温度の異なる二相流となって流れ、温度の低い空気が吸気口１２から離れた奥まで供給されるようになるので、貯蔵空間１１内をほぼ均一な温度とするよう自然換気により空冷することができる。
なお、上述した導風板２１は、第２の実施形態で説明したように、傾斜した貯蔵空間１１Ａにも適用可能になるなど、後述する種々の実施形態への適用が可能なことは言うまでもまない。
【００６０】
＜第４の実施形態＞
本発明に係る第４の実施形態を図９に示して説明する。なお、上述した各実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、山１の地中空間（トンネル）として、平面視がＵ字状の貯蔵空間１１Ｂを設けてある。この貯蔵空間１１Ｂは、ほぼ水平方向に貫通したトンネル構造であり、Ｕ字の両端となる一対の開口部２２Ａ，２２Ｂが隣接して設けられている。これらの開口部２２Ａ，２２Ｂは、図示省略の放射性物質貯蔵容器２の搬入搬出を行う出入口となり、適当な放射線対策が施された開閉扉等が設置されている。
【００６１】
一対の開口部２２Ａ，２２Ｂ近傍には、貯蔵空間１１Ｂから吸気口１２及び排気口１３に連通する吸気及び排気の流路が設けられている。
一方の吸気口１２は、開口部２２Ａの近傍から分岐して設けられた吸気塔１５の上端付近に開口しており、図２に示した風雨対策及び生物の侵入防止対策が施されている。
他方の排気口１３は、開口部２２Ｂの近傍から分岐して設けられた煙突（排気塔）１４の上端付近に開口しており、上述した吸気口１２と同様に、風雨対策及び生物の侵入防止対策が施されている。
【００６２】
この場合の排気口１３は、吸気塔１５よりも高くした煙突１４に設けられており、従って、吸気口１２よりも高い位置に開口している。このため、貯蔵空間１１Ｂ内で温度上昇した空気は、煙突効果により排気口１３から外気へ排出され、これと同時に、貯蔵空間１１Ｂ内には吸気口１２から温度の低い外気が導入されて換気及び空冷される。
【００６３】
このような構成とすれば、吸気塔１５及び煙突１４を隣接して設けることができるようになり、山１の途中に高コストの縦穴を設けて吸気塔を構成する場合と比較して、安価に建設できるという利点がある。
なお、ここでは平面視がＵ字状の貯蔵空間１１Ｂを図示したが、本発明はこれに限定されることはなく、たとえばコ字状やループ形状などのように、両端の開口部２２Ａ，２２Ｂが隣接して設けられているものであればよい。換言すれば、吸気側となる開口部２２Ａに隣接して排気側となる開口部２２Ｂが位置していれば、貯蔵空間１１となる途中の経路（平面視の形状）については、諸条件に応じて適宜選択することが可能であり、これらを総称して「略Ｕ字状」と呼ぶ。
【００６４】
また、この場合においても、貯蔵空間１１Ｂを傾斜構造のトンネルとして吸気口１２より排気口１３を高い位置にすれば、吸気塔１５や煙突１４を設ける必要はない。
また、貯蔵空間１１Ｂを略水平な貫通トンネル構造とした場合であっても、吸気口１２となる開口部２２Ａに適当な放射線対策を施すことにより、吸気塔１５をなくすことも可能である。
【００６５】
＜第５の実施形態＞
本発明に係る第５の実施形態を図１０に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した図４（ａ）の発熱性物質貯蔵施設１０に適用した場合を例に示している。
図１０において、符号の１は山、２は放射性物質貯蔵容器（発熱性物質）、３は設置架台、１０は発熱性物質貯蔵施設、１１は貯蔵空間、１２は吸気口、１３は排気口、２０は排気経路、２３は吸気風路、２４は発熱性物質貯蔵エリア、２５は風路仕切板、２６は吸気連絡口、２７は搬入搬出用開口部である。
【００６６】
図示の例では、山１をトンネル状に掘削した地中空間が発熱性物質の貯蔵空間１１となる。この貯蔵空間１１は、たとえば山１の斜面に放射性貯蔵容器２の搬入搬出用開口部（入口開口部）２７が開口し、山１を貫通する出口のない行き止まり（非貫通）のトンネル状地中空間である。
貯蔵空間１１の内部には、両端が床面及び天井面に固定されるようにして上下方向に設置した左右一対の風路仕切板２５が設けられている。この風路仕切板２５によって、略半円形状断面とした貯蔵空間１１の内部空間は、両端に配置された流路断面積が一定の吸気風路２３と、中央部の発熱性物質貯蔵エリア２４とに区画されている。
なお、図示の例では、吸気風路２３を貯蔵エリア２４の左右に設けているが、いずれか一方のみでもよい。
【００６７】
風路仕切板２５には、吸気連絡口２６が所定のピッチで複数開口している。この吸気連絡口２６は、その開口面積が全て同じに設定されており、吸気風路２３と発熱性物質貯蔵エリア２４との間を連通状態にして吸気（外気）の供給流路となっている。このため、図示省略の吸気口から導入して吸気風路２３を流れる低温の外気は、吸気口側から奥へ並んで設けられている複数の吸気連絡口２６を通り、発熱性物質貯蔵エリア２４内へ順次分配されることとなる。また、風路仕切板２５の存在により、発熱性物質貯蔵エリア２４内で温度上昇した空気が吸気口から導入して吸気風路２３を流れる低温の外気に混じることはないので、外気温度を奥まで低く維持できる。
なお、上述した吸気口１２は、搬入搬出用開口部２７と兼用して吸気風路２３と略同レベルに、あるいは、搬入搬出要開口部２７の近傍に設けた図示しない吸気塔１５を備えて吸気風路２３よりやや高い位置に開口して設けられている。
【００６８】
発熱性物質貯蔵エリア２４は、発熱性物質である放射性物質貯蔵容器２を多数設置して貯蔵するための空間であり、設置架台３に支持された放射性物質貯蔵容器２が所定の間隔をもって多数設置されている。この発熱性物質貯蔵エリア２４には、搬入搬出用出口２７から離れた奥の位置で外部（大気）へ連通するようにして、温度上昇したエリア内部の空気を外部へ排出する排気経路２０が設けられている。この排気経路２０は、山１を貫通する煙突状の縦穴であり、その上端部が上述した吸気口より高い位置に開口する排気口１３となっている。
なお、排気経路２０は、鉛直方向に設けたものでもよいし、あるいは、傾斜させて設けたものでもよい。
【００６９】
また、貯蔵空間１１の搬入搬出用開口部２７には、貯蔵する発熱性物質が放射性物質貯蔵容器２であることから、放射線対策を施した開閉式の扉を設けておく必要がある。なお、吸気塔１５を備えた吸気口１２及び排気系路２０に開口する排気口１３については、放射線が直進するという特性を有しているため、空気の流路に方向転換部があれば特別な放射線対策は不要である。
【００７０】
上述した構成の発熱性物質貯蔵施設１０においては、吸気口１２から導入した低温の外気を発熱性物質貯蔵エリア２４に沿って設けた吸気風路２３に流し、この吸気風路２３と発熱性物質貯蔵エリア２４との間を連通させた吸気連絡口２６を通して発熱性物質貯蔵エリア２４内に外気を導入する。そして、発熱性物質貯蔵エリア２４の奥から外部へ連通し吸気口１２より高い位置に排気口１３を開口させた排気経路２０を介して、発熱性物質貯蔵エリア２４内で温度上昇した空気を外部へ流出させ、発熱性物質の貯蔵空間である発熱性物質貯蔵エリア２４内を自然換気により空冷する冷却方法を採用している。
このような自然換気は、温度上昇した空気が膨張することによって密度が小さくなり、上向きの流れとなって上昇する現象を利用したものであり、このような煙突効果を利用した自然換気には動力が不要である。
【００７１】
すなわち、温度上昇した発熱性物質貯蔵エリア２４内の空気は、排気口１３を煙突状とした排気経路２０の上端部に設けて吸気口１２より高い位置に開口させてあるので、煙突効果によって外部へ放出される。これと同時に、吸気風路２３内には吸気口１２から低温の外気が導入され、この外気は、吸気風路２３を奥へ流れていく過程で吸気連絡口２６から順次発熱性物質貯蔵エリア２４内へ供給される。従って、発熱性物質貯蔵エリア２４の奥まで、風路仕切板２５によって分離された温度の低い外気が確実に導入されて自然換気による空冷が行われる。
なお、発熱性物質貯蔵エリア２４内の空気が温度上昇するのは、放射性物質貯蔵容器２内の使用済核燃料が発熱するため、この熱で放射性物質貯蔵容器２が温度上昇し、周囲の空気に放熱するためである。
【００７２】
このような自然換気による空冷は、特別な動力を必要としないため、特に長期間にわたる貯蔵施設の換気に採用すれば、ランニングコストが不要になるという利点がある。また、駆動部分がないため故障の心配がなく、メンテナンスについても極めて簡単なものとなる。
さらに、発熱性物質が上述した放射性廃棄物収納容器２である場合、長期間貯蔵するためには放射線対策も必要となるが、本発明における貯蔵空間１１はトンネルのような地中空間にある。従って、搬入搬出用の開口部を除く周囲が土砂または岩盤に囲まれているので、厚いコンクリート壁を構築するような放射線対策は不要であり、地中への放熱による除熱も期待できる。
【００７３】
このため、厚いコンクリート壁に囲まれた貯蔵空間を構築する従来構造と比較すれば、建設に要するコストを低減でき、しかも、放射線及び発熱についても充分な対策が施されたものとなる。特に、既設または廃坑となったトンネルや鉱山等の地中空間を貯蔵空間１１として利用する場合には、より低コストの発熱性物質貯蔵施設１０を提供することができる。
【００７４】
続いて、第５の実施形態に係る第１変形例を図１１に示して説明する。なお、上述した第５の実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この第１変形例では、吸気連絡口２６の開口面積が全て同じではなく、搬入搬出用開口部２７が設けられている入口開口部側から奥へ、順次大きくしてある。
これは、吸気口１２から導入した外気を発熱性物質貯蔵エリア２４内の全域にわたって均等に供給することを狙ったものである。
【００７５】
従って、吸気口１２に近い吸気連絡口２６の開口面積を小さくするとオリフィス作用によって通過流量が制限され、吸気口１２から遠く開口面積が大きい奥の吸気連絡口２６にも充分な外気量が供給されるようになる。すなわち、吸気口１２に近い吸気連絡口２６から発熱性物質貯蔵エリア２６内へ大量の外気が供給されると、放射性物質貯蔵容器２の発熱量で温度上昇して奥に到達するので、発熱性物質貯蔵エリア２６内の温度分布は、手前の搬入搬出用開口部２７側が低く、排気経路２０を設けた奥で高くなって不均一となるが、吸気連絡口２６の開口面積を手前側から奥へ順次大きくしてやると、このような温度分布の不均一は解消される。
【００７６】
続いて、第５の実施形態に係る第２変形例を図１２に示して説明する。なお、上述した第５の実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この第２変形例では、吸気風路２３の流路断面積が一定ではなく、搬入搬出用開口部２７を設けた入口開口部側から奥へ徐々に小さくなるようにしてある。図示の例では、風路仕切板２５と貯蔵空間１１の側壁部１１ａとの間隔が変化しており、具体的には、入口開口部側から奥へ行くにつれて徐々に間隔が小さくなるように、風路仕切板２５を傾斜させて設置してある。
【００７７】
上述したように流路断面積を変化させる吸気風路２３とすれば、外気流量の多い手前側の流路断面積が大きくなり、吸気連絡口２６から順次発熱性物質貯蔵エリア２４へ流出して外気流量の減少した吸気通路２３の奥で流路断面積が小さくなるので、吸気風路２３における圧力損失が減少し、奥の吸気連絡口２６まで外気がスムーズに流れるようになる。従って、発熱性物質貯蔵エリア２４内には、全域にわたって略均等な外気供給がなされるので、内部の温度分布も略均一とすることができる。
【００７８】
また、第２変形例で説明した流路断面積の変化する吸気通路２３は、上述した第１変形例の吸気連絡口２６と組み合わせることにより、温度分布の均一化がより一層容易になる。
さらに、第１変形例及び第２変形例の組み合わせにより、吸気連絡口２６の開口面積変化率及び吸気通路２３の流路断面積変化率を緩やかにして同様の作用効果を得ることもできる。特に、流路断面積変化率が緩やかになると、貯蔵空間１１を有効利用して広い発熱性物質貯蔵エリア２４を確保することができるため、貯蔵可能な放射性物質貯蔵容器２の数が増加して貯蔵効率が向上するという利点もある。
【００７９】
なお、上述した実施形態及びその変形例は、貫通及び非貫通を問わず上述した各実施形態のトンネル構造に適用可能であり、そして、吸気口１２が吸気塔１５を備えているか否かに係わらず、適用可能なことはいうまでもない。
【００８０】
＜第６の実施形態＞
続いて、本発明に係る第６の実施形態を図１３に基づいて説明する。なお、上述した第５の実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態の発熱性物質貯蔵施設１０では、貯蔵空間１１の上部に排気風路２８が設けられている。すなわち、貯蔵空間１１は、第１の実施形態で説明した左右一対の吸気風路２３と、発熱性物質貯蔵エリア２４と、排気風路２８とに区画されている。
【００８１】
本実施形態の特徴である排気風路２８は、発熱性物質貯蔵エリア２４の上部が風路仕切板２９により分割されたものである。この場合の風路仕切板２９には、発熱性物質貯蔵エリア２４内で温度上昇した空気を排気風路２８に導入するために、同じ開口面積とした排気連絡口３０が所定のピッチで複数設けられている。
この排風通路２８は、各排気連絡口３０から導入した空気をまとめて、発熱性物質貯蔵エリア２４の上部に沿って排気口１３へ導く排気流路となる。
【００８２】
この実施形態の排気口１３は、貯蔵空間１１の入口開口部近傍、すなわち搬入搬出用開口部２７の近傍から上向きに設けられた煙突１４の上端部付近に開口している。この場合の排気経路は、山１を貫通して設けた縦穴ではなく、山１の外部に設けられた煙突１４である。
従って、排気口１３は、搬入搬出用開口部２７と略同レベルまたはやや高い位置に設けられている吸気口１２よりも高い位置に開口している。
【００８３】
このような構成の発熱性物質貯蔵施設１０においては、搬入搬出用開口部２７の近傍に設けた吸気口１２から導入した低温の外気を発熱性物質貯蔵エリア２４に沿って設けた吸気風路２３に流し、この吸気風路２３と発熱性物質貯蔵エリア２４との間を連通させた吸気連絡口２６を通して発熱性物質貯蔵エリア２４内に外気を導入する。
一方、発熱性物質貯蔵エリア２４内で温度上昇した空気は、密度が小さくなるため上向きの流れとなり、各排気連絡口３０から排気風路２８へ流入する。こうして排気風路２８に集められた温度の高い空気は、排気風路２８及び排気経路の煙突１４を通って流れ、煙突効果により吸気口１２より高い位置に開口する排気口１３から外部へ流出するので、発熱性物質の貯蔵空間である発熱性物質貯蔵エリア２４内は自然換気により空冷される。
【００８４】
このような自然換気による冷却方法は、温度上昇した空気が膨張することによって密度が小さくなり、上向きの流れとなって上昇する現象を利用したものであるから、このような煙突効果を利用した自然換気には動力が不要である。
また、この場合の排気経路は、山１を貫通する高コストの縦穴に代えて通常の煙突１４を採用できるため、建設コストの面で有利になる。
【００８５】
すなわち、温度上昇した発熱性物質貯蔵エリア２４内の空気は、煙突効果により排気連絡口３０から排気風路２８に流れ込み、さらに、煙突１４の上端部に開口する排気口１３から外部へ放出される。これと同時に、吸気風路２３内には吸気口１２から低温の外気が導入され、この外気は、吸気風路２３を奥へ流れていく過程で吸気連絡口２６から順次発熱性物質貯蔵エリア２４内へ供給される。
従って、風路仕切板２５によって分離された温度の低い外気が発熱性物質貯蔵エリア２４の奥まで確実に導入され、かつ、温度上昇した空気は近くの排気連絡口３０から排気風路２８に流入して風路仕切板２９によって分離されるので、温度の高い空気が発熱性物質貯蔵エリア２４内の奥まで流れることもなくなる。このため、発熱性物質貯蔵エリア２４内の温度分布は均一化し、自然換気による効率のよい空冷が行われる。
【００８６】
ところで、上述した第６の実施形態においても、上述した第５の実施形態における第１変形例及び第２変形例の適用が可能である。
また、排気連絡口３０についても、上述した吸気連絡口２６と同様に、開口面積を入口開口部側から奥へ順次大きくすることにより、温度の高い空気が発熱性物質貯蔵エリア２４内の奥に滞留するのを防止できる。
さらに、排気風路２８の流路断面積についても、上述した吸気風路２３と同様に、入口開口部側から奥へ徐々に小さくすることにより、温度の高い空気が発熱性物質貯蔵エリア２４内の奥に滞留することなくスムーズに流れるようになる。
【００８７】
＜第７の実施形態＞
続いて、本発明の第７の実施形態を図１４に基づいて説明する。なお、上述した各実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態の発熱性物質貯蔵施設１０は、山１または地中に発熱性物質の貯蔵空間１１を形成すると共に、該貯蔵空間１１内に冷却水や外気等の冷却媒体を通す冷却媒体流路３１を形成している。この冷却媒体流路３１は、発熱性物質用の設置架台３が接触して熱伝導するように設置した接触面３２によって区画された空間である。この場合の冷却媒体は、動力を用いてファンやポンプで強制的に流すものでもよいし、あるいは、煙突効果を利用した自然換気や傾斜を利用した冷却水の流れなど動力不要のものにも適用可能である。また、ドライアイスのような自然冷媒を使用すれば、吸気口１２が不要となって排気口１３のみを設ければよく、また、昇温した場合には二酸化炭素のガスとして大気中に放出されるので、環境面からも好ましい。
【００８８】
図示の冷却媒体流路３１は、貯蔵空間１１の下部床面上に形成されている。この場合、接触面３２を形成する仕切部材３３は、下面側に所定のピッチで固着された多数の支持部材３４により床面上に設置されている。なお、設置架台３、仕切部材３２及び支持部材３４には、放射性物質貯蔵容器２の重量に耐え、しかも良好な熱伝導性を有する鋼材等が使用されている。
【００８９】
このような構成とすれば、冷却媒体流路３１は支持部材３４によって多数の流路に分割され、冷却媒体との接触面積が大幅に増加する。このため、放射性物質貯蔵容器２の発熱量は、設置架台３へ伝わった後、設置架台３との接触面３２から仕切部材３３へ熱伝導し、さらに、仕切部材３３及び支持部材３４を介して冷却媒体に効率よく熱伝導される。すなわち、支持部材３４は、放射性物質貯蔵容器２を設置した仕切部材３３を支持するだけでなく、仕切部材３３の下面に取り付けられて冷却媒体への放熱を促進する放熱フィンとしても機能している。
従って、貯蔵空間１１内の発熱量は、冷却媒体流路３１を流れる冷却媒体へ熱伝導により与えられて外部へ放出されるため、貯蔵空間１１内に熱が蓄積して温度上昇するのを防止することができる。
【００９０】
ところで、上述した実施形態では、支持部材３４に放熱フィンとしての機能を持たせたが、支持部材３４と放熱フィンとを別々に設けた構成としてもよいのは勿論である。
また、貯蔵空間１１に形成する冷却媒体流路３１は、必ずしも床面上に設ける必要はなく、たとえば設置架台３と接触して熱伝導が行われるように、仕切板を側面に設けて冷却媒体の流路を形成してもよい。
【００９１】
次に、上述した本実施形態の発熱性物質貯蔵資質１０について、冷却媒体流路３１に関する第１変形例を図１５に示して説明する。なお、図１５においては、上述した各実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この第１変形例の発熱性物質貯蔵施設１０では、冷却媒体の流動を阻害しない断面として、たとえばコ字状断面とした熱伝導性の発熱性物質搬送台車３５を複数連結して形成される空間が、冷媒流路３１Ａとして使用されている。この発熱性物質搬送台車３５は、貯蔵空間１内の床面に敷設された一対のレール３６に沿って、放射性物質貯蔵容器２及び設置架台３の搬入・搬出時に使用するものである。なお、この場合の接触面３２は、発熱性物質搬送台車３５の上面となる。
【００９２】
このような構成とすれば、空気等の冷却媒体を冷却媒体流路３１Ａに流すことにより、放射性物質貯蔵容器２の発熱量は、設置架台３、発熱性物質搬送台車３５を介して冷却媒体に熱伝導する。この構成は、空気等の気体を冷却媒体として使用する場合に適している。
このため、貯蔵空間１１内においては、発熱量が冷却媒体流路３１Ａを流れる冷却媒体へ熱伝導により与えられて外部へ放出されるため、内部に熱が蓄積して温度上昇するのを防止することができる。
なお、コ字状断面等の断面形状を有する発熱性物質搬送台車３４の内側、すなわち冷却媒体と接する面には、図示省略の放熱フィンを設けてもよい。
【００９３】
上述したように、本実施形態では、山１または地中に発熱性物質の貯蔵空間１１を形成した発熱性物質貯蔵施設１０において、貯蔵空間１１に設置架台３との接触面３２を用いて冷却媒体流路３１，３１Ａを形成し、発熱性物質となる放射性物質貯蔵容器２の熱が冷却媒体流路３１，３１Ａを流れる冷却媒体へ熱伝導されるようにした貯蔵空間冷却方法を採用したので、放射性物質貯蔵容器２の発熱量は、冷却媒体の流れにより貯蔵空間１１内に蓄積することなく外部へ放出されるようになり、効率のよい貯蔵空間内部の冷却が可能となる。
【００９４】
ところで、これまで説明した各実施形態では、貯蔵空間となる地下空間を山１に掘削したトンネルとして説明したが、本発明はこれ限定されるものではなく、たとえば地中に設けた地下空間に放射性物質貯蔵容器２のような発熱性物質を貯蔵する施設についても適用可能である。
また、貯蔵する発熱性物質についても、たとえば上述した放射性物質貯蔵容器のように放射性の発熱性物質に限定されることはなく、放射線の心配がない他の発熱性物質を貯蔵する施設への適用も可能であり、この場合は搬入搬出用の開口部等に対する放射線対策が不要となる。
さらに、吸気口や排気口の数についても上述した各実施形態に限定されることはなく、たとえば発熱性物質貯蔵施設の規模や貯蔵空間の形状等を考慮し、複数を適切に配置して設けてもよい。
【００９５】
また、上述した各実施形態及びその変形例においては、貯蔵空間１１内の特に上部に、熱交換媒体３７を設けることが好ましい。この熱交換媒体３７は、たとえば図１６に示すように、一端が貯蔵空間１１内に突出すると共に他端が地中まで貫通する熱伝導性に優れた材料よりなる板状部材や棒状部材等が使用される。
すなわち、熱交換媒体３７が貯蔵空間１１内の熱を吸熱して地中へ放熱することにより、地中への放熱による除熱作用をより一層効率よく実施することが可能となる。従って、自然換気との併用による貯蔵区間１１内の冷却能力を増すことができる。なお、上記の熱交換媒体３７については、貯蔵空間１１内に１または複数の室内機（吸熱器）を配設し、室外機（放熱器）を外部に設置した空調装置が適用可能なことは言うまでもない。
【００９６】
また、上述した各実施形態及びその変形例においては、吸気口１２及び／または排気口１３など適所に、強制換気手段として送風または吸気用のファン等を設けておくことが好ましい。このような強制換気手段は、必要に応じて自然換気を補助してより効果的な換気による冷却を可能にする。そして、自然換気にたよることなく、強制換気手段のみでも貯蔵空間を換気して冷却することが可能になるので、吸気口１２及び排気口１３の高さについて、排気口１３を吸気口１２より高くするという位置関係の制約をなくすことができる。
【００９７】
なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した説明においては省略した各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせた構成が可能になるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明の発熱性物質貯蔵施設及び発熱性物質貯蔵方法によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の発熱性物質貯蔵施設とすれば、貯蔵空間内で温度上昇した空気が煙突効果により排気口より外部の大気へ排出され、温度の低い外気が吸気口から導入されるので、放射性の発熱性物質を貯蔵する貯蔵空間内は自然換気によって空冷される。また、貯蔵空間の周囲が土砂や岩盤等で囲まれて大きな面積を有しているので、貯蔵空間から地中への放熱による除熱効果も大きいという利点がある。
そして、地中空間内に放射性の発熱性物質を貯蔵するので、開口部以外は地中にあるため、厚いコンクリート壁等の放射線対策を最小限として安価にできる。
従って、低コストで充分な放射線対策及び発熱対策を施した発熱性物質貯蔵施設となる。
【００９９】
請求項２記載の発熱性物質貯蔵施設とすれば、貯蔵空間内で温度上昇した空気が煙突効果により排気口より外部の大気へ排出され、温度の低い外気が吸気口から導入されるので、発熱性物質を貯蔵する貯蔵空間内は自然換気によって空冷される。また、貯蔵空間の周囲が土砂や岩盤等で囲まれて大きな面積を有しているので、貯蔵空間から地中への放熱による除熱効果も大きいという利点がある。
従って、低コストで充分な発熱対策を施した発熱性物質貯蔵施設となる。
【０１００】
請求項３記載の発熱性物質貯蔵施設とすれば、たとえばトンネルのような地中空間を貫通して両端部に開口部が形成された発熱性物質の貯蔵空間とし、開口部の一方を吸気口とし、他方の開口部を吸気口より高い位置に開口する吸気口としたので、貯蔵空間内は、略水平方向に貫通する地中空間が煙突効果による自然換気で空冷されるため、高コストの縦穴を設ける必要がない。また、貯蔵空間の周囲が土砂や岩盤等で囲まれて大きな面積を有しているので、貯蔵空間から地中への放熱による除熱効果も大きいという利点がある。
従って、低コストで充分な発熱対策を施した発熱性物質貯蔵施設となる。
【０１０１】
請求項６記載の発熱性物質貯蔵施設とすれば、たとえばトンネルのような地中空間に吸気口となる入口開口部を備えて非貫通とした発熱性物質の貯蔵空間と、この貯蔵空間に連通し出口開口が吸気口より高い位置に開口して排気口となる排気経路とを備えているので、貯蔵空間内は、煙突効果による自然換気で空冷される。また、貯蔵空間の周囲が土砂や岩盤等で囲まれて大きな面積を有しているので、貯蔵空間から地中への放熱による除熱効果も大きいという利点がある。
従って、低コストで充分な発熱対策を施した発熱性物質貯蔵施設となる。
【０１０２】
請求項１６記載の発熱性物質貯蔵施設とすれば、貯蔵空間に発熱性物質設置架台との接触面を用いて冷却媒体流路を形成し、発熱性物質の熱が冷却媒体流路を流れる冷却媒体へ熱伝導するように構成したので、発熱性物質の発熱量は貯蔵空間内に蓄積することなく冷却媒体を介して外部へ放出される。また、貯蔵空間の周囲が土砂や岩盤等で囲まれて大きな面積を有しているので、貯蔵空間から地中への放熱による除熱効果も大きいという利点がある。
従って、低コストで充分な発熱対策を施した発熱性物質貯蔵施設となる。
【０１０３】
請求項２１記載の発熱性物質貯蔵方法によれば、山または地中に放射性の発熱性物質の貯蔵空間を形成し、自然換気及び地中への放熱による冷却を行うので、電源等の特別なコストをかけることなく貯蔵空間内部の温度上昇を防止することができる。また、貯蔵空間がトンネル等の地中に設けられているので、たとえば使用済核燃料を収納ないし貯蔵したキャスク等の放射線物質収納容器のように、放射性の発熱性物質を貯蔵する場合であっても、開口部以外は地中にあるため厚いコンクリート壁を構築するような高コストの放射線対策が不要となる。
従って、低コストで充分な放射線対策及び発熱対策が可能な発熱性物質貯蔵方法となる。
【０１０４】
請求項２２記載の発熱性物質貯蔵方法によれば、山または地中に発熱性物質の貯蔵空間を形成し、自然換気及び地中への放熱による冷却を行うので、電源等の特別なコストをかけなくても貯蔵空間内部の温度が上昇するのを防止することができる。
従って、低コストで充分な発熱対策が可能な発熱性物質貯蔵方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の構成を示す断面図である。
【図２】吸気口及び排気口の風雨対策及び生物の侵入防止対策について具体例を示す図で、（ａ）はルーバー構造、（ｂ）はラビリンス構造、（ｃ）は屋根構造、（ｄ）はラビリンス構造にネットを設けた構造例である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の第１変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の変形例を示しており、（ａ）は第２変形例を示す断面図、（ｂ）は第３変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の構成を示す図で、（ａ）は全体構成の断面図、（ｂ）は発熱性物質係止手段を示す要部拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の第１変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の第２変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の構成を示す図であり、（ａ）は貯蔵空間内に導風板を設置した状態を示す斜視図、（ｂ）は導風板を設置した貯蔵空間内の側面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の構成を示す図であり、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は平面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の構成を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の第１変形例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の第２変形例を示す水平方向の断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の構成を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の構成例を示す要部の斜視図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設の第１変形例を示す図で、（ａ）は要部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の内部を示す側面図である。
【図１６】本発明の各実施形態に係る発熱性物質貯蔵施設に適用される熱交換媒体の具体例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 山
２ 放射性物質貯蔵容器（発熱性物質）
１０，１０Ａ，１０Ｂ 発熱性物質貯蔵施設
１１，１１Ａ，１１Ｂ 貯蔵空間
１２，１２Ａ 吸気口
１３，１３Ａ 排気口
１４ 煙突
１５ 吸気塔
２０ 縦穴（排気経路）
２１ 導風板（風路制御手段）
２１ａ 導風部
２１ｂ 貫通流路
２２Ａ，２２Ｂ 開口部
２３ 吸気風路
２４ 発熱体貯蔵エリア
２５，２９ 風路仕切板
２６ 吸気連絡口
２７ 搬入搬出用開口部
２８ 排気風路
３０ 排気連絡口
３１，３１Ａ 冷却媒体流路
３２ 接触面
３３ 仕切部材
３４ 支持部材
３５ 発熱体搬送台車
３６ レール
３７ 熱交換媒体
Ｓ 係止装置（発熱性物質係止手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exothermic substance storage facility and an exothermic substance storage method for storing exothermic substances such as radioactive substance storage containers.
[0002]
[Prior art]
In recent years, spent nuclear fuel generated in a nuclear power plant is expected to be stored for a long time without being reprocessed in the future because of the problem of the processing capacity of the reprocessing facility. Such spent nuclear fuel is stored in a radioactive material storage container and stored in a storage facility for a long time (for example, about 40 to 60 years).
Here, specific examples of the radioactive material storage container include a metal container called a canister for storing or storing spent nuclear fuel, and a metal cask or a concrete cask for storing a canister for storing or storing spent nuclear fuel. Also included.
[0003]
The above-mentioned radioactive substance storage container needs cooling as a measure against heat generation because the spent nuclear fuel emits decay heat. Such spent nuclear fuel is cooled or stored in the water of a cooling pool called a pool, including radiation countermeasures, and after the levels of radioactivity and calorific value have reached a predetermined value or less, the nuclear fuel reprocessing facility It was to be sent and processed.
However, in recent years, due to low construction costs, dry-type spent nuclear fuel storage facilities that do not use water as a cooling medium have attracted attention. Even in such a dry storage facility, measures against heat generation due to the decay heat of the spent nuclear fuel are required. Therefore, a system using a cooling method using air instead of the above-described water cooling has been proposed.
[0004]
As a dry-type radioactive material storage facility (facility) that adopts an air-cooling system, an air supply passage extending from the upper surface to the lower part is formed near the both sides of the concrete body excavated from the ground, and the upper end is open to the atmosphere. Some air supply ports are provided. A plurality of vertical pits are arranged at predetermined intervals in an area between the air supply passages, and the lower end of each vertical pit communicates with the air supply passage so that air can be taken in. Has become.
Note that an upper shield and a lower shield each having an air passage are disposed above and below each vertical pit, so that a steel container (canister) containing or storing spent nuclear fuel therein is provided. ) Can be cooled (air-cooled) by passing air introduced from an air supply port, as well as a radiation shielding function. (For example, see Patent Document 1)
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-148999 (page 2-3, FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the dry-type radioactive material storage facility employing the above-mentioned air-cooling system excavates the ground from the ground surface to construct a concrete frame, construction costs can be reduced compared to the water-cooling system using a pool. Therefore, high cost radiation measures such as thickening concrete walls are required. For this reason, it is desired to further reduce the construction cost as a dry storage facility while ensuring sufficient measures against radiation and heat generation.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat-generating substance storage facility and a heat-generating substance storage method capable of performing a sufficient radiation measure and heat measure at low cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The invention according to claim 1 forms a storage space for a radioactive heat-generating substance communicating with at least a pair of openings in a mountain or the ground, wherein one of the openings is an intake port for introducing outside air, A radioactive heat-generating substance storage facility, characterized in that at least one of the openings is opened at a position higher than the intake port and serves as an exhaust port through which air in the storage space flows out.
[0009]
With such a heating substance storage facility, for example, an underground space such as a tunnel is used as a storage space for radioactive heating substances, an intake port and an exhaust port communicating with the storage space are provided, and an exhaust port is an intake port. Since it was opened at a higher position, the radioactive heating substance in the storage space generated heat, and the air whose temperature increased due to this heating was discharged to the outside atmosphere from the exhaust port by the chimney effect, and the low-temperature outside air Is introduced from the intake port.
Therefore, the storage space is air-cooled by natural ventilation.
In addition, since the radioactive heat-generating substance is stored in the underground space, heat can be easily removed by radiating heat to the ground in addition to the above-described air cooling by natural ventilation, and the ground except for the opening is also provided. Because it is inside, radiation measures can be made at low cost.
[0010]
The invention according to claim 2 forms a storage space for the exothermic substance that communicates with at least a pair of openings in a mountain or the ground, wherein one of the openings is an intake port for introducing outside air, and the opening is At least one of which is an exhaust port that opens at a position higher than the intake port and allows air in the storage space to flow out to the outside.
[0011]
With such a heat generating substance storage facility, for example, an underground space such as a tunnel is used as a heat generating substance storage space, and an intake port and an exhaust port communicating with the storage space are provided, and the exhaust port is higher than the intake port. Because the heat is generated by the exothermic substance in the storage space, the air whose temperature has risen due to this heating is discharged to the outside air from the exhaust port by the chimney effect, and the low-temperature outside air is discharged from the intake port. be introduced. Therefore, the storage space is air-cooled by natural ventilation.
In addition, since the exothermic substance is stored in the underground space, heat can be easily removed by radiating heat to the ground.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a heat-generating substance storage space which penetrates a mountain or the ground and has openings at both ends, and one of the openings of the storage space introduces outside air. The other heat-generating substance storage facility is characterized in that the other opening of the storage space opens at a position higher than the intake port and serves as an exhaust port through which air in the storage space flows out.
[0013]
With such a heat generating substance storage facility, for example, a heat generating substance storage space in which openings are formed at both ends through an underground space such as a tunnel, and one of the openings is an intake port, Since the other opening is an intake opening that opens at a position higher than the intake, the exothermic substance in the storage space generates heat, and the air whose temperature rises due to this heating rises outside the exhaust through the chimney effect. And outside air having a low temperature is introduced from the intake port. Therefore, in the storage space, the underground space that penetrates in a substantially horizontal direction is air-cooled by natural ventilation, and there is no need to provide a high-cost vertical hole.
In addition, since the exothermic substance is stored in the underground space, heat can be easily removed by radiating heat to the ground.
[0014]
In the exothermic substance storage facility according to claim 3, both the opening of the storage space is an intake port for introducing outside air, and the outlet opening of an exhaust path for communicating between the storage space and the outside is the intake air. It may be an exhaust port that opens at a position higher than the mouth and allows the air in the storage space to flow to the outside, and even in this case, natural ventilation by the chimney effect and heat removal by heat radiation to the ground are possible. Become. (Claim 4)
Further, in the exothermic substance storage facility according to claim 3 or 4, the storage space may penetrate in a substantially U-shape provided with a pair of adjacent openings at both ends, whereby the underground is provided. Since the space does not penetrate in the substantially horizontal direction, the intake port and the ventilation port can be arranged in the vicinity. (Claim 5)
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the non-penetrable heat-generating substance storage space provided with an inlet opening in a mountain or the ground, and an exhaust passage communicating between the storage space and the outside. The opening of the space is an intake port for introducing outside air, and the outlet opening of the exhaust path is an exhaust port that opens at a position higher than the intake port and allows the air in the storage space to flow out. It is a pyrogen storage facility.
[0016]
With such a heat generating substance storage facility, for example, an underground space such as a tunnel is provided with an inlet opening serving as an air inlet, and a non-penetrating heat generating substance storage space, and an outlet communicating with this storage space. Since the opening is provided at a position higher than the intake port and an exhaust path serving as an exhaust port is provided, the exothermic substance in the storage space generates heat, and the air whose temperature rises due to this heating is exhausted by a chimney effect. The air is exhausted from the mouth to the outside air, and outside air having a low temperature is introduced from the air inlet. Therefore, the underground space in the storage space is air-cooled by natural ventilation.
In addition, since the exothermic substance is stored in the underground space, heat can be easily removed by radiating heat to the ground.
[0017]
In the exothermic substance storage facility according to any one of claims 1 to 6, it is preferable that an upper wall surface of the storage space is inclined so as to be higher from the intake port to the exhaust port, whereby A chimney effect in which air flows from the intake port to the exhaust port is obtained. (Claim 7)
[0018]
7. The exothermic substance storage facility according to claim 1, wherein the storage space is an inclined space that rises from the intake port to the exhaust port, and the exothermic substance is provided on an inclined floor surface of the inclined space. It is preferable to provide a locking means, whereby a chimney effect in which air flows from the intake port to the exhaust port is obtained, and the exothermic substance stored on the inclined floor surface is surely secured by the exothermic substance locking means. Locked. (Claim 8)
[0019]
In the exothermic substance storage facility according to any one of claims 1 to 8, it is preferable that air path control means for guiding a high-temperature air flow to the upper part be provided inside the storage space, whereby the high-temperature Since a two-phase flow in which the air is guided to the upper portion and the low-temperature air flows in the lower portion is formed, the low-temperature outside air can be supplied to the inside of the storage space. (Claim 9)
[0020]
10. The exothermic substance storage facility according to claim 1, wherein the storage space stores the exothermic substance storage area for storing the exothermic substance and the outside air introduced from the intake port. The heat generating substance storage area is divided into an intake air path provided along the heat generating substance storage area so as to be guided to the inside of the space, and the heat generating substance storage area is communicated with the intake air path by an air intake communication port. It is also preferable that the low-temperature outside air introduced from the intake port flows through the intake air passage to the inside of the storage space, so that the heat-generating substance storage is sequentially performed from the intake communication port. Flow into the area. On the other hand, the air in the heat-generating storage area, which has been heated by the heat-generating substance and rises in temperature, flows to the outside from the exhaust port that opens at a position higher than the intake port through the exhaust path due to the chimney effect. (Claim 10)
[0021]
10. The exothermic substance storage facility according to claim 1, wherein the storage space stores the exothermic substance storage area for storing the exothermic substance and the outside air introduced from the intake port. An intake air passage provided along the exothermic substance storage area to guide the inside of the space, and an upper portion of the exothermic substance storage area provided to guide air whose temperature has increased from the storage space to the exhaust port. And the exothermic substance storage area is communicated with the intake air path by an intake communication port, and the exhaust heat path is communicated with the exhaust air path by an exhaust communication port. In addition, it is preferable that the low-temperature outside air introduced from the intake port is also communicated with the exhaust port. Saving Flowing into the area. On the other hand, the air in the heating substance storage area, which has been heated by the heating substance and rises in temperature, flows through the exhaust communication port into the upper exhaust air path, passes through the exhaust path due to the chimney effect, and moves to a higher position than the intake port. It flows out from the opening exhaust port. (Claim 11)
[0022]
In the exothermic substance storage facility according to claim 10 or 11, it is preferable that an opening area of the intake communication port is sequentially increased from the intake port side to the exhaust port side, whereby an intake air path is formed. The low-temperature outside air that flows through the inside of the storage space through the storage space is substantially evenly distributed from the inlet side to the back. (Claim 12)
[0023]
In the exothermic substance storage facility according to claim 11 or 12, it is preferable that an opening area of the exhaust communication port is gradually increased from the intake port side to the exhaust port side. The air whose temperature has risen in the area flows out reliably without staying in the interior of the storage space. (Claim 13)
[0024]
In the exothermic substance storage facility according to any one of claims 10 to 13, it is preferable that a flow path cross-sectional area of the intake air passage gradually decreases from the intake port side toward the exhaust response side, Thus, the outside air flowing through the intake air passage to the inside of the storage space flows smoothly from the inlet side to the back and is substantially uniformly distributed. (Claim 14)
[0025]
In the exothermic substance storage facility according to any one of claims 11 to 14, it is preferable that the cross-sectional area of the exhaust air path gradually decreases from the intake port side to the exhaust port side, Thereby, the air whose temperature has risen in the heat-generating storage area flows smoothly without staying in the interior of the storage space and flows out from the exhaust port to the outside.
(Claim 15)
[0026]
The invention according to claim 16 is a heat generating substance storage facility in which a heat generating substance storage space is formed in a mountain or underground, wherein a cooling medium flow is provided in the storage space using a contact surface with a heat generating substance installation base. A heat generating substance storage facility, wherein a path is formed and heat of the heat generating substance is conducted to a cooling medium flowing through the cooling medium flow path.
[0027]
With such an exothermic substance storage facility, a cooling medium flow path is formed in the storage space by using a contact surface with the exothermic substance installation base, and heat of the exothermic substance flows to the cooling medium flowing through the cooling medium flow path. Since it is configured to conduct heat, the calorific value of the exothermic substance is discharged to the outside via the cooling medium without accumulating in the storage space.
In this case, a partition member provided to form a space portion on the floor surface of the storage space via a plurality of heat conductive support members may be used as a contact surface, or a cross section that does not hinder the flow of the cooling medium. A coolant flow path may be formed by connecting a heat-conductive substance transporting carrier having a shape (for example, a U-shaped cross section) with heat conductivity. (Claims 17 and 18)
[0028]
In the exothermic substance storage facility according to any one of claims 1 to 18, it is preferable that a heat exchange medium that radiates heat inside the storage space to a surrounding mountain or the ground is provided above the storage space, Thereby, the heat radiation into the ground can be further promoted. (Claim 19)
[0029]
It is preferable that the heat-generating substance storage facility according to any one of claims 1 to 19 includes a forced-ventilation means for the storage space, whereby the forced-ventilation means is used without relying on natural ventilation. It becomes possible to ventilate the storage space or to assist natural ventilation by means of forced ventilation. (Claim 20)
[0030]
According to the twenty-first aspect of the present invention, a storage space for installing a radioactive heating substance in a mountain or the ground is formed, and an intake port communicating with the storage space and an exhaust port opening higher than the intake port are provided. A method for storing a radioactive heat-generating substance, wherein outside air introduced from the air inlet is discharged from the air outlet to perform natural ventilation cooling.
[0031]
According to such a method of storing exothermic substances, a storage space for radioactive exothermic substances is formed in a mountain or the ground to perform natural ventilation cooling (air cooling) and heat radiation to the ground, so that a special power source or the like is used. The internal temperature rise can be prevented without increasing the cost.
Further, since the storage space is provided in the ground such as a tunnel, even when storing a radioactive heating substance such as a radioactive substance storage container such as a cask for storing or storing spent nuclear fuel, for example. In addition, since the area other than the opening is underground, high-cost radiation measures such as constructing a thick concrete wall are not required.
[0032]
The invention according to claim 22 forms a storage space for installing a heat generating substance in a mountain or underground, and has an intake port communicating with the storage space and an exhaust port opening at a position higher than the intake port, A method for storing exothermic substances, characterized in that outside air introduced from an intake port is caused to flow out from the exhaust port to perform natural ventilation cooling.
[0033]
According to such a method for storing exothermic substances, since a storage space for exothermic substances is formed in the mountains or underground to perform natural ventilation cooling (air cooling) and radiate heat to the underground, special costs such as a power supply are reduced. The internal temperature rise can be prevented without applying.
[0034]
In the exothermic substance storage method according to claim 21 or 22, the natural ventilation cooling causes the outside air introduced from the intake port to flow into an intake air path provided along the exothermic substance storage area. The outside air is introduced into the heat-generating substance storage area through an intake communication port that communicates with the heat-generating substance storage area, and the air whose temperature has risen from the exhaust port communicating with the heat-generating substance storage area is directed to the outside. It is preferable to discharge the heat-generating substance, since the high-temperature air in the heat-generating substance storage area flowing out of the exhaust port due to the chimney effect is ventilated by the low-temperature outside air introduced from the intake port. The area is cooled by air. (Claim 23)
[0035]
In the exothermic substance storage method according to claim 21 or 22, the natural ventilation cooling causes the outside air introduced from the intake port to flow into an intake air path provided along the exothermic substance storage area. The outside air is introduced into the heat-generating substance storage area from the air-intake communication port communicating with the heat-generating substance storage area, and is provided along the upper part of the heat-generating substance storage area through the exhaust communication port. It is preferable to introduce the air whose temperature has risen to the exhaust air path communicating with the exhaust air path, and to discharge the air whose temperature has increased from the exhaust port which communicates with the exhaust air path to the outside. Since the high-temperature air in the heating substance storage area flowing out from the exhaust port is ventilated by the low-temperature outside air introduced from the intake port, cooling of the heating substance storage area by air is performed. Divide. (Claim 24)
[0036]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, a heat generating substance storage space is formed in a mountain or the ground, and a cooling medium flow path is formed in the storage space by using a contact surface with a heat generating substance installation base. An exothermic substance storage method, wherein heat of a substance is conducted to a cooling medium flowing through the cooling medium flow path.
[0037]
According to such a heating substance storage method, a cooling medium flow path is formed in the storage space using the contact surface with the heating substance installation base, and heat of the heating substance is transferred to the cooling medium flowing through the cooling medium flow path. Since the heat is conducted, the calorific value of the exothermic substance is released to the outside via the cooling medium without accumulating in the storage space.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a pyrogen storage facility and a pyrogen storage method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, a facility that stores radioactive heat-generating substances (hereinafter, referred to as “radioactive substances”) will be described.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mountain, 2 denotes a radioactive substance storage container (heat generating substance), 3 denotes an installation base, 10 denotes a heat generating substance storage facility, 11 denotes a storage space, 12 denotes an intake port, and 13 denotes an exhaust port. is there.
[0039]
In the illustrated example, a tunnel penetrating the mountain 1 in a substantially horizontal direction serves as a storage space 11 for the exothermic substance, and one pair of openings provided at both ends of the tunnel serves as an intake port 12 for introducing outside air, The other is an exhaust port 13 that allows the air in the storage space 11 to flow outside (atmosphere).
At least one end of the storage space 11 (a tunnel entrance) is provided with a carry-in / out port (not shown) for taking the radioactive storage container 2 into and out of the storage space 11. In addition, it is necessary to provide an opening / closing door for taking measures against radiation at the loading / unloading port.
[0040]
Now, in the storage space 11, a large number of radioactive substance storage containers 2 supported by the installation gantry 3 are installed at predetermined intervals. The radioactive substance storage container 2 is, for example, a metal container such as a canister for storing or storing spent nuclear fuel, or a metal or concrete cask containing a metal container for storing or storing spent nuclear fuel.
In such a radioactive substance storage container 2, since spent nuclear fuel is stored or stored, heat is generated by decay heat.
[0041]
The intake port 12 and the exhaust port 13 provided at both ends of the storage space 11 have the exhaust port 13 opened at the upper end of the chimney 14. That is, the position of the exhaust port 13 provided in the chimney 14 is higher than that of the intake port 12 which is substantially the same height as the storage space 11 (in the illustrated example, it is open at the upper end of the intake tower 15 lower than the chimney 14). It is open to.
In order to prevent rainwater from entering the storage space 11 or to block the intake port 12 and the exhaust port 13 with snow, appropriate measures against wind and rain are necessary for the intake port 12 and the exhaust port 13. It becomes. Further, a measure for preventing organisms (insects, birds, reptiles, etc.) from entering the storage space 11 from the intake port 12 and the exhaust port 13 is also desired.
[0042]
FIGS. 2A to 2C are diagrams showing specific examples of the above-mentioned measures against wind and rain.
FIG. 2A shows a louver structure in which downward louvers 16 are provided at the intake port 12 and the exhaust port 13 to prevent the opening from being blocked by rainwater infiltration or snow adhesion.
In FIG. 2B, the intake port 12 and the exhaust port 13 have a labyrinth structure 17 and, similarly to the louver 16 described above, blockage of the opening due to infiltration of rainwater and adhesion of snow is prevented.
In FIG. 2C, a roof 18 is installed at the intake port 12 and the exhaust port 13 via a support member 18a to prevent rainwater from entering and being blocked by snow. The space formed between the support members 18a serves as a passage for intake and exhaust.
[0043]
FIG. 2D shows a configuration in which a net 19 is provided at the intake port 12 and the exhaust port 13 as a measure for preventing invasion of living things. In the illustrated example, the labyrinth structure 17 and the net 19 are combined, but a combination with the louver 16 or the roof 18 is also possible.
[0044]
In the exothermic substance storage facility 10 having the above-described configuration, a storage space 11 in which the radioactive substance storage container 2 for the exothermic substance is installed is formed in the mountain 1, and an intake port 12 communicating with the storage space 11 and an intake port 12. An exhaust port 13 is provided at a higher position, and a heat-generating substance storage method is employed in which outside air introduced from the intake port 12 flows out of the intake port 13 to perform natural ventilation cooling.
For this reason, air cooling in the storage space 11 by natural ventilation utilizing the chimney effect can be performed without using power. This natural ventilation utilizes a phenomenon in which the density of the air becomes low due to expansion of the air whose temperature has risen and rises as an upward flow.
[0045]
That is, the air in the storage space 11 whose temperature has risen is discharged to the outside by the chimney effect because the exhaust port 13 is provided at the upper end of the chimney 14 and is opened at a position higher than the intake port 12. At the same time, since low-temperature outside air is introduced into the storage space 11 from the intake port 12, the outside air introduced from the intake port 12 passes through the storage space 11 and rises in temperature. Natural ventilation is performed such that the air is discharged from the room 13 to the outside air.
The temperature of the air in the storage space 11 rises because the spent nuclear fuel in the radioactive material storage container 2 generates heat. This heat causes the radioactive material storage container 2 to heat up and radiates heat to the surrounding air. It is.
[0046]
Since air cooling by such natural ventilation does not require any special power, there is an advantage that running costs are unnecessary, especially if adopted for long-term storage facility ventilation. Further, since there is no drive part, there is no fear of failure, and maintenance is extremely simple. In addition, since the storage space 11 is underground such as a tunnel, that is, since the storage space 11 is surrounded by earth and sand, rock, or the like, a heat radiation area into the ground increases. Therefore, the amount of heat removed by radiating heat from the storage space 11 to the ground increases.
[0047]
Furthermore, when the exothermic substance is radioactive as in the above-mentioned radioactive waste storage container 2, radiation measures are required for long-term storage, but the storage space 11 is in an underground space such as a tunnel. . Therefore, since the surroundings except for the opening for carrying in and out are surrounded by earth and sand or bedrock, there is no need to take measures such as constructing a thick concrete wall.
In addition, the intake port 12 and the exhaust port 13 may also have a structure in which, for example, as shown in the drawing, a chimney 14 and an intake tower 15 are provided and the flow path is bent upward in consideration of radiation going straight. No special radiation measures are required.
[0048]
Therefore, as compared with the conventional structure in which a storage space surrounded by thick concrete walls is constructed, the cost required for construction can be reduced, and sufficient measures against radiation and heat are taken. In particular, when an underground space such as an existing or abandoned mine such as a tunnel or a mine is used as the storage space 11, a lower-cost exothermic substance storage facility 10 can be provided.
[0049]
By the way, this embodiment is not limited to the structure in which the storage space 11 is a through-structure tunnel having the intake tower 15 as described above.
For example, in the first modified example shown in FIG. 3, there is no intake tower 15 on the exhaust port 13 side, and one of the openings provided with a radiation countermeasure (not shown) is the intake port 12 at a position lower than the exhaust port 13.
[0050]
In the second modification shown in FIG. 4A, the storage space 11 of the first modification described above has a non-penetrating structure. A vertical hole 20 serving as an exhaust path is formed substantially vertically in the mountain 1 so as to communicate with the interior of the storage space 11, preferably in the vicinity of the innermost part of the storage space 11, and the outlet opening thereof is connected to the exhaust port 13. Is done. In this case, an intake tower 15 lower than the outlet opening of the vertical hole 20 may be provided on the intake port 12 side.
In the third modified example shown in FIG. 4B, the storage space 11 of the second modified example described above is formed as a tunnel having a penetrating structure, and communicates from both ends to an appropriate position (for example, an intermediate point). A vertical hole 20 serving as an exhaust path is formed substantially vertically in 1, and an outlet opening thereof is used as an exhaust port 13.
The above-described vertical hole 20 does not necessarily need to be formed in a vertical direction, and may be inclined so as to rise toward an outlet opening side serving as an exhaust port.
[0051]
Also in the above-described first and second modified examples, it is a matter of course that the intake port 12 and the exhaust port 13 are appropriately provided with measures against wind and rain and measures to prevent invasion of living things and the like as necessary.
In the above-described embodiment and the modifications thereof, the opening has been described as a pair. However, for example, a total of three openings including two openings serving as intake ports and one opening serving as an exhaust port are provided. Or a structure having a total of four openings consisting of two openings serving as an intake port and two openings serving as an exhaust port.Therefore, two or more openings are provided. There is no particular limitation as long as it is plural.
[0052]
<Second embodiment>
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In the exothermic substance storage facility 10A of this embodiment, the storage space 11A is inclined and forms a tunnel penetrating the mountain 1. As for a pair of openings that are respectively opened at both ends of the storage space 11A, the lower one becomes the intake port 12A due to the inclination, and the higher one becomes the exhaust port 13A. In the example shown in the figure, a pair of openings for which radiation countermeasures (not shown) have been taken are taken as the inlet 12A and the outlet 13A, but a configuration in which the above-described intake tower 15 and chimney 14 are provided at both ends is adopted. Is also good.
[0053]
With this configuration, the air whose temperature has risen in the storage space 11A is discharged to the outside air from the exhaust port 13A by the inclined storage space 11A itself exhibiting a chimney effect, and at the same time, into the storage space 11A. Is ventilated by introducing low-temperature outside air from the inlet 12A.
In addition, as with the first embodiment described above, it is necessary to appropriately take measures against wind and rain and measures to prevent the invasion of living organisms as needed for the inlet 12A and the outlet 13A. As for the intake port 12A and the exhaust port 13A, as in the first embodiment described above, it is considered that radiation goes straight, and although not shown, the flow path is bent upward, ie, the intake No special measures are required if the structure has a tower and a chimney. Radiation measures are required for the loading / unloading openings provided at both ends of the storage space 11A.
[0054]
As for the installation of the radioactive substance storage container 2 on the floor of the storage space 11A, as shown in FIG. 5 (b), the lower surface of the installation gantry 3 is aligned with the inclined floor to serve as a heating substance locking means. The fixing device S may be securely fixed by using the stopper, or the inclined surface may be formed in a step shape so that the stable installation can be performed.
However, if only the upper surface (ceiling surface) of the storage space 11 is inclined, the above-mentioned chimney effect can be obtained, so that the floor surface may be a flat surface as shown by imaginary lines in the figure.
[0055]
Therefore, compared with the conventional structure in which a storage space surrounded by thick concrete walls is constructed, the cost required for construction because the underground space is used can be reduced, and sufficient measures have been taken for radiation and heat generation. It will be. In particular, if an existing tunnel or the like is used as the storage space 11A, a lower-cost exothermic substance storage facility 10A can be provided.
Also in this embodiment, for example, as in the first modified example shown in FIG. 6, the storage space 11A is formed as a non-penetrating inclined tunnel structure, and the vertical hole 20 serving as an exhaust path is provided. As in the second modification, an inclined tunnel having a penetrating structure that rises inward from both sides may be employed, and a vertical hole 20 serving as an exhaust path may be provided so as to communicate with the uppermost portion. In this case, the vertical hole 20 does not necessarily have to be formed in the vertical direction, and may be inclined so as to rise toward the outlet opening side serving as the exhaust port.
[0056]
<Third embodiment>
A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiments, and the detailed description thereof will be omitted.
Now, in the storage space 11 of this embodiment, a wind guide plate 21 is provided as wind path control means for guiding high-temperature air to the upper part. A plurality of the air guide plates 21 are fixedly installed on the floor at an appropriate pitch so as to be orthogonal to the air flow direction indicated by the white arrow in the drawing. Note that the storage space 11 in this case is the same as that described in the first embodiment.
[0057]
Above each wind guide plate 21, a wind guide portion 21a is provided in which the upper end of the plate material is partially bent in the air flow direction.
In addition, near the center of the lower part of each air guide plate 21, there is provided a through flow passage 21b in which a plate material is cut out so as to form an air flow passage except for a portion for fixing and supporting.
[0058]
By installing such a baffle plate 21, the air flowing in the air flow direction by the chimney effect is such that high temperature air is guided upward by the inclined surface of the baffle portion 21 a, and low temperature air is supplied to the baffle portion. Since the gas flows through the lower through flow passage 21b without being affected by the lower surface 21a, the two-phase flow has different temperatures in the vertical direction.
That is, the air that has been heated by the radioactive substance storage container 2 and rises in temperature flows so as to rise upward, and such rise of air is further promoted by the air guide 21a.
On the other hand, the low-temperature air introduced from the intake port 12 flows downward through the lower through flow channel 21b, which has a low density and has almost no flow resistance, due to its high density. For this reason, it is possible to supply the storage space 11 to the back with a relatively small increase in temperature.
[0059]
Therefore, if the above-described baffle plate 21 is installed in the storage space 11, the air introduced from the intake port 12 flows as a two-phase flow having different temperatures, and the low-temperature air flows into the inner space away from the intake port 12. , Air can be cooled by natural ventilation so that the inside of the storage space 11 has a substantially uniform temperature.
Note that, as described in the second embodiment, the above-described air guide plate 21 can be applied to the inclined storage space 11A, and can be applied to various embodiments described later. I can't help.
[0060]
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiments, and the detailed description thereof will be omitted.
In this embodiment, as an underground space (tunnel) of the mountain 1, a storage space 11B having a U-shape in plan view is provided. The storage space 11B has a tunnel structure penetrating in a substantially horizontal direction, and a pair of openings 22A and 22B at both ends of the U-shape are provided adjacent to each other. These openings 22A and 22B serve as entrances for carrying in and out of the radioactive substance storage container 2 (not shown), and are provided with doors and the like provided with appropriate radiation countermeasures.
[0061]
In the vicinity of the pair of openings 22A and 22B, there are provided intake and exhaust passages communicating from the storage space 11B to the intake port 12 and the exhaust port 13.
The one intake port 12 is open near the upper end of an intake tower 15 that is provided by branching from the vicinity of the opening 22A, and is provided with the measures against wind and rain and the measures to prevent the invasion of living things shown in FIG.
The other exhaust port 13 is open near the upper end of a chimney (exhaust tower) 14 that is provided by branching from the vicinity of the opening 22B. Measures have been taken.
[0062]
In this case, the exhaust port 13 is provided in the chimney 14 that is higher than the intake tower 15, and thus opens at a position higher than the intake port 12. For this reason, the air whose temperature has risen in the storage space 11B is discharged to the outside air from the exhaust port 13 due to the chimney effect, and at the same time, low-temperature outside air is introduced into the storage space 11B from the intake port 12 for ventilation and ventilation. Air cooled.
[0063]
With such a configuration, the intake tower 15 and the chimney 14 can be provided adjacent to each other, and the cost is lower than when a high-cost vertical hole is provided in the middle of the mountain 1 to constitute the intake tower. There is an advantage that it can be constructed.
In addition, although the storage space 11B in a plan view is illustrated here as a U-shape, the present invention is not limited to this, and the openings 22A and 22B at both ends such as a U-shape and a loop shape, for example. Should just be provided adjacently. In other words, if the opening 22B on the exhaust side is located adjacent to the opening 22A on the intake side, the route (shape in plan view) on the way to the storage space 11 depends on various conditions. Can be selected as appropriate, and these are collectively referred to as “substantially U-shaped”.
[0064]
Also in this case, if the storage space 11B is a tunnel having an inclined structure and the exhaust port 13 is positioned higher than the intake port 12, the intake tower 15 and the chimney 14 need not be provided.
Further, even when the storage space 11B has a substantially horizontal through tunnel structure, it is possible to eliminate the intake tower 15 by applying an appropriate radiation measure to the opening 22A serving as the intake port 12.
[0065]
<Fifth embodiment>
A fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to the exothermic substance storage facility 10 shown in FIG.
In FIG. 10, reference numeral 1 is a mountain, 2 is a radioactive substance storage container (exothermic substance), 3 is an installation base, 10 is an exothermic substance storage facility, 11 is a storage space, 12 is an intake port, 13 is an exhaust port, Reference numeral 20 denotes an exhaust path, 23 denotes an intake air path, 24 denotes an exothermic substance storage area, 25 denotes an air path partition plate, 26 denotes an intake communication port, and 27 denotes a carry-in / out opening.
[0066]
In the illustrated example, the underground space where the mountain 1 is excavated in a tunnel shape becomes the storage space 11 for the exothermic substance. The storage space 11 has a dead end (non-penetrating) tunnel-shaped underground without an outlet through which the carry-in / out opening (entrance opening) 27 of the radioactive storage container 2 is opened on the slope of the mountain 1, for example. Space.
Inside the storage space 11, a pair of left and right air path partitioning plates 25 installed vertically so that both ends are fixed to the floor surface and the ceiling surface are provided. Due to the air path partition plate 25, the internal space of the storage space 11 having a substantially semicircular cross-section includes an intake air path 23 provided at both ends and having a constant flow path cross-sectional area, and a heat-generating substance storage area 24 at the center. It is divided into and.
In the illustrated example, the intake air passages 23 are provided on the left and right of the storage area 24, but only one of them may be provided.
[0067]
A plurality of intake communication ports 26 are opened in the air path partition plate 25 at a predetermined pitch. The opening area of the intake communication port 26 is set to be the same for all, and the intake communication port 26 is in a communication state between the intake air passage 23 and the exothermic substance storage area 24 to be a supply flow path for intake air (outside air). . For this reason, low-temperature outside air introduced from an intake port (not shown) and flowing through the intake air passage 23 passes through a plurality of intake communication ports 26 provided side by side from the intake port side to the back, and passes through the exothermic substance storage area 24. Will be distributed sequentially inside. Further, due to the presence of the air path partition plate 25, the air whose temperature has risen in the exothermic substance storage area 24 does not mix with the low-temperature outside air flowing through the intake air path 23 through the intake port, so that the outside air temperature is lowered. Can be kept low.
In addition, the above-described intake port 12 is provided with an intake tower 15 (not shown) provided also at substantially the same level as the intake air path 23 and also in the vicinity of the import / export required opening 27, also serving as the carry-in / out opening 27. The opening is provided at a position slightly higher than the intake air passage 23.
[0068]
The exothermic substance storage area 24 is a space for installing and storing a large number of radioactive substance storage containers 2 that are exothermic substances, and a large number of the radioactive substance storage containers 2 supported by the installation stand 3 are installed at predetermined intervals. Have been. The exothermic substance storage area 24 is provided with an exhaust path 20 that communicates with the outside (atmosphere) at a position away from the carry-in / carry-out outlet 27 and that discharges the air inside the heated area to the outside. Has been. The exhaust path 20 is a chimney-shaped vertical hole penetrating the mountain 1, and has an upper end serving as an exhaust port 13 opening at a position higher than the above-described intake port.
In addition, the exhaust path 20 may be provided in a vertical direction, or may be provided to be inclined.
[0069]
In addition, since the exothermic substance to be stored is the radioactive substance storage container 2, the opening / closing opening 27 of the storage space 11 needs to be provided with an openable / closable door provided with measures against radiation. Note that the air inlet 12 provided with the air intake tower 15 and the air outlet 13 opening to the exhaust system path 20 have a characteristic that radiation goes straight ahead. No special radiation measures are required.
[0070]
In the exothermic substance storage facility 10 having the above-described configuration, the low-temperature outside air introduced from the intake port 12 flows into the intake air path 23 provided along the exothermic substance storage area 24, and the intake air path 23 and the exothermic substance Outside air is introduced into the exothermic substance storage area 24 through an intake communication port 26 communicating with the storage area 24. Then, the air whose temperature has risen in the exothermic substance storage area 24 is discharged to the outside through the exhaust path 20 which communicates from the back of the exothermic substance storage area 24 to the outside and opens the exhaust port 13 at a position higher than the intake port 12. A cooling method is adopted in which the heat is stored in the heat-generating substance storage area 24, which is a storage space for the heat-generating substance, and air-cooled by natural ventilation.
Such natural ventilation is based on the phenomenon that the density of the air that has increased in temperature is expanded by the expansion of the air, and the upward flow is used. Is unnecessary.
[0071]
That is, the air in the heating substance storage area 24 whose temperature has risen is provided at the upper end of the exhaust path 20 having the exhaust port 13 in the form of a chimney and is opened at a position higher than the intake port 12, so that the external effect is caused by the chimney effect. Released to At the same time, low-temperature outside air is introduced into the intake air passage 23 from the intake port 12, and this outside air is sequentially transmitted from the intake communication port 26 to the exothermic substance storage area 24 Supplied inside. Therefore, the low-temperature outside air separated by the air path partition plate 25 is reliably introduced to the back of the exothermic substance storage area 24, and the air is cooled by natural ventilation.
The temperature of the air in the exothermic substance storage area 24 rises because the spent nuclear fuel in the radioactive substance storage container 2 generates heat, and the heat causes the temperature of the radioactive substance storage container 2 to rise to the surrounding air. This is for heat dissipation.
[0072]
Since air cooling by such natural ventilation does not require any special power, there is an advantage that running costs are unnecessary, especially if adopted for long-term storage facility ventilation. Further, since there is no drive part, there is no fear of failure, and maintenance is extremely simple.
Furthermore, when the exothermic substance is the above-mentioned radioactive waste storage container 2, radiation measures are also required for long-term storage, but the storage space 11 in the present invention is in an underground space such as a tunnel. Therefore, since the periphery except for the opening for loading and unloading is surrounded by earth and sand or rock, radiation countermeasures such as constructing a thick concrete wall are unnecessary, and heat removal by heat radiation to the ground can be expected.
[0073]
Therefore, as compared with the conventional structure in which a storage space surrounded by thick concrete walls is constructed, the cost required for construction can be reduced, and sufficient measures against radiation and heat generation are taken. In particular, when an underground space such as an existing or abandoned mine such as a tunnel or a mine is used as the storage space 11, a lower-cost exothermic substance storage facility 10 can be provided.
[0074]
Subsequently, a first modified example according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those in the above-described fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In the first modified example, the opening areas of the intake communication ports 26 are not all the same, and are gradually increased from the entrance opening side where the carry-in / carry-out openings 27 are provided to the back.
This aims at uniformly supplying the outside air introduced from the intake port 12 over the entire area of the heating substance storage area 24.
[0075]
Therefore, when the opening area of the intake communication port 26 close to the intake port 12 is reduced, the flow rate is restricted by the orifice action, and a sufficient outside air amount is supplied to the intake communication port 26 far from the intake port 12 and having a large opening area. Become so. That is, when a large amount of outside air is supplied from the intake communication port 26 close to the intake port 12 into the exothermic substance storage area 26, the temperature rises due to the calorific value of the radioactive substance storage container 2 and reaches the back. The temperature distribution in the substance storage area 26 is low at the loading / unloading opening 27 side in the front and high at the depth where the exhaust path 20 is provided, and becomes uneven, but the opening area of the intake communication port 26 is increased from the near side to the depth. If the temperature is gradually increased, such non-uniformity of the temperature distribution is eliminated.
[0076]
Subsequently, a second modified example according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those in the above-described fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In this second modified example, the flow passage cross-sectional area of the intake air passage 23 is not constant, but gradually decreases from the entrance opening side where the carry-in / out opening 27 is provided. In the illustrated example, the distance between the air path partition plate 25 and the side wall 11a of the storage space 11 changes, and specifically, the distance gradually decreases from the entrance opening side toward the back. The air path partition plate 25 is installed at an angle.
[0077]
As described above, if the intake air path 23 changes the flow path cross-sectional area, the flow path cross-sectional area on the front side having a large outside air flow rate increases, and flows out from the intake communication port 26 to the exothermic substance storage area 24 sequentially. Since the flow passage cross-sectional area becomes smaller at the back of the intake passage 23 where the outside air flow rate is reduced, the pressure loss in the intake air passage 23 is reduced, and the outside air flows smoothly to the intake communication port 26 at the back. Accordingly, since the outside air is supplied to the heat generating substance storage area 24 substantially uniformly over the entire area, the internal temperature distribution can be made substantially uniform.
[0078]
In addition, the uniformity of the temperature distribution is further facilitated by combining the intake passage 23 having the variable flow path cross-sectional area described in the second modification with the intake communication port 26 of the first modification.
Further, by combining the first modified example and the second modified example, the same effect can be obtained by making the rate of change of the opening area of the intake communication port 26 and the rate of change of the flow path cross-sectional area of the intake passage 23 moderate. In particular, when the rate of change of the flow channel cross-sectional area becomes gentle, the storage space 11 can be effectively used to secure a large heat-generating substance storage area 24, so that the number of radioactive substance storage containers 2 that can be stored increases. There is also an advantage that storage efficiency is improved.
[0079]
Note that the above-described embodiment and its modifications are applicable to the tunnel structures of the above-described embodiments regardless of whether they are penetrating or non-penetrating, and whether or not the intake port 12 includes the intake tower 15 is determined. Needless to say, it is applicable.
[0080]
<Sixth embodiment>
Subsequently, a sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the above-described fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In the exothermic substance storage facility 10 of this embodiment, an exhaust air passage 28 is provided above the storage space 11. That is, the storage space 11 is partitioned into the pair of left and right intake air passages 23, the exothermic substance storage area 24, and the exhaust air passages 28 described in the first embodiment.
[0081]
The exhaust air passage 28, which is a feature of this embodiment, is one in which the upper part of the exothermic substance storage area 24 is divided by an air passage partition plate 29. In this case, a plurality of exhaust communication ports 30 having the same opening area are provided at a predetermined pitch in the air path partition plate 29 in order to introduce the air whose temperature has risen in the exothermic substance storage area 24 into the exhaust air path 28. Has been.
The exhaust passage 28 serves as an exhaust passage that collects air introduced from each exhaust communication port 30 and guides the air to the exhaust port 13 along the upper part of the heat generating substance storage area 24.
[0082]
The exhaust port 13 of this embodiment is open near the inlet opening of the storage space 11, that is, near the upper end of the chimney 14 provided upward from the vicinity of the carry-in / out opening 27. In this case, the exhaust path is not a vertical hole provided through the mountain 1 but a chimney 14 provided outside the mountain 1.
Therefore, the exhaust port 13 is open at a position higher than the intake port 12 provided at substantially the same level as or slightly higher than the carry-in / carry-out opening 27.
[0083]
In the exothermic substance storage facility 10 having such a configuration, the low-temperature outside air introduced from the intake port 12 provided in the vicinity of the carry-in / out opening 27 is provided along the exothermic substance storage area 24 by the intake air passage 23. Then, outside air is introduced into the exothermic substance storage area 24 through an intake communication port 26 that communicates between the intake air passage 23 and the exothermic substance storage area 24.
On the other hand, the air whose temperature has risen in the exothermic substance storage area 24 becomes an upward flow because of its low density, and flows into the exhaust air passage 28 from each exhaust communication port 30. The high-temperature air thus collected in the exhaust air passage 28 flows through the exhaust air passage 28 and the chimney 14 in the exhaust passage, and flows out of the exhaust outlet 13 opened at a position higher than the inlet 12 due to the chimney effect. Therefore, the inside of the exothermic substance storage area 24 which is a storage space for the exothermic substance is air-cooled by natural ventilation.
[0084]
Such a cooling method by natural ventilation utilizes a phenomenon in which the density of the air becomes low due to the expansion of the temperature-increased air, and the air flows upward. No power is required for ventilation.
Further, in this case, the exhaust path can be replaced with a high-cost vertical hole penetrating the mountain 1 and can use a normal chimney 14, which is advantageous in terms of construction cost.
[0085]
That is, the air in the exothermic substance storage area 24 whose temperature has increased flows into the exhaust air passage 28 from the exhaust communication port 30 due to the chimney effect, and is further discharged to the outside from the exhaust port 13 opened at the upper end of the chimney 14. . At the same time, low-temperature outside air is introduced into the intake air passage 23 from the intake port 12, and this outside air is sequentially transmitted from the intake communication port 26 to the exothermic substance storage area 24 Supplied inside.
Therefore, the outside air having a low temperature separated by the air passage partition plate 25 is surely introduced to the back of the exothermic substance storage area 24, and the air whose temperature has risen flows into the exhaust air passage 28 from the nearby exhaust communication port 30. As a result, since the air is separated by the air path partition plate 29, high-temperature air does not flow to the inside of the exothermic substance storage area 24. For this reason, the temperature distribution in the exothermic substance storage area 24 is made uniform, and efficient air cooling is performed by natural ventilation.
[0086]
By the way, also in the above-described sixth embodiment, the first modified example and the second modified example in the above-described fifth embodiment can be applied.
Also, as for the exhaust communication port 30, similarly to the above-described intake communication port 26, by increasing the opening area sequentially from the inlet opening side to the back, high-temperature air is stored in the back of the exothermic substance storage area 24. Staying can be prevented.
Further, similarly to the above-described intake air passage 23, the flow cross-sectional area of the exhaust air passage 28 is gradually reduced from the inlet opening side to the back, so that high-temperature air can be stored in the heat-generating substance storage area 24. It will flow smoothly without stagnation in the back.
[0087]
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals are given to the same portions as those in the above-described embodiments, and the detailed description thereof will be omitted.
The exothermic substance storage facility 10 of this embodiment includes a cooling medium flow path for forming a heat generating substance storage space 11 in the mountain 1 or in the ground and for passing a cooling medium such as cooling water or outside air into the storage space 11. 31 are formed. The cooling medium flow path 31 is a space defined by a contact surface 32 that is installed so that the installation base 3 for the exothermic substance contacts and conducts heat. In this case, the cooling medium may be one that is forced by a fan or pump using power, or one that does not require power, such as natural ventilation using the chimney effect or cooling water flow using the slope. It is possible. In addition, if a natural refrigerant such as dry ice is used, the intake port 12 becomes unnecessary and only the exhaust port 13 needs to be provided, and when the temperature rises, it is released to the atmosphere as carbon dioxide gas. Therefore, it is preferable from an environmental point of view.
[0088]
The illustrated coolant channel 31 is formed on the lower floor of the storage space 11. In this case, the partition member 33 forming the contact surface 32 is installed on the floor surface by a large number of support members 34 fixed to the lower surface side at a predetermined pitch. Note that the installation gantry 3, the partition member 32, and the support member 34 are made of a steel material or the like that withstands the weight of the radioactive substance storage container 2 and that has good thermal conductivity.
[0089]
With such a configuration, the cooling medium flow path 31 is divided into a number of flow paths by the support member 34, and the contact area with the cooling medium is greatly increased. For this reason, the calorific value of the radioactive substance storage container 2 is transmitted to the installation gantry 3, then is conducted from the contact surface 32 with the installation gantry 3 to the partition member 33, and further via the partition member 33 and the support member 34. Heat is efficiently conducted to the cooling medium. That is, the support member 34 not only supports the partition member 33 on which the radioactive substance storage container 2 is installed, but also functions as a radiation fin that is attached to the lower surface of the partition member 33 to promote heat radiation to the cooling medium. .
Therefore, the amount of heat generated in the storage space 11 is given to the cooling medium flowing through the cooling medium flow path 31 by heat conduction and released to the outside, so that heat is prevented from accumulating in the storage space 11 and increasing the temperature. can do.
[0090]
By the way, in the above-described embodiment, the support member 34 has a function as a radiation fin. However, it is needless to say that the support member 34 and the radiation fin may be separately provided.
The cooling medium flow path 31 formed in the storage space 11 does not necessarily need to be provided on the floor surface. For example, a partition plate is provided on the side surface so that heat is conducted by contact with the installation base 3. May be formed.
[0091]
Next, a description will be given of a first modification of the heat generating substance storage material 10 of the present embodiment described above with respect to the cooling medium flow path 31 with reference to FIG. In FIG. 15, the same parts as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
In the exothermic substance storage facility 10 of the first modified example, a space formed by connecting a plurality of thermally conductive exothermic substance transport vehicles 35 having a U-shaped cross section as a section that does not hinder the flow of the cooling medium, for example. Are used as the refrigerant passage 31A. The exothermic substance transport cart 35 is used when loading / unloading the radioactive substance storage container 2 and the installation stand 3 along a pair of rails 36 laid on the floor in the storage space 1. In this case, the contact surface 32 is the upper surface of the exothermic substance transporting cart 35.
[0092]
With such a configuration, by flowing a cooling medium such as air through the cooling medium flow path 31 </ b> A, the calorific value of the radioactive substance storage container 2 is transferred to the cooling medium via the installation gantry 3 and the exothermic substance transport cart 35. Conducts heat. This configuration is suitable when a gas such as air is used as a cooling medium.
For this reason, in the storage space 11, the amount of heat generated is given to the cooling medium flowing through the cooling medium flow path 31A by heat conduction and released to the outside, so that heat is prevented from accumulating inside and raising the temperature. be able to.
Note that a radiation fin (not shown) may be provided on the inside of the exothermic substance transport cart 34 having a cross-sectional shape such as a U-shaped cross-section, that is, a surface in contact with the cooling medium.
[0093]
As described above, in the present embodiment, in the exothermic substance storage facility 10 in which the exothermic substance storage space 11 is formed in the mountain 1 or in the ground, cooling is performed by using the contact surface 32 with the mounting base 3 in the storage space 11. Since the medium flow paths 31 and 31A are formed and the storage space cooling method is adopted in which the heat of the radioactive substance storage container 2 serving as the heat generating substance is conducted to the cooling medium flowing through the cooling medium flow paths 31 and 31A. The calorific value of the radioactive substance storage container 2 is released to the outside without accumulating in the storage space 11 due to the flow of the cooling medium, and the inside of the storage space can be efficiently cooled.
[0094]
By the way, in each of the embodiments described so far, the underground space serving as the storage space has been described as a tunnel excavated in the mountain 1. However, the present invention is not limited to this. The present invention is also applicable to a facility that stores exothermic substances such as the substance storage container 2.
Further, the exothermic substance to be stored is not limited to a radioactive exothermic substance such as the above-mentioned radioactive substance storage container, and may be applied to a facility for storing other exothermic substances without fear of radiation. In this case, it is not necessary to take radiation measures for the opening for carrying in and out.
Further, the number of intake ports and exhaust ports is not limited to each of the above-described embodiments. For example, in consideration of the scale of a heat-generating substance storage facility, the shape of a storage space, and the like, a plurality of ports are appropriately arranged and provided. You may.
[0095]
Further, in each of the above-described embodiments and the modifications thereof, it is preferable to provide the heat exchange medium 37 particularly in the upper portion of the storage space 11. As shown in FIG. 16, for example, the heat exchange medium 37 includes a plate-like member or a rod-like member made of a material having excellent thermal conductivity and having one end protruding into the storage space 11 and the other end penetrating into the ground. used.
That is, the heat exchange medium 37 absorbs the heat in the storage space 11 and radiates the heat to the ground, thereby making it possible to more efficiently perform the heat removal operation by radiating the heat to the ground. Therefore, the cooling capacity in the storage section 11 in combination with natural ventilation can be increased. As for the heat exchange medium 37, an air conditioner in which one or a plurality of indoor units (heat absorbers) are disposed in the storage space 11 and an outdoor unit (radiator) is installed outside is applicable. Needless to say.
[0096]
Further, in each of the above-described embodiments and the modifications thereof, it is preferable to provide a fan for blowing or suctioning air as forced ventilation means at an appropriate position such as the intake port 12 and / or the exhaust port 13. Such forced ventilation means assists in natural ventilation as needed to allow for more effective ventilation cooling. Then, since the storage space can be ventilated and cooled only by the forced ventilation means without relying on natural ventilation, the height of the intake port 12 and the exhaust port 13 can be changed from the exhaust port 13 to the intake port 12. It is possible to eliminate the restriction on the positional relationship of increasing the height.
[0097]
It should be noted that the configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may deviate from the gist of the present invention, for example, a configuration in which each embodiment and each modified example omitted in the above description can be appropriately combined. It can be changed appropriately within a range not to be performed.
[0098]
【The invention's effect】
According to the exothermic substance storage facility and the exothermic substance storage method of the present invention, the following effects can be obtained.
According to the exothermic substance storage facility of the first aspect, the air whose temperature has risen in the storage space is discharged to the outside atmosphere from the exhaust port by the chimney effect, and the low-temperature outside air is introduced from the intake port. The inside of the storage space for storing the exothermic substance is cooled by natural ventilation. In addition, since the storage space has a large area surrounded by earth and sand, a bedrock, and the like, there is an advantage that the heat removal effect due to heat radiation from the storage space to the ground is large.
Since the radioactive heat-generating substance is stored in the underground space, since the area other than the opening is underground, radiation measures such as a thick concrete wall can be minimized and the cost can be reduced.
Therefore, the facility is a low-cost, exothermic substance storage facility that has adequate radiation and heat generation measures.
[0099]
With the exothermic substance storage facility according to the second aspect, the air whose temperature has risen in the storage space is discharged to the outside atmosphere from the exhaust port by the chimney effect, and the low-temperature outside air is introduced from the intake port. The storage space for storing the toxic substances is air-cooled by natural ventilation. In addition, since the storage space has a large area surrounded by earth and sand, a bedrock, and the like, there is an advantage that the heat removal effect due to heat radiation from the storage space to the ground is large.
Therefore, the facility is a low-cost, heat-generating substance storage facility with sufficient heat generation measures.
[0100]
According to the third aspect of the present invention, the exothermic substance storage facility is a storage space for exothermic substances having openings formed at both ends through an underground space such as a tunnel, and one of the openings is an intake port. Since the other opening is an intake port that opens at a position higher than the intake port, the underground space that penetrates in a substantially horizontal direction in the storage space is air-cooled by natural ventilation due to the chimney effect, resulting in high cost There is no need to provide vertical holes. In addition, since the storage space has a large area surrounded by earth and sand, a bedrock, and the like, there is an advantage that the heat removal effect due to heat radiation from the storage space to the ground is large.
Therefore, the facility is a low-cost, heat-generating substance storage facility with sufficient heat generation measures.
[0101]
According to the exothermic substance storage facility according to claim 6, for example, an underground space such as a tunnel is provided with an inlet opening serving as an air inlet and is made non-penetrating and communicates with the exothermic substance storage space. Since the outlet opening has an exhaust path that opens at a position higher than the intake port and serves as an exhaust port, the storage space is air-cooled by natural ventilation using a chimney effect. In addition, since the storage space has a large area surrounded by earth and sand, a bedrock, and the like, there is an advantage that the heat removal effect due to heat radiation from the storage space to the ground is large.
Therefore, the facility is a low-cost, heat-generating substance storage facility with sufficient heat generation measures.
[0102]
According to the heat generating substance storage facility of the present invention, a cooling medium flow path is formed in the storage space by using a contact surface with the heat generating substance installation base, and the heat of the heat generating substance flows through the cooling medium flow path. Since it is configured to conduct heat to the medium, the calorific value of the exothermic substance is discharged to the outside via the cooling medium without accumulating in the storage space. In addition, since the storage space has a large area surrounded by earth and sand, a bedrock, and the like, there is an advantage that the heat removal effect due to heat radiation from the storage space to the ground is large.
Therefore, the facility is a low-cost, heat-generating substance storage facility with sufficient heat generation measures.
[0103]
According to the method for storing a heat-generating substance according to the twenty-first aspect, a storage space for a radioactive heat-generating substance is formed in a mountain or the ground, and cooling by natural ventilation and heat radiation to the ground is performed. The temperature inside the storage space can be prevented from rising without increasing the cost. Further, since the storage space is provided in the ground such as a tunnel, even when storing a radioactive heating substance such as a radioactive substance storage container such as a cask for storing or storing spent nuclear fuel, for example. In addition, since the area other than the opening is underground, high-cost radiation measures such as constructing a thick concrete wall are not required.
Therefore, it is a low-cost method of storing exothermic substances capable of taking sufficient measures against radiation and heat generation.
[0104]
According to the method for storing a heat-generating substance according to claim 22, a storage space for the heat-generating substance is formed in a mountain or the ground, and cooling by natural ventilation and heat radiation to the ground is performed. It is possible to prevent the temperature inside the storage space from rising even if it is not applied.
Therefore, a method for storing exothermic substances at a low cost and capable of taking sufficient measures against heat generation is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a heat-generating substance storage facility according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show specific examples of measures against wind and rain at the intake and exhaust ports and measures to prevent invasion of living organisms, wherein FIG. 2A is a louver structure, FIG. 2B is a labyrinth structure, FIG. Is a structural example in which a net is provided in a labyrinth structure.
FIG. 3 is a sectional view showing a first modification of the exothermic substance storage facility according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B show a modified example of the exothermic substance storage facility according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view showing a second modified example, and FIG. It is sectional drawing.
5A and 5B are diagrams showing a configuration of a heat generating substance storage facility according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a cross-sectional view of the entire structure, and FIG. It is an enlarged view.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first modification of the exothermic substance storage facility according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a second modification of the exothermic substance storage facility according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a heat-generating substance storage facility according to a third embodiment of the present invention, where (a) is a perspective view showing a state where a baffle plate is installed in a storage space, and (b). FIG. 3 is a side view of the inside of the storage space where the air guide plate is installed.
9A and 9B are diagrams showing a configuration of a heat-generating substance storage facility according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 9A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 9B, and FIG. It is.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a heat-generating substance storage facility according to a fifth embodiment of the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view and (b) is a perspective view.
FIG. 11 is a perspective view showing a first modification of the exothermic substance storage facility according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a horizontal sectional view showing a second modification of the exothermic substance storage facility according to the fifth embodiment of the present invention.
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing a configuration of a heat-generating substance storage facility according to a sixth embodiment of the present invention, wherein FIG. 13A is a sectional view and FIG. 13B is a perspective view.
FIG. 14 is a perspective view of a main part showing a configuration example of a heat-generating substance storage facility according to a seventh embodiment of the present invention.
FIGS. 15A and 15B are views showing a first modified example of the exothermic substance storage facility according to the seventh embodiment of the present invention, wherein FIG. 15A is a perspective view of a main part, and FIG. It is a side view.
FIG. 16 is a perspective view showing a specific example of a heat exchange medium applied to the exothermic substance storage facility according to each embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 mountain
2 Radioactive substance storage container (pyrogenic substance)
10,10A, 10B pyrogenic substance storage facility
11, 11A, 11B storage space
12,12A Inlet
13, 13A Exhaust port
14 Chimney
15 Intake tower
20 vertical holes (exhaust path)
21 Wind guide plate (airway control means)
21a Wind guide
21b Through channel
22A, 22B Opening
23 Intake airway
24 Heating element storage area
25, 29 Airway divider
26 Inlet connection
27 Loading / unloading opening
28 Exhaust air path
30 Exhaust port
31, 31A cooling medium flow path
32 contact surface
33 Partition member
34 support members
35 Heating element transport cart
36 rails
37 Heat exchange medium
S locking device (heat generating substance locking means)

Claims (25)

山または地中に少なくとも一対の開口部と連通する放射性の発熱性物質の貯蔵空間を形成し、前記開口部の少なくともひとつが外気を導入する吸気口とされ、前記開口部の少なくともひとつが前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする放射性の発熱性物質貯蔵施設。A storage space for a radioactive heat-generating substance communicating with at least a pair of openings is formed in a mountain or the ground, at least one of the openings is an intake port for introducing outside air, and at least one of the openings is the intake air. A radioactive heat-generating substance storage facility, characterized in that it is an exhaust port that opens higher than the mouth and allows air in the storage space to flow out to the outside. 山または地中に少なくとも一対の開口部と連通する発熱性物質の貯蔵空間を形成し、前記開口部の少なくともひとつが外気を導入する吸気口とされ、前記開口部の少なくともひとつが前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする発熱性物質貯蔵施設。A storage space for the exothermic substance communicating with at least a pair of openings is formed in a mountain or underground, at least one of the openings is an intake port for introducing outside air, and at least one of the openings is closer than the intake port. An exothermic substance storage facility which is open at a high position and serves as an exhaust port for allowing air in the storage space to flow out. 山または地中を貫通して両端部に開口部が形成される発熱性物質の貯蔵空間を設け、該貯蔵空間の一方の開口部が外気を導入する吸気口とされ、前記貯蔵空間の他方の開口部が前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする発熱性物質貯蔵施設。A storage space for the exothermic substance is provided in which openings are formed at both ends through the mountain or the ground, and one opening of the storage space is an intake port for introducing outside air, and the other opening of the storage space is provided. An exothermic substance storage facility, characterized in that an opening is opened at a position higher than the intake port and serves as an exhaust port for allowing air in the storage space to flow to the outside. 前記貯蔵空間の開口部が共に外気を導入する吸気口とされ、前記貯蔵空間と外部との間を連通させる排気経路の出口開口部が前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする請求項３記載の発熱性物質貯蔵施設。Both the opening of the storage space is an intake port for introducing outside air, and the outlet opening of an exhaust path communicating between the storage space and the outside is opened at a position higher than the intake port, and the air in the storage space is opened. 4. The heat-generating substance storage facility according to claim 3, wherein the heat-generating substance storage facility is provided as an exhaust port through which air is discharged to the outside. 前記貯蔵空間が、隣接する一対の開口部を両端部に備えた略Ｕ字状に貫通することを特徴とする請求項３または４記載の発熱性物質貯蔵施設。The exothermic substance storage facility according to claim 3 or 4, wherein the storage space penetrates in a substantially U-shape having a pair of adjacent openings at both ends. 山または地中に入口開口部を備えて非貫通とした発熱性物質の貯蔵空間と、該貯蔵空間と外部との間を連通させる排気経路とを備え、前記貯蔵空間の開口部が外気を導入する吸気口とされ、前記排気経路の出口開口部が前記吸気口より高い位置に開口して貯蔵空間内の空気を外部へ流出させる排気口とされることを特徴とする発熱性物質貯蔵施設。A non-penetrable storage space for a heat-generating substance having an inlet opening in the mountain or underground, and an exhaust path for communicating between the storage space and the outside, wherein the opening of the storage space introduces outside air A heat-generating substance storage facility, characterized in that the heat-generating substance storage facility has an exhaust port through which the air in the storage space flows out to the outside. 前記貯蔵空間の上部壁面を、前記吸気口から前記排気口へ向けて高くなるように傾斜させたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。The heat generating substance storage facility according to any one of claims 1 to 6, wherein an upper wall surface of the storage space is inclined so as to be higher from the intake port to the exhaust port. 前記貯蔵空間を前記吸気口から前記排気口へ向けて高くなる傾斜空間とし、該傾斜空間の傾斜床面に発熱性物質係止手段を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。7. The storage space according to claim 1, wherein the storage space is an inclined space that rises from the intake port to the exhaust port, and a heating substance locking unit is provided on an inclined floor surface of the inclined space. 2. A pyrogen storage facility according to 1. 前記貯蔵空間の内部に、温度の高い空気流を上部へ導く風路制御手段を設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。The heat generating substance storage facility according to any one of claims 1 to 8, wherein air path control means for guiding a high-temperature air flow upward is provided inside the storage space. 前記貯蔵空間が、前記発熱性物質を貯蔵しておく発熱性物質貯蔵エリアと、前記吸気口から導入した外気を前記貯蔵空間の内部へ導くよう前記発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けられた吸気風路とに区画され、
前記発熱性物質貯蔵エリアは、前記吸気風路との間が吸気連絡口により連通されると共に、前記排気口とも連通していることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。The storage space has a heat generating substance storage area for storing the heat generating substance, and an intake air provided along the heat generating substance storage area so as to guide outside air introduced from the air inlet into the storage space. It is divided into an airway and
The heat generation device according to any one of claims 1 to 9, wherein the exothermic substance storage area communicates with the intake air passage through an intake communication port and also communicates with the exhaust port. Substance storage facility. 前記貯蔵空間が、前記発熱性物質を貯蔵しておく発熱性物質貯蔵エリアと、前記吸気口から導入した外気を前記貯蔵空間の内部へ導くよう前記発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けられた吸気風路と、前記貯蔵空間から温度上昇した空気を前記排気口まで導くよう前記発熱性物質貯蔵エリアの上部に沿って設けられた排気風路とに区画され、
前記発熱性物質貯蔵エリアは、前記吸気風路との間が吸気連絡口により連通され、かつ、前記排気風路との間が排気連絡口により連通されると共に、前記排気口とも連通していることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。The storage space has a heat generating substance storage area for storing the heat generating substance, and an intake air provided along the heat generating substance storage area so as to guide outside air introduced from the air inlet into the storage space. An air passage, and an exhaust air passage provided along an upper part of the exothermic substance storage area so as to guide the air whose temperature has increased from the storage space to the exhaust port,
The exothermic substance storage area communicates with the intake air passage by an intake communication port, and communicates with the exhaust air passage by an exhaust communication port, and also communicates with the exhaust port. The heat-generating substance storage facility according to claim 1, wherein: 前記吸気連絡口の開口面積が、前記吸気口側から前記排気口側へ向けて順次大きくなることを特徴とする請求項１０または１１記載の発熱性物質貯蔵施設。The exothermic substance storage facility according to claim 10, wherein an opening area of the intake communication port increases in order from the intake port side to the exhaust port side. 前記排気連絡口の開口面積が、前記吸気口側から前記排気口側へ向けて順次大きくなることを特徴とする請求項１１または１２記載の発熱性物質貯蔵施設。13. The exothermic substance storage facility according to claim 11, wherein an opening area of the exhaust communication port increases in order from the intake port side to the exhaust port side. 前記吸気風路の流路断面積が、前記吸気口側から前記排気呼応側へ向けて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。14. The exothermic substance storage facility according to claim 10, wherein a flow path cross-sectional area of the intake air passage gradually decreases from the intake port side to the exhaust response side. 前記排気風路の流路断面積が、前記吸気口側から前記排気口側へ向けて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。The exothermic substance storage facility according to any one of claims 11 to 14, wherein a flow path cross-sectional area of the exhaust air passage gradually decreases from the intake port side to the exhaust port side. 山または地中に発熱性物質の貯蔵空間を形成した発熱性物質貯蔵施設であって、
前記貯蔵空間に発熱性物質設置架台との接触面を用いて冷却媒体流路を形成し、前記発熱性物質の熱が前記冷却媒体流路を流れる冷却媒体へ熱伝導するように構成したことを特徴とする発熱性物質貯蔵施設。A pyrogenic substance storage facility that forms a pyrogenic substance storage space in a mountain or underground,
A cooling medium passage is formed in the storage space using a contact surface with the exothermic substance installation base, and the heat of the exothermic substance is configured to conduct heat to the cooling medium flowing through the cooling medium passage. Features a pyrogen storage facility. 前記接触面が、前記貯蔵空間の床面上に複数の熱伝導性支持部材を介して空間部を形成するよう設けられた仕切部材であることを特徴とする請求項１６記載の発熱性物質貯蔵施設。17. The exothermic substance storage according to claim 16, wherein the contact surface is a partition member provided on a floor surface of the storage space through a plurality of thermally conductive support members to form a space. Facility. 前記冷媒流路が、前記冷却媒体の流動を阻害しない断面形状とした熱伝導性の発熱性物質搬送台車を連結して形成されることを特徴とする請求項１６記載の発熱性物質貯蔵施設。17. The exothermic substance storage facility according to claim 16, wherein the refrigerant flow path is formed by connecting a thermally conductive exothermic substance transporting truck having a cross-sectional shape that does not hinder the flow of the cooling medium. 前記貯蔵空間の上部に、貯蔵空間内部の熱を周囲の山または地中へ放熱する熱交換媒体を設けたことを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。19. The exothermic substance storage facility according to claim 1, wherein a heat exchange medium that radiates heat inside the storage space to surrounding mountains or the ground is provided above the storage space. 前記貯蔵空間の強制換気手段を備えていることを特徴とする請求項１から１９のいずれかに記載の発熱性物質貯蔵施設。The heat-generating substance storage facility according to any one of claims 1 to 19, further comprising forced ventilation means for the storage space. 山または地中に放射性の発熱性物質を設置する貯蔵空間を形成し、該貯蔵空間に連通する吸気口とこの吸気口より高い位置に開口する排気口とを設け、前記吸気口から導入した外気を前記排気口から流出させて自然換気冷却を行うことを特徴とする放射性の発熱性物質貯蔵方法。A storage space for installing a radioactive heat-generating substance is formed in a mountain or the ground, and an intake port communicating with the storage space and an exhaust port opening higher than the intake port are provided. Wherein the air is discharged from the exhaust port to perform natural ventilation cooling. 山または地中に発熱性物質を設置する貯蔵空間を形成し、該貯蔵空間に連通する吸気口とこの吸気口より高い位置に開口する排気口とを設け、前記吸気口から導入した外気を前記排気口から流出させて自然換気冷却を行うことを特徴とする発熱性物質貯蔵方法。A storage space for installing a heat generating substance in a mountain or underground is formed, and an intake port communicating with the storage space and an exhaust port opening at a position higher than the intake port are provided, and the outside air introduced from the intake port is A method for storing exothermic substances, wherein the exothermic substance is discharged from an exhaust port to perform natural ventilation cooling. 前記自然換気冷却が、前記吸気口から導入した外気を発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けた吸気風路に流し、該吸気風路と前記発熱性物質貯蔵エリアとの間を連通させた吸気連絡口より前記外気を発熱性物質貯蔵エリア内に導入すると共に、前記発熱性物質貯蔵エリアに連通する排気口から温度上昇した空気を外部へ流出させることを特徴とする請求項２１または２２記載の発熱性物質貯蔵方法。The natural ventilation cooling causes the outside air introduced from the intake port to flow into an intake air path provided along the exothermic substance storage area, and an intake communication that allows communication between the intake air path and the exothermic substance storage area. 23. The heat generation apparatus according to claim 21, wherein the outside air is introduced into the heat-generating substance storage area through an opening, and the air whose temperature has risen flows out from an exhaust port communicating with the heat-generating substance storage area. Substance storage method. 前記自然換気冷却が、前記吸気口から導入した外気を発熱性物質貯蔵エリアに沿って設けた吸気風路に流し、該吸気風路と前記発熱性物質貯蔵エリアとの間を連通させた吸気連絡口より前記外気を発熱性物質貯蔵エリア内に導入すると共に、前記発熱性物質貯蔵エリアの上部に沿って設けられ排気連絡口を介して連通する排気風路に温度上昇した空気を導入し、該排気風路と連通する前記排気口から温度上昇した空気を外部へ流出させることを特徴とする請求項２１または２２記載の発熱性物質貯蔵方法。The natural ventilation cooling causes the outside air introduced from the intake port to flow into an intake air path provided along the exothermic substance storage area, and an intake communication that allows communication between the intake air path and the exothermic substance storage area. Introducing the outside air into the heat-generating substance storage area from the mouth, and introducing air whose temperature has been increased into an exhaust air passage provided along the upper part of the heat-generating substance storage area and communicating through an exhaust communication port, The exothermic substance storage method according to claim 21 or 22, wherein the air whose temperature has increased is discharged to the outside from the exhaust port communicating with the exhaust air path. 山または地中に発熱性物質の貯蔵空間を形成し、該貯蔵空間に発熱性物質設置架台との接触面を用いて冷却媒体流路を形成し、前記発熱性物質の熱を前記冷却媒体流路を流れる冷却媒体へ熱伝導させることを特徴とする発熱性物質貯蔵方法。A storage space for the exothermic substance is formed in a mountain or underground, and a cooling medium flow path is formed in the storage space using a contact surface with the exothermic substance installation base, and heat of the exothermic substance is transferred to the cooling medium flow. A method for storing exothermic substances, comprising conducting heat to a cooling medium flowing through a passage.
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