JP2000098082A - 使用済み燃料貯蔵キャスクおよびその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に収納可能な使用済み燃料の体数が多
く、原子炉建屋内でのハンドリングが容易であり、崩壊
熱の除熱効率が良い使用済み燃料貯蔵キャスクを提供す
る。 【解決手段】 γ線遮へい機能を有する内胴１と、中性
子遮へい機能を有する外胴２と、内胴１と外胴２とを嵌
め合わせ状態で固定するサポート部材１１，１２などと
からなり、固定サポート部材１１，１２による固定を解
除した状態では、外胴２を内胴１に着脱できる構造の使
用済み燃料貯蔵キャスク。原子炉建屋内のハンドリング
を制限する外形寸法の範囲内で、貯蔵キャスクを大容量
化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済み燃料を貯
蔵するためのまたは貯蔵し輸送するための使用済み燃料
貯蔵キャスクおよびその使用方法に係り、特に、使用済
み燃料を乾式状態で安定に貯蔵するための金属貯蔵キャ
スクの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントの炉心で所定期間使
用されて使用済みとなった燃料は、炉心から取出され、
使用済み燃料プールなどに一時保管される。所定の冷却
期間が終了した燃料は、最終的に再処理工場に搬出さ
れ、再処理される。

【０００３】実際には、再処理工場建設の遅延などの理
由から、再処理工程の前の原子燃料サイクルに柔軟性を
持たるため、エネルギー資源である燃料を備蓄しておく
必要がある。原子力発電所の敷地内または敷地外で安定
保管する方法として、キャスク貯蔵，ボールト貯蔵，サ
イロ貯蔵，コンクリートキャスク貯蔵などの乾式貯蔵方
式と、水プールの湿式貯蔵方式とがある。コストを考え
た場合でも、長期に亘る安定貯蔵を考えた場合でも、乾
式貯蔵が注目されている。

【０００４】その中で現在実用化されているキャスク貯
蔵方式においては、図６に示すように、貯蔵キャスク本
体の厚さが、使用済み燃料７が発するγ線を貯蔵キャス
ク本体２０で遮へいできるように決定されている。ま
た、貯蔵キャスク内部に設けた中性子遮へい材２１が、
使用済み燃料７が発する中性子を遮へいする。貯蔵キャ
スク２０内には、中性子吸収材からなるバスケットが、
配置されている。使用済み燃料７は、バスケット内に格
子状に配置され、いかなる場合でも、使用済み燃料７本
体の臨界を防止できるように考慮されている。さらに、
使用済み燃料が発する崩壊熱を効率よく除去するため
に、貯蔵キャスク本体２０の外側には、冷却フィン１９
が取付けられている。なお、貯蔵キャスク本体蓋部は、
一次蓋８および二次蓋５の二重になっており、貯蔵キャ
スク本体内部に収納する放射性核種を確実に閉じ込める
構造となっている。また、貯蔵キャスクの外側には、吊
り下しなどの取扱い時に使用するトラニオン４が取付け
られている。

【０００５】空の貯蔵キャスクに使用済み燃料を装荷す
る場合、まず、使用済み燃料を装荷するために使用済み
燃料プールに設けられたキャスクピットに運ばれ、貯蔵
キャスクに収納される。使用済み燃料を所定本数収納し
た貯蔵キャスクは、除染ピットに移され、貯蔵キャスク
本体表面の汚染状態を確認した後、一次蓋８が取付けら
れ、貯蔵キャスク内部の水が排出される。排出終了後、
貯蔵キャスク内部は、真空乾燥され、ヘリウムガスなど
の不活性ガスを充填される。一次蓋８の密封性を確認し
た後に、貯蔵キャスクは、トレーラなどの輸送車輌に積
載され、貯蔵建屋に輸送される。貯蔵建屋に搬入さた貯
蔵キャスクは、受け入れ確認がなされた後に、貯蔵エリ
アに搬送され貯蔵される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】貯蔵キャスクの重量
は、使用済み燃料が収納された状態で約１００トン程度
あり、原子炉建屋からの搬出作業には、慎重かつ大掛か
りな作業が要求され、同時に多大の搬出コストがかか
る。したがって、搬出回数を削減するためにも、また受
け入れ側の貯蔵設備の貯蔵効率を上げるためにも、貯蔵
キャスクに収納する使用済み燃料の体数は多い方が良
い。

【０００７】しかし、原子炉建屋において既設の例えば
天井クレーン容量または使用済み燃料貯蔵プールキャス
クピット寸法には制限が有り、大容量貯蔵キャスクを計
画した場合には、建屋内でのハンドリングが不可能とな
る。

【０００８】さらに、使用済み燃料貯蔵キャスクには使
用済み燃料が発する崩壊熱の除熱を促進するように冷却
用フィンが取付けられており、形状が複雑なために、製
作コストがかさむなどの課題がある。

【０００９】本発明の目的は、内部に収納可能な使用済
み燃料の体数が多く、原子炉建屋内でのハンドリングが
可能であり、しかも、崩壊熱の除去効率が良い使用済み
燃料貯蔵キャスクおよびその使用方法を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、使用済み燃料を貯蔵または輸送するため
の使用済み燃料貯蔵キャスクにおいて、γ線遮へい機能
を有する内胴と、中性子遮へい機能を有する外胴と、内
胴および外胴を嵌め合わせた状態で固定するサポート部
とからなり、サポート部材による固定を解除した状態で
は、外胴を内胴に着脱できる使用済み燃料貯蔵キャスク
を提案する。

【００１１】前記サポート部材が、内胴および外胴の周
方向に沿って複数に分割されるリング状固定部材を含む
ことができる。

【００１２】また、前記内胴の下部または上部には、内
胴と外胴とが分離される前に取り外され内胴と外胴とが
一体化された後に装着されるトラニオンを備えることも
可能である。

【００１３】前記外胴は、内胴から取り外される時に複
数に分割される部材とし、または、内胴から取り外され
る時にヒンジにより開閉される部材としてもよい。

【００１４】いずれの使用済み燃料貯蔵キャスクにおい
ても、内胴と外胴との間に、貯蔵キャスク下部から上部
に亘り冷却空気流路を形成することが望ましい。

【００１５】本発明は、また、上記いずれかの使用済み
燃料貯蔵キャスクの使用方法において、使用済み燃料の
輸送時に、外胴を内胴から取り外し、内胴のみをキャス
クピットに水没させ、使用済み燃料を内胴に装荷し、内
部に水を満たした状態で内胴を除染ピットに移動させ、
内胴を除染し外胴を嵌め合わせてサポート部材により固
定し、貯蔵キャスク内部を排水し、外胴を内胴に固定し
た状態で貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵場所まで輸送
する使用済み燃料貯蔵キャスクの使用方法を提案する。

【００１６】本発明においては、貯蔵キャスクの構造を
γ線遮へい機能を有する内胴と、中性子遮へい機能を有
する外胴との二重構造とし、さらに、外胴を取外し可能
な構成としたので、キャスクピットに貯蔵キャスクを設
置し、使用済み燃料を収納する前に外胴を取外し、内胴
のみをハンドリングできる。したがって、原子炉建屋内
において既設の制限容量または寸法条件をクリアでき、
生じた余裕分を使用済み燃料の体数の増加に振り向ける
ことが可能である。

【００１７】また、上記貯蔵キャスクを使用済み燃料貯
蔵施設において縦置きで貯蔵する際に、貯蔵キャスク外
胴と内胴との間に凹凸の隙間を設けることにより、この
隙間が冷却空気流路となり、貯蔵キャスク下部から流入
した冷却空気が隙間を通る間に暖められて上昇し、空気
流路内を自然循環し、効率的に除熱する。その結果、形
状が複雑な冷却フィンを用いないで済み、製作コストを
低減できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、図１ないし図６を参照し
て、本発明による使用済み燃料貯蔵キャスクの実施例を
説明する。

【００１９】《実施例１》図１は、本発明による使用済
み燃料貯蔵キャスクの実施例１の構造を部分的に断面で
示す平面図である。図２は、本発明による使用済み燃料
貯蔵キャスクの実施例１の全体構造を示す斜視図であ
る。

【００２０】使用済み燃料貯蔵キャスクは、使用済み燃
料貯蔵プールで所定期間冷却された使用済み燃料を貯蔵
するために、使用済み燃料が発する放射線のうちγ線遮
へい機能を有する内胴１と、中性子遮へい機能を有する
外胴２との二重構造になっている。また、内胴１の側面
に半月状の凹凸を形成し、内胴１と外胴２との間で貯蔵
キャスク下部から上部に亘り、冷却空気が通り抜けられ
るように、空気流路３を設けてある。

【００２１】本発明の貯蔵キャスク外胴２は、取外し可
能になっており、外胴２と内胴１とは、外胴固定サポー
ト部材１２により、互いにボルトで固定される。外胴固
定サポート部材１２は、内胴１と外胴２とが接する位置
に取付けられており、冷却空気の流路３を塞がないよう
に配慮されている。外胴固定サポート部材１２の凸部
は、内胴１および外胴２に設けた穴で嵌め合い、接触面
により支持され、外胴２の自重が外胴固定ボルトに及ぼ
す応力を軽減する。

【００２２】内胴１を吊上げて外胴２を取外す場合に障
害となる下部または上部トラニオン１０は、着脱式と
し、固定ボルト９により内胴１に固定してある。

【００２３】使用済み燃料の搬出に際しては、まず、空
の貯蔵キャスクをキャスク除染ピットに搬入し、キャス
ク除染ピット内でトラニオン１０の固定ボルト９を外し
て、トラニオン１０を取外す。ここでは図示しない外胴
支持架台を外胴２の下部に組んだ後、外胴固定サポート
ボルトをゆるめて上部および下部の外胴固定サポート部
材１２を外し、内胴１を天井クレーン１３で吊上げて取
出す。

【００２４】次に、貯蔵キャスクの内胴１のみをキャス
クピットに水没させて据付ける。据付け終了後に、使用
済み燃料プールから所定期間冷却した燃料を、燃料装荷
装置により、使用済み燃料貯蔵ラックに取出して、貯蔵
キャスクに装荷する。装荷終了後、一次蓋８を取り付
け、貯蔵キャスク内部に水が入ったまま貯蔵キャスク内
胴１を天井クレーン１３によりキャスク除染ピットに移
動させ、キャスク除染ピット内にある貯蔵キャスク外胴
２内に挿入する。

【００２５】この場合、使用済み燃料から発する中性子
は、貯蔵キャスク内部の水が遮へいするので、外胴２を
取外したことによる機能的な問題はない。

【００２６】貯蔵キャスクの表面および蓋部を除染し、
外胴サポート部材１２およびトラニオン１０を取付け、
一次蓋８をボルトで固定し、外胴支持架台を撤去した後
に、貯蔵キャスク内部の水を排出する。容器内部を真空
乾燥してＨｅガスを充填し、二次蓋５を取付けた後に搬
出し、使用済み燃料再処理工場や使用済み燃料貯蔵施設
などに輸送する。

【００２７】貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵施設に搬
入して縦置き貯蔵する際に、貯蔵キャスク外胴２と内胴
１との間に形成してある空気流路３により、貯蔵キャス
ク下部から流入した冷却空気が、使用済み燃料が発する
崩壊熱により温められて上昇する空気の流れを形成し、
空気流路内３を自然循環し、効率的に除熱する。

【００２８】したがって、実施例１の貯蔵キャスクによ
れば、外胴２を原子炉建屋内で外してハンドリングする
と、既設建屋内で貯蔵キャスクの外径寸法が制限される
例えばキャスクピットにおける許容外形寸法の範囲内
で、外胴２を外した分だけ内胴１の径を大きくでき、貯
蔵キャスクに収納する使用済み燃料の体数を増やせる。

【００２９】さらに、原子炉建屋内の天井クレーン１３
の容量は、貯蔵キャスクの総重量を基準にして設計され
ているため、貯蔵キャスク内への使用済み燃料収納の体
数を増やした大容量貯蔵キャスクを計画した場合、原子
炉建屋内に既設の天井クレーン１３の容量を超過しない
ように、吊上げ時重量を軽減する必要がある。貯蔵キャ
スクの吊上げ重量は、キャスクピットから使用済み燃料
を収納した状態で吊上げる時に最大となる。その場合
は、貯蔵キャスク重量以外に、使用済み燃料と一次蓋８
と貯蔵キャスク内部の水との重量が追加される。

【００３０】これに対して、実施例１においては、外胴
２を取外す構成であるため、総重量を外胴重量分(総重
量の約１０％)だけ軽減できる。

【００３１】その結果、貯蔵キャスク内への使用済み燃
料の収納体数を増やす大容量貯蔵キャスクを計画した場
合のハンドリング上の課題を解決でき、外胴重量分だけ
収納体数を増やした場合、１貯蔵キャスク当たり約２５
体を増加させることが可能である。貯蔵キャスクへの使
用済み燃料の収納体数を増やせることは、原子炉建屋か
らの搬出回数を削減できることになり、コスト削減につ
ながる。

【００３２】さらに、貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵
建屋に搬入し、乾式貯蔵する際に、本発明の貯蔵キャス
クによれば、貯蔵キャスク外胴２と内胴１との間に設け
られた流路３により、冷却空気が自然循環するために、
冷却効率が上がる。したがって、従来の貯蔵キャスクに
設けられていた冷却フィンが不要となり、貯蔵キャスク
の製造コストを低減できる。

【００３３】《実施例２》図３は、本発明による使用済
み燃料貯蔵キャスクの実施例２の全体構造を示す斜視図
である。

【００３４】使用済み燃料貯蔵キャスクは、使用済み燃
料貯蔵プールで所定期間冷却された使用済み燃料を貯蔵
するために、使用済み燃料が発する放射線のうちγ線遮
へい機能を有する内胴１と、中性子遮へい機能を有する
外胴２との二重構造になっている。また、内胴１の側面
に半月状の凹凸を形成し、内胴１と外胴２との間で貯蔵
キャスク下部から上部に亘り、冷却空気が通り抜けられ
るように、空気流路３を設けてある。

【００３５】実施例２の貯蔵キャスク外胴２も、取外し
可能であり、外胴２と内胴１とは、分割型リング状外胴
固定サポート部材１４により固定されている。分割型リ
ング状外胴固定サポート部材１４には、冷却空気が通れ
る孔が開けられており、サポート部材１４を取付けて
も、冷却空気の流入／流出口を閉塞することはない。な
お、内胴１および外胴２の上下外周には溝が形成されて
いる。その溝に分割型リング状外胴固定サポート部材１
４の凸部を嵌め合わせ、連結プレート１５および連結ボ
ルト１６により、外胴２を固定する構造となっている。
外胴２は、分割型リング状外胴固定サポート部材１４と
外胴２または内胴１の接触面とにより支持される構造と
なっており、外胴２の自重がサポート連結ボルト１５に
及ぼす応力を軽減する。

【００３６】内胴１を吊上げて外胴２を取外す場合に障
害となるトラニオン１０は、着脱式とし、固定ボルト９
により内胴１に固定してある。

【００３７】使用済み燃料の搬出に際しては、まず、空
の貯蔵キャスクをキャスク除染ピットに搬入し、キャス
ク除染ピット内でトラニオン１０の固定ボルト９を外し
て、トラニオン１０を取外す。ここでは図示しない外胴
支持架台を外胴２の下部に組んだ後、連結プレート１５
および分割型リング状外胴固定サポート部材１４を外
し、内胴１を天井クレーン１３で吊上げて取出す。

【００３８】次に、貯蔵キャスクの内胴１のみをキャス
クピットに水没させ据付ける。据付け終了後に使用済み
燃料プールから所定期間冷却した燃料を、燃料装荷装置
により、使用済み燃料貯蔵ラックに取出して、貯蔵キャ
スクに装荷する。装荷終了後、一次蓋８を取り付け、貯
蔵キャスク内部に水が入ったまま貯蔵キャスク内胴１を
天井クレーン１３によりキャスク除染ピットへ移動さ
せ、キャスク除染ピット内にある貯蔵キャスク外胴２内
に挿入する。

【００３９】この場合、使用済み燃料から発する中性子
は、貯蔵キャスク内部の水が遮へいするので、外胴２を
取外したことによる機能的な問題はない。

【００４０】貯蔵キャスクの表面および蓋部を除染し、
分割型リング状外胴固定サポート部材１４およびトラニ
オン１０を取付け、一次蓋８のボルトを固定し、外胴支
持架台を撤去した後、貯蔵キャスク内部水を排出する。
容器内部を真空乾燥してＨｅガスを充填し、二次蓋５を
取付けた後に搬出し、使用済み燃料再処理工場や使用済
み燃料貯蔵施設などに輸送する。

【００４１】貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵施設に搬
入して縦置き貯蔵する際に、貯蔵キャスク外胴２と内胴
１との間に形成してある空気流路３により、貯蔵キャス
ク下部から流入した冷却空気が、使用済み燃料が発する
崩壊熱により温められて上昇する空気の流れを形成し、
空気流路３内を自然循環し、効率的に除熱する。

【００４２】したがって、実施例２の貯蔵キャスクによ
れば、外胴２を原子炉建屋内で外してハンドリングする
と、既設建屋内で貯蔵キャスクの外径寸法が制限される
例えばキャスクピットにおける許容外形寸法の範囲内
で、外胴２を外した分だけ内胴１の径を大きくでき、貯
蔵キャスクに収納する使用済み燃料の体数を増やせる。

【００４３】さらに、原子炉建屋内の天井クレーン１３
の容量は、貯蔵キャスクの総重量を基準にして設計され
ているため、貯蔵キャスク内への使用済み燃料収納の体
数を増やした大容量貯蔵キャスクを計画した場合、原子
炉建屋内に既設の天井クレーン１３容量を超過しないよ
うに、吊上げ時重量を軽減する必要がある。貯蔵キャス
クの吊上げ重量は、キャスクピットから使用済み燃料を
収納した状態で吊上げる時に最大となる。その場合は、
貯蔵キャスク重量以外に、使用済み燃料と一次蓋８と貯
蔵キャスク内部の水との重量が追加される。

【００４４】これに対して、実施例２においては、外胴
２を取外す構成であるため、総重量を外胴重量分(総重
量の約１０％)だけ軽減できる。

【００４５】その結果、貯蔵キャスク内への使用済み燃
料の収納体数を増やす大容量貯蔵キャスクを計画した場
合のハンドリング上の課題を解決でき、外胴重量分だけ
収納体数を増やした場合、１貯蔵キャスク当たり約２５
体を増加させることが可能である。貯蔵キャスクへの使
用済み燃料の収納体数を増やせることは、原子炉建屋か
らの搬出回数を削減できることになり、コスト削減につ
ながる。

【００４６】さらに、貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵
建屋に搬入し、乾式貯蔵する際に、本発明の貯蔵キャス
クによれば、貯蔵キャスク外胴２と内胴１との間に設け
られた流路３により、冷却空気が自然循環するために、
冷却効率が上がる。したがって、従来の貯蔵キャスクに
設けられていた冷却フィンが不要となり、貯蔵キャスク
の製造コストを低減できる。

【００４７】実施例２の分割型リング状外胴固定サポー
ト部材１４を用いた場合は、実施例１のサポート部材と
比べて、サポート部材と外胴２または内胴１との接触面
が多くなるので、面による支持能力が高くなる。

【００４８】《実施例３》図４は、本発明による使用済
み燃料貯蔵キャスクの実施例３の全体構造を示す斜視図
である。

【００４９】使用済み燃料貯蔵キャスクは、使用済み燃
料貯蔵プールで所定期間冷却された使用済み燃料を貯蔵
するために、使用済み燃料が発する放射線のうちγ線遮
へい機能を有する内胴１と、中性子遮へい機能を有する
外胴２との二重構造になっている。また、内胴１の側面
に半月状の凹凸を形成し、内胴１と外胴２との間で貯蔵
キャスク下部から上部に亘り、冷却空気が通り抜けられ
るように、空気流路３を設けてある。

【００５０】実施例３の貯蔵キャスク外胴２も、取外し
可能であり、外胴２と内胴１とは、外胴固定サポート部
材１２により、互いにボルトで固定される。外胴固定サ
ポート部材１２は内胴１と外胴２とが接する位置に取付
けられており、冷却空気の流路３を塞がないように配慮
されている。外胴固定サポート部材１２の凸部は、内胴
１および外胴２に設けた穴で嵌め合い、接触面により支
持され、外胴２の自重が外胴固定ボルトに及ぼす応力を
軽減する。

【００５１】実施例３の外胴２は、外胴取付ボルト１７
を外すと分割可能な構造となっており、外胴２を束縛
し、外胴固定サポート部材１２を外すと分離する。

【００５２】なお、外胴２は、外胴取付ボルト１７を図
示してある位置と周方向で反対側の位置でも、完全に分
割される構造を想定してあるが、例えば、前記反対側の
位置でヒンジにより左右の部分を連結し、開閉できるよ
うにして、外胴２の左右の部分を外胴取付ボルト１７を
図示してある位置で合致させ、固定してもよい。

【００５３】いずれの場合も、外胴２を内胴１の周方向
に外せるので、使用済み燃料の搬出に際して、トラニオ
ン１０を取り外す必要はない。

【００５４】使用済み燃料の搬出に際しては、まず、空
の貯蔵キャスクをキャスク除染ピットに搬入し、キャス
ク除染ピット内で外胴２の下部に図示しない外胴支持架
台を組んだ後、下部および上部にとりつけてある外胴固
定サポート部材１２を外し、外胴取付ボルト１７を外し
て外胴２を分離し取り外し、内胴１を天井クレーン１３
で吊上げて取出す。

【００５５】次に、貯蔵キャスクの内胴１のみをキャス
クピットへ水没させ据付ける。据付け終了後に使用済み
燃料プールから所定期間冷却した燃料を、燃料装荷装置
により、使用済み燃料貯蔵ラックに取出して、貯蔵キャ
スクに装荷する。装荷終了後、一次蓋８を取り付け、貯
蔵キャスク内部に水が入ったまま貯蔵キャスク内胴１を
天井クレーン１３によりキャスク除染ピットへ移動さ
せ、キャスク除染ピット内で分割してあった貯蔵キャス
ク外胴２を取付ける。

【００５６】この場合、使用済み燃料から発する中性子
は、貯蔵キャスク内部水により遮へいするので、外胴２
を取外したことによる機能的な問題はない。

【００５７】貯蔵キャスクの表面および蓋部を除染し、
外胴サポート部材１２および一次蓋８をボルトで固定し
た後、貯蔵キャスク内部水を排出する。容器内部を真空
乾燥してＨｅガスを充填し、二次蓋５を取付けた後に搬
出し、使用済み燃料再処理工場や使用済み燃料貯蔵施設
などに輸送する。

【００５８】貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵施設に搬
入して縦置き貯蔵する際に、貯蔵キャスク外胴２と内胴
１との間に形成してある空気流路３により、貯蔵キャス
ク下部から流入した冷却空気が、使用済み燃料が発する
崩壊熱により温められて上昇する空気の流れを形成し、
空気流路３内を自然循環し、効率的に除熱する。

【００５９】したがって、実施例３の貯蔵キャスクによ
れば、外胴２を原子炉建屋内で外してハンドリングする
と、既設建屋内で貯蔵キャスクの外径寸法が制限される
例えばキャスクピットにおける許容外形寸法の範囲内
で、外胴２を外した分だけ内胴１の径を大きくでき、貯
蔵キャスクに収納する使用済み燃料の体数を増やせる。

【００６０】さらに、原子炉建屋内の天井クレーン１３
の容量は、貯蔵キャスクの総重量を基準にして設計され
ているため、貯蔵キャスク内への使用済み燃料収納の体
数を増やした大容量貯蔵キャスクを計画した場合、原子
炉建屋内に既設の天井クレーン１３の容量を超過しない
ように、吊上げ時重量を軽減する必要がある。貯蔵キャ
スクの吊上げ重量は、キャスクピットから使用済み燃料
を収納した状態で吊上げる時に最大となる。その場合
は、貯蔵キャスク重量以外に、使用済み燃料と一次蓋８
と貯蔵キャスク内部の水との重量が追加される。

【００６１】これに対して、実施例３においては、外胴
２を取外す構成であるため、総重量を外胴重量分(総重
量約１０％)だけ軽減できる。

【００６２】その結果、貯蔵キャスク内への使用済み燃
料の収納体数を増やす大容量貯蔵キャスクを計画した場
合のハンドリング上の課題を解決でき、外胴重量分だけ
収納体数を増やした場合、１貯蔵キャスク当たり約２５
体を増加させることが可能である。貯蔵キャスクへの使
用済み燃料の収納体数を増やせることは、原子炉建屋か
らの搬出回数を削減できることになり、コスト削減につ
ながる。

【００６３】さらに、貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵
建屋へ搬入し、乾式貯蔵する際に、本発明の貯蔵キャス
クによれば、貯蔵キャスク外胴２と内胴１との間に設け
られた流路３により、冷却空気が自然循環するために、
冷却効率が上がる。したがって、従来の貯蔵キャスクに
設けられていた冷却フィンが不要となり、貯蔵キャスク
の製造コストを低減できる。

【００６４】特に、実施例３の分割型外胴２を採用した
場合、実施例１および実施例２で必要だったトラニオン
１０の取外し作業が不要となる。また、使用済み燃料お
よび水が入った貯蔵キャスク内胴１をキャスク除染ピッ
ト内で外胴２に挿入する作業が不要となる。

【００６５】《実施例４》図５は、本発明による使用済
み燃料貯蔵キャスクの実施例４の全体構造を示す斜視図
である。

【００６６】使用済み燃料貯蔵キャスクは、使用済み燃
料貯蔵プールで所定期間冷却された使用済み燃料を貯蔵
するために、使用済み燃料が発する放射線のうちγ線遮
へい機能を有する内胴１と、中性子遮へい機能を有する
外胴２との二重構造になっている。また、内胴１の側面
に半月状の凹凸を形成し、内胴１と外胴２との間で貯蔵
キャスク下部から上部に亘り、冷却空気が通り抜けられ
るように、空気流路３を設けてある。

【００６７】実施例４の貯蔵キャスク外胴２も、取外し
可能であり、外胴２と内胴１とは、分割型リング状外胴
固定サポート部材１４により固定されている。分割型リ
ング状外胴固定サポート部材１４には、冷却空気が通れ
る孔が開けられており、サポート部材１４を取付けて
も、冷却空気の流入／流出口を閉塞することはない。な
お、内胴１および外胴２の上下外周には溝が形成されて
いる。その溝に分割型リング状外胴固定サポート部材１
４の凸部を嵌め合わせ、連結プレート１５および連結ボ
ルト１６により、外胴２を固定する構造となっている。
外胴２は、分割型リング状外胴固定サポート部材１４と
外胴２または内胴１の接触面とにより支持される構造と
なっており、外胴２の自重がサポート連結ボルト１５に
及ぼす応力を軽減する。

【００６８】実施例４の外胴２は、外胴取付ボルト１７
を外すと分割可能な構造となっており、外胴２を束縛
し、外胴固定サポート部材１２を外すと分離する。

【００６９】なお、外胴２は、外胴取付ボルト１７を図
示してある位置と周方向で反対側の位置でも、完全に分
割される構造を想定してあるが、例えば、前記反対側の
位置でヒンジにより左右の部分を連結し、開閉できるよ
うにして、外胴２の左右の部分を外胴取付ボルト１７を
図示してある位置で合致させ、固定してもよい。

【００７０】いずれの場合も、外胴２を内胴１の周方向
に外せるので、使用済み燃料の搬出に際して、トラニオ
ン１０を取り外す必要はない。

【００７１】使用済み燃料の搬出に際しては、まず、空
の貯蔵キャスクをキャスク除染ピットに搬入し、キャス
ク除染ピット内で外胴２の下部に図示しない外胴支持架
台を組んだ後、下部および上部に取り付けてある分割型
リング状外胴固定サポート部材１４を外し、外胴取付ボ
ルト１７を外して外胴２を分離し取外し、内胴１を天井
クレーンで吊上げて取出す。

【００７２】次に、貯蔵キャスクの内胴１のみをキャス
クピットへ水没させ据付ける。据付け終了後に使用済み
燃料プールから所定期間冷却した燃料を、燃料装荷装置
により、使用済み燃料貯蔵ラックに取出して、貯蔵キャ
スクに装荷する。装荷終了後、一次蓋８を取り付け、貯
蔵キャスク内部に水が入ったまま貯蔵キャスク内胴１を
天井クレーン１３によりキャスク除染ピットへ移動さ
せ、キャスク除染ピット内で分割してあった貯蔵キャス
ク外胴２を取付ける。

【００７３】この場合、使用済み燃料から発する中性子
は、貯蔵キャスク内部水により遮へいするので、外胴２
を取外したことによる機能的な問題はない。

【００７４】貯蔵キャスクの表面および蓋部を除染し、
分割型リング状外胴固定サポート部材１４および一次蓋
８をボルトで固定した後、貯蔵キャスク内部水を排出す
る。容器内部を真空乾燥してＨｅガスを充填し、二次蓋
５を取付けた後に搬出し、使用済み燃料再処理工場や使
用済み燃料貯蔵施設などに輸送する。

【００７５】貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵施設に搬
入して縦置き貯蔵する際に、貯蔵キャスク外胴２と内胴
１との間に形成してある空気流路３により、貯蔵キャス
ク下部から流入した冷却空気が、使用済み燃料が発する
崩壊熱により温められて上昇する空気の流れを形成し、
空気流路３内を自然循環し、効率的に除熱する。

【００７６】したがって、実施例４の貯蔵キャスクによ
れば、外胴２を原子炉建屋内で外してハンドリングする
と、既設建屋内で貯蔵キャスクの外径寸法が制限される
例えばキャスクピットにおける許容外形寸法の範囲内
で、外胴２を外した分だけ内胴１の径を大きくでき、貯
蔵キャスクに収納する使用済み燃料の体数を増やせる。

【００７７】さらに、原子炉建屋内の天井クレーン１３
容量は、貯蔵キャスクの総重量を基準にして設計されて
いるため、貯蔵キャスク内への使用済み燃料収納の体数
を増やした大容量貯蔵キャスクを計画した場合、原子炉
建屋内に既設の天井クレーン１３の容量を超過しないよ
うに、吊上げ時重量を軽減する必要がある。貯蔵キャス
クの吊上げ重量は、キャスクピットから使用済み燃料を
収納した状態で吊上げる時に最大となる。その場合は、
貯蔵キャスク重量以外に、使用済み燃料と一次蓋８と貯
蔵キャスク内部の水との重量が追加される。

【００７８】これに対して、実施例４においては、外胴
２を取外す構成であるため、総重量を外胴重量分(総重
量約１０％)だけ軽減できる。

【００７９】その結果、貯蔵キャスク内への使用済み燃
料の収納体数を増やす大容量貯蔵キャスクを計画した場
合のハンドリング上の課題を解決でき、外胴重量分だけ
収納体数を増やした場合、１貯蔵キャスク当たり約２５
体を増加させることが可能である。貯蔵キャスクへの使
用済み燃料の収納体数を増やせることは、原子炉建屋か
らの搬出回数を削減できることになり、コスト削減につ
ながる。

【００８０】さらに、貯蔵キャスクを使用済み燃料貯蔵
建屋へ搬入し、乾式貯蔵する際に、本発明の貯蔵キャス
クによれば、貯蔵キャスク外胴２と内胴１との間に設け
られた流路３により、冷却空気が自然循環するために、
冷却効率が上がる。したがって、従来の貯蔵キャスクに
設けられていた冷却フィンが不要となり、貯蔵キャスク
の製造コストを低減できる。

【００８１】特に、実施例４の分割型外胴２を採用した
場合、実施例１および実施例２で必要だったトラニオン
１０の取外し作業が不要となる。また、使用済み燃料お
よび水が入った貯蔵キャスク内胴１をキャスク除染ピッ
ト内で外胴２に挿入する作業が不要となる。

【００８２】さらに、分割型リング状外胴固定サポート
部材１４を用いた場合、周方向から外胴２を固定する構
造となっているため、外胴取付ボルト１７に掛かる荷重
負担を軽減できる。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、外胴を取外すと使用済
み燃料の収納可能体数を増やせる内胴を備えた使用済み
燃料貯蔵キャスクが得られ、原子炉建屋からの貯蔵キャ
スクの輸送回数を減らせる。

【００８４】また、外胴と内胴との間に冷却空気流路を
設けてあり、効率的に除熱できる。そのため、形状が複
雑な冷却フィンを使わずに済み、製作コストを大幅に削
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による使用済み燃料貯蔵キャスクの実施
例１の構造を部分的に断面で示す平面図である。

【図２】本発明による使用済み燃料貯蔵キャスクの実施
例１の全体構造を示す斜視図である。

【図３】本発明による使用済み燃料貯蔵キャスクの実施
例２の全体構造を示す斜視図である。

【図４】本発明による使用済み燃料貯蔵キャスクの実施
例３の全体構造を示す斜視図である。

【図５】本発明による使用済み燃料貯蔵キャスクの実施
例４の全体構造を示す斜視図である。

【図６】従来の使用済み燃料貯蔵キャスクの構造の一例
を部分的に切欠いて示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 貯蔵キャスク内胴 ２ 貯蔵キャスク外胴 ３ 冷却空気流路 ４ トラニオン ５ 二次蓋 ６ 燃料バスケット ７ 使用済み燃料集合体 ８ 一次蓋 ９ トラニオン取付ボルト １０ トラニオン １１ 外胴固定ボルト １２ 外胴支持サポート部材 １３ 天井クレーン １４ リング状外胴支持サポート部材 １５ 連結プレート １６ 連結ボルト １７ 外胴取付ボルト １９ 冷却フィン ２０ 貯蔵キャスク本体 ２１ 中性子遮へい材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用済み燃料を貯蔵または輸送するため
   の使用済み燃料貯蔵キャスクにおいて、 γ線遮へい機能を有する内胴と、中性子遮へい機能を有
   する外胴と、前記内胴および前記外胴を嵌め合わせた状
   態で固定するサポート部材とからなり、 前記サポート部材による固定を解除した状態では、前記
   外胴を前記内胴に着脱できることを特徴とする使用済み
   燃料貯蔵キャスク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の使用済み燃料貯蔵キャ
   スクにおいて、 前記サポート部材が、前記内胴および前記外胴の周方向
   に沿って複数に分割されるリング状固定部材を含むこと
   を特徴とする使用済み燃料貯蔵キャスク。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の使用済
   み燃料貯蔵キャスクにおいて、 前記内胴と前記外胴とが分離される前に取り外され前記
   内胴と前記外胴とが一体化された後に装着されるトラニ
   オンを前記内胴の下部または上部に備えたことを特徴と
   する使用済み燃料貯蔵キャスク。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の使用済
   み燃料貯蔵キャスクにおいて、 前記外胴が、前記内胴から取り外される時に複数に分割
   される部材からなることを特徴とする使用済み燃料貯蔵
   キャスク。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の使用済
   み燃料貯蔵キャスクにおいて、 前記外胴が、前記内胴から取り外される時にヒンジによ
   り開閉される部材からなることを特徴とする使用済み燃
   料貯蔵キャスク。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか一項
   に記載の使用済み燃料貯蔵キャスクにおいて、 前記内胴と前記外胴との間に、前記貯蔵キャスク下部か
   ら上部に亘り冷却空気流路を形成したことを特徴とする
   使用済み燃料貯蔵キャスク。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか一項
   に記載の使用済み燃料貯蔵キャスクの使用方法におい
   て、 前記使用済み燃料の輸送時に、前記外胴を前記内胴から
   取り外し、 前記内胴のみをキャスクピットに水没させ、 前記使用済み燃料を前記内胴に装荷し、 内部に水を満たした状態で前記内胴を除染ピットに移動
   させ、 前記内胴を除染し前記外胴を嵌め合わせて前記サポート
   部材により固定し、 前記貯蔵キャスク内部を排水し、 前記外胴を前記内胴に固定した状態で前記貯蔵キャスク
   を使用済み燃料貯蔵場所まで輸送することを特徴とする
   使用済み燃料貯蔵キャスクの使用方法。