JP2001004792A - 貯蔵専用金属キャスクおよび使用済燃料の貯蔵方法 - Google Patents

貯蔵専用金属キャスクおよび使用済燃料の貯蔵方法

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JP2001004792A
JP2001004792A JP11212570A JP21257099A JP2001004792A JP 2001004792 A JP2001004792 A JP 2001004792A JP 11212570 A JP11212570 A JP 11212570A JP 21257099 A JP21257099 A JP 21257099A JP 2001004792 A JP2001004792 A JP 2001004792A
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Eiji Yoshimura
英二 吉村
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Toyo Engineering Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】使用済燃料を貯蔵するための貯蔵専用金属キャ
スクおよび使用済燃料の貯蔵方法の提案。 【解決手段】挿入された複数の使用済燃料集合体を支持
するための格子状のバスケットと、複数の使用済燃料集
合体とからなり、かつ、除熱・遮蔽および密封する機能
を有する貯蔵専用金属キャスクであり、使用済燃料が貯
蔵施設に搬入され、該施設において貯蔵された後、該施
設から使用済燃料が搬出されるにあたり、前記貯蔵施設
に付帯された積み替え施設において輸送用キャスクから
使用済燃料集合体が貯蔵専用金属キャスクに積み替えら
れて、前記貯蔵施設に貯蔵され、搬出時に使用済燃料集
合体が貯蔵専用金属キャスクから輸送用キャスクに積み
替えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力分野における使
用済燃料を貯蔵するための金属容器(以下、貯蔵専用金
属キャスクと称す)および使用済燃料の貯蔵方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】原子力の分野において原子力発電に用い
られたウラン等の使用済燃料は、原子炉プール内で2年
〜5年間程度冷却された後、重量、寸法、形状、除熱、
遮蔽等の観点から設計上の制約を受け輸送上の安全基準
を満たした金属製の輸送用キャスクに収納され原子炉サ
イト構内輸送および構外輸送を経て、適宜再処理施設に
送られていた。また、近年、原子炉プール外での中間貯
蔵の必要性から輸送・貯蔵兼用のキャスクに収納され、
別途設けられる貯蔵施設まで輸送され、該貯蔵施設で保
管され、適宜再処理施設に送られるようになってきた。
【0003】前記輸送・貯蔵兼用キャスクの保管基準の
一つとして、後に詳述する輸送・貯蔵兼用キャスクの中
心に位置する使用済燃料集合体のうちでその中心に位置
する使用済燃料被覆管の温度が挙げられる。図1は、輸
送・貯蔵兼用キャスクにおける使用済燃料集合体の中心
部の温度を半径方向に示す説明図であり、ヘリウムによ
って密封された場合を示す。また,後述する実施例1で
の評価結果を併記した説明図である。一般的に使用済燃
料被覆管のクリープの影響が支配的であることから、前
記使用済燃料被覆管の温度の制限値として経験的に約3
80℃が使用されているのは良く知られている。図2
は、前記輸送・貯蔵兼用キャスクの断面を示す説明図で
ある。図2において前記輸送・貯蔵兼用キャスク1は鉄
等から構成される除熱・遮蔽および密封用金属2と、複
数の使用済燃料集合体3および複数の格子状のバスケッ
ト4から構成されている。なお、輸送用キャスクについ
ても同様な構造となっている。A1〜Anは、それぞれ
使用済燃料集合体3である。A1はその中心に位置する
使用済燃料集合体3である。ここに、nは2以上の正の
整数である。輸送用キャスクおよび輸送・貯蔵兼用キャ
スクには、複数の使用済燃料集合体3はそれぞれ最大3
8体および最大68体収納されていた。図3は、使用済
燃料集合体3の一つであるA1の拡大図である。図3に
おいて、使用済燃料集合体3は、使用済み燃料が挿入さ
れている複数の使用済燃料被覆管6および案内管5とか
らなっている。図1における温度は、前記図2および図
3に示すA1〜Anにおける中心の使用済燃料被覆管6
に挿入した熱電対等の温度測定機器7によって測定され
たものである。
【0004】さて、輸送上の安全基準から輸送・貯蔵兼
用キャスクにおける使用済燃料集合体の収容量は、BW
R型原子炉の使用済燃料集合体を貯蔵する場合で、1つ
のキャスク当たり最大約68個であった。また、輸送・
貯蔵用キャスクは決められた数、例えば、100基分の
貯蔵能力の貯蔵施設が建設されていた。前記輸送・貯蔵
用キャスクを貯蔵する貯蔵施設の増設の要望は、原子力
関係者から挙げられている。しかし、社会的要望から貯
蔵施設の増設は期待されにくいため、同一貯蔵施設内で
の使用済燃料の貯蔵量を増加させたいという要望があっ
た。しかし、使用済燃料の貯蔵量を増加させるため、前
記輸送・貯蔵用キャスクの直径を大きくすると、原子力
施設での取り扱いが困難になる他、前記輸送・貯蔵用キ
ャスクのA1の中心部の使用済燃料被覆管の温度が38
0℃以上に上昇し、従来国内外の実験・解析に基づき定
められた経験的な基準を達成できないという不具合が生
じていた。以上説明したように、前記貯蔵施設の単位面
積当たりの使用済燃料の貯蔵量の増加が望める技術の開
発が待たれていた。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前
記貯蔵施設の単位面積当たりの使用済燃料の貯蔵量の増
加が望める貯蔵専用金属キャスクおよび使用済燃料の貯
蔵方法の提案にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みなされたものである。本発明の目的は、次の手段で達
成される。
【0007】すなわち、本発明は、 (1)挿入された複数の使用済燃料集合体を支持するた
めの格子状のバスケットと、複数の使用済燃料集合体と
からなり、かつ、除熱・遮蔽および密封する機能を有す
る貯蔵専用金属キャスクであり、
【0008】(2)除熱・遮蔽および密封に用いられる
金属が鉄、ステンレス、鉛、銅および銅の合金であるこ
とを含み、
【0009】(3)除熱・遮蔽および密封に用いられる
金属の厚みが280mm〜300mmであることを含
む。
【0010】また、本発明は (4)使用済燃料が貯蔵施設に搬入され貯蔵された後、
該貯蔵施設から使用済燃料が搬出されるにあたり、前記
貯蔵施設に付帯された積み替え施設において、使用済燃
料集合体が使用済燃料を収納した輸送用キャスクから
(1)〜(3)に記載の貯蔵専用金属キャスクに積み替
えられて、前記貯蔵施設に貯蔵され、使用済燃料の搬出
時に(1)〜(3)に記載の貯蔵専用金属キャスクから
輸送用キャスクに積み替えられる使用済燃料の貯蔵方法
である。
【0011】
【発明の実施の形態】まず、本発明における貯蔵専用金
属キャスクについて説明する。本発明において貯蔵専用
金属キャスクは、挿入された複数の使用済燃料集合体を
支持するための格子状のバスケットと、複数の使用済燃
料集合体と、除熱・遮蔽および容器全体をヘリウムガス
等で密封する機能とを有する。ここに、使用済燃料集合
体は、複数の使用済ペレットと、使用済燃料被覆管とか
らなり、使用済燃料ペレットは使用済燃料被覆管内に挿
入されている。本発明の貯蔵専用金属キャスクは、これ
に制限されることはないが、その外径は、約2.7mお
よび高さ約5.0mである。本発明の貯蔵専用金属キャ
スクにおいては、除熱・遮蔽および密閉機能を有する金
属容器の材質は、鉄、オーステナイト系ステンレス鋼、
鉛、銅および銅の合金等から選択すれば足りる。選択理
由は、密度が8.0kg/m前後であること、熱伝導
率が高いこと等である。その厚みは、除熱および放射線
の遮蔽のため280mm〜300mmから選択される。
従来の輸送用キャスクおよび輸送・貯蔵兼用キャスクに
おいては、原子力発電所の燃料プールで冷却された金属
キャスクの積載は、該ピット内で行うため、該ピットの
寸法・形状に制約を受けていたため、その外径は、約
2.4mおよび高さ約5.0mであった。また、原子力
発電所の燃料プールのピット内での取り扱い、放射線の
遮蔽および輸送上の安全面から金属容器の材質は、鉄、
ステンレス等が使用され、輸送・貯蔵兼用キャスクにお
いては、その厚みは310mm〜350mmが選択され
ていた。しかし、本発明では、貯蔵設備および貯蔵設備
に付帯する詰め替え用の設備内で詰め替え作業は、この
分野では通常の作業形態である遠隔操作をとるため、極
めて作業者の被爆機会が少なくて済むため、280mm
〜300mmでよい。
【0012】最後に、本発明における貯蔵専用金属キャ
スクを用いた貯蔵方法について説明する。図4は、本発
明における貯蔵専用金属キャスクを用いた使用済燃料の
貯蔵方法を示す説明図である。図4において、輸送用キ
ャスク10は、車11により貯蔵設備13に付帯する詰
め替え用の設備12に搬送される。なお、貯蔵設備13
に付帯する詰め替え用の設備12には、遠隔操作による
詰め替え設備を有する。まず、前記輸送用キャスク10
は、車11からおろされ前記詰め替え用の設備12に搬
入される。前記詰め替え用の設備内では、輸送用キャス
ク100と貯蔵専用金属キャスク14とが置かれ、通常
の自動制御手段により前記輸送用キャスク100から使
用済燃料集合体が貯蔵専用金属キャスク14に移し替え
られる。前述のように、貯蔵専用金属キャスクの外径は
2.7m、高さは5.0m、内径は約2.1mであり、
1つの貯蔵専用金属キャスクには、使用済燃料である使
用済燃料集合体が約97個納まることになる。なお、前
述のように輸送用キャスク100では、その外径および
その高さは、それぞれ2.4mおよび5.0mであり、
1つの金属キャスクには、最大38個の使用済燃料集合
体が納まっている。ついで、前記貯蔵専用金属キャスク
14は、前記詰め替え用の設備12から貯蔵施設13に
方向15にしたがって移され貯蔵専用金属キャスク14
0として貯蔵される。このとき、例えば、後述の実施例
1および参考例1に示すように、輸送・貯蔵兼用のキャ
スクであれば100基収納・貯蔵できる貯蔵施設を用い
ると、前記貯蔵専用金属キャスクの数は、約70基で済
むという利点がある。最後に、使用済燃料を再処理設備
(図示しない)に移す場合について説明する。前記貯蔵
専用金属キャスク140は貯蔵施設13から貯蔵施設に
付帯する詰め替え用の設備12内に移され、該設備内で
輸送用キャスク100に移し替えられ、密閉される。こ
のように処理された後、該輸送用キャスク100は方向
16に移動され、車110に載せられ、再処理設備(図
示しない)に移される。
【0013】
【実施例】以上のように本発明を説明したが、本発明を
さらに詳細に実施例を用いて説明する。なお、本発明は
これらに制限されるものではないのはいうまでもないこ
【0014】実施例1 図4にしたがって輸送用キャスク10は、車11により
貯蔵設備13に付帯する詰め替え用の設備12に搬送さ
れた。輸送用キャスク10は、その外径およびその高さ
は、それぞれ2.4mおよび5.0mであった。1つの
輸送用キャスク10には、使用済燃料である38個の使
用済燃料集合体が納まっていた。前記詰め替え用の設備
内では、輸送用キャスク100と貯蔵専用金属キャスク
14とが置かれ、通常の自動制御手段により前記輸送用
キャスク100から使用済燃料集合体が貯蔵専用金属キ
ャスク14に移し替えられ、ヘリュウムガスで密閉され
た。なお、貯蔵専用金属キャスク14の外径は2.7
m、高さは5.0m、内径は約2.1mであり、金属の
材質は銅合金であり、その厚みは280mmであった。
1つの貯蔵専用金属キャスク14には、約97個の使用
済燃料集合体が納まった。ついで、前記貯蔵専用金属キ
ャスク14は、前記詰め替え用の設備12から貯蔵施設
13に方向15にしたがって移され貯蔵専用金属キャス
ク140として貯蔵された。このとき、後述の参考例1
に示す輸送・貯蔵兼用キャスクであれば100基収納・
貯蔵できる貯蔵施設では、前記貯蔵専用金属キャスクの
数は、約70基であった。図2および図3に示す使用済
燃料集合体A1〜Anの内、A1から半径方向の任意の
使用済燃料集合体の中心部の温度を温度測定機器として
熱伝対を用い測定した。結果を図1に併記した。図1の
結果からA1における温度は、輸送・貯蔵キャスクにお
ける従来の結果と同一であった。
【0015】実施例2 実施例1の金属の材質を銅合金からステンレス鋼に替
え、その厚みを280mmから300mmに替えた以外
は実施例1と同様に実施した。結果は、実施例1と同様
にA1における温度は、輸送・貯蔵キャスクにおける従
来の結果と同一であった。
【0016】実施例3 実施例1の使用済燃料集合体97個を有する貯蔵専用金
属キャスク140は、貯蔵施設13から貯蔵施設に付帯
する詰め替え用の設備12内に移され、該設備内で使用
済燃料集合体38個を輸送用キャスク100に移し替え
た後、密閉された。一方、使用済燃料集合体59個を有
する貯蔵専用金属キャスク140は、再びヘリウムガス
で密閉された後、貯蔵施設13に移された。このように
処理された後、該輸送用キャスク100は方向16に移
動され、車110に載せられ輸送用キャスク101は再
処理設備(図示しない)に搬送された。
【0017】参考例1 実施例1の輸送用キャスク10および貯蔵専用金属キャ
スク14を輸送・貯蔵用キャスクに替え、かつ、貯蔵専
用金属キャスク14に移し替えず、そのまま貯蔵施設1
3に移し100基の輸送・貯蔵用キャスクを貯蔵した。
ここに、輸送・貯蔵用キャスクの外径は2.4m、高さ
5.0mで使用済燃料としての使用済燃料集合体は、1
つの輸送・貯蔵用キャスクに68個収納されていた。
【0018】
【発明の効果】本発明の貯蔵専用金属キャスクを用いる
と、以下に記載の効果がある。 (1)貯蔵設備において輸送用キャスクから貯蔵専用金
属キャスクに使用済燃料を積み替えても、該貯蔵専用金
属キャスクにおける中心部の使用済燃料被覆管の温度が
該管のクリープ特性を満足する温度条件となるため、該
貯蔵専用金属キャスクが貯蔵設備に貯蔵できるようにな
った。 (2)前記貯蔵専用金属キャスクにおける中心部の使用
済燃料被覆管の温度が該管のクリープ特性を満足する温
度条件となるため、該貯蔵専用金属キャスクの直径を大
きくすることにより、前記1つ当たりの貯蔵専用金属キ
ャスクの容積が増えた。また、該キャスクは、輸送に係
る安全基準を必要としないため、貯蔵設備での使用済燃
料集合体の貯蔵量が飛躍的に増加できる。 (3)貯蔵設備外への使用済燃料集合体の輸送に際して
は、事前に輸送用キャスクに詰め替えるため、輸送に関
する安全基準を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、輸送用・貯蔵兼用キャスクにおける使
用済燃料集合体の中心部の温度を半径方向に示す説明図
である。
【図2】図2は、輸送用・貯蔵兼用キャスクの断面を示
す説明図である。
【図3】図3は、使用済燃料集合体の拡大図である。
【図4】図4は、貯蔵専用金属キャスクを用いた使用済
燃料集合体の貯蔵方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 輸送・貯蔵兼
用キャスク 2 除熱・遮蔽お
よび密閉金属 3、A1〜An 使用済燃料集
合体 4 バスケット 5 案内管 6 燃料被覆管 7 温度測定機器 10、100、 101 輸送用キャス
ク 11、110 車 12 詰め替え用の
設備 13 貯蔵施設 14、140 貯蔵専用金属
キャスク 15、16 方向

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】挿入された複数の使用済燃料集合体を支持
    するための格子状のバスケットと、複数の使用済燃料集
    合体とからなり、かつ、除熱・遮蔽および密封する機能
    を有することを特徴とする貯蔵専用金属キャスク。
  2. 【請求項2】除熱・遮蔽および密封に用いられる金属が
    鉄、ステンレス、鉛、銅および銅の合金であることを特
    徴とする請求項1に記載の貯蔵専用金属キャスク。
  3. 【請求項3】除熱・遮蔽および密封に用いられる金属の
    厚みが280mm〜300mmであることを特徴とする
    請求項1および請求項2に記載の貯蔵専用金属キャス
    ク。
  4. 【請求項4】使用済燃料が貯蔵施設に搬入され貯蔵され
    た後、該貯蔵施設から使用済燃料が搬出されるにあた
    り、 前記貯蔵施設に付帯された積み替え施設において、使用
    済燃料集合体が使用済燃料集合体を収納した輸送用キャ
    スクから請求項1〜請求項3に記載の貯蔵専用金属キャ
    スクに積み替えられて、前記貯蔵施設に貯蔵され、使用
    済燃料集合体の搬出時に請求項1〜請求項3に記載の貯
    蔵専用金属キャスクから輸送用キャスクに積み替えられ
    ることを特徴とする使用済燃料の貯蔵方法。
JP11212570A 1999-06-23 1999-06-23 貯蔵専用金属キャスクおよび使用済燃料の貯蔵方法 Pending JP2001004792A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2104112A1 (en) 2008-03-17 2009-09-23 Atomic Energy Council - Institute of Nuclear Energy Research Method for selecting and configuring spent nuclear fuel bundles with the view of disposing the same in casks
WO2016175197A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 関電プラント株式会社 使用済み核燃料集合体収納容器、使用済み核燃料集合体収納容器の集合体、使用済み核燃料集合体収納容器の組立方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2104112A1 (en) 2008-03-17 2009-09-23 Atomic Energy Council - Institute of Nuclear Energy Research Method for selecting and configuring spent nuclear fuel bundles with the view of disposing the same in casks
WO2016175197A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 関電プラント株式会社 使用済み核燃料集合体収納容器、使用済み核燃料集合体収納容器の集合体、使用済み核燃料集合体収納容器の組立方法
US10839970B2 (en) 2015-04-28 2020-11-17 Wats Co., Ltd. Spent nuclear fuel assembly storage container and assembly of spent nuclear fuel assembly storage containers

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