JP2001083289A

JP2001083289A - キャスク

Info

Publication number: JP2001083289A
Application number: JP25640399A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Sakashita; 毅一郎坂下; Shinji Okame; 信二大亀
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-30
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP3912943B2

Abstract

(57)【要約】【課題】補助遮蔽体の無駄を防止してキャスク重量を
軽減できること。【解決手段】補助遮蔽体１は、外枠２内にレジン３を
充填した構造である。また、底板１０４の側面部にも環
状の外枠４を板金形成し、この内部にもレジン５を充填
している。外枠２と外枠４とは支持部材６により接合さ
れている。また、外枠４からは胴本体１０１への取り付
けを行うフランジ部７が径方向に延出しており、キャス
ク本体１１６に設けた固定ブロック８に対してボルト９
で固定されている。従って、ボルト９を外すことによ
り、補助遮蔽体１を底板１０４から取り外すことができ
る。これにより、補助遮蔽体１を取り外した状態でキャ
スク１００を設置エリアに設置することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼を終えた使
用済み燃料集合体を収容、貯蔵するものであって、補助
遮蔽体の無駄を防止してキャスク重量を軽減できるキャ
スクに関する。

【０００２】

【従来の技術】核燃料サイクルの終期にあって燃焼を終
え使用できなくなった核燃料集合体を、使用済み核燃料
という。使用済み核燃料は、ＦＰなど高放射能物質を含
むので熱的に冷却する必要があるから、原子力発電所の
冷却ピットで所定期間（３〜６ヶ月間）冷却される。そ
の後、遮蔽容器であるキャスクに収納され、トラックま
たは船舶で再処理施設に搬送、貯蔵される。使用済み核
燃料集合体をキャスク内に収容するにあたっては、バス
ケットと称する格子状断面を有する保持枠を用いる。当
該使用済み核燃料集合体は、当該バスケットに形成した
複数の収納空間であるセルに１体ずつ挿入され、これに
より、輸送中の振動などに対する適切な保持力を確保し
ている。

【０００３】このようなキャスクの従来例としては、
「原子力ｅｙｅ」（平成１０年４月１日発行：日刊工業
出版プロダクション）や特開昭６２−２４２７２５号公
報などにて様々な種類のものが開示されている。図６
は、従来におけるキャスクの一例を示す斜視図である。
このキャスク５００は、γ線遮蔽体である胴本体５０１
と、胴本体５０１のキャビティ内に挿入したバスケット
５０２と、胴本体５０１と外筒５０３の間に充填された
中性子遮蔽体５０４と、ステンレス鋼製であってその内
部に中性子遮蔽能を有する中性子遮蔽体（レジン）５０
６を封入した一次蓋５０５と、γ線を遮蔽するステンレ
ス鋼等からなる二次蓋５０７と、下部に中性子を遮蔽す
るための補助遮蔽体５０８を取り付けた底板５０９と、
キャスク５００を吊り下げるトラニオン５１０とから構
成されている。バスケット５０２は、複数の角パイプ５
１１を組んで構成されており、当該角パイプ５１１の間
には、臨界防止のため中性子吸収材（図示省略）が配置
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記キャスク５００
は、使用済み燃料集合体をバスケット５０２内に収容し
た後、再処理施設に搬送され、キャスク貯蔵エリアにて
貯蔵される。ここで、キャスク５００を立てた状態で設
置すると、上部の一次蓋５０７は中性子を遮蔽するため
に必要であるが、下部の補助遮蔽体５０８は設置エリア
の床が水を含んだコンクリート製であるため特に必要が
ない。しかし、上記キャスク５００では、補助遮蔽体５
０８を底板５０９に固定して一体化しているため、当該
補助遮蔽体５０８を設けた状態で貯蔵が行われることに
なる。このため、キャスク５００を貯蔵用として用いる
場合、補助遮蔽体５０８が無駄になってしまうという問
題点があった。また、それだけキャスク５００の重量が
増加してしまうという問題点があった。或いは、キャス
ク５００を立てて設置するとき、邪魔になる場合があっ
た。

【０００５】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、補助遮蔽体の無駄を防止してキャスク
重量を軽減できるキャスクを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１にかかるキャスクは、使用済み燃料集合
体を収容する格子状のセルを有するバスケットと、この
バスケットをキャビティ内に有すると共にγ線の遮蔽を
行う胴本体と、胴本体の周囲に設けた中性子遮蔽体と、
中性子を遮蔽する補助遮蔽体を下面または側面に有する
と共にγ線を遮蔽する底板とを備えたキャスクにおい
て、締結手段その他の着脱手段により前記補助遮蔽体を
底板の下面または側面に対して着脱自在にしたものであ
る。

【０００７】キャスクを立てて貯蔵する場合、前記補助
遮蔽体が不要になるのでこれを底板から取り外すように
した。取り外した補助遮蔽体は、他のキャスクを搬送す
る或いは工場内で取り扱う際、その底板に使用すればよ
い。このようにすれば、補助遮蔽体を無駄にせず使いま
わしが可能になる。また補助遮蔽体の分だけキャスクが
軽量になるので、たとえば使用済み燃料集合体の収容数
を増やすことができる。なお、着脱手段には前記締結手
段のほか、押さえ板やクランプ装置などの当業者に自明
な手段を適宜用いることができる。

【０００８】また、請求項２にかかるキャスクは、使用
済み燃料集合体を収容する格子状のセルを有するバスケ
ットと、このバスケットをキャビティ内に有すると共に
γ線の遮蔽を行う胴本体と、胴本体の周囲に設けた中性
子遮蔽体と、胴本体に取り付けた一次蓋および中性子遮
蔽能を有する二次蓋と、γ線を遮蔽する底板とを備え、
前記二次蓋と同じものを、前記底板の下部に対して着脱
自在に設けたものである。

【０００９】また、二次蓋が中性子遮蔽能を有するため
実質的に上記底板に設ける補助遮蔽体と同一の機能を有
する。そこで、この二次蓋を底板の下部に着脱自在に設
けることで、補助遮蔽体を製作する手間が省けて、部品
点数を削減できる。取り外した二次蓋は、他のキャスク
に使用することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるキャスク
の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるもの
ではない。

【００１１】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１にかかるキャスクを示す斜視図である。図２
は、図１に示したキャスクの軸方向断面図である。図３
は、図１に示したキャスクの径方向断面図である。さら
に詳細には、図１は補助遮蔽体を取り外した貯蔵状態の
キャスクを示し、図２は補助遮蔽体を取り付けたキャス
クの搬送状態を示す。この実施の形態１にかかるキャス
ク１００は、胴本体１０１のキャビティ１０２内面をバ
スケット１３０の外周形状に合わせて機械加工したもの
である。キャビティ１０２内面の機械加工は、専用の加
工装置によって加工する。

【００１２】胴本体１０１および底板１０４は、γ線遮
蔽機能を有する炭素鋼製またはステンレス鋼製の鍛造品
である。前記胴本体１０１と底板１０４は、溶接により
結合する。また、キャスク１００は、貯蔵状態において
設置架台１４０上に設置固定される。キャスク１００の
固定は、底板１０４の溝部１４２に対して固縛金具１４
１を係合させることにより行う。また、当該底板１０４
の下部には、中性子の遮蔽を行うレジン３を充填した補
助遮蔽体１が取り付けてある。

【００１３】図４に、キャスク本体１１６下部の拡大図
を示し、前記補助遮蔽体を詳細に説明する。なお、同図
では緩衝体１１８も合わせて示している。この補助遮蔽
体１は、ステンレス鋼製等の外板を溶接して形成した外
枠２内にレジン３を充填した構造である。また、底板１
０４の側面部にも環状の外枠４を板金形成し、この内部
にもレジン５を充填している。外枠２と外枠４とは支持
部材６により接合されている。また、外枠４からは胴本
体１０１への取り付けを行うフランジ部７が径方向に延
出しており、キャスク本体１１６に設けた固定ブロック
８に対してボルト９で固定されている。

【００１４】このため、当該ボルト９を外すことによ
り、補助遮蔽体１を底板１０４から取り外すことができ
る。これにより、補助遮蔽体１を取り外した状態でキャ
スク１００を設置エリアに設置することができる。ま
た、補助遮蔽体１を取り外すことによりキャスク１００
を軽量化できるから、その分、使用済み燃料集合体の収
容数を増やすことができる。なお、同図で示した取り外
し構造の他、当業者が容易に想定できる範囲で他の機械
的着脱構造に置換することができる。たとえば、補助遮
蔽体１を胴本体１０１の溝部１４２にて係合するような
構造にしてもよい（図示省略）。

【００１５】図１乃至３に戻り、胴本体１０１と外筒１
０５との間には、水素を多く含有する高分子材料であっ
て中性子遮蔽機能を有するレジン１０６が充填されてい
る。また、胴本体１０１と外筒１０５との間には熱伝導
を行う複数の銅製内部フィン１０７が溶接されており、
前記レジン１０６は、この内部フィン１０７によって形
成される空間に流動状態で注入され、固化される。な
お、内部フィン１０７は、放熱を均一に行うため、熱量
の多い部分に高い密度で設けるようにするのが好まし
い。また、レジン１０６と外筒１０５との間には、数ｍ
ｍの熱膨張しろ１０８が設けられる。この熱膨張しろ１
０８は、ホットメルト接着剤にヒーターを埋め込んだ埋
没型を外筒１０５内面に配し、レジン１０６を注入固化
した後、ヒーターを加熱して溶融排出することにより形
成する（図示省略）。

【００１６】蓋部１０９は、一次蓋１１０と二次蓋１１
１により構成される。この一次蓋１１０は、γ線を遮蔽
するステンレス鋼や炭素鋼からなる円盤形状である。ま
た、二次蓋１１１もステンレス鋼製等の円盤形状である
が、その上面には中性子遮蔽体としてレジン１１２が封
入されている。一次蓋１１０および二次蓋１１１は、ス
テンレス製のボルト１１３によって胴本体１０１に取り
付けられている。さらに、一次蓋１１０および二次蓋１
１１と胴本体１０１との間にはそれぞれ金属ガスケット
が設けられ、内部の密封性を保持している。また、蓋部
１０９の周囲には、レジン１１４を封入した補助遮蔽体
１１５が設けられている。

【００１７】キャスク本体１１６の両側には、キャスク
１００を吊り下げるためのトラニオン１１７が設けられ
ている。図１に示すように、胴本体１０１のフランジ部
には、補助遮蔽体１１５が着脱可能に嵌合されている。
補助遮蔽体１１５からは固定部１４４が延出しており、
補助遮蔽体１１５を取り付ける際は、当該固定部１４４
と外筒１０５とをボルト１４５によって固定する。一
方、補助遮蔽体１１５を取り外すときは、このボルト１
４５による固定を解けばよい。なお、同図では補助遮蔽
体１１５を設けた貯蔵状態のものを示したが、図２に示
すように、キャスク１００の搬送時には補助遮蔽材１１
５を取り外して緩衝体１１８を取り付けるようにする。

【００１８】緩衝体１１８は、ステンレス鋼材により作
成した外筒１２０内にレッドウッド材などの緩衝材１１
９を組み込んだ構造である。バスケット１３０は、使用
済み燃料集合体を収容するセル１３１を構成する６９本
の角パイプ１３２からなる。角パイプ１３２には、Ａｌ
またはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能を持つＢまたはＢ
化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材を用いる。
また、中性子吸収材としては、ボロンの他にカドミウム
を用いることができる。この角パイプ１３２は、急冷凝
固法により製造したＡｌまたはＡｌ合金粉末と、Ｂまた
はＢ化合物の粉末を混合し、ＣＩＰ（Cold Isostatic P
ress）工程、脱ガス工程、ＨＩＰ（HotIsostatic Press
）工程をを経た後、ポートホール押出機を用いて熱間
押出しすることで成形する。

【００１９】キャビティ１０２のうちセル数が５個また
は７個となる角パイプ列の両側には、それぞれダミーパ
イプ１３３が挿入されている。このダミーパイプ１３３
は、胴本体１０１の重量を軽減すると共に胴本体１０１
の厚みを均一化すること、角パイプ１３２を確実に固定
することを目的とする。このダミーパイプ１３３にもボ
ロン入りアルミニウム合金を用い、上記同様の工程によ
り製作する。なお、このダミーパイプ１３３は省略する
こともできる。

【００２０】以上、このキャスク１００によれば、キャ
スクを貯蔵用として用いる場合に、補助遮蔽体１を取り
外すことができるので、補助遮蔽体１の無駄がなくな
る。たとえば補助遮蔽体１を複数のキャスク１００で共
用にして使いまわしができるようになる。また、補助遮
蔽体１を取り外すことによりキャスク１００が軽量化す
るから、その分、使用済み燃料集合体の収容本数を増や
すことができる。

【００２１】また、上記キャスク１００の変形例とし
て、補助遮蔽体１の代わりに二次蓋１１１を底板１０４
に対してボルト固定するようにしてもよい（図示省
略）。二次蓋１１１内にも、中性子を遮蔽するためにレ
ジン１１２が封入されているから、実質的には補助遮蔽
体１と同様の機能を有している。そこで、キャスク本体
１１６の上下に二次蓋１１１を装着し、底板１０４に取
り付けた二次蓋のみ貯蔵時に取り外すようにした。取り
外した二次蓋１１１は、他のキャスク１００に用いるこ
とができる。このような構成にすれば、部品点数を削減
することができる。

【００２２】（実施の形態２）また、取り外し部分は、
補助遮蔽体の一部であってもよい。図５に、そのような
補助遮蔽体を装着したキャスク２００を示す。このキャ
スク２００では、底板１０４の下面に固定した補助遮蔽
体２０と、その周囲に着脱可能に設置したリング状の補
助遮蔽体３０と、底板１０４の側面に配置したリング状
の補助遮蔽体４０とを備えている。補助遮蔽体２０は、
外枠２１内にレジン２２を封入した構造であって、底板
１０４に対して溶接固定されている。また、補助遮蔽体
３０は、外枠３１内の上部にレジン３２を設け、底板１
０４に対して着脱自在に取り付けてある。補助遮蔽体３
０の取り付けには、図示しないが、ボルトやクランプ装
置その他の着脱手段を用いることができる。また、補助
遮蔽体４０は、外枠４１内にレジン４２を封入したもの
である。当該着脱手段には、前記同様に補助遮蔽体３０
と同様にボルトやクランプ装置を用いる（図示省略）。

【００２３】キャスク２００を搬送するときは緩衝体を
取り付けることになるが（図示省略）、再処理工場内に
おいては前記補助遮蔽体３０、４０を取り付けた状態で
取り扱われる。キャスク２００の設置時には、この補助
遮蔽体３０、４０を取り外す。取り外した補助遮蔽体３
０、４０は、他のキャスク２００の取り扱い時に使用す
ればよい。かかる構成であっても、補助遮蔽体３０、４
０の無駄を防止することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
キャスク（請求項１）は、補助遮蔽体を底板の下面また
は側面に対して着脱自在にしたので、補助遮蔽体の無駄
を防止してキャスクを軽量化できるという効果を奏す
る。

【００２５】また、この発明にかかるキャスク（請求項
２）は、二次蓋と同じものを、前記底板の下部に対して
着脱自在に設けたので、上記したような補助遮蔽体が不
要となり、部品点数の削減が可能になるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかるキャスクの構
成を示す斜視図である。

【図２】図１に示したキャスクの構成を示す軸方向断面
図である。

【図３】図１に示したキャスクの構成を示す径方向断面
図である。

【図４】キャスク本体の下部を示す一部断面図である。

【図５】この発明の実施の形態２にかかるキャスクの構
成を示す軸方向一部断面図である。

【図６】従来におけるキャスクの一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１補助遮蔽体３、５レジン１００キャスク１０１胴本体１０２キャビティ１０４底板１０５外筒１０６レジン１０７内部フィン１０８熱膨張しろ１０９蓋部１１０一次蓋１１１二次蓋１１５補助遮蔽体１１６キャスク本体１１７トラニオン１１８緩衝体１３０バスケット１３１セル１３２角パイプ２０〜４０補助遮蔽体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ２１Ｆ 9/36 ５０１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用済み燃料集合体を収容する格子状の
セルを有するバスケットと、このバスケットをキャビテ
ィ内に有すると共にγ線の遮蔽を行う胴本体と、胴本体
の周囲に設けた中性子遮蔽体と、中性子を遮蔽する補助
遮蔽体を下面または側面に有すると共にγ線を遮蔽する
底板とを備えたキャスクにおいて、締結手段その他の着脱手段により前記補助遮蔽体を底板
の下面または側面に対して着脱自在にしたことを特徴と
するキャスク。
【請求項２】使用済み燃料集合体を収容する格子状の
セルを有するバスケットと、このバスケットをキャビテ
ィ内に有すると共にγ線の遮蔽を行う胴本体と、胴本体
の周囲に設けた中性子遮蔽体と、胴本体に取り付けた一
次蓋および中性子遮蔽能を有する二次蓋と、γ線を遮蔽
する底板とを備え、前記二次蓋と同じものを、前記底板
の下部に対して着脱自在に設けたことを特徴とするキャ
スク。