JP2002520629A - 燃料閉じ込め装置 - Google Patents
燃料閉じ込め装置Info
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
- G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
- G21F5/10—Heat-removal systems, e.g. using circulating fluid or cooling fins
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 放射性物体もしくは物質を閉じ込めるための装置は、封止された外側容器（３）と、放射性物体を収容するため該封止された外側容器内にそこから間隙（９）により分離されて配置された封止された内側容器（５）とを備え、この間隙はヘリウムのような不活性流体で満たされている。この装置は、独立型であって、従って、より簡単に移動可能である。また、この装置は、自然対流のみによる間隙内の不活性流体の循環が可能に配列されている。
Description
【０００１】 本発明は、限定するわけではないが、特に使用済み核燃料のような核廃棄物質
を貯蔵しておくための閉じ込めキャニスターに関するものである。
を貯蔵しておくための閉じ込めキャニスターに関するものである。
【０００２】 原子炉において使用される核燃料は、通常、複数の個々の燃料ピンから構成さ
れる核燃料集合体内に配置されている。この燃料は、燃料及び原子炉の型式に応
じてジルカロイ（商標）のようなジルコニウム合金或いはステンレス鋼から通常
製造される各燃料ピンの内部に入れられている。照射済みの燃料が貯蔵されると
きには、この被覆は気密な最初の放射閉じ込めバリヤーを提供する。核燃料集合
体の被覆のかかる特徴は、燃料の運転寿命の間も、その後に燃料が使用済みにな
ったときにも存在している。燃料が使用済みになったとき、燃料集合体を原子炉
から取り出して新しい燃料集合体と交換しなければならない。古い燃料は非常に
放射性があり、そして相当な量の熱を発生する。冷却後、使用済みの燃料集合体
は原子炉サイトから搬出するか、仮貯蔵のため原子炉サイトにおける別の場所に
移動することができる。
れる核燃料集合体内に配置されている。この燃料は、燃料及び原子炉の型式に応
じてジルカロイ（商標）のようなジルコニウム合金或いはステンレス鋼から通常
製造される各燃料ピンの内部に入れられている。照射済みの燃料が貯蔵されると
きには、この被覆は気密な最初の放射閉じ込めバリヤーを提供する。核燃料集合
体の被覆のかかる特徴は、燃料の運転寿命の間も、その後に燃料が使用済みにな
ったときにも存在している。燃料が使用済みになったとき、燃料集合体を原子炉
から取り出して新しい燃料集合体と交換しなければならない。古い燃料は非常に
放射性があり、そして相当な量の熱を発生する。冷却後、使用済みの燃料集合体
は原子炉サイトから搬出するか、仮貯蔵のため原子炉サイトにおける別の場所に
移動することができる。
【０００３】 仮貯蔵が好ましい選択であれば、燃料ピンの被覆の健全性に考慮が払わねばな
らない。種々の仮貯蔵設備の共通要求条件は、該仮貯蔵設備が、少なくとも二重
の閉じ込めを保証する構造、即ち、燃料と外部環境との間に少なくとも２つの気
密な放射線バリヤーがある構造内に放射性となった燃料を確実に閉じ込めておく
ことである。ある場合には、被覆は最初の閉じ込めバリヤーとして使用できる。
しかし、各燃料集合体の全ての燃料ピンは被覆の健全性を検査するためにテスト
する必要があるので、被覆の健全性を保証することは費用がかかり、時間がかか
り、かつ労働集約的である。安全テストに不合格であった燃料ピンを含む燃料集
合体については、二重閉じ込めの要求条件が依然として満たされる必要がある。
らない。種々の仮貯蔵設備の共通要求条件は、該仮貯蔵設備が、少なくとも二重
の閉じ込めを保証する構造、即ち、燃料と外部環境との間に少なくとも２つの気
密な放射線バリヤーがある構造内に放射性となった燃料を確実に閉じ込めておく
ことである。ある場合には、被覆は最初の閉じ込めバリヤーとして使用できる。
しかし、各燃料集合体の全ての燃料ピンは被覆の健全性を検査するためにテスト
する必要があるので、被覆の健全性を保証することは費用がかかり、時間がかか
り、かつ労働集約的である。安全テストに不合格であった燃料ピンを含む燃料集
合体については、二重閉じ込めの要求条件が依然として満たされる必要がある。
【０００４】 閉じ込めバリヤーに関連した主な問題の１つは、封止部或いは溶接部のような
密封機構の効果であった。大抵の先行技術は、（ドイツの会社ＧＮＢの公開文献
に見られるように）冗長封止部或いは溶接部の考え方を採用してきた。これは、
２つの蓋体を備える単一の閉じ込めキャニスターもしくはキャスクが存在し、各
蓋体がキャニスターもしくはキャスクの本体部の所定位置に溶接され或いはボル
ト締め及び封止されることを意味しており、各溶接蓋体が他のものに対してフェ
イルセーフとして機能する。このキャニスターもしくはキャスクは、単一の閉じ
込めバリヤーを提供するにすぎず、放射性監視又はガス圧力監視のような既知の
手段により内側蓋体の健全性を監視することを可能にするものではない。
密封機構の効果であった。大抵の先行技術は、（ドイツの会社ＧＮＢの公開文献
に見られるように）冗長封止部或いは溶接部の考え方を採用してきた。これは、
２つの蓋体を備える単一の閉じ込めキャニスターもしくはキャスクが存在し、各
蓋体がキャニスターもしくはキャスクの本体部の所定位置に溶接され或いはボル
ト締め及び封止されることを意味しており、各溶接蓋体が他のものに対してフェ
イルセーフとして機能する。このキャニスターもしくはキャスクは、単一の閉じ
込めバリヤーを提供するにすぎず、放射性監視又はガス圧力監視のような既知の
手段により内側蓋体の健全性を監視することを可能にするものではない。
【０００５】 シェラ・ニュークリア・コーポレイション(Sierra Nuclear Corporation)もま
た二重蓋体を備えたキャニスターを提供しているが、蓋体の健全性を監視するた
めの手段を開示するものではない。
た二重蓋体を備えたキャニスターを提供しているが、蓋体の健全性を監視するた
めの手段を開示するものではない。
【０００６】 以前から提案されていた閉じ込めのための別の選択肢は、外側閉じ込め容器内
の別のコンテナに各アセンブリを個々に閉じ込めておくことであった。このよう
なアセンブリは、米国特許第４５２１３７２号（ニュークリア・モニタリング・
システムズ・アンド・マネジメント・コーポレイション＝Nuclear MonitoringSy
stems & Management Corporation）に開示されており、同米国特許において、２
又は４つの入れ子式コンテナからなり、各コンテナが間隙分だけ隣接のコンテナ
から離間しているアセンブリが、下方に延びて地中に入る金属及びコンクリート
で裏張りされたボア内に貯蔵される。例えば、放射能に応答してシンチレーショ
ンを発する流体である、監視流体が少なくとも１つの間隙に入れられ、そしてこ
の間隙が、地表に設けられた遠隔循環ポンプにへその緒状の導管により接続され
る。地表にある１つ以上のセンサは、循環流体のシンチレーション、即ち、その
時までに無視できるレベルまで崩壊してしまっている、閉じ込め壁体を通過する
貯蔵物質からの直接放射線により生起されるどんなシンチレーションも監視する
ことにより、間隙内への放射性物質の漏れを検出する。
の別のコンテナに各アセンブリを個々に閉じ込めておくことであった。このよう
なアセンブリは、米国特許第４５２１３７２号（ニュークリア・モニタリング・
システムズ・アンド・マネジメント・コーポレイション＝Nuclear MonitoringSy
stems & Management Corporation）に開示されており、同米国特許において、２
又は４つの入れ子式コンテナからなり、各コンテナが間隙分だけ隣接のコンテナ
から離間しているアセンブリが、下方に延びて地中に入る金属及びコンクリート
で裏張りされたボア内に貯蔵される。例えば、放射能に応答してシンチレーショ
ンを発する流体である、監視流体が少なくとも１つの間隙に入れられ、そしてこ
の間隙が、地表に設けられた遠隔循環ポンプにへその緒状の導管により接続され
る。地表にある１つ以上のセンサは、循環流体のシンチレーション、即ち、その
時までに無視できるレベルまで崩壊してしまっている、閉じ込め壁体を通過する
貯蔵物質からの直接放射線により生起されるどんなシンチレーションも監視する
ことにより、間隙内への放射性物質の漏れを検出する。
【０００７】 かかる装置は、実質的に可動もしくは搬送可能ではない。更に、ボアの最下部
にある閉じ込め手段は、へその緒状の導管が該閉じ込め手段から一緒に延びてい
るので、完全に独立しているのではなく、それらが閉じ込め系統における弱点源
となる。例えば、監視している間隙中への放射性物質の漏洩が激しい場合、比較
的に脆弱なへその緒状導管並びに関連の管及びポンプのみが環境への漏洩を防止
する。
にある閉じ込め手段は、へその緒状の導管が該閉じ込め手段から一緒に延びてい
るので、完全に独立しているのではなく、それらが閉じ込め系統における弱点源
となる。例えば、監視している間隙中への放射性物質の漏洩が激しい場合、比較
的に脆弱なへその緒状導管並びに関連の管及びポンプのみが環境への漏洩を防止
する。
【０００８】 更に、この種の適用例には５０年以上の貯蔵継続時間が要求されることがある
ので、不活性監視流体の選択は特に重要である。監視流体による侵食、監視流体
による容器材料の汚染、或いは監視流体中の不純物の存在のような諸作用による
閉じ込め容器の腐食を避けること、或いは少なくともその腐食の加速を避けるこ
とが特に必要であり、そして先行技術の装置において使用される監視流体がこの
必要条件を必ず満たすか明らかではない。
ので、不活性監視流体の選択は特に重要である。監視流体による侵食、監視流体
による容器材料の汚染、或いは監視流体中の不純物の存在のような諸作用による
閉じ込め容器の腐食を避けること、或いは少なくともその腐食の加速を避けるこ
とが特に必要であり、そして先行技術の装置において使用される監視流体がこの
必要条件を必ず満たすか明らかではない。
【０００９】 本発明は、放射性物体もしくは物質を閉じ込めるための装置であって、封止さ
れた外側容器と、前記放射性物体を収容するため前記封止された外側容器内にそ
こから間隙により分離され配置された、封止された内側容器とを備え、前記間隙
は不活性流体で満たされ、前記装置は自然対流のみによる前記間隙内の前記不活
性流体の循環が可能に配列されている、装置を提供している。内側容器内に発生
した実質的に全ての熱は、このようにして、放熱によって、また、不活性流体に
よる伝導及び自然対流によって外側容器に伝達される。
れた外側容器と、前記放射性物体を収容するため前記封止された外側容器内にそ
こから間隙により分離され配置された、封止された内側容器とを備え、前記間隙
は不活性流体で満たされ、前記装置は自然対流のみによる前記間隙内の前記不活
性流体の循環が可能に配列されている、装置を提供している。内側容器内に発生
した実質的に全ての熱は、このようにして、放熱によって、また、不活性流体に
よる伝導及び自然対流によって外側容器に伝達される。
【００１０】 これは装置が独立型であって移動可能であることを意味しており、従って、本
発明はまた、放射性物体もしくは物質を閉じ込めるための独立型の移動可能な装
置であって、封止された外側容器と、前記放射性物体を収容するため前記封止さ
れた外側容器内にそこから間隙により分離され配置された、封止された内側容器
とを備え、前記間隙は不活性流体で満たされている、装置を提供している。
発明はまた、放射性物体もしくは物質を閉じ込めるための独立型の移動可能な装
置であって、封止された外側容器と、前記放射性物体を収容するため前記封止さ
れた外側容器内にそこから間隙により分離され配置された、封止された内側容器
とを備え、前記間隙は不活性流体で満たされている、装置を提供している。
【００１１】 本発明は、放射性物体もしくは物質を貯蔵する方法であって、前記放射性物体
もしくは物質は内側容器内に封止されており、該内側容器は外側容器内に該内側
及び外側容器間に間隙を有して封止されており、該間隙は不活性流体で満たされ
ており、前記方法は自然対流のみにより前記不活性流体が循環するのを許容する
ステップを含んでいる、方法に適用されている。
もしくは物質は内側容器内に封止されており、該内側容器は外側容器内に該内側
及び外側容器間に間隙を有して封止されており、該間隙は不活性流体で満たされ
ており、前記方法は自然対流のみにより前記不活性流体が循環するのを許容する
ステップを含んでいる、方法に適用されている。
【００１２】 また、本発明は、放射性物体もしくは物質を貯蔵する方法であって、前記放射
性物体もしくは物質は、内側容器内に封止されており、該内側容器は外側容器内
に該内側及び外側容器間に間隙を有して封止されており、該間隙は不活性流体で
満たされており、前記外側容器は実質的に独立型である、方法にも適用されてい
る。
性物体もしくは物質は、内側容器内に封止されており、該内側容器は外側容器内
に該内側及び外側容器間に間隙を有して封止されており、該間隙は不活性流体で
満たされており、前記外側容器は実質的に独立型である、方法にも適用されてい
る。
【００１３】 本発明のその他の特徴は、以下の一般的及び特定的な説明並びに冒頭の特許請
求の範囲を参照し読むことにより明らかとなろう。
求の範囲を参照し読むことにより明らかとなろう。
【００１４】 放射線閉じ込めは照射を受けた核燃料の貯蔵のためとしうる。 好ましくは、不活性流体はガスである。
【００１５】 不活性ガスはヘリウムであることが好ましい。ヘリウムは、比較的に高熱伝導
性であり、内側即ち第１の容器から外側即ち第２の容器への対流及び伝導による
比較的に効率的な熱進路を提供する。
性であり、内側即ち第１の容器から外側即ち第２の容器への対流及び伝導による
比較的に効率的な熱進路を提供する。
【００１６】 更に必要なことは、各容器の健全性を効果的に監視可能にすることである。間
隙内での不活性流体の使用は、第２の容器における漏れが不活性流体の放射能，
組成及び／又は圧力の変化から明らかになるので、容器の健全性を監視可能にす
る。不活性流体は第１の容器及び第２の容器間のスペースのほぼ全域を回流する
ことができるので、第１の容器及び第２の容器双方の実質的に全部分からの漏れ
を検出できるため、本装置により提供される閉じ込めについての総合的な健全性
をより正確に決定することが可能である。
隙内での不活性流体の使用は、第２の容器における漏れが不活性流体の放射能，
組成及び／又は圧力の変化から明らかになるので、容器の健全性を監視可能にす
る。不活性流体は第１の容器及び第２の容器間のスペースのほぼ全域を回流する
ことができるので、第１の容器及び第２の容器双方の実質的に全部分からの漏れ
を検出できるため、本装置により提供される閉じ込めについての総合的な健全性
をより正確に決定することが可能である。
【００１７】 従って、ヘリウムのような不活性ガスが供給される場合、第２の容器における
漏れは、酸素，窒素又は二酸化炭素、即ち空気中にあるこれらの気体の比率増大
を表す不活性ガスの組成の変化及び／又は圧力の変化から明らかになる。第１の
容器における漏れは不活性ガスの放射能の増大により検出されよう。
漏れは、酸素，窒素又は二酸化炭素、即ち空気中にあるこれらの気体の比率増大
を表す不活性ガスの組成の変化及び／又は圧力の変化から明らかになる。第１の
容器における漏れは不活性ガスの放射能の増大により検出されよう。
【００１８】 好適には、検出器は、或いは全検出器は間隙の外側に配置されると共に、ガス
コネクタにより間隙に接続されるか、或いは接続可能である。必要なら、検出器
は、或いは全ての検出器又は幾つかの検出器は、間隙の内側に配置されても、或
いは間隙の近くで同間隙に流体連絡して配置されてもよい。
コネクタにより間隙に接続されるか、或いは接続可能である。必要なら、検出器
は、或いは全ての検出器又は幾つかの検出器は、間隙の内側に配置されても、或
いは間隙の近くで同間隙に流体連絡して配置されてもよい。
【００１９】 間隙への不活性流体の充填は外側容器の壁体（例えば、蓋体）に設けられた充
填弁を使用して行いうる。有利なのは、機械的な損傷から弁を保護するため該弁
を壁体の凹所に入れておくことである。
填弁を使用して行いうる。有利なのは、機械的な損傷から弁を保護するため該弁
を壁体の凹所に入れておくことである。
【００２０】 使用後、そして検出器が何も設けられていない場合、或いは検出器が、もしく
は全ての検出器が間隙内にある場合、弁は、例えば溶接によりその弁を覆ってプ
レートを固定することによって、保護及び／又は封止されうる。この構造は特に
安全であると考えられ、従って、少なくともある場合、監視は不必要であると認
められる。監視が必要なら、検出器にアクセスする手段（例えば、電気的なら導
線、光学的ならプレーンウィンドウ(plain window)或いは干渉性又は非干渉性の
光学繊維束）を封止状態で外側容器の壁体もしくは蓋体に通す必要がある。
は全ての検出器が間隙内にある場合、弁は、例えば溶接によりその弁を覆ってプ
レートを固定することによって、保護及び／又は封止されうる。この構造は特に
安全であると考えられ、従って、少なくともある場合、監視は不必要であると認
められる。監視が必要なら、検出器にアクセスする手段（例えば、電気的なら導
線、光学的ならプレーンウィンドウ(plain window)或いは干渉性又は非干渉性の
光学繊維束）を封止状態で外側容器の壁体もしくは蓋体に通す必要がある。
【００２１】 或いは、弁は使用可能なままにしておいてよい。これは、監視のため間隙内の
流体に検出器を接続しておくのが望ましい場合に特に適切である。貯蔵物質が使
用済みの燃料棒を含む場合、例えば、監視は年に１度のように非常に頻繁に行う
必要はないので、弁から物質が環境中に逃げる危険が殆どない。
流体に検出器を接続しておくのが望ましい場合に特に適切である。貯蔵物質が使
用済みの燃料棒を含む場合、例えば、監視は年に１度のように非常に頻繁に行う
必要はないので、弁から物質が環境中に逃げる危険が殆どない。
【００２２】 間隙は、第１の容器及び第２の容器を実質的に同心で分離させておくのを確実
にするために使用される第１のスペーサを収容していることが好ましい。
にするために使用される第１のスペーサを収容していることが好ましい。
【００２３】 好ましくは、間隙は、第１の容器及び第２の容器の負荷支承面間に配置される
第２のスペーサを収容しうる。この第２のスペーサは、通常、平らなプレートの
形態でよい。第２のスペーサはセラミック材料から製作するか、或いは構成する
のが好ましい。希望により、第１の容器及び第２の容器の負荷支承面間に不活性
ガスが流れるのを許容するため、このセラミック材料が通気口又はガス通路を含
んでいてよい。該通気口又はガス通路は、第２のスペーサを互いに個々に離間し
た多数のセラミックタイルから構成することにより形成されていてよい。
第２のスペーサを収容しうる。この第２のスペーサは、通常、平らなプレートの
形態でよい。第２のスペーサはセラミック材料から製作するか、或いは構成する
のが好ましい。希望により、第１の容器及び第２の容器の負荷支承面間に不活性
ガスが流れるのを許容するため、このセラミック材料が通気口又はガス通路を含
んでいてよい。該通気口又はガス通路は、第２のスペーサを互いに個々に離間し
た多数のセラミックタイルから構成することにより形成されていてよい。
【００２４】 第１の容器はヘリウムその他の不活性ガスを充填しておくのが好ましい。
【００２５】 本装置は、多重の閉じ込めバリヤーを提供するために選択的に使用しうる。何
故なら、更なるかかるバリヤーが、例えば更なる閉じ込め容器として、放射線源
を最も内側に収容しうる第１の容器内に存在しうるからである。本発明の利点は
、放射線バリヤーが容器の構造内に含まれているので、核燃料集合体の被覆の健
全性に依存する必要がないことである。これは、燃料ピンにある被覆の健全性を
監視する必要なく使用済み燃料要素を貯蔵することを可能にする。
故なら、更なるかかるバリヤーが、例えば更なる閉じ込め容器として、放射線源
を最も内側に収容しうる第１の容器内に存在しうるからである。本発明の利点は
、放射線バリヤーが容器の構造内に含まれているので、核燃料集合体の被覆の健
全性に依存する必要がないことである。これは、燃料ピンにある被覆の健全性を
監視する必要なく使用済み燃料要素を貯蔵することを可能にする。
【００２６】 本発明をより完全に理解しうるようにするため、専ら例証のため諸実施例が添
付図面に関して以下に示されている。
付図面に関して以下に示されている。
【００２７】 図１は二重閉じ込めキャニスター１を示している。その一般的な特徴及び寸法
は以下の通りである。全体構造は円筒形であって、長さが４．１３５ｍ、直径が
１．８５ｍであり、これらの寸法は、外側閉じ込め容器もしくは第２の封止容器
３の外側表面についての寸法である。内側閉じ込め容器５もしくは第１の封止容
器は外側閉じ込め容器の内側に嵌るように構成されている。外側閉じ込め容器３
の壁体の厚さは０.０２５ｍである。内側閉じ込め容器の壁体は厚さが０.００５
ｍである。両構造とも既知の仕様の炭素鋼から構成されている。内側閉じ込め容
器５には、厚さ０．２ｍの遮蔽蓋体１３が取り付けられている。外側閉じ込め容
器には、厚さ０．０７５ｍの構造蓋１５が取り付けられている。
は以下の通りである。全体構造は円筒形であって、長さが４．１３５ｍ、直径が
１．８５ｍであり、これらの寸法は、外側閉じ込め容器もしくは第２の封止容器
３の外側表面についての寸法である。内側閉じ込め容器５もしくは第１の封止容
器は外側閉じ込め容器の内側に嵌るように構成されている。外側閉じ込め容器３
の壁体の厚さは０.０２５ｍである。内側閉じ込め容器の壁体は厚さが０.００５
ｍである。両構造とも既知の仕様の炭素鋼から構成されている。内側閉じ込め容
器５には、厚さ０．２ｍの遮蔽蓋体１３が取り付けられている。外側閉じ込め容
器には、厚さ０．０７５ｍの構造蓋１５が取り付けられている。
【００２８】 間隙９は内側閉じ込め容器５と外側閉じ込め容器３との間に存在する。この間
隙は図２にはっきり示されている。
隙は図２にはっきり示されている。
【００２９】 内側閉じ込め容器は燃料バスケット７を収容しており、その中に、使用済み核
燃料が仮貯蔵のため装荷される。この燃料バスケット７は平行な多数の燃料集合
体案内管１１を含んでおり、その中に使用済みの核燃料が燃料バスケット７の内
側に収められる。これらの案内管１１は既知の仕様の炭素鋼から構成され、その
長さは４．０２ｍである。また、燃料バスケットは延長バー案内管１４を含んで
いる。これらの管は、使用済み燃料集合体の延長もしくは懸架バー要素を収容す
るのに使用される。
燃料が仮貯蔵のため装荷される。この燃料バスケット７は平行な多数の燃料集合
体案内管１１を含んでおり、その中に使用済みの核燃料が燃料バスケット７の内
側に収められる。これらの案内管１１は既知の仕様の炭素鋼から構成され、その
長さは４．０２ｍである。また、燃料バスケットは延長バー案内管１４を含んで
いる。これらの管は、使用済み燃料集合体の延長もしくは懸架バー要素を収容す
るのに使用される。
【００３０】 図２は、内側閉じ込め容器５及び外側閉じ込め容器３の間にある間隙と蓋体と
の拡大図を示している。内側閉じ込め容器５の円筒形壁体及び外側閉じ込め容器
３の円筒形壁体が図示されており、また、該容器間の間隙９が明らかに見られ、
その幅は０．０１ｍである。スペーサ２１は、内側閉じ込め容器５を外側閉じ込
め容器３と確実に実質的に同心にするために、設けられている。このスペーサ２
１は幅が０．００７ｍであり、従って、スペーサ２３の領域において外側閉じ込
め容器及び内側閉じ込め容器の間に０．００３ｍの間隙２３が残る。スペーサよ
り下方の間隙９の幅は０．０１ｍである。遮蔽蓋体１３は符号２５のところで内
側閉じ込め容器に溶接され、構造蓋１５は符号２９のところで外側閉じ込め容器
に溶接される。
の拡大図を示している。内側閉じ込め容器５の円筒形壁体及び外側閉じ込め容器
３の円筒形壁体が図示されており、また、該容器間の間隙９が明らかに見られ、
その幅は０．０１ｍである。スペーサ２１は、内側閉じ込め容器５を外側閉じ込
め容器３と確実に実質的に同心にするために、設けられている。このスペーサ２
１は幅が０．００７ｍであり、従って、スペーサ２３の領域において外側閉じ込
め容器及び内側閉じ込め容器の間に０．００３ｍの間隙２３が残る。スペーサよ
り下方の間隙９の幅は０．０１ｍである。遮蔽蓋体１３は符号２５のところで内
側閉じ込め容器に溶接され、構造蓋１５は符号２９のところで外側閉じ込め容器
に溶接される。
【００３１】 ガス入口弁３１を組み込んだ迅速離脱コネクタが鋼製プレート２７の下方に配
置されている。この鋼製プレートは、内側閉じ込め容器５を乾燥させヘリウムガ
スを充填した後、所定位置に溶接される。同様のコネクタは構造蓋１５にも配置
されている。
置されている。この鋼製プレートは、内側閉じ込め容器５を乾燥させヘリウムガ
スを充填した後、所定位置に溶接される。同様のコネクタは構造蓋１５にも配置
されている。
【００３２】 図３は外側閉じ込め容器５を示している。該容器の底部面４１の厚さは０．０
３ｍとして示されている。
３ｍとして示されている。
【００３３】 容器の底部面の頂部上には、セラミック製の支持スペーサ４３が配置されてお
り、これにより、内側閉じ込め容器の底部鋼面４５が外側閉じ込め容器の底部鋼
面４１と反応するのを防止すると共に、ヘリウムが容器３及び５の底部面間に循
環するのを許容する。この図は、間隙９にヘリウムガスを充填するのに使用され
るガス入口弁４７及び４９を含む迅速離脱コネクタもまた示している。更に、圧
力センサ４２，ガス組成センサ４４及び放射線検出器４６も示されている。
り、これにより、内側閉じ込め容器の底部鋼面４５が外側閉じ込め容器の底部鋼
面４１と反応するのを防止すると共に、ヘリウムが容器３及び５の底部面間に循
環するのを許容する。この図は、間隙９にヘリウムガスを充填するのに使用され
るガス入口弁４７及び４９を含む迅速離脱コネクタもまた示している。更に、圧
力センサ４２，ガス組成センサ４４及び放射線検出器４６も示されている。
【００３４】 図４は、１種の燃料用のキャニスター内における使用済み燃料集合体の配列の
平面図を示している。この配列の中央部は、延長バー案内管５１の中に入れられ
る延長もしくは懸架バーで満たされている。これらの管を囲むスペースは燃料集
合体案内管で満たされている。
平面図を示している。この配列の中央部は、延長バー案内管５１の中に入れられ
る延長もしくは懸架バーで満たされている。これらの管を囲むスペースは燃料集
合体案内管で満たされている。
【００３５】 図１を参照するに、使用されている内側閉じ込め容器５は、燃料集合体案内管
１１内に配置される燃料集合体で満たされると共に、延長バー案内管内に配置さ
れる延長バーで満たされる。空所１７は他の廃棄物質で満たすことができる。
１１内に配置される燃料集合体で満たされると共に、延長バー案内管内に配置さ
れる延長バーで満たされる。空所１７は他の廃棄物質で満たすことができる。
【００３６】 一旦内側閉じ込め容器５が満たされたら、遮蔽蓋体１３を符号２５で示すとこ
ろで溶接し検査し、しかる後、鋼製プレート２７（図２）が排気及び充填の後に
迅速離脱コネクタ３１を覆う所定位置に溶接される。次いで構造蓋１５が符号２
９で示すところで所定位置に溶接される。
ろで溶接し検査し、しかる後、鋼製プレート２７（図２）が排気及び充填の後に
迅速離脱コネクタ３１を覆う所定位置に溶接される。次いで構造蓋１５が符号２
９で示すところで所定位置に溶接される。
【００３７】 間隙９は、構造蓋中に配置された適当なガスコネクタ４７（図３）によりヘリ
ウムが充填される。また、ヘリウムに代えられるガスの排気手段として第２のガ
スコネクタ４９が用いられる。これらの排気ガスは連続的もしくは周期的に監視
され（監視装置は図示せず）、間隙ガスのヘリウム含量が約９９．９９％の既知
の高レベルにあるとき、入口パイプ４７及び排気パイプ４９は封止される。
ウムが充填される。また、ヘリウムに代えられるガスの排気手段として第２のガ
スコネクタ４９が用いられる。これらの排気ガスは連続的もしくは周期的に監視
され（監視装置は図示せず）、間隙ガスのヘリウム含量が約９９．９９％の既知
の高レベルにあるとき、入口パイプ４７及び排気パイプ４９は封止される。
【００３８】 その後、間隙内のヘリウムは、図３に示すように間隙内に配置された検出器４
２，４４及び４６を使用することにより、或いは監視装置をガス入口弁に恒常的
に接続することにより、或いは望みに応じてもしくは必要なときに、少なくとも
３つの別の方法で監視することができる。検出器４２はガス圧力のどんな変化の
指示も容易にする圧力モニタ４２である。このような圧力の変化は、外側閉じ込
め容器にひび割れその他の欠陥が起きると発生しうる。その結果として生じた圧
力の変化はかかる障害を指示することになる。
２，４４及び４６を使用することにより、或いは監視装置をガス入口弁に恒常的
に接続することにより、或いは望みに応じてもしくは必要なときに、少なくとも
３つの別の方法で監視することができる。検出器４２はガス圧力のどんな変化の
指示も容易にする圧力モニタ４２である。このような圧力の変化は、外側閉じ込
め容器にひび割れその他の欠陥が起きると発生しうる。その結果として生じた圧
力の変化はかかる障害を指示することになる。
【００３９】 更に、間隙内部のガスの組成も監視することができる。ガス中の酸素又は窒素
の量が検出器４４により測定されているように増加すれば、これは、外側閉じ込
め容器に亀裂が生じたことの立派な指示を与えることになる。
の量が検出器４４により測定されているように増加すれば、これは、外側閉じ込
め容器に亀裂が生じたことの立派な指示を与えることになる。
【００４０】 ３番目の検出器４６は、放射能の効果を測定できる多数の検出器から構成され
ている。特に、ガス中の放射性核種のレベルが検査される。ヘリウムガスはセラ
ミック製のベースプレートで占められている間隙部分を除いて殆ど間隙全体を満
たすので、Ｈｅガスのイオン化レベルは、容器の任意の部分から漏れる放射線の
量を指示することになる。また、γ線検出を用いて遮蔽蓋体２３の亀裂を指示し
うる。更に、放射能検出器には中性子監視装置を含めることができる。
ている。特に、ガス中の放射性核種のレベルが検査される。ヘリウムガスはセラ
ミック製のベースプレートで占められている間隙部分を除いて殆ど間隙全体を満
たすので、Ｈｅガスのイオン化レベルは、容器の任意の部分から漏れる放射線の
量を指示することになる。また、γ線検出を用いて遮蔽蓋体２３の亀裂を指示し
うる。更に、放射能検出器には中性子監視装置を含めることができる。
【００４１】 従って、本発明のこの実施例により提供される装置は、放射性源（この場合に
は使用済み燃料集合体）の二重閉じ込めを可能にすることが分かり、また、内側
閉じ込め容器５及び外側閉じ込め容器３の間に広がる間隙の範囲のため、同装置
は、両閉じ込め容器全体の健全性を監視することが可能である。この装置は独立
型であり、比較的に容易に移動もしくは搬送できる。充填しているヘリウムによ
りもたらされる自然対流及び伝導により、熱は効果的に使用済みの燃料棒から外
側容器に伝達される。
は使用済み燃料集合体）の二重閉じ込めを可能にすることが分かり、また、内側
閉じ込め容器５及び外側閉じ込め容器３の間に広がる間隙の範囲のため、同装置
は、両閉じ込め容器全体の健全性を監視することが可能である。この装置は独立
型であり、比較的に容易に移動もしくは搬送できる。充填しているヘリウムによ
りもたらされる自然対流及び伝導により、熱は効果的に使用済みの燃料棒から外
側容器に伝達される。
【００４２】 図３を参照するに、第２の例においては、内側閉じ込め容器４５及び外側閉じ
込め容器４１の負荷支承面間の間隙を満たすために用いられたセラミック製支持
体４３は、負荷支承面間の間隙を回りヘリウムガスが循環することを可能にする
多数の通気口を含んでいる。
込め容器４１の負荷支承面間の間隙を満たすために用いられたセラミック製支持
体４３は、負荷支承面間の間隙を回りヘリウムガスが循環することを可能にする
多数の通気口を含んでいる。
【００４３】 上述の例における内側閉じ込め容器５の内部構造は、貯蔵される燃料集合体の
特定形式の要求に従う点に留意すべきである。該内部構造は、本発明の原理もし
くは範囲から逸脱することなくその他の設計の燃料集合体に適応するように変更
しうる。
特定形式の要求に従う点に留意すべきである。該内部構造は、本発明の原理もし
くは範囲から逸脱することなくその他の設計の燃料集合体に適応するように変更
しうる。
【図１】 本発明による二重閉じ込めキャニスター組立体の立断面図である。
【図２】 本発明において主張されているような間隙を有する二重閉じ込めキャニスター
を提供するため第１の容器を第２の容器の内側所定位置に固定するのに用いられ
るスペーサ及び溶接部の、図１の詳細部"Ａ"の拡大図である。
を提供するため第１の容器を第２の容器の内側所定位置に固定するのに用いられ
るスペーサ及び溶接部の、図１の詳細部"Ａ"の拡大図である。
【図３】 第２の容器、即ち外側閉じ込めキャニスターの概略正面断面図である。
【図４】 第１の容器、即ち内側閉じ込めキャニスター内部に放射線源を形成する燃料集
合体の配列例の平面図である。
合体の配列例の平面図である。
Claims (27)
- 【請求項１】 放射性物体もしくは物質を閉じ込めるための装置であって、
封止された外側容器と、前記放射性物体を収容するため前記封止された外側容器
内にそこから間隙をもって分離され配置された、封止された内側容器とを備え、
前記間隙は不活性流体で満たされ、前記装置は自然対流のみによる前記間隙内の
前記不活性流体の循環が可能に配列されている、装置。 - 【請求項２】 放射性物体もしくは物質を閉じ込めるための独立型の移動可
能な装置であって、封止された外側容器と、前記放射性物体を収容するため前記
封止された外側容器内にそこから間隙をもって分離され配置された、封止された
内側容器とを備え、前記間隙は不活性流体で満たされている、装置。 - 【請求項３】 前記不活性流体はガスである、請求項１又は２に記載の装置
。 - 【請求項４】 前記ガスはヘリウムであるか或いはヘリウムを含む、請求項
３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記内側容器及び前記外側容器の無負荷支承面間の間隙は少
なくとも１つの第１のスペーサで維持されている、請求項１乃至４のいずれか１
項に記載の装置。 - 【請求項６】 前記内側容器及び前記外側容器の無負荷支承面間の間隙は、
０.００１ｍ〜０.２０ｍの範囲内にある、請求項１乃至５のいずれか１項に記載
の装置。 - 【請求項７】 前記内側容器及び前記外側容器の負荷支承面間の間隙は少な
くとも１つの第２のスペーサで維持されている、請求項１乃至６のいずれか１項
に記載の装置。 - 【請求項８】 前記第２のスペーサはセラミック材料から構成されている、
請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記内側及び外側容器の負荷支承面間の間隙は、０.００１
ｍ〜０.２０ｍの範囲内にある、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１０】 少なくとも１つの検出器が、前記間隙中に、或いは前記間
隙の近くに該間隙と流体連絡して、配置されている、請求項１乃至９のいずれか
１項に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記検出器は放射能を検出する、請求項８に記載の装置。
- 【請求項１２】 前記検出器は前記流体の圧力、或いはその圧力の変化を検
出する、請求項１０又は１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記検出器は流体組成を検出する請求項１０乃至１２のい
ずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記容器は実質的に円筒形である、請求項１乃至１３のい
ずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記不活性流体を前記間隙に加えるため充填弁が前記外側
容器に接続されている、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記充填弁は、前記外側容器の壁体の深さ方向に引っ込ん
で取り付けられている、請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記充填弁は使用後に所定位置に溶接されるプレートによ
り保護されている、請求項１５又は１６に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記内側容器は不活性ガスで満たされている、請求項１乃
至１７のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記内側容器にはそれに前記不活性ガスを満たすため充填
弁が接続されている、請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記充填弁は使用後に所定位置に溶接されるプレートによ
り保護されている、請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２１】 放射性物体もしくは物質を貯蔵する方法であって、前記放
射性物体もしくは物質は内側容器内に封止されており、該内側容器は外側容器内
に該内側及び外側容器間に間隙を有して封止されており、該間隙は不活性流体で
満たされており、前記方法は自然対流のみにより前記不活性流体が循環するのを
許容するステップを含んでいる、方法。 - 【請求項２２】 放射性物体もしくは物質を貯蔵する方法であって、前記放
射性物体もしくは物質は内側容器内に封止されており、該内側容器は外側容器内
に該内側及び外側容器間に間隙を有して封止されており、該間隙は不活性流体で
満たされており、前記外側容器は実質的に独立型である、方法。 - 【請求項２３】 前記不活性流体はガスである、請求項２１又は２２に記載
の方法。 - 【請求項２４】 前記間隙は前記外側容器中の充填弁により充填される、請
求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記間隙は、該間隙が充填された後、プレートの溶接によ
り保護されている、請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２６】 放射能、圧力、圧力変化及び組成からなる群から選択され
た少なくとも１つの特性について前記不活性流体を監視するステップを含む、請
求項２１乃至２５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２７】 放射能、圧力、圧力変化及び組成からなる群から選択され
た少なくとも１つの特性について前記充填弁を介して前記不活性流体を監視する
ステップを含む、請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9815421.4A GB9815421D0 (en) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | Fuel containment apparatus |
| GB9815421.4 | 1998-07-16 | ||
| PCT/GB1999/002079 WO2000004558A1 (en) | 1998-07-16 | 1999-07-01 | Fuel containment apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002520629A true JP2002520629A (ja) | 2002-07-09 |
Family
ID=10835600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000560592A Pending JP2002520629A (ja) | 1998-07-16 | 1999-07-01 | 燃料閉じ込め装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1097462A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002520629A (ja) |
| GB (1) | GB9815421D0 (ja) |
| WO (1) | WO2000004558A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA200007738B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023032823A1 (ja) * | 2021-09-02 | 2023-03-09 | 株式会社クリーンプラネット | 発熱装置および発熱素子の冷却方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US20080095295A1 (en) * | 2004-09-15 | 2008-04-24 | Pebble Bed Modular Reactor (Proprietary) Limited | Storage Of Nuclear Fuel |
| FR2969362B1 (fr) | 2010-12-21 | 2013-02-08 | Tn Int | Dispositif de stockage longue duree integrant un etui de stockage ventile destine a recevoir un etui de confinement contenant des matieres radioactives |
| RU2464657C1 (ru) * | 2011-04-20 | 2012-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр-Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") | Герметичное перекрытие контейнера для транспортировки и/или хранения радиоактивных материалов |
| CN110619966B (zh) * | 2019-09-16 | 2021-09-07 | 中广核工程有限公司 | 一种乏燃料组件开盖回取系统及方法 |
| CN113380435A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-10 | 中国核动力研究设计院 | 一种用于He-3气体回路的包容箱 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2379139A1 (fr) * | 1977-01-26 | 1978-08-25 | Commissariat Energie Atomique | Pot de manutention d'un assemblage combustible pour reacteur nucleaire |
| US4521372A (en) * | 1981-08-26 | 1985-06-04 | Nuclear Monitoring Systems & Management Corporation | Apparatus and method for monitoring stored material |
| DE3207312A1 (de) * | 1982-03-01 | 1983-09-08 | Bernhard Dipl.-Ing. 4300 Essen Leidinger | Geschlossenes behaeltnis zur aufnahme radioaktiver stoffe |
| DE3343166A1 (de) * | 1983-11-29 | 1985-06-05 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Behaelter insbesondere fuer radioaktive substanzen |
| GB2199279A (en) * | 1986-12-30 | 1988-07-06 | Nat Nuclear Corp Ltd | Storage of heat generating materials |
| US5612543A (en) * | 1996-01-18 | 1997-03-18 | Sierra Nuclear Corporation | Sealed basket for boiling water reactor fuel assemblies |
| US5651038A (en) * | 1996-02-06 | 1997-07-22 | Sierra Nuclear Corporation | Sealed basket for pressurized water reactor fuel assemblies |
| JPH10153695A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 放射性固体廃棄物の貯蔵構造 |
| JPH10177089A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-06-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶融物収納容器 |
-
1998
- 1998-07-16 GB GBGB9815421.4A patent/GB9815421D0/en not_active Ceased
-
1999
- 1999-07-01 WO PCT/GB1999/002079 patent/WO2000004558A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-07-01 JP JP2000560592A patent/JP2002520629A/ja active Pending
- 1999-07-01 EP EP99928153A patent/EP1097462A1/en not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-12-21 ZA ZA200007738A patent/ZA200007738B/en unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023032823A1 (ja) * | 2021-09-02 | 2023-03-09 | 株式会社クリーンプラネット | 発熱装置および発熱素子の冷却方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA200007738B (en) | 2001-11-20 |
| EP1097462A1 (en) | 2001-05-09 |
| GB9815421D0 (en) | 1998-09-16 |
| WO2000004558A1 (en) | 2000-01-27 |
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