JP2003028982A - 振動波測定による使用済核燃料貯蔵容器の健全性確認手法 - Google Patents
振動波測定による使用済核燃料貯蔵容器の健全性確認手法Info
- Publication number
- JP2003028982A JP2003028982A JP2001211736A JP2001211736A JP2003028982A JP 2003028982 A JP2003028982 A JP 2003028982A JP 2001211736 A JP2001211736 A JP 2001211736A JP 2001211736 A JP2001211736 A JP 2001211736A JP 2003028982 A JP2003028982 A JP 2003028982A
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- Japan
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- vibration
- frequency
- internal pressure
- nuclear fuel
- fuel storage
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
(57)【要約】
【課題】使用済核燃料貯蔵容器外部から内部の圧力を監
視し、大規模な作業の必要なく、密封性健全性を確認す
る。 【解決手段】使用済核燃料貯蔵容器に振動測定センサを
取り付け、加振点で加振させ、振動測定センサで得られ
た波形から周波数解析により固有振動数を求め、密封性
が失われた時に生ずる内部圧力の変化を振動数の変化と
して捉えて容器外側から内部の圧力を監視し、密封健全
性を確認する。
視し、大規模な作業の必要なく、密封性健全性を確認す
る。 【解決手段】使用済核燃料貯蔵容器に振動測定センサを
取り付け、加振点で加振させ、振動測定センサで得られ
た波形から周波数解析により固有振動数を求め、密封性
が失われた時に生ずる内部圧力の変化を振動数の変化と
して捉えて容器外側から内部の圧力を監視し、密封健全
性を確認する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は使用済核燃料を乾式
の貯蔵容器を用いて中間貯蔵（再処理してＭＯＸ燃料に
するまでの一時保管の意味で中間貯蔵と称される。）を
実施する場合、前記使用済核燃料を入れた容器、特にコ
ンクリートキャスクで代表されるキャニスタ（使用済燃
料を入れ、不活性ガスを封入した後、蓋を溶接した容
器）からの漏洩を監視し、確認する振動数測定による使
用済核燃料貯蔵容器の密封健全性確認手法に関するもの
である。
の貯蔵容器を用いて中間貯蔵（再処理してＭＯＸ燃料に
するまでの一時保管の意味で中間貯蔵と称される。）を
実施する場合、前記使用済核燃料を入れた容器、特にコ
ンクリートキャスクで代表されるキャニスタ（使用済燃
料を入れ、不活性ガスを封入した後、蓋を溶接した容
器）からの漏洩を監視し、確認する振動数測定による使
用済核燃料貯蔵容器の密封健全性確認手法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】使用済核燃料を乾式の貯蔵容器を用いて
中間貯蔵する場合、完全に貯蔵されていることを監視す
る必要がある。このため、従来の中間貯蔵では図５に示
す如くキャニスタを用いない金属キャスク（キャスクに
直接使用済燃料集合体Ａをいれる方式）を用いており、
容器５と第１蓋１で形成される密封境界の外側にもう１
枚の第２蓋２を設置して蓋固定ボルト３で固定し蓋間を
加圧し、蓋間空間部（加圧領域６）の圧力を圧力計セン
サー部４によって検知し、ケーブル７を介して監視／制
御系統へ伝達して圧力監視を実施することで漏洩の有無
を確認している。
中間貯蔵する場合、完全に貯蔵されていることを監視す
る必要がある。このため、従来の中間貯蔵では図５に示
す如くキャニスタを用いない金属キャスク（キャスクに
直接使用済燃料集合体Ａをいれる方式）を用いており、
容器５と第１蓋１で形成される密封境界の外側にもう１
枚の第２蓋２を設置して蓋固定ボルト３で固定し蓋間を
加圧し、蓋間空間部（加圧領域６）の圧力を圧力計セン
サー部４によって検知し、ケーブル７を介して監視／制
御系統へ伝達して圧力監視を実施することで漏洩の有無
を確認している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の手法で
は蓋間内部圧力を測定する圧力計８ならびに計装用のケ
ーブル７を外に出すため、第２蓋２に貫通孔を設ける必
要があり、貯蔵時に密封境界が破れる可能性のある部分
となる。また、貯蔵システムにキャニスタ方式を採用す
る場合には、同様に圧力計を取り付け、内部圧力を監視
することが考えられるが、キャニスタに貫通孔を設ける
ことは密封健全性を維持する上で好ましくない。
は蓋間内部圧力を測定する圧力計８ならびに計装用のケ
ーブル７を外に出すため、第２蓋２に貫通孔を設ける必
要があり、貯蔵時に密封境界が破れる可能性のある部分
となる。また、貯蔵システムにキャニスタ方式を採用す
る場合には、同様に圧力計を取り付け、内部圧力を監視
することが考えられるが、キャニスタに貫通孔を設ける
ことは密封健全性を維持する上で好ましくない。
【０００４】本発明は上述の如き実状に対処し、特にコ
ンクリートキャスクに代表されるキャニスタを密封境界
とする貯蔵システムを対象にキャニスタに貫通孔を設け
ることなく、即ちキャニスタ外表面からのアクセスのみ
で、長期間の漏洩監視が可能となる手法を見出すことに
より、容器外側から内部の圧力を監視し、大規模な作業
の必要なく、密封の健全性を確実に確認することを目的
とするものである。
ンクリートキャスクに代表されるキャニスタを密封境界
とする貯蔵システムを対象にキャニスタに貫通孔を設け
ることなく、即ちキャニスタ外表面からのアクセスのみ
で、長期間の漏洩監視が可能となる手法を見出すことに
より、容器外側から内部の圧力を監視し、大規模な作業
の必要なく、密封の健全性を確実に確認することを目的
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明確認手法は、使用済核燃料貯蔵容器の健全性を
確認するに際し、該貯蔵容器に振動測定センサを取り付
け、加振点で加振させ、振動測定センサで得られた波形
から周波数解析により固有振動数を求め、密封性が失わ
れた時に生じる内部圧力の変化を振動数の変化として捉
えて容器外側から内部の圧力を監視し、密封健全性を確
認することを特徴とする。
る本発明確認手法は、使用済核燃料貯蔵容器の健全性を
確認するに際し、該貯蔵容器に振動測定センサを取り付
け、加振点で加振させ、振動測定センサで得られた波形
から周波数解析により固有振動数を求め、密封性が失わ
れた時に生じる内部圧力の変化を振動数の変化として捉
えて容器外側から内部の圧力を監視し、密封健全性を確
認することを特徴とする。
【０００６】請求項２に係る発明は上記振動測定センサ
の取付位置を複数箇所設け、燃料貯蔵キャビティの圧力
変化が直接的に監視できることを特徴とする。
の取付位置を複数箇所設け、燃料貯蔵キャビティの圧力
変化が直接的に監視できることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、更に添付図面を参照し、本
発明の具体的な実施の形態を詳述する。本発明健全性確
認手法は前述の如く使用済核燃料貯蔵容器構造物（キャ
ニスタ）がもつ複数の固有振動数のうち、内部圧力に最
も起因する振動数（周波数）に着目し、密封性が失われ
た時に生じる内部圧力の変化を容器の外側から振動数の
変化として捉えることにより密封性の監視を行う方法で
ある。
発明の具体的な実施の形態を詳述する。本発明健全性確
認手法は前述の如く使用済核燃料貯蔵容器構造物（キャ
ニスタ）がもつ複数の固有振動数のうち、内部圧力に最
も起因する振動数（周波数）に着目し、密封性が失われ
た時に生じる内部圧力の変化を容器の外側から振動数の
変化として捉えることにより密封性の監視を行う方法で
ある。
【０００８】ここで、キャニスタの外側から固有振動数
を測定して、モード解析を行う手法としては、基本原理
は同じであるが、以下の２つの手法がある。
を測定して、モード解析を行う手法としては、基本原理
は同じであるが、以下の２つの手法がある。
【０００９】（１）測定対象に振動測定センサ（加速度
計）を取り付け、加振点をハンマで打撃し、振動測定セ
ンサで得られた波形を周波数解析することにより固有振
動数を求める手法。 （２）測定対象に振動測定センサ（加速度計）取り付
け、加振点で周波数を変化させながら定常加振させ、振
動測定センサで得られた波形から固有振動数を求める手
法。 （この手法は周波数を変化さらながら共振点を求めるこ
とから共振法と称される。）
計）を取り付け、加振点をハンマで打撃し、振動測定セ
ンサで得られた波形を周波数解析することにより固有振
動数を求める手法。 （２）測定対象に振動測定センサ（加速度計）取り付
け、加振点で周波数を変化させながら定常加振させ、振
動測定センサで得られた波形から固有振動数を求める手
法。 （この手法は周波数を変化さらながら共振点を求めるこ
とから共振法と称される。）
【００１０】図１は上記手法における装置構成の概要で
あり、加振機と周波数分析器を備え、測定対象となる試
験体に加振機により振動を与え、これによって生じる試
験体内部圧力の変化を波形信号として周波数分析器によ
り解析し、固有振動数を求めるようになっている。な
お、図１の装置構成において、加振器の部分は手法
（１）の場合は、打撃可能な、例えばインパルスハンマ
等となり、手法（２）の場合には周波数を変化させなが
ら加振可能なもの、例えばファンクションジェネレータ
等となる。そして、上記各手法により周波数解析の結
果、複数の固有振動数が得られ、このうち内部圧力に最
も起因している特定の固有振動数（周波数）において容
器内部圧力の変化に応じた周波数変化を観察することに
より、密封容器の外部から内圧の変化、即ち、容器から
の漏洩がないことを判断し、密封の健全性を確認するこ
とができる。
あり、加振機と周波数分析器を備え、測定対象となる試
験体に加振機により振動を与え、これによって生じる試
験体内部圧力の変化を波形信号として周波数分析器によ
り解析し、固有振動数を求めるようになっている。な
お、図１の装置構成において、加振器の部分は手法
（１）の場合は、打撃可能な、例えばインパルスハンマ
等となり、手法（２）の場合には周波数を変化させなが
ら加振可能なもの、例えばファンクションジェネレータ
等となる。そして、上記各手法により周波数解析の結
果、複数の固有振動数が得られ、このうち内部圧力に最
も起因している特定の固有振動数（周波数）において容
器内部圧力の変化に応じた周波数変化を観察することに
より、密封容器の外部から内圧の変化、即ち、容器から
の漏洩がないことを判断し、密封の健全性を確認するこ
とができる。
【００１１】図２は予備試験として実施した上記手法
（１）の試験体系を示す。密閉容器にガス供給用のボン
ベ１１を取り付け、内部圧力をパラメータとした試験体
１２に振り子方式など加振器１６で振動を与え、加速度
計１３で得られた波形に対してアンプ１４，周波数分析
器１５により周波数解析（ＦＦＴ解析）を実施した。そ
の結果は図３に示すように複数の固有振動数が得られて
おり、また特定の固有振動数（周波数）において、内部
圧力の変化に応じた周波数変化が生じていることが観察
された。
（１）の試験体系を示す。密閉容器にガス供給用のボン
ベ１１を取り付け、内部圧力をパラメータとした試験体
１２に振り子方式など加振器１６で振動を与え、加速度
計１３で得られた波形に対してアンプ１４，周波数分析
器１５により周波数解析（ＦＦＴ解析）を実施した。そ
の結果は図３に示すように複数の固有振動数が得られて
おり、また特定の固有振動数（周波数）において、内部
圧力の変化に応じた周波数変化が生じていることが観察
された。
【００１２】図４は内圧を変化させたときの固有振動数
（周波数）の変化をプロットしたものであり、２回の測
定から内圧の変化（上昇）に伴い、固有振動数も線形的
に変化（上昇）していることが分かる。図中、黒丸と白
丸は上記２回の測定における各テストである。これから
特定の固有振動数を観察することにより密封容器の外部
から内圧の変化、即ち、密封健全性を監視できる知見が
得られた。
（周波数）の変化をプロットしたものであり、２回の測
定から内圧の変化（上昇）に伴い、固有振動数も線形的
に変化（上昇）していることが分かる。図中、黒丸と白
丸は上記２回の測定における各テストである。これから
特定の固有振動数を観察することにより密封容器の外部
から内圧の変化、即ち、密封健全性を監視できる知見が
得られた。
【００１３】
【発明の効果】本発明は以上のように容器の固有振動数
の変化に着目して容器の外側から内部の圧力を監視する
方法であり、上記方法を使用済核燃料貯蔵容器に適用す
ることにより監視用の貫通孔をキャニスタに設ける必要
なく、しかも漏洩がないことを確認するため、キャニス
タを別容器に移す等、大規模な作業も不要となって安
全、かつ確実に密封容器の外部から内部の圧力の変化を
監視し、密封の健全性を監視することができる顕著な効
果を有する。なお、振動測定センサの取付けを貯蔵容器
の上下など複数箇所とすれば更に燃料貯蔵キャビティの
圧力変化を直接的に監視できる実効がある。
の変化に着目して容器の外側から内部の圧力を監視する
方法であり、上記方法を使用済核燃料貯蔵容器に適用す
ることにより監視用の貫通孔をキャニスタに設ける必要
なく、しかも漏洩がないことを確認するため、キャニス
タを別容器に移す等、大規模な作業も不要となって安
全、かつ確実に密封容器の外部から内部の圧力の変化を
監視し、密封の健全性を監視することができる顕著な効
果を有する。なお、振動測定センサの取付けを貯蔵容器
の上下など複数箇所とすれば更に燃料貯蔵キャビティの
圧力変化を直接的に監視できる実効がある。
【図１】本発明における測定装置の概要を示す説明図で
ある。
ある。
【図２】予備試験の装置の構成を示す概要図である。
【図３】予備試験における試験体内部圧力を変化させた
場合の周波数解析結果を示す図表である。
場合の周波数解析結果を示す図表である。
【図４】内部圧力と、周波数の関係を示す図表である。
【図５】従来の密封監視技術を示す図で、（イ）は全体
示す断面図、（ロ）は蓋部詳細図である。
示す断面図、（ロ）は蓋部詳細図である。
１１ 加圧ボンベ
１２ 容器
１３ 加速度計
１４ アンプ
１５ 周波数分析器
Claims (2)
- 【請求項１】使用済核燃料貯蔵容器の健全性確認におい
て、該貯蔵容器に振動測定センサを取り付け、加振点で
加振させ、振動測定センサで得られた波形から周波数解
析により固有振動数を求め、密封性が失われた時に生じ
る内部圧力の変化を振動数の変化として捉えて容器外側
から内部の圧力を監視し、密封健全性を確認することを
特徴とする振動波測定による使用済核燃料貯蔵容器の健
全性確認手法。 - 【請求項２】振動測定センサの取付位置を複数箇所設け
る請求項１記載の振動波測定による使用済燃料貯蔵容器
の健全性確認手法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211736A JP2003028982A (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 振動波測定による使用済核燃料貯蔵容器の健全性確認手法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211736A JP2003028982A (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 振動波測定による使用済核燃料貯蔵容器の健全性確認手法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003028982A true JP2003028982A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19046999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001211736A Pending JP2003028982A (ja) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | 振動波測定による使用済核燃料貯蔵容器の健全性確認手法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003028982A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012063182A (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 炉内構造物のき裂診断方法およびき裂診断装置 |
| KR101575118B1 (ko) | 2014-05-23 | 2015-12-07 | 한국원자력환경공단 | 사용후핵연료용 콘크리트용기 전도시험장치 |
| CN105738060A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-06 | 江苏久维压力容器制造有限公司 | 一种用于测试冲击记录仪的压力容器 |
| CN107044895A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-08-15 | 中国水利水电科学研究院 | 乏燃料格架与组件地震试验时碰撞力测试方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5757296A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-06 | Mitsubishi Atomic Power Ind | Failed fuel rod detecting method |
| JP2001159700A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-06-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 使用済燃料中間貯蔵容器の健全性モニタリング装置及びこれを備えた使用済燃料中間貯蔵施設 |
-
2001
- 2001-07-12 JP JP2001211736A patent/JP2003028982A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5757296A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-06 | Mitsubishi Atomic Power Ind | Failed fuel rod detecting method |
| JP2001159700A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-06-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 使用済燃料中間貯蔵容器の健全性モニタリング装置及びこれを備えた使用済燃料中間貯蔵施設 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012063182A (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 炉内構造物のき裂診断方法およびき裂診断装置 |
| KR101575118B1 (ko) | 2014-05-23 | 2015-12-07 | 한국원자력환경공단 | 사용후핵연료용 콘크리트용기 전도시험장치 |
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| CN107044895A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-08-15 | 中国水利水电科学研究院 | 乏燃料格架与组件地震试验时碰撞力测试方法 |
| CN107044895B (zh) * | 2017-02-22 | 2023-09-08 | 中国水利水电科学研究院 | 乏燃料格架与组件地震试验时碰撞力测试方法 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080304 |
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| A977 | Report on retrieval |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091201 |
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