JP2003194987A - Canister cooling structure and canister cooling method - Google Patents
Canister cooling structure and canister cooling methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所など
で生じる使用済み燃料が装荷されたキャニスタを冷却す
る際に用いて好適なキャニスタ冷却構造およびキャニス
タ冷却方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a canister cooling structure and a canister cooling method suitable for cooling a canister loaded with spent fuel generated in a nuclear power plant or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、原子力発電所などで発生する使
用済み燃料は、キャニスタと呼ばれる金属製の容器に装
荷された状態でキャニスタ輸送キャスクにより貯蔵施設
まで輸送される。そして、貯蔵施設においてキャニスタ
は、コンクリートキャスクと呼ばれるコンクリート製貯
蔵容器に移し替えられることで、所定の期間使用燃料を
貯蔵することになっている。2. Description of the Related Art Generally, spent fuel generated in a nuclear power plant or the like is transported to a storage facility by a canister transport cask while being loaded in a metal container called a canister. Then, in the storage facility, the canister is transferred to a concrete storage container called a concrete cask to store the used fuel for a predetermined period.
【０００３】キャニスタを使用した使用済み燃料貯蔵の
場合、有底筒状の輸送キャスク内にキャニスタを挿入し
た状態で燃料プールに沈めたときのキャニスタ表面の汚
染防止のために、輸送キャスクとキャニスタとの間の隙
間であるアニュラス部に清浄な媒体を充填している。そ
して、使用済み燃料を内包したキャニスタに対しては、
キャニスタ内部の腐食を防止するために、遮蔽用の蓋体
を取り付けた後に、真空ポンプ等を用いた真空吸引によ
りキャニスタ内部の水を排出して乾燥させる（いわゆる
真空乾燥）とともに、ヘリウム等の不活性ガスを充填し
ている。In the case of spent fuel storage using a canister, in order to prevent contamination of the surface of the canister when the canister is submerged in a fuel pool with the canister inserted in a tubular transport cask with a bottom, the transportation cask and the canister are separated from each other. A clean medium is filled in the annulus, which is the space between the two. And for the canister containing the spent fuel,
In order to prevent corrosion inside the canister, after attaching a shielding lid, the water inside the canister is discharged by vacuum suction using a vacuum pump etc. to dry (so-called vacuum drying), and helium etc. It is filled with active gas.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来技術には、以下のような問題が存在する。
真空乾燥を行うとキャニスタ内部に熱伝達媒体がなくな
るため、使用済み燃料から生じる熱は輻射でキャニスタ
に伝達されるだけとなり冷却効率が悪化する。その結
果、使用済み燃料の温度が急激に上昇するという問題が
あった。However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems.
When vacuum drying is performed, there is no heat transfer medium inside the canister, so heat generated from the spent fuel is transferred to the canister by radiation, and cooling efficiency deteriorates. As a result, there is a problem that the temperature of the spent fuel rapidly rises.
【０００５】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、真空乾燥を行う際にも使用済み燃料の温度
上昇を軽減できるキャニスタ冷却構造およびキャニスタ
冷却方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a canister cooling structure and a canister cooling method capable of reducing the temperature rise of spent fuel even when performing vacuum drying. And
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成を採用している。請求項１記
載のキャニスタ冷却構造は、筒状のキャスク内部に隙間
をあけて設置され、前記隙間に純水が充填されたキャニ
スタを冷却する装置であって、前記純水を冷却する冷却
器と、前記隙間と前記冷却器との間で前記純水を循環さ
せる循環器とを有することを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention employs the following constitutions. The canister cooling structure according to claim 1, wherein the canister is installed inside a tubular cask with a gap and cools the canister in which the gap is filled with pure water. And a circulator for circulating the pure water between the gap and the cooler.
【０００７】従って、本発明のキャニスタ冷却構造で
は、キャスクとキャニスタとの間の隙間を流通してキャ
ニスタ表面の熱により温度上昇した純水を冷却器で冷却
し、冷却した純水を循環器により再度上記隙間に循環さ
せることで、キャニスタの温度上昇を軽減し、結果とし
て使用済み燃料の温度上昇を抑制することができる。Therefore, in the canister cooling structure of the present invention, the deionized water which flows through the gap between the cask and the canister and whose temperature is raised by the heat of the canister surface is cooled by the cooler, and the cooled deionized water is circulated by the circulator. By circulating it again in the gap, the temperature rise of the canister can be reduced, and as a result, the temperature rise of the spent fuel can be suppressed.
【０００８】請求項２記載のキャニスタ冷却構造は、請
求項１記載のキャニスタ冷却構造において、前記循環器
は、前記隙間の純水を下方から上方に向けて循環させる
ことを特徴とするものである。A canister cooling structure according to a second aspect of the present invention is the canister cooling structure according to the first aspect, wherein the circulator circulates the pure water in the gap upward from below. .
【０００９】従って、本発明のキャニスタ冷却構造で
は、キャニスタ表面の熱で温度が高くなり上昇する純水
と同じ方向に純水を循環させるので、純水の循環に伴う
抵抗を少なくすることができる。Therefore, in the canister cooling structure of the present invention, since the pure water is circulated in the same direction as the pure water whose temperature rises and rises due to the heat of the canister surface, the resistance accompanying the circulation of the pure water can be reduced. .
【００１０】請求項３記載のキャニスタ冷却方法は、筒
状のキャスク内部に隙間をあけて設置され、前記隙間に
純水が充填されたキャニスタを冷却する方法であって、
冷却した前記純水を前記隙間に流通させることを特徴と
するものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a canister cooling method which cools a canister which is installed inside a cylindrical cask with a gap and is filled with pure water.
It is characterized in that the cooled pure water is passed through the gap.
【００１１】従って、本発明のキャニスタ冷却方法で
は、キャスクとキャニスタとの間の隙間を流通してキャ
ニスタ表面の熱により温度上昇した純水を冷却し、冷却
した純水を再度上記隙間に流通させることで、キャニス
タの温度上昇を軽減し、結果として使用済み燃料の温度
上昇を抑制することができる。Therefore, in the canister cooling method of the present invention, the pure water whose temperature has risen due to the heat of the canister surface flowing through the gap between the cask and the canister is cooled, and the cooled pure water is passed through the gap again. As a result, the temperature rise of the canister can be reduced, and as a result, the temperature rise of the spent fuel can be suppressed.
【００１２】請求項４記載のキャニスタ冷却方法は、請
求項３記載のキャニスタ冷却方法において、前記隙間の
純水を下方から上方に向けて流通させることを特徴とす
るものである。A canister cooling method according to a fourth aspect is the canister cooling method according to the third aspect, characterized in that the pure water in the gap is circulated from the lower side to the upper side.
【００１３】従って、本発明のキャニスタ冷却方法で
は、キャニスタ表面の熱で温度が高くなり上昇する純水
と同じ方向に純水を循環させるので、純水の循環に伴う
抵抗を少なくすることができる。Therefore, in the canister cooling method of the present invention, since pure water is circulated in the same direction as pure water whose temperature rises and rises due to the heat of the canister surface, the resistance associated with pure water circulation can be reduced. .
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明のキャニスタ冷却構
造およびキャニスタ冷却方法の実施の形態を、図１を参
照して説明する。図１は、使用済み燃料が装荷されたキ
ャニスタ１が輸送キャスク（キャスク）２の内部に設置
された断面図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a canister cooling structure and a canister cooling method according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view in which a canister 1 loaded with spent fuel is installed inside a transportation cask (cask) 2.
【００１５】キャニスタ１は蓋体４で閉塞・密閉されて
おり、蓋体４にはキャニスタ１内の上方で開口するベン
トポート５及びキャニスタ１内の下方で開口するドレン
ポート６が設けられている。そして、このキャニスタ１
は、輸送キャスク２の胴部２ａとの間に略一定間隔の隙
間（以下、アニュラス部）３をあけて、且つこのアニュ
ラス部３を遮蔽する遮蔽部材７で上端を支持される。The canister 1 is closed and sealed by a lid body 4, and the lid body 4 is provided with a vent port 5 that opens upward in the canister 1 and a drain port 6 that opens downward in the canister 1. . And this canister 1
Has a gap (hereinafter referred to as an annulus portion) 3 with a substantially constant interval between it and the body portion 2a of the transportation cask 2, and the upper end is supported by a shielding member 7 that shields the annulus portion 3.
【００１６】輸送キャスク２は、上方に向けて開口する
有底筒状に形成されており、遮蔽部材７で遮蔽された胴
部２ａとキャニスタ１との間のアニュラス部３には、純
水Ｗが充填されている。胴部２ａには、アニュラス部３
の上部に開口する貫通孔８と、アニュラス部３の下部に
開口する貫通孔９とが形成されており、これら貫通孔
８、９は循環システム１０に接続されている。The transport cask 2 is formed in a cylindrical shape with a bottom opening upward, and the pure water W is contained in the annulus portion 3 between the body 2a and the canister 1 which are shielded by the shielding member 7. Is filled. The annulus portion 3 is provided on the body portion 2a.
A through hole 8 that opens to the upper part of and a through hole 9 that opens to the lower part of the annulus portion 3 are formed, and these through holes 8 and 9 are connected to the circulation system 10.
【００１７】循環システム１０は、アニュラス部３の純
水Ｗを冷却して循環させるものであって、冷却器１１、
循環ポンプ（循環器）１２、貫通孔８と冷却器１１との
間を結ぶ配管１３、冷却器１１と循環ポンプ１２との間
を結ぶ配管１４、循環ポンプ１２と貫通孔９との間を結
ぶ配管１５等を備えており、循環ポンプ１２はアニュラ
ス部３において純水Ｗが図中矢印で示すように、下方か
ら上方へ向けて流れるように駆動する構成になってい
る。The circulation system 10 cools the pure water W in the annulus portion 3 and circulates it.
A circulation pump (circulator) 12, a pipe 13 connecting between the through hole 8 and the cooler 11, a pipe 14 connecting between the cooler 11 and the circulation pump 12, and a connection between the circulation pump 12 and the through hole 9. The circulation pump 12 is provided with a pipe 15 and the like, and is configured to drive the pure water W in the annulus portion 3 so as to flow from the lower side to the upper side as indicated by an arrow in the figure.
【００１８】上記のキャニスタ１に対して真空乾燥及び
ガス充填する手順を説明する。まず、ベントポート５か
らヘリウム等の不活性ガスを注入し、キャニスタ１内の
圧力を上げることでドレンポート６からキャニスタ１内
の水Ｗｃを排水する。A procedure for vacuum drying and gas filling the above canister 1 will be described. First, an inert gas such as helium is injected from the vent port 5 to raise the pressure in the canister 1 to drain the water Wc in the canister 1 from the drain port 6.
【００１９】次に、ベントポート５を閉じるとともに、
図示しない真空ポンプ等の真空吸引手段を用いてドレン
ポート６を介してキャニスタ１内を排気する。これによ
り、キャニスタ１内の水分が除去（乾燥）される。な
お、このとき所定の気圧に下がった状態で所定時間この
気圧を保持した後、再度吸引及び気圧保持の手順を複数
回繰り返して段階的に真空状態（例えば４００Ｐａ以下
の気圧）を形成してもよい。Next, while closing the vent port 5,
The inside of the canister 1 is exhausted through the drain port 6 using a vacuum suction means such as a vacuum pump (not shown). As a result, the water in the canister 1 is removed (dried). At this time, after maintaining this atmospheric pressure for a predetermined time in a state where the atmospheric pressure is lowered to a predetermined atmospheric pressure, the procedure of suction and atmospheric pressure holding is repeated a plurality of times again to form a vacuum state (for example, an atmospheric pressure of 400 Pa or less) stepwise. Good.
【００２０】続いて、ベントポート５から上記の不活性
ガスを注入して充填することで、キャニスタ１内をこの
不活性ガスで置換することができる。なお、この不活性
ガスは、キャスク１の酸化を抑えることができれば他の
気体であってもよい。不活性ガスに含まれる不純物（Ｏ
２、ＣＯ２、ＣＯ等）は、キャニスタ１つあたり１モル
以下にすることが好ましい。Then, by injecting and filling the above inert gas from the vent port 5, the inside of the canister 1 can be replaced with this inert gas. Note that this inert gas may be another gas as long as it can suppress the oxidation of the cask 1. Impurities (O
2, CO2, CO, etc.) is preferably 1 mol or less per canister.
【００２１】上記の真空乾燥工程及び不活性ガス充填工
程では、アニュラス部３に充填されていた純水Ｗは、循
環ポンプ１２の駆動により貫通孔８から配管１３を介し
て冷却器１１に導入されて冷却された後、配管１４、１
５を介して貫通孔９からアニュラス部３に流入し、アニ
ュラス部３を下方から上方へ向けて流通する。これによ
り、キャニスタ１の表面を連続的に冷却することができ
る。In the above vacuum drying step and inert gas filling step, the pure water W filled in the annulus portion 3 is introduced into the cooler 11 from the through hole 8 through the pipe 13 by driving the circulation pump 12. After being cooled down, the pipes 14 and 1
It flows into the annulus portion 3 from the through hole 9 through the 5, and flows through the annulus portion 3 from the lower side to the upper side. Thereby, the surface of the canister 1 can be continuously cooled.
【００２２】真空乾燥及び不活性ガス充填が行われたキ
ャニスタ１は、ポート部を溶接等により塞がれた後、２
次蓋体が固定される。そして、アニュラス部３の純水Ｗ
を不活性ガスに置換するとともに、蓋体１６で輸送キャ
スク２を閉塞した後に、キャニスタ１は輸送キャスク２
とともに輸送される。The canister 1 which has been vacuum dried and filled with an inert gas is filled with the canister 1 after the port is closed by welding or the like.
The next lid is fixed. Then, the pure water W in the annulus portion 3
Is replaced with an inert gas, and the transport cask 2 is closed by the lid body 16.
Shipped with.
【００２３】このように、本実施の形態では、アニュラ
ス部３の純水Ｗが冷却されながら循環することで、特に
真空乾燥工程でキャニスタ１内部に熱伝達媒体がなくな
った場合でも、キャニスタ１を連続的に冷却することで
間接的に使用済み燃料の温度上昇を軽減することが可能
になる。特に、本実施の形態では、冷却媒体として純水
Ｗを用いているので、燃料プールの水を使用した場合の
ように汚染検査を別途行うこともなくなり、クリーン度
を保ちながら作業効率の向上に寄与できる。しかも、本
実施の形態では、アニュラス部３において純水Ｗが下方
から上方へ向けて流通するように循環させているので、
キャニスタ表面の熱で温度が高くなった純水Ｗが上昇す
る流れに逆らうことがなく、純水循環に伴う循環ポンプ
１２の抵抗を少なくすることも可能である。As described above, in the present embodiment, the pure water W in the annulus portion 3 is circulated while being cooled, so that the canister 1 can be removed even when the heat transfer medium is exhausted inside the canister 1 especially in the vacuum drying step. Continuous cooling can indirectly reduce the temperature rise of the spent fuel. In particular, in the present embodiment, since pure water W is used as the cooling medium, there is no need to separately perform a contamination inspection as in the case of using the water in the fuel pool, and the work efficiency can be improved while maintaining the cleanliness. Can contribute. Moreover, in the present embodiment, since the pure water W is circulated in the annulus portion 3 from the lower side to the upper side,
It is also possible to reduce the resistance of the circulation pump 12 accompanying the pure water circulation without countering the rising flow of the pure water W whose temperature has risen due to the heat of the canister surface.
【００２４】なお、上記実施の形態において、循環ポン
プ１２により純水Ｗを下方から上方へ向けて流通させる
構成としたが、上方から下方へ向けて流通させる構成と
してもよい。また、上記実施の形態で示した循環システ
ムは一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜
変更可能である。In the above-described embodiment, the pure water W is circulated from the lower side to the upper side by the circulation pump 12, but it may be circulated from the upper side to the lower side. Further, the circulation system shown in the above-mentioned embodiment is an example, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るキ
ャニスタ冷却構造は、純水を冷却する冷却器と、純水を
循環させる循環器とを有する構成となっている。これに
より、このキャニスタ冷却構造では、クリーン度を保ち
つつ使用済み燃料の温度上昇を軽減できるという効果が
得られる。As described above, the canister cooling structure according to the first aspect of the present invention is configured to have a cooler for cooling pure water and a circulator for circulating pure water. As a result, in this canister cooling structure, the effect that the temperature rise of the spent fuel can be reduced while maintaining the cleanliness is obtained.
【００２６】請求項２に係るキャニスタ冷却構造は、隙
間の純水を下方から上方に向けて循環させる構成となっ
ている。これにより、このキャニスタ冷却構造では、純
水循環に伴う抵抗を少なくできるという効果を奏する。In the canister cooling structure according to the second aspect, the pure water in the gap is circulated from the lower side to the upper side. As a result, this canister cooling structure has the effect of reducing the resistance associated with pure water circulation.
【００２７】請求項３に係るキャニスタ冷却方法は、キ
ャスクとキャニスタとの間の隙間に冷却した純水を流通
させる手順となっている。これにより、このキャニスタ
冷却方法では、クリーン度を保ちつつ使用済み燃料の温
度上昇を軽減できるという効果が得られる。The canister cooling method according to the third aspect is a procedure for circulating the cooled pure water in the gap between the cask and the canister. As a result, this canister cooling method has the effect of reducing the temperature rise of the spent fuel while maintaining the cleanliness.
【００２８】請求項４に係るキャニスタ冷却方法は、隙
間の純水を下方から上方に向けて循環させる手順となっ
ている。これにより、このキャニスタ冷却方法では、純
水循環に伴う抵抗を少なくできるという効果を奏する。The canister cooling method according to claim 4 is a procedure for circulating the pure water in the gap from the lower side to the upper side. As a result, this canister cooling method has the effect of reducing the resistance associated with pure water circulation.
【図１】 本発明の実施の形態を示す図であって、輸
送キャスク内にキャニスタが設置された断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention, in which a canister is installed in a transportation cask.
Ｗ 純水 １ キャニスタ ２ 輸送キャスク（キャスク） ３ アニュラス部（隙間） １１ 冷却器 １２ 循環ポンプ（循環器） W pure water 1 canister 2 Transport cask (cask) 3 Annulus part (gap) 11 cooler 12 Circulation pump (circulator)
Claims (4)
置され、前記隙間に純水が充填されたキャニスタを冷却
する装置であって、 前記純水を冷却する冷却器と、 前記隙間と前記冷却器との間で前記純水を循環させる循
環器とを有することを特徴とするキャニスタ冷却構造。1. A device for cooling a canister, which is installed in a tubular cask with a gap and is filled with pure water in the gap, wherein the cooler cools the pure water, the gap and the gap. A canister cooling structure comprising: a circulator for circulating the pure water with a cooler.
おいて、 前記循環器は、前記隙間の純水を下方から上方に向けて
循環させることを特徴とするキャニスタ冷却構造。2. The canister cooling structure according to claim 1, wherein the circulator circulates the pure water in the gap from the lower side to the upper side.
置され、前記隙間に純水が充填されたキャニスタを冷却
する方法であって、 冷却した前記純水を前記隙間に流通させることを特徴と
するキャニスタ冷却方法。3. A method of cooling a canister, which is installed inside a cylindrical cask with a gap and is filled with pure water, wherein the cooled pure water is circulated through the gap. And canister cooling method.
おいて、 前記隙間の純水を下方から上方に向けて流通させること
を特徴とするキャニスタ冷却方法。4. The canister cooling method according to claim 3, wherein the pure water in the gap is circulated from the lower side toward the upper side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398731A JP2003194987A (en) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Canister cooling structure and canister cooling method |
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| JP (1) | JP2003194987A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010175331A (en) * | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Toshiba Corp | Heat removal structure for radioactive waste storage container |
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-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001398731A patent/JP2003194987A/en active Pending
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061219 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070424 |