JP2004077124A

JP2004077124A - Storage system for recycle fuel

Info

Publication number: JP2004077124A
Application number: JP2002232168A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iba; 射場　博之; Shinichiro Hori; 堀　慎一郎; Kazuo Asada; 浅田　和雄; Kazuo Murakami; 村上　和夫; Kenichi Matsunaga; 松永　健一; Iwaji Abe; 阿部　岩司; Mitsuhiro Irino; 入野　光博
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP4107910B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To establish a technique capable of securing high reliability by reliably verifying the physical state of the inside of a canister. <P>SOLUTION: This storage system for recycle fuel is constituted of a first temperature measuring device 17 arranged at a first location in a convection space 10 inside a storage body (cask) 4 for measuring a first temperature; a second temperature measuring device 21 arranged at a second location for measuring a second temperature; and a computer 3 for computing a soundness index for numerically and statistically evaluating the soundness of the storage body 4 by predicting a future temperature of the first location based on the difference between the first temperature and the second temperature. The temperature difference takes a time-serial measurement value. The soundness is judged based on the temperature difference between the two locations in the convection space 10. The statistical and numerical judgment based on the temperatures at two points which affect each other is substantially superior to statistical and numerical judgment based on an individual and noncorrelating temperature at one point in the respect of soundness judgment. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサイクル燃料の貯蔵システムに関し、特に、リサイクル燃料貯蔵の健全性を評価して監視するリサイクル燃料の貯蔵システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉から排出されるリサイクル燃料は、長期間の密封的貯蔵が要請される。その密封貯蔵のために、キャスクが用いられる。キャスクは、貯蔵専用キャスクと、運搬専用キャスクとがある。キャスクとして、コンクリート製キャスクと金属製キャスクとが知られている。コンクリート製キャスクは、キャニスタを内蔵している。キャニスタは、リサイクル燃料を貯蔵する。キャスクの本体を構成するコンクリート壁は、放射線を遮蔽する。金属製キャスクは、それ自体が放射線遮蔽性を有していて、貯蔵と運搬とに併用され得る。キャニスタ又はキャスクの内部のリサイクル燃料は、ガス特にヘリウムガスの雰囲気中に置かれている。キャニスタの内部とキャニスタの外部との間の密封性の健全性、又は、キャスクの密閉性が高精度に知られることが求められる。
【０００３】
そのような健全性を監視するためには、ヘリウムガスの漏れを知ることが重要である。ヘリウムガスの漏れを知ることは、技術的に困難な面がある。ヘリウムガスの漏れを間接的に知る技術は、特開２００２−４８８９８号で知られている。その技術は、キャスクの周辺の圧力と温度の時間的分布を求めることにより、キャスクの密封状態を検出するキャスク用モニタリング装置である。
【０００４】
キャニスタの内部で核物質の崩壊熱を受ける気体は、キャニスタの内部で対流している。内部圧力変動に起因する対流は、原因に対して時間遅れの現象であり、一般的には不安定である。対流により運搬される熱を受けるキャスクの温度変化は、核物質の崩壊の時間変動を忠実に表していないから、対流と核物質崩壊又は放射性物質の放射線放射とに起因する温度の時間変動は、自らが発熱源であるキャニスタの中の核物質崩壊に１対１に対応していない。このような公知のモニタリング装置は、キャスクの内部の物理的状態を検出しているが、リサイクル燃料を直接に密封しているキャニスタの内部の物理的状態を直接的に検出していないから、温度変化の真の原因を捉えることが困難である。
【０００５】
金属製キャスクは、その構造の点で、コンクリート製キャスクに対してその密封性の維持方法が異なる。密封空間の中では、圧力と温度とは近似的にはＰＶ＝ｎＲＴで知られる関係を保持する。温度センサを配置することができる部位を有さないリサイクル燃料保持器では、温度センサに代わり圧力センサを配置することが有効である。金属キャスクでは、圧力センサを配置することができる。一般的には、温度に等価的に対応する圧力センサが温度センサに代えられて用いられる得る。
【０００６】
キャニスタ内部の物理的状態の健全性のより確かな確認が求められる。その健全性の評価には、より高い信頼性が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、キャニスタ内部の物理的状態をより確かに確認してより高い信頼性を担保する技術を確立することができるリサイクル燃料の貯蔵システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００９】
本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムは、貯蔵器（４，４’，５）と、貯蔵器（４，４’）の第１位置に配置される第１物理量計測器（１７）と、第１位置の第１物理量（Ｔ１）に影響を与える第２位置に配置される第２物理量（Ｔ２）を計測する第２物理量計測器（２１）と、第１物理量（Ｔ１）と第２物理量（Ｔ２）との関係に基づいて第１位置の未来物理量を予測する数学的モデルにより貯蔵器（１）の健全性を数値的に且つ統計的に評価する健全性指数を計算する計算器（３）とから構成されている。第１物理量（Ｔ１）と第２物理量（Ｔ２）は、時系列の測定値である。その測定値は、温度又は温度に物理的に一意的に関係する物理量（圧力）である。
【００１０】
第１位置としては、貯蔵器（１，４，４’，５）の表面に含まれる任意の位置が好適に例示される。第２位置としては、貯蔵器（１，４，４’，５）の側面の任意の位置が好適に例示される。この場合、第１位置は第２位置より鉛直方向上方にある。２位置間の物理量（温度）の関係に基づいて、健全性が判断される。２点の温度は、互いに影響を与え合う関係にある。特に、対流が生じる空間中では、下方の点の温度は上方の点の温度に強く影響する。核燃料が放出する熱粒子、γ線は、連鎖反応能力を依然として保持していて、容器内の熱分布は統計的に且つダイナミックに変動するが、長期的には統計的に規則性を持って変動している。その規則性が規定される規則性の範囲にあれば、容器内部は確率統計的に健全性を保持している。貯蔵器（４）の表面の任意の局所領域の物理量（温度）は、その中の他の任意の局所領域の物理量に影響を与える。２点の物理量に基づく統計的数値的判断は、他の点の物理量が組み込まれた統計的判断であり、健全性判断の信頼性が向上する。
【００１１】
第２物理量は圧力の次元を持ち得る。この場合、圧力は温度に物理的に一意に規定される。第２物理量計測器（２１）は密閉空間（５５）の中の第２位置の圧力（Ｐ）を計測する。貯蔵器（４’）は、本体（７’）と、本体（７’）に結合する第１蓋（５４）と、第１蓋（５４）と本体（７’）とにより密封される第２蓋（５３）とから構成され得る。この場合には、第１物理量は第１蓋（５４）の表面温度（Ｔ１）であり、密閉空間（５５）は第１蓋（５４）と第２蓋（５３）とで囲まれる空間である。密閉空間（５５）の中で、温度は圧力に概ね等価である。
【００１２】
貯蔵器（１）は、第１貯蔵器（４）と、第１貯蔵器（４）の内部に収納される第２貯蔵器（５）とから構成され得る。この場合には、第１貯蔵器（４）はキャスクと通称され、第２貯蔵器（５）はキャニスタと通称される。この場合には、第１物理量（Ｔ１）は第２貯蔵器（５）の上面温度であり、第２物理量（Ｔ２）は第２貯蔵器（５）の側面温度である。第１温度である上面温度は、対流により第２温度である側面温度の影響を受ける。計算器（３）は、健全性指数が規定値より大きくなる回数が規定回以上である場合に警報を出力することが好ましい。
【００１３】
本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムは、貯蔵器本体（４）と、貯蔵器本体（４）の内部の密封容器（５）の表面の第１位置に配置される第１物理量計測器（１７）と、その表面の第２位置に配置される第２物理量計測器（２１）と、第１物理量計測器（１７）が計測する第１物理量（Ｔ１）と第２物理量計測器（２１）が計測する第２物理量（Ｔ２）との関係に基づいて第１位置の未来物理量を予測することにより貯蔵器本体（４）の健全性を数値的に且つ統計的に評価する健全性指数を計算する計算器（３）とから構成されている。第１物理量（Ｔ１）と第２物理量（Ｔ２）は、時系列の測定値であり、その測定値は温度又は温度に物理的に一意的に関係する物理量（圧力）である。第１位置は第２位置よりその表面の中で上位又は下位であり得る。
【００１４】
健全性指数は、第１物理量（Ｔ１）と第２物理量（Ｔ２）との差である物理量差の平均（Ｍ）とその物理量差の標準偏差（σ）とに基づいて計算されることは重要である。平均Ｍと標準偏差σとにより確立された統計理論が適用され得る。現在時刻の第１温度が健全性指数（Ｋ１）で定義され、正の数Ｎが用いられて、健全性指数（Ｋ１）が（Ｍ＋Ｎσ）と（Ｍ−Ｎσ）との間にあれば健全であると判断される。このような数値範囲化の統計処理により、健全性を客観的に実行することができる。このような処理は、漏れの開始の後に時間が経過し、漏れが少なくなって容器内が再び安定化した場合の健全性判断に有利である。
【００１５】
第１温度がＴ１で表され、第２温度がＴ２で表され、貯蔵器本体（１）の周囲の環境の温度がＴ３で表され、健全性指数（Ｋ２）は、後述される式で表される重回帰モデルにより計算される。重回帰モデルにより過去の長期間の実績が認められている統計的データに基づいて、より信頼性が高い健全性の判断がより客観的に可能である。現在時刻の第１温度が健全性指数（Ｋ２）で定義され、正の数Ｎが用いられて、前記健全性指数がＮσと−Ｎσとの間にあれば、当該システム又は容器（１）は健全であると判断される。このような処理は、漏れの開始の後に時間が経過し、漏れが少なくなって容器内が再び安定化した場合の健全性判断に有利である。
【００１６】
又は、第１温度がＴ１で表され、第２温度がＴ２で表され、貯蔵器本体（１）の周囲の環境の温度がＴ３で表される。この場合、健全性指数（Ｋ３）は、後述される式（式（４））で表される重回帰モデルにより計算され、健全性指数は予測値Ｔ１’と現実の第１温度Ｔ１との誤差に関する標準偏差σに基づいて計算される。周囲環境の温度が参酌される健全性の判断は、その信頼性が更に向上する。
【００１７】
又は、第１温度がＴ１で表され、第２温度がＴ２で表され、貯蔵器本体（１）の周囲の環境の温度がＴ３で表される。この場合、健全性指数は、後述される式（式（４’））で表される重回帰モデルにより計算される。健全性指数は、予測値Ｔ１’と現実の第１温度Ｔ１との誤差に関する標準偏差σに基づいて計算される。信頼性が更に向上する。
【００１８】
貯蔵器には、貯蔵器本体（４）を密閉的に囲む内部容器（５）が追加され得る。ここで、貯蔵器は二重化され、いわゆるキャスクとキャニスタから構成される。この場合、対流空間（１０）は、キャスク（４）とキャニスタ（５）との間に形成される。内部容器（５）と貯蔵器本体（４）との間に対流空間（１０）が形成され、第１温度計測器（１７）は貯蔵器本体（５）の天井部位（６）の上面の温度を計測し、第２温度計測器（２１）は貯蔵器本体（４）の側壁部位の外側面の温度を計測する。内部容器（５）は通路（９，１１）を介して外界に通じ、第３温度Ｔ３はその外界の温度、いわゆる室温としての気温である。貯蔵器本体（１）は鉛直方向の軸心線に対して線対称であることが好ましい。既述のように二重化されている場合、内部容器（５）はその軸心線に対して線対称であることが好ましい。線対称構造は、対流空間の中の対流の乱流化を抑制し、平均又は標準偏差を用いる統計処理の精度を高くすることができる。
【００１９】
第１温度がＴ１で表され、第２温度がＴ２で表され、健全性指数は、時系列の上の時刻と、第１温度Ｔ１と、第２温度Ｔ２とにより作成される重回帰モデルにより計算され、健全性指数は、予測値Ｔ１’と現実の第１温度Ｔ１との誤差に関する誤差平均であり、誤差平均が有意に零と異なれば健全ではないと判断される。このような統計処理は、漏れが緩やかであり誤差の平均と標準偏差の変化が小さい場合の健全性判断に有利である。
【００２０】
本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムは、貯蔵器本体（１）と、貯蔵器本体（１）の内部のキャニスタ（５）の表面の第１位置に配置される第１温度計測器（１７）と、キャニスタ（５）の外の第２位置に配置される第２温度計測器（２１）と、第１温度計測器（１７）が計測する時系列第１温度（Ｔ１）のうちの特定温度（ｔａ）に対応して第２温度計測器（２１）が計測する時系列第２温度（Ｔｓ）の平均Ｍと標準偏差σを計算する計算器（３）とから構成されている。統計処理の方法は、特定温度（ｔａ）で判断され、統計処理はより簡素であるが、重回帰モデルによらずに高信頼性を保持することができる。このような統計処理は、第２温度が貯蔵器を保管する保管空間の気温である場合に特に適正であり、昼間と夜間のような時間帯別の温度変化傾向がより強い場合の健全性をより有効に判断することができる。
【００２１】
本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムは、貯蔵器（４’）と、貯蔵器（４’）の表面の上の第１位置に配置され第１位置の第１物理量Ｔ１を計測する第１物理量計測器（５８）と、貯蔵器（４’）の中の密封空間（５５）の中にあり第１位置の物理量Ｔ１に影響を与える第２位置に配置され第２位置の第２物理量Ｔ２を計測する第２物理量計測器（５７）と、貯蔵器（４’）の外にあり第１物理量Ｔ１と第２物理量Ｔ２に影響を与える第３位置に配置され第３位置の第３物理量Ｔ３を計測する第３物理量計測器（２４）と、第１物理量Ｔ１と第２物理量Ｔ２と第３物理量Ｔ３との関係に基づいて健全性指数を計算する計算器（３）とから構成されている。第１物理量Ｔ１と第２物理量Ｔ２と第３物理量Ｔ３とは、時系列の測定値であり、その測定値は温度又は温度に物理的に一意的に関係する物理量であり、健全性指数は、下記式で表される重回帰モデル：
Ｔ’１＝ａ０＋ａ１Ｔ１＋ａ２Ｔ２＋ａ３Ｔ３＋ａ４（Ｔ２−Ｔ１）（ｔｓ−ｊ）＋ａ５（Ｔ３−Ｔ１）（ｔｓ−ｋ）＋ａ６（Ｔ３−Ｔ２）（ｔｓ−ｌ）
ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６：モデルに固有であり零又は零でない係数でありこれら６つのうちの３つは零ではない。
Ｔ’１（ｔｓ＋１）：第１物理量の未来時刻ｔｓ＋１の予測値
ｔｓ：時系列の最新時刻
（Ｔ２−Ｔ１）（ｔｓ−ｊ）：時系列の上で時刻ｔｓよりｊ番目に過去である時刻における第１物理量と第２物理量の物理量差
（Ｔ３−Ｔ１）（ｔｓ−ｋ）：時系列の上で時刻ｔｓよりｋ番目に過去である時刻における第１物理量と第３物理量の物理量差
（Ｔ３−Ｔ２）（ｔｓ−ｌ）：時系列の上で時刻ｔｓよりｌ番目に過去である時刻における第３物理量と第１物理量の物理量差
により計算される。更に、健全性指数は、予測値Ｔ’１と現実の第１物理量Ｔ１との関係に基づいて計算される。このような式の右辺の複数項のうちの任意に組み合わされる複数項の相関により、貯蔵器の種類に適合して最適切な物理量予測が実行され得る。
【００２２】
健全性指数は、予測値Ｔ’１と現実の第１物理量Ｔ１との誤差に関する標準偏差σに基づいて計算されることは既述の通りである。第１物理量と第３物理量は温度であり、第２物理量は圧力であり得る。
【００２３】
既述の多様な統計処理方法は、その全部又はその一部が組み合わせられて実施されることにより、多様な物理的状態遷移に対して適正に対応することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による原子力のリサイクル燃料の貯蔵システムは、貯蔵器が健全性確認装置とともに設けられている。その貯蔵器１は、図１に示されるように、温度計測系２を介して、健全性確認装置３に接続している。貯蔵器１は、コンクリート製の外側保護筒（キャスクといわれる）４と炭素鋼製の内部容器（キャニスタといわれる）５とから構成されている。キャスク４は、上蓋６と円筒壁７と下蓋８とから形成されている。上蓋６と円筒壁７との間には、複数の上側空気流通路９が形成されている。複数の上側空気流通路９は、非対称対流生成抑制のために、キャスク４の中心鉛直線に対して対称に形成されている。下蓋８と円筒壁７との間には、複数の下側空気流通路１１が形成されている。複数の下側空気流通路１１は、非対称対流生成抑制のために、キャスク４の中心鉛直線に対して対称に形成されている。キャスク４とキャニスタ５との間の空間は、対流が生成される対流空間１０である。
【００２５】
キャニスタ５は、キャスク４の下蓋８の上面に安定的に載置されている。キャニスタ５は、リサイクル燃料１２を収納している。リサイクル燃料１２は、バスケットに収納された状態でキャニスタ５に収容されている。リサイクル燃料１２の内部には、ガス強制循環路１３が形成されている。キャニスタ５の内部に充填されているガスとしては、Ｈｅガスが好適に用いられる。そのＨｅガスは、ガス強制循環路１３に導入され、リサイクル燃料１２が生成する熱を奪ってその熱をキャニスタ５の中に均一に分散させる。
【００２６】
温度計測系２は、第１温度計測系１４と第２温度計測系１５と第３温度計測系１６とから構成されている。第１温度計測系１４は、第１温度計測器１７と第１温度信号線１８とから構成されている。第１温度計測器１７が計測する温度は、第１電気信号１９に変換され第１温度信号線１８を介して健全性確認装置３に送信される。第２温度計測系１５は、第２温度計測器２１と第２温度信号線２２とから構成されている。第２温度計測器２１が計測する温度は、第２電気信号２３に変換され第２温度信号線２２を介して健全性確認装置３に送信される。第３温度計測系１６は、第３温度計測器２４と第３温度信号線２５とから構成されている。第３温度計測器２４が計測する温度は、第３電気信号２６に変換され第３温度信号線２５を介して健全性確認装置３に送信される。
【００２７】
第１温度計測器１７は、キャニスタ５の高位側の位置、特に、キャニスタ５の天井壁の上面の温度を直接に測定する。第１電気信号１９は、キャニスタ５の低位側の位置、特に、キャニスタ５の側壁の外側面の中位の位置の温度を直接に測定する。第３温度計測器２４は、キャスク１を保管している保管室（図示されず）の内部の定点の室温（気温）を直接に測定する。キャニスタ５の温度を計測する温度計測器は、２つに限られず、更に多くが追加的に配置され得る。そのように追加される温度計測器は、既述の中位の位置よりも高い位置又はそれより低い位置の温度を測定するために配置される。
【００２８】
健全性確認装置３は、第１温度算出器２７と第２温度算出器２８と第３温度算出器２９とを形成している。第１温度算出器２７は、第１電気信号１９を第１温度Ｔ１に変換してその温度Ｔ１を出力する。第２温度算出器２８は、第２電気信号２３を第２温度Ｔ２に変換してその温度Ｔ２を出力する。第３温度算出器２９は、第３電気信号２６を第３温度Ｔ３に変換してその温度Ｔ３を出力する。第１温度Ｔ１は、時系列第１温度Ｔ１｛Ｔ１（ｔｓ），Ｔ１（ｔｓ−１），・・・，Ｔ１（ｔｓ−ｎ）｝として計測されている。第２温度Ｔ２は、時系列第２温度Ｔ２｛Ｔ２（ｔｓ），Ｔ２（ｔｓ−１），・・・，Ｔ２（ｔｓ−ｎ）｝として計測されている。第３温度Ｔ３は、時系列第３温度Ｔ３｛Ｔ３（ｔｓ），Ｔ３（ｔｓ−１），・・・，Ｔ３（ｔｓ−ｎ）｝として計測されている。それらの時刻列の長さとして、共通の１週間が適正に例示される。時系列上で隣り合う時刻の時間幅として、３０分が適正に例示される。
【００２９】
健全性確認装置３は、温度差計算器３１を形成している。時系列第１温度Ｔ１と時系列第２温度Ｔ２は、温度差計算器３１に入力する。健全性確認装置３は、更に、同一時刻の時系列第１温度Ｔ１と時系列第２温度Ｔ２との温度差（Ｔ２−Ｔ１）を計算する。健全性確認装置３は、更に、平均・標準偏差計算器３２を形成している。温度差（Ｔ２−Ｔ１）は、温度差計算器３１から出力されて平均・標準偏差計算器３２に入力する。平均・標準偏差計算器３２は、温度差（Ｔ２−Ｔ１）に関する温度差平均Ｍと、温度差（Ｔ２−Ｔ１）に関する温度差標準偏差σとを計算する。
【００３０】
健全性確認装置３は、更に、第１健全性指標を計算する第１健全性指標計算器３３を形成している。温度差平均ｍと温度差標準偏差σとは、平均・標準偏差計算器３２から出力されて第１健全性指標計算器３３に入力する。第１健全性指標計算器３３は、上側平均偏差複合値ｍσ（＋）と下側平均偏差複合値ｍσ（−）を計算する：
ｍσ（＋）＝Ｍ＋Ｎσ・・・（１−１）
ｍσ（−）＝Ｍ−Ｎσ・・・（１−２）
第１健全性指標Ｋ１は、現実に計測される現在時刻の第１温度として（同定されて）下記式で定義される：
ｍσ（−）＜Ｋ１＜ｍσ（＋）
ここで、Ｋ１はｍσ（＋）とｍσ（−）を含むことができる。式（１−１，２）に表現されている数Ｎは、正の数である。Ｎとして、経験則的に２又は３が適正である。
【００３１】
第１健全性指標計算器３３は、第１健全性指標Ｋ１が存在すれば、第１健全性存在信号３４を出力する。第１健全性指標計算器３３は、第１健全性指標Ｋ１が存在しなければ、第１健全性不存在信号３５を出力する。健全性確認装置３は、更に、第１健全性存在不存在報知器３６を形成している。第１健全性存在信号３４又は健全性不存在信号３５は、第１健全性存在不存在報知器３６に入力する。第１健全性存在不存在報知器３６は、第１健全性存在信号３４に基づいて青色ランプ（図示されず）を点灯する。又は、第１健全性存在不存在報知器３６は、第１健全性不存在信号３５に基づいて赤色ランプ（図示されず）を点灯し、且つ、警報音を発生する。
【００３２】
第１健全性指標計算器３３は、健全性存在状態から健全性不存在状態に移行する第１遷移回数を計数する。健全性存在状態から健全性不存在状態に移行する間に、第１遷移区間が設けられることが好ましい。第１健全性不存在信号３５は、第１遷移回数Ｍ１（例示：３）を越えてＭ１＋１にならない限り第１健全性指標計算器３３から出力されないことが好ましい。
【００３３】
リサイクル燃料１２の熱発生分布の存在により、キャニスタ５の中の温度分布状態はダイナミックに変動している。温度分布状態の変動により、キャニスタ５の内圧はダイナミックに変化して、キャニスタ５の内部でＨｅガスの不規則な対流が発生する。第１温度Ｔ１のうちの瞬間値が平均値から大きくずれることは、偶然的に（非線形現象的に）あり得ることであり、その温度計測位置が温度状態として異常であると判断することは不適正である。第１温度Ｔ１は、対流の存在により、下側の計測点の第２温度Ｔ２の影響を受けやすい。両温度差が瞬間的に平均から大幅にずれることは、偶然的にあり得ることであり、キャニスタ５の内部のいずれかの領域が温度状態として異常であると判断することは不適正である。温度差平均と温度差標準偏差とを２変数とする経験則的関数式（実験式）は、経験則的に局所的異常点の存在を高確率で予測することができる。
【００３４】
健全性確認装置３は、更に、重回帰モデル作成器３７を構成している。時系列第１温度Ｔ１は、時系列第２温度Ｔ２と時系列第３温度Ｔ３とともに重回帰モデル作成器３７に入力する。重回帰モデル作成器３７のハード部分には、重回帰モデルが記載されている。重回帰モデルは、次式で表される：
Ｔ’１（ｔｓ＋１）＝ａ０＋ａ１Ｔ３（ｔｓ−ｊ）＋ａ２Ｔ２（ｔｓ−ｋ）・・・（２）
式（２）は、時々刻々に更新され続ける。ここで、（ｔｓ−ｊ）は、既述の時刻列｛ｔｓ，ｔｓ−１，・・・，ｔｓ−ｎ｝のうちの最新時刻ｔｓ（例示：現在時刻）からｊ番目に過去である時刻を示し、（ｔｓ−ｋ）は、時刻列｛ｔｓ，ｔｓ−１，・・・，ｔｓ−ｎ｝のうちの最新時刻からｋ番目に過去である時刻を示している。Ｔ３は時刻（ｔｓ−ｊ）の気温（第３温度）Ｔ３を示し、Ｔ２は時刻（ｔｓ−ｋ）の第２温度（キャニスタ５の中位の位置の温度）を示している。Ｔ’１（ｔｓ＋１）は、未来時刻の第２温度Ｔ１に対応する第２温度対応予測値を示している。式（１）の右辺の第１項は、重回帰モデルの定数項である。ａ１とａ２は、重回帰係数である。
【００３５】
式（２）のモデルは、過去の長期のデータに基づき、３つの係数ａ１，ａ２，ａ３が重回帰分析により算出される。式（２）は、気温と下位側の計測点の第２温度Ｔ１とが参酌されて上位側の計測点の第１温度Ｔ’１を予測するモデルとして妥当である。過去の温度の２つの計測時刻（ｔｓ−ｊ）と（ｔｓ−ｋ）は、２つの計測点の過去の温度が現在時刻の第１温度Ｔ１に影響する時間遅れの程度として経験則的に規定されている。図２は、式（２）のグラフ表現である。
【００３６】
図３は、モデルに基づく予測値Ｔ’１とモデル化時に用いた実測値Ｔ１とから標準偏差を計算するための誤差を示している。図で、実線は実測値Ｔ１を示し、点線は予測値Ｔ’１を示している。時刻ｔｉでは実測値Ｔ１は予測値Ｔ’１より大きく、時刻（ｔｉ−１）では実測値Ｔ１は予測値Ｔ’１より小さく、時刻（ｔｉ−２）では実測値Ｔ１は予測値Ｔ’１より大きい。重回帰モデル作成器３７は、時刻列｛ｔｓ，・・・，ｔｓ−ｎ｝の全時刻で誤差（Ｔ’１−Ｔ１）を計算する。
【００３７】
健全性確認装置３は、標準偏差計算器３８を更に構成している。誤差（Ｔ’１−Ｔ１）は、標準偏差計算器３８に入力する。標準偏差計算器３８は、（ｎ＋１）個の誤差（Ｔ’１−Ｔ１）に関して予測誤差標準偏差σを計算する。健全性確認装置３は、更に、第２健全性指標計算器３９を構成している。予測誤差標準偏差σは、第２健全性指標計算器３９に入力する。第２健全性指標計算器３９は、第２健全性指標Ｋ２を計算する。第２健全性指標計算器３９は、上側予測誤差標準偏差ｍσ（＋）と下側予測誤差標準偏差ｍσ（−）とを計算する。
ｍσ（＋）＝Ｍ＋Ｎσ・・・（３−１）
ｍσ（−）＝Ｍ−Ｎσ・・・（３−２）
第２健全性指標Ｋ２は、現在時刻の現実の第１温度として、下記式で定義される：
ｍσ（−）＜Ｋ２＜ｍσ（＋）
ここで、Ｋ２はｍσ（＋）とｍσ（−）を含むことができる。式（３−１，２）に表現されている数Ｎは、正の数である。Ｎとして、経験則的に２又は３が適正である。
【００３８】
第２健全性指標計算器３９は、第２健全性指標Ｋ２が存在すれば、第２健全性存在信号４１を出力する。第２健全性指標計算器３９は、第２健全性指標Ｋ２が存在しなければ、第２健全性不存在信号４２を出力する。健全性確認装置３は、更に、第２健全性存在不存在報知器４３を形成している。第２健全性存在信号４１又は第２健全性不存在信号４２は、第２健全性存在不存在報知器４３に入力する。第２健全性存在不存在報知器４３は、第２健全性存在信号４１に基づいて青色ランプ（図示されず）を点灯する。又は、第２健全性存在不存在報知器４３は、第２健全性不存在信号４２に基づいて赤色ランプ（図示されず）を点灯し、且つ、警報音を発生する。
【００３９】
第２健全性指標計算器３９は、健全性存在状態から健全性不存在状態に移行する第２遷移回数を計数する。健全性存在状態から健全性不存在状態に移行する間に、第２遷移区間が設けられることが好ましい。第２健全性不存在信号４２は、第２遷移回数Ｍ１（例示：３）を越えてＭ１＋１にならない限り第２健全性指標計算器３９から出力されないことが好ましい。
【００４０】
重回帰モデル作成器３７に記述されているモデルは、式（２）に代えられて、下記の式（４）が選択的に用いられる。
Ｔ’１（ｔｓ＋１）＝ａ０’＋ａ１’Ｔ３（ｔｓ−ｊ）＋ａ２’（Ｔ２−Ｔ１）（ｔｓ−ｋ）・・・（４）
式（４）は、時々刻々に更新され続ける。ここで、（ｔｓ−ｊ）と（ｔｓ−ｋ）は、式（２）に同じように既述の通りである。Ｔ２とＴ３は、式（２）に同じように既述の通りである。式（４）の右辺の第３項は、式（２）の右辺の第３項と異なっている。式（４）のその第３項は、式（２）のその第３項のＴ２に代えられて、（Ｔ２−Ｔ１）が用いられている。Ｔ’１（ｔｓ＋１）は、未来時刻の第２温度Ｔ１に対応する第２温度対応予測値を示している。ａ０’とａ１’とａ２’は、重回帰係数である。
【００４１】
式（４）のモデルは、過去の長期のデータに基づき、３つの係数ａ１’，ａ２’，ａ３’が重回帰分析により算出される。式（４）は、気温と、下位側の計測点の第２温度Ｔ１と上位側の計測点の第１温度Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）が参酌されている。温度落差が参酌されることにより、第２温度の影響が緩やかに第１温度Ｔ１に影響する現象をより正確に捉えることができる。モデルに基づく予測値Ｔ’１とモデル化時に用いた実測値Ｔ１とから標準偏差を計算する点は、式（２）のモデルに同じである。式（２）の形態の標準偏差計算器３８と第２健全性指標計算器３９と第１健全性存在不存在報知器４３とから構成される健全性判断は、実施の式（４）の形態に共通している。
【００４２】
式（４）は、更に高信頼度が次式（４’）により与えられる。
Ｔ’１（ｔｓ＋１）＝ａ０’＋ａ１’Ｔ３（ｔｓ−ｊ）＋ａ２’（Ｔ２−Ｔ１）（ｔｓ−ｋ）＋ａ３（Ｔ３−Ｔ１）（ｔｓ−ｌ）・・・（４’）
式（４’）では、式（４）の右辺に更に第４項が付加されている。その第４項は、ａ３（Ｔ３−Ｔ１）（ｔｓ−ｌ）で与えられ、上位側位置の第１温度Ｔ１と気温Ｔ３の温度差が第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２の温度差とともに健全性判断のために参酌される。式（４’）に基づいて、既述の温度差標準偏差σが計算され、第３健全指標Ｋ３が求められる計算過程は、重回帰モデル作成器３７と標準偏差計算器３８とにより第１健全性指標Ｋ１と第２健全性指標Ｋ２を計算する過程に全く同じである。この場合、第２温度算出器２８が出力する第２温度Ｔ２は、第３温度算出器２９が出力する第３温度（気温）Ｔ３とともに重回帰モデル作成器３７に入力される。このような２つの温度差の参酌は、健全性判断の信頼性を更に高くすることができる。
【００４３】
式（２）に基づく第１健全性指標Ｋ１と式（４）に基づく第２健全性指標Ｋ２と式（４’）に基づく第３健全性指標Ｋ３について、それらの指標有意性をそれぞれに判断することが重要である。その指標有意性は、予測値と実測値の差である誤差（Ｔ’１−Ｔ１）の平均により有効に判断される。モデル作成は、誤差の平均が零になる係数ａ１〜ａ３の決定である。このように作成された式（２）又は式（３）のモデルに従って行われる現実の監視運転で、誤差平均Ｍが算出される。正常時には誤差平均Ｍの期待値は零であるが、異常時には、誤差平均Ｍは零と有意に異なる場合がある。：
｜Ｍ−０｜＞０・・・・（５）
【００４４】
図４に示されるように、異常があれば、誤差は時間経過とともに増大する傾向が明らかに存在する。図５に示されるように、モデル作成時の誤差分布は、誤差が零である基準線に対して対称的であるが、実運転の長期間の経過とともに、その誤差分布の中心線は、点線表示楕円線で示されるように、誤差平均Ｍが零ではない値にシフトする。この誤差平均Ｍが統計的に有意に（信頼度は例えば９５％又は９９％）零と異なれば、異常の発生が強く示唆される。
【００４５】
図６は、特定気温を重視して信頼性低下度を知る表面温度領域を示している。図６で、横軸は気温Ｔａ（＝Ｔ３）を示し、縦軸は表面温度（第１温度Ｔ１）を示している。気温Ｔａ（微小温度範囲にある気温）に関して、既述の量（Ｍ±Ｎσ）が計算される。気温Ｔａに対応する表面温度Ｔｓが、次式で段階的に表示される。
Ｔａ：Ｍ−Ｎσ＜Ｔｓ＜Ｍ＋Ｎσ・・・（６）
式（６）で表される範囲は、縦軸に平行である線分Ｌで表されている。Ｔｓがこの範囲Ｌにあれば、高信頼性が保持されている。Ｔｓがこの範囲Ｌから外れれば、高信頼性が失われつつあり、警報が発生される。範囲Ｌは、気温Ｔ３（＝Ｔａ）の関数であり、そのような関数は一般的に楕円領域である。楕円領域の中は高信頼性保持を示し、楕円領域の外は高信頼性喪失移行を示している。
【００４６】
下位側位置の温度変化は、特に漏れに起因する圧力変動に対応する対流に起因して、上位側位置の温度変化に影響し、且つ、キャニスタ又はキャスクの外部の温度、特に、保管室の気温は下位側位置の温度変化を介して上位側位置の温度に影響する。このような２つの温度因子と２つ又は３つの温度差とが参酌される温度変化の予測は、単一点の温度と単一点の温度差とに基づく温度変化予測に比べて、統計的には格段にその信頼性が向上し、放射性廃棄物の保管の信頼性が向上する。
【００４７】
図７は、本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムの実施の他の形態を示している。実施の本形態では、キャニスタはなく、キャスクのみで形成されている。実施の本形態のキャスク４’は、金属製であり、それの内部にキャニスタは存在しない。キャスク４’は、上蓋６’と円筒壁７’と底部８’とから形成されている。円筒壁７’と底部８’とは金属製の一体的物体であり、上蓋６’と円筒壁７’との間には密閉構造が介設されている。その密閉構造は、第１金属ガスケット５１と第２金属ガスケット５２とから構成されている。
【００４８】
上蓋６’は、円筒壁７’の輪形状の上面に密着してキャスク４’の内部空間を完全的に密閉する一次蓋５３と、円筒壁７’の輪形状の上面に密着してキャスク４’の内部空間を更に完全的に密閉する二次蓋５４とから構成されている。二次蓋５４は、一次蓋５３の外側に配置されている。一次蓋５３は、円筒壁７’と二次蓋５４とにより完全的に密閉される内部空間の中に配置されている。第１金属ガスケット５１は、二次蓋５４の下面と円筒壁７’の上面とが接合する密着面の間に介設されるシール部材である。第２金属ガスケット５２は、一次蓋５３の下面と円筒壁７’の上面とが接合する密着面の間に介設されるシール部材である。
【００４９】
一次蓋５３と二次蓋５４との間に、蓋間空間５５が積極的に（設計的に）設けられている。蓋間空間５５に４気圧程度の気圧でＨｅガスが封入されている。第２金属ガスケット５２に性能劣化が生じた場合には、高圧のＨｅガスがリサイクル燃料貯蔵室５６に流れ込み、リサイクル燃料貯蔵室５６の中の放射性物質が第２金属ガスケット５２を介して流出することはない。第１金属ガスケット５１に性能劣化が生じた場合には、高圧のＨｅガスが大気中（当該キャスクを保管している貯蔵施設の中の空気）に流れ込み、蓋間空間５５の中の放射性物質が大気中に流出することはない。
【００５０】
一次蓋５３の上面側に圧力計５７が配置されて設けられている。圧力計５７は、蓋間空間５５の中のＨｅガスの圧力を計測する。温度センサ５８は、二次蓋５４の外側面である表面の表面温度を計測する。二次蓋５４は、一次蓋５３にボルトを介して結合され、二次蓋５４は一次蓋５３に対して着脱可能であり、圧力計５７は交換可能に配置されている。
【００５１】
リサイクル燃料貯蔵室５６の中のリサイクル燃料が生成する熱は、一次蓋５３を介して蓋間空間５５の中のＨｅガスに伝達される。一次蓋５３の中の状態を示す熱は、二次蓋５４の内部を伝達して二次蓋５４の表面側に伝達する。その表面温度は、温度センサ５８により計測されて、図１に示される既述の第１電気信号１９に相当する電気信号に変換され第１温度信号線１８に相当する信号線１８を介して第１温度算出器２７に入力される。その表面温度は、既述のＴ１に対応する。蓋間空間５５の中の圧力Ｐは、圧力計５７により計測されて、図１に示される既述の第２電気信号２２に相当する電気信号に変換され第２温度信号線１８に相当する信号線１８を介して第２温度算出器２８に入力される。その圧力Ｐは、既述のＴ２に対応する。
【００５２】
既述の式（２），（４），（４’）は、それぞれに、Ｔ２がＰに読み替えられて、下記式（２−１），（４−１），（４’−１）に読み換えられる。

ここで、係数ａ０，ａ１，ａ２，ａ３は新たな係数として読み替えられる。温度Ｔ３は、既述の式（２），（４），（４’）と読替え後の式（２−１），（４−１），（４’−１）とで共通である。式（２−１），（４−１），（４’−１）で、ｋは圧力Ｐから温度に変換する次元変換係数である。近似的に、ＰＶ＝ｎＲＴであるから、蓋間空間５５の中の圧力は、温度に読み替えられることが可能である。
【００５３】
圧力と温度が近似的に等価変換され得る状態で圧力又は温度が計測される場合には、計測される３つの温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と１つの予測温度Ｔ’の４つの温度を要素とする集合の任意の個数の要素又は元は、圧力に読み替えられ得る。既述の重回帰モデルは、例示的に、次式で表される重回帰モデルに変更され得る。：

【００５４】
重回帰モデルは、一般的に次式で表現される。
Ｔ’１＝ａ０＋ａ１Ｔ１＋ａ２Ｔ２＋ａ３Ｔ３＋ａ４（Ｔ２−Ｔ１）（ｔｓ−ｊ）＋ａ５（Ｔ３−Ｔ１）（ｔｓ−ｋ）＋ａ６（Ｔ３−Ｔ２）（ｔｓ−ｌ）
ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６は、モデルに固有であり零又は零でない係数であり、これら６つのうちの３つは零ではない。変数Ｔは、温度又は温度に等価である他の物理量を示す。Ｔ’１（ｔｓ＋１）は、第１物理量の未来時刻ｔｓ＋１の予測値であり、ｔｓは時系列の最新時刻であり、（Ｔ２−Ｔ１）（ｔｓ−ｊ）は時系列の上で時刻ｔｓよりｊ番目に過去である時刻における第１物理量と第２物理量の物理量差であり、（Ｔ３−Ｔ１）（ｔｓ−ｋ）は時系列の上で時刻ｔｓよりｋ番目に過去である時刻における第１物理量と第３物理量の物理量差であり、（Ｔ３−Ｔ２）（ｔｓ−ｌ）は時系列の上で時刻ｔｓよりｌ番目に過去である時刻における第３物理量と第１物理量の物理量差である。
【００５５】
温度Ｔが圧力Ｐに読み替えられ場合には、図２と図３と図６の縦軸は、圧力を示すが、Ｔ＝ｋＰであり、次元定数ｋが用いられて、図２と図３と図６の縦軸はそのままに温度又は圧力を示す。
【００５６】
互いに影響しあう複数点位置の物理量のダイナミックな変動は、統計的にある程度の精度で長期的に法則化されるが、核燃料貯蔵器の中の非線形現象の特異な現象は、ある程度の精度で経験則的に知られている長期的法則から外れることがあり得る。そのような特異な現象は、異常現象であることがあり得るので、そのような異常現象の予測は、核燃料貯蔵のために重要である。既述のモデルは、密封機能と遮蔽機能と臨界防止機能と除熱機能とを合わせ持つ核燃料貯蔵器の異常現象の予知の精度を格段に向上させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムは、異常現象発生の未来予測が可能であり、信頼性が統計的に格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムの実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】図２は、温度の時間的部分を示すグラフである。
【図３】図３は、誤差を示すグラフである。
【図４】図４は、偏差の時間的変動を示すグラフである。
【図５】図５は、誤差の分布を示すグラフである。
【図６】図６は、表面温度と気温的分布を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明によるリサイクル燃料の貯蔵システムの実施の他の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…貯蔵器
３…計算器
４…貯蔵器
４’…貯蔵器
５…貯蔵器
７’…本体
１７…第１物理量計測器
２１…第２物理量計測器
５３…第２蓋
５４…第１蓋
５５…密閉空間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a recycled fuel storage system, and more particularly, to a recycled fuel storage system for evaluating and monitoring the health of recycled fuel storage.
[0002]
[Prior art]
Recycled fuel discharged from a nuclear reactor is required to be stored for a long period in a sealed manner. A cask is used for its sealed storage. The cask includes a cask exclusively for storage and a cask exclusively for transportation. As a cask, a concrete cask and a metal cask are known. Concrete casks have built-in canisters. The canister stores recycled fuel. The concrete wall that forms the body of the cask shields radiation. The metal cask itself has radiation shielding properties and can be used for storage and transportation. The recycled fuel inside the canister or cask is located in an atmosphere of gas, especially helium gas. It is required that the soundness of the sealing between the inside of the canister and the outside of the canister or the sealing of the cask be known with high accuracy.
[0003]
To monitor such health, it is important to know the helium gas leak. Knowing the leakage of helium gas is technically difficult. A technique for indirectly detecting the leakage of helium gas is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-48898. The technique is a cask monitoring device that detects a sealed state of a cask by obtaining a temporal distribution of pressure and temperature around the cask.
[0004]
The gas that receives the heat of decay of nuclear material inside the canister is convected inside the canister. Convection caused by internal pressure fluctuation is a phenomenon that is delayed with respect to the cause and is generally unstable. Since the temperature change of the cask receiving the heat carried by convection does not faithfully represent the time variation of nuclear material decay, the time variation of temperature due to convection and nuclear material decay or radioactive radiation is: They do not have a one-to-one response to nuclear material decay in the canister, which is the source of heat. Such known monitoring devices detect the physical condition inside the cask, but do not directly detect the physical condition inside the canister that directly seals the recycle fuel, and therefore, the temperature is low. It is difficult to capture the true cause of change.
[0005]
A metal cask differs in the structure from the concrete cask in the method of maintaining the airtightness. Within the enclosed space, pressure and temperature approximately hold the relationship known as PV = nRT. In a recycled fuel holder that does not have a portion where a temperature sensor can be arranged, it is effective to dispose a pressure sensor instead of a temperature sensor. In a metal cask, a pressure sensor can be located. Generally, a pressure sensor equivalently corresponding to temperature can be used instead of a temperature sensor.
[0006]
More certain confirmation of the soundness of the physical state inside the canister is required. Higher reliability is required for the evaluation of its soundness.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a storage system for recycled fuel that can establish a technology for ensuring the physical state inside a canister more reliably and ensuring higher reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem are expressed as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of embodiments of the embodiments or the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the embodiments. Corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.
[0009]
A storage system for recycled fuel according to the present invention includes a storage device (4, 4 ', 5), a first physical quantity measuring device (17) arranged at a first position of the storage device (4, 4'), A second physical quantity measuring device (21) for measuring a second physical quantity (T2) arranged at a second position affecting the first physical quantity (T1) of the position, a first physical quantity (T1) and a second physical quantity (T2) And (3) calculating a health index for numerically and statistically evaluating the health of the storage (1) by a mathematical model for predicting the future physical quantity of the first position based on the relationship It is composed of The first physical quantity (T1) and the second physical quantity (T2) are time-series measured values. The measured value is a temperature or a physical quantity (pressure) physically uniquely related to the temperature.
[0010]
As the first position, an arbitrary position included in the surface of the reservoir (1, 4, 4 ', 5) is preferably exemplified. As the second position, an arbitrary position on the side surface of the storage (1, 4, 4 ', 5) is preferably exemplified. In this case, the first position is vertically above the second position. Soundness is determined based on the relationship between physical quantities (temperatures) between the two positions. The two temperatures are in a relationship affecting each other. In particular, in a space where convection occurs, the temperature at the lower point strongly influences the temperature at the upper point. The thermal particles and gamma rays emitted by nuclear fuel still retain the chain reaction ability, and the heat distribution in the vessel fluctuates statistically and dynamically, but in the long term, fluctuates with statistical regularity are doing. If the regularity is within the specified regularity range, the inside of the container is stochastically sound. The physical quantity (temperature) of any local area on the surface of the reservoir (4) affects the physical quantity of any other local area therein. The statistical numerical determination based on the physical quantities at two points is a statistical determination incorporating the physical quantities at other points, and the reliability of the soundness determination is improved.
[0011]
The second physical quantity may have a dimension of pressure. In this case, the pressure is physically uniquely defined by the temperature. The second physical quantity measuring device (21) measures a pressure (P) at a second position in the closed space (55). The reservoir (4 ') has a body (7'), a first lid (54) coupled to the body (7 '), and a second lid (54) sealed by the first lid (54) and the body (7'). And a lid (53). In this case, the first physical quantity is the surface temperature (T1) of the first lid (54), and the closed space (55) is a space surrounded by the first lid (54) and the second lid (53). . In the enclosed space (55), the temperature is approximately equivalent to the pressure.
[0012]
The storage device (1) may include a first storage device (4) and a second storage device (5) housed inside the first storage device (4). In this case, the first reservoir (4) is commonly called a cask and the second reservoir (5) is commonly called a canister. In this case, the first physical quantity (T1) is the upper surface temperature of the second storage (5), and the second physical quantity (T2) is the side temperature of the second storage (5). The upper surface temperature, which is the first temperature, is affected by the side surface temperature, which is the second temperature, due to convection. It is preferable that the calculator (3) outputs an alarm when the number of times the soundness index becomes larger than the specified value is equal to or more than the specified number.
[0013]
A storage system for a recycled fuel according to the present invention comprises a first physical quantity measuring device (17) disposed at a first position on a surface of a reservoir body (4) and a sealed container (5) inside the reservoir body (4). And a second physical quantity measuring instrument (21) arranged at a second position on the surface thereof, and a first physical quantity (T1) and a second physical quantity measuring instrument (21) measured by the first physical quantity measuring instrument (17). Calculating a health index for numerically and statistically evaluating the health of the reservoir body (4) by predicting a future physical quantity at the first position based on a relationship with the second physical quantity (T2) to be performed. (3). The first physical quantity (T1) and the second physical quantity (T2) are time-series measured values, and the measured values are temperatures or physical quantities (pressures) physically uniquely related to the temperature. The first position may be higher or lower in the surface than the second position.
[0014]
It is important that the soundness index is calculated based on the average (M) of the physical quantity difference, which is the difference between the first physical quantity (T1) and the second physical quantity (T2), and the standard deviation (σ) of the physical quantity difference. It is. The statistical theory established by the mean M and the standard deviation σ can be applied. The first temperature at the current time is defined by the soundness index (K1), a positive number N is used, and if the soundness index (K1) is between (M + Nσ) and (M−Nσ), the soundness is good. It is determined that there is. Through such statistical processing of numerical range conversion, soundness can be objectively executed. Such a process is advantageous for soundness determination in a case where time has elapsed after the start of the leak, the leak has decreased, and the inside of the container has stabilized again.
[0015]
The first temperature is represented by T1, the second temperature is represented by T2, the temperature of the environment around the reservoir body (1) is represented by T3, and the soundness index (K2) is represented by a formula described later. Calculated by the multiple regression model. A more reliable judgment of soundness can be made more objectively based on statistical data for which long-term performance in the past is recognized by the multiple regression model. If the first temperature at the current time is defined by a soundness index (K2) and a positive number N is used and the soundness index is between Nσ and −Nσ, the system or the container (1) is Determined to be healthy. Such a process is advantageous for soundness determination in a case where time has elapsed after the start of the leak, the leak has decreased, and the inside of the container has stabilized again.
[0016]
Alternatively, the first temperature is represented by T1, the second temperature is represented by T2, and the temperature of the environment around the reservoir body (1) is represented by T3. In this case, the soundness index (K3) is calculated by a multiple regression model represented by an expression (Equation (4)) described later, and the soundness index is an error between the predicted value T1 ′ and the actual first temperature T1. Calculated based on the standard deviation σ of Judgment of soundness in which the temperature of the surrounding environment is taken into consideration further improves the reliability.
[0017]
Alternatively, the first temperature is represented by T1, the second temperature is represented by T2, and the temperature of the environment around the reservoir body (1) is represented by T3. In this case, the soundness index is calculated by a multiple regression model represented by a formula (formula (4 ′)) described later. The soundness index is calculated based on a standard deviation σ relating to an error between the predicted value T1 ′ and the actual first temperature T1. Reliability is further improved.
[0018]
An internal container (5) may be added to the reservoir to hermetically surround the reservoir body (4). Here, the reservoir is duplexed and is composed of a so-called cask and canister. In this case, the convection space (10) is formed between the cask (4) and the canister (5). A convection space (10) is formed between the inner container (5) and the reservoir main body (4), and the first temperature measuring device (17) measures the temperature of the upper surface of the ceiling part (6) of the reservoir main body (5). Is measured, and the second temperature measuring device (21) measures the temperature of the outer surface of the side wall portion of the reservoir body (4). The inner container (5) communicates with the outside via the passages (9, 11), and the third temperature T3 is the temperature of the outside, that is, the so-called room temperature. The reservoir body (1) is preferably line-symmetric with respect to the vertical axis. When the inner container (5) is duplexed as described above, it is preferable that the inner container (5) is line-symmetric with respect to its axis. The line symmetric structure can suppress the turbulence of the convection in the convection space and increase the accuracy of the statistical processing using the average or the standard deviation.
[0019]
The first temperature is represented by T1, the second temperature is represented by T2, and the soundness index is obtained by a multiple regression model created by the time on the time series, the first temperature T1, and the second temperature T2. The calculated soundness index is an error average of an error between the predicted value T1 ′ and the actual first temperature T1, and it is determined that the soundness is not sound if the error average is significantly different from zero. Such statistical processing is advantageous for soundness determination in the case where leakage is gradual and changes in the average of errors and the standard deviation are small.
[0020]
A storage system for recycled fuel according to the present invention includes a reservoir body (1) and a first temperature measuring device (17) disposed at a first position on a surface of a canister (5) inside the reservoir body (1). A second temperature measuring device (21) arranged at a second position outside the canister (5), and a specific temperature (T1) of a time-series first temperature (T1) measured by the first temperature measuring device (17). and a calculator (3) for calculating an average M and a standard deviation σ of the time-series second temperature (Ts) measured by the second temperature measuring device (21) in response to ta). The statistical processing method is determined at a specific temperature (ta), and the statistical processing is simpler, but high reliability can be maintained without using a multiple regression model. Such statistical processing is particularly appropriate when the second temperature is the temperature of the storage space where the storage device is stored, and the soundness when the temperature change tendency according to time periods such as daytime and nighttime is stronger is considered. More effective judgment can be made.
[0021]
A storage system for a recycled fuel according to the present invention includes a reservoir (4 ') and a first physical quantity measurement disposed at a first position on a surface of the storage (4') and measuring a first physical quantity T1 at the first position. Measuring the second physical quantity T2 at the second position located in the container (58) and the second position in the sealed space (55) in the reservoir (4 ') and affecting the physical quantity T1 at the first position; A second physical quantity measuring device (57) for measuring the third physical quantity T3 located at a third position outside the storage (4 ') and affecting the first physical quantity T1 and the second physical quantity T2. And a calculator (3) for calculating a soundness index based on the relationship between the first physical quantity T1, the second physical quantity T2, and the third physical quantity T3. The first physical quantity T1, the second physical quantity T2, and the third physical quantity T3 are time-series measured values, and the measured values are physical quantities that are physically uniquely related to temperature or temperature. Multiple regression model represented by the following formula:
T'1 = a0 + a1T1 + a2T2 + a3T3 + a4 (T2-T1) (ts-j) + a5 (T3-T1) (ts-k) + a6 (T3-T2) (ts-1)
a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6: coefficients that are unique to the model and are zero or non-zero, and three of these six are not zero.
T′1 (ts + 1): predicted value of the future time ts + 1 of the first physical quantity
ts: Time series latest time
(T2-T1) (ts-j): physical quantity difference between the first physical quantity and the second physical quantity at the time j-th past from time ts on the time series
(T3-T1) (ts-k): physical quantity difference between the first physical quantity and the third physical quantity at the time k-th past from time ts in the time series
(T3-T2) (ts-1): physical quantity difference between the third physical quantity and the first physical quantity at the time that is the l-th past time ts in the time series.
Is calculated by Further, the soundness index is calculated based on the relationship between the predicted value T′1 and the actual first physical quantity T1. By the correlation of the plural terms arbitrarily combined among the plural terms on the right side of such an expression, the most appropriate physical quantity prediction can be executed in accordance with the type of the storage.
[0022]
As described above, the soundness index is calculated based on the standard deviation σ regarding the error between the predicted value T′1 and the actual first physical quantity T1. The first physical quantity and the third physical quantity may be temperature, and the second physical quantity may be pressure.
[0023]
The various statistical processing methods described above can appropriately cope with various physical state transitions by being implemented in combination with all or some of them.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Corresponding to the figure, the storage system for nuclear recycled fuel according to the present invention is provided with a reservoir together with a soundness confirmation device. As shown in FIG. 1, the storage device 1 is connected to a soundness confirmation device 3 via a temperature measurement system 2. The reservoir 1 is composed of a concrete outer protective tube (called a cask) 4 and a carbon steel inner container (called a canister) 5. The cask 4 is formed from an upper lid 6, a cylindrical wall 7, and a lower lid 8. A plurality of upper air flow passages 9 are formed between the upper lid 6 and the cylindrical wall 7. The plurality of upper air flow passages 9 are formed symmetrically with respect to the center vertical line of the cask 4 to suppress asymmetric convection generation. A plurality of lower air flow passages 11 are formed between the lower lid 8 and the cylindrical wall 7. The plurality of lower air passages 11 are formed symmetrically with respect to the center vertical line of the cask 4 in order to suppress asymmetric convection generation. The space between the cask 4 and the canister 5 is a convection space 10 where convection is generated.
[0025]
The canister 5 is stably mounted on the upper surface of the lower lid 8 of the cask 4. The canister 5 contains a recycled fuel 12. The recycled fuel 12 is housed in the canister 5 in a state of being housed in a basket. Inside the recycled fuel 12, a gas forced circulation path 13 is formed. As the gas filling the interior of the canister 5, He gas is preferably used. The He gas is introduced into the gas forced circulation path 13, and removes the heat generated by the recycled fuel 12 to uniformly disperse the heat in the canister 5.
[0026]
The temperature measurement system 2 includes a first temperature measurement system 14, a second temperature measurement system 15, and a third temperature measurement system 16. The first temperature measuring system 14 includes a first temperature measuring device 17 and a first temperature signal line 18. The temperature measured by the first temperature measuring device 17 is converted into a first electric signal 19 and transmitted to the soundness confirmation device 3 via the first temperature signal line 18. The second temperature measuring system 15 includes a second temperature measuring device 21 and a second temperature signal line 22. The temperature measured by the second temperature measuring device 21 is converted into a second electric signal 23 and transmitted to the health check device 3 via the second temperature signal line 22. The third temperature measuring system 16 includes a third temperature measuring device 24 and a third temperature signal line 25. The temperature measured by the third temperature measuring device 24 is converted into a third electric signal 26 and transmitted to the soundness confirmation device 3 via the third temperature signal line 25.
[0027]
The first temperature measuring device 17 directly measures the position on the higher side of the canister 5, particularly, the temperature of the upper surface of the ceiling wall of the canister 5. The first electrical signal 19 directly measures the temperature at the lower position of the canister 5, especially at the middle position on the outer side of the side wall of the canister 5. The third temperature measuring device 24 directly measures a fixed room temperature (air temperature) inside a storage room (not shown) in which the cask 1 is stored. The number of temperature measuring devices that measure the temperature of the canister 5 is not limited to two, and more can be additionally disposed. The temperature measuring device thus added is arranged to measure the temperature at a position higher or lower than the above-mentioned medium position.
[0028]
The soundness confirmation device 3 forms a first temperature calculator 27, a second temperature calculator 28, and a third temperature calculator 29. The first temperature calculator 27 converts the first electric signal 19 into a first temperature T1 and outputs the temperature T1. The second temperature calculator 28 converts the second electric signal 23 into a second temperature T2 and outputs the temperature T2. The third temperature calculator 29 converts the third electric signal 26 into a third temperature T3 and outputs the temperature T3. The first temperature T1 is measured as a time-series first temperature T1 {T1 (ts), T1 (ts-1),..., T1 (ts-n)}. The second temperature T2 is measured as a time-series second temperature T2 {T2 (ts), T2 (ts-1),..., T2 (ts-n)}. The third temperature T3 is measured as a time-series third temperature T3 {T3 (ts), T3 (ts-1),..., T3 (ts-n)}. A common week is properly exemplified as the length of those time strings. 30 minutes is appropriately exemplified as the time width of the adjacent time in the time series.
[0029]
The soundness confirmation device 3 forms a temperature difference calculator 31. The time-series first temperature T1 and the time-series second temperature T2 are input to the temperature difference calculator 31. The soundness confirmation device 3 further calculates a temperature difference (T2−T1) between the time series first temperature T1 and the time series second temperature T2 at the same time. The soundness confirmation device 3 further forms an average / standard deviation calculator 32. The temperature difference (T2−T1) is output from the temperature difference calculator 31 and input to the average / standard deviation calculator 32. The average / standard deviation calculator 32 calculates a temperature difference average M relating to the temperature difference (T2-T1) and a temperature difference standard deviation σ relating to the temperature difference (T2-T1).
[0030]
The soundness confirmation device 3 further forms a first soundness index calculator 33 for calculating a first soundness index. The temperature difference average m and the temperature difference standard deviation σ are output from the average / standard deviation calculator 32 and input to the first soundness index calculator 33. The first soundness index calculator 33 calculates the upper mean deviation composite value mσ (+) and the lower mean deviation composite value mσ (−):
mσ (+) = M + Nσ (1-1)
mσ (−) = M−Nσ (1-2)
The first health index K1 is defined (identified) as the first temperature of the current time actually measured by the following equation:
mσ (−) <K1 <mσ (+)
Here, K1 can include mσ (+) and mσ (−). The number N expressed in Expression (1-1, 2) is a positive number. As N, empirically, 2 or 3 is appropriate.
[0031]
The first soundness index calculator 33 outputs a first soundness presence signal 34 when the first soundness index K1 exists. The first soundness index calculator 33 outputs a first soundness non-existence signal 35 if the first soundness index K1 does not exist. The soundness confirmation device 3 further forms a first soundness presence / absence notifying device 36. The first soundness presence signal 34 or the soundness non-existence signal 35 is input to a first soundness presence / absence alarm 36. The first soundness presence / absence notifying device 36 turns on a blue lamp (not shown) based on the first soundness presence signal 34. Alternatively, the first soundness presence / absence notifying device 36 turns on a red lamp (not shown) based on the first soundness nonexistence signal 35 and generates an alarm sound.
[0032]
The first soundness index calculator 33 counts the first number of transitions from the soundness existing state to the soundness non-existent state. Preferably, a first transition section is provided during a transition from the soundness existing state to the soundness non-existent state. It is preferable that the first soundness non-existence signal 35 is not output from the first soundness index calculator 33 unless the first transition number M1 (for example, 3) exceeds M1 + 1.
[0033]
Due to the presence of the heat generation distribution of the recycled fuel 12, the temperature distribution state in the canister 5 is dynamically changing. Due to the fluctuation of the temperature distribution state, the internal pressure of the canister 5 changes dynamically, and irregular convection of He gas occurs inside the canister 5. It is possible that the instantaneous value of the first temperature T1 greatly deviates from the average value by accident (non-linear phenomenon), and it is impossible to determine that the temperature measurement position is abnormal as a temperature state. Is appropriate. The first temperature T1 is easily affected by the second temperature T2 at the lower measurement point due to the presence of convection. It is possible that the two temperature differences deviate significantly from the average momentarily, and it is inappropriate to judge that any region inside the canister 5 is abnormal as a temperature state. An empirical function formula (empirical formula) using the temperature difference average and the temperature difference standard deviation as two variables can empirically predict the existence of a local abnormal point with a high probability.
[0034]
The soundness confirmation device 3 further configures a multiple regression model creator 37. The time-series first temperature T1 is input to the multiple regression model creator 37 together with the time-series second temperature T2 and the time-series third temperature T3. The hardware section of the multiple regression model creator 37 describes a multiple regression model. The multiple regression model is described by:
T′1 (ts + 1) = a0 + a1T3 (ts−j) + a2T2 (ts−k) (2)
Equation (2) continues to be updated from time to time. Here, (ts-j) is the j-th past time from the latest time ts (example: current time) in the above-described time sequence {ts, ts-1,..., Ts-n}. , And (ts-k) indicates the k-th past time from the latest time in the time sequence {ts, ts-1,..., Ts-n}. T3 indicates an air temperature (third temperature) T3 at time (ts-j), and T2 indicates a second temperature (temperature at a middle position of the canister 5) at time (ts-k). T′1 (ts + 1) indicates a second temperature corresponding predicted value corresponding to the second temperature T1 at a future time. The first term on the right side of the equation (1) is a constant term of the multiple regression model. a1 and a2 are multiple regression coefficients.
[0035]
In the model of Expression (2), three coefficients a1, a2, and a3 are calculated by multiple regression analysis based on past long-term data. Equation (2) is appropriate as a model that predicts the first temperature T′1 of the upper measurement point by considering the air temperature and the second temperature T1 of the lower measurement point. The two measurement times (ts-j) and (ts-k) of the past temperatures are empirically defined as the degree of time delay in which the past temperatures at the two measurement points affect the first temperature T1 at the current time. Have been. FIG. 2 is a graphical representation of equation (2).
[0036]
FIG. 3 shows an error for calculating a standard deviation from the predicted value T′1 based on the model and the actually measured value T1 used at the time of modeling. In the figure, the solid line indicates the measured value T1, and the dotted line indicates the predicted value T'1. At time ti, measured value T1 is larger than predicted value T'1, at time (ti-1), measured value T1 is smaller than predicted value T'1, and at time (ti-2), measured value T1 is predicted value T'1. Greater than. The multiple regression model creator 37 calculates the error (T′1−T1) at all times of the time sequence {ts,..., Ts−n}.
[0037]
The soundness confirmation device 3 further includes a standard deviation calculator 38. The error (T′1-T1) is input to the standard deviation calculator 38. The standard deviation calculator 38 calculates a prediction error standard deviation σ for the (n + 1) errors (T′1−T1). The soundness confirmation device 3 further configures a second soundness index calculator 39. The prediction error standard deviation σ is input to the second soundness index calculator 39. The second soundness index calculator 39 calculates a second soundness index K2. The second soundness index calculator 39 calculates an upper prediction error standard deviation mσ (+) and a lower prediction error standard deviation mσ (−).
mσ (+) = M + Nσ (3-1)
mσ (−) = M−Nσ (3-2)
The second health index K2 is defined as the actual first temperature at the current time according to the following equation:
mσ (−) <K2 <mσ (+)
Here, K2 can include mσ (+) and mσ (−). The number N expressed in Expression (3-1, 2) is a positive number. As N, empirically, 2 or 3 is appropriate.
[0038]
The second soundness index calculator 39 outputs a second soundness presence signal 41 if the second soundness index K2 exists. The second soundness index calculator 39 outputs a second soundness non-existence signal 42 if the second soundness index K2 does not exist. The soundness confirmation device 3 further forms a second soundness presence / absence notifier 43. The second soundness presence signal 41 or the second soundness non-existence signal 42 is input to the second soundness presence / absence alarm 43. The second soundness presence / absence notifying device 43 turns on a blue lamp (not shown) based on the second soundness presence signal 41. Alternatively, the second soundness presence / absence notifying device 43 turns on a red lamp (not shown) based on the second soundness nonexistence signal 42 and generates an alarm sound.
[0039]
The second soundness index calculator 39 counts the second number of transitions from the soundness existing state to the soundness non-existent state. Preferably, a second transition section is provided during a transition from the soundness existing state to the soundness non-existent state. It is preferable that the second soundness absence signal 42 is not output from the second soundness index calculator 39 unless the second transition number M1 (for example, 3) exceeds M1 + 1.
[0040]
For the model described in the multiple regression model generator 37, the following equation (4) is selectively used instead of the equation (2).
T′1 (ts + 1) = a0 ′ + a1′T3 (ts−j) + a2 ′ (T2−T1) (ts−k) (4)
Equation (4) is continuously updated from time to time. Here, (ts-j) and (ts-k) are the same as described in the equation (2). T2 and T3 are the same as described in the equation (2). The third term on the right side of equation (4) is different from the third term on the right side of equation (2). (T2−T1) is used for the third term of the equation (4) instead of T2 of the third term of the equation (2). T′1 (ts + 1) indicates a second temperature corresponding predicted value corresponding to the second temperature T1 at a future time. a0 ', a1' and a2 'are multiple regression coefficients.
[0041]
In the model of equation (4), three coefficients a1 ', a2', and a3 'are calculated by multiple regression analysis based on past long-term data. Equation (4) takes into account the air temperature and the difference (T2−T1) between the second temperature T1 of the lower measurement point and the first temperature T1 of the upper measurement point. By taking the temperature drop into consideration, it is possible to more accurately grasp a phenomenon in which the influence of the second temperature moderately affects the first temperature T1. The point that the standard deviation is calculated from the predicted value T′1 based on the model and the actually measured value T1 used at the time of modeling is the same as the model of the equation (2). The soundness determination including the standard deviation calculator 38, the second soundness index calculator 39, and the first soundness presence / absence notifier 43 in the form of the equation (2) is performed in the form of the equation (4). Common to
[0042]
In the equation (4), higher reliability is given by the following equation (4 ′).
T′1 (ts + 1) = a0 ′ + a1′T3 (ts−j) + a2 ′ (T2−T1) (ts−k) + a3 (T3−T1) (ts−1) (4 ′)
In equation (4 ′), a fourth term is further added to the right side of equation (4). The fourth term is given by a3 (T3-T1) (ts-1), and the temperature difference between the first temperature T1 and the air temperature T3 at the upper position is sound along with the temperature difference between the first temperature T1 and the second temperature T2. Taken into account for gender judgment. The above-described temperature difference standard deviation σ is calculated based on the equation (4 ′), and the third soundness index K3 is calculated by the multiple sound regression model creator 37 and the standard deviation calculator 38. The process for calculating the sex index K1 and the second health index K2 is exactly the same. In this case, the second temperature T2 output from the second temperature calculator 28 is input to the multiple regression model generator 37 together with the third temperature (air temperature) T3 output from the third temperature calculator 29. Such consideration of the difference between the two temperatures can further increase the reliability of the soundness judgment.
[0043]
For each of the first health index K1 based on the equation (2), the second health index K2 based on the equation (4), and the third health index K3 based on the equation (4 ′), the index significance is determined. It is important to. The index significance is effectively determined by the average of the error (T′1−T1) which is the difference between the predicted value and the actually measured value. Model creation is the determination of the coefficients a1 to a3 at which the average of the error becomes zero. The error average M is calculated in the actual monitoring operation performed according to the model of the equation (2) or the equation (3) created as described above. The expected value of the error average M is zero in a normal state, but may be significantly different from zero in an abnormal state. :
| M−0 |> 0 (5)
[0044]
As shown in FIG. 4, if there is an abnormality, the error clearly has a tendency to increase over time. As shown in FIG. 5, the error distribution at the time of model creation is symmetrical with respect to a reference line where the error is zero. As indicated by the display ellipse, the error average M shifts to a non-zero value. If this error average M is statistically significantly different from the zero (the reliability is, for example, 95% or 99%), the occurrence of an abnormality is strongly suggested.
[0045]
FIG. 6 shows a surface temperature region in which the degree of reliability reduction is known with emphasis on a specific temperature. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the temperature Ta (= T3), and the vertical axis indicates the surface temperature (first temperature T1). With respect to the temperature Ta (temperature in the minute temperature range), the above-mentioned amount (M ± Nσ) is calculated. The surface temperature Ts corresponding to the temperature Ta is displayed stepwise by the following equation.
Ta: M−Nσ <Ts <M + Nσ (6)
The range represented by equation (6) is represented by a line segment L parallel to the vertical axis. If Ts is in this range L, high reliability is maintained. If Ts deviates from this range L, high reliability is being lost and an alarm is issued. The range L is a function of the temperature T3 (= Ta), and such a function is generally an elliptical area. The inside of the elliptical area indicates high reliability retention, and the outside of the ellipse area indicates high reliability loss transition.
[0046]
Temperature changes in the lower position affect the temperature changes in the upper position, especially due to convection corresponding to pressure fluctuations due to leaks, and the temperature outside the canister or cask, especially the temperature in the storage room. Affects the temperature of the upper position via the temperature change of the lower position. The prediction of the temperature change in which the two temperature factors and the two or three temperature differences are taken into account is statistically higher than the temperature change prediction based on the single-point temperature and the single-point temperature difference. The reliability is significantly improved, and the reliability of storage of radioactive waste is improved.
[0047]
FIG. 7 shows another embodiment of the recycled fuel storage system according to the present invention. In the present embodiment, there is no canister, and only the cask is formed. The cask 4 'of the present embodiment is made of metal, and has no canister inside. The cask 4 'is formed of a top lid 6', a cylindrical wall 7 ', and a bottom 8'. The cylindrical wall 7 ′ and the bottom 8 ′ are an integral metal object, and a closed structure is provided between the upper lid 6 ′ and the cylindrical wall 7 ′. The hermetic structure is composed of a first metal gasket 51 and a second metal gasket 52.
[0048]
The upper lid 6 ′ is in close contact with the annular upper surface of the cylindrical wall 7 ′ to completely seal the internal space of the cask 4 ′, and the primary cover 53 is in close contact with the annular upper surface of the cylindrical wall 7 ′. And a secondary lid 54 for further completely closing the internal space of the '. The secondary lid 54 is arranged outside the primary lid 53. The primary lid 53 is arranged in an internal space completely closed by the cylindrical wall 7 ′ and the secondary lid 54. The first metal gasket 51 is a seal member interposed between the close contact surfaces where the lower surface of the secondary lid 54 and the upper surface of the cylindrical wall 7 'are joined. The second metal gasket 52 is a seal member interposed between the contact surfaces where the lower surface of the primary lid 53 and the upper surface of the cylindrical wall 7 'are joined.
[0049]
Between the primary lid 53 and the secondary lid 54, a space 55 between the lids is positively (designed). He gas is sealed in the inter-lid space 55 at a pressure of about 4 atm. When the performance of the second metal gasket 52 deteriorates, high-pressure He gas flows into the recycled fuel storage chamber 56 and radioactive material in the recycled fuel storage chamber 56 flows out through the second metal gasket 52. There is no. When performance degradation occurs in the first metal gasket 51, high-pressure He gas flows into the atmosphere (air in the storage facility storing the cask) and radioactive material in the space 55 between the lids. Will not spill into the atmosphere.
[0050]
A pressure gauge 57 is arranged and provided on the upper surface side of the primary lid 53. The pressure gauge 57 measures the pressure of He gas in the inter-lid space 55. The temperature sensor 58 measures the surface temperature of the outer surface of the secondary lid 54. The secondary lid 54 is connected to the primary lid 53 via bolts, the secondary lid 54 is detachable from the primary lid 53, and the pressure gauge 57 is arranged to be replaceable.
[0051]
The heat generated by the recycled fuel in the recycled fuel storage chamber 56 is transferred to the He gas in the inter-lid space 55 via the primary lid 53. The heat indicating the state inside the primary lid 53 is transmitted inside the secondary lid 54 and is transmitted to the surface side of the secondary lid 54. The surface temperature is measured by the temperature sensor 58, converted into an electric signal corresponding to the above-described first electric signal 19 shown in FIG. 1 is input to the temperature calculator 27. The surface temperature corresponds to T1 described above. The pressure P in the inter-lid space 55 is measured by the pressure gauge 57, converted into an electric signal corresponding to the above-described second electric signal 22 shown in FIG. It is input via a line 18 to a second temperature calculator 28. The pressure P corresponds to T2 described above.
[0052]
In the expressions (2), (4), and (4 ') described above, T2 is replaced with P, and the following expressions (2-1), (4-1), and (4'-1) are obtained. Be replaced.

Here, the coefficients a0, a1, a2, and a3 are read as new coefficients. The temperature T3 is common to the expressions (2), (4), and (4 ') described above and the expressions (2-1), (4-1), and (4'-1) after being replaced. In Equations (2-1), (4-1), and (4'-1), k is a dimension conversion coefficient for converting pressure P to temperature. Approximately, since PV = nRT, the pressure in the inter-lid space 55 can be read as a temperature.
[0053]
When pressure or temperature is measured in a state where pressure and temperature can be approximately equivalently converted, four temperatures of three measured temperatures T1, T2, T3 and one predicted temperature T ′ are used as elements. Any number of elements or elements of the set can be read as pressure. The multiple regression model described above can be illustratively changed to a multiple regression model represented by the following equation. :

[0054]
The multiple regression model is generally expressed by the following equation.
T'1 = a0 + a1T1 + a2T2 + a3T3 + a4 (T2-T1) (ts-j) + a5 (T3-T1) (ts-k) + a6 (T3-T2) (ts-1)
a0, a1, a2, a3, a4, a5, and a6 are coefficients specific to the model and are zero or non-zero, and three of these six are not zero. The variable T indicates a temperature or another physical quantity equivalent to the temperature. T′1 (ts + 1) is a predicted value of the future time ts + 1 of the first physical quantity, ts is the latest time-series time, and (T2−T1) (ts−j) is the time-series value from the time ts. The physical quantity difference between the first physical quantity and the second physical quantity at the j-th past time, and (T3-T1) (ts-k) is the first physical quantity at the k-th past time from the time ts in the time series. The physical quantity difference between the physical quantity and the third physical quantity, and (T3−T2) (ts−1) is the physical quantity difference between the third physical quantity and the first physical quantity at the time that is l-th past from time ts in the time series. .
[0055]
When the temperature T is read as the pressure P, the vertical axis in FIGS. 2, 3 and 6 indicates the pressure, but T = kP, and the dimension constant k is used. The vertical axis in FIG. 6 indicates temperature or pressure as it is.
[0056]
Dynamic fluctuations of physical quantities at multiple points that affect each other are statistically ruled out with a certain degree of accuracy over a long period of time. It can deviate from long-term laws that are known in law. Since such anomalous phenomena can be abnormal phenomena, prediction of such abnormal phenomena is important for nuclear fuel storage. The above-described model can significantly improve the accuracy of predicting an abnormal phenomenon of a nuclear fuel storage having a sealing function, a shielding function, a criticality preventing function, and a heat removing function.
[0057]
【The invention's effect】
The system for storing recycled fuel according to the present invention can predict the future occurrence of abnormal phenomena, and can significantly improve the reliability statistically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing an embodiment of a recycled fuel storage system according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the time portion of temperature.
FIG. 3 is a graph showing an error.
FIG. 4 is a graph showing a temporal variation of a deviation.
FIG. 5 is a graph showing an error distribution.
FIG. 6 is a graph showing surface temperature and temperature distribution.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the recycled fuel storage system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... storage
3 ... Calculator
4 ... storage
4 '... storage
5 ... storage
7 '... body
17 1st physical quantity measuring instrument
21 Second physical quantity measuring instrument
53 ... second lid
54 ... First lid
55… closed space

Claims

A reservoir,
A first physical quantity measuring device arranged at a first position of the storage device;
A second physical quantity measuring device arranged at a second position affecting the first physical quantity at the first position and measuring a second physical quantity at the second position;
Calculating a health index that numerically and statistically evaluates the health of the storage device by a mathematical model that predicts a future physical quantity of the first position based on a relationship between the first physical quantity and the second physical quantity; With a calculator to
The recycled fuel storage system, wherein the first physical quantity and the second physical quantity are time-series measured values, and the measured values are temperatures or physical quantities physically uniquely related to the temperatures.

2. The recycled fuel storage system according to claim 1, wherein the second physical quantity has a dimension of pressure, and the second physical quantity measuring device measures the pressure at the second position in the closed space.

The reservoir is
Body and
A first lid coupled to the body,
A second lid sealed by the first lid and the main body,
The storage system for a recycled fuel according to claim 2, wherein the first physical quantity is a surface temperature of the first lid, and the closed space is a space surrounded by the first lid and the second lid.

The reservoir is
A first reservoir;
A second storage housed inside the first storage,
The recycled fuel storage system according to claim 1, wherein the first physical quantity is an upper surface temperature of the second storage, and the second physical quantity is a side temperature of the second storage.

2. The recycled fuel storage system according to claim 1, wherein the calculator outputs an alarm when the number of times the soundness index becomes larger than a specified value is equal to or more than a specified number.

A reservoir body,
A first physical quantity measuring device disposed at a first position on a surface of the sealed container inside the storage body;
A second physical quantity measuring device arranged at a second position on the surface;
Predicting a future physical quantity at the first position based on a relationship between a first physical quantity measured by the first physical quantity measuring instrument and a second physical quantity measured by the second physical quantity measuring instrument, thereby improving the soundness of the storage body. And a calculator for calculating a health index that numerically and statistically evaluates
The recycled fuel storage system, wherein the first physical quantity and the second physical quantity are time-series measured values, and the measured values are temperatures or physical quantities physically uniquely related to the temperatures.

7. The system of claim 6, wherein the first location is higher or lower in the surface than the second location.

The storage system for a recycled fuel according to claim 6, wherein the soundness index is calculated based on an average M of physical quantity differences, which is a difference between the first physical quantity and the second physical quantity, and a standard deviation of the physical quantity differences.

The first physical quantity at the current time is defined as the soundness index, a positive number N is used, and if the soundness index is between (M + Nσ) and (M−Nσ), it is determined that the soundness is sound. 9. The storage system for recycled fuel of claim 8, wherein:

The recycled fuel storage system of claim 8, wherein the first location is superior or inferior on the surface.

The first physical quantity is represented by T1, the second physical quantity is represented by T2, and the soundness index is a multiple regression model represented by the following equation:
T′1 (ts + 1) = a0 + a1T1 (ts−j) + a2T2 (ts−k)
a0, a1, a2: coefficient T′1 (ts + 1) unique to the model: predicted value ts of future time ts + 1 of the first physical quantity: latest time T1 (ts−j) of the time series: above the time series The first physical quantity T2 (ts−k) at the j-th past time from the time ts: calculated based on the second physical quantity at the k-th past time from the time ts on the time series, and 7. The recycled fuel storage system according to claim 6, wherein the sex index is calculated based on a standard deviation σ relating to an error between the predicted value T ′ and the actual first physical quantity T1.

The first physical quantity is represented by T1, the second physical quantity is represented by T2, a third physical quantity that is a physical quantity of the environment around the storage body is represented by T3, and the soundness index is represented by the following equation. Multiple regression model represented:
T′1 (ts + 1) = a0 + a1T1 (ts−j) + a2T2 (ts−k) + a3T3 (ts−1)
a0, a1, a2, a3: coefficient T'1 (ts + 1) unique to the model: predicted value ts of future time ts + 1 of the first physical quantity: latest time T1 (ts-j) of the time series: the time series The first physical quantity T2 (ts-k) at the j-th past time from the time ts above the second physical quantity T3 (ts-k) at the k-th past time from the time ts on the time series. l): Calculated by the third physical quantity at the time that is l-th past from the time ts on the time series, and the health index is related to an error between the predicted value T ′ and the actual first physical quantity T1. 7. The storage system for recycled fuel according to claim 6, wherein the system is calculated based on the standard deviation σ.

The first physical quantity at the current time is defined by the soundness index, a positive number N is used, and if the soundness index is between (M + Nσ) and (M−Nσ), it is determined that the soundness is sound. 12. The recycled fuel storage system of claim 11, wherein:

The first physical quantity is represented by T1, the second physical quantity is represented by T2, and the soundness index is a multiple regression model represented by the following equation:
T′1 (ts + 1) = a0 + a1 (T2-T1) (ts−j)
a0, a1: Coefficient T'1 (ts + 1) unique to the model: predicted value ts of future time ts + 1 of the first physical quantity: latest time of the time series (T2-T1) (ts-j): time series Is calculated by the physical quantity difference between the first physical quantity and the second physical quantity at the j-th past time from time ts, and the soundness index is calculated by comparing the predicted value T′1 with the actual first physical quantity T1. 7. The recycled fuel storage system according to claim 6, wherein the system is calculated based on a standard deviation σ relating to an error of リサイクル.

The first physical quantity is represented by T1, the second physical quantity is represented by T2, a third physical quantity that is a physical quantity of the environment around the storage body is represented by T3, and the soundness index is represented by the following equation. Multiple regression model represented:
T′1 (ts + 1) = a0 + a1 (T2-T1) (ts−j) + a2T3 (ts−k)
a0, a1, a2: coefficient T'1 (ts + 1) unique to the model: predicted value ts of future time ts + 1 of the first physical quantity: latest time of the time series (T2-T1) (ts-j): The physical quantity difference T3 (ts-k) between the first physical quantity and the second physical quantity at the time j-th past from the time ts in the time series: the k-th past in the time series from the time ts. 7. The storage of recycled fuel according to claim 6, wherein the storage of the recycled fuel is calculated based on the third physical quantity at a time, and the soundness index is calculated based on a standard deviation σ regarding an error between the predicted value T′1 and the actual first physical quantity T1. system.

The first physical quantity is represented by T1, the second physical quantity is represented by T2, a third physical quantity that is a physical quantity of the environment around the storage body is represented by T3, and the soundness index is represented by the following equation. Multiple regression model represented:
T'1 = a0 + a1 (T2-T1) (ts-j) + a2 (T3-T1) (ts-k) + a3T3 (ts-1)
a0, a1, a2, a3: coefficient T'1 (ts + 1) unique to the model: predicted value ts of future time ts + 1 of the first physical quantity: latest time of the time series (T2-T1) (ts-j) : Physical quantity difference (T3−T1) (ts−k) between the first physical quantity and the second physical quantity at the time j-th past the time ts on the time series: from time ts on the time series The physical quantity difference T3 (ts-1) between the first physical quantity and the third physical quantity at the k-th past time: calculated by the third physical quantity at the l-th past time from the time ts on the time series 7. The recycled fuel storage system according to claim 6, wherein the health index is calculated based on a standard deviation σ relating to an error between the predicted value T′1 and the actual first physical quantity T1.

The first physical quantity at the current time is defined by the soundness index, a positive number N is used, and if the soundness index is between (M + Nσ) and (M−Nσ), it is determined that the soundness is sound. 17. The recycled fuel storage system of claim 16 wherein:

An inner container hermetically enclosed by the reservoir body;
18. The storage system for a recycled fuel according to claim 6, wherein the recycled fuel is sealed in the inner container.

18. The recycled fuel storage system according to claim 6, wherein the storage body is axisymmetric with respect to a vertical axis.

The first physical quantity is represented by T1, the second physical quantity is represented by T2, and the soundness index is created by a time on the time series, the first physical quantity T1, and the second physical quantity T2. The soundness index is an error average regarding an error between the predicted value T′1 and the actual first physical quantity T1. If the error average is not significantly different from zero, the soundness index is determined. 7. The storage system for a recycled fuel according to claim 6, wherein the system is determined to be:

A reservoir body,
A first physical quantity measuring device disposed at a first position on a surface of the sealed container inside the storage body;
A second physical quantity measuring device arranged at a second position of the storage body,
A calculator that calculates an average M and a standard deviation σ of the time-series first physical quantity measured by the first physical quantity measuring instrument corresponding to a specific physical quantity of the time-series second physical quantity measured by the second physical quantity measuring instrument; With
A recycled fuel storage system in which a positive number N is set, and if the second physical quantity at the current time is between (M−Nσ) and (M + Nσ), the system is determined to be sound.

22. The recycled fuel storage system according to claim 21, wherein the second physical quantity is a temperature of a storage space for storing the storage.

A reservoir,
A first physical quantity measuring device arranged at a first position on the surface of the reservoir to measure a first physical quantity T1 at the first position;
A second physical quantity measuring device that is located in a second position in the sealed space in the reservoir and that affects the physical quantity T1 at the first position and measures a second physical quantity T2 at the second position;
A third physical quantity measuring device that is located at a third position outside the storage and that affects the first physical quantity T1 and the second physical quantity T2 and measures a third physical quantity T3 at the third position;
A calculator for calculating a soundness index based on a relationship between the first physical quantity T1, the second physical quantity T2, and the third physical quantity T3,
The first physical quantity T1, the second physical quantity T2, and the third physical quantity T3 are time-series measured values, and the measured values are physical quantities physically or uniquely related to temperature. The sex index is a multiple regression model represented by the following formula:
T'1 = a0 + a1T1 + a2T2 + a3T3 + a4 (T2-T1) (ts-j) + a5 (T3-T1) (ts-k) + a6 (T3-T2) (ts-1)
a0, a1, a2, a3, a4, a5, a6: coefficients unique to the model and zero or non-zero, and three of these seven are not zero T'1 (ts + 1): future of the first physical quantity Predicted value ts at time ts + 1: latest time of the time series (T2-T1) (ts-j): the first physical quantity and the second physical quantity at the j-th past time from the time ts on the time series (T3-T1) (ts-k): the physical quantity difference (T3-T2) (ts) between the first physical quantity and the third physical quantity at the k-th time past the time ts in the time series. -L): Calculated from the physical quantity difference between the third physical quantity and the first physical quantity at the time that is l-th past from the time ts on the time series, and the soundness index is equal to the predicted value T′1. In relation to the actual first physical quantity T1 Storage system recycled fuel that is calculated Zui.

24. The recycled fuel storage system according to claim 23, wherein the soundness index is calculated based on a standard deviation σ regarding an error between the predicted value T′1 and the actual first physical quantity T1.

25. The recycled fuel storage system according to claim 23, wherein the first physical quantity and the third physical quantity are temperature, and the second physical quantity is pressure.