JP2004170258A - 放射性物質の貯蔵施設 - Google Patents

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Isao Nishimura
功 西村
Kazusada Kobayashi
和禎 小林
Yasuaki Fukushima
泰明 福島
Ippei Matsuo
一平 松尾
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Kajima Corp
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
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Kajima Corp
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Ventilation (AREA)

Abstract

【課題】単位面積当たりの貯蔵容量が大きい横置き方式とする場合に、建屋内への搬入手段が大掛かりにならず、簡単に搬入でき、地下設置式に比較して地盤掘削量が少なく工費軽減と工期短縮を図ることができ、簡単な構造で貯蔵庫内の各部を均等に冷却でき冷却効果も向上できる放射性物質の貯蔵施設を得る。
【解決手段】放射性物質を密封したキャニスタ2を水平に保管する地上式の貯蔵庫33を備える放射性物質の貯蔵施設において、建屋1内の貯蔵庫33にキャニスタ2の格納棚35を複数段設け、キャニスタ2の搬入床と地盤29とを同一レベルとした。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所から発生する使用済み燃料(リサイクル原子燃料)などの放射性物質の貯蔵施設に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
原子力発電所から発生する使用済み燃料(リサイクル原子燃料)は、再処理施設への搬入前に原子力発電所の敷地内外のリサイクル原子燃料貯蔵建屋内に一時的に保管される。
【0003】
この使用済みのリサイクル原子燃料は、燃料からの発生熱があること、また、放射線が発生することから金属製キャニスタ(貯蔵容器)内に密封された後、さらに金属製キャスク容器内に入れられてリサイクル原子燃料貯蔵建屋内に保管される。
【0004】
保管には種々の方式があるが、ボールト貯蔵方式には縦置き方式と横置き方式があり、縦置き方式は図4に示すように吸気口4と排気口5を設けたコンクリート製の建屋(コンクリートモジュール)1内に、キャニスタ2を縦にして複数並べて保管する。図中3は遮蔽蓋を示す。
【0005】
この縦置き方式の従来技術は、当業者間で一般に行われているものであり、文献公知発明に係るものではない。
【0006】
横置き方式には図5に示すように例えば地下設置式のものがあり、地下に構築した建屋1内に形成した貯蔵庫6に、複数段に格納棚7を設け、この格納棚7上にキャニスタ2を収納するもので、キャニスタ2の搬入手段としては、貯蔵庫6にそって設けた通路の上部に、リフター8が昇降する搬出入路9を地上に突出させて設け、キャニスタ2を収納して搬入するキャスク10の搬出入口11を設けた。図中12は搬出入口11に設けた扉を示す。
【0007】
キャニスタ2を貯蔵庫6に搬入するには、キャスク10をトレーラー13上に搭載して搬出入口11から貯蔵庫6の前まで搬送し、蓋14を開けてキャニスタ装荷機15のテレスコピックアーム16により出し入れする。
【0008】
キャニスタ2を冷却する手段としては、格納棚7の後側で左右両側に吸排気筒17を形成し、該吸排気筒17の上端に空気入口18と空気出口19とを開口し、空気入口18に連通する空気流入路20を貯蔵庫6の下端に開口し、空気出口19に連通する空気流出路21を貯蔵庫6の上端に開口した(例えば、特許文献1参照。)。
【0009】
図6、図7に示す横置き式のものはサイロ貯蔵方式と称するもので、建屋1を横列に複数配設し、建屋1の中央部に移動通路22を建屋1の床面より低い位置に設け、キャニスタ1の搬入手段としてはこの移動通路22にレール23を敷設し、レール23上にキャスク10とキャニスタ挿入装置24を設けた輸送台車25を搭載した移動台車26が載置されている。
【0010】
図中27は輸送台車25を牽引する牽引車である。
【0011】
キャニスタ2を建屋1内に搬入するには、受入室28に搬入した輸送台車25を移動台車26に固着して、レール23上を移動し、建屋1(コンクリートモジュール)の前に停止し、キャニスタ挿入装置24によってキャニスタ2をコンクリートモジュール内に挿入する(例えば、特許文献2参照。)。
【0012】
【特許文献1】
特開平10−332892号公報
【0013】
【特許文献2】
特許第2502142号明細書
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
縦置き式のものは、単位面積当たりの貯蔵容量に優れているが、キャニスタ2を貯蔵空間に挿入するため上部の床に多くの開口が必要であり、高温で重量の大きいキャニスタを吊り下げ方式とする場合には床構造の設計が煩雑となる。
【0015】
また、キャニスタ2の挿入は建屋内で通常実施するため、床の上にさらに部屋が必要となる建物空間が大きくなる。
【0016】
特許文献1に記載のものは、貯蔵庫6が地下に限定されているため、地上から搬入されるキャニスタ2を貯蔵庫6に搬入するには重量の大きいキャニスタ用のリフトが大掛かりなものになる。
【0017】
また、貯蔵施設の新設時や貯蔵容量増加のための増設時は地盤の掘削を伴うため、工事が大掛かりで建設工期が長くなる。
【0018】
さらに、空気入口18と空気出口19とが貯蔵庫6の同じ壁側にあるため、冷却用空気が貯蔵庫6で均一にならないおそれがある。
【0019】
特許文献2に記載のものは、高さ方向にキャニスタを重ねるものではなく、単位面積当たりの貯蔵量が少ない。また、移動通路と建屋の床面とが同一レベルになく、搬入手段も大掛かりなものになっている。
【0020】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、単位面積当たりの貯蔵容量が大きい横置き方式とする場合に、建屋内への搬入手段が大掛かりにならず、簡単に搬入でき、地下設置式に比較して地盤掘削量が少なく工費軽減と工期短縮を図ることができ、簡単な構造で貯蔵庫内の各部を均等に冷却でき冷却効果も向上できる放射性物質の貯蔵施設を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第1に、放射性物質を密封したキャニスタを水平に保管する地上式の貯蔵庫を備える放射性物質の貯蔵施設において、建屋内の貯蔵庫にキャニスタの格納棚を複数段設け、キャニスタの搬入床と地盤とを同一レベルとしたことを要旨とするものである。
【0022】
第2に、最下段の格納棚の下方に吸気用開口を複数形成した仕切り板を配設し、格納棚の全面にわたるように、建屋に設けた空気取入口と排気口との間に前記仕切り板を介在させたことを要旨とするものである。
【0023】
第3に、建屋の屋根床部に土盛りを施したこと、第4に建屋の壁部に土盛りを施したことを要旨とするものである。
【0024】
第5に、建屋の屋根部に植栽を施したこと、第6に、建屋の屋根部および壁部に植栽を施したことを要旨とするものである。
【0025】
請求項1記載の本発明によれば、キャニスタの格納棚を複数段設けたから貯蔵容量を増加てき、また、貯蔵庫のキャニスタの搬入床と地盤とを同一レベルとしたことにより、建屋外から搬入し、さらに貯蔵庫まで比較的簡易なリフトで搬送でき、搬送手段を簡易にできる。
【0026】
請求項2記載の本発明によれば、簡単な構造でキャニスタの下部から外気を貯蔵庫の各部に均等に供給でき、冷却効果を向上できる。また、この吸気用開口を複数形成した仕切り板はキャニスタの重量を支持するものではないから、簡易なもので足りる。
【0027】
請求項3、4記載の本発明によれば、土盛り部にも遮蔽効果が期待できることから、その分だけ鉄筋コンクリートの屋根の床部や壁部の厚さを低減できる。また、土中の水分が中性子線の遮蔽に有効に作用する。
【0028】
請求項5、6記載の本発明によれば、植栽により植物が日射エネルギーを光合成によってエネルギー変換し躯体部の温度上昇を軽減するから、特に外気温の高い夏季にコンクリート躯体温度の上昇を抑えて躯体室内側の温度上昇を抑え、冷却効果が低下することを防止できる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の放射性物質の貯蔵施設の第1実施形態を示す縦断正面図、図2は同上縦断側面図で、コンクリート製の建屋1は、上面が地盤29と同一レベルで地盤を掘削して構築した基礎部1aと、この基礎部1aの周囲から立ち上げた壁部1b、この壁部1bと間隔を設け、かつ下端も基礎部1aとの間に隙間を設けて壁部1bの内側に構築した内壁部1e、内壁部1eの上端に水平に一体に設けるとともに壁部1bの外側に間隔をおいて垂直部分を突出させた断面コ字形の屋根部1cとで構成する。
【0030】
屋根部1cには、中央に排気口31を形成し、該排気口31に排気筒1dを連成させ、排気筒1dの先端には大気との連通口32を設けた。
【0031】
内壁部1eで囲まれた空間の両側に貯蔵庫33を形成し、中央にその前室37を設け、前室37に連絡する取扱室39を建屋1の端部に設ける。この前室37と取扱室39の床は基礎部1aの床として地盤29と同一レベルとする。
【0032】
キャニスタ2の搬入手段として、前室37から取扱室39にわたらせてレール40を敷設し、この上に挿入用のリフト44を移動自在に設置する。該リフト44は、油圧またはパンタグラフなどの昇降手段を備える。
【0033】
貯蔵庫33内に格納棚35を複数段配設し、最下段の格納棚35の下部に複数の開口36aを形成した仕切り板36を配設し、貯蔵庫33と前室37との間には遮蔽蓋38を備えたキャニスタ挿入口を設ける。
【0034】
以上のようにして屋根部1cの垂直部と壁部1bとの隙間を外気の取り入れ口30とし、壁部1bと内壁部1eとの隙間を前記取り入れ口30に連通するダクト34とし、該ダクト34の下端を仕切り板36に連通させ、仕切り板36に連通する貯蔵庫33内を排気口31に連通させて冷却のための空気の流通路に形成した。
【0035】
キャニスタ2を貯蔵庫33内に搬入するには、地上面および建屋1の基礎部1aと同一レベルの取扱室39に搬入されてきたキャニスタ2は、ここで挿入用のリフト44に詰め替えられた後、リフト44をレール40にそって移動することで前室37に搬入される。
【0036】
この場合、建屋1の基礎部1aの床面および取扱室39の床面は、地盤29と同一レベルに形成してあるから、キャニスタ2の搬入が容易に行える。また、前室37への移動も、簡易な構造のリフト44で足りる。
【0037】
前室37に搬送したキャニスタ2は、リフト44に備えた昇降手段により所定の貯蔵箇所のキャニスタ挿入口の前へ移動し、ここに設けてある遮蔽蓋38を開いて、貯蔵庫33内の格納棚35上に挿入する。
【0038】
貯蔵庫33内のキャニスタ2を冷却する方法を次に説明する。外気の取り入れ口30から取り入れられた外気は、ダクト34を通ってその下端に位置する仕切り板36に形成してある開口36aを通過して、上方への気流となる。よって、空気はキャニスタ2の下方から貯蔵庫33の全体に各部均一に流れ、キャニスタ2から発生する熱と熱交換し上昇し、排気口31に至り、ここから排気筒1d内をさらに上昇して大気との連通口32から大気中に放出される。
【0039】
なお、建屋1で、貯蔵庫33が位置する箇所の外壁部分を、図2に示すように遮蔽ブロック45で構成しておけば、建屋1を増築する場合、この遮蔽ブロック45を撤去し、開口とすれば、この開口を介して容易に増築でき、貯蔵庫33の容量を簡単に増加できる。
【0040】
図3は第2実施形態を示し、建屋1の内部構造は第1実施形態と同様であるが、この第2実施形態では屋根部1cの上面に土盛り41を施し、また、壁部1bの外側にも土盛り46を施した。鉄筋コンクリート製の建屋1は躯体の屋根部1cや壁部1bの厚さは、使用済み核燃料からの放射能を遮蔽するために1mを越える躯体厚となることがある。
【0041】
かかる点に鑑みて、本発明では建屋1の屋根部1cの上面に土盛り41を、また、壁部1bの外側に土盛り46を施した。主な放射線は、遮蔽材の重量に比例して遮蔽効果が期待できるが、鉄筋コンクリートの単位体積重量は約25kN/m、土盛り部の単位体積重量は締め固め方法にもよるが15kN/m程度は期待できる。
【0042】
このことから、放射線遮蔽機能が要求される屋根部1cや壁部1bでは、屋根部1cの床部に行う土盛り41や壁部1bの外側に行う土盛り46は、コンクリートと土盛り部の単位重量と厚さに応じて遮蔽効果が期待でき、例えば、屋根部1cに土盛り41することで、鉄筋コンクリートの厚さを土盛り41厚さの分だけ約3/5程度減少させることができる。同様に壁部1bについても壁厚を減少できる。
【0043】
また、土盛り41内の水分が中性子線の遮蔽に有効に機能する。
【0044】
さらに、土盛り41の上に植栽42を施すこともできる。建屋1において、特に夏季には高い外気温度と日射によりコンクリート躯体温度が上昇し、その結果、建屋1内の温度も上昇し、貯蔵庫33内の冷却効果が低下するおそれがあるが、植栽42することで、植物が日射エネルギーを光合成によりエネルギー変換するから、夏季の日射による鉄筋コンクリート躯体部の温度上昇を低減することができ、建屋1内を自然換気により冷却している施設において特に有効である。
【0045】
壁部1bの外側にも同様にして土盛り46を行わない箇所については植栽42を施すことができ、屋根部1cと同様の作用効果を有する。
【0046】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の放射性物質の貯蔵施設は、単位面積当たりの貯蔵容量が大きい横置き方式とする場合に、キャニスタの建屋内外の搬入路、および建屋内での搬入経路を地盤と同一レベルに形成したから、貯蔵庫への搬入手段が大掛かりにならず、簡単に搬入できる。また、地下部となるのは基礎部だけであるから、地下設置式に比較して地盤掘削量が少なく工費軽減と工期短縮を図ることができる。
【0047】
さらに、キャニスタを支持する必要のない簡易な構造の仕切り板を貯蔵庫の下方に配設するだけの簡単な構造で貯蔵庫内の各部を均等に冷却でき冷却効果も向上できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放射性物質の貯蔵施設の第1実施形態を示す縦断正面図である。
【図2】本発明の放射性物質の貯蔵施設の第1実施形態を示す縦断側面図である。
【図3】本発明の放射性物質の貯蔵施設の第2実施形態を示す縦断側面図である。
【図4】従来の縦置き式の貯蔵施設の一部を示す斜視図である。
【図5】従来の横置き式の貯蔵施設の縦断正面図である。
【図6】従来の横置き式の貯蔵施設の他の例を示す平面図である。
【図7】従来の横置き式の貯蔵施設の他の例を示す一部切欠いた正面図である。
【符号の説明】
1…建屋 1a…基礎部
1b…壁部 1c…屋根部
1d…排気筒 1e…内壁部
2…キャニスタ 3…遮蔽蓋
4…吸気口 5…排気口
6…貯蔵庫 7…格納棚
8…リフター 9…搬出入路
10…キャスク 11…搬出入口
12…扉 13…トレーラー
14…蓋 15…キャニスタ装荷機
16…テレスコピックアーム 17…吸排気筒
18…空気入口 19…空気出口
20…空気流入路 21…空気流出路
22…移動通路 23…レール
24…キャニスタ挿入装置 25…輸送台車
26…移動台車 27…牽引車
28…受入室 29…地盤
30…取り入れ口 31…排気口
32…連通口 33…貯蔵庫
34…ダクト 35…格納棚
36…仕切り板 36a…開口
37…前室 38…遮蔽蓋
39…取扱室 40…レール
41…土盛り 42…植栽
44…リフト 45…遮蔽ブロック
46…土盛り

Claims (6)

  1. 放射性物質を密封したキャニスタを水平に保管する地上式の貯蔵庫を備える放射性物質の貯蔵施設において、建屋内の貯蔵庫にキャニスタの格納棚を複数段設け、キャニスタの搬入床と地盤とを同一レベルとしたことを特徴とする放射性物質の貯蔵施設。
  2. 最下段の格納棚の下方に吸気用開口を複数形成した仕切り板を配設し、格納棚の全面にわたるように、建屋に設けた空気取入口と排気口との間に前記仕切り板を介在させた請求項1記載の放射性物質の貯蔵施設。
  3. 建屋の屋根床部に土盛りを施した請求項1または請求項2に記載の放射性物質の貯蔵施設。
  4. 建屋の壁部に土盛りを施した請求項1または請求項2に記載の放射性物質の貯蔵施設。
  5. 建屋の屋根部に植栽を施した請求項1または請求項2に記載の放射性物質の貯蔵施設。
  6. 建屋の屋根部および壁部に植栽を施した請求項1から請求項3のいずれかに記載の放射性物質の貯蔵施設。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008267902A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 放射性物質貯蔵施設
JP2014025840A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 使用済燃料貯蔵施設

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