JP2005207751A

JP2005207751A - キャニスタ

Info

Publication number: JP2005207751A
Application number: JP2004011564A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tsuji; 博之辻; Taiichiro Ito; 大一郎伊藤; Koichi Fujinami; 幸一藤波
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】耐ＳＣＣ性の２相ステンレス鋼や高Ｍｏステンレス鋼を蓋部へ適用するに当たり、その使用量をできるだけ抑制し、以て、コスト低減を図る。
【解決手段】金属製の容器本体２と、該容器本体２内に配したバスケット３とを有し、放射性物質４は、前記バスケット３によって支持され、且つ、容器本体２の上部開口は、蓋体５によって閉塞されているキャニスタである。前記蓋体５を、構造強度及び放射線遮蔽上必要な肉厚を有すると共に、その外面中央部を薄肉のカバーによって被覆された１次蓋６と、該１次蓋６と容器本体２の上部開口との溶接部分をカバーする薄肉の密封リング７により構成し、且つ、前記蓋体６に吊り具用ボス１３を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、使用済核燃料などの放射性物質を収納した密閉容器、すなわち、キャニスタに関するものである。

現在、使用済核燃料などの放射性物質をキャニスタと呼ばれる鉄鋼製の密閉容器に収納して長期間、例えば、数十年程度、貯蔵することが米国で実用化され、わが国でも実用化が検討されている。

通常、使用済核燃料は、原子力発電所でキャニスタに収納され、更に、このキャニスタを輸送用キャスクに収納した状態で船舶やトラックなどによって貯蔵施設に搬送され、貯蔵される。

上記使用済核燃料をキャニスタに密封し、当該キャニスタをコンクリート製キャスクに収容する工程について説明する。

（１）図５に示すように、天井クレーン２１を用いて上記容器本体２をキャニスタ輸送キャスク２２に挿入し、
（２）キャニスタ輸送キャスク２２をプール２４内に設置し、図６に示すように、燃料ラック２５内に貯蔵されている使用済核燃料４を容器本体２の格子状のバスケット（図示せず）内に装荷する。

（３）続いて、容器本体２の上部開口に１次蓋６を設置し、図７に示すように、天井クレーン２１を用いてキャニスタ輸送キャスク２２をプール２４から吊り上げて図示しない作業場所に運搬する。

（４）続いて、図８に示すように、溶接装置２６を用いて１次蓋６および密封リング７を容器本体２の上部開口に溶接し、容器本体２内の排水、真空乾燥およびヘリウムの充填を行う。

（５）続いて、天井クレーン２１を用いてキャニスタ輸送キャスク２２にキャスク蓋（図示せず）および緩衝体２９を装着し、図９に示すように、キャニスタ輸送キャスク２２をトラック２８等を用いて貯蔵施設に運搬する。

（６）貯蔵施設にて、緩衝体およびキャスク蓋を取り外し、図１０に示すように、キャニスタ輸送キャスク２２内のキャニスタ１を詰替え装置２９を用いてコンクリート製の貯蔵容器３０に詰め替える。この時、キャニスタ１は、蓋体に螺着させた吊り具３１を用いてコンクリート製の貯蔵容器３０内に吊り降ろされる。

上記キャニスタは、底面が閉塞した筒状の金属製の容器本体と、この容器本体内に配置されたバスケットとを有し、使用済核燃料は、バスケットによって支持された状態で、容器本体内に複数体封入されている。また、容器本体の上部開口は、溶接された１次蓋及び２次蓋によって閉塞されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１４８８９号公報（第４−５頁、図１）

ところで、上記の貯蔵方式を採用する場合、キャニスタは、次のような要望を満たす必要がある。すなわち、
（ａ）キャニスタ蓋部は、治具を取り付けて吊り上げられるので、吊り上げ時などの荷重に耐える構造および強度が必要とされる。

（ｂ）キャニスタ取り扱い時に蓋部に接近して蓋部溶接作業などが行われるため、蓋は、作業者の被爆量低減のために十分な遮蔽厚さが必要である。

（ｃ）キャニスタには、密封機能が要求されており、長期間貯蔵するために耐食性、特に、耐応力腐食割れ性（耐ＳＣＣ性）が要求されている。

従って、上記（ａ）及び（ｂ）の理由から蓋部には厚肉の部材が使用され、上記（ｃ）の理由により外気に接する外面に耐ＳＣＣ性の高い２相ステンレス鋼や、高Ｍｏステンレス鋼などが使用される。

しかし、耐ＳＣＣ性の高い２相ステンレス鋼や、高Ｍｏステンレス鋼は、高価な材料であり、特に、蓋部構造への適用に当たっては、その使用量をできるだけ少なくし、コスト低減を図る必要がある。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、耐ＳＣＣ性の高い２相ステンレス鋼や、高Ｍｏステンレス鋼を蓋部へ適用するに当たって、その使用量をできるだけ抑制し、以て、コスト低減を図ることができるキャニスタを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。

請求項１に記載の発明は、底面が閉塞された筒状の金属製の容器本体と、該容器本体内に配置されたバスケットとを有し、放射性物質は、前記バスケットによって支持された状態で前記容器本体内に複数体封入され、且つ、容器本体の上部開口は、溶接された蓋体によって閉塞されているキャニスタにおいて、前記蓋体を、構造強度及び放射線遮蔽上必要な肉厚を有すると共にその外面中央部を薄肉のカバーによって被覆された１次蓋と、該１次蓋と容器本体の上部開口との溶接部分をカバーする薄肉の密封リングにより構成し、且つ、前記蓋体に吊り具用ボスを設けたことを特徴とするキャニスタである。

請求項２に記載の発明は、１次蓋の外面中央部を被覆するカバー及び密封リングを耐応力腐食割れ性の高い材料により形成する請求項１記載のキャニスタである。

請求項３に記載の発明は、蓋体に吊り具用ボスを螺着させた請求項１記載のキャニスタである。

請求項４に記載の発明は、吊り具用ボスを耐応力腐食割れ性の高い材料により形成する請求項１又は３記載のキャニスタである。

ここで、１次蓋の素材としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）や炭素鋼が好ましい。

他方、耐応力腐食割れ性の高い材料としては、２相ステンレス鋼、高ニッケル合金、高Ｍｏステンレス鋼が好ましい。

上記のように、本発明は、底面が閉塞された筒状の金属製の容器本体と、該容器本体内に配置されたバスケットとを有し、放射性物質は、前記バスケットによって支持された状態で前記容器本体内に複数体封入され、且つ、容器本体の上部開口は、溶接された蓋体によって閉塞されているキャニスタにおいて、前記蓋体を、構造強度及び放射線遮蔽上必要な肉厚を有すると共にその外面中央部を薄肉のカバーによって被覆された１次蓋と、該１次蓋と容器本体の上部開口との溶接部分をカバーする薄肉の密封リングにより構成し、且つ、前記蓋体に吊り具用ボスを設けたので、主として１次蓋の外面中央部を被覆するカバー及び密封リングに適用する耐応力腐食割れ性の高い材料の使用量を極力抑制することが可能となった。その結果、蓋部のコストダウンを図ることが可能となった。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１及び図２に示すように、キャニスタ１は、底面が閉塞された円筒状の容器本体２と、この容器本体２内に配置された格子状のバスケット３とを有し、放射性物質としての棒状の使用済核燃料４は、バスケット３によって支持された状態で容器本体２内に複数体封入されている。その上、容器本体２の上部開口は、溶接された蓋体５によって閉塞されている。

更に詳しく説明すると、上記蓋体５は、図１及び図２に示すように、強度及びγ線や中性子線などの放射線を遮蔽する上で必要な肉厚を有する１次蓋６と、耐応力腐食割れ性の高い薄肉の密封リング７により構成されている。この１次蓋６は、密閉リング７によってカバーされない外面８が耐応力腐食割れ性の高い薄肉のカバー９で被覆されている。その上、この１次蓋６は、図３に示すように、容器本体２の上部開口に溶接後、その溶接個所１０が密閉リング７により覆われている。この密閉リング７は、容器本体２の段部１１および１次蓋カバー９の段部１２に溶接されている。

一方、図２に示すように、蓋体５に耐応力腐食割れ性の高い材料からなる吊り具用ボス１３が複数本（４本）螺着されている。この吊り具用ボス１３は、図４に示すように、蓋部５に設けたねじ穴１４に螺着され、その一端側には、図示しない吊り具を螺着させるためのねじ穴１５が設けられている。

この実施形態では、１次蓋６をＳＵＳ３０４により形成する一方、密閉リング７、１次蓋カバー９および吊り具用ボス１３を２相ステンレス鋼の一種であるＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌにより形成している。

（実施例）
容器本体の上部開口を遮蔽する上で必要な蓋体の板厚を２４０ｍｍとした場合、本発明の二重構造の蓋体、即ち、１次蓋（ＳＵＳ３０４製）の板厚が２２０ｍｍで、且つ、１次蓋の外面を被覆するカバー（ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ製）の板厚が２０ｍｍの二重構造の蓋体は、従来の一体構造の蓋体、即ち、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌのみで形成された蓋体に比較してＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌの使用量が１／１２（＝２０／２４０）となり、コストダウンが可能となる。

本発明に係るキャニスタの平面図である。同キャニスタの縦断面図である。図１のＡ部の拡大図である。図１のＢ部の拡大図である。キャニスタ輸送キャスクへの容器本体挿入説明図である。使用済核燃料装荷説明図である。輸送容器の吊り上げ説明図である。キャニスタ蓋に溶接説明図である。搬出説明図である。キャニスタの詰め替え説明図である。

符号の説明

１キャニスタ
２容器本体
３バスケット
４放射性物質
５蓋体
６１次蓋
７密封リング
８１次蓋の外面
９カバー
１０溶接部分
１３吊り具用ボス

Claims

底面が閉塞された筒状の金属製の容器本体と、該容器本体内に配置されたバスケットとを有し、放射性物質は、前記バスケットによって支持された状態で前記容器本体内に複数体封入され、且つ、容器本体の上部開口は、溶接された蓋体によって閉塞されているキャニスタにおいて、前記蓋体を、構造強度及び放射線遮蔽上必要な肉厚を有すると共にその外面中央部を薄肉のカバーによって被覆された１次蓋と、該１次蓋と容器本体の上部開口との溶接部分をカバーする薄肉の密封リングにより構成し、且つ、前記蓋体に吊り具用ボスを設けたことを特徴とするキャニスタ。
１次蓋の外面中央部を被覆するカバー及び密封リングを耐応力腐食割れ性の高い材料により形成する請求項１記載のキャニスタ。
蓋体に吊り具用ボスを螺着させた請求項１記載のキャニスタ。
吊り具用ボスを耐応力腐食割れ性の高い材料により形成する請求項１又は３記載のキャニスタ。