JP2005207975A - Cask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用済み燃料等の放射性物質の貯蔵や輸送に使用するためのキャスクに関するものである。 The present invention relates to a cask for use in storage and transportation of radioactive materials such as spent fuel.
従来、原子力発電所で使用された使用済み燃料は、原子力発電所にある使用済み燃料プール内に一定期間冷却、貯蔵された後、再処理工場に輸送される。ところが、再処理工場の建設の遅れや処理能力の限界などの事由により、使用済み燃料プールにおける貯蔵期間が長引くことがある。 Conventionally, spent fuel used in a nuclear power plant is cooled and stored for a certain period in a spent fuel pool in the nuclear power plant, and then transported to a reprocessing plant. However, the storage period in the spent fuel pool may be prolonged due to delays in construction of the reprocessing plant and limitations on processing capacity.
しかし、使用済み燃料プールに貯蔵できる量に限界があるため、貯蔵キャスクを使用して使用済み燃料プール以外の原子力発電所の内外に使用済み燃料を貯蔵することが行われている。 However, since there is a limit to the amount that can be stored in the spent fuel pool, the spent cask is used to store spent fuel inside and outside the nuclear power plant other than the spent fuel pool.
貯蔵キャスクの基本構造は、キャスク本体の開口部を1次蓋と2次蓋により密封した2重蓋構造であるが、1次蓋の密封異常が発生した場合には、1次蓋などが放射線に汚染されている恐れがあるため、1次蓋のシールが交換できない。したがって、2次蓋の溶接、あるいは、3次蓋の設置の何れかの対応が必要である(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、2次蓋をキャスク本体に溶接する場合には、所轄官庁の許認可が必要になるばかりでなく、遠隔操作による溶接作業となるため、溶接作業時間の増加など、いろいろ問題がある。 However, when the secondary lid is welded to the cask body, not only the approval of the competent authority is required, but also a welding operation by remote operation, there are various problems such as an increase in welding work time.
他方、特許文献1に記載されているように、2次蓋の外側に3次蓋を設ける場合には、3次蓋を追加した分、キャスク自身の総重量が増加する。その上、3次蓋5のフランジ部20を、図8および図9に示すように、キャスク本体2の3次段部50に3次蓋固定ボルト21によって固定する場合には、2次蓋4の外周面17とキャスク本体2の2次段部14の内周面18との隙間eを2次蓋と3次蓋の蓋間圧力0.2MPa程度で密封するため、3次蓋5の板厚を厚くする必要がある。例えば、3次蓋5の半径が1150mmの場合、3次蓋5の板厚は、50mmとなり、その重量は、約1.8トンになる。
On the other hand, as described in
尚、図8および図9において、1はキャスク、2はキャスク本体、2aはキャスク本体の開口部、3は1次蓋、4は2次蓋を示している。 8 and 9, 1 is a cask, 2 is a cask body, 2a is an opening of the cask body, 3 is a primary lid, and 4 is a secondary lid.
キャスクの1次蓋、2次蓋の板厚は、キャスクの放射線遮蔽機能と構造強度から決まる。キャスクへの使用済み燃料の収納本数は、キャスク自身の総重量が制限重量を下回るという条件で設定されるようになっている。 The thickness of the primary lid and secondary lid of the cask is determined by the radiation shielding function and the structural strength of the cask. The number of spent fuel stored in the cask is set under the condition that the total weight of the cask itself is less than the limit weight.
上記のように、3次蓋は、1次蓋の密封異常に対応するために追加された蓋のため、その重量が必要以上に重い場合には、制限重量の関係から3次蓋が加わった分、使用済み燃料の収納量を減らす必要が生ずる。 As mentioned above, the tertiary lid is a lid added to cope with the sealing abnormality of the primary lid, so if the weight is heavier than necessary, the tertiary lid was added due to the limit weight. Therefore, it is necessary to reduce the amount of spent fuel stored.
本発明は、上記のような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、3次蓋の板厚をできるだけ薄くし、以て、キャスク自身の総重量の増加を抑制することができるキャスクを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to make the plate thickness of the tertiary lid as thin as possible, thereby suppressing an increase in the total weight of the cask itself. It is to provide a cask that can.
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。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、キャスク本体の開口部を1次蓋、2次蓋、3次蓋によって3重に密封したキャスクにおいて、前記2次蓋の外周面と前記キャスク本体の内周面の間の隙間eを境にして、この隙間eよりも外側の3次蓋の鍔部を第1締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定するとともに、前記隙間eよりも内側の3次蓋の内陸部分を第2締結ボルトによって前記2次蓋に固定することを特徴とするキャスクである。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、第2締結ボルトを、頭部とねじ部により構成するとともに、前記頭部の背面に複数の環状溝を同心状に設け、かつ、該環状溝内にそれぞれOリングを設けたことを特徴とする請求項1記載のキャスクである。
According to a second aspect of the present invention, the second fastening bolt includes a head portion and a screw portion, a plurality of annular grooves are provided concentrically on the back surface of the head portion, and each of the annular grooves has an O in the annular groove. The cask according to
請求項3に記載の発明は、3次蓋を環状に形成するとともに、2次蓋の外周面とキャスク本体の内周面の間の隙間eを境にして、この隙間eよりも外側の3次蓋の外側の鍔部を締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定し、更に、前記隙間eよりも内側の3次蓋の内側の鍔部を締結ボルトによって前記2次蓋に固定することを特徴とする請求項1記載のキャスクである。
In the third aspect of the invention, the tertiary lid is formed in an annular shape, and the
請求項4に記載の発明は、キャスク本体の端面を、3次蓋の背面に設けた外周りの環状溝内の複数本のOリングによってシールするとともに、2次蓋の外面を、3次蓋の背面に設けた内周りの環状溝内の複数本のOリングによってシールすることを特徴とする請求項3記載のキャスクである。
According to a fourth aspect of the present invention, the end surface of the cask body is sealed by a plurality of O-rings in an annular groove around the outer periphery provided on the back surface of the tertiary lid, and the outer surface of the secondary lid is sealed with the tertiary lid. 4. The cask according to
上記のように、請求項1に記載の発明は、キャスク本体の開口部を1次蓋、2次蓋、3次蓋によって3重に密封したキャスクにおいて、前記2次蓋の外周面と前記キャスク本体の内周面の間の隙間eを境にして、この隙間eよりも外側の3次蓋の鍔部を第1締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定するとともに、前記隙間eよりも内側の3次蓋の内陸部分を第2締結ボルトによって前記2次蓋に固定するために、3次蓋の板厚を従来の3次蓋に比べて大幅に薄くすることが可能となった。その結果、キャスク自身の総重量の増加を抑制することができたため、使用済み燃料等の放射性物質の収納量を減らすような事態を回避することができた。
As described above, the invention according to
請求項2に記載の発明は、頭部とねじ部により構成するとともに、前記頭部の背面に複数の環状溝を同心状に設け、かつ、該環状溝内にそれぞれOリングを設けたため、第2締結ボルトと3次蓋の隙間を密封することが可能になった。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、3次蓋を環状に形成したため、3次蓋の重量を円盤の場合よりも更に低減することが可能になった。
In the invention according to
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、乾式キャスク1は、キャスク本体2の開口部2aが1次遮蔽蓋(以下、1次蓋という。)3、2次遮蔽蓋(以下、2次蓋という。)4および密封用3次蓋(以下、3次蓋という。)5によって3重に密封されている。また、この乾式キャスク1の収納室6には、図示しない使用済み燃料等の放射性物質やバスケットおよびヘリウムガスが収納されている。
As shown in FIG. 1, in the
具体的に説明すると、図2に示すように、1次蓋3の鍔部(フランジ部)7は、1次蓋固定ボルト8によってキャスク本体2の1次段部9に固定されている。その際、キャスク本体2の1次段部9は、1次蓋3の背面に設けた環状溝10内の金属ガスケット(図示せず)によってシールされている。また、2次蓋4の鍔部(フランジ部)12は、2次蓋固定ボルト13によってキャスク本体2の2次段部14に固定されている。その際、キャスク本体2の2次段部14は、2次蓋4の背面に設けた環状溝15内の金属ガスケット(図示せず)によってシールされている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the flange portion (flange portion) 7 of the
他方、3次蓋5は、図2に示すように、2次蓋4の外周面17と、キャスク本体2の2次段部14の内周面18の間の隙間eを境にして、それよりも外側の部分を第1の3次蓋固定ボルト21によってキャスク本体2の端面22に固定するとともに、隙間eよりも内側の部分を第2の3次蓋固定ボルト24によって2次蓋4に固定させている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
具体的に説明すると、3次蓋5の鍔部20を、第1の3次蓋固定ボルト21によってキャスク本体2の端面22に固定するとともに、2次蓋4の外周面17とキャスク本体の2次段部12の内周面18の間の隙間eよりも内側にある3次蓋5の内陸部分23を、第2の3次蓋固定ボルト24によって2次蓋4に固定している。その際、キャスク本体2の端面22は、3次蓋の背面に設けた環状溝25内のゴム製Oリング(図示せず)によってシールされている。
Specifically, the
第1および第2の3次蓋固定ボルト21,24は、図3に示すように、同心状に配設され、第1の3次蓋固定ボルト21は、円形の第1仮想ライン27上に等間隔に設けられ、第2の3次蓋固定ボルト24は、第1仮想ライン27よりも小径の第2仮想ライン29上に等間隔に設けられている。尚、第2の3次蓋固定ボルト24は、上記のように1重ではなく、多重に設けてもよい。
As shown in FIG. 3, the first and second tertiary
また、2次蓋4には、第2仮想ライン29に対応する部分に第2の3次蓋固定ボルト24を取り付けるためのボルト取付け部30を設けるとともに、中性子遮蔽用充填物31を設けている。
In addition, the
上記第2の3次蓋固定ボルト24は、図4(a)および(b)に示すように、頭部33とねじ部34により構成されている。その上、頭部33の背面に設けた内外の2本の環状溝35,36の中にそれぞれゴム製Oリング37を配しており、3次蓋5と第2の3次蓋固定ボルト24との隙間をシールするようにしている(図2参照)。その上、内外の環状溝35,36の間に位置して漏洩検査孔38が設けられている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the second tertiary
上記のように、本発明は、3次蓋5を、2次蓋4の外周面17とキャスク本体2の2次段部14の内周面18の間の隙間eを境にして、それよりも外側の部分を第1の3次蓋固定ボルト21によってキャスク本体2の端面22に固定するとともに、隙間eよりも内側の部分を第2の3次蓋固定ボルト24によって2次蓋4に固定させたため、3次蓋5の板厚を半減させることが可能になった。
As described above, in the present invention, the
図5は、本発明の他の実施形態を示すものであり、3次蓋5aを、第1実施形態のように円盤ではなく、円環状あるいはサークル状に形成することにより、更なる軽量化を図ったものである。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, and the
この例では、円環状の3次蓋5aを、2次蓋4の外周面17とキャスク本体2の2次段部14の内周面18の間の隙間eの上に被せ、その外側の鍔部20を3次蓋固定ボルト21によってキャスク本体2の端面22に固定するとともに、内側の鍔部40を3次蓋固定ボルト21によって2次蓋4の鍔部41に固定している。
In this example, an annular
その際、キャスク本体2の端面22は、図6に示すように、3次蓋5aの背面に複数設けた外側周りの環状溝43内のゴム製Oリング44によってシールされ、2次蓋4の外面は、3次蓋5aの背面に複数設けた内側周りの環状溝45内のゴム製Oリング46によってシールされている。その上、外側周りの複数の環状溝43の間には、漏洩検査孔47が設けられ、内側周りの複数の環状溝45の間には、漏洩検査孔47が設けられている。
At that time, the
図7は、本発明の他の実施形態を示すものであり、3次蓋5bを、第1実施形態のように円盤ではなく、円環状あるいはサークル状に形成することにより、更なる軽量化を図ったものである。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, and the
この3次蓋5bは、その背面に環状凹部48を設け、2次蓋4の鍔部41がキャスク本体2の端面22よりも突出している場合に適応するようにしたものである。その他の部分は、第2の実施態様のものと変わりがないので、同じ部分に同じ番号を付け、詳細な説明を省略する。
This
(実施例)
本発明のキャスクと、3次蓋の鍔部のみをボルト止めした従来のキャスクとの強度評価を行った結果を「表1」に示す。
(Example)
Table 1 shows the results of the strength evaluation of the cask of the present invention and the conventional cask in which only the collar portion of the tertiary lid is bolted.
この「表1」から本発明のキャスクは、3次蓋の板厚を半減しても発生応力が従来並みであることが分かる。
P(MPa):2次蓋と3次蓋の蓋間圧力
a(mm):3次蓋の半径
h(mm):3次蓋の板厚
b(mm):3次蓋の中心Oから第2の3次蓋固定ボルトの軸心までの距離
From this “Table 1”, it can be seen that the cask of the present invention has the same level of stress as that of the conventional case even if the plate thickness of the tertiary lid is halved.
P (MPa): Pressure between the lids of the secondary lid and the tertiary lid a (mm): Radius of the tertiary lid h (mm): Plate thickness of the tertiary lid b (mm): From the center O of the
1 キャスク
2 キャスク本体
2a 開口部
3 1次蓋
4 2次蓋
5 3次蓋
17 2次蓋の外周面
18 キャスク本体の内周面
20 3次蓋の鍔部
21 第1締結ボルト
22 キャスク本体の端面
23 3次蓋の内陸部分
24 第2締結ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The end surface of the cask body is sealed by a plurality of O-rings in an annular groove around the outer periphery provided on the back surface of the tertiary lid, and the outer surface of the secondary lid is an inner ring provided on the back surface of the tertiary lid. The cask according to claim 3, wherein the cask is sealed by a plurality of O-rings in the groove.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004016827A JP2005207975A (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Cask |
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JP2004016827A Pending JP2005207975A (en) | 2004-01-26 | 2004-01-26 | Cask |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017044669A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 株式会社オー・シー・エル | Container for spent nuclear fuel |
-
2004
- 2004-01-26 JP JP2004016827A patent/JP2005207975A/en active Pending
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JP2017044669A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 株式会社オー・シー・エル | Container for spent nuclear fuel |
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