JP2006105815A - Radioactive material container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力発電所から発生する使用済み燃料を輸送しまたは貯蔵する放射性物質収納容器に係り、特に、放射性物質収納容器の中性子吸収材(レジン)を充填する部分の構造に関する。 The present invention relates to a radioactive substance storage container for transporting or storing spent fuel generated from a nuclear power plant, and more particularly to a structure of a portion of a radioactive substance storage container filled with a neutron absorber (resin).
原子力発電施設の炉心で一定期間使用された燃料は、炉心から取り出され、使用済み燃料プールなどに一時保管される。所定期間冷却された燃料は、最終的に再処理工場に搬入されて再処理され、ウランとプルトニウムを取り出され、再資源として利用される。 The fuel used for a certain period in the core of the nuclear power generation facility is taken out from the core and temporarily stored in a spent fuel pool or the like. The fuel cooled for a predetermined period is finally carried to a reprocessing plant where it is reprocessed, uranium and plutonium are taken out, and used as resources.
現在、原子力発電所で発生する使用済み燃料は、電力需要の増加とともに増大しているので、国内で発生する使用済み燃料は、再処理工場が稼動しても、再処理工場での処理容量を上回り、再処理までの期間は適切に管理し貯蔵しなければならない。必要な貯蔵量は、2010年で4400tU、2020年で7100tUと推定されている。 Currently, the amount of spent fuel generated at nuclear power plants is increasing as the demand for electricity increases. It must be properly managed and stored in the period until it is exceeded and reprocessed. The required storage is estimated to be 4400 tU in 2010 and 7100 tU in 2020.
原子力発電所の敷地内または敷地外において使用済み燃料を管理し貯蔵する方式として、乾式キャスク貯蔵,ボールト貯蔵,サイロ貯蔵,コンクリートキャスク貯蔵などの乾式貯蔵方式と、水プールなどの湿式貯蔵方式とがある。 As a method of managing and storing spent fuel inside or outside the site of a nuclear power plant, there are dry storage methods such as dry cask storage, vault storage, silo storage, and concrete cask storage, and wet storage methods such as water pools. is there.
貯蔵コストおよび長期に亘る貯蔵安定度を考えた場合、乾式貯蔵方式が注目されている。乾式貯蔵方式のうち、現在国内で実用化されているキャスク貯蔵方式は、放射性物質収納容器である乾式キャスクの中に使用済み燃料を収納し貯蔵する方法である。 In consideration of storage costs and long-term storage stability, dry storage systems are attracting attention. Among the dry storage systems, the cask storage system currently in practical use in Japan is a method of storing spent fuel in a dry cask that is a radioactive substance storage container.
使用済み燃料を収納した乾式キャスクでは、使用済み燃料集合体から放出される中性子を吸収する部材を収納容器の外周部に設置する必要がある。 In a dry cask containing spent fuel, it is necessary to install a member that absorbs neutrons emitted from the spent fuel assembly on the outer periphery of the containing container.
また、収納容器と外筒との間に介在させる伝熱部材の熱伝導性が悪いと、収納した使用済み燃料集合体の被覆管温度が過度に上昇し、クリープ破壊を生じる可能性があるので、構造強度の観点から十分な冷却性能が要求される。 In addition, if the heat conductivity of the heat transfer member interposed between the storage container and the outer cylinder is poor, the temperature of the cladding tube of the stored spent fuel assembly will rise excessively, which may cause creep failure. From the viewpoint of structural strength, sufficient cooling performance is required.
半径方向に斜めに延びる銅製リブを収納容器本体の外面にボルトで取り付け、銅製リブの先端同士を鋼製外筒で溶接接続し、中性子吸収材を充填する空間を形成した放射線吸収体の構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The structure of the radiation absorber that formed a space filled with neutron absorbers by attaching copper ribs extending diagonally in the radial direction with bolts to the outer surface of the storage container body, welding the ends of the copper ribs with a steel outer cylinder It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
収納容器本体,外筒,銅製伝熱フィンで囲まれた空間に水素原子含有成分が相対的に大きい樹脂体を配置し、外筒内面に沿って熱膨張吸収部材を配置し、前記空間の内面と樹脂体との間隙に耐熱液状樹脂を充填して固化させ、中性子吸収材の熱膨張変形量を吸収する放射線吸収体の構造も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 A resin body having a relatively large hydrogen atom-containing component is disposed in a space surrounded by the storage container main body, the outer tube, and the copper heat transfer fins, and a thermal expansion absorbing member is disposed along the inner surface of the outer tube. There has also been proposed a structure of a radiation absorber that fills a space between the resin body and a heat-resistant liquid resin and solidifies it to absorb the thermal expansion deformation of the neutron absorber (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1の放射線吸収体の構造では、伝熱部材である銅製リブの数に対応する数の鋼製外筒板が必要となり、溶接量が膨大でコストが高い。
In the structure of the radiation absorber of
また、銅製リブの外面側の角度が鈍角(90度以上)であり、銅製リブを収納容器本体に溶接またはボルトで固定しなければ、外筒を溶接することが極めて困難であり、収納容器本体と外筒との接続が不十分で冷却性能を確保できない。 In addition, the angle on the outer surface side of the copper rib is an obtuse angle (90 degrees or more), and it is extremely difficult to weld the outer cylinder unless the copper rib is welded or bolted to the storage container body. The cooling performance cannot be ensured due to insufficient connection with the outer cylinder.
特許文献2の放射線吸収体の構造では、銅製伝熱フィンと収納容器本体および外筒との接続方法が記載されていない。一般的には、銅製伝熱フィンを収納容器本体および外筒の双方に機械的に接続させまたは接触させることは困難であり、収納容器本体からの熱を外部に逃がすことは難しいと考えられる。
In the structure of the radiation absorber of
本発明の課題は、収納容器本体と外筒との間に形成される空間に中性子吸収材を流し込み固化させて形成される放射性物質収納容器において、収納容器本体の外面と外筒内面との双方に十分な力で伝熱フィンを面接触させ、熱伝導性を良くし、収納容器本体中央部の温度を低下させることである。 An object of the present invention is to provide a radioactive substance storage container formed by pouring and solidifying a neutron absorbing material into a space formed between a storage container main body and an outer cylinder, both of the outer surface of the storage container main body and the inner surface of the outer cylinder. The heat transfer fins are brought into surface contact with a sufficient force to improve the thermal conductivity and lower the temperature of the central portion of the storage container body.
本発明は、上記課題を達成するために、中性子吸収材の内部に配置する伝熱フィンの半径方向寸法を外筒の内面よりも高く設定するとともに、組み立て時に外筒を押し付けたとき低い荷重でたわむ断面形状の伝熱フィンとし、伝熱フィンの外側を外筒内面に接触させて良好な熱伝導性を実現した。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention sets the radial dimension of the heat transfer fin arranged inside the neutron absorber higher than the inner surface of the outer cylinder, and with a low load when the outer cylinder is pressed during assembly. The heat transfer fin has a flexible cross-sectional shape, and the outside of the heat transfer fin is brought into contact with the inner surface of the outer cylinder to achieve good heat conductivity.
本発明によれば、中性子吸収材の内部に配置する伝熱フィンを外筒内面に確実に接触させて良好な熱伝導性を確保し、収納容器本体中央部の温度を低下させた放射性物質収納容器が得られる。 According to the present invention, the radioactive material storage in which the heat transfer fin disposed inside the neutron absorber is reliably brought into contact with the inner surface of the outer cylinder to ensure good thermal conductivity and the temperature of the central portion of the storage container is lowered. A container is obtained.
次に、図1ないし図19を参照して、本発明による放射性物質収納容器の実施例を説明する。 Next, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 19, the Example of the radioactive substance storage container by this invention is described.
図1は、本発明による放射性物質収納容器の全体構造を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a radioactive substance storage container according to the present invention.
筒状の収納容器本体1は、放射性物質の外部への漏洩を防止するために、合金鋼製の底部を有し、上部には、図示しない多数のボルトにより、一次蓋2と二次蓋4とを取り付けてある。
The cylindrical
原子力発電所の燃料プールで使用済み燃料を挿入して一次蓋2で封入した後、クレーンで吊り上げてオペレーションフロアに移動させる作業での被爆量を低減させるために、一次蓋2の内部には、中性子吸収材として中性子吸収能力の高いホウ素Bを多量に含むレジン3を封じ込めてある。
After the spent fuel is inserted in the fuel pool of the nuclear power plant and sealed with the
収納容器本体1の外周側には、熱伝導率の高いアルミニウム合金製のボート状構造体に中性子吸収材としてのホウ素Bを多量に含むレジン8を鋳込んだレジンブロックを放射状に多数配置してある。
On the outer peripheral side of the
それらのレジン8を保持するために、溶接により、外筒6を周方向に取り付けてある。外筒6の両端には、放射性物質収納容器が万一落下した時の衝撃荷重を緩和する緩衝体を取り付けるための端板9も設けてある。
In order to hold these
さらに、放射性物質収納容器をクレーンにより運搬する際に吊り具を懸けるためのトラニオン10が、放射性物質収納容器の上部に4個設けられ、下部に2個設けられている。
Furthermore, four
収納容器本体1の内側には、サポートシリンダ11が挿入され、サポートシリンダ11の内面には、互いに直交する溝を形成してあり、バスケットプレート12が組み込まれる。バスケットプレート12が格子状に組まれたバスケット構造は、使用済み燃料集合体14を収納する。
A
図2は、本発明による放射性物質収納容器の実施例1の構造を示す平断面図である。
FIG. 2 is a plan sectional view showing the structure of a radioactive substance storage container according to
バスケット構造は、ステンレス鋼とアルミニウム合金との2種類の材料で製作する。 The basket structure is made of two types of materials, stainless steel and aluminum alloy.
バスケットプレート12は、中性子吸収材としてB4Cを添加したステンレス鋼である。ホウ素Bの濃度は、重量比で約1%である。バスケットプレート12の上側および下側からそれぞれ板幅の1/4の深さの溝を加工してあり、図2で水平方向および垂直方向のプレートを紙面に垂直な方向に積み上げ、いわゆる菓子折り構造で、使用済み燃料を挿入する格子構造を形成してある。
The
ホウ素入りステンレス鋼からなるバスケットプレート12は、収納した燃料集合体14の未臨界を保証する。
The
ただし、バスケットプレート12は、オーステナイト系ステンレス鋼であり、熱伝導性が若干低いので、バスケット構造全体としての熱伝導を確保するために、熱伝導性の良好なアルミニウム合金製バスケットプレート13をバスケット構造の中央付近に配置してある。
However, since the
アルミニウム合金製バスケットプレート13の熱伝導率は、約200W/m・Kであり、サポートシリンダ11,収納容器本体1,伝熱フィン7,レジン8,炭素鋼などからなる鋼製フィン5,外筒6,一次蓋2,二次蓋4を介して、収納された使用済み燃料から発生する熱を外部に効率良く放熱する。
The aluminum
使用済み燃料からはγ線と中性子線とが放出される。収納容器本体1は、低合金鋼で製作されており、γ線の吸収能力を高めるために200mm以上の厚さとしてある。一方、収納容器本体1は、中性子吸収能力は低いので、収納容器本体1の外側において中性子を効率良く吸収するため、収納容器本体1,炭素鋼フィン5,外筒6で囲まれた空間に、所定量の水素やB4Cを含有させたレジン8を充填する。
Gamma rays and neutron rays are emitted from the spent fuel. The
炭素鋼フィン5は、周方向で8個ないし12個設置してある。炭素鋼フィン5だけでは、収納した使用済み燃料集合体14からの熱を外筒6に逃がすことはできない。
8 to 12
そこで、レジン8の中には熱伝導率の良いアルミニウム製伝熱フィン7を多数配置する。
Therefore, a large number of aluminum
図3は、本発明による放射性物質収納容器の実施例1におけるレジン8の充填部周辺の詳細構造を示す平断面図である。
FIG. 3 is a plan sectional view showing a detailed structure around the filling portion of the
収納容器本体1の外面には、すみ肉溶接16で半径方向に放射状に炭素鋼フィン5を取り付ける。伝熱フィン7の断面形状はほぼL字形状である。伝熱フィン7の底面の曲率を収納容器本体1の外径の曲率と一致させて、収納容器本体1からの熱伝導を良くする。または、後述するように、伝熱フィン7の底面の曲率を収納容器本体1の外径の曲率よりやや大きくに製作し、外筒6を組み立てて伝熱フィン7を収納容器本体1の外面に押し付けたときに底面がぴたりと収納容器本体1の外面に接触して熱伝導が良くなるようにする。
伝熱フィン7のL字断面の半径方向に延びた立ち上がり部の形状は半楕円状であり、頂上部を少し越えたあたりまで延ばし、ほぼ1/4楕円形状とする。伝熱フィン7の断面形状をこのような1/4楕円形状にすると、内側にたわみ易いので、外筒6の取り付け作業が容易となる。
The shape of the rising portion extending in the radial direction of the L-shaped cross section of the
図4は、収納容器本体1の半径方向における伝熱フィン7と炭素鋼フィン5との高さの関係を示す平断面図である。伝熱フィン7および外筒6の組み立て前においては、伝熱フィン7の半径方向高さは炭素鋼フィン5よりも数mm高く製作する。外筒6の端部を炭素鋼フィン5の外周側に溶接するときに、外筒6を伝熱フィン7の外側に接するように置いて、外筒6を外側から伝熱フィン7に押し付け、伝熱フィン7の1/4楕円の頂上部付近を内側にたわませ、外筒6の端部を炭素鋼フィン5の外側に接触させてから溶接し、外筒6を固定する。
FIG. 4 is a plan sectional view showing the height relationship between the
溶接後は、図3に示したように、伝熱フィン7の1/4楕円の頂上部の外側が外筒6の内面に密着するので、使用済み燃料からの熱を収納容器本体1から外筒6に効率的に逃がすことができる。
After welding, as shown in FIG. 3, the outside of the top of the ¼ ellipse of the
次に、本発明による放射性物質収納容器の製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method of the radioactive substance storage container by this invention is demonstrated.
図5は、炭素鋼フィン5,伝熱フィン7,外筒6の組み立て方法の一例を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an example of a method for assembling the
サポートシリンダ11を取り付けた収納容器本体1の中心軸ををほぼ水平状態にして、下端の端板9と炭素鋼フィン5とを溶接する。
The central axis of the
収納容器本体1を横から見て、図5に示すように、炭素鋼フィン5で区切られこれから伝熱フィン7を取り付ける区画の中心を時計のほぼ12時の位置に来るようにする。伝熱フィン7を炭素鋼フィン5で区切られたこの区画に並べる。外筒6の内側を伝熱フィン7の上に載せるようにして置く。外筒6を伝熱フィン7に押し付けるために、収納容器本体1の軸方向に長い押圧板40,押圧子41,押圧ブロック42からなり、複数の押圧子41の先端が外筒6の外面の曲率と一致する押し付け治具を準備する。
When the storage container
図6は、押し付け治具40,41,42で外筒6を炭素鋼フィン5の高さまで押し付けた状態を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in which the
図4に破線で示すように、油圧ジャッキなどを用いて、押し付け治具40,41,42により、外筒6を炭素鋼フィン5の外側に接する高さまで押し付ける。
As shown by a broken line in FIG. 4, the
次に、図3に示すように、溶接17により、外筒6の端部を炭素鋼フィン5に固定する。炭素鋼フィン5で区切られた各区画でこの作業を繰り返し、図2に示した形状に仕上げる。この状態では、収納容器本体1,炭素鋼フィン5,外筒6で囲まれ伝熱フィン7を配置した空間は、中性子吸収能力が低いままである。そこで、収納容器本体1,炭素鋼フィン5,外筒6で囲まれ伝熱フィン7を配置した空間に、中性子吸収材として所定量の水素やB4Cを含有させ混練した液体状態のレジン8を充填していく。
Next, as shown in FIG. 3, the end of the
この空間は、伝熱フィン7により切られているので、それぞれの仕切られた区画ごとにレジン8を充填する。レジン8の充填が終了し、レジン8が十分に凝固したら、溶接により、収納容器本体1と外筒6とに上部の端板9を取り付ける。
Since this space is cut by the
この製造方法により、中性子吸収材としてのレジン8を密閉空間内に閉じ込めることができる。
By this manufacturing method, the
図7は、本発明による放射性物質収納容器の実施例2の構造を示す平断面図である。
FIG. 7 is a plan sectional view showing the structure of a radioactive substance storage container according to
実施例2においては、炭素鋼フィン5で区切られた1つの区画内において、区画中心を挟んで伝熱フィン7の向きを対称に配置する。
In the second embodiment, the orientation of the
図2の実施例1においては、収納容器本体1,炭素鋼フィン5,外筒6で囲まれた空間に伝熱フィン7を配置する際に、伝熱フィン7の向きを周方向で同じ向きに配置している。この方式では、図5に示したような組み立て時に、押し付け治具40,41,42を伝熱フィン7に押し付けると、外筒6が時計廻り方向にずれてしまい、組み立ておよび溶接が難しくなることを避けるためである。
In Example 1 of FIG. 2, when arranging the
図8は、本発明による放射性物質収納容器の実施例3の要部の構造を示す平断面図である。 FIG. 8 is a plan sectional view showing the structure of the main part of a radioactive substance storage container according to Embodiment 3 of the present invention.
図2の実施例1および図7の実施例2においては、収納容器本体1,炭素鋼フィン5,外筒6で囲まれた空間に配置する伝熱フィン7は、収納容器本体1の外面に置いただけである。したがって、外筒6を伝熱フィン7の外側に押し付けたとき、伝熱フィン7の1/4楕円形状の外周側が、図上右方向に傾くように力が作用するので、最悪の場合、伝熱フィン7の収納容器本体1の外面に接触している面が浮いて離れる可能性がある。
In Example 1 of FIG. 2 and Example 2 of FIG. 7, the
実施例3においては、接触面の浮きを防止するため、伝熱フィン7の収納容器本体1に接する面の先端を隣の伝熱フィン7に溶接18で結合させてある。
In the third embodiment, in order to prevent the contact surface from floating, the tip of the surface of the
図9は、本発明による放射性物質収納容器の実施例4の要部の構造を示す平断面図である。 FIG. 9 is a plan sectional view showing the structure of the main part of a radioactive substance storage container according to Embodiment 4 of the present invention.
実施例3と同様に、接触面の浮きを防止するため、伝熱フィン7の収納容器本体1の外面に接する部分の先端を半径方向に延ばし、延ばした部分をボルト19,ナット20により隣の伝熱フィン7と接続し固定する。
As in the third embodiment, in order to prevent the contact surface from floating, the tip of the portion of the
図10は、本発明による放射性物質収納容器の実施例5の要部の構造を示す平断面図である。 FIG. 10 is a plan sectional view showing the structure of the main part of Example 5 of the radioactive substance storage container according to the present invention.
実施例3と同様に、接触面の浮きを防止するため、個々の伝熱フィン7の収納容器本体1に接する面の中央部付近に孔を開け、収納容器本体1にめねじを開け、ボルト21で伝熱フィン7を固定する。
As in the third embodiment, in order to prevent the contact surface from floating, a hole is formed near the center of the surface of each
図11は、本発明による放射性物質収納容器の実施例6の要部の構造を示す平断面図である。伝熱フィン7の断面形状は、全体としてほぼL字形状である。L字の周方向に延びる面31は、収納容器本体1の外面に接するように配置し、L字の半径方向に延びるもう1つの面32は、ほぼ半径方向に直線とし、その先端部から周方向に向きを変えてひさし33を延ばし、延ばしたひさし33の先端外周側には曲げ部34を形成し、この曲げ部34の外側を外筒6の内面に接触させる。
FIG. 11 is a plan sectional view showing the structure of the main part of Example 6 of the radioactive substance storage container according to the present invention. The cross-sectional shape of the
伝熱フィン7の断面をこのような形状にすると、製作し易いという利点がある。ただし、延ばしたひさし33をたわませる力は、図2に示した1/4楕円形状の伝熱フィン7よりも高くしなければならない。
When the cross section of the
図12は、本発明による放射性物質収納容器の実施例7の要部の構造を示す平断面図である。
FIG. 12 is a plan sectional view showing the structure of the main part of a radioactive substance storage container according to
上記各実施例のほぼL字形状をした伝熱フィン7は、収納容器本体1の外面でほぼ軸方向長さの全長に亘る長い部材である。この伝熱フィン7と接触する外筒6は、4点ベンディングロールなどを用いて曲げ加工される。曲げ加工の際に、軸方向全長に亘って直線性が確保されているとは限らない。
The substantially L-shaped
そこで、実施例7においては、伝熱フィン7の長手方向の途中に複数のスリット35を形成する。図12では、7個のスリットを形成してある。一般には、このスリット数が多いほど、1/4楕円形状の頂上部で外筒6と十分に接触し、伝熱性能を高く維持できる。実験の結果では、スリットの半径方向深さは、伝熱フィン7の高さの半分程度が望ましい。
Thus, in the seventh embodiment, a plurality of
図13は、本発明による放射性物質収納容器の実施例8の要部の構造を示す平断面図である。
FIG. 13 is a plan sectional view showing the structure of the main part of an
中性子吸収材であるレジン8の熱膨張係数は、40×10−6mm/mm・℃程度であり、炭素鋼フィン5の熱膨張係数12×10−6mm/mm・℃の3倍以上である。
The thermal expansion coefficient of the
レジン8部周辺は、収納した使用済み燃料からの伝熱により、100℃以上の高温に曝される。この環境では、レジン8と炭素鋼との熱膨張の差から、炭素鋼フィン5の外周側では、変位が0.4mm程度生じる。この変位がひずみとして炭素鋼フィン5に負荷された場合、発生応力は500MPaを超える。外筒6はその端部で炭素鋼フィン5に溶接17により固定されているので、溶接部に変形応力が集中することになる。
The vicinity of the
実施例8においては、図13に示したように、炭素鋼フィン5の半径方向外側端部の両側に、外筒6内面に接するように空間部を形成する部材36を配置し、溶接部への変形応力の集中を排除する。
In Example 8, as shown in FIG. 13,
このように、炭素鋼フィン5の外側端部の両側だけに部材36を配置し空間を形成するのは、炭素鋼フィン5から離れた位置におけるレジン8の熱膨張は、溶接部に対して曲げ応力として作用し、影響が小さいからである。
As described above, the
炭素鋼フィン5の外側端部の両側で外筒6の内面に接するように空間部を形成する部材としては、図14〜図17に示すような空間密度の高い部材を採用する。
As a member for forming the space portion so as to be in contact with the inner surface of the
図14は、収納容器本体1の軸方向に延びる矩形状のパイプ50とし、その内部に半径方向に対して斜めにリブ51を配置し、その間に空間52を形成した部材である。この部材は、レジン8の熱膨張による半径方向の伸びをリブ51の曲がり変形で吸収する。
FIG. 14 shows a member in which a
図15は、収納容器本体1の軸方向に延びる2枚の平板53間に半径方向に対して斜めにリブ54を配置し、その間に空間55を形成した部材である。この構造では、図14に記載の熱膨張吸収部材よりも変形が容易である。
FIG. 15 shows a member in which a
図16は、単純に矩形断面のパイプ56により空間57を形成した部材である。
FIG. 16 shows a member in which a
図17は、単純に楕円形断面のパイプ58により空間59を形成した部材である。
FIG. 17 shows a member in which a
図18は、本発明による放射性物質収納容器の実施例9の要部の構造を示す平断面図である。
FIG. 18 is a plan sectional view showing the structure of the main part of a radioactive substance storage container according to
図13の実施例8に関連して説明したように、中性子吸収材であるレジン8の熱膨張係数と炭素鋼フィン5の熱膨張係数とは3倍以上違うので、収納した使用済み燃料からの伝熱によりレジン8の周辺が100℃以上に曝された場合のレジン8と炭素鋼フィン5との熱膨張の差に起因する変位を吸収する必要がある。
As described in connection with Example 8 in FIG. 13, the thermal expansion coefficient of the
実施例9では、外筒6の内面に弾性変形能力の高い部材37を貼り付け、アルミニウム合金製伝熱フィン7の脚部の外周側に弾性変形能力の高い部材38を貼り付ける。
In the ninth embodiment, a
図19は、実施例1の図4に対応して、実施例9の収納容器本体1の半径方向における伝熱フィン7と炭素鋼フィン5との高さの関係、および、シリコン系樹脂37,38の設置状況を示す平断面図である。
19 corresponds to FIG. 4 of the first embodiment, the height relationship between the
外筒6の内面に貼り付ける部材37は、外筒6と炭素鋼フィン5との溶接時の高熱に耐えられるものでなければならない。このような耐熱性と高い弾性変形能力とを有する材料としては、シリコン系の発泡樹脂がある。
The
一般的にはフォームと呼ばれスポンジ状構造の材料であり、変形吸収能力が高い。また、シリコン系樹脂であるので、耐熱性も良好である。 Generally called foam, it is a sponge-like material and has a high deformation absorption capacity. In addition, since it is a silicon-based resin, it has good heat resistance.
このシリコン樹脂板をアルミニウム合金製伝熱フィン7の脚部の外周側と外筒6の内面とに貼り付けた上で組み立て、溶接した後、レジン8を注入する。
The silicon resin plate is attached to the outer peripheral side of the leg portion of the aluminum alloy
放射性物質収納容器を使用中にレジン8周辺の温度が上昇しても、半径方向の熱膨張変形は、外筒6および熱フィン7に貼り付けたシリコン系樹脂37,38で吸収する。放射性物質収納容器の軸方向では、レジン8の上部に空間を設けておき、自由膨張させる。
Even if the temperature around the
1 収納容器本体
2 一次蓋
3 レジン(中性子吸収材)
4 二次蓋
5 炭素鋼フィン
6 外筒
7 伝熱フィン
8 レジン(中性子吸収材)
9 端板
10 トラニオン
11 サポートシリンダ
12 バスケットプレート
13 アルミニウム合金製バスケットプレート
14 使用済み燃料集合体
16 すみ肉溶接
17 溶接
18 伝熱フィン結合溶接
19 ボルト
20 ナット
21 ボルト
31 L字の周方向に延びる面
32 L字の半径方向に延びるもう1つの面
33 ひさし
34 先端外周側の曲げ部
35 スリット
36 熱膨張吸収部材
37 熱膨張吸収部材
38 熱膨張吸収部材
40 押圧板
41 押圧子
42 押圧ブロック
50 パイプ
51 リブ
52 空間
53 平板
54 リブ
55 空間
56 パイプ
57 空間
58 パイプ
59 空間
1
4
9
Claims (15)
前記収納容器本体の外面に接する底部と前記収納容器本体の半径方向に前記鋼製フィンよりも高く延び先端が前記外筒の内面に斜めに接し前記外筒を前記鋼製フィンに固定するときに前記収納容器本体側にたわむ立ち上がり部とを有し使用済み燃料からの熱を外部に逃がす伝熱フィンを前記区画された各空間に複数個配列させることを特徴とする放射性物質収納容器。 A storage fin main body for storing a radioactive substance, an outer cylinder that coaxially surrounds the storage container main body, and a steel fin that is radially fixed to the storage container main body and divides a space formed by the storage container main body and the outer cylinder into a plurality of parts And a radioactive substance storage container having a neutron absorber filled in each partitioned space,
When a bottom part contacting the outer surface of the storage container body and a radial direction of the storage container body extend higher than the steel fin and the tip is obliquely in contact with the inner surface of the outer cylinder to fix the outer cylinder to the steel fin A radioactive substance storage container comprising a plurality of heat transfer fins, each of which has a rising portion that bends toward the storage container body and releases heat from spent fuel to the outside.
前記収納容器本体の外面に接する底部と前記収納容器本体の半径方向に前記鋼製フィンよりも高く延び先端が前記外筒の内面に斜めに接し前記外筒を前記鋼製フィンに固定するときに前記収納容器本体側にたわむ立ち上がり部とを有し使用済み燃料からの熱を外部に逃がす伝熱フィンを前記区画された各空間に複数個配列させ、
前記中性子吸収材が充填されない空間を形成する熱膨張吸収部材を前記鋼製フィンの半径方向外側端部の両側で前記外筒の内面に接して配置することを特徴とする放射性物質収納容器。 A storage container main body for storing a radioactive substance, an outer cylinder that coaxially surrounds the storage container main body, and a steel fin that is radially fixed to the storage container main body and divides a space formed by the storage container main body and the outer cylinder into a plurality of parts And a radioactive substance storage container having a neutron absorber filled in each partitioned space,
When a bottom part contacting the outer surface of the storage container body and a radial direction of the storage container body extend higher than the steel fin and the tip is obliquely in contact with the inner surface of the outer cylinder to fix the outer cylinder to the steel fin A plurality of heat transfer fins that have a rising portion that bends toward the storage container main body and releases heat from spent fuel to the outside, and are arranged in each of the partitioned spaces,
A radioactive substance storage container, wherein a thermal expansion absorbing member that forms a space not filled with the neutron absorbing material is disposed in contact with an inner surface of the outer cylinder on both sides of a radially outer end of the steel fin.
前記熱膨張吸収部材が、前記収納容器本体の軸方向に延び断面が矩形状または楕円状のパイプからなることを特徴とする放射性物質収納容器。 In the radioactive substance storage container according to claim 2,
The radioactive substance storage container, wherein the thermal expansion absorbing member is a pipe having a rectangular or elliptical cross section extending in the axial direction of the storage container main body.
前記熱膨張吸収部材が、前記収納容器本体の軸方向に延び断面が矩形状のパイプと、前記矩形状のパイプ内部に半径方向に対して斜めに配置されたリブとからなることを特徴とする放射性物質収納容器。 In the radioactive substance storage container according to claim 2,
The thermal expansion absorbing member includes a pipe that extends in the axial direction of the storage container main body and has a rectangular cross section, and a rib that is disposed obliquely with respect to the radial direction inside the rectangular pipe. Radioactive material storage container.
前記熱膨張吸収部材が、前記収納容器本体の軸方向に延びる2枚の平板と、前記2枚の平板間に半径方向に対して斜めに配置されたリブとからなることを特徴とする放射性物質収納容器。 In the radioactive substance storage container according to claim 2,
The thermal expansion absorbing member is composed of two flat plates extending in the axial direction of the storage container main body, and a rib disposed obliquely with respect to the radial direction between the two flat plates. Storage container.
前記収納容器本体の外面に接する底部と前記収納容器本体の半径方向に前記鋼製フィンよりも高く延び先端が前記外筒の内面に斜めに接し前記外筒を前記鋼製フィンに固定するときに前記収納容器本体側にたわむ立ち上がり部とを有し使用済み燃料からの熱を外部に逃がす伝熱フィンを前記区画された各空間に複数個配列させ、
前記伝熱フィンの底部の外周面および前記外筒の内周面に前記中性子吸収材の熱膨張を吸収する熱膨張吸収部材を取り付けることを特徴とする放射性物質収納容器。 A storage fin main body for storing a radioactive substance, an outer cylinder that coaxially surrounds the storage container main body, and a steel fin that is radially fixed to the storage container main body and divides a space formed by the storage container main body and the outer cylinder into a plurality of parts And a radioactive substance storage container having a neutron absorber filled in each partitioned space,
When a bottom part contacting the outer surface of the storage container body and a radial direction of the storage container body extend higher than the steel fin and the tip is obliquely in contact with the inner surface of the outer cylinder to fix the outer cylinder to the steel fin A plurality of heat transfer fins that have a rising portion that bends toward the storage container main body and releases heat from spent fuel to the outside, and are arranged in each of the partitioned spaces,
A radioactive substance storage container, wherein a thermal expansion absorbing member that absorbs thermal expansion of the neutron absorbing material is attached to an outer peripheral surface of a bottom portion of the heat transfer fin and an inner peripheral surface of the outer cylinder.
前記熱膨張吸収部材が、柔軟な耐熱性シリコン系樹脂であることを特徴とする放射性物質収納容器。 The radioactive substance storage container according to claim 6,
The radioactive material storage container, wherein the thermal expansion absorbing member is a flexible heat-resistant silicone resin.
前記伝熱フィンの立ち上がり部が、ほぼ1/4楕円形状であることを特徴とする放射性物質収納容器。 In the radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 7,
The radioactive substance storage container, wherein the rising portion of the heat transfer fin has a substantially elliptic shape.
前記伝熱フィンの立ち上がり部からたわむ方向にひさしを延ばし、前記外筒の内面に接触させる曲げ部を前記ひさしの先端外周側に形成することを特徴とする放射性物質収納容器。 In the radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 7,
A radioactive substance storage container, wherein an eave is extended in a direction to bend from a rising portion of the heat transfer fin, and a bent portion to be brought into contact with an inner surface of the outer cylinder is formed on an outer peripheral side of a tip end of the eaves.
前記伝熱フィンの収納容器本体の軸方向に複数のスリットを形成することを特徴とする放射性物質収納容器。 The radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 9,
A radioactive substance storage container, wherein a plurality of slits are formed in an axial direction of the heat transfer fin storage container main body.
前記区画された各空間に配置する前記伝熱フィンを半数ずつに分け、前記各空間の周方向中央を挟んで互いに反対向きたわむように配置することを特徴とする放射性物質収納容器。 The radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 10,
A radioactive substance storage container characterized in that the heat transfer fins arranged in each of the partitioned spaces are divided into half and are arranged so as to bend in opposite directions across the center in the circumferential direction of each space.
前記伝熱フィンの前記収納容器本体の外面に接する底部を隣接する伝熱フィンの底部と溶接により接合することを特徴とする放射性物質収納容器。 The radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 11,
The radioactive substance storage container characterized by joining the bottom part which contact | connects the outer surface of the said storage container main body of the said heat transfer fin with the bottom part of the adjacent heat transfer fin.
前記伝熱フィンの前記収納容器本体の外面に接する底部の先端をL字状に立ち上げ、前記L字状部分と隣接する伝熱フィンの立ち上がり部とをボルトおよびナットで結合することを特徴とする放射性物質収納容器。 The radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 11,
The bottom end of the heat transfer fin in contact with the outer surface of the storage container main body is raised in an L shape, and the L shape portion and the rising portion of the adjacent heat transfer fin are coupled by a bolt and a nut. Radioactive material storage container.
前記伝熱フィンの前記収納容器本体の外面に接する底部を前記収納容器本体にボルトで固定することを特徴とする放射性物質収納容器。 The radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 11,
The radioactive substance storage container characterized by fixing the bottom part which contact | connects the outer surface of the said storage container main body of the said heat-transfer fin to the said storage container main body with a volt | bolt.
前記伝熱フィンの前記底部の曲率を前記収納容器本体の外面の曲率にほぼ一致させたことを特徴とする放射性物質収納容器。
The radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 14,
The radioactive substance storage container characterized in that the curvature of the bottom portion of the heat transfer fin is substantially matched with the curvature of the outer surface of the storage container body.
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