JP2007212384A - キャスク用緩衝体 - Google Patents

Abstract

【課題】使用済燃料キャスクに各種方向からの衝撃荷重を受けた場合でも安定した緩衝作用を行うことができるようにする。
【解決手段】使用済燃料キャスク１の軸方向端部に装着される断面凹形のキャスク用緩衝体１１であって、木材小片を圧縮固化したブロックを貼り合わせて断面凹形の底辺中央部１１ａ、底辺周辺部１１ｂおよび上側周辺部１１ｃからなる緩衝体木材を構成し、この緩衝体木材の全体もしくは一部を等方性材料とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は使用済燃料キャスクの軸方向端部に装着される断面凹形の木製キャスク用緩衝体に係り、特に衝撃荷重に対して等方性を有するキャスク用緩衝体に関する。

一般に、原子力発電所において燃焼に供された使用済み核燃料集合体は、専用の使用済燃料キャスクに収容され、輸送および保管される。この使用済燃料キャスクの輸送時には、使用済燃料キャスクの軸方向端部に衝撃荷重を吸収するための断面凹形のキャスク用緩衝体が装着される。この緩衝体においては、衝撃吸収特性が良く、緩衝能力が高い木材が適用されている。

従来、このようなキャスク用緩衝体として、自然木を使用することに起因する衝撃吸収特性のばらつきを抑制するとともに、必要最小限の大きさでキャスクに対する緩衝作用を行うというものが提案されている（特許文献１、２参照）。
特開２００１−８３２９１号公報 特開２００２−３１１１８６号公報

上述したキャスク用緩衝体に用いる木材は、木目方向、もしくは板の貼り合わせ方向によって機械的特性に異方性を有しており、荷重に強い方向と弱い方向が存在する。このことから、緩衝体の設計においては、衝撃荷重の方向を考慮し、それぞれの荷重を受ける部位を決め、各部の木目方向もしくは貼り合わせ方向を決めている。

また、木目の方向もしくは貼り合わせ方向が変わる部位においては、強度的に不連続の部分が生じることがある。このような緩衝体において木目の方向もしくは貼り合わせ方向は各部位で固定されることから、全体として全方位の荷重に対応していても、部分的に木目方向等もしくは不連続部により弱い部分が生じる可能性がある。

なお、輸送キャスクの想定事象として、衝撃荷重に引き続いて火災に遭遇するという過酷な条件があり、想定事象において衝撃荷重で万一緩衝体缶体が破断した場合に、木材部分が直接火炎にさらされても蓋シール部を熱的に保護する必要もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、使用済燃料キャスクに各種方向からの衝撃荷重を受けた場合でも安定した緩衝作用を行うことができるキャスク用緩衝体を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明では、使用済燃料キャスクの軸方向端部に装着される断面凹形のキャスク用緩衝体であって、木材小片を圧縮固化したブロックを貼り合わせて前記断面凹形の底辺中央部、底辺周辺部および上側周辺部からなる緩衝体木材を構成し、この緩衝体木材の全体もしくは一部を等方性材料としたことを特徴とするキャスク用緩衝体を提供する。

本発明によれば、等方性の材料を配置することにより、方向によって荷重に弱い部位を有することなく、安定した強度、緩衝能力を発揮することができる。

以下、本発明に係るキャスク用緩衝体の実施形態について、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、使用済燃料キャスク１およびキャスク用緩衝体１０、１１の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、使用済燃料キャスク１は円筒状の胴２の端部に蓋体３を設け、両端位置に取手となるトラニオン４を設けた構成とされている。胴２内にはキャスク用バスケット６が収容され、このキャスク用バスケット６内に使用済燃料７が収容される。そして、運搬に際しては、使用済燃料キャスク１の軸方向端部に断面凹形のキャスク用緩衝体１０、１１が装着される。なお、以下の説明では一方のキャスク用緩衝体１１を代表的に説明する。

本実施形態のキャスク用緩衝体１１は、木材小片を圧縮固化したブロックを貼り合わせて断面凹形として構成されている。すなわち、キャスク用緩衝体１１は、底辺中央部１１ａ、底辺周辺部１１ｂおよび上側周辺部１１ｃからなる緩衝体木材として構成されている。

図２は、本実施形態のキャスク用緩衝体１１の断面構成を示している。このキャスク用緩衝体１１は、木材小片を圧縮固化してブロックを生成し、そのブロックを緩衝体形状に貼り合わせて構成されている。そして、図２に示すように、底辺中央部１１ａは例えば水平方向に沿う木目構成とされ、水平方向荷重に耐え得る構成となっている。また、上側周辺部１１ｃは垂直方向に沿う木目構成とされ、垂直方向荷重に耐え得る構成となっている。

これに対し、底辺周辺部１１ｂは、木材小片、例えば木屑等を素材として圧縮固化したブロックを貼り合わせて構成されており、これによりキャスク用緩衝体１１の一部である底辺周辺部１１ｂが、等方性材料として構成されている。

この結果、コーナー部のように様々な方向の荷重を受ける可能性のある部位において、等方性の材料を配置することにより、方向によって荷重に弱い部位を有することなく、安定した強度、緩衝能力を持たせることが可能となる。

また、本実施形態では、緩衝体木材の全体もしくは一部に耐火樹脂を浸透させた構成とすることが可能である。この場合、耐火樹脂は緩衝体木材の圧縮固化時にその緩衝体木材の全体もしくは一部に浸透させることによって構成することができる。具体的には、ブロックの表面、もしくはブロックを貼り合わせた後の表面に、耐火樹脂を塗装し、あるいは緩衝体木材の全体、もしくは一部の表面に、耐火樹脂を塗装することにより実施することができる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態のキャスク用緩衝体１１を示している。本実施形態のキャスク用緩衝体１１も底辺中央部１１ａ、底辺周辺部１１ｂおよび上側周辺部１１ｃからなる緩衝体木材として構成されている。

そして、この第２実施形態においては、底辺中央部１１ａ、底辺周辺部１１ｂおよび上側周辺部１１ｃの全体が、木材小片を圧縮固化してブロックを生成し、そのブロックを緩衝体形状に貼り合わせて構成され、これにより、底辺中央部１１ａ、底辺周辺部１１ｂおよび上側周辺部１１ｃの全ての部位が等方性材料として構成されている。

この結果、キャスク用緩衝体１１の全体に等方性の材料を配置することになり、様々な方向の荷重を受ける可能性のある全て部位において、等方性の材料を配置することにより方向によって荷重に弱い部位を有することなく、安定した強度、緩衝能力を持たせることが可能となる。

なお、本実施形態では、キャスク用緩衝体１１が緩衝体木材もしくは木材小片を圧縮固化して分割生成し、貼り合わせることによって緩衝体木材を構成することができる。

また、本実施形態においても、緩衝体木材の全体もしくは一部に耐火樹脂を浸透させた構成とすることが可能である。この場合、耐火樹脂は緩衝体木材の圧縮固化時にその緩衝体木材の全体もしくは一部に浸透させることによって構成することができる。具体的には、ブロックの表面、もしくはブロックを貼り合わせた後の表面に、耐火樹脂を塗装し、あるいは緩衝体木材の全体、もしくは一部の表面に、耐火樹脂を塗装することにより実施することができる。

［第３実施形態］
図４は、本発明の第３実施形態のキャスク用緩衝体１１を示している。本実施形態のキャスク用緩衝体１１も底辺中央部１１ａ、底辺周辺部１１ｂおよび上側周辺部１１ｃからなる緩衝体木材として構成されている。

そして、この第３実施形態においては、底辺中央部１１ａが例えば水平方向に沿う木目構成とされ、水平方向荷重に耐え得る構成となっている。また、上側周辺部１１ｃが垂直方向に沿う木目構成とされ、垂直方向荷重に耐え得る構成となっている。

これに対し、底辺周辺部１１ｂは、木目を傾斜方向に沿う形状とし、または木材小片、例えば木屑等を素材として圧縮固化したブロックを貼り合わせて傾斜方向の荷重に対応する強度を有する構成されている。

これにより、キャスク用緩衝体１１の底辺周辺部１１ｂの耐水平荷重、上側周辺部１１ｃの耐垂直荷重および底辺周辺部１１ｂの耐傾斜荷重が総合的に機能し、あらゆる方向に対する耐衝撃荷重に対処することができるようになっている。

この結果、キャスク用緩衝体１１の全体が各種方向から荷重を受けた場合であっても、全体として荷重に弱い部位を有することなく、安定した強度、緩衝能力を持たせることが可能となる。

なお、本実施形態でも、キャスク用緩衝体１１が緩衝体木材もしくは木材小片を圧縮固化して分割生成し、貼り合わせることによって緩衝体木材を構成することができる。

また、本実施形態においても、緩衝体木材の全体もしくは一部に耐火樹脂を浸透させた構成とすることが可能である。この場合、耐火樹脂は緩衝体木材の圧縮固化時にその緩衝体木材の全体もしくは一部に浸透させることによって構成することができる。

この場合、ブロックの表面、もしくはブロックを貼り合わせた後の表面に、耐火樹脂を塗装し、あるいは緩衝体木材の全体、もしくは一部の表面に、耐火樹脂を塗装することにより実施することができる。

このような構成により、緩衝体木材が木材小片で構成されることから、圧縮固化時に耐火樹脂を浸透させることで、緩衝体木材の等方性材料で構成される部分に耐火能力を持たせることができる。また、緩衝体木材全体にむらなく耐火能力を持たせることができる。

この結果、キャスク輸送時の想定事象において、衝撃荷重で万一緩衝体缶体が破断し、木材部分が直接火炎にさらされた場合においても、緩衝体木材が耐火能力を持つことにより、蓋シール部を熱的に保護することができる。

［他の実施形態］
上記各実施形態のほか、本発明では木材全体に耐火樹脂を浸透させることに代え、木材ブロック単位の表面、もしくは一体成型した緩衝体木材の全体あるいは一部の表面に、耐火樹脂を塗装することができる。

この結果、キャスク輸送時の想定事象において、衝撃荷重で万一緩衝体缶体が破断し、木材部分が直接火炎にさらされた場合においても、緩衝体木材が耐火能力を持つことにより、蓋シール部を熱的に保護することができる。

本発明の第１実施形態を示す全体斜視図。 本発明の第１実施形態によるキャスク用緩衝体を示す縦断面図。 本発明の第２実施形態によるキャスク用緩衝体を示す縦断面図。 本発明の第３実施形態によるキャスク用緩衝体を示す縦断面図。

符号の説明

１ 使用済燃料キャスク
２ 胴
３ 蓋体
４ トラニオン
６ キャスク用バスケット
７ 使用済燃料
１０、１１ キャスク用緩衝体
１１ａ 底辺中央部
１１ｂ 底辺周辺部
１１ｃ 上側周辺部

Claims (4)

1. 使用済燃料キャスクの軸方向端部に装着される断面凹形のキャスク用緩衝体であって、木材小片を圧縮固化したブロックを貼り合わせて前記断面凹形の底辺中央部、底辺周辺部および上側周辺部からなる緩衝体木材を構成し、この緩衝体木材の全体もしくは一部を等方性材料としたことを特徴とするキャスク用緩衝体。
2. 前記緩衝体木材の全体もしくは一部を木材小片の圧縮により一体成形し、前記緩衝体木材の各部において前記緩衝体構成木材を等方性材料とした請求項１記載のキャスク用緩衝体。
3. 前記緩衝体木材の全体もしくは一部に耐火樹脂を浸透させた請求項１記載のキャスク用緩衝体。
4. 前記耐火樹脂は前記緩衝体木材の圧縮固化時に当該緩衝体木材の全体もしくは一部に浸透させた請求項３記載のキャスク用緩衝体。

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