JP2008064462A - Facility for storing radioactive material and its cooling system with natural ventilation - 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核燃料などの発熱性の放射性物質を貯蔵する貯蔵施設に関する。特に、発熱性の放射性物質を自然換気により冷却する方式を用いた放射性物質貯蔵施設に関する。 The present invention relates to a storage facility for storing exothermic radioactive materials such as spent nuclear fuel generated from a nuclear power plant. In particular, the present invention relates to a radioactive material storage facility that uses a method of cooling exothermic radioactive material by natural ventilation.
原子力発電所から発生する使用済核燃料は、再処理を行うまでの期間、安全にかつ取り出し可能な状態で長期間保管する必要がある。また、使用済核燃料は崩壊熱を出すため、保管中、その冷却が必要となる。 Spent nuclear fuel generated from nuclear power plants needs to be stored for a long time in a safe and retrievable state until reprocessing. In addition, since spent nuclear fuel generates decay heat, it must be cooled during storage.
使用済核燃料を冷却しつつ長期間保管するための貯蔵方式としては、水プールを用いた水中貯蔵と、空冷による乾式貯蔵とがある。このうち、乾式貯蔵は、水中貯蔵に比べて安全性が高く、必要に応じて貯蔵容量を増やすことが容易である、という利点を有する。 Storage methods for storing spent nuclear fuel for a long time while cooling include underwater storage using a water pool and dry storage by air cooling. Among these, dry storage has the advantage that it is safer than underwater storage and it is easy to increase the storage capacity as needed.
乾式貯蔵施設においては、使用済核燃料を収容した容器を設置する貯蔵空間エリアを形成し、貯蔵空間エリアに連通する給気口とこの給気口より高い位置に開口する排気口とを設けることで、使用済核燃料の冷却を自然換気によって行なう貯蔵方法が採用されている。すなわち、温度上昇した貯蔵空間エリア内の空気は煙突効果によって排気口から外部へ放出されると同時に、貯蔵空間エリア内に給気口から低温の外気が導入される。それにより、給気口から導入された外気が貯蔵空間エリア内を通過して使用済核燃料を除熱し、排気口より排出されるという自然換気冷却が行なわれる。 In a dry storage facility, a storage space area is set up for installing containers containing spent nuclear fuel, and an air supply port communicating with the storage space area and an exhaust port opening at a position higher than the air supply port are provided. A storage method in which spent nuclear fuel is cooled by natural ventilation is adopted. That is, the air in the storage space area where the temperature has risen is released from the exhaust port to the outside by the chimney effect, and at the same time, low-temperature outside air is introduced into the storage space area from the air supply port. Thus, natural ventilation cooling is performed in which outside air introduced from the air supply port passes through the storage space area to remove the spent nuclear fuel and is discharged from the exhaust port.
このような自然換気冷却式の使用済核燃料貯蔵施設としては、特許文献1に開示された貯蔵施設がある。この施設は、キャニスタ貯蔵室とキャニスタ移送室とを上下に分けて構築した建物である。キャニスタ貯蔵室は、床スラブと、この上方に位置する天井スラブとの間に水平な空気通路を形成するととともに、使用済核燃料を収容したキャニスタと呼ばれる鋼製収納容器の下端と上端を床スラブと天井スラブで保持して貯蔵する。また、キャニスタ貯蔵室の上に位置するキャニスタ移送室には、輸送用キャスクに収納されたキャニスタを遮へい状態で搬送し貯蔵室内にその天井スラブを通して移送する移送装置が設置されている。なお、キャニスタ貯蔵室の天井スラブに設けられているキャニスタ出し入れ口は、キャニスタ貯蔵室に対してキャニスタを出し入れする以外は、放射線を遮へいする遮へいプラグで密閉されている。 As such a natural ventilation cooling type spent nuclear fuel storage facility, there is a storage facility disclosed in Patent Document 1. This facility is a building constructed by dividing a canister storage room and a canister transfer room into upper and lower parts. The canister storage chamber forms a horizontal air passage between the floor slab and the ceiling slab located above the floor slab, and the lower and upper ends of a steel storage container called a canister containing spent nuclear fuel are connected to the floor slab. Hold and store with ceiling slab. The canister transfer chamber located above the canister storage chamber is provided with a transfer device that transfers the canister stored in the transport cask in a shielded state and transfers the canister through the ceiling slab. In addition, the canister inlet / outlet port provided in the ceiling slab of the canister storage chamber is sealed with a shielding plug that shields radiation, except that the canister is inserted into and removed from the canister storage chamber.
さらに、建物の下半分に当たるキャニスタ貯蔵室は地中に構築されている。遮へいプラグで密封された貯蔵室内のキャニスタを自然換気方式によって冷却する為に、貯蔵室の水平方向において対向する垂直壁のうちの一方の壁に、貯蔵室内に空気を導入する空気流入シャフトが接続される。そして、もう一方の壁には、貯蔵室内の空気を排出する空気排出シャフトが接続されている。そして、空気流入シャフト及び空気排出シャフトは地上に向かって煙突状に垂直に形成され、夫々のシャフトの空気流入口及び空気排出口が建物外部の地上に開口している。 In addition, the canister storage room, which corresponds to the lower half of the building, is built underground. In order to cool the canister in the storage chamber sealed with a shielding plug by natural ventilation, an air inflow shaft for introducing air into the storage chamber is connected to one of the vertical walls facing in the horizontal direction of the storage chamber. Is done. The other wall is connected to an air discharge shaft that discharges air in the storage chamber. The air inlet shaft and the air outlet shaft are vertically formed in a chimney shape toward the ground, and the air inlet and the air outlet of each shaft open to the ground outside the building.
このような貯蔵施設は、貯蔵室のキャニスタ出し入れ口をプラグで密閉することで、キャニスタ貯蔵室がキャニスタ移送室と連通しない構造である。よって、キャニスタのように、輸送用キャスクと比べて放射線遮へい能力が低い容器を貯蔵する場合でも、搬送エリアであるキャニスタ移送室内に人が安全にアクセスできるという特徴がある。 Such a storage facility has a structure in which the canister storage chamber does not communicate with the canister transfer chamber by sealing the canister inlet / outlet port of the storage chamber with a plug. Therefore, even when a container having a lower radiation shielding ability than a transport cask is stored, such as a canister, there is a feature that a person can safely access a canister transfer chamber as a transfer area.
また、上記特許文献1に記載の貯蔵施設の他には、特許文献2に開示されるように、地下の岩盤に坑道を掘ってそこにキャニスタを貯蔵する自然換気方式の貯蔵施設も知られている。この施設は、山腹の地表面に略水平方向に掘られた上部坑道および下部坑道と、これらを連通するよう略垂直に掘られ、キャニスタを収納する貯蔵立坑とを備える。下部坑道の一端は地表面において大気中に解放されて、外気の流入口となっている。上部坑道の一端は地表面において扉により閉塞され、上部坑道のもう一端は、立坑を経由して、地表面に排気口として開放されている。これにより、キャニスタ内の使用済核燃料の発熱により温度上昇した貯蔵立坑内の空気が上部坑道および立坑を経由して排気口より排出され、これに伴い、流入口より外気が下部坑道に流入する。そして、この外気が貯蔵立坑内のキャニスタ周囲を流通することで、これを冷却している。
上記特許文献1に開示されているような貯蔵施設では、キャニスタ貯蔵室に対する冷却空気の給気口は建物の外部に設けられていた。そして、特許文献1に記載の貯蔵施設は建物の下半分に当たる貯蔵エリアの部分を地中に埋めているため、地下のキャニスタ貯蔵室から建物外部の地上の給気口までの各冷却空気通路を形成する立坑(シャフト)等の専用構造物が必要であった。 In a storage facility such as that disclosed in Patent Document 1, a cooling air supply port for the canister storage room is provided outside the building. And since the storage facility of patent document 1 has buried the part of the storage area which hits the lower half of a building in the ground, each cooling air passage from an underground canister storage room to the ground air supply opening outside a building is provided. A special structure such as a shaft (shaft) to be formed was necessary.
また、敷地が斜面である等の立地選定の制約や、地上部分の構造物を低減する景観上の点から、地下貯蔵施設の方が望ましい場合がある。しかし、特許文献1に記載の貯蔵施設を地下に建設することを検討した場合、貯蔵規模が大きい場合や貯蔵建屋の設置深さが深くなるほど、その冷却空気通路用構造物(立坑など)の規模は大きくなる。これにより、施設建設費等が増加し、上記の理由で地下貯蔵施設の構築が望ましい場合でも、建設費が高いためにそれを採用できない問題点があった。 In addition, there are cases where underground storage facilities are preferable because of restrictions on site selection, such as the slope of the site, and landscape points that reduce structures on the ground. However, when the construction of the storage facility described in Patent Document 1 is considered underground, the scale of the cooling air passage structure (such as a vertical shaft) increases when the storage scale is large or the installation depth of the storage building increases. Will grow. As a result, facility construction costs and the like increase, and even if it is desirable to construct an underground storage facility for the above reasons, there is a problem in that it cannot be adopted due to high construction costs.
一方、特許文献2に記載の地下貯蔵施設の場合は、キャニスタを収納する貯蔵立坑自身が空気の流通路となって下部坑道から上部坑道に空気を流出する構造である。つまり、放射性物質の搬送エリアである上部坑道とその貯蔵エリアである貯蔵立坑とを常時連通させ自然換気冷却の空気通路とする構造である。そのため、放射線遮へい能力が低いキャニスタを貯蔵する場合は、搬送エリアとなる上部坑道に熱気や放射線が出て、上部坑道に人がアクセスする際の安全性に問題がある。
On the other hand, in the case of the underground storage facility described in
さらに、特許文献2に記載の地下貯蔵施設において、貯蔵立坑の上部坑道側の開口部を密閉した場合、貯蔵立坑内を流通する冷却空気が上部坑道を流通しないで排気用立坑および排気口から排出されるように空気通路を形成する必要が生じる。その結果、坑道等の空気通路用構造物が増え、建設費が増す。
Furthermore, in the underground storage facility described in
よって、上記特許文献2に開示されているような地下貯蔵施設においても、出来るだけ建設費が抑えられるよう、施設の合理化が求められている。
Therefore, in the underground storage facility as disclosed in
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、自然換気冷却方式の放射性物質貯蔵施設において、施設建設費を抑えられる構造を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a structure capable of reducing the construction cost of a radioactive material storage facility using a natural ventilation cooling system in view of the above-described problems of the prior art.
本発明の放射性物質貯蔵施設は、発熱性の放射性物質を収納した容器を貯蔵する複数の貯蔵室が設けられた貯蔵空間エリアと、前記容器が搬入され、該容器を前記貯蔵室内に移送するための搬送空間エリアとを内部に有する。特に、貯蔵室内の空気を煙突効果で排出することで該貯蔵室内に外気を取り込む自然換気方式により、貯蔵室内を冷却する貯蔵施設である。 The radioactive substance storage facility of the present invention has a storage space area provided with a plurality of storage chambers for storing containers containing exothermic radioactive substances, and the containers are carried in to transfer the containers into the storage chambers. And a transfer space area inside. In particular, the storage facility cools the storage chamber by a natural ventilation method in which outside air is taken into the storage chamber by discharging the air in the storage chamber by a chimney effect.
このような貯蔵施設において、貯蔵室内に外気を取り込むための給気口が前記搬送空間エリアに開口していることで、上記の背景技術の問題点が解決される。 In such a storage facility, the problem of the background art described above is solved by opening an air supply port for taking outside air into the storage chamber in the transfer space area.
すなわち、本発明の貯蔵施設によれば、貯蔵室内の容器に収容された放射性物質を自然換気冷却によって冷却するために、搬送空間エリア内に入り込んでいる外気を、搬送空間エリアに開口した給気口より貯蔵室に取り込むことが可能である。そのため、従来の貯蔵施設のように給気のために貯蔵室から建物外部に設けていた冷却空気通路用の構造物(立坑など)が不要になり、施設建設費が抑えられる。 That is, according to the storage facility of the present invention, in order to cool the radioactive substance housed in the container in the storage chamber by natural ventilation cooling, the outside air entering the transfer space area is supplied to the supply space area opened to the transfer space area. It can be taken into the storage room from the mouth. This eliminates the need for a cooling air passage structure (such as a vertical shaft) provided outside the building from the storage room for supplying air as in the conventional storage facility, thereby reducing the cost of constructing the facility.
また、上記の貯蔵施設において、前記給気口から前記貯蔵室まで延びる給気経路に迷路構造を設けることが好ましい。これにより、給気口から貯蔵室まで延びる給気経路を通って貯蔵室から搬送空間エリアに向かう放射線のレベルを低減することが可能になるからである。 In the above storage facility, it is preferable that a maze structure is provided in an air supply path extending from the air supply port to the storage chamber. This is because it is possible to reduce the level of radiation from the storage chamber toward the transfer space area through the supply path extending from the supply port to the storage chamber.
また、上記の貯蔵施設は、前記容器を貯蔵施設内外に搬入搬出する開口状態の搬入搬出口を有し、該搬入搬出口は前記搬送空間エリアと連通していることが好ましい。これにより、搬入搬出口を通じて搬送空間エリア内に常時、外気を入れられるからである。 In addition, the storage facility preferably has an open loading / unloading port for loading and unloading the container into and out of the storage facility, and the loading / unloading port is preferably in communication with the transfer space area. This is because the outside air can always be put into the conveyance space area through the carry-in / out port.
さらに、前記搬送空間エリアに、該搬送空間エリア内に外気を供給する給気経路が連絡されていてもよい。特に、搬入搬出口と搬送空間エリアとの連絡通路だけでは、自然換気に必要な空気を搬送空間エリア内に確保できない場合に有効である。 Furthermore, an air supply path for supplying outside air into the transfer space area may be communicated with the transfer space area. In particular, it is effective when air necessary for natural ventilation cannot be secured in the transport space area only by the communication passage between the carry-in / out port and the transport space area.
また、上記の貯蔵施設の実施態様としては、前記貯蔵空間エリア上に前記搬送空間エリアが隣接して存在し、前記給気口が前記搬送空間エリア内の上部に開口している施設を想定している。その場合、前記搬送空間エリアの床部に、前記貯蔵室内に前記容器を出し入れするための出し入れ口と、該出し入れ口に対し着脱自在な遮へいプラグとを備えた施設が好ましい。 Further, as an embodiment of the above storage facility, it is assumed that the transport space area is adjacent to the storage space area, and the air supply opening is opened at an upper portion in the transport space area. ing. In that case, a facility provided with a loading / unloading port for loading / unloading the container into / from the storage chamber and a shielding plug detachably attached to the loading / unloading port in the floor of the transfer space area is preferable.
さらに、上記のような貯蔵施設は、地下に建設されている場合に建設費削減の点で最も効果がある。 Furthermore, the storage facilities as described above are most effective in reducing construction costs when they are constructed underground.
そのような地下建設の場合、前記貯蔵空間エリアと前記搬送空間エリアが、山腹の地表面から地中に略水平に掘られた坑道内に設けられた態様が考えられる。あるいは、前記貯蔵空間エリアと前記搬送空間エリアが、地下に埋設された建屋の内部に設けられている態様が考えられる。 In the case of such underground construction, a mode in which the storage space area and the transfer space area are provided in a tunnel dug substantially horizontally from the ground surface of the mountainside into the ground can be considered. Or the aspect by which the said storage space area and the said conveyance space area are provided in the inside of the building embed | buried underground is considered.
上記の坑道式の場合、前記貯蔵室ごとに、前記貯蔵室内の空気を地上に排出する排気立坑を有することが好ましい。つまり、排気立坑は、複数の貯蔵室に共通とした大きな1本に纏めず、貯蔵室ごとに設けられている。それにより、1本の大きな立坑を掘る場合に比べて、岩盤強度の制約を受けることなく経済的に掘ることができ、建設費が抑えられるからである。 In the case of the above-described tunnel type, it is preferable that each storage chamber has an exhaust shaft that discharges air in the storage chamber to the ground. That is, the exhaust shaft is not provided in one large common to a plurality of storage rooms, but is provided for each storage room. Thereby, compared with the case of digging one large shaft, it is possible to dig economically without being restricted by the strength of the rock mass, and the construction cost is suppressed.
さらに、この場合、隣接する前記貯蔵室間の壁に開閉自在な非常用開口部を有することが好ましい。それにより、排気立坑等の排気路が閉塞してしまう非常時に対処できるようにするためである。 Furthermore, in this case, it is preferable to have an emergency opening that can be opened and closed on the wall between the adjacent storage chambers. Thereby, it is possible to cope with an emergency in which an exhaust passage such as an exhaust shaft is blocked.
本発明では、自然換気冷却方式の放射性物質貯蔵施設において、放射性物質を収納した容器の貯蔵室へ冷気を取り込む給気口を施設内部の容器用搬送空間エリアに開口させた。それにより、特に地下貯蔵施設の場合に給気のために地下から施設外の地上に設ける空気通路構造(立坑など)が不要となり、施設建設費が抑えられる。 In the present invention, in a natural ventilation cooling type radioactive material storage facility, an air supply port for taking cold air into a storage chamber of a container containing the radioactive material is opened in the container transport space area inside the facility. Thereby, especially in the case of underground storage facilities, an air passage structure (such as a shaft) provided from the underground to the ground outside the facility for supplying air becomes unnecessary, and facility construction costs can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1による放射性物質貯蔵施設の全体を示す概略透視図である。図2は図1のA−A断面での概略構成図、図3は図1のB−B断面での概略断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the whole radioactive substance storage facility according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a schematic configuration diagram in the AA cross section of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross sectional view in the BB cross section of FIG.
本実施形態は比較的良好な硬質岩盤の急斜面地形を掘った地下空洞を貯蔵施設とする例である。図1を参照すると、山の斜面を形成している岩盤1内に水平な主坑道2(本例では長さ約161m×幅約21m)が形成されている。主坑道2は、使用済核燃料を収容したキャニスタの搬送エリア3としての上部空洞と、そのキャニスタの貯蔵エリア4としての下部空洞とに分けられている。主坑道2の一端は地表面に開口しており、この開口部が、キャニスタを収納した輸送用キャスクを主坑道2内に対して出し入れするための搬入搬出口5となっている。
The present embodiment is an example in which a storage facility is an underground cavity dug out a steep slope topography of a relatively good hard rock. Referring to FIG. 1, a horizontal main tunnel 2 (length of about 161 m × width of about 21 m in this example) is formed in a rock mass 1 forming a mountain slope. The
キャニスタ搬送エリア3は搬入搬出口5に直接連通した空間であるが、キャニスタ貯蔵エリア4は搬入搬出口5に直接連通しておらず、主坑道2内で遮へいされた室を形成している。
The
図2を参照すると、主坑道2はアーチ状の天井部を持つコンクリートトンネルであり、内部がキャニスタ搬送エリア3とキャニスタ貯蔵エリア4に上下に分けて構築されている。キャニスタ搬送エリア3とキャニスタ貯蔵エリア4とは、キャニスタ搬送エリア3の床スラブ6によって互いに隔離されている。床スラブ6はトンネルの覆工材料と同じコンクリートからなる。また、主坑道2のコンクリート基礎部がキャニスタ貯蔵エリア4の床部を構成している。
Referring to FIG. 2, the
キャニスタ搬送エリア3には、輸送用キャスクからキャニスタ7を取り出してキャニスタ搬送エリア3を遮へい状態で移動し、キャニスタ7をキャニスタ貯蔵エリア4内に収容するキャニスタ移送装置26が設けられている。
The
放射性物質を収納したキャニスタ7は、キャニスタ移送装置26によってキャニスタ貯蔵エリア4に配置される。キャニスタ搬送エリア3の床スラブ6には、キャニスタ7をキャニスタ貯蔵エリア4内に対して出し入れするときのキャニスタ出し入れ口8が設けられている。キャニスタ出し入れ口8は着脱可能な遮へいプラグ9で密閉されている。キャニスタ7は、キャニスタ貯蔵エリア4の床面上の支持台に下端部が保持され、上端部が床スラブ6のキャニスタ出し入れ口8の穴側面で保持されている。
The
さらに、キャニスタ貯蔵エリア4内は、図3に示すように、主坑道2に垂直壁10を配置して複数の貯蔵室11に区画されている。各貯蔵室11には所定数のキャニスタ7が配置可能であり、本例では各貯蔵室11におけるキャニスタ出し入れ口8が6×4個形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the
各貯蔵室11は床スラブ6、遮へいプラグ9、垂直壁10、主坑道2の覆工コンクリートで形成されており、この室内を自然換気で冷却するため、本施設では次のような冷却空気通路構造を採っている。
Each
すなわち、図2及び3に示すように、主坑道2の片側のコンクリート壁には、貯蔵室11ごとに、貯蔵室11内の空気を排出するための空気流出口12が設けられている。貯蔵室11毎の空気流出口12には、主坑道2からその側方に水平に延びる横坑13が接続されている。さらに、この横坑13の端部に地上に向かって煙突状に延びる排気立坑(シャフト)14が接続され、排気立坑14の上端が排気口15として地上に開口している(図2)。とりわけ、貯蔵室11内にてキャニスタ7の熱で温度上昇した空気が貯蔵室11の天井を伝って横坑13に排出され易いよう、横坑13の天井を貯蔵室11の天井より高い位置に設けてある。また、本例の排気立坑14は、複数の貯蔵室11に共通とした大きな1本に纏めず、貯蔵室11毎に設けられている。そのため、1本の大きな立坑を掘る場合に比べて、岩盤強度の制約を受けることなく経済的に掘ることができ、建設費が抑えられる。また、複数本の立坑で排気することにより、非常時に隣りの立坑を共用することで安全性の向上が見込まれる。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, an
一方、主坑道2の、空気排出口12が配設された側とは反対側のコンクリート壁には、搬入搬出口5から入ったキャニスタ搬送エリア3内の外気を各々の貯蔵室11に取り込むための空気流入シャフト16が複数形成されている。各空気流入シャフト16はコンクリート構造物で形成された空間であり、主坑道2の覆工コンクリート壁の内側面に沿って、キャニスタ搬送エリア3の空間上部から貯蔵室11の床面近くまで形成されている。したがって、空気流入シャフト16の、キャニスタ搬送エリア3の空間上部に開口している開口部が給気口17となり、貯蔵室11の床面近くの空気流入口18から貯蔵室11内に外気が導入される。
On the other hand, in order to take in the outside air in the
このように空気流入シャフト16をキャニスタ搬送エリア3の空間上部から貯蔵室11の床近くまで形成したのは、貯蔵室11からキャニスタ搬送エリア3へ向かう放射線のレベルを低減するため、冷却空気通路の長さを適切に確保する必要があったからである。もっとも、本例では、空気流入シャフト16の途中に、床スラブ6の厚みを活用して迷路(ラビリンス)構造16aを設け、すなわち空気通路を幾度も曲げて長くして、放射線遮へい性を一層向上させている。また、放射線遮へいのために空気流入シャフト16内に板を並べてスリットを設けてもよい。
The reason why the
また、本例の施設では、キャニスタ搬送エリア3内に外気が入り込める空気流路として、搬入搬出口5からキャニスタ搬送エリア3への搬送坑道と、図3に示すような給気坑道20との2つが設けられている。この給気坑道20は、地表面から岩盤1内に水平に延びる工事坑道21を流用し、主坑道2の側方よりキャニスタ搬送エリア3に繋げたものである。このように、キャニスタ搬送エリア3内への給気流路を多重に設けたことにより、一方の給気流路が何らかの理由により空気の流れがスムーズでなくなった場合にも他方の給気流路から外気を取り込むことを可能にしている。なお、給気坑道20は工事坑道21を流用することで新たに給気流路用に坑道を設ける必要がなく建設費を低減できる。
Further, in the facility of the present example, as an air flow path for the outside air to enter the
以上のような冷却空気通路構造によれば、キャニスタ7内の使用済核燃料の崩壊熱は、搬入搬出口5に直接連通するキャニスタ搬送エリア3に開口した給気口17から貯蔵室11を経て、排気立坑14の排気口15までに発生した自然換気による冷却空気の流れ(図2,3中の白抜き矢印)により除去される。このような冷却空気の流れは、キャニスタ7の発熱が貯蔵室11内の空気を加熱し、加熱され軽くなった空気が貯蔵室11の天井を伝って横坑13に出て、煙突状の排気立坑14を浮上する煙突効果により形成される。
According to the cooling air passage structure as described above, the decay heat of the spent nuclear fuel in the
また、図4及び図5に示すように、隣接する貯蔵室11間を区分する垂直壁10の、空気流出口12側の端部には、非常用開口部22が設けられている。この非常用開口部22は通常、閉じられているが、ある貯蔵室11の空気流出口12から排気口15までの排気通路が閉塞してしまう非常時には開放して、その隣の貯蔵室11から排気できるようになっている。
Moreover, as shown in FIG.4 and FIG.5, the
(比較例1)
図6に従来の考え方で建設した場合のトンネル型地下貯蔵施設の例を図2と同じ断面で示す。背景技術の欄で説明したように、地下の貯蔵室11内に導入する空気を建物外部の地上から取り込む考え方では、図6に示すように、地上に給気口23を設け、給気口23から地下に垂直に延びる立坑24と、この立坑24の下端から貯蔵室11内に水平に延びる横坑25を設ける必要がある。これに対し、図2の構造はそのような給気専用の坑道が不要であり、図6の構造と比較して坑道の堀削や覆工などに多くの費用がかからないので建設費を抑えることが可能である。
(Comparative Example 1)
FIG. 6 shows an example of a tunnel type underground storage facility constructed in the conventional manner in the same cross section as FIG. As explained in the background art section, in the concept of taking in air to be introduced into the
(実施形態2)
図7は本発明の実施形態2による放射性物質貯蔵施設の全体を示す概略透視図である。図8は図7のC−C断面での概略構成図、図9は図7のD−D断面での概略断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic perspective view showing the whole radioactive substance storage facility according to
本実施形態は軟質岩盤もしくは締まった砂質層のなだらかな斜面地形を開削して地下に建設後に埋め戻した建屋で貯蔵する施設の例である。図7を参照すると、土砂31中に貯蔵施設の建屋32(本例では長さ約163m×幅約25m)が埋設されている。建屋32は、使用済核燃料を収容したキャニスタの搬送エリア33としての上部空間と、そのキャニスタの貯蔵エリア34としての下部空間とに分けられている。キャニスタ搬送エリア33の一端は地表面に開口しており、この開口部が、キャニスタを収納した輸送用キャスクを建屋32内に対して出し入れするための搬入搬出口35となっている。
This embodiment is an example of a facility that is stored in a building excavated from a soft slope or a gentle slope topography of a tight sandy layer and backfilled after construction in the basement. Referring to FIG. 7, a storage facility building 32 (length of about 163 m × width of about 25 m in this example) is embedded in the earth and sand 31. The
キャニスタ搬送エリア33は搬入搬出口35に直接連通した空間であるが、キャニスタ貯蔵エリア34は搬入搬出口35に直接連通しておらず、建屋32内で遮へいされた室を形成している。
The
図8を参照すると、建屋32はコンクリート構造物であり、内部がキャニスタ搬送エリア33とキャニスタ貯蔵エリア34に上下に分けて構築されている。キャニスタ搬送エリア33とキャニスタ貯蔵エリア34とは、キャニスタ搬送エリア33の床スラブ36によって互いに隔離されている。
Referring to FIG. 8, the
キャニスタ搬送エリア33には、輸送用キャスクからキャニスタ37を取り出してキャニスタ搬送エリア33を遮へい状態で移動し、キャニスタ37をキャニスタ貯蔵エリア34内に収容するキャニスタ移送装置52が設けられている。
The
放射性物質を収納したキャニスタ37は、キャニスタ移送装置52によってキャニスタ貯蔵エリア34に配置される。キャニスタ搬送エリア33の床スラブ36には、キャニスタ37をキャニスタ貯蔵エリア34内に対して出し入れするときのキャニスタ出し入れ口38が設けられている。キャニスタ出し入れ口38は着脱可能な遮へいプラグ39で密閉されている。キャニスタ37は、キャニスタ貯蔵エリア34の床面上の支持台に下端部が保持され、上端部が床スラブ36のキャニスタ出し入れ口38の穴側面で保持されている。
The
さらに、キャニスタ貯蔵エリア34内は、図9に示すように、建屋32の長手方向に垂直壁40を配置して複数の貯蔵室41に区画されている。但し、隣接する貯蔵室41間の垂直壁40の中央部は開口している。各貯蔵室41には所定数のキャニスタ37が配置可能であり、本例では各貯蔵室41におけるキャニスタ出し入れ口38が3×5個形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the
各貯蔵室41を自然換気で冷却するため、本施設では次のような冷却空気通路構造を採っている。
In order to cool each
すなわち、図8及び9に示すように、建屋32の短手方向片側のコンクリート壁には、貯蔵室11ごとに、貯蔵室11内の空気を出すための空気流出シャフト42が設けられている。空気流出シャフト42は建屋32の上部から地上にコンクリート製の煙突43によって延び、上端が排気口44として開口している。本例の空気流出シャフト42は貯蔵室11毎に設けられているが、地上では1本の煙突43によって1つに纏めてもよい。
That is, as shown in FIGS. 8 and 9, on the concrete wall on one side in the short side direction of the
一方、建屋32の、空気流出シャフト42が配設された側とは反対側のコンクリート壁には、搬入搬出口35から入ったキャニスタ搬送エリア33内の外気を各々の貯蔵室41に取り込むための空気流入シャフト45が複数形成されている。各空気流入シャフト45は空気流出シャフト42と同様、建屋32のコンクリート壁中にあり、キャニスタ搬送エリア33の空間上部から貯蔵室41の床面近くまで形成されている。したがって、空気流入シャフト45の、キャニスタ搬送エリア3の空間上部に開口している開口部が給気口46となり、貯蔵室41の床面近くの空気流入口47から貯蔵室41内に外気が導入される。
On the other hand, in the concrete wall of the
このように空気流入シャフト45をキャニスタ搬送エリア33の空間上部から貯蔵室41の床近くまで形成したのは、貯蔵室41からキャニスタ搬送エリア33へ向かう放射線のレベルを低減するため、冷却空気通路の長さを適切に確保する必要があったからである。もっとも、本例では、空気流入シャフト45の途中に、床スラブ36の厚みを活用して迷路(ラビリンス)構造45aを設け、すなわち空気通路を幾度も曲げて長くして、放射線遮へい性を一層向上させている。また、放射線遮へいのために空気流入シャフト16内に板を並べてスリットを設けてもよい。
The reason why the air inflow shaft 45 is formed from the upper space of the
以上のような冷却空気通路構造によれば、キャニスタ37内の使用済核燃料の崩壊熱は、搬入搬出口35に直接連通するキャニスタ搬送エリア33に開口した給気口46から貯蔵室41を経て、空気流出シャフト42の排気口44までに発生した自然換気による冷却空気の流れ(図8中の白抜き矢印)により除去される。このような冷却空気の流れは、キャニスタ7の発熱が貯蔵室11内の空気を加熱し、加熱され軽くなった空気が貯蔵室41の天井を伝って空気流出シャフト42に出て、煙突状の空気流出シャフト42を浮上する煙突効果により形成される。
According to the cooling air passage structure as described above, the decay heat of the spent nuclear fuel in the
(比較例2)
図10に従来の考え方で建設した場合の建屋式地下貯蔵施設の例を図8と同じ断面で示す。背景技術の欄で説明したように、地下の貯蔵室41内に導入する空気を建物外部の地上から取り込む考え方では、図10に示すように、地上に給気口50を設け、土砂31に埋もれた建屋32の貯蔵室41から地上の給気口50へと空気流入シャフト45を形成する必要がある。そのため、建屋32には地上に向けて空気流入シャフト45を形成するコンクリート構造物51が必要となる。また、このコンクリート構造物51は建屋32を地下深くに設置すればするほど長くなる。
(Comparative Example 2)
FIG. 10 shows an example of a building-type underground storage facility when constructed according to the conventional concept, in the same cross section as FIG. As explained in the Background Art section, in the idea of taking air introduced into the
これに対し、図8の構造はそのような給気専用の構造物が不要であり、図10の構造と比較して建設費を抑えることが可能である。 On the other hand, the structure of FIG. 8 does not require such a dedicated structure for air supply, and the construction cost can be reduced as compared with the structure of FIG.
(実施形態1,2のキャニスタ搬送エリア)
次に、上述した実施形態1,2のキャニスタ搬送エリアを移動するキャニスタ移送装置について詳述する。但し、実施形態1,2に使用されるキャニスタ移送装置26,52は同一の機能を有するものとする。そのため、以下では代表して、実施形態1のキャニスタ移送装置26の構成および動作を説明する。
(Canister transfer area of Embodiments 1 and 2)
Next, the canister transfer device that moves in the canister transfer area according to the first and second embodiments will be described in detail. However, the canister transfer devices 26 and 52 used in the first and second embodiments have the same function. Therefore, the configuration and operation of the canister transfer device 26 according to the first embodiment will be described below as a representative.
図2及び図3において、キャニスタ移送装置26はキャニスタ搬送エリア3の長手方向および短手方向に移動可能であり、所望のキャニスタ出し入れ口8への移動中、キャニスタ7を遮へい状態で収納・保持できる構造となっている。さらに、貯蔵室11にキャニスタ出し入れ口8を通してキャニスタ7を出し入れする際も、貯蔵室11からキャニスタ搬送エリア3に向かう放射線を遮へいできる機構が設けられている。そして、本発明に係る貯蔵施設においては、次のようにして使用済核燃料が貯蔵される。
2 and 3, the canister transfer device 26 can move in the longitudinal direction and the short direction of the
原子力発電所の原子炉から取り出された使用済核燃料は、原子力発電所にてキャニスタ7内に密封され、キャニスタ7が輸送用キャスク内に収納される。搬入搬出口5から輸送用キャスクを施設内に受け入れ、キャスク搬送台車27に載せる。キャスク搬送台車27は輸送用キャスクをキャニスタ貯蔵エリア4内の遮へいされた詰替エリアまで移送する。
The spent nuclear fuel taken out from the nuclear power plant reactor is sealed in the
しかる後、キャニスタ移送装置26は、詰替エリアの上方に移動し、床スラブ6のキャニスタ取り出しポートを通じて輸送用キャスクからキャニスタ7を吊り上げ、遮へい状態で収納・保持する。その後、キャニスタ移送装置26は、所望のキャニスタ出し入れ口8の上方に移動し、当該キャニスタ出し入れ口8の遮へいプラグ9を取り外し、キャニスタ7をキャニスタ貯蔵エリア4の貯蔵室11に下ろす。キャニスタ7が貯蔵室11に設置されると、キャニスタ移送装置26は、キャニスタ出し入れ口8に遮へいプラグ9を据え付ける。
Thereafter, the canister transfer device 26 moves above the refill area, lifts the
キャニスタ7を施設から搬出する時は、上記とは逆の手順で搬出作業を行えばよい。
When the
このようなキャニスタ移送装置26は、放射線遮へい能力の低いキャニスタ7を遮へいしながら搬送するので、安全性が高く、作業員がキャニスタ7の搬送中を含め常時、キャニスタ搬送エリア3に立ち入って作業することが可能である。勿論、本発明の貯蔵施設に使用できるキャニスタ移送装置は、図面に開示する構成に限定されるものではない。
Such a canister transfer device 26 is transported while shielding the
以上、上述した各実施形態1,2では、加圧水型炉(PWR)や沸騰水型炉(BWR)等の使用済核燃料集合体を複数収納し密封したキャニスタ7,37を貯蔵室11,41にそのまま貯蔵する例を示した。しかし、本発明の施設はこれに限定されず、いかなるボールト貯蔵方式をとることが可能である。例えば、図2に示した各キャニスタ出し入れ口8に対応する貯蔵室11内のキャニスタ設置部に、搬送用キャスクのように遮へい能力の高い収納管を予め配置しておき、その収納管内に、発熱性の放射性物質、キャニスタまたは使用済核燃料集合体を収納する方式であってもよい。
As described above, in each of the first and second embodiments described above, the
また、本発明の貯蔵施設は各実施形態1,2に示したように地下に建設する場合に建設費の削減効果が高い。しかし、本発明の貯蔵施設は、地上や半地下に建設する場合にも、自然換気冷却における給気流路構造物を従来の施設よりも削減できるため好適であることは言うまでもない。 In addition, the storage facility of the present invention is highly effective in reducing construction costs when constructed underground as shown in the first and second embodiments. However, it is needless to say that the storage facility of the present invention is preferable because it can reduce the air supply channel structure in natural ventilation and cooling compared to the conventional facility even when constructed on the ground or semi-underground.
1 岩盤
2 主坑道
3、33 キャニスタ搬送エリア
4、34 キャニスタ貯蔵エリア
5、35 搬入搬出口
6、36 床スラブ
7、37 キャニスタ
8、38 キャニスタ出し入れ口
9、39 遮へいプラグ
10、40 垂直壁
11、41 貯蔵室
12、48 空気流出口
13、25 横坑
14 排気立坑
15、44 排気口
16、45 空気流入シャフト
16a、45a 迷路構造
17、23、46、50 給気口
18、47 空気流入口
19、49 空気整流機構
20 給気坑道
21 工事坑道
22 非常用開口部
24 給気立坑
26、52 キャニスタ移送装置
31 土砂
32 建屋
42 空気流出シャフト
43 煙突
51 コンクリート構造物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記貯蔵室内に前記外気を取り込むための給気口が前記搬送空間エリアに開口していることを特徴とする放射性物質貯蔵施設。 A storage space area provided with a plurality of storage chambers for storing containers containing radioactive substances, and a transport space area for carrying the containers into the storage chambers, In a radioactive material storage facility that cools the storage chamber by a natural ventilation system that takes in outside air into the storage chamber by discharging the air of the chimney by the chimney effect,
A radioactive substance storage facility, wherein an air supply port for taking the outside air into the storage chamber is opened in the transfer space area.
前記貯蔵室内の空気を煙突効果で排出し、前記貯蔵室内に外気を前記搬送空間エリアから取り込むことで前記貯蔵室内の自然換気冷却を行なうことを特徴とする放射性物質貯蔵施設の自然換気冷却方法。 Natural ventilation of a radioactive material storage facility having a storage space area provided with a storage room for storing a container containing a radioactive material, and a transport space area for carrying the container and transferring the container into the storage chamber In the cooling method,
A natural ventilation cooling method for a radioactive material storage facility, wherein the air in the storage room is discharged by a chimney effect, and natural air is cooled in the storage room by taking outside air from the transfer space area into the storage room.
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