JP2008089487A

JP2008089487A - 放射性物質収納容器およびその補修方法

Info

Publication number: JP2008089487A
Application number: JP2006272430A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kanazawa; 幸雄金澤; Masanori Kihata; 正法木畑; Motoji Tsubota; 基司坪田; Sadataka Douken; 禎貴道券
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】放射性物質収納容器において、一次蓋のシール構造が劣化した場合であっても、短時間で、しかも作業員が放射性物質に接近することなく補修できるようにする。
【解決手段】放射性物質収納容器は、放射性物質を収納するキャスク本体１の上部開口部に第１のＯリング２を介して一次蓋３が固定され、この一次蓋３を覆うようにキャスク本体１の上部開口部に第２のＯリング６を介して二次蓋７が固定されて二重のシール構造が構成されている。キャスク本体１内に放射性物質が収納され、不活性ガスが密封された貯蔵状態において、不活性ガスまたは放射性物質が一次蓋３と二次蓋７との間の空間に漏洩したことを検出した際には、二次蓋７の外周縁部の外側端面とキャスク本体１の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面との間を密封するように第３および第４のＯリング１３，１４を介して金属リング１２を嵌め込むことによりシール構造を確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用済燃料などの放射性物質を貯蔵する放射性物質収納容器およびその補修方法に関する。

一般に原子力発電所などで使用された使用済核燃料は、キャスクと呼ばれる円筒状容器内に収納されて数十年以上の長期間にわたって貯蔵される。この場合、キャスク外部へ放射線が漏洩しないように長期間にわたる気密の確保が要求される。このため放射性物質収納容器は、例えば特許文献１に記載されているように、放射性物質を収納するキャスク本体の上部開口部に、一次蓋および二次蓋により密封する二重のシール構造が採用され、キャスク本体における一次蓋の内側空間には、ヘリウムガスなどの不活性ガスが充填される乾式の密封構造が採用されている。

この二重のシール構造は、キャスク本体の上部開口部の端部に第１および第２のＯリング取り付け面を形成し、第１のＯリング取り付け面に第１のＯリングを介して一次蓋を固定し、さらにこの一次蓋を覆うように、第２のＯリング取り付け面に第２のＯリングを介して二次蓋を固定する構造となっている。
特開２００５−２９１９６０号公報

上述の従来の放射性物質収納容器においては、キャスク本体内に収納した放射性物質の長期保管中に、万が一、何らかの理由でシール構造が劣化した場合には、一次蓋と二次蓋との間の蓋間空間に不活性ガスまたは放射性物質が漏洩したことを検出し、もって早急に補修することにより、漏洩の拡大を未然に防止するようにしている。

しかしながら、不活性ガスまたは放射性物質が一次蓋と二次蓋との間の蓋間空間に漏洩したことを検出した後の補修方法として、短時間で容易に補修できて充分なシール性能を確保できる構造および方法がないのが現状であった。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、放射性物質収納容器において、万が一、一次蓋のシール構造が劣化した場合であっても、短時間で補修できる構造を有し、しかも作業員が放射性物質に接近することなく補修することのできる放射性物質収納容器およびその補修方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による放射性物質収納容器においては、円筒状容器を構成し、その上部開口部の端部に第１および第２のＯリング取り付け面が形成されたキャスク本体と、このキャスク本体の第１のＯリング取り付け面に第１のＯリングを介して固定された一次蓋と、この一次蓋を覆うようにキャスク本体の第２のＯリング取り付け面に第２のＯリングを介して固定された二次蓋と、この二次蓋の外周縁部の外側端面とキャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面との間を密封するように第３および第４のＯリングを介して嵌め込まれた金属リングと、を具備することを特徴とするものである。

また本発明による放射性物質収納容器の補修方法においては、円筒状容器を構成し、その上部開口部の端部に第１および第２のＯリング取り付け面が形成されたキャスク本体と、このキャスク本体の前記第１のＯリング取り付け面に第１のＯリングを介して固定された一次蓋と、この一次蓋を覆うように前記キャスク本体の第２のＯリング取り付け面に第２のＯリングを介して固定された二次蓋と、を具備する放射性物質収納容器を補修する方法であって、前記キャスク本体内に放射性物質が収納されるとともに不活性ガスが密封された貯蔵状態において、前記不活性ガスまたは放射性物質が前記一次蓋と二次蓋との間の空間に漏洩したことを検出する工程と、前記不活性ガスまたは放射性物質の漏洩を検出した後に、前記二次蓋の外周縁部の外側端面と前記キャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面との間を密封するように第３および第４のＯリングを介して前記金属リングを嵌め込む工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、キャスク本体内に放射性物質が収納されるとともに不活性ガスが密封された貯蔵状態において、二重シール構造のうち、内側の一次蓋によるシール構造が劣化した場合には、二次蓋の外周縁部の外側端面とキャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面との間を密封するようにＯリングを介して金属リングを嵌め込む簡単な作業により、短時間で二重のシール性能を確保することができ、しかも作業員が放射性物質に接近することなく補修することができる。

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。図１は、本発明の第１実施の形態に係る放射性物質収納容器の右半上部を示す立断面図である。図１において、使用済核燃料などの放射性物質を収納するキャスク本体１は、円筒状容器を構成しており、その上部開口部の端部に半径方向に分散して第１および第２のＯリング取り付け面１ａ，１ｂが形成されている。キャスク本体１の半径方向内側に位置する第１のＯリング取り付け面１ａには、金属または樹脂からなる第１のＯリング２を介して一次蓋３がボルト４により密封するように固定され、この一次蓋３とキャスク本体１とが構成する内側空間５には、収納された放射性物質を乾式に貯蔵するヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されている。

またこの一次蓋３を覆うようにキャスク本体１の半径方向外側に位置する第２のＯリング取り付け面１ｂには、金属または樹脂からなる第２のＯリング６を介して二次蓋７がボルト８により密封するように固定されている。この二次蓋７には、一次蓋３と二次蓋７との蓋間空間９に連通する配管１０が設けられており、この配管１０には蓋間空間９の圧力、温度、気体の種類または放射性物質などを検知する検出装置１１が接続されている。

放射性物質は、上記の二重シール構造を有する収納容器により長期にわたって保管されるが、万が一、何らかの理由で、少なくとも一次蓋３の第１のＯリング２によるシール構造が劣化した場合には、一次蓋３と二次蓋７との間の蓋間空間９に不活性ガスまたは放射性物質が漏洩するので、この不活性ガスまたは放射性物質の漏洩を検出装置１１により検出することができる。そして不活性ガスまたは放射性物質の漏洩を検出した際には、金属リング１２を取り付けて補修することにより、漏洩の拡大を未然に防止する。

金属リング１２の取り付けは、まず二次蓋７の外周縁部の外側端面とキャスク本体１の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面に、それぞれ金属又は樹脂からなる第３のＯリング１３、第４のＯリング１４を設置し、これら第３および第４のＯリング１３，１４を介して二次蓋７の外周縁部の外側端面とキャスク本体１の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面との間を密封するように外側に嵌め込むことにより行なう。

この金属リング１２は、半径方向内側に延びる突出部１２ａを有する、断面Ｌ字状に形成されており、二次蓋７の上方から、二次蓋７の外周縁部の外側端面とキャスク本体１の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面に沿わせて嵌め込み、突出部１２ａが二次蓋７の外周縁部の上面に当接するまで押し込むことにより、容易に取り付けることができる。

このように本実施の形態においては、通常時の放射性物質保管状態から、万が一、放射性物質収納容器におけるシール構造が損傷し、キャスク本体１内の放射性物質の漏洩が懸念された場合には、第３および第４のＯリング１３，１４を介して容器の外側に金属リング１２を嵌め込む簡単な作業で、短時間にシール性能を確保することができる。しかも作業員は放射性物質に接近することなく作業を行なうことができるので、被爆量を低減することができる。

なお、二次蓋７の外周縁部の外側端面とキャスク本体１の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面は、それぞれキャスク本体１の外側壁よりも外側に突出する位置に形成されており、金属リング１２の突出部１２ａの内周縁部や二次蓋７の外周縁部の外側端面およびキャスク本体１の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面にそれぞれリップ溶接用の突起部（図示せず）を設けておき、対向する突起部どうしをシール溶接することも可能である。それにより、腐食性物質やガスが金属リング１２の内部に侵入するのを防ぐことができ、長期の安全性および信頼性を確保することができる。

図２は、本発明の第２実施の形態に係る放射性物質収納容器の右半上部を示す立断面図である。図２において、本実施の形態が第１実施の形態と異なる点は、二次蓋１５の外周縁部の端面とキャスク本体１６の上部開口部に形成された外周縁部の端面とが上方に行くに従って先細りとなる円錐形状に形成され、金属リング１７は、この円錐形状に合わせた面を有する円錐形状に形成されているところにある。

二次蓋１５の外周縁部の外側端面とキャスク本体１６の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面は、接合状態で連続するように上方に行くに従って先細りとなる円錐形状に形成されており、さらに二次蓋１５の外周縁端部およびキャスク本体１６の外周縁端部には、それぞれリップ溶接用突起部１５ａ，１６ｃが形成されている。また金属リング１７は、円錐形状の上下端部に、リップ溶接用突起部１５ａ，１６ｃに対向するリップ溶接用突起部１７ａ，１７ｂが形成されており、必要に応じて、対向するリップ溶接用突起部１５ａと１７ａ、１６ｃと１７ｂをシール溶接できるようになっている。

本実施の形態においても、容器におけるシール構造が損傷し、キャスク本体１６内の放射性物質の漏洩が懸念された場合には、第３および第４のＯリング１３，１４を介して容器の外側から金属リング１７を嵌め込む簡単な作業で、短時間にシール性能を確保することができる。しかも本実施の形態によれば、二次蓋１５の外周縁部の外側端面とキャスク本体１６の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面がなす面が傾斜しており、金属リング１７を嵌め込む際に、金属リング１７の内周面が第３および第４のＯリング１３，１４に擦り合わないように嵌め込むことができるので、第３および第４のＯリング１３，１４の損傷の発生を少なくでき、シール性能をより確実に確保できる。

また第１実施の形態と同様にリップ溶接用の突起部１５ａ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂを設けておき、対向する突起部１５ａと１７ａ、１６ｃと１７ｂを相互にシール溶接することにより、腐食性物質やガスが金属リング１７の内部に侵入するのを防ぐことができ、長期の安全性および信頼性を確保することができる。

図３は、本発明の第３実施の形態に係る放射性物質収納容器の右半上部を示す立断面図である。図３において、本実施の形態が第１実施の形態と異なる点は、金属リング１２に、二次蓋７の外周縁部の第３のＯリング１３とキャスク本体１の上部開口部に形成された外周縁部の第４のＯリング１４の空間に連通する不活性ガスまたは放射性物質検出用の配管またはセンサー取り付け部１８が設けられているところにある。

このように構成された本実施の形態においては、万が一、容器のシール構造が損傷して放射性物質の漏洩が懸念された場合に、第３および第４のＯリング１３，１４を介して金属リング１２を嵌め込んだ後において、さらに一次蓋３および二次蓋７による二重のシール構造がともに経年的に劣化したことを、不活性ガス（たとえばヘリウムガスなど）または放射性物質検出用の配管またはセンサー取り付け部１８を介して検出することが可能となる。本実施の形態によれば、短時間にシール性能を確保することができるとともに、さらなる内部シール構造の損傷の進行を検出することができ、容器全体の寿命も判定することが可能となる。

本発明の第１実施の形態に係る放射性物質収納容器の右半上部を示す立断面図である。本発明の第２実施の形態に係る放射性物質収納容器の右半上部を示す立断面図である。本発明の第３実施の形態に係る放射性物質収納容器の右半上部を示す立断面図である。

符号の説明

１，１６…キャスク本体
１ａ…第１のＯリング取り付け面
１ｂ…第２のＯリング取り付け面
２…第１のＯリング
３…一次蓋
４，８…ボルト
５…内側空間
６…第２のＯリング
７，１５…二次蓋
９…蓋間空間
１０…配管
１１…検出装置
１２，１７…金属リング
１２ａ…突出部
１３…第３のＯリング
１４…第４のＯリング
１５ａ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ…突起部
１８…不活性ガスまたは放射性物質検出用の配管またはセンサー取り付け部

Claims

円筒状容器を構成し、その上部開口部の端部に第１および第２のＯリング取り付け面が形成されたキャスク本体と、
このキャスク本体の前記第１のＯリング取り付け面に第１のＯリングを介して固定された一次蓋と、
この一次蓋を覆うように前記キャスク本体の第２のＯリング取り付け面に第２のＯリングを介して固定された二次蓋と、
この二次蓋の外周縁部の外側端面と前記キャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面との間を密封するように第３および第４のＯリングを介して嵌め込まれた金属リングと、
を具備する放射性物質収納容器。
前記金属リングは、半径方向内側に延び、前記二次蓋の上面に当接する突出部を有する、断面Ｌ字状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射性物資収納容器。
前記二次蓋の外周縁部の端面と前記キャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の端面とが上方に行くに従って先細りとなる円錐形状に形成され、前記金属リングは、この円錐形状に合わせた円錐形状の面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質収納容器。
前記二次蓋の外周縁部の外側端面と前記キャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面は、それぞれ前記キャスク本体の外側壁よりも外側に突出する位置に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の放射性物質収納容器。
前記二次蓋の外周縁部の端面部と前記キャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の端面部にそれぞれリップ溶接用内側突起部が形成され、このリップ溶接用内側突起部に対向する、前記金属リングの所定の位置にリップ溶接用外側突起部が形成され、前記リップ溶接用内側突起部とリップ溶接用外側突起部がシール溶接されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の放射性物質収納容器。
前記金属リングに、前記第３のＯリングと第４のＯリングの間の空間に連通する不活性ガスまたは検出用の配管またはセンサー取り付け部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の放射性物質収納容器。
円筒状容器を構成し、その上部開口部の端部に第１および第２のＯリング取り付け面が形成されたキャスク本体と、
このキャスク本体の前記第１のＯリング取り付け面に第１のＯリングを介して固定された一次蓋と、
この一次蓋を覆うように前記キャスク本体の第２のＯリング取り付け面に第２のＯリングを介して固定された二次蓋と、
を具備する放射性物質収納容器を補修する方法であって、
前記キャスク本体内に放射性物質が収納されるとともに不活性ガスが密封された貯蔵状態において、前記不活性ガスまたは放射性物質が前記一次蓋と二次蓋との間の空間に漏洩したことを検出する工程と、
前記不活性ガスまたは放射性物質の漏洩を検出した後に、前記二次蓋の外周縁部の外側端面と前記キャスク本体の上部開口部に形成された外周縁部の外側端面との間を密封するように第３および第４のＯリングを介して前記金属リングを嵌め込む工程と、
を有することを特徴とする放射性物質収納容器の補修方法。