JP2009014663A - Cask storage frame - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャスク貯蔵架台に関する。より詳しくは、使用済み原子燃料を入れたキャスクの底面を冷却しやすい構造にしたキャスク貯蔵架台に関する。 The present invention relates to a cask storage platform. More specifically, the present invention relates to a cask storage stand having a structure in which the bottom of a cask containing spent nuclear fuel is easily cooled.
原子力発電所において発生した使用済みの燃料集合体は、キャスクと呼ばれる専用の容器に収納される。燃料集合体が収納されたキャスクは、これら燃料集合体が再処理に供されるまでの間、その内部に燃料集合体を収納したままキャスク貯蔵架台に載せて建屋に貯蔵される。 A spent fuel assembly generated in a nuclear power plant is stored in a special container called a cask. The cask in which the fuel assemblies are stored is placed on the cask storage stand and stored in the building while the fuel assemblies are stored therein until the fuel assemblies are subjected to reprocessing.
キャスクを建屋に貯蔵する場合には、キャスク内に装荷されている使用済み燃料の発熱により、キャスク内の燃料集合体の健全性が損われないように、キャスクを冷却する必要がある。また、一般に、建屋の床面(以下、単に「床面」という)には、通常コンクリートが使用されており、コンクリートの材質により耐熱温度が規定されている。キャスクからの伝熱や輻射によって、床面温度が規定温度を上回らないようにするという目的でも、建屋内の空気の流れによりキャスク表面を冷却している。しかし、コンクリートに対する局部的な影響を考慮すると、キャスクの底面部分にも空気の流れを起させることが望ましい。そのため、従来は、架台上に、別途、ブロック状のキャスク着座部を装備することで、キャスク底面の下に空間を設けていた。 When storing the cask in the building, it is necessary to cool the cask so that the heat of the spent fuel loaded in the cask does not damage the soundness of the fuel assembly in the cask. In general, concrete is usually used for the floor surface of the building (hereinafter simply referred to as “floor surface”), and the heat resistant temperature is regulated by the material of the concrete. In order to prevent the floor surface temperature from exceeding the specified temperature by heat transfer and radiation from the cask, the cask surface is cooled by the air flow in the building. However, in consideration of the local influence on the concrete, it is desirable to cause an air flow in the bottom portion of the cask. Therefore, conventionally, a space is provided under the bottom of the cask by separately providing a block-shaped cask seat on the gantry.
図1に従来のエアパレットで運搬することができるキャスク貯蔵架台を示す(例えば、特許文献1、図1)。
キャスク貯蔵架台1は、天板2と底板3の間にウェブ4を配置した構成となっており、さらにエアパレットが挿入できるように底板3の下に3本の脚部5で嵩上げされている。また、天板2とキャスク底面(天板の上)の間に空気が流れてキャスク底面を冷却できるような嵩上げ台6が装備されている。キャスク7を含めたキャスク貯蔵架台1の耐震性能を高め、また、架台の材料費低減のためにこの嵩上げ台6はあまり厚くすることは望ましくない。従来のキャスク貯蔵架台の構造であると、図2に示すように、キャスク7からの放熱により暖められたキャスク7周辺の空気が、嵩上げ台6の隙間を通って流れていた(空気の流れを矢印で示す)。
嵩上げ台6が薄いとキャスク7と架台の天板2の間隙が狭くなるので、流れる空気の流量が少なく、且つキャスク底面を流れる空気がキャスク周辺で温められた空気であることから、キャスク底面を冷却する能力は低かった。
The
If the raising
キャスク貯蔵架台には、地震によりキャスクが転倒しない耐震性能と、キャスクを適切に冷却しキャスク本体およびキャスク内の使用済燃料集合体の健全性を維持するとともに、キャスク貯蔵施設の床・天井・壁を構成しているコンクリートの温度が許容温度以下になるような除熱(すなわち冷却)性能が要求される。
本発明は、キャスク貯蔵施設で用いられ、キャスク固縛し、エアパレットで運搬することができるキャスク貯蔵架台であって、従来の耐震性能を維持するとともに、キャスク底面の冷却効果に優れるキャスク貯蔵架台を提供することを目的とする。
The cask storage platform has seismic performance that prevents the cask from tipping over due to an earthquake, and the cask is properly cooled to maintain the integrity of the cask body and spent fuel assemblies in the cask, and the floor, ceiling, and walls of the cask storage facility The heat removal (that is, cooling) performance is required so that the temperature of the concrete that constitutes the temperature is below the allowable temperature.
The present invention is a cask storage platform that is used in a cask storage facility, and can be secured to a cask and transported by an air pallet, and maintains a conventional seismic performance and has an excellent cooling effect on the bottom of the cask. The purpose is to provide.
本発明者は、上記の課題に鑑み、鋭意研究の結果、キャスク貯蔵架台の天板に開口部を設け、該キャスク貯蔵架台の外側側面から開口部に向けて空気が流れるような構造にすることにより、上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
以下、各請求項の発明について説明する。
As a result of earnest research, the present inventor has provided a structure in which an opening is provided in the top plate of the cask storage rack and air flows from the outer side surface of the cask storage rack toward the opening. Thus, the inventors have found that the above-described problems can be solved, and have completed the present invention.
Hereinafter, the invention of each claim will be described.
請求項1に記載の発明は、
天板、底板、天板と底板の間に存在しこれらを繋ぐ複数のウェブおよび脚部から構成され、エアパレットにより運搬可能なキャスク貯蔵架台であって、該天板に開口部が設けられ、該ウェブが該キャスク貯蔵架台の外側側面から該開口部に向けて空気が流れるように配置されてなることを特徴とするキャスク貯蔵架台である。
The invention described in
A top plate, a bottom plate, a plurality of webs and legs that exist between and connect the top plate and the bottom plate, and is a cask storage stand that can be transported by an air pallet, the top plate having an opening, The cask storage stand according to
本請求項1の発明においては、図3に示すようにキャスク貯蔵架台1の天板2に開口部8を設けることにより、キャスク貯蔵架台1の外側側面から流れ込んだ空気が開口部を抜けキャスク底面に向かって流れる(矢印で示す)ようになり、従来のキャスク貯蔵架台1の天板2とキャスク底面の間のみを空気が流れる場合よりも、大量の空気が流れることになり、キャスク底面を冷却する効果が増すことになる。さらに、従来の場合、架台の空気の流れが水平流であるのに比較して、垂直流れも加わることでキャスク底の空気の流れが乱れ、乱流熱伝達が促進され、キャスク底面を冷却する効果が一層増すことになる。
In the invention of
また、キャスク貯蔵架台はキャスク外径よりも寸法が大きいので、キャスク貯蔵架台側面の位置はキャスクから離れている。また、該架台側面はキャスク側面よりも低い位置にあるため、キャスク側面の周辺と比較すると該架台側面の外側にはより冷たい空気が存在する。そのため、その冷たい空気が架台の外側側面から入り天板の開口部を通ってキャスク底面に直接当たるようになるので、さらに大きな冷却効果を生じることになる。 Further, since the cask storage frame has a size larger than the cask outer diameter, the position of the side surface of the cask storage frame is separated from the cask. Further, since the side surface of the gantry is located at a position lower than the side surface of the cask, cooler air exists outside the side surface of the gantry than the periphery of the cask side surface. Therefore, the cold air enters from the outer side surface of the gantry and directly hits the bottom surface of the cask through the opening of the top plate, so that an even greater cooling effect is produced.
このように、キャスク貯蔵架台の天板に開口部を設けることにより、架台の外側側面から入る空気の流量が増すことができ、且つより低い温度の領域から空気が供給されるという、二つの理由でキャスク底面の冷却効果を高めることができる。
キャスク底面の冷却効果を向上させるために、キャスク貯蔵架台の底板にも開口部を設ける方法も考えられるが、このようにすると、キャスク底面から床面に対する輻射により、床面温度が上昇することが懸念されるため、底板にはあえて開口部を設けない方が好ましい。
Thus, by providing an opening in the top plate of the cask storage gantry, the flow rate of air entering from the outer side surface of the gantry can be increased, and air is supplied from a lower temperature region. Thus, the cooling effect on the bottom of the cask can be enhanced.
In order to improve the cooling effect of the cask bottom, a method of providing an opening in the bottom plate of the cask storage stand is also conceivable, but in this case, the floor surface temperature may increase due to radiation from the bottom of the cask to the floor. Because of concern, it is preferable not to provide an opening in the bottom plate.
また、キャスク貯蔵架台には、上記のキャスク底面を効率的に冷却するというだけではなく、地震によるキャスクの転倒を防止するという2つの機能が求められている。 The cask storage platform is required not only to efficiently cool the bottom surface of the cask but also to have two functions to prevent the cask from falling over due to an earthquake.
天板の開口部については、大きさや数は特に限定はない。図3では、開口部の形状は円形であるが、形状はいかなる形状でもよい。また、開口部は1箇所ではなく、複数個の集合体であってもよい。開口部は、構造解析などにより、地震時に大きな力を受けない領域に設けるのが好ましい。 There are no particular limitations on the size and number of the opening of the top plate. In FIG. 3, the shape of the opening is circular, but the shape may be any shape. Further, the opening may be a plurality of aggregates instead of one place. The opening is preferably provided in a region where a large force is not received during an earthquake by structural analysis or the like.
複数のウェブは天板と底板との間に存在し天板と底板を繋いでいるが、架台の外側側面から入る空気が開口部に向かって流れるように配置される必要がある。
ウェブの形状、厚さ、高さなどは、特に限定はなく従来と同じでよい。従来と同様に複数のウェブを用いるので、従来の耐震性能を維持することができる。ウェブの数を増やしたり、ウェブに丈夫な材質を用いたり、天板または底板との結合力を大きくしたり、補強構造を入れたりなどして架台の耐震性能を増すような構成とするのが好ましい。
また、開口部の位置などに応じて空気の流れる方向を定めるような配置にしてもよい。
キャスクの固縛方法は、従来公知の方法が用いられる。
The plurality of webs exist between the top plate and the bottom plate and connect the top plate and the bottom plate. However, it is necessary to arrange the webs so that air entering from the outer side surface of the gantry flows toward the opening.
The shape, thickness, height, etc. of the web are not particularly limited and may be the same as the conventional one. Since a plurality of webs are used as in the prior art, the conventional seismic performance can be maintained. A structure that increases the seismic performance of the gantry by increasing the number of webs, using a strong material for the web, increasing the coupling force with the top plate or bottom plate, or adding a reinforcing structure. preferable.
Further, the air flow direction may be determined according to the position of the opening.
A conventionally known method is used as a cask securing method.
請求項2の発明は、
前記開口部が天板の中央に設けられ、前記ウェブが架台中央を中心として放射状に配置されてなることを特徴とする請求項1記載のキャスク貯蔵架台である。
The invention of
2. The cask storage platform according to
請求項2の発明においては、天板の開口部が中央に設けられるので、キャスク底面の中心に空気を当てることができ、より冷却効果を高めることができる。また、天板と底板をつなぐウェブが架台中央を中心として放射状に配置されており、外側の空気が架台側面からウェブで形成された通路に沿って流れれば、空気は自然と架台中央の開口部さらには開口部の中心に向かって入るので、開口部を抜ける空気の流量が増え、冷却効果を高めることができる。
またウェブが放射状に設けられるとどの方向からの揺れに対しても抵抗できるので耐震性能が増すことにもなる。また、図3では、放射状のウェブしか記載していないが、空気の流れを遮断しなければさらに補強のためのウェブがあっても構わない。
In the invention of
In addition, if the web is provided in a radial shape, it can resist the vibration from any direction, so that the seismic performance is increased. Further, FIG. 3 shows only the radial web, but there may be a reinforcing web as long as the air flow is not blocked.
本発明のキャスク貯蔵架台は、従来の耐震性能を維持するとともに、キャスク底面の冷却効果に優れる。 The cask storage platform of the present invention maintains the conventional seismic performance and is excellent in the cooling effect on the bottom of the cask.
以下、本発明の実施の形態につき、図3〜図6を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to the following embodiments. Various modifications can be made to the following embodiments within the same and equivalent scope as the present invention.
図3の(a)図は、天板2を除いた状態のキャスク貯蔵架台1の斜視図である。ウェブ4は放射状に配置されている。(b)図は天板2を含めた状態の斜視図である。天板2の開口部8が天板2の中央を中心とした大きな円形状となっている。開口部8のすぐ側には4個の嵩上げ台6が配置されている。これらの部材はすべて接着剤や他の方法で固定されている。
FIG. 3A is a perspective view of the
図4は、キャスク7を載せた状態のキャスク貯蔵架台1を概念的に示す正面図である。空気が該架台1の側面から開口部8を通り、キャスク底面と天板2との間から外へ抜けていく状態が矢印で示されている。
FIG. 4 is a front view conceptually showing the
図5の(a)図は、天板2を除いた状態のキャスク貯蔵架台1の斜視図である。ウェブ4が放射状に配置され、4個のウェブ4が開口部8のところで寸断されずに架台長さに渡って二つの長いウェブ4が交叉するように存在している。(b)図は天板2を含めた状態の斜視図である。開口部8は図3の(b)図と同様な円形状であり、嵩上げ台6がさらに4個加えられて配置されている。嵩上げ台6が増え、ウェブ4も補強されているので、空気の流れが確保されていながら耐震補強がされたキャスク貯蔵架台となる。
FIG. 5A is a perspective view of the
図6の(a)図は、図5の(a)図と同じであるが、(b)図は天板2の開口部8において、ウェブ4が存在する位置の上の天板2が残っている状態であり、空気の流れが確保されていながら図5の場合よりさらに耐震補強がされたキャスク貯蔵架台1となる。
6 (a) is the same as FIG. 5 (a), but FIG. 6 (b) shows that the
1.キャスク貯蔵架台
2.天板
3.底板
4.ウェブ
5.脚部
6.嵩上げ台
7.キャスク
8.開口部
1.
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