JP2009115691A - 放射性発熱体の温度モニタリングシステム、放射性発熱体の温度モニタリング方法及び放射性物質貯蔵施設 - Google Patents

Abstract

【課題】放射性発熱体の温度異常の検出性能を向上させることができ、かつ構造を簡素化できる放射性発熱体の温度モニタリングシステムを提供する。
【解決手段】放射性物質貯蔵施設１のモニタリングシステム２７は、収納管８内の上部空間に接続されるサンプリング配管２０によって、開閉弁２１、Ｈｅ検出器２２、フィルタ２３及び排風機２４をこの順序で接続している。使用済燃料集合体を格納しているキャニスタ１１が収納管８内に収納されている。温度検出装置１４がキャニスタ１１の下に置かれこのキャニスタ１１と接触している。温度検出装置１４は、Ｈｅが充填されているガス空間１６を内部に形成し、このガス空間１６に連絡されて、溶融金属製の栓部材で密封された排気管を有する。使用済燃料集合体が設定温度に達したとき、栓部材が溶融してガス空間内のＨｅが収納管８内に放出され、Ｈｅ検出器で検出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射性発熱体の温度モニタリングシステム、放射性発熱体の温度モニタリング方法及び放射性物質貯蔵施設に係り、特に使用済燃料集合体及び高レベルガラス固化体などの放射性発熱体の温度を監視するのに好適な放射性発熱体の温度モニタリングシステム、放射性発熱体の温度モニタリング方法及び放射性物質貯蔵施設に関する。

原子炉から取り出された使用済燃料集合体は、原子炉建屋内に設けられた燃料貯蔵プール内に保管される。燃料貯蔵プールに所定期間貯蔵された使用済燃料集合体は、ウラン及びプルトニウム等の再使用可能な核燃料物質を回収するために核燃料再処理施設にて再処理される。この再処理において、高レベルガラス固化体（以下、ガラス固化体という）が発生する。ガラス固化体は、最終的には地下に設けられた処分場にて埋設処分される。しかし、ガラス固化体は、製造直後は発熱量が高いため、数十年間、専用の貯蔵施設にて冷却しながら貯蔵され、処分可能な発熱量まで低下した後に処分される。

貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体の一部を、再処理施設にて再処理される前に、金属キャスク及びボールト等の中間貯蔵施設にて数十年間貯蔵することも提案されている。

ガラス固化体の放射性物質貯蔵施設の一例が実開昭６３−１７５００号公報に記載されている。この貯蔵施設は、ガラス固化体を収納する複数の収納管を建屋内の貯蔵室内に設置している。外管が収納管の周囲を同心状に取り囲んでおり、収納管と外管の間に建屋外から取り入れた空気を流している。収納管内のガラス固化体はこの空気によって冷却される。ガラス固化体を冷却した空気は、暖められて貯蔵施設に設けられた排気通路を通って外部へ排出される。この冷却用の空気は、暖められた空気が排気ダクト内を上昇する力（ドラフト力）を利用して、自然循環により貯蔵室内を流れる。さらに、収納管内のガスをサンプリングし、このガスに含まれる放射性物質等の成分を分析している。サンプリングしたガスの温度を測定している。

特開平１１−３２６０６９号公報が記載している放射性物質貯蔵施設は、外管と収納管の間に形成される環状流路内で出口側に温度センサを配置している。この温度センサによってその環状流路から排出される空気の温度をモニタリングする。検出されたその温度に基づいて収納管、収納管内部の空気温度、キャニスタ温度を順に算出し、最後にキャニスタ温度からガラス固化体の温度を算出する。

特開平８−１１０３９８号公報に記載されている放射性物質貯蔵施設では、ガラス固化体を収納する収納容器を、収納管内に収納している。モニタリング管が、収納容器の蓋の溶接部を覆って収納容器に取り付けられるキャップに接続される。このモニタリング管は、その溶接からキャップ内に放射性物質が漏洩した場合、この放射性物質をサンプリングする。

特開２００５−２６５４４３号公報は、コンクリートキャスク内に収納したキャニスタの上下面の中心温度をモニタリングし、温度分布のパターンを基にキャニスタ内のヘリウムガスの漏洩を検知することを記載している。

実開昭６３−１７５００号公報 特開平１１−３２６０６９号公報 特開平８−１１０３９８号公報 特開２００５−２６５４４３号公報

特開平１１−３２６０６９号公報に記載された放射性物質貯蔵施設では、外管と収納管の間に形成される環状流路の出口でこの環状流路から排出される空気の温度を計測している。このような温度モニタリングシステムは、空気温度に基づいて収納管内のガラス固化体の温度を推定する必要があり、ガラス固化体の温度を精度良く求めることができない。特に、ガラス固化体の温度を求めるためには、そのガラス固化体を収納している収納管の温度を求める必要がある。環状流路内を流れる空気温度から、この収納管の温度を特定するために、周囲の収納管からの輻射放熱も考慮しなければならないことも、ガラス固化体の温度の精度が向上しない一因である。

実開昭６３−１７５００号公報では、収納管内のガラス固化体の発熱量によっては、サンプリングした空気温度が、収納管内の空気温度よりも低くなる場合がある。例えば、収納管内の下部に配置されたガラス固化体の発熱量が大きく、収納管内の上部に配置されたガラス固化体の発熱量が小さい場合、収納管上部の空気よりも、収納管下部の空気の温度が高くなる。実開昭６３−１７５００号公報では、収納管の上部から空気をサンプリングしているので、サンプリングした空気の温度が、収納管内部の空気温度よりも低くなる。ガラス固化体の収納作業中において、収納管内部の空気温度分布が変化することから、上記に示の問題が必ず発生する。このため、収納管内のガラス固化体の温度異常を精度良く検出することができない。

特開平８−１１０３９８号公報は、収納管内の収納容器のキャップ内に漏洩した放射性物質を吸引し、放射性物質の漏洩の有無を監視している。特開平８−１１０３９８号公報は、ガラス固化体の温度の計測は行っていない。

特開２００５−２６５４４３号公報では、コンクリートキャスク内のキャニスタの表面温度を直接計測している。このような考え方を、他の３つの公開公報に記載された貯蔵室に複数の収納管を設置した放射性物質貯蔵施設に適用した場合には、収納管内に収納したキャニスタ（例えば、ガラス固化体を収納）の外面に温度計を設置することになる。しかしながら、収納管内面とキャニスタの間に形成される隙間は、キャニスタから収納管への熱伝達を増大させるため、非常に狭くなっている。この狭い間隙を通して、遠隔操作により、収納管内のキャニスタの外面に温度計（例えば、熱電対）を設置することは困難である。また、予め外面に熱電対を設置したキャニスタを収納管内に収納することも考えられる。しかしながら、１つのキャニスタを収納管内に収納した後、他のキャニスタを収納する作業は、先に収納したキャニスタに取り付けられて収納管の上端に向かって伸びている熱電対に損傷を与える危険性がある。

本発明の目的は、放射性発熱体の温度異常の検出性能を向上させることができ、かつ構造を簡素化できる放射性発熱体の温度モニタリングシステム、放射性発熱体の温度モニタリング方法及び放射性物質貯蔵施設を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、放射性発熱体を内蔵する容器を収納する収納管内に配置されてその容器と接触する温度検出装置と、収納管内に連絡されたサンプリング配管と、サンプリング配管に設けられたトレーサガス検出器及び放射性物質除去装置とを備え、
その温度検出装置は、トレーサガスが充填された内部空間を形成し、この内部空間に連絡されて温度検出装置の外部に開放されるトレーサガス排出通路を有しており、トレーサガス排出通路は、放射性発熱体の温度が設定温度まで上昇したときに溶融する栓部材で密封されていることにある。

容器内の放射性発熱体が設定温度まで上昇したとき、栓部材がその放射性発熱体から伝えられる熱によって溶融し、内部空間内のトレーサガスがトレーサガス排出通路を通って収納管内に排出される。このトレーサガスは、サンプリング配管に導かれ、トレーサガス検出器によって検出することができる。トレーサガス検出器がトレーサガスを検出することによって収納管内に収納された容器内の放射性発熱体が設定温度に達したことを精度良く検出することができる。

温度モニタリングシステムは、トレーサガス検出器を放射性物質除去装置が設けられたサンプリング配管に設置し、収納管内に温度検出装置を配置するので、構造を簡素化することができる。

本発明によれば、放射性発熱体の温度異常の検出性能を向上させることができ、かつ温度モニタリングシステムの構造を簡素化することができる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である実施例１の放射性物質貯蔵施設を、図１〜図４を用いて以下に説明する。

本実施例の放射性物質貯蔵施設１は、内部に複数の収納管８が配置された貯蔵室３を有する貯蔵建屋２、及びモニタリングシステム２７を備えている。貯蔵室３は、貯蔵建屋１に設けられる天井スラブ４と床スラブ５の間に形成される。この貯蔵室３は、入口側に給気ダクト６が接続され、出口側に排気ダクト７が接続される。給気ダクト６及び排気ダクト７は、貯蔵建屋１外の外部環境に開口している。複数の収納管８は、上端部が天井スラブ４に設置されて吊り下げられており、天井スラブ４から床スラブ５に向かって伸びている。遮へいプラグ９がそれぞれの収納管８の上端部で各収納管８内に設置されている。各収納管８の上端に蓋１０が取り付けられ、各収納管８が密封される。それぞれの収納管８内には空気が充填され、収納管８内の圧力は収納管８外の圧力よりも若干低くなっている。放射性物質装荷室２５が天井プラグ４より上方で貯蔵建屋２内に形成されている。遮へいプラグ９は、収納管８内に収納されたキャニスタ１１内の使用済燃料集合体から放出される放射線が放射性物質装荷室２５内に到達することを防止している。

モニタリングシステム２７は、複数のサンプリング配管２０、複数のヘリウム検出器（トレーガス検出器）２２、複数の粒子フィルタ２３及び複数の排風機２４を有している。１本１本のサンプリング配管２０が、１つ１つの収納管８に別々に接続され、遮へいプラグ９よりも下方で、収納管８内の空間に連絡されている。各サンプリング配管２０に、開閉弁２１、ヘリウム検出器２２、粒子フィルタ２３及び排風機２４がそれぞれ設置され、開閉弁２１、ヘリウム検出器２２、粒子フィルタ２３及び排風機２４は上流よりこの順に配置されている。ヘリウム検出器２２、粒子フィルタ２３及び排風機２４は、放射性物質装荷室２５内に配置される。サンプリング配管２０は、射性物質装荷室２５内を通って貯蔵建屋２外に達している。

放射性物質である使用済燃料集合体を格納しているキャニスタ１１が収納管８内に収納されている。円筒であるスカート（筒状支持部材）１３が、キャニスタ１１の下端に設けられ、下方に向かって伸びている。温度検出装置１４がキャニスタ１１の下でスカート１３の内側に置かれている。この温度検出装置１４は、図３に示されているように、ステンレス鋼製の容器１５を有し、容器１５内にガス空間１６を形成している。短い排気管１８が、容器１５に取り付けられ、ガス空間１６に連絡される。排気管１８は、溶融金属等で構成された栓部材１９で密封されている。栓部材１９を設けることによって、ガス空間１６は密封空間となる。トレーサガスであるヘリウムガスがガス空間１６内に充填されている。把持部１７が容器１５の上端部に設けられる。この把持部１７はキャニスタ１１の上端部に設けられた把持部１２と同じ形状である。温度検出装置１４は、排気管１８の替りに、容器１５内に形成されてガス空間１６に連絡されかつ外部に開口される排気通路（図示せず）を設け、この排気通路内に栓部材１９を設置して排気通路を封鎖する構成を採用することも可能である。

トレーサガスとしては、ヘリウムガス以外に、二酸化炭素ガス、窒素ガス及びクリプトンを用いることができる。二酸化炭素ガスまたは窒素ガスを用いる場合は、温度検出装置１４のガス空間１６内に封入する二酸化炭素ガスまたは窒素ガスの濃度を、空気中の二酸化炭素または窒素と判別できる程度に高く設定する必要がある。クリプトンを使用する場合は、クリプトンが空気より比重が大きいので、サンプリング配管２０を、収納管８の下端部に設置する必要がある。しかしながら、化学的に不活性かつ安定であり、原子力発電所の検査で使用された実績がある観点から、ヘリウムガスの使用が好ましい。

温度検出装置１４が、放射性物質装荷室２５内に設けられた装荷機（図示せず）によって把持部１７を掴まれて放射性物質装荷室２５より収納管８内に挿入され、収納管８の底の上に置かれる。把持部１７が把持部１２と同じ形状であるので、装荷機は、キャニスタ１１と同様に温度検出装置１４を掴むことが可能になる。収納管８は、温度検出装置１４を挿入する前に、蓋１０及び遮へいプラグ９が取り外されている。放射性物質である使用済燃料集合体が格納されたキャニスタ１１は、放射性物質装荷室２５内に搬入され、上記の装荷機で把持部１２を掴んで収納管８内に挿入される。キャニスタ１１は、スカート１３によって収納管８の底に置かれる。温度検出装置１４はスカート１３の内側に形成された空間２８内に配置され、把持部１７の上面がキャニスタ１１の底面に接触している。キャニスタ１１の挿入後、遮へいプラグ９が収納管８内の上端部に設置され、蓋１０が収納管８に取り付けられて収納管８が密封される。

収納管８内に収納されたキャニスタ１１内の使用済燃料集合体の冷却は、以下のように行われる。貯蔵建屋２外の空気が、給気ダクト６内に取り込まれ、冷却空気２６として貯蔵室３内に導かれる。収納管８の周りを流れる冷却空気２６によって、収納管８内に収納されたキャニスタ１１内の使用済燃料集合体が冷却される。暖められた冷却空気２６は、排気ダクト７に流入し、貯蔵建屋２外に排出される。温められた冷却空気２６が排気ダクト７内を上昇することによって発生するドラフト力により、冷却空気２６が給気ダクト６に取り込まれて貯蔵室３内を流れる。

キャニスタ１１内の使用済燃料集合体の温度が設定温度（例えば、５００℃）に達した場合の検知方法について説明する。その使用済燃料集合体で発生した熱が温度検出装置１４に伝えられたときの温度分布を図４に示す。使用済燃料集合体で発生した熱は、熱伝達及び熱伝導等の伝熱によりキャニスタ１１に伝えられるので、キャニスタ１１の温度が高くなる。キャニスタ１１の底と温度検出装置１４の把持部１７の上面は接触しているが、それらは完全に溶接されていないため、それらの間には僅かに熱抵抗が発生する。このため、キャニスタ１１の表面温度と温度検出装置１４の表面の温度に差が生じる。キャニスタ１１と温度検出装置１４の接触面から栓部材１９までは、温度検出装置１４の容器１５の熱伝導によって熱が伝わる。この熱により栓部材１９が加熱される。以上のように、キャスク１１内の使用済燃料集合体で発生した熱が温度検出装置１４の栓部材１９まで伝えられる。上記の熱伝導及び熱抵抗等により、使用済燃料集合体の最高温度よりも温度検出装置１４の栓部材１９の温度が低くなる。使用済燃料集合体の発熱量及び温度検出装置１４の熱伝導率などの物性値が分かれば、計算により、使用済燃料集合体の最高温度と栓部材１９の温度の差を算出することができる。すなわち、検知したい使用済燃料集合体の温度を設定すれば、このときに溶融すべき栓部材１９の融点を決定できる。本実施例では、キャニスタ１１及び容器１５の材質、及びキャニスタ１１と温度検出装置１３の接触による熱抵抗を考慮することによって、栓部材１９を融点２００℃の半田で構成している。

栓部材１９は、例えば、半田、ガラス、樹脂材料等の融点が低い材料で構成される。特に、半田は組成の違いにより１００℃〜３５０℃程度の融点の材料が多数存在するので、検知したい使用済燃料集合体の設定温度に対応する温度で溶融する融点の材料を選定しやすい。ガラスは一般に融点が高い。樹脂は半田と同様に様々な融点の素材が存在する。しかしながら、本実施例のように使用済燃料集合体から発生する放射線が強い環境においては、樹脂は劣化する可能性が高いため、栓部材１９には、半田及びガラスが樹脂よりも適している。

キャニスタ１１内の使用済燃料集合体が設定温度に達したとき、上記の伝熱のメカニズムにより温度検出装置１４の栓部材１９が溶融する。その後、ガス空間１６内に封入されていたヘリウムガスが、排気管１８を通って収納管２内に流出し収納管８内の空気中に拡散する。ヘリウムガスは、空気より比重が軽いため、収納管８の上部に移動する。常時駆動されている排風機２４によって、収納管８内のガスが吸引されている。この吸引によって、収納管８内は負圧に保たれる。収納管８内のヘリウムガスを含む空気が、収納管８内で上端部付近に開口しているサンプリング配管２０によってサンプリングされ、ヘリウム検出器２２に送られる。ヘリウム検出器２２は、空気内のヘリウムガスの濃度を検出する。検出されたヘリウムガスの濃度は表示装置（図示せず）に表示される。ヘリウム検出器２２によってヘリウムガスが検知されることにより、キャニスタ１１内の使用済燃料集合体が設定温度に達したことを知ることができる。ヘリウム検出器２２は、市販されている比較的安価なものでも検出感度が十分高い。

ある栓部材１９が溶融したとき、すなわち、その栓部材１９が設けられていた温度検出装置１４が接触しているキャニスタ１１は、その温度検出装置１４と共に収納管８から取り出される。新しい温度検出装置１４が別の収納管８内に挿入され、その後、上記の取り出されたキャニスタ１１がこの収納管８内に挿入される。別の収納管８内では、新しい温度検出装置１４がそのキャニスタ１１の底に接触している。このようにして、キャニスタ１１が新しい温度検出装置１４で温度を監視することが可能になり、栓部材１９が溶融した温度検出装置１４は放射性廃棄物として処理される。また、栓部材１９が溶融した温度検出装置１４が挿入されていた収納管８内への別のキャニスタ１１の挿入は、中止される。ヘリウム検出器２２でヘリウム濃度を計測されたサンプリングガスは、粒子フィルタ２３を通過してサンプリング配管２０により貯蔵建屋２外に放出される。万が一、キャニスタ１１内から収納管８内に漏洩した場合には、粒子フィルタ２３がサンプリングガスに含まれている放射性物質を捕捉する。このように、万が一、キャニスタ１１から放射性物質が漏洩しても、この放射性物質は粒子フィルタ２３によって完全に除去されるので、放射性物質が貯蔵建屋２の外に放出されることはない。粒子フィルタ２３は、開閉弁２１を全閉することにより、定期的にサンプリング配管２０から取り外され、別の放射線計測室に搬送される。ここで、粒子フィルタ２３の放射能が計測され、放射能が設定レベル以上ある場合に、キャニスタ１１からの放射性物質の漏洩を知ることができる。サンプリング配管２０に設けられた粒子フィルタ２３付近に放射線検出器を設置し、この放射線検出器によって設置された粒子フィルタ２３からの放射線を計測することも可能である。

放射性物質が漏洩したキャニスタ１１は、収納管８から取り出されて輸送キャスク内に収納され、原子力発電所の所定の場所に搬送される。このキャニスタ１１内の使用済燃料集合体は、その所定の場所において、そのキャニスタ１１から取り出されて正常な新たらしいキャニスタ１１内に詰め替えられる。密封された新しいキャスク１１は、輸送キャスクに収納されて放射性物質貯蔵施設１内に搬送され、その後、収納管８内に収納される。

本実施例によれば、排気管１８（または排気通路）を所定の融点で溶融する栓部材１９で密封した排気管１８（または排気通路）が連絡される容器１５内のガス空間１６にヘリウムガスを封入した温度検出装置１４をキャニスタ１１と接触させているので、収納管８内に収納されたキャスク１１内の使用済燃料集合体が設定温度に達する異常な温度状態になったとき、栓部材１９が溶融してガス空間１６内のヘリウムガスが収納管８内に流出し、このヘリウムガスをヘリウム検出器１１で検出することができる。このため、万が一、使用済燃料集合体の温度が異常な温度まで上昇したとき、この温度の異常状態を精度良く検出することができる。

本実施例は、キャニスタ１１からの放射性物質の漏洩を監視するモニタリングシステムにヘリウム検出器２２を設け、収納管８内に温度検出装置１４を配置してこれをキャニスタ１１に接触させているので、放射性物質のモニタリングシステムと温度のモニタリングシステムの一部を共有することができる。したがって、本実施例は、放射性物質の漏洩監視のモニタリングシステムと、温度検出のために多数の熱電対を用いる温度モニタリングシステムをそれぞれ別に設けている従来例に比べて、温度を監視するモニタリングシステムを簡素化することができる。とくに、本実施例では、温度、及び放射性物質の漏洩を監視するモニタリングシステムの構造を簡素化することができる。

本実施例は、キャニスタ１１内に使用済燃料集合体を収納している例について説明したが、使用済燃料集合体の替りにガラス固化体を収納した場合にも適用が可能である。図４に示す伝熱のメカニズムは、ガラス固化体を収納したキャニスタ１１とこれの下端に温度検出装置１３を接触させた場合にも適用することができる。

本発明の他の実施例である実施例２の放射性物質貯蔵施設を、図５〜図７を用いて以下に説明する。

本実施例の放射性物質貯蔵施設１Ａは、実施例１の放射性物質貯蔵施設１において、各収納管８内に、放射性物質であるガラス固化体を収納した複数のキャニスタ１１Ａを収納した場合の例である。本実施例では、キャニスタ１１がガラス固化体を収納するキャニスタ１１Ａに替り、キャニスタ１１Ａ及び温度検出装置１４の収納管８内での配置が異なるだけで、放射性物質貯蔵施設１Ａの他の構成は、放射性物質貯蔵施設１と同じである。本実施例では、収納管８内に複数の温度検出装置１４及び複数のキャニスタ１１Ａが下方より交互に配置されている。温度検出装置１４は、容器１５の下部に内部空間２９を形成している（図６参照）。収納管８内で、下方に位置するキャニスタ１１Ａの把持部１２がその上方に位置する温度検出装置１４の内部空間２９内に挿入され、この温度検出装置１４の把持部１７がこれの上方に位置するキャニスタ１１Ａのスカート１３内の空間２８に挿入されて、温度検出装置１４とキャニスタ１１Ａが図７に示すように交互に積層される。図７において、温度検出装置１４の栓部材１９がこの温度検出装置１４の下方に位置するキャニスタ１１Ａ内のガラス固化体が異常温度になったときに溶けないように、この温度検出装置１４の容器１５の、下方のキャニスタ１１Ａと接触する部分に断熱材を配置するとよい。

本実施例は、実施例１で生じる効果を得ることができる。１本の収納管８内に複数の温度検出装置１４及び複数のキャニスタ１１Ａを交互に配置しているので、放射性物質の収納密度が向上し、かつ収納管８内に収納された複数のキャニスタ１１Ａのうち少なくとも１つのキャニスタ１１Ａ内のガラス固化体の温度が異常温度まで上昇しても検知することができる。

本実施例は、使用済燃料集合体が収納された複数のキャニスタを収納管８内に配置した場合にも適用することができる。さらに、温度検出装置１４とキャニスタ１１Ａの配置を逆にする、すなわち、対となる温度検出装置１４及びキャニスタ１１Ａにおいて温度検出装置１４をキャニスタ１１Ａの上方に配置することも可能である。この場合には、上方に位置するキャニスタ１１Ａの熱がこのキャニスタ１１Ａの下方に位置する温度検出装置１４に伝わることを抑制するため、この温度検出装置１４の把持部１７の上面に断熱材を設置するとよい。

本発明の他の実施例である実施例３の放射性物質貯蔵施設を、図８を用いて説明する。

本実施例の放射性物質貯蔵施設１Ｂは、実施例１及び実施例２において、キャニスタと温度検出装置を一体化したキャニスタ１１Ｂを収納管８内に１個または複数個配置した構成を有する。放射性物質貯蔵施設１Ｂの他の構成は、放射性物質貯蔵施設１と同じである。キャニスタ１１Ｂは、使用済燃料集合体（またはガラス固化体）が格納される胴体部３０、及び蓋部３１を有する。蓋部３１は、胴体部３０に取り付けられて胴体部３０を密封する蓋、及びこの蓋に直接取り付けられた温度検出装置１４を有している。温度検出装置１４は実施例１で用いる温度検出装置１４と同じ構成を有する。

このような温度検出装置１４付きキャニスタ１１Ｂを有する放射性物質貯蔵施設１Ｂは、実施例１で生じる効果を得ることができる。本実施例は、温度検出装置１４付きキャニスタ１１Ｂを有するので、実施例１で生じるキャニスタ１１と温度検出装置１４の間における熱抵抗が無くなり、胴体部３０内の使用済燃料集合体（またはガラス固化体）と栓部材１９との温度差を実施例１及び２よりも小さくすることができる。その温度差が小さくなることによって、内部の使用済燃料集合体（またはガラス固化体）の熱が栓部材１９までに伝わるのに要する時間がより短くなるので、使用済燃料集合体（またはガラス固化体）が異常温度に達したことを検出する検出性能が向上する。

本発明の他の実施例である実施例４の放射性物質貯蔵施設を、図９及び図１０を用いて説明する。

本実施例の放射性物質貯蔵施設１Ｃは、実施例１の放射性物質貯蔵施設１において、モニタリングシステム２７をモニタリングシステム２７Ａに替えた構成を有する。放射性物質貯蔵施設１Ｃの他の構成は、放射性物質貯蔵施設１と同じである。モニタリングシステム２７Ａは、貯蔵室３に配置された全収納管８を複数の収納管８ごとに１つのグループを形成し、グループごと１本ずつのサンプリング配管、すなわち、例えば、サンプリング配管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ……を備えている。サンプリング配管２０Ａは、ヘリウム検出器２２Ａ、粒子フィルタ２３Ａ及び排風機２４Ａを連絡する。Ａグループに含まれる複数の収納管８Ａは、それぞれ開閉弁２１Ａを介してサンプリング配管２０Ａに接続されている。サンプリング配管２０Ｂは、ヘリウム検出器２２Ｂ、粒子フィルタ２３Ｂ及び排風機２４Ｂを連絡する。Ｂグループに含まれる複数の収納管８Ｂは、それぞれ開閉弁２１Ｂを介してサンプリング配管２０Ａに接続される。サンプリング配管２０Ｃは、ヘリウム検出器２２Ｃ、粒子フィルタ２３Ｃ及び排風機２４Ｃを連絡する。Ｃグループに含まれる複数の収納管８Ｃは、それぞれ開閉弁２１Ｃを介してサンプリング配管２０Ｃに接続されている。各収納管８Ａ，８Ｂ，８Ｃ内には、実施例１と同様に、キャニスタ１１と温度検出装置１４が接触して配置されている。本実施例では、温度検出装置１４はキャニスタ１１の上に配置されている。

ヘリウム検出器２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃで該当するサンプリング配管に各収納管から排出される空気に含まれるヘリウムの有無を検出する。例えば、ヘリウム検出器２２Ａでヘリウムを検出した場合には、サンプリング配管２０Ａに接続される全部の開閉弁２１Ａをいったん全閉にする。その後、それらの開閉弁２１Ａを順番に開閉する。この開閉は制御装置を用いて遠隔にて行われる。サンプリング配管２０Ａに接続される全開閉弁２１Ａを順番に開閉することによって、溶融した栓部材１９が入っている収納管８Ａ、すなわち、設定温度に達した使用済燃料集合体を内蔵するキャニスタ１１が収納されている収納管８Ａを特定することができる。

本実施例は、実施例１で生じる効果を得ることができる。さらに、本実施例は、複数の収納管８に１本のサンプリング配管を接続しているので、実施例１のモニタリングシステム２７よりも、サンプリング配管、ヘリウム検出器、粒子フィルタ及び排風機の数を少なくすることができ、モニタリングシステム２７Ａの構成をより簡素化することができる。また、本実施例は、複数の収納管を開閉弁の切り替えでサンプリング配管に接続するので、前述したように、本数の少ないサンプリング配管で異常温度に達している使用済燃料集合体が収納されている収納管８を特定することができる。

本実施例で用いたモニタリングシステム２７Ａは、実施例２及び３にも適用することができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１の放射性物質貯蔵施設の縦断面図である。 図１に示す収納管内の構造を示す拡大図である。 図２に示す温度検出装置の斜視図である。 実施例１においてキャニスタ内の使用済燃料集合体から温度検出装置の栓部材までの伝熱のメカニズムを示した説明図である。 本発明の他の実施例である実施例２の放射性物質貯蔵施設の縦断面図である。 図５に示すキャニスタと温度検出装置の組合せの状態を示す斜視図である。 図５に示す温度検出装置とキャニスタの積層状態を示す説明図である。 本発明の他の実施例である実施例３の放射性物質貯蔵施設に用いるキャニスタの斜視図である。 本発明の他の実施例である実施例４の放射性物質貯蔵施設の縦断面図である。 図９に示すモニタリングシステムの構成図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…放射性物質貯蔵施設、２…貯蔵建屋、３…貯蔵室、４…天井スラブ、５…床スラブ、６…給気ダクト、７…排気ダクト、８…収納管、１１…キャニスタ、１３…スカート、１４…温度検出装置、１５…容器、１６…ガス空間、１８…排気管、１９…栓部材、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…サンプリング配管、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…ヘリウム検出器、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ…粒子フィルタ、２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ…排風機、２７，２７Ａ…モニタリングシステム。

Claims (11)

1. 放射性発熱体を内蔵する容器を収納する収納管内に配置されて前記容器と接触する温度検出装置と、前記収納管内に連絡されたサンプリング配管と、前記サンプリング配管に設けられたトレーサガス検出器及び放射性物質除去装置とを備え、
   前記温度検出装置は、トレーサガスが充填された内部空間を形成し、この内部空間に連絡されて前記温度検出装置の外部に開放されるトレーサガス排出通路を有しており、前記トレーサガス排出通路は、前記放射性発熱体が設定温度まで上昇したときに溶融する栓部材で密封されていることを特徴とする放射性発熱体の温度モニタリングシステム。
2. 前記温度検出装置と前記容器が一体化されている請求項１に記載の放射性発熱体の温度モニタリングシステム。
3. 前記トレーサガス検出器及び前記放射性物質除去装置を設置した前記サンプリング配管が、複数の前記収納管ごとに設けられたそれぞれの開閉弁を介して各々の前記収納管に連絡されている請求項１または請求項２に記載の放射性発熱体の温度モニタリングシステム。
4. 前記トレーサガスがヘリウムガスである請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放射性発熱体の温度モニタリングシステム。
5. 放射性発熱体を内蔵する容器と、トレーサガスが充填された内部空間が形成され、この内部空間に連絡されて外部に開放されるトレーサガス排出通路を有し、前記トレーサガス排出通路を前記放射性発熱体が設定温度まで上昇したときに溶融する栓部材で密封して構成された温度検出装置とを互いに接触させて収納管内に収納し、
   前記栓部材が溶融したときに前記内部空間から前記収納管内に排出されたトレーサガスを、トレーサガス検出器及び放射性物質除去装置を設けたサンプリング配管に導き、
   前記トレーサガス検出器によって導かれた前記トレーサガスを検出することを特徴とする放射性発熱体の温度モニタリング方法。
6. 前記収納管内に、複数の前記容器と前記温度検出装置が交互に配置されている請求項５に記載の放射性発熱体の温度モニタリング方法。
7. トレーサガスが充填された内部空間が形成され、この内部空間に連絡されて外部に開放されるトレーサガス排出通路を有し、前記トレーサガス排出通路を放射性発熱体が設定温度まで上昇したときに溶融する栓部材で密封して構成された温度検出装置が一体化された、前記放射性発熱体を内蔵する容器を、収納管内に収納し、
   前記栓部材が溶融したときに前記内部空間から前記収納管内に排出されたトレーサガスを、トレーサガス検出器及び放射性物質除去装置を設けたサンプリング配管に導き、
   前記トレーサガス検出器によって導かれた前記トレーサガスを検出することを特徴とする放射性発熱体の温度モニタリング方法。
8. 冷却空気が供給される貯蔵室内に配置され、放射性発熱体を内蔵する容器を収納する収納管と、前記収納管内で前記容器と接触して配置される温度検出装置と、前記収納管内に連絡されたサンプリング配管と、前記サンプリング配管に設けられたトレーサガス検出器及び放射性物質除去装置とを備え、
   前記温度検出装置は、トレーサガスが充填された内部空間を形成し、この内部空間に連絡されて前記温度検出装置の外部に開放されるトレーサガス排出通路を有しており、前記トレーサガス排出通路は、前記放射性発熱体が設定温度まで上昇したときに溶融する栓部材で密封されていることを特徴とする放射性物質貯蔵施設。
9. 前記温度検出装置と前記容器が一体化されている請求項８に記載の放射性物質貯蔵施設。
10. 前記トレーサガス検出器及び前記放射性物質除去装置を設置した前記サンプリング配管が、複数の前記収納管ごとに設けられたそれぞれの開閉弁を介して各々の前記収納管に連絡されている請求項８または請求項９に記載の放射性物質貯蔵施設。
11. 前記トレーサガスがヘリウムガスである請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の放射性物質貯蔵施設。

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