JP2010281832A - 放射性物質貯蔵施設 - Google Patents

Abstract

【課題】耐震性を向上でき且つ外気を貯蔵領域に均一に分配できる放射性物質貯蔵施設を提供する。
【解決手段】放射性物質貯蔵施設１は内部に貯蔵エリア３を有する貯蔵建屋２を備え、貯蔵建屋２は給気側側壁４，６を有する。冷却空気を取り込む給気口５，７が給気側側壁４，６にそれぞれ形成される。貯蔵エリア３を画定する仕切り壁である支持壁１２、及び他の仕切り壁である支持壁１５が設けられる。支持壁１２と給気側側壁４の間及び支持壁１５と給気側側壁６の間に均圧室１９，２０が形成される。給気側側壁４の一端から、給気口５の一端までの間、及び給気側側壁４の他端から、給気口５の他端までの間は、給気側側壁４が連続して存在する。このため、給気側側壁４と平行な地震動に対して、給気側側壁４が受ける地震荷重を増大でき、貯蔵建屋２の耐震性が向上する。均圧室の形成により外気を貯蔵領域に均一に分配できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射性物質貯蔵施設に係り、特に、使用済燃料集合体を収納した放射性物質収納容器（例えば、金属キャスク）を貯蔵する放射性物質貯蔵施設に適用するのに好適な放射性物質貯蔵施設に関する。

原子力発電所では、原子炉に装荷された燃料集合体が、使用年数に応じて順次新しい燃料集合体と交換される。原子炉から取り出された使用済燃料集合体は、核分裂物質の崩壊に起因した放射線及び熱を放出するため、一般には、原子炉発電所内に設けられた貯蔵プールの水中で保管され、冷却される。

その貯蔵プール内に保管される使用済燃料集合体の体数が増加しているため、乾式の放射性物質貯蔵施設を建設し、原子力発電所内の貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体を放射性物質貯蔵施設に移送することが考えられている（特許文献１及び２参照）。

特許文献１及び２は以下に述べる放射性物質貯蔵施設を記載している。貯蔵建屋を有するその放射性物質貯蔵施設は、複数の使用済燃料集合体を収納する多数の放射性物質収納容器を配置する、区画された貯蔵エリア、外部環境から貯蔵エリア内へ冷却空気を供給する冷却空気供給流路、及び貯蔵エリア内から外部環境へ冷却空気を排出する冷却空気排出流路を備えている。貯蔵エリア、冷却空気供給流路及び貯冷却空気排出流路が貯蔵建屋内に設けられる。貯蔵建屋の屋上に設けられた排気塔が冷却空気排出流路に接続されている。冷却空気を取り込む給気口が、貯蔵建屋の一つの側壁で排気塔と反対側の側壁に形成され、冷却空気供給流路に連絡される。各貯蔵エリアの相互間に隔壁が配置されている。

特に、特許文献１は、複数の給気口が形成された側壁と貯蔵エリアの間に放射性物質収納容器に搬出入通路を形成し、貯蔵エリア相互間に隔壁が配置されている。給気口は貯蔵エリア毎に設けられる。貯蔵エリアと搬出入通路の間に給気側壁が貯蔵エリアと搬出入通路の間に設けられる。

特開２００４−０４５２３０号公報 特開２００６−２９２６９４号公報

乾式の放射性物質貯蔵施設は、放射性物質収納容器を配置している各貯蔵エリアに冷却空気を均一に供給するため、貯蔵建屋の側壁に貯蔵エリア毎に給気口を形成している。上記の側壁は、複数の給気口が形成される（特許文献１及び２参照）ので、その側壁と平行な地震動に対して受け持つことができる地震荷重が小さい。このため、給気側の側壁が受け持つことができる地震荷重を増大させることが望まれる。

本発明の目的は、貯蔵建屋の耐震性を向上させることができ、且つ外気を貯蔵建屋内の貯蔵領域に均一に分配することができる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、放射性物質収納容器を貯蔵する貯蔵領域を内部に有する貯蔵建屋が、対向する一対の第１側壁及びこの第１側壁と交差する方向に配置されて対向する第２側壁を有し、貯蔵領域が一対の第１側壁及び一対の第２側壁によって取り囲まれており、貯蔵領域に供給される外気を取り込む給気口が一対の第１側壁の少なくとも１つに形成され、給気口の少なくとも一部が、給気口が形成された第１側壁の両端間で中央部に位置しており、給気口が形成された第１側壁が、一方の第２側壁に結合される一端から、その中央部に位置している給気口の一端までの間、及び他方の第２側壁に結合される他端から、その中央部に位置している給気口の他端までの間で、連続して存在しており、給気口が形成された第１側壁と貯蔵領域の間に仕切り壁を設置し、給気口から流入した外気を貯蔵領域に導く複数の第１開口部が仕切り壁に形成されており、仕切り壁と前記給気口が形成された第１側壁の間に複数の第１開口部及び給気口に連絡される均圧室が形成されることにある。

給気口が形成された第１側壁が、一方の第２側壁に結合される一端から、その中央部に位置している給気口の一端までの間、及び他方の第２側壁に結合される他端から、その中央部に位置している前記給気口の他端までの間で、連続して存在しているので、給気口が形成された第１側壁の、第２側壁に結合される端から、給気口の一端までにおける第１側壁の長さを長くすることができる。このため、地震時における第１側壁と平行な地震動に対して、給気口が形成された第１側壁が受け持つことができる地震荷重を増大させることができ、貯蔵建屋の耐震性が向上する。さらに、第１側壁と貯蔵領域の間に設置された仕切り壁に、給気口から流入した外気を貯蔵領域に導く複数の第１開口部を形成し、仕切り壁と給気口が形成された第１側壁の間に複数の第１開口部及び給気口に連絡される均圧室が形成されるので、給気口から流入した外気を貯蔵領域に均一に分配することができる。

本発明によれば、放射性物質貯蔵施設の貯蔵建屋の耐震性を向上させることができ、且つ外気を貯蔵建屋内の貯蔵領域に均一に分配することができる。

本発明の好適な一実施例である放射性物質貯蔵施設の構成を示し、図２のＩ−Ｉ断面図である。 図１のII−II断面図である。 図１のＡ方向の矢視図である。

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放射性物質貯蔵施設を、図１〜図３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、内部に貯蔵エリア３を有する貯蔵建屋２を備えている。貯蔵建屋２は、一対の給気側側壁４，６、一対の側壁８Ａ，８Ｂ及び屋根９を有する。給気側側壁４，６及び側壁８Ａ，８Ｂは貯蔵建屋２の外壁である。給気側側壁４と給気側側壁６は互いに平行に配置され、側壁８Ａ，８Ｂは互いに平行に配置されて給気側側壁４，６のそれぞれに直交している。貯蔵建屋２は、内部に、側壁８Ａ，８Ｂと並行に配置された隔壁１０を設置している。屋根９は、給気側側壁４，６、側壁８Ａ，８Ｂ及び隔壁１０等によって支持され、貯蔵エリア３を覆っている。貯蔵エリア３は、側壁８Ａと隔壁１０の間に配置される。複数の放射性物質収納容器２４が、貯蔵エリア３内で床２３上に正方格子状に整列されて配置される。

貯蔵建屋２は、給気側側壁４から給気側側壁６に向かって細長くなっている。給気口５は、給気側側壁４に形成され、給気側側壁４の両端の間で中央部に配置されて屋根９付近に位置している（図３参照）。水平方向において、給気側側壁４の各端（側壁８Ａに結合される端及び隔壁３５に結合される端）から給気口５のそれぞれの端面まで、給気側側壁４が連続して存在する。給気口７は、給気側側壁６に形成され、給気側側壁６の両端の間で中央部に配置されて屋根９付近に位置している。水平方向において、給気側側壁６の各端（側壁８Ａに結合される端及び隔壁３６に結合される端）から給気口７のそれぞれの端面まで、給気側側壁６が連続して存在する。給気口５，７よりも下方では、給気側側壁４，６は、それぞれの両端の間において連続して存在している。

貯蔵エリア３を画定する仕切り壁１１が、貯蔵エリア３と給気側側壁４の間に設置される。冷却空気供給用の複数の開口部１３が仕切り壁１１に形成される。仕切り壁１１の、開口部１３の相互間の部分は、支持壁１２になって、貯蔵エリア３の床２３に達している。貯蔵建屋２内で給気側側壁４と仕切り壁１１との間に、放射線遮へい壁１７が配置される。放射線遮へい壁１７は、貯蔵建屋２の天井３２から下方に向かって伸びており、両端が側壁８Ａ及び隔壁３５に取り付けられている。放射性物質収納容器２４の搬送通路を兼ねる均圧室１９が、仕切り壁１１と放射線遮へい壁１７の間に形成される。給気口５に連絡される冷却空気流路２１が、放射線遮へい壁１７と空気側側壁４の間に形成される。冷却空気流路２１は、隔壁１０の延長線上に位置する隔壁３５から側壁８Ａまでの範囲に広がっている。放射線遮へい壁１７の下端と床２３の間には、冷却空気流路２１から均圧室１９に冷却空気を供給する開口部３３が形成されている。この開口部３３も隔壁３５から側壁８Ａまでの範囲に広がっている。給気口５は給気側側壁４の外側に形成される外気取入流路２８に連絡されている。

貯蔵エリア３を画定する仕切り壁１４が、貯蔵エリア３と給気側側壁６の間に設置される。冷却空気供給用の複数の開口部１６が仕切り壁１４に形成される。仕切り壁１４の、開口部１６の相互間の部分は、支持壁１５になって、貯蔵エリア３の床２３に達している。貯蔵建屋２内で給気側側壁６と仕切り壁１４との間に、放射線遮へい壁１８が配置される。放射線遮へい壁１８は、貯蔵建屋２の天井３２から下方に向かって伸びており、両端が側壁８Ａ及び隔壁３６に取り付けられている。放射性物質収納容器２４の搬送通路を兼ねる均圧室２０が、仕切り壁１４と放射線遮へい壁１８の間に形成される。給気口７に連絡される冷却空気供給流路２２が、放射線遮へい壁１８と空気側側壁６の間に形成される。冷却空気流路２２は、隔壁１０の延長線上に位置する隔壁３６から側壁８Ａまでの範囲に広がっている。放射線遮へい壁１８の下端と床２３の間には、冷却空気供給流路２２から均圧室２０に冷却空気を供給する開口部３４が形成されている。この開口部３４も隔壁３６から側壁８Ａまでの範囲に広がっている。給気口７５は給気側側壁６の外側に形成される外気取入流路２９に連絡されている。

支持壁１２，１５は、給気側側壁と平行な方向において隣り合う放射性物質収納容器２４の相互に形成される間隙に対向するように、配置される。隔壁１０と側壁８Ｂの間に容器受入れエリア２７が形成されている。上方に向かって伸びる排気筒２５が屋根９に設置される。排気筒２５は、給気側側壁４と給気側側壁６の間の中央部に配置されている。排気筒２５内に形成される冷却空気排気流路２６は、貯蔵エリア３に連絡され、排気筒２５の排気口３０にも連絡される。

貯蔵プール内に貯蔵されている使用済燃料集合体は、原子力発電所内で放射性物質収納容器（例えば、金属キャスク）２４内に収納される。使用済燃料集合体を収納して密封された放射性物質収納容器２４は、搬送用のトラックにて、放射性物質貯蔵施設１の貯蔵建屋２内の容器受入れエリア２７まで搬送される。放射性物質収納容器２４は、容器受入れエリア２７内でトラックから容器搬送装置（図示せず）に移される。放射性物質収納容器２４は、容器搬送装置の移動によって、均圧室１９（または均圧室２０）を通って貯蔵エリア３まで搬送され、貯蔵エリア３内の所定の位置に貯蔵される。

排気筒２５の煙突効果によって、外気取入流路２８から取り込まれた空気（外気）は、給気口５、冷却空気流路２１、開口部３３、均圧室１９及び開口部１３を経て貯蔵エリア３内に流入する。貯蔵エリア３内に置かれた放射性物質収納容器２４は、流入された冷却空気によって冷却される。すなわち、放射性物質収納容器２４内の使用済燃料集合体で発生する熱が、冷却空気によって除去される。放射性物質収納容器２４を冷却した冷却空気は、温められて冷却空気排気流路２６内を上昇し、排気口３０より外部に排気される。外気取入流路２９から取り込まれた空気（外気）は、給気口７、冷却空気流路２２、開口部３４、均圧室２０及び開口部１６を経て貯蔵エリア３内に流入し、放射性物質収納容器２４を冷却する。この冷却空気も温められて冷却空気排気流路２６内に流入する。なお、給気口５，７は、貯蔵エリア３内に貯蔵された放射性物質収納容器２４の冷却に必要な冷却空気量が供給できる開口面積を有している。

本実施例は、１つの給気口５が給気側側壁４の幅方向（側壁８Ａから隔壁３５に向う方向）の中央部で給気側側壁４に形成されているので、側壁８Ａに結合される、給気側側壁４の一端から、給気口５の一端までの間、及び隔壁３５に結合される、給気側側壁４の他端から、給気口５の他端までの間は、給気側側壁４が連続して存在する。このため、給気口５が形成された給気側側壁４の、側壁８Ａに結合される端から、給気口５の一端までの給気側側壁４の長さ、及び給気側側壁４の、隔壁３５に結合される端から、給気口５の一端までの給気側側壁４の長さを、それぞれ長くすることができる。このような構造は、地震時における給気側側壁４と平行な地震動に対して、給気側側壁４が受け持つことができる地震荷重を増大させることができる。すなわち、貯蔵建屋２の耐震性が向上する。給気側側壁６もその幅方向（側壁８Ａから隔壁３６に向う方向）の中央部に１つの給気口７を形成しているので、給気側側壁４の場合と同様に、上記の地震動に対して、給気側側壁６が受け持つことができる地震荷重を増大させることができる。貯蔵建屋２の耐震性はさらに向上する。

貯蔵エリア３、すなわち、仕切り壁１１と給気側側壁４との間に配置された放射線遮へい壁（例えば、コンクリート製または鉄製）１７が、貯蔵エリア３から見たとき放射線遮へい壁１７が給気口５の前面を覆っているので、貯蔵エリア３に貯蔵された放射性物質収納容器２４内の使用済燃料集合体から放出されるγ線が、放射線遮へい壁１７によって遮へいされる。放射線遮へい壁１７の配置によって、開口部３３、冷却空気流路２１及び給気口５を含む、均圧室１９と貯蔵建屋２の外部を連絡して冷却空気を導く通路が、折れ曲がって形成される。このため、上記のγ線がこの通路を通って外部に漏洩することも防止できる。γ線のそのような２つの遮へい機能は、放射線遮へい壁１８の配置によっても達成できる。

放射線遮へい壁１７，１８は、γ線の遮へい機能だけでなく、給気口５，７から流入した冷却空気を給気側側壁の幅方向において均圧室１９，２０内により均一に配分する機能も有する。この冷却空気の均一配分機能を、放射線遮へい壁１７を例に挙げて説明する。
給気口５から流入した冷却空気は、放射線遮へい壁１７によって遮られ、放射線遮へい壁１７に沿って冷却空気流路２１内を下方に向かって流れる。冷却空気流路２１を画定する放射線遮へい壁１７が側壁８Ａから隔壁３５までの範囲に存在するので、冷却空気流路２１内に流入した冷却空気は、冷却空気流路２１内を下降する際に、給気口５の水平方向の幅よりも広がり、側壁８Ａ及び隔壁３５の近くまで分布するようになる。したがって、開口部３３から均圧室１９に供給される冷却空気は、給気口５の水平方向の幅の位置に集中せず、均圧室１９の、側壁８Ａから隔壁３５までの幅の全域に広がっている。このように、放射線遮へい壁１７は、その幅の方向において、冷却空気を均圧室１９内へより均一に分配させることができる。

本実施例は、開口部１３を形成した仕切り壁１１を設けているので均圧室１９から貯蔵エリア３内への冷却空気の分配をさらに均一化することができ、開口部１６を形成した仕切り壁１４を設けているので均圧室２０から貯蔵エリア３内への冷却空気の分配をさらに均一化することができる。均圧室から貯蔵エリア３に供給する冷却空気の配分をより均一化できる本実施例の効果を、仕切り壁１１を例に挙げて詳細に説明する。複数の支持壁１２を含む仕切り壁１１が貯蔵エリア３と均圧室１９の境界に配置されており、均圧室１９から貯蔵エリア３にかけての圧力損失が増大する。これにより、開口部３３から冷却空気が流入した均圧室１９内の圧力を、上記幅方向において一様にすることができる。均圧室１９から各開口部１３を通して貯蔵エリア３に供給されるそれぞれの冷却空気の圧力が実質的に同じになり、貯蔵エリア３内で、側壁８Ａから隔壁１０までの幅の全域において冷却空気をさらに均一に分配することができる。したがって、貯蔵エリア３内の各放射性物質収納容器２４は、上記幅の方向においてほぼ一様に冷却される。

本実施例は、支持壁１２が、前述したように、給気側側壁４と平行な方向において隣り合う放射性物質収納容器２４の相互に形成される間隙に対向するように配置されているので、支持壁１２の近辺に位置する放射性物質収納容器２４の冷却効果も増大する。支持壁１５近辺に位置する放射性物質収納容器２４の冷却効果も増大する。

仕切り壁１１の一部である支持壁１２の下端が貯蔵建屋２の床２３に設置され、仕切り壁１１の上端が屋根９を支えている。仕切り壁１４の一部である支持壁１５の下端が貯蔵建屋２の床２３に設置され、仕切り壁１４の上端が屋根９を支えている。仕切り壁１１，１４も屋根９及び排気筒２５の荷重を支えることができる。したがって、側壁８Ａと隔壁１０の間隔及び給気側側壁４と給気側側壁６の間隔を拡げることができ、貯蔵エリア３を広くすることができる。その分、貯蔵エリア３に収納できる放射性物質収納容器２４の戸数も増加できる。

本実施例は、均圧室１９，２０を放射性物質収納容器２４の搬送通路として使用しているため、貯蔵建屋２内に均圧室及び搬送通路を別々に設ける必要がない。したがって、貯蔵建屋２をコンパクト化することができる。

１…放射性物質貯蔵施設、２…貯蔵建屋、３…貯蔵エリア、４，６…給気側側壁、５，７…給気口、１１，１４…仕切り壁、１２，１５…支持壁、１３，１６，３３，３４…開口部、１７，１８…放射線遮へい壁、１９，２０…均圧室、２１，２２…冷却空気供給流路、２４…放射性物質収納容器、２５…排気筒、２６…冷却空気排気流路、２７…容器受入エリア。

Claims (4)

1. 放射性物質収納容器を貯蔵する貯蔵領域を内部に有する貯蔵建屋を備えた放射性物質貯蔵施設において、
   前記貯蔵建屋は、対向する一対の第１側壁及び前記第１側壁と交差する方向に配置されて対向する第２側壁を有し、
   前記貯蔵領域が前記一対の第１側壁及び前記一対の第２側壁によって取り囲まれており、
   前記貯蔵領域に供給される外気を取り込む給気口が一対の前記第１側壁の少なくとも１つに形成され、前記給気口の少なくとも一部は前記給気口が形成された前記第１側壁の両端間で中央部に位置しており、
   前記給気口が形成された前記第１側壁が、一方の前記第２側壁に結合される一端から、前記中央部に位置している前記給気口の一端までの間、及び他方の前記第２側壁に結合される他端から、前記中央部に位置している前記給気口の他端までの間で、連続して存在しており、
   前記給気口が形成された前記第１側壁と前記貯蔵領域の間に仕切り壁を設置し、前記給気口から流入した外気を前記貯蔵領域に導く複数の第１開口部が前記仕切り壁に形成されており、前記仕切り壁と前記給気口が形成された前記第１側壁の間に前記複数の第１開口部及び前記給気口に連絡される均圧室が形成されることを特徴とする放射性物質貯蔵施設。
2. 前記仕切り壁が前記貯蔵建屋の屋根を支えている請求項１に記載の放射性物質貯蔵施設。
3. 前記均圧室は前記放射性物質収納容器を前記貯蔵領域に搬送する際に利用する搬送通路を兼ねている請求項１または請求項２に記載の放射性物質貯蔵施設。
4. 前記貯蔵建屋の天井から下方に向かって伸びる放射線遮へい壁が前記給気口が形成された前記第１側壁と前記仕切り壁との間に設置され、前記放射線遮へい壁の下端と前記貯蔵建屋の床との間に前記外気が通る第２開口部が形成され、前記給気口と前記第２開口部を連絡する外気供給通路が、前記給気口が形成された前記第１側壁と前記放射線遮へい壁の間に形成される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放射性物質貯蔵施設。

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