JP2011169915A - 放射性物質格納容器及び放射性物質格納容器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射性物質格納容器1は、胴本体2と、中性子遮蔽容器3と、中性子遮蔽体8とを含んで構成される。胴本体2は、胴部2Aと、胴部2Aの一方の端部に設けられる底部2Bと、底部2Bとは反対側に開口する開口部2Hと、を有し、内部にリサイクル燃料を格納する底付き容器であって、例えば、鋳造によって製造される。中性子遮蔽容器3は、胴本体2に嵌め合わされて取り付けられる筒状の内筒4と、内筒4の外側に配置される筒状の外筒5と、内筒4と外筒5とをつなぐ伝熱フィン7と、を有する。中性子遮蔽体8は、内筒4と隣接する伝熱フィン7、7と外筒5とで囲まれる空間に配置される。
【選択図】 図3
Description
(第1の製造方法例)
(1)放射性物質格納容器1の胴本体2を鋳造により製造する。この場合、胴部2Aと底部2Bとが一体となった有底一体の容器として胴本体2を製造する。なお、胴本体2の材料は鋳鉄を用いる。
(2)胴本体2の外面を所定形状に切削や研磨等の機械加工によって、必要な精度を確保する。このとき、図11に示すように、切削加工等によって、胴本体2の胴部2Aの外面に胴部2Aの周方向に向かう凹部2Asを複数設けて、潤滑材料溜めを形成することが好ましい(以下の例でも同様)。
(3)胴本体2の外形状に合う内形状を有する内筒4を製造する。また、内筒4の外側に配置される外筒5を製造する。例えば、曲げ加工した鋼板の端部同士を溶接等によって接合することにより、筒状の内筒4及び外筒5を製造する。
(4)内筒4と外筒5との間に伝熱フィン7を溶接等の接合手段で取り付ける。このとき、第1端版6T又は第2端版6Bのいずれか一方も内筒4の端部と外筒5の端部とに接合しておく。この後、熱応力を除去するため、溶接後の構造物に焼き鈍し等の熱処理を施す。
(5)内筒4と外筒5と伝熱フィン7との間に形成される空間へ、液状の中性子遮蔽体8を鋳込む。あるいは予め前記空間の形状に合わせて固化、成型した中性子遮蔽体8を前記空間へ挿入する。
(6)中性子遮蔽体8を鋳込む場合は鋳込み口を封止する。成型した中性子遮蔽体8を挿入する場合は、既に取り付けた端版とは異なる端板を取り付ける。
(7)胴本体2へ中性子遮蔽容器3を取り付ける。この場合、中性子遮蔽容器3には既に中性子遮蔽体8が配置されているので、胴本体2を冷却する冷やし嵌めを用いる。なお、胴本体2の外周部に上述した潤滑剤を塗布する、あるいは中性子遮蔽容器3の内周部に上述した潤滑材料を塗布して、胴本体2へ中性子遮蔽容器3を取り付ける際には、両者の間に潤滑材料を介在させることが好ましい。
(8)キー10を取り付ける。トラニオン10dをキー10の代わりにする場合はトラニオン10dを付ける。なお、キー10を使用しない場合には、キー10の取り付けは不要である。
上記手順によって、放射性物質格納容器1が完成する。この方法では、冷やし嵌めを用いるので、既に中性子遮蔽容器3に配置された中性子遮蔽体8の耐熱温度を上回ることなく施工できる。
(1)放射性物質格納容器1の胴本体2を鋳造により製造する。この場合、胴部2Aと底部2Bとが一体となった有底一体の容器として胴本体2を製造する。なお、胴本体2の材料は鋳鉄を用いる。
(2)胴本体2の外面を所定形状に切削や研磨等の機械加工によって、必要な精度を確保する。
(3)胴本体2の外形状に合う内形状を有する内筒4を製造する。また、内筒4の外側に配置される外筒5を製造する。例えば、曲げ加工した鋼板の端部同士を溶接等によって接合することにより、筒状の内筒4及び外筒5を製造する。
(4)内筒4と外筒5との間に伝熱フィン7を溶接等の接合手段で取り付ける。このとき、第1端版6T又は第2端版6Bのいずれか一方も内筒4の端部と外筒5の端部とに接合しておく。この後、熱応力を除去するため、溶接後の構造物に焼き鈍し等の熱処理を施す。
(5)胴本体2へ中性子遮蔽容器3を取り付ける。この場合、中性子遮蔽容器3には、まだ中性子遮蔽体8が配置されていないので、胴本体2を冷却する冷やし嵌めを用いてもよいし、中性子遮蔽容器3を加熱する焼き嵌めを用いてもよいし、両者を併用してもよい。なお、胴本体2の外周部に上述した潤滑剤を塗布する、あるいは中性子遮蔽容器3の内周部に上述した潤滑材料を塗布して、胴本体2へ中性子遮蔽容器3を取り付ける際には、両者の間に潤滑材料を介在させることが好ましい。
(6)キー10を取り付ける。トラニオン10dをキー10の代わりにする場合はトラニオン10dを付ける。なお、キー10を使用しない場合には、キー10の取り付けは不要である。
(7)内筒4と外筒5と伝熱フィン7との間に形成される空間へ、液状の中性子遮蔽体8を鋳込む。あるいは予め前記空間の形状に合わせて固化、成型した中性子遮蔽体8を前記空間へ挿入する。
(8)中性子遮蔽体8を鋳込む場合は鋳込み口を封止する。成型した中性子遮蔽体8を挿入する場合は、既に取り付けた端版とは異なる端板を取り付ける。
上記手順によって、放射性物質格納容器1が完成する。この方法では、中性子遮蔽容器3を胴本体2へ取り付けた後に中性子遮蔽体8を内筒4と外筒5と伝熱フィン7との間に形成される空間へ配置するので、中性子遮蔽体の温度制限もなくなる。この手法は、安価な放射性物質格納容器1を作る上で非常に有効である。また、焼き嵌めを用いる場合、胴本体2と比較して熱容量の小さい中性子遮蔽容器3を加熱するので、加熱に要するエネルギーを低減できる。
(1)放射性物質格納容器1の胴本体2を鋳造により製造する。この場合、胴部2Aと底部2Bとが一体となった有底一体の容器として胴本体2を製造する。なお、胴本体2の材料は鋳鉄を用いる。
(2)胴本体2の外面を所定形状に切削や研磨等の機械加工によって、必要な精度を確保する。
(3)胴本体2の外形状に合う内形状を有する内筒4を製造する。例えば、曲げ加工した鋼板の端部同士を溶接等によって接合することにより、筒状の内筒4を製造する。
(4)胴本体2へ内筒4を取り付ける。この場合、胴本体2を冷却する冷やし嵌めを用いてもよいし、内筒4を加熱する焼き嵌めを用いてもよい。なお、胴本体2の外周部に上述した潤滑剤を塗布する、あるいは内筒4の内周部に上述した潤滑材料を塗布して、胴本体2へ内筒4を取り付ける際には、両者の間に潤滑材料を介在させることが好ましい。
(5)内筒4の外側に伝熱フィン7を溶接等の接合手段で取り付ける。また、内筒4の両端部に第1端版6Tと第2端版6Bとの少なくとも一方を溶接等の接合手段で取り付ける。固化、成型した中性子遮蔽体8を用いる場合には、第1端版6T又は第2端版6Bのいずれか一方を内筒4の一方の端部に取り付ける。液状の中性子遮蔽体8を鋳込む場合には、第1端版6T及び第2端版6Bを内筒4のそれぞれの端部に取り付ける。この場合、中性子遮蔽体8の鋳込み口を第1端版6Tと第2端版6Bと外筒5との少なくとも一つに設ける。
(6)キー10を取り付ける。トラニオン10dをキー10の代わりにする場合はトラニオン10dを付ける。なお、キー10を使用しない場合には、キー10の取り付けは不要である。
(7)曲げ加工した鋼板の端部同士を溶接等によって接合することにより製造した筒状の外筒5を内筒4の外側に配置し、溶接等の接合手段によって伝熱フィン7及び端版を外筒5に接合する。
(8)内筒4と外筒5と伝熱フィン7との間に形成される空間へ、液状の中性子遮蔽体8を鋳込む。あるいは予め前記空間の形状に合わせて固化、成型した中性子遮蔽体8を前記空間へ挿入する。
(9)中性子遮蔽体8を鋳込む場合は鋳込み口を封止する。成型した中性子遮蔽体8を挿入する場合は、既に取り付けた端版とは異なる端板を取り付ける。
上記手順によって、放射性物質格納容器1が完成する。この方法では、また、焼き嵌めを用いる場合、中性子遮蔽容器3と比較して熱容量の小さい中性子遮蔽容器3の内筒4を加熱するので、加熱に要するエネルギーをより低減できる。
(1)放射性物質格納容器1の胴本体2を鋳造により製造する。この場合、胴部2Aと底部2Bとが一体となった有底一体の容器として胴本体2を製造する。なお、胴本体2の材料は鋳鉄を用いる。
(2)胴本体2の外面を所定形状に切削や研磨等の機械加工によって、必要な精度を確保する。
(3)胴本体2の外形状に合う内形状を有する内筒4を製造する。例えば、曲げ加工した鋼板の端部同士を溶接等によって接合することにより、筒状の内筒4を製造する。
(4)胴本体2へ内筒4を取り付ける。この場合、胴本体2を冷却する冷やし嵌めを用いてもよいし、内筒4を加熱する焼き嵌めを用いてもよい。なお、胴本体2の外周部に上述した潤滑剤を塗布する、あるいは内筒4の内周部に上述した潤滑材料を塗布して、胴本体2へ内筒4を取り付ける際には、両者の間に潤滑材料を介在させることが好ましい。
(5)胴本体2のフランジ部2F側における内筒4の端部に、第1端版6Tを溶接等の接合手段で取り付ける。
(6)キー10を取り付ける。トラニオン10dをキー10の代わりにする場合はトラニオン10dを付ける。なお、キー10を使用しない場合には、キー10の取り付けは不要である。
(7)曲げ加工した鋼板の端部同士を溶接等によって接合することにより製造した筒状の外筒5の内側に、伝熱フィン7を溶接等の接合手段で取り付ける。
(8)内側に伝熱フィン7を取り付けた外筒5を内筒4の外側に配置し、伝熱フィン7を溶接等の接合手段で内筒4の外側に取り付ける。また、第1端版を外筒5の一方の端部へ溶接等の接合手段で内筒4の外側に取り付ける。固化、成型した中性子遮蔽体8を用いる場合には、第2端版6Bは内筒4、外筒5には取り付けない。液状の中性子遮蔽体8を鋳込む場合には、第2端版6Bを、胴本体2の底部2B側における内筒4の端部及び外筒5の端部に取り付ける。この場合、中性子遮蔽体8の鋳込み口を第1端版6Tと第2端版6Bと外筒5との少なくとも一つに設ける。
(9)内筒4と外筒5と伝熱フィン7との間に形成される空間へ、液状の中性子遮蔽体8を鋳込む。あるいは予め前記空間の形状に合わせて固化、成型した中性子遮蔽体8を前記空間へ挿入する。
(10)中性子遮蔽体8を鋳込む場合は鋳込み口を封止する。成型した中性子遮蔽体8を挿入する場合は、既に取り付けた端版とは異なる端板を取り付ける。
上記手順によって、放射性物質格納容器1が完成する。
図13は、本実施形態に係る放射性物質格納容器の軸を通る平面で切った本実施形態の第1変形例に係る放射性物質格納容器を示す断面図である。図14−1は、本実施形態に係る中性子遮蔽容器が取り付けられた状態を示す図13のA−A矢視図である。図14−2は、本実施形態に係る中性子遮蔽容器が取り付けられていない状態を示す図13のA−A矢視図である。本変形例に係る放射性物質格納容器1aは、上記実施形態に係る放射性物質格納容器1と略同様の構成であるが、中性子遮蔽容器3aを放射性物質格納容器1aの中心軸Z方向(すなわち放射性物質格納容器1aの長手方向)に分割した点が異なる。その他の構成は上記実施形態と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、作用及び効果の説明は省略する。
図17は、本実施形態に係る放射性物質格納容器の軸を通る平面で切った本実施形態の第2変形例に係る放射性物質格納容器を示す断面図である。本変形例に係る放射性物質格納容器1bは、上記実施形態の第1変形例に係る放射性物質格納容器1aと略同様の構成であるが、中性子遮蔽容器3bを放射性物質格納容器1aの中心軸Z方向(すなわち放射性物質格納容器1aの長手方向)にさらに分割した点が異なる。その他の構成は上記変形例と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、作用及び効果の説明は省略する。
図18は、本実施形態に係る放射性物質格納容器の軸を通る平面で切った本実施形態の第3変形例に係る放射性物質格納容器を示す断面図である。本変形例に係る放射性物質格納容器1cは、上記実施形態に係る放射性物質格納容器1と略同様の構成であるが、胴本体2の胴部2Acのフランジ部2Fc側を階段状に形成し、段階的にフランジ部2Fcの外径にするとともに、中性子遮蔽容器3cの内形状を胴本体2cの外形状に合わせて構成する点が異なる。その他の構成は上記実施形態と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、作用及び効果の説明は省略する。
図19は、本実施形態に係る放射性物質格納容器の軸を通る平面で切った本実施形態の第4変形例に係る放射性物質格納容器を示す断面図である。本変形例に係る放射性物質格納容器1dは、上記実施形態の第3変形例に係る放射性物質格納容器1cと略同様の構成であるが、中性子遮蔽容器3bを放射性物質格納容器1dの中心軸Z方向(すなわち放射性物質格納容器1dの長手方向)で分割した点が異なる。その他の構成は上記変形例と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、作用及び効果の説明は省略する。
図20は、本実施形態の第5変形例に係る放射性物質格納容器のフランジ部付近を示す拡大図である。本変形例に係る放射性物質格納容器1eは、上記第2変形例に係る放射性物質格納容器1aと略同様の構成であるが、フランジ部2Feを放射性物質格納容器1eの中心軸Zに対して傾斜させた点が異なる。その他の構成は上記変形例と同様なので、同一の構成要素には同一の符号を付すとともに、同一の構成、作用及び効果の説明は省略する。
2P トラニオン取付座
2F、2Fc、2Fd フランジ部
2H、2Hc、2Hd 開口部
2D 段部
2B、2Bd 底部
2A、2Aa、2Ac、2Ae 胴部
2、2a、2c、2d 胴本体
2I、2Ic 胴本体内部空間
3、3a、3b、3c、3d、3e 中性子遮蔽容器
3at、3bt、3dt、3et 第1中性子遮蔽容器
3am、3bm、3dm、3em 第2中性子遮蔽容器
3ct 第1中性子遮蔽部
3cm 第2中性子遮蔽部
3bn 第3中性子遮蔽容器
3at1 中性子遮蔽容器分割体
4、4a、4c 内筒
5 外筒
6T 第1端版
6B 第2端版
7 伝熱フィン
8 中性子遮蔽体
8at、8bt、8dt 第1中性子遮蔽体
8am、8dm 第2中性子遮蔽体
8bn 第3中性子遮蔽体
8ct 第1中性子遮蔽部遮蔽体
8cm 第2中性子遮蔽部遮蔽体
9T、9A1、9A2 熱膨張吸収層
10、10a、10b、10A、10B キー
10d トラニオン
16、16a、16b、16c 底部構造体
16p 底板
16t、16at、16bt、16ct 筒状部材
17、17c フランジ部
20 封止部材
21 キー溝
21a キー穴
30C セル
30、30a バスケット
31、31a 角パイプ
32、33、34 板状部材
Claims (19)
- 筒状の胴部と、前記胴部の一方の端部に設けられるとともに前記胴部と一体に成型される底部と、前記底部とは反対側に開口する開口部と、を有する底付き容器であり、前記胴部と前記底部とによって形成される空間に放射性物質を格納する金属かつ有底一体の底付き容器である胴本体と、
前記胴本体に嵌め合わされて取り付けられるとともに、厚さが前記胴本体よりも小さい筒状の内側部材と、前記内側部材の外側に配置される筒状の外側部材と、前記内側部材と前記外側部材とをつなぐ伝熱部材と、を有する中性子遮蔽容器と、
前記中性子遮蔽容器の前記内側部材と前記外側部材と隣接する前記伝熱部材とで囲まれる空間に配置される中性子遮蔽体と、
を含んで構成されることを特徴とする放射性物質格納容器。 - 前記胴本体と前記内側部材との間には、前記胴本体と前記内側部材との摩擦を低減する潤滑材料が介在することを特徴とする請求項1に記載の放射性物質格納容器。
- 前記潤滑材料は、熱の導体を含むことを特徴とする請求項2に記載の放射性物質格納容器。
- 前記潤滑材料は、金属ペースト又はカーボンペーストであることを特徴とする請求項3に記載の放射性物質格納容器。
- 前記胴部の外側は、前記胴部の周方向に向かう凹部が設けられることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の放射性物質格納容器。
- 前記中性子遮蔽容器の前記内側部材と前記外側部材と前記伝熱部材とで囲まれる空間の内面に、前記中性子遮蔽体の付着を抑制する剥離層を設けることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の放射性物質格納容器。
- 前記中性子遮蔽容器を加熱してから前記胴本体に嵌め込む焼嵌めによって、前記中性子遮蔽容器を前記胴本体に取り付けることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の放射性物質格納容器。
- 前記胴本体を冷却してから前記中性子遮蔽容器を胴本体に嵌め込む冷やし嵌めによって、前記中性子遮蔽容器を前記胴本体に取り付けることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の放射性物質格納容器。
- 前記中性子遮蔽容器は、前記胴本体に設けた係止部材によって前記胴本体に固定されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の放射性物質格納容器。
- 前記係止部材は、前記胴本体の周方向に向かって複数設けられることを特徴とする請求項9に記載の放射性物質格納容器。
- 前記係止部材は、前記胴本体に設けられて、少なくとも前記放射性物質格納容器を吊り上げる際に用いる吊り治具であることを特徴とする請求項9又は10に記載の放射性物質格納容器。
- 前記中性子遮蔽容器は、前記胴本体の長手方向に対して分割されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の放射性物質格納容器。
- 分割された前記中性子遮蔽容器のうち前記胴本体の開口部に設けられる前記中性子遮蔽容器は、前記中性子遮蔽容器の周方向に向かって分割されることを特徴とする請求項12に記載の放射性物質格納容器。
- 筒状の内側部材と、前記内側部材の外側に配置される筒状の外側部材と、前記内側部材と前記外側部材とをつなぐ伝熱部材と、を有する中性子遮蔽容器の前記内側部材と前記外側部材と隣接する前記伝熱部材とで囲まれる空間に、中性子遮蔽体を配置する手順と、
筒状の胴部と、前記胴部の一方の端部に設けられる底部と、前記底部とは反対側に開口する開口部と、を有する底付き容器である胴本体に、前記内側部材の厚さが前記胴本体よりも小さい前記中性子遮蔽容器を嵌め合わせる手順と、
を含むことを特徴とする放射性物質格納容器の製造方法。 - 筒状の胴部と、前記胴部の一方の端部に設けられる底部と、前記底部とは反対側に開口する開口部と、を有する底付き容器である胴本体に、厚さが前記胴本体よりも小さい筒状の内側部材と、前記内側部材の外側に配置される筒状の外側部材と、前記内側部材と前記外側部材とをつなぐ伝熱部材と、を有する中性子遮蔽容器を嵌め合わせる手順と、
前記中性子遮蔽容器の前記内側部材と前記外側部材と隣接する前記伝熱部材とで囲まれる空間に、中性子遮蔽体を配置する手順と、
を含むことを特徴とする放射性物質格納容器の製造方法。 - 前記中性子遮蔽容器を前記胴本体へ嵌め合わせる前に、前記中性子遮蔽容器の内側部材の内周部と前記胴本体の外周部との少なくとも一方に、前記胴本体と前記内側部材との摩擦を低減する潤滑材料を塗布することを特徴とすることを特徴とする請求項14又は15に記載の放射性物質格納容器の製造方法。
- 筒状の胴部と、前記胴部の一方の端部に設けられる底部と、前記底部とは反対側に開口する開口部と、を有する底付き容器である胴本体に、厚さが前記胴本体よりも小さい筒状の内側部材を嵌め合わせる手順と、
前記内側部材の外側に、伝熱部材を取り付ける手順と、
前記伝熱部材の外側に、筒状の外側部材を取り付ける手順と、
前記中性子遮蔽容器の前記内側部材と前記外側部材と隣接する前記伝熱部材とで囲まれる空間に、中性子遮蔽体を配置する手順と、
を含むことを特徴とする放射性物質格納容器の製造方法。 - 筒状の胴部と、前記胴部の一方の端部に設けられる底部と、前記底部とは反対側に開口する開口部と、を有する底付き容器である胴本体に、厚さが前記胴本体よりも小さい筒状の内側部材を嵌め合わせる手順と、
前記伝熱部材の外側に配置される筒状の外側部材の内側に、伝熱部材を取り付ける手順と、
前記内側部材の外側に、前記伝熱部材及び前記外側部材を配置するとともに、前記伝熱部材を前記内側部材の外側に取り付ける手順と、
前記中性子遮蔽容器の前記内側部材と前記外側部材と隣接する前記伝熱部材とで囲まれる空間に、中性子遮蔽体を配置する手順と、
を含むことを特徴とする放射性物質格納容器の製造方法。 - 前記内側部材を前記胴本体へ嵌め合わせる前に、前記内側部材の内周部と前記胴本体の外周部との少なくとも一方に、前記胴本体と前記内側部材との摩擦を低減する潤滑材料を塗布することを特徴とする請求項17又は18に記載の放射性物質格納容器の製造方法。
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