JP2016533512A - 使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

サイズ及び／又は重量制限を有する燃料プールから貯蔵又は輸送キャスクに核燃料を移送するシステム及び方法が開示される。使用済み核燃料を含むキャニスタが移送キャスク内に挿入される。次に、シールドスリーブが移送キャスクの周りに配置される。持ち上げ装置が貯蔵キャスク上に移送キャスクとシールドスリーブとを同時に持ち上げ、使用済み燃料が移送キャスクから貯蔵又は輸送キャスクに移送される。

Description

本出願は、２０１３年１０月２日出願の「スリーブ及び移送キャスクシステム及び方法（ＳＬＥＥＶＥ ＡＮＤ ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＣＡＳＫ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ）」と題された同時係属中の米国特許仮出願６１／８８５，５８０号の優先権を主張するものであり、当該出願はその全体が参照により本明細書中に援用される。

使用済み核燃料は、「使用済み核燃料プール」と呼ばれる貯水槽内に貯蔵される場合がある。使用済み核燃料アセンブリは、適切な熱及び／又は放射能条件が満たされるまで使用済み核燃料プール内に浸漬されるか又は貯蔵される場合があり、それらの条件が満たされた時、アセンブリはオフサイト貯蔵のために輸送及び／又は乾式貯蔵システム内に移送され得る。

使用済み核燃料プールが容量の限界に達した場合、使用済み核燃料アセンブリを取り出して、１つ以上のアセンブリをオンサイト又はオフサイト貯蔵に移送することが望ましい可能性がある。使用済み核燃料のオンサイト又はオフサイト貯蔵は、貯蔵又は輸送の間に発生し得る事故に対して強化された貯蔵キャスク及び／又は輸送キャスクに、移送キャスクを使用して使用済み核燃料アセンブリを移送することを含む場合がある。

湿式から乾式貯蔵に移送する間の、使用済み核燃料の移送及び取り扱いのためのシステム及び方法が含まれる。方法の一実施形態は、特に、使用済み燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送する方法であり、この方法は、使用済み燃料のコンテナを移送キャスクのキャビティ内に装填し、移送キャスクの周りにシールドスリーブを置き、貯蔵キャスク上に移送キャスクとシールドスリーブとを同時に持ち上げ、使用済み燃料のコンテナを移送キャスクから貯蔵キャスクに移送することを含む。

システムの別の実施形態は、特に、使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送する移送キャスクシステムを含み、この移送キャスクシステムは、複数の第１の持ち上げフック及び複数の第２の持ち上げフックを含む持ち上げ装置と、使用済み核燃料を支持するように構成されたキャビティを画定する側壁、頂部、及び底部を含む円筒状コンテナであって、複数の第２の持ち上げフックは、円筒状コンテナの頂部から上向きに延在する複数の持ち上げ部材と係合される、円筒状コンテナと、円筒状コンテナの外部の周りに配置される円筒状スリーブとを含み、円筒状スリーブは、円筒状スリーブの外部から外向きに延在する、かつ複数の第１の持ち上げフックと係合される、複数のトラニオンピンを含む。

システムの別の実施形態は、特に、使用済み燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送するシステムを含み、このシステムは、使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送するための移送手段と、使用済み核燃料から生成される放射線をシールドするためのシールド手段と、移送手段と放射線シールド手段とを同時に持ち上げるための持ち上げ手段とを含み、持ち上げ手段は、移送手段に取り付けるための第１の取り付け手段と、シールド手段に取り付けるための第２の取り付け手段とを含む。

本開示の他の実施形態、システム、方法、特徴、及び利点は、以下の図面及び詳細な説明を検討すれば当業者にとって明らかであろう、又は明らかとなるであろう。全てのそのような追加のシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書中に含まれること、及び本開示の範囲内であることが意図される。

本開示の多くの態様は、以下の図面を参照すればより良く理解できる。図面中の構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本開示の原理を明確に示すことに重点が置かれている。その上、図面において、同様の参照番号は複数の図を通して対応する部品を示す。

本開示の様々な実施形態による移送キャスクの例の図である。 本開示の様々な実施形態による図１の移送キャスクの斜視図の例の図である。 本開示の様々な実施形態による図１の移送キャスクの別の斜視図の例の図である。 本開示の様々な実施形態による、図１の移送キャスクに補助シールドを提供するために使用されるシールドスリーブの断面図の例の図である。 本開示の様々な実施形態による、図１の移送キャスクを取り囲む図４のシールドスリーブの例の図である。 本開示の様々な実施形態による、図１の移送キャスクを取り囲む図４のシールドスリーブの別の例の図である。 本開示の様々な実施形態による、図１の移送キャスク及び／又は図４のシールドスリーブを持ち上げるための持ち上げシステムの例の図である。 本開示の様々な実施形態による、図４のシールドスリーブを持ち上げている図７の持ち上げシステムの例の図である。 本開示の様々な実施形態による、図４のシールドスリーブと図１の移送キャスクとを同時に持ち上げている図７の持ち上げシステムの例の図である。 本開示の様々な実施形態による、使用済み核燃料を含む図１の移送キャスクと図４のシールドスリーブとを持ち上げている図７の持ち上げシステムの図であり、持ち上げシステムは移送キャスク及びシールドスリーブを、キャニスタの移送のために貯蔵又は輸送キャスク上に配置している。 本開示の様々な実施形態による方法を説明するフローチャートである。 本開示の様々な実施形態による方法を説明するフローチャートである。 本開示の様々な実施形態による方法を説明するフローチャートである。

以下の記述では、本開示の様々な実施形態によるシステム及び方法の一般的な説明を示し、続いてその操作の説明を示す。本開示の実施形態は、使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送するために使用される使用済み核燃料移送システムに関する。より具体的には、スペースが限られた及び／又は重量制限を有する燃料プールから使用済み核燃料を取り出して適切な乾式貯蔵システムに移送することを可能にする移送キャスクの実装への新規なアプローチが本明細書中で開示される。

運転中の原子炉が燃料補給のために停止される場合、使用済み核燃料の熱及び放射能レベルを減少させるために、使用済み核燃料は使用済み核燃料プール内に貯蔵される。使用済み核燃料プールが容量の限界に達した場合、取り出しのための適切な熱及び／又は放射能レベルに達した、使用済み核燃料プール内に貯蔵された使用済み核燃料は、プールから取り出されて乾式貯蔵システムに移送されてもよく、これにより、原子炉によって使用された追加の使用済み核燃料アセンブリが使用済み核燃料プール内に浸漬され得るようになる。使用済み核燃料は集められて使用済み核燃料アセンブリ内に貯蔵されてもよく、例えば、これに限定されないが、２０１０年９月１５日出願の「湿式及び乾式核燃料貯蔵の統合のためのシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｔ ａｎｄ Ｄｒｙ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｆｕｅｌ Ｓｔｏｒａｇｅ）」と題された米国特許出願第１３／３９５，７１２号において示された使用済み核燃料アセンブリ内に貯蔵されてもよく、当該出願はその全体が参照により本明細書中に援用される。

乾式貯蔵システムはコンクリートの貯蔵キャスクを含んでもよく、この貯蔵キャスク内に、使用済み核燃料を含んだ適切に調整され封止された金属キャニスタが挿入される。貯蔵キャスク又は輸送キャスクは、使用済み核燃料を囲む内部金属キャニスタに機械的保護、熱除去機能、及び放射線シールドを提供するエンクロージャ又はオーバーパック構造として機能する。湿式貯蔵（例えば、使用済み核燃料プール内への浸漬）と共に使用されるほとんどの乾式貯蔵システムにおいて、原子炉からの排出時における使用済み核燃料は、乾式貯蔵システムが安全、効率的、かつ経済的に貯蔵できるよりも高いレベルの熱及び放射線を、放射性崩壊に起因して発する。従って、排出された使用済み核燃料は、放射性崩壊及び関連する熱が、乾式貯蔵技術が使用され得るような十分に低いレベルに達するまで、使用済み核燃料プール内でいくらかの時間を費やさなければならない。使用済み核燃料プール内での必要な貯蔵のこの期間は、キャスクシステムの認可された構成に応じて３年〜１０年又はそれ以上であり得る。

使用済み核燃料が乾式貯蔵に適している場合、使用済み核燃料を核燃料プールから、乾式貯蔵システムと関連する輸送及び／又は貯蔵キャスクに移送するために、移送キャスクが使用されてもよい。移送プロセスの間、移送キャスクは核燃料プールの移送エリア内に沈められてもよい。移送キャスクは、使用済み核燃料が内部に配置された使用済み核燃料キャニスタを受け入れるように構成される。移送キャスクは核燃料プールから持ち上げられ、乾式貯蔵のためのキャニスタの適切な調整を可能にするために、使用済み燃料エリアの中又は外の、プラットフォームを有する作業エリア内に置かれてもよい。例えば、キャニスタの最終閉塞蓋が、発電所において機械的方法を用いて溶着閉塞又は封止されてもよい。使用済み核燃料キャニスタが適切に調整され封止されたら、乾式貯蔵システムと関連する輸送及び／又は貯蔵キャスクにキャニスタを移送するために、移送キャスクが使用されてもよい。

使用済み核燃料の熱及び放射能レベルが乾式貯蔵技術を使用可能であるほど十分に低いとしても、移送プロセスの間の適切な冷却及びシールド機能がなければレベルは増加する可能性がある。なぜなら、使用済み核燃料キャニスタはもはや使用済み核燃料プール内にないからである。使用済み核燃料プールから使用済み核燃料を取り出す間の、熱及び／又は放射能レベルの許容できない増加を回避するために、使用済み核燃料は冷却及びシールドされる必要がある。

一部の湿式貯蔵設備は、設備内の使用済み燃料プール及び／又はレイダウンエリアにおいて、スペースが限られている及び／又は重量制限を有する場合がある。レイダウンエリアは、移送キャスクが取り扱い及び処理の作業のために置かれる、使用済み燃料プールの外部の床を、あるいは、燃料プール、建物、又はその他のエリア内のプラットフォームを含んでもよい。従って、従来技術の移送キャスクは、そのような設備内のサイズ及び／又は重量の容量を超過する可能性がある。移送プロセスの間に使用済み核燃料から発される熱及び放射線の適切なシールドを提供するために、従来技術の移送キャスクは複数層のシールド材料を含み、これにより移送キャスクの重量及び幅の両方が増加する場合がある。従って、適切なシールドを提供する従来技術の移送キャスクの直径は、使用済み核燃料を受け入れるために移送キャスクが浸漬される一部の燃料プールエリアのサイズ制限を超過する場合がある。従って、燃料プールエリア内の制限されたスペースに起因して、移送キャスクのサイズは、使用済み核燃料を受け入れるためのエリアに収まらない可能性がある。

一部の湿式貯蔵設備における別の制限としては、キャスクが取り扱い及び処理の作業のために置かれる可能性がある燃料プール床、及び／又は設備内の任意のその他のレイダウンエリアの、重量容量が含まれ得る。従来技術の移送キャスクにおいて適切なシールドを提供する複数のシールド層は、移送キャスクの重量を増加させる場合がある。そのような設備の重量容量内である従来技術の移送キャスクは、十分なシールドを有さない可能性があり、従って、移送キャスクが燃料プールから取り出される際の放射線被曝の危険が増加する。

一部の従来技術の移送キャスクは、シールド材料の１つ以上の層を、重量制限に一時的に対処するために排出され得る液体シールド材料（例えば水）のジャケットに置き換えることによって、重量制限に対処する。しかし、そのような従来技術の移送キャスクは、移送操作の全ての段階について、サイズ及び重量の両方の制限に交互に又は同時に（ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｙ ｏｒ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｌｙ）対処するものではない。更に、従来技術の軽量の移送キャスクは、使用済み燃料プールの外部でキャスクが準備エリア内に着地された場合に補助シールドを必要とする。しかし、従来技術のシールドは、キャスクの移動中は取り付けられず、燃料プールの外部でキャスクが着地された場合に追加される。従って、従来技術の移送キャスクは、本開示の、同時又は交互の（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｏｒ ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｅ）サイズ及び重量の考慮事項を考慮するものではない。

従って本開示の実施形態は、一部の燃料プール設備において湿式貯蔵から乾式貯蔵への移送プロセスの間に存在する可能性があるサイズ及び／又は重量の制限を克服する、使用済み燃料の移送システム及び方法に関する。従来技術の移送キャスクより小さな直径を有する軽量の部分的にシールドされた移送キャスクと、湿式貯蔵から乾式貯蔵への移送プロセスの間に補助シールドを提供するために軽量の移送キャスクの周りに置かれてもよいシールドスリーブとを含む、２部品の移送キャスクシステムに関連する様々なシステム及び方法が本明細書中に記載される。

ここで図１を参照すると、様々な実施形態による移送キャスク１００の例の図が示されている。図１に示す移送キャスク１００は、円筒状の移送キャスク本体を含む。例えば正方形、矩形、八角形、三角形などの、移送キャスク１００のその他の断面形状、及び様々な長さが存在し得ることを理解されたい。移送キャスク１００は、移送キャスク１００の頂部端から底部端１０９まで延在する内部チャネルを画定する側壁を含む。移送キャスク１００は、一般的な移送キャスクより少ないシールド層を含んでもよい。これらのシールド層は固定されており、ガンマ線及び／又は中性子シールドのためにそれらの厚さが最適化されており、移送キャスク１００の構造及び熱・重量の要件を満たしている。構成材料としては、システムの不可欠な部分として固定された固体形態の金属、ガンマ線又は中性子シールド材料が含まれてもよい。従って移送キャスク１００は一般的な移送キャスクより小さな直径を有し、重量がより軽くなり得、これにより、サイズ及び重量の制限を有する設備内で移送キャスク１００が使用されることが可能になる。しかし、シールド層がより少ないことにより、移送プロセスの間の放射線被曝の危険が増加する可能性がある。

図１に示すように、移送キャスク１００の頂部端はキャビティ１２１（図３）への開口を含む。従って移送キャスク１００は、移送キャスク１００の頂部端の開口を介して使用済み核燃料を移送のために受け入れることができ、ここで使用済み核燃料は一般に、キャビティ１２１内に置かれたキャニスタ（図示せず）の内部に収容される。移送キャスク１００は、底部部分１０９と、１つ以上の持ち上げ部材１１２と、１つ以上のキャニスタ保持タブ１１５とを更に含む。底部部分１０９は、シールドスリーブ４００（図４）を支持するための１つ以上の支持タブ１１０と、移送キャスク１００の底部部分１０９に配置された１つ以上の移送シールドドア１１８a、１１８b（図２）とを含んでもよい。

持ち上げ部材１１２は、移送キャスク１００の頂部部分に沿って一様に配置されてもよい。持ち上げ部材１１２は、移送キャスク１００の頂部部分から上向きに延在してもよい。持ち上げ部材１１２は、例えば持ち上げヨーク及びクレーンなどの持ち上げシステム７００（図７）が、持ち上げ部材１１２内に配置されたアパーチャと係合して、移送プロセスの間、移送キャスク１００を支持し得るように設計される。例えば、持ち上げシステム７００は、使用済み核燃料を受け入れるために移送キャスク１００を燃料プールの移送エリア内に沈め、調整のために移送キャスク１００を燃料プールから持ち上げ、輸送又は貯蔵キャスク９０３（図９）内に使用済み核燃料を搭載するために輸送又は貯蔵キャスク９０３上に移送キャスク１００を配置するために使用されてもよい。キャニスタ保持タブ１１５は、キャニスタが移送キャスク１００内に装填される場合にキャニスタの部品が取り付けられるように構成された、突出部を含んでもよい。キャニスタ保持タブ１１５は、移送キャスク１００が燃料プール内に沈められている間、キャニスタを所定の位置に固定するのに役立つ。従って、キャニスタ保持タブ１１５は、全ての想定される正常状態及び事故状態の間、移送キャスク１００からのキャニスタの意図しない持ち上げを回避するために使用され得る。

図２及び図３に移ると、本開示の様々な実施形態による図１の移送キャスク１００の底部端の斜視図の非限定的な例の図が示されている。移送キャスク１００の底部端１０９は、移送プロセスの間に開閉されてもよい１つ以上の移送シールドドア１１８a、１１８b（以下１１８と記載する）を含む。閉じられた場合、移送シールドドア１１８は移送キャスク１００の底部端１０９において封止を提供する。一部の実施形態では、移送シールドドア１１８は、使用済み核燃料から発されるあらゆる放射線をシールドするように構成された放射線シールドを含んでもよく、これにより、調整及び移送プロセスの間の放射線被曝及び／又は事故の危険の増加が回避される。

非限定的な例では、図２に示すように、移送シールドドア１１８は、湿式貯蔵から移送されるキャニスタ及び使用済み核燃料を移送キャスク１００が受け入れて支持することを可能にするために、閉じられてもよい。別の非限定的な例では、図３に示すように、移送シールドドア１１８は、使用済み燃料を有する使用済み核燃料キャニスタを移送キャスク１００のキャビティ１２１から輸送又は貯蔵キャスク９０３（図９）に移送するために、開かれてもよい。

次に図４を参照すると、本開示の様々な実施形態によるシールドスリーブ４００の断面図の例の図が示されている。シールドスリーブ４００は、第１の端から第２の端まで延在する管状本体と、シールドスリーブ４００の外壁から外向きに突出する２つ以上のトラニオンピン４０６とを含む。２つ以上のトラニオンピン４０６は、シールドスリーブ４００の外周に沿って一様に配置され、持ち上げシステム７００（図７）から延在する第１の持ち上げフック７０９（図７）と係合するように構成される。シールドスリーブ４００は、移送キャスク１００の外側壁を取り囲むように設計される。一部の実施形態では、シールドスリーブ４００は、移送キャスク１００の底部端１０９と、持ち上げ部材１１２を含む頂部端とを露出したまま残して、移送キャスク１００の外側壁を取り囲む。

シールドスリーブ４００は、湿式貯蔵から乾式貯蔵への移送の間、移送キャスク１００内に含まれる使用済み核燃料から発される放射線からの補助シールドを提供する放射線シールド４０３を更に含む。放射線シールド４０３は、中性子シールド、ガンマ線シールド、又は両方を含んでもよい。放射線シールド４０３は、調整及び移送プロセスの間の放射線被曝及び／又は事故の危険を減少させる。シールドスリーブ４００は、液体シールド又は固体シールドを含んでもよい。液体シールドは、水、及び／又は放射線をシールドするその他のタイプの適切な液体を含む１つ以上のコンパートメントをシールドスリーブ４００内に含んでもよい。水の水素と相互作用すると中性子が減速され化学結合が壊され得るため、発される放射線を水はシールドする。

一部の実施形態では、シールドスリーブ４００は固体シールドを含んでもよく、例えば、モジュール式フィンを含むモジュール式シールドシステムが、中性子をシールドし、キャスク本体からの熱エネルギーを消散するために使用されてもよい。固体放射線シールドの例は、２００８年３月１１日発行の「機械的シールド及び冷却のための機器及び方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｏｌｉｎｇ）」と題された米国特許第７，３４２，９８９号においてより詳細に説明されており、当該特許はその全体が参照により本明細書中に援用される。固体シールドは、シールドスリーブ４００の外部側壁から延在してもよい。

次に図５及び図６を参照すると、本開示の様々な実施形態による、移送キャスク１００の周りに配置されたシールドスリーブ４００を含む移送キャスクシステム５００の非限定的な例の図が示されている。シールドスリーブ４００は、移送キャスク１００とは別個の独立したものである。シールドスリーブ４００は、移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２及び底部部分１０９を露出したまま残して、移送キャスク１００の外部側壁を取り囲む。上述のような、制限されたサイズ及び／又は重量制限を補償するためのシールド層の不足に起因して、移送キャスク１００は十分なシールドを有さない場合があるため、シールドスリーブ４００は移送キャスク１００に補助シールドを提供する。

移送プロセスの間の様々な瞬間において、シールドスリーブ４００は、持ち上げシステム（図７）によって吊されてもよく、又は移送キャスク１００上に載置されてもよい。所定の位置にあり、持ち上げシステム７００の第１の持ち上げフック７０９から解放された場合、シールドスリーブ４００は、移送キャスク１００の底部部分１０９上の支持タブ１１０上に載置されてもよく、これによりシールドスリーブ４００の重量が移送キャスク１００に転移される。シールドスリーブ４００が持ち上げシステム７００の第１の持ち上げフック７０９によって解放されない場合、シールドスリーブ４００は吊されており、従って移送キャスク１００の支持タブ１１０に触れない。従ってシールドスリーブの荷重は、移送キャスク１００に、及び／又はそれが置かれている床／支持構造に転移されない。

次に図７を参照すると、本開示の様々な実施形態による、移送キャスク１００とシールドスリーブ４００とを同時に持ち上げるように設計された持ち上げシステム７００の非限定的な例の図が示されている。持ち上げシステム７００は、第１の支持アセンブリ７０３と第２の支持アセンブリ７０６とを含む。第１の支持アセンブリ７０３は、装置の縦軸に沿って外向きに延在する２つ以上の実質的に平行なプレートを含む。持ち上げシステム７００は、プレートの端に取り付けられた、かつ第１の支持アセンブリ７０３から下向きに延在する、複数の第１の持ち上げフック７０９を更に含む。第１の持ち上げフック７０９は、シールドスリーブ４００のトラニオンピン４０６と係合するように構成される。従って第１の持ち上げフック７０９は、移送プロセスの間にシールドスリーブ４００と係合してこれを支持するために使用される。第１の持ち上げフック７０９は、持ち上げシステム７００がシールドスリーブ４００上に下げられた場合にシールドスリーブ４００のトラニオンピン４０６と係合するように設計された、Ｊフックを含んでもよい。一部の実施形態では、第１の持ち上げフック７０９は、持ち上げシステム７００上に互いの鏡像として位置してはいない。従って持ち上げシステム７００は、第１の持ち上げフック７０９のそれぞれがトラニオンピン４０６の下で数度だけ離れているように、シールドスリーブ４００上の実質的に中央上に下げられてもよい。持ち上げシステム７０９を時計回りに回転させ、シールドスリーブ４００をわずかに持ち上げることによって、第１の持ち上げフック７０９はトラニオンピン４０６と係合してもよく、これにより第１の持ち上げフック７０９はトラニオンピン４０６と適切に係合する。

第２の支持アセンブリ７０６は、第１の支持アセンブリ７０３に垂直に取り付けられる。第２の支持アセンブリ７０６は、プレートであってその周縁の周りに一様に配置された複数の第２の持ち上げフック７１２を含む、プレートを含んでもよい。図７の第２の支持アセンブリ７０６のプレートは円形であるが、このプレートは例えば正方形、矩形、三角形、六角形などの別の形状を含んでもよい。複数の第２の持ち上げフック７１２は、移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２と係合するように構成される。複数の第２の持ち上げフックは、第２の持ち上げフック７１２が液圧で移送キャスク１００と係合及び係合解除するようシミュレートする液圧式部品によって制御されてもよい。

図８Ａに移ると、本開示の様々な実施形態による、シールドスリーブ４００と係合されてこれを支持する持ち上げシステム７００が示されている。図８Ａに示すように、第１の持ち上げフック７０６はシールドスリーブ４００のトラニオンピン４０６と係合される。持ち上げシステム７００は、図８に示すように、第１の支持アセンブリ７０３及び第２の支持アセンブリ７０６に取り付けられた、かつ持ち上げシステム７００の縦軸に沿って延在する持ち上げピン８０３を更に含む。持ち上げピン８０３は、移送キャスク１００を持ち上げるために持ち上げシステム７００が使用される場合に、持ち上げシステムの第２の持ち上げフック７１２を励起するように設計された、液圧式ピストンを含んでもよい。持ち上げピン８０３は、クレーン、及び／又は移送のためのその他の好適な装置に結合されてもよい。

持ち上げシステム７００は、補助シールドを提供するためにシールドスリーブ４００が移送キャスク１００上に置かれる場合に、シールドスリーブ４００を支持してもよい。例えば、シールドスリーブ４００は、燃料プールエリア内に浸漬されて、使用済み燃料を装填済みの移送キャスク１００の周りに置かれてもよい。シールドスリーブ４００は、燃料プール内に下ろされるにつれて、移送キャスク１００上を摺動してもよい。シールドスリーブ４００が移送キャスク１００の周りに適切に置かれ、第２の持ち上げフック７１２が移送キャスク１００の持ち上げ部材と整列されたら、第２の持ち上げフック７１２は、移送キャスク１００の持ち上げ部材と係合するように作動されてもよい。従って、持ち上げシステム７００は、次に、燃料プール又はその他のレイダウンエリアから移送キャスク１００とシールドスリーブ４００とを同時に持ち上げてもよい。

次に図８Ｂを参照すると、本開示の様々な実施形態による、移送キャスク１００とシールドスリーブ４００とを含む移送キャスクシステム５００と係合された持ち上げシステム７００が示されている。図８Ｂに示すように、第１の持ち上げフック７０９は、移送キャスク１００の周りに位置するシールドスリーブ４００のトラニオンピン４０６と係合される。第２の持ち上げフック７１２のそれぞれは、移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２のそれぞれのアパーチャと係合する。従って、持ち上げシステム７００は、シールドスリーブ４００及び移送キャスク１００の両方と係合してこれらを支持するように構成される。持ち上げシステム７００は、図８Ｂに示すように、第１の支持アセンブリ７０３及び第２の支持アセンブリ７０６に取り付けられた、かつ持ち上げシステム７００の縦軸に沿って延在する持ち上げピン８０３を更に含む。持ち上げピン８０３は、持ち上げシステムの第２の持ち上げフック７１２を励起するように設計された液圧式ピストンを含んでもよい。持ち上げピン８０３は、クレーン、及び／又は移送のためのその他の好適な装置に結合されてもよい。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、持ち上げシステム７００は、シールドスリーブ４００と移送キャスク１００とを同時に又は別個に持ち上げてもよい。同時に持ち上げる場合、持ち上げシステム７００は、シールドスリーブ４００が第１の持ち上げフック７０６によって保持されている場合にシールドスリーブ４００の重量を移送キャスク１００に転移することなしにシールドスリーブ４００を支持するように構成される。従って、シールドスリーブ４００が装着プロセス中に燃料プール内に浸漬される間、又は別の載置エリアに移送される間、シールドスリーブ４００は持ち上げシステム７００及びクレーンによって吊されてもよい。従って、持ち上げシステム７００からの係合解除なしにシールドスリーブ４００が追加されるため、燃料プール床に重量は追加されない。

図９に移ると、本開示の様々な実施形態による、移送キャスク１００内に含まれる使用済み核燃料の移送のために輸送又は貯蔵キャスク９０３の上方に吊された移送キャスクシステム５００の非限定的な例の図が示されている。移送キャスクシステム５００は、移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２、及びシールドスリーブ４００のトラニオンピン４０６の両方に取り付けられた持ち上げシステム７００によって、輸送又は貯蔵キャスク９０３上に吊されている。使用済み核燃料（図示せず）を含む、かつ移送キャスク１００内に配置された使用済み核燃料キャニスタが、輸送又は貯蔵キャスク９０３に移送され得るように、移送シールドドア１１８が開かれる。輸送又は貯蔵キャスク９０３は、使用済み核燃料キャニスタから発される熱を部分的に消散冷却し、放射線を適切にシールドするように設計される。

図１０を参照すると、本開示の様々な実施形態による、使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送することの一例を提供するフローチャートが示されている。図１０のフローチャートは、本明細書中に記載する方法の操作を実施するために使用されてもよい多くの様々なタイプの機能配置の例を提供するものにすぎないことが理解される。

参照番号１００３において、移送キャスク１００（図１）が燃料プールの第１のエリア内に下げられる。移送キャスク１００を燃料プール内に下げるために持ち上げシステム７００（図７）が使用される。持ち上げシステム７００の第２の持ち上げフック７１２（図７）が、移送キャスク１００から上向きに延在する持ち上げ部材１１２（図１）のアパーチャと係合される。燃料プールの第１のエリアは、使用済み核燃料が、沈められた移送キャスク１００のキャビティ１２１（図１）内に装填されるエリアである。

参照番号１００６において、使用済み核燃料（図示せず）が、燃料プールの第１のエリア内に沈められた移送キャスク１００内に装填される。この時点で、使用済み燃料が装填された後、キャニスタ蓋がキャニスタ上の所定の位置に下げられる。参照番号１００９において、使用済み燃料を有する使用済み核燃料キャニスタを含む移送キャスク１００が、燃料プールの第２のエリアに移動される。燃料プールの第２のエリアは、燃料プールの第１のエリアにおいて存在したスペース制限又は重量制限を有さなくてもよい。この時点で、持ち上げシステム７００は移送キャスク１００を係合解除してもよく、これにより持ち上げシステム７００は、移送キャスク１００を水から取り出す前に移送キャスク１００上にシールドスリーブ４００（図４）を置くために使用され得るようになる。

参照番号１０１２において、シールドスリーブ４００が、燃料プールの第２のエリア内に浸漬され、使用済み核燃料を含む移送キャスク１００の周りに置かれる。シールドスリーブのトラニオンピン４０６（図４）が、持ち上げシステム７００の第１の持ち上げフック７０９（図７）と係合される。シールドスリーブ４００は、燃料プール内に下ろされるにつれて、移送キャスク１００上を摺動してもよい。シールドスリーブ４００が移送キャスク１００の周りに適切に置かれ、第２の持ち上げフック７１２が移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２と整列されたら、持ち上げシステム７００の第２の持ち上げフック７１２は、移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２と係合するように作動される。シールドスリーブ４００の直径と関連する、移送キャスクシステム５００の増加した直径はもはや問題ではない − なぜなら燃料プールの第２のエリアは、燃料プールの第１のエリアと同じサイズ制限は有さないからである。加えて、シールドスリーブ４００は持ち上げシステム７００によって支持されるため、シールドスリーブ４００の追加は、燃料プール床又はラック上の重量を増加させない。

参照番号１０１５において、燃料プールからシールドスリーブ４００と使用済み核燃料を含む移送キャスク１００とを同時に持ち上げるために持ち上げシステム７００が使用される。シールドスリーブ４００と移送キャスク１００とは、移送キャスクシステム５００の２つの別個の独立した構成要素であるが、持ち上げシステム７００の構成は、燃料プールからシールドスリーブ４００及び移送キャスク１００の両方が同時に持ち上げられることを可能にする。使用済み核燃料が乾式貯蔵のために更に準備され得るように、移送キャスクシステム５００は燃料プールの外部のプラットフォーム上に置かれる。

参照番号１０１８において、輸送又は貯蔵キャスク９０３への移送に先立って、移送キャスク１００内の燃料キャニスタが調整され適切に封止される。調整及び封止プロセスの間、シールドスリーブ４００は移送キャスク１００の周りの追加の放射線シールドを提供し、これにより、調整及び封止プロセスの間の被曝の危険が減少する。

参照番号１０２１において、持ち上げシステム７００は、移送キャスクシステム５００と係合し、プラットフォームから移送キャスク１００とシールドスリーブ４００とを同時に持ち上げる。持ち上げシステム７００は、移送キャスク１００から貯蔵又は輸送キャスク９０３への使用済み核燃料の移送を可能にするために移送キャスクシステム５００を貯蔵又は輸送キャスク９０３上に吊す。参照番号１０２４において、移送キャスク１００の移送シールドドア１１８が開かれて、使用済み核燃料のキャニスタが移送キャスク１００のキャビティ１２１から適切な貯蔵又は輸送キャスク９０３に移送されることが可能になる。

図１１を参照すると、本開示の様々な実施形態による、使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送することの一例を提供するフローチャートが示されている。図１１のフローチャートは、本明細書中に記載する方法の操作を実施するために使用されてもよい多くの様々なタイプの機能配置の例を提供するものにすぎないことが理解される。

参照番号１１０３において、持ち上げシステム７００を用いて、空のキャニスタを含む移送キャスク１００が下げられて、使用済み核燃料を含む燃料プール内に沈められる。移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２と係合された、持ち上げシステム７００の第２の持ち上げフック７１２を介して、移送キャスク１００は持ち上げシステム７００に取り付けられる。参照番号１１０６において、使用済み核燃料（図示せず）が、燃料プール内に沈められた移送キャスク１００のキャビティ１２１内に装填される。この時点で、燃料が装填された後、キャニスタ蓋が所定の位置に下げられる。

参照番号１１０９において、シールドスリーブ４００の第１の持ち上げフック７０９に取り付けられた持ち上げシステム７００を用いて、シールドスリーブ４００が燃料プール内に下げられる。シールドスリーブ４００は燃料プール内に下げられて、使用済み燃料を装填済みの移送キャスク１００の外部壁の周りに位置させられる。シールドスリーブ４００は持ち上げシステム７００によって引き続き支持されてもよく、これにより、燃料プールの床に追加の重量は追加されない。従って燃料プール床の重量制限は、移送キャスク１００を取り囲むシールドスリーブ４００の追加によって影響を及ぼされない。シールドスリーブ４００が移送キャスク１００の周りに適切に位置付けられ、持ち上げシステム７００の第２の持ち上げフック７１２が移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２のアイレットと整列されたら、第２の持ち上げフック７１２は、持ち上げ部材１１２と係合するように作動されてもよい。

参照番号１１１２において、燃料プールから使用済み核燃料を含む移送キャスク１００とシールドスリーブ４００との両方を含む移送キャスクシステム５００を同時に持ち上げるために持ち上げシステム７００が使用される。移送キャスク１００内の使用済み核燃料のキャニスタが乾式貯蔵のために準備され調整され得るように、持ち上げシステム７００は、作業プラットフォームを有する載置エリア上に移送キャスクシステム５００を配置する。参照番号１１１５において、輸送又は貯蔵キャスク９０３への使用済み核燃料の移送に先立って、移送キャスク１００内の燃料キャニスタが調整され適切に封止される。調整及び封止プロセスの間、シールドスリーブ４００は移送キャスク１００の周りの追加の放射線シールドを提供し、これにより、調整及び封止プロセスの間の被曝の危険が減少する。

参照番号１１１８において、持ち上げシステム７００は、移送キャスクシステム５００と係合し、プラットフォームから移送キャスク１００とシールドスリーブ４００とを同時に持ち上げ、移送キャスク１００から貯蔵又は輸送キャスク９０３への使用済み核燃料のキャニスタの移送を可能にするために移送キャスクシステム５００を貯蔵又は輸送キャスク９０３上に吊す。参照番号１１２１において、移送キャスク１００の移送シールドドア１１８が開かれて、使用済み核燃料のキャニスタが移送キャスク１００のキャビティ１２１から適切な貯蔵又は輸送キャスク９０３に移送されることが可能になる。

図１２を参照すると、本開示の様々な実施形態による、使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送することの一例を提供するフローチャートが示されている。図１２のフローチャートは、本明細書中に記載する方法の操作を実施するために使用されてもよい多くの様々なタイプの機能配置の例を提供するものにすぎないことが理解される。

参照番号１２０３において、移送キャスク１００が燃料プールの第１のエリア内に下げられる。移送キャスク１００を燃料プール内に下げるために持ち上げシステム７００が使用される。持ち上げシステム７００の第２の持ち上げフック７１２が、移送キャスク１００から上向きに延在する持ち上げ部材１１２のアパーチャと係合される。燃料プールの第１のエリアは、使用済み核燃料が、沈められた移送キャスク１００のキャビティ１２１内に装填されるエリアである。

参照番号１２０６において、使用済み核燃料（図示せず）が、燃料プールの第１のエリア内に沈められた移送キャスク１００内に装填される。この時点で、使用済み燃料が装填された後、キャニスタ蓋が所定の位置に下げられる。参照番号１２０９において、使用済み燃料が装填された使用済み核燃料キャニスタを含む移送キャスク１００が、湿式貯蔵のためにキャニスタを準備するために、燃料プールの第２のエリアに、又は設備内のレイダウンエリアに移動される。参照番号１２１２において、輸送又は貯蔵キャスク９０３への移送に先立って、移送キャスク１００内の燃料キャニスタが調整され適切に封止される。

参照番号１２１５において、シールドスリーブ４００が、第２のエリア内に浸漬され、使用済み核燃料を含む移送キャスク１００の周りに置かれる。シールドスリーブのトラニオンピン４０６が、持ち上げシステム７００の第１の持ち上げフック７０９と係合される。シールドスリーブ４００は、第２のエリア内に下ろされるにつれて、移送キャスク１００上を摺動してもよい。シールドスリーブ４００が移送キャスク１００の周りに適切に置かれ、第２の持ち上げフック７１２が移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２と整列されたら、持ち上げシステム７００の第２の持ち上げフック７１２は、移送キャスク１００の持ち上げ部材１１２と係合するように作動される。シールドスリーブ４００の直径と関連する、移送キャスクシステム５００の増加した直径はもはや問題ではなく、なぜなら第２のエリアは、第１のエリアと同じサイズ制限は有さないからである。加えて、シールドスリーブ４００は持ち上げシステム７００によって支持されるため、シールドスリーブ４００の追加は、燃料プール床又はラック上の重量を増加させない。

参照番号１２１８において、燃料プールからシールドスリーブ４００と使用済み核燃料を含む移送キャスク１００とを同時に持ち上げるために持ち上げシステム７００が使用される。シールドスリーブ４００と移送キャスク１００とは、移送キャスクシステム５００の２つの別個の独立した構成要素であるが、持ち上げシステム７００の構成は、燃料プールからシールドスリーブ４００及び移送キャスク１００の両方が同時に持ち上げられることを可能にする。使用済み核燃料が乾式貯蔵のために更に準備され得るように、移送キャスクシステム５００は燃料プールの外部のプラットフォーム上に置かれてもよい。

参照番号１２２１において、持ち上げシステム７００は、移送キャスク１００とシールドスリーブ４００とを同時に持ち上げ、移送キャスク１００から貯蔵又は輸送キャスク９０３への使用済み核燃料のキャニスタの移送を可能にするために移送キャスクシステム５００を貯蔵又は輸送キャスク９０３上に吊す。参照番号１２２４において、移送キャスク１００の移送シールドドア１１８が開かれて、使用済み核燃料のキャニスタが移送キャスク１００のキャビティ１２１から適切な貯蔵又は輸送キャスク９０３に移送されることが可能になる。

図１０〜図１２のフローチャートは特定の実行順序を示すが、実行順序は示されたものと異なってもよいことが理解される。例えば、２つ以上のステップの実行順序は、示された順序と比較して入れ替えられてもよい。また、図１０〜図１２において連続して示された２つ以上のステップは、同時に又は部分的に同時に実行されてもよい。更に、一部の実施形態では、図１０〜図１２において示された１つ以上のステップはスキップされるか又は省略されてもよい。

本開示の上述の実施形態は、本開示の原理の明確な理解のために述べられた可能な実装例にすぎないことが強調されるべきである。本開示の精神及び原理から実質的に逸脱することなく、上述の実施形態（１つ又は複数）に対して多くの変形及び修正が行われ得る。全てのそのような修正及び変形は、本開示の範囲内で本明細書中に含まれ、特許請求の範囲によって保護されることが意図される。

Claims (23)

1. 使用済み燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送する方法であって、
   使用済み燃料のコンテナを移送キャスクのキャビティ内に装填することと、
   前記移送キャスクの周りにシールドスリーブを配置することと、
   貯蔵キャスク上に前記移送キャスクと前記シールドスリーブとを同時に持ち上げることと、
   使用済み燃料の前記コンテナを前記移送キャスクから貯蔵キャスクに移送することと、
   を含む、方法。
2. 使用済み燃料の前記コンテナを含む燃料プール内に前記移送キャスクを下げることを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 使用済み燃料の前記コンテナは燃料プールの第１のエリア内で前記移送キャスクの前記キャビティ内に装填され
   前記移送キャスクを、前記燃料プールの前記第１のエリアから、前記燃料プールの第２のエリア、又は前記使用済み燃料プールの外部での移送キャスク操作のために必要とされる他のレイダウンエリア、に移動させることを更に含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記シールドスリーブは、前記第２のエリア内で前記移送キャスクの周りに配置される、請求項３に記載の方法。
5. 前記第１のエリアの幅は前記移送キャスクの直径より大きく、
   前記第１のエリアの前記幅は前記シールドスリーブの直径より小さい、
   請求項３に記載の方法。
6. 前記シールドスリーブ及び前記移送キャスクは、燃料プール又はレイダウンエリアの、重量制限又は寸法制限のうちの少なくとも１つを満たすように修正されることが可能な、移送キャスク構成の構成要素を備える、請求項１に記載の方法。
7. 前記移送キャスク及び前記シールドスリーブの総合重量は、前記使用済み燃料を含む燃料プールの床、又は前記使用済み燃料のプールの外部での移送キャスク操作のために必要とされる他のレイダウンエリアのうちの少なくとも１つの重量容量を超過する、請求項１に記載の方法。
8. 燃料プールから前記シールドスリーブと前記移送キャスクとを、使用済み燃料のキャニスタを含めて同時に持ち上げることと、
   前記シールドスリーブによって取り囲まれた前記移送キャスクを、前記燃料プールの外部のプラットフォームに移送することと、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記シールドスリーブは、使用済み燃料の前記コンテナから発される放射線をシールドするように設計された放射線シールドを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記シールドスリーブは、前記使用済み燃料を含む燃料プール内に前記移送キャスクが沈められている間に、前記移送キャスクの周りに配置され、
    前記移送キャスクを前記燃料プールから同時に持ち上げることを更に含む、
    請求項１に記載の方法。
11. 持ち上げ装置に取り付けられたクレーンから前記シールドスリーブが吊されている間、前記シールドスリーブの重量は前記持ち上げ装置によって支持される、請求項１０に記載の方法。
12. 使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送する移送キャスクシステムであって、
    複数の第１の持ち上げフック及び複数の第２の持ち上げフックを備える持ち上げ装置と、
    使用済み核燃料を支持するように構成されたキャビティを画定する側壁、頂部、及び底部を備える円筒状コンテナであって、前記複数の第２の持ち上げフックは、前記円筒状コンテナの前記頂部から上向きに延在する複数の持ち上げ部材と係合される、円筒状コンテナと、
    前記円筒状コンテナの外部の周りに配置される円筒状スリーブと
    を備え、
    前記円筒状スリーブは、前記円筒状スリーブの外部から外向きに延在するとともに前記複数の第１の持ち上げフックと係合される、複数のトラニオンピンを備える、
    移送キャスクシステム。
13. 前記円筒状スリーブは、前記使用済み核燃料から生成される放射線をシールドするように設計された放射線シールドを備える、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
14. 前記円筒状コンテナは、前記円筒状コンテナの前記底部の近くに位置する複数の支持タブを更に備え、
    前記円筒状スリーブは、前記持ち上げ装置との係合が解除された場合に、前記複数の支持タブ上に載置される、
    請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
15. 前記持ち上げ装置は、前記円筒状コンテナと前記円筒状スリーブとを同時に持ち上げるように構成される、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
16. 前記複数の持ち上げ部材は、前記円筒状コンテナの前記頂部の周りに一様に配置される、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
17. 前記複数の第２の持ち上げフックは、前記円筒状コンテナと係合するように及び前記円筒状コンテナから係合解除するように構成された複数の液圧式フックを備える、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
18. 前記円筒状スリーブは、前記円筒状コンテナから摺動可能に取り外し可能である、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
19. 前記複数のトラニオンピンは、第１のトラニオンピンが第２のトラニオンピンの反対側にあるように、前記円筒状スリーブの周りに一様に配置される、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
20. 前記複数の第１の持ち上げフックは、前記持ち上げ装置の支持プレートの対向する端から下向きに延在する、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
21. 前記円筒状コンテナの前記底部は、前記円筒状コンテナから貯蔵コンテナへの前記使用済み燃料の移送を可能にするために前記円筒状コンテナの前記底部から外向きに延在するように設計された、液圧式ドアを更に備える、請求項１２に記載の移送キャスクシステム。
22. 使用済み燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送するシステムであって、
    使用済み核燃料を湿式貯蔵から乾式貯蔵に移送するための移送手段と、
    前記使用済み核燃料から生成される放射線をシールドするためのシールド手段と、
    前記移送手段と前記シールド手段とを同時に持ち上げるための持ち上げ手段と
    を備え、
    前記持ち上げ手段は、前記移送手段に取り付けるための第１の取り付け手段と、前記シールド手段に取り付けるための第２の取り付け手段と、を備える、
    システム。
23. 前記使用済み核燃料を前記移送手段内に装填することに関連する重量要件又は寸法要件のうちの少なくとも１つによって必要とされる場合、前記移送手段と前記シールド手段とは分離可能である、請求項２２に記載のシステム。

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