JP2590164B2 - Spent fuel storage device - Google Patents

Spent fuel storage device

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JP2590164B2
JP2590164B2 JP62323893A JP32389387A JP2590164B2 JP 2590164 B2 JP2590164 B2 JP 2590164B2 JP 62323893 A JP62323893 A JP 62323893A JP 32389387 A JP32389387 A JP 32389387A JP 2590164 B2 JP2590164 B2 JP 2590164B2
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cooling air
module
shielding
concrete
spent fuel
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義則 仁熊
勝明 頼久
忠 阿部
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は原子力発電所等の原子炉において使用された
燃料を被包し、放射線を遮蔽して貯蔵する装置に関する
ものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for enclosing fuel used in a nuclear reactor such as a nuclear power plant, shielding radiation, and storing the same.

[従来の技術] 第4〜5図は従来技術の例で、第4図は使用済燃料を
封入したキャニスタを収納するコンクリートによって形
成された遮蔽モジュールの斜視断面図、第5図は上記遮
蔽モジュールのキャニスタを含む部分の縦断面図であ
る。第4〜5図において、51は遮蔽モジュール、52は遮
蔽板、53はキャニスタ、55は冷却用の空気流入孔、56は
冷却用の空気流出孔である。原子炉において使用された
燃料を貯蔵する方法として、当初は水プールによる方法
が主流であったが、初期投資費が大きいこと、水冷関連
の経常費が高くつくことから、その後、特別の通常時冷
却系を必要としない、輸送用のスチールキャスクをその
まま貯蔵する方法が考えられて来た。
[Prior Art] FIGS. 4 and 5 show examples of the prior art. FIG. 4 is a perspective sectional view of a shielding module formed of concrete for accommodating a canister filled with spent fuel, and FIG. 5 is the above shielding module. 3 is a longitudinal sectional view of a portion including the canister of FIG. 4 and 5, reference numeral 51 denotes a shielding module, 52 denotes a shielding plate, 53 denotes a canister, 55 denotes an air inlet for cooling, and 56 denotes an air outlet for cooling. At first, water pools were the main method of storing fuel used in nuclear reactors.However, due to the large initial investment costs and the high cost of water-cooling-related ordinary expenses, special methods for storing fuel were subsequently used. A method of storing a steel cask for transportation without a cooling system has been considered.

然しながら輸送用のスチールキャスクを使用した貯蔵
方法は、貯蔵建屋に使用済燃料からのガンマ線及び中性
子遮蔽のための補助遮蔽装置が必要であること、或いは
コストの高いスチールキャスクが多数必要になり、貯蔵
コストが高くなるなどの不具合を生じていた。第4〜5
図はこれらの不具合に対処して製作された従来の遮蔽モ
ジュール51による貯蔵方法である。
However, the storage method using a steel cask for transportation requires an auxiliary shielding device to shield gamma rays and neutrons from spent fuel in the storage building, or a large number of expensive steel casks are required. Problems such as an increase in cost have occurred. 4th-5th
The figure shows a storage method using a conventional shielding module 51 manufactured to address these problems.

原子炉から取り出された使用済みの燃料は原子炉燃料
プール施設において輸送用キャスクに内設されたキャニ
スタ53内に収納され、必要に応じ放射線遮蔽体を冠着さ
れて外部に搬出される。搬出されたキャニスタ53は盲板
を溶接によって装着したのち脱水、乾燥され、更に内部
に不活性ガスを充填し、気密を保持される。上記手順に
よって貯蔵状態を完了したキャニスタ53は、輸送用キャ
スク内に収納された状態でキャスク蓋を取着され、トレ
ーラによって使用済燃料貯蔵所に搬入される。
The spent fuel taken out of the reactor is stored in a canister 53 provided in a transport cask in a reactor fuel pool facility, and is carried out with a radiation shield attached as necessary. The carried out canister 53 is dehydrated and dried after the blind plate is attached by welding, and further filled with an inert gas to maintain the airtightness. The canister 53 whose storage state has been completed by the above procedure is attached with a cask lid in a state of being stored in the transport cask, and is carried into the spent fuel storage by a trailer.

燃料貯蔵所には予め第4〜5図の構造のコンクリート
によって形成された遮蔽モジュール51が構設されてい
る。搬入されたキャニスタ53は遮蔽モジュール51の前に
位置決めされたのち、挿入装置によって遮蔽モジュール
51内に挿入され、遮蔽板52が封着される。
A shielding module 51 made of concrete having the structure shown in FIGS. 4 and 5 is previously provided in the fuel storage. After the loaded canister 53 is positioned in front of the shielding module 51, the insertion device causes the shielding module to be positioned.
The shielding plate 52 is inserted into the inside of 51 and sealed.

原子炉から取り出された使用済燃料は長期間に亘って
発熱を行なうため、その除熱が不十分な場合温度上昇に
よって放射能密封機構の破損或いは使用済燃料自体の破
損等の事故拡大の可能性がある。従って除熱能力の維持
は貯蔵装置の安全性の確保の上で最も重要な事項であ
る。
Since the spent fuel removed from the reactor generates heat for a long period of time, if the heat removal is insufficient, an increase in temperature may cause damage to the radiation sealing mechanism or damage to the spent fuel itself, which may lead to accidents. There is. Therefore, maintaining the heat removal capability is the most important matter in ensuring the safety of the storage device.

第4〜5図はキャニスタの冷却を空気の自然循環によ
って行なっている例である。キャニスタ53を収納してい
る遮蔽モジュールはコンクリートによって形成されてお
り、前壁の下部に冷却用の空気流入孔55が形設されてい
る。空気流入孔55の遮蔽モジュール51内の開口部にはコ
ンクリートによる緩衝室が形設されている。該緩衝室周
壁には空気の流出孔が形設されており、空気流入孔55か
ら流入した冷却用空気を使用済燃料貯蔵用空間の下部に
形設した空間に流出自在にするとともに、該空気の流出
孔は使用済燃料貯蔵空間における放射線が外部に漏洩す
るのを防止するために迷路状に形成されている。
FIGS. 4 and 5 show an example in which the canister is cooled by natural circulation of air. The shielding module accommodating the canister 53 is made of concrete, and has a cooling air inflow hole 55 formed at the lower part of the front wall. A buffer room made of concrete is formed at an opening of the air inlet 55 in the shielding module 51. An outflow hole for air is formed in the peripheral wall of the buffer chamber, so that the cooling air that has flowed in from the air inflow hole 55 can freely flow into a space formed below the spent fuel storage space, and Is formed in a maze shape to prevent radiation in the spent fuel storage space from leaking outside.

空気流入孔55から流入した冷却用空気は緩衝室に入
り、緩衝室周壁に形設された流入孔を経て燃料貯蔵用空
間の下部に入り、燃料貯蔵用空間上部に挿設された状態
のキャニスタ53の周囲を通過したのち、遮蔽モジュール
51の上部に形設された空気流出孔56から外部に流出す
る。
The cooling air flowing from the air inlet 55 enters the buffer chamber, enters the lower part of the fuel storage space via the inlet formed in the peripheral wall of the buffer chamber, and is inserted into the upper part of the fuel storage space. After passing around 53, the shielding module
The air flows out from an air outflow hole 56 formed at the upper part of 51.

原子炉から取り出されて、搬入、挿入されたキャニス
タ53内の使用済燃料は長期間に亘って崩壊熱を発生する
ため、キャニスタ内部の温度は約400℃、キャニスタ外
壁の温度は約200℃に上昇している。従って燃料貯蔵用
空間に流入した冷却用空気はキャニスタと接触すること
によって昇温し、比重を減じて上昇し、上部の空気流出
孔56から外部へ流出する。
Since the spent fuel in the canister 53 taken out of the reactor, carried in, and inserted generates decay heat over a long period of time, the temperature inside the canister is about 400 ° C, and the temperature on the outer wall of the canister is about 200 ° C. It is rising. Therefore, the cooling air that has flowed into the fuel storage space rises in temperature by contacting the canister, decreases in specific gravity, rises, and flows out of the upper air outlet 56 to the outside.

このように従来のコンクリートによって形成された遮
蔽モジュールによる使用済燃料の貯蔵装置においても、
使用済燃料を封入したキャニスタを収納し、放射線を遮
蔽するとともに遮蔽モジュールの下部と上部にそれぞれ
冷却空気の流入孔および流出孔を形設して空気の流通路
を形成することによりキャニスタに接触する空気の温度
上昇に伴なう上昇気流の発生によって、空気の自然循環
によるキャニスタおよびキャニスタ内に封入された使用
済燃料の除熱を行なうことが可能であった。
Thus, even in the storage device for spent fuel by the conventional shielding module formed of concrete,
The canister containing the spent fuel is stored, shields radiation, and contacts the canister by forming cooling air inlet and outlet holes at the lower and upper parts of the shielding module to form air flow passages. Due to the generation of an ascending air current accompanying an increase in the temperature of the air, it was possible to remove heat from the canister and the spent fuel sealed in the canister by natural circulation of the air.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら上記従来のコンクリートによって形成さ
れた、使用済燃料貯蔵のための遮蔽モジュールにおいて
は、冷却用空気の流入孔および内部の緩衝室が遮蔽モジ
ュールの内部にあるために、遮蔽モジュールの構造が複
雑になり、製作工数の増加と安全性確保のための製品検
査が困難になるほか緩衝室から流出する冷却用空気が、
上部のキャニスタに一様な流速および流量で接触するこ
とが困難であり、キャニスタが均一に冷却されないと言
う不具合を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the shield module for storing spent fuel formed by the above-mentioned conventional concrete, an inlet for cooling air and an internal buffer chamber are inside the shield module. As a result, the structure of the shielding module becomes complicated, which increases the number of manufacturing steps and makes it difficult to inspect products to ensure safety.
It was difficult to contact the upper canister at a uniform flow rate and flow rate, and there was a problem that the canister was not cooled uniformly.

また遮蔽モジュール内面がキャニスタ外壁からの輻射
熱およびキャニスタに接触して昇温した冷却空気と接触
することにより、コンクリートの温度が上昇し、コンク
リートの健全性が損なわれることがあるという不具合を
有していた。
In addition, since the inner surface of the shielding module comes into contact with the radiant heat from the outer wall of the canister and the cooling air that has been heated by contacting the canister, the temperature of the concrete increases, and the soundness of the concrete may be impaired. Was.

[問題点を解決するための手段] 上記の問題点は前記特許請求の範囲に記載された使用
済燃料貯蔵装置によって解決される。すなわち、 (1)コンクリートによって形成され、内部に使用済燃
料を貯蔵するための内部空間を有し、前部に遮蔽プラグ
によって閉鎖可能な開口部を有し、上部に前記内部空間
と外部とを連通する複数の冷却空気流出孔を有し、下部
に冷却空気流入孔に連通する開放空間を有する使用済燃
料貯蔵用の遮蔽モジュールと、該遮蔽モジュールを支持
搭載するコンクリートモジュールパッドにおいて、コン
クリートモジュールパッドは、貯蔵所内に開口する冷却
空気流入孔と、遮蔽モジュール内部空間に開口する冷却
空気流出孔と、上記冷却空気流入孔と冷却空気流出孔と
を連通する冷却空気流通路とを有しており、遮蔽モジュ
ールを構設する以前に上部が開放された状態で形成構設
され、冷却空気流通路には放射線遮蔽用の障壁部が形成
されているものであり、コンクリートモジュールパッド
と遮蔽モジュールの各々に、放射線の遮蔽と発熱体への
冷却空気流量の均一化の機能を分散分担させることによ
り構造の簡単化を図り、分離して逐次建設できるもので
ある使用済燃料貯蔵装置。
[Means for Solving the Problems] The above problems are solved by the spent fuel storage device described in the claims. (1) It is made of concrete, has an internal space for storing spent fuel inside, has an opening that can be closed by a shielding plug at the front, and connects the internal space and the outside at the top. A shield module for storing spent fuel having a plurality of cooling air outflow holes communicating with each other, and an open space communicating with the cooling air inflow hole at a lower part, and a concrete module pad for supporting and mounting the shielding module. Has a cooling air inflow hole opening in the storage, a cooling air outflow hole opening in the shielding module internal space, and a cooling air flow passage communicating the cooling air inflow hole and the cooling air outflow hole. Before the shielding module is constructed, the upper part is opened and formed and the cooling air flow passage is formed with a radiation shielding barrier part. The structure of the concrete module pad and the shielding module can be simplified by dispersing and sharing the functions of shielding radiation and equalizing the flow rate of cooling air to the heating element. Spent fuel storage device.

(2)上記遮蔽モジュールの内面の使用済燃料封入キャ
ニスタの側部に対面する位置から冷却空気流出孔の出口
部に至る間には、使用済燃料封入キャニスタを収納する
収納容器と接触して温度を上昇させた冷却空気が直接遮
蔽モジュール内壁に接触しないようにするとともに、遮
蔽モジュール内壁が高温の前記収納容器外面からの輻射
熱を直接受けないようにする熱遮蔽用のセパレータを配
設し、遮蔽モジュールと上記セパレータとの間に収納容
器に接触して昇温する前の低温の冷却空気を流通自在に
した(1)記載の使用済燃料貯蔵装置である。
(2) Between the position of the inner surface of the shielding module facing the side of the spent fuel canister and the outlet of the cooling air outflow hole, it comes into contact with the storage container for storing the spent fuel canister, and A heat-shielding separator is provided to prevent the cooling air having the raised height from directly contacting the inner wall of the shielding module, and to prevent the inner wall of the shielding module from directly receiving the radiant heat from the outer surface of the high temperature storage container. (1) The spent fuel storage device according to (1), wherein low-temperature cooling air before contacting with the storage container and raising the temperature is allowed to flow between the module and the separator.

[作 用] 原子炉使用済燃料を貯蔵するためのコンクリートによ
って形成された遮蔽モジュール(以下、単にコンクリー
トモジュールとも言う。)は、予め形成しておいたコン
クリートモジュール用パッド(以下、単にコンクリート
パッドともいう。)の上に構設される。コンクリートモ
ジュールは内部に使用済燃料を封入したキャニスタを収
納するための空間を有し、前部のキャニスタ搬入用開口
部は遮蔽プラグによって閉鎖可能な構造とし、上部には
キャニスタ収納部空間と外部とを連通する複数の冷却空
気流出孔を形設し、下部には冷却空気流入孔に連通する
開放空間を形設する。
[Operation] A shielding module made of concrete for storing spent nuclear fuel (hereinafter simply referred to as a concrete module) is replaced with a preformed concrete module pad (hereinafter simply referred to as a concrete pad). ). The concrete module has a space for storing the canister filled with spent fuel inside, the canister loading opening at the front can be closed by a shielding plug, and the canister storage space and the outside can be closed at the top. And a plurality of cooling air outflow holes communicating with the cooling air inflow holes.

該コンクリートモジュールを配設するコンクリートに
よって形成されたコンクリートパッドには貯蔵所内に開
口する冷却空気流入孔と上記のコンクリートモジュール
の内部開放空間を連通する冷却空気流通路が形設されて
いる。コンクリートパッドの冷却空気流通部の内部には
コンクリートによる迷路状の障壁を形設し、使用済燃料
を封入したキャニスタからの放射線の外部への漏洩を防
止している。またコンクリートパッド内の冷却空気流通
路は開放状態に形設されている。
In the concrete pad made of concrete in which the concrete module is disposed, a cooling air inflow hole that opens into a storage and a cooling air flow passage that communicates the internal open space of the concrete module are formed. A maze-shaped barrier made of concrete is formed inside the cooling air flow section of the concrete pad to prevent radiation from the canister filled with spent fuel from leaking to the outside. The cooling air flow passage in the concrete pad is formed in an open state.

従って該コンクリートモジュールによる使用済燃料貯
蔵装置は、コンクリートパッドを予め上部が開放状態の
時に製作するものであるほか、構造が単純であるために
経費の節減が可能である上、要部の点検が容易かつ完全
に実施し得ること、コンクリートパッド内の冷却空気の
流通路およびコンクリートモジュール下部開放空間は何
等障害物を有しない簡潔な構造であるためにキャニスタ
冷却用空気を均一に供給し得ると言う利点を有してい
る。
Therefore, in the spent fuel storage device using the concrete module, the concrete pad is manufactured in advance when the upper part is in an open state, and since the structure is simple, the cost can be reduced, and the inspection of the main part can be performed. It can be easily and completely implemented, and it can be said that the cooling air flow passage in the concrete pad and the open space under the concrete module have a simple structure without any obstacles, so that canister cooling air can be uniformly supplied. Has advantages.

またコンクリートモジュールの内面の、使用済燃料封
入キャニスタの水平方向側部に対面する位置から冷却空
気流出孔の出口部に至る間には、使用済燃料封入キャニ
スタを収納した収納容器と接触して温度を上昇させた冷
却用空気が直接遮蔽モジュール内壁に接触しないように
するとともに前記収納容器外面からの輻射熱を受けない
ようにする熱遮蔽用のセパレータを配設し、コンクリー
トモジュール内面と上記セパレータとの間に収納容器に
接触して昇温する前の低温の冷却空気を流通自在にした
ことにより、コンクリートモジュールの内面がキャニス
タ外壁からの輻射熱およびキャニスタに接触して昇温し
た冷却空気と接触するとにより、コンクリート温度が上
昇し、コンクリートの健全性が損なわれることを防止し
ている。
In addition, between the inside of the concrete module, which faces the horizontal side of the spent fuel canister, and the outlet of the cooling air outlet, it contacts the storage container that contains the spent fuel canister, and the temperature rises. A heat shielding separator is arranged to prevent the cooling air having the raised height from directly contacting the inner wall of the shielding module and to prevent radiant heat from the outer surface of the storage container, and the separator between the inner surface of the concrete module and the separator is provided. By allowing low-temperature cooling air to flow freely before contacting the storage container during heating, the inner surface of the concrete module comes into contact with the radiant heat from the outer wall of the canister and the cooling air heated by contacting the canister. This prevents the concrete temperature from rising and impairing the soundness of the concrete.

[実施例] 以下に本発明の実施例を図面に基いて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に基く、使用済燃料を貯蔵するための
内部空間と、該空間と外部とを連通する冷却空気流出孔
を上部に有し、冷却空気流入孔に通ずる開放空間を下部
に有した使用済燃料貯蔵用のコンクリートモジュール
と、該コンクリートモジュールを定着させるコンクリー
トパッドの縦断面図、第2図は第1図におけるa・a線
矢視断面図、第3図はコンクリートモジュールおよびコ
ンクリートパッド各部の温度分布を示すための構造概念
図である。第1〜3図において、1はコンクリートモジ
ュール、2は遮蔽プラグ、3はキャニスタ、4は収納容
器、5は空気流入孔、6は空気流出孔、7は使用済みの
燃料集合体、8はセパレータ、9はコンクリートパッド
である。
FIG. 1 shows an internal space for storing spent fuel, a cooling air outlet hole communicating the space with the outside, and an open space communicating with the cooling air inlet hole at the bottom according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a concrete module for storing spent fuel and a concrete pad for fixing the concrete module, FIG. 2 is a sectional view taken along line aa of FIG. 1, and FIG. 3 is a concrete module and concrete. FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a temperature distribution of each part of a pad. 1 to 3, 1 is a concrete module, 2 is a shielding plug, 3 is a canister, 4 is a storage container, 5 is an air inlet, 6 is an air outlet, 7 is a used fuel assembly, 8 is a separator. , 9 are concrete pads.

原子炉から取り出された使用済みの燃料は原子炉燃料
プール施設において輸送用キャスクに内設されたキャニ
スタ3内に収納され、必要に応じ放射線遮蔽体を冠着さ
れて外部に搬出される。搬出されたキャニスタ3は盲板
を溶接によって装着したのち脱水、乾燥され、更に内部
に不活性ガスを充填し、気密を保持される。上記手順に
よって貯蔵状態を完了したキャニスタ3は、輸送用キャ
スク内に収納された状態でキャスク蓋を取着され、トレ
ーラによって使用済燃料貯蔵所に搬入される。
The spent fuel taken out of the reactor is stored in a canister 3 installed in a transport cask in a reactor fuel pool facility, and is carried out with a radiation shield attached as necessary. The carried-out canister 3 is dehydrated and dried after the blind plate is attached by welding, and further filled with an inert gas to maintain the airtightness. The canister 3 whose storage state has been completed by the above procedure is attached with a cask lid in a state of being stored in the transport cask, and is carried into the spent fuel storage by a trailer.

燃料貯蔵所には予め第1〜3図の構造のコンクリート
モジュール1が構設されている。搬入されたキャニスタ
3はコンクリートモジュール1の前に位置決めされたの
ち、予めコンクリートモジュール内にコンクリートモジ
ュールの内壁から一定間隔を保って取設してある金属板
製のキャニスタ収納容器4内に挿入される。キャニスタ
挿入終了後、収納容器4には密封蓋を溶接またはボルト
によって取り付け、収納容器4内を真空引きし、真空部
分に不活性ガスを注入し密閉する。然るのちに入口に遮
蔽プラグ2を取設して貯蔵作業を終了する。
A concrete module 1 having the structure shown in FIGS. 1 to 3 is installed in the fuel storage in advance. After the loaded canister 3 is positioned in front of the concrete module 1, it is inserted into a metal plate-made canister storage container 4 previously installed in the concrete module at a predetermined interval from the inner wall of the concrete module. . After insertion of the canister, a sealing lid is attached to the storage container 4 by welding or bolts, the inside of the storage container 4 is evacuated, and an inert gas is injected into the vacuum portion to seal the container. Thereafter, the shielding plug 2 is installed at the entrance, and the storage operation is completed.

原子炉から取り出された使用済燃料は長期間に亘って
発熱を行なうため、その除熱が不十分な場合温度上昇に
よって放射能密閉機構の破損或いは使用済燃料自体の破
損等の事故拡大の可能性がある。従って除熱能力の維持
は貯蔵装置の安全性の確保の上で最も重要な事項であ
る。第1〜3図は上記のコンクリートモジュール内に収
納された使用済燃料封入キャニスタ3の空気の自然循環
による冷却例である。
Since the spent fuel removed from the reactor generates heat for a long period of time, if the heat removal is insufficient, an increase in temperature may cause damage to the radiation sealing mechanism or damage to the spent fuel itself. There is. Therefore, maintaining the heat removal capability is the most important matter in ensuring the safety of the storage device. FIGS. 1 to 3 show examples of cooling of the spent fuel canister 3 housed in the concrete module by natural circulation of air.

コンクリートパッド9に形設された冷却用の空気流入
孔5から流入した空気は、コンクリートパッド9の入口
部で放射線漏洩防止用の迷路状の障壁部を通り、上方を
開放状態に形成した冷却空気流通路に入る。コンクリー
トパッドの上部にはキャニスタ3を収納するコンクリー
トモジュール1が配設されている。
The air flowing from the cooling air inflow hole 5 formed in the concrete pad 9 passes through a maze-shaped barrier portion for preventing radiation leakage at the entrance portion of the concrete pad 9, and the cooling air formed upward in an open state. Enter the flow passage. A concrete module 1 for housing the canister 3 is provided above the concrete pad.

該コンクリートモジュール1は内部に使用済燃料の集
合体7を封入したキャニスタ3を収納するための空間を
有し、前部のキャニスタ3搬入用開口部は遮蔽プラグ2
によって閉鎖可能な構造とし、上部にはキャニスタ3収
納部空間と外部とを連通する複数の空気流出孔を形設
し、下部には冷却空気流入孔に通ずる開放空間を形設し
てある。
The concrete module 1 has a space for accommodating a canister 3 in which a spent fuel assembly 7 is sealed, and a front opening of the canister 3 for carrying in the canister 3 is a shielding plug 2.
The upper part has a plurality of air outlets communicating with the space of the canister 3 and the outside, and the lower part has an open space communicating with the cooling air inlet.

コンクリートパッド9の開放状態の冷却空気流通路に
流入した冷却用空気は、上部の開放空間で拡散し、均一
な速度でキャニスタ3を被包している収納容器4の外壁
に接触し、熱交換を行なって収納容器4の外壁温度を低
下させ、冷却空気自体は昇温して比重を減じることによ
って自然上昇し、上部の空気流出孔6から外部に流出す
る。
The cooling air that has flowed into the open cooling air flow passage of the concrete pad 9 diffuses in the upper open space, contacts the outer wall of the storage container 4 that surrounds the canister 3 at a uniform speed, and exchanges heat. To lower the temperature of the outer wall of the storage container 4, the cooling air itself rises in temperature to reduce the specific gravity, and naturally rises, and flows out of the upper air outflow hole 6.

コンクリートモジュール1の内壁は温度の上昇した冷
却空気との接触に加え、使用済燃料を封入した高温のキ
ャニスタからの輻射熱を直接受けた場合にはコンクリー
トの温度が上昇し、劣化を生じる虞れがある。
When the inner wall of the concrete module 1 receives the radiant heat from the high-temperature canister in which the spent fuel is filled, in addition to the contact with the cooling air whose temperature has increased, the temperature of the concrete may increase, and the deterioration may occur. is there.

それを防ぐために本願発明においては第2〜3図に示
すように、コンクリートモジュール1の内面の、使用済
燃料封入キャニスタ3の水平方向側部に位置するキャニ
スタ3収納部周壁部から冷却空気流出孔の出口端部に至
る間の全面に、周壁から一定の距離を保持させてセパレ
ータ8を配設し、更に配設したセパレータ8とコンクリ
ートモジュール1の内壁と間隙にコンクリートパッド9
から流入し、収納容器4に接触して昇温する以前の低温
空気が流通可能な構造としている。
In order to prevent this, in the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, the cooling air outflow hole is formed on the inner surface of the concrete module 1 from the peripheral wall of the canister 3 housing portion located on the horizontal side of the spent fuel canister 3. A separator 8 is provided at a predetermined distance from the peripheral wall over the entire surface up to the outlet end of the concrete module 1, and a concrete pad 9 is provided between the provided separator 8 and the inner wall of the concrete module 1.
And the low-temperature air before contacting the storage container 4 and raising the temperature can flow.

これによってコンクリートモジュール1の内壁が温度
を上昇させた冷却用空気と接触して昇温するのを防ぐと
ともに、使用済燃料を封入したキャニスタ3を収納した
収納容器4外面からの輻射熱をうけてコンクリートモジ
ュール1の健全性が損なわれることの防止を図ってい
る。
This prevents the inner wall of the concrete module 1 from coming into contact with the cooling air whose temperature has risen, thereby preventing the temperature from rising. In addition, the concrete module 1 receives the radiant heat from the outer surface of the storage container 4 that stores the canister 3 in which the spent fuel is filled, and This prevents the soundness of the module 1 from being impaired.

第3図は上記のセパレータ8を配設した場合のコンク
リートモジュール1およびコンクリートパッド9の各部
の温度分布を示すための構造概念図である。第3図にお
いて、t1は使用済の燃料集合体中心部最高温度、t2はキ
ャニスタ3の胴部最高温度、t3は収納容器4の胴部最高
温度、t4はコンクリートパッド流入部の冷却空気温度、
t5はコンクリートモジュールの冷却空気流出部の冷却空
気温度、t6はコンクリートモジュール1の内壁とセパレ
ータ8との間隙から流出する冷却空気温度、t7はコンク
リートモジュール1の最高部温度である。
FIG. 3 is a structural conceptual diagram showing the temperature distribution of each part of the concrete module 1 and the concrete pad 9 when the above-mentioned separator 8 is provided. In FIG. 3, t 1 is the maximum temperature of the center of the spent fuel assembly, t 2 is the maximum temperature of the trunk of the canister 3, t 3 is the maximum temperature of the trunk of the storage container 4, and t 4 is the maximum temperature of the concrete pad inlet. Cooling air temperature,
t 5 is the cooling air temperature of the cooling air outflow portion of the concrete module, t 6 the cooling air temperature, t 7 flowing out from the gap between the inner wall and the separator 8 of the concrete module 1 is the highest portion temperature of the concrete module 1.

本実施例においてt=400℃,t4=35℃とした場合、t2
=190℃,t3=140℃,t5=70℃,t6<70℃,t7<70℃とな
り、コンクリートモジュール1は常に安全な温度を維持
することが可能となる。
In this embodiment, when t = 400 ° C. and t 4 = 35 ° C., t 2
= 190 ° C., t 3 = 140 ° C., t 5 = 70 ° C., t 6 <70 ° C., t 7 <70 ° C., and the concrete module 1 can always maintain a safe temperature.

[発明の効果] 本発明は上記実施例から明らかなように、原子炉使用
済燃料貯蔵所において、使用済燃料を貯蔵するコンクリ
ートモジュールを構設するに際し、まず最初にコンクリ
ートモジュールと共に放射線の遮蔽と発熱体への冷却空
気流量の均一化の機能を分散分担するコンクリートパッ
ドを構設する。
[Effects of the Invention] As is apparent from the above embodiment, the present invention, when constructing a concrete module for storing spent fuel in a nuclear reactor spent fuel storage, first requires radiation shielding together with the concrete module. A concrete pad that distributes and distributes the function of equalizing the flow rate of cooling air to the heating element will be constructed.

コンクリートパッドは貯蔵所内に開口する冷却空気流
入部と、コンクリートモジュールの内部空間に開放状態
で連通する冷却空気流通路を有し、冷却空気流通路に迷
路状の放射線漏洩防止用の障壁を設けた極めて簡潔な構
造からなっている。
The concrete pad has a cooling air inflow opening that opens into the storage, a cooling air flow passage that communicates with the interior space of the concrete module in an open state, and a maze-shaped radiation leakage prevention barrier is provided in the cooling air flow passage. It has a very simple structure.

該コンクリートパッドの構設は、上方にコンクリート
モジュールが構設される前の時点で行われるため製作が
極めて容易であり、各部の点検を十分に行い得るほか製
作コストを低く抑えることが可能になる。
Since the construction of the concrete pad is performed before the concrete module is constructed above, the production is extremely easy, and each part can be sufficiently inspected and the production cost can be reduced. .

上記コンクリートパッドの上に構設されるコンクリー
トモジュールは、中央部に使用済燃料貯蔵のための内部
空間を有し、上部に前記内部空間と外部とを連通する冷
却空気流出孔を設け、下部にはコンクリートパッドに形
設された冷却用空気流通路に通じる開放空間を有して、
予め構設されたコンクリートパッドを基礎としてその上
に構設される。
The concrete module constructed on the concrete pad has an internal space for storing spent fuel in a central part, a cooling air outflow hole communicating the internal space with the outside at an upper part, and a lower part at a lower part. Has an open space leading to a cooling air flow passage formed in the concrete pad,
It is constructed on a pre-constructed concrete pad as a foundation.

該コンクリートモジュールは構造が簡潔であることに
より製作コストを低く抑え得るほか、製作時の要部の点
検を容易かつ完全なものにし得る。また、コンクリート
モジュールの下部が十分な容積を有する開放空間である
ことにより冷却用空気の使用済燃料収納部への流入を均
一化し、効率良く冷却を行ない得ると言う効果を有す
る。
Since the concrete module has a simple structure, the production cost can be kept low, and the inspection of the main part at the time of production can be made easy and complete. In addition, since the lower part of the concrete module is an open space having a sufficient volume, there is an effect that cooling air can be uniformly flowed into the spent fuel storage portion and cooling can be efficiently performed.

またコンクリートモジュールの内面の、使用済燃料封
入キャニスタの水平方向側部に対面する位置から冷却空
気流出孔の出口部に至る間に配設したセパレータによ
り、使用済燃料封入キャニスタを収納した収納容器と接
触して温度を上昇させた冷却用空気が直接遮蔽モジュー
ル内壁に接触しないようにするとともに前記収納容器外
面からの輻射熱を受けないようにして、コンクリートモ
ジュールの内面健全性が損なわれることを防止すること
が可能になる。
In addition, a separator disposed between the position facing the horizontal side of the spent fuel canister and the outlet of the cooling air outlet hole on the inner surface of the concrete module, and a storage container containing the spent fuel canister, The cooling air whose temperature has been increased by contact is prevented from directly contacting the inner wall of the shielding module and is not radiated from the outer surface of the storage container, thereby preventing the inner surface integrity of the concrete module from being impaired. It becomes possible.

また、前記のとおりモジュール化した単純な構造であ
るので大量の遮蔽モジュールを一挙に設けることも、逐
次増設することも任意で、その設置作業も容易であると
いう利点を有している。
In addition, since the module has a simple structure as described above, a large number of shielding modules can be provided at once, or can be added sequentially, and the installation work is easy.

さらに、コンクリートパッド及びコンクリートモジュ
ールをプレハブ化し、工場で効率的にかつ精度よく製作
したコンクリートパッド及びコンクリートモジュールを
現地に搬入して据え付けることも可能であり、貯蔵施設
の建設を一層容易なものにし得る。またコンクリートパ
ッド及びコンクリートモジュールを工場で製作すること
により、製作費の低減が可能になる。
Furthermore, it is also possible to prefabricate the concrete pads and concrete modules and to carry the concrete pads and concrete modules manufactured efficiently and accurately at the factory to the site and install them, which can further facilitate the construction of the storage facility. . In addition, by manufacturing concrete pads and concrete modules in a factory, manufacturing costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】 第1〜3図は本発明の一実施例であり、第1図は原子炉
使用済燃料を封入したキャニスタを収納した状態の収納
容器、コンクリートモジュールおよびコンクリートパッ
ドの縦断面図、第2図は第1図におけるa・a線矢視断
面図、第3図はコンクリートモジュールおよびコンクリ
ートパッド各部の温度分布を示すための構造概念図であ
る。 第4〜5図は従来技術の例である。 1……コンクリートモジュール、2……遮蔽プラグ、3
……キャニスタ、 4……収納容器、5……空気流入孔、6……空気流出
孔、7……燃料集合体、 8……セパレータ、9……コンクリートパッド、51……
遮蔽モジュール、 52……遮蔽板、53……キャニスタ、55……空気流入孔、
56……空気流出孔。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 3 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a longitudinal section of a storage container, a concrete module and a concrete pad in a state in which a canister filled with spent nuclear fuel is stored. FIG. 2 is a sectional view taken along line aa in FIG. 1, and FIG. 3 is a conceptual diagram showing the temperature distribution of each part of the concrete module and concrete pad. 4 and 5 show examples of the prior art. 1 ... concrete module, 2 ... shielding plug, 3
... Canister, 4 ... Storage container, 5 ... Air inlet hole, 6 ... Air outlet hole, 7 ... Fuel assembly, 8 ... Separator, 9 ... Concrete pad, 51 ...
Shield module, 52… Shield plate, 53… Canister, 55… Air inlet,
56 ... Air outlet.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 義久 東京都江東区南砂2丁目4番25号 川崎 重工業株式会社東京設計事務所内 (56)参考文献 特開 昭58−63895(JP,A) 特開 昭61−17996(JP,A) 特開 昭63−30791(JP,A) 実開 昭62−147000(JP,U) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihisa Tanaka 2-4-2, Minamisuna, Koto-ku, Tokyo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Tokyo Design Office (56) References JP-A-58-63895 (JP, A) JP-A-61-17996 (JP, A) JP-A-63-30791 (JP, A) JP-A-62-147000 (JP, U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】コンクリートによって形成され、内部に使
用済燃料を貯蔵するための内部空間を有し、前部に遮蔽
プラグによって閉鎖可能な開口部を有し、上部に前記内
部空間と外部とを連通する複数の冷却空気流出孔を有
し、下部に冷却空気流入孔に連通する開放空間を有する
使用済燃料貯蔵用の遮蔽モジュールと、該遮蔽モジュー
ルを支持搭載するコンクリートモジュールパッドにおい
て、 コンクリートモジュールパッドは、貯蔵所内に開口する
冷却空気流入孔と、遮蔽モジュール内部空間に開口する
冷却空気流出孔と、上記冷却空気流入孔と冷却空気流出
孔とを連通する冷却空気流通路とを有しており、遮蔽モ
ジュールを構設する以前に上部が開放された状態で形成
構設され、冷却空気流通路には放射線遮蔽用の障壁部が
形成されているものであり、 コンクリートモジュールパッドと遮蔽モジュールの各々
に、放射線の遮蔽と発熱体への冷却空気流量の均一化の
機能を分散分担させることにより構造の簡単化を図り、
分離して逐次建設できるものであることを特徴とする使
用済燃料貯蔵装置。
1. An interior space for storing spent fuel, which is formed of concrete, an opening which can be closed by a shielding plug at a front portion, and the interior space and the outside at an upper portion. A shield module for spent fuel storage having a plurality of cooling air outlet holes communicating with each other and an open space below the cooling air inlet hole, and a concrete module pad for supporting and mounting the shielding module, Has a cooling air inflow opening opening in the storage, a cooling air outflow opening opening in the shielding module internal space, and a cooling air flow passage communicating the cooling air inflow opening and the cooling air outflow opening. Before the installation of the shielding module, the upper part is opened and formed, and a barrier part for radiation shielding is formed in the cooling air flow passage. The structure of the concrete module pad and the shielding module is simplified by dispersing and sharing the functions of shielding radiation and equalizing the flow rate of cooling air to the heating element.
A spent fuel storage device, which can be separately constructed and sequentially constructed.
【請求項2】上記遮蔽モジュールの内面の使用済燃料封
入キャニスタの側部に対面する位置から冷却空気流出孔
の出口部に至る間には、使用済燃料封入キャニスタを収
納する収納容器と接触して温度を上昇させた冷却空気が
直接遮蔽モジュール内壁に接触しないようにするととも
に、遮蔽モジュール内壁が高温の前期収納容器外面から
の輻射熱を直接受けないようにする熱遮蔽用のセパレー
タを配設し、 遮蔽モジュールと上記セパレータとの間に収納容器に接
触して昇温する前の低温の冷却空気を流通自在にした ことを特徴とする特許請求の範囲(1)記載の使用済燃
料貯蔵装置。
2. A storage container for accommodating a spent fuel-filled canister between an inner surface of the shielding module and a position facing the side of the spent fuel-filled canister to an outlet of a cooling air outlet. A heat shielding separator is provided to prevent the cooling air, whose temperature has been raised, from coming into direct contact with the inner wall of the shielding module, and to prevent the inner wall of the shielding module from directly receiving radiant heat from the outer surface of the high-temperature storage container. The spent fuel storage device according to claim 1, wherein the low-temperature cooling air before the temperature rises by contacting the storage container between the shielding module and the separator is made freely.
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