JP3175447B2 - 使用済核燃料貯蔵庫 - Google Patents

使用済核燃料貯蔵庫

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JP3175447B2 JP29967693A JP29967693A JP3175447B2 JP 3175447 B2 JP3175447 B2 JP 3175447B2 JP 29967693 A JP29967693 A JP 29967693A JP 29967693 A JP29967693 A JP 29967693A JP 3175447 B2 JP3175447 B2 JP 3175447B2
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達也 二見
和昭 坂本
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は例えば原子力発電所か
ら出される使用済核燃料を貯蔵するための乾式の使用済
核燃料貯蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所では原子炉に装荷された核
燃料を使用年数に応じて順次新品と交換する作業が行わ
れている。炉から取り出された使用済核燃料は核分裂性
物質の崩壊のために、なお強い放射と熱を放出し続け
る。このため一般には発電所内などに設けた貯蔵プール
に水沈させて冷却している。
【0003】貯蔵プールに使用済核燃料を水沈させて冷
却する場合、冷却水は放射に汚染されるため、その処
理に多大なコストがかゝる。このため使用済核燃料の発
熱量が基準以下に減少した時点で可及的速やかに貯蔵プ
ールから引出し、再処理を行うかまたは貯蔵プール以外
の方法で中間貯蔵を行うかを選択し、なるべく貯蔵プー
ルに保管している間の時間を短くし、貯蔵コストの低減
をはかることが望ましい。
【0004】この中間貯蔵に適した乾式の使用済核燃料
貯蔵庫について「特願昭60−18468」がある。先
願の提案においては、使用済核燃料を発電所内などに設
けられた貯蔵プールにて一定期間貯蔵し、その後キャス
ク内に直接収納して当該貯蔵庫まで輸送する。当該貯蔵
庫内でキャスクから使用済核燃料を取り出して、これを
ガントリー(クレーンと類似のもの)に取り込んで当該
貯蔵庫内燃料挿入ホールまで輸送し、上壁を介してその
下部に位置するチャンバに既に設置している貯蔵チュー
ブ内に装荷した後に、燃料挿入ホールの上壁を遮蔽用プ
ラグにて塞ぐ。こゝで貯蔵チューブは上壁を貫通してチ
ャンバの床まで鉛直に設置されているので、使用済核燃
料はこの貯蔵チューブ内に鉛直に収納され、遮蔽プラグ
にて貯蔵チューブは密封され、通常数10年間貯蔵され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】使用済核燃料を収納す
るための収納容器(以降、当発明に該当する収納容器を
「収納管」と呼ぶ)のうち、特にその蓋部の密封性に
は、安全性の追求のため、長期の貯蔵中にその健全性を
保つ必要があるとともに、密封性を監視し続け、さらに
その方法が簡易であることが求められる。また、当該貯
蔵庫での使用済核燃料のハンドリング作業がなるべく軽
微であることが求められる。
【0006】この発明の目的は、使用済核燃料を収納す
る収納管の蓋部及び遮蔽用プラグを新しい構造とするこ
とによって蓋部の密封性の監視を確実なものとし、さら
に当蓋部構造を適用することによって使用済核燃料のハ
ンドリング作業が軽微で、かつ安全性の高い乾式の使用
済核燃料貯蔵庫を提案しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)請求項1の発明では、収納管の蓋の外側におい
て、遮蔽用プラグにより上記収納管に対する第2の蓋が
構成され、その第2の蓋と上記収納管の蓋との間は気密
室とされ、その気密室と外部とを通じる検圧用通路が上
記プラグに形成されている。
【0008】(2)請求項2の発明では、収納管の蓋の
外側に、上記収納管に対する第2の蓋が取付けられ、こ
の第2の蓋と上記収納管の蓋との間は気密室とされ、そ
の気密室と外部とを通じる検圧用通路が設けられてい
る。 (3)請求項3の発明では、上記(2)項記載の使用済
核燃料貯蔵庫において、上記気密室と通じたパイプが上
記第2の蓋に固定されて構成され、そのパイプは上記プ
ラグに形成された孔を通じて外部に導出され、上記パイ
プの中心孔によって上記検圧用通路が構成されている。
【0009】(4)請求項4の発明では、上記(2)項
記載の使用済核燃料貯蔵庫において、上記検圧用通路
は、上記第2の蓋に形成された貫通細孔と、上記プラグ
に形成された貫通細孔と、これら両貫通細孔を連結する
チューブとより構成される。 (5)請求項5の発明では、上記(1)〜(4)項のい
ずれかに記載の使用済核燃料貯蔵庫において、上記収納
管と同軸心的にこれを覆う放射遮蔽材料よりなる外筒
が設けられ、その外筒は上記貫通孔の内周面にも延長形
成され、上記プラグは上記外筒の延長部を蓋している。
【0010】
【実施例】図1及び図2に請求項1の発明の実施例を示
す。収納管1は鋼製であり、考えられる貯蔵期間中の経
年腐食に耐えられるだけの肉厚を有している。一次蓋
3,及び二次蓋4はボルトでフランジ5に固定される。
各蓋とフランジ5との接触面は例えば金属性のシール6
を用いて、収納管1内の使用済核燃料7を雰囲気8から
密封できる。またこのような二重蓋方式を適用すると、
一次蓋3と二次蓋4の間の空間に形成される気密室30
を負圧にすることによって蓋の健全性を長期にわたって
監視することができる。このため、遮蔽用プラグ9には
鉛直の貫通細孔10(検圧用通路31)を開けておき、
気密室30の負圧監視を遮蔽用プラグ9頂部に接続する
配管11を通して行う。なお、検圧用通路31は直線状
でなくジクザクでもよい。
【0011】原子力発電所の貯蔵プールで一定期間貯蔵
した使用済核燃料は、貯蔵プール内で収納管1内に装荷
され、内部乾燥処理を施された後、ボルトでシール付の
一次蓋3をフランジ5に密封固定する。この状態で収納
管1を輸送キャスク内に装荷して貯蔵庫まで輸送する。
貯蔵庫内では輸送キャスクから収納管1を使用済核燃料
7を収納したまゝの状態で取り出して一次蓋3による密
封状態を確認し、遮蔽用プラグ9と一体化したシール付
の二次蓋4をさらにフランジ5にボルトで固定する。こ
ゝで形成される二重蓋間の気密室30に空気を正圧にて
一定時間閉じ込めるなどして二次蓋4の密封性を確認で
きたら、これをガントリーに取り込み燃料挿入ホール2
2まで移動する。所定位置まで達すると、予め上壁16
の貫通孔12に備え付けられている遮蔽用プラグ9を取
り外し、そこに二重蓋を装着した収納管1をこの貫通孔
12から収納管1の底部がチャンバ13の床に設置され
ている緩衝器20に達するまで鉛直に挿入する。遮蔽用
プラグ9の側面にはプラグシール14が付加されている
ので、これが貫通孔12の内面と接触してチャンバ13
の雰囲気8と燃料挿入ホール22内の雰囲気(外気)と
を遮断する。
【0012】こゝで予め上壁16の貫通孔12に備え付
けられている遮蔽用プラグ9の底部にはすでに収納管1
を密封するための二重蓋4が装着された状態にあり、ま
た頂部には貫通細孔10に対する端栓15が装着してい
る。収納管1を貫通孔12に挿入するためにこの遮蔽用
プラグ9を取り外した後、次の一次蓋3付の収納管1に
固定するためにガントリーにて受入工程へ運ぶ。
【0013】さて、チャンバ13内に収納管1を鉛直に
装入したら、遮蔽用プラグ9の貫通細孔10の頂部に装
着していた端栓15を取り除き、代わりに圧力監視シス
テムへ接続している配管11を装着し、一次蓋3と二次
蓋4の間の気密室30を負圧状態としてこれを監視す
る。これをもって使用済核燃料7は貯蔵状態となる。図
3には請求項5の発明の第1の実施例を示す。図3で
は、上壁16の貫通孔12を貫通してチャンバ13の床
まで到達するような外筒(放射遮蔽材料より成る)2
を予め設置しておき、その中に図1,図2の収納管1を
挿入することになるので、遮蔽用プラグ9側面に付加し
ているプラグシール14は外筒2の内壁に接触して、こ
れによって収納管1と外筒2との間の空間は密封されて
いることになるので、これを二重蓋間の気密室30の密
封監視方法と同様の方法で監視することにより、収納管
1側壁の健全性も併せて長期にわたって監視できる。た
だし使用済核燃料7を密封する立場からは、この場合の
負圧の程度は、気密室30内を最も大きいものとし、収
納管1と外筒2との間の空間はそれより負圧の程度を小
さくすることが望ましい。
【0014】図4に請求項2及び3の発明の実施例を示
す。図4では、図1〜図3と対応する部分に同じ符号を
付して示し、重複説明を省略する。遮蔽用プラグ9には
鉛直の貫通路18を開けておき、一次蓋3と二次蓋4の
間の気密室30の負圧監視を二次蓋4に付加するパイプ
17の頂部に接続する配管11を通して行う。貯蔵庫内
では、輸送キャスクから一次蓋付の収納管1を使用済核
燃料7を収納したまゝの状態で取り出して一次蓋3によ
る密封状態を確認し、予めパイプ17を付加したシール
付の二重蓋4をボルトでフランジ5に固定する。こゝで
形成される二重蓋間の気密室30に空気を正圧にて一定
時間閉じ込めるなどして二重蓋4の密封性を確認できた
ら、これをガントリーに取り込み燃料挿入ホール22ま
で移動する。所定位置まで達すると、予め上壁16の貫
通孔12に備え付けられている遮蔽用プラグ9を取り外
し、そこに二重蓋を装着した収納管1を図1の例と同様
にこの貫通孔12から収納管1の底部が緩衝器20に達
するまで鉛直に装入する。こゝで予め貫通孔12に備え
付けられている遮蔽用プラグ9の貫通路18にはチャン
バ13からの遮蔽を目的として端栓15(図5参照)が
装着している。収納管1をチャンバ13内に挿入した
ら、遮蔽用プラグ9の端栓15を取り外して、この遮蔽
用プラグ9を貫通孔12に挿入する。この時、貫通路1
8にパイプ17が挿入され、遮蔽用プラグ9の頂部から
パイプ17が突出した状態になるので、これを固定金具
19で固定する。
【0015】図5に示すのは、請求項5の第2の実施例
であり、予めチャンバ3内に外筒2を設け、その外筒2
内に図4の収納管1を収納した場合である。図6に請求
項2及び4の発明の実施例を示す。貯蔵庫内では輸送キ
ャスクから一次蓋付の収納管1を使用済核燃料7を収納
したまゝの状態で取り出して一次蓋3による密封状態を
確認し、チューブ23の付いたシール付の二次蓋4をボ
ルトでフランジ5に固定する。こゝで形成される二重蓋
間の気密室30に空気を正圧にて一定時間閉じ込めるな
どして二次蓋4の密封性を確認できたら、これをガント
リーに取り込み燃料挿入ホール22まで移動する。所定
位置まで達すると、予め上壁16の貫通孔12に備え付
けられている遮蔽用プラグ9を取り外し、そこに二重蓋
が装着した収納管1をチューブ23の一端をガントリー
内に保持した状態で貫通孔12から収納管1の底部が緩
衝器に達するまで鉛直に装入する。収納管1をチャンバ
13内に装入したら、貫通細孔10の底部にガントリー
内に保持しておいたチューブ23の一端を接続してか
ら、この遮蔽用プラグ9を貫通孔12に装入する。
【0016】図7に示すのは、請求項5の第3の実施例
であり、予めチャンバ13に外筒2を設け、外筒2内に
図6の収納管1を収納した場合である。以上の請求項1
乃至5で提案した収納管は、「特願平4−67681」
で提案されているような貯蔵庫内に空気循環路を有する
ことを特徴とした使用済核燃料貯蔵庫にも適用できるこ
とは明らかである。
【0017】
【発明の効果】原子力発電所で原子炉から取り出された
使用済核燃料は、直接収納管1内に装荷され、シール付
の一次蓋3のみをボルトで固定し、これを輸送キャスク
にて使用済核燃料貯蔵庫まで輸送する。当該貯蔵庫で
は、輸送キャスクから使用済核燃料が装荷された収納管
1を取り出し、シール付の二次蓋4をボルトで固定する
と、直ちにチャンバ13に挿入することができる。従っ
て、従来の工程のように使用済核燃料を貯蔵庫内で直接
ハンドリングする必要がなく、常に収納管1内に包蔵さ
れた状態でハンドリングできるため、核燃料のハンドリ
ング作業が軽微であり、かつ安全上有利である。また貯
蔵庫での作業は主に二次蓋4の固定のみであるため、作
業の少量化が期待できるとともに、二重蓋構造であるた
めに蓋間の気密室30を負圧に維持してこれを監視する
ことにより収納管蓋部の密封性の健全性を容易に監視で
き、貯蔵庫の安全性を向上できる利点がある。
【0018】またさらに安全性を高めるためには、請求
項5の発明のように、上壁16を貫通してチャンバ13
の床まで到達するような外筒2を予め設置しておき、そ
の中に請求項1〜4記載の収納管1を装荷する。この方
式を適用すると使用済核燃料は雰囲気8に対して蓋部の
みならず完全に二重に密封されていることになり、二重
蓋間の気密室30の圧力を監視するとともに、収納管1
と外筒2との間の圧力も合わせて監視することによって
より安全性の高い貯蔵庫が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施例を示す断面図。
【図2】図1の要部を拡大して示す断面図。
【図3】請求項5の発明の第1の実施例を示す断面図。
【図4】請求項3の発明の実施例の要部を示す断面図。
【図5】請求項5の発明の第2の実施例を示す断面図。
【図6】請求項4の発明の実施例の要部を示す断面図。
【図7】請求項5の発明の第3の実施例を示す断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−298799(JP,A) 特開 昭60−181690(JP,A) 特開 昭59−166900(JP,A) 特開 昭57−600(JP,A) 特開 昭56−147098(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21F 9/36 G21F 5/00 G21C 19/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 貯蔵庫の上壁に形成された貫通孔を通じ
    て、使用済核燃料を収納した鋼製の収納管が鉛直な姿勢
    で挿入保持され、その貫通孔が遮蔽用プラグで閉栓され
    た使用済核燃料貯蔵庫において、 上記収納管の蓋の外側において、上記プラグにより上記
    収納管に対する第2の蓋が構成され、 その第2の蓋と上記収納管の蓋との間は気密室とされ、 その気密室と外部とを通じる検圧用通路が上記プラグに
    形成されていることを特徴とする使用済核燃料貯蔵庫。
  2. 【請求項2】 貯蔵庫の上壁に形成された貫通孔を通じ
    て、使用済核燃料を収納した鋼製の収納管が鉛直な姿勢
    で挿入保持され、その貫通孔が遮蔽用プラグで閉栓され
    た使用済核燃料貯蔵庫において、 上記収納管の蓋の外側に、上記収納管に対する第2の蓋
    が取付けられ、 この第2の蓋と上記収納管の蓋との間は気密室とされ、 その気密室と外部とを通じる検圧用通路が設けられてい
    ることを特徴とする使用済核燃料貯蔵庫。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の使用済核燃料貯蔵庫にお
    いて、上記気密室と通じたパイプが上記第2の蓋に固定
    されて構成され、そのパイプは上記プラグに形成された
    孔を通じて外部に導出され、上記パイプの中心孔によっ
    て上記検圧用通路が構成されていることを特徴とする。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の使用済核燃料貯蔵庫にお
    いて、上記検圧用通路は、上記第2の蓋に形成された貫
    通細孔と、上記プラグに形成された貫通細孔と、これら
    両貫通細孔を連結するチューブとよりなることを特徴と
    する。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の使用
    済核燃料貯蔵庫において、上記収納管と同軸心的にこれ
    を覆う放射遮蔽材料よりなる外筒が設けられ、その外
    筒は上記貫通孔の内周面にも延長形成され、上記プラグ
    は上記外筒の延長部を蓋していることを特徴とする。
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