JP3706583B2

JP3706583B2 - Method for measuring dynamic displacement of cask and cask member

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Publication number: JP3706583B2
Application number: JP2002029808A
Authority: JP
Inventors: 和雄浅田; 保広丹; 武横山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003232889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子燃料を収納する内容器と、内容器を閉塞する上蓋とを備えたキャスク、およびキャスク部材の動的変位量測定方法に係り、更に詳しくは、落下試験時における内容器と上蓋との変位量を動的に測定するキャスク部材の動的変位量測定方法、およびこの動的変位量測定方法を適用したキャスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所から取り出された使用済みの原子燃料は、図１１に示すようなキャスク１と呼ばれる略円筒形状の専用容器に収納され、所定の貯蔵施設まで輸送されたり、あるいはこの貯蔵施設においてキャスク１に収納されたまま長期間貯蔵される計画である。
【０００３】
使用済みの原子燃料にはＦＰ、ＴＲＵ、あるいはアクチノイド等の放射性物質が含まれており、これら放射性物質から放射線が放出される。したがって、キャスク１は、内部に原子燃料を個々に収納するセル構造を有し、且つキャスク1の主要な強度部材としての機能を有し、且つ原子燃料から放出されるガンマ線の主な遮蔽材としての機能を有する、上端が開口した本体胴２と、本体胴２の周囲に配置され、主に中性子線を遮蔽するための遮蔽体３が設けられているとともに、原子燃料を収納している本体胴２の内部から外部へと放射性物質が漏洩しないように、以下のような対策が施されている。
【０００４】
すなわち、キャスク１は、本体胴２の上端の開口部４から内部に原子燃料を収納するが、本体胴２の内部へ所定数の原子燃料を収納すると、図１２に示すように、まず１次蓋５に設けられたボルト孔８を挿通した固定ボルト６によって、１次蓋５が本体胴２の肩部からなる固定面７（＃ａ）にしっかりと固定され、次に２次蓋９に設けられたボルト孔１４を挿通した固定ボルト１０によって、２次蓋９が別の肩部からなる固定面７（＃ｂ）にしっかりと固定される。
【０００５】
なお、このとき、キャスク１の内部を密封するためのシール材として金属ガスケット１１が、１次蓋５と固定面７（＃ａ）との間に設けられた凹部１２に、また２次蓋９と固定面７（＃ｂ）との間の凹部１３にそれぞれ２つずつキャスク１の中心軸に対して同軸的に配置されている。
【０００６】
金属ガスケット１１は、図１３に示すように環状形状をなしており、外周側に環状の開口部１５を有する断面Ｃ字形状のアルミニウム製の外側被膜１６の中に、外側被膜１６と共通の開口部１５を有する断面Ｃ字形状のインコネル製の内側被膜１７が設けられている。更に、この内側被膜１７の内側に、コイルスプリング１８が設けられている。
【０００７】
上述したように構成した４つの金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）が、同軸的に配置された状態で、図１２に示すように、１次蓋５と固定面７（＃ａ）との間、および２次蓋９と固定面７（＃ｂ）との間に狭持される。すなわち、金属ガスケット１１（＃ａ）および金属ガスケット１１（＃ｂ）が凹部１２に、金属ガスケット１１（＃ｃ）および金属ガスケット１１（＃ｄ）が凹部１３に、キャスク１の中心軸に対して同軸的に配置された状態でそれぞれ狭持される。これによって、原子燃料を収納している本体胴２が金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）によって密封され、キャスク１の内部から外部へと放射性物質が漏洩しないような対策が講じられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のキャスクでは、以下のような問題がある。
【０００９】
すなわち、上述したように構成されたキャスク１を所定の貯蔵場所に移動する場合、キャスク１の外周部に備えられたトラニオン２０に専用吊り具が取り付けられ、この専用吊り具をクレーン等によって吊り上げることによって移動が行われる。
【００１０】
したがって、キャスク１に原子燃料を収納する前に、クレーンの移動中における万が一のキャスク１の落下を想定した落下試験が予め行われる。この落下試験によって、キャスク１が落下しても収納している原子燃料の健全性が維持されるとともに、１次蓋５が固定面７（＃ａ）から、あるいは２次蓋９が固定面７（＃ｂ）からズレることなく、キャスク１の密封機能が維持されていることが確認されている。
【００１１】
しかしながら、単に密封機能の維持を確認するのみならず、更に詳細な知見の取得のために、１次蓋５と固定面７（＃ａ）、および２次蓋９と固定面７（＃ｂ）とのズレである変位量の動的なデータを取得することは、極めて重要なことである。
【００１２】
しかしながら、従来、落下試験時においてこのような動的変位量は測定されておらず、したがって、このような動的変位量を測定する方法および装置はない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、キャスク落下時における１次蓋および２次蓋の容器本体に対するズレである変位量を、動的に測定することが可能なキャスクおよびキャスク部材の動的変位量測定方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００１５】
すなわち、請求項１の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、金属ガスケットの円環方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、直交する方向と円環方向とを合成してなる任意方向に沿った金属ガスケットの歪み量とを測定する３方向歪みゲージと、３方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００１６】
請求項２の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する第１の歪みゲージと、金属ガスケットに備えられ、金属ガスケットの円環方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する第２の歪みゲージと、金属ガスケットに備えられ、直交方向と円環方向とを合成してなる任意方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する第３の歪みゲージと、各歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００１７】
請求項３の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって内容器と上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、内容器の開口部を上蓋で閉塞してなるキャスクにおいて、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、円周方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、直交方向と円周方向とを合成してなる任意方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量とを測定する３方向歪みゲージと、３方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００１８】
請求項４の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって内容器と上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、内容器の開口部を上蓋で閉塞してなるキャスクにおいて、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量を測定する第１の歪みゲージと、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、円周方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量を測定する第２の歪みゲージと、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられ、直交方向と円周方向とを合成してなる任意方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量を測定する第３の歪みゲージと、各歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を算出する動的変位量算出手段とを備えている。
【００２１】
請求項５の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する１方向歪みゲージを少なくとも１箇所以上に有しており、１方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的開き量を算出する動的開き量算出手段を備えている。
【００２２】
請求項６の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおいて、金属ガスケットに備えられ、両フランジ面に平行な金属ガスケットの周方向に沿った金属ガスケットの歪み量を測定する１方向歪みゲージを少なくとも１箇所以上に有しており、１方向歪みゲージによって測定された各歪み量および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的ズレ量を算出する動的ズレ量算出手段を備えている。
【００２３】
請求項７の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、内容器の開口部を密封するシール材として用いられ、内容器のフランジ面とこの開口部を塞ぐ上蓋のフランジ面との間に所定圧力が加えられて狭持される円環形状の金属ガスケットとを備えたキャスクにおける金属ガスケットの動的変位量を測定する方法であって、両フランジ面に直交する直交方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、金属ガスケットの円環方向に沿った金属ガスケットの歪み量と、直交方向と円環方向とを合成してなる任意方向に沿った金属ガスケットの歪み量とを、金属ガスケットに備えられた歪みゲージによって測定し、これら測定結果および測定時刻に基づいて、金属ガスケットの動的変位量を測定する。
【００２４】
請求項８の発明は、開口部を備え、この開口部から原子燃料を受け入れて収納する内容器と、この開口部を塞ぐ円盤形状の上蓋とを、上蓋の外周側に円周方向に沿って配置された複数の締付ボルトによって内容器と上蓋とを互いに接近するように締め付けることによって、内容器の開口部を上蓋で閉塞してなるキャスクにおける内容器に対する上蓋の動的変位量を測定する方法であって、円周方向を含む断面に直交する直交方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、円周方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量と、直交方向と円周方向とを合成してなる任意方向に沿った上蓋の内容器に対する歪み量とを、複数の締付ボルトのうちの少なくとも何れかに備えられた歪みゲージによって測定し、これら測定結果および測定時刻に基づいて、上蓋の内容器に対する動的変位量を測定する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
なお、以下の各実施の形態の説明に用いる図中の符号は、図１１から図１３と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００２８】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図５を用いて説明する。
【００２９】
図１は、第１の実施の形態に係るキャスクに適用する金属ガスケットの一例を示す平面図、図２は、図１中におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は、図１中におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００３０】
すなわち、本実施の形態に係るキャスク１は、表面に３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを複数備えた金属ガスケット１１を用いている。歪みゲージ２１は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、固定ボルト６，１０の締付方向Ｚに沿った金属ガスケット１１の歪み量を測定する歪みゲージ２１ｚと、円環方向Ｘに沿った金属ガスケット１１の歪み量を測定する歪みゲージ２１ｘと、締付方向Ｚと円環方向Ｘとの中間方向（例えば、締付方向Ｚおよび円環方向Ｘとのなす角が４５°となる方向）Ｙに沿った金属ガスケット１１の歪み量を測定する歪みゲージ２１ｙとの３種類から構成している。
【００３１】
そして、図４（ｃ）に示すように、歪みゲージ２１ｚを、その測定方向を締付方向Ｚに合わせて配置し、歪みゲージ２１ｘを、その測定方向を円環方向Ｘに合わせて配置し、歪みゲージ２１ｙを、その測定方向を中間方向Ｙに合わせて配置する。
【００３２】
図１２で既に説明したように、キャスク１には、内径寸法の異なる４つの金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）が同軸的に配置されている。上述したように歪みゲージ２１を３つ１組（２１ｘ，２１ｙ，２１ｚ）で各金属ガスケット１１（＃ａ〜＃ｄ）の表面に配置する。
【００３３】
図１から図３は、このように３つ１組で金属ガスケット１１の表面に配置された歪みゲージ２１の一例を示す配置図である。図１は、金属ガスケット１１の平面図であり、この配置例では、３つ１組からなる歪みゲージ２１を、環状方向の互いに回転対称となる４箇所にそれぞれ配置している。図２は図１中に示すＡ−Ａ線に沿った金属ガスケット１１の断面図、また図３は図１中に示すＢ−Ｂ線に沿った金属ガスケット１１の断面図であり、金属ガスケット１１の断面周方向に沿って、３つ１組からなる歪みゲージ２１を５箇所に配置している。勿論金属ガスケット１１に配置される歪みゲージ２１の数、および配置場所は、図１から図３に示す配置例に限るものではない。
【００３４】
これによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ａ），１１（＃ｂ）が締付方向Ｚに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ａ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ａ）、および金属ガスケット１１（＃ｂ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ｂ）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ｃ），１１（＃ｄ）が締付方向Ｚに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ｃ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ｃ）、および金属ガスケット１１（＃ｄ）に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃ｄ）がこの歪み量を測定する。
【００３５】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ａ），１１（＃ｂ）が円環方向Ｘに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ａ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ａ）、および金属ガスケット１１（＃ｂ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ｂ）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ｃ），１１（＃ｄ）が円環方向Ｘに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ｃ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ｃ）、および金属ガスケット１１（＃ｄ）に配置された歪みゲージ２１ｘ（＃ｄ）がこの歪み量を測定する。
【００３６】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ａ），１１（＃ｂ）が中間方向Ｙに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ａ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ａ）、および金属ガスケット１１（＃ｂ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ｂ）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、金属ガスケット１１（＃ｃ），１１（＃ｄ）が中間方向Ｙに沿って歪むために、金属ガスケット１１（＃ｃ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ｃ）、および金属ガスケット１１（＃ｄ）に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃ｄ）がこの歪み量を測定する。
【００３７】
各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力されるようにしている。そして、動的変位量算出部２２は、各測定信号および対応する測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量をそれぞれ算出する。
【００３８】
具体的には、各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって測定された歪み量と、変位量との相関関係を予めテーブル化して動的変位量算出部２２に記憶しておき、動的変位量算出部２２は、このテーブルを用いて、各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって測定された歪み量を換算することによって変位量を算出する。更に、各変位量に対応する測定時刻に基づいて、締付方向Ｚ、円環方向Ｘ、中間方向Ｙの各々の方向における動的変位量を算出する。更にまた、これら各方向における動的変位量をベクトル的に合計することによって、変位方向を把握する。
【００３９】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係るキャスクの作用について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
すなわち、本実施の形態に係るキャスクでは、金属ガスケット１１に３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを複数、それぞれ円環方向Ｘに沿って回転対称位置になるように備え、この３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって、金属ガスケット１１の各位置における動的変位量を測定する。
【００４１】
このような歪みゲージ２１のうち、歪みゲージ２１ｚは、その測定方向が締付方向Ｚになるように配置され、歪みゲージ２１ｘは、その測定方向が円環方向Ｘになるように配置され、歪みゲージ２１ｙは、その測定方向が中間方向Ｙになるように配置される。
【００４２】
これによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｚ（＃ａ）および歪みゲージ２１ｚ（＃ｂ）によってこの歪み量が測定される。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｚ（＃ｃ）および歪みゲージ２１ｚ（＃ｄ）によってこの歪み量が測定される。
【００４３】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、歪みゲージ２１ｘ（＃ａ）および歪みゲージ２１ｘ（＃ｂ）によってこの歪み量が測定される。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円環方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｘ（＃ｃ）および歪みゲージ２１ｘ（＃ｄ）によってこの歪み量が測定される。
【００４４】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、歪みゲージ２１ｙ（＃ａ）および歪みゲージ２１ｙ（＃ｂ）によってこの歪み量が測定される。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、歪みゲージ２１ｙ（＃ｃ）および歪みゲージ２１ｙ（＃ｄ）によってこの歪み量が測定される。
【００４５】
キャスクの落下試験が行われ（Ｓ１）、上述したようにして各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると（Ｓ２）、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力される（Ｓ３）。そして、動的変位量算出部２２では、各測定信号および測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量がそれぞれ算出される（Ｓ４）。
【００４６】
上述したように、本実施の形態に係るキャスクにおいては、上記のような作用により、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量を測定することができる。したがって、このような動的変位量測定方法を適用してキャスク１の落下試験を行うことによって、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量を測定することが可能となり、キャスク１の落下時における１次蓋５および２次蓋９の変位挙動を把握することができる。
【００４７】
なお、上述したような作用効果は、本実施の形態で説明した３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの代わりに、締付方向Ｚ、円環方向Ｘ、および中間方向Ｙの３方向における変位量を測定する３軸歪みゲージを用いることによっても実現することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図６から図７を用いて説明する。
【００４９】
すなわち、従来技術のキャスクは、図１１で説明した通り、円盤形状の１次蓋５はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔８を備えている。また、円盤形状の２次蓋９はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔１４を備えている。このようなボルト孔８，１４にはそれぞれ固定ボルト６，１０が挿通される。
【００５０】
本実施の形態に係るキャスクは、１次蓋５のボルト孔８に挿通される固定ボルト６のうち、図６に示すように、円周方向に沿って互いに回転対称となるような位置にあるボルト孔８に挿通される４つの固定ボルト６ａに、第１の実施の形態で説明したような３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを、図７（ａ）に示すように、固定ボルト６ａのネジ切り部の上部に備える。更に、図７（ａ）中に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図である図７（ｂ）に示すように、固定ボルト６ａの周方向に沿って、固定ボルト６ａのボルト軸を中心として互いに回転対称となるような４箇所の位置に３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを備える。その他の固定ボルト６には、歪みゲージ２１を備えない。
【００５１】
図示しないが、同様に、２次蓋９のボルト孔１４に挿通される固定ボルト１０のうち、円周方向に沿って互いに回転対称となるような位置にあるボルト孔１４に挿通される４つの固定ボルト１０にもまた、第１の実施の形態で説明したような３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを、固定ボルト１０のネジ切り部の上部に備える。更に、この固定ボルト１０の周方向に沿って、固定ボルト１０のボルト軸を中心として互いに回転対称となるような４箇所の位置に３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを備える。勿論固定ボルトに配置される歪みゲージ２１の数、および配置場所は、図６および図７に示す配置例に限るものではない。
【００５２】
このように、１次蓋５を固定面７（＃ａ）に固定している固定ボルト６のうちの４本、２次蓋９を固定面７（＃ｂ）に固定している固定ボルト１０のうちの４本にそれぞれ３つ１組の歪みゲージ２１をボルトの周方向に沿って４つずつ備えることによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、固定ボルト６ａが締付方向Ｚに沿って歪むために、固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、４本の固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００５３】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、固定ボルト６ａが円周方向Ｘに沿って歪むために、固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｘ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する横ズレが生じた場合には、４本の固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００５４】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、固定ボルト６ａが中間方向Ｙに沿って歪むために、固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｙ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する斜めズレが生じた場合には、４本の固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｙ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００５５】
各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると、第１の実施の形態と同様に、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力されるようにしている。そして、動的変位量算出部２２は、各測定信号および対応する測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量をそれぞれ算出する。
【００５６】
上述したような構成とすることによっても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第１の実施の形態と同様に、３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの代わりに、締付方向Ｚ、円周方向Ｘ、および中間方向Ｙの３方向における変位量を測定する３軸歪みゲージを用いることによっても実現することができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図８を用いて説明する。
【００５８】
すなわち、従来技術のキャスクは、図１１で説明した通り、円盤形状の１次蓋５はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔８を備えている。また、円盤形状の２次蓋９はその外周側に、円周方向に沿って等間隔で複数のボルト孔１４を備えている。このようなボルト孔８，１４にはそれぞれ固定ボルト６，１０が挿通される。
【００５９】
本実施の形態に係るキャスクは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、１次蓋５にダミーボルト孔２３を備える。このダミーボルト孔２３は、ボルト孔８同様に、１次蓋５の外周側に備え、既存のボルト孔８の間に穿孔する。すなわち、図８（ａ）は、ダミーボルト孔２３が備えられていない１次蓋５を示す一方、図８（ｂ）は、一例として、４箇所のダミーボルト孔２３を備えた１次蓋５を示している。ダミーボルト孔２３は、円周方向に沿って互いに回転対称となるような位置に備える。
【００６０】
そして、このように互いに回転対称となるような位置に穿孔されたダミーボルト孔２３に、第２の実施の形態の図７で説明したような３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをボルトの周方向に亘って複数組備えた固定ボルト６ａを挿通し、この固定ボルト６ａによって、１次蓋５を固定面７（＃ａ）に締め付ける。同様に、２次蓋９にも同様にダミーボルト孔２３を備え、このダミーボルト孔２３にも、３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをボルトの周方向に亘って複数組備えた固定ボルト１０を挿通し、この固定ボルト１０によって、２次蓋９を固定面７（＃ｂ）に締め付ける。
【００６１】
このように、１次蓋５および２次蓋９にそれぞれダミーボルト孔２３を設け、このダミーボルト孔２３に、３つ１組の歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをボルトの周方向に亘って複数組備えた固定ボルトを挿通し、これら固定ボルトによって１次蓋５および２次蓋９を締め付けることによって、１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、１次蓋５に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して締付方向Ｚに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する開き具合に変化が生じた場合には、２次蓋９に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００６２】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する横ズレが生じた場合には、１次蓋５に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して円周方向Ｘに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する横ズレが生じた場合には、２次蓋９に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００６３】
１次蓋５が固定面７（＃ａ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する斜めズレが生じた場合には、１次蓋５に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト６ａに配置された歪みゲージ２１ｚ（＃６）がこの歪み量を測定する。同様に、２次蓋９が固定面７（＃ｂ）に対して中間方向Ｙに沿ったズレが生じた場合、すなわち２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する斜めズレが生じた場合には、２次蓋９に穿孔されたダミーボルト孔２３に挿通された固定ボルト１０に配置された歪みゲージ２１ｚ（＃１０）がこの歪み量を測定する。
【００６４】
各歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚによって歪み量が測定されると、第１および第２の実施の形態と同様に、測定信号および対応する測定時刻が動的変位量算出部２２に出力されるようにしている。そして、動的変位量算出部２２は、各測定信号および対応する測定時刻と、各測定信号の出力元の歪みゲージ２１の配置場所とに基づいて、１次蓋５の固定面７（＃ａ）に対する動的変位量、および２次蓋９の固定面７（＃ｂ）に対する動的変位量をそれぞれ算出する。
【００６５】
上述したような構成とすることによっても、第１および第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第１の実施の形態と同様に、３つ１組からなる歪みゲージ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの代わりに、締付方向Ｚ、円周方向Ｘ、および中間方向Ｙの３方向における変位量を測定する３軸歪みゲージを用いることによっても実現することができる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を図９を用いて説明する。
【００６８】
図９（ａ）および図９（ｂ）は、第４の実施の形態における、１方向歪ゲージ２１の配置例を示す平面図および立面図である。図９（ａ）では、歪ゲージ２１は４箇所に配置しているが、一例であり、個数と位置は限定されるものではない。図９（ｃ）は、金属ガスケット１１に負荷、或いは強制変位などの拘束条件が一切ない状態における図９（ａ）の金属ガスケット１１のＤ−Ｄ断面図である。図９（ｄ）は、１次蓋５または２次蓋９を本体胴２にボルトで締付けた初期の状態における図９（ａ）の金属ガスケット１１のＤ−Ｄ断面図である。図９（ｅ）は、外部の衝撃などにより１次蓋５または２次蓋９と本体胴２の対面するフランジが初期の状態よりも開いた状態における図９（ａ）の金属ガスケット１１のＤ−Ｄ断面図である。
【００６９】
図９（ｃ）と図９（ｄ）とを比較してわかるように、金属ガスケット１１は、蓋と本体胴２との対面するフランジの間に、狭持され、ボルトで閉めつけられることにより、締付け力に応じて楕円形に変形する。しかしながら、蓋と本体胴の対面するフランジの間隔が変化すれば、間隔の変化に応じて金属ガスケット１１の変形状態も変化し、間隔が小さくなればさらに楕円形に進行し、間隔が大きくなれば楕円形から円形に近づく。
【００７０】
このとき、金属ガスケット１１の側面に、フランジに直行する方向に取り付けた歪ゲージ２１の出力は、図９（ｅ）に示すような蓋と本体胴の対面するフランジの間隔が増加した場合には、図９（ｄ）で示すボルトで締め付けた初期の状態の歪量に比べて、小さい値を示す。また、逆に、蓋と本体胴の対面するフランジの間隔が減少した場合には、ボルトで締め付けた初期の状態の歪量に比べて、大きい値を示す。
【００７１】
このような、歪ゲージの出力の変化と、その変化に対応する経過時間とにより、外部からの負荷などによる、蓋と本体胴の対面するフランジの間隔の動的開き量の変化を計測することができる。
【００７２】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態を図１０を用いて説明する。
【００７３】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第５の実施の形態における、１方向歪ゲージ２１の配置例を示す平面図および立面図である。図１０（ａ）では、歪ゲージ２１は８箇所に配置しているが、一例であり、個数と位置は限定されるものではない。図１０（ｃ）は、１次蓋５または２次蓋９を本体胴２にボルトで締付けた初期の状態における図１０（ａ）の金属ガスケット１１の歪ゲージ２１の拡大図である。図１０（ｄ）は、外部の衝撃などにより１次蓋５または２次蓋９と本体胴２の対面するフランジが横ズレを生じた状態における図１０（ａ）の金属ガスケット１１の歪ゲージ２１の拡大図である。
【００７４】
図１０（ｃ）と図１０（ｄ）とを比較してわかるように、蓋と本体胴２との対面するフランジの間に、狭持され、ボルトで閉めつけられた金属ガスケット１１は、蓋と本体胴２の対面するフランジに横ズレが生じた場合、フランジの摩擦によりズレ方向にねじれ変形を生じる。
【００７５】
このねじれ変形は、ねじれ変形に対する金属ガスケット１１の復元力がフランジと金属ガスケット１１の摩擦力を超えるまでは、蓋と本体胴２のフランジ間のズレに応じて変化する。このため、金属ガスケット１１の側面に、フランジに平行な金属ガスケット１１の周方向に取り付けた歪ゲージ２１の出力は、ズレ量に応じて変化する金属ガスケット１１のねじれ変形に対応して変化する。但し、このズレ量に応じた歪ゲージ２１の出力特性は、金属ガスケット１１の断面径やフープ径により変わる。
【００７６】
そこで、蓋と本体胴２のフランジのズレ量とこのズレによる金属ガスケット１１のねじれ変化に対応する歪ゲージ２１の出力特性を、金属ガスケット１１の線径やフープ径などねじれ剛性に関する因子をパラメータとした模擬試験などで採取し、データベース化しておく。これにより、金属ガスケット１１の歪ゲージの出力とデータベースとを比較するとともに、その歪ゲージの出力に対応する経過時間を整理することにより、外部からの負荷などによる、蓋と本体胴２の対面するフランジの間のズレ量とその時間化を計測することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、キャスク落下時における１次蓋および２次蓋の容器本体に対するズレである変位量を、動的に測定することが可能なキャスクおよびキャスク部材の動的変位量測定方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るキャスクに適用する金属ガスケットの一例を示す平面図
【図２】図１中におけるＡ−Ａ線に沿った断面図
【図３】図１中におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図４】金属ガスケットへの歪みゲージの配置方法を説明するための図
【図５】第１の実施の形態に係るキャスクにおける動的変位量測定方法を示すフローチャート
【図６】第２の実施の形態において、歪みゲージを備えた固定ボルトの配置例を示す模式図
【図７】歪みゲージが備えられた固定ボルトの一例を示す立面図およびＣ−Ｃ線に沿った断面図
【図８】第３の実施の形態において、１次蓋に備えられたダミーボルト孔の配置例を示す模式図
【図９】第４の実施の形態において、金属ガスケットへの歪ゲージの配置方法と、上蓋と本体胴の対面するフランジが初期の開き量から変動した場合の状態を示す模式図
【図１０】第５の実施の形態において、金属ガスケットへの歪ゲージの配置方法と、上蓋と本体胴の対面するフランジが初期の位置からズレた場合の状態を示す模式図
【図１１】キャスクの内部構造を示す鳥瞰図
【図１２】金属ガスケットの狭持状態を示すキャスクの詳細立断面図
【図１３】金属ガスケットの構造を示す平面図および断面図
【符号の説明】
１…キャスク
２…本体胴
３…遮蔽体
４，１５…開口部
５…１次蓋
６，１０…固定ボルト
７…固定面
８，１４…ボルト孔
９…２次蓋
１１…金属ガスケット
１２，１３…凹部
１６…外側被膜
１７…内側被膜
１８…コイルスプリング
２０…トラニオン
２１…歪みゲージ
２２…動的変位量算出部
２３…ダミーボルト孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cask having an inner container for storing nuclear fuel and an upper lid for closing the inner container, and a method for measuring a dynamic displacement of a cask member. More specifically, the inner container and the upper lid at the time of a drop test are disclosed. The present invention relates to a method for measuring the amount of displacement of a cask member that dynamically measures the amount of displacement, and a cask to which this method for measuring the amount of displacement is applied.
[0002]
[Prior art]
The spent nuclear fuel taken out from the nuclear power plant is stored in a special container having a substantially cylindrical shape called a cask 1 as shown in FIG. 11 and transported to a predetermined storage facility, or the cask 1 is stored in the storage facility. It is planned to be stored for a long time while being stored in the storage.
[0003]
Spent nuclear fuel contains radioactive substances such as FP, TRU, or actinoids, and radiation is emitted from these radioactive substances. Accordingly, the cask 1 has a cell structure in which the nuclear fuel is individually stored therein, functions as a main strength member of the cask 1, and serves as a main shielding material for gamma rays emitted from the nuclear fuel. A main body 2 having an opening at the upper end, a main body 2 disposed around the main body 2 and mainly for shielding neutron beams, and containing a nuclear fuel The following measures are taken so that radioactive substances do not leak from the inside of the body 2 to the outside.
[0004]
That is, the cask 1 stores nuclear fuel from the opening 4 at the upper end of the main body cylinder 2. When a predetermined number of nuclear fuel is stored inside the main body cylinder 2, first, as shown in FIG. The primary lid 5 is firmly fixed to the fixing surface 7 (#a) formed of the shoulder of the main body barrel 2 by the fixing bolt 6 inserted through the bolt hole 8 provided in the lid 5, and then to the secondary lid 9. The secondary lid 9 is firmly fixed to the fixing surface 7 (#b) formed of another shoulder by the fixing bolt 10 inserted through the provided bolt hole 14.
[0005]
At this time, a metal gasket 11 as a sealing material for sealing the inside of the cask 1 is provided in the recess 12 provided between the primary lid 5 and the fixed surface 7 (#a), and also in the secondary lid 9. Are disposed coaxially with respect to the central axis of the cask 1 in each of the recesses 13 between the first and second fixing surfaces 7 (#b).
[0006]
As shown in FIG. 13, the metal gasket 11 has an annular shape, and an opening common to the outer coating 16 is formed in an outer coating 16 made of aluminum having a C-shaped cross section having an annular opening 15 on the outer peripheral side. An inner film 17 made of Inconel having a C-shaped cross section having a portion 15 is provided. Further, a coil spring 18 is provided inside the inner coating 17.
[0007]
In the state where the four metal gaskets 11 (#a to #d) configured as described above are arranged coaxially, as shown in FIG. 12, between the primary lid 5 and the fixed surface 7 (#a). And between the secondary lid 9 and the fixed surface 7 (#b). That is, the metal gasket 11 (#a) and the metal gasket 11 (#b) are in the recess 12, the metal gasket 11 (#c) and the metal gasket 11 (#d) are in the recess 13, and the central axis of the cask 1 Each is pinched while being arranged coaxially. Thereby, the main body cylinder 2 containing the nuclear fuel is sealed by the metal gaskets 11 (#a to #d), and measures are taken so that radioactive materials do not leak from the inside of the cask 1 to the outside.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional cask has the following problems.
[0009]
That is, when the cask 1 configured as described above is moved to a predetermined storage location, a dedicated suspension is attached to the trunnion 20 provided on the outer peripheral portion of the cask 1, and the dedicated suspension is lifted by a crane or the like. The movement is performed by.
[0010]
Therefore, before the nuclear fuel is stored in the cask 1, a drop test is performed in advance assuming that the cask 1 is dropped during the movement of the crane. The drop test maintains the soundness of the stored nuclear fuel even when the cask 1 falls, and the primary lid 5 comes from the fixed surface 7 (#a) or the secondary lid 9 comes from the fixed surface 7. It is confirmed that the sealing function of the cask 1 is maintained without deviation from (#b).
[0011]
However, in order not only to confirm the maintenance of the sealing function but also to obtain more detailed knowledge, the primary lid 5 and the fixed surface 7 (#a), and the secondary lid 9 and the fixed surface 7 (#b). It is extremely important to acquire dynamic data of the displacement amount that is a deviation from the above.
[0012]
However, conventionally, such a dynamic displacement has not been measured during a drop test, and therefore there is no method and apparatus for measuring such a dynamic displacement.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a cask and a cask capable of dynamically measuring a displacement amount that is a displacement of the primary lid and the secondary lid with respect to the container body when the cask is dropped. An object of the present invention is to provide a method for measuring the amount of dynamic displacement of a member.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
[0015]
That is, the invention of claim 1 is provided with an opening, and is used as an inner container for receiving and storing nuclear fuel from the opening, and as a sealing material for sealing the opening of the inner container. In a cask having an annular metal gasket that is held between a flange surface of an upper lid that closes an opening by applying a predetermined pressure, the cask is provided in the metal gasket and in an orthogonal direction perpendicular to both flange surfaces. The strain amount of the metal gasket along the ring direction of the metal gasket, the strain amount of the metal gasket along the ring direction of the metal gasket, and the strain amount of the metal gasket along the arbitrary direction formed by combining the orthogonal direction and the ring direction. A dynamic displacement amount calculating means for calculating a dynamic displacement amount of the upper lid with respect to the inner container on the basis of the three-direction strain gauge to be measured, each strain amount measured by the three-way strain gauge, and the measurement time. It is equipped with a.
[0016]
The invention of claim 2 is provided with an opening, and is used as an inner container for receiving and storing nuclear fuel from the opening, and as a sealing material for sealing the opening of the inner container. The flange surface of the inner container and the opening A cask having an annular metal gasket sandwiched by a predetermined pressure applied between the flange surface of the upper lid that closes the lid and provided in the metal gasket, along the orthogonal direction perpendicular to both flange surfaces A first strain gauge that measures the strain amount of the metal gasket, a second strain gauge that is provided in the metal gasket and that measures the strain amount of the metal gasket along the annular direction of the metal gasket, and is provided in the metal gasket. , A third strain gauge for measuring the strain amount of the metal gasket along an arbitrary direction obtained by combining the orthogonal direction and the annular direction, and each strain amount measured by each strain gauge Based on the preliminary measurement time, and a dynamic displacement amount calculation means for calculating the dynamic displacement amount with respect to the inner receptacle of the upper cover.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, an inner container that includes an opening and receives and stores nuclear fuel from the opening, and a disk-shaped upper lid that closes the opening, are arranged along the circumferential direction on the outer peripheral side of the upper lid. At least one of the plurality of tightening bolts in the cask formed by closing the opening of the inner container with the upper lid by tightening the inner container and the upper lid close to each other with the plurality of disposed tightening bolts. The amount of strain on the inner container of the upper lid along the orthogonal direction orthogonal to the cross section including the circumferential direction, the amount of strain on the inner container of the upper lid along the circumferential direction, and the orthogonal direction and the circumferential direction. A three-directional strain gauge that measures the amount of strain of the upper lid along the arbitrary direction formed by the synthesis and the amount of strain measured by the three-way strain gauge and the measurement time, and the movement of the upper lid with respect to the inner container. And a dynamic displacement amount calculating means for calculating an amount of displacement.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, an inner container that includes an opening and receives and stores nuclear fuel from the opening, and a disk-shaped upper lid that closes the opening, are arranged on the outer peripheral side of the upper lid along the circumferential direction. At least one of the plurality of tightening bolts in the cask formed by closing the opening of the inner container with the upper lid by tightening the inner container and the upper lid close to each other with the plurality of disposed tightening bolts. A first strain gauge for measuring the strain amount of the upper lid along the orthogonal direction perpendicular to the cross section including the circumferential direction, and at least one of the plurality of tightening bolts, A second strain gauge that measures the amount of strain with respect to the inner container of the upper lid along the circumferential direction, and at least one of a plurality of tightening bolts, are formed by combining the orthogonal direction and the circumferential direction. Any direction A third strain gauge that measures the amount of strain with respect to the inner container of the upper lid along the line, and a dynamic that calculates the amount of dynamic displacement of the upper lid with respect to the inner container based on each strain amount measured by each strain gauge and the measurement time Displacement amount calculating means.
[0021]
Claim 5 The invention includes an opening, an inner container that receives and stores nuclear fuel from the opening, and a sealing material that seals the opening of the inner container, and covers the flange surface of the inner container and the upper lid that closes the opening A cask having an annular metal gasket sandwiched by a predetermined pressure applied to the flange surface of the metal gasket, provided on the metal gasket and extending along an orthogonal direction perpendicular to both flange surfaces. There are at least one unidirectional strain gauge for measuring the strain amount, and a dynamic opening amount of the upper lid with respect to the inner container is calculated based on each strain amount and measurement time measured by the unidirectional strain gauge. Dynamic opening amount calculation means is provided.
[0022]
Claim 6 The invention includes an opening, an inner container that receives and stores nuclear fuel from the opening, and a sealing material that seals the opening of the inner container, and covers the flange surface of the inner container and the upper lid that closes the opening In a cask having an annular metal gasket sandwiched by a predetermined pressure applied between the flange surfaces of the metal gasket, the metal gasket is provided along the circumferential direction of the metal gasket parallel to both flange surfaces. There are at least one unidirectional strain gauge for measuring the strain amount of the metal gasket, and the amount of dynamic displacement of the upper lid with respect to the inner container based on each strain amount and measurement time measured by the unidirectional strain gauge Dynamic deviation amount calculation means for calculating
[0023]
Claim 7 The invention includes an opening, an inner container that receives and stores nuclear fuel from the opening, and a sealing material that seals the opening of the inner container, and covers the flange surface of the inner container and the upper lid that closes the opening A method for measuring a dynamic displacement of a metal gasket in a cask having an annular metal gasket sandwiched by a predetermined pressure applied between the flange surfaces of the metal flange and orthogonal to both flange surfaces Metal gasket strain along the orthogonal direction, metal gasket strain along the annular direction of the metal gasket, and metal gasket strain along an arbitrary direction obtained by combining the orthogonal and annular directions Are measured by a strain gauge provided in the metal gasket, and the dynamic displacement of the metal gasket is measured based on the measurement result and the measurement time.
[0024]
Claim 8 The invention includes an opening, an inner container that receives and stores nuclear fuel from the opening, and a disk-shaped upper lid that closes the opening is disposed on the outer peripheral side of the upper lid along the circumferential direction. This is a method for measuring the dynamic displacement of the upper lid relative to the inner vessel in a cask formed by closing the inner vessel opening with the upper lid by tightening the inner vessel and the upper lid with a plurality of fastening bolts. The amount of strain on the inner container of the upper lid along the orthogonal direction perpendicular to the cross section including the circumferential direction, the amount of strain on the inner container of the upper lid along the circumferential direction, and the orthogonal direction and the circumferential direction are synthesized. The amount of strain on the inner container of the upper lid along the arbitrary direction is measured with a strain gauge provided on at least one of the plurality of fastening bolts, and based on these measurement results and measurement time, Measuring dynamic displacement amount with respect to the container.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
In addition, the code | symbol in the figure used for description of each following embodiment attaches | subjects and shows the same code | symbol about the same part as FIGS. 11-13.
[0028]
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0029]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a metal gasket applied to the cask according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing along the BB line in FIG.
[0030]
That is, the cask 1 according to the present embodiment uses the metal gasket 11 provided on the surface with a plurality of strain gauges 21x, 21y, and 21z each having a set of three. As shown in FIGS. 4A and 4B, the strain gauge 21 includes a strain gauge 21z that measures the strain amount of the metal gasket 11 along the fastening direction Z of the fixing bolts 6 and 10, and an annular ring. A strain gauge 21x for measuring the strain amount of the metal gasket 11 along the direction X and an intermediate direction between the tightening direction Z and the annular direction X (for example, an angle formed by the tightening direction Z and the annular direction X is 45). The direction of the angle is comprised of three strain gauges 21y that measure the strain amount of the metal gasket 11 along Y.
[0031]
And as shown in FIG.4 (c), the strain gauge 21z is arrange | positioned according to the fastening direction Z, the strain gauge 21x is arrange | positioned according to the annular direction X, and the measurement direction is arrange | positioned. The strain gauge 21y is arranged with its measurement direction aligned with the intermediate direction Y.
[0032]
As already described with reference to FIG. 12, four metal gaskets 11 (#a to #d) having different inner diameter dimensions are coaxially arranged in the cask 1. As described above, the strain gauges 21 are arranged in pairs (21x, 21y, 21z) on the surface of each metal gasket 11 (#a to #d).
[0033]
FIG. 1 to FIG. 3 are layout views showing an example of the strain gauges 21 arranged on the surface of the metal gasket 11 as a set of three in this way. FIG. 1 is a plan view of the metal gasket 11. In this arrangement example, a set of three strain gauges 21 are arranged at four locations that are rotationally symmetrical with each other in the annular direction. 2 is a sectional view of the metal gasket 11 along the line AA shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of the metal gasket 11 along the line BB shown in FIG. A set of three strain gauges 21 are arranged at five locations along the circumferential direction of the cross section. Of course, the number and location of the strain gauges 21 arranged on the metal gasket 11 are not limited to the arrangement examples shown in FIGS.
[0034]
As a result, when the primary lid 5 is displaced from the fixed surface 7 (#a) along the tightening direction Z, that is, the opening degree of the primary lid 5 with respect to the fixed surface 7 (#a) is changed. If this occurs, the metal gaskets 11 (#a) and 11 (#b) are distorted along the tightening direction Z so that the strain gauges 21z (#a) disposed on the metal gasket 11 (#a), and A strain gauge 21z (#b) disposed on the metal gasket 11 (#b) measures the amount of strain. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the tightening direction Z with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the degree of opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. When it occurs, in order for the metal gaskets 11 (#c) and 11 (#d) to be distorted along the tightening direction Z, the strain gauges 21z (#c) disposed on the metal gasket 11 (#c), and A strain gauge 21z (#d) disposed on the metal gasket 11 (#d) measures the amount of strain.
[0035]
When the primary lid 5 is displaced along the annular direction X with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when the lateral displacement of the primary lid 5 with respect to the fixed surface 7 (#a) is generated. Since the metal gaskets 11 (#a) and 11 (#b) are distorted along the annular direction X, the strain gauges 21x (#a) disposed on the metal gasket 11 (#a) and the metal gaskets 11 (# The strain gauge 21x (#b) arranged in b) measures this strain amount. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the annular direction X with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the degree of opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. When it occurs, in order for the metal gaskets 11 (#c) and 11 (#d) to be distorted along the annular direction X, the strain gauges 21x (#c) disposed on the metal gasket 11 (#c), and A strain gauge 21x (#d) disposed on the metal gasket 11 (#d) measures the amount of strain.
[0036]
When the primary lid 5 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when the oblique displacement with respect to the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 is generated, Since the metal gaskets 11 (#a) and 11 (#b) are distorted along the intermediate direction Y, the strain gauges 21y (#a) disposed on the metal gasket 11 (#a) and the metal gasket 11 (#b) The strain gauge 21y (#b) disposed in the position measures the amount of strain. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. In this case, since the metal gaskets 11 (#c) and 11 (#d) are distorted along the intermediate direction Y, the strain gauge 21y (#c) disposed on the metal gasket 11 (#c), and the metal gasket 11 (#d), the strain gauge 21y (#d) measures the amount of strain.
[0037]
When the strain amount is measured by each strain gauge 21x, 21y, 21z, the measurement signal and the corresponding measurement time are output to the dynamic displacement amount calculation unit 22. Then, the dynamic displacement amount calculation unit 22 determines the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 based on each measurement signal, the corresponding measurement time, and the location of the strain gauge 21 from which each measurement signal is output. ) And a dynamic displacement amount with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9 are respectively calculated.
[0038]
Specifically, the correlation between the strain amount measured by each strain gauge 21x, 21y, and 21z and the displacement amount is tabulated in advance and stored in the dynamic displacement amount calculation unit 22 to calculate the dynamic displacement amount. The unit 22 uses this table to calculate the amount of displacement by converting the amount of strain measured by each strain gauge 21x, 21y, 21z. Furthermore, based on the measurement time corresponding to each displacement amount, the dynamic displacement amount in each of the tightening direction Z, the annular direction X, and the intermediate direction Y is calculated. Furthermore, the displacement direction is grasped by summing the dynamic displacement amounts in these directions in a vector.
[0039]
Next, the operation of the cask according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0040]
That is, in the cask according to the present embodiment, a plurality of strain gauges 21x, 21y, and 21z each including a set of three metal gaskets 11 are provided so as to be rotationally symmetric positions along the annular direction X. The amount of dynamic displacement at each position of the metal gasket 11 is measured by one set of strain gauges 21x, 21y, and 21z.
[0041]
Among such strain gauges 21, the strain gauge 21 z is arranged so that the measurement direction is the fastening direction Z, and the strain gauge 21 x is arranged so that the measurement direction is the annular direction X. The gauge 21y is arranged such that the measurement direction is the intermediate direction Y.
[0042]
As a result, when the primary lid 5 is displaced from the fixed surface 7 (#a) along the tightening direction Z, that is, the opening degree of the primary lid 5 with respect to the fixed surface 7 (#a) is changed. When this occurs, the amount of strain is measured by the strain gauge 21z (#a) and the strain gauge 21z (#b). Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the tightening direction Z with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the degree of opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. When this occurs, the amount of strain is measured by the strain gauge 21z (#c) and the strain gauge 21z (#d).
[0043]
When the primary lid 5 is displaced along the annular direction X with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when the lateral displacement of the primary lid 5 with respect to the fixed surface 7 (#a) is generated. The strain amount is measured by the strain gauge 21x (#a) and the strain gauge 21x (#b). Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the annular direction X with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the degree of opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. When it occurs, the strain amount is measured by the strain gauge 21x (#c) and the strain gauge 21x (#d).
[0044]
When the primary lid 5 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when there is an oblique displacement with respect to the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5, The amount of strain is measured by the strain gauge 21y (#a) and the strain gauge 21y (#b). Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. If this occurs, the amount of strain is measured by the strain gauge 21y (#c) and the strain gauge 21y (#d).
[0045]
When the cask drop test is performed (S1) and the strain amount is measured by the strain gauges 21x, 21y, and 21z as described above (S2), the measurement signal and the corresponding measurement time are obtained as the dynamic displacement amount calculation unit. 22 (S3). And in the dynamic displacement amount calculation part 22, with respect to the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 based on each measurement signal and measurement time, and the arrangement | positioning location of the strain gauge 21 of the output source of each measurement signal. The dynamic displacement amount and the dynamic displacement amount with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9 are respectively calculated (S4).
[0046]
As described above, in the cask according to the present embodiment, the amount of dynamic displacement with respect to the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 and the fixed surface 7 ( The amount of dynamic displacement for #b) can be measured. Therefore, by performing the drop test of the cask 1 by applying such a dynamic displacement measuring method, the dynamic displacement with respect to the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 and the fixing of the secondary lid 9 are performed. The amount of dynamic displacement with respect to the surface 7 (#b) can be measured, and the displacement behavior of the primary lid 5 and the secondary lid 9 when the cask 1 is dropped can be grasped.
[0047]
It should be noted that the above-described operational effects are obtained in the tightening direction Z, the annular direction X, and the intermediate direction Y, instead of the three strain gauges 21x, 21y, and 21z described in the present embodiment. This can also be realized by using a triaxial strain gauge that measures the amount of displacement in the direction.
[0048]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0049]
That is, in the prior art cask, as described in FIG. 11, the disk-shaped primary lid 5 has a plurality of bolt holes 8 at equal intervals along the circumferential direction on the outer peripheral side thereof. Further, the disk-shaped secondary lid 9 has a plurality of bolt holes 14 at equal intervals along the circumferential direction on the outer peripheral side thereof. The fixing bolts 6 and 10 are inserted through the bolt holes 8 and 14, respectively.
[0050]
As shown in FIG. 6, the cask according to the present embodiment is in a position that is rotationally symmetrical with each other along the circumferential direction, among the fixing bolts 6 inserted through the bolt holes 8 of the primary lid 5. A set of three strain gauges 21x, 21y, and 21z as described in the first embodiment is fixed to the four fixing bolts 6a inserted through the bolt holes 8 as shown in FIG. Provided on the upper part of the threaded portion of the bolt 6a. Further, as shown in FIG. 7B, which is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 7A, the bolt axis of the fixing bolt 6a is centered along the circumferential direction of the fixing bolt 6a. A set of three strain gauges 21x, 21y, and 21z are provided at four positions that are rotationally symmetric to each other. The other fixing bolts 6 are not provided with the strain gauge 21.
[0051]
Similarly, although not shown, among the fixing bolts 10 inserted through the bolt holes 14 of the secondary lid 9, four bolt holes 14 are inserted through the bolt holes 14 that are positioned so as to be rotationally symmetrical with each other along the circumferential direction. The fixing bolt 10 also includes a set of three strain gauges 21x, 21y, and 21z as described in the first embodiment at the upper part of the threaded portion of the fixing bolt 10. Furthermore, a set of three strain gauges 21x, 21y, and 21z are provided at four positions along the circumferential direction of the fixing bolt 10 so as to be rotationally symmetric with respect to the bolt axis of the fixing bolt 10. Of course, the number and location of the strain gauges 21 arranged on the fixing bolt are not limited to the arrangement examples shown in FIGS.
[0052]
As described above, four of the fixing bolts 6 that fix the primary lid 5 to the fixing surface 7 (#a), and the fixing bolt 10 that fixes the secondary lid 9 to the fixing surface 7 (#b). By providing four of each of the four strain gauges 21 along the circumferential direction of the bolt, the primary lid 5 is in the tightening direction Z with respect to the fixed surface 7 (#a). When there is a deviation along the direction, that is, when the opening degree of the primary lid 5 with respect to the fixing surface 7 (#a) is changed, the fixing bolt 6a is distorted along the tightening direction Z. The strain gauge 21z (# 6) disposed in the position measures the amount of strain. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the tightening direction Z with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the degree of opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. When it occurs, the strain gauges 21z (# 10) arranged on the four fixing bolts 10 measure the amount of strain.
[0053]
When the primary lid 5 is displaced along the circumferential direction X with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when the lateral displacement of the primary lid 5 with respect to the fixed surface 7 (#a) is generated. Since the fixing bolt 6a is distorted along the circumferential direction X, the strain gauge 21x (# 6) arranged on the fixing bolt 6a measures the amount of distortion. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the circumferential direction X with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, a lateral displacement is generated with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9. In this case, the strain gauges 21z (# 10) arranged on the four fixing bolts 10 measure the amount of strain.
[0054]
When the primary lid 5 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when the oblique displacement with respect to the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 is generated, Since the fixing bolt 6a is distorted along the intermediate direction Y, the strain gauge 21y (# 6) arranged on the fixing bolt 6a measures the amount of distortion. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, when the oblique displacement with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9 is generated. The strain gauges 21y (# 10) arranged on the four fixing bolts 10 measure the amount of strain.
[0055]
When the strain amount is measured by each of the strain gauges 21x, 21y, and 21z, the measurement signal and the corresponding measurement time are output to the dynamic displacement amount calculation unit 22 as in the first embodiment. . Then, the dynamic displacement amount calculation unit 22 determines the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 based on each measurement signal, the corresponding measurement time, and the location of the strain gauge 21 from which each measurement signal is output. ) And a dynamic displacement amount with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9 are respectively calculated.
[0056]
Even with the above-described configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, similarly to the first embodiment, the displacement amounts in the three directions of the tightening direction Z, the circumferential direction X, and the intermediate direction Y are used instead of the three strain gauges 21x, 21y, and 21z. It can also be realized by using a triaxial strain gauge to be measured.
[0057]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0058]
That is, in the prior art cask, as described in FIG. 11, the disk-shaped primary lid 5 has a plurality of bolt holes 8 at equal intervals along the circumferential direction on the outer peripheral side thereof. Further, the disk-shaped secondary lid 9 has a plurality of bolt holes 14 at equal intervals along the circumferential direction on the outer peripheral side thereof. The fixing bolts 6 and 10 are inserted through the bolt holes 8 and 14, respectively.
[0059]
As shown in FIG. 8A and FIG. 8B, the cask according to the present embodiment includes a dummy bolt hole 23 in the primary lid 5. Similar to the bolt hole 8, the dummy bolt hole 23 is provided on the outer peripheral side of the primary lid 5 and is drilled between the existing bolt holes 8. 8A shows the primary lid 5 without the dummy bolt holes 23, while FIG. 8B shows the primary lid 5 with four dummy bolt holes 23 as an example. Is shown. The dummy bolt holes 23 are provided at positions that are rotationally symmetric with each other along the circumferential direction.
[0060]
Then, a set of three strain gauges 21x, 21y, and 21z as described in FIG. 7 of the second embodiment are provided in the dummy bolt holes 23 that are drilled at positions that are rotationally symmetric with respect to each other. A plurality of fixing bolts 6a provided in the circumferential direction of the bolt are inserted, and the primary lid 5 is fastened to the fixing surface 7 (#a) by the fixing bolt 6a. Similarly, the secondary lid 9 is similarly provided with dummy bolt holes 23, and the dummy bolt holes 23 are also provided with a plurality of sets of three strain gauges 21x, 21y, 21z in the circumferential direction of the bolts. The fixing bolt 10 is inserted, and the secondary lid 9 is fastened to the fixing surface 7 (#b) by the fixing bolt 10.
[0061]
As described above, the primary lid 5 and the secondary lid 9 are each provided with the dummy bolt holes 23, and a plurality of strain gauges 21 x, 21 y, and 21 z are arranged in the dummy bolt holes 23 over the circumferential direction of the bolts. The primary cover 5 is displaced along the tightening direction Z with respect to the fixed surface 7 (#a) by inserting the assembled fixing bolts and tightening the primary cover 5 and the secondary cover 9 with these fixing bolts. Occurs, that is, when the opening of the primary lid 5 with respect to the fixing surface 7 (#a) changes, the fixing bolt 6a inserted through the dummy bolt hole 23 drilled in the primary lid 5 The strain gauge 21z (# 6) arranged measures the amount of strain. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the tightening direction Z with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, the degree of opening of the secondary lid 9 with respect to the fixed surface 7 (#b) is changed. When this occurs, the strain gauge 21z (# 10) disposed on the fixing bolt 10 inserted into the dummy bolt hole 23 drilled in the secondary lid 9 measures the amount of strain.
[0062]
When the primary lid 5 is displaced along the circumferential direction X with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when the lateral displacement of the primary lid 5 with respect to the fixed surface 7 (#a) is generated. The strain gauge 21z (# 6) disposed on the fixing bolt 6a inserted in the dummy bolt hole 23 drilled in the primary lid 5 measures the amount of strain. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the circumferential direction X with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, a lateral displacement is generated with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9. In this case, the strain gauge 21z (# 10) disposed on the fixing bolt 10 inserted into the dummy bolt hole 23 drilled in the secondary lid 9 measures the amount of strain.
[0063]
When the primary lid 5 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#a), that is, when the oblique displacement with respect to the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 is generated, The strain gauge 21z (# 6) disposed on the fixing bolt 6a inserted through the dummy bolt hole 23 drilled in the primary lid 5 measures the amount of strain. Similarly, when the secondary lid 9 is displaced along the intermediate direction Y with respect to the fixed surface 7 (#b), that is, when the oblique displacement with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9 is generated. The strain gauge 21z (# 10) disposed in the fixing bolt 10 inserted through the dummy bolt hole 23 drilled in the secondary lid 9 measures the amount of strain.
[0064]
When the strain amount is measured by each strain gauge 21x, 21y, 21z, the measurement signal and the corresponding measurement time are output to the dynamic displacement amount calculation unit 22 as in the first and second embodiments. I have to. Then, the dynamic displacement amount calculation unit 22 determines the fixed surface 7 (#a) of the primary lid 5 based on each measurement signal, the corresponding measurement time, and the location of the strain gauge 21 from which each measurement signal is output. ) And a dynamic displacement amount with respect to the fixed surface 7 (#b) of the secondary lid 9 are respectively calculated.
[0065]
Even with the above-described configuration, the same operational effects as those of the first and second embodiments can be obtained. Further, similarly to the first embodiment, the displacement amounts in the three directions of the tightening direction Z, the circumferential direction X, and the intermediate direction Y are used instead of the three strain gauges 21x, 21y, and 21z. It can also be realized by using a triaxial strain gauge to be measured.
[0066]
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this structure. Within the scope of the invented technical idea of the scope of claims, a person skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and the technical scope of the present invention also relates to these changes and modifications. It is understood that it belongs to.
[0067]
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0068]
FIGS. 9A and 9B are a plan view and an elevation view showing an arrangement example of the unidirectional strain gauges 21 in the fourth embodiment. In FIG. 9A, the strain gauges 21 are arranged at four locations, but this is an example, and the number and position are not limited. FIG. 9C is a DD cross-sectional view of the metal gasket 11 of FIG. 9A in a state where the metal gasket 11 is not subjected to any load or constraint conditions such as forced displacement. FIG. 9D is a DD cross-sectional view of the metal gasket 11 of FIG. 9A in an initial state in which the primary lid 5 or the secondary lid 9 is fastened to the main body body 2 with bolts. FIG. 9 (e) shows the D of metal gasket 11 in FIG. 9 (a) in a state where the flanges facing primary lid 5 or secondary lid 9 and main body cylinder 2 are opened from the initial state due to external impact or the like. It is -D sectional drawing.
[0069]
As can be seen by comparing FIG. 9 (c) and FIG. 9 (d), the metal gasket 11 is sandwiched between the facing flanges of the lid and the body body 2 and is tightened with bolts. Deforms into an oval shape according to the tightening force. However, if the distance between the flanges facing the lid and the body barrel changes, the deformed state of the metal gasket 11 also changes according to the change in the distance, and if the distance decreases, it progresses to an elliptical shape, and if the distance increases. It approaches a circle from an ellipse.
[0070]
At this time, the output of the strain gauge 21 attached to the side surface of the metal gasket 11 in the direction perpendicular to the flange is as shown in FIG. 9 (e) when the gap between the flange facing the lid and the main body cylinder increases. FIG. 9 (d) shows a smaller value than the initial strain amount tightened with the bolt. On the other hand, when the gap between the facing flanges of the lid and the main body cylinder decreases, the value is larger than the initial strain amount tightened with a bolt.
[0071]
By measuring the change in strain gauge output and the elapsed time corresponding to the change, the change in the dynamic opening of the gap between the lid and the body barrel facing the external body due to external load, etc. is measured. Can do.
[0072]
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0073]
FIGS. 10A and 10B are a plan view and an elevation view showing an arrangement example of the unidirectional strain gauges 21 in the fifth embodiment. In FIG. 10A, the strain gauges 21 are arranged at eight locations, but this is an example, and the number and position are not limited. FIG. 10C is an enlarged view of the strain gauge 21 of the metal gasket 11 of FIG. 10A in an initial state where the primary lid 5 or the secondary lid 9 is fastened to the main body barrel 2 with bolts. FIG. 10 (d) shows a strain gauge 21 of the metal gasket 11 of FIG. 10 (a) in a state where the primary lid 5 or the secondary lid 9 and the flange facing the body barrel 2 are laterally displaced due to an external impact or the like. FIG.
[0074]
As can be seen by comparing FIG. 10 (c) and FIG. 10 (d), the metal gasket 11 sandwiched between the facing flanges of the lid and the body barrel 2 and clamped with bolts is When a lateral displacement occurs in the flanges facing the body cylinder 2, twisting deformation occurs in the displacement direction due to the friction of the flanges.
[0075]
This torsional deformation changes according to the displacement between the lid and the flange of the main body cylinder 2 until the restoring force of the metal gasket 11 against the torsional deformation exceeds the frictional force of the flange and the metal gasket 11. For this reason, the output of the strain gauge 21 attached to the side surface of the metal gasket 11 in the circumferential direction of the metal gasket 11 parallel to the flange changes corresponding to the torsional deformation of the metal gasket 11 that changes according to the amount of deviation. However, the output characteristics of the strain gauge 21 corresponding to the amount of deviation vary depending on the cross-sectional diameter and hoop diameter of the metal gasket 11.
[0076]
Therefore, the displacement amount of the flange of the lid and the body barrel 2 and the output characteristics of the strain gauge 21 corresponding to the torsional change of the metal gasket 11 due to this displacement, and the factors relating to the torsional rigidity such as the wire diameter and hoop diameter of the metal gasket 11 Collected in a simulated test, etc., and stored in a database. Thus, the output of the strain gauge of the metal gasket 11 is compared with the database, and the elapsed time corresponding to the output of the strain gauge is arranged so that the lid and the main body cylinder 2 face each other due to an external load or the like. It is possible to measure the amount of deviation between the flanges and the time.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the dynamic displacement of the cask and the cask member that can dynamically measure the displacement amount that is the displacement of the primary lid and the secondary lid with respect to the container body when the cask is dropped. A displacement measuring method can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a metal gasket applied to a cask according to a first embodiment.
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of arranging strain gauges on a metal gasket.
FIG. 5 is a flowchart showing a method for measuring a dynamic displacement amount in a cask according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an arrangement example of fixing bolts provided with strain gauges in the second embodiment.
FIG. 7 is an elevation view showing an example of a fixing bolt provided with a strain gauge, and a sectional view taken along the line CC.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an arrangement example of dummy bolt holes provided in the primary lid in the third embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a method of disposing strain gauges on a metal gasket and a state in which a flange facing the upper lid and the main body body varies from an initial opening amount in the fourth embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a method of disposing strain gauges on a metal gasket and a state in which a flange facing the upper lid and the main body body is displaced from an initial position in the fifth embodiment.
FIG. 11 is a bird's eye view showing the internal structure of the cask.
FIG. 12 is a detailed sectional elevation view of the cask showing the sandwiched state of the metal gasket.
FIG. 13 is a plan view and a sectional view showing the structure of a metal gasket.
[Explanation of symbols]
1 ... Cask
2 ... Body trunk
3 ... Shield
4, 15 ... opening
5 ... Primary lid
6, 10 ... Fixing bolt
7 ... Fixed surface
8, 14 ... Bolt hole
9 ... Secondary lid
11 ... Metal gasket
12, 13 ... recess
16 ... Outer coating
17 ... Inner coating
18 ... Coil spring
20 ... Trunnion
21 ... Strain gauge
22: Dynamic displacement calculation unit
23 ... dummy bolt hole

Claims

An inner container that has an opening and receives nuclear fuel from the opening, and is used as a sealing material for sealing the opening of the inner container, and a flange surface of the inner container and a flange of an upper lid that closes the opening In a cask provided with a ring-shaped metal gasket that is sandwiched by being applied with a predetermined pressure between the surface,
Provided in the metal gasket, the strain amount of the metal gasket along the orthogonal direction orthogonal to the two flange surfaces, the strain amount of the metal gasket along the annular direction of the metal gasket, and the orthogonal direction A three-direction strain gauge for measuring a strain amount of the metal gasket along an arbitrary direction obtained by synthesizing the annular direction;
A cask comprising dynamic displacement amount calculating means for calculating a dynamic displacement amount of the upper lid with respect to the inner container based on each strain amount and measurement time measured by the three-direction strain gauge.

An inner container that has an opening and receives nuclear fuel from the opening, and is used as a sealing material for sealing the opening of the inner container, and a flange surface of the inner container and a flange of an upper lid that closes the opening In a cask provided with a ring-shaped metal gasket that is sandwiched by being applied with a predetermined pressure between the surface,
A first strain gauge that is provided in the metal gasket and measures a strain amount of the metal gasket along an orthogonal direction orthogonal to the flange surfaces;
A second strain gauge that is provided in the metal gasket and measures a strain amount of the metal gasket along an annular direction of the metal gasket;
A third strain gauge that is provided in the metal gasket and measures a strain amount of the metal gasket along an arbitrary direction obtained by synthesizing the orthogonal direction and the annular direction;
A cask comprising dynamic displacement amount calculating means for calculating a dynamic displacement amount of the upper lid with respect to the inner container based on each strain amount and measurement time measured by each strain gauge.

An inner container that has an opening and receives and stores nuclear fuel from the opening, and a disk-shaped upper lid that closes the opening are a plurality of tightening members arranged along the circumferential direction on the outer peripheral side of the upper lid. In the cask formed by closing the opening of the inner container with the upper lid by tightening the inner container and the upper lid close to each other with an attached bolt,
Provided in at least one of the plurality of tightening bolts, the amount of distortion of the upper lid along the orthogonal direction perpendicular to the cross section including the circumferential direction, and the axial direction along the circumferential direction A three-way strain gauge that measures the amount of strain of the upper lid with respect to the inner container and the amount of strain of the upper lid with respect to the inner container along an arbitrary direction obtained by combining the orthogonal direction and the circumferential direction;
A cask comprising dynamic displacement amount calculating means for calculating a dynamic displacement amount of the upper lid with respect to the inner container based on each strain amount and measurement time measured by the three-direction strain gauge.

An inner container that has an opening and receives and stores nuclear fuel from the opening, and a disk-shaped upper lid that closes the opening are a plurality of tightening members arranged along the circumferential direction on the outer peripheral side of the upper lid. In the cask formed by closing the opening of the inner container with the upper lid by tightening the inner container and the upper lid close to each other with an attached bolt,
A first strain gauge that is provided in at least one of the plurality of tightening bolts and measures a strain amount of the upper lid with respect to the inner container along an orthogonal direction orthogonal to a cross section including the circumferential direction;
A second strain gauge provided on at least one of the plurality of tightening bolts and measuring a strain amount of the upper lid with respect to the inner container along the circumferential direction;
A third unit that is provided in at least one of the plurality of tightening bolts and measures an amount of distortion of the upper lid with respect to the inner container along an arbitrary direction obtained by combining the orthogonal direction and the circumferential direction; Strain gauges,
A cask comprising dynamic displacement amount calculating means for calculating a dynamic displacement amount of the upper lid with respect to the inner container based on each strain amount and measurement time measured by each strain gauge.

An inner container that has an opening and receives nuclear fuel from the opening, and is used as a sealing material for sealing the opening of the inner container, and a flange surface of the inner container and a flange of an upper lid that closes the opening In a cask provided with a ring-shaped metal gasket that is sandwiched by being applied with a predetermined pressure between the surface,
The metal gasket has at least one unidirectional strain gauge that measures the amount of strain of the metal gasket along an orthogonal direction orthogonal to the two flange surfaces,
Dynamic opening amount calculating means for calculating a dynamic opening amount between the upper lid and the flange surface of the inner container facing the upper lid based on each strain amount and measurement time measured by the one-way strain gauge. Cask.

An inner container that has an opening and receives nuclear fuel from the opening, and is used as a sealing material for sealing the opening of the inner container, and a flange surface of the inner container and a flange of an upper lid that closes the opening In a cask provided with a ring-shaped metal gasket that is sandwiched by being applied with a predetermined pressure between the surface,
The metal gasket is provided along the circumferential direction of the metal gasket, which is parallel to the two flange surfaces, and has at least one unidirectional strain gauge for measuring the amount of strain due to torsion of the metal gasket,
Dynamic displacement amount calculation means for calculating a dynamic displacement amount between the upper lid and the flange surface of the inner container facing the upper lid based on each strain amount and measurement time measured by the one-way strain gauge. Cask.

An inner container that has an opening and receives nuclear fuel from the opening, and is used as a sealing material for sealing the opening of the inner container, and a flange surface of the inner container and a flange of an upper lid that closes the opening A method for measuring a dynamic displacement amount of the metal gasket in a cask having an annular metal gasket sandwiched by a predetermined pressure applied to a surface,
The amount of strain of the metal gasket along the orthogonal direction orthogonal to the two flange surfaces, the amount of strain of the metal gasket along the annular direction of the metal gasket, and the orthogonal direction and the annular direction are synthesized. The strain amount of the metal gasket along the arbitrary direction is measured by a strain gauge provided in the metal gasket, and the dynamic displacement amount of the metal gasket is measured based on the measurement result and the measurement time. A method for measuring the amount of dynamic displacement of a cask member.

An inner container that has an opening and receives and stores nuclear fuel from the opening, and a disk-shaped upper lid that closes the opening are a plurality of tightening members arranged along the circumferential direction on the outer peripheral side of the upper lid. By tightening the inner container and the upper lid close to each other with an attached bolt, the amount of dynamic displacement of the upper lid relative to the inner container in a cask formed by closing the opening of the inner container with the upper lid is measured. A method,
The amount of distortion of the upper lid with respect to the inner container along the orthogonal direction perpendicular to the cross section including the circumferential direction, the amount of distortion of the upper lid with respect to the inner container along the circumferential direction, the orthogonal direction and the circle The amount of strain with respect to the inner container of the upper lid along an arbitrary direction formed by combining the circumferential direction is measured by a strain gauge provided in at least one of the plurality of fastening bolts, and these measurement results And a method for measuring the amount of dynamic displacement of the cask member that measures the amount of dynamic displacement of the upper lid relative to the inner container based on the measurement time.