JP3814272B2 - Metal enclosure for radioactive material - Google Patents
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Description
この発明は、発熱を伴う放射性物質を収納する、いわゆるキャニスタ、金属キャスク等の金属密閉容器に関する。 The present invention relates to a metal hermetic container such as a so-called canister or metal cask that contains a radioactive substance that generates heat.
原子炉の使用済燃料に代表される高放射性物質は、解体処理されるとともに、プルトニウム等の再使用可能な有用物質を回収するため、再処理される。そして、これらの使用済燃料は、再処理を行うまでの間、密閉された状態で貯蔵される。この場合、使用済燃料は、原子力発電所で金属密閉容器としてのキャニスタに収納され、更に、このキャニスタは輸送用キャスクに収納された状態で、トラック等により中間貯蔵施設や再処理施設に搬送され貯蔵される。あるいは、使用済燃料は、輸送貯蔵用金属キャスクに収納された状態で搬送および貯蔵される。 High radioactive materials such as spent nuclear fuel are dismantled and reprocessed to recover useful materials such as plutonium. These spent fuels are stored in a sealed state until reprocessing. In this case, spent fuel is stored in a canister as a metal sealed container at a nuclear power plant, and this canister is stored in a transport cask and transported to an intermediate storage facility or reprocessing facility by a truck or the like. Stored. Or spent fuel is conveyed and stored in the state accommodated in the metal cask for transport storage.
通常、キャニスタは、金属からなる筒状の容器本体と、この容器本体内に配置されたバスケットと、を有し、使用済燃料は、バスケットにより支持された状態で容器本体内に複数体封入される。また、容器本体の上部開口は、溶接された一次蓋および二次蓋によって閉塞される。なお、金属キャスクは、金属Oリングで閉塞されることを除いて、ほぼ同様に構成されている。 Usually, a canister has a cylindrical container body made of metal and a basket disposed in the container body, and a plurality of spent fuels are enclosed in the container body in a state supported by the basket. The The upper opening of the container body is closed by the welded primary lid and secondary lid. The metal cask is configured in substantially the same manner except that it is closed with a metal O-ring.
上記のように構成されたキャニスタおよび金属キャスクでは、各燃料集合体とバスケットとの間に約5〜10mm程度の半径方向の隙間があり、また、燃料集合体と蓋との間には、軸方向に約10〜30mmの隙間がある。そのため、地震時等に衝撃を受けた場合、燃料集合体とバスケット、また、燃料集合体と蓋とが衝突して燃料集合体に大きな衝撃荷重が作用し、その結果、燃料被覆管の損傷等を生じる可能性がある。この場合、使用済燃料から放射性物質が漏洩し、燃料集合体およびキャニスタの健全性が損なわれる。 In the canister and the metal cask configured as described above, there is a radial gap of about 5 to 10 mm between each fuel assembly and the basket, and there is a shaft between the fuel assembly and the lid. There is a gap of about 10-30 mm in the direction. Therefore, when an impact is received during an earthquake or the like, the fuel assembly and basket, or the fuel assembly and the lid collide, and a large impact load acts on the fuel assembly, resulting in damage to the fuel cladding tube, etc. May occur. In this case, radioactive material leaks from the spent fuel, and the soundness of the fuel assembly and the canister is impaired.
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、大きな衝撃が作用した場合でも放射線の漏洩を防止し、健全性を担保できる金属密閉容器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a metal sealed container capable of preventing radiation leakage and ensuring soundness even when a large impact is applied.
上記目的を達成するため、この発明に係る放射性物質用の金属密閉容器は、次の手段(1)〜(5)を提案するものである。
(1)下端が閉塞されたほぼ筒状の容器本体と、上記容器本体内に配置されているとともに、それぞれ上記容器本体の軸方向に沿って延びた細長い複数の装填部を形成したバスケットと、上記装填部内に装填され上記容器本体の軸方向に沿って延びた放射性物質集合体と、上記装填部において上記放射性物質集合体と上記バスケットとの間の半径方向の隙間に挿入され上記装填部の軸方向と直交する方向に重なって配置された楔状の第1および第2スペーサと、上記バスケットの上端部に嵌合され、上記第1および第2スペーサを上記装填部の軸方向と直交しかつ上記装填部の内面とほぼ平行な方向に押圧して上記放射性物質集合体の外面および上記装填部の内面に押付ける押圧部材と、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋体と、を備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the metal sealed container for radioactive materials according to the present invention proposes the following means (1) to (5).
(1) A substantially cylindrical container main body whose lower end is closed, and a basket which is disposed in the container main body and which has a plurality of elongated loading portions extending along the axial direction of the container main body. A radioactive substance aggregate loaded in the loading part and extending along the axial direction of the container body, and inserted in a radial gap between the radioactive substance aggregate and the basket in the loading part. Wedge-like first and second spacers arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the basket and the upper end of the basket are fitted, and the first and second spacers are orthogonal to the axial direction of the loading part. And a pressing member that presses against the outer surface of the radioactive substance aggregate and the inner surface of the loading unit by pressing in a direction substantially parallel to the inner surface of the loading unit, and a lid that closes the upper end opening of the container body. It was It is characterized by a door.
(2)下端が閉塞されたほぼ筒状の容器本体と、上記容器本体内に配置されているとともに、それぞれ上記容器本体の軸方向に沿って延びた細長い複数の装填部を形成したバスケットと、上記装填部内に装填され上記容器本体の軸方向に沿って延びた放射性物質集合体と、上記装填部において上記放射性物質集合体と上記バスケットとの間の半径方向の隙間に挿入され上記装填部の軸方向と直交する方向に重なって配置され、上記装填部の軸方向に沿って互いに摺動することにより上記放射性物質集合体の外面および上記装填部の内面に押付けられた楔状の第1および第2スペーサと、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋体と、を備えたことを特徴としている。 (2) a substantially cylindrical container body with a closed lower end, a basket disposed in the container body, and formed with a plurality of elongated loading portions each extending along the axial direction of the container body; The radioactive substance aggregate loaded in the loading part and extending along the axial direction of the container body, and inserted in a radial gap between the radioactive substance aggregate and the basket in the loading part. Wedge-shaped first and first wedges which are arranged in a direction perpendicular to the axial direction and are pressed against the outer surface of the radioactive substance assembly and the inner surface of the loading unit by sliding with each other along the axial direction of the loading unit. 2 spacers and a lid that closes the upper end opening of the container body .
(3)下端が閉塞されたほぼ筒状の容器本体と、上記容器本体内に配置されているとともに、それぞれ上記容器本体の軸方向に沿って延びた細長い複数の装填部を形成したバスケットと、上記装填部内に装填され上記容器本体の軸方向に沿って延びた放射性物質集合体と、 上記装填部において上記放射性物質集合体と上記バスケットとの間の隙間に挿入され上記装填部の軸方向と直交する方向に重なって配置された楔状の第1および第2スペーサと、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋体と、を備え、上記第1スペーサは上記放射性物質集合体側に位置し、上記第2スペーサは上記装填部の内面側に位置し、上記第1および第2スペーサの一方は、上記装填部の内面と平行な方向に分離された一対の分割スペーサと、上記分割スペーサ間に配置され、温度変化に応じて上記分割スペーサを移動させて上記第1および第2スペーサの他方に押付ける押圧部材と、を備えたことを特徴としている。 (3) a substantially cylindrical container body with a closed lower end, a basket disposed in the container body, and formed with a plurality of elongated loading portions each extending along the axial direction of the container body; A radioactive substance aggregate loaded in the loading section and extending along the axial direction of the container body; and inserted in a gap between the radioactive substance aggregate and the basket in the loading section; A wedge-shaped first and second spacer arranged in an orthogonal direction, and a lid that closes the upper end opening of the container body, the first spacer being located on the radioactive substance assembly side, The second spacer is located on the inner surface side of the loading portion, and one of the first and second spacers is between a pair of divided spacers separated in a direction parallel to the inner surface of the loading portion and the divided spacer. And a pressing member that moves the divided spacers according to a temperature change and presses the divided spacers against the other of the first and second spacers .
(4)上記(3)の手段に係る放射性物質用の金属密閉容器における、上記押圧部材はバイメタルで形成されていることを特徴としている。
(5)上記(3)の手段に係る放射性物質用の金属密閉容器における、上記押圧部材は形状記憶合金で形成されていることを特徴としている。
(4) In the metal sealed container for radioactive materials according to the means of (3), the pressing member is formed of bimetal.
(5) In the metal sealed container for radioactive substances according to the means (3), the pressing member is formed of a shape memory alloy .
上記のように構成された金属密閉容器によれば、放射性物質集合体とバスケットとの隙間に、緩衝部材あるいはスペーサを配置することにより、バスケットに対する放射性物質集合体のがたを大幅に低減することができる。そのため、金属密閉容器に大きな衝撃が作用した場合でも、放射性物質集合体とバスケットとの衝突を防止し、放射性物質集合体の損傷を防止することができる。その結果、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能な金属密閉容器を提供することができる。このことは軸方向のスペーサについても同様である。 According to the metal sealed container configured as described above, by placing a buffer member or a spacer in the gap between the radioactive substance aggregate and the basket, the rattling of the radioactive substance aggregate with respect to the basket can be significantly reduced. Can do. Therefore, even when a large impact is applied to the metal hermetic container, the collision between the radioactive substance aggregate and the basket can be prevented, and the radioactive substance aggregate can be prevented from being damaged. As a result, it is possible to provide a metal sealed container that prevents leakage of radiation and can ensure soundness over a long period of time. The same applies to the spacer in the axial direction.
この発明によれば、大きな衝撃が作用した場合でも、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能な放射性物質用の金属密閉容器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a metal hermetic container for a radioactive substance that can prevent leakage of radiation and ensure soundness for a long period of time even when a large impact is applied.
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るキャニスタを備えたコンクリートキャスクについて詳細に説明する。
図1および図2に示すように、コンクリート製貯蔵容器としてのコンクリートキャスク10は、遮蔽構造体として機能するコンクリート容器12を備え、このコンクリート容器内には、キャニスタ14が収納されている。後述するように、キャニスタ14は、金属によって形成されているとともに両端が閉塞した円筒形状に形成され、内部に放射性物質として使用済燃料集合体42が収納されている。
Hereinafter, a concrete cask including a canister according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
コンクリートキャスク10のコンクリート容器12は、底部の閉塞された円筒形状を有し、例えば、高さ約6m、直径約4m程度に形成され、また、コンクリートの壁厚は、約0.9m程度に形成されている。コンクリート容器12の上端開口は、外面が炭素鋼板によって覆われたコンクリート製の蓋20により閉塞されている。なお、コンクリート容器12のコンクリート壁内には、図示しない配筋が施されている。
The
コンクリート容器12内には、コンクリート容器の内周面および蓋20により、円柱形状の収納部22が規定されている。そして、この収納部22内にキャニスタ14が収納されている。キャニスタ14は、収納部22の底面に形成された複数のリブ31上に載置されているとともに、コンクリート容器12と同軸的に配置されている。また、キャニスタ14は、その外周面がコンクリート容器12の内周面との間に所定の隙間、例えば、10cm程度の隙間を持った状態で、収納部22内に収納されている。
In the
そして、キャニスタ14の外周面とコンクリート容器12の内周面との間の上記隙間により、冷却空気が流れる冷却空気流路24が形成されている。この冷却空気流路24は、キャニスタ14の外周面の全周に亘って、かつ、外周面の軸方向全長に亘って形成されている。
A cooling
コンクリート容器12の底部には複数、例えば4つの吸気口26が形成され、また、コンクリート容器12の上端部には、4つの排気口28が形成され、それぞれ冷却空気流路24に連通している。4つの吸気口26は、コンクリート容器12の円周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられ、コンクリート容器12の底部外周面に開口している。また、排気口28は、コンクリート容器12の円周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられ、コンクリート容器12の上端部外周面に開口している。
A plurality of, for example, four
これらの吸気口26、排気口28、および冷却空気流路24は、空気の自然循環冷却によりコンクリートキャスク10を除熱する除熱部を構成している。すなわち、吸気口26からコンクリート容器12内に導入された冷却空気としての外気は、冷却空気流路24を通ってキャニスタ14の周囲を流れ、その間、キャニスタ14およびコンクリート容器12を除熱し冷却する。そして、キャニスタ14からの熱によって加熱され昇温した冷却空気は、排気口28からコンクリート容器12の外部に排出される。
The
一方、コンクリート容器12の内周面には、炭素鋼等の金属からなる円筒状のライナ30が設けられている。金属からなるライナ30は、コンクリートに比較して伝熱性が高く、キャニスタ14から発生した熱の伝熱を促進するとともに、放射線、主としてγ線、を遮蔽する機能を有している。
On the other hand, a
次に、キャニスタ14の構成について詳細に説明する。図2ないし図4に示すように、金属密閉容器として機能するキャニスタ14は、下端が閉塞された筒状の容器本体15と、容器本体の上端開口11を閉塞した後述の蓋体と、を備えている。そして、容器本体15内には、バスケット40により支持された状態で、使用済燃料集合体42が複数体封入されている。
Next, the configuration of the
そして、キャニスタ14は、封入された放射性物質が外部に漏洩しないよう、溶接密閉構造を有している。また、容器本体15内には、ヘリウムガス等の不活性ガスまたは窒素ガスが負圧状態あるいは正圧状態で充填されている。
The
すなわち、容器本体15の上端部内周面には複数、例えば4つの支持台35が固定され、円周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられている。この支持台35上には、円環状の支持板36を介して、または直接、円盤状の遮蔽板38が載置され、容器本体15の上端開口部11を閉塞している。
That is, a plurality of, for example, four
また、容器本体15の上端開口部11内には、遮蔽板38に重ねて円盤状の一次蓋32および二次蓋34が装着され、容器本体の上端開口11を閉塞している。また、一次蓋32および二次蓋34の外周部の上端側部分は、全周に亘って、容器本体15の内周面に溶接されている。
A disc-shaped
二次蓋34の内面には、複数の軸対称の凹所39が形成されている。そして、二次蓋34の内面は、これらの凹所39を除き、一次蓋32の上面に密着している。これら複数の凹所39により、一次蓋32と二次蓋34との間には、モニタリングの検査空間として機能する密閉空間が形成され、この密閉空間内は負圧あるいは正圧に維持されている。これにより、キャニスタ14内部と外部との間に圧力障壁が形成され、一次蓋と二次蓋とが密着しているにも拘わらずモニタリングが可能となる。
A plurality of axially
このようにして、容器本体15の上端開口11は、蓋体としての遮蔽板38、一次蓋32、および二次蓋34によって気密に閉塞されている。これら容器本体15、遮蔽板38、一次蓋32、および二次蓋34は、例えば、Cr+3Mo>34%のSUS329J4L、SUS329J3L、あるいはSUS317等の腐食に強い金属によって形成されている。
In this way, the upper end opening 11 of the
一方、図2ないし図5に示すように、容器本体15内に配置されたバスケット40は、容器本体のほぼ全長に亘って延び、その横断面が格子状に形成されている。これにより、バスケット40は、それぞれ容器本体15の軸方向に沿って延びた断面矩形状の複数の装填部44を形成している。また、バスケット40は、ボロン(B)とアルミニウム又はSUSとの複合材料によって構成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 to 5, the
使用済燃料集合体42は、例えば、原子炉の使用済燃料のような、崩壊熱に伴う発熱と放射線の発生を伴う放射性物質を含んでいる。使用済燃料集合体42は、それぞれ燃料被覆管内に使用済燃料を封入してなる細長い多数本の燃料棒45と、これらの燃料棒の上端、中間部、および下端を保持した上部ノズル46、中間ノズル47、および下部ノズル48と、を備え、全体としてほぼ角柱状に形成されている。そして、各使用済燃料集合体42は、バスケット40の装填部44に挿入された状態で保持され、容器本体15内のほぼ全長に亘って延びている。
The spent
また、本実施の形態によれば、各使用済燃料集合体42は、緩衝部材により装填部44内でのがた付きが抑えられ、バスケット40との衝突が防止されている。すなわち、図7に示すように、緩衝部材50は、矩形枠状の本体51と本体から延出した複数の係合爪52とを有し、アルミニウム等によって形成されている。また、本体51には、それぞれ軸方向に沿って延びた複数の貫通孔53が形成され、大きな衝撃を受けた際、緩衝部材の潰れを許容する。
Further, according to the present embodiment, each spent
そして、緩衝部材50は、使用済燃料集合体42をバスケット40の装填部44に挿入した後、バスケット40の上端側から使用済燃料集合体の上端部外面に装着され、使用済燃料集合体の上端部とバスケットとの間の隙間に配置される。この場合、緩衝部材50は、係合爪52が使用済燃料集合体42の上部ノズル46下縁と係合することにより使用済燃料集合体に取付けられ、本体51は上部ノズル46外周面を覆った状態に保持されている。
The
以上のように構成されたコンクリートキャスクのキャニスタ14によれば、使用済燃料集合体42とバスケット40との隙間に、緩衝部材50を配置することにより、バスケットに対する使用済燃料集合体のがた付きを大幅に低減することができる。そのため、キャニスタ14に大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42とバスケット40との衝突を防止し、使用済燃料集合体の損傷を防止することができる。また、緩衝部材50は、複数の貫通孔53を有し潰れ易い構成であるため、大きな衝撃作用した場合には潰れて衝撃を吸収することができる。従って、使用済燃料集合体42の損傷を一層確実に防止することが可能となる。以上のことから、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
According to the
次に、この発明の他の実施の形態に係るキャニスタについて説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、前述した第1の実施の形態と同一の部分に同一の参照符号を付してその説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。 Next, a canister according to another embodiment of the present invention will be described. In each embodiment described below, the same reference numerals are assigned to the same portions as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted, and different portions will be described in detail.
図8に示すように、この発明の第2の実施の形態に係るキャニスタによれば、1つの使用済燃料集合体42に対して複数、例えば、8つの緩衝部材50が設けられている。各緩衝部材50は、例えばアルミニウムにより断面U字状に形成され、バスケット40の上端部に上方から嵌合されている。また、大きな衝撃を受けた際に潰れ易いように、各緩衝部材50には複数の貫通孔53が形成されている。そして、8つの緩衝部材50は、使用済燃料集合体42の上部ノズル46外面を囲むように配置され、それぞれ上部ノズル外面とバスケット40との隙間内に延出している。
As shown in FIG. 8, according to the canister according to the second embodiment of the present invention, a plurality of, for example, eight
使用済燃料集合体42をキャニスタ14に収納する場合、予め緩衝部材50をバスケット40に取付けておき、使用済燃料集合体42をバスケットの装填部44に上方から挿入する。そこで、使用済燃料集合体42を円滑に収納できるように、各緩衝部材50の上端部には、上方かつ外方に傾斜して延びたガイド面54が形成されている。
When the spent
以上のように構成された第2の実施の形態においても、使用済燃料集合体42とバスケット40との隙間に、緩衝部材50を配置することにより、バスケットに対する使用済燃料集合体のがた付きを大幅に低減し、キャニスタ14に大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42の損傷を防止することができる。また、緩衝部材50は、複数の貫通孔53を有し潰れ易い構成であるため、大きな衝撃作用した場合には潰れて衝撃を吸収することができる。従って、使用済燃料集合体42の損傷を一層確実に防止することが可能となる。以上のことから、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
Also in the second embodiment configured as described above, by placing the
図9に示すように、この発明の第3の実施の形態に係るキャニスタによれば、各装填部44において、使用済燃料集合体42とバスケット40との間の隙間には、複数のパイプ状の緩衝部材50が配置され、使用済燃料集合体を囲んでいる。各緩衝部材50は例えばアルミニウムの中空パイプにより構成されている。また、各緩衝部材50は、装填部44のほぼ全長に亘って、かつ、装填部の軸方向に沿って延びている。なお、バスケット40は、それぞれ装填部44の内面に形成された複数の位置決め溝56を有し、各位置決め溝は、装填部44のほぼ全長に亘って、かつ、装填部の軸方向に沿って延びている。そして、各緩衝部材50は、位置決め溝56内に配置され、所望の位置に保持されている。
As shown in FIG. 9, according to the canister according to the third embodiment of the present invention, in each
図10に示すように、この発明の第4の実施の形態に係るキャニスタによれば、各装填部44において、使用済燃料集合体42とバスケット40との間の隙間には、粒子状の緩衝材60が充填されている。緩衝材60としては、例えば、径が2〜3mmのアルミニウム粒子あるいは中空球を用いている。
As shown in FIG. 10, according to the canister according to the fourth embodiment of the present invention, in each
以上のように構成された第3および第4の実施の形態においても、使用済燃料集合体42とバスケット40との隙間に、パイプ状の緩衝部材50を配置、あるいは粒状の緩衝材60を充填することにより、バスケットに対する使用済燃料集合体のがた付きを大幅に低減し、キャニスタ14に大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42の損傷を防止することができる。また、緩衝部材50および緩衝材60は、大きな衝撃作用した場合には潰れて衝撃を吸収することができる。従って、使用済燃料集合体42の損傷を一層確実に防止することが可能となる。以上のことから、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
Also in the third and fourth embodiments configured as described above, a pipe-shaped
図11および図12に示すように、この発明の第5の実施の形態に係るキャニスタによれば、各装填部44において、使用済燃料集合体42の各側面とバスケット40との間の隙間には、それぞれアルミニウムで形成された楔状の第1および第2スペーサ62、64が挿入されている。第1および第2スペーサ62、64は、装填部44の軸方向ほぼ全長に亘って延びている。また、第1スペーサ62は使用済燃料集合体42の側面に接触して設けられ、第2スペーサ64は装填部44の内面、すなわち、バスケット40に接触して設けられている。そして、第1および第2スペーサ62、64はその傾斜面同士が接触した状態で、装填部44の軸方向と直交する方向に重なって位置している。また、第1および第2スペーサ62、64は、装填部44の内面と平行な方向で、かつ装填部44の軸方向と直交する方向に沿って摺動自在に設けられている。
As shown in FIGS. 11 and 12, according to the canister according to the fifth embodiment of the present invention, in each
また、バスケット4の上端部には4つの押圧部材66が嵌合され、装填部44の4つの角部と対応する位置にそれぞれ位置している。各押圧部材66は、断面がほぼ十字状に形成され、使用済燃料集合体42とバスケット40との隙間に挿入された4つの押圧部67を有している。各押圧部67は、先細となるように傾斜した押圧面68を有している。
In addition, four
装填工程では、バスケット40の装填部44内に使用済燃料集合体42および4組の第1および第2スペーサ62、64を装填した後、4つの押圧部材66を上方からバスケット40の上端部に嵌合する。すると、図12に示すように、各組の第1および第2スペーサ62、64は、その両側に位置した押圧部材66の押圧面68により、互いに相反する方向に押圧される。そのため、第1および第2スペーサ62、64は、楔形状による相互作用によって、それぞれ使用済燃料集合体42の側面および装填部44の内面に押付けられる。
In the loading process, after the spent
従って、上記のように構成された第5の実施の形態によれば、使用済燃料集合体42は第1および第2スペーサ62、64によってがた付きが抑えられ、キャニスタ14に大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42の損傷を防止することができる。その結果、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
Therefore, according to the fifth embodiment configured as described above, rattling of the spent
図13および図14に示すように、この発明の第6の実施の形態に係るキャニスタによれば、各装填部44において、使用済燃料集合体42の各側面とバスケット40との間の隙間には、それぞれアルミニウムで形成された楔状の第1および第2スペーサ62、64が挿入されている。第1および第2スペーサ62、64は、装填部44の軸方向ほぼ全長に亘って延びている。また、第1スペーサ62は使用済燃料集合体42の側面に接触して設けられ、第2スペーサ64は装填部44の内面、すなわち、バスケット40に接触して設けられている。そして、第1および第2スペーサ62、64はその傾斜面同士が接触した状態で、装填部44の軸方向と直交する方向に重なって位置している。また、第1および第2スペーサ62、64は、装填部44の軸方向に沿って摺動自在に設けられている。
As shown in FIGS. 13 and 14, according to the canister according to the sixth embodiment of the present invention, in each
装填工程では、バスケット40の装填部44内に使用済燃料集合体42を装填した後、4組の第1および第2スペーサ62、64の内、各第2スペーサ64を使用済燃料集合体とバスケットとの間に挿入する。次に、各第2スペーサ64を使用済燃料集合体42と第2スペーサ64との間に上方から挿入し、装填部44の軸方向に沿って第2スペーサ64上を摺動させ下端部近傍まで押し込む。それにより、第1および第2スペーサ62、64は、楔形状による相互作用によって、それぞれ使用済燃料集合体42の側面および装填部44の内面に押付けられる。
In the loading process, after the spent
従って、上記のように構成された第6の実施の形態によれば、使用済燃料集合体42は第1および第2スペーサ62、64によってがた付きが抑えられ、キャニスタ14に大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42の損傷を防止することができる。その結果、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
Therefore, according to the sixth embodiment configured as described above, the spent
図15に示すように、この発明の第7の実施の形態に係るキャニスタによれば、各装填部44において、使用済燃料集合体42の各側面とバスケット40との間の隙間には、それぞれアルミニウムで形成された楔状の第1および第2スペーサ62、64が挿入されている。第1および第2スペーサ62、64は、装填部44の上端部のみ、或いは、軸方向ほぼ全長に亘って延びている。また、第1スペーサ62は2つに分解され、それぞれ使用済燃料集合体42の側面に接触して設けられている。第2スペーサ64は一対の分割スペーサ64aに分割され、装填部44の内面、すなわち、バスケット40に接触して設けられている。更に、分割された一対の分割スペーサ64aは、押圧部材としてのバイメタル64bを介して互いに連結されている。なお、押圧部材としては形状記憶合金を用いてもよい。
As shown in FIG. 15, according to the canister according to the seventh embodiment of the present invention, each loading
そして、第1および第2スペーサ62、64はその傾斜面同士が接触した状態で、装填部44の軸方向と直交する方向に重なって位置している。また、分割スペーサ64aは、装填部44の内面と平行な方向で、かつ装填部44の軸方向と直交する方向に沿って摺動自在に設けられている。
The first and
上記のように構成された第7の実施の形態によれば、キャニスタ内部が200℃程度の高温になると、各組のバイメタル64が伸びて一対の分割スペーサ64aを押し広げ、一対の第1スペーサ62に押付ける。そのため、各組の第1および第2スペーサ62、64は、楔形状による相互作用によって、それぞれ使用済燃料集合体42の側面および装填部44の内面に押付けられる。
According to the seventh embodiment configured as described above, when the inside of the canister reaches a high temperature of about 200 ° C., each pair of
従って、上記のように構成された第7の実施の形態によれば、使用済燃料集合体42は第1および第2スペーサ62、64によってがた付きが抑えられ、キャニスタ14に大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42の損傷を防止することができる。その結果、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
Therefore, according to the seventh embodiment configured as described above, the spent
図16に示すように、この発明の第8の実施の形態に係るキャニスタによれば、各装填部44において、使用済燃料集合体42の各側面とバスケット40との間の隙間には、それぞれアルミニウムで形成された楔状の第1および第2スペーサ62、64が挿入されている。第1および第2スペーサ62、64は、装填部44の上端部のみ、或いは、軸方向ほぼ全長に亘って延びている。また、第1スペーサ62は一対の分割スペーサ62aに分解され、それぞれ使用済燃料集合体42の側面に接触して設けられている。また、これら一対の分割スペーサ62aは、押圧部材としてのバネ状の形状記憶合金62bを介して互いに連結されている。更に、第2スペーサ64は装填部44の内面、すなわち、バスケット40に接触して設けられている。
As shown in FIG. 16, according to the canister according to the eighth embodiment of the present invention, each loading
そして、一対の分割スペーサ62aと第2スペーサ64とはその傾斜面同士が接触した状態で、装填部44の軸方向と直交する方向に重なって位置している。また、分割スペーサ62aは、装填部44の内面と平行な方向で、かつ装填部44の軸方向と直交する方向に沿って摺動自在に設けられている。
The pair of divided
上記のように構成された第8の実施の形態によれば、キャニスタ内部が200℃程度の高温になると、各スペーサ組の形状記憶合金が縮んで一対の分割スペーサ62aを互いに接近する方向に引張り、第2スペーサ64に押付ける。そのため、各組の第1スペーサを構成する分割スペーサ62および第2スペーサ64は、楔形状による相互作用によって、それぞれ使用済燃料集合体42の側面および装填部44の内面に押付けられる。
According to the eighth embodiment configured as described above, when the inside of the canister reaches a high temperature of about 200 ° C., the shape memory alloy of each spacer set contracts and pulls the pair of divided
従って、上記のように構成された第8の実施の形態によれば、使用済燃料集合体42は第1および第2スペーサ62、64によってがた付きが抑えられ、キャニスタ14に大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42の損傷を防止することができる。その結果、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
Therefore, according to the eighth embodiment configured as described above, the spent
上述した第1ないし第8の各実施の形態において、使用済燃料集合体42の軸方向のがた付きを防止する第3スペーサを組合わせて用いてもよい。
例えば、図17に示すように、キャニスタ内において、遮蔽板38の内面には複数の複数の第3スペーサ80が固定されている。第3スペーサ80はこの発明におけるスペーサとして機能し、円筒状、角筒状、円柱状、角柱状等に形成され、遮蔽板38に溶接あるいはボルト止めされている。そして、各第3スペーサ80は、キャニスタの軸方向に沿って遮蔽板38からバスケット40の装填部44内に延出し、所定の隙間を置いて使用済燃料集合体の上端と対向している。なお、第3スペーサ80と使用済燃料集合体42との隙間は、使用済燃料の照射成長を考慮して適宜設定される。
In each of the first to eighth embodiments described above, a third spacer that prevents rattling of the spent
For example, as shown in FIG. 17, a plurality of
このように、各使用済燃料集合体42と遮蔽板38との間の軸方向の隙間に第3スペーサ80を設けることにより、使用済燃料集合体42の軸方向のがた付きを防止することができる。そのため、キャニスタ14に軸方向の大きな衝撃が作用した場合でも、使用済燃料集合体42と遮蔽板38との衝突を防止し、使用済燃料集合体の損傷を防止することができる。また、第3スペーサ80を潰れ易い構造とすることにより、大きな衝撃作用した場合には潰れて衝撃を吸収することができる。従って、使用済燃料集合体42の損傷を一層確実に防止することが可能となる。以上のことから、放射線の漏洩を防止し、長期間に亘って健全性を担保可能なキャニスタを得ることができる。
As described above, by providing the
また、第3スペーサ80は遮蔽板38に固定する場合に限らず、図18に示すように、複数の第3スペーサを保持板82に固定し、この保持板をバスケット40上に載置する構成としてもよい。
Further, the
この場合、各第3スペーサ80は、円筒状、角筒状、円柱状、角柱状等に形成され、保持板82に溶接されている。そして、各第3スペーサ80は、キャニスタの軸方向に沿って保持板82から上下に延出している。各第3スペーサ80の下部はバスケット40の装填部44内に延出し、所定の隙間を置いて使用済燃料集合体の上端と対向している。また、各第3スペーサ80の上部は遮蔽板38と所定の隙間を置いて対向している。
このような構成においても、第3スペーサ80によって使用済燃料集合体42の軸方向のがた付きを防止することができ、上記と同様の作用効果を得ることができる。
In this case, each
Even in such a configuration, the
その他、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、緩衝部材やスペーサ等の各部材を構成する材料は上述した実施の形態に限らず、必要に応じて選択可能である。また、使用済燃料集合体およびバスケットの装填部の形状は角柱形状としたが、これに限らず、必要に応じて他の形状を採用しても良い。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, the material constituting each member such as the buffer member and the spacer is not limited to the above-described embodiment, and can be selected as necessary. Moreover, although the shape of the spent fuel assembly and the loading portion of the basket is a prismatic shape, the shape is not limited to this, and other shapes may be adopted as necessary.
更に、この発明は、上述したキャニスタに限らず、金属キャスク等の他の金属密閉容器にも適用可能である。また、バスケットは、前述した一体構造のものに限らず、装填部を規定した複数の筒状部材を組合わせて形成してもよい。 Furthermore, this invention is applicable not only to the above-mentioned canister but also to other metal sealed containers such as a metal cask. Further, the basket is not limited to the one having the integral structure described above, and may be formed by combining a plurality of cylindrical members defining the loading portion.
10…コンクリートキャスク、 14…キャニスタ、 15…容器本体、
32…一次蓋、 34…二次蓋、 40…バスケット、 42…使用済燃料集合体、
44…装填部、 45…燃料棒、 46…上部ノズル、 50…緩衝部材、
51…本体、 52…係合爪、 53…貫通孔、 60…緩衝材、
62…第1スペーサ、 64…第2スペーサ、 66…押圧部材、
68…押圧面、 62a、64a…分割スペーサ、 64b…バイメタル、
62b…形状記憶合金、 80…第3スペーサ。
10 ... Concrete cask, 14 ... Canister, 15 ... Container body,
32 ... Primary lid, 34 ... Secondary lid, 40 ... Basket, 42 ... Spent fuel assembly,
44 ... loading section, 45 ... fuel rod, 46 ... upper nozzle, 50 ... cushioning member,
51 ... Main body, 52 ... Engaging claw, 53 ... Through hole, 60 ... Buffer material
62 ... 1st spacer, 64 ... 2nd spacer, 66 ... Pressing member,
68 ... Pressing surface, 62a, 64a ... Division spacer, 64b ... Bimetal,
62b ... shape memory alloy, 80 ... third spacer.
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