JP4172128B2 - Spent fuel storage device - Google Patents
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力発電所等で使用した後の使用済燃料を収納して長期間に亘り貯蔵するために用いる使用済燃料貯蔵装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
原子力発電所において発生した使用済燃料は、自然崩壊を繰り返して放射性レベルが基準値以下に低下するまで、密封容器内に封じ込めて所要の貯蔵エリアにて長期間に亘り厳重に貯蔵する必要がある。
【0003】
使用済燃料を貯蔵する場合、従来では、図2にその一例を示す如く、原子力発電所の建屋1内において、キャスクピット2内に、上端の蓋を取り外した状態で円筒状の金属キャスク3を立てて配置して、該金属キャスク3のキャビティ内に、上端部の蓋や遮蔽プラグを取り外しておいた円筒状のキャニスタ4を、同様に立てて挿入するようにし、このキャニスタ4内に、使用済燃料ピット5内に回収されている使用済燃料(集合体)6を、燃料取替装置7により移し入れて、キャニスタ4の上端部に遮蔽プラグを取り付けるようにし、次に、かかる状態の金属キャスク3を、補助建屋クレーン8を用いて洗浄ピット9へ搬送し、ここで、キャニスタ4の上端部に蓋を溶接することにより、使用済燃料6をキャニスタ4内に封じ込めるようにし、更に、キャニスタ4の蓋溶接部の液体浸透探傷試験を行ってから、金属キャスク3の上端部に蓋を取り付けて内部を密閉するようにしてあり、しかる後、金属キャスク3を、建屋1の搬出口10に待機させておいた輸送車11に横向きに搭載し、輸送船12による海上輸送、あるいは、上記輸送車11による直接の陸上輸送により貯蔵施設13の受け入れエリア14に搬入させるようにしてある。
【0004】
上記貯蔵施設13の受け入れエリア14では、キャニスタ搬送装置15を用いて、金属キャスク3内のキャニスタ4を、反転装置16上にセットされているコンクリートキャスク17内に詰め替えて蓋をして、コンクリートキャスク17とキャニスタ4とからなる使用済燃料貯蔵装置18とするようにしてあり、しかる後、該使用済燃料貯蔵装置18を、貯蔵エリア19まで搬送してエアパレット20上に縦向きに移載させるようにし、更に、エアパレット20により使用済燃料貯蔵装置18を所定の貯蔵位置まで移動させて貯蔵させるようにしてある。
【0005】
上記使用済燃料貯蔵装置18を構成するコンクリートキャスク17は、図3(イ)(ロ)に詳細を示す如く、下端を閉塞させた円筒状としてあるコンクリート製のキャスク胴21と、該キャスク胴21の上端開口部を閉塞させるためのコンクリート製の蓋22とを有し、且つ上記キャスク胴21の内周壁面及び内底面には鋼製ライナ23を内張りした構成として、該キャスク胴21内にキャニスタ4を挿入配置するようにしてあり、この際、キャスク胴21の内周壁面と、キャニスタ4の外周壁面との間には空間S0を設けて、使用済燃料6の崩壊熱によるキャニスタ4の熱膨張を吸収できるクリアランスを形成させると共に、キャスク胴21の内周壁面の周方向所要間隔位置に、長手方向に延びるガイドレール24を上記空間S0部に向けて突設し、該各ガイドレール24によりキャニスタ4を沿わせることにより、上記クリアランスを保つようにしてある。
【0006】
更に、キャスク胴21の下端部に吸気口25を設けて、屈曲した空気導入路26によりキャスク胴21の内底面の中央部に連通させ、又、キャスク胴21の上部に排気口27を設けて、屈曲した空気排出路28によりキャスク胴21の内周壁面の上部位置に連通させて、外部より吸気口25及び空気導入路26を通してキャスク胴21内に冷却用空気29を導入し、自然対流によりキャスク胴21とキャニスタ4との間の空間S0を流通させた後、空気排出路28及び排気口27を通して外部に放出することができるようにして、キャニスタ4の冷却を図るようにしてある。なお、30はキャスク胴21の内底面と、キャニスタ4の底面との間に、冷却用空気29の流路を形成させるためのキャニスタサポートチューブである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の使用済燃料貯蔵装置18では、貯蔵時に地震が発生したりすると、ガイドレール24によりキャニスタ4の軸心に直角方向の動きを制限することはできるが、回転方向の動きは拘束することができず、コンクリートキャスク17内でキャニスタ4にがた付きが発生する可能性があり、又、コンクリートキャスク17の内周壁面よりガイドレール24が突出していることから、コンクリートキャスク17内へのキャニスタ4の挿入時には、キャニスタ4の外面に上記ガイドレール24が当り、キャニスタ4に損傷が生じる虞があるという問題がある。
【0008】
そこで、本発明は、キャニスタの回転方向の動きをも拘束することができて、耐震性を高めることができ、又、キャニスタの収納作業時にキャニスタに損傷が生じる虞をなくすことができる使用済燃料貯蔵装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、使用済燃料を封じ込めた円筒状のキャニスタを、コンクリートキャスクの円筒状のキャスク胴内に、該キャニスタの外周壁面とキャスク胴の内周壁面との間に所要の空間を形成した状態で収納させ、且つ該空間部に連通するよう上記キャスク胴の下端部に吸気口を、又、上部に排気口をそれぞれ設けて、上記空間部に外部より冷却用空気を流通できるようにして、使用済燃料を貯蔵させるようにしてある使用済燃料貯蔵装置において、上記キャニスタの外周壁面に、該キャニスタの全長に亘るような長さとしてある雄型ラグ又は雌型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付けると共に、該ラグ取付位置と対応する上記コンクリートキャスクのキャスク胴の内周壁面に、上記雄型ラグ又は雌型ラグと係合するよう該雄型ラグ又は雌型ラグと対応する長さとしてある雌型ラグ又は雄型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付け、且つ係合するキャニスタ側の雄型ラグ又は雌型ラグとキャスク胴側の雌型ラグ又は雄型ラグとの間に、キャニスタの半径方向の熱膨張変位を吸収するためのクリアランスを形成してなる構成とする。
【0010】
貯蔵時に地震等により振動が発生しても、キャニスタとコンクリートキャスクのキャスク胴との間での雄型ラグと雌型ラグとの係合により、キャニスタの軸心に直角方向の動き及び回転方向の動きが拘束され、がた付きが抑えられているので、キャニスタ及びコンクリートキャスクの耐震性が向上する。又、キャニスタは、外周壁面に設置した雄型又は雌型のラグを介してコンクリートキャスク側に設置してある雌型又は雄型のラグと接触するようにしてあることから、キャニスタのコンクリートキャスクへの挿入時に、コンクリートキャスク側のラグがキャニスタの外面に直接当たる虞はない。
【0011】
又、係合する雄型ラグと雌型ラグを、ともにキャニスタの全長に亘るような長さとして長手方向に平行に設けた構成としてあることにより、振動荷重が雄型ラグと雌型ラグの長手方向全長で安定して受けられるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0013】
図1(イ)(ロ)は本発明の使用済燃料貯蔵装置の実施の一形態を示すもので、図3に示した使用済燃料貯蔵装置18と同様に、使用済燃料6を封じ込めた円筒状のキャニスタ4を、コンクリートキャスク17の円筒状のキャスク胴21内に、該キャニスタ4の外周壁面とキャスク胴21の内周壁面との間に所要の空間を形成した状態で収納させ、且つ該空間部に連通するよう上記キャスク胴21の下端部に吸気口25を、又、上部に排気口27をそれぞれ、該空間部に外部より冷却用空気29を導入し流通させることができるようにして、コンクリートキャスク17内に使用済燃料6を収納させて冷却しながら貯蔵させるようにしてある使用済燃料貯蔵装置において、上記空間をキャニスタ4の熱膨張量よりも十分に大きい空間Sとし、且つ上記キャニスタ4の外周壁面に、周方向に等間隔位置となるように、たとえば、4つの雄型ラグ31を、長手方向へ平行に配して上記空間S部に突出するように一連に取り付けると共に、上記キャスク胴21の内周壁面に、上記各雄型ラグ31を両側から挟むようにして係合させるようにした凹溝状の雌型ラグ32を周方向に等間隔で空間S部に突出するよう取り付けて、雄型ラグ31の外端面と雌型ラグ32の凹溝部との間に、キャニスタ4の熱膨張に伴う雄型ラグ31の半径方向への変位を吸収するための所要のクリアランスCを形成してなる構成の使用済燃料貯蔵装置18´とし、コンクリートキャスク17とその内側のキャニスタ4とのがたを雌雄のラグ31及び32の係合でなくすようにする。その他、図3(イ)(ロ)に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【0014】
上記構成とした本発明の使用済燃料貯蔵装置18´は、貯蔵エリアに設置されるが、貯蔵時に、地震により水平方向の揺れ、たとえば、前後方向の揺れが作用した場合には、図1(ロ)における左右に位置する雄型ラグ31と雌型ラグ32との係合によりその振動を受けることができ、又、左右方向に揺れが作用した場合には、前後に位置する雄型ラグ31と雌型ラグ32との係合によりその振動を受けることができる。更に、いかなる場合にも、各部の雄型ラグ31と雌型ラグ32との係合により、キャニスタ4の回転方向の動きを拘束することができ、したがって、キャニスタ4には、地震の揺れに起因するがた付きが発生することはなく、耐震性を向上させることができる。
【0015】
又、上記各雄型ラグ31と雌型ラグ32との間には、半径方向に所要のクリアランスCが形成されているため、キャニスタ4が熱膨張しても、それを吸収することができる。したがって、キャニスタ4とコンクリートキャスク17との間には熱応力が発生することはない。更に、キャニスタ4の熱膨張は、長手方向にも作用するが、上記の各雄型ラグ31と雌型ラグ32との係合は長手方向の変位を拘束していないので、長手方向変位を許容することができる。
【0016】
上記において、キャニスタ4は、その外周側壁に取り付けた雄型ラグ31を介してコンクリートキャスク17のキャスク胴21に設置してある雌型ラグ32と接触するようになっていることから、コンクリートキャスク17内へキャニスタ4を挿入する際、キャニスタ4の外側面が、上記キャスク胴21側の各雌型ラグ32に直接接触することはなく、したがって、キャニスタ4の挿入作業時に該キャニスタ4に損傷が発生する虞をなくすことができる。又、雄型ラグ31及び雌型ラグ32の取付位置は、前後左右で対称な4個所としてあるので、コンクリートキャスク17内にキャニスタ4を挿入する時の位置合わせを容易に行うことができる。
【0017】
なお、上記実施の形態では、雄型ラグ31及び雌型ラグ32を長手方向に一連に設けて、振動等による荷重を長手方向全般で安定して受けられるようにした場合を示したが、長手方向の両端部及び中間部の如く要所のみに設けるようにしてもよいこと、又、実施の形態では、雄型ラグ31及び雌型ラグ32を、周方向等間隔に4個所設けたものを示したが、周方向等間隔位置であれば、3個所又は5個所以上に設けるようにしてもよいこと、更に、雄型ラグ31と雌型ラグ32の配置は半径方向の内外で逆向き、すなわち、キャニスタ4の外周壁面に雌型ラグ32を、又、キャスク胴21の内周壁面に雄型ラグ31を設置するようにしてもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の使用済燃料貯蔵装置によれば、使用済燃料を封じ込めた円筒状のキャニスタを、コンクリートキャスクの円筒状のキャスク胴内に、該キャニスタの外周壁面とキャスク胴の内周壁面との間に所要の空間を形成した状態で収納させ、且つ該空間部に連通するよう上記キャスク胴の下端部に吸気口を、又、上部に排気口をそれぞれ設けて、上記空間部に外部より冷却用空気を流通できるようにして、使用済燃料を貯蔵させるようにしてある使用済燃料貯蔵装置において、上記キャニスタの外周壁面に、該キャニスタの全長に亘るような長さとしてある雄型ラグ又は雌型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付けると共に、該ラグ取付位置と対応する上記コンクリートキャスクのキャスク胴の内周壁面に、上記雄型ラグ又は雌型ラグと係合するよう該雄型ラグ又は雌型ラグと対応する長さとしてある雌型ラグ又は雄型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付け、且つ係合するキャニスタ側の雄型ラグ又は雌型ラグとキャスク胴側の雌型ラグ又は雄型ラグとの間に、キャニスタの半径方向の熱膨張変位を吸収するためのクリアランスを形成してなる構成としてあるので、各部の雄型ラグと雌型ラグとの係合により、キャニスタの軸心と直角方向及び回転方向の動きを拘束することができ、これにより、貯蔵時に、振動によりキャニスタにがたが発生することを抑えることができて、耐震性を向上させることができ、又、キャニスタの外面が、コンクリートキャスク側に設置してある雄型もしくは雌型のラグと直接接触する虞をなくすことができて、コンクリートキャスクへの挿入時に、キャニスタに損傷生じる虞をなくすことができ、更に、係合する雄型ラグと雌型ラグを、ともにキャニスタの全長に亘るような長さとして長手方向に平行に設けた構成としてあることにより、振動荷重を長手方向で全体的に受けることができて、より安定化を図ることができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の使用済燃料貯蔵装置の実施の一形態を示すもので、(イ)は切断側面図、(ロ)は(イ)のA−A方向矢視図である。
【図2】使用済燃料を貯蔵する際のハンドリングフローを示す概略図である。
【図3】コンクリートキャスクの一例を示すもので、(イ)は切断側面図、(ロ)は(イ)のB−B方向矢視図である。
【符号の説明】
4 キャニスタ
6 使用済燃料
17 コンクリートキャスク
18´ 使用済燃料貯蔵装置
21 キャスク胴
25 吸気口
27 排気口
29 冷却用空気
31 雄型ラグ
32 雌型ラグ
S 空間
C クリアランス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spent fuel storage device used for storing spent fuel after use at a nuclear power plant or the like and storing it for a long period of time.
[0002]
[Prior art]
Spent fuel generated at nuclear power plants must be stored in a tightly sealed container and stored strictly for a long period of time until the radioactive level drops below the reference value due to repeated natural decay. .
[0003]
When storing spent fuel, as shown in FIG. 2, conventionally, in a
[0004]
In the
[0005]
The
[0006]
In addition, an
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional spent
[0008]
Therefore, the present invention can restrain the movement of the canister in the rotational direction, can improve the earthquake resistance, and can eliminate the possibility of damage to the canister during the canister storing operation. It is intended to provide a storage device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a cylindrical canister that contains spent fuel in a cylindrical cask cylinder of a concrete cask, between the outer peripheral wall surface of the canister and the inner peripheral wall surface of the cask cylinder. In the state where a required space is formed, an air intake port is provided at the lower end portion of the cask body and an exhaust port is provided at the upper portion so as to communicate with the space portion. In the spent fuel storage device that is configured to store spent fuel so that air can be circulated , a male lug or a female mold having a length extending over the entire length of the canister on the outer peripheral wall surface of the canister the lug is attached parallel to the longitudinal direction at equal intervals in the circumferential direction so as to protrude to the space, the inner peripheral wall surface of the cask body of the concrete cask corresponding to the lug mounting position, Longitudinally a female lug or male lug is a length corresponding with the male lug or female lugs at equal intervals in the circumferential direction so as to protrude to the space to engage the Kieu lug or female lugs A clearance for absorbing the thermal expansion displacement in the radial direction of the canister between the male lug or female lug on the canister and the female lug or male lug on the cask trunk side that is mounted and engaged in parallel with the canister Is formed.
[0010]
Even if vibration occurs due to an earthquake or the like during storage, the male lug and female lug are engaged between the canister and the cask shell of the concrete cask so that the canister moves in the direction perpendicular to the axis of the canister and in the rotational direction. Since the movement is restrained and rattling is suppressed, the earthquake resistance of the canister and the concrete cask is improved. Further, since the canister is configured to contact the female or male lug installed on the concrete cask side through the male or female lug installed on the outer peripheral wall surface, the canister is connected to the concrete cask of the canister. There is no possibility that the lug on the concrete cask side directly hits the outer surface of the canister during the insertion.
[0011]
Further, the male lugs and female lugs that engage, by you have a structure in which parallel both to the longitudinal direction such a length over the entire length of the canister, the vibration load is male lug and female lugs Can be received stably over the entire length in the longitudinal direction.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIGS. 1A and 1B show an embodiment of the spent fuel storage device of the present invention. Like the spent
[0014]
The spent
[0015]
Further, since a required clearance C is formed in the radial direction between the male lugs 31 and the female lugs 32, even if the
[0016]
In the above, the
[0017]
In the above embodiment, a case is shown in which the
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the spent fuel storage device of the present invention, the cylindrical canister containing the spent fuel is placed in the cylindrical cask cylinder of the concrete cask, the outer peripheral wall surface of the canister, and the inside of the cask cylinder. The space portion is accommodated in a state where a required space is formed between the peripheral wall surface and an intake port is provided at a lower end portion of the cask body and an exhaust port is provided at an upper portion so as to communicate with the space portion. In the spent fuel storage device that allows the cooling air to be circulated from the outside to store spent fuel, on the outer peripheral wall surface of the canister, the male can be extended over the entire length of the canister. type lugs or female lug is attached parallel to the longitudinal direction at equal intervals in the circumferential direction so as to protrude to the space, cask of the concrete cask corresponding to the lug mounting position An inner periphery wall, the circumferential direction so as to protrude a female lug or male lug is a length corresponding with the male lug or female lugs to engage the male lug or female lugs to the space The thermal expansion displacement in the radial direction of the canister between the male lug or female lug on the canister side and the female lug or male lug on the cask barrel side that is attached to and parallel to the longitudinal direction at equal intervals As the structure is formed by forming a clearance for absorbing water, the engagement between the male lug and the female lug of each part can restrain the movement of the canister in the direction perpendicular to the axis and the rotational direction, As a result, it is possible to suppress the occurrence of rattling on the canister due to vibration during storage, and it is possible to improve the earthquake resistance, and the outer surface of the canister is a male mold installed on the concrete cask side or female And it is possible to eliminate the risk of contact with the lugs directly, upon insertion into the concrete cask, it is possible to eliminate the risk caused damage to the canister, further, the male lugs and female lugs that engage both the entire length of the canister by you have a configuration provided parallel to the longitudinal direction across such length, it can be totally subjected to vibration load in the longitudinal direction, it is possible to more stable, better equal Demonstrate the effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of a spent fuel storage device according to the present invention, in which (A) is a cut side view, and (B) is a view taken in the direction of arrows A-A in (A).
FIG. 2 is a schematic diagram showing a handling flow when storing spent fuel.
FIGS. 3A and 3B show an example of a concrete cask. FIG. 3A is a cut side view, and FIG. 3B is a view taken in the direction of arrows BB in FIG.
[Explanation of symbols]
4
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