JP4285100B2 - 原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、原子力発電所における原子炉の使用済燃料は、崩壊熱を冷却するため、水を張ったプールに沈めて保管していたが、コスト面での問題等から、最近では、崩壊熱が少なくなってきたものについては、特殊な容器に入れた上で、空冷で保管する乾式貯蔵が採用されてきている。
【0003】
前記乾式貯蔵には、コンクリートキャスク方式と呼ばれるものがあり、これは、燃料被覆管で覆われた使用済燃料を金属性のキャニスタに装填し、該キャニスタを輸送キャスクに搬入して貯蔵施設まで運び、該貯蔵施設において詰替装置を用いて前記キャニスタを輸送キャスクからコンクリート製貯蔵容器へ詰め替え、該コンクリート製貯蔵容器を保管するようにしたものであり、その保管時には、前記使用済燃料から出る放射線を外部に漏らさないようにしつつ、使用済燃料から出る熱を、コンクリート製貯蔵容器に設けられた給気ダクトよりその内部を流通して排気ダクトから外部へ自然に排出される通気により冷却するようになっている。(例えば、非特許文献1参照。)
【0004】
図6は従来の原子炉使用済燃料の垂直装荷用詰替設備の一例を表わすものであって、該垂直装荷用詰替設備は、縦置きされるコンクリート製貯蔵容器18の上方に吊り上げられる垂直装荷用詰替装置11を備え、該垂直装荷用詰替装置11は、垂直方向に延び且つ下面が開放された筒状の詰替装置本体12の内部に、燃料被覆管で覆われた使用済燃料が装填される金属性のキャニスタ13を吊り下げるためのキャニスタ吊具14を、巻上装置15の駆動により巻上げ下げ可能に配設してなる構成を有しており、キャニスタ13のコンクリート製貯蔵容器18への詰め替え時には、キャニスタ13を図示していない輸送キャスクから詰替装置本体12内部へ移載した後、図示していないクレーンから吊り下げられるヨーク16を詰替装置本体12のトラニオン17に引っ掛けて詰替装置本体12を吊り上げ、該詰替装置本体12の下端開口部をコンクリート製貯蔵容器18の上端開口部に載置するように連結し、この状態で、巻上装置15の駆動によりキャニスタ吊具14に吊り下げられたキャニスタ13を下降させ、コンクリート製貯蔵容器18内へ落とし込み、この後、前記詰替装置本体12をコンクリート製貯蔵容器18から切り離して吊り上げ、コンクリート製貯蔵容器18の上端開口部を閉鎖するようになっている。
【0005】
尚、縦置きされる前記コンクリート製貯蔵容器18の下部には給気ダクト19が設けられると共に、該コンクリート製貯蔵容器18の上部には排気ダクト20が設けられており、前記キャニスタ13に装填された使用済燃料から出る熱は、給気ダクト19よりコンクリート製貯蔵容器18の内部を流通して排気ダクト20から外部へ自然に排出される通気により冷却される。
【0006】
前述の如き従来の原子炉使用済燃料の垂直装荷用詰替設備に対し、近年においては、図7に示されるような、水平装荷用詰替設備が考えられており、該水平装荷用詰替設備は、輸送キャスク21を横置き可能な輸送キャスク支持台22と、コンクリート製貯蔵容器18を横置き状態或いは縦置き状態へ切り換え可能な縦起し装置23とを並設し、前記輸送キャスク支持台22及び縦起し装置23の前方位置に、輸送キャスク21及びコンクリート製貯蔵容器18の軸線と直角な方向ヘ延びるガイドレール24を敷設し、該ガイドレール24に沿って移動可能に配設された台車25上に、前記輸送キャスク21及びコンクリート製貯蔵容器18に連結可能な水平装荷用詰替装置26を載置してなり、更に、該水平装荷用詰替装置26は、水平方向に延び且つ一端面が開放された筒状の詰替装置本体27に、キャニスタ13を前記横置きした輸送キャスク21から引き抜いたり或いは前記横置きしたコンクリート製貯蔵容器18へ押し込んだりするための油圧シリンダ等の装荷機28を取り付けてなる構成を有している。尚、図7中、29は縦起し装置23にコンクリート製貯蔵容器18を固定するための固縛帯である。
【0007】
前記キャニスタ13のコンクリート製貯蔵容器18への詰め替え時には、先ず、台車25をガイドレール24に沿って移動させ、水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体の開口端を輸送キャスク支持台22上に横置きした輸送キャスク21の開口端に連結した状態で、該輸送キャスク21内のキャニスタ13を装荷機28の作動により引き抜いて詰替装置本体27内部へ引き込むように移載した後、水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体27の開口端を輸送キャスク21の開口端から切り離して台車25をガイドレール24に沿って移動させ、続いて、前記水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体27の開口端を縦起し装置23上に横置きしたコンクリート製貯蔵容器18の開口端に連結した状態で、前記詰替装置本体27内のキャニスタ13を装荷機28の作動によりコンクリート製貯蔵容器18内部へ押し込むように移載し、この後、前記詰替装置本体27をコンクリート製貯蔵容器18から切り離して台車25をガイドレール24に沿って移動させ、コンクリート製貯蔵容器18の開口部を閉鎖し該コンクリート製貯蔵容器18を縦起し装置23の作動により横置き状態から縦置き状態とし、固縛帯29による固定を解除して所定の保管場所へ移送するようになっている。
【0008】
前述の如き原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備では、図6に示されるような垂直装荷用詰替設備と比較し、キャニスタ13の輸送キャスク21から詰替装置本体27への移載、並びに該詰替装置本体27からコンクリート製貯蔵容器18への移載が水平方向に行われるため、キャニスタ13が落下したりする虞がなく、有効となる利点がある。
【0009】
【非特許文献1】
酒井幹夫、外2名、“コンクリートキャスクにおける水平詰替時の除熱特性検討”、「火力原子力発電」、2002年6月15日、第53巻、第6号、p.674−681
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如き原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備では、キャニスタ13をコンクリート製貯蔵容器18へ詰め替える際、詰替装置本体27内にキャニスタ13が挿入された状態のまま、何らかの原因で詰替作業が長時間継続したような場合、詰替装置本体27の外面からの自然放熱のみでは除熱が充分に行われず、キャニスタ13内の燃料被覆管や詰替装置本体27の過度の温度上昇が発生し、好ましくなかった。
【0011】
又、前記コンクリート製貯蔵容器18の給気ダクト19と排気ダクト20は、コンクリート製貯蔵容器18を縦置きした状態では良好に機能するが、横置きした状態では充分に機能しないため、キャニスタ13がコンクリート製貯蔵容器18内に挿入された状態のまま、何らかの原因で詰替作業が長時間継続したような場合も、除熱が不充分となり、キャニスタ13内の燃料被覆管やコンクリート製貯蔵容器18の過度の温度上昇が発生する虞があった。
【0012】
本発明は、斯かる実情に鑑み、詰替作業が長時間継続したような場合であっても、キャニスタ内の燃料被覆管や詰替装置本体並びにコンクリート製貯蔵容器の過度の温度上昇を未然に防止でき、健全性を保持し得る原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備を提供しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、使用済燃料が装填されたキャニスタを内部に詰め且つ縦置きした状態で保管される円筒状のコンクリート製貯蔵容器の下部に、その中心部から半径方向へ放射状に延び且つ外周面に給気口が開口する給気ダクトを設けると共に、該コンクリート製貯蔵容器の上部に、その中心部から半径方向へ放射状に延び且つ外周面に排気口が開口する排気ダクトを設け、前記キャニスタに装填された使用済燃料から出る熱を、給気ダクトよりコンクリート製貯蔵容器の内部を流通して排気ダクトから外部へ自然に排出される通気により冷却する貯蔵施設において、前記使用済燃料が装填されたキャニスタを水平装荷用詰替装置から、横置きしたコンクリート製貯蔵容器内へ詰め替えるための原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備であって、
水平装荷用詰替装置の詰替装置本体下部に、該詰替装置本体内へ空気を導入し且つ放射線遮蔽可能な給気ダクトを設けると共に、水平装荷用詰替装置の詰替装置本体上部に、前記給気ダクトから導入される空気を自然対流により外部へ流出させて詰替装置本体内の熱を逃がし且つ放射線遮蔽可能な排気ダクトを設け、
横置きしたコンクリート製貯蔵容器の下部に位置して開口する給気ダクトの給気口と、上部に位置して開口する排気ダクトの排気口とを開放し、且つ残りの給気口と排気口とを閉止することにより、前記横置きしたコンクリート製貯蔵容器に、前記開放した給気口から導入される空気を自然対流により前記開放した排気口から外部へ流出させてコンクリート製貯蔵容器内の熱を逃がし且つ放射線遮蔽可能な冷却空気流路を形成したことを特徴とする原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備にかかるものである。
【0014】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0015】
キャニスタをコンクリート製貯蔵容器へ詰め替える際、水平装荷用詰替装置の詰替装置本体内にキャニスタが挿入された状態のまま、何らかの原因で詰替作業が長時間継続したとしても、詰替装置本体の外面からの自然放熱だけではなく、給気ダクトから導入される空気が自然対流により排気ダクトを経て外部へ流出し、詰替装置本体内の熱が逃がされるため、除熱が良好に行われる形となり、又、横置きしたコンクリート製貯蔵容器内にキャニスタが挿入された状態のまま、何らかの原因で詰替作業が長時間継続したとしても、開放した給気口から導入される空気が自然対流により冷却空気流路を通って開放した排気口から外部へ流出し、コンクリート製貯蔵容器の給気ダクトと排気ダクトが横置きした状態でも充分に機能し、コンクリート製貯蔵容器内の熱が逃がされるため、除熱が良好に行われる形となり、この結果、キャニスタ内の燃料被覆管や詰替装置本体並びにコンクリート製貯蔵容器の温度が過度に上昇しなくなる。
【0016】
前記原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備においては、コンクリート製貯蔵容器の開放された上部の排気口に煙突状の排気シャフトを取り付けることができ、このようにすると、コンクリート製貯蔵容器の冷却空気流路を流通する冷却空気のドラフト力が増大し、除熱性が更に向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0018】
図1〜図5は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図7と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図7に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1〜図5に示す如く、水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体27下部に、該詰替装置本体27内へ空気を導入し且つ放射線遮蔽可能な給気ダクト30を設けると共に、水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体27上部に、前記給気ダクト30から導入される空気を自然対流により外部へ流出させて詰替装置本体27内の熱を逃がし且つ放射線遮蔽可能な排気ダクト31を設け、横置きしたコンクリート製貯蔵容器18の下部に位置して開口する給気ダクト19の給気口と、上部に位置して開口する排気ダクト20の排気口とを開放し、且つ残りの給気口と排気口とを密封栓32,33で閉止することにより、前記横置きしたコンクリート製貯蔵容器18に、前記開放した給気口から導入される空気を自然対流により前記開放した排気口から外部へ流出させてコンクリート製貯蔵容器18内の熱を逃がし且つ放射線遮蔽可能な冷却空気流路34を形成した点にある。
【0019】
本図示例の場合、前記排気ダクト31としては、図3に示すようなスクリューダクトを採用し、これを水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体27の上面における複数所要箇所(図1の例では二箇所)に、該詰替装置本体27下部の給気ダクト30と対応させて配置するようにしてある。又、前記給気ダクト30と、前記コンクリート製貯蔵容器18の給気ダクト19及び排気ダクト20は、図1及び図2に示す如く、放射線を遮蔽するために屈曲する形状のダクトとしてあるが、これらを前記排気ダクト31と同様にスクリューダクトとしたり、或いは、逆に、前記排気ダクト31を屈曲する形状のダクトとしても良いことは言うまでもない。
【0020】
一方、前記コンクリート製貯蔵容器18の開放された上部の排気口には、煙突状の排気シャフト35を取り付けるようにしてある。
【0021】
尚、図1及び図2中、36は水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体27内においてキャニスタ13をスライド自在に支持するために敷設されたスライドレール、図1及び図5中、37はコンクリート製貯蔵容器18内においてキャニスタ13をスライド自在に支持するために敷設されたスライドレールである。
【0022】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【0023】
キャニスタ13をコンクリート製貯蔵容器18へ詰め替える際、水平装荷用詰替装置26の詰替装置本体27内にキャニスタ13が挿入された状態のまま、何らかの原因で詰替作業が長時間継続したとしても、詰替装置本体27の外面からの自然放熱だけではなく、給気ダクト30から導入される空気が自然対流により排気ダクト31を経て外部へ流出し、詰替装置本体27内の熱が逃がされるため、除熱が良好に行われる形となり、又、横置きしたコンクリート製貯蔵容器18内にキャニスタ13が挿入された状態のまま、何らかの原因で詰替作業が長時間継続したとしても、開放した給気口から導入される空気が自然対流により冷却空気流路34を通って開放した排気口から外部へ流出し、コンクリート製貯蔵容器18の給気ダクト19と排気ダクト20が横置きした状態でも充分に機能し、コンクリート製貯蔵容器18内の熱が逃がされるため、除熱が良好に行われる形となり、この結果、キャニスタ13内の燃料被覆管や詰替装置本体27並びにコンクリート製貯蔵容器18の温度が過度に上昇しなくなる。
【0024】
又、本図示例においては、前記コンクリート製貯蔵容器18の開放された上部の排気口に煙突状の排気シャフト35を取り付けるようにしてあるため、コンクリート製貯蔵容器18の冷却空気流路34を流通する冷却空気のドラフト力が増大し、除熱性が更に向上する。
【0025】
こうして、詰替作業が長時間継続したような場合であっても、キャニスタ13内の燃料被覆管や詰替装置本体27並びにコンクリート製貯蔵容器18の過度の温度上昇を未然に防止でき、健全性を保持し得る。
【0026】
尚、本発明の原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、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。
【0027】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備によれば、詰替作業が長時間継続したような場合であっても、キャニスタ内の燃料被覆管や詰替装置本体並びにコンクリート製貯蔵容器の過度の温度上昇を未然に防止でき、健全性を保持し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の側断面図である。
【図2】図1のII−II断面相当図である。
【図3】本発明を実施する形態の一例における水平装荷用詰替装置の詰替装置本体に形成した排気ダクトとしてのスクリューダクトの一部破断斜視図である。
【図4】図1のIV−IV断面相当図である。
【図5】図1のV−V断面相当図である。
【図6】従来の原子炉使用済燃料の垂直装荷用詰替設備の一例の一部破断斜視図である。
【図7】従来の原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備の一例の斜視図である。
【符号の説明】
13 キャニスタ
18 コンクリート製貯蔵容器
19 給気ダクト
20 排気ダクト
26 水平装荷用詰替装置
27 詰替装置本体
28 装荷機
29 固縛帯
30 給気ダクト
31 排気ダクト
32 密封栓
33 密封栓
34 冷却空気流路
35 排気シャフト
Claims (2)
- 使用済燃料が装填されたキャニスタを内部に詰め且つ縦置きした状態で保管される円筒状のコンクリート製貯蔵容器の下部に、その中心部から半径方向へ放射状に延び且つ外周面に給気口が開口する給気ダクトを設けると共に、該コンクリート製貯蔵容器の上部に、その中心部から半径方向へ放射状に延び且つ外周面に排気口が開口する排気ダクトを設け、前記キャニスタに装填された使用済燃料から出る熱を、給気ダクトよりコンクリート製貯蔵容器の内部を流通して排気ダクトから外部へ自然に排出される通気により冷却する貯蔵施設において、前記使用済燃料が装填されたキャニスタを水平装荷用詰替装置から、横置きしたコンクリート製貯蔵容器内へ詰め替えるための原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備であって、
水平装荷用詰替装置の詰替装置本体下部に、該詰替装置本体内へ空気を導入し且つ放射線遮蔽可能な給気ダクトを設けると共に、水平装荷用詰替装置の詰替装置本体上部に、前記給気ダクトから導入される空気を自然対流により外部へ流出させて詰替装置本体内の熱を逃がし且つ放射線遮蔽可能な排気ダクトを設け、
横置きしたコンクリート製貯蔵容器の下部に位置して開口する給気ダクトの給気口と、上部に位置して開口する排気ダクトの排気口とを開放し、且つ残りの給気口と排気口とを閉止することにより、前記横置きしたコンクリート製貯蔵容器に、前記開放した給気口から導入される空気を自然対流により前記開放した排気口から外部へ流出させてコンクリート製貯蔵容器内の熱を逃がし且つ放射線遮蔽可能な冷却空気流路を形成したことを特徴とする原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備。 - コンクリート製貯蔵容器の開放された上部の排気口に煙突状の排気シャフトを取り付けた請求項1記載の原子炉使用済燃料の水平装荷用詰替設備。
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