JP4427888B2 - キャニスタ密封監視装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所で発生した使用済核燃料を密閉収容するキャニスタの密封監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、原子力発電所で発生した使用済核燃料は、高レベルの放射線と高い崩壊熱を発生していることから、図5に示すように耐食性及び耐熱性に優れた筒状ステンレス容器であるキャニスタa内に不活性ガスと共に密封収容され、さらに貯蔵キャスクbと称されるコンクリート製の容器内に収容されて一定期間安全な場所で冷却されながら貯蔵された後、順次再処理工場に送られて再処理等が施されるようになっている。
【0003】
すなわち、このキャニスタaは、図示するように有底円筒状をしたステンレス製のキャニスタ本体c内に格子状のバスケットd等を備えたものであり、原子炉内から取り出した燃料棒の状態の使用済核燃料をこのキャニスタ本体c内に複数本纏めてヘリウム等の不活性ガスと共に収容した後、その上部開口部側を遮蔽プラグeを介して内蓋f,外蓋gで溶接することによって使用済核燃料を密封するようになっている。
【0004】
そして、このようなキャニスタaを収容する貯蔵キャスクbは、有底円筒状をした大型の厚肉コンクリート製のキャスク本体h(例えば、高さ約6m×外径約4m,肉厚約800mm)とその上部開口部を塞ぐキャスク蓋iとからなるものであり、そのキャスク本体h内にこのキャニスタaを収容した後、その上部開口部をキャスク蓋iで塞ぐことによってキャニスタa側から発生する熱や放射線を確実に遮蔽するようになっている。
【0005】
また、図示するようにこのキャスク本体hの底部及び上部には、それぞれ複数の吸気口j,j…及び排気口k,k…が形成されており、底部の吸気口jから冷却空気(外気)を導入した後、上部の排気口kから排気させることでキャニスタaを単に遮蔽しながら貯蔵するだけでなく、同時に冷却空気を流すことでキャニスタaの冷却が行われるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようにして貯蔵キャスクb内に貯蔵されたキャニスタaに対しては、定期的にその健全性、具体的には腐食等によるキャニスタaの密封性破壊の有無を定期的に監視する必要性が生じてくる。すなわち、貯蔵キャスクb内に貯蔵された状態でキャニスタaの密封性が破れると内部の不活性ガス環境が崩れて使用済核燃料が腐食し、有害なFPガス(核分裂生成ガス)が冷却空気と共に外部に漏れ出して周囲を汚染してしまう可能性があるからである。
【0007】
しかしながら、このキャニスタaの密封監視方法として現在考えられている方法としては、貯蔵キャスクbの排気口kから自然排気される排気ガスをそのままサンプリングしてその排気ガス中から漏れ出したガスの有無を検出する等といった方法であることから、漏洩量が極僅かな段階ではその漏洩の有無を正確に検知することは極めて困難である。
【0008】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、ガスの漏洩量が極僅かな段階であってもその漏洩の有無、すなわちキャニスタの健全性(密封性)を正確に監視することができる新規なキャニスタ密封監視装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、請求項1に示すように、キャニスタを収容した貯蔵キャスクを跨ぐように走行する架台に、上記キャニスタを貯蔵キャスク内から上方に吊り上げて収容する密閉容器を設けると共に、その密閉容器に、その密閉容器内を密閉するシャッター機構と、その密閉容器内を真空引きしてキャニスタからのガス漏れを検知するガス漏れ検知手段とを備えたものである。
【0011】
この密閉容器を貯蔵キャスクを跨ぐように走行する架台側に設けることによって貯蔵キャスクを全く移動させることなく貯蔵キャスク内のキャニスタをそのまま昇降させることで貯蔵キャスクと密閉容器間での移し替えが迅速且つ容易に行われるため、短時間で効率良くキャニスタの監視作業を行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1は本発明に係るキャニスタ密封監視装置の実施の一形態を示したものである。
【0014】
図示するように、このキャニスタ密封監視装置は、キャニスタaを収容した貯蔵キャスクbを跨ぐように位置する架台1と、この架台1上に設置された密閉容器2と、この密閉容器2内にキャニスタaを昇降させて収容する昇降機構3と、その密閉容器2内を密閉するシャッター機構4と、その密閉容器2内を真空引きしてキャニスタaからのガス漏れを検知するガス漏れ検知手段5とから主に構成されている。
【0015】
この架台1は、キャスクbの上方に位置する基台6を4本の支持脚7,7,7,7(図中紙面方向に一対ずつ)で支持すると共に、これら各支持脚7,7,7,7の下部に走行車輪8を備えたものであり、キャスクbを跨ぐように床面上を走行自在となっている。
【0016】
密閉容器2は、架台1の上面側にこれと一体的に立設された堅牢な筒状の容器本体9からなっており、その下部開口部側を架台1側の基台6に形成された貫通孔10と相互に連通した状態となっている。
【0017】
昇降機構3は、この容器本体9の頂部に設けられた一対のウインチ11,11と、この容器本体9内を昇降するキャニスタ吊具12とからなっており、ウインチ11,11側から延びる二本のワイヤロープW,Wを容器本体9の頂部に形成された貫通孔13を介してキャニスタ吊具12側に連結することでこのキャニスタ吊具12を自在に昇降するようになっている。また、このキャニスタ吊具12は、吊具本体14の底部に係合爪15を備えると共に、その周囲に、容器本体9内壁側に接して転動するガイド輪16を備えたものであり、この係合爪15をキャニスタaの頂面に形成された図示しない係合部に係合させることでキャニスタaを吊り上げると共に、その周囲のガイド輪16によってケーシング本体9内での昇降がスムーズに行われるようになっている。また、さらに、このキャニスタ吊具12とワイヤロープW,Wとは係脱自在なフック17で接続されており、ワイヤロープW,Wをキャニスタ吊具12から任意に係合・切り離し自在となっている。
【0018】
シャッター機構4は、密閉容器2のケーシング本体9底部に位置する底部シャッター18と、そのケーシング本体9の頂部に位置する上部シャッター19とから構成されており、底部シャッター18によって容器本体9の下部開口部側を密閉すると共に、上部シャッター19によって容器本体9の上部のワイヤロープW,Wが通過する貫通孔13を閉じて密閉するようになっている。すなわち、上述したように昇降機構3のキャニスタ吊具12とワイヤロープW,Wとは相互に係脱自在となっていることから、キャニスタ吊具12を切り離し、ワイヤロープW,W下端のフック17を貫通孔13内まで持ち上げた後に上部シャッター19を閉じることによって貫通孔13が塞がれて密閉容器2内が完全に密閉されるような構造となっている。
【0019】
ガス漏れ検知手段5は、密閉容器2内に連通する排気ラインLに不活性ガス検知部20と排気ポンプ21とHEPAフィルター22とをそれぞれ順に接続したものであり、排気ポンプ21によって密閉容器2のガスを強制的に外部に抜き出すと共に、抜き出されたガス中の不活性ガスの有無を不活性ガス検知部20で検知し、さらに、抜き出されたガス中の放射能汚染物質(塵)をHEPAフィルター22によって捕集して大気中に放出するようになっている。尚、このガス漏れ検知手段5は、不活性ガス検知部20と排気ポンプ21とHEPAフィルター22とが一体的に纏められて架台1側に取り付けられて架台1と共に移動できるようになっている。
【0020】
次に、このような構造をした本発明のキャニスタ密封監視装置(以下監視装置と称す)の作用について説明する。
【0021】
先ず、図2(1)に示すように、監視対象となる貯蔵キャスクbの閉止蓋iを図示しない着脱装置によって外した後、この監視装置を走行させて図1に示すようにその貯蔵キャスクbを跨ぐように位置させる。
【0022】
次に、図2(2)に示すように、昇降機構3のキャニスタ吊具12を貯蔵キャスクb内まで降下させてキャニスタaを把持して同図(3)に示すようにそのままキャニスタ吊具12を上昇させてキャニスタaを吊り上げて密閉容器2側に移し替えた後、図3(1)に示すようにシャッター機構4の底部シャッター18を閉じる。これによって密閉容器2の下部開口部(貫通孔10)が完全に閉じられた状態となり、下部開口部側からの空気の流入が阻止される。
【0023】
次に、このようにして密閉容器2の下部開口部が閉じられたなら図3(2)に示すように、キャニスタ吊具12を降下させてキャニスタaを底部シャッター18上に載せた後、キャニスタ吊具12に係合しているフック17を外してフック17のみをそのまま上昇させてから、シャッター機構4の上部シャッター18を駆動してワイヤW,Wが通過していた連通孔13側を閉じる。これによって密閉容器2が完全に密閉され、密閉された状態でキャニスタaが密閉容器2内に移し替えられる。
【0024】
そして、このようにしてキャニスタaが密閉容器2内に密閉収容されたならば、同図(3)に示すようにガス漏れ検知手段5の排気ポンプ21を駆動して密閉容器2内の空気を排気ラインLから強制的に抜き出してその内部を真空引きしながらその排気ガス成分を不活性ガス検知部20によって検査する。この結果、排気ガス中に不活性ガスが検出されなければ、キャニスタaが健全な状態、すなわち、使用済核燃料が完全に密封された状態で収容されていると判断し、反対に不活性ガスが検出されたならば、使用済核燃料の密封状態が崩れてキャニスタaの健全性が損なわれていると判断することができる。
【0025】
その後、このようにして所定のキャニスタaの健全性が確認されたなら、図3(4)に示すように、上記とは逆の手順によってそのキャニスタaを元の貯蔵キャスクb内に戻した後、図4に示すようにこの監視装置を次の監視対象となる貯蔵キャスクb側に移動して同様な手順によって各キャニスタaの健全性を順次監視することになる。
【0026】
このように本発明は、監視対象となるキャニスタaを密閉容器2に移し替えた後、その内部を真空引きして排ガス中のガス成分を監視するようにしたことから、キャニスタaの密封性が僅かでも崩れると、その内部の不活性ガスが強制的に抜き出されて直ちに検出されるようになるため、通常の大気圧の状態では検出できないような僅かな漏れであっても明確に検出することが可能となり、キャニスタaの健全性を確実に監視することができる。
【0027】
また、この密閉容器2を昇降機構3と共に走行自在な架台1側に一体的に備えたことから、貯蔵キャスクb内のキャニスタaを密閉容器2側に昇降させるだけで貯蔵キャスクbと密閉容器2間でのキャニスタaの移し替えが行われるため、キャニスタaの移し替え作業が迅速且つ容易となり、監視作業効率が向上し、監視作業に要する時間やコストも大幅に削減することができる。
【0028】
尚、本実施の形態では、この監視装置による監視作業に際して監視対象となる貯蔵キャスクbの閉止蓋iを予め外すようにした例で説明したが、この監視装置の架台1側自体にその閉止蓋iを着脱する機構を備えても良い。また、この架台1が走行する床面にレールを敷設しておき、レールに沿って本発明装置を走行させるようにすれば、より正確な走行を達成することも可能となる。
【0029】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、監視対象となる貯蔵キャスクを密閉容器に移し替えた後、その内部を真空引きしてその排気ガス中の不活性ガス成分の有無を検知するようにしたことから、キャニスタの破壊状況が初期の段階で不活性ガスの漏洩量が極僅であってもその密封性の破壊状況を正確に監視することが可能となる。また、この密閉容器を昇降機構と共に架台上に設置したことにより、その移動及び移し替えを容易に行うことができるため、優れた監視作業効率を発揮することができ、監視作業に伴う時間の短縮化を大幅なコストの削減を達成することができる等といった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るキャニスタ密封監視装置の実施の一形態を示す全体図である。
【図2】キャニスタ密封監視装置を検査対象の貯蔵キャスク上に移動した後、そのキャニスタを密閉容器側に移し替えている状態を示す概念図である。
【図3】密閉容器側に移し替えたキャニスタに対して密封監視を行った後、キャニスタを貯蔵キャスク側に戻した状態を示す概念図である。
【図4】所定のキャニスタに対して密閉監視を行った後に、本発明装置を次の検査対象の貯蔵キャスク側に移動させている状態を示す概念図である。
【図5】従来の貯蔵キャスク及びその内部に収容されるキャニスタの一例を示す一部破断斜視図である。
【符号の説明】
1 架台
2 密閉容器
3 昇降機構
4 シャッター機構
5 ガス漏れ検知手段
6 基台
7 支持脚
8 走行車輪
9 容器本体
12 キャニスタ吊具
18 底部シャッター
19 上部シャッター
20 ガス検知部
21 排気ポンプ
22 HEPAフィルター
a キャニスター
b 貯蔵キャスク
W ワイヤロープ
Claims (1)
- キャニスタを収容した貯蔵キャスクを跨ぐように走行する架台に、上記キャニスタを貯蔵キャスク内から上方に吊り上げて収容する密閉容器を設けると共に、その密閉容器に、その密閉容器内を密閉するシャッター機構と、その密閉容器内を真空引きしてキャニスタからのガス漏れを検知するガス漏れ検知手段とを備えたことを特徴とするキャニスタ密封監視装置。
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