JP4621581B2 - Cask resin and filling method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、使用済核燃料の輸送又は貯蔵を行うキャスクに使用されるレジンの組成に係わるキャスク用レジン及びその充填方法に関する。   The present invention relates to a resin for cask related to the composition of a resin used for a cask for transporting or storing spent nuclear fuel and a filling method thereof.

一般に、使用済核燃料体を原子力発電所から再処理工場への輸送又は貯蔵するために、輸送用、貯蔵用又は輸送貯蔵兼用の輸送容器(以下、キャスクという。)が使用されている。   Generally, in order to transport or store a spent nuclear fuel body from a nuclear power plant to a reprocessing plant, a transport container (hereinafter referred to as a cask) for transportation, storage, or transportation / storage is used.

このキャスクは、使用済核燃料体を収納するキャスク本体から構成されている。このキャスク本体の外側には外筒が設けられている。   This cask is comprised from the cask main body which accommodates a spent nuclear fuel body. An outer cylinder is provided outside the cask body.

上記のキャスク本体と外筒とに囲まれた空間、キャスク本体上部の二次蓋の内部、キャスク本体の底板の内部及び吊り具であるトラニオンの内部等はそれぞれレジンを充填する構造となっている。このレジンは、キャスク本体に収納された使用済核燃料体からの中性子線を遮蔽する中性子遮蔽体として機能するものである。   The space surrounded by the cask main body and the outer cylinder, the inside of the secondary lid on the upper part of the cask main body, the inside of the bottom plate of the cask main body, the inside of the trunnion as a suspension, etc. are each filled with resin. . This resin functions as a neutron shielding body that shields neutron beams from the spent nuclear fuel body housed in the cask body.

キャスクを構成する各部分にこのレジンを充填するときは、従来は、レジンの主剤、硬化剤、中性子吸収剤や難燃剤等の充填剤を混合釜に入れて撹拌子で撹拌するバッチ式混合機が使用されていた。このバッチ式混合機で攪拌された混合液は直ちにキャスク内に充填されていた。   When filling this resin in each part of the cask, conventionally, a batch type mixer that stirs a resin with a filler such as the resin main agent, curing agent, neutron absorber and flame retardant, and stirs with a stir bar. Was used. The mixed liquid stirred by the batch mixer was immediately filled in the cask.

しかし、このレジンの充填方法では、1回に混合する充填量は、混合液が注入可能な粘度を維持するまでの限られた時間で注入できる量に制限されていた。上記のキャスクに所定量のレジンを注入するためには、混合液を作り、その後直ちに充填するという作業を何度も繰り返す必要があった。上述のレジンの充填作業を改善するため、レジンの混合液を冷却して反応速度を緩和し、硬化時間を遅らせることにより、1度にできるだけ長時間にわたって充填するという技術例が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−116885号公報
However, in this resin filling method, the filling amount to be mixed at one time is limited to an amount that can be injected in a limited time until the viscosity of the mixed solution is maintained. In order to inject a predetermined amount of resin into the above cask, it was necessary to repeat the work of preparing a mixed solution and then immediately filling it. In order to improve the above-described resin filling operation, a technical example is known in which the resin mixture is cooled to reduce the reaction rate, and the curing time is delayed to fill the resin as long as possible at once ( For example, see Patent Document 1).
JP 2001-116885 A

上述した従来のキャスクにおいては、キャスク本体に収納された使用済核燃料体からの中性子線を遮蔽するために、キャスク本体と外筒とに囲まれた空間等にレジンが充填されている。   In the above-described conventional cask, a resin or the like is filled in a space surrounded by the cask main body and the outer cylinder in order to shield neutron beams from the spent nuclear fuel body accommodated in the cask main body.

しかし、レジンの硬化時間により混合液を1度に作る量が限定されるため、混合液を作る回数が増加してしまいその都度充填作業が滞るために、全てのレジンを充填するのに必要な時間が長期にわたる、という課題があった。   However, since the amount of the liquid mixture to be produced at a time is limited by the curing time of the resin, the number of times of producing the liquid mixture increases and the filling operation is delayed each time. Therefore, it is necessary to fill all the resins. There was a problem that the time was long.

また、冷却することによりレジンの硬化時間を遅らせるような対策を施したときには、レジン注入後のレジン硬化時間が長くなり製造効率が低下する、冷却によりレジンの粘度が上昇して注入しにくくなり、さらに冷却装置等の付属装置を必要とする、という課題があった。   In addition, when measures are taken to delay the resin curing time by cooling, the resin curing time after resin injection becomes longer and the production efficiency decreases, the viscosity of the resin increases by cooling, making it difficult to inject, Furthermore, there was a problem that an auxiliary device such as a cooling device was required.

また、キャスク用レジンとしては、混合後の粘度が低くて注入し易く、注入が不可能なる粘度になるまでの時間が長く、注入後は十数時間(例えば、注入後一晩放置すれば硬化が完了する)で硬化するような特性が望まれる。また、中性子線は、ほぼ質量が等しい水素元素と衝突することによってエネルギーが吸収され速度が減速するために、レジンの水素密度を高くした方がキャスク用レジンとして有用である、という課題があった。   Also, as a cask resin, the viscosity after mixing is low and easy to inject, and it takes a long time to reach a viscosity at which injection is impossible. Is desired to be cured. In addition, since energy is absorbed and the speed is reduced by collision with a hydrogen element having almost the same mass as a neutron beam, there is a problem that increasing the hydrogen density of the resin is more useful as a cask resin. .

さらに、注入方法に関して、バッチ式ではなく連続的に混合して注入することにより、さらに注入時間の短縮化を図ることができることに課題があった。   Furthermore, regarding the injection method, there is a problem that the injection time can be further shortened by continuously mixing and injecting instead of the batch method.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、レジンを連続的にキャスク内に充填できレジン充填の作業時間を大幅に短縮できるキャスク用レジン及びその充填方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cask resin capable of continuously filling the resin into the cask and greatly reducing the work time of the resin filling, and a filling method thereof. .

上記目的を達成するため、本発明のキャスク用レジンにおいては、エポキシ樹脂から組成される主剤と、ポリオキシプロピレンジアミンから組成され前記主剤を硬化させる硬化剤と、前記主剤に混入され中性子を吸収する中性子吸収剤と、前記主剤に混入され難燃化させる難燃剤と、を有し、前記主剤、中性子吸収剤及び難燃剤を混合して生成される第1の液体と、前記硬化剤、中性子吸収剤及び難燃剤を混合して生成される第2の液体と、を具備することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the resin for cask of the present invention, a main agent composed of an epoxy resin, a curing agent composed of polyoxypropylenediamine and curing the main agent, and mixed in the main agent absorb neutrons. a neutron absorber, have a, a flame retardant which flame retardant is mixed into the base resin, the base resin, first liquid produced by mixing the neutron absorber and a flame retardant, wherein the curing agent, the neutron absorption And a second liquid produced by mixing the agent and the flame retardant .

また、上記目的を達成するため、本発明のキャスク用レジン充填方法においては、エポキシ樹脂から組成される主剤、中性子を吸収する中性子吸収剤及び難燃化する難燃剤を混合して第1の液体を生成する第1の液体生成ステップと、ポリオキシプロピレンジアミンから組成され前記主剤を硬化させる硬化剤、前記中性子吸収剤及び難燃剤を混合して第2の液体を生成する第2の液体生成ステップと、前記第1の液体と第2の液体を混合しながらキャスク内に連続的に充填する充填ステップと、を有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, in the cask resin filling method of the present invention, the first liquid is prepared by mixing the main component composed of epoxy resin, the neutron absorber that absorbs neutrons, and the flame retardant that makes flame retardant. And a second liquid generating step of mixing the curing agent composed of polyoxypropylenediamine and curing the main agent, the neutron absorber and the flame retardant to generate a second liquid. And a filling step of continuously filling the cask while mixing the first liquid and the second liquid.

本発明のキャスク用レジン及びその充填方法によれば、ポリオキシプロピレンジアミンから組成される硬化剤を用いることにより、キャスク用レジンを連続的にキャスク内に充填してレジン充填の作業時間を大幅に短縮することができる。   According to the cask resin and the filling method of the present invention, by using a curing agent composed of polyoxypropylene diamine, the cask resin is continuously filled in the cask and the working time for resin filling is greatly increased. It can be shortened.

以下、本発明に係るキャスク用レジン及びその充填方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a cask resin and a filling method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本発明の実施形態の輸送貯蔵兼用キャスクの構成を示す縦断面図であり、図2は、図1の輸送貯蔵兼用キャスクのA−A矢視方向を切断して示す横断面図である。キャスク用レジンを充填するキャスクの一例として輸送貯蔵兼用の輸送容器について説明する。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a transportation / storage cask according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view of the transportation / storage cask of FIG. It is. As an example of a cask filled with a resin for cask, a transport container also serving as a transport storage will be described.

本図に示すように、このキャスクは、使用済核燃料体6を収納する縦型円筒形状のキャスク本体1から構成されている。このキャスク本体1の底部には底板14が設けられ一体化している。また、このキャスク本体1の上部開口端を密閉するための一次蓋2、この一次蓋2の上部に二次蓋3が着脱自在に取り付けられている。これらの一次蓋2、二次蓋3の下面にはキャスク本体1とのシール性を確保するために蓋用金属シール4が着脱自在に取り付けられている。   As shown in the figure, the cask is composed of a vertical cylindrical cask body 1 that houses a spent nuclear fuel body 6. A bottom plate 14 is provided at the bottom of the cask body 1 and integrated. A primary lid 2 for sealing the upper opening end of the cask main body 1 and a secondary lid 3 are detachably attached to the upper portion of the primary lid 2. A lid metal seal 4 is detachably attached to the lower surfaces of the primary lid 2 and the secondary lid 3 in order to ensure sealing performance with the cask main body 1.

上記のキャスク本体1の内部には、格子状のバスケット7が挿入されている。このバスケット7の格子状の空間内には使用済核燃料体6が収納される。キャスク本体1の外周部には使用済核燃料体6の崩壊熱を外部に除熱するための複数の伝熱フィン13が設けられている。さらに、この伝熱フィン13の外周を覆うように外筒8が設けられている。またキャスク本体1の外周部には、キャスクを取り扱うための複数のトラニオン5が取り付けられている。   A lattice-like basket 7 is inserted into the cask main body 1. The spent nuclear fuel body 6 is accommodated in the lattice-like space of the basket 7. A plurality of heat transfer fins 13 for removing the decay heat of the spent nuclear fuel body 6 to the outside are provided on the outer peripheral portion of the cask body 1. Further, an outer cylinder 8 is provided so as to cover the outer periphery of the heat transfer fin 13. A plurality of trunnions 5 for handling the cask are attached to the outer periphery of the cask body 1.

上記のキャスク本体1と外筒8とに囲まれた空間にはレジン9が充填されている。同様に、キャスク本体上部の二次蓋3の内部にはレジン10が充填され、キャスク本体の底板14の内部にはレジン11が充填されている。また、吊り具であるトラニオン5の内部にもレジン12が充填されている。このレジン9〜12は、キャスク本体1に収納された使用済核燃料体6からの中性子線を遮蔽する中性子遮蔽体として機能するものである。   A space surrounded by the cask main body 1 and the outer cylinder 8 is filled with a resin 9. Similarly, the resin 10 is filled in the secondary lid 3 at the top of the cask body, and the resin 11 is filled in the bottom plate 14 of the cask body. Further, the resin 12 is also filled in the trunnion 5 which is a hanging tool. The resins 9 to 12 function as neutron shields that shield neutron beams from the spent nuclear fuel body 6 housed in the cask main body 1.

上記のように、使用済核燃料体6からキャスク外部に放射される中性子線が許容限度以下になるよう遮蔽する目的で使用されるレジン9〜12は、キャスク本体1と外筒8の間の空間、キャスク本体1の底板14の内部、二次蓋3の内部及びトラニオン5の内部に充填される。   As described above, the resins 9 to 12 used for the purpose of shielding the neutron beam radiated from the spent nuclear fuel body 6 to the outside of the cask below the allowable limit are the spaces between the cask main body 1 and the outer cylinder 8. The inside of the bottom plate 14 of the cask main body 1, the inside of the secondary lid 3, and the inside of the trunnion 5 are filled.

ここで、上述のキャスク用レジンの特性について説明する。上記のキャスク用レジンは、混合後の粘度が低くて注入し易く、注入が不可能となる粘度になるまでの時間が長く、注入後は十数時間(例えば一昼夜)で硬化するような特性が望まれ更に水素密度も高い方が有効である。この特性を持つキャスク用レジンについて鋭意検討した結果、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミンを使用すると、上記の要求を満たしたキャスク用レジンが得られることを知見した。   Here, the characteristics of the above-mentioned resin for cask will be described. The above cask resin has a low viscosity after mixing, is easy to inject, has a long time until it becomes impossible to inject, and has a characteristic that it cures in dozens of hours (for example, day and night) after injection. If desired, a higher hydrogen density is more effective. As a result of intensive studies on a cask resin having this characteristic, it has been found that when a polyoxypropylene diamine is used as a curing agent, a cask resin satisfying the above requirements can be obtained.

上述のポリオキシプロピレンジアミンは、室温では液体であり、粘度が10〜20mPa・sと低く、他のアミン類に比べてエポキシ樹脂に対する添加量が多いため、混合物の粘度を低くすることができる。また、エポキシ樹脂とポリオキシプロピレンジアミンの混合物は、室温で数時間程度の注入可能な時間を得ることができ、かつ、十数時間で硬化することが可能である。また、ポリオキシプロピレンジアミンは炭素原子で構成された主鎖に水素を多数含むために、エポキシ樹脂とこの硬化剤による硬化物は高い水素密度を得ることができる。
例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(室温での粘度12500mPa・s、エポキシ等量188)100gに対して、上記のポリオキシプロピレンジアミンを30〜50g程度添加すると、室温での混合物の粘度を600mPa・s程度にすることができる。
The above-mentioned polyoxypropylenediamine is liquid at room temperature, has a viscosity as low as 10 to 20 mPa · s, and has a larger amount of addition to the epoxy resin than other amines, so that the viscosity of the mixture can be lowered. Moreover, the mixture of an epoxy resin and polyoxypropylene diamine can obtain the time which can be inject | poured for several hours at room temperature, and can harden | cure in ten and several hours. In addition, since polyoxypropylene diamine contains a large number of hydrogens in the main chain composed of carbon atoms, a cured product of the epoxy resin and this curing agent can obtain a high hydrogen density.
For example, when about 30-50 g of the above polyoxypropylenediamine is added to 100 g of bisphenol A type epoxy resin (viscosity 12500 mPa · s at room temperature, epoxy equivalent 188), the viscosity of the mixture at room temperature is 600 mPa · s. Can be about.

本実施の形態によれば、この混合物は、室温で3〜4時間は注入可能な流動性を有するが、約一昼夜で十分な硬度をもつ程度まで硬化することが可能である。   According to this embodiment, this mixture has a flowability that can be poured for 3 to 4 hours at room temperature, but can be cured to a degree of sufficient hardness in about one day.

また、本発明の他の実施の形態のキャスク用レジンは、予め、主剤、中性子吸収剤及び難燃剤を混合した液体並びに硬化剤、中性子吸収剤及び難燃剤を混合した液体との2種類の液体として予め準備することを特徴とするものである。   In addition, the cask resin according to another embodiment of the present invention includes two types of liquids: a liquid in which a main agent, a neutron absorber and a flame retardant are mixed, and a liquid in which a curing agent, a neutron absorber and a flame retardant are mixed. It is characterized by preparing in advance.

本実施の形態によれば、予め、中性子吸収剤及び難燃剤を主剤と硬化剤とのそれぞれに混合しておき、使用するときにこれら2液体を混合することにより、従来行われているような全材料を最初から1度に混合する方法よりも短時間で注入できるレジンを得ることが可能になる。   According to the present embodiment, a neutron absorber and a flame retardant are mixed in advance with each of the main agent and the curing agent, and these two liquids are mixed when used, so that it is conventionally performed. It becomes possible to obtain a resin that can be injected in a shorter time than a method in which all materials are mixed at once from the beginning.

また、本発明のさらに他の実施の形態のキャスク用レジンは、硬化剤として、下記(1)の構造式で示される分子構造をもつポリオキシプロピレンジアミンの内、分子の主鎖の長さを示すxの値が2から7までのポリオキシプロピレンジアミンを使用することを特徴とするものである。   In addition, the resin for cask of still another embodiment of the present invention has a molecular main chain length of polyoxypropylenediamine having a molecular structure represented by the following structural formula (1) as a curing agent. A polyoxypropylene diamine having x value of 2 to 7 is used.

NH−CH(CH)−CH―[―0CH−CH(CH)―]x―NH
・ ・・・・・・・(1)
このポリオキシプロピレンジアミンはその主鎖の長さによって、反応性が異なる。この主鎖が短くなる(上記構造式のxが小さくなる)と反応性が大きく、注型可能な粘度を維持する時間と硬化時間が短くなる。一方、この主鎖が長くなる(上記構造式のxが大きくなる)と反応性が小さく、注型可能な粘度を維持する時間と硬化時間が長くなる。上記のキャスク用レジンの特性として、上述のとおり、注入が不可能な粘度になるまでの時間が長く、注入後は十数時間(例えば一昼夜)で硬化するように、反応性を最適化する必要がある。
NH 2 —CH (CH 3 ) —CH 2 — [— 0CH 2 —CH (CH 3 ) —] x—NH 2
(1)
This polyoxypropylenediamine has different reactivity depending on the length of the main chain. When this main chain is shortened (x in the above structural formula is small), the reactivity is large, and the time for maintaining the castable viscosity and the curing time are shortened. On the other hand, when this main chain becomes long (x in the above structural formula becomes large), the reactivity becomes small, and the time for maintaining the castable viscosity and the curing time become long. As described above, it is necessary to optimize the reactivity of the cask resin as described above so that it takes a long time to reach a viscosity at which injection is impossible, and cures after dozens of hours (for example, all day and night). There is.

実施の形態によれば、種々の検討の結果、上記構造式中のxの値が2から7までのポリオキシプロピレンジアミンを使用したときに、注入が不可能な粘度になるまでの時間が長く、注入後は十数時間(例えば一昼夜)で硬化できるキャスク用レジンを得ることができる。   According to the embodiment, as a result of various studies, when a polyoxypropylene diamine having a value of x in the above structural formula of 2 to 7 is used, the time until the viscosity becomes impossible to be injected is long. After the injection, a cask resin that can be cured in several tens of hours (for example, one day and night) can be obtained.

また、本発明のさらに他の実施の形態のキャスク用レジンは、水素原子により減速された中性子を吸収するものとしては炭化硼素及び窒化硼素から選択された少なくとも1種を使用することを特徴とする。   A cask resin according to still another embodiment of the present invention uses at least one selected from boron carbide and boron nitride to absorb neutrons decelerated by hydrogen atoms. .

本実施の形態によれば、炭化硼素は炭素1原子に対して硼素4原子が結合した構造を持つため、少量で多数の硼素原子をレジンに導入することが可能になる。かくして、中性子吸収能力の高いレジンを得ることができる。また、窒化硼素は熱伝導率が25〜34W/(m・K)とアルミナ並に高いため、これを充填することにより、キャスク用レジンの熱伝導率を高め、中性子遮蔽によりレジンで発生する熱を効率よく拡散することが可能になる。また、炭化硼素と窒化硼素を併用することにより、高い中性子吸収能力と高い熱伝導率をもったキャスク用レジンを得ることができる。   According to this embodiment, boron carbide has a structure in which 4 atoms of boron are bonded to 1 atom of carbon, so that a large number of boron atoms can be introduced into the resin in a small amount. Thus, a resin having a high neutron absorption capability can be obtained. Boron nitride has a thermal conductivity of 25 to 34 W / (m · K), which is as high as that of alumina, so filling it increases the thermal conductivity of the cask resin, and the heat generated in the resin by neutron shielding. Can be efficiently diffused. Further, by using boron carbide and boron nitride in combination, a cask resin having high neutron absorption capability and high thermal conductivity can be obtained.

また、本発明のさらに他の実施の形態のキャスク用レジンは、難燃剤として、平均粒径の異なる2種類の無機物を充填することを特徴とするものである。難燃剤として無機物を充填するときに、粒径の大きなものを充填すると、充填剤量を多くしても流れ性のよいレジンを得ることができる。しかし、粒径の大きな無機物は1粒子毎が重くなるため、レジン中で沈降し易くなる。一方、粒径の小さい無機物を充填すると沈降し難くなるが、レジンの粘度が高くなり、十分な難燃性を得るために必要な量を充填することが難しくなる。   Further, the resin for cask according to still another embodiment of the present invention is characterized in that two kinds of inorganic substances having different average particle diameters are filled as a flame retardant. When an inorganic substance is filled as a flame retardant, a resin having a good flowability can be obtained even if the amount of the filler is increased by filling a large particle size. However, since the inorganic substance with a large particle size becomes heavy for each particle, it tends to settle in the resin. On the other hand, when an inorganic substance having a small particle size is filled, it becomes difficult to settle, but the viscosity of the resin becomes high, and it becomes difficult to fill an amount necessary for obtaining sufficient flame retardancy.

本実施の形態によれば、上述の粒子の両方の特性を勘案して、平均粒径の異なる粒子を併せて使用することにより、流れ性が良くなり、しかも無機物が沈降し難いキャスク用レジンを得ることができる。   According to the present embodiment, in consideration of both characteristics of the above-mentioned particles, by using particles having different average particle sizes in combination, the flowability is improved and the cask resin in which the inorganic substance is difficult to settle is obtained. Obtainable.

また、本発明のさらに他の実施の形態のキャスク用レジンは、上記の難燃剤として、水酸化アルミニウムを使用することを特徴とするものである。キャスク用レジンで使用した難燃剤としては水酸化無機物が適している。アルミニウム1原子に対して、酸素と水素からなるOH基を3つ含み、200〜250℃で分解して水分を発生する水酸化アルミニウムを充填するのが好ましい。同様の特性をもつものとして水酸化マグネシウムがあるが、水酸化マグネシウムはマグネシウム1原子に対してOH基を2つしか含まず、水分を発生する分解温度も350℃近くまでになる。   Further, a resin for cask according to still another embodiment of the present invention is characterized by using aluminum hydroxide as the flame retardant. Hydroxide minerals are suitable as the flame retardant used in the cask resin. It is preferable to fill aluminum hydroxide that contains three OH groups composed of oxygen and hydrogen per atom of aluminum and decomposes at 200 to 250 ° C. to generate moisture. Magnesium hydroxide has similar characteristics, but magnesium hydroxide contains only two OH groups per one atom of magnesium, and the decomposition temperature for generating moisture is close to 350 ° C.

本実施の形態によれば、十分な難燃性を得るには、水酸化アルミニウムを使用する方が望ましい。水酸化マグネシウムのときは、十分な難燃性を得るには多量に添加する必要があり、注型するときのレジンの粘度が高くなり、硬化物が重くなるからである。   According to the present embodiment, it is desirable to use aluminum hydroxide in order to obtain sufficient flame retardancy. In the case of magnesium hydroxide, it is necessary to add a large amount in order to obtain sufficient flame retardancy, because the viscosity of the resin when casting is increased and the cured product becomes heavy.

また、本発明のさらに他の実施の形態のキャスク用レジンは、難燃剤として、平均粒径が1〜5μmと10〜40μmの2種類の水酸化アルミニウムを使用することを特徴とするものである。難燃剤である水酸化アルミナの平均粒径と量を変化させてレジンに充填し、沈降性と粘度を評価した結果、平均粒径が1〜5μmと10〜40μmを複合して使用したときに、注型可能な粘度を持ちながら、充填した水酸化アルミニウムが沈降しないことを見出した。   Further, the resin for cask according to still another embodiment of the present invention is characterized in that two types of aluminum hydroxide having an average particle diameter of 1 to 5 μm and 10 to 40 μm are used as a flame retardant. . As a result of evaluating the sedimentation and viscosity by changing the average particle size and amount of the hydroxide hydroxide which is a flame retardant and filling the resin, the average particle size is 1 to 5 μm and 10 to 40 μm combined. The present inventors have found that the filled aluminum hydroxide does not settle while having a castable viscosity.

図3は、本発明の実施形態のポリオキシプロピレンジアミンに水酸化アルミニウムを充填したときの沈降性と粘度を評価した表を示す。   FIG. 3 shows a table in which sedimentation properties and viscosities when polyoxypropylene diamine according to an embodiment of the present invention is filled with aluminum hydroxide are evaluated.

本図に示すように、例えば、粘度が低く無機物が沈降しやすいポリオキシプロピレンジアミンに、平均粒径と量を変化させて水酸化アルミニウムを充填し、沈降性と粘度を評価した。この結果、配合例3に示すように、平均粒径85μmを充填すると、粘度は十分低かったが数分のうちに充填材が沈降してしまった。また、配合例2に示すように、平均粒径30μmのものを充填すると充填材が沈降してしまった。一方、配合例1に示すように、平均粒径が1μmのものは少量で粘度が上昇してしまい、十分な量を硬化剤に添加することが難しかった。しかし、配合例4に示すように、平均粒径1μmと30μmを組み合わせたものを使用することにより、十分な量の硬化剤が添加でき、かつ、充填剤が沈降しないものを得ることができた。   As shown in this figure, for example, polyoxypropylene diamine having a low viscosity and in which inorganic substances are likely to settle was filled with aluminum hydroxide by changing the average particle size and amount, and the sedimentation property and viscosity were evaluated. As a result, as shown in Formulation Example 3, when the average particle size of 85 μm was filled, the viscosity was sufficiently low, but the filler settled within a few minutes. In addition, as shown in Formulation Example 2, when a material having an average particle diameter of 30 μm was filled, the filler settled. On the other hand, as shown in Formulation Example 1, when the average particle diameter is 1 μm, the viscosity increases with a small amount, and it is difficult to add a sufficient amount to the curing agent. However, as shown in Formulation Example 4, by using a combination of an average particle size of 1 μm and 30 μm, a sufficient amount of curing agent could be added and a filler that did not settle could be obtained. .

なお、平均粒径1μmの水酸化アルミニウムは、実用的には、平均粒径が1〜5μmのものが望ましい。また、平均粒径30μmの水酸化アルミニウムは、実用的には、平均粒径が10〜40μmのものが望ましい。   In practice, aluminum hydroxide having an average particle diameter of 1 μm is desirably practically having an average particle diameter of 1 to 5 μm. Further, practically, aluminum hydroxide having an average particle diameter of 30 μm is desirably one having an average particle diameter of 10 to 40 μm.

本実施の形態によれば、難燃剤として平均粒径が1〜5μmと10〜40μmの水酸化アルミナを複合して使用したときに、注型可能な粘度を持ちながら、充填した水酸化アルミニウムが沈降しないキャスク用レジンを得ることができる。   According to the present embodiment, when a composite of alumina hydroxide having an average particle diameter of 1 to 5 μm and 10 to 40 μm is used as a flame retardant, the filled aluminum hydroxide has a viscosity capable of being cast. A cask resin that does not settle can be obtained.

また、本実施の形態のキャスク用レジンの充填方法は、エポキシ樹脂から組成される主剤、中性子を吸収する中性子吸収剤及び難燃化する難燃剤を混合して第1の液体を生成する第1の液体生成ステップから構成される。また、ポリオキシプロピレンジアミンから組成され上記主剤を硬化させる硬化剤、上記中性子吸収剤及び難燃剤を混合して第2の液体を生成する第2の液体生成ステップから構成される。さらに、上記第1の液体と第2の液体を混合しながらキャスク内に連続的に充填する充填ステップとから構成される。   The cask resin filling method of the present embodiment is a first method in which a main liquid composed of an epoxy resin, a neutron absorber that absorbs neutrons, and a flame retardant that flame retardants are mixed to generate a first liquid. The liquid production step consists of: Moreover, it is comprised from the 2nd liquid production | generation step which mixes the hardening | curing agent comprised from polyoxypropylene diamine and hardens the said main ingredient, the said neutron absorber, and a flame retardant, and produces | generates a 2nd liquid. Furthermore, it comprises a filling step of continuously filling the cask while mixing the first liquid and the second liquid.

本実施の形態によれば、キャスク用レジンは、移送することが可能な粘度でありながら、充填材が沈降しないため、予め準備しておいたレジンを長期間保管することができるキャスク用レジンの充填方法を得ることができる。   According to the present embodiment, the cask resin has a viscosity that can be transferred, but the filler does not settle, so that the prepared resin can be stored for a long period of time. A filling method can be obtained.

次に、本実施例を具体的に説明する。本実施例では、キャスク用レジンを充填に使用する原液として、予め、エポキシ樹脂に炭化硼素又は窒化硼素と水酸化アルミニウムを充填した液体を準備した。また、ポリオキシプロピレンジアミンに炭化硼素又は窒化硼素と水酸化アルミニウムを充填した液体を準備した。このとき、硬化剤には、上述の構造式(1)で示される分子構造を持つポリオキシプロピレンジアミンの内、分子の主鎖の長さを示すxの値が2から7までのものを使用する。   Next, this embodiment will be specifically described. In this example, a liquid in which epoxy resin was previously filled with boron carbide or boron nitride and aluminum hydroxide was prepared as a stock solution used for filling the cask resin. In addition, a liquid in which polyoxypropylenediamine was filled with boron carbide or boron nitride and aluminum hydroxide was prepared. At this time, among the polyoxypropylene diamine having the molecular structure represented by the above structural formula (1), a curing agent having a value x of 2 to 7 indicating the length of the main chain of the molecule is used. To do.

また、水酸化アルミニウムには平均粒径が1μmと30μmのものを併用した。エポキシ樹脂側とポリオキシプロピレンジアミン側の水酸化アルミニウムの充填量、配合比は、それぞれについて、注型可能な粘度を持ちながら、充填した水酸化アルミニウムが沈降しないような量とする。   Aluminum hydroxide having an average particle size of 1 μm and 30 μm was used in combination. The filling amount and the blending ratio of the aluminum hydroxide on the epoxy resin side and the polyoxypropylene diamine side are set to such an amount that the filled aluminum hydroxide does not settle while having a castable viscosity.

また、キャスク用レジン中の全水酸化アルミニウムの量は、硬化したレジンが十分な難燃性を持つ量とする。これら材料の混合には、真空下で攪拌できる装置を使い、液体の中に空気が混じらないように真空脱泡を行いながら、均質になるよう攪拌混合した。   The amount of total aluminum hydroxide in the cask resin is such that the cured resin has sufficient flame retardancy. For mixing these materials, an apparatus capable of stirring under vacuum was used, and stirring and mixing were performed so as to be homogeneous while performing vacuum defoaming so that air was not mixed in the liquid.

このようにして試作したエポキシ樹脂側液体と硬化剤側液体とを別々のタンクに入れ、所定量の混合比になるようにしながら各レジンを連続混合可能なスタティックミキサーに移送する。このスタティックミキサーを介して連続混合されたレジンをそのままキャスク内に充填する。ここでいうスタティックミキサーとは、ミキサー自体には可動部分がなく、流体が管内部内に固定されたエレメントを通過するだけで混合させるものをいう。このエレメントとしては、例えば、長方形の板を左右逆方向に180度捻ったものが用いられる。   The epoxy resin-side liquid and the curing agent-side liquid thus produced are placed in separate tanks, and each resin is transferred to a static mixer capable of continuous mixing while maintaining a predetermined mixing ratio. The resin continuously mixed through this static mixer is filled in the cask as it is. As used herein, the static mixer means that the mixer itself has no moving parts, and the fluid is mixed only by passing through an element fixed inside the pipe. As this element, for example, a rectangular plate twisted 180 degrees in the left-right reverse direction is used.

本実施の形態において、このようにして混合したキャスク用レジンをキャスクに注入し、1昼夜室温で放置することにより、十分な硬度を持つ硬化物を得ることができる。   In the present embodiment, a cured product having sufficient hardness can be obtained by pouring the cask resin mixed in this way into the cask and leaving it at room temperature for a whole day and night.

本実施の形態によれば、キャスク用レジンは、硬化剤としてポリオキシプロピレンジアミンを使用することにより充填作業に必要な時間を確保しつつ、かつ、一昼夜放置することにより硬化することが可能になる。また、粒径の異なる2種類の水酸化アルミニウムを使用することにより、注型可能な粘度でありながら充填材が沈降しないため、予めエポキシ樹脂及びポリオキシプロピレンジアミンに水酸化アルミニウムを充填した状態で長期間保管することができ、混合作業時間を短縮することが可能になる。   According to the present embodiment, the cask resin can be cured by allowing it to stand for a whole day and night while securing the time required for the filling operation by using polyoxypropylenediamine as a curing agent. . In addition, by using two types of aluminum hydroxides with different particle sizes, the filler does not settle while having a castable viscosity, so that the epoxy resin and polyoxypropylene diamine are filled with aluminum hydroxide in advance. It can be stored for a long time, and the mixing work time can be shortened.

また、この2液化されたキャスク用レジンを、キャスクに連続的に混合して注入することにより、混合・注入時間をさらに短縮することができ、安定した作業性、品質を得ることができる。   Further, by continuously mixing and injecting the two-liquefied cask resin into the cask, the mixing / injecting time can be further shortened, and stable workability and quality can be obtained.

さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、2液化されたキャスク用レジンを1液化に混合してから注入してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and two-liquefied cask resin may be injected after being mixed into one liquor, and departs from the gist of the present invention. Various modifications can be made without departing from the scope.

本発明の実施形態の輸送貯蔵兼用キャスクの構成を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the cask for transportation storage of embodiment of this invention. 図1の輸送貯蔵兼用キャスクのA−A矢視方向を切断して示す横断面図。The cross-sectional view which cuts and shows the AA arrow direction of the cask for transportation storage of FIG. 本発明の実施形態のポリオキシプロピレンジアミンに水酸化アルミニウムを充填したときの沈降性と粘度を評価した表。The table | surface which evaluated the sedimentation property and viscosity when filling the polyoxypropylene diamine of embodiment of this invention with aluminum hydroxide.

符号の説明Explanation of symbols

1…キャスク本体、2…一次蓋、3…二次蓋、4…蓋用金属シール、5…トラニオン、6…使用済核燃料体、7…バスケット、8…外筒、9…レジン、10…レジン、11…レジン、12…レジン、13…伝熱フィン、14…底板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cask main body, 2 ... Primary lid, 3 ... Secondary lid, 4 ... Metal seal for lids, 5 ... Trunnion, 6 ... Used nuclear fuel body, 7 ... Basket, 8 ... Outer cylinder, 9 ... Resin, 10 ... Resin 11 ... Resin, 12 ... Resin, 13 ... Heat transfer fin, 14 ... Bottom plate.

Claims (7)

エポキシ樹脂から組成される主剤と、
ポリオキシプロピレンジアミンから組成され前記主剤を硬化させる硬化剤と、
前記主剤に混入され中性子を吸収する中性子吸収剤と、
前記主剤に混入され難燃化させる難燃剤と、
を有し、
前記主剤、中性子吸収剤及び難燃剤を混合して生成される第1の液体と、
前記硬化剤、中性子吸収剤及び難燃剤を混合して生成される第2の液体と、
を具備することを特徴とするキャスク用レジン。
A main agent composed of an epoxy resin;
A curing agent composed of polyoxypropylenediamine and curing the main agent;
A neutron absorber mixed in the main agent and absorbing neutrons,
A flame retardant mixed in the main agent to make it flame retardant;
I have a,
A first liquid produced by mixing the main agent, neutron absorber and flame retardant;
A second liquid produced by mixing the curing agent, neutron absorber and flame retardant;
A cask resin characterized by comprising:
前記硬化剤として使用するポリオキシプロピレンジアミンは、
NH2−CH(CH3)−CH2―[―0CH2−CH(CH3)―]x―NH2
の構造式を満たし、分子の主鎖の長さを示すxの値が2から7までであること、を特徴とする請求項1記載のキャスク用レジン。
The polyoxypropylene diamine used as the curing agent is
NH2-CH (CH3) -CH2-[-0CH2-CH (CH3)-] x-NH2
2. The cask resin according to claim 1, wherein the value x of the molecular chain satisfying the structural formula is from 2 to 7 .
前記中性子吸収剤は、炭化硼素及び窒化硼素から選択された少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2記載のキャスク用レジン。 3. The cask resin according to claim 1, wherein the neutron absorber is at least one selected from boron carbide and boron nitride . 前記難燃剤は、平均粒径の異なる2種類の無機物を充填して組成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のキャスク用レジン。 The resin for cask according to any one of claims 1 to 3 , wherein the flame retardant is composed of two kinds of inorganic substances having different average particle diameters . 前記難燃剤は、水酸化アルミニウムから組成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のキャスク用レジン。 The resin for cask according to any one of claims 1 to 4 , wherein the flame retardant is composed of aluminum hydroxide . 前記難燃剤は、平均粒径が1〜5μm及び10〜40μmからなる水酸化アルミニウムから組成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のキャスク用レジン。 The resin for cask according to any one of claims 1 to 5 , wherein the flame retardant is composed of aluminum hydroxide having an average particle diameter of 1 to 5 µm and 10 to 40 µm . エポキシ樹脂から組成される主剤、中性子を吸収する中性子吸収剤及び難燃化する難燃剤を混合して第1の液体を生成する第1の液体生成ステップと、A first liquid generation step of mixing a main agent composed of an epoxy resin, a neutron absorber that absorbs neutrons, and a flame retardant that flame retardants to generate a first liquid;
ポリオキシプロピレンジアミンから組成され前記主剤を硬化させる硬化剤、前記中性子吸収剤及び難燃剤を混合して第2の液体を生成する第2の液体生成ステップと、  A second liquid producing step of producing a second liquid by mixing a curing agent composed of polyoxypropylenediamine and curing the main agent, the neutron absorber and the flame retardant;
前記第1の液体と第2の液体を混合しながらキャスク内に連続的に充填する充填ステップと、  A filling step of continuously filling the cask while mixing the first liquid and the second liquid;
を有することを特徴とするキャスク用レジンの充填方法。  A method for filling a resin for cask, characterized by comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02263858A (en) * 1989-04-04 1990-10-26 Hitachi Chem Co Ltd Epoxy resin composition
JP2001108787A (en) * 1999-10-13 2001-04-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Neutron shield and cask using same
JP2001116885A (en) * 1999-10-18 2001-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Resin packing device and method
JP2001310928A (en) * 2000-04-28 2001-11-06 Sanoya Sangyo Kk Production method of transparent shielding material capable of shielding neutron
JP2003002951A (en) * 2001-06-25 2003-01-08 New Japan Chem Co Ltd Cured thin-film of liquid epoxy resin composition
JP2003026766A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 New Japan Chem Co Ltd Epoxy-based reactive diluent and liquid epoxy resin composition containing the same
JP2003344581A (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Hitachi Ltd Cask for spent fuel and its production method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02263858A (en) * 1989-04-04 1990-10-26 Hitachi Chem Co Ltd Epoxy resin composition
JP2001108787A (en) * 1999-10-13 2001-04-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Neutron shield and cask using same
JP2001116885A (en) * 1999-10-18 2001-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Resin packing device and method
JP2001310928A (en) * 2000-04-28 2001-11-06 Sanoya Sangyo Kk Production method of transparent shielding material capable of shielding neutron
JP2003002951A (en) * 2001-06-25 2003-01-08 New Japan Chem Co Ltd Cured thin-film of liquid epoxy resin composition
JP2003026766A (en) * 2001-07-13 2003-01-29 New Japan Chem Co Ltd Epoxy-based reactive diluent and liquid epoxy resin composition containing the same
JP2003344581A (en) * 2002-05-31 2003-12-03 Hitachi Ltd Cask for spent fuel and its production method

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