JP4802088B2 - 放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備 - Google Patents

Description

本発明は原子力プラント等で発生する放射性廃棄体を貯蔵する放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備に係り、特に排気ダクトの構成を改良し、放射性廃棄体の冷却機能の保持、向上を図った放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備に関する。

原子力プラントで発生する放射性廃棄体は、地下に構築されたコンクリート製ピット内に貯蔵室を形成した貯蔵設備に貯蔵されている。この貯蔵設備には、放射性廃棄体の崩壊熱による温度上昇に対応するため冷却通風路を形成するとともに、放射線を遮へいする構造となっている。

一般的なコンクリート材料では含有水のほとんどが１００℃以上で蒸発してしまうことから、中性子遮へいに有効な水素含有量を維持するために通常の使用可能温度が６５℃以下、局所的な高温部でも９０℃以下とされており、放射性廃棄体からの発熱を効率的に除熱する必要がある。

冷却方式には上述の冷却通風路に給気ダクト口と排気ダクト口のヘッド差を設定した自然冷却方式が採用されており、放射性廃棄体の貯蔵室側面に設置された給気ダクトから冷却空気を取り込み、給気ダクトと反対側の貯蔵室側面に設置された排気ダクトから昇温した空気を排出する構成となっている。

具体的には、コンクリート製ピット内に貯蔵室を形成し、この貯蔵室内に放射性廃棄体を収納する複数の縦長な廃棄体収納管を横方向に配列し、その廃棄体収納管同士の隙間をピットに設けられた給気ダクトおよび排気ダクトに連通させて冷却用空気流路とし、この冷却用空気流路内に放射性廃棄体の発熱による空気の自然上昇流を起させ、この空気流により放射性廃棄体を自然冷却するようになっている。

従来では、排気塔の排気口に上下が開放された風雨避け用の排気ダクトカバーを設置し、この排気ダクトカバーを上下共に完全に開放する技術が開示されている（特許文献１）。
特開平１１−２７１４９３号公報

上述した従来の技術では、排気口の風雨避け用の排気ダクトカバーの下側が完全に開放されている。このような構成においては、昇温された空気が風雨避け用の排気ダクトカバーの上部開放部から排出されるときに、排出空気の流れのエネルギーによって吸引作用が働き、風雨避け用の排気ダクトカバーの下部開放部から空気が上向きに吸い込まれる現象が見られる。このため、従来の排気ダクトカバーの構成においては、本来排出されるべき貯蔵室内の昇温された空気の排出量が、下部開放部から上向きに吸い込まれる空気の影響を受けて減少する可能性があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、貯蔵室内で昇温された空気の排出が妨げられないようにし、冷却性能の保持、向上が図れる放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明では、コンクリート製ピット内に貯蔵室を形成し、この貯蔵室内に放射性廃棄体を収納する複数の縦長な廃棄体収納管を横方向に配列し、その廃棄体収納管同士の隙間をピットに設けられた給気ダクトおよび排気ダクトに連通させて冷却用空気流路とし、この冷却用空気流路内に放射性廃棄体の発熱による空気の自然上昇流を起させ、この空気流により放射性廃棄体を自然冷却する放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備であって、前記排気ダクトの最上部に設けられた排出口を覆う排気ダクトカバーを備え、この排気ダクトカバーに空気を排出するための上部開口部と、雨、雪などを排出するための下部開口部とを形成し、前記下部開口部には外部空気の流動抵抗となる流動抵抗体を設けたことを特徴とする放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備を提供する。

本発明によれば、排気ダクトカバーに空気を排出するための上部開口部と、雨、雪などを排出するための下部開口部とを形成し、下部開口部には外部空気の流動抵抗となる流動抵抗体を設けたので、風雨避け用の排気ダクトカバーの下部側から上向きに吸い込まれる空気量を従来に比して低減することができ、これにより本来排出されるべき貯蔵室内の昇温された空気の排出量を確保することができ、貯蔵室内で昇温された空気の排出が妨げられることを防止し、冷却性能の保持、向上が図れるようになる。

以下、本発明に係る放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備の実施形態について、図面を参照して説明する。

［第１実施形態（図１、図２）］
図１は本発明の第１実施形態による放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備を示す全体縦断面図であり、図２は図１に示した排気ダクトカバー部分の拡大図である。

図１に示すように、本実施形態による放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備では、地下等に設置されたコンクリート製ピット１０１を備えている。このピット１０１は例えば全体として略直方体状をなしており、ピット１０１内の略中央位置に貯蔵室４が形成されている。

ピット１０１の一側部には、上端位置に外気入口５ａを有する縦長な給気ダクト５が形成されている。給気ダクト５は下方に向ってピット１０１の底部近傍まで延び、さらに底部側の冷却用空気流路である下部横向き流路５ｂを介して貯蔵室４に連通している。

また、給気ダクト５に対向するピット１０１の他側部には、給気ダクト５の外気入口５ａよりも高い位置に排気口６ａを有する縦長な排気ダクト６が形成されている。この排気ダクト６は下方に向ってピット１０１内の貯蔵室４の上端高さ位置まで延び、さらに貯蔵室４の上側に形成された冷却用空気流路である上部横向き流路６ｂを介して貯蔵室４に連通している。排気ダクト６の上には雨除け用の排気ダクトカバー７が設けられている。

貯蔵室４の周側面側全体は縦壁である周辺スラブで囲まれており、この貯蔵室４の上方には貯蔵室天井３が設けられている。この貯蔵室天井３の上方には、放射性廃棄体等を搬出入するための搬送室１０２が形成されている。

以上の構成のもとで、放射性廃棄体１が収納された廃棄体収納管２からの発熱を除去するために、大気中より給気ダクト５を通して貯蔵室４に取り込まれた冷却空気を自然対流により廃棄体収納管２の周囲に流通させた後、給気ダクト５と反対側に配置した排気ダクト６を通して放出させるようにしている。

排気ダクト６の空気出口部には風雪避けの排気ダクトカバー７が設置されている。そして、この排気ダクトカバー７は上部には排気ダクトカバー上部開口部８が形成され、貯蔵室内の昇温された空気が排出される。

一方、排気ダクトカバー７の下部には雨、雪などを排出するための排気ダクトカバー下部開口部９が形成されている。この排気ダクトカバー下部開口部９には流動抵抗体１０が設けられている。

すなわち、本実施形態では、排気ダクト６の最上部に設けられた排気口６ａを覆う排気ダクトカバー７を備え、この排気ダクトカバー７に空気を排出するための上部開口部８と、雨、雪などを排出するための下部開口部９とを形成し、下部開口部９には外部空気の流動抵抗となる流動抵抗体１０が設けられている。

図２は、この流動抵抗体１０が設けられた排気ダクトカバー７を拡大して示している。図２に示すように、流動抵抗体１０は、複数枚の傾斜板１１ａを間隔をあけて配置した鎧窓型流動抵抗体１１として構成されている。そして、この鎧窓型流動抵抗体１１の傾斜板１１ａにより、下部開口部９を通過する空気に抵抗を与えるようにしている。

なお、この傾斜板１１ａには図示しないが、例えばモータ、ギア等により傾斜角度可変構成とすることにより、空気流用を調整可能とすることが可能である。これにより、雨、雪等の降量、また風量等に対応して調節を行い、適切な空気通過流量等を確保することができる。

本実施形態によれば、排気ダクトカバー７の下側に開口部を有する流動抵抗体１１を設置したことにより、雨、雪などは溜まらずに排出されるので、本来の機能は維持しつつ、下部開口部９からの空気流入が抑制される。したがって、貯蔵室４内で昇温された空気が上部開口部８から排出される際の吸引作用で外部から引き込まれる空気量が抑制されるので、これによるエネルギー損失が減少して貯蔵室４内で昇温された空気の排出が妨げられることが少なくなり、貯蔵室の冷却性能が向上する。

［第２実施形態（図３〜図５）］
図３は放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備の第２実施形態を示す縦断面図であり、図４は図３のＡ矢視図である。図５は第２実施形態の変形例を示す図である。なお、第１実施形態と同一構成部分には、図１および図２と同一符号を付して説明を省略する。また、図１は本実施形態においても、そのまま参照する。

図３に示すように、本実施形態では、排気ダクトカバー７の流動抵抗体が、板を格子状に配置した格子型流動抵抗体１２として構成されている。

すなわち、図４に示すように、格子型流動抵抗体１２は縦横に板を交錯させ、空間部１２ａの断面積を制限するとともに、流動抵抗を与える構成となっている。

なお、図５に示す変形例では、排気ダクトカバー７の流動抵抗体が、板に複数の孔をあけた多孔板型流動抵抗体板１３として構成されている。

この構成においても、空間部１３ａの断面積を制限するとともに、流動抵抗を与える構成となっている。

さらに、本実施形態では図示省略しているが、金属繊維または樹脂繊維等によって隙間を形成したメッシュ状流動抵抗体として実施することが可能である。

本実施形態によっても、排気ダクトカバー７の下側に開口部を有する流動抵抗体として、格子型流動抵抗体１２、多孔板型流動抵抗体板１３またはメッシュ上流動抵抗体を設置したことにより、雨、雪などは溜まらずに排出されるので、本来の機能は維持しつつ、下部開口部９からの空気流入が抑制される。

したがって、貯蔵室４内で昇温された空気が上部開口部８から排出される際の吸引作用で外部から引き込まれる空気量が抑制されるので、これによるエネルギー損失が減少して貯蔵室４内で昇温された空気の排出が妨げられることが少なくなり、貯蔵室の冷却性能が向上する。

［第３実施形態（図６）］
図６は放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備の第３実施形態を示す縦断面図である。なお、第１実施形態と同一構成部分には、図１および図２と同一符号を付して説明を省略する。また、図１は本実施形態においても、そのまま参照する。

図６に示すように、本実施形態では、排気ダクトカバー７の下部開口部１４の開口面積が、外部空気の流動抵抗になるように、傾斜板１５で下方が小さく絞られた擂鉢形の構成とされている。

このような本実施形態によっても、排気ダクトカバー７の下側に開口部を有する流動抵抗体を、傾斜板１５で下方が小さく絞られた擂鉢形の構成としたことにより、雨、雪などは溜まらずに排出されるので、本来の機能は維持しつつ、下部開口部９からの空気流入が抑制される。

したがって、貯蔵室４内で昇温された空気が上部開口部８から排出される際の吸引作用で外部から引き込まれる空気量が抑制されるので、これによるエネルギー損失が減少して貯蔵室４内で昇温された空気の排出が妨げられることが少なくなり、貯蔵室の冷却性能が向上する。

なお、本実施形態では、傾斜板１５を中実板として示したが、この傾斜板１５については、第１実施形態および第２実施形態で示したように、格子状の板、または孔あき板、メッシュ状の板材を適用することが可能である。これにより、さらに複合された構成に基いて複合的効果が奏される。

本発明に係る放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備の第１実施形態を示す縦断面図。 図１の部分拡大断面図（縦断面図）。 本発明に係る放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備の第２実施形態を示す縦断面図。 図３のＡ矢視図。 本発明に係る放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備の第２実施形態の変形例を示す図。 本発明に係る放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備の第３実施形態を示す縦断面図。

符号の説明

１‥放射性廃棄体、２‥廃棄体収納管、３‥貯蔵室天井、４‥貯蔵室、５‥給気ダクト、５ａ‥外気入口、５ｂ‥下部横向き流路、６‥排気ダクト、６ａ‥排気口、６ｂ‥上部横向き流路、７‥排気ダクトカバー、８‥上部開口部、９‥下部開口部、１０‥流動抵抗体、１１‥鎧窓型流動抵抗体、１１ａ‥傾斜板、１２‥格子型流動抵抗体、１２ａ‥空間部、１３‥多孔板型流動抵抗体板、１３ａ‥空間部、１０１‥ピット、１０２‥搬送室。

Claims (6)

1. コンクリート製ピット内に貯蔵室を形成し、この貯蔵室内に放射性廃棄体を収納する複数の縦長な廃棄体収納管を横方向に配列し、その廃棄体収納管同士の隙間をピットに設けられた給気ダクトおよび排気ダクトに連通させて冷却用空気流路とし、この冷却用空気流路内に放射性廃棄体の発熱による空気の自然上昇流を起させ、この空気流により放射性廃棄体を自然冷却する放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備であって、前記排気ダクトの最上部に設けられた排出口を覆う排気ダクトカバーを備え、この排気ダクトカバーに空気を排出するための上部開口部と、雨、雪などを排出するための下部開口部とを形成し、前記下部開口部には外部空気の流動抵抗となる流動抵抗体を設けたことを特徴とする放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備。
2. 前記排気ダクトカバーの流動抵抗体は、複数枚の板を間隔をあけて配置した鎧窓型流動抵抗体である請求項１記載の放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備。
3. 前記排気ダクトカバーの流動抵抗体は、板を格子状に配置した格子型流動抵抗体である請求項１記載の放射性廃棄体の自然冷却設備。
4. 前記排気ダクトカバーの流動抵抗体は、板に複数の孔をあけた多孔板型流動抵抗体である請求項１記載の放射性廃棄体の自然冷却貯蔵設備。
5. 前記排気ダクトカバーの流動抵抗体は、メッシュ状流動抵抗体である請求項１記載の放射性廃棄体の自然冷却設備。
6. 前記下部開口部の開口面積は、外部空気の流動抵抗になるように傾斜板で下方が小さく絞られた構成とした請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射性廃棄体の自然冷却設備。

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