JP4987196B2 - キャスク貯蔵建屋 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電における使用済燃料をキャスクに詰め、再処理するまで
中間的に貯蔵する使用済燃料貯蔵施設、特にキャスク貯蔵建屋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電における使用済燃料を再処理するまで中間的に貯蔵する使用済燃料貯蔵施設が建設されている。この施設内に乾式キャスクによる使用済燃料を貯蔵する場合、キャスク横置き方式とキャスク竪置き方式がある。
【０００３】
前者のキャスク横置き方式は、例えば特開昭６２−２０６４９５号公報に開示されているように、保管設備のキャスク受入部にキャスクを載置したトレーラが到着すると、門形クレーンにてトレーラに載置したキャスクを吊り上げ、台車上に移動し、この台車はキャスク貯蔵位置まで移動してキャスクを保管するように行われているが、キャスク竪置き方式に比較して必要平面積が多くなるため建屋物量が多くなる。
【０００４】
後者のキャスク竪置き方式は、例えば特開２０００−１９３７８６号公報に開示されているように、使用済燃料貯蔵建屋中心側上部に排気塔を立設し、建屋内部のうちキャニスタ貯蔵エリアを仕切壁を介して複数の略箱形の貯蔵セルに仕切っている。仕切壁は排気塔外壁よりも建屋中心側に位置し、その仕切壁の上部に連続して排気塔内部上部に延びる遮蔽用構造物を設けているので、耐震上強度に影響を与えることなく十分な放射線遮蔽能力を得ることができる。貯蔵セルの建屋外周側壁面に外気取入口を設け、各貯蔵セルの建屋中心側領域から排気塔へと連通する排気通路を設け、各貯蔵セル内に使用済燃料入りキャニスタを貯蔵しており、また、左右に分かれたキャスクピットの間にトレーラを進入させ、かつクレーンがレール上を自走することで左右方向に移動自在に構成されているので、１つの天井クレーンのみで両側のキャスクピット階上フロアをカバーすることができる構造としている。
【０００５】
キャスク竪置き方式は上記したような構成であるので、キャスク横置き方式に比べて貯蔵密度の効率化が図れるが、ハンドリング装置として貯蔵エリアを跨ぐスパンを有する天井クレーンまたはガントリークレーンの使用が前提となっており、雨水浸入排除、遮蔽機能及び自然換気等が要求される建屋及び排気風路はこれを覆う形で設置されている。このため天井クレーンを使用する場合には、天井クレーン走行エリアとキャスク貯蔵エリアが一つの空間でこれを建屋全体で覆うような設計がなされている。このため、キャスクのハンドリングは容易であるが、建屋全体が遮蔽を要求される上に重心が高いため耐震的に不利であり、物量も多くなる。
【０００６】
ガントリークレーンを使用する場合には、キャスク上部の遮蔽は、キャスクのすぐ上に鉄筋コンクリート等の床あるいは蓋を設けることにより、遮蔽の範囲を低減できるが、ガントリークレーンを屋内化するために、ガントリークレーンの稼働範囲全体を覆う上屋を設ける必要がある。この場合には、建屋としては低重心化、物量低減が図れるが、キャスクの搬入にあたっては、遮蔽蓋の取外しが必要となり、ハンドリング性が劣る。また、上屋の規模も大きいものとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記状況に対処するためになされたもので、その課題は、キャスク貯蔵階を走行するキャスクの搬送設備及びキャスク貯蔵建屋の合理化を図ると共に、受け入れ等共用部分を別建屋とすることで、キャスク貯蔵部分のみ自由に増設可能としたキャスク貯蔵建屋を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、請求項１のキャスク貯蔵建屋の発明は、貯蔵キャスクからの放射線を遮蔽する外壁、床、第1及び第２の天井盤にそれぞれが囲まれた２棟の貯蔵エリアと、前記２棟の貯蔵エリアの間に設けられたキャスク受入れ施設と、前記貯蔵キャスクを前記キャスク受入れ施設から各貯蔵エリア内へ移動するキャスク搬送設備と、前記キャスク搬送設備が移動する通路と、遮蔽用の迷路状風路とを有するキャスク貯蔵建屋において、
前記迷路状風路は、前記第1の天井盤と第２の天井盤との間及び前記第1の天井盤に形成された大気排出用間隙と、前記第1の天井盤と床との間及び前記第1の天井盤と外壁との間に形成された大気取入用隙間とからなり、
前記キャスク搬送設備は、前記各貯蔵エリア内の通路を横方向に移動する１台の共用横方向移動台車と、前記キャスク受入れ施設で貯蔵キャスクを搭載し前記各貯蔵エリア内の通路を縦方向に移動する１台の共用縦方向移動台車とからなり、前記各貯蔵エリア内で前記縦方向移動台車は前記横方向移動台車に乗って横方向に移動することを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、キャスク貯蔵建屋のキャスクの搬送設備は、建屋間を跨がって走行できるようになるため、受け入れエリアと貯蔵エリアが分離することができ、これにより貯蔵規模の大きな施設を建設する場合には、１棟の受入れ共用建屋と複数の貯蔵建屋を建設することにより、受入れ設備の複数化防止と受入れ工程に応じて貯蔵建屋の建設ができ、受入れ設備建設コストの削減や初期投資の低減が可能となる。また、これらの搬送設備、建屋配置、貯蔵建屋構造等の採用により、キャスクの落下防止、放射線管理エリアの削減、貯蔵設備増設の向上なども図れる。
【００１８】
本発明によると、キャスク貯蔵階の床面上を建屋間にまたがって走行し、走行用軌道等、物理的に走行方向・範囲を制御でき、衝突安全性を向上させた竪積みキャスクの搬送設備を採用することにより、キャスク貯蔵エリアの階高を小さくすると共に、上部の排気用風路部分に流れる冷却用空気の流路形状を迷路状とすることにより、キャスク貯蔵エリアと迷路状の冷却用空気用流路で遮蔽を完結させる。これにより、キャスク貯蔵エリア上部にクレーンを配置し、かつこのクレーンの稼働エリア全体を覆う上屋を設ける必要がなくなり、自然換気に必要な風路を確保すれば良い。さらに、この風路部分は遮蔽の必要がないため、鉄骨構造等の軽量が可能となり、風路部分の規模削減と併せ、建屋の低重心化、耐震性の向上にもつながる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態（請求項１至請求項９対応）に係るキャスク貯蔵建屋を４棟建設した段階の平面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ方向のキャスク貯蔵建屋の断面図である。
【００２０】
図において、１はキャスク受入れ共用エリアを有するキャスク受入れ共用建屋、２はサービスエリアを有するサービス建屋、３はキャスク搬送設備が移動する通路、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄはキャスク貯蔵エリアを有するキャスク貯蔵建屋、５はキャスク搬送設備で親台車（横方向移動台車）５Ａ及び子台車（縦方向移動台車）５Ｂとから構成されている。６は使用済燃料が封入されたキャスク、７は基礎盤（床）、８は基礎盤７の中心部に形成した凹部、９は第１の天井盤、１０は第２の天井盤、１１は上屋の壁、１２は構造用架構、１３は上屋の屋根、１４はフードである。また、７ａは基礎盤７と一体構造の外壁で、第１の天井盤９との間に大気取入用隙間ｓ１を形成しており、９ａは第１の天井盤９と一体構造の内壁で、基礎盤７のとの間に大気取入用隙間ｓ２を形成し、迷路状風路を形成している。また第１の天井盤９の中央部には大気排出用間隙ｓ３を設けており、この第１の天井盤９の内側に適当な間隙をもって配置された第２の天井盤１０と第１の天井盤９との間には大気排出用間隙ｓ４を形成し、迷路状風路を形成している。
【００２１】
また、キャスク搬送設備は、通路３を挟んだ例えば２棟のキャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ内の横方向の移動を１台の共用する横方向移動台車５Ａと、全貯蔵エリア内の縦方向と受入エリア１から各キャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの貯蔵エリアへの移動を１台で共用する縦方向移動台車５Ｂからなり、キャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ内で縦方向移動台車５Ｂは、横方向移動台車５Ａに乗って横方向に移動可能である。なお、縦・横方向は本図上のものであり、台車機能を限定するものではない。
【００２２】
また、キャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを図１のＸ−Ｘ方向に垂直な方向に延長しても、図２に示すキャスク貯蔵建屋の断面は変らないので、上屋１３の耐震性は変化しない。しかしながら、大量のキャスク６を貯蔵するには、著しくキャスク貯蔵建屋を長くする必要があり、敷地の有効利用や管理上から現実的でない。
【００２３】
一方、Ｘ−Ｘ方向にキャスク貯蔵建屋を広くした場合には、上屋１３をキャスク６の除熱に見合うように高くする必要がある。すると、上屋１３が高くなった分、上屋１３の物量が増加するとともに、耐震性が低下する恐れがある。
【００２４】
しかしながら、本発明によれば、キャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄのように複数のキャスク貯蔵建屋に貯蔵することができるので、大量のキャスク６を貯蔵する場合にも、図２に示すキャスク貯蔵建屋の断面の形状を維持することができ、上屋１３の物量を削減し、上屋１３の軽量化による耐震性の向上が図れる。
【００２５】
次にまず、本実施形態に係る使用済燃料貯蔵施設の建設手順を説明する。
図に示すように、最初に、キャスク受入れ共用建屋１とサービス建屋２及びキャスク貯蔵エリアを有するキャスク貯蔵建屋４Ａを建設し、キャスクの受入れを開始する。キャスク貯蔵建屋４Ａの１棟当たりの貯蔵容量は、年間の受入れ量を勘案して適切に設定すれば良い。２棟目以降のキャスク貯蔵建屋の建設は、当該キャスク貯蔵建屋の建設工期とキャスク受入れ共用建屋１のキャスク受入れ状況を勘案して決定する。
【００２６】
たとえば、キャスク貯蔵建屋４Ｂを建設する場合には、キャスク貯蔵建屋４Ｂへの走行用軌道である通路はキャスク貯蔵建屋４Ａと共用することができるので、キャスク貯蔵建屋４Ｂのみを建設し、キャスク貯蔵建屋４Ｃを建設する場合には、キャスク貯蔵建屋４Ｃの建設とキャスク貯蔵建屋４Ｃへの走行用軌道である通路を敷設する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る使用済燃料貯蔵施設の運用について説明する。
キャスク受入れ共用建屋１に搬入されたキャスクは、天井クレーンで遅滞なく受入れ、キャスク受入れ共用建屋１の仮置きスペースに仮置きされ、外観検査等の検査を受けた後、キャスク搬送設備５によりキャスク貯蔵建屋４Ａの所定のエリアまで搬入される。このとき、キャスク搬送設備５は基礎盤７の中心部に形成した凹部８に設置された走行用軌道上を走行しているが、走行方向・範囲は図示しない制御装置で制御されてキャスク貯蔵建屋４Ａの所定のエリアまで安全に走行するようにしている。
【００２８】
したがって、竪積みキャスクの搬送設備は、走行用軌道等、物理的に走行方向・範囲を制御でき、衝突安全性を向上させると共に落下防止の検討が不要となり、また、竪積みキャスクの搬送設備は、建屋間を跨がってキャスクの搬送ができるため、受入れ共用建屋の集中配置が可能となり、受入れ共用建屋の複数化排除と、貯蔵建屋の柔軟な増設が可能で初期投資が最小化と、放射線管理エリアの削減等が図れる。
【００２９】
キャスク受入れ共用建屋からキャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄへのキャスク６の移動は、縦方向移動台車５Ｂにより行うことができる。このため、キャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄへのキャスク６の移動のために、天井盤９および天井盤１０に開口を設ける必要がない。また、キャスク貯蔵建屋の入口は、キャスク６と縦方向移動台車５Ｂが通過できるだけの小さいものとすることができ、このため、天井盤９および天井盤１０の高さが低くても、キャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄへのキャスク６の移動することができる。
【００３０】
また、キャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ内のキャスク６の移動は、縦方向移動台車５Ｂおよび横方向移動台車５Ａによって行われるため、キャスク６のキャスク貯蔵建屋４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ内の移動のための天井クレーンなどを設置する必要がない。このため、天井クレーンの設置に必要であった高さに対して、天井盤９および天井盤１０を低く設定することができる。
【００３１】
一方、キャスク貯蔵建屋４Ａは、貯蔵キャスクからの直接放射線を安全に遮蔽できるように第１の天井盤９と第２の天井盤１０、内壁９ａと外壁７ａ、基礎盤７で囲まれており、またキャスクの除熱に供する入気及び排気用風路は、中性子線のストリーミングを削減するために大気取入用隙間ｓ１とｓ２及び大気排出用間隙ｓ３とｓ４により迷路状構造としており、しかも貯蔵エリア上部の風路部分の遮蔽は必要としない構造となっている。したがって、大気取入用隙間ｓ１，ｓ２から入気する大気は矢印のような経路、すなわち、キャスク６を除熱して暖められた大気は大気排出用間隙ｓ３，ｓ４を経てキャスク貯蔵エリア上階に設置される排気用風路エリアを通って屋根１３下に設けた図示しない排出用間隙から外部に排出される。
【００３２】
さらに、貯蔵エリア上部の風路部分は、貯蔵エリア上部にクレーン等搬送設備がないため、これに関するスペース確保要求がなくなる。それによりキャスクハンドリング用の開口を設置する必要が無くなるばかりではなく、上屋設置範囲の削減（物量削減）や採用構造の軽量化が図れる。
【００３３】
上述したように本発明によれば、キャスク貯蔵エリアにおいて、キャスク６上部に遮蔽蓋を設けることなく、天井盤９および天井盤１０を低くすることができるとともに、キャスク６のキャスク貯蔵エリアへの搬入時に遮蔽蓋の開閉が不要となり、キャスク６の搬入に要する時間を削減できる。また、遮蔽バウンダリの縮小による上部風路部分の軽量化ができる。
【００３４】
さらに、竪積みキャスクの搬送設備による上部床レベル位置の低減と、上部風路部分の軽量化による耐震性の向上、物量の低減が図れる。また、貯蔵エリア上屋の範囲を削減でき、物量削減になると共に、周囲に対する景観上の圧迫感を和らげる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、竪積みキャスクの搬送設備による上部床レベル位置の低減と、上部風路部分の軽量化による耐震性の向上、物量の低減が図れる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の平面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ方向からみた断面図。
【符号の説明】
１…キャスク受入れ共用建屋、２…サービス建屋、３…通路、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…キャスク貯蔵建屋、５…キャスク搬送設備、５Ａ…親台車、５Ｂ…子台車、６…キャスク、７…基礎盤、７ａ…外壁、８…凹部、９…第１の天井盤、９ａ…内壁、１０…第２の天井盤、１１…上屋の壁、１２…構造用架構、１３…上屋の屋根、１４…フード、ｓ１，ｓ２…大気取入用隙間、、ｓ３，ｓ４…大気排出用間隙。

Claims (2)

1. 貯蔵キャスクからの放射線を遮蔽する外壁、床、第1及び第２の天井盤にそれぞれが囲まれた２棟の貯蔵エリアと、前記２棟の貯蔵エリアの間に設けられたキャスク受入れ施設と、前記貯蔵キャスクを前記キャスク受入れ施設から各貯蔵エリア内へ移動するキャスク搬送設備と、前記キャスク搬送設備が移動する通路と、遮蔽用の迷路状風路とを有するキャスク貯蔵建屋において、
   前記迷路状風路は、前記第1の天井盤と第２の天井盤との間及び前記第1の天井盤に形成された大気排出用間隙と、前記第1の天井盤と床との間及び前記第1の天井盤と外壁との間に形成された大気取入用隙間とからなり、
   前記キャスク搬送設備は、前記各貯蔵エリア内の通路を横方向に移動する１台の共用横方向移動台車と、前記キャスク受入れ施設で貯蔵キャスクを搭載し前記各貯蔵エリア内の通路を縦方向に移動する１台の共用縦方向移動台車とからなり、前記各貯蔵エリア内で前記縦方向移動台車は前記横方向移動台車に乗って横方向に移動することを特徴とするキャスク貯蔵建屋。
2. 前記キャスク受入れ施設を前記貯蔵エリアと別建屋としたことを特徴とする請求項１記載のキャスク貯蔵建屋。

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