JP5119982B2 - Heating element storage facility - Google Patents
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Description
本発明は、原子力発電所の使用済燃料やガラス固化体を格納したキャニスタを、放射性核種の崩壊熱を自然空冷しながら一時貯蔵するために用いる発熱体貯蔵施設に関するものである。 The present invention relates to a heating element storage facility used for temporarily storing a canister storing spent fuel and vitrified material of a nuclear power plant while naturally decaying the decay heat of a radionuclide.
一般に、原子力発電所で発生する使用済燃料(使用済み核燃料)は、ステンレス製の使用済燃料格納用の円筒形状の密封容器、いわゆるキャニスタに格納(封入)して、再処理するまでの間、中間貯蔵することが考えられている。この中間貯蔵の際、上記使用済燃料から発生する放射性核種の崩壊熱は、自然空冷により除去することが考えられている。 In general, spent fuel generated at nuclear power plants (used nuclear fuel) is stored (enclosed) in a cylindrical sealed container for storing spent fuel made of stainless steel, so-called canister, and reprocessed. Interim storage is considered. During this intermediate storage, it is considered that the decay heat of the radionuclide generated from the spent fuel is removed by natural air cooling.
又、上記使用済燃料の再処理工場から発生するキャニスタに格納(封入)された高レベル放射性廃棄物のガラス固化体についても、最終処分するまでの間、自然空冷式の貯蔵施設で貯蔵することが考えられている。 In addition, high-level radioactive waste vitrified products stored (encapsulated) in canisters generated from the spent fuel reprocessing plant should be stored in a natural air-cooled storage facility until final disposal. Is considered.
ところで、上記キャニスタに格納した使用済燃料の貯蔵方式の1つとしては、金属キャスク方式が従来知られている。これは、放射線遮蔽機能を備えた金属キャスクに、使用済燃料を格納したキャニスタを収納し、この金属キャスクのまま、たとえば、所要の貯蔵建屋内に設けた貯蔵エリアに置いておくようにしたものである(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。
Incidentally, a metal cask method is conventionally known as one of the storage methods for spent fuel stored in the canister. This is a metal cask with a radiation shielding function that houses a canister containing spent fuel and keeps the metal cask in a storage area provided in the required storage building, for example. (For example, refer to
又、原子力発電所の使用済燃料を貯蔵(封入)するための金属製の貯蔵容器の冷却を促進するための手法の1つとしては、金属製の外筒と、該外筒内に外筒との間にガス循環を形成するよう挿入した金属製の内筒とからなり、上記内筒内に使用済核燃料集合体を収納するようにしてある使用済み核燃料の貯蔵用容器について、上記外筒の外周面に、該外筒の上端部より下端部まで上下方向に延びる放熱用フィンを、周方向等間隔で所要枚数設けてなる構成とすることが従来提案されている(たとえば、特許文献3参照)。 Further, as one of the methods for promoting the cooling of the metal storage container for storing (enclosing) the spent fuel of the nuclear power plant, there are a metal outer cylinder, and an outer cylinder in the outer cylinder. A used nuclear fuel storage container in which a spent nuclear fuel assembly is housed in the inner cylinder, the inner cylinder being inserted so as to form a gas circulation between the outer cylinder and the outer cylinder. It is conventionally proposed that a required number of heat dissipating fins extending in the vertical direction from the upper end portion to the lower end portion of the outer cylinder are provided on the outer peripheral surface of the outer cylinder at equal intervals in the circumferential direction (for example, Patent Document 3). reference).
又、原子力発電所の使用済燃料を貯蔵(封入)するための貯蔵容器の冷却を促進するための別の手法としては、使用済核燃料用貯蔵庫に設けて使用済核燃料を収納するようにしてある上下方向に延びる収納管に、上下方向所要間隔で水平方向の放熱フィンを取り付ける考えが従来提案されている(たとえば、特許文献4参照)。 Further, as another method for promoting cooling of the storage container for storing (encapsulating) the spent fuel of the nuclear power plant, the spent nuclear fuel is stored in the spent nuclear fuel storage. The idea of attaching horizontal radiating fins to the storage tube extending in the vertical direction at a required interval in the vertical direction has been conventionally proposed (see, for example, Patent Document 4).
ところが、特許文献1や特許文献2に示されているように、原子力発電所の使用済燃料を金属キャスクを用いて中間貯蔵を行う手法では、金属キャスク自体に放射線の遮蔽機能を持たせる必要があるため、金属キャスク1本当りに、約100トンもの大量の鋼材が必要になってしまう。そのために、近年の原材料の高騰等によりコストが嵩むという問題が生じているのが実状である。
However, as shown in
又、上記特許文献3及び特許文献4には、原子力発電所の使用済燃料を貯蔵するための貯蔵容器の冷却を促進するために、該貯蔵容器の所要個所にそれぞれ所定の形状の放熱用フィンを設ける考えが示されているが、貯蔵建屋の構造によっては、該建屋内全体の空気の流動を阻害する可能性があるため、所望する冷却性能が必ずしも得られないという虞が生じてしまう。
In
そこで、本発明は、原子力発電所の使用済燃料を格納したキャニスタや、ガラス固化体を格納したキャニスタの如き放射性核種の崩壊熱を発する発熱体を、自然空冷しながら一時貯蔵でき、しかも、使用する鋼材量を低減させることが可能な発熱体貯蔵施設を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention can store a heating element that generates decay heat of a radionuclide such as a canister storing spent fuel of a nuclear power plant or a canister storing a vitrified material while being naturally air-cooled and used. An object of the present invention is to provide a heating element storage facility capable of reducing the amount of steel material to be reduced.
本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に対応して、放射線の遮蔽機能を有する厚いコンクリート遮蔽壁により構築した貯蔵建屋内に貯蔵室を設け、該貯蔵室の左右幅方向の一方の下部所要個所に空気入口を設けて、該空気入口を上記貯蔵建屋の側壁に設けた外気取入口に連通させると共に、上記貯蔵室の左右幅方向の他方の上部所要個所に空気出口を設けて、上端部に排気口を有する煙突状の空気出口シャフトの下端側を上記空気出口に接続し、更に、上記貯蔵室内に、発熱するキャニスタを密封収納した貯蔵容器を空気入口より空気出口に向かう空気流れ方向となる左右方向に列を形成するように配置して貯蔵するようにし、且つ該各貯蔵容器を、外周面における上記貯蔵室にて空気入口より貯蔵室の内底部に沿う低温の空気流れが形成される高さ位置よりも上側となる位置に、鉛直フィンを周方向所要間隔で取り付けるようにした構成とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a storage room in a storage building constructed by a thick concrete shielding wall having a radiation shielding function, corresponding to
上記各構成において、貯蔵容器の外周面における鉛直フィン取付個所よりも下方位置に、水平フィンを設けるようにした構成とする。 In the above SL each configuration, a position below the vertical fin mount position on the outer peripheral surface of the reservoir, a configuration in which the provided horizontal fins.
本発明の発熱体貯蔵施設によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
(1)放射線の遮蔽機能を有する厚いコンクリート遮蔽壁により構築した貯蔵建屋内に貯蔵室を設け、該貯蔵室の左右幅方向の一方の下部所要個所に空気入口を設けて、該空気入口を上記貯蔵建屋の側壁に設けた外気取入口に連通させると共に、上記貯蔵室の左右幅方向の他方の上部所要個所に空気出口を設けて、上端部に排気口を有する煙突状の空気出口シャフトの下端側を上記空気出口に接続し、更に、上記貯蔵室内に、発熱するキャニスタを密封収納した貯蔵容器を空気入口より空気出口に向かう空気流れ方向となる左右方向に列を形成するように配置して貯蔵するようにし、且つ該各貯蔵容器を、外周面における上記貯蔵室にて空気入口より貯蔵室の内底部に沿う低温の空気流れが形成される高さ位置よりも上側となる位置に、鉛直フィンを周方向所要間隔で取り付けるようにした構成としてあるので、貯蔵室にキャニスタを収納した貯蔵容器を貯蔵すると、発熱するキャニスタの熱が、貯蔵容器を介して貯蔵室内の空気に伝熱されることで、該貯蔵室内の空気が昇温されて密度低下して浮力を生じるため、この昇温した空気を空気出口より出口シャフト内を上昇させて排気口より大気中に放出することができ、この排気口より放出される昇温した空気と、上記貯蔵室の空気入口が連通させてある貯蔵建屋の側壁に設けてある外気取入口より取り入れられる低温の空気との圧力差に起因するドラフト力により、上記外気取入口より空気入口を経て貯蔵室へ空気を順次流入させることができることから、貯蔵室内に貯蔵されたキャニスタを収納した貯蔵容器を、自然換気される貯蔵室内の空気によって連続的に冷却することができる。
(2)上記キャニスタに格納されている放射性物質より発せられる放射線の遮蔽能力は、上記貯蔵建屋を構築している鉄筋コンクリートにより確保することができるようにしてあるため、上記貯蔵容器を、放射線の遮蔽能力が要求されない薄肉の容器とすることができる。よって、該貯蔵容器を製造するために必要な鋼材量を抑えることができることから、従来、金属キャスクによりキャニスタの貯蔵を行うようにしていた場合に比して、使用する鋼材量を大幅に低減させることができる。
(3)貯蔵容器を、貯蔵室内にて空気入口より空気出口に向かう空気流れ方向となる左右方向に列を形成するように配置し貯蔵するようにし、且つ該各貯蔵容器を、外周面における上記貯蔵室にて空気入口より貯蔵室の内底部に沿う低温の空気流れが形成される高さ位置よりも上側となる位置に、鉛直フィンを周方向所要間隔で取り付けるようにした構成としてあるので、貯蔵容器の放熱面積を放熱フィンによって拡大することができるため、貯蔵容器に収納されたキャニスタの冷却をより効率よく行うことができる。又、貯蔵室内に空気入口側より空気出口側へ向けて左右方向に配列された各貯蔵容器では、貯蔵室の内底部付近に形成された低温の空気の流れが各貯蔵容器の位置に達すると、その一部が該各貯蔵容器の上部に設けてある鉛直フィンに導かれて各貯蔵容器の冷却に供され、この各貯蔵容器の冷却に供されることで昇温する空気は、該各貯蔵容器の鉛直フィンに沿って貯蔵室の天井部付近まで上昇させられるようになるため、或る貯蔵容器の冷却に供された後の昇温した空気が、該貯蔵容器の空気出口側に隣接する貯蔵容器の冷却に供されることを抑制できる。しかも、各貯蔵容器の鉛直フィンは、貯蔵室の内底部付近を通って各貯蔵容器付近に達する低温の空気の左右方向の流れを阻害しない高さ位置に設けてあるため、上記各貯蔵室の内底部付近に形成される低温の空気の流れを各貯蔵容器へ確実に導くことができて、該各貯蔵容器の冷却に供される空気の温度をより低下させることができる。よって、各貯蔵容器に収納されたキャニスタの冷却効率をより高めることができる。
(4)更に、上記各貯蔵容器の周囲に乱流が生じる虞を低減できるため、貯蔵室内における空気流れをスムーズなものとすることができて、該貯蔵室における空気の換気効率の向上化を図ることができる。
(5)貯蔵容器の外周面における鉛直フィン取付個所よりも下方位置に、水平フィンを設けるようにした構成とすることにより、上記水平フィンにより貯蔵室の内底部付近にて空気入口より流入して左右方向に流れる低温の空気流れを阻害することなく該各貯蔵容器の放熱面積を拡大することができるため、各貯蔵容器に収納されたキャニスタの冷却効率を更に向上させることができる。
According to the heating element storage facility of the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) A storage room is provided in a storage building constructed with a thick concrete shielding wall having a radiation shielding function, an air inlet is provided at one lower required position in the left-right width direction of the storage room, and the air inlet is A lower end of a chimney-shaped air outlet shaft that communicates with an outside air inlet provided on the side wall of the storage building, has an air outlet at the other upper required portion in the left-right width direction of the storage chamber, and has an exhaust port at the upper end Further, a storage container in which the canister for heat generation is hermetically sealed is disposed in the storage chamber so as to form a row in the left-right direction that is the air flow direction from the air inlet toward the air outlet. Each storage container is vertically stored at a position above the height position where a low-temperature air flow is formed along the inner bottom of the storage chamber from the air inlet in the storage chamber on the outer peripheral surface. Since a structure in which to attach the fin circumferentially predetermined spacing, when storing the storage container containing a canister storage room, the heat of the canister that generates heat is heat is transferred to the air in the storage compartment via a storage vessel Thus, since the temperature of the air in the storage chamber is raised and the density is lowered to generate buoyancy, the heated air can be released from the exhaust outlet into the atmosphere by raising the inside of the outlet shaft from the air outlet, Draft force due to the pressure difference between the heated air discharged from the exhaust port and the low-temperature air taken in from the outside air inlet provided on the side wall of the storage building to which the air inlet of the storage room communicates Therefore, air can be sequentially introduced from the outside air inlet to the storage chamber through the air inlet, so that the storage container storing the canister stored in the storage chamber is naturally ventilated. It can be continuously cooled by the air inside the storage compartment.
(2) above Symbol shielding ability of the radiation emitted from radioactive material that is stored in the canister, because you have to be able to secure the reinforced concrete are building the storage building, the storage container, the radiation It can be a thin-walled container that does not require shielding ability. Therefore, since the amount of steel material necessary for manufacturing the storage container can be suppressed, the amount of steel material to be used is greatly reduced as compared with the case where the canister is conventionally stored with a metal cask. be able to.
(3) The storage containers are arranged and stored so as to form a row in the left-right direction which is the air flow direction from the air inlet toward the air outlet in the storage chamber, and each of the storage containers is arranged on the outer peripheral surface. the upper a position than the height position cold air flow is formed along the inner bottom of the storage compartment from the air inlet in the storage compartment, there was that to attach the vertical fins circumferentially predetermined spacing structure Therefore , since the heat radiation area of the storage container can be expanded by the heat radiation fin, the canister housed in the storage container can be cooled more efficiently. In each storage container arranged in the left-right direction from the air inlet side to the air outlet side in the storage chamber, when the low-temperature air flow formed near the inner bottom of the storage chamber reaches the position of each storage container , A part of the air is led to the vertical fins provided at the upper part of each storage container and used for cooling each storage container. Since the air is raised to the vicinity of the ceiling of the storage room along the vertical fin of the storage container, the heated air after being used for cooling a certain storage container is adjacent to the air outlet side of the storage container. It is possible to prevent the storage container from being used for cooling. Moreover, since the vertical fins of each storage container are provided at a height that does not obstruct the flow of the low-temperature air that reaches the vicinity of each storage container through the vicinity of the inner bottom of the storage chamber, The flow of low-temperature air formed in the vicinity of the inner bottom can be reliably guided to each storage container, and the temperature of the air used for cooling each storage container can be further reduced. Therefore, the cooling efficiency of the canister accommodated in each storage container can be further increased.
(4) Furthermore, since the possibility of turbulent flow around each of the storage containers can be reduced, the air flow in the storage chamber can be made smooth, and the ventilation efficiency of air in the storage chamber can be improved. Can be planned.
(5) By adopting a configuration in which a horizontal fin is provided at a position below the vertical fin attachment point on the outer peripheral surface of the storage container, the horizontal fin causes the air to flow from the air inlet near the inner bottom of the storage chamber. Since the heat radiation area of each storage container can be expanded without hindering the low-temperature air flow flowing in the left-right direction, the cooling efficiency of the canisters housed in each storage container can be further improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1乃至図5(イ)(ロ)(ハ)は本発明の発熱体貯蔵施設の実施の形態の基本構成を示すもので、以下のような構成としてある。 1 to 5 (a) (ii) (c) shows the basic structure of the form status of implementation of the heating element storage facility of the present invention, there is the following configurations.
すなわち、本発明の発熱体貯蔵施設は、放射線の遮蔽機能を備えた厚い、たとえば、厚さ1m程度の鉄筋コンクリート製の遮蔽壁で構成された貯蔵建屋1内に貯蔵室2を設け、該貯蔵室2の下部所要個所に空気入口3を設けて、該空気入口3を、貯蔵建屋1の側壁1aに開口させた外気取入口4に連通接続すると共に、上記貯蔵室2の上部所要個所に空気出口5を設けて、該空気出口5に、上端部に排気口7を備えた煙突状の出口シャフト6の下端部を連通接続する。更に、原子力発電所の使用済燃料を格納したキャニスタや、ガラス固化体を格納したキャニスタの如き発熱体となるキャニスタ8を、円筒状の炭素鋼製の貯蔵容器9に密封収納し、該キャニスタ8を密封収納してなる貯蔵容器9を、上記貯蔵建屋1の貯蔵室2内に貯蔵するようにした構成とする。
That is, the heating element storage facility of the present invention is provided with a
詳述すると、上記貯蔵建屋1は、平面形状を矩形状としてあり、該貯蔵建屋1の前側壁1cの左右幅方向の中央部に、開閉自在な遮蔽扉10aを備えた建屋入口10を設ける。更に、該貯蔵建屋1内の左右幅方向の中央部に、上記建屋入口10から建屋内の前後方向の全長に亘って延びる搬送路11を設け、該搬送路11の左右両側に、左右1対の貯蔵室2が区画形成してある。上記貯蔵建屋1の左右の側壁1aの内側には、天井付近のみを残して内底部から上部所要高さ位置までを閉塞させる放射線遮蔽機能を備えた下部迷路板12と、内底部付近のみを残して天井部から下部所要位置までを閉塞させる放射線遮蔽機能を備えた上部迷路板13とを外側から順に設ける。これにより、各貯蔵室2の左右の外側壁となる上記上部迷路板13の下方に、建屋前後方向の全長に亘る空気入口3が形成してあると共に、該各貯蔵室2の空気入口3を、上記上部と下部の各迷路板12と13によって上下方向に蛇行させられた流路を介して、上記貯蔵建屋1の左右の側壁1aに建屋前後方向の全長に亘り設けてある外気取入口4に連通させた構成としてある。
More specifically, the
更に、上記貯蔵建屋1の天井壁1bにおける左右幅方向の中央部には、上記左右の各貯蔵室2で共用するための空気出口5を、建屋前後方向の全長に亘り設け、該空気出口5の上側に、上下方向に所要の高さ寸法を有し且つ放射線遮蔽機能を備えた迷路板14を内蔵することで左右方向に蛇行させた流路を具備してなる出口シャフト6の下端部が取り付けてある。
Furthermore, an
上記左右の各貯蔵室2は、空気入口3と空気出口5とを結ぶ方向である左右方向に、所要間隔で複数個、たとえば、6個の貯蔵容器9を配列すると共に、この左右方向に配列された6個の貯蔵容器9からなる列を、前後方向に所要間隔で複数列、たとえば、8列並べて格納できるようにしてある。これにより、上記各貯蔵室2にキャニスタ8を収納した貯蔵容器9を貯蔵すると、放射性物質の崩壊熱によって加熱されるキャニスタ8が、各貯蔵室2内の空気により各貯蔵容器9を介して間接的に冷却される。一方、該各貯蔵容器9に収納されたキャニスタ8の冷却に供されることで昇温した空気は、密度低下して浮力が生じるため、各貯蔵室2内にて上昇して空気出口5へ導かれた後、出口シャフト6内を更に上昇して排気口7より大気中へ放出されるようにしてある。この際、上記各貯蔵室2の空気入口3が連通させてある貯蔵建屋1の左右の側壁1aの外気取入口4は、上記出口シャフト6の頂部の排気口7よりも低くなっていることから、該外気取入口4より取り入れられる低温(常温)の空気と、上記したように各貯蔵室2にてキャニスタ8の冷却に供されることで昇温した後に出口シャフト6の頂部の排気口7より放出される空気との圧力差に起因するドラフト力を利用して、図1に矢印aで空気流れを示すように、上記各外気取入口4より取り入れる空気を、各空気入口3、各貯蔵室2、空気出口5、出口シャフト6を経て排気口7に至る経路で流通させて、上記各貯蔵室2内の自然換気を行うことができるようにしてある。よって、上記各貯蔵室2では、左右の外側端部の下部位置に建屋前後方向の全長に亘って設けた各空気入口3より、貯蔵建屋1の左右幅方向中央部に建屋前後方向の全長に亘って設けた空気出口5へ向けて空気を流通させることで、該各貯蔵室2内に、貯蔵容器9を左右方向に6個配列してある該貯蔵容器9の各列に沿う方向の空気流れを形成できるようにしてある。
The left and
上記貯蔵建屋1の前側には、輸送キャスク15に格納した状態のキャニスタ8を受け入れるための受入れ建屋16が設けてあり、且つ該受入れ建屋16内における上記貯蔵建屋1の建屋入口10の外側となる位置には、厚い鉄筋コンクリート製の遮蔽壁で囲まれたキャニスタ8の詰め替えエリア17が、上記建屋入口10と連通させて設けてある。更に、上記詰め替えエリア17の天井部には、キャニスタ詰め替え機器18が内外方向に貫通させて設けてある。
A receiving
上記詰め替えエリア17内と上記貯蔵建屋1の搬送路11には、建屋入口10を通して上記詰め替えエリア17内から建屋前後方向の全長に亘って設置したレール19に沿って遠隔操作により走行可能な台車20が設けてある。更に、上記貯蔵建屋1の天井部には、貯蔵容器9を左右方向に配列させて貯蔵する貯蔵容器9の各列ごとの上方となる位置に、遠隔操作により左右方向へ移動可能な天井クレーン21が設けてある。
In the
上記貯蔵容器9は、図4(イ)(ロ)に示す如く、収納すべきキャニスタ8の外径よりもやや大きな内径寸法を有する下端部が閉塞した円筒形状の炭素鋼製の容器本体22と、該容器本体22の上端開口部22aを閉塞するための炭素鋼製の蓋23とからなる構成としてある。更に、上記蓋23は、上記容器本体22の上端開口部22aへ挿入するための円筒状の挿入部23aと、該挿入部23aの上端側にて外周側へ所要寸法張り出す鍔状部23bとからなる構成としてある。これにより、上記容器本体22の内側へキャニスタ8を挿入した後、該容器本体22の上端開口部22aの内側に上記蓋23の挿入部23aを挿入した状態で、該蓋23の鍔状部23bを、上記容器本体22の上端開口部22aの周縁部に金属ガスケット24を介して載置し、この状態で、該蓋23の鍔状部23bを上記容器本体22の上端開口部22aの周縁部にボルト止めすることで、上記キャニスタ8を密封できるようにしてある。更に、この際、上記蓋23の挿入部23aを容器本体22の上端開口部22aの内側に挿入することで、容器本体22と蓋23との間に、直線状に連続した隙間が形成されないようにしてある。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the
更に、上記蓋23の上面側には吊具25を設けて、上記貯蔵室2の天井部に設けた天井クレーン21により上記キャニスタ8を密閉収納した状態の貯蔵容器9を上記吊具25を介し吊り上げて左右方向へ移動させることができるようにしてある。
Further, a
上記貯蔵容器9は、その下端部に、方形の台座26を一体に取り付けた構成としてある。
The said
一方、上記貯蔵建屋1の各貯蔵室2の内底部には、上記方形の台座26と一体化された貯蔵容器9が所定位置に搬入されると、この台座26ごと上記貯蔵容器9を該位置に固定するための固定機構が設けてある。具体的には、図5(イ)(ロ)(ハ)に示す如く、上記固定機構27は、たとえば、上記各貯蔵室2の内底部における各貯蔵容器9の貯蔵予定個所の前後両側位置に、上記貯蔵容器9の台座26の左右幅寸法と同様の長さ寸法で左右方向に延び、且つ左右の両端部を下端側が所要寸法突出する傾斜面としてなる固定部材28をそれぞれ設置し、更に、前後方向に上記貯蔵容器9の台座26の前後長寸法よりも所要寸法長い寸法で延びて、上記各固定部材28の左右方向に隣接するもの同士の間に形成される隙間に上方より挿入するための略楔状断面の仕切部材29を備えた構成としてある。なお、該仕切部材29の長手方向の所要個所には、天井クレーン21で吊るための吊具30が設けてある。又、図示してないが、各貯蔵室2内における左端の貯蔵容器貯蔵個所の前後位置に設ける固定部材28の左側と、各貯蔵室2内における右端の貯蔵容器貯蔵個所の前後位置に設ける固定部材28の右側には、短い固定部材をそれぞれ設けることで、この短い固定部材との間に、上記仕切部材29を挿入できるようにしてあるものとする。これにより、上記仕切部材29を取り外した状態で、上記台座26と一体化された貯蔵容器9を、各貯蔵室2の天井クレーン21により所定位置に搬入して載置した後、上記所定位置に載置された貯蔵容器9の台座26の前後に位置する固定部材28と、その左右方向に隣接する固定部材28との間の隙間に、上記仕切部材29を天井クレーン21を用いて上方より挿入することで、上記貯蔵容器9の台座26の前後方向への変位を、上記前後の固定部材28で、又、台座26の左右方向への変位を、その両側に配される各仕切部材29でそれぞれ拘束することにより、上記貯蔵容器9に地震等の揺れが作用する場合であっても、該貯蔵容器9が貯蔵室2内で変位したり倒れたりする虞を未然に防止できるようにしてある。
On the other hand, when the
上記受入れ建屋16内には、図3に示す如く、輸送キャスク15を移送するためのキャスク移送用天井クレーン31、及び、輸送キャスク移動台車32に横向きに載置された状態で搬入されるキャニスタ8を格納した輸送キャスク15を立て起こすための図示しない起伏装置と、起立させた輸送キャスク15の蓋を開けるための図示しない蓋開閉装置を備えた構成としてあるものとする。33は受入れ建屋16の入口である。
As shown in FIG. 3, a cask transfer
又、図示してないが、上記受入れ建屋16には、空の貯蔵容器9を保管するための空容器保管建屋が付設してあるものとする。
Although not shown, it is assumed that the receiving
以上の構成としてある発熱体貯蔵施設を使用してキャニスタ8の貯蔵を行う場合は、先ず、空容器保管建屋より空の貯蔵容器9を受入れ建屋16に搬入した後、該空の貯蔵容器9を、キャスク移送用天井クレーン31や、キャニスタ詰め替え機器18を用いて、詰め替えエリア17に予め待機させた台車20上に載置しておく。
When the
次に、受入れ建屋16にて、輸送キャスク移動台車32に横向きに載置された状態で搬入されキャニスタ8を格納した輸送キャスク15を、図示しない起伏装置により立て起こした後、図示しない蓋開閉装置により該輸送キャスク15の蓋を開ける。次いで、キャスク移送用天井クレーン31を用いて上記蓋を開けた輸送キャスク15を、上記詰め替えエリア17の上側に移送した後、上記キャニスタ詰め替え機器18により、上記輸送キャスク15内のキャニスタ8を、上記詰め替えエリア17に待機させた台車20上の貯蔵容器9内へ詰め替え、次いで、該貯蔵容器9の蓋23を閉じて貯蔵容器9内にキャニスタ8を密封状態で収納する。
Next, in the receiving
その後、上記台車20をレール19に沿って走行させることで、上記キャニスタ8を収納してなる貯蔵容器9を、目的とする貯蔵個所と左右方向に対応する位置まで移動させた後、該個所の上方に設置してある天井クレーン21を用いて、目的とする貯蔵個所まで、上記キャニスタ8を収納した貯蔵容器9を搬送する。なお、この際、上記各貯蔵室2では、上記キャニスタ8を収納した貯蔵容器9を、左右方向の外側から順次並べて置くようにする。
After that, by moving the
上記のようにしてキャニスタ8を収納した貯蔵容器9が所定の貯蔵位置に載置された後は、上記図5(イ)(ロ)(ハ)に示した固定機構27により、上記キャニスタ8を収納した貯蔵容器9の台座26を固定するようにする。
After the
上記のようにして各貯蔵室2にキャニスタ8を収納した貯蔵容器9が貯蔵されると、放射性物質の崩壊熱によって加熱されるキャニスタ8の熱が、貯蔵容器9を介して各貯蔵室2内の空気に伝熱されることで、該各貯蔵室2内の空気が昇温され、この昇温により密度低下して浮力を生じた空気が、各貯蔵室2内で上昇し、空気出口5より出口シャフト6内を上昇して該出口シャフト6の頂部の排気口7より大気中に放出され、この出口シャフト6の頂部の排気口7より放出される空気と、上記各貯蔵室2の空気入口3が連通させてある貯蔵建屋1の左右の側壁1aの外気取入口4より取り入れられる低温(常温)の空気との圧力差に起因するドラフト力により、上記各外気取入口4より取り入れる空気(大気)が、各空気入口3より各貯蔵室2へ順次流入させられるようになることで、上記各貯蔵室2内に貯蔵されたキャニスタ8を収納した貯蔵容器9が、自然換気される上記各貯蔵室2内の空気によって冷却されるようになる。
When the
なお、この際、上記キャニスタ8は、放射性物質を密封したものであるため、放射性物質の外部への漏洩が防止されており、更に、上記キャニスタ8は、炭素鋼製の貯蔵容器9に密封収納することで、大気と直接触れないようにしてあるため、該キャニスタ8に、塩分の付着等に伴う応力腐食割れによる漏洩孔が生じる虞を未然に防止できるようにしてある。したがって、上記キャニスタ8を密封収納した貯蔵容器9の貯蔵中に、放射性物質が漏出する虞はない。
At this time, since the
又、貯蔵容器9の外面には、冷却空気として大気が接触するため、この際、空気中に含まれる微量のアルゴンや海塩粒子が、上記キャニスタ8より貯蔵容器9を介して放射される放射線(中性子)により放射化し、各貯蔵室2の自然換気の流れに乗ってそのまま排気口7へ向かうことになるが、その放射化量は微量であり、又、半減期が短いため、法令で定める放出基準(1mSv/年)を大きく下回るようになる。同様の放射線レベルを扱う施設として、日本原燃株式会社の再処理工場における高レベル廃棄物ガラス固化体の貯蔵が実用化されており、該施設では、大気の放射化量が十分に低いことが確認されている。
In addition, since the atmosphere contacts the outer surface of the
このように、本発明の発熱体貯蔵施設によれば、放射性核種の崩壊熱により発熱体となるキャニスタ8を密封収納した貯蔵容器9を、各貯蔵室2に格納した状態にて、該各貯蔵室2内を自然換気しながら、貯蔵建屋1の左右の側壁1aに設けた外気取入口4より該各貯蔵室2の空気入口3へ取り入れられる低温(常温)の空気(外気)により、上記キャニスタ8を密封収納した貯蔵容器9を連続的に冷却することができる。
As described above, according to the heating element storage facility of the present invention, the
更に、上記キャニスタ8に格納された放射性物質より発せられる放射線の遮蔽能力は、上記貯蔵建屋1を構築している鉄筋コンクリートにより確保するようにしてあるため、上記貯蔵容器9には上記キャニスタ8に格納された放射性物質より発せられる放射線の遮蔽能力が要求されることはない。よって、該貯蔵容器9は、前述したようなキャニスタ8の密封収納を行うことができると共に、キャニスタ8を収納した状態で貯蔵建屋1内で上記台車20や天井クレーン21で移動させることが可能な強度を確保できる程度の薄肉の容器でよいため、該貯蔵容器9を製造するために必要な鋼材量を抑えることができる。したがって、本発明の発熱体貯蔵施設によれば、従来の金属キャスクによるキャニスタ8の貯蔵方式に比して、使用する鋼材量を大幅に低減させることができる。
Furthermore, since the shielding ability of the radiation emitted from the radioactive substance stored in the
次に、図6及び図7(イ)(ロ)は本発明の実施の形態を示すもので、図1乃至図5(イ)(ロ)(ハ)の実施の形態の基本構成を発展させたもので、図1乃至図5(イ)(ロ)(ハ)に示したものと同様の構成において、各貯蔵容器を、外周面における上部所要位置に放熱用の鉛直フィン34を取り付けてなる構成の貯蔵容器9aとしたものである。
Next, FIGS. 6 and 7 (a) (b) shows the shape condition of the present invention, developing the basic configuration of the embodiment of FIGS. 1 to 5 (a) (ii) (c) In the same configuration as that shown in FIGS. 1 to 5 (a), (b), and (c), each storage container is attached with a
ここで、上記図1乃至図2に示したと同様の構成としてある貯蔵建屋1の各貯蔵室2における空気流れについて考察する。上記各貯蔵室2は、左右の外側端部の下部位置に建屋前後方向の全長に亘る空気入口3を備えると共に、貯蔵建屋1の天井壁1bの左右幅方向中央部に建屋前後方向の全長に亘る空気出口5が設けてあるため、図4(イ)(ロ)に示したと同様の鉛直フィンを具備しない型式の貯蔵容器9にキャニスタ8を密封収納して、該貯蔵容器9を上記貯蔵室2に貯蔵した状態では、図8に矢印bで示すように、マクロな空気流れは、貯蔵室2内を上記空気入口3より空気出口5へ向けて斜めに上昇する流れとなり易い。そのために、各貯蔵室2内にて左右方向に配列された各貯蔵容器9のうち、空気入口3寄り位置する貯蔵容器9の冷却に供された後の昇温した空気が、その空気出口5寄りに隣接する貯蔵容器9に向けて流れるようになり易いため、空気入口3寄りの貯蔵容器9に比して、空気出口5に近付くにしたがって各貯蔵容器9の冷却効率が低下し易い。
Here, the air flow in each
又、上記のようにして各貯蔵室2内を上記空気入口3より空気出口5へ向けて斜めに上昇する空気流れは、各貯蔵容器9の上部に当り易く、このようにして、各貯蔵容器9の上部に空気流れが当たると、該各貯蔵容器9の空気出口5側(空気流れに対する背面側)に、乱流が生じ易くなることから、該各貯蔵室2内の換気効率を向上させ難い。
Further, the air flow that rises obliquely in the
なお、上記したように、各貯蔵室2内では、マクロな空気流れは上記空気入口3より空気出口5へ向けて斜めに上昇する流れとなり易いが、その一方、該各貯蔵室2の内底部付近には、上記空気入口3より流入する低温の空気による左右方向の外側から内側へ向かう空気流れが形成されている。
As described above, in each
以上のことに鑑みて、本実施の形態では、上記貯蔵容器9aを、容器本体22の外周面にて、各貯蔵室2内での内底部付近に空気入口3より流入する低温の空気による左右方向の外側から内側へ向かう流れが形成される高さよりも上方となる該容器本体22の上部位置(図では容器本体22の高さ寸法のほぼ1/2よりも上方位置)に、鉛直方向に延びる鉛直フィン34を、周方向所要間隔で多数取り付けた構成としてある。なお、図6及び図7(イ)(ロ)では、図示する便宜上、鉛直フィン34の枚数を省略して記載してある。
In view of the above, in the present embodiment, the
その他の構成は図1乃至図5(イ)(ロ)(ハ)に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。 Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1 to 5 (A), (B), and (C), and the same components are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の手順により、キャニスタ8を上記貯蔵容器9aに密封収納し、このキャニスタ8を収納してなる貯蔵容器9aを、各貯蔵室2における所定位置に載置して貯蔵することができる。
According to the present embodiment, the
上記のようにしてキャニスタ8を収納してなる貯蔵容器9aが、各貯蔵室2における所定位置に載置して貯蔵された状態では、各貯蔵容器9aの放熱面積が鉛直フィン34によって拡大されていることに伴い、該各貯蔵容器9aに密封収納されたキャニスタ8の冷却がより効率よく行われるようになる。
In the state where the
又、上記貯蔵室2内へ空気入口3より流入する空気の流れは、或る貯蔵容器9aの上部に設けてある鉛直フィン34に当たると、該鉛直フィン34に沿って上昇させられるようになる。又、上記各貯蔵容器9aの鉛直フィン34は、各貯蔵室2の内底部付近にて、空気入口3より流入する低温の空気による左右方向の外側から内側へ向かう空気流れの形成される高さ位置よりも上方に設けてあるため、上記各貯蔵室2内にて、空気入口3側より空気出口5側へ向けて左右方向に配列された各貯蔵容器9aでは、該各貯蔵室2の内底部付近に形成された低温の空気の流れが各貯蔵容器9aの位置に達すると、その一部が該各貯蔵容器9aの上部に設けてある鉛直フィン34に導かれて各貯蔵容器9aの冷却に供され、この各貯蔵容器9aの冷却に供されることで昇温する空気は、各貯蔵容器9aの上部に設けてある鉛直フィン34に沿って各貯蔵室2の天井部付近まで上昇させられるようになる。その後、上記各貯蔵容器9aの冷却に供された後に貯蔵室2の天井部付近に上昇した昇温した空気が、まとめて空気出口5より出口シャフト6側へ上昇して排出されるようになる。
Further, when the flow of air flowing into the
したがって、本実施の形態によれば、鉛直フィン34による各貯蔵容器9aの放熱面積を拡大することができる。更に、或る貯蔵容器9aの冷却に供された後の昇温した空気が、該貯蔵容器9aの空気出口5側に隣接する貯蔵容器9aの冷却に供されることを抑制できる。しかも、各貯蔵容器9aの鉛直フィンは、各貯蔵室2の内底部付近を通って各貯蔵容器9a付近に達する低温の空気の左右方向の流れを阻害しないように、該各貯蔵容器9aの上部にのみ設けるようにしてあるため、上記各貯蔵室2の内底部付近に形成される低温の空気の流れを各貯蔵容器9aへ導くことができるため、該各貯蔵容器9aの冷却に供される空気の温度をより低下させることができる。よって、各貯蔵容器9aに密封収納されたキャニスタ8の冷却効率をより高めることができる。
Therefore, according to this Embodiment, the thermal radiation area of each
更に、上記各貯蔵容器9aの周りでは、鉛直フィン34に沿って上昇する昇温した空気の流れを形成させることで、該各貯蔵容器9aの周囲に乱流が生じる虞を低減できるため、各貯蔵室2内における空気流れをスムーズなものとすることができて、該各貯蔵室2における空気の換気効率の向上化を図ることができる。
Furthermore, by forming a heated air flow rising along the
なお、本発明者等の行った数値解析の結果によれば、図4(イ)(ロ)に示した如き鉛直フィンのない形式の貯蔵容器9を用いた場合における貯蔵室2の空気出口5寄り端部の貯蔵容器9の雰囲気温度が40〜45℃であるのに比して、本実施の形態における鉛直フィン34を具備してなる貯蔵容器9aを用いる場合は、貯蔵室2の空気出口5寄り端部の貯蔵容器9aの雰囲気温度を38〜40℃に低下させることができ、更には、図4(イ)(ロ)に示した如き鉛直フィンのない形式の貯蔵容器9を用いた場合に比して、本実施の形態における鉛直フィン34を具備してなる貯蔵容器9aを用いる場合は、貯蔵室2の空気出口5寄り端部の貯蔵容器9a自体の最高温度を、10℃以上低下させる効果を得ることができることが明らかとなっている。
According to the results of numerical analysis conducted by the present inventors, the
次いで、図9及び図10は本発明の実施の更に他の形態として、図6及び図7(イ)(ロ)の実施の形態の応用例を示すもので、図6及び図7(イ)(ロ)に示したと同様の構成において、各貯蔵容器を、外周面における上部所要位置に放熱用の鉛直フィン34を取り付け、更に、上記鉛直フィン34の取付位置よりも下方となる外周面の下部位置に、水平フィン35を、上下方向に単数又は複数段(図では4段)に設けてなる構成の貯蔵容器9bとしたものである。
Next, FIG. 9 and FIG. 10 show application examples of the embodiment of FIG. 6 and FIG. 7 (a) (b) as still another embodiment of the present invention. In the same configuration as shown in (b), each storage container is attached with a
なお、上記水平フィン35は、各貯蔵容器9bの放熱面積を拡大すると云う観点からすると、図示したように周方向の全周に亘り設けることが好ましいが、各貯蔵室2の内底部付近にて空気入口3より流入して左右方向に流れる低温の空気流れの中に張り出すように、各貯蔵容器9bの前後両側位置のみに設ける等、周方向に断続して、あるいは周方向の一部に設けるようにしてもよい。
From the viewpoint of expanding the heat radiation area of each
その他の構成は図6及び図7(イ)(ロ)に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。 Other configurations are the same as those shown in FIGS. 6 and 7A and 7B, and the same components are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態によっても、図6及び図7(イ)(ロ)の実施の形態と同様の効果を得ることができ、更に、各貯蔵容器9bの外周面の下部位置に設けた水平フィン35により、上記各貯蔵室2の内底部付近にて空気入口3より流入して左右方向に流れる低温の空気流れを阻害することなく該各貯蔵容器9bの放熱面積を拡大することができるため、各貯蔵容器9bに密封収納されたキャニスタ8の冷却効率を更に向上させることができる。
According to the present embodiment, the same effects as those of the embodiment of FIGS. 6 and 7 (a) and (b) can be obtained, and further, the
なお、本発明者等の行った数値解析の結果によれば、図7(イ)(ロ)に示した如き鉛直フィン34のみを設けた形式の貯蔵容器9aを用いた場合に比して、本実施の形態における鉛直フィン34と水平フィン35を具備してなる貯蔵容器9bを用いる場合は、貯蔵室2の空気出口5寄り端部の貯蔵容器9bの雰囲気温度はほぼ同等であるが、貯蔵室2の空気出口5寄り端部の貯蔵容器9b自体の最高温度を、約20℃低下させる効果を得ることができることが明らかとなっている。
In addition, according to the result of the numerical analysis performed by the present inventors, as compared with the case where the
なお、上記図1乃至図5(イ)(ロ)(ハ)の実施の形態と、図6及び図7(イ)(ロ)の実施の形態では、貯蔵容器9,9aを台座26と一体化してなる構成として示したが、貯蔵容器9,9aを台座26と別体型式としてもよい。この場合は、たとえば、図11(イ)(ロ)に示す如く、各貯蔵容器9,9a(図では鉛直フィンを具備しない型式の貯蔵容器9の場合が示してある)の下部外周面における周方向所要間隔の複数個所、たとえば、周方向の4個所に、外周方向に張り出す転倒防止用のトラニオン36を設ける一方、台座を、台座中央部に上記貯蔵容器9,9aの下部と、各転倒防止用トラニオン36に対応する形状の窪み37を設けてなる構成の台座26aとすると共に、該台座26aを、予め各貯蔵室2内における貯蔵容器貯蔵予定位置に設置しておくようにする。かかる構成とすれば、前述したと同様に、詰め替えエリア17にてキャニスタ8の密封収納が行われた貯蔵容器9,9aを、台車20と天井クレーン21を用いて貯蔵室2内にて貯蔵容器貯蔵予定位置まで搬送して、該貯蔵容器9,9aの下部と転倒防止用トラニオン36とを、該貯蔵容器貯蔵予定位置に予め設置されている上記台座26aの窪み37に嵌合させることで、貯蔵室2内における該貯蔵容器9,9aの位置固定を行うことができるようになる。なお、キャニスタ8の高さ方向の温度分布は一定ではなく、相対的に下部よりも上部の方が温度が高くなるため、上記のように、貯蔵容器9,9aの下部の周りに上記台座26aが存在していても、該貯蔵容器9,9aに収納したキャニスタ8を、上記貯蔵容器9,9aの上部を介して冷却することが可能になる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 (a), (b), and (c) and the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 (a) and (b), the
又、上記各実施の形態では、詰め替えエリア17にてキャニスタ8の密封収納が行われた貯蔵容器9,9a,9bを、台車20と天井クレーン21を用いて貯蔵室2内の貯蔵容器貯蔵予定位置まで搬送するものとして示したが、上記台車20と、その上側に搭載して遠隔操作によって該台車20上より各貯蔵室2にて左右方向に配列してある貯蔵容器9,9a,9bの前後に隣接する列同士の間を通して左右方向に往復移動可能なフォークリフトとを用いて上記貯蔵室2内でのキャニスタ8を収納した貯蔵容器9,9a,9bの搬送を行うようにしてもよい。なお、このような搬送手法を採用するには、たとえば、図12(イ)(ロ)に示すように、貯蔵容器9の場合は、上部外周面の左右2個所に、外周方向に所要寸法突出する保持用のトラニオン38を設け、又、図示してないが、貯蔵容器9a,9bの場合は、鉛直フィン34より外周方向に所要寸法突出する保持用のトラニオン38を設けて、このトラニオン38を、左右近接、離隔方向に可動する左右1対のフォーク39aを昇降可能に備えたフォークリフト39で支持して貯蔵室2内にて左右方向へ搬送させるようにすればよい。
In each of the above embodiments, the
更に、上記のようにして天井クレーン21に替えてフォークリフト39で貯蔵容器9,9a,9bを左右方向へ搬送する場合は、該各貯蔵容器9,9a,9bの蓋23を、容器本体22の上端開口部22aの外周縁部にボルト止めして固定する型式に代えて、図13に示す如く、容器本体22の上端開口部22aの内側に設けた段差部22bに、金属ガスケット24を介して外周縁部を載置することで上記容器本体22の上端開口部22aを閉塞させる型式の蓋40としてもよい。
Further, when the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、貯蔵建屋1は、左右幅方向の中央部に設けた搬送路11を挟んで左右1対の貯蔵室2を備えてなる構成として示したが、左右方向のいずれか一方の側壁の下端部に建屋前後方向に延びる空気入口を有し、且つ左右方向のいずれか他方の上端部に建屋前後方向に延びる空気出口を有してなる貯蔵室2が形成できるようにしてあれば、1つの貯蔵建屋1内に貯蔵室2を1つ又は3つ以上形成するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, The
貯蔵室2内に左右方向に配列して貯蔵する貯蔵容器9,9a,9bの数、及び、左右方向の貯蔵容器9,9a,9bの列を前後方向に並べる列数は、貯蔵室2のサイズ、貯蔵室2に流通させることが可能な空気の流量、貯蔵容器9,9a,9bに収納するキャニスタ8の所望する冷却効率等に応じて適宜変更してもよい。
The number of
詰め替えエリア17でキャニスタ8を収納してなる貯蔵容器9を貯蔵室2の所定の貯蔵位置へ搬送することができるようにしてあれば、台車20と天井クレーン21や、台車20とフォークリフト39以外のいかなる搬送手段を採用するようにしてもよい。
As long as the
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。 Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 貯蔵建屋
2 貯蔵室
3 空気入口
4 外気取入口
5 空気出口
6 出口シャフト
7 排気口
8 キャニスタ
9 貯蔵容器
34 鉛直フィン
35 水平フィン
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