JP5456304B2 - Concrete cask heat removal device and concrete cask - Google Patents

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Description

本発明は、コンクリートキャスクの除熱装置及びこれを備えたコンクリートキャスクに関する。更に詳しくは、本発明は、空気の流れによってコンクリートキャスク内を冷却するコンクリートキャスクの除熱装置、及びこれを備えたコンクリートキャスクに関するものである。   The present invention relates to a heat removal device for a concrete cask and a concrete cask having the same. More specifically, the present invention relates to a heat removal device for a concrete cask that cools the inside of the concrete cask by the flow of air, and a concrete cask including the same.

原子力発電で発生した使用済原子燃料はコンクリートキャスクに収容され、適切な管理の下で貯蔵される。コンクリートキャスクは、使用済原子燃料を収容するキャニスタと、このキャニスタを収容するコンクリート容器を備えている。原子炉から取り出した後も使用済原子燃料中の核分裂生成物(FP)の崩壊は続くので、貯蔵中もキャニスタは発熱する。このため、例えば特開平8−43591号公報に記載されたコンクリートキャスクでは、図5に示すように、FPを収容する金属製キャニスタ101とコンクリート層102との間の断熱層103に多数のヒートパイプ104を埋設し、キャニスタ101の熱をヒートパイプ104によって除去するようにしている。   Spent nuclear fuel generated by nuclear power is stored in a concrete cask and stored under proper management. The concrete cask includes a canister for storing spent nuclear fuel and a concrete container for storing the canister. Since the fission product (FP) in the spent nuclear fuel continues to decay after removal from the reactor, the canister generates heat even during storage. For this reason, for example, in the concrete cask described in JP-A-8-43591, a number of heat pipes are provided in the heat insulating layer 103 between the metal canister 101 containing the FP and the concrete layer 102 as shown in FIG. 104 is buried, and heat of the canister 101 is removed by the heat pipe 104.

特開平8−43591号JP-A-8-43591

しかしながら、上記のコンクリートキャスクでは、内部のキャニスタ101を検査するためにはコンクリートキャスクの蓋105を開けてキャニスタ101を露出させる必要がある。そのため、キャニスタ101の検査が大掛かりなものとなる。ここで、キャニスタ101の検査を容易なものにするために、蓋105等に検査用のボアホールカメラを挿入する貫通孔を設けることも考えられるが、その場合には検査専用の孔をわざわざ設けることになる。   However, in the above-described concrete cask, in order to inspect the internal canister 101, it is necessary to open the lid 105 of the concrete cask and expose the canister 101. For this reason, the inspection of the canister 101 becomes large. Here, in order to facilitate the inspection of the canister 101, it may be possible to provide a through-hole into which the inspection borehole camera is inserted in the lid 105 or the like. In that case, a dedicated inspection hole is provided. become.

本発明は、検査専用の孔が無くてもキャニスタの検査が容易なコンクリートキャスクと、当該コンクリートキャスクに使用される除熱装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a concrete cask that can easily inspect a canister without a dedicated inspection hole, and a heat removal device used for the concrete cask.

かかる目的を達成するために請求項1記載の発明は、コンクリート容器内に収容されたキャニスタを冷却する一次側冷却空気を、給気口から取り込んで給気口よりも高い位置に設けられた排気口から排出するコンクリートキャスクの除熱装置において、コンクリート容器の外側に配置され、排気口と給気口とを連通して排気口から排出された一次側冷却空気を給気口へと循環させると共に外壁で熱交換可能な一次側通路を備え、一次側通路をコンクリート容器に対して着脱可能にしたものである。   In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is directed to an exhaust gas which is provided at a position higher than the air supply port by taking in the primary side cooling air for cooling the canister accommodated in the concrete container from the air supply port. In the heat removal device for the concrete cask discharged from the mouth, the primary side cooling air, which is disposed outside the concrete container and communicates with the exhaust port and the air supply port, is circulated to the air supply port. A primary side passage capable of exchanging heat with an outer wall is provided, and the primary side passage is detachable from the concrete container.

したがって、一次側冷却空気は、コンクリートキャスク内でキャニスタを冷却した後、排気口から排出され、一次側通路を通りながら熱交換によって熱を放出して給気口へと循環される。一次側冷却空気には、コンクリートキャスク内では加熱による上昇力が作用し、コンクリートキャスクの外の一次側通路内では冷却による下降力が作用する。このため、一次側冷却空気は自然循環する。一次側通路はコンクリート容器に対して着脱可能となっているので、除熱装置がコンクリートキャスクに対して着脱可能になる。除熱装置をコンクリートキャスクから外すことで、コンクリート容器内へと通じる給気口と排気口を露出させることができる。   Therefore, after cooling the canister in the concrete cask, the primary side cooling air is discharged from the exhaust port, releases heat by heat exchange while passing through the primary side passage, and is circulated to the air supply port. Ascending force due to heating acts on the primary-side cooling air, and descending force due to cooling acts in the primary-side passage outside the concrete cask. For this reason, primary side cooling air circulates naturally. Since the primary side passage is detachable from the concrete container, the heat removal device can be attached to and detached from the concrete cask. By removing the heat removal device from the concrete cask, it is possible to expose the air supply and exhaust ports leading to the concrete container.

また、請求項2記載のコンクリートキャスクの除熱装置は、一次側通路の熱交換部分として外壁に設けられ且つ二次側冷却空気が流れる二次側通路を備えており、二次側冷却空気は二次側通路の下端に設けた二次側給気口から流入して一次側冷却空気を冷却することで加熱されて二次側通路内を上昇し、二次側通路の二次側給気口よりも高い位置に設けられた二次側排気口から放出されるものである。したがって、一次側冷却空気は二次側冷却空気によって冷却される。二次側冷却空気には一次側冷却空気との熱交換による加熱によって上昇力が作用するので、二次側冷却空気は二次側給気口→二次側通路→二次側排気口へと自然の力によって流れる。   The concrete cask heat removal device according to claim 2 includes a secondary side passage provided on the outer wall as a heat exchange portion of the primary side passage and through which the secondary side cooling air flows, and the secondary side cooling air is The secondary side air supply from the secondary side passage is heated by flowing in from the secondary side air supply port provided at the lower end of the secondary side passage and cooling the primary side cooling air to rise in the secondary side passage. It is discharged from the secondary side exhaust port provided at a position higher than the port. Therefore, the primary side cooling air is cooled by the secondary side cooling air. Since the secondary cooling air is subjected to heating by heat exchange with the primary cooling air, the secondary cooling air flows from the secondary air supply port to the secondary side passage to the secondary side exhaust port. It flows by the power of nature.

また、請求項3記載のコンクリートキャスクの除熱装置は、蒸発し気化熱によって二次側冷却空気を冷却する三次側冷却液体を備えるものである。したがって、三次側冷却液体の気化熱で二次側通路を流れる二次側冷却空気が冷却される。三次側冷却液体は二次側通路に接する状態で貯留槽に貯えられても良いし、二次側通路の表面に噴霧され又は流されても良い。   A concrete cask heat removal apparatus according to a third aspect includes a tertiary side cooling liquid that evaporates and cools the secondary side cooling air using heat of vaporization. Therefore, the secondary side cooling air flowing through the secondary side passage is cooled by the heat of vaporization of the tertiary side cooling liquid. The tertiary cooling liquid may be stored in the storage tank in contact with the secondary side passage, or may be sprayed or flowed on the surface of the secondary side passage.

さらに、請求項4記載の発明は、コンクリート容器内に収容されたキャニスタを冷却する一次側冷却空気を、給気口から取り込んで給気口よりも高い位置に設けられた排気口から排出するコンクリートキャスクにおいて、請求項1から3のいずれか一つに記載された除熱装置を備えるものである。したがって、上記除熱装置を備えるコンクリートキャスクが構成される。   Furthermore, the invention described in claim 4 is a concrete in which primary side cooling air for cooling a canister accommodated in a concrete container is taken in from an air supply port and discharged from an exhaust port provided at a position higher than the air supply port. The cask is provided with the heat removal device according to any one of claims 1 to 3. Accordingly, a concrete cask including the heat removal device is configured.

請求項1記載のコンクリートキャスクの除熱装置では、一次側冷却空気を循環させてコンクリート容器内を冷却するので、コンクリート容器内を外部環境から遮断することができ、塩分等を含んだ外気がコンクリート容器内に流入するのを防止することができる。そのため、外気に含まれる塩分や水分に起因したキャニスタの腐食を防止することができる。   In the heat removal apparatus for concrete cask according to claim 1, since the inside of the concrete container is cooled by circulating the primary side cooling air, the inside of the concrete container can be shut off from the external environment, and the outside air containing salt etc. is the concrete. Inflow into the container can be prevented. Therefore, the canister can be prevented from corroding due to salt and moisture contained in the outside air.

また、除熱装置をコンクリートキャスクに対して着脱できるので、除熱装置を外して給気口及び排気口を露出させることができ、給気口及び排気口を利用してキャニスタ等の検査を行うことができる。そのため、コンクリートキャスクに検査専用の孔をわざわざ設ける必要がなくなるとともに、蓋を開ける等の作業も無いため検査作業自体も容易になる。また、除熱装置をコンクリートキャスクから取り外すことで、除熱装置のメンテナンスが容易になる。また、既存のコンクリートキャスクへの除熱装置の後付けが可能になる。また、必要な時期だけ除熱装置を取り付けておくことが可能になる。例えば、応力腐食割れ等の腐食が問題になるのは主に貯蔵末期であり、外部の塩分環境からの遮断が必要な貯蔵末期にだけ除熱装置を装着することが可能になり、不要な時期には除熱装置を取り外しておくことができる。   Moreover, since the heat removal device can be attached to and detached from the concrete cask, the heat removal device can be removed to expose the air supply port and the exhaust port, and the canister and the like are inspected using the air supply port and the exhaust port. be able to. Therefore, it is not necessary to provide an inspection-dedicated hole in the concrete cask, and the inspection operation itself is facilitated because there is no operation such as opening the lid. Moreover, the heat removal apparatus can be easily maintained by removing the heat removal apparatus from the concrete cask. In addition, it is possible to retrofit the existing concrete cask with a heat removal device. Moreover, it becomes possible to attach the heat removal apparatus only when necessary. For example, corrosion such as stress corrosion cracking becomes a problem mainly at the end of storage, and it becomes possible to attach a heat removal device only at the end of storage where it is necessary to shut off from the external salinity environment. The heat removal device can be removed.

また、請求項2記載のコンクリートキャスクの除熱装置では、外部の空気によって一次側冷却空気を冷却することができる。そのため、除熱装置の構造を簡単なものにすることができる。また、自然の力を利用して二次側冷却空気を循環させることができるので、専用の動力が不要になり維持管理が容易である。さらに、外部の空気を利用しているので、二次側冷却空気の喪失を防止することができ、より信頼性を高めることができる。   In the concrete cask heat removal apparatus according to claim 2, the primary side cooling air can be cooled by external air. Therefore, the structure of the heat removal apparatus can be simplified. In addition, since the secondary side cooling air can be circulated using natural force, no dedicated power is required and maintenance is easy. Further, since the outside air is used, the loss of the secondary side cooling air can be prevented, and the reliability can be further improved.

また、請求項3記載のコンクリートキャスクの除熱装置では、二次側冷却空気を冷却することができるので、一次側冷却空気の冷却性能をより一層向上させることができる。   In the concrete cask heat removal apparatus according to the third aspect, since the secondary side cooling air can be cooled, the cooling performance of the primary side cooling air can be further improved.

さらに、請求項4記載の発明では、上記の除熱装置を備えるコンクリートキャスクが構成される。   Furthermore, in invention of Claim 4, a concrete cask provided with said heat removal apparatus is comprised.

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.

図1〜図3に本発明のコンクリートキャスクの除熱装置(以下、単に除熱装置と記す)の実施形態の一例を示す。除熱装置1は、コンクリートキャスク2のコンクリート容器3内に収容されたキャニスタ4を冷却する一次側冷却空気5を、給気口6から取り込んで給気口6よりも高い位置に設けられた排気口7から排出するコンクリートキャスク2に適用されるものであり、コンクリート容器3の外側に配置され、排気口7と給気口6とを連通して排気口7から排出された一次側冷却空気5を給気口6へと循環させると共に外壁14で熱交換可能な一次側通路8を備え、一次側通路8はコンクリート容器3に対して着脱可能となっている。また、本発明は、上述の除熱装置1を備えるコンクリートキャスク2としても把握される。   1 to 3 show an embodiment of a concrete cask heat removal apparatus (hereinafter simply referred to as a heat removal apparatus) according to the present invention. The heat removal apparatus 1 takes in the primary side cooling air 5 for cooling the canister 4 accommodated in the concrete container 3 of the concrete cask 2 from the air supply port 6 and is provided at a position higher than the air supply port 6. The primary cooling air 5 is applied to the concrete cask 2 discharged from the port 7, is disposed outside the concrete container 3, communicates the exhaust port 7 and the air supply port 6, and is discharged from the exhaust port 7. Is circulated to the air supply port 6 and is provided with a primary side passage 8 that can exchange heat with the outer wall 14, and the primary side passage 8 is detachable from the concrete container 3. Moreover, this invention is grasped | ascertained also as the concrete cask 2 provided with the above-mentioned heat removal apparatus 1. FIG.

使用済み原子燃料を収容するキャニスタ4は支持脚11の上に載せられてコンクリート容器3内に収容されている。コンクリート容器3の上部開口は蓋12によって塞がれている。キャニスタ4とコンクリート容器3との間には、一次側冷却空気5が流れる冷却通路13が設けられている。コンクリート容器3の底部には冷却通路13へと通じる給気口6が設けられている。また、コンクリート容器3と蓋12との間には冷却通路13へと通じる排気口7が設けられている。給気口6と排気口7は一次側通路8によって連通されるものであることから、例えば図2に示すように上から見て同じ位置に同じ数だけ設けられることが好ましい。ただし、一次側通路8によって一次側冷却空気5を排気口7から給気口6へと循環させることが可能であれば、給気口6と排気口7とを上から見て同じ位置に設ける必要はなく、また、給気口6と排気口7の設置数が異なっていても良い。また、給気口6と排気口7は一次側通路8によって連通されるものであることから、コンクリートキャスク2の周面に開口することが好ましい。ただし、給気口6と排気口7を一次側通路8によって連通させることが可能であれば、給気口6と排気口7をコンクリートキャスク2の周面に開口させる必要はなく、給気口6をコンクリートキャスク2の例えば底面に開口させても良く、排気口7をコンクリートキャスク2の例えば上面に開口させても良い。本実施形態では、コンクリートキャスク2の周面に例えば周方向に等間隔で4箇所に給気口6と排気口7が設けられている。   A canister 4 for storing spent nuclear fuel is placed on a support leg 11 and stored in a concrete container 3. The upper opening of the concrete container 3 is closed by a lid 12. A cooling passage 13 through which the primary side cooling air 5 flows is provided between the canister 4 and the concrete container 3. An air supply port 6 that leads to the cooling passage 13 is provided at the bottom of the concrete container 3. An exhaust port 7 that leads to the cooling passage 13 is provided between the concrete container 3 and the lid 12. Since the air supply port 6 and the exhaust port 7 are communicated with each other by the primary side passage 8, it is preferable that the same number is provided at the same position as viewed from above, for example, as shown in FIG. However, if the primary side cooling air 5 can be circulated from the exhaust port 7 to the air supply port 6 by the primary side passage 8, the air supply port 6 and the exhaust port 7 are provided at the same position when viewed from above. It is not necessary, and the number of air supply ports 6 and exhaust ports 7 may be different. In addition, since the air supply port 6 and the exhaust port 7 are communicated with each other by the primary passage 8, it is preferable that the air supply port 6 and the exhaust port 7 are opened on the peripheral surface of the concrete cask 2. However, if the air supply port 6 and the exhaust port 7 can be communicated with each other by the primary passage 8, it is not necessary to open the air supply port 6 and the exhaust port 7 on the peripheral surface of the concrete cask 2. 6 may be opened on the bottom surface of the concrete cask 2, for example, and the exhaust port 7 may be opened on the top surface of the concrete cask 2, for example. In the present embodiment, air supply ports 6 and exhaust ports 7 are provided on the peripheral surface of the concrete cask 2 at, for example, four locations at equal intervals in the circumferential direction.

除熱装置1は一つの給気口6と一つの排気口7から構成される組毎に1台ずつ設けられている。本実施形態のコンクリートキャスク2には4組の給気口6と排気口7とが設けられているので、コンクリートキャスク2には4台の除熱装置1が取り付けられている。   One heat removal device 1 is provided for each set composed of one air supply port 6 and one exhaust port 7. Since the concrete cask 2 of this embodiment is provided with four sets of air supply ports 6 and exhaust ports 7, four heat removal apparatuses 1 are attached to the concrete cask 2.

除熱装置1は、一次側通路8の熱交換部として外壁14に設けられ且つ二次側冷却空気9が流れる二次側通路10を備えている。即ち、一次側通路8と二次側通路10は外壁14を隔てて熱交換可能に設けられている。各通路8,10は熱伝導性に優れ且つ通路としての剛性を確保できる材料、例えば銅,アルミニウム,ステンレス等の金属材料によって形成されている。本実施形態では、各空気5,9との接触面積を増加させて熱交換性能を向上させるため、外壁14にはフィン15が設けられている。フィン15は各空気5,9の流れを妨げない形状を成している。ただし、熱交換性能を十分に確保できる場合等にはフィン15を設けなくても良い。なお、図1ではフィン15の記載を省略している。   The heat removal apparatus 1 includes a secondary side passage 10 that is provided on the outer wall 14 as a heat exchange part of the primary side passage 8 and through which the secondary side cooling air 9 flows. That is, the primary side passage 8 and the secondary side passage 10 are provided so as to be able to exchange heat with the outer wall 14 therebetween. Each of the passages 8 and 10 is formed of a material that has excellent thermal conductivity and can secure rigidity as a passage, for example, a metal material such as copper, aluminum, and stainless steel. In the present embodiment, fins 15 are provided on the outer wall 14 in order to improve the heat exchange performance by increasing the contact area with the airs 5 and 9. The fin 15 has a shape that does not obstruct the flow of the airs 5 and 9. However, the fins 15 may not be provided when sufficient heat exchange performance can be ensured. In FIG. 1, the fins 15 are not shown.

一次側通路8の上端には冷却通路13の排気口7に接続される一次側給気口16が、下端には冷却通路13の給気口6に接続される一次側排気口17がそれぞれ設けられている。本実施形態では、一次側給気口16及び一次側排気口17を筒状に形成し、筒状部分の先端を冷却通路13の排気口7又は給気口6内に挿入することで、接続部分からの一次側冷却空気5の漏出と外気の流入を防止している。また、二次側通路10の下端には二次側給気口18が、上端には二次側排気口19がそれぞれ設けられている。二次側給気口18及び二次側排気口19は大気に開放されている。   A primary side air supply port 16 connected to the exhaust port 7 of the cooling passage 13 is provided at the upper end of the primary side passage 8, and a primary side exhaust port 17 connected to the air supply port 6 of the cooling passage 13 is provided at the lower end. It has been. In the present embodiment, the primary side air supply port 16 and the primary side exhaust port 17 are formed in a cylindrical shape, and the tip of the cylindrical portion is inserted into the exhaust port 7 or the air supply port 6 of the cooling passage 13 so as to be connected. The primary side cooling air 5 is prevented from leaking out from the portion and from the outside air. Further, a secondary side air supply port 18 is provided at the lower end of the secondary side passage 10, and a secondary side exhaust port 19 is provided at the upper end. The secondary side air supply port 18 and the secondary side exhaust port 19 are open to the atmosphere.

本実施形態の除熱装置1は、蒸発し気化熱によって二次側冷却空気9を冷却する三次側冷却液体20を備えている。三次側冷却液体20は二次側通路10を挟んで一次側通路8と反対側に設けられた貯留槽21に貯えられている。三次側冷却液体20は二次側通路10と接しており、蒸発時の気化熱で二次側通路10内を流れる二次側冷却空気9を冷却する。本実施形態では、二次側冷却空気9と三次側冷却液体20との接触面積を増加させて熱交換性能を向上させるため、二次側通路10と貯留槽21との間の隔壁22、即ち本実施形態では二次側通路10の外壁にはフィン23が設けられている。フィン23は
二次側冷却空気9と三次側冷却液体20の流れを妨げない形状を成している。ただし、熱交換性能を十分に確保できる場合にはフィン23を設けなくても良い。三次側冷却液体20は例えば水である。ただし、水以外の冷却液を使用しても良い。なお、図1ではフィン23の記載を省略している。
The heat removal apparatus 1 of this embodiment includes a tertiary cooling liquid 20 that evaporates and cools the secondary cooling air 9 using heat of vaporization. The tertiary cooling liquid 20 is stored in a storage tank 21 provided on the opposite side of the primary side passage 8 with the secondary side passage 10 interposed therebetween. The tertiary-side cooling liquid 20 is in contact with the secondary-side passage 10 and cools the secondary-side cooling air 9 flowing in the secondary-side passage 10 with heat of vaporization during evaporation. In the present embodiment, in order to increase the contact area between the secondary side cooling air 9 and the tertiary side cooling liquid 20 and improve the heat exchange performance, the partition wall 22 between the secondary side passage 10 and the storage tank 21, that is, In the present embodiment, fins 23 are provided on the outer wall of the secondary side passage 10. The fins 23 have a shape that does not obstruct the flow of the secondary side cooling air 9 and the tertiary side cooling liquid 20. However, the fins 23 may not be provided if sufficient heat exchange performance can be ensured. The tertiary cooling liquid 20 is water, for example. However, a coolant other than water may be used. In FIG. 1, the fins 23 are not shown.

除熱装置1は例えば台車24に載置されており、移動可能になっている。除熱装置1を台車24に載置することで給気口6と一次側排気口17の高さ、排気口7と一次側給気口16の高さがそれぞれ一致する。したがって、除熱装置1を台車24に載せて移動させることで、一次側排気口17を給気口6に、一次側給気口16を排気口7にそのまま挿入させて接続することができる。これらを接続した後、台車24を固定することで除熱装置1の設置が完了する。また、除熱装置1の接続を切り離す場合には、台車24の固定を解いて移動させ、一次側給気口16を排気口7から、一次側排気口17を給気口6からそれぞれ引き抜けば良い。   The heat removal apparatus 1 is mounted on, for example, a carriage 24 and is movable. By placing the heat removal apparatus 1 on the carriage 24, the height of the air supply port 6 and the primary side exhaust port 17 and the height of the exhaust port 7 and the primary side air supply port 16 are matched. Therefore, by moving the heat removal apparatus 1 on the carriage 24, the primary side exhaust port 17 can be inserted into the air supply port 6 and the primary side air supply port 16 can be inserted into the exhaust port 7 as it is. After these are connected, the installation of the heat removal apparatus 1 is completed by fixing the carriage 24. When disconnecting the heat removal apparatus 1, the carriage 24 is unlocked and moved, and the primary air supply port 16 is pulled out from the exhaust port 7, and the primary exhaust port 17 is pulled out from the air supply port 6. It ’s fine.

除熱装置1はコンクリートキャスク2の使用開始時(放射性廃棄物の貯蔵初期)からコンクリートキャスク2に取り付けておき、キャニスタ4の検査時等に取り外すようにしても良いし、コンクリートキャスク2の使用開始時には除熱装置1を取り付けておかずに、使用開始後ある程度の期間が経過してから除熱装置1をコンクリートキャスク2に取り付けるようにしても良い。例えば、応力腐食割れ(SCC:Stress Corrosion Cracking)等の腐食が問題になるのはキャニスタ4がある程度低温になって結露が生じる虞のある貯蔵末期であることが多い。したがって、コンクリート容器3内を外部の塩分環境から遮断することが必要な貯蔵末期にだけ除熱装置1をコンクリートキャスク2に取り付けるようにし、不要な時期には除熱装置1をコンクリートキャスク2から取り外しておいても良い。除熱装置1は着脱可能であることから上述のような種々の使い方が可能である。   The heat removal device 1 may be attached to the concrete cask 2 from the start of use of the concrete cask 2 (the initial stage of radioactive waste storage) and removed when the canister 4 is inspected, or the use of the concrete cask 2 is started. Sometimes, the heat removal apparatus 1 is not attached, and the heat removal apparatus 1 may be attached to the concrete cask 2 after a certain period of time has elapsed after the start of use. For example, corrosion such as stress corrosion cracking (SCC) often becomes a problem at the end of storage where the canister 4 may be at a low temperature to cause condensation. Therefore, the heat removal device 1 is attached to the concrete cask 2 only at the end of storage when it is necessary to isolate the inside of the concrete container 3 from the external salt environment, and the heat removal device 1 is detached from the concrete cask 2 at an unnecessary time. You can keep it. Since the heat removal apparatus 1 is detachable, it can be used in various ways as described above.

次に、除熱装置1の作動について説明する。   Next, the operation of the heat removal apparatus 1 will be described.

コンクリートキャスク2に除熱装置1が取り付けられて一次側給気口16が排気口7に、一次側排気口17が給気口6にそれぞれ接続されると、冷却通路13と一次側通路8は一次側冷却空気5を循環させるループを形成する。コンクリート容器3内では一次側冷却空気5はキャニスタ4を冷却することで加熱されるので、一次側冷却空気5には上昇力が作用する。一方、除熱装置1の外、即ち一次側通路8内では、一次側冷却空気5は二次側冷却空気9によって冷却されるので、一次側冷却空気5には下降力が作用する。そのため、一次側冷却空気5は冷却通路13→排気口7→一次側通路8→給気口6→冷却通路13へと自然循環し、キャニスタ4の熱をコンクリート容器3の外に運搬する。   When the heat removal device 1 is attached to the concrete cask 2 and the primary side air supply port 16 is connected to the exhaust port 7 and the primary side exhaust port 17 is connected to the air supply port 6, the cooling passage 13 and the primary side passage 8 are A loop for circulating the primary side cooling air 5 is formed. Since the primary side cooling air 5 is heated by cooling the canister 4 in the concrete container 3, a rising force acts on the primary side cooling air 5. On the other hand, since the primary side cooling air 5 is cooled by the secondary side cooling air 9 outside the heat removal apparatus 1, that is, in the primary side passage 8, a downward force acts on the primary side cooling air 5. Therefore, the primary side cooling air 5 naturally circulates in the cooling passage 13 → the exhaust port 7 → the primary side passage 8 → the air supply port 6 → the cooling passage 13 and conveys the heat of the canister 4 to the outside of the concrete container 3.

また、二次側冷却空気9は二次側通路10内で一次側冷却空気5を冷却することで加熱されるので、二次側冷却空気9には上昇力が作用する。そのため、二次側冷却空気9は二次側通路10の下端に設けた二次側給気口18から流入して二次側通路10内を上昇し、二次側通路10の二次側給気口18よりも高い位置に設けられた二次側排気口19から放出される。即ち、二次側冷却空気9は外部→二次側給気口18→二次側通路10→二次側排気口19→外部へと自然循環し、一次側冷却空気5によってコンクリート容器3の外に運搬された熱を環境に放出する。このとき、二次側冷却空気9は三次側冷却液体20の気化熱によってより良好に冷却されるので、その分だけ二次側冷却空気9の温度が下がり、一次側冷却空気5をより良好に冷却することができる。   Further, since the secondary side cooling air 9 is heated by cooling the primary side cooling air 5 in the secondary side passage 10, a rising force acts on the secondary side cooling air 9. Therefore, the secondary side cooling air 9 flows in from the secondary side air supply port 18 provided at the lower end of the secondary side passage 10 and rises in the secondary side passage 10. It is discharged from a secondary exhaust port 19 provided at a position higher than the air port 18. That is, the secondary side cooling air 9 naturally circulates from the outside to the secondary side air supply port 18 → the secondary side passage 10 → the secondary side exhaust port 19 → to the outside, and the primary side cooling air 5 causes the outside of the concrete container 3. Releases the heat transported to the environment. At this time, since the secondary side cooling air 9 is cooled more favorably by the heat of vaporization of the tertiary side cooling liquid 20, the temperature of the secondary side cooling air 9 decreases accordingly, and the primary side cooling air 5 is made better. Can be cooled.

キャニスタ4の検査は、除熱装置1をコンクリートキャスク2から外した状態で行なわれる。除熱装置1を外すとコンクリート容器3内へと通じる給気口6と排気口7が露出するので、給気口6又は排気口7から例えばボアホールカメラを挿入し、キャニスタ4を検査することができる。このため、キャニスタ4の検査を容易に行なうことができる。また、検査に給気口6又は排気口7を利用することができるので、検査専用の孔をわざわざ設ける必要がなくなる。   The canister 4 is inspected with the heat removal apparatus 1 removed from the concrete cask 2. When the heat removal device 1 is removed, the air supply port 6 and the exhaust port 7 leading to the concrete container 3 are exposed. For example, a borehole camera can be inserted from the air supply port 6 or the exhaust port 7 to inspect the canister 4. it can. For this reason, the inspection of the canister 4 can be easily performed. Further, since the air supply port 6 or the exhaust port 7 can be used for the inspection, it is not necessary to provide a dedicated inspection hole.

本発明では一次側冷却空気5を循環させてキャニスタ4を冷却するので、コンクリート容器3内を外部環境から遮断することができ、塩分等を含んだ外気がコンクリート容器3内に流入するのを防止することができる。そのため、外気に含まれる塩分や水分に起因したキャニスタ4の腐食を防止することができる。特に、放射性廃棄物の貯蔵施設は海辺に建てられることが多く、外気には多くの塩分が含まれている。本発明では、このような状態の外気がコンクリート容器3内に導入されることがないので、キャニスタ4の溶接部分等に外気中の塩分が付着することがなく、外気に含まれる塩分によって応力腐食割れ等が発生・進行するのを確実に防止することができる。   In the present invention, the primary cooling air 5 is circulated to cool the canister 4, so that the inside of the concrete container 3 can be shut off from the external environment, and the outside air containing salt or the like is prevented from flowing into the concrete container 3. can do. Therefore, it is possible to prevent the canister 4 from being corroded due to salt or moisture contained in the outside air. In particular, radioactive waste storage facilities are often built on the seaside, and the outside air contains a lot of salt. In the present invention, since the outside air in such a state is not introduced into the concrete container 3, the salt content in the outside air does not adhere to the welded portion of the canister 4 and the stress corrosion is caused by the salt contained in the outside air. It is possible to reliably prevent cracks and the like from occurring and progressing.

また、キャニスタ4の熱を利用して一次側冷却空気5及び二次側冷却空気9を自然循環させることができるので、これらを駆動する動力が不要になり、装置1の維持管理が容易になるとともに、装置1の信頼性・耐久性を向上させることができる。   Moreover, since the primary side cooling air 5 and the secondary side cooling air 9 can be naturally circulated using the heat of the canister 4, the power for driving them becomes unnecessary, and the maintenance management of the apparatus 1 becomes easy. At the same time, the reliability and durability of the device 1 can be improved.

また、除熱装置1をコンクリートキャスク2から取り外すことができるので、除熱装置1のメンテナンスを容易に行なうことができる。また、既存のコンクリートキャスク2への後付けが可能になる。   Moreover, since the heat removal apparatus 1 can be detached from the concrete cask 2, the heat removal apparatus 1 can be easily maintained. Further, it becomes possible to retrofit the existing concrete cask 2.

また、二次側冷却空気9として空気を使用しているので、二次側冷却空気9を喪失することがなく、一次側冷却空気5の冷却を確実に行なうことができて信頼性に優れている。   Further, since air is used as the secondary side cooling air 9, the secondary side cooling air 9 is not lost, the primary side cooling air 5 can be reliably cooled, and the reliability is excellent. Yes.

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、一つの給気口6と一つの排気口7に対して1台の除熱装置1を設けるようにしていたが、必ずしもこの構成に限るものではなく、複数の給気口6と複数の排気口7に対して1台の除熱装置1を設けるようにしても良い。例えば図4に示すように、全ての給気口6と全ての排気口7に対して一つの除熱装置1を設けるようにしても良い。この場合には、除熱装置1を複数のユニットに分割してコンクリートキャスク2に対する着脱を可能にすることが好ましい。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above description, one heat removal device 1 is provided for one air supply port 6 and one exhaust port 7. However, the present invention is not necessarily limited to this configuration. One heat removal device 1 may be provided for the port 6 and the plurality of exhaust ports 7. For example, as shown in FIG. 4, one heat removal device 1 may be provided for all of the air supply ports 6 and all of the exhaust ports 7. In this case, it is preferable that the heat removal apparatus 1 is divided into a plurality of units so that the heat removal apparatus 1 can be attached to and detached from the concrete cask 2.

また、上述の除熱装置1は三次側冷却液体20を備えていたが、三次側冷却液体20を省略しても良い。この場合には、二次側冷却空気9は周囲の空気によって冷却される。   Moreover, although the above-mentioned heat removal apparatus 1 was provided with the tertiary side cooling liquid 20, you may abbreviate | omit the tertiary side cooling liquid 20. FIG. In this case, the secondary side cooling air 9 is cooled by the surrounding air.

また、上述の説明では、三次側冷却液体20を貯留槽21に貯えるようにしていたが、必ずしもこの構成に限るものではなく、例えば三次側冷却液体20を二次側通路10の表面に噴霧したり流したりするようにしても良い。   Further, in the above description, the tertiary side cooling liquid 20 is stored in the storage tank 21, but it is not necessarily limited to this configuration. For example, the tertiary side cooling liquid 20 is sprayed on the surface of the secondary side passage 10. You may make it flow.

また、上述の説明では、三次側冷却液体20として水を使用していたが、必ずしも水に限るものではなく、水以外の冷却流体を使用しても良い。   In the above description, water is used as the tertiary side cooling liquid 20, but it is not necessarily limited to water, and a cooling fluid other than water may be used.

また、上述の説明では、二次側の冷却用の流体として空気9を使用していたが、必ずしも空気に限るものでなく、その他の気体を使用しても使用しても良い。   In the above description, the air 9 is used as the cooling fluid on the secondary side. However, the air 9 is not necessarily limited to air, and other gases may be used.

また、上述の説明では、除熱装置1を台車24に載置することで移動可能にしていたが、除熱装置1を移動させる手段としては必ずしも台車24に限るものではなく、例えばフォークリフトやクレーン等の搬送手段を使用して移動させるようにしても良く、又は除熱装置1に車輪を設けて移動させるようにしても良い。   In the above description, the heat removal apparatus 1 is movable by being placed on the carriage 24. However, the means for moving the heat removal apparatus 1 is not necessarily limited to the carriage 24. For example, a forklift or crane It may be made to move using a conveying means such as, or the heat removal apparatus 1 may be made to move by providing wheels.

また、上述の説明では一次側給気口16及び一次側排気口17を筒状に形成し、これらを冷却通路13の排気口7又は給気口6に挿入することで各通路8,13を接続するようにしていたが、接続する手段はこれに限るものではなく、接続部分からの一次側冷却空気5の漏出と外気の流入を防止することができれば他の手段でも良い。   In the above description, the primary air supply port 16 and the primary exhaust port 17 are formed in a cylindrical shape, and these are inserted into the exhaust port 7 or the air supply port 6 of the cooling passage 13 so that the passages 8 and 13 are formed. Although the connection is made, the means for connection is not limited to this, and other means may be used as long as leakage of the primary side cooling air 5 and inflow of outside air from the connection portion can be prevented.

本発明の除熱装置の実施形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the heat removal apparatus of this invention. 同除熱装置をコンクリートキャスクに取り付けた様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that the heat removal apparatus was attached to the concrete cask. 図1のIII−III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 本発明の除熱装置の他の実施形態を示し、コンクリートキャスクに取り付けた様子を示す平面図である。It is a top view which shows other embodiment of the heat removal apparatus of this invention, and shows a mode that it attached to the concrete cask. 従来のコンクリートキャスクを一部切り欠いて示す斜視図である。It is a perspective view which cuts and shows the conventional concrete cask partially.

符号の説明Explanation of symbols

1 除熱装置
2 コンクリートキャスク
3 コンクリート容器
4 キャニスタ
5 一次側冷却空気
6 給気口
7 排気口
8 一次側通路
9 二次側冷却空気
10 二次側通路
18 二次側給気口
19 二次側排気口
20 三次側冷却液体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat removal apparatus 2 Concrete cask 3 Concrete container 4 Canister 5 Primary side cooling air 6 Supply port 7 Exhaust port 8 Primary side passage 9 Secondary side cooling air 10 Secondary side passage 18 Secondary side supply port 19 Secondary side Exhaust port 20 Tertiary side cooling liquid

Claims (4)

コンクリート容器内に収容されたキャニスタを冷却する一次側冷却空気を、給気口から取り込んで前記給気口よりも高い位置に設けられた排気口から排出するコンクリートキャスクの除熱装置において、前記コンクリート容器の外側に配置され、前記排気口と前記給気口とを連通して前記排気口から排出された前記一次側冷却空気を前記給気口へと循環させると共に外壁で熱交換可能な一次側通路を備え、前記一次側通路は前記コンクリート容器に対して着脱可能であることを特徴とするコンクリートキャスクの除熱装置。   In a concrete cask heat removal apparatus, a primary side cooling air for cooling a canister accommodated in a concrete container is taken in from an air supply port and discharged from an exhaust port provided at a position higher than the air supply port. A primary side that is disposed outside the container, communicates the exhaust port and the air supply port, circulates the primary cooling air discharged from the exhaust port to the air supply port, and exchanges heat with an outer wall A concrete cask heat removal apparatus comprising a passage, wherein the primary passage is detachable from the concrete container. 前記一次側通路の熱交換部として前記外壁に設けられ且つ二次側冷却空気が流れる二次側通路を備えており、前記二次側冷却空気は前記二次側通路の下端に設けた二次側給気口から流入して前記一次側冷却空気を冷却することで加熱されて前記二次側通路内を上昇し、前記二次側通路の前記二次側給気口よりも高い位置に設けられた二次側排気口から放出されることを特徴とする請求項1記載のコンクリートキャスクの除熱装置。   A secondary side passage provided as a heat exchange part of the primary side passage on the outer wall and through which secondary side cooling air flows is provided, and the secondary side cooling air is provided at a lower end of the secondary side passage. Heated by flowing in from the side air supply port and cooling the primary side cooling air to rise in the secondary side passage, provided at a position higher than the secondary side air supply port in the secondary side passage 2. The concrete cask heat removal device according to claim 1, wherein the heat removal device is discharged from the secondary side exhaust port. 蒸発し気化熱によって前記二次側冷却空気を冷却する三次側冷却液体を備えることを特徴とする請求項記載のコンクリートキャスクの除熱装置。 The heat removal apparatus for a concrete cask according to claim 2 , further comprising a tertiary cooling liquid that evaporates and cools the secondary cooling air by heat of vaporization. コンクリート容器内に収容されたキャニスタを冷却する一次側冷却空気を、給気口から取り込んで前記給気口よりも高い位置に設けられた排気口から排出するコンクリートキャスクにおいて、請求項1から3のいずれか一つに記載された除熱装置を備えることを特徴とするコンクリートキャスク。   In the concrete cask which takes in the primary side cooling air which cools the canister accommodated in the concrete container from an air supply port, and discharges it from an exhaust port provided in a position higher than the air supply port. A concrete cask comprising the heat removal apparatus described in any one of the above.
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