JP6684686B2

JP6684686B2 - Concrete cask

Info

Publication number: JP6684686B2
Application number: JP2016192385A
Authority: JP
Inventors: 浩成荒井; 将徳後藤
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP2018054515A

Description

本発明は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 concrete cask.

原子炉から取り出された使用済核燃料（以下、使用済燃料と称す）を貯蔵あるいは搬送する専用容器はキャスクと呼ばれる。このキャスクの種類としては、極めて厚肉の金属製円筒内に使用済燃料を密閉状態で収容する、いわゆる金属キャスクと、前記金属製円筒より薄肉のキャニスタと呼ばれる金属製容器内に使用済燃料を密閉状態で収容し、このキャニスタを、厚肉円筒形状のコンクリート製の容器本体内に収容する、いわゆるコンクリートキャスクとがある。金属キャスクの金属製円筒やコンクリートキャスクのキャニスタの材料としては、ステンレス等のさび難い金属が用いられる。 A dedicated container for storing or transporting spent nuclear fuel taken out from a nuclear reactor (hereinafter referred to as spent fuel) is called a cask. As the type of this cask, a so-called metal cask for accommodating the spent fuel in an extremely thick metal cylinder in a sealed state, and a spent fuel in a metal container called a canister thinner than the metal cylinder are used. There is a so-called concrete cask in which the canister is housed in a hermetically sealed state and the canister is housed in a thick-walled cylindrical container body made of concrete. As a material for the metal cylinder of the metal cask or the canister of the concrete cask, a metal such as stainless steel which is hard to rust is used.

コンクリートキャスクは、キャニスタがコンクリート製の容器本体内に収納されるため、キャニスタの金属厚みを金属キャスクの金属厚みより大幅に薄くできて、使用する金属量を大幅に低減できる。したがって、コンクリート製の容器本体とキャニスタとを含めたコンクリートキャスク全体の製造コストを金属キャスクよりも低減することが可能である。コンクリートキャスクは、例えば、特許文献１、２などに開示されている。 In the concrete cask, since the canister is housed in the concrete container body, the metal thickness of the canister can be made significantly smaller than the metal thickness of the metal cask, and the amount of metal used can be greatly reduced. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the entire concrete cask including the concrete container body and the canister as compared with the metal cask. Concrete cask is disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2.

使用済燃料は崩壊熱を発するため、コンクリートキャスクでは、崩壊熱による過度な温度上昇を抑制すべく、図１５、図１６に簡略的に示すように、容器本体１０１の内周面とキャニスタ１０２の外周面との間に略円筒形状の冷却通路１０３からなる隙間を有する状態で配置され、この冷却通路１０３の下端部に通じる空気導入路１０４や、冷却通路１０３の上端部に通じる空気排出路１０５が、容器本体１０１を径方向に貫通して設けられている。そして、冷却用の空気が、空気導入路１０４を通して冷却通路１０３の下端部に導入された後、キャニスタ１０２から放出される崩壊熱で温められながら（すなわち、この崩壊熱を吸収しながら）上方に自然循環し、冷却通路１０３の上端部に接続された空気排出路１０５から排出される。 Since spent fuel emits decay heat, in a concrete cask, in order to suppress an excessive temperature rise due to decay heat, as shown in FIGS. An air introduction path 104 that is arranged in a state of having a substantially cylindrical cooling passage 103 between it and the outer peripheral surface and that communicates with the lower end of the cooling passage 103, and an air discharge passage 105 that communicates with the upper end of the cooling passage 103. Is provided so as to penetrate the container body 101 in the radial direction. Then, the cooling air is introduced into the lower end portion of the cooling passage 103 through the air introduction passage 104, and then is heated upward by the decay heat released from the canister 102 (that is, while absorbing the decay heat). It circulates naturally and is discharged from the air discharge passage 105 connected to the upper end of the cooling passage 103.

なお、図１５、図１６に簡略的に示すように、空気導入路１０４や空気排出路１０５は、途中に屈曲部などが設けられており、空気導入路１０４や空気排出路１０５を通して、放射線が漏れ出さない（もしくは漏れ難くなる）よう構成されている。なお、図１５、図１６において、１０４ａは空気導入口、１０５ａは空気排出口、１０１ａは容器本体１０１の蓋部である。 Note that, as schematically shown in FIGS. 15 and 16, the air introduction path 104 and the air discharge path 105 are provided with a bent portion or the like in the middle, and the radiation is transmitted through the air introduction path 104 and the air discharge path 105. It is configured so that it does not leak (or becomes difficult to leak). In FIGS. 15 and 16, 104a is an air inlet, 105a is an air outlet, and 101a is a lid of the container body 101.

また、図１７は、使用済燃料（燃料棒）の貯蔵期間と発熱量との関係を示すもので、具体的には、原子炉を停止した後の冷却期間（年）に対する燃料１体当たりの発熱量（ｋＷ／体）を示している。この図１７に示すように、冷却期間が極めて短い場合には、使用済燃料の発熱量が大きいが、その後は、使用済燃料の発熱量が急激に減少する。 FIG. 17 shows the relationship between the storage period of spent fuel (fuel rods) and the calorific value. Specifically, per fuel per cooling period (year) after shutting down the reactor. The amount of heat generation (kW / body) is shown. As shown in FIG. 17, when the cooling period is extremely short, the calorific value of the spent fuel is large, but thereafter, the calorific value of the spent fuel sharply decreases.

特開２００１−１４１８８３公報JP 2001-141883 A 特開２００７−１０８０５２公報JP, 2007-108052, A

ところで、コンクリートキャスクの貯蔵場所が沿岸部およびその周辺の海水雰囲気にある場合には、コンクリートキャスクの冷却通路１０３に、海水の塩分を含んだ空気が導入されることとなる。冷却通路１０３に導入された空気に、塩分が含まれ、かつキャニスタ１０２の表面部で結露するなどして湿度が高い環境であると、塩分が湿気の水分中に溶解し、溶解した塩化物イオンによってキャニスタ１０２に錆や腐食が発生して応力腐食割れ（ＳＣＣ：Stress Corrosion Cracking）を生じる可能性がある。 By the way, when the storage place of the concrete cask is in the seawater atmosphere of the coastal area and its periphery, air containing salt of seawater is introduced into the cooling passage 103 of the concrete cask. In a high humidity environment where the air introduced into the cooling passage 103 contains salt and dew condensation occurs on the surface of the canister 102, the salt dissolves in the moisture of the humidity and the dissolved chloride ion As a result, rust or corrosion may occur in the canister 102 to cause stress corrosion cracking (SCC).

すなわち、図１７に示すように、使用済燃料の冷却期間がまだ短くて、数年（例えば、５年以内）である場合には、使用済燃料の発熱量が大きく、キャニスタ１０２の表面温度が高くて乾燥した状態であるので、塩化物イオンが発生せず、したがって、応力腐食割れは生じない。しかしながら、使用済燃料の冷却期間が比較的長くなって、例えば１０年近く経過すると、使用済燃料の発熱量が小さくなるため、キャニスタ１０２の表面温度が低くなって結露などが発生するなどして湿度が高くなり、キャニスタ１０２の表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れ（ＳＣＣ）を生じる恐れがある。 That is, as shown in FIG. 17, when the cooling period of the spent fuel is still short and is several years (for example, within 5 years), the calorific value of the spent fuel is large and the surface temperature of the canister 102 is high. Since it is hot and dry, no chloride ions are generated and therefore stress corrosion cracking does not occur. However, when the spent fuel is cooled for a relatively long period of time, for example, after about 10 years, the calorific value of the spent fuel decreases, so that the surface temperature of the canister 102 becomes low and dew condensation occurs. Humidity may increase and chloride ions may be generated on the surface of the canister 102 to cause stress corrosion cracking (SCC).

本発明は上記課題を解決するもので、使用済燃料の冷却期間が長期間にわたっても、応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生を抑制できるコンクリートキャスクを提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a concrete cask capable of suppressing the occurrence of stress corrosion cracking (SCC) even when the spent fuel is cooled for a long period.

上記課題を解決するために、本発明は、使用済燃料が収容されている金属製のキャニスタと、このキャニスタを内部に収容するコンクリート製の容器本体と、容器本体の内周面とキャニスタの外周面との間に設けられてキャニスタを冷却する空気が通される冷却通路と、を有するコンクリートキャスクであって、通電することでキャニスタの表面を加熱して応力腐食割れを抑制する誘導加熱コイルが、冷却通路、冷却通路に繋がる冷却空間（上部冷却空間や下部冷却空間）、および容器本体の、少なくとも一部に設けられていることを特徴とする。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention makes the canister made of metal in which the spent fuel is accommodated, the concrete container main body which accommodates this canister inside, the inner peripheral surface of a container main body, and the outer periphery of a canister. A concrete cask having a cooling passage provided between the surface and a surface through which air for cooling the canister passes, and an induction heating coil for suppressing stress corrosion cracking by heating the surface of the canister by energizing it. The cooling passage, the cooling space connected to the cooling passage (upper cooling space or lower cooling space), and the container body are provided at least in part.

この構成により、誘導加熱コイルが、冷却通路、冷却通路に繋がる冷却空間、および容器本体の、少なくとも一部に設けられているので、使用済燃料の発熱量が小さくなった際に、誘導加熱コイルに通電することにより、キャニスタの表面温度が低くなって容器本体とキャニスタとの間の空間の空気が結露したりこの箇所が多湿となったりすることを防止でき、ひいては、容器本体の内部に導入された空気に塩分が含まれている場合でも、キャニスタの表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制できる。 With this configuration, since the induction heating coil is provided in at least a part of the cooling passage, the cooling space connected to the cooling passage, and the container body, when the heating value of the spent fuel becomes small, the induction heating coil By energizing the canister, the surface temperature of the canister can be prevented from becoming low and the air in the space between the container body and the canister can be prevented from becoming dewed or humid at this location. Even when the generated air contains salt, it is possible to suppress the generation of chloride ions on the surface of the canister to cause stress corrosion cracking.

誘導加熱コイルは、冷却通路または容器本体の内周部に設けられていると好適である。この構成によれば、誘導加熱コイルに通電することで、冷却通路に臨むキャニスタの外周面表面が加熱されて、この箇所で空気が結露したりこの箇所が多湿となったりすることを防止でき、ひいては、容器本体の内部に導入された空気に塩分が含まれている場合でも、キャニスタの外周面表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制できる。 The induction heating coil is preferably provided in the cooling passage or the inner peripheral portion of the container body. According to this configuration, by energizing the induction heating coil, it is possible to prevent the outer peripheral surface of the canister facing the cooling passage from being heated, and it is possible to prevent dew condensation of air or humidification at this location, As a result, even when the air introduced into the container body contains salt, it is possible to suppress the generation of chloride ions on the outer peripheral surface of the canister to cause stress corrosion cracking.

また、誘導加熱コイルを、キャニスタの上面部と容器本体の蓋部内側との間の上部冷却空間または容器本体の蓋部に設けてもよい。この構成によれば、誘導加熱コイルに通電することで、キャニスタの上面部表面が加熱されて、この箇所で空気が結露したりこの箇所が多湿となったりすることを防止でき、ひいては、容器本体の内部に導入された空気に塩分が含まれている場合でも、キャニスタの上面部表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制できる。 The induction heating coil may be provided in the upper cooling space between the upper surface of the canister and the inside of the lid of the container body or the lid of the container body. According to this configuration, by energizing the induction heating coil, it is possible to prevent the upper surface of the canister from being heated, and thus it is possible to prevent dew condensation of air or humidification at this location, and thus the container body. Even when the air introduced into the inside of the can contains salt, it is possible to suppress the generation of chloride ions on the surface of the upper surface of the canister to cause stress corrosion cracking.

また、誘導加熱コイルを、キャニスタの底面部と容器本体の底面部内側との間の下部冷却空間または容器本体の底面部に設けてもよい。この構成によれば、誘導加熱コイルに通電することで、キャニスタの底面部表面が加熱されて、この箇所で空気が結露したりこの箇所が多湿となったりすることを防止でき、ひいては、容器本体の内部に導入された空気に塩分が含まれている場合でも、キャニスタの底面部表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制できる。 The induction heating coil may be provided in the lower cooling space between the bottom surface of the canister and the inside of the bottom surface of the container body or in the bottom surface of the container body. According to this configuration, by energizing the induction heating coil, it is possible to prevent the bottom surface of the canister from being heated, and it is possible to prevent dew condensation of the air or humidification at this location, and by extension, the container body. Even if the air introduced into the inside of the can contains salt, it is possible to suppress the generation of chloride ions on the surface of the bottom surface of the canister to cause stress corrosion cracking.

また、誘導加熱コイルを、容器本体に埋め込んでもよい。この場合には、容器本体により誘導加熱コイルが保護され、塩分を含んだ空気が誘導加熱コイルに接触して晒されることを防止できるとともに、冷却空気の流れを誘導加熱コイルで阻害することがなくて、冷却性能を良好に維持できる。また、誘導加熱コイルを所定位置に固定したり支持したりする取付用部材などを設けなくても済む。 Further, the induction heating coil may be embedded in the container body. In this case, the induction heating coil is protected by the container body, it is possible to prevent the air containing salt from coming into contact with the induction heating coil and being exposed, and the flow of cooling air is not obstructed by the induction heating coil. Therefore, the cooling performance can be maintained well. Further, it is not necessary to provide a mounting member for fixing or supporting the induction heating coil at a predetermined position.

また、キャニスタの表面部の温度を検知する温度検知センサと、温度検知センサが接続された制御部と、を備え、制御部により、キャニスタの表面部において応力腐食割れが生じる可能性がある温度になると誘導加熱コイルに通電するように構成すると好適である。この構成によれば、キャニスタの表面部において応力腐食割れが生じる温度まで下降していない場合には、誘導加熱コイルに通電されないため、崩壊熱が比較的大きい場合には、容器本体の内部に導入された空気が誘導加熱コイルによって間接的に加熱されることがなく、キャニスタから出る崩壊熱を、容器本体の内部に導入された空気により良好に吸収することができる。一方、キャニスタの表面部において応力腐食割れが生じる可能性がある温度になると誘導加熱コイルに通電され、応力腐食割れを生じることを抑制できる。 In addition, a temperature detection sensor for detecting the temperature of the surface of the canister and a control unit to which the temperature detection sensor is connected are provided, and the control unit controls the temperature at which stress corrosion cracking may occur on the surface of the canister. In this case, it is preferable that the induction heating coil is configured to be energized. According to this configuration, the induction heating coil is not energized when the temperature has not dropped to the temperature at which stress corrosion cracking occurs on the surface of the canister, so when the decay heat is relatively large, it is introduced inside the container body. The generated air is not indirectly heated by the induction heating coil, and the decay heat emitted from the canister can be favorably absorbed by the air introduced into the container body. On the other hand, at a temperature at which stress corrosion cracking may occur on the surface of the canister, the induction heating coil is energized to suppress the stress corrosion cracking.

本発明によれば、通電することでキャニスタの表面を加熱して応力腐食割れを抑制する誘導加熱コイルを、冷却通路、冷却通路に繋がる冷却空間、および容器本体の、少なくとも一部に設けることにより、使用済燃料の発熱量が小さくなった際でも、キャニスタの表面温度が低くなって冷却空気が結露するなどして湿度が高くなることを防止できて、キャニスタの表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制でき、ひいてはコンクリートキャスクの信頼性を向上させることができる。また、本発明によれば、キャニスタの表面部内部の渦電流によりジュール熱が発生して内部から発熱するので、導電線の抵抗により発熱させる場合よりも高い効率で迅速な加熱が可能となる。 According to the present invention, by providing an induction heating coil that suppresses stress corrosion cracking by heating the surface of the canister by energizing, at least a part of the cooling passage, the cooling space connected to the cooling passage, and the container body. Even when the calorific value of the spent fuel becomes small, it is possible to prevent the surface temperature of the canister from becoming low, and it is possible to prevent the humidity from increasing due to condensation of cooling air, and chloride ions are generated on the surface of the canister. It is possible to suppress the occurrence of stress corrosion cracking, and thus improve the reliability of the concrete cask. Further, according to the present invention, Joule heat is generated by the eddy current inside the surface portion of the canister and heat is generated from the inside. Therefore, quick heating can be performed with higher efficiency than when heat is generated by the resistance of the conductive wire.

また、誘導加熱コイルを、冷却通路または容器本体の内周部に設け、この誘導加熱コイルに通電することで、キャニスタの外周面表面などを加熱できて、キャニスタの外周面表面などで塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制できる。 In addition, an induction heating coil is provided in the cooling passage or the inner peripheral portion of the container body, and by energizing this induction heating coil, the outer peripheral surface of the canister can be heated, and chloride ion can be generated on the outer peripheral surface of the canister. It is possible to suppress the occurrence of stress corrosion cracking.

また、誘導加熱コイルを、キャニスタの上面部と容器本体の蓋部内側との間の上部冷却空間または容器本体の蓋部に設け、この誘導加熱コイルに通電することで、キャニスタの上面部表面を加熱できて、キャニスタの上面部表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制できる。 Further, the induction heating coil is provided in the upper cooling space between the upper surface of the canister and the inside of the lid of the container body or in the lid of the container body, and the induction heating coil is energized so that the surface of the upper surface of the canister is It can be heated, and it is possible to suppress generation of chloride ions on the surface of the upper surface of the canister to cause stress corrosion cracking.

また、誘導加熱コイルを、キャニスタの底面部と容器本体の底面部内側との間の下部冷却空間または容器本体の底面部に設け、この誘導加熱コイルに通電することで、キャニスタの底面部表面を加熱できて、キャニスタの底面部表面で塩化物イオンが発生して応力腐食割れを生じることを抑制できる。 In addition, an induction heating coil is provided in the lower cooling space between the bottom of the canister and the inside of the bottom of the container body or in the bottom of the container body, and the induction heating coil is energized to remove the bottom surface of the canister. It can be heated, and it is possible to suppress generation of chloride ions on the surface of the bottom surface of the canister to cause stress corrosion cracking.

また、誘導加熱コイルを容器本体に埋め込むことにより、誘導加熱コイルがコンクリート製の容器本体で覆われるため、海水の塩分を含んだ空気が誘導加熱コイルに直接接触して晒されることを防止でき、塩分による誘導加熱コイルの損傷を最小限に抑えることができる。さらに、冷却通路の冷却空気の流れを誘導加熱コイルで阻害することがなくて、冷却性能を良好に維持できる。また、誘導加熱コイルを所定位置に固定したり支持したりする取付用部材などを設けなくても済むとともに、取付用部材の劣化などについても考慮しなくて済む。また、例えば、検査などのために容器本体からキャニスタを取り出す場合でも、誘導加熱コイルにキャニスタなどが当接して損傷することを防止でき、ひいてはコンクリートキャスクの信頼性を向上させることができる。 Further, by embedding the induction heating coil in the container body, since the induction heating coil is covered with the container body made of concrete, it is possible to prevent the air containing salt of seawater from directly contacting and exposing the induction heating coil, Damage to the induction heating coil due to salt can be minimized. Further, the cooling performance can be maintained excellent without the induction heating coil obstructing the flow of the cooling air in the cooling passage. Further, it is not necessary to provide a mounting member for fixing or supporting the induction heating coil at a predetermined position, and it is not necessary to consider deterioration of the mounting member. Further, for example, even when the canister is taken out from the container main body for inspection or the like, it is possible to prevent the canister or the like from coming into contact with the induction heating coil and being damaged, and it is possible to improve the reliability of the concrete cask.

また、キャニスタの表面部の温度を検知する温度検知センサと、制御部と、を備え、制御部により、キャニスタの表面部において応力腐食割れが生じる可能性がある温度になると誘導加熱コイルを通電するように構成することにより、キャニスタの表面部において応力腐食割れが生じる温度まで下降していない場合には、誘導加熱コイルに通電されないため、キャニスタから出る崩壊熱を、容器本体の内部に導入された空気により良好に吸収することができる。一方、キャニスタの表面部において応力腐食割れが生じる可能性がある温度になると誘導加熱コイルに通電され、応力腐食割れを生じることを抑制できる。 Further, a temperature detection sensor for detecting the temperature of the surface portion of the canister, and a control portion are provided, and the control portion energizes the induction heating coil at a temperature at which stress corrosion cracking may occur on the surface portion of the canister. With this configuration, when the temperature of the surface of the canister does not drop to a temperature at which stress corrosion cracking occurs, the induction heating coil is not energized, so the decay heat that comes out of the canister is introduced inside the container body. It can be better absorbed by air. On the other hand, at a temperature at which stress corrosion cracking may occur on the surface of the canister, the induction heating coil is energized to suppress the stress corrosion cracking.

本発明の実施の形態に係るコンクリートキャスクの正面断面図である。It is a front sectional view of a concrete cask according to an embodiment of the present invention. 同コンクリートキャスクの部分切欠斜視図である。It is a partially notched perspective view of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの平面断面図である。It is a plane sectional view of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの平面断面図（変形例１）である。It is a plane sectional view (modification 1) of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの平面断面図（変形例２）である。It is a plane sectional view (modification 2) of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの平面断面図（変形例３）である。It is a plane sectional view (modification 3) of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの平面断面図（変形例４）である。It is a plane sectional view (modification 4) of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの平面断面図（変形例５）である。It is a plane sectional view (modification 5) of the concrete cask. 本発明の他の実施の形態に係るコンクリートキャスクの要部正面断面図である。It is a principal part front sectional view of the concrete cask which concerns on other embodiment of this invention. 同コンクリートキャスクの要部平面断面図である。It is an important section top sectional view of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの要部正面断面図（変形例６）である。It is an important section front sectional view (modification 6) of the concrete cask. 本発明のさらに他の実施の形態に係るコンクリートキャスクの要部正面断面図である。It is a principal part front sectional view of the concrete cask which concerns on other embodiment of this invention. 同コンクリートキャスクの要部平面断面図である。It is an important section top sectional view of the concrete cask. 同コンクリートキャスクの要部正面断面図（変形例７）である。It is an important section front sectional view (modification 7) of the concrete cask. 従来のコンクリートキャスクの部分切欠斜視図である。It is a partially notched perspective view of the conventional concrete cask. 同従来のコンクリートキャスクの正面断面図である。It is a front sectional view of the conventional concrete cask. コンクリートキャスクの炉停止後の冷却期間に対する燃料１体当たりの発熱量（ｋＷ／体）を示す図である。It is a figure which shows the calorific value (kW / body) per fuel body for the cooling period after the furnace of a concrete cask is stopped.

以下、本発明の実施の形態に係るコンクリートキャスクを図面に基づき説明する。
図１、図２における１０は本発明の実施の形態（第１の実施の形態）に係るコンクリートキャスクである。コンクリートキャスク１０は、使用済燃料（使用済核燃料）が内部に密閉状態で収容されている金属製円筒形状のキャニスタ２と、このキャニスタ２を内部に収容するコンクリート製円筒形状の容器本体１と、後述する冷却通路３と、を有する。キャニスタ２の金属材料としては、ステンレス等のさび難い金属材が用いられている。 A concrete cask according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Reference numeral 10 in FIGS. 1 and 2 denotes a concrete cask according to an embodiment (first embodiment) of the present invention. The concrete cask 10 includes a metallic cylindrical canister 2 in which a spent fuel (spent nuclear fuel) is housed in a sealed state, a concrete cylindrical container body 1 in which the canister 2 is housed, It has the cooling passage 3 mentioned later. As a metal material of the canister 2, a metal material such as stainless steel which is hard to rust is used.

キャニスタ２内に密閉状態で収容されている使用済燃料は崩壊熱を発するため、コンクリートキャスク１０では、崩壊熱による過度な温度上昇を抑制すべく、容器本体１の内周面とキャニスタ２の外周面との間に略円筒形状の冷却通路３の隙間が設けられている。また、この冷却通路３の下端部に通じる空気導入路４や、冷却通路３の上端部に通じる空気排出路５が、容器本体１を径方向（半径方向）に貫通してそれぞれ複数設けられる。そして、空気導入路４を通して冷却通路３の下端部に導入された冷却用の空気が、キャニスタ２から出る崩壊熱で温められながら（すなわち、キャニスタ２からの崩壊熱を吸収してキャニスタ２を冷却しながら）上方に自然循環し、冷却通路３の上端部に接続された空気排出路５からコンクリートキャスク１０の外部などに排出される。 Since the spent fuel that is hermetically contained in the canister 2 emits decay heat, the concrete cask 10 has an inner peripheral surface of the container body 1 and an outer periphery of the canister 2 in order to suppress an excessive temperature rise due to the decay heat. A gap of the cooling passage 3 having a substantially cylindrical shape is provided between the surface and the surface. Further, a plurality of air introduction passages 4 that communicate with the lower end of the cooling passage 3 and an air discharge passage 5 that communicates with the upper end of the cooling passage 3 are provided so as to penetrate the container body 1 in the radial direction (radial direction). Then, the cooling air introduced into the lower end portion of the cooling passage 3 through the air introduction passage 4 is warmed by the decay heat emitted from the canister 2 (that is, the decay heat from the canister 2 is absorbed to cool the canister 2). While naturally circulating upward, the air is discharged to the outside of the concrete cask 10 from the air discharge passage 5 connected to the upper end of the cooling passage 3.

なお、キャニスタ２は、有底筒形状で上面部が開口されている本体部２ａに、使用済燃料（使用済核燃料）が収容され、この後、蓋部２ｂが本体部２ａに溶接などにより固着され、内部が密閉された構造である。例えば、本体部２ａは、矩形の板金を湾曲させ、湾曲させた両端部同士を溶接して円筒形の周面を形成し、この円筒部に底面部が溶接して接合されて製造される。蓋部２ｂは外周リング状部と中央円盤部とから構成される場合が多く、外周リング状部と中央円盤部とも溶接などにより固着される場合が多いが、これに限るものではない。また、図１、図２における２ｃはキャニスタ２の外周面で上下方向に沿って略直線状に延びるように設けられた外周溶接部、２ｄはキャニスタ２の本体部２ａと蓋部２ｂとを接合する上面溶接部である。 In the canister 2, the spent fuel (spent nuclear fuel) is contained in the main body 2a having a bottomed cylindrical shape and the upper surface is opened, and then the lid 2b is fixed to the main body 2a by welding or the like. The inside is sealed. For example, the main body portion 2a is manufactured by bending a rectangular metal plate and welding the curved end portions to form a cylindrical peripheral surface, and the bottom surface portion is welded and joined to the cylindrical portion. The lid portion 2b is often composed of an outer peripheral ring-shaped portion and a central disc portion, and the outer peripheral ring-shaped portion and the central disc portion are often fixed by welding or the like, but not limited to this. 1 and 2, reference numeral 2c denotes an outer peripheral welded portion provided on the outer peripheral surface of the canister 2 so as to extend in a substantially straight line along the vertical direction, and 2d joins the main body portion 2a and the lid portion 2b of the canister 2 to each other. It is the upper surface welded part.

また、図１に示すように、空気導入路４や空気排出路５は、途中に屈曲部などが設けられており、空気導入路４や空気排出路５を通して、キャニスタ２からの放射線が漏れ出さない（もしくは漏れ出難くなる）よう構成されている。また、図１において、１ａは容器本体１の蓋部、４ａは空気導入口、５ａは空気排出口である。また、６はキャニスタ２の上面部と容器本体１の蓋部内側との間に設けられて冷却通路３の上端部に繋がる上部冷却空間、７はキャニスタ２の底面部と容器本体１の底面部内側との間に設けられて冷却通路３の下端部に繋がる下部冷却空間、８は容器本体１の底面部上に載せられて、キャニスタ２を下方から支持するキャニスタ支持体である。なお、キャニスタ支持体８を設けることなく、容器本体１の底面部でキャニスタ２を下方から直接支持する構造としてもよい。 Further, as shown in FIG. 1, the air introduction path 4 and the air discharge path 5 are provided with a bent portion in the middle, and the radiation from the canister 2 leaks through the air introduction path 4 and the air discharge path 5. It is configured so that there is no (or less leakage). Further, in FIG. 1, 1a is a lid of the container body 1, 4a is an air inlet, and 5a is an air outlet. Further, 6 is an upper cooling space provided between the upper surface of the canister 2 and the inside of the lid of the container body 1 and connected to the upper end of the cooling passage 3, and 7 is the bottom surface of the canister 2 and the bottom surface of the container body 1. A lower cooling space 8 provided between the inside and the lower end of the cooling passage 3 is a canister support that is placed on the bottom surface of the container body 1 and supports the canister 2 from below. Note that the canister 2 may be directly supported from below by the bottom surface portion of the container body 1 without providing the canister support 8.

コンクリートキャスク１０には、通電することでキャニスタ２の表面を加熱して応力腐食割れを抑制する誘導加熱コイル１１が設けられている。図１に示すコンクリートキャスク１０では、誘導加熱コイル１１が、キャニスタ２の外周を巻回する状態で（但し、キャニスタ２の外周面には直接には接触していない状態で）、冷却通路３の領域に配設されている。 The concrete cask 10 is provided with an induction heating coil 11 that heats the surface of the canister 2 by energization to suppress stress corrosion cracking. In the concrete cask 10 shown in FIG. 1, the induction heating coil 11 is wound around the outer circumference of the canister 2 (however, it is not in direct contact with the outer peripheral surface of the canister 2) and the cooling passage 3 It is arranged in the area.

誘導加熱コイル１１は、外部に設けられた制御部１２を介して電源（交流電源）１３に接続され、制御部１２には、キャニスタ２の表面部の温度を検知する熱電対などからなる温度検知センサ１４も接続されている。そして、制御部１２は、キャニスタ２の表面部において応力腐食割れ（ＳＣＣ：Stress Corrosion Cracking）が生じる可能性がある温度（例えば、キャニスタ２の表面部において、空気中の水分が水滴（液体）になる可能性がある温度（１００℃以下））になると、誘導加熱コイル１１に通電する。温度検知センサ１４は、コンクリートキャスク１０において内部に導入された空気が最初に接触して、最も低温となり易いキャニスタ２の下部（下端部近傍箇所など）や底面部に取り付けると好適であるが、これに代えて、冷却通路３（例えば、冷却通路３の下部や下端部など）に配置して循環する空気の温度を検知し、この温度が、キャニスタ２の表面部において応力腐食割れを生じる温度以下になると誘導加熱コイル１１に通電する（いわゆるフィードバック制御により通電する）よう構成してもよい。 The induction heating coil 11 is connected to a power supply (AC power supply) 13 via a control unit 12 provided outside, and the control unit 12 has a temperature detection device including a thermocouple for detecting the temperature of the surface of the canister 2. The sensor 14 is also connected. Then, the control unit 12 has a temperature at which stress corrosion cracking (SCC) may occur in the surface portion of the canister 2 (for example, in the surface portion of the canister 2, moisture in the air becomes water droplets (liquid)). At a temperature (100 ° C. or less) at which the induction heating coil 11 may occur, the induction heating coil 11 is energized. It is preferable that the temperature detection sensor 14 is attached to the lower portion (such as a portion near the lower end portion) or the bottom portion of the canister 2 where the air introduced into the concrete cask 10 first comes into contact with the temperature and the temperature is the lowest. Instead of this, the temperature of the air circulated in the cooling passage 3 (for example, the lower portion or the lower end portion of the cooling passage 3) is detected, and this temperature is equal to or lower than the temperature at which stress corrosion cracking occurs on the surface portion of the canister 2. In this case, the induction heating coil 11 may be energized (energized by so-called feedback control).

なお、誘導加熱コイル１１を冷却通路３の領域に配設する取付手法としては、例えば、図３に示すように、磁性を帯び難い取付用部材１５に誘導加熱コイル１１を巻回し、この取付用部材１５を容器本体１の内周面（もしくは、図４に示すように、キャニスタ２の外周面）に取付けるとよい。あるいは、図５、図６に示すように、キャニスタ２の外周面と容器本体１の内周面との間（すなわち冷却通路３）に配設される、例えばスペーサとしても機能するとともに磁性を帯び難い取付用部材１６（１６Ａ、１６Ｂ）に、誘導加熱コイル１１を組み付けて、この取付用部材１６を冷却通路３に配設してもよい。この取付用部材１６としては、図５に示すように、平面視して略コ字状断面が連なる形状（隣接する箇所が内周側と外周側とに交互に開口するいわゆるエコハット形状）の取付用部材１６Ａを用いてもよいし、図６に示すようにいわゆるＩ字形状の断面部を有する取付用部材１６Ｂを用いてもよいが、これに限るものではない。 As a mounting method for disposing the induction heating coil 11 in the region of the cooling passage 3, for example, as shown in FIG. 3, the induction heating coil 11 is wound around a mounting member 15 that is hard to be magnetized, and this mounting The member 15 may be attached to the inner peripheral surface of the container body 1 (or the outer peripheral surface of the canister 2 as shown in FIG. 4). Alternatively, as shown in FIGS. 5 and 6, disposed between the outer peripheral surface of the canister 2 and the inner peripheral surface of the container body 1 (that is, the cooling passage 3), for example, it also functions as a spacer and is magnetized. The induction heating coil 11 may be assembled to the difficult mounting member 16 (16A, 16B) and the mounting member 16 may be disposed in the cooling passage 3. As the mounting member 16, as shown in FIG. 5, mounting in a shape in which substantially U-shaped cross sections are continuous in plan view (so-called eco-hat shape in which adjacent portions are alternately opened to the inner peripheral side and the outer peripheral side) The mounting member 16A may be used, or the mounting member 16B having a so-called I-shaped cross section as shown in FIG. 6 may be used, but the present invention is not limited to this.

また、誘導加熱コイル１１を、冷却通路３の領域に設ける代わりに、容器本体１の内周部に誘導加熱コイル１１を埋め込んでもよい。また、この場合に、図７に示すように、誘導加熱コイル１１（詳しくは、誘導加熱コイル１１のコイル状部分）が容器本体１の内周部表面から露出しないように埋め込むとさらに好適であるが、これに限るものではなく、誘導加熱コイル１１の一部（例えば内周側部分）が露出する状態で埋め込んでもよい。 Further, instead of providing the induction heating coil 11 in the region of the cooling passage 3, the induction heating coil 11 may be embedded in the inner peripheral portion of the container body 1. Further, in this case, as shown in FIG. 7, it is more preferable to embed the induction heating coil 11 (specifically, the coil-shaped portion of the induction heating coil 11) so as not to be exposed from the inner peripheral surface of the container body 1. However, the present invention is not limited to this, and the induction heating coil 11 may be embedded in a state where a part (for example, the inner peripheral side portion) is exposed.

上記構成において、温度検知センサ１４により検知したキャニスタ２の表面部の温度が、キャニスタ２の表面部において応力腐食割れが生じる可能性がある温度（例えば、１００℃）よりも高い場合には、誘導加熱コイル１１に通電されない。すなわち、使用済燃料の冷却期間がまだ短くて数年である場合など、まだ、使用済燃料の発熱量が大きくてキャニスタ２の表面温度が高くて応力腐食割れが生じる温度よりも高い場合には、誘導加熱コイル１１に通電されず、したがって、キャニスタ２は加熱されない。これにより、崩壊熱が比較的大きい状態では、キャニスタ２および冷却通路３の空気が加熱されず、キャニスタ２から出る崩壊熱を冷却通路３の冷却空気により良好に吸収することができる。 In the above configuration, when the temperature of the surface portion of the canister 2 detected by the temperature detection sensor 14 is higher than the temperature (for example, 100 ° C.) at which stress corrosion cracking may occur on the surface portion of the canister 2, induction The heating coil 11 is not energized. That is, when the cooling period of the spent fuel is still short and it is several years, when the calorific value of the spent fuel is still large and the surface temperature of the canister 2 is high and is higher than the temperature at which stress corrosion cracking occurs, , The induction heating coil 11 is not energized and therefore the canister 2 is not heated. As a result, when the decay heat is comparatively large, the air in the canister 2 and the cooling passage 3 is not heated, and the decay heat emitted from the canister 2 can be favorably absorbed by the cooling air in the cooling passage 3.

また、温度検知センサ１４により検知したキャニスタ２の表面部の温度が、応力腐食割れが生じる可能性がある温度以下になると、誘導加熱コイル１１に通電される。これにより、誘導加熱コイル１１の内側を上下に通る磁界（図１において、太点線で簡略的に示す）が発生してキャニスタ２の表面部に渦電流が発生して加熱され、キャニスタ２の表面部において、水滴などが付着するなどして湿度が高い状態となることが防止される。 When the temperature of the surface of the canister 2 detected by the temperature detection sensor 14 becomes lower than the temperature at which stress corrosion cracking may occur, the induction heating coil 11 is energized. As a result, a magnetic field vertically passing through the inside of the induction heating coil 11 (indicated simply by a thick dotted line in FIG. 1) is generated, and an eddy current is generated on the surface of the canister 2 to heat the surface of the canister 2. It is possible to prevent the humidity from becoming high due to water droplets or the like adhering to the part.

ここで、応力腐食割れ（ＳＣＣ）は、上記のような温度や湿度、塩分濃度の条件に加えて、引張応力が作用している箇所で生じる傾向がある。円筒形状であるキャニスタ２は、矩形の板金を湾曲させ、湾曲させた両端部同士を溶接して円筒形の周面を形成するため、湾曲させた両端部同士を溶接した略直線状の外周溶接部２ｃや、有底円筒形状の本体部２ａに使用済燃料を収納した後に、キャニスタ２の本体部上面を閉じる蓋部２ｂとの上面溶接部２ｄとが、応力腐食割れ（ＳＣＣ）を生じる可能性が高まる可能性がある。しかし、上記構成によれば、キャニスタ２の表面部の温度が、応力腐食割れが生じる可能性がある温度になると、誘導加熱コイル１１に通電され、側面溶接部２ｃや上面溶接部２ｃを含めたキャニスタ２の表面部で水滴などが付着したり湿度が高い状態となったりすることが防止される。したがって、冷却空気に塩分が含まれている場合でもキャニスタ２の表面部で塩化物イオンが発生して応力腐食割れ（ＳＣＣ）を生じることを抑制でき、ひいてはコンクリートキャスク１０の信頼性を向上させることができる。 Here, stress corrosion cracking (SCC) tends to occur at a place where tensile stress acts in addition to the conditions of temperature, humidity and salt concentration as described above. The canister 2 having a cylindrical shape bends a rectangular sheet metal and welds the curved end portions together to form a cylindrical peripheral surface. Therefore, the curved end portions are welded together to form a substantially linear outer peripheral weld. After the spent fuel is stored in the portion 2c or the bottomed cylindrical main body portion 2a, a stress corrosion cracking (SCC) may occur between the lid portion 2b that closes the upper surface of the main body portion of the canister 2 and the upper surface welded portion 2d. There is a possibility that However, according to the above configuration, when the temperature of the surface portion of the canister 2 reaches a temperature at which stress corrosion cracking may occur, the induction heating coil 11 is energized to include the side surface welded portion 2c and the upper surface welded portion 2c. It is possible to prevent water droplets or the like from adhering to the surface portion of the canister 2 and a high humidity state. Therefore, even when the cooling air contains salt, it is possible to suppress the generation of chloride ions on the surface of the canister 2 to cause stress corrosion cracking (SCC), and to improve the reliability of the concrete cask 10. You can

また、本構成によれば、キャニスタ２の表面部内部の渦電流によりジュール熱が発生して内部から発熱するので、導電線の抵抗により発熱させる場合よりも高い効率で迅速な加熱が可能となる。また、周波数を変えることで表面からどのくらいの深さまで加熱するかも制御する（コントロールする）ことができ、周波数を高めると表皮効果により渦電流がキャニスタ２の表面部に集中し、表面部だけを発熱することが可能となる。例えば、数百ヘルツ（例えば二百ヘルツ）以上の周波数で通電すれば好適であるが、これに限るものではない。なお、誘導加熱コイル１１に通電して、誘導加熱する方法としては、電磁誘導加熱または高周波誘導加熱の何れの方法によって加熱してもよい。 Further, according to this configuration, Joule heat is generated by the eddy current inside the surface of the canister 2 and heat is generated from the inside, so that it is possible to perform quick heating with higher efficiency than in the case where heat is generated by the resistance of the conductive wire. . Also, it is possible to control (control) how deep the surface is heated by changing the frequency. When the frequency is increased, the eddy current is concentrated on the surface of the canister 2 due to the skin effect, and only the surface is heated. It becomes possible to do. For example, it is preferable to energize at a frequency of several hundreds of hertz (for example, two hundred hertz) or more, but it is not limited to this. As a method of energizing the induction heating coil 11 to perform induction heating, any method of electromagnetic induction heating or high frequency induction heating may be used.

また、誘導加熱コイル１１を容器本体１に埋め込んだ場合には、誘導加熱コイル１１を所定位置に固定したり支持したりする取付用部材などを設けなくても済んで、製造コストを低減することが可能となる。また、誘導加熱コイル１１がコンクリート製の容器本体１で覆われて、海水の塩分を含んだ空気が誘導加熱コイル１１に接触し難くなり（すなわち、晒され難くなり）、塩分による誘導加熱コイル１１の損傷を最小限に抑えることができて、信頼性を向上させることができる。また、冷却通路３の冷却空気の流れを誘導加熱コイル１１などで阻害することがなくて、冷却性能を良好に維持できる。さらに、例えば、検査などのために容器本体１からキャニスタ２を取り出す場合でも、誘導加熱コイル１１にキャニスタ２などが当接して損傷することを防止でき、ひいてはコンクリートキャスク１０の信頼性を向上させることができる利点もある。なお、誘導加熱コイル１１の誘導加熱部分（コイル状部分）の全体を容器本体１に埋め込むと特に好適であり、この場合には、誘導加熱コイル１１が海水の塩分を含んだ空気で晒されないなどの利点を良好に得られるが、これに限るものではなく、誘導加熱コイル１１の誘導加熱部分（コイル状部分）の一部を容器本体１に埋め込んだ場合には、その埋込部分が海水の塩分を含んだ空気で晒されない利点がある。 Further, when the induction heating coil 11 is embedded in the container body 1, it is not necessary to provide a mounting member or the like for fixing or supporting the induction heating coil 11 at a predetermined position, thereby reducing the manufacturing cost. Is possible. Further, since the induction heating coil 11 is covered with the concrete container body 1 and air containing salt of seawater is less likely to come into contact with the induction heating coil 11 (that is, it is less likely to be exposed), the induction heating coil 11 due to the salt content. Damage can be minimized and reliability can be improved. Further, the flow of the cooling air in the cooling passage 3 is not obstructed by the induction heating coil 11 or the like, so that the cooling performance can be favorably maintained. Further, for example, even when the canister 2 is taken out from the container body 1 for inspection or the like, it is possible to prevent the canister 2 or the like from coming into contact with the induction heating coil 11 and being damaged, and thus improving the reliability of the concrete cask 10. There is also an advantage. It is particularly preferable to embed the entire induction heating portion (coil-shaped portion) of the induction heating coil 11 in the container body 1. In this case, the induction heating coil 11 is not exposed to air containing salt of seawater. However, the present invention is not limited to this, and when a part of the induction heating portion (coil-shaped portion) of the induction heating coil 11 is embedded in the container body 1, the embedded portion is seawater. It has the advantage that it is not exposed to salty air.

また、上記実施の形態では、容器本体１内に鉄筋などの磁性を帯びるものがない場合を示したが、容器本体１内に、鉄筋１８などの磁性を帯びて加熱される可能性があるものがある場合には、図８に示すように、容器本体１の内周部表面などに磁気を遮蔽する磁気シールド１７を施し、冷却通路３における磁気シールド１７よりも内周側に誘導加熱コイル１１を配設してもよい。さらに、キャニスタ２の上面部に臨む容器本体１の蓋部内側や、キャニスタ２の底面部に臨む容器本体１の底面部内側にも磁気シールド１７を施して（設けて）もよい。なお、磁気シールド１７としては、強透磁性体材料、電磁鋼鈑や磁性体シートなどを用いればよいが、これに限るものではない。 Further, in the above-described embodiment, the case where there is no magnetic material such as a reinforcing bar in the container body 1 has been described, but there is a possibility that the container body 1 is heated by being magnetized such as the reinforcing bar 18. If there is, the magnetic shield 17 that shields magnetism is provided on the inner peripheral surface of the container body 1 as shown in FIG. 8, and the induction heating coil 11 is provided on the inner peripheral side of the magnetic shield 17 in the cooling passage 3. May be provided. Further, the magnetic shield 17 may be provided (provided) on the inside of the lid of the container body 1 facing the upper surface of the canister 2 and on the inside of the bottom surface of the container body 1 facing the bottom of the canister 2. The magnetic shield 17 may be made of a strongly magnetically permeable material, electromagnetic steel plate, magnetic sheet, or the like, but is not limited thereto.

このように、容器本体１内に、鉄筋１８などの磁性を帯びて加熱される可能性があるものがある場合に、容器本体１の内側となる面に磁気シールド１７を設けることにより、誘導加熱コイル１１に通電した場合に発生する磁力が、容器本体１内にある鉄筋などの磁気を帯びるものを加熱すること防止され、ひいてはコンクリートキャスク１０としての信頼性が向上する。 In this way, when there is a possibility that the container body 1 may be heated by magnetism such as the reinforcing bar 18 by providing the magnetic shield 17 on the inner surface of the container body 1, induction heating is performed. The magnetic force generated when the coil 11 is energized is prevented from heating a magnetic material such as a reinforcing bar in the container body 1, and the reliability of the concrete cask 10 is improved.

なお、容器本体１内に、鉄筋１８などの磁気を帯びて加熱される可能性があるものが存在しない場合でも、誘導加熱コイル１１に通電した場合に発生する磁力が容器本体１から外部に万一漏れることを防止すべく、念のために、容器本体１（容器本体１の内面側領域や外面側領域や中間部など）に磁気シールド１７を設けてもよい。 Even if there is no such thing as a reinforcing bar 18 that may be heated by magnetism in the container body 1, the magnetic force generated when the induction heating coil 11 is energized will not be applied to the outside from the container body 1. A magnetic shield 17 may be provided in the container body 1 (inner surface side area, outer surface side area, intermediate portion, etc.) of the container body 1 as a precaution in order to prevent leakage.

図９、図１０は本発明の他の実施の形態に係るコンクリートキャスク２０の要部正面断面図および要部平面断面図である。図９、図１０に示すように、このコンクリートキャスク２０では、誘導加熱コイル２１が、キャニスタ２の上面部と容器本体１の蓋部１ａの内側との間の上部冷却空間６に設けられている。誘導加熱コイル２１は、例えば、容器本体１の蓋部１ａの内側やキャニスタ２の上面部に、取付用部材２２を介して取り付けるなどして上部冷却空間６に設けるとよいがこれに限るものではない。また、誘導加熱コイル２１としては、図１０に示すように、渦巻き形状のものを用いると好適であるが、これに限るものではない。また、図８に示す場合と同様に、容器本体１内に鉄筋１８などの磁性を帯びて加熱される可能性があるものがある場合には、容器本体１の蓋部１ａの下面などに磁気を遮蔽する磁気シールド１７を施してもよい（図示せず）。 9 and 10 are a front cross-sectional view and a plan cross-sectional view of a main part of a concrete cask 20 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 9 and 10, in this concrete cask 20, the induction heating coil 21 is provided in the upper cooling space 6 between the upper surface of the canister 2 and the inside of the lid 1 a of the container body 1. . The induction heating coil 21 may be provided in the upper cooling space 6 by, for example, being attached to the inside of the lid portion 1a of the container body 1 or the upper surface portion of the canister 2 via the attachment member 22, but is not limited thereto. Absent. Further, as the induction heating coil 21, it is preferable to use a spiral coil as shown in FIG. 10, but it is not limited to this. Also, as in the case shown in FIG. 8, when there is a magnetic substance such as a reinforcing bar 18 in the container body 1 that may be heated, a magnetic field may be applied to the lower surface of the lid portion 1 a of the container body 1. (Not shown) may be provided with a magnetic shield 17 that shields the magnetic field.

誘導加熱コイル２１を、上部冷却空間６に設ける代わりに、図１１に示すように、容器本体１の蓋部１ａに誘導加熱コイル２１を埋め込んでもよい。なお、この場合には、図１１に示すように、誘導加熱コイル２１（詳しくは、誘導加熱コイル２１のコイル状部分）が容器本体１の蓋部１ａ下面から露出しないように埋め込むと好適であるが、これに限るものではなく、誘導加熱コイル２１の一部（例えば下部）が容器本体１の蓋部１ａの下面から露出する状態で埋め込んでもよい。 Instead of providing the induction heating coil 21 in the upper cooling space 6, the induction heating coil 21 may be embedded in the lid portion 1 a of the container body 1 as shown in FIG. 11. In this case, as shown in FIG. 11, it is preferable to embed the induction heating coil 21 (specifically, the coil-shaped portion of the induction heating coil 21) so as not to be exposed from the lower surface of the lid 1a of the container body 1. However, the configuration is not limited to this, and the induction heating coil 21 may be embedded in a state where a part (for example, the lower part) of the induction heating coil 21 is exposed from the lower surface of the lid portion 1a of the container body 1.

なお、上記の実施の形態で述べたような誘導加熱コイル１１を、冷却通路３や容器本体１の内周部に設けることなく、誘導加熱コイル２１だけを上部冷却空間６や容器本体１の蓋部１ａに設けてもよいが、これに限るものではなく、上記の実施の形態で述べたような誘導加熱コイル１１を、冷却通路３や容器本体１の内周部に設け、かつ、誘導加熱コイル２１を上部冷却空間６や容器本体１の蓋部１ａに設けてもよい。 The induction heating coil 11 as described in the above embodiment is not provided in the cooling passage 3 or the inner peripheral portion of the container body 1, but only the induction heating coil 21 is provided in the upper cooling space 6 or the lid of the container body 1. The induction heating coil 11 as described in the above-mentioned embodiment may be provided in the cooling passage 3 or the inner peripheral portion of the container body 1 and the induction heating may be performed. The coil 21 may be provided in the upper cooling space 6 or the lid portion 1a of the container body 1.

なお、図９〜図１１では省略して示しているが、この実施の形態においても、上記実施の形態と同様に、誘導加熱コイル２１は、外部に設けられた制御部１２を介して、電源（交流電源）１３に接続され、制御部１２には、キャニスタ２の表面部（例えば、キャニスタ２の上面部表面）の温度を検知する熱電対などからなる温度検知センサ（図示せず、ただし、図１に示す温度検知センサ１４を共用してもよい）も接続されている。そして、制御部１２は、キャニスタ２の表面部において応力腐食割れが生じる可能性がある温度になると誘導加熱コイル２１に通電する。 Although omitted in FIGS. 9 to 11, also in this embodiment, the induction heating coil 21 is connected to the power source via the control unit 12 provided outside, as in the above embodiment. (AC power supply) 13 is connected to the control unit 12, and the control unit 12 has a temperature detection sensor (not shown, but not shown) including a thermocouple for detecting the temperature of the surface of the canister 2 (for example, the surface of the upper surface of the canister 2). The temperature detection sensor 14 shown in FIG. 1 may also be shared). Then, the control unit 12 energizes the induction heating coil 21 at a temperature at which stress corrosion cracking may occur on the surface portion of the canister 2.

なお、キャニスタ２は、有底筒形状で上面部が開口されている本体部２ａに、使用済燃料（使用済核燃料）が収容され、この後、蓋部２ｂが本体部２ａに溶接などにより固着され、内部が密閉される構造である。また、蓋部２ｂは外周リング状部と中央円盤部とから構成される場合が多く、外周リング状部と中央円盤部とも溶接（上面溶接部２ｄ）などにより固着される場合が多いが、これに限るものではない。溶接で蓋部２ｂと本体部２ａと（並びに外周リング状部と中央円盤部と）が固着されている場合（すなわち溶着されている）には、上面溶接部２ｄに引張応力が作用している領域がある。したがって、冷却通路３を通して上部冷却空間６に導入された空気に、塩分が含まれ、かつキャニスタ２の表面部で結露するなどして湿度が高い環境であると、塩分が湿気の水分中に溶解し、溶解した塩化物イオンによってキャニスタ２に錆や腐食が発生して応力腐食割れ（ＳＣＣ）を生じる可能性がある。 In the canister 2, the spent fuel (spent nuclear fuel) is contained in the main body 2a having a bottomed cylindrical shape and the upper surface is opened, and then the lid 2b is fixed to the main body 2a by welding or the like. The inside is hermetically sealed. The lid 2b is often composed of an outer peripheral ring-shaped portion and a central disc portion, and the outer peripheral ring-shaped portion and the central disc portion are often fixed by welding (upper surface welded portion 2d). It is not limited to. When the lid portion 2b and the main body portion 2a (and the outer peripheral ring-shaped portion and the central disc portion) are fixed (that is, welded) by welding, tensile stress acts on the upper surface welded portion 2d. There is an area. Therefore, in an environment in which the air introduced into the upper cooling space 6 through the cooling passage 3 contains salt and has high humidity due to dew condensation on the surface of the canister 2, the salt dissolves in the moisture of the humidity. However, the dissolved chloride ions may cause rust or corrosion in the canister 2 to cause stress corrosion cracking (SCC).

しかしながら、上記構成によれば、キャニスタ２の表面部の温度が、結露温度以下になると、誘導加熱コイル２１に通電されるため、誘導加熱コイル１１を通る磁界が発生してキャニスタ２の表面部（この実施の形態ではキャニスタ２の上面部）に渦電流が発生して加熱され、冷却空気が結露するなどして湿度が高くなることが防止される。したがって、冷却空気に塩分が含まれている場合でも、上記した上面溶接部２ｄを含むキャニスタ２の上面部で塩化物イオンが発生して応力腐食割れ（ＳＣＣ）を生じることをより良好に抑制でき、ひいてはコンクリートキャスク２０の信頼性を向上させることができる。 However, according to the above configuration, when the temperature of the surface portion of the canister 2 becomes equal to or lower than the dew condensation temperature, the induction heating coil 21 is energized, so that a magnetic field passing through the induction heating coil 11 is generated and the surface portion of the canister 2 ( In this embodiment, an eddy current is generated in the upper surface of the canister 2 to heat the canister 2 and the humidity of the cooling air is prevented from increasing due to dew condensation. Therefore, even when the cooling air contains salt, it is possible to better suppress the occurrence of stress corrosion cracking (SCC) due to generation of chloride ions on the upper surface portion of the canister 2 including the upper surface welded portion 2d. As a result, the reliability of the concrete cask 20 can be improved.

また、誘導加熱コイル２１を容器本体１の蓋部１ａに埋め込んだ場合には、誘導加熱コイル１１を所定位置に固定したり支持したりする取付用部材などを設けなくても済んで、製造コストを低減することが可能となる。また、誘導加熱コイル２１がコンクリート製の容器本体１で覆われこととなるため、海水の塩分を含んだ空気が誘導加熱コイル２１に接触し難くなり、塩分による誘導加熱コイル２１の損傷を最小限に抑えることができて、信頼性を向上させることができる。また、上部冷却空間６の空気の流れを誘導加熱コイル２１などで阻害することがなくて、冷却性能を良好に維持できる。さらに、例えば、検査などのために容器本体１からキャニスタ２を取り出す場合でも、誘導加熱コイル１１にキャニスタ２などが当接して損傷することを防止でき、ひいてはコンクリートキャスク２０の信頼性を向上させることができる利点もある。 Further, when the induction heating coil 21 is embedded in the lid portion 1a of the container body 1, it is not necessary to provide a mounting member or the like for fixing or supporting the induction heating coil 11 at a predetermined position, so that the manufacturing cost can be reduced. Can be reduced. In addition, since the induction heating coil 21 is covered with the concrete container body 1, it becomes difficult for air containing salt of seawater to contact the induction heating coil 21, and damage to the induction heating coil 21 due to salt is minimized. Therefore, the reliability can be improved. In addition, the cooling performance can be favorably maintained without hindering the air flow in the upper cooling space 6 by the induction heating coil 21 or the like. Further, for example, even when the canister 2 is taken out from the container body 1 for inspection or the like, it is possible to prevent the canister 2 or the like from coming into contact with the induction heating coil 11 and being damaged, and thus improving the reliability of the concrete cask 20. There is also an advantage.

図１２、図１３は本発明のその他の実施の形態に係るコンクリートキャスク３０の要部正面断面図および要部平面断面図である。図１２、図１３に示すように、このコンクリートキャスク３０では、誘導加熱コイル３１が、キャニスタ２の底面部と容器本体１の底面部内側との間の下部冷却空間７に設けられている。誘導加熱コイル３１は、例えば、容器本体１の底部の内側（上面部）やキャニスタ２の底面部に、取付用部材３２を介して取り付けるなどして下部冷却空間７に設けるとよいがこれに限るものではない。また、図８に示す場合と同様に、容器本体１内に鉄筋１８などの磁性を帯びて加熱される可能性があるものがある場合には、容器本体１の底面部上面などに磁気を遮蔽する磁気シールド１７を施してもよい（図示せず）。 12 and 13 are a front sectional view and a plan sectional view of a main portion of a concrete cask 30 according to another embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 12 and 13, in this concrete cask 30, the induction heating coil 31 is provided in the lower cooling space 7 between the bottom surface of the canister 2 and the inside of the bottom surface of the container body 1. The induction heating coil 31 may be provided in the lower cooling space 7 by, for example, being attached to the inside (upper surface) of the bottom of the container body 1 or the bottom of the canister 2 via the attachment member 32, but this is not the only option. Not a thing. Also, as in the case shown in FIG. 8, when there is a possibility that the container body 1 may be heated due to magnetism such as the reinforcing bar 18, the bottom surface of the container body 1 is shielded from the magnetism. A magnetic shield 17 may be provided (not shown).

また、誘導加熱コイル３１を、下部冷却空間７に設ける代わりに、図１３に示すように、容器本体１の底面部に誘導加熱コイル３１を埋め込んでもよい。なお、この場合には、図１３に示すように、誘導加熱コイル３１（詳しくは、誘導加熱コイル３１のコイル状部分）が容器本体１の底面部上面から露出しないように埋め込むと好適であるが、これに限るものではなく、誘導加熱コイル３１の一部（例えば上部）が容器本体１の底面部上面から露出する状態で埋め込んでもよい。 Further, instead of providing the induction heating coil 31 in the lower cooling space 7, the induction heating coil 31 may be embedded in the bottom surface portion of the container body 1 as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 13, it is preferable to embed the induction heating coil 31 (specifically, the coil-shaped portion of the induction heating coil 31) so as not to be exposed from the upper surface of the bottom surface of the container body 1. However, the present invention is not limited to this, and the induction heating coil 31 may be embedded in a state where a part (for example, the upper part) of the induction heating coil 31 is exposed from the top surface of the bottom surface of the container body 1.

なお、上記の実施の形態で述べたような誘導加熱コイル１１を、冷却通路３や容器本体１の内周部に設けることなく、誘導加熱コイル３１だけを下部冷却空間７や容器本体１の底面部に設けてもよいが、これに限るものではなく、上記の実施の形態で述べたような誘導加熱コイル１１を、冷却通路３や容器本体１の内周部に設け、かつ、誘導加熱コイル３１誘導加熱コイル２１を下部冷却空間７や容器本体１の底面部に設けてもよい。さらに、誘導加熱コイル２１を上部冷却空間６や容器本体１の蓋部１ａに設けてもよい。 In addition, the induction heating coil 11 as described in the above embodiment is not provided in the cooling passage 3 or the inner peripheral portion of the container body 1, and only the induction heating coil 31 is provided in the lower cooling space 7 or the bottom surface of the container body 1. However, the present invention is not limited to this, and the induction heating coil 11 as described in the above embodiment is provided in the cooling passage 3 or the inner peripheral portion of the container body 1 and the induction heating coil is provided. The 31 induction heating coil 21 may be provided in the lower cooling space 7 or the bottom surface of the container body 1. Further, the induction heating coil 21 may be provided in the upper cooling space 6 or the lid portion 1a of the container body 1.

なお、図１２、図１３などでは省略して示しているが、この実施の形態においても、上記実施の形態と同様に、誘導加熱コイル３１は、外部に設けられた制御部１２を介して、電源（交流電源）１３に接続され、制御部１２には、キャニスタ２の表面部（例えば、キャニスタ２の底面部表面）の温度を検知する熱電対などからなる温度検知センサ（図示せず、ただし、図１に示す温度検知センサ１４を共用してもよい）も接続されている。そして、制御部１２は、キャニスタ２の表面部において応力腐食割れが生じる温度になると誘導加熱コイル３１に通電する。 Although omitted in FIG. 12, FIG. 13, etc., also in this embodiment, the induction heating coil 31 is connected via an externally provided control unit 12 as in the above embodiment. The control unit 12 is connected to a power supply (AC power supply) 13, and the control unit 12 has a temperature detection sensor (not shown, but not shown) including a thermocouple for detecting the temperature of the surface of the canister 2 (for example, the surface of the bottom surface of the canister 2). , The temperature detection sensor 14 shown in FIG. 1 may be shared). Then, the control unit 12 energizes the induction heating coil 31 at a temperature at which stress corrosion cracking occurs on the surface portion of the canister 2.

上記構成によれば、キャニスタ２の表面部（底面部など）の温度が、応力腐食割れが生じる可能性がある温度になると、誘導加熱コイル３１に通電されるため、誘導加熱コイル３１を通る磁界が発生してキャニスタ２の表面部（この実施の形態ではキャニスタ２の底面部）に渦電流が発生して加熱され、冷却空気が結露することが防止される。したがって、冷却空気に塩分が含まれている場合でも、キャニスタ２の底面部で塩化物イオンが発生して応力腐食割れ（ＳＣＣ）を生じることを抑制でき、ひいてはコンクリートキャスク１０の信頼性を向上させることができる。特に、この場合には、誘導加熱コイル３１に通電していない状態では低温となり易い、キャニスタ２の底面部や下部冷却空間７を良好に加熱することができる利点がある。 According to the above configuration, when the temperature of the surface portion (bottom surface portion, etc.) of the canister 2 reaches a temperature at which stress corrosion cracking may occur, the induction heating coil 31 is energized, so that the magnetic field passing through the induction heating coil 31 is increased. Occurs, an eddy current is generated on the surface portion of the canister 2 (bottom surface portion of the canister 2 in this embodiment) to heat the canister 2, and dew condensation of the cooling air is prevented. Therefore, even when the cooling air contains salt, it is possible to prevent chloride ions from being generated in the bottom surface of the canister 2 to cause stress corrosion cracking (SCC), and thus improve the reliability of the concrete cask 10. be able to. In particular, in this case, there is an advantage that the bottom portion of the canister 2 and the lower cooling space 7 can be satisfactorily heated because the temperature is likely to be low when the induction heating coil 31 is not energized.

上記実施の形態では、キャニスタ２の表面部（底面部など）の温度を検知する熱電対などからなる温度検知センサ１４を設けた場合を述べたが、これに限るものではなく、温度センサを設けずに、あらかじめ、試験などを行って、結露温度に達する期間を調べておき、この期間に達する際や、これ以前に誘導加熱コイル１１、２１、３１に通電するよう構成してもよい。 In the above embodiment, the case where the temperature detection sensor 14 including a thermocouple or the like for detecting the temperature of the surface portion (bottom surface portion) of the canister 2 is provided, but the present invention is not limited to this, and the temperature sensor is provided. Instead of this, a test or the like may be performed in advance to check the period when the condensation temperature is reached, and the induction heating coils 11, 21, 31 may be energized when this period is reached or before this period.

また、上記実施の形態では、キャニスタ２の側面溶接部２ｃや上面溶接部２ｄにおいて、引張応力が作用している領域が残っていても、誘導加熱コイル１１、２１、３１により加熱することで、溶解した塩化物イオンによってキャニスタ２に錆や腐食が発生して応力腐食割れ（ＳＣＣ）を生じることを防止している場合を述べた。しかしながら、これに限るものではなく、より確実に応力腐食割れを防止すべく、キャニスタ２の側面溶接部２ｃや上面溶接部２ｄなどの溶接部において、引張応力が作用している領域が残らないように処理したり、残らない構造を付加したりしてもよいことは申すまでもない。 Moreover, in the said embodiment, even if the area | region where the tensile stress is working remains in the side surface welding part 2c and the upper surface welding part 2d of the canister 2, by heating with the induction heating coil 11, 21, 31, The case has been described in which the dissolved chloride ions are prevented from causing rust or corrosion in the canister 2 to cause stress corrosion cracking (SCC). However, the present invention is not limited to this, and in order to more reliably prevent stress corrosion cracking, in the welded portions such as the side surface welded portion 2c and the upper surface welded portion 2d of the canister 2, a region where tensile stress is applied does not remain. It goes without saying that they may be processed or added with a structure that does not remain.

１容器本体
２キャニスタ
３冷却通路
４空気導入路
５空気排出路
６上部冷却空間
７下部冷却空間
８キャニスタ支持体
１０、２０、３０コンクリートキャスク
１１、２１、３１誘導加熱コイル
１２制御部
１３電源（交流電源）
１４温度検知センサ
１５、１６、１６Ａ、１６Ｂ、２２、３２取付用部材
１７磁気シールド
１８鉄筋 1 Container Main Body 2 Canister 3 Cooling Passage 4 Air Inlet Passage 5 Air Discharge Passage 6 Upper Cooling Space 7 Lower Cooling Space 8 Canister Support 10, 20, 30 Concrete Cask 11, 21, 31 Induction Heating Coil 12 Control Unit 13 Power Supply (AC Power supply)
14 temperature detection sensor 15, 16, 16A, 16B, 22, 32 mounting member 17 magnetic shield 18 rebar

Claims

A canister made of metal that contains spent fuel, a concrete container body that houses this canister, and a canister that is provided between the inner peripheral surface of the container body and the outer peripheral surface of the canister to cool the canister. A concrete cask having a cooling passage through which air is passed,
An induction heating coil that suppresses stress corrosion cracking by heating the surface of the canister by energizing is provided in at least a part of the cooling passage, the cooling space connected to the cooling passage, and the container body. Concrete cask.

The concrete cask according to claim 1, wherein the induction heating coil is provided in the cooling passage or the inner peripheral portion of the container body.

The concrete cask according to claim 1, wherein the induction heating coil is provided in an upper cooling space between the upper surface of the canister and the inside of the lid of the container body or in the lid of the container body.

The concrete cask according to claim 1, wherein the induction heating coil is provided in a lower cooling space between the bottom of the canister and the inside of the bottom of the container body or in the bottom of the container body.

The concrete cask according to any one of claims 1 to 4, wherein the induction heating coil is embedded in the container body.

A temperature detection sensor for detecting the temperature of the surface portion of the canister and a control unit to which the temperature detection sensor is connected are provided, and when the control unit reaches a temperature at which stress corrosion cracking may occur on the surface portion of the canister. The concrete cask according to claim 1, wherein the induction heating coil is energized.