JP7018407B2 - 使用済燃料貯蔵容器の搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射性物質を貯蔵する使用済燃料貯蔵容器を貯蔵建屋内で搬送する方法に関する。

キャスクを載荷する貯蔵架台をエアバッグにより搬送して大量のキャスクを貯蔵エリアに稠密に配置するため、床面の埋込金物に対して貯蔵架台を高精度に定置できる使用済燃料貯蔵用キャスク搬送システムの一例として、特許文献１には、使用済燃料を収納したキャスクを載せた貯蔵架台を貯蔵施設内で搬送するエアバッグ方式使用済燃料貯蔵用キャスク搬送システムにおいて、駆動装置を少なくとも前後２個所に設けて走行安定性を確保する、ことが記載されている。

特許４９８９０８７号

原子力発電所から発生する使用済燃料は高放射性物質を含んでおり、その崩壊熱が発生するために冷却する必要があることから、原子力発電所内のプールで一定期間冷却される。その後、使用済燃料は使用済燃料貯蔵容器に収納され、所定の搬送方法により原子力発電所内外の貯蔵施設に輸送され貯蔵される。

貯蔵施設に輸送された使用済燃料貯蔵容器は貯蔵施設内の受入設備にて所定の検査を受けるために、輸送容器から使用済燃料貯蔵容器を下ろす必要がある。この所定の検査を受けた後、使用済燃料貯蔵容器を貯蔵施設内の所定の貯蔵場所まで施設内での搬送を行う。

ここで、使用済燃料を収納した使用済燃料貯蔵容器は、直径２．５ｍ程度、高さ５．５ｍ程度、重量１００トンを超える巨大な円柱体であり、その重量が大きい。このため、貯蔵施設内で搬送するために専用の搬送装置が必要である。

また、貯蔵施設には使用済燃料から発生する放射線の遮へいが求められるうえに、地震による損壊を防止するための耐震性が求められている。これに対し、耐震性には貯蔵施設の天井を低くし、貯蔵施設の重心を下げることで、耐震性を向上させることができる。

搬送装置として、クレーン方式を採用する場合は、貯蔵施設の天井にクレーンを設けるために貯蔵施設の天井の高さが必要になる。一方、エアパレット方式を採用する場合は、貯蔵施設の高さを低く抑えられ、耐震性に配慮した貯蔵施設の設計を行うことができる。

このようなエアパレット方式で使用済燃料貯蔵容器を搬送するには、使用済燃料貯蔵容器を使用済燃料貯蔵容器の支持架台に載せ、支持架台ごとエアパレットで浮かせ、後方の駆動輪により前進する。

しかし、駆動輪の設置が後方にのみである場合は前方または側方に進行方向がぶれることで走行安定性が悪くなり、精度良く貯蔵位置に合わせることが困難であるため、前方にも駆動輪を設けることで移動精度を高めることとしている。

支持架台の前方に駆動輪をつけた場合は、進行方向に前方の駆動輪があることから駆動輪が他の使用済燃料貯蔵容器に接触する可能性があることと、貯蔵位置まで進行し定置した後に前方の駆動輪を取り外すために労力がかかることが考えられる。

これに対し、上述の特許文献１に記載の技術のように、前方横側に駆動輪を設ける技術が開発されており、前方駆動輪の取り外しを容易に行うことを可能としていた。

しかし、前方横側に駆動輪を設けたままでは、駆動輪の装置の幅の分だけ搬送台車が大きくなり、前輪横側の駆動輪が他の使用済燃料貯蔵容器に接触しないように使用済燃料貯蔵容器同士の間隔を空ける必要があった。これでは、貯蔵間隔を空けることで貯蔵施設内に稠密に収納することができなくなることから、貯蔵可能な敷地に対して効率良く貯蔵するために更なる改善の余地があることが明らかとなった。

本発明は、上記課題を解決するために、従来に比べて更に使用済燃料貯蔵容器を稠密に配置することが可能な使用済燃料貯蔵容器の搬送方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、内部に放射性物質を収納する使用済燃料貯蔵容器を貯蔵する貯蔵施設における搬送方法であって、前記使用済燃料貯蔵容器を固定する架台を搬送する搬送台車によって、前記貯蔵施設内のうち蛇行抑制機構の一部が設置された領域まで搬送する第１搬送ステップと、前記第１搬送ステップによって前記領域まで搬送された前記架台を前記蛇行抑制機構によりサポートした状態で前記搬送台車によって貯蔵位置まで搬送する第２搬送ステップと、を有し、前記搬送台車は、前記架台の搬送方向前方面側に設けられた、前記架台に対して取り外し可能な前方側方駆動輪と、前記架台の搬送方向後方側に固定され、モータにより前記架台を水平移動させる後方駆動輪と、を備え、前記蛇行抑制機構は、前記貯蔵施設を構成するコンクリート側壁と、前記架台の前記コンクリート側壁側の搬送方向前方側面側に設けられ、前記コンクリート側壁に接触する側壁車輪と、前記搬送台車の２つ以上の前記後方駆動輪を搬送方向前後方向にずらす前後位置調整機構と、からなることを特徴とする。

本発明によれば、従来に比べて更に使用済燃料貯蔵容器を稠密に配置することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態１の使用済燃料貯蔵容器の貯蔵建屋における使用済燃料貯蔵容器の搬送方法を示した平面図である。 実施形態１の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法において、後方の駆動輪を片側のみ前方にずらして配置した様子を示す上面図である。 実施形態１の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法において用いる側壁車輪の可変調節機構の概要を示す図である。 本発明の実施形態２の使用済燃料貯蔵容器の貯蔵建屋における使用済燃料貯蔵容器の搬送方法を示した側面図である。 本発明の実施形態３の使用済燃料貯蔵容器の貯蔵建屋における使用済燃料貯蔵容器の搬送方法を示した側面図である。

以下に本発明の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜実施形態１＞
本発明の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法の実施形態１について図１乃至図３を用いて説明する。図１は本使用済燃料貯蔵容器の搬送方法が適用される使用済燃料貯蔵容器の貯蔵施設と搬送方法の概要を示した平面図である。図２は後方駆動輪５の配置の様子を示した上面図である。図３は、可変調節機構の構成を示す図である。

最初に、貯蔵施設の概要について図１を用いて説明する。

図１に示すように、使用済燃料貯蔵容器の貯蔵施設１は、コンクリート側壁２で仕切られており、この仕切られた空間に、支持架台３の上に固定された使用済燃料貯蔵容器４を設置することで、再処理までの間の一時的な保管を行う。

次に、搬送に用いる搬送台車の詳細について図１を用いて説明する。

図１に示すように、搬送台車５０は、支持架台３の搬送方向前方面側に設けられた、支持架台３に対して取り外し可能な前方側方駆動輪６と、支持架台３を載荷する複数のエアバッグ５１を装備し、支持架台３の下部に支持架台３の搬送方向後方側から差し込まれるフォーク５２と、フォーク５２が支持架台３に差し込まれた状態において支持架台３の搬送方向後方側に固定され、モータ５３により支持架台３を水平移動させる２つ以上の後方駆動輪５と、を備えている。

その構造の詳細は、例えば、上述の特許文献１に記載されたような構造とすることが望ましい。

支持架台３の下部は、通常の工場や倉庫などで使用される荷物搬送用のパレットがフォークリフトのフォークを差し込んで搬送されるのと同様に、支持架台３を差し込める構造となっている。

使用済燃料貯蔵容器４を搬送する場合、まず、エアバッグ５１の空気を抜いてフォーク５２を下げ、支持架台３の下に差し込む。次に、エアバッグ５１に圧縮空気を入れると、エアバッグ５１が膨らみ、支持架台３を上昇させる。圧縮空気を更に送り込むと、ついにはエアバッグ５１と地面との間に薄い空気層が形成され、支持架台３が浮き上がる。

浮上した状態では、エアバッグ５１と地面との間に薄い空気層があるだけなので、地面との摩擦係数は３／１０００程度になる。すなわち、重量が１００トンのものを搬送する場合でも、地面が水平であれば、高々３００ｋｇの駆動力があれば移動できるので、後方駆動輪５および前方側方駆動輪６の駆動源（図示省略）は、搬送対象の重さに比べると極めて動力の小さいものでもよい。

使用済燃料貯蔵容器４は搬送台車５０を用いて支持架台３ごと浮かせ、後方の駆動輪５にて貯蔵位置まで移動できるように前進する。後方駆動輪５のみであれば、走行安定性が悪くなり精度良く貯蔵位置に合わせることが困難であることから、前方横側の駆動輪６を設けることで移動精度を高めている。

次に、本実施形態に係る内部に放射性物質を収納する使用済燃料貯蔵容器４を貯蔵する貯蔵施設１における搬送方法について図１乃至図３を参照して説明する。

まず、使用済燃料貯蔵容器４を固定する支持架台３を搬送する搬送台車５０によって、貯蔵施設１内のうち蛇行抑制機構の一部が設置された領域まで搬送する（第１搬送ステップ）。その詳細は、例えば、上述の特許文献１に記載されたような方法とすることが望ましい。

ここで、蛇行抑制機構の一部が設置された領域とは、前方横側に駆動輪６を用いて搬送すると既に貯蔵位置にて保管されている状態の使用済燃料貯蔵容器４や支持架台３に前方横側に駆動輪６が干渉する可能性がある範囲のことを表し、より具体的には、本実施形態であればコンクリート側壁２が仕切りとして設けられている部分の手前に相当する。

ここで、支持架台３の前方横側に駆動輪６を設けたままでは、駆動輪６の装置の幅の分搬送に必要な面積が大きくなり、前輪横側の駆動輪６が他の使用済燃料貯蔵容器４に接触しないように使用済燃料貯蔵容器４同士の間隔を空ける必要があった。貯蔵間隔を空けることで、稠密に収納することができなくなり、貯蔵可能な敷地に対して効率良く貯蔵することが困難になる。

そこで、本発明では、上述の第１搬送ステップによって蛇行抑制機構の一部が設置された領域まで搬送された支持架台３を蛇行抑制機構によりサポートした状態で搬送台車５０によって貯蔵位置まで搬送する（第２搬送ステップ）。

本実施形態では、蛇行抑制機構は、貯蔵施設１を構成するコンクリート側壁２と、支持架台３のコンクリート側壁２側の搬送方向前方側面側に設けられ、コンクリート側壁２に接触する側壁車輪７と、搬送台車５０の２つ以上の後方駆動輪５を搬送方向前後方向にずらす前後位置調整機構８と、から構成されるものとする。

より具体的には、使用済燃料貯蔵容器４を貯蔵する列まで搬送したのちに、前方横側の駆動輪６を支持架台３から取り外す。

ここで、貯蔵施設１には、使用済燃料貯蔵容器４を貯蔵する貯蔵位置の一辺に仕切りとなるコンクリート製の側壁を設けることとしている。ここで、一例として、２列毎にコンクリート側壁２を設ける。

更に、本実施形態では、コンクリート側壁２面上を転がすことができるように、支持架台３のコンクリート側壁２側に、コンクリート側壁２に接するように側壁車輪７の取り付け板１３を支持架台３のコンクリート側壁２側の側面にボルト１４を用いて取り付け、コンクリート側壁２に沿うように進行させる。

更には、後方の駆動輪５が平行に設置されているのみの場合は、支持架台３の進行方向が左右にぶれてしまうことが懸念される。そこで、図２に示すように、コンクリート側壁２側とは反対側の駆動輪５の進行方向の位置を、コンクリート側壁２側の駆動輪５に対して前後位置調整機構８によって前方側にずらす。

なお、前後位置調整機構８は、コンクリート側壁２側の駆動輪５をコンクリート側壁２側とは反対側の駆動輪５の進行方向の位置に対して後方側にずらすものであってもよい。

このような進行方向の位置関係をずらして設置した駆動輪５によって、自然に支持架台３の進行方向がコンクリート側壁２側に向かうようになり、コンクリート側壁２が支持架台３のガイドの役目を果たし、支持架台３を直線に走行させることができる。

ここで、貯蔵位置に到達した時点でコンクリート側壁２に接していた側壁車輪７の張り出し長さを可変機構により調節し、貯蔵位置に合わせることが望ましい。図３に示すように、可変調節機構は長さ調節ネジ９を回すことで伸縮棒１０が伸縮するものであり、支持架台３を貯蔵位置に調節する。

調整後はボルト１４を取り外して側壁車輪７を支持架台３から取り外す。

使用済燃料貯蔵容器４を貯蔵位置から搬出する際は、上記搬送手順を逆に実行すればよいが、特には限定されない。

次に、本実施形態の効果について説明する。

上述した本発明の実施形態１の内部に放射性物質を収納する使用済燃料貯蔵容器４を貯蔵する貯蔵施設１における搬送方法は、使用済燃料貯蔵容器４を固定する支持架台３を搬送する搬送台車５０によって、貯蔵施設１内のうち蛇行抑制機構の一部が設置された領域まで搬送する第１搬送ステップと、第１搬送ステップによって領域まで搬送された支持架台３を蛇行抑制機構によりサポートした状態で搬送台車５０によって貯蔵位置まで搬送する第２搬送ステップと、を有している。

更に、蛇行抑制機構は、貯蔵施設１を構成するコンクリート側壁２と、支持架台３のコンクリート側壁２側の搬送方向前方側面側に設けられ、コンクリート側壁２に接触する側壁車輪７と、搬送台車５０の２つ以上の後方駆動輪５を搬送方向前後方向にずらす前後位置調整機構８と、からなる。

これによって、コンクリート側壁２に沿うように支持架台３が進行するため、コンクリート側壁２が支持架台３のガイドの役目を果たし、支持架台３を直線に走行させることができる。このため、使用済燃料貯蔵容器４を搬送する支持架台３の前方横側の駆動輪６の幅をなくしつつ、使用済燃料貯蔵容器４を精度良く貯蔵位置まで搬送することができ、使用済燃料貯蔵容器４を従来に比べて稠密配置することが可能となる。

また、側壁車輪７は、可変調節機構を更に備えたため、側壁車輪７に貯蔵位置まで搬送された使用済燃料貯蔵容器４を含む支持架台３を簡易、かつ確実に正確な貯蔵位置に配置することができ、従来に比べて搬送時間の短縮を図ることができる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法について図４を用いて説明する。実施形態１と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施形態においても同様とする。図４は本実施形態２の使用済燃料貯蔵容器の貯蔵建屋における使用済燃料貯蔵容器の搬送方法を示した側面図である。

本実施形態では、第２搬送工程における蛇行抑制機構を、貯蔵施設１を構成するコンクリート側壁２と、支持架台３のコンクリート側壁２側の搬送方向前方側面側に設けられ、コンクリート側壁２に接触する側壁車輪７と、図４に示すような貯蔵施設１の床面に設けた傾斜床２Ａと、からなるものとしている。

その他の構成・動作は前述した実施形態１の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

本発明の実施形態２の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法のように、蛇行抑制機構は、貯蔵施設１を構成するコンクリート側壁２と、支持架台３のコンクリート側壁２側の搬送方向前方側面側に設けられ、コンクリート側壁２に接触する側壁車輪７と、貯蔵施設１の床面に設けた傾斜床２Ａと、からなる場合においても、前述した実施形態１の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法とほぼ同様な効果が得られる。

すなわち、貯蔵施設１の床面をコンクリート側壁２側に傾斜した傾斜床２Ａとすることで、後方の駆動輪５での進行方向が自然にコンクリート側壁２側に向かうため、側壁車輪７とコンクリート側壁２とがガイドとして機能し、コンクリート側壁２に沿うように支持架台３を直線に走行させることができ、前方横側の駆動輪５の幅をなくしつつ、使用済燃料貯蔵容器４を精度良く貯蔵位置まで搬送することができる、との効果が得られる。

なお、本実施形態においても、側壁車輪７は、図３に示したような可変調節機構を備えることができる。

＜実施形態３＞
本発明の実施形態３の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法について図５を用いて説明する。図５は本実施形態３の使用済燃料貯蔵容器の貯蔵建屋における使用済燃料貯蔵容器の搬送方法を示した側面図である。

本実施形態では、第２搬送工程における蛇行抑制機構を、図５に示すような、貯蔵施設１の床面に設置された床面ガイドレール１１と、支持架台３の搬送方向側面側に設けられ、床面ガイドレール１１に沿って移動するガイド１２と、からなるものとする。

より具体的には、図５に示すように、貯蔵施設１の床面２Ｂのうち、貯蔵位置まで支持架台３をガイドする床面ガイドレール１１を設ける。床面ガイドレール１１は常設のものとし、例えば、金属製とすることができるが、特にこれに限定されない。

更に、支持架台３の床面ガイドレール１１側の側面にガイド１２を床面ガイドレール１１に係合させた状態で取付ける。ガイド１２の取り付けかたは、上述の側壁車輪７と同様に取り付け板をボルト等で固定する方法などがある。

床面ガイドレール１１とガイド１２との係合方法は特に限定されないが、例えばガイドと車輪とすることが考えられる。

本実施形態では、前方横側の駆動輪６を取り外した後、床面ガイドレール１１に係合するようにガイド１２を支持架台３に取り付けることで、支持架台３が床面ガイドレール１１に沿って進行させることができる。床面ガイドレール１１およびガイド１２により、貯蔵施設１内に設けるコンクリート側壁２による支持を不要としたうえで、支持架台３の進行方向を安定させて直進することが可能となる。

その他の構成・動作は前述した実施形態１の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

本発明の実施形態３の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法によれば、前述した実施形態１の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法とほぼ同様な効果が得られる。

また、蛇行抑制機構は、貯蔵施設１の床面に設置された床面ガイドレール１１と、支持架台３の搬送方向側面側に設けられ、床面ガイドレール１１に沿って移動するガイド１２と、からなることによって、コンクリート側壁２がない部分にも使用済燃料貯蔵容器４を稠密配置することが可能となり、使用済燃料貯蔵容器４の配置の自由度や貯蔵施設１の構造の自由度を上げることが可能となる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１…使用済燃料貯蔵容器の貯蔵施設
２…コンクリート側壁
２Ａ…傾斜床
２Ｂ…床面
３…支持架台
４…使用済燃料貯蔵容器
５…後方駆動輪
６…前方側方駆動輪
７…側壁車輪
８…前後位置調整機構
９…長さ調節ネジ
１０…伸縮棒
１１…床面ガイドレール（搬送台車用ガイドレール）
１２…ガイド
１３…取り付け板
１４…ボルト
５０…搬送台車
５１…エアバッグ
５２…フォーク
５３…モータ

Claims (3)

1. 内部に放射性物質を収納する使用済燃料貯蔵容器を貯蔵する貯蔵施設における搬送方法であって、
   前記使用済燃料貯蔵容器を固定する架台を搬送する搬送台車によって、前記貯蔵施設内のうち蛇行抑制機構の一部が設置された領域まで搬送する第１搬送ステップと、
   前記第１搬送ステップによって前記領域まで搬送された前記架台を前記蛇行抑制機構によりサポートした状態で前記搬送台車によって貯蔵位置まで搬送する第２搬送ステップと、を有し、
   前記搬送台車は、前記架台の搬送方向前方面側に設けられた、前記架台に対して取り外し可能な前方側方駆動輪と、前記架台の搬送方向後方側に固定され、モータにより前記架台を水平移動させる後方駆動輪と、を備え、
   前記蛇行抑制機構は、
   前記貯蔵施設を構成するコンクリート側壁と、
   前記架台の前記コンクリート側壁側の搬送方向前方側面側に設けられ、前記コンクリート側壁に接触する側壁車輪と、
   前記搬送台車の２つ以上の前記後方駆動輪を搬送方向前後方向にずらす前後位置調整機構と、からなる
   ことを特徴とする使用済燃料貯蔵容器の搬送方法。
2. 内部に放射性物質を収納する使用済燃料貯蔵容器を貯蔵する貯蔵施設における搬送方法であって、
   前記使用済燃料貯蔵容器を固定する架台を搬送する搬送台車によって、前記貯蔵施設内のうち蛇行抑制機構の一部が設置された領域まで搬送する第１搬送ステップと、
   前記第１搬送ステップによって前記領域まで搬送された前記架台を前記蛇行抑制機構によりサポートした状態で前記搬送台車によって貯蔵位置まで搬送する第２搬送ステップと、を有し、
   前記搬送台車は、前記架台の搬送方向前方面側に設けられた、前記架台に対して取り外し可能な前方側方駆動輪と、前記架台の搬送方向後方側に固定され、モータにより前記架台を水平移動させる後方駆動輪と、を備え、
   前記蛇行抑制機構は、
   前記貯蔵施設を構成するコンクリート側壁と、
   前記架台の前記コンクリート側壁側の搬送方向前方側面側に設けられ、前記コンクリート側壁に接触する側壁車輪と、
   前記貯蔵施設の床面に設けた傾斜床と、からなる
   ことを特徴とする使用済燃料貯蔵容器の搬送方法。
3. 請求項１または２に記載の使用済燃料貯蔵容器の搬送方法において、
   前記側壁車輪は、可変調節機構を更に備えた
   ことを特徴とする使用済燃料貯蔵容器の搬送方法。

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