JP7069004B2

JP7069004B2 - 金属製キャスク

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Publication number: JP7069004B2
Application number: JP2018246355A
Authority: JP
Inventors: 晃樋口
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2038-12-28
Also published as: JP2020106437A

Description

本発明は、金属製キャスクに関するものである。

金属製キャスクは、使用済核燃料などの被収容物を収容するのに用いられる大型容器であり、被収容物を収容するバスケットと、このバスケットを内部に収めるキャスク本体胴とを具備する構成である。特に、前記金属製キャスクが、使用済核燃料を収容した状態で輸送され、その後に長期にわたって当該使用済核燃料を貯蔵するものである場合、高い安全性が求められる。

このような金属製キャスクは、収容する使用済核燃料が中性子またはガンマ線などの危険な放射線を放出し続けるので、高い安全性を担保するために、構造強度、除熱、未臨界、密封および遮蔽の５つの安全機能が必要である。これら５つの安全機能のうち、構造強度、除熱および未臨界の３つの安全機能が前記バスケットに要求される。

従来の金属製キャスクとして、そのバスケットの形状における精度を高めるための構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構造により、高い構造強度が簡単に且つ低コストで実現される。

特公平６－３６０７０号公報

ところで、前記特許文献１に記載のバスケットでは、内部に使用済核燃料を収容するセル集合体４（束にされた複数本の角形鋼管）が、外側から補足形状維持板１５（支持補強板）で保持されている。この補足形状維持板１５（支持補強板）を２つに分割してなる半体１５ａ，１５ｂは、セル集合体４を外側から保持しながら互いに溶接１２ａ，１２ｂによって接合されて、補足形状維持板１５を構成する。すなわち、補足形状維持板１５は、内側の部分が刳り貫かれて、刳り貫かれた部分にセル集合体４が挿入されている状態に等しい。

このようなバスケットでは、落下などで大きな衝撃を受けた際、補足形状維持板１５が半体１５ａ，１５ｂを溶接により一体化した剛体であるから、当該補足形状維持板１５に局部的な応力集中が発生するおそれがある。すなわち、前記バスケットは、構造強度に関して改善の余地があると言える。

そこで、本発明は、構造強度を高め得る金属製キャスクを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、第１の発明に係る金属製キャスクは、キャスク本体胴の内部に収められるバスケットを具備する金属製キャスクであって、
前記バスケットが、
束にされた複数本の鋼管と、
面に沿った方向に複数枚の板材を連結してなり、前記束の外側で当該複数枚の板材が連結されることで、前記束にされた複数本の鋼管を保持する支持補強連結板と、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材を挟み込みにより連結する連結部材とを備え、
前記支持補強連結板が、その面が前記鋼管の長手方向と交差する位置に配置されたものであり、
前記連結部材が、前記キャスク本体胴の内面に沿って前記支持補強連結板に配置されたものであり、
前記連結部材が、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材にそれぞれ固定された一対の固定部と、
前記一対の固定部と楔式に連結された楔連結部とを有するものである。

前記課題を解決するため、第２の発明に係る金属製キャスクは、キャスク本体胴の内部に収められるバスケットを具備する金属製キャスクであって、
前記バスケットが、
束にされた複数本の鋼管と、
面に沿った方向に複数枚の板材を連結してなり、前記束の外側で当該複数枚の板材が連結されることで、前記束にされた複数本の鋼管を保持する支持補強連結板と、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材を挟み込みにより連結する連結部材とを備え、
前記支持補強連結板が、その面が前記鋼管の長手方向と交差する位置に配置されたものであり、
前記連結部材が、前記キャスク本体胴の内面に沿って前記支持補強連結板に配置されたものであり、
前記各鋼管が、内部に使用済核燃料を収容可能な空間を有する角形鋼管であり、
前記バスケットが、
隣り合う角形鋼管の間に隙間を形成するスペーサと、
前記隙間に配置された中性子吸収材とを備え、
前記スペーサが、形成する隙間を、当該隙間に配置された中性子吸収材を圧迫しない大きさにするものである。

前記課題を解決するため、第３の発明に係る金属製キャスクは、キャスク本体胴の内部に収められるバスケットを具備する金属製キャスクであって、
前記バスケットが、
束にされた複数本の鋼管と、
面に沿った方向に複数枚の板材を連結してなり、前記束の外側で当該複数枚の板材が連結されることで、前記束にされた複数本の鋼管を保持する支持補強連結板と、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材を挟み込みにより連結する連結部材とを備え、
前記支持補強連結板が、その面が前記鋼管の長手方向と交差する位置に、前記鋼管の長手方向に複数枚配置されたものであり、
前記連結部材が、前記キャスク本体胴の内面に沿って前記支持補強連結板に配置されたものであり、
前記バスケットが、
隣り合う支持補強連結板の間に配置されて前記鋼管から熱を受けるアルミニウム合金からなる除熱材と、
前記支持補強連結板と除熱材との間に形成された熱膨張代と、
弾性力により前記除熱材を内側に押圧しながら保持する弾性体とを備え、
前記除熱材が、前記連結部材の内側に位置する座面を有し、
前記弾性体が、前記連結部材と前記座面との間に配置されたものである。

また、第４の発明に係る金属製キャスクは、第１乃至第３のいずれかの発明に係る各鋼管が、炭素鋼からなるものである。

前記金属製キャスクによると、連結部材が関節として機能することで、支持補強連結板に応力集中が発生しないので、構造強度を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る金属製キャスクを示す一部切欠き斜視図である。従来の例での金属製キャスクにおける束にされた複数本の鋼管およびこれらを保持する支持補強剛体板の斜視図である。本発明の実施の形態に係る金属製キャスクにおける束にされた複数本の鋼管およびこれらを保持する支持補強連結板並びに連結部材の斜視図である。従来の例での金属製キャスクが軸心方向を水平にして地面に衝突する前の横断面下半分を示す図である。同金属製キャスクが軸心方向を水平にして地面に衝突した状態の横断面下半分を示す図である。本発明の実施の形態に係る金属製キャスクが軸心方向を水平にして地面に衝突する前の横断面下半分を示す図である。同金属製キャスクが軸心方向を水平にして地面に衝突した状態の横断面下半分を示す図である。本発明の実施例に係る金属製キャスクの連結部材で連結する状態を示す斜視図である。同金属製キャスクの連結部材で連結する状態を示す平面図である。同金属製キャスクの連結部材で連結した状態を示す平面図である。同金属製キャスクが軸心方向を水平にして地面に衝突する前の連結部材に着目して示す図である。同金属製キャスクが軸心方向を水平にして地面に衝突した状態の連結部材に着目して示す図である。同金属製キャスクの連結部材および除熱材を配置する状態を示す斜視図である。同金属製キャスクの連結部材およびストッパを通らない断面を示す縦断面図である。同金属製キャスクの連結部材を通る断面を示す縦断面図である。同金属製キャスクの連結部材を拡大して示す平面図である。連結部材の変形例を拡大して示す平面図である。連結部材の他の変形例を拡大して示す平面図である。同金属製キャスクの連結部材を支持補強剛体板およびスペーサとともに拡大して示す平面図である。連結部材のさらに他の変形例を支持補強剛体板およびスペーサとともに拡大して示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る金属製キャスクについて、図面に基づき説明する。

まず、前記金属製キャスクの概略について説明する。

この図１に示すように、前記金属製キャスク１は、使用済核燃料などの被収容物を収容するのに用いられる大型容器である。このため、前記金属製キャスク１は、概略的に、外殻となるキャスク本体胴２と、このキャスク本体胴２の内部に収められるバスケット３とを具備する。金属製キャスク１は、前記キャスク本体胴２およびバスケット３以外に、蓋４など、公知の構造部材も具備する。なお、以下では、前記金属製キャスク１の軸心Ｏ側を内側、その反対側を外側として説明する。

前記バスケット３は、束にされた複数本の鋼管５と、当該束にされた複数本の鋼管５を外側から保持する支持補強連結板６とを備える。前記複数本の鋼管５は、その長手方向が前記軸心Ｏ方向に沿うように配置され、前記支持補強連結板６は、その面が前記鋼管５の長手方向と交差する位置に配置される。前記各鋼管５の内部が、被収容物を収容可能な空間となる。

ここで、前記支持補強連結板６について、図２に示す従来の例と、図３に示す本発明に係る例とを比較しながら説明する。なお、図２および図３のいずれも、説明を簡単にするために、前記束にされた複数本の鋼管５と、前記支持補強連結板６のうち１枚と、当該支持補強連結板６に付随する部材とを示し、これら以外を省略する。

図２に示す従来の例では、支持補強連結板Ｃが１枚の円形板Ｃに前記束にされた複数本の鋼管５を貫通させる穴Ｈが刳り貫かれたもの、または、その形状になるように複数の板材を溶接により剛体として接合したもの（溶接線は図示省略）である。すなわち、図２に示す従来の例だと、支持補強連結板Ｃは、剛体であるから、支持補強剛体板Ｃと言うのがより正確である。

これに対して、図３に示す本発明に係る例では、支持補強連結板６が複数枚の板材６１を連結してなるものであり、当該連結は、隣り合う板材６１を連結部材７で挟み込むことにより行われる。このため、図３に示す本発明に係る例だと、支持補強連結板６は、剛体ではなく、軸心Ｏ方向に垂直な方向で大きな力を受けると連結部材７の箇所で撓むことになる。前記連結部材７は、前記支持補強連結板６の複数枚の板材６１のうち隣り合う板材６１を挟み込みにより連結する部材であれば特に限定されないが、例えば、前記板材６１に突出して設けられた固定部８と、隣り合う板材６１の固定部８に掛けられる図３に示す掛部９（または実施例として後述する楔連結部）とからなる。また、前記連結部材７は、前記キャスク本体胴２の内面に沿って前記支持補強連結板６の外縁部に配置される。

次に、金属製キャスク１がその軸心Ｏを水平にして落下した場合の様子を、図２に示す従来の例での支持補強剛体板Ｃと、図３に示す本発明に係る例での支持補強連結板６とで比較しながら説明する。この説明は、金属製キャスク１の横断面下半分を示す、図４Ａおよび図４Ｂ（図２に示す従来の例に対応）と、図５Ａおよび図５Ｂ（図３に示す本発明に係る例に対応）とに基づき行う。

図４Ａおよび図５Ａは金属製キャスク１が地面に衝突する前の状態を示し、図４Ｂおよび図５Ｂは金属製キャスク１が地面Ｇに衝突した状態を示す。金属製キャスク１が地面Ｇに衝突する前の状態では、図４Ａおよび図５Ａに示すように、従来の例および本発明に係る例に共通して、キャスク本体胴２と、このキャスク本体胴２の内部に収められる支持補強剛体板Ｃおよび支持補強連結板６との間に、僅かな空間２０が形成されている。しかしながら、金属製キャスク１が地面Ｇに衝突した状態では、図４Ｂおよび図５Ｂに示すように、従来の例および本発明に係る例に共通して、金属製キャスク１と地面Ｇとの衝突に僅かに遅れて、キャスク本体胴２と支持補強剛体板Ｃおよび支持補強連結板６との衝突が発生する。

従来の例だと、金属製キャスク１が地面Ｇに衝突する前の状態では、図４Ａに示すように、支持補強剛体板Ｃは外部から力を受けていない。しかしながら、金属製キャスク１が地面Ｇに衝突した状態では、図４Ｂに示すように、支持補強剛体板Ｃは下方（地面Ｇに衝突した側）のキャスク本体胴２と衝突し、支持補強剛体板Ｃで保持されている複数本の鋼管５は束の状態から外側Ｗに広がろうとする。すなわち、図４Ｂに示す束にされた複数本の鋼管５は、キャスク本体胴２の内面に沿って広がる方向に移動しようとする。ここで、従来の例での支持補強剛体板Ｃは、剛体であるから、これら移動しようとする鋼管５をそのまま保持し続けるので、局部的に応力集中Ｓが発生する。

一方で、本発明に係る例だと、金属製キャスク１が地面Ｇに衝突する前の状態では、図５Ａに示すように、支持補強連結板６は外部から力を受けていない。しかしながら、金属製キャスク１が地面Ｇに衝突した状態では、図５Ｂに示すように、支持補強連結板６は下方（地面Ｇに衝突した側）のキャスク本体胴２と衝突し、支持補強連結板６で保持されている複数本の鋼管５は束の状態から外側Ｗに広がろうとする。すなわち、図５Ｂに示す束にされた複数本の鋼管５は、キャスク本体胴２の内面に沿って広がる方向に移動しようとする。ここで、本発明に係る支持補強連結板６は、複数枚の板材６１が連結部材７で挟み込まれたものであるから、これら移動しようとする鋼管５に従ってキャスク本体胴２の内面に沿って広がる。このような支持補強連結板６の広がりでは、前記連結部材７で連結された隣り合う板材６１の相対位置が変動し、言い換えれば、連結部材７が関節として機能する。このため、本発明に係る支持補強連結板６は、前記落下の衝撃により移動しようとする鋼管５をそのまま保持し続けるのではなく、移動しようとする鋼管５に従って広がるので、図４Ｂに示したような局部的な応力集中Ｓが発生しない。

このように、本発明の実施の形態に係る金属製キャスク１によると、連結部材７が関節として機能することで、支持補強連結板６に応力集中Ｓが発生しないので、構造強度を高めることができる。

以下、前記実施の形態をより具体的に示した実施例に係る金属製キャスク１について、図面に基づき説明する。本実施例では、前記実施の形態で説明を省略した構成、および、前記実施の形態とは異なる構成に着目して説明するとともに、前記実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例に係る金属製キャスク１は、原則的に図１，図３，図５Ａおよび図５Ｂに示す通りであるが、連結部材の構成がこれらの図で示したものと異なるので、まずは連結部材に着目して説明する。

本実施例として、図６および図７に、前記支持補強連結板６の隣り合う板材６１を連結部材（具体的には固定部８および楔連結部９０）で連結する前の状態で示し、図８に、前記支持補強連結板６の隣り合う板材６１を連結部材８，９０で連結した状態を示す。図６が斜視図であり、図７および図８が軸心Ｏ方向に沿って見た図である。

図６～図８に示すように、本実施例に係る連結部材８，９０は、隣り合う板材６１の対向する縁にそれぞれ固定された一対の固定部８と、当該一対の固定部８と楔式に連結されたクランプ９０（楔連結部の一例）とを有する。前記一対の固定部８は、ボルト穴８２が形成されたクランプボス８１と、ボルト穴が形成されていないクランプラッチ８３とからなる。クランプボス８１およびクランプラッチ８３は、互いに向かい合う面から反対側の面８９がテーパ形状にされている。このテーパ形状は、クランプ９０に圧入される側を狭く、その反対側を広くした形状である。

前記クランプ９０は、クランプボス８１およびクランプラッチ８３が圧入される楔用溝９１を有する。当該楔用溝９１は、その開口側に向けて広がるテーパ形状（クランプボス８１およびクランプラッチ８３のテーパ形状と略同一）にされている。当該楔用溝９１には、前記クランプボス８１のボルト穴８２（以下、固定部側ボルト穴８２）と連通する位置に、別途のボルト穴９２（以下、楔連結部側ボルト穴９２）が形成されている。このため、前記連結部材８，９０は、クランプボス８１およびクランプラッチ８３を楔用溝９１に圧入し、固定部側ボルト穴８２および楔連結部側ボルト穴９２にボルト２２を挿通して締めることにより、クランプボス８１およびクランプラッチ８３がクランプ９０に強く挟み込まれる構造と言える。

前記クランプ９０は、支持補強連結板６の外周縁６２に（つまりキャスク本体胴２の内面にも）沿わせた形状にされている。すなわち、図８に示すように、前記支持補強連結板６を構成する隣り合う板材６１を連結部材８，９０で連結した状態で、クランプ９０の外側面９３は、支持補強連結板６の外周縁６２から出ることなく、当該外周縁６２の円弧に沿った平面形状にされている。なお、図７および図８に示すストッパ３０は、連結部材８，９０のように隣り合う板材６１を連結するものではないが、後述するように、連結部材８，９０と同様に除熱材１０１（後述する）を保持するものである。当該ストッパ３０は、前記板材６１に固定されてボルト穴３２が形成されたストッパボス３１に、ボルト３３で取り付けられる。

次に、鋼管５およびその周辺について詳細に説明する。

図８に示すように、前記各鋼管５は、内部に使用済核燃料を収容可能な空間を有する角形鋼管５０である。これら角形鋼管５０は、隣り合う角形鋼管５０が横断面で多角形状を有するものであれば、どのような形状でもよいが、一例として横断面が略正方形状のものを図示する。

前記バスケット３は、隣り合う角形鋼管５０の間に隙間５２を形成するスペーサ５１と、前記隙間５２に配置された中性子吸収材５３とを備える。前記スペーサ５１は、当該隙間５２に配置された中性子吸収材５３を圧迫しない大きさにするものである。つまり、前記スペーサ５１は、隣り合う角形鋼管５０から中性子吸収材５３が同時に押圧されない大きさにされている。

前記軸心Ｏ方向に沿って見た角形鋼管５０が行および列に等間隔で配列されている場合、前記スペーサ５１は、行および列の方向に隣り合う３本または４本の角形鋼管５０に接する横断面十字形スペーサ５１Ｘと、行または列の方向に隣り合う２本の角形鋼管５０に接する横断面Ｔ字形スペーサ５１Ｔとからなる。

前記スペーサ５１および中性子吸収材５３は、いずれも、角形鋼管５０の両端近傍まで亘る長さにされることで、各角形鋼管５０の内部に使用済核燃料を収容しても、十分に未臨界の機能が担保される。

次に、本実施例に係る金属製キャスク１がその軸心Ｏを水平にして落下した場合の様子を、前記連結部材７に着目して図９Ａおよび図９Ｂに基づき説明する。図９Ａは金属製キャスク１が地面Ｇに衝突する前の連結部材８，９０およびその周辺を示し、図９Ｂは金属製キャスク１が地面Ｇに衝突した連結部材８，９０およびその周辺を示す。

金属製キャスク１が地面Ｇに衝突する前の状態では、図９Ａに示すように、支持補強連結板６は外部から力を受けていない。しかしながら、金属製キャスク１が地面に衝突した状態では、図９Ｂに示すように、前述のように支持補強連結板６で保持されている複数本の角形鋼管５０は束の状態から外側Ｗに広がる方向に移動しようとする。ここで、支持補強連結板６は、複数枚の板材６１が連結部材８，９０で挟み込まれたものであるから、これら移動しようとする角形鋼管５０に従ってキャスク本体胴の内面に沿って広がる。具体的には、隣り合う板材６１が、保持している角形鋼管５０から、内側で開く（離れる）とともに外側で閉じる（近づく）方向に力を受ける。これら隣り合う板材６１に固定されているクランプボス８１およびクランプラッチ８３も、内側で開く（離れる）とともに外側で閉じる（近づく）方向に回転する力を受ける。これらクランプボス８１およびクランプラッチ８３に楔式に連結されたクランプ９０は、前記力に抵抗してそのまま保持し続けるのではなく、クランプボス８１およびクランプラッチ８３から抜ける方向（外側）に移動する。このため、クランプボス８１およびクランプラッチ８３が内側で開く（離れる）とともに外側で閉じる（近づく）方向に回転し、隣り合う板材６１も内側で開く（離れる）とともに外側で閉じる（近づく）方向に移動する。言い換えれば、連結部材８，９０が関節として機能する。このため、前記支持補強連結板６は、前記落下の衝撃により移動しようとする角形鋼管５０をそのまま保持し続けるのではなく、移動しようとする角形鋼管５０に従って広がるので、図４Ｂに示したような局部的な応力集中Ｓが発生しない。

このように、本発明の実施例に係る金属製キャスク１によると、連結部材８，９０が関節として機能することで、支持補強連結板６に応力集中Ｓが発生しないので、構造強度を高めることができる。

また、連結部材８，９０による連結が楔式であるから、隣り合う板材６１の連結を容易にすることができるとともに、連結する強さをクランプボス８１およびクランプラッチ８３が楔用溝９１に圧入される量（ボルト２２で締める量）で調整することができる。

さらに、隣り合う角形鋼管５０の間にスペーサ５１で形成された隙間５２が中性子吸収材５３を圧迫しない大きさであるから、隣り合う角形鋼管５０から中性子吸収材５３が同時に押圧されず、当該中性子吸収材５３を保護することができる。

ところで、前記実施例に係る金属製キャスク１は、角形鋼管５０の内部に収容された使用済核燃料からの熱を逃がす除熱材にも特徴を有する。したがって、以下に当該除熱材に着目して図１０～図１２に基づき説明する。

図１０に示すように、前記バスケット３は、アルミニウム合金からなる除熱材１０１を備える。当該除熱材１０１は、前記複数本の角形鋼管５０の束の外側で支持補強連結板６の表裏面に配置される。また、前記除熱材１０１は、支持補強連結板６の表裏面に配置された連結部材８，９０と干渉しないように切欠き１０２が形成されている。この切欠き１０２は、前記連結部材８，９０のクランプ９０における楔用溝９１から延出した延出部９４を収容する。この延出部９４は内側に向いた内側座面９５を有し、前記切欠き１０２は外側に向いた外側座面１０５（除熱材１０１が有する座面の一例）を有し、当該内側座面９５および外側座面１０５は対向する。当該内側座面９５と外側座面１０５との間に、板ばね１１０（弾性体であればよい）が配置される。

前記除熱材１０１の配置を、図１１および図１２に基づき詳しく説明する。図１０において、連結部材８，９０およびストッパ３０を通らない縦断面図が図１１であり、連結部材８，９０を通る縦断面図が図１２である。なお、図１でも示したが、前記支持補強連結板６は、軸心Ｏ方向（鋼管５の長手方向）に複数枚配置されたものである。

図１１および図１２に示すように、前記除熱材１０１は、軸心Ｏ方向に隣り合う支持補強連結板６の間に配置される。図１１に示すように、支持補強連結板６と除熱材１０１との間には熱膨張代ｈが形成されることで、当該除熱材１０１が熱膨張しても支持補強連結板６を押圧しないように構成されている。すなわち、この熱膨張代ｈは、前記角形鋼管５０の内部に収容された使用済核燃料からの熱により前記除熱材１０１が軸方向に熱膨張する分以上に設定される。

図１２に示すように、最も外側の角形鋼管５０は連結部材８，９０により支持補強連結板６を介して支持されているので、当該連結部材９０の内側座面９５と除熱材１０１の外側座面１０５との間に配置された板ばね１１０の弾性力により、当該除熱材１０１が前記角形鋼管５０に押圧されて保持される。この板ばね１１０は、内側の除熱材１０１を保持するだけでなく、前記熱により除熱材１０１が外側に熱膨張した分を吸収する。なお、図示しないが、前記ストッパ３０を通る縦断面では、図１２において、クランプ９０の代わりにストッパ３０が現れる。各ストッパ３０も、クランプ９０と同様に、前記除熱材１０１の別途の切欠きに収容されて、当該切欠きが有する外側座面と当該ストッパの内側座面３５（図７および図８参照）との間に、別途の板ばね（弾性体であればよい）が配置される。

前記角形鋼管５０は、炭素鋼からなるものである。これにより、ステンレス鋼およびアルミニウム合金よりも構造強度が高く、ステンレス鋼よりも熱伝導率が高い（つまり除熱の効果が高い）という利点が得られる。さらに、炭素鋼はアルミニウム合金よりも熱膨張しにくいので、角形鋼管５０が炭素鋼からなることにより、角形鋼管５０が軸心Ｏ方向に熱膨張する分以上に設定される間隔１６０（図１１および図１２参照）である、蓋４とバスケット３（正確にはフランジプレート１４０）との間隔１６０を小さくすることが可能になる。この間隔１６０があることで、金属製キャスク１が前記蓋４を下にして落下した場合、地面Ｇと蓋４との衝突に遅れて、蓋４とバスケット３（正確にはフランジプレート１４０）とが衝突することになる。この遅れた衝突（遅れ衝突とも言う）では、地面Ｇと蓋４との衝突よりも衝撃が大きくなる。このため、遅れ衝突による衝撃を小さくするには、前記遅れを小さくすることである。前述のように、角形鋼管５０が炭素鋼（熱膨張しにくい材料）からなるものとすれば、前記間隔１６０が小さくなることで前記遅れも小さくなるので、遅れ衝突による衝撃も小さくなる。

このように、本実施例に係る金属製キャスク１によると、支持補強連結板６の表裏面に熱膨張代ｈを介して配置されたアルミニウム合金からなる除熱材１０１を備えることにより、高い伝熱性を維持しつつ熱膨張による悪影響を抑えることができる。

また、連結部材７の内側座面９５と除熱材１０１の外側座面１０５との間に配置された板ばね１１０により、除熱材１０１を保持するだけでなく、前記熱により除熱材１０１が外側に熱膨張した分を吸収するので、高い伝熱性を維持しつつ熱膨張による悪影響を抑えることができる。

さらに、角形鋼管５０が炭素鋼からなることにより、蓋４とバスケット３（正確にはフランジプレート１４０）との遅れ衝突による衝撃が小さくなるので、構造強度を高めることができる。

ところで、前記実施の形態および実施例で示した金属製キャスク１は、原則として被収容物（実施例では一例として使用済核燃料）を収容する前の状態のものであるが、当該被収容物を収容した状態のものでもよい。

また、前記実施の形態および実施例では、軸心Ｏ方向からみた支持補強連結板６の外周縁６２が真円形として図示したが、束にされた複数本の鋼管５を外側から保持する形状であれば特に限定されない。

さらに、支持補強連結板６の枚数について、前記実施の形態では説明せず（図１では少なくとも６枚を示す）、前記実施例では複数枚として説明したが、特に限定されるものではない。勿論、前記実施例で説明したように、前記バスケット３が除熱材１０１を有するものであれば、支持補強連結板６は、当該除熱材１０１を前記軸心Ｏ方向に（熱膨張代ｈを介して）挟む枚数以上である。

加えて、前記実施例では、楔連結部の一例として、一対の固定部８に外側から内側に向けて楔式に連結されるクランプ９０について説明したが、他の方向から楔式に連結されるものでもよい。なお、楔式に連結とは、開口側に向けて広がるテーパ形状の溝を有する雌部材と、この溝と略同一のテーパ形状を有して当該溝に圧入される雄部材との連結である。

また、前記実施例では、図１３に示すように、一対の固定部８の一例である前記クランプボス８１およびクランプラッチ８３は、互いに向かい合う面から反対側の面８９がテーパ形状にされ、前記クランプ９０の楔用溝９１も開口側に向けて広がる略同一のテーパ形状として説明したが、図１４に示すように、テーパ形状でなくてもよい。例えば、前記反対側の面８９が平行であり、当該反対側の面８９に接し得る前記楔用溝９１の面も平行であってもよい。

また、前記実施例では、連結部材８，９０を構成する楔連結部の一例として、一対の固定部８と楔式に連結されたクランプ９０について説明したが、図１５に示すように、楔式に連結されない掛部９でもよい。例えば、この掛部９は、クランプラッチ８３に掛けられるクランプラッチ側掛部材９８を有するが、クランプボス８１に掛けられる部材を有しない。前記掛部９は、クランプ９０の楔連結部側ボルト穴９２と同じボルト穴９２が形成され、このボルト穴９２およびクランプボス８１の固定部側ボルト穴８２にボルト２２が挿通されて締められることにより、クランプボス８１と連結される。

また、前記実施例では、図１６に示すように、連結部材８，９０がスペーサ５１から離れた位置である支持補強連結板６の外縁部に配置されたものとして図示したが、これは、連結部材８，９０を十分に関節として機能させるためである。勿論、図１７に示すように、連結部材８，９０がスペーサ５１に接した位置または当該スペーサ５１の近くである内縁部に配置されたものであってもよい。

また、前記実施例では、スペーサ５１が横断面十字形スペーサ５１Ｘおよび横断面Ｔ字形スペーサ５１Ｔであるとして説明したが、形成する隙間５２に配置された中性子吸収材５３を圧迫しない大きさにするものであればよい。

また、前記実施例では、除熱材１０１がアルミニウム合金からなるとして説明したが、熱伝導率がアルミニウム合金以上の材料からなるものであればよい。

また、前記実施例では、弾性体の一例として板ばね１１０について説明したが、弾性力により除熱材１０１を内側に押圧しながら保持するものであればよい。

また、前記実施の形態および実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。前記実施の形態および実施例で説明した構成のうち「課題を解決するための手段」での第１の発明として記載した構成以外については、任意の構成であり、適宜削除および変更することが可能である。

１金属製キャスク
２キャスク本体胴
３バスケット
４蓋
５鋼管
６支持補強連結板
７連結部材
８固定部
９掛部
５０角形鋼管
５１スペーサ
５２隙間
５３中性子吸収材
６１板材
８１クランプボス
８３クランプラッチ
９０クランプ
９１楔用溝
１０１除熱材
１１０板ばね

Claims

キャスク本体胴の内部に収められるバスケットを具備する金属製キャスクであって、
前記バスケットが、
束にされた複数本の鋼管と、
面に沿った方向に複数枚の板材を連結してなり、前記束の外側で当該複数枚の板材が連結されることで、前記束にされた複数本の鋼管を保持する支持補強連結板と、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材を挟み込みにより連結する連結部材とを備え、
前記支持補強連結板が、その面が前記鋼管の長手方向と交差する位置に配置されたものであり、
前記連結部材が、前記キャスク本体胴の内面に沿って前記支持補強連結板に配置されたものであり、
前記連結部材が、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材にそれぞれ固定された一対の固定部と、
前記一対の固定部と楔式に連結された楔連結部とを有することを特徴とする金属製キャスク。
キャスク本体胴の内部に収められるバスケットを具備する金属製キャスクであって、
前記バスケットが、
束にされた複数本の鋼管と、
面に沿った方向に複数枚の板材を連結してなり、前記束の外側で当該複数枚の板材が連結されることで、前記束にされた複数本の鋼管を保持する支持補強連結板と、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材を挟み込みにより連結する連結部材とを備え、
前記支持補強連結板が、その面が前記鋼管の長手方向と交差する位置に配置されたものであり、
前記連結部材が、前記キャスク本体胴の内面に沿って前記支持補強連結板に配置されたものであり、
前記各鋼管が、内部に使用済核燃料を収容可能な空間を有する角形鋼管であり、
前記バスケットが、
隣り合う角形鋼管の間に隙間を形成するスペーサと、
前記隙間に配置された中性子吸収材とを備え、
前記スペーサが、形成する隙間を、当該隙間に配置された中性子吸収材を圧迫しない大きさにするものであることを特徴とする金属製キャスク。
キャスク本体胴の内部に収められるバスケットを具備する金属製キャスクであって、
前記バスケットが、
束にされた複数本の鋼管と、
面に沿った方向に複数枚の板材を連結してなり、前記束の外側で当該複数枚の板材が連結されることで、前記束にされた複数本の鋼管を保持する支持補強連結板と、
前記支持補強連結板の複数枚の板材のうち隣り合う板材を挟み込みにより連結する連結部材とを備え、
前記支持補強連結板が、その面が前記鋼管の長手方向と交差する位置に、前記鋼管の長手方向に複数枚配置されたものであり、
前記連結部材が、前記キャスク本体胴の内面に沿って前記支持補強連結板に配置されたものであり、
前記バスケットが、
隣り合う支持補強連結板の間に配置されて前記鋼管から熱を受けるアルミニウム合金からなる除熱材と、
前記支持補強連結板と除熱材との間に形成された熱膨張代と、
弾性力により前記除熱材を内側に押圧しながら保持する弾性体とを備え、
前記除熱材が、前記連結部材の内側に位置する座面を有し、
前記弾性体が、前記連結部材と前記座面との間に配置されたものであることを特徴とする金属製キャスク。
各鋼管が、炭素鋼からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属製キャスク。