JP7221087B2

JP7221087B2 - concrete cask

Info

Publication number: JP7221087B2
Application number: JP2019043340A
Authority: JP
Inventors: 浩文竹田; 総一郎岡崎; 将徳後藤
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry; Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry; Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2023-02-13
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP2020148468A

Description

本発明は、コンクリートキャスクに関する。さらに詳述すると、本発明は、コンクリートキャスクのキャニスタの底部溶接部の外気遮蔽構造に関するものである。 The present invention relates to concrete casks. More specifically, the present invention relates to an external air shielding structure for the bottom welded portion of a concrete cask canister.

原子炉の使用済原子燃料に代表される高放射性物質の貯蔵手段としてコンクリートキャスクが注目されている。このコンクリートキャスクは、遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート製貯蔵容器（以下、コンクリート容器と呼ぶ）と、使用済燃料を収納して溶接により密封する構造のステンレス鋼製の円筒状密封容器（以下、キャニスタと呼ぶ）とによって構成されており、コンクリート容器の上下に設けた空気の流通口即ち給気口と排気口とを通してキャニスタとコンクリート容器との間の隙間を外気が通り抜ける自然通風（煙突効果による温度差換気）により、キャニスタ内の使用済燃料の崩壊熱を外気で効率的に除去する乾式型貯蔵施設である。 Concrete casks are attracting attention as a means of storing highly radioactive materials, such as spent nuclear fuel from nuclear reactors. This concrete cask consists of a non-sealed concrete storage container with a shielding function (hereinafter referred to as concrete container) and a stainless steel cylindrical sealed container (hereinafter referred to as A natural draft (chimney effect) of outside air passing through the gap between the canister and the concrete container through the air supply and exhaust ports provided at the top and bottom of the concrete container. This is a dry-type storage facility that efficiently removes the decay heat of the spent fuel in the canister with the outside air by means of temperature differential ventilation.

ここで、キャニスタは、円筒状のキャニスタ胴、円板状の底部及びキャニスタ蓋により密封容器が形成され、その内部には燃料を等間隔に保管するためのバスケットを備えて胴と底板及び蓋とが溶接により接合された密閉構造が採られ、内部に封入されたヘリウム（Ｈｅ）を介してキャニスタ内の使用済燃料の崩壊熱がキャニスタ胴、底部及びキャニスタ蓋に伝達される構造とされている。 Here, the canister has a sealed container formed by a cylindrical canister body, a disk-shaped bottom and a canister lid, and is equipped with baskets for storing fuel at regular intervals inside the canister body, the bottom plate and the lid. is joined by welding, and the decay heat of the spent fuel in the canister is transmitted to the canister body, bottom and canister lid through the helium (He) enclosed inside. .

ところで、オーステナイト系ステンレス製のキャニスタの残留引張応力が発生する溶接部には応力腐食割れ（ＳＣＣ：Stress Corrosion Cracking）が生じる虞があること、そして応力腐食割れの発生には冷却空気中に含まれる塩分が大きく影響することが知られている。応力腐食割れは、溶接線から数ｍｍ以内の近傍で発生することが多く、多くは割れが結晶粒界に沿って優先的に伸展する粒界型応力腐食割れである。溶接部においては、溶接時に６００～８００℃に加熱された部分でＣｒ炭化物が生成し、Ｃｒ濃度が周囲より低くなる欠乏層が生じる。即ち、キャニスタ表面に防錆のための安定した被膜を形成するに必要なＣｒ濃度を下回るため、応力腐食割れへの感受性が強くなるものと考えられる。そこに、大気中の塩分が徐々に付着して一定濃度例えば０．８ｇ／ｍ^２を超える塩分濃度となって大気中の水分で潮解することにより応力腐食割れが表面に発生し、伸展することとなる。 By the way, there is a risk that stress corrosion cracking (SCC) may occur in the welded part of the canister made of austenitic stainless steel where residual tensile stress occurs. It is known that salinity has a large effect. Stress corrosion cracking often occurs within several millimeters from the weld line, and is mostly intergranular stress corrosion cracking in which cracks preferentially extend along grain boundaries. In the welded portion, Cr carbide is formed in the portion heated to 600 to 800° C. during welding, and a depleted layer having a lower Cr concentration than the surroundings is produced. In other words, it is considered that the susceptibility to stress corrosion cracking is increased because the Cr concentration is lower than the Cr concentration required to form a stable coating for rust prevention on the canister surface. Salt in the air gradually adheres to the surface, and the salt concentration exceeds a certain concentration, for example, 0.8 g/m ² . Deliquescence occurs with the moisture in the air, and stress corrosion cracking occurs on the surface and spreads. becomes.

このことから、キャニスタの溶接部、特にコンクリートキャクス内に導入された直後の冷たい外気が直接衝突する胴部と底部とを接合する溶接部（以下、底部溶接部と呼ぶ）での応力腐食割れの発生が懸念される。 From this, stress corrosion cracking at the canister weld, especially at the weld that joins the body and bottom (hereinafter referred to as the bottom weld) where the cold outside air directly collides immediately after being introduced into the concrete cax There is concern about the occurrence of

そこで、従来は、キャニスタ溶接部における応力腐食割れを防止する簡便な手法として、溶接部の表面に塗料を施すことが提案されている（例えば、特許文献１）。 Therefore, conventionally, as a simple method for preventing stress corrosion cracking in canister welds, it has been proposed to apply paint to the surfaces of the welds (for example, Patent Document 1).

また、キャスクに入る塩分を事前に低減させる塩分低減装置(例えば、特許文献２)が提案されている。この装置は、コンクリートキャスクを収容する建屋の外気取り入れ口に水を溜めるトレイを配置して、建屋内に導入される外気がトレイに貯められ水の水面に衝突するように案内することで外気に含まれる塩分を水で捕捉するものである。 Also, a salt content reduction device has been proposed (for example, Patent Document 2) that reduces the salt content that enters the cask in advance. In this device, a tray for storing water is placed at the outside air intake of the building housing the concrete cask, and the outside air introduced into the building is stored in the tray and guided so that it collides with the surface of the water. It captures the contained salt with water.

特開２００２－２７７５８６号公報JP-A-2002-277586 特開２００７－１５５３１４号公報JP 2007-155314 A

しかしながら、キャニスタの溶接部を塗装する場合、長期の貯蔵の間に塗装に剥がれが生じる可能性がある。しかも、塗装が剥がれたとしても強い放射線環境下であるため検査し難いので剥げたことを見い出すこと即ち管理することが難しい上に、修復が困難であるといった問題がある。このため、溶接部の上に塗装することは、溶接部に塩分を付着させない一番簡単な手法ではあるが、管理が難しく応力腐食割れの発生を未然に防ぐことが確実に保証できないという問題を有している。 However, when the canister welds are painted, the paint can flake off during long-term storage. Moreover, even if the coating is peeled off, it is difficult to inspect it under the strong radiation environment. For this reason, painting over the weld is the simplest method to prevent salt from adhering to the weld, but it is difficult to control and it is not possible to reliably prevent the occurrence of stress corrosion cracking. have.

また、建屋の外気取り込み口あるいはキャスクの給気口の付近で外気に含まれる塩分を水で捕捉する方法では、キャスクに流入する塩分を低減できても完全に捕捉して遮断することは難しい。このため、貯蔵中にキャニスタ表面に大気中の塩分が徐々に付着し、一定塩分濃度例えば０．８ｇ／ｍ^２を超え尚且つ大気中の水分により付着塩分が潮解することがあれば応力腐食割れの発生を招く虞を確実に排除できないという問題を有している。 In addition, in the method of capturing the salt contained in the outside air with water near the outside air intake of the building or the air supply port of the cask, even if the salt entering the cask can be reduced, it is difficult to completely capture and block it. For this reason, if salt in the atmosphere gradually adheres to the surface of the canister during storage, and if the salt concentration exceeds a certain level, such as 0.8 g/m ² , and the adhered salt is deliquesced by moisture in the atmosphere, stress corrosion cracking will occur. However, there is a problem that the risk of causing the occurrence of

そこで、簡単な構造でより確実に塩分の付着を防ぐ手法が望まれている。 Therefore, there is a demand for a method of more reliably preventing the adhesion of salt with a simple structure.

本発明は、かかる要望に応えるものであり、塩分を含む外部環境からもっともＳＣＣが発生しやすいキャニスタの底部溶接部を保護するコンクリートキャスクを提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention addresses such a need, and provides a concrete cask that protects the bottom weld of a canister where SCC is most likely to occur from an external environment containing salt.

かかる目的を達成するコンクリートキャスクは、使用済燃料を収納して溶接により密封される構造のステンレス鋼製のキャニスタと、キャニスタを収容する非密封型のコンクリート容器とを備え、コンクリート容器の上下に設けた給気口と排気口を通してキャニスタとの間の隙間を外気が通り抜けることにより煙突効果による温度差換気を行い、キャニスタ内に密封した使用済燃料の崩壊熱を外気で効率的に除去するようにしたものであって、キャニスタの底部溶接部を囲い、コンクリート容器内に流入する外気が底部溶接部に直接当たるのを防ぐ壁を有し、かつ壁はキャニスタの底面を受け支える底部を有する受皿であることを特徴とするものである。 A concrete cask that achieves this purpose comprises a stainless steel canister with a structure that stores spent fuel and is sealed by welding, and a non-sealed concrete container that houses the canister. By allowing outside air to pass through the gap between the canister and the canister through the air supply port and the exhaust port, temperature difference ventilation is performed by the chimney effect, and the decay heat of the spent fuel sealed inside the canister is efficiently removed by the outside air. A saucer having a bottom that surrounds the bottom weld of the canister and has a wall that prevents outside air flowing into the concrete container from directly hitting the bottom weld, and the wall receives the bottom of the canister. It is characterized by

ここで、壁はキャニスタの底面を受け支える底部を有する受皿であることが好ましい。 Here, the wall is preferably a saucer having a bottom that receives the bottom of the canister.

また、受皿は底部に接続されてコンクリート容器の外から腐食防止液を供給する配管を備え、キャニスタの少なくとも底部溶接部が浸るところまで腐食防止液を溜め、底部溶接部が塩分を含む環境から完全に遮断されることが好ましい。 In addition, the saucer is connected to the bottom and has a pipe for supplying the corrosion inhibitor from outside the concrete container, which holds the corrosion inhibitor until at least the bottom weld of the canister is submerged, and the bottom weld is completely protected from the salty environment. is preferably blocked by

さらに、受皿の内部と連通する液面計がコンクリート容器の外部に配置され、液面計に腐食防止液の液面の高さが表示されることが好ましい。 Further, it is preferable that a liquid level gauge communicating with the inside of the saucer is arranged outside the concrete container, and the liquid level of the anti-corrosion liquid is displayed on the liquid level gauge.

また、供給管には、さらに廃棄用の配管が接続され、底部溶接部を浸していた腐食防止液の廃棄を可能にすることが好ましい。 Preferably, the supply pipe is also connected to a waste pipe to allow disposal of the anti-corrosion liquid soaking the bottom weld.

また、コンクリートキャスクは、受皿から抜き取った腐食防止液の温度を計測することにより、キャニスタの底面の温度情報を得ることが好ましい。 Further, in the concrete cask, it is preferable to obtain the temperature information of the bottom surface of the canister by measuring the temperature of the anti-corrosion liquid extracted from the tray.

請求項１記載のコンクリートキャクスによれば、コンクリート容器に流入する外気がキャニスタの底面を受け支える底部を有する受皿から成る壁に遮蔽されてキャニスタの底部溶接部に直接当たらないので、底部溶接部に塩分が付着し難く、更に底部溶接部を過度に冷却しないようにすることができる。依って、キャニスタの底部溶接部の表面への塩分の付着あるいは塩分の潮解を防いで応力腐食割れを簡便に防止することができる。 According to the concrete cax of claim 1, the external air flowing into the concrete container is shielded by the wall consisting of the saucer having the bottom supporting the bottom surface of the canister and does not directly hit the bottom welded part of the canister. In addition, excessive cooling of the bottom weld can be avoided. Therefore, it is possible to easily prevent stress corrosion cracking by preventing adhesion of salt to the surface of the bottom welded portion of the canister or deliquescence of salt.

特に、壁を受皿として少なくとも底部溶接部が浸るところまで腐食防止液を溜めるようにすれば、キャニスタの底部溶接部が塩分を含む環境から完全に遮断されるので、応力腐食割れの発生、伸展を確実に防ぐことができる。 In particular, if the wall is used as a saucer to store the anti-corrosion liquid up to at least the bottom welded part, the bottom welded part of the canister is completely isolated from the salty environment, preventing the occurrence and extension of stress corrosion cracking. You can definitely prevent it.

本発明のコンクリートキャスクの一実施形態を示す原理図である。1 is a principle diagram showing one embodiment of a concrete cask of the present invention; FIG. 同コンクリートキャスクの組立手順を示す図で、（Ａ）はキャニスタをコンクリート容器に挿入する状態、（Ｂ）はキャニスタをコンクリート容器内に収納して上蓋を閉じた状態、（Ｃ）はキャニスタの底部溶接部の周りに腐食防止液を注入した状態を示す。It is a diagram showing the assembly procedure of the same concrete cask, (A) is the state where the canister is inserted into the concrete container, (B) is the state where the canister is stored in the concrete container and the upper lid is closed, and (C) is the bottom of the canister. Figure 1 shows the injection of corrosion inhibitor around the weld.

以下、本発明の構成を図面に示す実施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 embodiments shown in the drawings.

図１に、本発明にかかるコンクリートキャスクの実施形態の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of an embodiment of a concrete cask according to the present invention.

このコンクリートキャスクは、遮蔽機能を有する非密封型のコンクリート容器８と、使用済燃料を収納して溶接により密封するキャニスタ６とで構成されており、コンクリート容器８の上下に設けた給気口９と排気口１０を通してキャニスタ６との間の隙間１１を外気が煙突効果により通り抜ける温度差換気を行い、キャニスタ６内に密封した使用済燃料（図示省略）の崩壊熱を外気１４で効率的に除去される構造とされている。 This concrete cask is composed of a non-sealed concrete container 8 having a shielding function and a canister 6 that houses the spent fuel and is sealed by welding. and the canister 6 through the exhaust port 10, the outside air passes through the gap 11 due to the chimney effect, and the decay heat of the spent fuel (not shown) sealed in the canister 6 is efficiently removed by the outside air 14. It is considered to be a structure that is

ここで、キャニスタ６は、詳細に図示していないが、例えばステンレス鋼製であり、円筒状の胴、円板状の底板及び蓋により円筒状の密封容器を構成し、その内部には燃料を等間隔に保管するためのバスケットを備えるようにして、胴と底板及び蓋とを溶接により接合された密閉構造が採られている。キャニスタ６は、内部に空気よりも熱伝導率の高い不活性ガス例えばヘリウム（Ｈｅ）が封入されており、収納した使用済燃料の崩壊熱がヘリウムを介して胴、底板及び蓋に伝達される構造とされている。 Although not shown in detail, the canister 6 is made of stainless steel, for example, and constitutes a cylindrical sealed container with a cylindrical body, a disk-shaped bottom plate and a lid. A closed structure is adopted in which a barrel, a bottom plate and a lid are joined by welding so as to provide baskets for storage at equal intervals. The canister 6 is filled with an inert gas such as helium (He), which has a higher thermal conductivity than air, and the decay heat of the spent fuel is transmitted to the barrel, bottom plate and lid via the helium. is considered a structure.

尚、コンクリート容器８並びにキャニスタ６の構造、形状、材質等は本実施形態の例に限定されず、必要機能を満たすものを適宜選択可能である。例えば、コンクリートキャスクの構造は、鉄板（充填コンクリート：ＣＦＳ）製コンクリートキャスクであったり低圧損蓋を使用したＣＦＳ製コンクリートキャスクであったり、鉄筋コンクリート（ＲＣ）製コンクリートキャスクであっても良い。また、給気口９及び排気口１０の形態も、階段型であっても、十字溝型であっても良い。また、コンクリート容器８に導入される冷却流体としては、外気をそのまま流入させるようにしているが、場合によっては、一定の温度域や湿度に調整した空気または空気以外の冷却ガスを送り込むようにしても良い。また、図中の符号１２はコンクリート容器８の蓋部、１３はキャニスタ６を支える支持脚、１４は外気である。 The structure, shape, material, etc. of the concrete container 8 and the canister 6 are not limited to the example of the present embodiment, and can be appropriately selected to satisfy the necessary functions. For example, the structure of the concrete cask may be a steel plate (filled concrete: CFS) concrete cask, a CFS concrete cask using a low pressure loss lid, or a reinforced concrete (RC) concrete cask. Moreover, the form of the air supply port 9 and the exhaust port 10 may also be a staircase type or a cross groove type. As the cooling fluid to be introduced into the concrete container 8, outside air is allowed to flow in as it is, but depending on the situation, air adjusted to a certain temperature range and humidity, or a cooling gas other than air, may be sent. Also good. Further, reference numeral 12 in the drawing denotes a lid portion of the concrete container 8, 13 denotes support legs for supporting the canister 6, and 14 denotes outside air.

キャニスタ６の底部には、胴部と底部とを接合する底部溶接部７を囲い、コンクリート容器８内に流入する外気１４が底部溶接部７に直接当たるのを防ぐ壁１が配置されている。この壁１は、コンクリート容器８にてキャニスタ６を設置する位置で、底部溶接部７の周りを囲う位置に配置されて給気口９から流入する外気１４に対する遮蔽物として少なくとも機能するものであれば良く、キャニスタ６から独立した部材としてあるいはキャニスタ６やキャニスタ支持脚１３の一部として構成されても良い。 At the bottom of the canister 6, a wall 1 is arranged to surround the bottom welded part 7 joining the body and the bottom and prevent the outside air 14 flowing into the concrete container 8 from directly hitting the bottom welded part 7. - 特許庁This wall 1 is arranged at a position where the canister 6 is installed in the concrete container 8, and at a position surrounding the bottom welded part 7, and functions at least as a shield against the outside air 14 flowing in from the air supply port 9. Alternatively, it may be configured as a member independent of the canister 6 or as a part of the canister 6 or the canister support leg 13 .

本実施形態の場合、壁１は、腐食防止液４を滞留させる窪みを形成する容器（これを本明細書では、受皿と呼ぶ）の鉛直方向に起立する周縁部で構成されており、周縁部で構成される壁１とキャニスタ６の底部溶接部７との間に腐食防止液４を流入させる空隙・空間１７が形成されるように設けられている。具体的には、本実施形態の壁１は、キャニスタ６を受け支える平坦な底部１５と、底部溶接部７を囲う高さの壁（即ち、周縁部）１とを有する平たい受皿１６として構成されている。壁１となる周縁部の高さは、少なくとも底部溶接部７を囲うものであることが必要であるが、好ましくは底部溶接部７が腐食防止液４の液面下に完全に没して浸される深さの液面Ｌを形成できる高さ（換言すれば深さ）、さらに好ましくは余裕をもって底部溶接部７が腐食防止液４の液面下に浸される高さ、例えば底部溶接部７から５０ｍｍ～１００ｍｍ程度上まで達する高さの液面Ｌが形成されることである。 In the case of this embodiment, the wall 1 is composed of a vertically upright peripheral edge of a container (herein referred to as a saucer) forming a recess for retaining the corrosion prevention liquid 4 . between the wall 1 and the bottom welded portion 7 of the canister 6 to form a gap/space 17 into which the anti-corrosion liquid 4 flows. Specifically, the wall 1 of this embodiment is configured as a flat pan 16 having a flat bottom 15 that receives the canister 6 and a wall (i.e., peripheral edge) 1 of height surrounding the bottom weld 7 . ing. It is necessary that the height of the peripheral portion that becomes the wall 1 is at least the one that surrounds the bottom welded portion 7. The height (in other words, the depth) at which the liquid level L can be formed, more preferably the height at which the bottom weld 7 is immersed below the liquid level of the corrosion prevention liquid 4 with a margin, for example, the bottom weld 7 to 50 mm to 100 mm above the liquid surface L is formed.

壁１は、底部溶接部７を囲う少なくとも遮蔽物として機能するものであるが、受皿１６の周縁部として構成される本実施形態の場合には、同時にキャニスタ６の熱をキャニスタ支持脚１３及び給気口９から導入される外気１４と接することにより放熱するための伝熱物質としても機能するものであることから、金属、中でもキャニスタ６と同じ材質の金属であることが好ましく、例えばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼であり、異種金属接触腐食を回避するためにも異種金属でないことが望ましい。 The wall 1 functions at least as a shield surrounding the bottom welded portion 7, but in the case of this embodiment configured as the peripheral edge portion of the saucer 16, the wall 1 simultaneously dissipates the heat of the canister 6 through the canister support leg 13 and the heat supply. Since it also functions as a heat transfer material for dissipating heat by coming into contact with the outside air 14 introduced from the air port 9, it is preferably made of metal, especially the same material as the canister 6, such as SUS304. It is preferably stainless steel and not dissimilar metals to avoid galvanic corrosion.

ここで、キャニスタ６を支えるコンクリート容器８の支持脚１３は、単なるブロックでも良いが、好ましくはキャニスタ６が落下した時の衝撃を吸収する緩衝機構としても機能する構造とすることである。例えば、図示していないが、コンクリート容器８の底部に多数のパイプを放射状に並べて配置し、そのパイプの変形によって衝撃を吸収する支持構造にしても良いし、周方向ないし径方向に斜めに傾斜した多数の板の集まりによってキャニスタ６を支える構造としても良い。そして、この支持脚１３の上に受皿１６を載置することにより、受皿１６と支持脚１３とでキャニスタ６を受け支えるキャニスタ架台が構成され、キャニスタ架台の中にキャニスタ６を設置するように設けられている。 Here, the support leg 13 of the concrete container 8 that supports the canister 6 may be a simple block, but preferably has a structure that also functions as a cushioning mechanism that absorbs the impact when the canister 6 falls. For example, although not shown, a large number of pipes may be arranged radially at the bottom of the concrete container 8 to form a support structure that absorbs impact by deformation of the pipes, or may be inclined in the circumferential or radial direction. A structure that supports the canister 6 by a collection of a large number of plates may also be used. By placing the receiving plate 16 on the supporting leg 13, the receiving plate 16 and the supporting leg 13 form a canister frame for receiving and supporting the canister 6, and the canister 6 is installed in the canister frame. It is

キャニスタ架台は、本実施形態の場合、支持脚１３並びにキャニスタ６とは別々に設けられた受皿１６を支持脚１３の上に載置するだけで構成されているが、これに特に限定されるものではなく、支持脚１３に予め一体に形成されることによってあるいは溶接などで接合されることによって支持脚１３の一部として固定しても良いし、場合によってはキャニスタ６の底部に予め接合されたものとしても良い。 In the case of the present embodiment, the canister stand is constructed by simply placing the receiving plate 16 provided separately from the support leg 13 and the canister 6 on the support leg 13, but it is particularly limited to this. Instead, it may be fixed as part of the support leg 13 by being integrally formed with the support leg 13 in advance or joined by welding or the like, or may be pre-joined to the bottom of the canister 6 depending on the case. It is good as a thing.

腐食防止液４は、キャニスタ６の少なくとも底部溶接部７の表面を覆って外気に晒さないようにして塩分の付着を防ぐためのものである。腐食防止液４は、コンクリート容器８に収容された当初のキャニスタ底部の温度の下、例えば約１５０℃～２００℃以下の温度条件下で安定に使用でき蒸発し難い非酸化性の液体であることが望まれる。ここで、安定に使用できるとは、主に放射線に対して安定なことを意味し、放射化によって性状変化例えば粘性の増加やゲル化による流動化不良あるいは引火点の低下による燃焼などを引き起こし難いあるいは起こさないことをいう。腐食防止液４としては、例えば、機械油、なかでも耐放射線潤滑油、好ましくはフェニルエーテル系耐放射線潤滑剤、より好ましくはフェノキシフェノキシジフェニルの異性体混合油(ｍｉｘ－４Ｐ２Ｅ)などの放射性損傷を受けにくい油の使用が適切と思われる。キャニスタ６の底部は、コンクリート容器８に収容される当初でも２００℃に達することはなく、１５０℃前後である。このため、耐放射線性に優れる液状物例えば油類であれば、劣化したり、蒸発したり、あるいは高温で燃焼することもない。また、腐食防止液４は、そもそも潤滑目的で使用されるものではなく、溶接部の被覆を目的とすることから、粘度低下しても支障はなく、放射線損傷によって起こる性状変化による粘度増加やゲル化による流動性の低下、引火点の低下で燃焼するなどといった虞がなければ、長期貯蔵の管理上に問題が生ずることは少ない。なお、フェニルエーテル系耐放射線潤滑剤とは、原子炉の一次系制御棒駆動部、ガラス固化プラントのクレーなどに使用されている潤滑剤であり、特に、ｍｉｘ－フェノキシフェノキシジフェニル(ｍｉｘ－４Ｐ２Ｅ)が、耐放射線性に優れており、１０^９Ｒａｄ程度までの使用が可能とされている。ガラス固化体の表面線量（１５００Ｓｖ／ｈ）で１０年照射されたとしても、１０^６Ｒａｄなので十分に耐え得ると考えられる。 The anti-corrosion liquid 4 covers at least the surface of the bottom welded portion 7 of the canister 6 so as not to be exposed to the outside air and to prevent adhesion of salt. The anti-corrosion liquid 4 is a non-oxidizing liquid that can be stably used under the temperature of the initial canister bottom portion accommodated in the concrete container 8, for example, under temperature conditions of about 150° C. to 200° C. or less and is difficult to evaporate. is desired. Here, the term “stable use” mainly means that it is stable against radiation, and it is difficult to cause changes in properties due to activation, such as increased viscosity, poor fluidization due to gelation, or combustion due to a decrease in flash point. Or it means that it will not happen. As the anti-corrosion liquid 4, for example, machine oil, especially radiation-resistant lubricating oil, preferably phenyl ether-based radiation-resistant lubricant, more preferably phenoxyphenoxydiphenyl isomer mixed oil (mix-4P2E), etc. It seems appropriate to use less susceptible oils. The bottom of the canister 6 does not reach 200° C. even when it is first accommodated in the concrete container 8, but is around 150° C. For this reason, liquid substances such as oils that are excellent in radiation resistance do not deteriorate, evaporate, or burn at high temperatures. In addition, since the anti-corrosion liquid 4 is not originally used for lubrication, but is intended for covering the welded portion, there is no problem even if the viscosity decreases. If there is no risk of deterioration of fluidity due to quenching or burning due to a decrease in flash point, there is little problem in terms of long-term storage management. Phenyl ether-based radiation-resistant lubricants are lubricants used in primary system control rod drive parts of nuclear reactors, clays in vitrification plants, etc. In particular, mix-phenoxyphenoxydiphenyl (mix-4P2E) However, it has excellent radiation resistance and can be used up to about 10 ⁹ Rad. Even if the surface dose of the vitrified material (1500 Sv/h) is irradiated for 10 years, the dose is 10 ⁶ Rad, so it is considered to be sufficiently durable.

受皿１６には、コンクリート容器８の外の図示していない腐食防止液供給源（例えば供給ポンプを備える貯液タンクなど）と接続される配管２が底部１５に接続され、腐食防止液４が外部供給源から必要に応じて供給され溜められる構造とされている。本実施形態の場合には、キャニスタ６の少なくとも底部溶接部７が浸るところまで腐食防止液４を溜め、底部溶接部７が塩分を含む環境から完全に遮断されるように設けられている。また、配管２の途中、例えばバルブ３よりも下流でかつコンクリート容器８の外の位置に受皿１６の内部と連通する液面計５が接続されている。この液面計５は、例えば配管２から立ち上がり、受皿１６の壁１よりも高い位置にまで伸びる上端が開口された細管であり、受皿１６の腐食防止液４の液面Ｌと同じ高さに管内の液面も表示される。つまり、液面計５の液面は受皿１６の中の腐食防止液４の液面Ｌを表すため、これを観察することによってコンクリート容器８内の受皿１６の中の腐食防止液４が底部溶接部７を浸しているのか否かを容易に判断することができる。したがって、受皿１６の内部の腐食防止液４の液面Ｌの高さを管理することができる。 A pipe 2 connected to a corrosion prevention liquid supply source (for example, a liquid storage tank equipped with a supply pump, etc.) outside the concrete container 8 is connected to the bottom 15 of the tray 16, and the corrosion prevention liquid 4 is supplied to the outside. It has a structure in which it is supplied and stored as needed from a supply source. In the case of this embodiment, the anti-corrosion liquid 4 is stored up to at least the bottom welded portion 7 of the canister 6, so that the bottom welded portion 7 is completely isolated from the salty environment. A liquid level gauge 5 communicating with the inside of the receiving pan 16 is connected in the middle of the pipe 2 , for example, downstream of the valve 3 and outside the concrete container 8 . This liquid level gauge 5 is, for example, a narrow tube with an open upper end that rises from the pipe 2 and extends to a position higher than the wall 1 of the saucer 16, and is at the same height as the liquid level L of the corrosion prevention liquid 4 in the saucer 16. The liquid level in the pipe is also displayed. That is, since the liquid level of the liquid level gauge 5 represents the liquid level L of the anti-corrosion liquid 4 in the pan 16, by observing this, the anti-corrosion liquid 4 in the pan 16 in the concrete container 8 is welded to the bottom. It can be easily determined whether or not the portion 7 is immersed. Therefore, the height of the liquid level L of the anti-corrosion liquid 4 inside the saucer 16 can be managed.

また、配管２には、図示していないが、廃棄用の配管が接続され、底部溶接部７を浸していた腐食防止液４の廃棄を可能とすることが好ましい。例えば、バルブ３と液面計５との間の配管２の途中に、図示していない廃液用の配管とバルブを接続することにより、バルブの切り替え操作でコンクリート容器（即ち、コンクリートキャスク）８の外への腐食防止液４の廃棄を容易に実施することができる。 Although not shown, the pipe 2 is preferably connected to a pipe for disposal so that the anti-corrosion liquid 4 soaking the bottom welded portion 7 can be disposed of. For example, by connecting a waste liquid pipe and a valve (not shown) in the middle of the pipe 2 between the valve 3 and the liquid level gauge 5, the concrete container (that is, the concrete cask) 8 can be discharged by switching the valve. Disposal of the anti-corrosion liquid 4 to the outside can be carried out easily.

以上のように構成された竪型のコンクリートキャスクの一例によれば、以下の手順でキャニスタが収容される。 According to an example of the vertical concrete cask configured as described above, the canister is housed in the following procedure.

まず、キャニスタ６をコンクリート容器８の中に挿入する。キャニスタ６の挿入は、コンクリート容器８の蓋１２を外してから吊り下ろし、コンクリート容器底部の支持脚１３の上に配置された受皿（キャニスタ架台）１の上に静かに置く。その後、蓋１２をコンクリート容器８の上に載せて蓋をする。その後、バルブ３を弛めて腐食防止液４を受皿１６の底部１５から配管２を介して受皿１６の中に供給する。腐食防止液４の供給は、液面計５の液面を監視しながら行う。そして、液面計５の液面が底部溶接部７を超える位置まで達したことを確認してから、腐食防止液４の供給を停止する。腐食防止液４に底部溶接部７を浸すことによって、底部溶接部７が塩分を含む外部環境から完全に遮断されることになるので、外気１４に含まれる塩分が底部溶接部７に付着することがない。このため、応力腐食割れを未然に防ぐことができる。 First, the canister 6 is inserted into the concrete container 8 . To insert the canister 6, remove the lid 12 of the concrete container 8, hang it down, and gently place it on the tray (canister stand) 1 placed on the support leg 13 at the bottom of the concrete container. After that, the lid 12 is placed on the concrete container 8 to cover it. After that, the valve 3 is loosened and the anti-corrosion liquid 4 is supplied from the bottom 15 of the tray 16 into the tray 16 through the pipe 2 . The corrosion prevention liquid 4 is supplied while monitoring the liquid level of the liquid level gauge 5 . After confirming that the liquid level of the liquid level gauge 5 has reached a position exceeding the bottom welded portion 7, the supply of the anti-corrosion liquid 4 is stopped. By immersing the bottom weld 7 in the anti-corrosion liquid 4, the bottom weld 7 is completely shielded from the external environment containing salt, so that the salt contained in the outside air 14 does not adhere to the bottom weld 7. There is no Therefore, stress corrosion cracking can be prevented.

貯蔵期間中は、定期検査あるいは任意の点検の際に、液面計５を確認し、腐食防止液４の液面Ｌが底部溶接部７を浸せない高さに達した時あるいは近づいている時には、バルブ３を開いて不足分の腐食防止液４を補給することができる。また、コンクリートキャスクを解体するとき、あるいは腐食防止液４の劣化が確認されたときや劣化の有無に拘わらず定期的に腐食防止液４を交換する必要が生じた時などに、受皿１６に貯留されている腐食防止液４を図示していない廃棄用配管から廃棄し、あるいは必要に応じて新たな腐食防止液４と交換することによって、高放射性物質の安定的な長期貯蔵と処分を可能にする。依って、貯蔵期間中は、キャニスタ６の底部溶接部７が浸るところまで放射線損傷による性状変化を起こしていない腐食防止液４によって塩分を含む環境から完全に遮断することができるので、応力腐食割れの発生、伸展を確実に防ぐことができる。 During the storage period, check the liquid level gauge 5 during regular inspections or any inspections, and when the liquid level L of the corrosion prevention liquid 4 reaches or is approaching a height at which the bottom welded portion 7 cannot be submerged. , the valve 3 can be opened to replenish the shortage of the anti-corrosion liquid 4. In addition, when the concrete cask is dismantled, or when deterioration of the anti-corrosion liquid 4 is confirmed, or when it becomes necessary to replace the anti-corrosion liquid 4 periodically regardless of whether or not it has deteriorated, the anti-corrosion liquid 4 is stored in the saucer 16. By discarding the existing anti-corrosion liquid 4 from a waste pipe (not shown) or replacing it with new anti-corrosion liquid 4 as necessary, it is possible to stably store and dispose of highly radioactive substances for a long period of time. do. Therefore, during the storage period, the anti-corrosion liquid 4, which does not undergo property changes due to radiation damage, can be completely shielded from the salty environment to the extent that the bottom welded portion 7 of the canister 6 is submerged, thereby preventing stress corrosion cracking. It is possible to reliably prevent the occurrence and extension of

尚、応力腐食割れは、貯蔵中に、キャニスタ６の表面に大気中塩分が徐々に付着し、それが一定量例えば、０．８ｇ／ｍ^２を超え、かつ大気中の水分により付着塩分が潮解するときに起こる。そこで、塩分を付着させないか、大気中の水分により付着塩分が潮解を起こす条件を作り出さなければ、防ぐことができる。 In addition, stress corrosion cracking occurs when salt in the atmosphere gradually adheres to the surface of the canister 6 during storage, and when it exceeds a certain amount, for example, 0.8 g/m ² , and the adhered salt deliquesces due to moisture in the atmosphere. It happens when Therefore, this can be prevented by preventing the adhesion of salt or by creating a condition in which the adhered salt is deliquesced by moisture in the atmosphere.

このため、キャニスタ６の発熱が１００℃を超える場合には、結露が生じないので付着塩分の潮解を起こすことがない。また、キャニスタ６は、コンクリート容器８に収容した当初でも２００℃に達することはなく、多くの場合には１５０℃前後であるため、潮解を起こすことは無い。そこで、キャニスタ６を収容した当初は、必ずしも腐食防止液４を受皿１６に注入して底部溶接部７を浸さなくとも良い。この場合においても、受皿１６の周縁部から成る壁１は少なくとも底部溶接部７を腐食防止液４で完全に浸す深さに溜めるだけの高さ、即ち底部溶接部７よりも高い位置に達する高さに設定されているので、底部溶接部７の周囲を囲って外気１４が直接底部溶接部７に当たらないように遮蔽することとなる。このため、コンクリート容器８の外から導入される冷却空気たる外気１４に含まれる塩分が底部溶接部７に付着することがないし、底部溶接部７の付近を過度に冷やさなくて済む。 For this reason, when the heat generation of the canister 6 exceeds 100° C., dew condensation does not occur, so that deliquescence of the adhering salt content does not occur. Further, the canister 6 does not reach 200° C. even when it is first stored in the concrete container 8, and in many cases it is around 150° C. Therefore, deliquescence does not occur. Therefore, when the canister 6 is first accommodated, it is not always necessary to pour the anti-corrosion liquid 4 into the saucer 16 to soak the bottom welded portion 7 . In this case, too, the wall 1 consisting of the peripheral edge of the basin 16 is at least high enough to fully submerge the bottom weld 7 in the anti-corrosion liquid 4, i.e. to reach a position higher than the bottom weld 7. Since the bottom welded portion 7 is surrounded by the outside air 14, the bottom welded portion 7 is shielded from being directly hit. Therefore, the salt contained in the outside air 14 which is the cooling air introduced from the outside of the concrete container 8 does not adhere to the bottom welded portion 7, and the vicinity of the bottom welded portion 7 does not need to be cooled excessively.

つまり、腐食防止液４は、コンクリート容器８にキャニスタ６を収容した当初から受皿１６に注入していても良いが、結露が生じる虞がある時期にだけ、つまりキャニスタ６の温度が１００℃を下回るようになってから受皿１６に注入して底部溶接部７を腐食防止液４に浸すようにしても良い。例えば、キャニスタ６の底部表面温度を直接温度計でモニターし、１００℃に近づいたら、自動的にあるいは手動によってバルブ３を弛めて受皿１６に注入しても良いし、温度自動検知によって自動的に注入させるようにしても良い。そして、腐食防止液４に浸す以前には、キャニスタ架台１の周縁部（即ち、壁）による遮蔽のみで、あるいは底部溶接部７への塗装との併用により、底部溶接部７への直接の塩分の付着を防止するようにしても良い。 In other words, the anti-corrosion liquid 4 may be poured into the receiving tray 16 from the beginning when the canister 6 is accommodated in the concrete container 8, but only when there is a risk of condensation, that is, when the temperature of the canister 6 falls below 100°C. The bottom welded portion 7 may be immersed in the anti-corrosion liquid 4 by injecting it into the saucer 16 after it has become so. For example, the bottom surface temperature of the canister 6 may be directly monitored by a thermometer, and when the temperature approaches 100° C., the valve 3 may be opened automatically or manually to inject into the saucer 16, or the temperature may be automatically detected by automatic temperature detection. You may make it inject into . Then, before being immersed in the corrosion-preventing liquid 4, the bottom welded part 7 is directly shielded by the peripheral edge (that is, the wall) of the canister stand 1, or the bottom welded part 7 is coated with salt. may be prevented from adhering.

また、必要に応じて腐食防止液４を抜いて温度を計測すれば、そのときのキャニスタ６の底部温度情報が得られる。そして、その温度が１００℃を下回っていれば、コンクリート容器８の給気口９を完全に塞いで、外気導入を中断することでキャニスタ温度が１００℃を下回らないようにすることも容易にできる。これによっても、譬え塩分の付着が起きていたとしても、付着塩分の潮解を未然に防いで応力腐食割れを起こさせないようにできる。 If necessary, the temperature of the bottom of the canister 6 can be obtained by removing the anti-corrosion liquid 4 and measuring the temperature. If the temperature is below 100°C, the canister temperature can be easily prevented from dropping below 100°C by completely closing the air supply port 9 of the concrete container 8 and interrupting the introduction of outside air. . This also prevents deliquescence of the adhering salt and stress corrosion cracking even if the adhering salt is present.

また、キャニスタ６を収容した当初から腐食防止液４を注入したとしても、コンクリート容器８に収容した当初のキャニスタ６の底部の発熱は１５０℃前後であり、高くとも例えば１７０℃程度であって２００℃に達することはない。このため、腐食防止液４が燃焼したり著しく劣化したりすることはない。 Further, even if the anti-corrosion liquid 4 is injected from the beginning of the storage of the canister 6, the heat generated at the bottom of the canister 6 at the beginning of storage in the concrete container 8 is around 150.degree. °C is not reached. Therefore, the anti-corrosion liquid 4 does not burn or deteriorate significantly.

ここで、応力腐食割れ対策として一番簡単な方法は溶接部の上に塗料を塗ることであるが、塗料は剥げるかも知れないし、剥げたことを見い出すことは難しい。しかし、塗料が剥がれた箇所だけが応力腐食割れが起こる可能性が生ずる箇所である上に、壁１で囲われていれば、さらには腐食防止液４で浸されていれば、塗料が剥げたとしても、塩分が底部溶接部７に付着することがなく、応力腐食割れは起こらない。このことから、上述の壁あるいは腐食防止液４で外気から遮蔽する手法と底部溶接部７の塗装とを併用する場合には、さらに応力腐食割れ対策の効果が得られる。 Here, the simplest method to prevent stress corrosion cracking is to apply paint over the welded portion, but the paint may come off, and it is difficult to find out if the paint has come off. However, only the areas where the paint peeled off were areas where the possibility of stress corrosion cracking occurred. However, salt does not adhere to the bottom welded portion 7, and stress corrosion cracking does not occur. For this reason, when the method of shielding from the outside air with the wall or the anti-corrosion liquid 4 and the coating of the bottom welded portion 7 are used in combination, an effect of countermeasures against stress corrosion cracking can be obtained.

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、上述の実施形態では底部溶接部７を囲う壁１が受皿１６の周縁部によって構成され、さらに受皿に貯留される腐食防止液４で囲われるようにしているが、これに特に限られるものでは無く、キャニスタ６の底部溶接部７を壁部材だけで囲って外気を遮るようにしても良い。例えば、図示していないが、底の無い円筒の壁部材がキャニスタ６の底部に放射状に配置されたステーなどで保持されたり、あるいは支持脚１３の上に載置されて支持されたり、若しくはコンクリート容器８の内周面に固着されたりして、キャニスタ６の底部溶接部７を囲い、コンクリート容器８内に流入する外気１４が底部溶接部７に直接当たるのを防ぐように配置しても良い。この場合、底部溶接部７の周囲を連続的に周方向に隙間無く囲って遮蔽することが好ましいが、少なくとも給気口９と対向する領域を囲う遮蔽であっても相応の塩分付着防止効果は得られる。つまり、キャニスタ６の底部溶接部７を外気から遮蔽する囲いは、円環状の欠損箇所の無い連続した壁である必要はなく、コンクリート容器８の給気口９と対向する部分の周辺にのみ設けられる断続的な壁であっても良い。この場合においても、コンクリート容器８内に導入される外気１４が直接キャニスタ６の底部溶接部７に当たる（吹き付ける）ことを防ぐことができるので、底部溶接部７に塩分が付着しないようにできる。 Although the above embodiment is an example of the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this, and can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the wall 1 surrounding the bottom welded portion 7 is formed by the peripheral portion of the saucer 16, and is further surrounded by the anti-corrosion liquid 4 stored in the saucer. Instead, the bottom welded portion 7 of the canister 6 may be surrounded only by a wall member to block the outside air. For example, although not shown, a bottomless cylindrical wall member may be held by stays arranged radially at the bottom of the canister 6, or may be placed on and supported by the support legs 13, or may be made of concrete. It may be fixed to the inner peripheral surface of the container 8 to surround the bottom welded portion 7 of the canister 6 so as to prevent the outside air 14 flowing into the concrete container 8 from directly hitting the bottom welded portion 7 . . In this case, it is preferable to shield the periphery of the bottom welded portion 7 continuously in the circumferential direction without gaps, but even if the shield surrounds at least the area facing the air supply port 9, the corresponding salt adhesion prevention effect is not obtained. can get. In other words, the enclosure that shields the bottom welded portion 7 of the canister 6 from the outside air does not need to be a continuous annular wall with no broken portions, and is provided only around the portion facing the air supply port 9 of the concrete container 8. It may be an intermittent wall that is Even in this case, it is possible to prevent the outside air 14 introduced into the concrete container 8 from directly hitting (blowing) the bottom welded part 7 of the canister 6, so that the bottom welded part 7 can be prevented from being salted.

さらに、底の無い円筒の壁部材によって構成されている壁の場合、底部溶接部７を塗装しても良い。この場合には、塗装層と壁部材との２層で外気から遮蔽されるので、より一層安定した腐食を防ぐことができる。また、受皿１６の周縁部によって壁１が構成される場合には、腐食防止液４に代えてあるいは腐食防止液４の併用と共に底部溶接部７を塗装するようにしても良い。この場合には、塗装層と周縁部・壁１との２層で外気から遮蔽されるので、より一層安定した腐食を防ぐことができる。また、塗装層と腐食防止液と周縁部・壁１との３層で外気から遮蔽される場合に、完全に遮断できるので、さらに一層安定した腐食を防ぐことができる。 Furthermore, in the case of a wall constituted by a bottomless cylindrical wall member, the bottom weld 7 may be painted. In this case, since the two layers of the paint layer and the wall member are shielded from the outside air, corrosion can be prevented more stably. Further, when the wall 1 is formed by the peripheral edge portion of the saucer 16, the bottom welded portion 7 may be coated instead of the anti-corrosion liquid 4 or together with the anti-corrosion liquid 4. In this case, since the coating layer and the peripheral portion/wall 1 are shielded from the outside air, corrosion can be prevented more stably. In addition, when shielded from the outside air by the three layers of the coating layer, the anti-corrosion liquid, and the peripheral portion/wall 1, it can be completely shielded from the outside air, so that corrosion can be prevented more stably.

１壁
２配管
３バルブ
４腐食防止液
５液面計
６キャニスタ
７底部溶接部
８コンクリート容器
９給気口
１０排気口
１１外気が通り抜ける流路（コンクリート容器とキャニスタとの間の隙間）
１３キャニスタを支える支持脚
１４外気
１５受皿の底部
１６受皿
１７壁とキャニスタの底部溶接部との間に腐食防止液を流入させる空隙 1 wall 2 pipe 3 valve 4 anti-corrosion liquid 5 liquid level gauge 6 canister 7 bottom weld 8 concrete container 9 air supply port 10 exhaust port 11 passage through which outside air passes (gap between concrete container and canister)
13 support legs supporting the canister 14 outside air 15 bottom of the pan 16 pan 17 gap between the wall and the bottom weld of the canister to allow the corrosion inhibitor to flow

Claims

A canister made of stainless steel and having a structure that stores spent fuel and is sealed by welding, and a non-sealed concrete container that stores the canister. An air supply port and an exhaust port are provided at the top and bottom of the concrete container. In a concrete cask that performs temperature difference ventilation due to a chimney effect by allowing outside air to pass through a gap between the canister and the canister, and efficiently removing the decay heat of the spent fuel sealed in the canister with the outside air,
a wall that surrounds the bottom weld of the canister and prevents the outside air flowing into the concrete container from directly hitting the bottom weld ;
and the wall is a saucer having a bottom that receives the bottom of the canister.
A concrete cask characterized by:

The saucer is connected to the bottom and has a pipe for supplying a corrosion-preventing liquid from the outside of the concrete container. 2. A concrete cask according to claim 1 , which is completely sealed from the containing environment.

3. Concrete according to claim 2 , wherein a liquid level gauge communicating with the inside of said saucer is disposed outside said concrete container, and said liquid level gauge displays the height of the liquid level of said anti-corrosion liquid. cask.

4. The concrete cask according to claim 2 , wherein the supply pipe is further connected to a pipe for disposal, which enables disposal of the anti-corrosion liquid soaking the bottom welded portion.

5. The concrete cask according to any one of claims 2 to 4 , wherein the temperature information of the bottom surface of the canister is obtained by measuring the temperature of the anti-corrosion liquid extracted from the saucer.