JP7412516B2 - 放射性物質収納容器の転倒防止構造 - Google Patents

Description

本発明は、放射性物質収納容器の転倒防止構造に関する。

原子力発電プラントの原子炉などで発生した放射性物質は、放射性物質収納容器に収納され、貯蔵施設や再処理施設などに搬送され、貯蔵または再処理される。放射性物質収納容器は、貯蔵施設や再処理施設で、架台上に縦置きに起立した状態で設置される。

放射性物質収納容器は、円筒形状をなす胴部の下端部に、胴部より小径の小径部が設けられている。架台は、架台本体と、架台本体の上面部に設けられて小径部が挿入される枠部と、を備える（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－６６５２４号公報

上述した架台は、枠部の内面と、放射性物質収納容器の下端部の外面とが当接することで放射性物質収納容器の転倒を防ぐ。枠部の内面と下端部の外面との間には、放射性物質収納容器を枠部に挿入する際に必要な隙間が形成される。しかし、放射性物質収納容器に収納された放射性物質の崩壊熱により既に熱せられて熱伸びしている放射性物質収納容器を枠部に挿入すると枠部のみが熱伸びすることで隙間が広がる。このため、地震時における枠部と放射性物質収納容器との水平方向への相対移動量が大きくなる。この結果、地震時において、枠部に放射性物質収納容器が衝突したロッキング時の荷重が枠部に過大に生じて歪みが発生し、放射性物質収納容器が転倒に至るおそれがある。

本開示は上述した課題を解決するものであり、放射性物質収納容器の転倒を防ぐことのできる放射性物質収納容器の転倒防止構造および転倒防止方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記隙間を詰める部材を備える。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記部材は、前記隙間に挿入されるシムであるとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記枠部の内面および上端に開口する枠側溝をさらに含み、前記枠側溝に前記シムが挿入されるとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記枠側溝の溝内面に漸次下方に窄まる枠側溝傾斜面を有し、前記シムは、前記枠側溝傾斜面に沿う第一シム側傾斜面を有するとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記シムは、漸次下方に窄まる楔状に形成されているとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記シムの上下方向の移動を規制する止具を有するとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記シムは、前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面に接触する複数の凸部を有するとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記枠部の前記内面および上端に開口する枠側溝と、前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面に開口する容器側溝と、前記容器側溝の溝内面に漸次下方に広がって設けられたる容器側傾斜面と、をさらに含み、前記枠側溝および前記容器側溝に前記シムが挿入され、前記シムは、前記容器側傾斜面に沿う第二シム側傾斜面を有するとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記容器側溝に設けられて前記シムを支持する支持部をさらに含むとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記部材は、前記枠部を貫通して前記隙間に至る先端が前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面に当接するネジ部であるとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記部材は、前記枠部を貫通して前記隙間に至る先端が前記放射性物質収納容器の外面に向くネジ部と、前記ネジ部の先端に設けられた当部と、前記当部と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に配置される弾性部と、を含むとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記部材は、前記枠部の上端から前記隙間を跨いだ先端が前記放射性物質収納容器における前記下端部の外面に当接可能な片部と、前記片部を前記枠部に固定する固定部と、を含むとよい。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記枠部の内面に前記放射性物質収納容器の下端部を係止する係止部を有する。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記係止部は、前記枠部の内面が漸次上方に窄む枠部傾斜面を含むとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記係止部は、前記枠部の内面において周方向に沿って設けられた枠部周溝を含むとよい。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記枠部の底面を貫通するネジ部と、前記放射性物質収納容器の下端部の下面に設けられて前記ネジ部の先端部がねじ込まれるネジ孔と、を含む。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記下端部の外面の周形状を円形とし、前記枠部の内面の周形状を楕円形とする。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記下端部の外面の一部に形成された容器側平面と、前記枠部の内面に形成されて前記容器側平面に対向する枠側平面と、を含む。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記放射性物質収納容器の下面に形成された凹部と、前記枠部の底面に形成されて前記凹部に挿入する凸部と、を含む。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記凹部の内面に形成された凹部側平面と、前記凸部の外面に形成されて前記凹部側平面に対向する凸部側平面と、さらに含むとよい。

また、本開示の一態様に係る転倒防止構造では、前記凹部の内面と前記凸部の外面との間に配置され前記凹部に固定されるリングと、前記リングの内面が漸次下方に窄まって形成されたリング側傾斜面と、前記凸部の外面が漸次下方に窄まって形成されて前記リング側傾斜面に対向する凸部側傾斜面と、を備えるとよい。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記放射性物質収納容器は、前記下端部の外面の上側で径方向外側に突出する胴部を有し、前記枠部は、上端が前記胴部に当接する。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止構造は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記枠部の周りを囲む剛体を有する。

上述の目的を達成するために、本開示の一態様に係る転倒防止方法は、架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止方法であって、前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、前記放射性物質収納容器の前記下端部を前記架台の前記枠部に挿入し、前記放射性物質収納容器に収納された放射性物質の熱により前記架台が熱伸びを生じた後、前記隙間を詰める部材を取り付ける。

本開示によれば、地震時において、枠部にかかる荷重を低減して枠部の歪みの発生を抑え、放射性物質収納容器が転倒に至る事態を防止できる。

図１は、放射性物質収納容器の一部断面概略図である。 図２は、放射性物質収納容器の水平断面図である。 図３は、架台の斜視図である。 図４は、放射性物質収納容器を架台に載置した概略図である。 図５は、本発明の実施形態１に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図６は、本発明の実施形態１に係る転倒防止構造の水平断面図である。 図７は、本発明の実施形態２に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図８は、本発明の実施形態２に係る転倒防止構造の水平断面図である。 図９は、本発明の実施形態３に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図１０は、本発明の実施形態４に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図１１は、本発明の実施形態５に係る転倒防止構造の水平断面拡大図である。 図１２は、本発明の実施形態６に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。 図１３は、本発明の実施形態６に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。 図１４は、本発明の実施形態６に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。 図１５は、本発明の実施形態７に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。 図１６は、本発明の実施形態８に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。 図１７は、本発明の実施形態９に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。 図１８は、本発明の実施形態１０に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図１９は、本発明の実施形態１１に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図２０は、本発明の実施形態１２に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図２１は、本発明の実施形態１３に係る転倒防止構造の水平断面図である。 図２２は、本発明の実施形態１４に係る転倒防止構造の水平断面図である。 図２３は、本発明の実施形態１５に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図２４は、本発明の実施形態１５に係る転倒防止構造の水平断面図である。 図２５は、本発明の実施形態１６に係る転倒防止構造の水平断面図である。 図２６は、本発明の実施形態１７に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図２７は、本発明の実施形態１７に係る転倒防止構造の水平断面図である。 図２８は、本発明の実施形態１８に係る転倒防止構造の垂直断面図である。 図２９は、本発明の実施形態１９に係る転倒防止構造における架台の斜視図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、放射性物質収納容器の一部断面概略図である。図２は、放射性物質収納容器の水平断面図である。図３は、架台の斜視図である。図４は、放射性物質収納容器を架台で支持した支持構造の概略図である。

図１および図２に示すように、放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、胴部１２と蓋部１３とから構成されている。胴部１２は、胴本体２１を有している。胴本体２１は、上端に開口部２２が形成され、下端に底部である閉塞部２３が形成された円筒形状に形成されている。胴本体２１は、内部にキャビティ２４およびバスケット２５が設けられ、放射性物質（例えば、使用済燃料集合体）を収納可能に構成されている。胴本体２１および閉塞部２３は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっているが、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を用いることもできる。また、球状黒鉛鋳鉄や炭素鋼鋳鋼などの鋳造品を用いることもできる。

キャスク１１の内部に設けられるバスケット２５は、使用済燃料集合体（図示略）を個々に収納する複数のセル２６が設けられている。

胴部１２は、胴本体２１の外周面に所定の隙間を開けて外筒２７が配設されている。胴本体２１の外周面と外筒２７の内周面との間に、熱伝導を行う銅製の伝熱フィン２８が周方向に複数設けられている。胴本体２１と外筒２７と伝熱フィン２８とで囲まれる空間部に、水素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を有するボロンまたはボロン化合物を含有したレジン（中性子遮蔽体）２９が設けられている。

胴部１２は、閉塞部２３の下側に底板３１が設けられている。底板３１は、円板状に形成され、閉塞部２３に対し、筒状や板状の連結板３２により所定の隙間を開けて連結されている。閉塞部２３と底板３１と連結板３２とで囲まれる空間部に、レジン（中性子遮蔽体）３３が設けられている。このように、胴部１２の閉塞部２３の下側において、底板３１および連結板３２で構成された部分をキャスク１１の下端部３０という。下端部３０は、外形が円柱形状に形成されて、図４に示すように、外周に外面３０ａを有し、下端に下面３０ｂを有している。下端部３０は、円柱形状の外径Ｄ１が、胴部１２の外径Ｄ２よりも小さく形成されている。つまり、胴部１２は、下端部３０の外面３０ａの上側で径方向外側に突出して形成されている。

胴部１２は、胴本体２１にキャスク１１を吊上げるためのトラニオン４１が設けられている。

このように構成されたキャスク１１は、図３および図４に示すように、設置床１０１に設置された架台５０上に支持される。架台５０は、金属材で形成され、架台本体５１と、枠部５２と、を有している。架台本体５１は、所定の厚さを有して平面視が矩形形状に形成されている。架台本体５１は、下面に脚部５４が固定されている。脚部５４は、架台本体５１の下面に一体に設けられ、一定方向に連続する突条として形成され、連続方向と直交する方向で複数（本実施形態では３個）並んで設けられている。架台本体５１は、各脚部５４が設置床１０１に密着されることで設置され、設置床１０１との間に空間部Ａが確保される。

枠部５２は、架台本体５１の上面に架台本体５１と一体に設けられている。枠部５２は、所定の厚さおよび高さを有した円筒形状に形成されている。枠部５２は、円筒形状の内部にキャスク１１の下端部３０が挿入される。従って、枠部５２は、その内面５２ａがキャスク１１の下端部３０の外面３０ａを囲み、その底面５２ｂがキャスク１１の下端部３０の下面３０ｂに当接することで、下端部３０を介してキャスク１１を支持する。架台５０の枠部５２は、地震時の振動によりキャスク１１が水平方向に移動した場合、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａに内面５２ａが当接することで、キャスク１１の水平移動を抑制し、キャスク１１が転倒することを防止する。

［実施形態１］
図５は、実施形態１に係る転倒防止構造の垂直断面図である。図６は、実施形態１に係る転倒防止構造の水平断面図である。

図１および図２に示すように、架台５０における枠部５２の内面５２ａとキャスク１１における下端部３０の外面３０ａとの間に隙間Ｂが設けられている。隙間Ｂは、キャスク１１を架台５０に挿入するときに挿入を妨げないような数ｍｍの間隔に形成される。本実施形態では、下端部３０の外面３０ａが円状に形成され、枠部５２の内面５２ａも円状に形成されているため、隙間Ｂは円状をなす。この隙間Ｂは、キャスク１１に収納された放射性物質の崩壊熱による枠部５２の熱伸びによって広がる。隙間Ｂが広がると、地震時の振動によるキャスク１１の水平方向への移動量が大きくなる。この結果、地震時において、枠部５２の内面５２ａにキャスク１１の外面３０ａが衝突したロッキング時の荷重が枠部５２に過大に生じて歪みが発生し、キャスク１１が転倒に至るおそれがある。そこで、本実施形態の転倒防止構造は、隙間Ｂを詰める部材を備えている。

図５および図６に示す部材は、隙間Ｂに挿入されるシム（スペーサとも言う）１である。シム１は、枠部５２の内面５２ａおよび下端部３０の外面３０ａに沿うように円弧状に形成されている。シム１は、枠部５２の内面５２ａと下端部３０の外面３０ａとの間の隙間Ｂの複数箇所（本実施形態では４箇所）に設けられている。隙間Ｂは、キャスク１１を架台５０に挿入したとき、必ずしも寸法が周方向に均一になるとはいえないため、複数種類の厚さのシム１を用意しておくことが好ましい。

この転倒防止構造によれば、隙間Ｂを詰める部材であるシム１を用いることで、地震時の振動によるキャスク１１の水平方向への移動量を小さく抑制できる。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

シム１は、金属材で形成されている。このため、シム１は、キャスク１１に収納された放射性物質の崩壊熱により熱伸びすることで、隙間Ｂを詰め、枠部５２の内部でキャスク１１を拘束する。この結果、地震時の振動によるキャスク１１の水平方向への移動を規制でき、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

また、転倒防止方法として、キャスク１１を枠部５２に挿入し、キャスク１１に収納された放射性物質の崩壊熱により枠部５２が熱伸びした後、部材であるシム１を隙間Ｂに挿入する。この転倒防止方法によれば、枠部５２が熱伸びして隙間Ｂの寸法が安定してからシム１を挿入でき、熱伸びによるシム１の変形を防止できる。また、シム１によって熱伸びによる過度な拘束が生じる場合はシム１を温めた上で挿入することで緩和することができる。

［実施形態２］
図７は、実施形態２に係る転倒防止構造の垂直断面図である。図８は、実施形態２に係る転倒防止構造の水平断面図である。

図７および図８に示す転倒防止構造は、実施形態１の変形例である。この転倒防止構造は、枠部５２において、内面５２ａおよび上端５２ｃに開口する枠側溝５２ｄが形成されている。シム１は、枠側溝５２ｄに挿入される。

この転倒防止構造によれば、枠側溝５２ｄにより部材であるシム１を隙間Ｂに挿入し易くできる。また、枠側溝５２ｄは、幅や深さを調整することで枠部５２の熱伸びによる隙間Ｂの調整ができる。

［実施形態３］
図９は、実施形態３に係る転倒防止構造の垂直断面図である。

図９に示す転倒防止構造は、実施形態２の変形例である。この転倒防止構造は、枠部５２において、枠側溝５２ｄの溝内面に漸次下方に窄まる枠側溝傾斜面５２ｅが設けられている。また、シム１は、枠側溝傾斜面５２ｅに沿う第一シム側傾斜面１ａが設けられている。即ち、シム１は、漸次下方に窄まる楔状に形成されている。

この転倒防止構造によれば、部材であるシム１を隙間Ｂにさらに挿入し易くできる。また、枠側溝傾斜面５２ｅおよび第一シム側傾斜面１ａにより、枠部５２の熱伸びに追従してシム１により隙間Ｂを詰めることができる。

実施形態３において、図には明示しないが、実施形態１の変形例として、実施形態２の枠側溝５２ｄを有さず、シム１が、漸次下方に窄まる楔状に形成されていてもよい。この転倒防止構造によれば、部材であるシム１を隙間Ｂに挿入し易くできる。また、シム１の楔状により、枠部５２の熱伸びに追従してシム１により隙間Ｂを詰めることができる。

［実施形態４］
図１０は、実施形態４に係る転倒防止構造の垂直断面図である。

図１０に示す転倒防止構造は、実施形態３の変形例である。この転倒防止構造は、シム１の上下方向の移動を規制する止具１ｅが設けられている。止具１ｅは、隙間Ｂに挿入されたシム１を上から押さえるように枠部５２の上端５２ｃにボルトなどの締結手段により固定される。

この転倒防止構造によれば、部材であるシム１を隙間Ｂから抜けないように抜け止めできる。この結果、シム１による効果を維持できる。

実施形態４において、図には明示しないが、実施形態１，２の変形例として、シム１の上下方向の移動を規制する止具１ｅを有することとしてもよい。

［実施形態５］
図１１は、本発明の実施形態５に係る転倒防止構造の水平断面拡大図である。

図１１に示す転倒防止構造は、実施形態２，３の変形例である。この転倒防止構造は、シム１は、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａに接触する複数の凸部１ｂが設けられている。凸部１ｂは、シム１の外面３０ａに向く面の平面視の形状を山形に形成して設けられている。また、図には明示しないが、凸部１ｂは、シム１の外面３０ａに向く面に多数の突起として形成されていてもよい。

この転倒防止構造によれば、部材であるシム１に設けた凸部１ｂにより、キャスク１１の周方向の回転を抑制できる。キャスク１１の下端部３０の外面３０ａが円状に形成され、架台５０の枠部５２の内面５２ａも円状に形成されていると、地震時の振動によるキャスク１１の水平方向への移動は、相互の円状に沿って周方向の回転を含む。本実施形態の転倒防止構造によれば、このキャスク１１の周方向の回転を抑制することで、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

実施形態５において、図には明示しないが、実施形態２，３の変形例に加え、実施形態１，４の変形例として、シム１に凸部１ｂを設けることとしてもよい。

［実施形態６］
図１２から図１４は、実施形態６に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。

図１２から図１４に示す転倒防止構造は、実施形態２の変形例である。この転倒防止構造は、枠部５２において、内面５２ａおよび上端５２ｃに開口する枠側溝５２ｄが形成されている。シム１は、枠側溝５２ｄに挿入される。また、キャスク１１において、下端部３０の外面３０ａに開口する容器側溝３０ｃが形成されている。また、キャスク１１において、容器側溝３０ｃの溝内面に漸次下方に広がる容器側傾斜面３０ｃａが設けられている。また、シム１は、また、シム１は、容器側傾斜面３０ｃａに沿う第二シム側傾斜面１ｃが設けられている。即ち、シム１は、漸次下方に窄まる楔状に形成されている。

従って、シム１は、枠部５２の枠側溝５２ｄに挿入されると共に、キャスク１１の下端部３０の容器側溝３０ｃに挿入され、かつ第二シム側傾斜面１ｃが容器側溝３０ｃの容器側傾斜面３０ｃａに沿って設けられる。

この転倒防止構造によれば、図１２に示すように、枠部５２の枠側溝５２ｄ、およびキャスク１１の下端部３０の容器側溝３０ｃに挿入されたシム１により、枠部５２とキャスク１１との周方向の相対移動を拘束する。また、この転倒防止構造によれば、楔状のシム１の第二シム側傾斜面１ｃが容器側溝３０ｃの容器側傾斜面３０ｃａに沿うことで、キャスク１１が上方に移動することを拘束して枠部５２からの抜けを防ぐ。この結果、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

なお、実施形態６に係る転倒防止構造において、キャスク１１の下端部３０の容器側溝３０ｃに、シム１を支持する支持部３０ｄが設けられている。具体的に、支持部３０ｄは、容器側溝３０ｃの溝内面からシム１に向かって延びるピンである。ピンである支持部３０ｄは、シム１の第二シム側傾斜面１ｃに形成された上下方向に長い長孔１ｄに挿入される。

従って、ピンである支持部３０ｄがシム１の長孔１ｄに挿入されることで、シム１がキャスク１１の下端部３０に支持される。また、ピンである支持部３０ｄがシム１の長孔１ｄに挿入されることで、シム１の上下方向への移動が許容される。

この転倒防止構造によれば、図１２に示すようにシム１を枠部５２の枠側溝５２ｄおよびキャスク１１の下端部３０の容器側溝３０ｃに挿入するため、図１３に示すように、キャスク１１の下端部３０を枠部５２に挿入する際、容器側溝３０ｃに挿入したシム１を支持しながら、シム１を枠部５２の枠側溝５２ｄに挿入する。また、図１４に示すように、キャスク１１を枠部５２から取り外す際、容器側溝３０ｃに挿入したシム１を支持しながら、シム１を枠部５２の枠側溝５２ｄから抜く。この結果、シム１の装着を容易に行うことができる。

実施形態６において、図には明示しないが、実施形態５の変形例として、シム１に凸部１ｂを設けることとしてもよい。

［実施形態７］
図１５は、実施形態７に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。

図１５に示す部材は、枠部５２を貫通して隙間Ｂに至る先端がキャスク１１の下端部３０の外面３０ａに当接するネジ部２である。ネジ部２は、ボルトとして構成され、雄ネジ部２ａの基端にボルト頭部２ｂが設けられている。枠部５２は、水平方向に沿ってネジ部２の雄ネジ部２ａがねじ込まれる雌ネジ孔５２ｆが設けられている。そして、ネジ部２は、枠部５２の外側から雌ネジ孔５２ｆに雄ネジ部２ａがねじ込まれ、隙間Ｂに至った雄ネジ部２ａの先端がキャスク１１の下端部３０の外面３０ａに当接する。従って、実施形態７の転倒防止構造は、ネジ部２により隙間Ｂを詰める。

この転倒防止構造によれば、隙間Ｂを詰める部材であるネジ部２を用いることで、地震時の振動によるキャスク１１の水平方向への移動量を小さく抑制できる。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

また、実施形態７において、雌ネジ孔５２ｆは、枠部５２の周方向の複数箇所（例えば、４箇所）に設けられていることが好ましい。これにより、ネジ部２がキャスク１１の下端部３０の外面３０ａに周方向の複数箇所で当接できる。

［実施形態８］
図１６は、実施形態８に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。

図１６に示す実施形態８は、実施形態７の変形例である。この転倒防止構造は、ネジ部２の先端に、当部２ｃと、弾性部２ｄと、が設けられている。当部２ｃは、例えば、板状に形成され、板面をキャスク１１の下端部３０の外面３０ａに向けて設けられている。当部２ｃは、ネジ部２の雄ネジ部２ａの雌ネジ孔５２ｆへのねじ込みにより隙間Ｂの内部で外面３０ａに対して近づいたり離れたりする。弾性部２ｄは、コイルバネや板バネなどで構成され、当部２ｃにおいて外面３０ａに向く板面に取り付けられている。弾性部２ｄは、当部２ｃと外面３０ａとの間に設けられ、ネジ部２の雄ネジ部２ａの雌ネジ孔５２ｆへのねじ込みにより外面３０ａに対して近づいた場合、外面３０ａに当接する。従って、実施形態８の転倒防止構造は、ネジ部２により弾性部２ｄの弾性力を介して隙間Ｂを詰める。

このように、隙間Ｂを詰める部材であるネジ部２を用い、弾性部２ｄを介していることで、弾性部２ｄの弾性力により、地震時の振動によるキャスク１１の水平方向への移動量を小さく抑制できる。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

なお、枠部５２の内面５２ａに、当部２ｃを収容できる収容溝５２ａｂを設けることが好ましい。従って、収容溝５２ａｂに当部２ｃが収容されることで、狭い隙間Ｂにおいて弾性部２ｄの変形量を確保して弾性力をキャスク１１に生じさせることができる。

また、実施形態８において、雌ネジ孔５２ｆは、枠部５２の周方向の複数箇所（例えば、４箇所）に設けられていることが好ましい。これにより、弾性部２ｄがキャスク１１の下端部３０の外面３０ａに周方向の複数箇所で当接できる。

［実施形態９］
図１７は、実施形態９に係る転倒防止構造の垂直断面拡大図である。

図１７に示す部材は、枠部５２の上端５２ｃから隙間Ｂを跨いだ先端がキャスク１１における下端部３０の外面３０ａに当接可能な片部３を有している。片部３は、枠部５２からキャスク１１の下端部３０に向けて延びるスリット３ａが形成され、このスリット３ａを介して固定部であるボルト３ｂにより枠部５２の上端５２ｃに固定される。即ち、片部３は、ボルト３ｂにより枠部５２の上端５２ｃに支持された状態で、キャスク１１における下端部３０の外面３０ａに対して先端が近づいたり離れたりすることができ、先端が外面３０ａに当接した状態でボルト３ｂを締め付けることで固定される。

この転倒防止構造によれば、隙間Ｂを詰める部材である片部３を用いることで、地震時の振動によるキャスク１１の水平方向への移動量を小さく抑制できる。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

また、実施形態９において、片部３は、枠部５２の周方向の複数箇所（例えば、４箇所）に設けられていることが好ましい。これにより、片部３がキャスク１１の下端部３０の外面３０ａに周方向の複数箇所で当接できる。

［実施形態１０］
図１８は、実施形態１０に係る転倒防止構造の垂直断面図である。

図１８に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、枠部５２の内面５２ａに、キャスク１１の下端部３０を係止する係止部を有する。本実施形態の係止部は、枠部５２の内面５２ａが漸次上方に窄む枠部傾斜面５２ｇを含む。枠部傾斜面５２ｇは、枠部５２の内面５２ａの周方向全周に連続して設けられている。枠部傾斜面５２ｇは、漸次上方に窄むことで上端がキャスク１１の下端部３０の外面３０ａに最も近づいて隙間Ｂを狭めるように形成されている。

この転倒防止構造によれば、地震時の振動によりキャスク１１が傾いた場合、枠部傾斜面５２ｇの上端がキャスク１１の下端部３０を係止し、枠部５２からキャスク１１の下端部３０が抜け出すことを防止する。この結果、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

［実施形態１１］
図１９は、実施形態１１に係る転倒防止構造の垂直断面図である。

図１９に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、枠部５２の内面５２ａに、キャスク１１の下端部３０を係止する係止部を有する。本実施形態の係止部は、枠部５２の内面５２ａにおいて周方向に沿って設けられた枠部周溝５２ｈを含む。枠部周溝５２ｈは、枠部５２の内面５２ａの周方向全周に連続して設けられている。枠部周溝５２ｈは、その断面形状が図１９に示すように矩形状に形成されている他、Ｖ形状や、Ｕ形状や、Ｃ形状に形成されていてもよい。

この転倒防止構造によれば、地震時の振動によりキャスク１１が傾いた場合、枠部周溝５２ｈがキャスク１１の下端部３０を係止し、枠部５２からキャスク１１の下端部３０が抜け出すことを防止する。この結果、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

［実施形態１２］
図２０は、実施形態１２に係る転倒防止構造の垂直断面図である。

図２０に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、枠部５２の底面５２ｂを上下方向に貫通する貫通孔５２ｉが設けられ、この貫通孔５２ｉを通して下側から貫通するネジ部４を有している。ネジ部４は、ボルトとして構成されている。また、本実施形態の転倒防止構造は、キャスク１１の下端部３０の下面３０ｂにネジ部４の先端部がねじ込まれるネジ孔３０ｅが設けられている。このネジ孔３０ｅは、キャスク１１を運搬する際に緩衝材（図示せず）を取り付けるために用いられる。

この転倒防止構造によれば、枠部５２の底面５２ｂを貫通するネジ部４が、キャスク１１の下端部３０の下面３０ｂに設けられたネジ孔３０ｅにねじ込まれることで、キャスク１１の下端部３０と枠部５２の底面５２ｂとを相互に接合する。この結果、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

［実施形態１３］
図２１は、実施形態１３に係る転倒防止構造の水平断面図である。

図２１に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの周形状を円形とし、枠部５２の内面５２ａの周形状を楕円形とする。また、架台５０は、脚部５４が楕円形の長い方向に沿って配置されている。

キャスク１１は、地震時の振動の加振方向に移動する。そして、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの周形状を円形とし、枠部５２の内面５２ａの周形状も円形とすると、キャスク１１は振れ回るように様々な水平方向に移動する。

本実施形態の転倒防止構造のように、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの周形状を円形とし、枠部５２の内面５２ａの周形状を楕円形とすると、キャスク１１が大きく振れる方向を限定できる。この結果、キャスク１１が振れる方向が限定されるため、当該方向に強度を増すことができ、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。強度を増す方法としては、上述したように、架台５０の脚部５４を楕円形の長い方向に沿って配置することで、キャスク１１が大きく振れる方向で架台５０の剛性を大きくできる。強度を増す方法として、楕円形の長い方向で枠部５２の厚さを大きくすることで、キャスク１１が大きく振れる方向で架台５０の剛性を大きくできる。

［実施形態１４］
図２２は、本発明の実施形態１４に係る転倒防止構造の水平断面図である。

図２２に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの一部に平坦な容器側平面３０ａａが形成され、枠部５２の内面５２ａの一部に容器側平面３０ａａと対向する平坦な枠側平面５２ａａが形成されている。図２２では、容器側平面３０ａａは、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの２箇所に平行に配置され、枠側平面５２ａａも枠部５２の内面５２ａの２箇所に平行に配置されている。

キャスク１１は、地震時の振動の加振方向に移動する。そして、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの周形状を円形とし、枠部５２の内面５２ａの周形状も円形とすると、キャスク１１は振れ回るように回転移動する。

本実施形態の転倒防止構造のように、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの容器側平面３０ａａと、枠部５２の内面５２ａの枠側平面５２ａａとを設けることで、キャスク１１の回転移動を抑制できる。このため、キャスク１１の下端部３０が、枠部５２に当接したときの挙動を低減できる。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

［実施形態１５］
図２３は、実施形態１５に係る転倒防止構造の垂直断面図である。図２４は、実施形態１５に係る転倒防止構造の水平断面図である。

図２３および図２４に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、キャスク１１の下端部３０の下面３０ｂに凹部３０ｆが形成され、枠部５２の底面５ｂに凹部３０ｆに挿入する凸部５２ｊが形成されている。図２３および図２４では、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの周形状が円形であり、凹部３０ｆの周形状も同心の円形に形成されている。また、図２３および図２４では、枠部５２の内面５２ａの周形状が円形であり、凸部５２ｊの周形状も同心の円形に形成されている。

この転倒防止構造によれば、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａと枠部５２の内面５２ａとが当接し、さらに凹部３０ｆと凸部５２ｊも当接する。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を分散して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

また、この転倒防止構造によれば、キャスク１１に収納された放射性物質の崩壊熱により枠部５２が熱伸びする。この際、枠部５２の内面５２ａは、径方向外側に伸びてキャスク１１の下端部３０の外面３０ａから離れる方向に変形する。一方、凸部５２ｊは、径方向外側に伸びてキャスク１１の凹部３０ｆの内面に近づく方向に変形する。即ち、凸部５２ｊは、凹部３０ｆと嵌合するように変形する。この結果、キャスク１１に生じる振動を抑制して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

なお、キャスク１１の下端部３０の外面３０ａの周形状の円形と、凹部３０ｆの周形状の円形とは、同心でなくてもよく、円形でなくてもよい。また、枠部５２の内面５２ａの周形状の円形と、凸部５２ｊの周形状の円形とは、同心でなくてもよく、円形でなくてもよい。

［実施形態１６］
図２５は、実施形態１６に係る転倒防止構造の水平断面図である。

図２５に示す転倒防止構造は、実施形態１５の変形例である。この転倒防止構造は、凹部３０ｆの内面の一部に形成された凹部側平面３０ｇと、凸部５２ｊの外面の一部に形成されて凹部側平面３０ｇに対向する凸部側平面５２ｋと、さらに含む。図２５では、凹部側平面３０ｇは、凹部３０ｆの内面の２箇所に平行に配置され、凸部側平面５２ｋも凸部５２ｊの外面の２箇所に平行に配置されている。

キャスク１１は、地震時の振動の加振方向に移動する。そして、キャスク１１の下端部３０の凹部３０ｆの周形状を円形とし、枠部５２の凸部５２ｊの周形状も円形とすると、キャスク１１は振れ回るように回転移動する。

本実施形態の転倒防止構造のように、キャスク１１の下端部３０の凹部３０ｆの凹部側平面３０ｇと、枠部５２の凸部５２ｊの凸部側平面５２ｋとを設けることで、キャスク１１の回転移動を抑制できる。このため、キャスク１１の下端部３０の凹部３０ｆが、枠部５２の凸部５２ｊに当接したときの挙動を低減できる。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

［実施形態１７］
図２６は、実施形態１７に係る転倒防止構造の垂直断面図である。図２７は、実施形態１７に係る転倒防止構造の水平断面図である。

図２６および図２７に示す転倒防止構造は、実施形態１５の変形例である。この転倒防止構造は、キャスク１１の下端部３０の凹部３０ｆの内面と、枠部５２の凸部５２ｊの外面との間に配置されるリング５を有している。リング５は、その外面が凹部３０ｆの内面に沿うように垂直に形成され、その内面に漸次下方に窄まって傾斜するリング側傾斜面５ａが形成されている。また、凸部５２ｊは、その外面に漸次下方に窄まって傾斜し、リング側傾斜面５ａに対向する凸部側傾斜面５２ｊａが形成されている。

リング５は、キャスク１１の下端部３０とは別体または一体で構成され、キャスク１１の下端部３０に固定される。凸部５２ｊは、架台５０とは別体または一体で構成され、架台５０に固定される。そして、キャスク１１を枠部５２に挿入する際、リング５に凸部５２ｊが挿入される。このとき、相互の傾斜面５ａ，５２ｊａは干渉しない。キャスク１１を枠部５２に挿入した後、キャスク１１に収納された放射性物質の崩壊熱により凸部５２ｊが熱伸びし、図２６に示すように、相互の傾斜面５ａ，５２ｊａの間が詰められて対向する。

この転倒防止構造によれば、凹部３０ｆの内面と凸部５２ｊの外面との間に配置され凹部３０ｆに固定されるリング５と、リング５の内面が漸次下方に窄まって形成されたリング側傾斜面５ａと、凸部５２ｊの外面が漸次下方に窄まって形成されてリング側傾斜面５ａに対向する凸部側傾斜面５２ｊａと、を備えることで、地震時の振動によりキャスク１１が傾いた場合、相互の傾斜面５ａ，５２ｊａが干渉することで、枠部５２からキャスク１１の下端部３０が抜け出すことを防止する。この結果、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

［実施形態１８］
図２８は、実施形態１８に係る転倒防止構造の垂直断面図である。

図２８に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、上述したように、キャスク１１の胴部１２が下端部３０の外面３０ａの上側で径方向外側に突出して形成されており、枠部５２の上端５２ｃが胴部１２に当接するように構成されている。即ち、キャスク１１は、胴部１２が枠部５２に支持されている。

この転倒防止構造によれば、地震時の振動によりキャスク１１が傾いた場合、枠部５２の上端５２ｃが胴部１２に当接していることで、傾きの支点が枠部５２の上端５２ｃであり、下端部３０よりも外側となる。このため、下端部３０が支点となる場合と比較して、キャスク１１の自重による回転モーメントが大きくなることで、地震時の振動による水平方向の加速度応答による慣性モーメントが小さくなり、枠部５２の内面５２ａにキャスク１１の下端部３０の外面３０ａが衝突したロッキング時の荷重が枠部５２に生じ難くなる。この結果、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

［実施形態１９］
図２９は、実施形態１９に係る転倒防止構造における架台の斜視図である。

図２９に示すように、本実施形態の転倒防止構造は、枠部５２の周りを囲む剛体５５を有する。剛体５５は、図２９では、枠部５２を筒状に形成せず、枠部５２の上端５２ｃが架台５０の上端と面一になるように、架台５０に枠部５２をなす凹みを形成した形態を示している。図には明示しないが、剛体５５は、枠部５２の周りを囲むように架台５０とは別体のリング状に形成されていてもよい。

この転倒防止構造によれば、剛体５５により、地震時において、枠部５２にかかる荷重を低減して枠部５２の歪みの発生を抑え、キャスク１１が転倒に至る事態を防止できる。

この実施形態１９の転倒防止構造の剛体５５は、上述した実施形態１から１８においても適用できる。

１ シム（部材）
１ａ 第一シム側傾斜面
１ｂ 凸部
１ｃ 第二シム側傾斜面
１ｄ 長孔
１ｅ 止具
２ ネジ部（部材）
２ａ 雄ネジ部
２ｂ ボルト頭部
２ｃ 当部
２ｄ 弾性部
３ 片部
３ａ スリット
３ｂ ボルト
４ ネジ部
５ リング
５ａ リング側傾斜面
５ｂ 底面
１１ キャスク
１２ 胴部
１３ 蓋部
２１ 胴本体
２２ 開口部
２３ 閉塞部
２４ キャビティ
２５ バスケット
２６ セル
２７ 外筒
２８ 伝熱フィン
３０ 下端部
３０ａ 外面
３０ａａ 容器側平面
３０ｂ 下面
３０ｃ 容器側溝
３０ｃａ 容器側傾斜面
３０ｄ 支持部
３０ｅ ネジ孔
３０ｆ 凹部
３０ｇ 凹部側平面
３１ 底板
３２ 連結板
４１ トラニオン
５０ 架台
５１ 架台本体
５２ 枠部
５２ａ 内面
５２ａａ 枠側平面
５２ａｂ 収容溝
５２ｂ 底面
５２ｃ 上端
５２ｄ 枠側溝
５２ｅ 枠側溝傾斜面
５２ｆ 雌ネジ孔
５２ｇ 枠部傾斜面
５２ｈ 枠部周溝
５２ｉ 貫通孔
５２ｊ 凸部
５２ｊａ 凸部側傾斜面
５２ｋ 凸部側平面
５４ 脚部
５５ 剛体
１０１ 設置床
Ａ 空間部
Ｂ 隙間
Ｄ１ 外径
Ｄ２ 外径

Claims (2)

1. 架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、
   前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、
   前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、
   前記放射性物質収納容器の下面に形成された凹部と、
   前記枠部の底面に形成されて前記凹部に挿入する凸部と、
   前記凹部の内面の円形の周形状の一部を切り欠いて形成された凹部側平面と、
   前記凸部の外面の円形の周形状の一部を切り欠いて形成されて前記凹部側平面に対向する凸部側平面と、
   を含む、転倒防止構造。
2. 架台に置かれた放射性物質収納容器の転倒防止構造であって、
   前記架台は、前記放射性物質収納容器の下端部が挿入される枠部を有しており、
   前記枠部の内面と前記放射性物質収納容器の前記下端部の外面との間に隙間を設け、
   前記放射性物質収納容器の下面に形成された凹部と、
   前記枠部の底面に形成されて前記凹部に挿入する凸部と、
   前記凹部の内面と前記凸部の外面との間に配置され前記凹部に固定されるリングと、
   前記リングの内面が漸次下方に窄まって形成されたリング側傾斜面と、
   前記凸部の外面が漸次下方に窄まって形成されて前記リング側傾斜面に対向する凸部側傾斜面と、
   を備える、転倒防止構造。

Images