JPH03267800A - 放射性廃棄物の貯蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、放射性廃棄物の貯蔵庫に係り、特に、金属収
納管の表面にイオン流を生じさせることにより、熱伝達
を促進させるものである。

「従来の技術とその課題」 一般に、原子力発電プラント等で発生する高レベル放射
性廃棄物は、例えばガラス固化処理することによって、
取り扱い性を向上させることかできる。そして、カラス
固化等の処理がなされたいわゆる固化パッケージは、貯
蔵庫の中に上下方向に沿って配設された収納管の中で長
期間保管される。該貯蔵庫では、固化パケージの保管中
に発生する放射性物質の崩壊熱による温度上昇及び軌膨
張の影響を軽減するへ島に、セル室の内部に空気を送り
込んで収納管を冷却する計画がなされている。

この場合、ファンやブロア等を使用した強制冷却方法で
あると、冷却効果が高くなるものの、停電時やファンや
ブロアの故障時に、冷却効果が著しく低下するものとな
るので、安全性を高くする点で自然対流による循環を利
用した冷却方法である方が望ましい。

第５図は、自然対流を利用した放射性廃棄物の貯蔵庫の
計画例を示すものである。第５図において、符号ｌは高
レベル廃液等をカラス固化処理した同化バケーノ等の放
射性廃棄物を多数収納保管するためのセル室、２はセル
室ｌを囲んでいるコンクリート壁、３はセル室１の上方
に設けられる搬送室、４はセル室ｌと搬送室３とを仕切
っているコンクリート壁からなる天井スラブ、５は天井
スラブ４から吊持されて放射性廃棄物を縦積み状態に複
数収納するための鋼管等の金属収納管、６はセル室ｌの
中に水平に架設されている支持構造物、７は支持構造物
６に支持されかつ金属収納管５を筒状空間を空けて囲ん
でいる外管、８は外気入口、９は空気出口、１０は冷却
空気挿通路、１１は金属収納管５の上部を密閉する閉塞
蓋である。

このような構造の貯蔵庫では、放射性物質の崩壊熱によ
って、金属収納管５の温度が高くなると、金属収納管５
と外管７との間の筒状空間の空気が上昇する対流か生し
て、第５図に矢印て示すように、外気入口８から取り入
れた空気によって冷却が行なわれ、加熱された空気が空
気出口９から排出される。したがって、動力源を必要と
せず、崩壊熱か生している期間、自然の対流による冷却
か行なわれ、停電等に左右されず高い安全性を存するも
のとなる。しかし、前述のように自然対流に基づくため
に冷却効果か低く、施設が大型化し易いという課題かあ
る。

本発明は、このような課題を解決して、自然対流による
安全性を生かし１こまま、金属収納管の表面と冷却空気
との間の対流熱伝達性を向上させることをを目的とする
ものである。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するために、二つの提案をしている。

第１の手段は、セル室内に上下方向に配設され放射性廃
棄物を収納する金属収納管と、該金属収納管の被冷却表
面に間隔を空けて配され金属収納管との間にコロナ放電
に基づくイオン流を生じさせる電極線と、該電極線に高
電圧を印加する高電圧発生手段とを具備する構成の放射
性廃棄物貯蔵庫としている。

第２の手段は、高電圧発生手段が、金属収納管の内面近
傍に配設され、かつ、放射線の照射によって電圧を発生
する光起電圧素子である構成を第１の手段に付加してな
る放射性廃棄物の貯蔵庫としている。

作用　バ 第１の手段にあっては、放射性廃棄物か崩壊熱を放出す
ると、金属収納管の温度か高くなり、金属収納管表面に
接触している空気を加熱し、加熱さしに空気が上昇する
対流現象か生し、金属収納管か冷却される。

この場合、金属収納管の表面と電極線との間にコロナ放
電が生していると、金属収納管の表面にイオン風による
小さな空気の揺らぎが起こり、加熱された空気を移動及
び攪拌させるものとなり、金属収納管の表面の熱交換を
促進させるものとなる。

また、第２の手段にあっては、金属収納管内の放射性廃
棄物の崩壊期間中、ガンマ線等の放射線か放出されるた
め、この放射線のエネルギを光起電圧素子て電圧に変換
して、外部電源に依存することなく、コロナ放電に基づ
くイオン風を発生させることかでき、また、崩壊熱か発
生している期間中、起電力を得て、はぼ崩壊ｊＩｌｌｌ
量に応しＬ起電力か安定して得られる。

「実施例」 以下、第１図ないし第４図に基ついて、本発明に係る放
射性廃棄物の貯蔵庫の一実施例を説明する。

これら各図において、符号Ｐは高レベル放射性廃棄物を
カラス固化する等の処理を施してＬる固化パッケージ等
の放射性廃棄物、１２は高電圧発生手段（高電圧発生装
置）、１３は直列抵抗、１４は絶縁ケーブル、１５は接
地ケーブル、１６は電極線、１７は支持碍子である。

前記高電圧発生手段１２は、正または負の直流高電圧発
生装置あるいは交流高電圧発生装置で、例えばｌ０ＫＶ
以トの電圧（波高値）が得られるものが適用される。

前記直列抵抗１３は、高電圧印加部分、つまり、電極線
１６と金属収納管５との間の電気的短絡事故時の短絡電
流を制限するために設けられる。

前記絶縁ケーブル１４は、直列抵抗１３と電極線１６と
の間を接続し、天井スラブ４を貫通して布設される。

前記接地ケーブル１５は、搬送室３、金属収納管５等を
接地した状態とするもので、必要に応じて天井スラブ４
の中に埋設される。

前記電極線１６は、第１図及び第２図に示すように、金
属収納管５の表面（被冷却表面）に対して周方向に間隔
を空けるように、金属収納管５と外管７との間の筒状空
間に複数本紀され、前記支持碍子１７によって支持され
、金属収納管５との間に、コロナ放電を生じさせる程度
の電位傾度を付与するものであり、布設方向は上下方向
のみに限定するものではなく、周方向または螺旋方向等
とすることも可能である。

このように構成されている放射性廃棄物の貯蔵庫におい
て、遮蔽蓋１１を外した状態で、放射性廃棄物Ｐをセル
室Ｉの中に吊り降ろして、金属収納管５に装填した後、
遮蔽Ｍ１１を落としてセル室１を密封した保管状態にす
ると、放射性廃棄物Ｐの収納量に応した放射性物質の崩
壊熱か発生する。

放射性廃棄物Ｐが崩壊熱を放出すると、金属収納管５の
管壁が加熱されて温度か高くなり、金属収納管５の表面
に接触している空気を加熱する。

このため、加熱され１こ空気が比重差に基ついて上昇す
る対流か生じ、下方または周囲の温度の低い空気と入れ
代わり、第１図に矢印で示すように空気が流れ、低温の
冷却空気か外気人口８から取り入れられて、セル室１の
内部て熱交換を行なって金属収納管５を冷却した後、空
気出口９を経由することによりセル室ｌの外に排出され
る。

この場合において、高電圧発生手段１２を作動状態とし
て、電極線１６に高電圧を印加した状態とすると、金属
収納管５の表面と電極線１６との間の電位傾度の大きい
部分、つまり、金属収納管５の表面の一部等に電極線１
６の布設方向に沿ってコロナ放電が生し、この部分の空
気かイオン化する現象とともに、イオン風による小さな
空気の揺らぎが起こる。そして、電極線１６が上下方向
に沿って布設されていると、イオン風発生箇所の空気か
、金属収納管５と外管７との間の筒状空間を上昇する空
気流によって上方に移動させられ、電極！１ｌ１６か他
の方向に〆０っで布設されていると、上昇空気流と交差
して攪拌が行なわれるしのとなる。

このｆこめ、イオン風の発生している箇所の近傍の加熱
された空気を、その付近から移動させろとともに攪拌さ
せる現象が伴い、金属収納管５の表面（被冷却表面）の
熱交換を促進させ、冷却効率を向上させるものとなる。

一方、第４図は本発明に係る放射性廃棄物の貯蔵庫の他
の実施例を示すもので、光起電圧素子を利用した高電圧
発生手段１８とされ、該光起電圧素子１８か金属収納管
５の内面に支持碍子１７によって取り付けられるととも
に、その一方の端子か絶線碍子１９を介して金属収納管
５を貫通して電極線１６に接続され、かっ、他方の端子
か金属収納管５に直接接続（接地）された構成とされて
いる。該光起電圧素子１８は、光エネルギの一種である
放射線の照射によって起電力を得るもので、光で励起さ
れた電子か、強誘電体の自発分極に由来して特定の方向
性をもって起こるもので、例えばＩｃｍの長さ当たり数
ＫＶの高い起電圧か得られ、第１図ないし第３図例に準
じて、コロナ放電発生に適した電圧に設定される。

そして、金属収納管５の内部にお０て、放射性廃棄物Ｐ
の崩壊期間中、崩壊熱ととしにカンマ線等の放射線か放
出されるため、この放射線のエネルギを先起電圧素子１
８て電圧に変換し、コロナ放電に基づくイオン風を発生
させて熱交換を促進させることかできる。また、この場
合の起電力は、崩壊熱量に応して崩壊熱が発生している
期間中続行するため、冷却を必要とする期間の熱交換効
率を上昇させることができる。

なお、本発明に係る放射性廃棄物の貯蔵庫にあっては、
次のように構成することかできる。

（イ）電極線１６の布設箇所を金属収納管５の上部等の
一部とすること。

（ロ）外管５か設置されていない単管構造のものに適用
すること。

（ハ）強制冷却を行なう貯蔵庫に適用すること。

（ニ）先起電圧素子１８と外部設置の高電圧発生手段１
２とを併設し、光起電圧素子１８による発生電圧低下時
に外部設置の高電圧発生手段１２を作動させること。

（ポ）上述の場合等において、光起電圧素子１８を崩壊
熱発生量の検出手段として利用すること。

：発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る放射性廃棄物の貯蔵
庫によれば、金属収納管に間隔を空けて配されｒ二電極
線に高電圧発生手段から高電圧を供給してコロナ放電を
起こさせ、これに基づくイオン流を利用して金属収納管
表面近傍の加熱された空気を移動または攪拌して、対流
空気との熱交換を促進させるものであるから、金属収納
管の冷却を自然対流に依存する場合にあっても、安全性
を生かしたまま、金属収納管を効率良く冷却することが
できる。

また、光起電圧素子を金属収納管内に配設すると、放射
性廃棄物からの照射線量に応じて電圧を発生させて、上
記のコロナ放電を起こさせて、外部電源に依存すること
なく、崩壊熱の発生期間中において熱交換を促進させる
ことかできる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射性廃棄物の貯蔵庫の一実施例
を示す要部の正断面図、第２図は第１図の■−■線矢視
図、第３図は第１図の鎖線ｍ部分の拡大図、第４図は本
発明に係る放射性廃棄物の貯蔵庫の他の実施例を示す要
部の正断面図、第５図は放射性廃棄物の貯蔵庫の計画例
を示す一隼点透視正断面図である。 Ｐ・・・・・放射性廃棄物（固化バッケーノ）、ｌ・・
セル室、 ２・・・　コンクリート壁、 ３・・・・搬送室、 ４・・・・・天井スラブ、 ５・−・・・金属収納管、 支持構造物、 ・外管、 外気入口、 空気出口、 ０　・冷却空気挿通路、 閉塞蓋、 ２、　高電圧発生手段（高電圧発生装置）、３　　直列
抵抗、 ４　・絶縁ケーブル、 ５　・接地ケーブル、 ６　　電極線、 ７　・支持碍子、 ８−・・高電圧発生手段（光起電圧素子）、１９・　絶
縁碍子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉ、セル室内に上下方向に配設され放射性廃棄物を収納
   する金属収納管と、該金属収納管の被冷却表面に間隔を
   空けて配され金属収納管との間にコロナ放電に基づくイ
   オン流を生じさせる電極線と、該電極線に高電圧を印加
   する高電圧発生手段とを具備することを特徴とする放射
   性廃棄の貯蔵庫。 ｉｉ、高電圧発生手段が、金属収納管の内面近傍に配設
   され、かつ、放射線の照射によって電圧を発生する光起
   電圧素子であることを特徴とする請求項ｉ記載の放射性
   廃棄物の貯蔵庫。