JPH09166696A - 放射性物質乾式貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【解決手段】放射性物質乾式貯蔵設備１は、複数の外側
密封容器１０を内部に貯蔵する燃料貯蔵室６を備える。
外側密封容器１０は、使用済燃料集合体１３を内蔵した
内側密封容器１１を収納する。上部プレナム２４が、各
外側密封容器１０の上端と燃料貯蔵室６の天井スラブ１
８との間に形成される。下部プレナム２０に流入した空
気は、外側密封容器１０相互間に形成される空間を上昇
して上部プレナム２４に達する。 【効果】各外側密封容器の上端と天井スラブとの間に形
成される上部プレナムは、流路面積が著しく増大し、圧
力損失が著しく減少する。そのため、燃料貯蔵室内を流
れる空気の通風量が増大し、外側密封容器内の使用済燃
料集合体の冷却効率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発熱を伴う放射性物
質の乾式貯蔵設備に係り、特に高レベル放射性廃棄物や
原子力発電所から発生する使用済燃料等の放射性物質を
貯蔵する設備に係る。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所から発生する使用済燃料集
合体は、再使用可能なウラン及びプルトニウム等の核燃
料物質を回収するために再処理される。このときに発生
する高レベル放射性廃棄物はガラス固化される。この放
射性廃棄物ガラス固化体は、崩壊熱が発生するため、発
熱量が小さくなり処分が可能となるまでの間、冷却しな
がら貯蔵する必要がある。また、使用済燃料集合体は、
再処理されるまでの間、原子力発電所内の貯蔵プールに
保管される。しかしながら、年々増大する使用済燃料集
合体を長期間貯蔵可能な新たな貯蔵設備の建設が望まれ
ている。

【０００３】これらの目的に対応した放射性物質貯蔵施
設としては、放射性廃棄物ガラス固化体及び使用済燃料
集合体を周囲に流れる空気によって冷却しながら貯蔵す
る放射性物質乾式貯蔵設備がある。放射性物質の乾式貯
蔵設備の例としては、特公平5−11598号公報，実公平5
−9680 号公報及び実開昭62−49799 号公報に記載され
た貯蔵設備がある。

【０００４】特公平5−11598号公報に示された放射性物
質乾式貯蔵施設は、コンクリート製建屋内の貯蔵室に設
置された収納管内に、放射性廃棄物ガラス固化体または
使用済燃料集合体を収納して貯蔵する。収納管は上端部
が貯蔵室の天井スラブに保持され貯蔵室の床スラブまで
達している。収納管内の放射性物質から発生する崩壊熱
は、天井スラブと床スラブとの間に形成される冷却空気
通路内を水平方向に流れる空気によって除去される。こ
の冷却空気は、収納管相互間を水平方向に流れる。

【０００５】実公平5−9680 号公報及び実開昭62−4979
9 号公報に示された放射性物質乾式貯蔵設備も、貯蔵室
の天井スラブに上端部が保持されて下方に伸びる収納管
内に放射性廃棄物ガラス固化体または使用済燃料集合体
を収納して貯蔵し、収納管の周囲に空気を流して収納管
内の放射性物質から発生する崩壊熱を除去するものであ
る。これらの公報に示された放射性物質乾式貯蔵設備
は、各収納管の周囲を取り囲む筒状体を設けている。水
平方向に伸びる下部仕切部材が筒状体の下端の位置に設
けられる。水平方向に伸びる上部仕切部材が筒状体の上
端の位置に設けられる。床スラブと下部仕切部材との間
に形成される下部プレナムは空気入口に連絡される。天
井スラブと上部仕切部材との間に形成される上部プレナ
ムは空気出口に連絡される。本放射性物質乾式貯蔵設備
では、特公平5−11598号公報に示された放射性物質乾式
貯蔵施設と違って、空気は、下部プレナム，収納管と筒
状体との間に形成される環状通路及び上部プレナムと順
に流れる。空気は環状通路内を上方に向かって流れるの
である。上部及び下部仕切部材が設けられているので、
空気は下部及び上部プレナムから筒状体相互間に流入す
ることはない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特公平5−11598号公報
の放射性物質乾式貯蔵設備は、空気が水平方向に流れて
各収納管から崩壊熱を除去していくので、貯蔵室の空気
入口側に位置する収納管内の放射性物質の冷却効率が良
い。しかしながら、貯蔵室の空気出口側に位置する収納
管内の放射性物質の冷却効率は低下する。

【０００７】これに対して、実公平5−9680 号公報及び
実開昭62−49799 号公報にそれぞれ記載された放射性物
質乾式貯蔵施設は、空気が貯蔵室内を垂直方向に流れる
ので、各収納管を取り囲むそれぞれの環状通路の入口に
おける空気の温度が等しくなる。このため、貯蔵室の空
気入口側及び空気出口側に位置する各収納管内の放射性
物質の冷却効率はほぼ同じである。

【０００８】放射性物質乾式貯蔵設備は、空気の自然循
環力を利用して空気を内部に供給するため、空気が流れ
る通路の圧力損失を低くすることが望ましい。空気通路
の圧力損失が低いほど貯蔵室内に供給される空気量が増
加し、収納管内の放射性物質の除熱効率が増大する。

【０００９】実開昭62−49799 号公報，実公平5−9680
号公報記載の放射性物質乾式貯蔵施設では、収納管に沿
って上昇した空気が上部プレナムを水平方向に流れる。
しかしながら、多数の収納管が上部プレナムを垂直方向
に貫通しているので、上部プレナムの圧力損失が大き
い。本放射性物質乾式貯蔵施設における空気通路の圧力
損失は、特公平5−11598号公報の放射性物質乾式貯蔵設
備におけるその圧力損失よりも大きい。空気が収納管に
沿って上昇するタイプの本放射性物質乾式貯蔵設備は、
空気通路の圧力損失を減少させることが望まれる。

【００１０】本発明の目的は、貯蔵室内の上部プレナム
の圧力損失を低減できる放射性物質乾式貯蔵設備を提供
することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、貯蔵室内での密封容
器の横転を防止できる放射性物質乾式貯蔵設備を提供す
ることにある。

【００１２】本発明の他の目的は、貯蔵室内での密封容
器の貯蔵密度を高めことができる放射性物質乾式貯蔵設
備を提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、外側密封容器相互間
に存在する空気通路の圧力損失を低減できる放射性物質
乾式貯蔵設備を提供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、外側密封容器を横方
向支持部間に容易に導くことができる放射性物質乾式貯
蔵設備を提供することにある。

【００１５】本発明の目的は、貯蔵室内の上部プレナム
の圧力損失を更に低減できる放射性物質乾式貯蔵設備を
提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、効率よく内部の放射
性物質を冷却できる放射性物質乾式貯蔵設備を提供する
ことにある。

【００１７】本発明の他の目的は、安全性の高い放射性
物質乾式貯蔵設備を提供することにある。

【００１８】本発明の他の目的は、冷却効率を更に向上
できる放射性物質乾式貯蔵設備を提供することにある。

【００１９】本発明の他の目的は、内部収納管の気密性
を確認できる放射性物質乾式貯蔵設備を提供することに
ある。

【００２０】本発明の他の目的は、内部収納管内に収納
した放射性物質の未臨界状態を維持できる放射性物質乾
式貯蔵設備を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する請
求項１の発明の特徴は、放射性物質を内蔵した内側密封
容器を収納する複数の外側密封容器を内部に貯蔵する貯
蔵室を備え、前記外側密封容器の下端を前記貯蔵室の床
より上方に離した状態で前記外側密封容器を支持する垂
直方向支持部を、前記床に設け、前記各外側密封容器の
下端と前記貯蔵室の床との間に形成される下部プレナム
が、外部から空気を取り込む空気取り込み口に連絡さ
れ、上部プレナムが、前記各外側密封容器の上端と前記
貯蔵室の天井との間に形成され、前記上部プレナムは外
部に前記空気を排出する空気排出口に連絡されることに
ある。

【００２２】上部プレナムが各外側密封容器の上端と貯
蔵室の天井との間に形成されるので、上部プレナムの流
路面積が著しく増大する。このため、上部プレナムの圧
力損失が著しく減少する。これは、空気取り込み口から
貯蔵室を経て空気排出口に至る空気通路を流れる空気の
通風量を増加させ、密封容器内の放射性物質の冷却効率
が向上する。

【００２３】上記の他の目的を達成する請求項２の発明
の特徴は、請求項１の発明の特徴に加えて、前記外側密
封容器を水平方向において支持する横方向支持部を、前
記外側密封容器の相互間に設け、この横方向支持部は前
記貯蔵室の水平断面において前記外側密封容器の周囲に
形成される空間の一部を占有していることにある。

【００２４】貯蔵室の水平断面において外側密封容器の
周囲に形成される空間の一部を占有している横方向支持
部が、外側密封容器を水平方向に支持していることによ
り、外側密封容器の横転を防止できる。特に、横方向支
持部のこの作用は、地震時において十分に威力を発揮す
る。横方向支持部はその空間の水平断面でその空間の一
部を占有するだけであるので、その空間内を上昇する空
気流による外側密封容器の冷却は十分に行える。

【００２５】上記の他の目的を達成する請求項３の発明
の特徴は、請求項１又は請求項２の発明の特徴に加え
て、前記貯蔵室の天井部は前記貯蔵室内の複数の前記外
側密封容器ごとに設けられた開口を複数個有し、これら
の開口のそれぞれに着脱可能の蓋を設けたことにある。

【００２６】天井部に形成される開口を貯蔵室内の複数
の前記外側密封容器ごとに設けることにより、１つの開
口の下方に配置される複数の外側密封容器の間隔を狭く
することができる。従って、貯蔵室内での外側密封容器
の貯蔵密度が増大する。

【００２７】上記の他の目的を達成する請求項４の発明
の特徴は、請求項３の発明の特徴に加えて、前記天井部
は、前記床に設置され前記外側密封容器間を上方に伸び
る天井支持部によって支持されていることにある。

【００２８】天井支持部が天井部を支持するので、開口
相互間の幅を狭くすることができる。すなわち、天井支
持部がない場合は天井部の強度を確保するために開口相
互間の幅を大きくしなければならない。天井支持部が天
井部の荷重を支えるので、その分、開口相互間の幅を狭
くできる。これによって天井部に設ける開口の個数を増
加できるので、貯蔵室内での外側密封容器の貯蔵密度が
増大する。天井支持部の設置により、開口相互間の幅を
狭くする替りに天井部の厚みを減少させることも考えら
れるが、天井部の厚みの減少は放射線遮へいの観点から
望ましくない。上記の他の目的を達成する請求項５の発
明の特徴は、請求項４の発明の特徴に加えて、前記外側
密封容器が水平方向において前記天井支持部によって支
持されている。

【００２９】請求項５の発明は、天井支持部が横方向支
持部の機能を発揮するので、天井支持部の個数だけ横方
向支持部を別途設ける必要がない。このため、外側密封
容器相互間に形成される空気通路の圧力損失を低減でき
る。

【００３０】上記の他の目的を達成する請求項６の発明
の特徴は、請求項５の発明の特徴に加えて、残りの前記
横方向支持部は前記天井部の下面に接触せず前記残りの
横方向支持部と前記天井部の下面との間に前記上部プレ
ナムの一部が存在することにある。

【００３１】残りの前記横方向支持部は前記天井部の下
面に接触しないので、上部プレナムの圧力損失を低減で
きる。

【００３２】上記の他の目的を達成する請求項７の発明
の特徴は、請求項２の発明の特徴に加えて、前記横方向
支持部は、下降する前記外側密封容器をガイドするガイ
ドを上端部に設けたことにある。

【００３３】横方向支持部が下降する外側密封容器をガ
イドするガイドを上端部に設けているので、外側密封容
器を横方向支持部間に容易に導くことができる。

【００３４】上記の他の目的を達成する請求項８の発明
の特徴は、放射性物質を貯蔵する貯蔵室を備え、前記貯
蔵室の天井部に上端部が保持されて前記貯蔵室の床に向
かって伸び、下端が前記床より上方に位置し、かつ上端
部が開閉可能に密封され内部に前記放射性物質が収納さ
れる複数の収納管と、前記各収納管の周囲にそれぞれ配
置され前記収納管との間に環状通路を形成する筒状体と
を備え、前記各収納管の下端と前記貯蔵室の床との間に
形成される下部プレナムが、外部から空気を取り込む空
気取り込み口に連絡され、上部プレナムが、前記各筒状
体の上端と前記貯蔵室の天井との間に形成され、前記上
部プレナムは外部に前記空気を排出する空気排出口に連
絡され、前記筒状体相互間に形成される空間は、前記上
部プレナムに対して開放され、前記各筒状体に取り付け
られた仕切部材によって遮断されて前記下部プレナムと
連通していないことにある。

【００３５】収納管を取り囲んでいる筒状体相互間に形
成される空間は、上部プレナムに対して開放され、各筒
状体に取り付けられた仕切部材によって遮断されて下部
プレナムと連通していないので、上記環状通路から上部
プレナムに流出された空気は、仕切部材より上方で筒状
体相互間に形成される空間内にも流れる。これは、環状
通路から流出された空気が流れる上部プレナムの流路断
面積が筒状体相互間に形成される空間のうち仕切部材よ
り上方の部分まで実質的に増加したことになる。このた
め、上部プレナムの圧力損失が減少する。これは、空気
取り込み口から貯蔵室を経て空気排出口に至る空気通路
を流れる空気の通風量を増加させ、収納管内の放射性物
質の冷却効率が向上する。

【００３６】上記の他の目的を達成する請求項９の発明
の特徴は、請求項８の発明の特徴に加えて、前記仕切部
材は前記筒状体の下端部に取り付けられていることにあ
る。仕切部材が筒状体の下端部に設けられることによ
り、上部プレナムの流路断面積が実質的に最大限に拡大
されることになる。このため、上部プレナムの圧力損失
がより低下する。

【００３７】上記の他の目的を達成する請求項１０の発
明の特徴は、請求項８又は請求項９の発明の特徴に加え
て、前記各収納管が、前記貯蔵室の天井部に上端部が保
持されて上端部が開閉可能に密封される外部収納管と、
この外部収納管内にそれぞれ放射性物質を収納しない状
態で設置されており、かつ設置後に内部に前記放射性物
質が収納される内部収納管とを備えたことにある。

【００３８】内部に放射性物質が収納される内部収納管
が、外部収納管内にそれぞれ放射性物質を収納しない状
態で設置されているので、設置後に内部収納管を外部収
納管内で移動させる必要がなく、外部収納管と内部収納
管との間に形成される間隙の幅を従来よりも狭くでき
る。このため、外部収納管と内部収納管との間における
伝熱量が増大し、内部収納管内に収納された放射性物質
の冷却効率を向上できる。これは、内部収納管内におけ
るより多くの放射性物質を収納でき、放射性乾式貯蔵設
備における放射性物質の貯蔵密度を高めることにつなが
る。

【００３９】上記の他の目的を達成する請求項１１の発
明の特徴は、請求項１０の発明の特徴に加えて、前記外
部収納管の上端部に着脱可能に取り付けられた第１の
蓋、及び前記内部収納管の上端部に着脱可能に取り付け
られた第２の蓋を備えたことにある。

【００４０】外部収納管及び内部収納管が別々の蓋によ
り密封されるので、放射性物質を二重の収納管内に貯蔵
できる。これは、万一、内部収納管の気密性が損なわれ
ても放射性物質が外部に飛散することを外部収納管で防
止できる。このように、安全性の高い放射性物質乾式貯
蔵設備が得られる。

【００４１】上記の他の目的を達成する請求項１２の発
明の特徴は、請求項１０の発明の特徴に加えて、前記内
部収納管の外面の一部が前記外部収納管の内面に接触し
ており、前記内部収納管の外面または前記外部収納管の
内面に溝を形成したことにある。

【００４２】内部収納管と外部収納管との接触部を通し
て内部収納管から外部収納管に伝わる伝熱量が増加する
ので、崩壊熱を発生する放射性物質の冷却効率を更に向
上させることができる。

【００４３】上記の他の目的を達成する請求項１３の発
明の特徴は、請求項１０，請求項１１又は請求項１２の
発明の特徴に加えて、前記内部収納管の気密性を検出す
る手段が備えられていることにある。

【００４４】気密検出手段が設けられているので、内部
収納管の気密性を容易に確認できる。

【００４５】上記の他の目的を達成する請求項１６の発
明の特徴は、請求項１０，請求項１１又は請求項１２の
発明の特徴に加えて、前記内部収納管内に、この内部収
納管内面に接し使用済燃料集合体が間に挿入される仕切
格子部材を設けたことにある。

【００４６】仕切格子部材を通して内部収納管に伝えら
れる熱量が増加するので、崩壊熱を発生する放射性物質
の冷却効率を更に向上させることができる。

【００４７】上記の他の目的を達成する請求項１７の発
明の特徴は、請求項１６の発明の特徴に加えて、前記仕
切格子部材が中性子吸収材で構成されていることにあ
る。

【００４８】仕切格子部材が放射性物質から放射される
中性子を吸収するので、内部収納管内に収納した放射性
物質の未臨界状態を維持できる。

【００４９】

【発明の実施の形態】

（実施例１）本発明の好適な一実施例である放射性物質
乾式貯蔵設備を、図１，図２及び図３を用いて説明す
る。本実施例の放射性物質乾式貯蔵設備１は、原子力発
電所から発生した使用済燃料集合体を貯蔵する設備であ
って、コンクリート製の建屋を有する。この建屋は、内
部に、燃料取り出し室２，燃料移送室３，燃料密封室
４，燃料装荷室５，燃料貯蔵室６を有する。燃料装荷室
５は燃料貯蔵室６の上方に位置する。

【００５０】燃料貯蔵室６内の構造を以下に詳細に説明
する。この構造の一部が図４に拡大して示される。燃料
貯蔵室６は、上部に位置する天井スラブ１８によって燃
料装荷室５と隔離される。天井スラブ１８は、複数の開
口１９を有する。各開口１９は、通常、着脱可能な蓋２
１によって封鎖されている。各開口１９は、燃料貯蔵室
６に収納された４体の外側密封容器１０ごとに設けら
れ、４体の外側密封容器１０の真上に位置する。天井支
持部７及び水平方向支持部８が、燃料貯蔵室の床スラブ
９の上面に設置される。天井支持部７の上端は、天井ス
ラブ１８の下面を支持する。水平方向に伸びる密封容器
支持部１４が、天井支持部７及び水平方向支持部８の下
部に設けられる。水平方向支持部８の上端は、天井スラ
ブ１８の下面よりも下方に位置する。

【００５１】天井支持部７及び水平方向支持部８は、図
５及び図６に示すように、燃料貯蔵室６内に収納されて
隣接している外側密封容器１０間に位置する。水平方向
支持部８は、蓋２１の真下に位置する４体の外側密封容
器１０の間に位置する。天井支持部７及び水平方向支持
部８の横断面は、矩形である。天井支持部７の横断面積
は、水平方向支持部８のそれよりも大きい。密封容器支
持部１４は、格子状をしており、外側密封容器１０の下
に位置するように天井支持部７及び水平方向支持部８に
取り付けられる(図５)。十字形の連結部１５Ａ，１５Ｂ
及び１５Ｃは、外側密封容器１０相互間に配置される。
連結部１５Ａは、４つの水平方向支持部８に取り付けら
れる(図６)。連結部１５Ｂは、２つの水平方向支持部８
及び２つの天井支持部７に取り付けられる。連結部１５
Ｃは、４つの天井支持部７に取り付けられる。燃料貯蔵
室６内の全ての天井支持部７及び全ての水平方向支持部
８の横断面積の合計は、燃料貯蔵室６内において全ての
外側密封容器１０間に形成される空間３３の水平断面積
の一部を占めているだけである。天井支持部７及び全て
の水平方向支持部８の横断面積の合計に、全ての連結部
１５Ａ，１５Ｂ及び１５Ｃの横断面積を加えても、その
空間３３の水平断面積よりもはるかに小さい。

【００５２】下部プレナム２０が、燃料貯蔵室６内の各
外側密封容器１０の下端より下方、具体的には密封容器
支持部１４より下方で床スラブ９の上面との間に形成さ
れる。下部プレナム２０は、空気流入ダクト２２を介し
て空気流入口２３に連絡される。上部プレナム２４は、
各外側密封容器１０の上端と天井スラブ１８の下面との
間に形成される。この上部プレナム２４は、空気排出ダ
クト２５を介して空気排出口２６に連絡される。

【００５３】原子力発電所から移送用キャスク２７内に
収納されて放射性物質乾式貯蔵設備１に運ばれた使用済
燃料集合体１３は、燃料取り出し室２において移送用キ
ャスク８より取り出される。この使用済燃料集合体１３
は、クレーン２８により燃料移送室３を経由して燃料密
封室４に運ばれる。ここで使用済燃料集合体１３は、検
査された後、二重構造の燃料密封容器内に収納される。
この燃料密封容器は、図７に示すように、内側密封容器
１１を外側密封容器１０内に収納したものである。中性
子吸収材で作られた格子状の仕切板１２が、内側密封容
器１１内に設置されている。仕切板１２最も外側の部分
は、内側密封容器１１の内面に接触している。

【００５４】使用済燃料集合体１３は、内側密封容器１
１の仕切板１２内に挿入される。その後、内側密封容器
１１は、自動溶接機２９にて蓋を溶接する。内側密封容
器１１内の雰囲気は、ヘリウム置換機３０により熱伝導
率の高いヘリウムガスと置換される。ヘリウムガスを注
入するために内側密封容器１１に設けられた孔が自動溶
接機２９にて密封される。密封された内側密封容器１１
は、外側密封容器１０内に収納する。外側密封容器１０
は、蓋を自動溶接機２９にて溶接され密封される。内側
密封容器１１内のヘリウムガスの圧力は、内側密封容器
１１及び外側密封容器１０が破損した場合にも、内側密
封容器１１内の放射性物質が外部に漏洩しないように、
大気圧よりも低くなっている。内側密封容器１１から外
側密封容器１０への伝熱量を大きくするために、内側密
封容器１１と外側密封容器１０との間にも、ヘリウムガ
スを充填することが望ましい。このヘリウムガスの圧力
は、内側密封容器１１内のヘリウムガスの圧力よりも低
くする。圧力計３１が外側密封容器１０内に設けられ
る。

【００５５】内部に内側密封容器１１を収納した外側密
封容器１０は、燃料装荷室５内の燃料装荷機３２によっ
て開口１９より燃料貯蔵室６内の密封容器支持部１４上
に置かれる。下降する外側密封容器１０は、水平方向支
持部８の上端部に設けられた傾斜面１７によってガイド
されるので、２つの水平方向支持部８及び２つの天井支
持部７間に容易に装荷することができる。燃料装荷機３
２は、外側密封容器１０を装荷した後、蓋２１を開口１
９内に挿入して開口１９を封鎖する。天井支持部７及び
水平方向支持部８それぞれは、装荷された外側密封容器
１０に向かって支持突起部を有する。この支持突起部
は、天井支持部７及び水平方向支持部８の軸方向におい
て少なくとも一個所、好ましくは連結部１５Ａ，１５Ｂ
及び15Ｃの設置レベルに設けられる。各支持突起部によ
って、天井支持部７及び水平方向支持部８における側面
の軸方向の全面が外側密封容器１０に接触することを防
止できるので、外側密封容器１０の側面の面積のうち冷
却空気と接触する面積が増加し、内部の使用済燃料集合
体１３の冷却効率が増大する。各支持突起部の長さは、
天井支持部７及び水平方向支持部８と外側密封容器１０
の側面との接触面積減少できればよいので、あまり長く
する必要がない。天井支持部７も、水平方向支持部８と
同様に装荷された外側密封容器１０の横転を防止する作
用を有する。更に、外側密封容器１０が装荷された後、
図８に示すように、Ｌ字型の押さえ部材３４が天井支持
部７にボルト３２によって取り付けられる。この押さえ
部材３４の下面は、装荷された外側密封容器１０の上面
に接触している。押さえ部材３４によって、装荷された
外側密封容器１０の耐震性が著しく向上する。

【００５６】建屋外の空気は、空気流入口２３から取り
入れられ、空気流入ダクト２２を介して下部プレナム２
０に達する。この空気は、下部プレナム２０内において
天井支持部７及び水平方向支持部８のそれぞれの間を通
って水平方向に流れ、それぞれの外側密封容器１０の下
に達する。空気は、密封容器支持部１４の間を通って外
側密封容器１０相互間に形成される空間３３に流入し、
空間３３内を上昇する。空気は、外側密封容器１０の側
面と接触し内側密封容器１１内の使用済燃料集合体から
発生する崩壊熱を除去する。温度が上昇した空気は、上
部プレナム２４に達し上部プレナム２４内で天井支持部
７間を水平方向に流れる。空気排出ダクト２５を通った
空気は、空気排出口２６より建屋外に排出される。燃料
貯蔵室６内において空気を流す駆動力は、自然循環力で
あり、崩壊熱によって加熱された空気の浮力、及び空気
排出ダクト２５の煙突効果である。

【００５７】本実施例は、下部プレナム２０内で空気が
それぞれの外側密封容器１０の下に達するので、空間３
３に流入する空気の温度がそれぞれの外側密封容器１０
の下で等しくなる。このため、燃料貯蔵室６内に装荷さ
れた各外側密封容器１０の冷却効率はほぼ同じである。

【００５８】本実施例では、上部プレナム２４が各外側
密封容器１０の上端と天井スラブ１８との間に形成され
るので、従来例に比べて上部プレナム２４の流路面積が
著しく増大する。天井支持部７が上部プレナム２４を垂
直方向に横切っているが、天井支持部７の大きさは従来
例において上部プレナムを垂直方向に横切っている収納
管よりも極めて小さい。本実施例は、従来例に比べて上
部プレナム２４の流路面積が著しく増大するので、上部
プレナム２４の圧力損失が著しく減少する。これは、空
気流入口２３から燃料貯蔵室６を経て空気排出口２６に
至る空気通路を流れる空気の通風量の増加につながる。
従って、外側密封容器１０内の使用済燃料集合体１３の
冷却効率が向上する。

【００５９】燃料貯蔵室６の水平断面において外側密封
容器１０の周囲に形成される空間３３の一部を占有して
いる水平方向支持部８が、外側密封容器１０を水平方向
に支持していることにより、外側密封容器１０の横転を
防止できる。特に、水平方向支持部８のこの作用は、地
震時において十分に威力を発揮し、外側密封容器１０の
耐震性を向上する。水平方向支持部８は空間３３の水平
断面で空間３３の一部を占有するだけであるので、空間
３３内を上昇する空気流による外側密封容器１０の冷却
は十分に行なえる。

【００６０】天井スラブ１８に形成される開口１９が燃
料貯蔵室６内に装荷された４体の外側密封容器１０ごと
に１つ設けられるので、１つの開口１９の下方に配置さ
れる４体の外側密封容器１０の間隔を狭くすることがで
きる。これにより、燃料貯蔵室６内での外側密封容器１
０の貯蔵密度が増大する。

【００６１】天井支持部７が天井スラブ１８を支持する
ので、天井スラブ１８における開口１９相互間の部分の
幅を狭くすることができる。これによって天井スラブ１
８に設ける開口１９の個数を増加できる。開口１９に対
応して４体ずつ外側密封容器１０が燃料貯蔵室６内に装
荷されるので、燃料貯蔵室６内での外側密封容器１０の
貯蔵密度が増大できる。天井支持部７の設置により、天
井スラブ１８における開口１９相互間の部分の幅を狭く
する替りに天井スラブ１８の厚みを減少させることも考
えられるが、天井スラブ１８の厚みの減少は放射線遮へ
いの観点から望ましくない。すなわち、天井スラブ１８
の厚みの減少は、燃料装荷室５内で作業する作業員の被
爆の危険性が増大する。

【００６２】天井支持部７が水平方向支持部８の機能、
すなわち外側密封容器１０の横転防止を発揮するので、
天井支持部７の個数だけ水平方向支持部８を別途設ける
必要がない。このため、外側密封容器１０相互間に形成
される空気通路（空間３３）の圧力損失を低減できる。

【００６３】水平方向支持部８の上端が天井スラブ１８
の下面よりも下方に位置することは、上部プレナム２４
の圧力損失の低減に貢献する。

【００６４】水平方向支持部８が上端部に傾斜面１７を
有するので、開口１９より下降する外側密封容器１０を
傾斜面１７に沿ってガイドすることができる。従って、
外側密封容器１０を２つの天井支持部７及び２つの水平
方向支持部８によって囲まれた領域内に容易に装荷する
ことができる。

【００６５】内側密封容器１１内の仕切板１２の中性子
吸収効果により、内部の使用済燃料集合体１３が未臨界
状態に保持される。仕切板１２は使用済燃料集合体１３
の転倒を防止する。更に、仕切板１２は、数個所におい
て内側密封容器１１の内面と接触しており、使用済燃料
集合体１４の崩壊熱を熱伝導によって内側密封容器１１
に伝える機能も有する。

【００６６】（実施例２）本発明の他の実施例(実施例
２)である放射性物質乾式貯蔵設備を、図９，図１０，
図１１及び図１２を用いて説明する。実施例１と同一の
構成は、同一符号で示す。本実施例の放射性物質乾式貯
蔵設備１Ａは、主に、燃料貯蔵室６内の構造が実施例１
と異なっている。

【００６７】横断面が矩形の複数の垂直サポート３８
が、燃料貯蔵室６内で、床スラブ９の上面に設置されて
いる。垂直サポート３８の上端は、天井スラブ１８に取
り付けられる。水平サポート３７が、垂直サポート３８
の下端部に設置される。複数の燃料収納管１０Ａが、水
平サポート３７上に設置される。水平サポート３７は、
燃料収納管１０Ａの真下で支持部材３５によって支持さ
れる。支持部材３５は、床スラブ９の上面に設置され
る。各燃料収納管１０Ａを取り囲む筒状体３９が、水平
サポート３７上に設置される。垂直サポート３８は、図
１１及び図１２に示すように筒状体３９の間に配置され
る。環状通路４２が、燃料収納管１０Ａと筒状体３９と
の間に形成される。断面が矩形の連結部材４０が、環状
通路４２内でこの上端部で半径方向に４個配置される。
連結部材４０は、必要に応じて環状通路４２内でこの軸
方向中央部に配置してもよい。各連結部材４０は、燃料
収納管１０Ａ及び筒状体３９に取り付けられ、燃料収納
管１０Ａの耐震性を向上させる。連結部材４０の個数
は、環状通路４２の圧力損失を低く保つためにも、必要
最小限にすることが望ましい。各垂直サポート８は、筒
状体３９の上端部の位置で、断面が矩形の連結部材４１
で連結されている。

【００６８】下部プレナム２０は、水平サポート３７と
床スラブ９の上面との間に形成される。仕切板４３が、
筒状体３９の下端部で筒状体３９の外側に取り付けられ
る。仕切板４３は、筒状体３９相互間に形成される空間
４４を下部プレナム２０と遮断している。上部プレナム
２４は、燃料収納管１０Ａ及び筒状体３９の各上端と天
井スラブ１８との間に形成される。天井スラブ１８に設
けられた開口１９Ａは、燃料収納管１０Ａごとに設けら
れる。

【００６９】使用済燃料集合体は、燃料密封室４(図示
せず)にて実施例１における内側密封容器１１に相当す
る密封容器４５内に収納される。密封容器４５は、内部
に、大気圧より低い圧力でヘリウムガスを充填してい
る。この密封容器４５は、燃料装荷機３２Ａによって、
開口１９Ａを通して上端部が開放されている燃料収納管
１０Ａ内に装荷される。その後、燃料収納管１０Ａは、
上端に蓋３６がボルトで取り付けられて密封される。開
口１９Ａも、蓋２１Ａにより密封される。

【００７０】下部プレナム２０に流入した空気は、環状
通路４２内を上昇して上部プレナムに達する。下部プレ
ナム２０に流入した空気は、いずれかの環状通路４２に
流入する。このため、実施例１に比べて使用済燃料集合
体１３を収納している燃料収納管１０Ａの周囲に多量の
空気が供給されるので、使用済燃料集合体１３から発生
する崩壊熱の除熱効率が向上する。空気は、仕切板４３
によって下部プレナム２０から空間４４への流入を阻止
される。

【００７１】燃料収納管１０Ａが垂直方向で上部プレナ
ム２４を横切っていないので、上部プレナム２４の圧力
損失は減少する。このため、燃料収納管１０Ａ内の使用
済燃料集合体１３の冷却効率が向上する。垂直サポート
３８が天井スラブ１８を支持しているので、実施例１と
同様に、天井スラブ１８における開口１９Ａ相互間の部
分の幅を狭くすることができる。これは、燃料収納管１
０Ａの数を増加させることにつながり、使用済燃料集合
体１３の貯蔵密度を向上させる。

【００７２】更に、空間４４は上部プレナム２４に連通
しているので、環状通路４２から上部プレナム２４に流
出した空気は、空間４４内にも流入する。本実施例は、
上部プレナム２４の流路が実質的に空間４４の部分まで
増加したことになる。これによっても、上部プレナム２
４の圧力損失が減少する。

【００７３】（実施例３）本発明の他の実施例(実施例
３)である放射性物質乾式貯蔵設備１Ｂを、図１３を用
いて説明する。実施例１と同一の構成は、同一符号で示
す。本実施例の放射性物質乾式貯蔵設備１Ｂも、主に、
燃料貯蔵室６内の構造が実施例１と異なっている。

【００７４】対向する一対のコンクリート壁４５Ａ及び
４５Ｂが燃料貯蔵室６内に設けられる。これらのコンク
リート壁間に、多数の外側密封容器１０を貯蔵する貯蔵
領域が設けられる。多数の水平方向支持部８がこの貯蔵
領域に設置される。外側密封容器１０は、水平方向支持
部８間で密封容器支持部１４上に置かれる。外側密封容
器１０は、使用済燃料集合体１３を内部に有する内側密
封容器１１を収納している。

【００７５】実施例１と同様に使用済燃料集合体１３及
び内側密封容器１１を収納した外側密封容器１０が、ク
レーン４６により、燃料装荷室５から燃料貯蔵室６内の
燃料装荷場所４８に１つの搬入口４７を通して搬入され
る。この外側密封容器１０は、燃料貯蔵室６内に設置さ
れたクレーン４９により、貯蔵領域内で水平方向支持部
８間に装荷される。ガスサンプリング装置５０が設けら
れたモニタリング領域５１がコンクリート壁４５Ｂと建
屋側壁との間に形成される。ガスサンプリング装置５０
は、定期的にクレーン４９によってモニタリング領域５
１に運ばれた外側密封容器１０を対象に、外側密封容器
１０と内側密封容器１１との間の領域のガスをサンプリ
ングして内側密封容器１１の健全性を確認する。本実施
例も、外側密封容器１０の上端と天井スラブ１８の下面
との間に上部プレナム２４が形成されるので、実施例１
と同様に上部プレナム２４の圧力損失が低減され、外側
密封容器１０内の使用済燃料集合体１３の冷却効率が向
上する。また、本実施例は、天井スラブ１８に開口とし
て搬入口４７を１つだけ設ければよいので、天井スラブ
１８の構造が極めて単純化される。

【００７６】（実施例４）本発明の他の実施例である放
射性物質乾式貯蔵設備１Ｃを図１４を用いて説明する。
本実施例は、上下一対のレール５３を燃料貯蔵室６内に
設けたものである。これらのレール５３は、天井支持部
７の相互間に設置される。

【００７７】外側密封容器１０は、実施例３と同様に、
天井スラブ１８の一ヶ所に搬入口４７を通して燃料貯蔵
室６内の燃料装荷場所５２に搬入される。外側密封容器
１０は、ここで、レール５３に沿って走行する台車５４
に乗せられ、天井支持部７の相互間の位置まで運ばれ
る。外側密封容器１０は、図示されていないが、台車５
４にボルトにより固定される。本実施例も、実施例１と
同様に、外側密封容器１０の上端よりも上方に上部プレ
ナム２４が形成されるので、上部プレナム２４の圧力損
失を著しく減少できる。

【００７８】（実施例５）本発明の他の実施例である放
射性物質乾式貯蔵設備１Ｄを図１５を用いて説明する。
放射性物質乾式貯蔵設備１Ｄは、燃料貯蔵室６内に燃料
収納管５６が配置される。燃料収納管５６の上端部が天
井スラブ１８に保持される。筒状体３９が燃料収納管５
６を取り囲み、燃料収納管５６と同心円状に配置され
る。環状通路４２が、燃料収納管５６と筒状体３９との
間に形成される。仕切板４３が、筒状体３９相互間に配
置され、筒状体３９の下端部で筒状体３９の外面に取り
付けられる。仕切板４３は、燃料貯蔵室６の側壁にも取
り付けられ、筒状体３９相互間に形成された空間４４を
下部プレナムと遮断する。空間４４は、上部プレナム２
４に連通している。下部プレナム２０内に配置されたサ
ポート５７が、燃料収納管５６の下端を支持する。仕切
板４３の下面をサポート５７によって支持してもよい。
蓋２１Ｂが、燃料収納管５６の上端部に取り付けられ、
燃料収納管５６を密封する。圧力計３１が、蓋２１Ｂ内
に設けられる。上部プレナム２４は、筒状体３９の上端
と天井スラブ１８との間で燃料収納管５６相互間に形成
されている。

【００７９】使用済燃料集合体１３を内蔵した燃料密封
容器４５が、燃料装荷機３２によって蓋２１Ｂを取り外
された燃料収納管５６内に装荷される。燃料密封容器４
５は内部にヘリウムが充填されている。燃料密封容器４
５が収納された燃料収納管５６は、蓋２１Ｂによって密
封される。

【００８０】下部プレナムに流入した空気は、環状通路
４２内を上昇しながら燃料密封容器４５を冷却する。温
度が上昇した空気は、上部プレナム２４内に流出する。
上部プレナム２４内の空気の一部は、空間４４内に流入
し、空間４４内を水平方向に流れる。残りの空気は、上
部プレナム２４内を水平方向に流れる。これらの空気
は、空気排出ダクト２５を通って空気排出口２６より外
部に排出される。

【００８１】前述した各実施例は、天井支持部７のよう
な横断面積の小さな構造物が、垂直方向において上部プ
レナム２４を横断する。本実施例は、天井支持部７より
も横断面が大きな燃料収納管５６が上部プレナム２４を
横断する。上部プレナム２４の部分に限れば、従来技術
の上部プレナムと同様に圧力損失が大きい。しかしなが
ら、本実施例では、空間４４が上部プレナム２４に連通
しているので、上部プレナム２４の垂直方向の断面積が
空間４４の部分まで実質的に増加したことになる。この
ため、上部プレナム２４の圧力損失が減少する。これ
は、空気流入口２３から空気排出口２６に至る、下部プ
レナム２０，環状通路４２、及び上部プレナム２４(空
間４４を含む)を流れる空気の通風量を増加させる。燃
料収納管５６内の燃料密封容器４５の冷却効率が向上す
る。

【００８２】（実施例６）本発明の他の実施例である放
射性物質乾式貯蔵設備１Ｅを図１６を用いて説明する。
放射性物質乾式貯蔵設備１Ｅは、実施例５において燃料
収納管５６を外部燃料収納管とし、燃料収納管５６内に
内部燃料収納管である燃料収納管５６Ａをあらかじめ設
置したものである。燃料収納管５６Ａの下端が燃料収納
管５６内の底面と接触している。燃料収納管５６の上端
部は、着脱可能な一次蓋２１Ｃで密封される。燃料収納
管５６Ａの上端部は、着脱可能な二次蓋２１Ｄで密封さ
れる。一次蓋２１Ｃは放射線遮蔽材にて作られている。

【００８３】図１７に示すように、中性子吸収材で作ら
れた仕切板５８が、燃料収納管56Ａ内に設置される。使
用済燃料集合体１３は、燃料収納管５６Ａ内で仕切板５
８間に形成される空間に収納されている。

【００８４】図１８を用いて燃料収納管の詳細構造を以
下に説明する。一次蓋２１Ｃには、圧力計３１が取り付
けられる。一次蓋２１Ｃに設けられた圧力導入通路２２
が、一次蓋２１Ｃと二次蓋２１Ｄとの間に形成される間
隙６５の圧力を圧力計３１に導く。間隙６５は、燃料収
納管５６と燃料収納管５６Ａとの間に形成される間隙６
６と連通する。一次蓋２１Ｃに取り付けられるサンプリ
ング管７０も、間隙６５に連絡される。計測信号を伝送
する信号線（図示せず）が、圧力計３１に接続され、放
射性物質乾式貯蔵設備１Ｅの建屋外に設けられた監視室
(図示せず)の表示装置に接続される。サンプリング管７
０も、監視室に導かれる。一次蓋21Ｃは、ボルト６０に
よって燃料収納管５６のフランジ５９に取り付けられ
る。機密性を保つシール材２７が、一次蓋２１Ｃとフラ
ンジ５９との間に設けられる。二次蓋２１Ｄは、ボルト
６２によって燃料収納管５６Ａのフランジ６１に取り付
けられる。機密性を保つシール材２９が、二次蓋２１Ｄ
とフランジ６１との間に設けられる。

【００８５】不活性ガス注入孔６７が二次蓋２１Ｄに設
けられる。二次蓋２１Ｄが燃料収納管５６Ａにボルト６
２によって取り付けられた後、不活性ガス注入孔６７よ
り燃料収納管５６Ａ内にヘリウムが注入される。ヘリウ
ムを充填した後、不活性ガス注入孔６７は、栓６８を溶
接にて取り付けることにより封鎖される。燃料収納管５
６Ａ内へのヘリウムの注入、及び不活性ガス注入孔６７
の栓６８による封鎖は、燃料収納管５６を一次蓋２１Ｃ
で密封する前に行われる。

【００８６】燃料装荷機３２は、使用済燃料集合体を装
荷する燃料収納管５６Ａの上に達したとき、移動が停止
される。燃料装荷機３２は、使用済燃料集合体１３を燃
料収納管５６Ａ内に下降させ、使用済燃料集合体１３を
燃料収納管５６Ａ内に装荷する。二次蓋２１Ｄが燃料収
納管５６Ａに取り付けられ、そして一次蓋２１Ｃが燃料
収納管５６に取り付けられる。燃料収納管５６Ａ内に
は、ヘリウムが充填されている。間隙６５及び６６内に
は空気が充填される。

【００８７】収容した使用済燃料集合体１３の崩壊熱に
よって、燃料収納管５６及び５６Ａは熱膨張する。燃料
収納管５６は、下部プレナム２０に向かって熱膨張が可
能である。燃料収納管５６Ａは燃料収納管５６よりも高
温となるが、間隙６５は燃料収納管５６Ａの軸方向の熱
膨張を吸収できる程度の幅を有している。

【００８８】下部プレナム２０に流入した空気は、実施
例５と同様に、環状通路４２を通り、上部プレナム２４
内に流出する。この空気の一部は空間４４内を水平方向
に流れ、残りは上部プレナム２４内を水平方向に流れ
る。空気は、空気排出口２６より外部に排出される。

【００８９】本実施例は、使用済燃料集合体１３を直接
収納する燃料収納管５６Ａを燃料収納管５６内に予め設
置しているので、燃料収納管５６と燃料収納管５６Ａと
の間の間隙６６の幅を著しく小さくできる。すなわち、
工場等で燃料収納管５６Ａを燃料収納管５６内に予め設
置できるので、燃料収納管５６Ａの外形を燃料収納管５
６の内径に限りなく近づけることができる。このため、
燃料収納管５６Ａと燃料収納管５６との間の温度ギャッ
プ(熱抵抗)を大幅に低減でき、燃料収納管56Ａから燃料
収納管５６に伝えられる熱量が大幅に増大するので、冷
却空気による使用済燃料集合体１３の崩壊熱の除去効率
が著しく向上する。従来のように、使用済燃料集合体を
収納し密封されたキャニスタを一重の燃料収納管内に収
納する場合には、キャニスタが燃料収納管内でスムーズ
に移動できるようにキャニスタと燃料収納管内面との間
隙の幅を大きくする必要がある。本実施例は、間隙６６
の幅がキャニスタと燃料収納管内面との間隙の幅よりも
著しく狭くできるので、従来に比べて使用済燃料集合体
１３の冷却効率を向上できるのである。本実施例は、温
度が高くなる燃料収納管５６Ａの半径方向中央部での使
用済燃料集合体の温度を大幅に低減できるので、従来の
キャニスタにそれを収納する場合に比べて燃料収納管５
６Ａ内に収納する使用済燃料集合体の体数を増加でき
る。これは、放射性物質乾式貯蔵設備における使用済燃
料集合体の貯蔵密度を増大させる。燃料収納管が二重に
なっているので、内部の燃料収納管５６Ａに万一亀裂等
が入っても、外部の燃料収納管５６によって放射能が外
部に飛散することを防止できる。本実施例は、このよう
に安全性も高い。

【００９０】燃料収納管５６Ａ内に熱伝導率の高いヘリ
ウムが充填されているので、使用済燃料集合体１３の崩
壊熱の外部への放熱が効率良く行われる。

【００９１】仕切板５８の中性子吸収効果により、内部
の使用済燃料集合体１３が未臨界状態に保持される。仕
切板５８は使用済燃料集合体１３の転倒を防止する。更
に、仕切板５８は、数個所において燃料収納管５６Ａと
接触しており、使用済燃料集合体１３の崩壊熱を熱伝導
によって燃料収納管５６Ａに伝える機能も有する。

【００９２】一次蓋２１Ｃ及び二次蓋２１Ｄはボルトに
より取り付けられているので、使用済燃料集合体１３を
燃料収納管５６Ａ内に収納するとき、及びその中から取
り出すときの作業が容易に行える。

【００９３】燃料収納管５６Ａ内の使用済燃料集合体１
３の腐食防止、更には前述したような崩壊熱の外部への
放熱向上のため、燃料収納管５６及び５６Ａ内にヘリウ
ムが充填されている。この充填には燃料収納管５６Ａ内
を一度真空にした後、ヘリウムを封入する必要がある。
燃料収納管５６Ａ内のヘリウム圧力は、燃料収納管５
６、すなわち間隙６５及び６６の空気圧力よりも高くな
っている。二次蓋21Ｄに設けられた不活性ガス注入孔６
７を通してヘリウムを燃料収納管５６Ａ内に充填するの
で、燃料収納管５６Ａ内へのヘリウムの充填が容易に行
える。直径の小さな不活性ガス注入孔６７に栓６８を挿
入して栓６８を溶接するので、燃料収納管５６Ａ内への
ヘリウムの封入が簡単にできる。

【００９４】燃料収納管５６Ａに何らかの原因で亀裂が
発生したとき、燃料収納管５６Ａ内の圧力の高いヘリウ
ムが間隙６６に流出し、間隙６６の圧力を上昇させる。
圧力計３１は、この圧力の上昇を測定する。測定された
圧力は、監視室の表示装置に表示される。表示装置を見
ることによって、燃料収納管５６Ａに亀裂等が発生した
ことを知ることができる。また、サンプリング管７０で
サンプリングされたガスは、監視室にある質量分析装置
まで導かれ成分が分析される。ここで、ヘリウムが分析
されると、燃料収納管５６Ａに亀裂等の損傷が発生した
ことが分かる。本実施例は間隙６５及び６６に空気を充
填したが、この部分の伝熱量を増加させるために、熱伝
導率の高いヘリウムを間隙６６等に充填しても良い。こ
の場合、質量分析装置による燃料収納管５６Ａの損傷を
検出できるように、燃料収納管５６Ａ内のヘリウムに他
の種類のガス(例えばアルゴン)を少量添加するとよい。
燃料収納管５６Ａの損傷を検出するためには、圧力計３
１及びサンプリング管７０の少なくとも一方を設置すれ
ばよい。

【００９５】燃料収納管５６Ａの外面を燃料収納管５６
の内面に接触させることによって、燃料収納管５６Ａか
ら燃料収納管５６への伝熱量は最も大きくなる。

【００９６】本実施例は、従来、一重の燃料収納管内に
使用済燃料集合体を収納するために用いていたキャニス
タが不要となる。従来は、キャニスタ内に使用済燃料集
合体を密封し、このキャニスタを燃料収納管内に収納し
ている。このため、使用済燃料集合体を収納した後に密
封のためにキャニスタを溶接し、溶接部の検査等を、従
来行っている。本実施例では、このような作業も不要に
なる。

【００９７】放射性物質乾式貯蔵設備１Ｅは、使用済燃
料集合体１３の替りに放射性廃棄物の固化体を燃料収納
管５６Ａ内に収納しても今までに述べた機能を発揮でき
る。使用済燃料集合体１３の替りに放射性廃棄物の固化
体を貯蔵することは、実施例１から実施例５のいずれに
おいても可能である。

【００９８】（実施例７）本発明の他の実施例である放
射性物質乾式貯蔵設備を、図１９，図２０及び図２１を
用いて以下に説明する。本実施例の放射性物質乾式貯蔵
設備は、実施例６における燃料収納管５６Ａの外面を燃
料収納管５６の内面に接触させたものである。すなわ
ち、本実施例は、燃料収納管５６の内径と等しい外径を
有する燃料収納管５６Ｂを備える。燃料収納管５６Ｂの
外面を燃料収納管５６の内面に接触させる方法として
は、燃料収納管５６Ｂを燃料収納管５６内に挿入した
後、燃料収納管５６Ｂを拡管させる方法、及び燃料収納
管５６Ｂを燃料収納管５６よりも熱膨張率の大きな材料
で構成する方法等がある。燃料収納管５６Ｂの外面に
は、複数の溝７１が形成されている。これらの溝７１
は、実施例１の間隙６６に相当し、間隙６５に連通す
る。間隙６５及び溝７１には空気が充填される。以上述
べた以外における本実施例の構成は、実施例６と同じ構
成である。

【００９９】燃料収納管５６Ｂに亀裂が発生した場合に
は、燃料収納管５６Ｂ内のヘリウムが溝内に漏洩する。
これによる間隙６５の圧力上昇が圧力計３１で測定さ
れ、サンプリング管７０でサンプリングされた空気中の
ヘリウムが分析されることにより、燃料収納管５６Ｂの
損傷を検知できる。

【０１００】燃料収納管５６Ｂの外面の一部が燃料収納
管５６に接触しているので、使用済燃料集合体１３の崩
壊熱で加熱された燃料収納管５６Ｂの熱量が燃料収納管
５６に伝わり易くなる。これは、使用済燃料集合体１３
の冷却効率が向上する。

【０１０１】本実施例は、実施例６と同じ効果も得るこ
とができる。

【０１０２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、上部プレナム
の流路面積が増大するので、上部プレナムの圧力損失が
著しく減少する。このため、空気取り込み口から貯蔵室
を経て空気排出口に至る空気通路を流れる空気の通風量
が増加する。

【０１０３】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
で得られる効果を生じると共に、横方向支持部が外側密
封容器を水平方向に支持するので、外側密封容器の横転
を防止できる。この効果は、地震時において十分に威力
を発揮する。

【０１０４】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２の発明で得られる効果を生じると共に、１つの開
口の下方に配置される複数の外側密封容器の間隔を狭く
することができることにより、貯蔵室内での外側密封容
器の貯蔵密度が増大する。

【０１０５】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
で得られる効果を生じると共に、開口相互間の幅を狭く
できることによって天井部に設ける開口の個数を増加で
き、貯蔵室内での外側密封容器の貯蔵密度を増大でき
る。

【０１０６】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
で得られる効果を生じると共に、天井支持部の個数だけ
横方向支持部を別途設ける必要がないため、外側密封容
器相互間に形成される空気通路の圧力損失を低減でき
る。

【０１０７】請求項６の発明によれば、請求項５の発明
で得られる効果を生じると共に、残りの横方向支持部は
前記天井部の下面に接触しないので、上部プレナムの圧
力損失を低減できる。

【０１０８】請求項７の発明によれば、請求項２の発明
で得られる効果を生じると共に、横方向支持部がガイド
を上端部に設けているので、下降する外側密封容器を横
方向支持部間に容易に導くことができる。

【０１０９】請求項８の発明によれば、環状通路から流
出された空気が流れる上部プレナムの流路断面積が筒状
体相互間に形成される空間のうち仕切部材より上方の部
分まで実質的に増加したことになり、上部プレナムの圧
力損失が著しく減少する。

【０１１０】請求項９の発明によれば、請求項８の発明
で得られる効果を生じると共に、仕切部材が筒状体の下
端部に設けられることにより、上部プレナムの流路断面
積が実質的に最大限に拡大されることになる。このた
め、上部プレナムの圧力損失がより低下する。

【０１１１】請求項１０の発明によれば、請求項８又は
請求項９で得られる効果を生じると共に、外部収納管と
内部収納管との間における伝熱量が増大するので、内部
収納管内に収納された放射性物質の冷却効率を向上でき
る。これは、内部収納管内におけるより多くの放射性物
質を収納でき、放射性乾式貯蔵設備における放射性物質
の貯蔵密度を高めることにつながる。

【０１１２】請求項１１の発明によれば、請求項１０の
発明で得られる効果を生じると共に、外部収納管及び内
部収納管を別々の蓋により密封するので、安全性の高い
放射性物質乾式貯蔵設備が得られる。

【０１１３】請求項１２の発明によれば、請求項１０の
発明で得られる効果を生じると共に、内部収納管から外
部収納管に伝わる伝熱量が増加するので、崩壊熱を発生
する放射性物質の冷却効率を更に向上させることができ
る。

【０１１４】請求項１３の発明によれば、請求項１０，
請求項１１又は請求項１２の発明で得られる効果を生じ
ると共に、気密検出手段により内部収納管の気密性を容
易に確認できる。

【０１１５】請求項１６の発明によれば、請求項１０，
請求項１１又は請求項１２の発明で得られる効果を生じ
ると共に、仕切格子部材を通して内部収納管に伝えられ
る熱量が増加するので、崩壊熱を発生する放射性物質の
冷却効率を更に向上させることができる。

【０１１６】請求項１７の発明によれば、請求項１６の
発明で得られる効果を生じると共に、仕切格子部材の中
性子吸収機能により、内部収納管内に収納した放射性物
質の未臨界状態を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＩ−Ｉ断面を示し、本発明の好適な一実
施例である放射性物質乾式貯蔵設備の縦断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】図１のIII−III断面図である。

【図４】図１の燃料貯蔵室の一部分の拡大縦断面図であ
る。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図４のVI−VI断面図である。

【図７】図１の燃料密封容器の横断面図である。

【図８】図４における燃料密封容器１０の上端の押さえ
構造の拡大縦断面図である。

【図９】本発明の他の一実施例である放射性物質乾式貯
蔵設備の縦断面図である。

【図１０】図９の燃料貯蔵室の一部分の拡大縦断面図で
ある。

【図１１】図１０のXI−XI断面図である。

【図１２】図１０のXII−XII断面図である。

【図１３】本発明の他の一実施例である放射性物質乾式
貯蔵設備の縦断面図である。

【図１４】本発明の他の一実施例である放射性物質乾式
貯蔵設備の縦断面図である。

【図１５】本発明の他の一実施例である放射性物質乾式
貯蔵設備の縦断面図である。

【図１６】本発明の他の一実施例である放射性物質乾式
貯蔵設備の縦断面図である。

【図１７】図１６の燃料収納管の横断面図である。

【図１８】図１６の燃料収納管の上端部の拡大縦断面図
である。

【図１９】本発明の他の一実施例である放射性物質乾式
貯蔵設備における燃料貯蔵室の一部分の拡大縦断面図で
ある。

【図２０】図１９のXX−XX断面図である。

【図２１】図２０のXXI 部の拡大図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…放射性物質乾式貯
蔵設備、６…燃料貯蔵室、７…天井支持部、８…水平方
向支持部、１０…外側密封容器、１０Ａ，５６，５６Ａ
…燃料収納管、１１…内側密封容器、１２，４３…仕切
板、１３…使用済燃料集合体、１７…傾斜面、１８…天
井スラブ、２０…下部プレナム、２１，２１Ａ，２１Ｂ
…蓋、２１Ｃ…一次蓋、２１Ｄ…二次蓋、２４…上部プ
レナム、３１…圧力計、３３，４４…空間、３９…筒状
体、４２…環状通路、４５…燃料密封容器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 将史 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 山中 庸靖 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射性物質を内蔵した内側密封容器を収納
   する複数の外側密封容器を内部に貯蔵する貯蔵室を備
   え、 前記外側密封容器の下端を前記貯蔵室の床より上方に離
   した状態で前記外側密封容器を支持する垂直方向支持部
   を、前記床に設け、 前記各外側密封容器の下端と前記貯蔵室の床との間に形
   成される下部プレナムが、外部から空気を取り込む空気
   取り込み口に連絡され、 上部プレナムが、前記各外側密封容器の上端と前記貯蔵
   室の天井との間に形成され、 前記上部プレナムは外部に前記空気を排出する空気排出
   口に連絡されることを特徴とする放射性物質乾式貯蔵設
   備。
2. 【請求項２】前記外側密封容器を水平方向において支持
   する横方向支持部を、前記外側密封容器の相互間に設
   け、この横方向支持部は前記貯蔵室の水平断面において
   前記外側密封容器の周囲に形成される空間の一部を占有
   している請求項１の放射性物質乾式貯蔵設備。
3. 【請求項３】前記貯蔵室の天井部は前記貯蔵室内の複数
   の前記外側密封容器ごとに設けられた開口を複数個有
   し、これらの開口のそれぞれに着脱可能の蓋を設けた請
   求項１又は請求項２の放射性物質乾式貯蔵設備。
4. 【請求項４】前記天井部は、前記床に設置され前記外側
   密封容器間を上方に伸びる天井支持部によって支持され
   ている請求項３の放射性物質乾式貯蔵設備。
5. 【請求項５】前記外側密封容器が水平方向において前記
   天井支持部によって支持されている請求項４の放射性物
   質乾式貯蔵設備。
6. 【請求項６】残りの前記横方向支持部は前記天井部の下
   面に接触せず前記残りの横方向支持部と前記天井部の下
   面との間に前記上部プレナムの一部が存在する請求項５
   の放射性物質乾式貯蔵設備。
7. 【請求項７】前記横方向支持部は、下降する前記外側密
   封容器をガイドするガイドを上端部に設けた請求項２の
   放射性物質乾式貯蔵設備。
8. 【請求項８】放射性物質を貯蔵する貯蔵室を備え、 前記貯蔵室の天井部に上端部が保持されて前記貯蔵室の
   床に向かって伸び、下端が前記床より上方に位置し、か
   つ上端部が開閉可能に密封され内部に前記放射性物質が
   収納される複数の収納管と、前記各収納管の周囲にそれ
   ぞれ配置され前記収納管との間に環状通路を形成する筒
   状体とを備え、 前記各収納管の下端と前記貯蔵室の床との間に形成され
   る下部プレナムが、外部から空気を取り込む空気取り込
   み口に連絡され、 上部プレナムが、前記各筒状体の上端と前記貯蔵室の天
   井との間に形成され、 前記上部プレナムは外部に前記空気を排出する空気排出
   口に連絡され、 前記筒状体相互間に形成される空間は、前記上部プレナ
   ムに対して開放され、前記各筒状体に取り付けられた仕
   切部材によって遮断されて前記下部プレナムと連通して
   いないことを特徴とする放射性物質乾式貯蔵設備。
9. 【請求項９】前記仕切部材は前記筒状体の下端部に取り
   付けられている請求項８の放射性物質乾式貯蔵設備。
10. 【請求項１０】前記各収納管が、前記貯蔵室の天井部に
    上端部が保持されて上端部が開閉可能に密封される外部
    収納管と、この外部収納管内にそれぞれ放射性物質を収
    納しない状態で設置されており、かつ設置後に内部に前
    記放射性物質が収納される内部収納管とを備えた請求項
    ８又は請求項９の放射性物質乾式貯蔵設備。
11. 【請求項１１】前記外部収納管の上端部に着脱可能に取
    り付けられた第１の蓋、及び前記内部収納管の上端部に
    着脱可能に取り付けられた第２の蓋を備えた請求項１０
    の放射性物質乾式貯蔵設備。
12. 【請求項１２】前記内部収納管の外面の一部が前記外部
    収納管の内面に接触しており、前記内部収納管の外面ま
    たは前記外部収納管の内面に溝を形成した請求項１０の
    放射性物質乾式貯蔵設備。
13. 【請求項１３】前記内部収納管の気密性を検出する手段
    が備えられている請求項１０，請求項１１又は請求項１
    ２の放射性物質乾式貯蔵設備。
14. 【請求項１４】前記気密検出手段が前記外部収納管と前
    記内部収納管との間の圧力を検出手段である請求項１３
    の放射性物質乾式貯蔵設備。
15. 【請求項１５】前記気密検出手段が、前記外部収納管と
    前記内部収納管との間のガスをサンプリングする手段、
    及びサンプリングしたガスを分析する手段を含む請求項
    １３の放射性物質乾式貯蔵設備。
16. 【請求項１６】前記内部収納管内に、この内部収納管内
    面に接し使用済燃料集合体が間に挿入される仕切格子部
    材を設けた請求項１０，請求項１１又は請求項１２の放
    射性物質乾式貯蔵設備。
17. 【請求項１７】前記仕切格子部材が中性子吸収材で構成
    されている請求項１６の放射性物質乾式貯蔵設備。