JPH11183695A - 使用済み核燃料貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 収納管に入れた使用済み核燃料を海上で海水
により冷却しながら保存する。 【解決手段】 海に浮かぶ浮体構造物１８と、浮体構造
物１８により大半の部分が海面下に水没するように保持
された本体２３と、本体２３内の下部に形成されて冷却
水２７を貯留した冷却プール２６と、冷却プール２６の
冷却水２７に浸漬し得るよう吊り下げ支持されて使用済
み核燃料を内部に収納した収納管２９とにより使用済み
核燃料貯蔵設備を構成し、収納管２９に入れた使用済み
核燃料を海上で海水により冷却しながら保存し得るよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電プラン
トなどの原子炉において発生する使用済み核燃料を貯蔵
する使用済み核燃料貯蔵設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントなどの原子炉におい
て発生した使用済み核燃料は、専用のキャニスタと呼ば
れる収納容器に収容して、使用済み核燃料の貯蔵施設に
保管、貯蔵するようにしている。

【０００３】従来、使用済み核燃料を貯蔵施設に保管、
貯蔵するためには、先ず使用済み核燃料を図４、図５に
示すようなキャニスタ１に収容させるようにしている。

【０００４】図４、図５に示したキャニスタ１は、上端
が開口された薄い肉厚のステンレス製のキャニスタ本体
１ａ内に、燃料集合体用バスケット２に支持された燃料
集合体からなる使用済み核燃料３を挿入し、キャニスタ
本体１ａの上部開口をキャニスタ蓋１ｂで閉塞して該キ
ャニスタ蓋１ｂの外周を溶接４によってキャニスタ本体
１ａに一体に接続することにより収容させるようにして
いる。前記キャニスタ蓋１ｂの上面には、クレーン等に
よってキャニスタ１を運搬することができるようにした
キャニスタ吊具５が設けられている。

【０００５】前記使用済み核燃料３を収容したキャニス
タ１を貯蔵するための使用済み核燃料の貯蔵施設として
は、図６に示すような構成のものが提案されている。

【０００６】図６に示す使用済み核燃料の貯蔵施設６
は、区画壁７によって区画された上部の搬送室８と下部
の貯蔵セル９とを備えており、下端が貯蔵セル９内に延
びた多数の収納管１０の上端が、前記区画壁７に固定さ
れるようになっている。

【０００７】更に、貯蔵セル９の一側には、上部に空気
取入口１１を備えた冷却空気取入シャフト１２が設けら
れており、前記空気取入口１１から冷却空気取入シャフ
ト１２に取入れられた空気１３は、前記貯蔵セル９の下
側に導かれて貯蔵セル９内を上方に流動した後、貯蔵セ
ル９の他側上部に備えた冷却空気出口シャフト１４を通
って上部の空気出口１５から外部に排出されるようにな
っている。

【０００８】図４に示したように使用済み核燃料３を収
容させたキャニスタ１は、図６に示す搬送装置１６によ
り前記貯蔵施設６の搬送室８内に搬入された後、収納管
１０内に一段或いは二段に吊り降ろされ、続いて収納管
１０の上端開口を収納管蓋で閉塞するようにしている。

【０００９】上記使用済み核燃料の貯蔵施設６におい
て、キャニスタ１内に収容された使用済み核燃料３から
発せられる熱は、キャニスタ１から収納管１０に伝えら
れ、更に収納管１０に伝えられた熱は、収納管１０と、
収納管１０の外側に隙間をあけて設けてある通風管１７
との間を上方に流動する空気１３に伝えられて除去され
ることにより冷却が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た如き使用済み核燃料３の貯蔵施設６では、地上もしく
は半地下式の施設を想定しているが、原子力発電プラン
トなどの付近に十分な広さの敷地が得られなかったり、
地盤条件の良い所が得られないなどの理由で陸上の建設
が困難な場合が多いという問題があった。

【００１１】本発明は上述の実情に鑑みて成したもの
で、多くの場合、原子力発電プラントが海岸近くに建設
されているという点に着目し、収納管に入れた使用済み
核燃料を海上で海水により冷却しながら保存し得るよう
にすることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、使用済み核燃
料を海上で海水により冷却しながら保存するようにした
使用済み核燃料貯蔵設備であって、海に浮かぶ浮体構造
物と、該浮体構造物により大半の部分が海面下に水没す
るように保持された本体と、該本体内の下部に形成され
て冷却水を貯留した冷却プールと、該冷却プールの冷却
水に浸漬し得るよう本体内に吊り下げ支持されて使用済
み核燃料を内部に収納した収納管とを備えたことを特徴
とするものである。

【００１３】而して、使用済み核燃料貯蔵設備によれ
ば、収納管の内部に収納されている使用済み核燃料から
発せられる熱が、冷却プール内で自然循環する冷却水に
より吸収され、該冷却水は本体外部の海水との間接的な
熱交換により除熱されることになる。

【００１４】また、本発明においては、本体内に吊り下
げ支持された外側の収納管と冷却プールの内面との間
に、上縁が冷却水の水面よりも低く且つ下縁が冷却プー
ルの底面よりも高くなるようにバッフル板を設けること
が好ましい。

【００１５】このようにすれば、本体外部の海水との間
接的な熱交換により除熱されて温度低下した冷却水が、
バッフル板により円滑な流れの下降流となって本体底部
へと導かれ、バッフル板の内側においては、収納管内の
使用済み核燃料から熱を吸収して温度上昇した冷却水
が、前記下降流の良好な形成とも相俟って円滑な流れの
上昇流を形成するので、バッフル板の内外で効果的な筒
状の対流が良好に形成されることになり、冷却プール内
における冷却水の円滑な自然循環が促進される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００１７】図１は本発明の実施の形態の一例を示す切
断側面図、図２は図１の斜視図であり、図中１８は海に
浮かぶようにした浮体構造物を示している。

【００１８】浮体構造物１８は箱状のもので、その四方
の側面と底部とは、図１に示すように内殻板１９と外殻
板２０とにより互いに連通した二重壁、二重底に造られ
ていて、内殻板１９と外殻板２０との間には空気が封入
されており、この空気の浮力で浮体構造物１８は、海な
どの水上に浮かぶことができるようになっている。

【００１９】浮体構造物１８の側面には、両端を内殻板
１９と外殻板２０とに密に固着した多数の通水管２１が
設けてあって、矢印で示すように通水管２１を通って海
水が浮体構造物１８の内外を自由に流通できるようにな
っている。

【００２０】浮体構造物１８の上面には保持板２２が取
り付けてあって、この保持板２２によって本体２３を浮
体構造物１８の中心部に保持している。

【００２１】図１に示すように、本体２３は、水平の区
画壁２４によって区画された上部の搬送室２５と下部の
冷却プール２６とを備えており、搬送室２５内には、図
示を省略してあるが、図６と同様の搬送装置が設けら
れ、冷却プール２６内には、冷却水２７が貯留されてい
る。そして、浮体構造物１８を海に浮かべると、搬送室
２５は、ほぼ海面２８の上に露出し、冷却プール２６
は、ほぼ海面２８の下に水没するようになっている。

【００２２】本体２３内を区画している区画壁２４に
は、多数の収納管２９の上端が固着されていて、収納管
２９は、冷却プール２６内の冷却水２７に浸漬し得るよ
う吊り下げ支持されている。

【００２３】図３は収納管２９の実施の形態の一例を示
す切断側面図であって、図４、図５に示すように使用済
み核燃料３を収容したキャニスタ１を二個程度収納し、
上端開口を収納管プラグ３０及び収納管蓋３１で閉塞す
るようになっている。収納管２９の中に収納されたキャ
ニスタ１は、収納管２９の中において、冷却水２７の水
面下に収納されるようになっている。

【００２４】図１に示すように多数の収納管２９の外側
と冷却プール２６内面との間には、多数の収納管２９を
取り囲むバッフル板３２が設けられている。図１で明ら
かなように、バッフル板３２の上縁は冷却水２７の水面
よりも低い位置になっており、バッフル板３２の下縁は
冷却プール２６の底面よりも高い位置になっていて、冷
却水２７はバッフル板３２の上縁の上方ならびに下縁の
下方を通って、バッフル板３２が取り囲んでいる区域の
内外に亘って流動できるようになっている。

【００２５】以下に、上記実施の形態の作用を説明す
る。

【００２６】原子力発電プラントが建設されている海岸
近くに防波堤を構築し、図１、図２に示した使用済み核
燃料貯蔵設備を一個或いは複数個まとめて曳航して、防
波堤内側の穏やかな海上に係留する。

【００２７】そして、一箇所又は複数箇所の原子力発電
プラントから搬送されて来たキャニスタ１を、はしけな
どによって本体２３の所に運び、搬送室２５内に搬入し
て収納管２９の中に一段或いは二段に吊り下ろし、収納
管２９の上端開口を収納管プラグ３０及び収納管蓋３１
で閉塞する。

【００２８】このようにすれば、キャニスタ１内に収容
されている使用済み核燃料３（図４、図５参照）から発
せられる熱が、冷却プール２６内で自然循環する冷却水
２７により吸収され、使用済み核燃料３の熱で暖められ
た冷却水２７は図１に矢印で示すように上昇し、バッフ
ル板３２の上縁の上方を外側に流動して冷却プール２６
の壁面側に移動し、冷却プール２６の壁面外側の海水に
熱を伝えて冷却される。

【００２９】このとき、本体２３外部の海水との間接的
な熱交換により除熱されて温度低下した冷却水２７が、
バッフル板３２により円滑な流れの下降流となって本体
２３底部へと導かれ、バッフル板３２の内側において
は、収納管２９内の使用済み核燃料から熱を吸収して温
度上昇した冷却水２７が、前記下降流の良好な形成とも
相俟って円滑な流れの上昇流を形成するので、バッフル
板３２の内外で効果的な筒状の対流が良好に形成される
ことになり、冷却プール２６内における冷却水２７の円
滑な自然循環が促進される。

【００３０】また、浮体構造物１８を浮かべている付近
の海水は、波浪などの流動力により通水管２１を通って
浮体構造物１８の内外を自由に流通し、冷却プール２６
の壁面を介して冷却水２７から熱を奪い去り、使用済み
核燃料３の熱で暖められた冷却水２７を冷却する。

【００３１】従って、上記形態例によれば、使用済み核
燃料３を海上で海水により冷却しながら保存することが
できるので、敷地面積や地盤条件などの問題を回避する
ことができ、また、耐震設計的にも陸上施設より有利と
なる。

【００３２】更に、使用済み核燃料貯蔵設備を工場にて
組み立て、海上輸送により所定場所まで曳航して係留す
ることができるので、建設工期の大幅な短縮化を図るこ
とができる。

【００３３】また、特に本形態例においては、バッフル
板３２により効果的な筒状の対流を良好に形成すること
ができるので、冷却プール２６内における冷却水２７の
円滑な自然循環を促進することができ、使用済み核燃料
３から発せられる熱を効率よく冷却することができる。

【００３４】尚、本発明の使用済み核燃料貯蔵設備は、
上述の形態例にのみ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内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】上記した本発明の使用済み核燃料貯蔵設
備によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００３６】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、使用済み核燃料を海上で海水により冷却しながら
保存することができるので、敷地面積や地盤条件などの
問題を回避することができ、また、耐震設計的にも陸上
施設より有利となる。

【００３７】（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明に
よれば、使用済み核燃料貯蔵設備を工場にて組み立て、
海上輸送により所定場所まで曳航して係留することがで
きるので、建設工期の大幅な短縮化を図ることができ
る。

【００３８】（ＩＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明
によれば、バッフル板により効果的な筒状の対流を良好
に形成することができるので、冷却プール内における冷
却水の円滑な自然循環を促進することができ、使用済み
核燃料から発せられる熱を効率よく冷却することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す切断側面図で
ある。

【図２】図１の斜視図である。

【図３】本発明において使用する収納管の実施の形態の
一例を示す切断側面図である。

【図４】従来のキャニスタの構成を示す切断側面図であ
る。

【図５】図４のＶ−Ｖ方向の矢視図である。

【図６】従来の使用済み核燃料の貯蔵施設の一例を示す
切断側面図である。

【符号の説明】

３ 使用済み核燃料 １８ 浮体構造物 ２３ 本体 ２６ 冷却プール ２７ 冷却水 ２９ 収納管 ３２ バッフル板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用済み核燃料を海上で海水により冷却
   しながら保存するようにした使用済み核燃料貯蔵設備で
   あって、海に浮かぶ浮体構造物と、該浮体構造物により
   大半の部分が海面下に水没するように保持された本体
   と、該本体内の下部に形成されて冷却水を貯留した冷却
   プールと、該冷却プールの冷却水に浸漬し得るよう本体
   内に吊り下げ支持されて使用済み核燃料を内部に収納し
   た収納管とを備えたことを特徴とする使用済み核燃料貯
   蔵設備。
2. 【請求項２】 本体内に吊り下げ支持された外側の収納
   管と冷却プールの内面との間に、上縁が冷却水の水面よ
   りも低く且つ下縁が冷却プールの底面よりも高くなるよ
   うにバッフル板を設けたことを特徴とする請求項１に記
   載の使用済み核燃料貯蔵設備。