JPH11271493A - 使用済燃料用キャニスタおよびキャニスタの貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線遮蔽性、冷却効率等に優れた新規な使
用済燃料キャニスタおよびこのキャニスタの貯蔵設備の
提供。 【解決手段】 崩壊熱を発する使用済燃料Ｎを収容すべ
くキャニスタ本体６と、このキャニスタ本体６の上部開
口部７からの放射線の漏れを遮蔽すべくその上部開口部
７内に嵌め込まれる遮蔽蓋８と、このキャニスタ本体６
内を密閉すべく遮蔽蓋８上に設けられる密閉蓋９と、キ
ャニスタ本体６内の圧力変動を検知する圧力検知手段１
０とを備える。これによって放射線を効果的に遮蔽する
と共に優れた冷却効率を得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所から
でた使用済燃料を収容するための使用済燃料用キャニス
タ及びキャニスタを安全に冷却貯蔵するための貯蔵設備
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
原子力発電所の運転に伴って発生する使用済燃料は、一
定期間保管後再処理工場に送られて再処理が行われるよ
うになっているが、この使用済燃料は高い崩壊熱と高レ
ベルの放射能を有していることから、その保管には厳重
な管理と専用の設備が必要となってくる。

【０００３】このような使用済燃料を保管するための方
法としては、厳重に密閉管理されたコンクリート製キャ
スクによるキャスク方式と称される貯蔵方法が提案され
ているがこのキャスク方式は莫大なコストを要する上
に、密閉性を監視する方法が困難であるといった問題が
ある。そのため、現在、我が国においては図５に示すよ
うなガラス固化体用貯蔵施設をそのまま用いた貯蔵方法
（ボールト方式）が考えられている。

【０００４】図示するように、この貯蔵設備は半地下状
に構築されたコンクリート製の貯蔵躯体ａ内に貯蔵室ｂ
が区画形成され、この貯蔵室ｂ内にその上部の搬送室ｃ
から搬送されてきた放射性廃棄物用キャニスタＣを複数
纏めて収容するようにしたものであり、貯蔵躯体ａの側
部に形成された冷却空気入口ｄから導入される冷却空気
をこの貯蔵室ｂ内に通風させることで内部に収容されて
いるキャニスタＣを動力なしで自然冷却すると共に放射
線を効果的に遮蔽しながら保管するようにしたものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
貯蔵設備にあっては、図６に示すように各キャニスタＣ
は貯蔵室ｂと搬送室ｃを区画する遮蔽壁ｅの貫通孔ｆに
取り付けられた収納管ｇ内に複数上下多段に積み上げら
れると共に、その周囲に設けられた通風管ｈ内を流れる
冷却空気によって間接的に冷却されるようにした二重管
構造となっているため、以下に示すような不都合があ
る。

【０００６】収納管ｇと通風管ｈとの二重管構造とな
っているため、一定量の空気を流すために各通風管間に
ある程度の間隔を設ける必要があるため、収容効率が悪
かった。

【０００７】貯蔵室内に多数の収納管ｇ及び通風管ｈ
とこれらを支持する支持架台が必要となるため、貯蔵室
ｂ内の構造が複雑となり、建設コストが高くなってしま
う。

【０００８】収納管ｇを据え付ける際には、この収納
管ｇを施工時に一本づつ各通風管ｈに挿入し、その都度
真円度を調節する作業等が必要になるため、これらの施
工に多大な労力と時間を要してしまう。

【０００９】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、収
容、冷却効率に優れると共に建設コストの大幅な低減を
達成できる新規な使用済燃料用キャニスタ及びこのキャ
ニスタの貯蔵設備を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第一の発明は、崩壊熱を発する使用済燃料を収容すべ
く有底円筒状をしたキャニスタ本体と、このキャニスタ
本体の上部開口部からの放射線の漏れを遮蔽すべくその
上部開口部内に嵌め込まれる遮蔽蓋と、このキャニスタ
本体内を密閉すべくその遮蔽蓋の上部開口部に設けられ
る密閉蓋と、上記キャニスタ本体内の圧力変動を検知す
る圧力検知手段とを備えたものである。

【００１１】そして、第二の発明は上述した使用済燃料
用キャニスタを自然空冷しながら貯蔵する貯蔵設備にお
いて、地下状に構築される貯蔵躯体内にその内部を上下
に区画する遮蔽壁を形成すると共に、その遮蔽壁の下部
に冷却空気を自然流通させる貯蔵室を形成し、かつ、そ
の遮蔽壁に上記使用済燃料用キャニスタを貯蔵室側に搬
入する貫通孔を形成すると共に、その貫通孔内に上記使
用済燃料用キャニスタの頂部が位置するように上記遮蔽
壁の高さを設定したものである。

【００１２】すなわち、使用済燃料を収容するためのキ
ャニスタを上述したように構成し、これらを直接貯蔵室
内に貯蔵することにより、キャニスタＣから出る放射線
を効果的に遮蔽しながらキャニスタを直接空冷するよう
にしたものである。

【００１３】従って、従来のように貯蔵室内を二重管構
造とする必要がなくなるため、キャニスタの冷却効果及
びキャニスタ、すなわち使用済燃料の貯蔵効率も大幅に
向上させることが可能となると共に、貯蔵室の構造も簡
略化できるためキャニスタの貯蔵及び貯蔵躯体の建設に
要する費用の大幅なコストダウンが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１及び図２は本発明に係る使用済燃料貯
蔵設備の実施の一形態を示したものである。

【００１６】図示するように、この使用済燃料貯蔵設備
は、半地下状に設置される鉄筋コンクリート製の貯蔵躯
体１内に、水平に延びる遮蔽壁２を挟んでその下部にキ
ャニスタＣを貯蔵する貯蔵室３が、またその上部に搬送
室４が区画形成されており、搬送室４側から搬送されて
きたキャニスタＣを遮蔽壁２に形成された複数の貫通孔
５を介して貯蔵室３内に移送できるようになっている。

【００１７】このキャニスタＣは、図３に示すように高
レベルの放射線と高い崩壊熱を発生する使用済燃料Ｎの
集合体を収容すべく有底円筒状をしたキャニスタ本体６
と、このキャニスタ本体６の上部開口部７内部に挿入さ
れて嵌め込まれる遮蔽蓋８と、この上部開口部７の縁部
に被せられる密閉蓋９と、このキャニスタ本体６内の圧
力変動を測定する圧力検出手段１０とを備えたものであ
り、図１に示すようにそれぞれ立直した状態で貯蔵室３
内に直接貯蔵されるようになっている。

【００１８】このキャニスタ本体６は、耐熱性，耐食性
に優れたステンレススチール等で形成されており、図１
に示すようにその下端部側が貯蔵室３の床上に設けられ
たトレイ１１上に載置されると共にその上端部側が遮蔽
壁２に形成された貫通孔５内に臨むような高さに形成さ
れている。

【００１９】一方、遮蔽蓋８は、図３及び図４に示すよ
うに鉛板等の放射性遮蔽能力に優れた厚板部材からなっ
ており、キャニスタ本体６の上部開口部７内に形成され
た取付段部１２に載置するように嵌め込まれてこの使用
済燃料Ｎから上部開口部７側に放射される放射線を効果
的に遮蔽するようになっている。

【００２０】また、密閉蓋９は、キャニスタ本体６と同
様、耐熱性、耐食性に優れたステンレススチール等で形
成されており、上記遮蔽蓋８上に所定の間隔を隔てて上
部開口部７の上端縁部に溶接されてキャニスタ本体６内
を完全密閉するようになっている。すなわち、キャニス
タ本体６と遮蔽蓋８とはその材料が異なって溶接による
完全密閉が困難であるため、その上部にキャニスタ本体
６と同材料からなる密閉蓋９を二重に溶接することでキ
ャニスタ本体６内を密閉するようにしたものである。

【００２１】さらに、圧力検出手段１０は図４に示すよ
うに上記遮蔽蓋８と密閉蓋９との間に設けられた一対の
圧力センサ１３，１３と、この圧力センサ１３，１３か
ら遮蔽蓋８を貫通して使用済燃料Ｎ側に延びる圧力パイ
プ１４と、この圧力センサ１３，１３を電気的に接続す
る接続プラグ１５とから構成されており、圧力パイプ１
４を介して伝わってくる遮蔽蓋８下部のキャニスタ本体
６内の圧力変動を図１に示すように躯体１外に設けられ
た検知部１９で常時検知するようになっている。尚、こ
の圧力センサ１３としては、特に限定されるものでなく
従来から用いられている汎用品を用いることができる
が、その取付状態の都合上、例えば力平衡式や静電容量
式あるいは半導体式、圧電式等の電気的に信号を取り出
すことができるものが適している。

【００２２】また、図１及び図４に示すように、この遮
蔽壁２の貫通孔５には内面がテーパー状をしたガイド筒
２３が一体的に設けられていると共に、その上端部には
閉止蓋２４が着脱されるようになっており、このガイド
筒２３によって大重量となるキャニスタＣの挿入を容易
にすると同時にその上端部を支持し、さらに閉止蓋２４
によってその貫通孔５を任意に開閉できるようになって
いる。

【００２３】また、図１及び図２に示すように、貯蔵室
３の両側には、冷却空気を（外気）を導入する冷却空気
給気路１５と、加熱空気排気路１６が併設されており、
貯蔵躯体１に形成された給気口１７から導入された冷却
空気を冷却空気給気路１５から貯蔵室３内に自然導入す
る共に、貯蔵室３を通過させた後、加熱空気排気路１６
へ排気するようになっている。

【００２４】また、加熱空気排気路１６には煙突１８が
接続されており、加熱空気排気路１６側に流れ出た空気
を煙突１８から大気中へ放出するようになっている。さ
らに、この貯蔵室３と冷却空気給気路１５間、及び貯蔵
室３と加熱空気排気路１６間にはブラインド状の仕切壁
３ａ，３ｂが形成されており、貯蔵室３内外の空気の出
入りが良好に行われるようになっている。

【００２５】尚、図１中２０，２０，２０は給気口１７
及び煙突の排気口２１，２１に取り付けられた風雨避け
カバー、図２中２２は棒状をした使用済燃料Ｎを整然と
収納する格子状の支持部材である。

【００２６】以上において、図１及び図２に示すよう
に、給気口１７から冷却空気給気路１５内に流れ込んだ
冷却空気（外気）は、冷却空気給気路１５内を下降して
流れ、仕切壁３ａを通過して貯蔵室３内に流れ込んだ
後、各キャニスタＣに直接触れながら貯蔵室３内を通過
して他方の仕切壁３ｂ側に流れた後、加熱空気となって
他方の仕切壁３ｂ側に達し、そのままこれを通過して加
熱空気排気路１６を上昇して煙突１８の排気口２１，２
１から大気中へ放出することになる。

【００２７】このような冷却空気の流れによってキャニ
スタＣが冷却空気と直接接触して冷却されることになる
ため、優れた冷却効果を得ることができる。

【００２８】また、キャニスタＣ内の使用済燃料Ｎから
放射される放射線の一部はそのままキャニスタ本体６を
通過して外部に放射されるが、このうち、キャニスタ本
体６の側面及び底面側からでる放射線は、地中に位置す
る貯蔵躯体１のコンクリート壁によって効果的に遮蔽さ
れるため、外部に漏れ出すおそれがない。一方、キャニ
スタ本体６の上方に放射される放射線は上述したよう
に、キャニスタ本体６の上部開口部７内に嵌め込まれた
鉛板等の遮蔽蓋８によって効果的に遮蔽されるため、貫
通孔５を通過して搬送室４側に漏れ出すこともない。さ
らに、本発明にあっては、従来のように貫通孔５を遮蔽
しながら塞ぐための大型のプラグが不要となるため、貫
通孔５の作業も容易となる。

【００２９】また、このキャニスタＣ内は圧力検知手段
１０によって常時その圧力変動が検知されるようになっ
ているため、万一、貯蔵中において何らかの予測できな
い原因によってキャニスタＣが破損し、内部の気密性が
低下した場合、例えば、キャニスタ本体６と密閉蓋９と
の溶接部が腐食して放射性物質が漏れ出す等の不都合が
発生した場合には、その圧力変動を検知することによっ
てその不都合の発生及び不都合が発生したキャニスタＣ
を瞬時に特定することが可能となる。

【００３０】従って、その後直ちにその不都合に対する
対応を行うことができるため、貯蔵されている使用済燃
料Ｎによる放射線漏れ事故の発生を未然に防止すること
も可能となる。しかも、その部品は汎用品をそのまま用
いることができるため、コストの低減も達成できる。

【００３１】尚、本実施の形態に示す圧力検知手段１０
にあっては、圧力変動の検出を確実に行うために一つの
キャニスタＣに対して二つの圧力センサ１３，１３を設
けるように構成したが、勿論この数は必要に応じて増減
しても良い。また、一列当たりのキャニスタＣの設置
数、間隔も同様にキャニスタＣの大きさ，発熱量、貯蔵
室３の広さ等、必要に応じ適宜変化させることはいうま
でもない。

【００３２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、従来のよ
うなキャニスタを収容する収納管や通風管およびこれら
を支持する支持架台が不要となって貯蔵室の構成が大幅
に簡略化される。従って、貯蔵室及び貯蔵躯体全体の施
工作業が容易となり、建設及び貯蔵費用の大幅なコスト
ダウンが達成できると共にキャニスタ、すなわち使用済
燃料の収容効率を大幅に向上することができる。しか
も、キャニスタから出る放射線を効果的に遮蔽しながら
キャニスタを直接冷却することができるため、優れた冷
却効果を得ることができる等といった優れた効果を発揮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキャニスタ貯蔵設備の実施の一形
態を示す縦断面図である。

【図２】図１中Ｘ−Ｘ断面図である。

【図３】本発明に係るキャニスタの実施の一形態を示す
縦断面図である。

【図４】図１中Ａ部を示す部分拡大図である。

【図５】従来のキャニスタ貯蔵設備の一例を示す縦断面
図である。

【図６】従来の収納管付近の構造を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 貯蔵躯体 ２ 遮蔽壁 ３ 貯蔵室 ４ 搬送室 ５ 貫通孔 ６ キャニスタ本体 ７ 上部開口部 ８ 遮蔽蓋 ９ 密閉蓋 10 圧力検知手段 Ｃ キャニスタ Ｎ 使用済燃料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 崩壊熱を発する使用済燃料を収容すべく
   有底円筒状をしたキャニスタ本体と、このキャニスタ本
   体の上部開口部からの放射線の漏れを遮蔽すべくその上
   部開口部内に嵌め込まれる遮蔽蓋と、このキャニスタ本
   体内を密閉すべくその遮蔽蓋の上部開口部に設けられる
   密閉蓋と、上記キャニスタ本体内の圧力変動を検知する
   圧力検知手段とを備えたことを特徴とする使用済燃料用
   キャニスタ。
2. 【請求項２】 請求項１の使用済燃料用キャニスタを自
   然空冷しながら貯蔵する貯蔵設備において、地下状に構
   築される貯蔵躯体内にその内部を上下に区画する遮蔽壁
   を形成すると共に、その遮蔽壁の下部に冷却空気を自然
   流通させる貯蔵室を形成し、かつ、その遮蔽壁に上記使
   用済燃料用キャニスタを貯蔵室側に搬入する貫通孔を形
   成すると共に、その貫通孔内に上記使用済燃料用キャニ
   スタの頂部が位置するように上記遮蔽壁の高さを設定し
   たことを特徴とするキャニスタの貯蔵設備。