JPH11295493A - 放射性物質乾式貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射性物質乾式貯蔵設備において、内部の放射
性物質を効率よく冷却して設備の安全性と経済性を向上
する。 【解決手段】密封容器外表面側間隙４３と収納管内表面
側間隙４４の流体の間には密度差が生じ、密封容器外表
面側間隙４３を上昇し収納管内表面側間隙４４を下降す
る自然循環流が発生して効果的に密閉容器を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射性物質貯蔵設
備に係わり、特に、原子力発電所から発生する使用済み
燃料等の高レベル放射性物質を貯蔵するのに最適な放射
性物質乾式貯蔵設備に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所から発生する使用済み燃料
集合体は、解体処理するとともに、プルトニウム等の再
度燃料集合体として使用できる有用物質を回収する再処
理を行う予定である。従来使用済みの燃料集合体は、再
処理を行うまでの間、原子炉の燃料集合体プール等に一
時保管されている。しかし、使用済み燃料集合体の量が
単調に増加するのに対して、原子炉の燃料集合体プール
等の設備容量は限られている。このため、再処理を行う
までの期間、安全かつ経済的に長期保管できる設備が必
要とされている。

【０００３】また、放射性廃棄物の固化体（例えばガラ
ス固化体）についても、使用済み燃料集合体と同様にそ
の長期保管に関して、安全かつ経済的に長期保管できる
設備が必要とされている。

【０００４】この目的に対応した放射性物質乾式貯蔵設
備には、使用済み燃料集合体または放射性廃棄物の固化
体の放射性物質が発する崩壊熱を常時除去して燃料集合
体が過熱しないように、空気により除熱を行う放射性物
質乾式貯蔵設備がある。放射性物質乾式貯蔵設備に関す
る公知例としては、特開平5−273393 号公報，特公平5
−11598号公報および特開平4−198898号公報がある。

【０００５】特開平5−273393号公報，特公平5−11598
号公報に示された放射性物質乾式貯蔵設備は、放射線遮
蔽能力のない溶接密封容器であるキャニスタに放射性物
質を充填し、このキャニスタを貯蔵施設内に多数配置し
た円筒状鋼製スリーブ（収納管）内に装荷し、収納管上
部を放射線遮蔽能力のあるプラグによって再密封する。
キャニスタ内の放射性物質からの崩壊熱は、収納管の上
状端部を保持する天井スラブと、この天井スラブの下方
に位置し収納管の下端部を保持する床スラブの間に形成
される流路内を流れる空気によって冷却される。

【０００６】特開平4−198898 号公報に示された放射性
物質乾式貯蔵設備も、前記公知例と同様に高レベル放射
性物質のガラス固化体を収納した複数のキャニスタを有
底筒状ピット（収納管）内に段積みして収納する。この
収納管の上端部は上スラブ、下端部は上スラブの下方に
位置する下スラブに保持され、冷却流路が収納管の周囲
に配置される。収納管内のガラス固化体から発生する崩
壊熱は、冷却流路内を上方に流れる空気によって除去さ
れる。冷却流路内の空気の供給は、自然換気により行わ
れる。

【０００７】以上の放射性物質乾式貯蔵設備における放
射性物質の密封は、使用済み燃料集合体等をキャニスタ
と呼ばれる溶接密封容器に収納（一次密封）した後、キ
ャニスタを収納管に再度収納し、プラグと呼ばれる蓋に
よって再密封（二次密封）する方式である。キャニスタ
内は、放射性物質の崩壊熱除去能力を向上させるととも
に材料の腐食防止のため、熱伝導性の高い不活性ガスで
あるヘリウムが充填される。キャニスタの気密および放
射性物質の漏洩については、収納管内に漏出するヘリウ
ムをセンサで検知する方法と、キャニスタ内と収納管内
に圧力差をつけ収納管内の圧力変化を測定する方法によ
り検出される。

【０００８】特開平4−32100号公報に示された放射性物
質乾式貯蔵設備は、キャニスタを中空構造とし、冷却材
の流れる空間部にキャニスタを設置する。キャニスタの
中空部分に冷却材を空間部の外部から流すことにより、
伝熱面積を増加させて冷却能力を高めている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】放射性物質乾式貯蔵施
設では、使用済み燃料集合体等の放射性物質を安全かつ
経済的に長期保管する必要があり、そのためには、放射
性物質貯蔵設備の熱的安全余裕を高めるとともに、放射
性物質の貯蔵密度を増大して多量の放射性物質を貯蔵で
きる設備が必要である。しかし、放射性物質を高密度に
貯蔵するためには、崩壊熱の除去性能も向上させなけれ
ばならない。

【００１０】前記の特開平5−273393号公報，特公平5−
11598号公報および特開平4−198898号公報に記載された
放射性物質貯蔵設備では、崩壊熱を発生する放射性物質
を密封したキャニスタがさらに密封された収納管内に収
納され、複数の収納管が放射性物質貯蔵設備内に装荷さ
れる。キャニスタ内にはヘリウムが充填され、収納管は
その外側を流れる空気によって冷却される。

【００１１】放射性物質が臨界状態に達しないように、
バスケットと呼ばれる仕切板がキャニスタ内に挿入され
る。このため、キャニスタ内のヘリウムはほとんど循環
せず、崩壊熱は仕切り板およびヘリウムの熱伝導によっ
てキャニスタ外表面に伝わる。

【００１２】キャニスタと収納管の間には、キャニスタ
の挿入性を考慮して１０〜２０mmの間隙が設けられ、こ
の間隙に空気層が形成される。この間隙は収納容器の上
下部で閉じた構造である上に狭いため、キャニスタの外
表面からの熱は空気の熱伝導によって収納管内面に伝わ
り、さらに収納管壁の熱伝導によって収納管外面に伝わ
る。

【００１３】キャニスタと収納管の間隙の熱抵抗は非常
に大きな値となり、その結果、キャニスタの外表面から
収納管内面の間の温度差は最大で１５０℃に達する。こ
れは、空気の自然循環冷却による空気主流と収納管外表
面の温度差が約５０℃であることを基に、キャニスタの
外表面、収納管内面と流体の温度差をそれぞれ５０℃と
仮定すると、同じ熱量を伝えるのにさらに５０℃の温度
差が必要になることを示している。

【００１４】例として、放射性物質が使用済み燃料集合
体の場合、使用済み燃料集合体の表面温度には４０３℃
の制限値が設けられており、この表面温度の制限値を超
えないように１本の収納管に収納できる使用済み燃料集
合体の数が制限される。したがって、キャニスタと収納
管の間隙の熱抵抗は、収納できる使用済み燃料集合体の
数を制限する主要な要因となる。

【００１５】図３に、１本の収納管に収納する使用済み
燃料集合体数に対する燃料集合体数比と貯蔵設備容積比
の関係を、１０体収納する収納管のケースを１.０ とし
て規格化して示す（千鳥格子、収納容器間隔１.４４
ｄ、ｄ：収納管直径の場合)。これにより、１本の収納
管に収納できる使用済み燃料集合体の数を増加できれ
ば、使用済み燃料集合体の数に対する放射性物質乾式貯
蔵設備の容積を節約できる。また、同じ使用済み燃料集
合体の表面温度の制限値に対してキャニスタと収納管の
間隙の熱抵抗を減らすことができれば、収納管外表面の
冷却空気の温度を高く設定することも可能である。これ
により、同じ収納管の冷却空気流量および空気の入り口
温度に対して、より多くの収納管を放射性物質乾式貯蔵
設備内に装荷できる。図４に、冷却空気の設備出口温度
に対する収納管の設置可能最大本数比を、冷却空気の設
備出口温度５０℃のケースを１.０ として規格化して示
す（冷却空気の設備入り口温度３６℃，収納管３２本設
置の場合）。例として、冷却空気の設備出口温度を８０
℃まで高めた場合、３倍以上の数の収納管を装荷できる
ことになる。

【００１６】また、前記の特開平4−32100号公報に示さ
れた放射性物質乾式貯蔵設備は、キャニスタを大気開放
空間に設置するため、密閉容器による遮蔽が行われてい
ない。加えて、中空構造としているため、同一直径のキ
ャニスタと比較して、内部に収納できる使用済み燃料集
合体数が少なくなる課題がある。

【００１７】次に、キャニスタの漏洩を検出する際の課
題を示す。キャニスタの気密に関しては、前記間隙内の
空気を収納管に設けた放射線モニタ，ガス分析装置，圧
力計等のセンサにより、キャニスタ内部に充填されたヘ
リウムまたは放射性物質の漏洩を検知して気密を確認す
るが、この方法では、収納管ごとに上記のセンサが必要
となり、放射性物質貯蔵設備の建設費用が高くなる。し
たがって、全キャニスタの気密に関して、少数の漏洩検
出装置でヘリウムまたは放射性物質の漏洩を検知できる
方法が必要とされる。

【００１８】本発明の目的は、内部の放射性物質を効率
よく冷却できる放射性物質乾式貯蔵設備を提供すること
である。

【００１９】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である。

【００２０】本発明の他の目的は、放射性物質の貯蔵密
度を高め、貯蔵設備の容積を節約できる経済性の高い放
射性物質乾式貯蔵設備を提供することである。

【００２１】本発明の他の目的は、多数の収納容器を装
荷できる経済性の高い放射性物質乾式貯蔵設備を提供す
ることである。

【００２２】本発明の他の目的は、少数の漏洩検出装置
で密閉容器の気密を確認できる経済性の高い放射性物質
乾式貯蔵設備を提供することである。

【００２３】

【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，請求項２，請求項３，請求項４発明の特徴は、
密封容器と収納容器の間隙に存在する流体の自然循環に
より密封容器を冷却し、流体の熱伝達により密封容器の
熱を収納容器外の空間に伝達することである。また、密
封容器外表面において密封容器と収納容器の間隙に存在
する流体を加熱し、収納容器内表面において流体を冷却
する自然循環流路を設けることである。具体的には、密
封容器と収納容器の間隙にバッフル板を設け、間隙を密
封容器外表面側と収納容器内表面側の二領域に分割する
とともにバッフル板の上方と下方において前記二領域を
連通する方法がある。

【００２４】本発明では、バッフル板に沿って、密封容
器外表面により加熱され温度上昇した流体と収納容器内
表面により冷却され温度低下した流体の間に生じる密度
差を駆動力とする流体の自然循環流路が形成される。

【００２５】これにより、密閉容器内の放射性物質の温
度を低減できるので、安全性を高めることができる。ま
た、密閉容器内の放射性物質の温度を従来と同等にした
場合、収納管により多くの放射性物質を収納できるた
め、放射性物質乾式貯蔵設備における放射性物質の貯蔵
密度を高めることができるとともに、従来の放射性物質
乾式貯蔵設備と比較して設備内に多数の収納容器を装荷
することができる。

【００２６】上記の目的を達成する請求項５の発明の特
徴は、収納容器外部の領域に流体冷却のための流路また
は設備を設けることである。具体的には、収納容器外部
の領域の冷却流路または設備と、密封容器外表面と収納
容器内表面の間隙を上部と下部の２カ所に流路を設けて
連通し、密封容器外表面において加熱され温度上昇した
流体と、収納容器外表面と流体冷却のための流路または
設備により冷却され温度低下した流体の間に生じる密度
差を駆動力とする流体の自然循環流路を形成する方法が
ある。

【００２７】本発明では、外部の冷却流路または設備を
使用することにより、収納容器内の流体の冷却能力を高
めることができる。

【００２８】これにより、密閉容器内の放射性物質の温
度をさらに低減できるので、安全性を高めることができ
る。また、密閉容器内の放射性物質の温度を従来と同等
にした場合、収納管にさらに多くの放射性物質を収納で
きるため、放射性物質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ができるとともに、従来の放射
性物質乾式貯蔵設備と比較して設備内にさらに多数の収
納容器を装荷することができる。

【００２９】上記の目的を達成する請求項６から請求項
１０の発明の特徴は、密閉容器の気密検出手段が収納容
器内の流体をサンプリングして放射線モニタまたはガス
分析装置または圧力計で流体に漏洩した放射能を検出す
る場合に、収納容器から流体を抽出する流路を設け、流
路を集合管構造として束ねて放射線モニタまたはガス分
析装置または圧力計を設けたことである。この場合、漏
洩した密閉容器を特定する方法は、集合管の管それぞれ
を時間間隔を設けて予め定めた順に連続的に抽気し、放
射線モニタまたはガス分析装置または圧力計の検出結果
と抽気した管およびその外部収納容器を関連づけるもの
である。

【００３０】本発明では、収納容器本数より少ない数の
放射線モニタまたはガス分析装置または圧力計により密
閉容器の漏洩を検出できる。

【００３１】これにより、少数の検出装置で全収納管内
部の密閉容器の気密を確認することができる。

【００３２】

【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，図
３，図４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、使用済み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、燃
料装荷室６，燃料貯蔵室７，燃料充填室８，燃料仮置き
室９および燃料取り出し室１０を内部に有する。燃料装
荷室６は、燃料貯蔵室７の上方に位置する。燃料充填室
８は、燃料仮置き室９の上方に位置する。燃料装荷室６
と燃料貯蔵室７は、コンクリート製の上部スラブ１１に
よって互いに隔離される。コンクリート製の下部スラブ
１２が燃料貯蔵室７の底部を構成する。

【００３３】放射性物質乾式貯蔵設備１の燃料貯蔵室７
内に、密閉容器４を内部に収納し横断面が円形の収納管
２が配置される。収納管２の上端部は、脱着可能な一次
蓋３で密閉される。密閉容器２の上端部は、脱着可能な
二次蓋５で密封される。収納管２の上端部は、収納管２
の熱膨張を吸収できるように上部スラブ１１に取り付け
られる。上部スラブ１１は、収納管２の位置決めおよび
その転倒防止の機能を有する。収納管２の下端部は、下
部スラブ１２に保持される。密閉容器４内には、中性子
吸収材で作られた仕切板１３が設置される。使用済み燃
料集合体１４は、密閉容器４内において仕切板１３の間
に形成される空間に収納される。密閉容器４内には、ヘ
リウムガスが注入され、容器は密閉状態にある。

【００３４】放射性物質乾式貯蔵設備１内には、冷却空
気流入ダクト１５および冷却空気排出ダクト１７が設け
られる。燃料貯蔵室７は、空気流入部に空気整流板１９
を、空気排出部に空気整流板２０をそれぞれ有す。冷却
空気入ダクト１５は、空気流入口１６を有し、燃料貯蔵
室７に連通する。冷却空気排出ダクト１７は、空気排出
口１８を有し、燃料貯蔵室７に連通する。

【００３５】使用済み燃料集合体１４の崩壊熱は、燃料
貯蔵室７内に冷却空気を供給することにより除去され
る。この冷却空気は、建屋外部から空気流入口１７を通
して取り込まれ、冷却空気入ダクト１５から空気整流板
１９を介して燃料貯蔵室７に流入する。収納管２の間を
流れた冷却空気は、空気整流板２０および冷却空気排出
ダクト１７を通り、空気排出口１８より建屋外に排出さ
れる。使用済み燃料集合体１４の崩壊熱は、密閉容器４
および収納管２を介して冷却空気に伝えられる。冷却空
気が空気流入口１７から空気排出口１８に流れる駆動力
は、流入した冷却空気と崩壊熱によって加熱された冷却
空気の密度差に起因する浮力による自然循環力である。
この効果は、空気排出ダクト１７の煙突効果により生じ
る。

【００３６】図２（ａ)，(ｂ）に示した収納管２の詳細
断面図により、本実施例の詳細を説明する。図２の上図
は収納管２の横断面図であり、下図は縦断面図である。
収納管２の内表面と密閉容器４の外表面の間には、間隙
２１が設けられる。この間隙２１にバッフル板２６を設
け、間隙２１を密封容器外表面側間隙４３と収納管内表
面側間隙４４に分割するとともにバッフル板２６の上方
と下方において密封容器外表面側間隙４３と収納管内表
面側間隙４４を連通する。これにより、バッフル板２６
に沿う一巡の循環流路が構成される。なお、バッフル板
２６については、断熱性能が高いものを用いる。

【００３７】収納管２の内部において、流体は密封容器
外表面側間隙４３において密閉容器４外表面で使用済み
燃料集合体１４の崩壊熱により加熱され温度上昇する。
また、収納管内表面側間隙４４では、収納管２内表面に
より冷却される。これにより、密封容器外表面側間隙４
３と収納管内表面側間隙４４の流体の間には密度差が生
じ、密封容器外表面側間隙４３を上昇し収納管内表面側
間隙４４を下降する自然循環流が発生する。

【００３８】熱伝導によって崩壊熱を除去する場合と比
較して自然循環冷却による除熱量は大きいため、本実施
例による密閉容器４の冷却効果は大きく、密閉容器４内
部の使用済み燃料集合体１４の温度を低減することがで
きる。この冷却効果は、密封容器４外表面と収納管２内
表面にフィン等の伝熱促進構造を付加することによりさ
らに向上する。これにより、従来確保されてきた放射性
物質乾式貯蔵設備の安全余裕をさらに向上できるため、
安全性の高い放射性物質乾式貯蔵設備を提供することが
できる。

【００３９】また、密閉容器４内部の使用済み燃料集合
体１４の温度を従来と同温度とすると、より多くの熱を
除去できる本発明の収納管２には、収納管１本あたりさ
らに多くの使用済み燃料集合体１４を収納できる。図３
に、収納管１本あたりに収納する燃料集合体数に対する
燃料集合体数比と設備容積比の割合を、１収納管あたり
燃料集合体を１０体収納した場合を１.０ として規格化
して示す。図３より、収納管１本あたりの燃料集合体収
納本数を増加するにしたがって、放射性物質乾式貯蔵設
備の容積を節約できる。したがって、１収納管あたりの
燃料集合体収納体数を増加できる本発明により、放射性
物質の貯蔵密度が高くなり貯蔵設備の容積を節約できる
ため、経済性の高い放射性物質乾式貯蔵設備を提供する
ことができる。

【００４０】さらに、本発明では収納管２からの除熱量
が増加できるため、密閉容器４内部の使用済み燃料集合
体１４の温度を従来と同温度とする場合に、収納管２外
面を冷却する冷却空気の温度を高くすることも可能であ
る。したがって、燃料貯蔵室７に流入する冷却空気の空
気流入口１６の温度が同じ条件において、空気排出口１
８における冷却空気温度を高く設定することができる。
図４に、冷却空気の設備出口温度に対する収納管の設置
可能最大本数の割合を、１収納管あたり燃料集合体を１
０体収納した場合を１.０ として規格化して示す。図４
より、冷却空気の設備出口温度の増加に比例して収納管
の設置可能本数は増加する。収納管の設置本数が多いほ
ど、収納管１本あたりに換算した設備建設費を低減でき
る。したがって、収納管の設置本数を増加できる本発明
により、多数の収納管を装荷できる経済性の高い放射性
物質乾式貯蔵設備を提供できる。

【００４１】（実施例２）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５を用いて説明する。図
５は、放射性物質乾式貯蔵設備１における収納管２の縦
断面図である。収納管２の内表面と密閉容器４の外表面
の間には、間隙が設けられる。この間隙にバッフル板２
６を設け、間隙２１を密封容器外表面側間隙４３と収納
管内表面側間隙４４に分割するとともにバッフル板２６
の上方と下方において密封容器外表面側間隙４３と収納
管内表面側間隙４４を連通する。これにより、バッフル
板２６に沿う第１の循環流路が構成される。なお、バッ
フル板２６については、断熱性能が高いものを用いる。

【００４２】また、密閉容器４の上方の空間部を密閉容
器上方流路２７とし、密閉容器４の下方に密閉容器支持
部２９により空間部を設けて密閉容器下方流路２８とす
る。また、密閉容器４の下方から上方を連通しかつ密封
容器４の外表面に連続する表面を有する自然循環流路２
２を設け、密閉容器４を中空構造とする。これにより、
自然循環流路２２から密閉容器上方流路２７，収納管内
表面側間隙４４，密閉容器下方流路２８にわたる第２の
循環流路が構成される。

【００４３】収納管２の内部の流体は、自然循環流路２
２表面と密封容器外表面側間隙４３の密閉容器４外表面
において、密閉容器４内の使用済み燃料集合体１４の崩
壊熱により加熱され温度上昇する。また、流体は収納管
内表面側間隙４４の収納管２内表面において冷却され
る。これにより、自然循環流路２２内および密封容器外
表面側間隙４３の流体と収納管内表面側間隙４４の流体
の間には密度差が生じ、自然循環流路２２および密封容
器外表面側間隙４３を上昇し、収納管内表面側間隙４４
を下降する自然循環流が発生する。本実施例では、実施
例１，実施例２と比較して循環流路の加熱領域が増加す
るため、自然循環流量が増加し、高い除熱性能が得られ
る。

【００４４】本実施例では、実施例１と比較して、従来
確保されてきた放射性物質乾式貯蔵設備の安全余裕をさ
らに向上できるため、安全性の高い放射性物質乾式貯蔵
設備を提供することができる。また、放射性物質の貯蔵
密度が高くなり貯蔵設備の容積をさらに節約できるた
め、経済性の高い放射性物質乾式貯蔵設備を提供するこ
とができる。加えて、さらに多数の収納容器を装荷でき
る経済性の高い放射性物質乾式貯蔵設備を提供できる。

【００４５】（実施例３）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６（ａ)，(ｂ）を用いて
説明する。図６（ａ)，(ｂ）は、放射性物質乾式貯蔵設
備１における収納管２の縦断面図である。図６（ａ)，
(ｂ）では、密封容器４の外表面と収納管２の内表面に
伝熱フィン３２を設ける。本実施例では、伝熱フィン３
２により密封容器４と収納管２の間の熱伝達が向上す
る。

【００４６】本実施例では、従来確保されてきた放射性
物質乾式貯蔵設備の安全余裕をさらに向上できるため、
安全性の高い放射性物質乾式貯蔵設備を提供することが
できる。また、放射性物質の貯蔵密度が高くなり貯蔵設
備の容積を節約できるため、経済性の高い放射性物質乾
式貯蔵設備を提供することができる。さらに、多数の収
納管を装荷できる経済性の高い放射性物質乾式貯蔵設備
を提供できる。

【００４７】（実施例４）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７を用いて説明する。図
７は、放射性物質乾式貯蔵設備１における収納管２の縦
断面図である。燃料貯蔵室内において、収納管２の外部
に外部冷却流路３３が設けられる。収納管２の内表面と
密閉容器４の外表面の間には、間隙２１が設けられる。
この間隙２１の上下部と外部冷却流路３３を連通する。
これにより、間隙２１と外部冷却流路３３の一巡の循環
流路が構成される。間隙２１において、流体は使用済み
燃料集合体１４の崩壊熱により加熱され温度上昇する。
また、外部冷却流路３３では、流体は外部冷却流路３３
内外の熱伝達により冷却される。外部冷却流路３３外面
は、燃料貯蔵室内の冷却空気により冷却される。これに
より、間隙２１と外部冷却流路３３の流体の間には密度
差が生じ、間隙２１を上昇し外部冷却流路３３を下降す
る自然循環流が発生する。

【００４８】外部冷却流路３３は、収納管群の間の空間
に設置することができるため流路面積，本数等の自由度
が高く、冷却性能を向上できる。

【００４９】本実施例では、従来確保されてきた放射性
物質乾式貯蔵設備の安全余裕をさらに向上できるため、
安全性の高い放射性物質乾式貯蔵設備を提供することが
できる。また、放射性物質の貯蔵密度が高くなり貯蔵設
備の容積を節約できるため、経済性の高い放射性物質乾
式貯蔵設備を提供することができる。さらに、多数の収
納管を装荷できる経済性の高い放射性物質乾式貯蔵設備
を提供できる。

【００５０】（実施例５）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８を用いて説明する。放
射性物質乾式貯蔵設備１の燃料貯蔵室７内に設置された
収納管２の一次蓋３を通して、収納容器２内に、収納管
内空気抽出管３６と収納管内空気戻り管３７が接続され
る。また、収納管２の外部領域に、主にポンプ３５，収
納管内空気抽出管集合部３８，収納管内空気戻り管集合
部３４，放射線モニタ３９，ガス分析装置４０，抽出部
切り替え装置４１，戻り部切り替え装置４５から構成さ
れる密閉容器漏洩検出装置を設ける。密閉容器漏洩検出
システムでは、複数の収納容器２からの収納管内空気抽
出管３６を収納管内空気抽出管３８で束ね、各収納管内
空気抽出管３６内部の流体を抽出部切り替え装置４１と
ポンプ３５により順に抽出する。抽出された流体は、ガ
ス分析装置４０により分析され、密閉容器４内部から収
納管２内に漏洩するヘリウムが検知される。

【００５１】また、漏洩検出管集合部３８に設けた放射
線モニタ３９により、密閉容器４内部から収納管２内に
漏洩する放射性物質が検知される。ポンプ３５により抽
出された流体は、収納管内空気戻り管３７を束ねた収納
管内空気戻り管集合部３４において戻り部切り替え装置
４５により収納管２の収納管内空気戻り管３７に排出さ
れる。

【００５２】本実施例によれば、密閉容器内のヘリウム
または放射性物質の漏洩を、複数の収納容器に対して１
組の密閉容器漏洩検出システムにより検出できる。ま
た、漏洩が生じた収納容器の特定は、収納管内空気抽出
管集合部で束ねられた収納管内空気抽出管のそれぞれ
を、予め定めた順に時間間隔を設けて連続的に抽気し、
放射線モニタまたはガス分析装置または圧力計の検出結
果と抽気した管およびその外部収納容器を関連づけるこ
とにより可能である。また、複数の収納管の収納管内空
気抽出管と収納管内空気戻り管を接続してグループ化す
ることにより、少数の密閉容器漏洩検出装置で多数の収
納管を監視できる。

【００５３】本実施例では、少数の漏洩検出装置で密閉
容器の気密を確認できる経済性の高い放射性物質乾式貯
蔵設備を提供することである。

【００５４】

【発明の効果】請求項１，請求項２，請求項３，請求項
４，請求項５の発明によれば、密閉容器内の放射性物質
の温度を低減できるので、放射性物質貯蔵設備の安全性
を向上できる。また、放射性物質の貯蔵密度を高め、収
納管の装荷数を増加できることにより、放射性物質貯蔵
設備の経済性を向上できる。

【００５５】請求項６，請求項７，請求項８，請求項
９，請求項１０の発明によれば、少数の漏洩検出装置で
密閉容器の気密を確認できることにより、放射性物質乾
式貯蔵設備の経済性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例である放射性物質乾式
貯蔵設備の縦断面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は図１の収納管の詳細縦断面
図及び側断面図である。

【図３】放射性物質乾式貯蔵設備の放射性物質貯蔵密度
の特性図である。

【図４】放射性物質乾式貯蔵設備の収納管の装荷数の特
性図。

【図５】本発明の好適な一実施例である収納管の詳細縦
断面図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の好適な一実施例で
ある収納管の詳細縦断面図及び側断面図である。

【図７】本発明の好適な一実施例である収納管の詳細縦
断面図である。

【図８】本発明の好適な一実施例である放射性物質乾式
貯蔵設備の密閉容器漏洩検出装置の系統概念図である。

【符号の説明】

１…放射性物質乾式貯蔵設備、２…収納管、３…一次
蓋、４…密閉容器、５…二次蓋、６…燃料装荷室、７…
燃料貯蔵室、８…燃料充填室、９…燃料仮置き室、１０
…燃料取り出し室、１１…上部スラブ、１２…下部スラ
ブ、１３…仕切板、１４…使用済み燃料集合体、１５…
冷却空気流入ダクト、１６…空気流入口、１７…冷却空
気排出ダクト、１８…空気排出口、１９，２０…空気整
流板、２１，２５…間隙、２２…自然循環流路、２６…
バッフル板、２７…密閉容器上方流路、２８…密閉容器
下方流路、２９…密閉容器支持部、３２…伝熱フィン、
３３…外部冷却流路、３４…収納管内空気戻り管集合
部、３５…ポンプ、３６…収納管内空気抽出管、３７…
収納管内空気戻り管、３８…収納管内空気抽出管集合
部、３９…放射線モニタ、４０…ガス分析装置、４１…
抽出部切り替え装置、４２…圧力計、４３…密封容器外
表面側間隙、４４…収納管内表面側間隙、４５…戻り部
切り替え装置。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射性物質を内蔵した密封容器と、密封容
   器を開閉可能に収納する収納容器と、収納容器を収納す
   る空間を有しかつ収納容器の冷却機能を有する貯蔵室か
   らなる放射性物質貯蔵設備において、前記密封容器を前
   記収納容器内の流体の自然循環により冷却して密封容器
   の熱を収納容器外の空間に伝達す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】前記密封容器を前記収納容器内の流体の自
   然循環により冷却する方法は、収納容器内の流体が密封
   容器外表面において加熱されるとともに収納容器内表面
   において冷却される配置の循環流路を設けることを特徴
   とする請求項１の放射性物質乾式貯蔵設備。
3. 【請求項３】前記密封容器を前記収納容器内の流体の自
   然循環により冷却する方法は、収納容器内の流体が密封
   容器外表面において加熱されて上昇する速度成分を有
   し、収納容器内表面において冷却されて下降する速度成
   分を有する配置の循環流路を設けることを特徴とする請
   求項１または請求項２の放射性物質乾式貯蔵設備。
4. 【請求項４】前記密封容器を前記収納容器内の流体の自
   然循環により冷却する方法は、密封容器外表面と収納容
   器内表面の間隙にバッフル板を設け、間隙を密封容器外
   表面側と収納容器内表面側の二領域に分割するととも
   に、バッフル板の上方と下方において前記二領域を連通
   してバッフル板に沿う循環流路を形成し、密封容器外表
   面により加熱され温度上昇した流体と収納容器内表面に
   より冷却され温度低下した流体の間に生じる密度差を駆
   動力とする流体の自然循環の流路を形成することを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の放射性物
   質乾式貯蔵設備。
5. 【請求項５】前記密封容器を前記収納容器内の流体の自
   然循環により冷却する方法は、収納容器外部の領域に流
   体冷却のための流路または設備を設け、該冷却流路また
   は設備と、密封容器外表面と収納容器内表面の間隙を、
   上部と下部に流路を設けて連通し、密封容器外表面にお
   いて加熱され温度上昇した流体と、該流路または設備に
   より冷却され温度低下した流体の間に生じる密度差を駆
   動力とする流体の自然循環の流路を形成することを特徴
   とする請求項１の放射性物質乾式貯蔵設備。
6. 【請求項６】前記放射性乾式貯蔵設備において、前記密
   閉容器の気密検出手段が前記収納容器内の流体の圧力を
   圧力計で測定し、放射線モニタで流体に漏洩した放射能
   を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか
   １項記載の放射性物質乾式貯蔵設備。
7. 【請求項７】前記放射性乾式貯蔵設備において、前記密
   閉容器の気密検出手段が前記収納容器内の流体をサンプ
   リングして、ガス分析装置で流体に漏洩した密閉容器内
   のガスを検出することを特徴とする請求項１から６のい
   ずれか１項記載の放射性物質乾式貯蔵設備。
8. 【請求項８】前記放射性乾式貯蔵設備において、前記密
   閉容器の気密検出手段が前記収納容器内の流体をサンプ
   リングして、圧力計で漏洩した密閉容器内のガスによる
   流体の圧力変化を検出することを特徴とする請求項１か
   ら７のいずれか１項記載の放射性物質乾式貯蔵設備。
9. 【請求項９】前記密閉容器の気密検出手段において、収
   納容器あるいは外部の領域に設けた複数の流体冷却のた
   めの流路または設備から、内部の流体を抽出する流路を
   設け、流体を抽出する流路を集合管構造として束ねて放
   射線モニタまたはガス分析装置または圧力計を設け、複
   数の収納容器内部の密閉容器の気密検出を、収納容器本
   数より少ない数の放射線モニタまたはガス分析装置また
   は圧力計で可能とすることを特徴とする請求項６から８
   のいずれか１項記載の放射性物質乾式貯蔵設備。
10. 【請求項１０】前記密閉容器の気密検出手段において、
    気密が不完全となった収納容器を特定する方法は、前記
    集合管の管それぞれを時間間隔を設けて予め定めた順に
    連続的に抽気し、放射線モニタまたはガス分析装置また
    は圧力計の検出結果と抽気した管およびその外部収納容
    器を関連づけることを特徴とする請求項９の放射性物質
    乾式貯蔵設備。