JPS6021732Y2 - キヤスク内部冷却管の冷却液排出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、使用済核燃料一時保管施設におけるキャスク
内蔵冷却装置からの冷却液排出回収装置に関する。

使用済核燃料一時保管施設のキャスクは、該核燃料の崩
壊熱による発熱昇温を伴なうため、陸上、船舶での保管
、輸送中つねに冷却を施す必要があり、一般的に液冷却
装置内蔵型キャスクが用いられる。

このキャスクの内部冷却装置は、常態では、冷却液を供
給・回収するための外部冷却装置に接続されているが、
該キャスクを−の保管施設から、他の場所の保管施設に
移送する際には、一旦キャスク内部冷却装置への冷却液
の送給を停止し、該内部冷却装置を外部冷却装置から切
離す必要がある。

上記両冷却装置の接続を切離す際には、キャスク内部冷
却装置内から冷却液を完全に抜き取っておく必要がある
。

もし、冷却液を内部冷却装置の配管内に残留したま）に
しておくと、その冷却水がキャスク内核燃料の崩壊熱で
高温に加熱されて流出し、冷却液の損失となるばかりか
、作業者に多大の危険を及ぼすおそれがある。

また、冷却水の残留した状態で内部冷却装置の配管出入
口の弁を閉じると、該崩壊熱の加熱で内部配管内圧力が
高まるため、再度外部冷却装置と接続して弁を開いた時
に、両冷却装置間の圧力差により外部冷却装置に急激な
圧力ミンクが加わる、等の支障上ずる。

上記弊害防止対策として、冷却装置切離しに際して、内
部冷却装置内に圧搾空気を導入して該配管内の冷却水を
強制的に排出するようにした圧空方式の装置が提案され
ている（特公昭５３−４２１４３号）。

同装置は、第１図にその概略を示すように、冷却水タン
ク３から冷却水をキャスク２の冷却配管１８に送給する
往程冷却水循環管９の各分岐管９ｂ（その分岐管の数は
キャスクの基数に対応する）に、コンプレッサ１４から
空気供給管１５の分岐管１５ａ（その分岐部の数は上記
循環管の分岐部９ｂの数に対応する）を接続するととも
に、該キャスク冷却管１８から冷却水を導出回収するた
めの復程冷却水循環管１６の各分岐部１６ａ（その分岐
部の数はキャスクの基数に対応する）のそれぞれ空気吐
出管２２の各分岐部２２ａを形成腰該空気吐出管２２を
冷却水タンク３に接続してなる。

同装置の冷却運転時には、冷却水はタンク３から、往程
循環管９、分岐部９ｂを経てキャスク冷却管１８内に導
入されたのち、復程循環管の分岐部１６ａおよび１６を
経てクーラ７に導入され、冷却後再び冷却水タンク３内
に返送される。

しかして、冷却装置切離しの際の内部冷却装置（キャス
ク冷却管１８）からの排水操作は、コンプレッサ１４か
ら、空気供給管の各分岐部１５ａを経て往程循環管の各
分岐部９ｂに圧空を導入しくなお、このとき往程循環管
の分岐部９ｂのバルブ３１、および復程循環管の分岐部
１６ａのバルブ３２は閉じておく）、その管内圧力にて
キャスク冷却管１８内の水を押出し、復程循環管分岐部
１６ａから空気吐出管分岐部２２ａ、２２を経て冷却水
タンク３内に回収することによって行なわれる。

しかしながら、上記装置には次のような重大な欠陥があ
る。

すなわち、ある種のキャスクでは、その内部冷却配管は
、同図にも示されるように、キャスク本体の上半部の分
岐管と下半部の分岐管とから威る２系統配管構戒がとら
れ、それぞれの配管長さは異なる。

従って、両系統間において、冷却水排出時の通過抵抗に
相当の差異が生じる。

このため、上記装置のように、往程循環管９ｂから導入
した圧空を、上・下の冷却配管に対して並列的に作用さ
せると、まず通過抵抗の低い方の配管の水が優先的に排
出を完了する。

すると、その配管内の通過抵抗は−そう低減するので、
導入される圧空は専ら当該配管を通過し、他方の配管内
の冷却液の排出には寄与しないことになり、結局通過抵
抗の大きい方の系統の冷却水は抜きとられないま）残留
する。

また、上記装置ではキャスク内部冷却管から排出された
冷却水は、復程循環管を通って直接冷却水タンク３内に
返送されるため、冷却水タンク内の水位変動を伴なう。

従って、複数基のキャスクのうと一部のキャスクに対し
てのみ冷却水の排出を行なう場合には、他のキャスクの
冷却サイクルに悪影響を生ずるおそれがある。

本考案は、圧空圧入方式による冷却液排出装置に関する
前記のごとき問題点を解決し、冷却液を周囲環境に飛散
させることなく、安全かつ確実に排出回収し得る装置を
提供するものである。

以下、本考案について図面を参照して説明する。

第２図は、本考案装置の具体例を示す冷却配管系図であ
る。

図中、５１はキャスク（該キャスクは必要に応じて複数
個並設される）、５２・ａおよび５２・ｂはキャスク内
部冷却装置を構成する上側冷却配管および下側冷却配管
である。

５３は冷却液供給主配管であり、該主配管５３は、その
端部においてキャスク基数に対応して複数本の紬液分岐
管５３・１に分岐される（以下、この給液分岐管を１給
液第１分岐管、という）。

該第１分岐管５３・１は、その端部において各キャスク
の内部配管系統数に応じて更に複数本（本例では、上・
下２系統配管ゆえに２本）の分岐管５３・２ａと５３・
２ｂとに分岐される（以下、この分岐管を１給液第２分
岐管ヨという）。

該第２分岐管５３・２ａと５３・２ｂは、フレキシブル
ホースのごとき可撓性管にて形成され、その端部は、着
脱自在の接続器５４にてキャスク内部分岐管５２・ａお
よび５３・ｂに接続される。

なお、給液主配管５３、第１分岐管５３・１および各第
２分岐管５３・２ａ、５３・２ｂにはそれぞれバルブＶ
、 Ｖ□、およびＶ２ａ＊ ｖ２ｂが適宜設けられ、そ
の開閉により冷却液の送給およびその停止が行なわれる
。

また、各第１分岐管５３・１には、必要に応じてストレ
ーナＳ１および液温測定温度計Ｔ１が設けられる。

５４は冷却液返送主配管であり、該主配管５４はその端
部において、キャスク基数に対応する複数本の遮液分岐
管５５・１に分岐される（以下、この分岐管を１遮液第
１分岐管ヨという）。

該第１分岐管５５・１はキャスクの内部冷却配管数に応
じて２本の冷却配管５５・２ａと５５・２ｂとに分岐さ
れ（以下、この分岐管を１返液第２分岐管ヨという）。

該第２分岐管５５・２ａおよび５５・２ｂの端部はフレ
キシブルホースなどのごとき可撓性管にて形成され、そ
れぞれ着脱自在の接続器５６にてキャスク内部冷却管５
２・ａおよび５２・ｂに接続される。

なお、該第２分岐管５５・２ａおよび５５・２ｂには当
該配管の流路開閉を行なうためのバルブｖ’２ａ１？
”’２ａ２ｔ Ｖ’２ｂｌおよびＶ′２．が設けられる
。

５７はコンプレッサ、５８は圧空送給配管である。

該配管５８はその端部において、キャスク基数に対応す
る複数本の分岐管５８・１に分岐され、該分岐管は前記
の各第２分岐管（各２本）のうちの一方に接続される。

同図では、分岐管５５・２ａ（キャスク内部冷却配管の
上側冷却管５２・ａと接続する分岐管）に接続した例を
示す。

また、他方の分岐管（図では５５・２ｂには、バルブＶ
３を備えた空気導出分岐管５９・１が設けられ、空気導
出管５９を介して冷却水一時貯留槽６０につながってい
る。

なお、遮液第２分岐管５５・２ａ、５５・２ｂに対する
圧空送給分岐管５８・１および空気導出分岐管５９・１
の取付けは、上記図示のそれと逆に、送給分岐管５８・
１を分岐管５５・２ｂに、導出分岐管５９・１を分岐管
５５・２ａにそれぞれ接続してもよい。

いずれの場合にも、接続位置は、遮液第２分岐管の２個
のバルブｖ′２＆ｉとＶ′２□２の間、またはバルブｖ
’２．１と”２ｂ２の間であることを要する。

上記冷却配管系における冷却液循環時は、給液主配管５
３のバルブＶ、給液第１分岐管５３・１のバルブｖ１、
第２分岐管５３・２ａ、５３・２ｂの各バルブ■２□、
■２１、遮液第２分岐管５５・２ａ＊５５２ｂの各バル
ブＶ′２ａ１．Ｖ′２ａ□。

ｖ′２ｂ１．Ｖ′２ｂ２トヨヒ返液主配管５５のバルブ
Ｖ′を開く一方、空気送給分岐管５８・１のバルブ■３
および空気導出分岐管５９・１のバルブＶ′３を閉じる
。

冷却液は、給液主配管５３から給液第１分岐管５３・１
および第２分岐管５３・２ａ、５３・２ｂを経てキャス
ク内部冷却管５２・ａおよび５２・ｂのそれぞれに導入
され、該キャスクの冷却に関与したのち、遮液第２分岐
管５５・２ａ、５５・２ｂを経て返送用主配管５５を通
り、冷却液供給・再処理部Ｓに導入される。

該５部は、熱交換器６１．該熱交換器に接続された冷却
液給源６２、熱交換後の冷却液を貯蔵するタンク６３等
にて構成され、返送された冷却液を熱交換器６１で所定
温度に冷やしたのち、タンク６３に送込み、再びポンプ
６４にて給液主配管５３へ循環送給するようになってい
る。

上記冷却配管系におけるキャスク内部冷却配管の切離し
は、給液第２分岐管先端部の接続器５４および遮液第２
分岐管先端部の接続器５６の切離しにて行なわれる。

その切離しに先立つ、キャスク内部冷却配管５２・ａ及
び５２・ｂ内からの冷却液の排出は次の手順で行なわれ
る：まず、給液第１分岐管のうち、キャスクの切離しを
行なう分岐管のバルブＶ□を閉じ、当該分岐管への給液
を停止するとともに、遮液第２分岐管５５・２ａ。

５５・２ｂのバルブ”２ａ２？ Ｖ’２ｂ２を閉じる。

ついで、圧空送給分岐管のうち、当該返液第２分岐管５
５・２ａに接続する分岐管５Ｂ・１のバルブＶ３と、空
気導出分岐管５９・１のバルブｖ′３を開放する。

かかるバルブ操作のもとで、コンプレッサ５７から遮液
第２分岐管５５・２ａに圧空を圧入すると、圧入された
空気は１遮液第２分岐管５５・２ａ→キヤスクの上側冷
却管５２・ａ→→液第２分岐管５３・２ａ→ａ→第２分
岐管５３・２ｂ→キヤスクの下側冷却管５２・ｂ→返液
液第２分岐管５５２ｂＪの順に各配管経路を経て空気導
出分岐管５９・１へ向う。

この圧空により該各配管内の冷却液は空気導出分岐管５
９・１に押出され、該空気とともに一旦貯留槽６０内に
導入されたのち、ポンプ６５を介して冷却水貯蔵タンク
６３内に返送・貯蔵される。

同伴した空気は該タンク６３に付設された空気抜管６６
から大気に放出される。

圧空圧入操作によりキャスク内部冷却配管内（および給
液第２分岐管５３・２ａ、５３・２ｂ並びに遮液第２分
岐管５５・２ａ、５５・２ｂ内）の冷却液が完全に除去
されたのち、圧空送給分岐管５８・１のバルブｖ３を閉
じる（他のキャスクの冷却液排出操作が行なわれていな
いならば、コンプレッサ５７の運転を停止する）ととも
に、給液第２分岐管のバルブＶ２ａ５ Ｖ２ｂおよび遮
液第２分岐管のバルブＶ′２．工ｖ Ｖ’２ｂ□を閉じ
、ついで接続器５４および５６の切離しを行なう。

キャスク内部冷却管の排水操作は、各キャスクごと個別
に行なってもよく、あるいはバルブ操作により２以上の
キャスクに対して同時に行ない得ることは言うまでもな
い。

なお、上記装置は、圧空送給配管を返液分岐管に設けて
成る例を示したが、該圧空送給配管は、給液分岐管の方
に設けることもできる。

この場合は、第３図に示されるように、給液第２分岐管
５３・２ａと５３・２ｂのそれぞれに２個のバルブｖ２
ａ３．ｖ２ａ２およびＶ ２ｂｆ ９ Ｖ ２ｂ２を設
けるとともに、一方の分岐管（本例では５３・２ａの該
両バルブＶ’２ａ１とＶ ２ａ２の間に圧空送給分岐管
５８・１を接続し、他方の分岐管（本例では５３・２ｂ
の該両バルブＶ２ａｌとＶ２ｂ□の間に、空気導出分岐
管５９・１を接続して成る配管構成が採用される（なお
、遮液第２分岐管５５”２ａ＊ ５５”２ｂに設けら
れるバルブは、前記第１図の場合と異なり、Ｖ′いとＶ
′あの各々１個ずつでもよい）。

この配管構成においては、キャスク冷却時の冷却液循環
経路は前記第１図の場合と同じであるが、キャスク切離
しの際の冷却液排出操作は、給液第２分岐管５３２ａ、
５３・２ｂの各バルブＶ ＆２９Ｖ２ｂ２、並びに遮液
第１分岐管５５・１のバルブＶ′□を閉じるとともに、
圧空送給分岐管５８・１から給液冷却液５３・２ａに圧
空を圧入し、′給液第２分岐管５３・２ａ→キヤスク上
側冷却液５２・ａ→返液液第２分岐管５５２ａ→返液集
液第２管５５・２ｂ→キヤスク下側冷却管５２・ｂ→→
液第２分岐管５３・２ｂＪを経て、空気導出分岐管５９
・１を通り、冷却液一時貯留槽６０内に圧空とともに冷
却液を押出・回収することにより行なわれる。

上述のように、本考案装置によれば、キャスク内部冷却
装置への圧空導入が、上・下２系統配管に対して直列的
に行なわれるため、該各系統に通過抵抗の差があっても
、従来装置におけるように冷却液が残留することはなく
、簡単なバルブ操作にて冷却液を完全に排出することが
できる。

また、キャスク内部冷却装置から圧空にて排出された冷
却液は、従来装置のように直接冷却液タンクに圧送する
のと異なり、一旦冷却液貯留槽に導入サレるので、コン
プレッサの負荷が軽減するほか、冷却水タンク内の水位
変化およびそれに伴なう給液配管内の給液条件変動を生
ずることもなく、従って、他のキャスクの冷却運転に悪
影響を与えず、安定・円滑にキャスク冷却液の排出作業
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧空方式による従来のキャスク内部冷却水排
出装置を示す配管系統図、第２図は、本考案に係るキャ
スク内部冷却液排出装置の具体例を示す配管系統図、第
３図は他の具体例を示す配管系統部分図である。 図面中の主な符号は次のとおりである。 ５１：キャスク、５２・ａ、５２・ｂ：キャスク内部冷
却配管、５３：給液主配管、５３・１：給液第１分岐管
、５３・２ａ、５３・２ｂ：給液第２分岐管、５４，５
６：接続器、５５：遮液主配管、５５・１：遮液第１分
岐管、５５・２ａ、５５・２ｂ：遮液第２分岐管、５７
：コンプレッサ、５８：圧空送給配管、５８・１：圧空
送給分岐管、５９：空気導出管、６０：冷却液一時貯留
槽 ６３：冷却液タンク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ｍ 冷却液タンク６３からキャスク内部冷却装置に接
   続される冷却液供給用主配管５３はキャスク５１の基数
   に対応する複数の給液第１分岐管５３・１を有し、該第
   １分岐管５３・１のそれぞれは、キャスク内部冷却装置
   の上側冷却配管５２・ａと下側冷却配管５２・ｂに接続
   される２本の給液第２分岐管５３・２ａと５３・２ｂと
   を有し、 （１１）キャスク内部冷却装置に接続される冷却液返送
   用主配管５５は、キャスク５１の基数に対応する複数の
   遮液第１分岐管５５・１を有し、該第１分岐管５５・１
   のそれぞれは、キャスク内部冷却装置の上側冷却配管５
   ２・ａと下側冷却配管５２・ｂに接続される２本の近設
   第２分岐管５５・２ａと５５−２ｂとを有し、 （ｉｉｉ） （イ）上記給液第１分岐管５３・１にバ
   ルブＶ□、同第２分岐管５３・２ａおよび５３・２ｂに
   各々バルブ■２ユおよびＶ２ｂをそれぞれ設けるととも
   に、近設第２分岐管５５・２ａおよび５５・２ｂのそれ
   ぞれにバルブＶ′２１□と”２ａ２およびＶ′２，１と
   Ｖ’２ｂ２を設け、または（ロ）給液第２分岐管５３・
   ２ａおよび５３・２ｂのそれぞれにバルブ■あ、と■２
   ａ２およびＶ２ｂ１と■２ｂ２を設けるとともに、遮液
   第１分岐管５５．１にバルブＶ′１、同第２分岐管５５
   ２ａおよび５５・２ｂにそれぞれバルブＶ′あおよびＶ
   ′２ｂを設け、 （ｌψ上記（ｉｉｉＸイ）の場合には、コンプレッサ５
   ７を有する圧空送給分岐管５Ｂ・１を、２本の給液第２
   分岐管の一方の管における該２個のバルブの中間に接続
   するとともに、他方の管の該２個のバルブの中間に、冷
   却液一時貯留槽６０を備えた空気導出分岐管５９・１を
   接続し、（ロ）の場合には、該圧空送給分岐管５８・１
   を２本の近設第２分岐管の一方の管における該２個のバ
   ルブの中間に接続するとともに、他方の管の該２個のバ
   ルブの中間に該空気導出分岐管５９・１を接続し、 （Ｖ）該冷却液一時貯留槽６０を前記冷却液タンク６３
   に接続してなる、 ことを特徴とするキャスク内部冷却管の冷却液排出装置
   。