JPS6117099A - Cask storage system for storing spent fuel - Google Patents

Cask storage system for storing spent fuel

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Publication number
JPS6117099A
JPS6117099A JP59135301A JP13530184A JPS6117099A JP S6117099 A JPS6117099 A JP S6117099A JP 59135301 A JP59135301 A JP 59135301A JP 13530184 A JP13530184 A JP 13530184A JP S6117099 A JPS6117099 A JP S6117099A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cask
storage
casks
spent fuel
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59135301A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
文夫 戸塚
忠和 中山
山成 省三
鶴岡 良造
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering Co Ltd
Priority to JP59135301A priority Critical patent/JPS6117099A/en
Publication of JPS6117099A publication Critical patent/JPS6117099A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子炉より発生する傅用済燃料の長期貯蔵シ
ステムに関り、特にドライキャスク貯蔵における長期的
冷却及びキャスク転倒防止に好適な使用済燃料貯蔵用キ
ャスク貯蔵システムに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a long-term storage system for spent fuel generated from a nuclear reactor, and is particularly suitable for long-term cooling in dry cask storage and for preventing cask overturning. The present invention relates to a cask storage system for storing spent fuel.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

現任、原子炉からは1プラント当り年間150体以上の
使用済燃料が発生しているが、使用済再処理施設の処理
能力とのアンバランスのため大部分の使用済燃料はプラ
ント内使用済燃料プール内に貯蔵保管されている。しか
し、プラント内使用済燃料貯蔵プールには貯蔵能力に限
界があるため、現゛在、使用済燃料を再処理するまでの
間長期的に安全に貯罵保管できる施設が望まれている。
Currently, more than 150 units of spent fuel are generated per year from each nuclear reactor, but due to an imbalance with the processing capacity of the spent reprocessing facility, most of the spent fuel is spent within the plant. Stored in the pool. However, because the spent fuel storage pool within the plant has a limited storage capacity, there is currently a need for a facility that can safely store and store spent fuel for a long period of time until it is reprocessed.

長期的な使用済燃料貯蔵法には、貯蔵プール方式とキャ
スク方式が存在するが、貯蔵プール方式では、羊々累積
して増加する燃料体数を見こして、プール建設当初より
最終的な貯蔵量に見合うように貯蔵容量、冷却能力、そ
め他諸設備を大規模なものとする必要があね、初期建設
コストが非常に高くなる欠点がある。従って、現在の世
界のすう勢では、輸送貯蔵兼用ドライキャスクにより保
管する方式が検討されている。
There are two methods for long-term spent fuel storage: the storage pool method and the cask method.The storage pool method takes into consideration the cumulative increase in the number of fuel bodies, and the final storage amount is determined from the beginning of the pool construction. The storage capacity, cooling capacity, and other equipment must be large-scale to meet the demand, and the disadvantage is that the initial construction cost is extremely high. Therefore, with the current trend in the world, storage methods using dry casks for transportation and storage are being considered.

輸送貯蔵兼用ドライキャスクの概念設計の一例を第1図
に示す。キャスクは外径的12m、長さ約6mの円筒形
状をしており、内部に使用済燃料集合体52体を収納す
る。そしてキャスク内はHe等のガ率で満たされる。キ
ャスク本体は鍛造鋼性で約256nの厚さがあり、使用
済燃料か、らのr線のしゃへいを行い格納耐圧容器とな
っている。
An example of the conceptual design of a dry cask for transportation and storage is shown in Figure 1. The cask has a cylindrical shape with an outer diameter of 12 m and a length of approximately 6 m, and accommodates 52 spent fuel assemblies inside. The inside of the cask is filled with gas such as He. The cask body is made of forged steel and has a thickness of approximately 256 nm, and serves as a pressure-resistant container for containing spent fuel and shielding it from R-rays.

蓋は、ボ2ト止めの上、溶接によりシールし、密封性を
保つ構造゛となってい志。又本体の周囲には中性子遮蔽
の目的でプラスチック遮蔽体が巻かれている。
The lid is secured with two bolts and sealed by welding to maintain airtightness. A plastic shield is wrapped around the main body for the purpose of shielding neutrons.

キャスクの輸送等の取り扱い用にキャスクの上下8ケ所
に着脱式トラニオンが装置されており、さらに輸送時に
は落下等による外傷の防止のため、キャスク頭部及び尻
部に輸送用保護カバーが着装されている。使用済燃料を
収納したキャスクはサイト内もしくは別サイトのキャス
ク貯蔵設備まで輸送され保管される。キャスク貯蔵設備
は屋内又は屋外のヤードにそのままならべて貯蔵する方
式となる。貯蔵されるキャスク数は、例えば1100M
We級原子炉を4基設置しているサイトでは、プラント
当り年間190体の使用済燃料集合体(キャスク4体)
が発生するため、連関30年後の運転停止時までには、
合計キャスク480体近くを貯蔵することになる。キャ
スク内には原子炉からの取り出し後5年以上冷却された
燃料を収納する設計となっているが、第2図に示′して
いるように、燃料からは約ZsMW/MTU程度の崩壊
熱が発生する。
Detachable trunnions are installed at eight locations above and below the cask for transportation and handling, and protective covers for transportation are attached to the head and butt of the cask to prevent injury from falling during transportation. There is. Casks containing spent fuel are transported and stored within the site or to a cask storage facility on another site. Cask storage facilities are a type of storage that is lined up and stored in an indoor or outdoor yard. The number of casks stored is, for example, 1100M.
At a site where four We-class nuclear reactors are installed, 190 spent fuel assemblies (4 casks) are produced per plant per year.
occurs, so by the time the operation is stopped 30 years later,
A total of nearly 480 casks will be stored. The cask is designed to store fuel that has been cooled for more than five years after being removed from the reactor, but as shown in Figure 2, the fuel emits decay heat of about ZsMW/MTU. occurs.

そして、その熱は封入ガス、容器じゃへい壁を通して外
部に放出される。一方、キャスクの技術基準によれば、
燃料の最高許容温度は400C(流入空気量の制限また
は非酸化性雰囲気下の条件)となっている。従って、何
らかの方法でキャスク貯蔵中の数10年の長期間にわた
ってキャスク外壁から熱除去を行う必要がある。
The heat is then released to the outside through the sealed gas and the wall of the container. On the other hand, according to the technical standards of cask,
The maximum permissible temperature of fuel is 400C (limited amount of inflow air or under non-oxidizing atmosphere conditions). Therefore, it is necessary to use some method to remove heat from the outer wall of the cask over a long period of several decades during cask storage.

従来技術では、キャスクからの放熱は、外壁からの熱の
輻射及び外壁もしくは空冷フィンを用いての自然対流に
よる空冷を考慮している。しかし、キャスク貯蔵施設に
キャスクを設置する際に間隔を密にすると、隣接するキ
ャスクからの熱輻射を無視できなくなる。又、貯蔵キャ
スク群の中央付近では空気の対流が悪くなり対流による
冷却性能も低下する。このためキャスクの外壁の温度が
上昇し、さらに燃料棒の温度も上昇して許容値を満足で
きなくなる恐れがあるため、従来例ではスペースに十分
な余裕をもってキャスクを設置する設計となっている。
In the conventional technology, heat radiation from the cask takes into consideration heat radiation from the outer wall and air cooling by natural convection using the outer wall or air cooling fins. However, if casks are installed closely spaced in a cask storage facility, thermal radiation from adjacent casks cannot be ignored. Furthermore, air convection deteriorates near the center of the storage cask group, and the cooling performance due to convection also deteriorates. As a result, the temperature of the outer wall of the cask will rise, and the temperature of the fuel rods will also rise, potentially making it impossible to satisfy the allowable value. Therefore, conventional designs are designed to install casks with sufficient space.

従来例では第3図に示すような配置を考えているが、こ
の場合のキャスク表面温度は約1300となる。そして
この時のキャスク1体当りの占有面積は となる。
In the conventional example, an arrangement as shown in FIG. 3 is considered, but the cask surface temperature in this case is about 1300°C. In this case, the area occupied by each cask is as follows.

しかし、キャスク貯蔵施設は燃料再処理が発生使用済燃
料数とバランスする程度の′規模で運転されるまでの長
期的貯蔵を行うことを目的とするため、土地の育効利用
の観点からスペースファクタが重要となり、可能なかぎ
り密にキャスクを配置することがのぞましい。
However, since the purpose of cask storage facilities is to carry out long-term storage until fuel reprocessing is operated at a scale that is in balance with the number of spent fuels generated, the space factor is reduced from the perspective of land cultivation. is important, and it is desirable to arrange the casks as closely as possible.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、キャスクから発する崩壊熱を有効に除
熱しつつ密にキャスクを設置できる経済性に優れたキャ
スク貯蔵システムを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an economical cask storage system in which casks can be installed closely while effectively removing decay heat emitted from the casks.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、使用済燃料輸送貯蔵兼用キャスクに水冷ジャ
ケットを巻き、そのジャケットを隣接するキャスクのジ
ャケットと連結することにより、キャスク外壁を冷却す
るようにしたものである。
The present invention cools the outer wall of the cask by wrapping a water-cooling jacket around a spent fuel transport and storage cask and connecting the jacket to the jacket of an adjacent cask.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の一実施例を第4図により説明する。キャスク本
体1をとりまくようにウォータージャケット15・を装
置する。そしてウォータージャケット15の内部にはら
せん状に冷却パイプ16が設置されている。ウォーター
ジャケット15はちょうつがい17を軸として7ランジ
18により分割できる構造となってお沙、ウォータージ
ャケット15をキャスク本体IK取り付ける際には、7
2ンジ18をポルト19で締めてキャスク本体胴部に固
定する。さらにウォータ−ジャケット15上部及び下部
から引きだされた配管にはフランジ20及び7ランジ2
1が装着されておシ、これによって隣接するキャスクの
ウォータージャケットと接続する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A water jacket 15 is installed so as to surround the cask body 1. A cooling pipe 16 is installed in a spiral shape inside the water jacket 15. The water jacket 15 has a structure that can be divided by 7 lunges 18 around the hinge 17. When installing the water jacket 15 on the cask body IK, the 7
Tighten the two bolts 18 with the ports 19 to fix them to the trunk of the cask body. Furthermore, the piping drawn out from the upper and lower parts of the water jacket 15 has flanges 20 and 7 langes 2.
1 is installed, thereby connecting it to the water jacket of the adjacent cask.

キャスクlをキャスク貯蔵施設に搬入すると、作業場に
てウォータージャケット15を装着し、キャスク貯蔵ヤ
ードへ移送する。そしてフランジ20.21を以前より
置かれていたキャスクのフランジと接続して、ポンプ2
2を運転すると、配管23を通って冷却水が冷却パイプ
に供給される。
When the cask 1 is carried into the cask storage facility, a water jacket 15 is attached to it at the work site, and the cask 1 is transported to the cask storage yard. Then, connect the flanges 20 and 21 with the flanges of the cask that were previously placed, and pump 2
2, cooling water is supplied to the cooling pipe through the pipe 23.

この方式により、1台のポンプにより、複数個のキャス
クを冷却することが可能となる。なお、キャスクを冷却
した後の冷却水は、フランジ24を介して仮設配管25
により排水する。さらにキャスクを搬入する場合には、
仮設配管25を取りはずし、その後ろに次キャスクを接
続するものとする。
This method makes it possible to cool multiple casks with one pump. In addition, the cooling water after cooling the cask is passed through the flange 24 to the temporary pipe 25.
Drain by. If you want to bring in more casks,
The temporary piping 25 is removed and the next cask is connected behind it.

ここで、5年冷却後の燃料集合体からは第2図に示すよ
うに、約2,5KW/MTUの崩壊熱が発生するため、
集合体52体を収納するキャスクでは発熱量は約20K
Wとなる。ここで直列に接続しうるキャスクの数と必要
冷却水量について計算すると以下のようになる。
Here, as shown in Figure 2, decay heat of approximately 2.5 KW/MTU is generated from the fuel assembly after cooling for 5 years, so
The calorific value of a cask containing 52 aggregates is approximately 20K.
It becomes W. Here, the number of casks that can be connected in series and the required amount of cooling water are calculated as follows.

キャスク1体当りの発熱量 20KW=20 X 10” X 4.2=&4 X 
10’ d/S  ・(1)今、50t/S程度の冷却
水を流すとするとキャスク1体当”りの冷却水の温度上
昇は、B、4 x 1o’ m、”s÷50 X 10
 ” cm” / S中、1.7c  −C2)となる
。冷却水の入口温度が25C程度とすれば、キャスクが
十分冷却される温度(約600)で出口から排出される
ためには、直列に配列できるキャスク数は、(60C−
25CΣ÷1.7 C−1= 20体程度とガる。本発
明によれば、ポンプ及び単純な配管のみでキャスクを水
冷することができるため、冷却プール等の大規模な設備
を必要とせずに貯蔵ヤード内に稠密に貯蔵保管すること
が可能となる。
Calorific value per cask 20KW = 20 x 10” x 4.2 = &4 x
10' d/S ・(1) Now, if we are to flow about 50 t/s of cooling water, the temperature rise of the cooling water per cask will be B, 4 x 1 o' m, s ÷ 50 x 10
"cm" / S, 1.7c - C2). If the inlet temperature of the cooling water is about 25C, the number of casks that can be arranged in series is (60C -
25CΣ÷1.7 C-1 = about 20 bodies. According to the present invention, casks can be water-cooled using only a pump and simple piping, and therefore can be stored densely in a storage yard without requiring large-scale equipment such as a cooling pool.

本発明のその他の実施例を第5図により説明する。本実
施例ではウォータージャケット15は直方体の4面に複
数個の凸凹を切った形状としている。そしてウォーター
ジャケット上部には給水用7ランジ26及び排水用7ラ
ンジ27が設けられている。又゛、ウォータージャケッ
ト上部から下部まで凸凹をぬうように穴28があけられ
ている。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the water jacket 15 is shaped like a rectangular parallelepiped with a plurality of projections and depressions cut on its four sides. At the top of the water jacket, there are provided seven water supply flanges 26 and seven water drainage flanges 27. Additionally, holes 28 are bored along the concave and convex portions of the water jacket from the top to the bottom.

キャスクをキャスク貯蔵ヤードに搬入すると、以前より
貯蔵されていたキャスクに凸凹がかさなり合うように接
触されてキャスクを配置する。そして、給水7ランジ2
6及び排水7ランジ27を接続するとともに、穴28を
通してボルト29を貫通させて締め付け、キャスクを隣
接キャスクに固定する。横方向にも隣接キャスクがある
場合には、横方向も同様にボルトで固定する。上記の要
領で、ヤードの配置、冷却ポンプの余裕を考慮しつつキ
ャスクを隣接キャスク同士相互に固定してゆく。
When the cask is delivered to the cask storage yard, the cask is placed in contact with the previously stored cask so that the unevenness overlaps with the cask. And water supply 7 lunge 2
6 and the drain 7 flange 27 are connected, and a bolt 29 is passed through the hole 28 and tightened to fix the cask to the adjacent cask. If there are adjacent casks in the lateral direction, fix them with bolts in the same way. Adjacent casks are fixed to each other in the manner described above, taking into account the layout of the yard and the allowance for cooling pumps.

本実施例によれば、キャスクをたて置きに配置した場合
に生ずる可能性のある、地震時のキャスク転倒事故に対
し、キャスク相互に固定しあうことにより実効的な床接
地面積をふやすことにより防ぐことができるため、キャ
スクの支持等の構造物が不用となり、より経済的にキャ
スク貯蔵施設を建設することが可能となるとともに、ヤ
ード内に構造物が存在しないため、キャスクの配置の自
由度が増し、キャスク移送等のハンドリングが容易とな
る利点がある。
According to this embodiment, the effective floor contact area is increased by fixing the casks to each other to prevent the cask from falling over during an earthquake, which may occur when the casks are placed vertically. This eliminates the need for structures such as supporting casks, making it possible to construct cask storage facilities more economically, and since there are no structures in the yard, there is greater freedom in cask placement. This has the advantage that handling such as cask transfer becomes easier.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、使用済燃料キャスク貯蔵施設におり、
冷却上の制約を受けることなぐ(稠密にキャスクを配置
できるため、貯蔵施設のスペースを有効に利用でき、経
済的なキャスク貯蔵システムを提供することができる。
According to the present invention, in a spent fuel cask storage facility,
Because the casks can be arranged densely without cooling constraints, the space in the storage facility can be used effectively, and an economical cask storage system can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(イ)は従来の輸送貯蔵兼用ドライキャスクの一
部を断面で示した正面図、(ロ)は(イ)の一部の横断
面図、f→は(イ)の封止構造説明図、第2図は燃料の
冷却期間と崩壊熱の関係説明図、第3図は従来のキャス
ク配置説明図、第4図、第5図はそれぞれ本発明の使用
済燃料貯蔵用キャスク貯蔵システムの実施例を示し、そ
れぞれ(イ)は正面図、(ロ)は(イ)の平面図である
。 2・・・トラニオン、3・・・ドレン管、4・・・ベン
ト及びドレンオリフィス、5・・・輸送用カバー、6・
・・貯蔵用カバー、7・・・緊急時用カバー、8・・・
蓋、9・・・シェル、10・・・燃料ラック、11・・
・中性子遮蔽材、12・・・銅板、13・・・キャスク
、14・・・コンクリート・パッド、25・・・排水配
管、26・・・給水7ランジ、27・・・排水7ランジ
、28・・・穴、29・・・ボルト。 籠 1 口 (イ) (ロ) 冷却朝間C年〕 第 3 巳 箭 4 巳 (イノ
Figure 1 (a) is a front view showing a part of a conventional dry cask for transportation and storage, (b) is a cross-sectional view of part of (a), and f → is the sealing structure of (a). An explanatory diagram, FIG. 2 is an explanatory diagram of the relationship between the cooling period of fuel and decay heat, FIG. 3 is an explanatory diagram of the conventional cask arrangement, and FIGS. 4 and 5 are respectively the cask storage system for storing spent fuel of the present invention. (A) is a front view, and (B) is a plan view of (A). 2... Trunnion, 3... Drain pipe, 4... Vent and drain orifice, 5... Transportation cover, 6...
...Storage cover, 7...Emergency cover, 8...
Lid, 9... Shell, 10... Fuel rack, 11...
・Neutron shielding material, 12...Copper plate, 13...Cask, 14...Concrete pad, 25...Drain piping, 26...Water supply 7 lunge, 27...Drainage 7 lunge, 28... ...hole, 29...bolt. Basket 1 Mouth (A) (B) Cooling Asama C year] 3rd Snake 4 Snake (Ino

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、使用済燃料貯蔵キヤスク貯蔵システムにおいて、キ
ヤスク外周に冷媒を通したキヤスク冷却用配管を巻いた
ことを特徴とする使用済燃料貯蔵用キヤスク貯蔵システ
ム。
1. A cask storage system for spent fuel storage, characterized in that a cask cooling pipe through which a refrigerant is passed is wrapped around the outer circumference of the cask.
JP59135301A 1984-07-02 1984-07-02 Cask storage system for storing spent fuel Pending JPS6117099A (en)

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JP59135301A JPS6117099A (en) 1984-07-02 1984-07-02 Cask storage system for storing spent fuel

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JP (1) JPS6117099A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009168775A (en) * 2008-01-21 2009-07-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The Heat recovery system of spent fuel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009168775A (en) * 2008-01-21 2009-07-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The Heat recovery system of spent fuel

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