WO2021240938A1 - 残留応力改善方法および残留応力改善装置 - Google Patents

残留応力改善方法および残留応力改善装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021240938A1
WO2021240938A1 PCT/JP2021/008115 JP2021008115W WO2021240938A1 WO 2021240938 A1 WO2021240938 A1 WO 2021240938A1 JP 2021008115 W JP2021008115 W JP 2021008115W WO 2021240938 A1 WO2021240938 A1 WO 2021240938A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
canister
water
cask
residual stress
filled
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/008115
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
東輝 馬
潤 岡田
将徳 後藤
Original Assignee
日立造船株式会社
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 日立造船株式会社 filed Critical 日立造船株式会社
Priority to US17/927,283 priority Critical patent/US20230207147A1/en
Publication of WO2021240938A1 publication Critical patent/WO2021240938A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G21F5/12—Closures for containers; Sealing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal
    • G21F5/008—Containers for fuel elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F7/00—Shielded cells or rooms
    • G21F7/015—Room atmosphere, temperature or pressure control devices
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/34—Disposal of solid waste
    • G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to a technique for improving the residual stress of a canister accommodating a fuel assembly.
  • the present application claims the benefit of priority from the Japanese patent application JP2020-092325 filed on May 27, 2020, and all disclosures of such application are incorporated herein by reference.
  • the spent fuel assembly taken out from the reactor (hereinafter, simply referred to as "fuel assembly") is temporarily stored in the storage pool inside the building and then stored in the storage canister.
  • the canister is transported to the storage facility while being housed in a transport cask and refilled, for example, in a concrete storage container.
  • Japanese Patent No. 6208962 discloses a method for preventing stress corrosion cracking in a canister.
  • the first compressive stress is applied in advance to the range of the tubular body (canister body) where the tensile residual stress is expected to be generated by welding the lid (canister lid), and the compressive residual stress is applied to the range.
  • the lid By welding the lid in the state where the above is generated, the generated tensile residual stress is canceled.
  • the second compressive stress is applied only to the upper end of the tubular body and the axial range in the vicinity thereof, which are in a state close to melting at the time of welding.
  • the present invention is directed to a residual stress improving method for improving the residual stress of a canister accommodating a fuel assembly, and an object of the present invention is to easily apply compressive stress to the canister.
  • a preferred method for improving residual stress according to the present invention is a) a canister having a canister lid welded to the upper opening of a tubular canister body is arranged in the tubular cask body, and the canister is placed in the cask body. It comprises a step of filling water above and around the upper end of the canister, and b) applying compressive stress to a predetermined region of the upper end of the canister in the filled water.
  • compressive stress can be easily applied to the canister while shielding radiation with the filled water.
  • the compressive stress is applied to the predetermined region by water jet peening by injecting water from the nozzle arranged in the filled water.
  • annular space is provided between the inner peripheral surface of the cask body and the outer peripheral surface of the canister, and the annular space is filled with water, and is ejected from the nozzle in the step b).
  • the water contains the water that was filled in the annular space.
  • the water filled in the step a) and the water ejected from the nozzle in the step b) are fresh water containing no radioactive substances.
  • an annular weir projecting upward is provided with respect to the upper portion of the cask body, and a liquid level of water is formed in the annular weir.
  • annular space is provided between the inner peripheral surface of the cask body and the outer peripheral surface of the canister, and the width of the annular space at the upper end of the canister is the annular space at the center of the canister.
  • annular shielding portion is provided around the upper end of the canister.
  • the present invention is also directed to a residual stress improving device for improving the residual stress of a canister accommodating a fuel assembly.
  • a canister having a canister lid welded to the upper opening of the tubular canister body is arranged in the tubular cask body, and the upper end of the canister is arranged in the cask body. It is provided with a water-filled portion that fills the upper part and the surroundings with water, and a compressive stress applying portion that applies compressive stress to a predetermined region at the upper end portion of the canister in the filled water.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a residual stress improving device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross section including a central axis of the cask 7 and the canister 8 described later (similar to other figures showing the cask 7 and the canister 8).
  • the residual stress improving device 1 is a device for improving the residual stress of the canister 8 accommodating the fuel assembly 9.
  • the residual stress improving device 1 is provided on the operation floor F (which may be a decontamination pit or the like) adjacent to the storage pool P, for example, in the reactor building. Water is stored in the storage pool P, and the fuel assembly 9 is immersed in the water and stored.
  • the water in the storage pool P (hereinafter referred to as "pool water”) is contaminated water containing radioactive substances.
  • the residual stress improving device 1 includes a cask stand 11, an annular weir 12, a water filling portion 2, and a compressive stress applying portion 3.
  • the cask body 71 of the cask 7 for transportation is placed on the cask stand 11.
  • the cask 7 is formed of a neutron shielding material such as resin and metal, concrete or the like.
  • the cask body 71 may be placed directly on the operation floor F.
  • the cask body 71 has a cylindrical shape centered on a central axis facing in the vertical direction in FIG. 1. In the example of FIG. 1, the cask body 71 has a substantially cylindrical shape.
  • the cask body 71 may have a polygonal tubular shape or the like.
  • An upper water passage hole 711 and a lower water passage hole 712 are provided in the upper part and the lower part of the cask body 71, respectively.
  • the upper water passage hole 711 and the lower water passage hole 712 penetrate the side wall of the cask body 71. It is possible to supply water into the cask body 71 and recover water from the cask body 71 through the upper water hole 711 and the lower water hole 712.
  • a substantially disk-shaped bottom of the cask 72 is provided at the lower opening of the cask body 71.
  • the cask bottom 72 closes the lower opening of the cask body 71.
  • the cask bottom 72 may be detachable from the cask body 71, and is fixed to the cask body 71 by, for example, bolting.
  • the cask bottom 72 may be integrally formed with the cask body 71.
  • the upper opening of the cask body 71 is open.
  • the cask lid 73 is fixed to the upper opening of the cask body 71 by bolting or the like (see FIG. 8), so that the upper opening is closed.
  • the cask 7 is mainly composed of a cask body portion 71, a cask bottom portion 72, and a cask lid portion 73.
  • a canister 8 is arranged in the cask body 71.
  • the canister 8 is made of a metal such as stainless steel and accommodates a plurality of fuel assemblies 9.
  • the canister 8 includes a canister body 81, a canister bottom 82, and a canister lid 83.
  • the canister body 81 has a cylindrical shape centered on a central axis facing in the vertical direction in FIG. 1. In the example of FIG. 1, the canister body 81 has a substantially cylindrical shape.
  • the canister body 81 may have a polygonal tubular shape or the like.
  • a substantially disk-shaped canister bottom portion 82 is provided at the lower opening of the canister body portion 81. The canister bottom 82 closes the lower opening of the canister body 81.
  • the canister bottom 82 is welded and fixed to the lower opening of the canister body 81. Further, by performing plastic working (applying compressive stress) by shot peening or the like before accommodating the fuel assembly 9 in the canister body 81, the residual stress generated at the time of welding the canister bottom 82 is preliminarily applied. It will be improved.
  • the improvement of the residual stress means to reduce the residual tensile stress generated at the time of welding (including the case where the residual stress is converted to the compression side; the same applies hereinafter).
  • the canister bottom 82 may be integrally formed with the canister body 81.
  • a substantially disk-shaped canister lid 83 is provided at the upper opening of the canister body 81.
  • the canister lid 83 closes the upper opening of the canister body 81.
  • the canister lid 83 is welded and fixed to the upper opening of the canister body 81.
  • the residual stress generated at the time of welding the canister lid 83 is improved by the treatment described later by the residual stress improving device 1.
  • the portion of the canister body 81 located in the vicinity of the canister lid 83 and the canister lid 83 are collectively referred to as “upper end 86”.
  • the upper end portion 86 includes a portion where residual tensile stress is generated in the canister 8 when the canister lid portion 83 is welded to the upper opening of the canister body portion 81.
  • the canister 8 is arranged in the cask body 71 so that the central axis of the tubular cask body 71 and the central axis of the tubular canister body 81 substantially overlap.
  • the inner diameter (diameter) of the cask body 71 is slightly larger than the outer diameter (diameter) of the canister body 81. Therefore, an annular space 79 is provided between the inner peripheral surface of the cask body 71 and the outer peripheral surface of the canister 8 (the outer peripheral surface of the canister body 81).
  • the annular space 79 is provided over approximately the entire canister 8 in the vertical direction.
  • FIG. 2 is a diagram showing the vicinity of the upper end portion 86 of the canister 8.
  • the inner diameter at the upper end of the cask body 71 is larger than the inner diameter at other positions such as the central portion in the vertical direction.
  • an annular notch 713 extending the entire circumference of the cask body 71 (the entire circumference in the circumferential direction about the central axis of the cask body 71) is provided. It will be provided.
  • the annular notch 713 faces the upper end 86 of the canister 8 in the radial direction about the central axis of the cask body 71. Therefore, the width of the annular space 79 at the upper end 86 of the canister 8 is larger than the width of the annular space 79 at the central portion of the canister 8.
  • the annular weir 12 has a tubular shape, and in the example of FIG. 2, it has a substantially cylindrical shape like the cask body 71.
  • the annular weir 12 is attached to the upper part of the cask body 71 and projects upward from the upper part.
  • the preferred annular weir 12 is fixed to the upper end surface of the cask body 71 by bolt tightening by utilizing the bolt holes for fixing the cask lid 73 (see FIG. 8) to the cask body 71.
  • An annular seal member (not shown) is provided on the bottom surface of the annular weir 12 to prevent fluid from passing between the bottom surface of the annular weir 12 and the upper end surface of the cask body 71.
  • the annular weir 12 may be attached to the upper part of the cask body 71 other than the upper end surface.
  • the upper end surface of the cask body 71 is approximately the same height as the upper surface of the canister lid 83 (that is, the upper end surface of the canister 8), or slightly above the upper surface of the canister lid 83. To position. The upper end of the annular weir 12 is located sufficiently above the upper surface of the canister lid 83.
  • the water filling unit 2 includes an outflow line 21, a fresh water tank 22, a heat exchanger 23, an inflow line 24, and a water pump 25.
  • the outflow line 21 connects the upper water passage hole 711 of the cask body 71 and the heat exchanger 23.
  • the heat exchanger 23 will be described later.
  • a valve is provided on the outflow line 21.
  • the fresh water tank 22 stores fresh water, which is water that does not contain radioactive substances.
  • the fresh water is, for example, pure water.
  • the fresh water tank 22 is connected to the outflow line 21.
  • the inflow line 24 connects the heat exchanger 23 and the lower water hole 712 of the cask body 71.
  • the inflow line 24 is provided with a water pump 25 and a valve.
  • the fresh water in the fresh water tank 22 flows into the cask body 71 through the outflow line 21, the heat exchanger 23, the inflow line 24 and the lower water passage hole 712. It can be supplied to the annular space 79.
  • the annular space 79 is filled with fresh water.
  • the fresh water is also filled above the upper end portion 86 of the canister 8, and the liquid level of the fresh water is formed in the annular weir 12.
  • the annular weir 12 is provided with an overflow pipe 13, and when the liquid level in the annular weir 12 becomes higher than the discharge port of the overflow pipe 13, fresh water flows into the fresh water tank 22 via the overflow pipe 13. It is discharged.
  • the space filled with fresh water is hatched with a broken line, and the pool water in the storage pool P is hatched.
  • the water filled inside the cask body 71 and the annular weir 12 that is, the water above the upper end 86 of the canister 8 and the water filled in the annular space 79
  • filled water That is.
  • the fresh water in the annular space 79 (that is, the filled water) is discharged through the upper water passage hole 711 by driving the water supply pump 25. It flows out to 21 and is sent to the heat exchanger 23. Further, the fresh water that has passed through the heat exchanger 23 flows into (returns to) the annular space 79 through the inflow line 24 and the lower water passage hole 712.
  • the heat exchanger 23 includes a heat exchange unit 231 and a pool water circulation unit 232.
  • the pool water circulation unit 232 has a pump 233 and circulates the pool water between the storage pool P and the heat exchange unit 231.
  • heat exchange is performed between the fresh water flowing in from the outflow line 21 and the pool water circulated by the pool water circulation unit 232.
  • the calorific value of the fuel assembly 9 in the canister 8 since the calorific value of the fuel assembly 9 in the canister 8 is high, the fresh water flowing in from the outflow line 21 is cooled by using the pool water in the heat exchanger 23. When the calorific value of the fuel assembly 9 is low, cooling by the heat exchanger 23 (heat exchange between fresh water and pool water in the annular space 79) may be omitted.
  • the compressive stress applying section 3 includes a nozzle 31, a water supply section 32, a nozzle moving section 33, and a support section 34.
  • the nozzle 31 is arranged in the filling water inside the cask body 71 and the annular weir 12.
  • the water supply unit 32 shown in FIG. 1 includes a supply line 321, a pump 322, a supply tank 323, and a filter 324.
  • One end of the supply line 321 is connected to the nozzle 31 and the other end is connected to the inflow line 24.
  • the filter 324, the supply tank 323, and the pump 322 are arranged in order from the inflow line 24 toward the nozzle 31.
  • Fresh water is stored in the supply tank 323.
  • the pump 322 boosts the fresh water in the supply tank 323 and supplies it to the nozzle 31. As a result, high-pressure water is ejected from the nozzle 31 in the filled water.
  • the support portion 34 is fixed to the upper surface of the canister lid portion 83.
  • a shielding plate 51 is fixed to the upper surface of the canister lid portion 83, and the supporting portion 34 is attached to the shielding plate 51.
  • the shielding plate 51 has, for example, a substantially disk shape, and is formed of a material that shields radiation.
  • the nozzle moving unit 33 includes a first moving mechanism 331, a second moving mechanism 332, and a third moving mechanism 333.
  • the first moving mechanism 331 moves the nozzle 31 in the vertical direction.
  • the second moving mechanism 332 moves the nozzle 31 in the radial direction together with the first moving mechanism 331.
  • the third moving mechanism 333 is supported by the support portion 34, and moves (rotates) the nozzle 31 in the circumferential direction together with the first moving mechanism 331 and the second moving mechanism 332.
  • FIG. 3 is a diagram showing a flow of processing related to the accommodation of the fuel assembly 9 in the canister 8.
  • the cask body 71 is placed on the cask stand 11, and the canister body 81 is arranged in the cask body 71 (step S11).
  • the lower opening is closed by the cask bottom 72, and the upper opening is open.
  • the canister body 81 the lower opening is closed by the canister bottom 82, and the upper opening is open.
  • annular sealing member 52 (for example, an inflatable seal) is provided between the inner peripheral surface of the cask body 71 and the outer peripheral surface of the canister body 81.
  • the seal member 52 is arranged, for example, in the vicinity of the lower side of the annular notch 713. Fluid cannot pass between the seal member 52 and the inner peripheral surface of the cask body 71, and between the seal member 52 and the outer peripheral surface of the canister body 81.
  • the water filling portion 2 described above is connected to the cask body portion 71. When the water filling unit 2 drives the water supply pump 25, the fresh water in the fresh water tank 22 is filled in the portion below the seal member 52 in the annular space 79 in the cask body 71.
  • the cask body 71 is immersed in the storage pool P together with the canister body 81 by using an overhead crane or the like provided in the reactor building.
  • the cask body 71 is placed on, for example, a cask stand 61 provided at the bottom of the storage pool P.
  • the positions of the upper water passage hole 711, the lower water passage hole 712, and the water filling portion 2 with respect to the cask body 71 are reversed left and right from those in FIG.
  • the fuel assembly 9 stored in the storage pool P is carried (loaded) into the canister body 81 by the refueling machine 62 and accommodated (step S12).
  • the canister lid 83 is fitted into the upper opening of the canister body 81 in the storage pool P (see FIG. 6). After that, the cask body 71 is taken out from the storage pool P together with the canister body 81 (step S13). In the water filling portion 2, fresh water is continuously circulated between the annular space 79 and the heat exchanger 23, and outside the storage pool P, the canister is generated by the heat generated by the fuel assembly 9 in the canister body 81. It is suppressed that the inside of the body portion 81 becomes excessively high temperature.
  • the outer surface of the cask body 71 taken out from the storage pool P is decontaminated in the decontamination pit, and then, as shown in FIG. 6, the cask body 71 is the cask stand 11 on the operation floor F. It is placed in.
  • the canister 8 filled with pool water is provided with a different type of hatching from the annular space 79 filled with fresh water.
  • the portion of the annular space 79 above the seal member 52 and the pool water collected above the canister lid 83 are removed using the drainage device 63 having the pump 631. Further, if necessary, the upper surface of the canister lid 83 and the like are decontaminated. The removal of the pool water and the decontamination of the canister lid 83 and the like may be performed in the decontamination pit.
  • the shielding plate 51 described above is fixed to the upper surface of the canister lid portion 83, and the annular shielding portion 53 is fitted into the annular notch portion 713.
  • the annular shielding portion 53 is formed of a material that shields radiation, similarly to the shielding plate 51.
  • the outer diameter of the annular shielding portion 53 is slightly smaller than the inner diameter of the cask body portion 71 at the position of the annular notch portion 713.
  • the inner diameter of the annular shielding portion 53 is, for example, substantially the same as or slightly smaller than the inner diameter of the cask body portion 71 at a position other than the annular notch portion 713.
  • the radiation (for example, neutron) emitted from the fuel assembly 9 is shielded by the fresh water filled in the portion below the seal member 52 in the annular space 79. Further, in the canister body 81 in which the annular notch 53 is attached to the annular notch 713, the range in which radiation can be shielded is equal to or greater than the canister body 81 in the case where the annular notch 713 is not provided.
  • the welding device 64 is attached to the canister lid portion 83.
  • the welding device 64 shown in FIG. 6 is, for example, a laser welding device, and includes a welding head 641, a head moving portion 642, and a support portion 646.
  • the welding head 641 emits a laser beam.
  • the head moving portion 642 and the supporting portion 646 are the same as the nozzle moving portion 33 and the supporting portion 34 of the compressive stress applying portion 3 in FIG.
  • the support portion 646 is fixed to the canister lid portion 83 via the shielding plate 51.
  • the head moving unit 642 includes a first moving mechanism 643, a second moving mechanism 644, and a third moving mechanism 645.
  • the first moving mechanism 643 moves the welding head 641 in the vertical direction.
  • the second moving mechanism 644 moves the welding head 641 in the radial direction together with the first moving mechanism 643.
  • the third moving mechanism 645 is supported by the support portion 34, and moves (rotates) the welding head 641 in the circumferential direction together with the first moving mechanism 643 and the second moving mechanism 644.
  • the welding head 641 moves by the head moving unit 642 while emitting a laser beam. Specifically, the irradiation position of the laser beam from the welding head 641 moves along the outer peripheral edge of the canister lid portion 83. As a result, the outer peripheral edge of the canister lid 83 and the edge of the upper opening of the canister body 81 are welded over the entire circumference. That is, the canister lid portion 83 is welded to the upper opening of the canister body portion 81 (step S14).
  • an annular notch is provided along the outer peripheral edge of the upper surface of the canister lid 83, and after welding the canister lid 83, a ring-shaped member is fitted into the notch. Then, the ring-shaped member is welded to the canister lid portion 83 and the canister body portion 81 by the welding device 64.
  • the welding method in the welding apparatus 64 may be other than the laser welding method (for example, the arc welding method or the like).
  • a part of the pool water may be discharged from the inside of the canister 8 before the canister lid 83 is welded.
  • the canister lid 83 is provided with a plurality of ports 831 (see FIG. 7 described later), and the port 831 is used to discharge a part of the pool water and the inert gas is discharged into the canister 8. Is supplied to. As a result, the influence of water vapor during welding is suppressed.
  • the shielding plate 51 is provided with a hole that can be opened and closed at a position facing the port 831 of the canister lid 83, and various pipes can be connected to the port 831 via the hole. be. Further, after welding the canister lid portion 83, it is preferable that the soundness of the welded portion is confirmed by performing a predetermined test or inspection. The same applies to the welding of the ring-shaped member and the welding of the port cover described later.
  • the welding device 64 is removed from the canister lid 83. Subsequently, all the pool water in the canister 8 is discharged using the plurality of ports 831. After the pool water is discharged, as shown in FIG. 7, the connecting pipe of the vacuum drying device 65 is connected to the port 831 of the canister lid 83, and the inside of the canister 8 is vacuum dried.
  • a predetermined gas for example, helium (He) gas
  • the port covers are welded to the plurality of ports 831 after filling with gas. In this case, the welding device 64 is removed from the canister lid 83 after the welding of the port cover is completed.
  • the residual stress improving device 1 is installed on the cask body 71 and the canister 8 (step S16).
  • the water filling portion 2 is already attached to the cask body portion 71 (before the cask body portion 71 is immersed in the storage pool P). Therefore, in the installation of the residual stress improving device 1, the annular weir 12, the overflow pipe 13, and the compressive stress applying portion 3 are attached to the cask body portion 71 and the canister 8.
  • the annular shielding portion 53 is removed, and the annular weir 12 is attached to the upper part of the cask body portion 71. Further, both ends of the overflow pipe 13 are connected to the annular weir 12 and the fresh water tank 22, respectively.
  • the support portion 34 that supports the nozzle 31 and the nozzle moving portion 33 is fixed to the canister lid portion 83 via the shielding plate 51. Further, one end of the supply line 321 of the water supply unit 32 (the end opposite to the nozzle 31) is connected to the inflow line 24. This completes the installation of the residual stress improving device 1.
  • the shielding plate 51 may be removed from the canister lid portion 83, and the support portion 34 may be directly fixed to the canister lid portion 83.
  • the fresh water in the fresh water tank 22 is introduced to the inflow line 24 by the water filling portion 2. Further supplied into the cask body 71 via the cask body 71. As a result, fresh water is also filled above the position where the seal member 52 is provided in the annular space 79, and as shown in FIG. 1, the liquid level of the fresh water in the vicinity of the discharge port of the overflow pipe 13 in the annular weir 12. Is formed. That is, inside the cask body 71 and the annular weir 12, fresh water is also filled above and around the upper end 86 of the canister 8 (step S17).
  • the thickness of the fresh water layer (that is, the distance from the upper surface of the canister lid 83 to the liquid level of the fresh water) is, for example, It is 10 cm or more, preferably 30 cm or more, and more preferably 50 cm or more.
  • the nozzle 31 is arranged in the fresh water in the annular weir 12 and the cask body 71, that is, in the filling water.
  • the injection port of the nozzle 31 faces the outer surface (outer peripheral surface or upper surface) of the upper end portion 86 of the canister 8.
  • high-pressure water is ejected from the nozzle 31 toward the outer surface of the upper end portion 86 in the filled water.
  • cavitation occurs in the filled water, and the impact pressure generated when the bubbles collapse causes plastic deformation in the region on the outer surface of the upper end portion 86 where the injection port of the nozzle 31 substantially faces. That is, compressive stress is applied to the region of the canister 8 by water jet peening.
  • the nozzle 31 moves by the nozzle moving unit 33 while injecting high-pressure water. Specifically, an approximately entire region of the outer peripheral surface of the upper end portion 86 of the canister 8, and a region outside the vicinity of the outer peripheral edge of the canister lid 83 on the upper surface of the upper end portion 86 (hereinafter, these regions are referred to as “target regions”. ,), The high-pressure water from the nozzle 31 is sequentially injected.
  • FIG. 2 which shows a cross section of the canister 8
  • the target region on the outer surface of the upper end portion 86 is shown by a thick solid line with reference numeral A1.
  • the entire target area is located in the filled water.
  • steps S17 and S18 are residual stress improving treatments for improving the residual stress of the canister 8.
  • the residual stress improving treatment it is preferable that the residual stress is converted from the tensile side to the compression side.
  • the width of the annular space 79 at the upper end 86 of the canister 8 is larger than the width of the annular space 79 at the central portion of the canister 8 or the like due to the annular notch 713 in the cask body 71. Therefore, the nozzle 31 can be arranged at a position facing the outer peripheral surface of the upper end portion 86 to easily apply compressive stress to the outer peripheral surface.
  • a plurality of nozzles 31 may be provided, and compressive stress may be applied to the target region in a short time. Further, the target region to which the compressive stress should be applied may be appropriately changed.
  • the supply line 321 of the water supply unit 32 is connected to the flow path of the fresh water flowing out from the annular space 79 (inflow line 24 in the example of FIG. 1), the heat generated by the fuel assembly 9 in the canister 8 causes heat generation.
  • Fresh water whose temperature has risen is supplied to the nozzle 31.
  • cavitation is likely to occur at a temperature higher than normal temperature (for example, 40 to 60 ° C.). Therefore, the compressive stress applying unit 3 that injects the water heated in the annular space 79 from the nozzle 31 efficiently applies the compressive stress to the upper end portion 86 of the canister 8 as compared with the case of using water at room temperature. It becomes possible.
  • the supply line 321 of the water supply unit 32 may be connected to the outflow line 21, and fresh water before passing through the heat exchange unit 231 may flow into the supply line 321. Further, the supply tank 323 may be provided with a temperature adjusting unit for adjusting the temperature of fresh water.
  • the driving of the pump 25 of the water filling portion 2 is stopped. Further, the fresh water inside the cask body 71 and the annular weir 12 is discharged by using, for example, the lower water passage hole 712. An opening that can be opened and closed is provided in the bottom of the cask 72, and fresh water inside may be discharged through the opening.
  • the water filling portion 2, the annular weir 12, the overflow pipe 13 and the compressive stress applying portion 3 are removed from the cask body portion 71 and the canister 8. Further, the shielding plate 51 is also removed from the canister lid portion 83.
  • the cask lid portion 73 is fixed to the upper opening of the cask body portion 71 by bolt tightening or the like, so that the upper opening is closed (step S19).
  • the cask 7 which is a closed container for accommodating the canister 8 is configured.
  • the connecting pipe of the vacuum drying device 66 is connected to the port 731 of the cask lid 73, and the vacuum drying in the cask 7 is performed.
  • a predetermined gas for example, helium (He) gas
  • Vacuum drying and gas filling in the cask 7 may be omitted.
  • the canister 8 is transported to the storage facility while being housed in the cask 7.
  • the canister 8 having the canister lid 83 welded to the upper opening of the canister body 81 is arranged in the cask body 71 (FIG. 1). (See), water is filled above and around the upper end 86 of the canister 8 in the cask body 71. Then, by injecting water from the nozzle 31 arranged in the filled water, compressive stress is applied to a predetermined region in the upper end portion 86 of the canister 8 by water jet peening. As a result, compressive stress can be easily applied to the canister 8 while shielding the radiation with the filled water. As a result, stress corrosion cracking in the canister 8 can be prevented or suppressed. Further, in water jet peening, it is possible to suppress the generation of unnecessary substances when applying compressive stress.
  • annular weir 12 projecting upward is provided on the upper portion of the cask body 71, and a liquid level of water is formed in the annular weir 12.
  • water can be easily filled above the upper end portion 86 of the canister 8.
  • the thickness of the water layer to be filled above the upper end portion 86 can be easily increased, and the shielding ability of the radiation emitted from the fuel assembly 9 and directed upward can be further improved. If the upper end of the cask body 71 is located above the upper surface of the canister lid 83 to some extent, the annular weir 12 may be omitted.
  • An annular space 79 is provided between the inner peripheral surface of the cask body 71 and the outer peripheral surface of the canister 8, and the annular space 79 is filled with water. Thereby, the radiation emitted from the fuel assembly 9 can be shielded by utilizing the water filled in the annular space 79. Further, in applying the compressive stress to the upper end portion 86 of the canister 8, the water ejected from the nozzle 31 includes the water filled in the annular space 79. As a result, it is possible to inject water at a preferable temperature from the nozzle 31 by utilizing the heat generated by the fuel assembly 9, and it is possible to efficiently apply the compressive stress.
  • the water supply unit 32 may be provided independently of the water circulation path including the annular space 79, and water that has not passed through the annular space 79 may be supplied to the nozzle 31.
  • the width of the annular space 79 at the upper end 86 of the canister 8 is larger than the width of the annular space 79 at the center of the canister 8.
  • the nozzle 31 can be arranged between the outer peripheral surface of the upper end portion 86 and the inner peripheral surface of the cask body 71, compressive stress can be easily applied to the outer peripheral surface of the upper end portion 86. It becomes possible to grant.
  • an annular shielding portion 53 is provided around the upper end portion 86 of the canister 8 (see FIG. 6).
  • the annular notch 713 may be omitted and the width of the annular space 79 may be constant over approximately the entire vertical direction.
  • compressive stress is applied to the upper end 86 of the canister 8 by water jet peening, but compressive stress may be applied to the upper end 86 of the filled water by another method.
  • compressive stress may be applied to the upper end 86 of the filled water by another method.
  • laser peening when laser peening is adopted, laser light is emitted from a head arranged in the filling water toward the upper end portion 86 of the canister 8. In this case as well, it is possible to suppress the generation of unnecessary substances when applying compressive stress, as in the case of water jet peening. If it is not a problem that the water around the upper end portion 86 becomes dirty, burnishing using a ball or a roller may be adopted.
  • the annular space 79 between the inner peripheral surface of the cask body 71 and the outer peripheral surface of the canister 8 may be filled with water (pool water or the like) other than fresh water.
  • water pool water or the like
  • fresh water containing no radioactive substance is filled in the annular space 79 as in the above embodiment. Is preferable.
  • the water filled above and around the upper end portion 86 of the canister 8 in step S17 and the water ejected from the nozzle 31 in step S18 are fresh water.
  • the pressure in the portion is equal to or higher than a predetermined value.
  • the gas (for example, air) filled in the above portion may be cooled by heat exchange in the heat exchanger 23.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

燃料集合体（９）を収容するキャニスタ（８）の残留応力改善方法では、筒状のキャニスタ胴部（８１）の上部開口にキャニスタ蓋部（８３）が溶接されたキャニスタ（８）が、筒状のキャスク胴部（７１）内に配置されており、キャスク胴部（７１）内においてキャニスタ（８）の上端部（８６）の上方および周囲に水が充填される。そして、充填された水中においてキャニスタ（８）の上端部（８６）における所定の領域に圧縮応力が付与される。これにより、充填された水により放射線を遮蔽しつつ、キャニスタ（８）に対して圧縮応力を容易に付与することができる。

Description

残留応力改善方法および残留応力改善装置
　本発明は、燃料集合体を収容するキャニスタの残留応力を改善する技術に関する。
［関連出願の参照］
　本願は、２０２０年５月２７日に出願された日本国特許出願ＪＰ２０２０－０９２３２５からの優先権の利益を主張し、当該出願の全ての開示は、本願に組み込まれる。
　原子炉から取り出された使用済燃料集合体（以下、単に「燃料集合体」という。）は、建屋内の貯蔵プールに一時的に貯蔵された後、貯蔵用のキャニスタに収容される。キャニスタは、輸送用のキャスク内に収容された状態で貯蔵施設まで運ばれ、例えばコンクリート製の貯蔵用容器に詰め替えられる。
　特許第６２０８９６２号公報（文献１）では、キャニスタにおいて応力腐食割れを防止する手法が開示されている。当該手法では、蓋体（キャニスタ蓋部）の溶接によって引張残留応力の発生が予定される筒状胴体（キャニスタ胴部）の範囲に予め第１の圧縮応力を付与し、当該範囲に圧縮残留応力が生じている状態で蓋体を溶接することで、発生する引張残留応力がキャンセルされる。その後、溶接時に融解に近い状態となる、筒状胴体の上端と、その近傍の軸方向範囲にのみ第２の圧縮応力が付与される。
　また、文献１では、キャニスタを輸送用キャスク（キャスク胴部）に入れてから、輸送用キャスクとキャニスタとの間の上開口（環状の隙間）を利用して、キャニスタの胴体に塑性加工を施す手法や、当該上開口に水を充填し、蓋体の溶接の際に溶接箇所を水冷することにより、溶接後の引張残留応力の生じる軸方向範囲を狭くする手法も開示されている。なお、特許第５２０８０６４号公報（文献２）では、原子炉圧力容器内に設置された炉内構造物を対象に実施する、ウォータージェットピーニング方法について記載されている。
　ところで、文献１のように、キャニスタを筒状のキャスク胴部内に配置した状態で、キャニスタに対して圧縮応力を付与する場合、キャニスタ内部からキャスク胴部の上部開口側へと向かう放射線を遮蔽することができない。したがって、キャニスタに対して圧縮応力を付与する作業の困難性が増大する。
　本発明は、燃料集合体を収容するキャニスタの残留応力を改善する残留応力改善方法に向けられており、キャニスタに対して圧縮応力を容易に付与することを目的としている。
　本発明に係る好ましい残留応力改善方法は、ａ）筒状のキャニスタ胴部の上部開口にキャニスタ蓋部が溶接されたキャニスタが、筒状のキャスク胴部内に配置されており、前記キャスク胴部内において前記キャニスタの上端部の上方および周囲に水を充填する工程と、ｂ）充填された水中において前記キャニスタの前記上端部における所定の領域に圧縮応力を付与する工程とを備える。
　本発明によれば、充填された水により放射線を遮蔽しつつ、キャニスタに対して圧縮応力を容易に付与することができる。
　好ましくは、前記ｂ）工程において、前記充填された水中に配置されたノズルから水を噴射することにより、ウォータージェットピーニングにより前記所定の領域に圧縮応力が付与される。
　好ましくは、前記キャスク胴部の内周面と前記キャニスタの外周面との間に環状空間が設けられ、前記環状空間に水が充填されており、前記ｂ）工程において、前記ノズルから噴射される水が、前記環状空間に充填されていた水を含む。
　好ましくは、前記ａ）工程において充填される水、および、前記ｂ）工程において前記ノズルから噴射される水が、放射性物質を含まない清水である。
　好ましくは、前記ａ）工程において、前記キャスク胴部の上部に対して、上方に突出する環状堰が設けられ、前記環状堰内に水の液面が形成される。
　好ましくは、前記キャスク胴部の内周面と前記キャニスタの外周面との間に環状空間が設けられ、前記キャニスタの前記上端部における前記環状空間の幅が、前記キャニスタの中央部における前記環状空間の幅よりも大きくなっており、前記キャニスタ胴部の前記上部開口に前記キャニスタ蓋部を溶接する際に、前記キャニスタの前記上端部の周囲に環状遮蔽部が設けられる。
　本発明は、燃料集合体を収容するキャニスタの残留応力を改善する残留応力改善装置にも向けられている。好ましい残留応力改善装置は、筒状のキャニスタ胴部の上部開口にキャニスタ蓋部が溶接されたキャニスタが、筒状のキャスク胴部内に配置されており、前記キャスク胴部内において前記キャニスタの上端部の上方および周囲に水を充填する水充填部と、充填された水中において前記キャニスタの前記上端部における所定の領域に圧縮応力を付与する圧縮応力付与部とを備える。
　上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
残留応力改善装置の構成を示す図である。 キャニスタの上端部近傍を示す図である。 燃料集合体のキャニスタへの収容に係る処理の流れを示す図である。 燃料集合体のキャニスタへの収容に係る処理を説明するための図である。 燃料集合体のキャニスタへの収容に係る処理を説明するための図である。 燃料集合体のキャニスタへの収容に係る処理を説明するための図である。 燃料集合体のキャニスタへの収容に係る処理を説明するための図である。 燃料集合体のキャニスタへの収容に係る処理を説明するための図である。
　図１は、本発明の一の実施の形態に係る残留応力改善装置１の構成を示す図である。図１では、後述のキャスク７およびキャニスタ８の中心軸を含む断面を示している（キャスク７およびキャニスタ８を示す他の図において同様）。残留応力改善装置１は、燃料集合体９を収容するキャニスタ８の残留応力を改善する装置である。残留応力改善装置１は、例えば原子炉建屋において、貯蔵プールＰに隣接するオペレーションフロアＦ（除染ピット等であってもよい。）に設けられる。貯蔵プールＰでは、水が貯溜されており、当該水中には燃料集合体９が浸漬されて貯蔵される。貯蔵プールＰ内の水（以下、「プール水」という。）は、放射性物質を含む汚染水である。
　残留応力改善装置１は、キャスク置台１１と、環状堰１２と、水充填部２と、圧縮応力付与部３とを備える。キャスク置台１１には、輸送用のキャスク７のキャスク胴部７１が載置される。キャスク７は、レジン等の中性子遮蔽材および金属、または、コンクリート等により形成される。キャスク胴部７１は、オペレーションフロアＦに直接置かれてもよい。キャスク胴部７１は、図１の上下方向を向く中心軸を中心とする筒状である。図１の例では、キャスク胴部７１は、略円筒状である。キャスク胴部７１は、多角形の筒状等であってもよい。キャスク胴部７１の上部および下部には、上通水孔７１１および下通水孔７１２がそれぞれ設けられる。上通水孔７１１および下通水孔７１２は、キャスク胴部７１の側壁を貫通する。上通水孔７１１および下通水孔７１２を介して、キャスク胴部７１内への水の供給、および、キャスク胴部７１からの水の回収が可能である。
　キャスク胴部７１の下部開口には、略円板状のキャスク底部７２が設けられる。キャスク底部７２により、キャスク胴部７１の下部開口が閉塞される。キャスク底部７２は、キャスク胴部７１に対して着脱可能であってよく、例えばボルト締めによりキャスク胴部７１に固定される。キャスク７の設計によっては、キャスク底部７２がキャスク胴部７１と一体的に形成されてもよい。図１に示す状態では、キャスク胴部７１の上部開口は開放している。後述する作業において、キャスク蓋部７３がボルト締め等によりキャスク胴部７１の上部開口に固定されることにより（図８参照）、当該上部開口が閉塞される。キャスク７は、主としてキャスク胴部７１、キャスク底部７２およびキャスク蓋部７３により構成される。
　キャスク胴部７１内には、キャニスタ８が配置される。キャニスタ８は、例えばステンレス鋼等の金属により形成され、複数の燃料集合体９を収容する。キャニスタ８は、キャニスタ胴部８１と、キャニスタ底部８２と、キャニスタ蓋部８３とを備える。キャニスタ胴部８１は、図１の上下方向を向く中心軸を中心とする筒状である。図１の例では、キャニスタ胴部８１は、略円筒状である。キャニスタ胴部８１は、多角形の筒状等であってもよい。キャニスタ胴部８１の下部開口には、略円板状のキャニスタ底部８２が設けられる。キャニスタ底部８２により、キャニスタ胴部８１の下部開口が閉塞される。
　典型的には、キャニスタ胴部８１内に燃料集合体９を収容する前に、キャニスタ底部８２は、キャニスタ胴部８１の下部開口に溶接されて固定される。また、キャニスタ胴部８１内に燃料集合体９を収容する前に、ショットピーニング等により塑性加工を施す（圧縮応力を付与する）ことにより、キャニスタ底部８２の溶接の際に生じた残留応力が予め改善される。ここで、残留応力の改善とは、溶接の際に生じた残留引張応力を低減する（残留応力を圧縮側に変換する場合を含む。以下同様である。）ことを意味する。設計によっては、キャニスタ底部８２がキャニスタ胴部８１と一体的に形成されてもよい。
　キャニスタ胴部８１の上部開口には、略円板状のキャニスタ蓋部８３が設けられる。キャニスタ蓋部８３により、キャニスタ胴部８１の上部開口が閉塞される。後述するように、キャニスタ胴部８１内に燃料集合体９を収容した後に、キャニスタ蓋部８３は、キャニスタ胴部８１の上部開口に溶接されて固定される。また、残留応力改善装置１による後述の処理により、キャニスタ蓋部８３の溶接の際に生じた残留応力が改善される。以下の説明では、キャニスタ胴部８１においてキャニスタ蓋部８３の近傍に位置する部位、および、キャニスタ蓋部８３を、「上端部８６」と総称する。上端部８６は、キャニスタ蓋部８３をキャニスタ胴部８１の上部開口に溶接した際に、キャニスタ８において残留引張応力が生じる部位を含む。
　図１に示す例では、筒状のキャスク胴部７１の中心軸と、筒状のキャニスタ胴部８１の中心軸とがおよそ重なるように、キャニスタ８がキャスク胴部７１内に配置される。キャスク胴部７１の内径（直径）は、キャニスタ胴部８１の外径（直径）よりも僅かに大きい。したがって、キャスク胴部７１の内周面とキャニスタ８の外周面（キャニスタ胴部８１の外周面）との間に環状空間７９が設けられる。環状空間７９は、上下方向におけるキャニスタ８のおよそ全体に亘って設けられる。
　図２は、キャニスタ８の上端部８６近傍を示す図である。図２に示すように、キャスク胴部７１の上端部における内径は、上下方向における中央部等の他の位置における内径よりも大きい。換言すると、キャスク胴部７１の上端部における内周面側には、キャスク胴部７１の全周（キャスク胴部７１の中心軸を中心とする周方向の全周）に亘る環状切欠部７１３が設けられる。キャスク胴部７１の中心軸を中心とする径方向において、環状切欠部７１３は、キャニスタ８の上端部８６と対向する。したがって、キャニスタ８の上端部８６における環状空間７９の幅は、キャニスタ８の中央部等における環状空間７９の幅よりも大きい。
　環状堰１２は、筒状であり、図２の例では、キャスク胴部７１と同様に、略円筒状である。環状堰１２は、キャスク胴部７１の上部に取り付けられ、当該上部から上方に突出する。好ましい環状堰１２は、キャスク蓋部７３（図８参照）をキャスク胴部７１に対して固定する際のボルト孔を利用して、ボルト締めによりキャスク胴部７１の上端面に固定される。環状堰１２の底面には、環状のシール部材（図示省略）が設けられており、環状堰１２の底面とキャスク胴部７１の上端面との間における流体の通過が不能とされる。環状堰１２は、キャスク胴部７１の上部において、上端面以外に取り付けられてもよい。図２の例では、キャスク胴部７１の上端面は、キャニスタ蓋部８３の上面（すなわち、キャニスタ８の上端面）とほぼ同じ高さ、または、キャニスタ蓋部８３の上面よりも僅かに上方に位置する。環状堰１２の上端は、キャニスタ蓋部８３の上面よりも十分に上方に位置する。
　図１に示すように、水充填部２は、流出ライン２１と、清水タンク２２と、熱交換器２３と、流入ライン２４と、送水ポンプ２５とを備える。流出ライン２１は、キャスク胴部７１の上通水孔７１１と熱交換器２３とを接続する。熱交換器２３については後述する。流出ライン２１には、バルブが設けられる。清水タンク２２は、放射性物質を含まない水である清水を貯溜する。清水は、例えば純水である。清水タンク２２は、流出ライン２１に接続される。流入ライン２４は、熱交換器２３とキャスク胴部７１の下通水孔７１２とを接続する。流入ライン２４には、送水ポンプ２５およびバルブが設けられる。
　水充填部２では、送水ポンプ２５を駆動することにより、清水タンク２２内の清水が、流出ライン２１、熱交換器２３、流入ライン２４および下通水孔７１２を介してキャスク胴部７１内の環状空間７９に供給可能である。図１に示す状態では、上記環状空間７９に清水が充填されている。また、清水は、キャニスタ８の上端部８６の上方にも充填されており、環状堰１２内に清水の液面が形成される。環状堰１２には、オーバーフロー管１３が設けられており、環状堰１２内の液面が、オーバーフロー管１３の排出口よりも高くなった場合に、清水がオーバーフロー管１３を介して清水タンク２２に排出される。図１では、放射性物質を含まない清水と、放射性物質を含むプール水とを区別するため、清水が充填される空間に破線のハッチングを付し、貯蔵プールＰ内のプール水にはハッチングを付していない（他の図において同様）。以下の説明では、キャスク胴部７１および環状堰１２の内部に充填されている水（すなわち、キャニスタ８の上端部８６の上方、および、環状空間７９に充填された水）を、「充填水」という。
　水充填部２では、環状空間７９に清水が充填された状態において、送水ポンプ２５を駆動することにより、環状空間７９の清水（すなわち、充填水）が、上通水孔７１１を介して流出ライン２１に流出し、熱交換器２３へと送られる。また、熱交換器２３を通過した清水が、流入ライン２４および下通水孔７１２を介して環状空間７９へと流入する（戻される）。このように、水充填部２では、環状空間７９から上通水孔７１１、流出ライン２１、熱交換器２３、流入ライン２４および下通水孔７１２を順に経由して環状空間７９に戻る循環経路に沿って、清水を循環させることが可能である。
　熱交換器２３は、熱交換部２３１と、プール水循環部２３２とを備える。プール水循環部２３２は、ポンプ２３３を有し、貯蔵プールＰと熱交換部２３１との間においてプール水を循環させる。熱交換部２３１では、流出ライン２１から流入する清水と、プール水循環部２３２により循環するプール水との熱交換が行われる。本実施の形態では、キャニスタ８内の燃料集合体９の発熱量が高いため、熱交換器２３において、流出ライン２１から流入する清水がプール水を利用して冷却される。燃料集合体９の発熱量が低い場合には、熱交換器２３による冷却（環状空間７９内の清水とプール水との熱交換）が省略されてもよい。
　図１および図２に示すように、圧縮応力付与部３は、ノズル３１と、水供給部３２と、ノズル移動部３３と、支持部３４とを備える。ノズル３１は、キャスク胴部７１および環状堰１２の内部の充填水中に配置される。図１に示す水供給部３２は、供給ライン３２１と、ポンプ３２２と、供給タンク３２３と、フィルタ３２４とを備える。供給ライン３２１の一端はノズル３１に接続され、他端は流入ライン２４に接続される。供給ライン３２１において、流入ライン２４からノズル３１に向かって順に、フィルタ３２４、供給タンク３２３およびポンプ３２２が配置される。流入ライン２４を流れる清水の一部は、フィルタ３２４において不要物が除去された後、供給タンク３２３に流入する。供給タンク３２３では、清水が貯溜される。ポンプ３２２は、供給タンク３２３内の清水を昇圧させてノズル３１に供給する。これにより、充填水中においてノズル３１から高圧水が噴射される。
　図２に示すように、支持部３４は、キャニスタ蓋部８３の上面に対して固定される。例えば、キャニスタ蓋部８３の上面には、遮蔽板５１が固定されており、支持部３４は遮蔽板５１に取り付けられる。遮蔽板５１は、例えば、略円板状であり、放射線を遮蔽する材料にて形成される。ノズル移動部３３は、第１移動機構３３１と、第２移動機構３３２と、第３移動機構３３３とを備える。第１移動機構３３１は、ノズル３１を上下方向に移動する。第２移動機構３３２は、第１移動機構３３１と共にノズル３１を径方向に移動する。第３移動機構３３３は、支持部３４に支持されており、第１移動機構３３１および第２移動機構３３２と共にノズル３１を周方向に移動（回動）する。
　図３は、燃料集合体９のキャニスタ８への収容に係る処理の流れを示す図である。まず、図４に示すように、オペレーションフロアＦにおいて、キャスク置台１１上にキャスク胴部７１が載置され、キャスク胴部７１内にキャニスタ胴部８１が配置される（ステップＳ１１）。キャスク胴部７１では、下部開口がキャスク底部７２により閉塞され、上部開口は開放している。キャニスタ胴部８１では、下部開口がキャニスタ底部８２により閉塞され、上部開口は開放している。
　また、キャスク胴部７１の内周面とキャニスタ胴部８１の外周面との間に、環状のシール部材５２（例えば、インフレートシール）が設けられる。シール部材５２は、例えば、環状切欠部７１３の下側近傍に配置される。シール部材５２とキャスク胴部７１の内周面との間、および、シール部材５２とキャニスタ胴部８１の外周面との間では、流体の通過が不能となる。また、キャスク胴部７１に、既述の水充填部２が接続される。水充填部２が送水ポンプ２５を駆動することにより、キャスク胴部７１内の環状空間７９において、シール部材５２よりも下側の部分に清水タンク２２内の清水が充填される。
　続いて、原子炉建屋に設けられた天井クレーン等を利用して、図５に示すように、キャスク胴部７１がキャニスタ胴部８１と共に貯蔵プールＰ内に浸漬される。キャスク胴部７１は、例えば、貯蔵プールＰの底に設けられたキャスク置台６１上に載置される。図５では、図示の都合上、キャスク胴部７１に対する上通水孔７１１、下通水孔７１２および水充填部２の位置を、図４とは左右反転させている。その後、燃料交換機６２により、貯蔵プールＰに貯蔵される燃料集合体９がキャニスタ胴部８１内に運ばれ（挿荷され）、収容される（ステップＳ１２）。
　所定数の燃料集合体９がキャニスタ胴部８１内に収容されると、貯蔵プールＰ内において、キャニスタ胴部８１の上部開口にキャニスタ蓋部８３が嵌め込まれる（図６参照）。その後、キャスク胴部７１がキャニスタ胴部８１と共に、貯蔵プールＰから取り出される（ステップＳ１３）。水充填部２では、環状空間７９と熱交換器２３との間で、清水が継続的に循環されており、貯蔵プールＰ外において、キャニスタ胴部８１内の燃料集合体９の発熱により、キャニスタ胴部８１内が過度に高温となることが抑制される。
　貯蔵プールＰから取り出されたキャスク胴部７１に対して、例えば、除染ピットにおいて外面の除染が行われ、その後、図６に示すように、キャスク胴部７１がオペレーションフロアＦのキャスク置台１１に載置される。なお、図６では、プール水が充填されるキャニスタ８内に、清水が充填される環状空間７９とは異なる種類のハッチングを付している。続いて、環状空間７９におけるシール部材５２よりも上側の部分、および、キャニスタ蓋部８３の上方に溜まったプール水が、ポンプ６３１を有する排水装置６３を用いて除去される。また、必要に応じて、キャニスタ蓋部８３の上面等の除染が行われる。上記のプール水の除去、および、キャニスタ蓋部８３等の除染は、除染ピットにおいて行われてもよい。
　また、キャニスタ蓋部８３の上面に、既述の遮蔽板５１が固定されるとともに、環状切欠部７１３に、環状遮蔽部５３が嵌め込まれる。環状遮蔽部５３は、遮蔽板５１と同様に、放射線を遮蔽する材料にて形成される。環状遮蔽部５３の外径は、環状切欠部７１３の位置におけるキャスク胴部７１の内径よりも僅かに小さい。環状遮蔽部５３の内径は、例えば、環状切欠部７１３以外の位置におけるキャスク胴部７１の内径とほぼ同じ、または、当該内径よりも僅かに小さい。図６に示す状態では、環状空間７９においてシール部材５２よりも下側の部分に充填される清水により、燃料集合体９から放出される放射線（例えば中性子）が遮蔽される。また、環状切欠部７１３に環状遮蔽部５３を取り付けたキャニスタ胴部８１では、放射線を遮蔽可能な範囲が、仮に環状切欠部７１３を設けない場合におけるキャニスタ胴部８１と同等以上となる。
　遮蔽板５１および環状遮蔽部５３が取り付けられると、キャニスタ蓋部８３に対して溶接装置６４が取り付けられる。図６に示す溶接装置６４は、例えば、レーザ溶接装置であり、溶接ヘッド６４１と、ヘッド移動部６４２と、支持部６４６とを備える。溶接ヘッド６４１はレーザ光を出射する。ヘッド移動部６４２および支持部６４６は、図２の圧縮応力付与部３のノズル移動部３３および支持部３４と同様である。支持部６４６は、遮蔽板５１を介してキャニスタ蓋部８３に固定される。ヘッド移動部６４２は、第１移動機構６４３と、第２移動機構６４４と、第３移動機構６４５とを備える。第１移動機構６４３は、溶接ヘッド６４１を上下方向に移動する。第２移動機構６４４は、第１移動機構６４３と共に溶接ヘッド６４１を径方向に移動する。第３移動機構６４５は、支持部３４に支持されており、第１移動機構６４３および第２移動機構６４４と共に溶接ヘッド６４１を周方向に移動（回動）する。
　溶接装置６４では、溶接ヘッド６４１がレーザ光を出射しつつ、ヘッド移動部６４２により移動する。具体的には、溶接ヘッド６４１からのレーザ光の照射位置が、キャニスタ蓋部８３の外周縁に沿って移動する。これにより、キャニスタ蓋部８３の外周縁とキャニスタ胴部８１の上部開口の縁とが全周に亘って溶接される。すなわち、キャニスタ蓋部８３がキャニスタ胴部８１の上部開口に溶接される（ステップＳ１４）。好ましいキャニスタ８では、キャニスタ蓋部８３の上面の外周縁に沿って環状の切欠部が設けられており、キャニスタ蓋部８３の溶接後、当該切欠部にリング状部材が嵌め込まれる。そして、溶接装置６４により、リング状部材がキャニスタ蓋部８３およびキャニスタ胴部８１に溶接される。溶接装置６４における溶接法は、レーザ溶接法以外（例えば、アーク溶接法等）であってもよい。
　なお、キャニスタ蓋部８３の溶接を行う前に、キャニスタ８内からプール水の一部が排出されてもよい。例えば、キャニスタ蓋部８３には複数のポート８３１（後述の図７参照）が設けられており、当該ポート８３１を利用してプール水の一部が排出されるとともに、不活性ガスがキャニスタ８内に供給される。これにより、溶接時における水蒸気の影響が抑制される。なお、遮蔽板５１には、例えば、キャニスタ蓋部８３のポート８３１に対向する位置に開閉可能な孔部が設けられ、当該孔部を介してポート８３１に各種の管を接続することが可能である。また、キャニスタ蓋部８３の溶接後には、所定の試験または検査を行うことにより溶接部の健全性が確認されることが好ましい。リング状部材の溶接、および、後述のポートカバーの溶接において同様である。
　キャニスタ蓋部８３（およびリング状部材）の溶接が完了すると、溶接装置６４がキャニスタ蓋部８３から取り外される。続いて、複数のポート８３１を用いてキャニスタ８内の全てのプール水が排出される。プール水の排出後、図７に示すように、真空乾燥装置６５の接続管がキャニスタ蓋部８３のポート８３１に接続され、キャニスタ８内の真空乾燥が行われる。キャニスタ８内の真空乾燥が完了すると、ガス供給管をポート８３１に接続することにより、所定のガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガス）がキャニスタ８内に充填される（ステップＳ１５）。好ましいキャニスタ８では、ガスの充填後、複数のポート８３１に対してポートカバーが溶接される。この場合、ポートカバーの溶接の完了後に、溶接装置６４がキャニスタ蓋部８３から取り外される。
　続いて、図１に示すように、キャスク胴部７１およびキャニスタ８に対して残留応力改善装置１が設置される（ステップＳ１６）。このとき、図７に示すように、水充填部２は、既に（キャスク胴部７１を貯蔵プールＰに浸漬する前に）キャスク胴部７１に取り付けられている。したがって、残留応力改善装置１の設置では、環状堰１２、オーバーフロー管１３および圧縮応力付与部３が、キャスク胴部７１およびキャニスタ８に取り付けられる。
　具体的には、環状遮蔽部５３が取り外されるとともに、環状堰１２がキャスク胴部７１の上部に取り付けられる。また、オーバーフロー管１３の両端部が、環状堰１２および清水タンク２２にそれぞれ接続される。圧縮応力付与部３において、ノズル３１およびノズル移動部３３を支持する支持部３４が、遮蔽板５１を介してキャニスタ蓋部８３に固定される。また、水供給部３２の供給ライン３２１の一端（ノズル３１とは反対側の端）が、流入ライン２４に接続される。以上により、残留応力改善装置１の設置が完了する。なお、遮蔽板５１がキャニスタ蓋部８３から取り外され、支持部３４がキャニスタ蓋部８３に直接固定されてもよい。
　本処理例では、キャスク胴部７１の内周面とキャニスタ８の外周面との間のシール部材５２が取り外された後、水充填部２により、清水タンク２２内の清水が、流入ライン２４を介してキャスク胴部７１内にさらに供給される。これにより、環状空間７９においてシール部材５２が設けられていた位置より上側にも清水が充填され、図１に示すように、環状堰１２内において、オーバーフロー管１３の排出口近傍に清水の液面が形成される。すなわち、キャスク胴部７１および環状堰１２の内部において、キャニスタ８の上端部８６の上方および周囲にも清水が充填される（ステップＳ１７）。
　キャニスタ８の上端部８６の上方および周囲に充填される清水により、燃料集合体９から放出されて上方へと向かう放射線が遮蔽される。上端部８６の上方における清水の層において、ある程度の放射線遮蔽能力を実現するには、当該清水の層の厚さ（すなわち、キャニスタ蓋部８３の上面から清水の液面までの距離）は、例えば１０ｃｍ以上であり、好ましくは３０ｃｍ以上であり、より好ましくは５０ｃｍ以上である。
　圧縮応力付与部３では、ノズル３１が、環状堰１２およびキャスク胴部７１内の清水中、すなわち、充填水中に配置される。例えば、ノズル３１の噴射口は、キャニスタ８の上端部８６の外面（外周面または上面）に対向する。水供給部３２のポンプ３２２を駆動することにより、充填水中においてノズル３１から高圧水が上端部８６の外面に向けて噴射される。これにより、充填水中においてキャビテーションが発生し、気泡の崩壊時に生じる衝撃圧力により、上端部８６の外面においてノズル３１の噴射口がおよそ対向する領域に塑性変形が生じる。すなわち、ウォータージェットピーニングにより、キャニスタ８の当該領域に圧縮応力が付与される。
　圧縮応力付与部３では、ノズル３１が高圧水を噴射しつつ、ノズル移動部３３により移動する。具体的には、キャニスタ８の上端部８６における外周面のおよそ全体の領域、および、上端部８６の上面においてキャニスタ蓋部８３の外周縁近傍から外側の領域（以下、これらの領域を「対象領域」と総称する。）に対して、ノズル３１からの高圧水が順次噴射される。キャニスタ８の断面を示す図２では、上端部８６の外面における対象領域を符号Ａ１を付す太い実線にて示している。対象領域の全体が充填水中に位置する。このようにして、キャニスタ８の上端部８６における対象領域に圧縮応力が付与され、溶接の際に生じた残留引張応力が低減される（ステップＳ１８）。上記ステップＳ１７，Ｓ１８は、キャニスタ８の残留応力を改善する残留応力改善処理となる。残留応力改善処理では、残留応力が引張側から圧縮側に変換されることが好ましい。
　既述のように、キャスク胴部７１における環状切欠部７１３により、キャニスタ８の上端部８６における環状空間７９の幅が、キャニスタ８の中央部等における環状空間７９の幅よりも大きくなっている。したがって、ノズル３１を、上端部８６の外周面に対向する位置に配置して、当該外周面に対して圧縮応力を容易に付与することが可能となる。残留応力改善装置１では、複数のノズル３１が設けられ、対象領域への圧縮応力の付与が短時間に行われてもよい。また、圧縮応力を付与すべき対象領域は、適宜変更されてよい。
　圧縮応力付与部３により上端部８６に対して圧縮応力を付与している間、図１の水充填部２では、環状空間７９から上通水孔７１１、流出ライン２１、熱交換器２３、流入ライン２４および下通水孔７１２を順に経由して環状空間７９に戻る循環経路に沿って清水が継続的に循環される。これにより、キャニスタ８内が過度に高温となることが抑制される。なお、流出ライン２１および流入ライン２４のバルブを閉じることにより、キャスク胴部７１（および環状堰１２）の内部からオーバーフロー管１３、清水タンク２２、流出ライン２１、熱交換器２３、流入ライン２４、供給ライン３２１およびノズル３１を順に経由してキャスク胴部７１の内部に戻る循環経路により、（ノズル３１から高圧水を噴射しつつ）清水が循環されてもよい。
　また、水供給部３２の供給ライン３２１が、環状空間７９から流出した清水の流路（図１の例では、流入ライン２４）に接続されるため、キャニスタ８内の燃料集合体９の発熱により温度が上昇した清水がノズル３１に供給される。ウォータージェットピーニングでは、常温よりも高い温度（例えば、４０～６０℃）にてキャビテーションが発生しやすくなる。したがって、環状空間７９にて加熱された水をノズル３１から噴射する圧縮応力付与部３では、常温の水を利用する場合に比べて、キャニスタ８の上端部８６に対する圧縮応力の付与を効率よく行うことが可能となる。燃料集合体９の発熱量等によっては、水供給部３２の供給ライン３２１が流出ライン２１に接続され、熱交換部２３１を通過する前の清水が供給ライン３２１に流入してもよい。また、供給タンク３２３において、清水の温度を調整する温度調整部が設けられてもよい。
　キャニスタ８の上端部８６に対する圧縮応力の付与が完了すると、水充填部２のポンプ２５の駆動が停止される。また、キャスク胴部７１および環状堰１２の内部の清水が、例えば下通水孔７１２を利用して排出される。キャスク底部７２に開閉可能な開口が設けられ、当該内部の清水が当該開口を介して排出されてもよい。当該内部の清水の排出が完了すると、キャスク胴部７１およびキャニスタ８から、水充填部２、環状堰１２、オーバーフロー管１３および圧縮応力付与部３が取り外される。また、遮蔽板５１もキャニスタ蓋部８３から取り外される。
　続いて、図８に示すように、キャスク蓋部７３がボルト締め等によりキャスク胴部７１の上部開口に固定されることにより、当該上部開口が閉塞される（ステップＳ１９）。これにより、キャニスタ８を収容する密閉容器であるキャスク７が構成される。図８の例では、真空乾燥装置６６の接続管がキャスク蓋部７３のポート７３１に接続され、キャスク７内の真空乾燥が行われる。キャスク７内の真空乾燥が完了すると、ガス供給管をポート７３１に接続することにより、所定のガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガス）がキャスク７内に充填される。キャスク７内の真空乾燥およびガス充填は、省略されてもよい。以上により、燃料集合体９のキャニスタ８への収容に係る処理が完了する。キャニスタ８は、キャスク７内に収容された状態で貯蔵施設まで運ばれる。
　以上に説明したように、キャニスタ８の残留応力改善方法では、キャニスタ胴部８１の上部開口にキャニスタ蓋部８３が溶接されたキャニスタ８が、キャスク胴部７１内に配置された状態で（図１参照）、キャスク胴部７１内においてキャニスタ８の上端部８６の上方および周囲に水が充填される。そして、充填された水中に配置されたノズル３１から水を噴射することにより、ウォータージェットピーニングによりキャニスタ８の上端部８６における所定の領域に圧縮応力が付与される。これにより、充填された水により放射線を遮蔽しつつ、キャニスタ８に対して圧縮応力を容易に付与することができる。その結果、キャニスタ８における応力腐食割れを防止または抑制することができる。また、ウォータージェットピーニングでは、圧縮応力を付与する際における不要物の発生も抑制することができる。
　残留応力改善方法では、キャスク胴部７１の上部に対して、上方に突出する環状堰１２が設けられ、環状堰１２内に水の液面が形成される。これにより、キャニスタ８の上端部８６の上方に水を容易に充填することができる。また、当該上端部８６の上方に充填する水の層の厚さを容易に大きくすることができ、燃料集合体９から放出されて上方へと向かう放射線の遮蔽能力をさらに向上することができる。なお、キャスク胴部７１の上端が、キャニスタ蓋部８３の上面よりもある程度上方に位置する場合には、環状堰１２が省略されてもよい。
　キャスク胴部７１の内周面とキャニスタ８の外周面との間に環状空間７９が設けられ、当該環状空間７９に水が充填される。これにより、燃料集合体９から放出される放射線を、環状空間７９に充填される水も利用して遮蔽することができる。また、キャニスタ８の上端部８６に対する圧縮応力の付与において、ノズル３１から噴射される水が、環状空間７９に充填されていた水を含む。これにより、燃料集合体９の発熱を利用してノズル３１から好ましい温度の水を噴射することができ、圧縮応力の付与を効率よく行うことが実現される。設計によっては、水供給部３２が、環状空間７９を含む水の循環経路から独立して設けられ、環状空間７９を通過していない水がノズル３１に供給されてもよい。
　好ましくは、キャニスタ８の上端部８６における環状空間７９の幅が、キャニスタ８の中央部における環状空間７９の幅よりも大きくなっている。このように、上端部８６の外周面とキャスク胴部７１の内周面との間にノズル３１が配置可能な空間を設けることにより、上端部８６の当該外周面に対して圧縮応力を容易に付与することが可能となる。また、キャニスタ胴部８１の上部開口にキャニスタ蓋部８３を溶接する際に、キャニスタ８の上端部８６の周囲に環状遮蔽部５３が設けられる（図６参照）。その結果、キャニスタ蓋部８３の溶接の際に、上端部８６とキャスク胴部７１との間の上記空間から放射線が漏れ出すことを抑制することができる。キャスク７の設計によっては、環状切欠部７１３が省略されて、環状空間７９の幅が上下方向のおよそ全体に亘って一定であってもよい。
　上記残留応力改善方法、および、残留応力改善装置１では様々な変形が可能である。
　上記実施の形態では、ウォータージェットピーニングによりキャニスタ８の上端部８６に対して圧縮応力が付与されるが、他の手法により、充填水中の上端部８６に対して圧縮応力が付与されてもよい。例えば、レーザピーニングを採用する場合には、充填水中に配置されたヘッドからレーザ光が、キャニスタ８の上端部８６に向けて出射される。この場合も、ウォータージェットピーニングと同様に、圧縮応力を付与する際における不要物の発生を抑制することができる。上端部８６の周囲の水が汚れることが問題とならない場合には、ボールまたはローラを用いたバニシング等が採用されてもよい。
　キャスク胴部７１の内周面とキャニスタ８の外周面との間の環状空間７９に、清水以外の水（プール水等）が充填されてもよい。図３のステップＳ１７にてキャニスタ８の上端部８６の上方および周囲に充填される水、並びに、ステップＳ１８にてノズル３１から噴射される水についても同様である。一方、キャスク胴部７１の内周面、および、キャニスタ８の外面の除染の手間を省略するには、上記実施の形態のように、放射性物質を含まない清水が環状空間７９に充填されることが好ましい。同様に、ステップＳ１７にてキャニスタ８の上端部８６の上方および周囲に充填される水、並びに、ステップＳ１８にてノズル３１から噴射される水が、清水であることが好ましい。
　上記処理例では、キャニスタ８の上端部８６の上方および周囲に清水を充填する際に、キャスク胴部７１の内周面とキャニスタ８の外周面との間のシール部材５２が取り外されるが、シール部材５２を設けた状態で、例えばノズル３１を用いて、キャニスタ８の上端部８６の上方および周囲に清水が充填されてもよい。既述のように、燃料集合体９の発熱量が低い場合には、環状空間７９においてシール部材５２よりも下側の部分に水が充填されなくてもよく、この場合に、ステップＳ１７において、シール部材５２の上方のみ、すなわち、キャニスタ８の上端部８６の上方および周囲のみに清水が充填されてもよい。環状空間７９の上記部分に水を充填しない場合には、当該部分の圧力が所定値以上とされることが好ましい。また、上記部分に充填されるガス（例えば空気）が、熱交換器２３における熱交換により冷却されてもよい。
　上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
　発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
　１　　残留応力改善装置
　２　　水充填部
　３　　圧縮応力付与部
　８　　キャニスタ
　９　　燃料集合体
　１２　　環状堰
　３１　　ノズル
　５３　　環状遮蔽部
　７１　　キャスク胴部
　７９　　環状空間
　８１　　キャニスタ胴部
　８３　　キャニスタ蓋部
　８６　　（キャニスタの）上端部
　Ｓ１１～Ｓ１９　　ステップ

Claims (7)

  1. 　燃料集合体を収容するキャニスタの残留応力を改善する残留応力改善方法であって、
    　ａ）筒状のキャニスタ胴部の上部開口にキャニスタ蓋部が溶接されたキャニスタが、筒状のキャスク胴部内に配置されており、前記キャスク胴部内において前記キャニスタの上端部の上方および周囲に水を充填する工程と、
    　ｂ）充填された水中において前記キャニスタの前記上端部における所定の領域に圧縮応力を付与する工程と、
    を備える。
  2. 　請求項１に記載の残留応力改善方法であって、
    　前記ｂ）工程において、前記充填された水中に配置されたノズルから水を噴射することにより、ウォータージェットピーニングにより前記所定の領域に圧縮応力が付与される。
  3. 　請求項２に記載の残留応力改善方法であって、
    　前記キャスク胴部の内周面と前記キャニスタの外周面との間に環状空間が設けられ、前記環状空間に水が充填されており、
    　前記ｂ）工程において、前記ノズルから噴射される水が、前記環状空間に充填されていた水を含む。
  4. 　請求項２または３に記載の残留応力改善方法であって、
    　前記ａ）工程において充填される水、および、前記ｂ）工程において前記ノズルから噴射される水が、放射性物質を含まない清水である。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか１つに記載の残留応力改善方法であって、
    　前記ａ）工程において、前記キャスク胴部の上部に対して、上方に突出する環状堰が設けられ、前記環状堰内に水の液面が形成される。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか１つに記載の残留応力改善方法であって、
    　前記キャスク胴部の内周面と前記キャニスタの外周面との間に環状空間が設けられ、前記キャニスタの前記上端部における前記環状空間の幅が、前記キャニスタの中央部における前記環状空間の幅よりも大きくなっており、
    　前記キャニスタ胴部の前記上部開口に前記キャニスタ蓋部を溶接する際に、前記キャニスタの前記上端部の周囲に環状遮蔽部が設けられる。
  7. 　燃料集合体を収容するキャニスタの残留応力を改善する残留応力改善装置であって、
    　筒状のキャニスタ胴部の上部開口にキャニスタ蓋部が溶接されたキャニスタが、筒状のキャスク胴部内に配置されており、前記キャスク胴部内において前記キャニスタの上端部の上方および周囲に水を充填する水充填部と、
    　充填された水中において前記キャニスタの前記上端部における所定の領域に圧縮応力を付与する圧縮応力付与部と、
    を備える。
PCT/JP2021/008115 2020-05-27 2021-03-03 残留応力改善方法および残留応力改善装置 WO2021240938A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/927,283 US20230207147A1 (en) 2020-05-27 2021-03-03 Residual stress improvement method and residual stress improvement apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020092325A JP7422607B2 (ja) 2020-05-27 2020-05-27 残留応力改善方法
JP2020-092325 2020-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021240938A1 true WO2021240938A1 (ja) 2021-12-02

Family

ID=78723316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/008115 WO2021240938A1 (ja) 2020-05-27 2021-03-03 残留応力改善方法および残留応力改善装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230207147A1 (ja)
JP (1) JP7422607B2 (ja)
TW (1) TW202145255A (ja)
WO (1) WO2021240938A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07328860A (ja) * 1994-06-10 1995-12-19 Babcock Hitachi Kk ウォータージェットピーニング装置およびウォータージェットピーニング法
JP2001343490A (ja) * 2000-06-05 2001-12-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd キャニスタの溶接部遮蔽機構
JP2002162391A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd キャニスタ蓋溶接部分の検査方法及び装置
JP2003255082A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd キャスク
JP2014181978A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Hitachi Zosen Corp 貯蔵用キャニスターの応力腐食割れ防止方法及び貯蔵用キャニスター

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000298189A (ja) 1999-04-14 2000-10-24 Hitachi Ltd 原子炉内ピーニング方法及び装置
JP2005134173A (ja) 2003-10-29 2005-05-26 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd キャニスタ蓋部の残留応力除去方法及びキャニスタ
JP6726599B2 (ja) 2016-10-31 2020-07-22 日立造船株式会社 コンクリートキャスクおよびコンクリートキャスクの熱回収方法ならびにコンクリートキャスクの温度制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07328860A (ja) * 1994-06-10 1995-12-19 Babcock Hitachi Kk ウォータージェットピーニング装置およびウォータージェットピーニング法
JP2001343490A (ja) * 2000-06-05 2001-12-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd キャニスタの溶接部遮蔽機構
JP2002162391A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd キャニスタ蓋溶接部分の検査方法及び装置
JP2003255082A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd キャスク
JP2014181978A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Hitachi Zosen Corp 貯蔵用キャニスターの応力腐食割れ防止方法及び貯蔵用キャニスター

Also Published As

Publication number Publication date
TW202145255A (zh) 2021-12-01
US20230207147A1 (en) 2023-06-29
JP2021188963A (ja) 2021-12-13
JP7422607B2 (ja) 2024-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6727510B2 (en) Transportation vessel for radioactive substance and method of loading closed vessel
CN108352203B (zh) 核废料存储罐
US11728058B2 (en) Systems and methods for transferring spent nuclear fuel from wet storage to dry storage
JP6270880B2 (ja) 化学除染実施方法
JP6226646B2 (ja) 原子炉圧力容器の除染方法及びその除染システム
WO2021240938A1 (ja) 残留応力改善方法および残留応力改善装置
KR100666886B1 (ko) 방사성 물질의 밀폐용기, 밀폐용기의 밀폐용접방법, 및밀폐용접방법에 사용하는 배기장치
JP2002243888A (ja) 放射性物質の封入方法および冷却装置
US20070121776A1 (en) System and method for multiple usage tooling for pressurized water reactor
JP2012527614A (ja) 遊間放射線シールド
US20150340112A1 (en) Radioactive material storage canister and method for sealing same
JP3679823B2 (ja) 炉心シュラウドの交換方法
JPH0580187A (ja) 炉内構造物の保全方法
KR100936551B1 (ko) 압력 용기 피복의 손상 영역 수리용 밀봉 플레이트
JP2007510919A (ja) 二重の閉込め障壁を有する核燃料集合体を調整するための装置及び方法
CA3207795A1 (en) Underground nuclear power reactor with a blast mitigation chamber
US11488737B2 (en) Cooling system for casks containing high level nuclear waste
JP2003139887A (ja) キャニスタ
JP2013057642A (ja) 原子炉機器の補修方法および補修装置
JPH1114796A (ja) 原子炉圧力容器内の除染方法およびその除染装置
JP2001051094A (ja) 中性子取扱施設
JPH0580186A (ja) 炉心シユラウドの保全方法及びその熱処理装置
JP2013185827A (ja) 遮蔽構造および遮蔽方法
US11486021B2 (en) Method of peening an obstructed region of a metal assembly
KR20180005451A (ko) 용접부 냉각장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21811974

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21811974

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1