JPH01165996A - 使用済燃料貯蔵装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ｆｉ業上の利用分野］ 本発明は原子力発電所等の原子炉において使用された燃
料を被包し、放射線を遮蔽して貯蔵する装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 第４〜５図は従来技術の例で、第４図は使用済燃料を封
入したキャニスタを収納するコンクリートによって形成
された遮蔽モジュールの斜視断面図、第５図は上記遮蔽
モジュールのキャニスタを含む部分の縦断面図である。

第４〜５図において、５１は遮蔽□モジュール、５２は
遮蔽板、５３はキャニスタ、５５は冷却用の空気流入孔
、５６は冷却用の空気流出孔である。原子炉において使
用された燃料を貯蔵する方法として、当初は水ブールに
よる方法が主流てあったが、初期投資費が大きいこと、
水冷関連の経常費か高くつくことから、その後初期投資
費が小さく、特別の通常時冷却系を必要としない、輸送
用のスヂールキャスクをそのまま貯蔵する方法が考えら
れて来た。然しながら輸送用のスチールキャスクを使用
した貯蔵方法は、貯蔵建屋に使用済燃料からの中性子遮
蔽のための補助遮蔽装置が必要であること、或いは貯蔵
施設を廃止する場合に大量の２次廃棄物が発生するなど
の不具合を生していた。第４〜５図はこれらの不具合に
対処して製作された従来の遮蔽モジュール５１による貯
蔵方法である。原子炉から取り出された使用済みの燃料
は原子炉燃料プール施設において輸送用キャスクに内設
されたキャニスタ５３内に収納され、放射線遮蔽用船を
冠着されて外部に搬出される。搬出されたキャニスタ５
３は盲板を装着したのち脱水、・乾燥され、更に内部に
不活性ガスを充填したのち溶接によって気密を保持され
る。上記手順によって貯蔵状態を完了したキャニスタ５
３は、輸送用キャスク内に収納された状態てキャスク蓋
を取着され、トレーラによって使用済燃料貯蔵所に搬入
される。燃料貯蔵所には予め第４〜５図の構造のコンク
リートによって形成された遮蔽モジュール５１か構設さ
れている。搬入されたキャニスタ５３は遮蔽モジュール
５１の前に位置決めされたのち、挿入装置によって遮蔽
モジュール５１内に挿入され、遮蔽板５２か封着される
。原子炉から取り出された使用済燃料は長期間に亘って
発熱を行／♂うため、その除熱が不十分な場合温度上昇
によって放射能密封機構の破損或いは使用済燃料自体の
破損や放射線損傷の惹起等の事故拡大の可能性がある。

従フて除熱能力の維持は貯蔵装置の安全性の確保の上で
最も重要な事項である。第４〜５図はキャニスタの冷却
を空気の自然循環によって行なっている例である。キャ
ニスタ５３を収納している遮蔽モジュールはコンクリー
トによって形成されており、前壁の下部に冷却用の空気
流人孔５５か形設されている。空気流入孔５５の遮蔽モ
ジュール５１内の開口部にはコンクリートによる緩衝室
が形設されている。該緩衝室周壁には空気の流出孔か形
設されており、空気流入孔５５から流入した冷却用空気
を使用済燃料貯蔵用空間の下部に形設した空間に流出自
在にするとともに、該空気の流出孔は使用済燃料貯蔵空
間における放射線が外部に漏洩するのを防止するために
迷路状に形成されている。空気流入孔５５から流入した
冷却用空気は緩衝室に入り、緩衝室周壁に形設された流
入孔を経て燃料貯蔵用空間の下部に入り、燃料貯蔵用空
間上部に挿設された状態のキャニスタ５３の周囲を通過
したのち、遮蔽モジュール５１の上部に形設された空気
流出孔５６から外部に流出する。原子炉から取り出され
て、搬入、挿入されたキャニスタ５３内の使用済燃料は
長期間に亘って崩壊熱を発生するため、キャニスタ内部
の温度は約４００℃、キャニスタ外壁の温度は約２００
℃に上昇している。従って燃料貯蔵用空間に流入した冷
却用空気はキャニスタと接触することによって昇温し、
比重を減じて上昇し、上部の空気流出孔５６から外部へ
流出する。このように従来のコンクリートによって形成
された遮蔽モジュールによる使用済燃料の貯蔵装置にお
いても、使用済燃料を封入したキャニスタを収納し、放
射線を遮蔽するとともに遮蔽モジュールの下部と上部に
それぞれ冷却空気の流入孔および流出孔を形設して空気
の流通路を形成することによりキャニスタに接触する空
気の温度上昇に伴なう上昇気流の発生によって、空気の
自然循環によるキャニスタおよびキャニスタ内に封入さ
れた使用済燃料の除熱を行なうことが可能てあった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記従来のコンクリートによって形成され
た、使用済燃料貯蔵のための遮蔽モジュールにおいては
、冷却用空気の流入孔および内部の緩衝室が遮蔽モジュ
ールの内部にあるために、遮蔽モジュールの構造が複雑
になり、製作工数の増加と安全性確保のための製品検査
が困難になるほか緩衝室から流出する冷却用空気が、上
部のキャニスタに−様な流速および流量で接触すること
が困難であり、キャニスタが均一に冷却されないと言う
不具合を有していた。

［問題点を解決するための手段コ 上記の問題点を解決するための手段は、前記特許請求の
範囲に記載のとおり、コンクリートによって形成され、
内部に使用済燃料を貯蔵するための内部空間を有する遮
蔽モジュールであって、該遮蔽モジュールの前部には遮
蔽プラグによって閉鎖可能な開口部を有し、該遮蔽モジ
ュールの上部には前記内部空間と外部とを連通ずる複数
の空気孔を有するとともに、該遮蔽モジュールの下部に
は冷却空気流入路に通ずる開放空間を有する使用済燃料
貯蔵装置である。

［作　用］ 原子炉使用済燃料をコンクリートによって形成された遮
蔽モ、ジュール（以下コンクリートモジュールと言う。

）に貯蔵するに際し、コンクリートモジュールは内部に
使用済燃料を封入したキャニスタを収納するための空間
を有し、前部のキャニスタ搬入用間口部は遮蔽プラグに
よって閉鎖可能な構造とし、上部にはキャニスタ収納部
空間と外部とを連通ずる複数の空気流出孔を形設し、下
部には冷却空気流入孔に通ずる開放空間を形設する。該
コンクリートモジュールを配設するコンクリートによっ
て形成されたコンクリートモジュール用パッド（以下コ
ンクリートパッドと言う）には予め冷却空気流入孔およ
び上記のコンクリートモジュールの下部開放空間に通ず
る冷却空気流入路が形設されている。コンクリートパッ
ドの冷却空気流入部の内部にはコンクリートの障壁を形
設し、使用済燃料を封入したキャニスタからの放射線の
外部への漏洩を防止している。またコンクリートパッド
内の冷却空気流入路は開放状態に形設されている。従っ
て該コンクリートモジュールによる使用済燃料貯蔵装置
は、コンクリートパッドを開放状態で製作し、構造が単
純であるために経費の節減が可能である上、要部の点検
が容易かつ完全に実施し得ること、コンクリートパッド
内の冷却空気の流通路およびコンクリートモジュール下
部開放空間は何等障害物を有しない簡潔な構造であるた
めにキャニスタ冷却用空気を均一に供給し得ると言う利
点を有している。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は本発明に基く、使用済燃料を貯蔵するための内
部空間と、該空間と外部とを連通する冷却用空気流出孔
を上部に有し、冷却空気流入路に通ずる開放空間を下部
に有した使用済燃料貯蔵用のコンクリートモジュールと
、該コンクリートモジュールを定着させるコンクリート
パッドの縦断面図、第２図は第１図におけるａ’ａ線断
面図、第３図はコンクリートモジュールおよびコンクリ
ートパッド各部の温度分布を示すための構造概念図であ
る。第１〜３図において、１はコンクリートモジュール
、２は遮蔽プラグ、３はキャニスタ、４は収納容器、５
は空気流入孔、６は空気流出孔、７は使用済みの燃料集
合体、８はセパレータ、９はコンクリートパッドである
。原子炉から取り出された使用済みの燃料は原子炉燃料
プール施設において輸送用キャスクに内設されたキャニ
スタ３内に収納され、放射線遮蔽用船を冠着されて外部
に搬出される。搬出されたキャニスタ３は盲板を装着し
たのち脱水、乾燥され、更に内部に不活性ガスを充填し
たのち溶接によって気密を保持される。上記手順によっ
て貯蔵状態を完了したキャニスタ３は、輸送用キャスク
内に収納された状態てキャスク蓋を取着され、トレーラ
によって使用済燃料貯蔵所に搬入される。燃料貯蔵所に
は予め第１〜３図の構造のコンクリートモジュール１が
構設されている。搬入されたキャニスタ３はコンクリー
トモジュール１の前に位置決めされたのち、予めコンク
リートモジュール内にコンクリートモジュールの内壁か
ら一定間隔を保って取設しである金属板製のキャニスタ
収納容器４内に挿入される。キャニスタ挿入終了後、収
納客器４には密封蓋を溶接によって取り付け、収納容器
４内を真空引きし、真空部分に不活性ガスを注入し密閉
する。然るのちに入口に遮蔽プラグ２を取設して貯蔵作
業を終了する。原子炉から取り出された使用済燃料は長
期間に亘って発熱を行なうため、その除熱が不十分な場
合温度上昇によって放射能密封機構の破損或いは使用済
燃料自体の破損の惹起等の事故拡大の可能性がある。

従って除熱能力の維持は貯蔵装置の安全性の確保の上で
最も重要な事項である。第１〜３図は上記のコンクリー
トモジュール内に収納された使用済燃料封入キャニスタ
３の空気の自然循環による冷却例である。コンクリート
パッド９に形設された冷却用の空気流入孔５から流入し
た空気は、コンクリートパッド９の人口部で放射線漏洩
防止用障壁部を通り、開放状態の冷却空気流入路に入る
。

コンクリートバットの上部にはキャニスタ３を収納した
コンクリートモジュール１が配設されている。該コンク
リ、−トモジュール１は内部に使用済燃料の集合体７を
封入したキャニスタ３を収納するための空間を有し、前
部のキャニスタ３搬入用開口部は遮蔽プラグ２によって
閉鎖可能な構造とし、上部にはキャニスタ３収納部空間
と外部とを連通する複数の空気流出孔を形設し、下部に
は冷却空気流入孔に通ずる開放空間を形設しである。

コンクリートパッド９の開放状態の冷却空気流入路に流
入した冷却用空気は、上部の開放空間で拡散し、均一な
速度でキャニスタ３を被包している収納容器４の外壁に
接触し、熱交換を行なって収納容器４の外壁温度を低下
させ、冷却空気自体は昇温しで比重を減じることによっ
て自然上昇し、上部の空気流出孔６から外部に流出する
。その際昇温した空気が直接周壁のコンクリートと接触
した場合、コンクリートが乾燥し劣化を生じるため、本
実施例においては第２〜３図に示すように、コンクリー
トモジュール１のキャニスタ３収納部周壁およびその上
部の空気流出孔６の周壁部は、周壁から一定の距離を有
してセパレータ８を固設してあり、コンクリートモジュ
ール１の内壁とセパレータ８の間隙にはコンクリートパ
ッド９から流入し、収納容器４に接触して昇温する以前
の低温空気を導入している。第３図は上記のセパレータ
８を固設した場合のコンクリートモジュール１およびコ
ンクリートバット９の各部の温度分布を示すための構造
概念図である。第３図において、ｔｌは燃料集合体中心
部最高温度、ｔ２はキヤニスタ３の胴部最高温度、ｔ３
は収納容器４の胴部最高温度、ｔ４はコンクリートパッ
ド流入部の冷却空気温度、ｔ５はコンクリートモジュー
ルの冷却空気流出部の冷却空気温度、ｔ６はコンクリー
トモジュール１の内壁とセパレータ８との間隙から流出
する冷却空気温度、ｔ７はコンクリートモジュール１の
最高部温度である。本実施例において１．＝４００℃、
ｔ４＝３５℃とした場合、ｔ２＝１９０℃、ｔ３＝１４
０℃、ｔ５＝７０℃、ｊａ＜７０℃、　　ｔ、＜７０℃
となり、コンクリートモジュール１は常に安全な温度を
維持することが可能となる。

［発明の効果］ 本発明は上記実施例から明らかなように、原子炉使用済
燃料貯蔵所において、遮蔽モジュールおよび遮蔽モジュ
ールを定着させるパッドをコンクリートによって形成し
、使用済燃料冷却用空気の流入孔および使用済燃料から
の放射線の冷却空気流入孔からの漏洩を防止する遮蔽障
壁を上記コンクリートパッド内に形設することによって
、上記の遮蔽用のコンクリートモジュールには、中央部
に使用済燃料貯蔵のための内部空間を有し、上部には前
記内部空間と外部とを連通ずる冷却空気流出孔を設け、
下部にはコンクリートパッドに形設した冷却用空気流入
路に通じる開放空間を形設せしめ、それによってコンク
リートモジュールの構造を単純化して製作コストを低減
し、製作時の要部の点検を容易かつ完全なものにし得る
とともに、コンクリートモジュールの下部が開放空間で
あることによる冷却用空気の使用済燃料収納部への流入
を均一化し、効率良く冷却を行ない得ると言う効果を有
する。また、前記のとおりモジュール化した単純な構造
であるので大量の遮蔽モジュールを一挙に設りることも
、逐次増設することも任意で、その設置作業も容易であ
る利点がある。　　　゛

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例であり、第１図は原子炉
使用済燃料を封入したキャニスタを収納した状態の収納
容器、コンクリートモジュールおよびコンクリートパッ
ドの縦断面図、第２図は第１図おけるａ’ａ線断面図、
第３図はコンクリートモジュールおよびコンクリートパ
ッド各部の温度分布を示すための構造概念図である。第
４〜５図は従来技術の例である。 １・・・コンクリートモジュール、 ２・・・遮蔽プラグ、　　　　３・・・キャニスタ、４
・・・収納容器、　　　　　５・・・空気流入孔、６・
・・空気流出孔、　　　　７・・・燃料集合体、８・・
・セパレータ、 ９・・・コンクリートパッド、 ５１・・・遮蔽モジュール、　５２・・・遮蔽板、５３
・・・キャニスタ、　　　５５・・・空気流入孔、５６
・・・空気流出孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コンクリートによって形成され、内部に使用済燃料
   を貯蔵するための内部空間を有する遮蔽モジュールであ
   って、該遮蔽モジュールの前部には遮蔽プラグによって
   閉鎖可能な開口部を有し、該遮蔽モジュールの上部には
   前記内部空間と外部とを連通する複数の空気孔を有する
   とともに、該遮蔽モジュールの下部には冷却空気流入路
   に通ずる開放空間を有することを特徴とする使用済燃料
   貯蔵装置。 ２）遮蔽モジュールと使用済燃料封入キャニスタの収納
   容器との間に熱遮蔽用のセパレータを固設した特許請求
   の範囲１）項記載の使用済燃料貯蔵装置。