(57)【要約】【課題】放射性物質を収納した筒状の金属製キャニスタを貯蔵するためのコンクリート製貯蔵設備（キャスク）に関し、特に冷却済空気の排気効率の向上を図る。【解決手段】放射性物質を収納した円筒状の金属製キャニスタ２５を貯蔵するための円筒状の貯蔵部を有し、該貯蔵部の下部吸気口３４から自然対流により冷却用空気を吸気し、該貯蔵部に収容される前記金属製キャニスタ２５の周囲の冷却流路を経由して、上部排気口から外部に冷却済空気を排気せしめる構造のコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋において、前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路２６から上方に前記冷却済空気を排気する排気孔２７を複数箇所に設けると共に、該複数箇所の排気孔２７にそれぞれ棒状の遮蔽材２８を該排気孔２７の開口方向で見通すことができないように複数本配置して構成したものである。【選択図】      図１
2006058010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質を収納した円筒状の金属製キャニスタを貯蔵するための円筒状の貯蔵部を有し、該貯蔵部の下部吸気口から冷却用空気を自然対流により吸入し、該貯蔵部に収容される前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路を経由して、上部排気口から外部に冷却済空気を排気せしめる構造のコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋において、
前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路の直上から鉛直方向に前記冷却済空気を排気する排気孔を複数箇所に設けると共に、該複数箇所の排気孔にそれぞれ棒状の遮蔽材を該排気孔の開口方向で見通すことができないように複数本配置して構成したコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋。
【請求項２】
放射性物質を収納した円筒状の金属製キャニスタを貯蔵するための円筒状の貯蔵部を有し、該貯蔵部の下部吸気口から冷却用空気を自然対流により吸入し、該貯蔵部に収容される前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路を経由して、上部排気口から外部に冷却済空気を排気せしめる構造のコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋において、
前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路の直径と同程度の直径を有する円盤状であって、該円盤の周縁部の複数箇所に厚さ方向に排気溝を設け、該各排気溝にそれぞれ棒状の遮蔽材を該排気溝の上下方向で見通すことができないように複数本配置して構成したコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋。
【請求項３】
前記排気孔又は排気溝にそれぞれ配置される棒状の前記遮蔽材は、該排気孔又は排気溝に着脱自在に嵌め込まれる支持部材に支持されて設けられたものである請求項１又は２に記載のコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋。
【請求項４】
前記遮蔽蓋は、円筒状に形成された鋼板製の枠体にコンクリートが充填され、該コンクリートの上面に固定された円盤状の鋼板により構成された請求項１，２又は３に記載のコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質を収納した筒状の金属製キャニスタを貯蔵するためのコンクリート製貯蔵設備（キャスク）に関し、特にこのコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等で使用された核燃料の使用済燃料を再処理し、回収されるプルトニウム等の再利用が計られているが、この使用済燃料は再処理するまでの間、適切に貯蔵・保管する必要がある。この使用済燃料の燃料集合体を貯蔵・保管する貯蔵設備は、通常、金属製のキャニスタに密封収容され、更に金属製のキャニスタは金属キャスク又はコンクリートキャスクに収容して、外部への放射線の遮蔽を行うと共に、空気の対流による使用済燃料の冷却を行うようにしている。
この貯蔵設備としてのキャスクは、わが国においては、金属製キャスクに比較して貯蔵設備コストの点で有利な鉄筋コンクリート製又は充填コンクリート製のコンクリートキャスクの使用が今後見込まれている。
【０００３】
使用済燃料を収容する金属製のキャニスタの大きさは、通常、外径１．７ｍ，長さ４．５ｍ程度の円筒状であり、このキャニスタを収容するコンクリートキャスクの大きさは、外径４ｍ，高さ６ｍ程度の円筒状のものが多い。
従来のコンクリートキャスクの構造の一例を図５及び図６に示す。図５（ａ）はコンクリートキャスク１の上面図、図５（ｂ）はその側面の縦断面図であり、図６はコンクリートキャスク１の一部を切欠した断面斜視図である。図５及び図６において２は有底の円筒状に形成されたコンクリート製のキャスク本体であり、その底部に後述する金属製のキャニスタを支持する支持台３が設けられている。
【０００４】
４は円筒状の鋼板の内部に遮蔽用のコンクリートが充填された遮蔽蓋であり、コンクリート部５と鋼板６より構成されており、キャスク本体２の上面に載せられ、ボルト７で固定される。８は炭素鋼製ライナ，９は吸気口であり、キャスク本体２の下部４箇所に設けられている。１０は排気口であり、キャスク本体２に遮蔽蓋４を載置したとき、両者の接触面の４箇所において階段状の開口部として形成されるようになっている。１１は冷却用空気の冷却流路であり、キャスク本体２の内壁面と金属製キャニスタの外壁面との間に形成される。１２は遮蔽蓋４をキャスク本体２の上面に固定するボルト、１３は遮蔽蓋４を吊上げるために鋼板６の上面４箇所に設けられたアイプレートである。１４はコンクリートキャスク１に収容される金属製のキャニスタである。
【０００５】
この従来例のコンクリートキャスク１は、遮蔽蓋４の上面に設けられたアイプレート１３を利用して、図示していないクレーンなどにより遮蔽蓋４を一時的に除去して内部にキャニスタ１４を収容した後、遮蔽蓋４を固定してキャニスタ１４を長期間貯蔵・保管する。この貯蔵状態においては、キャスク本体２の下部に設けられた複数（４箇所）の吸気口９から自然対流により吸気された空気は、キャニスタ１４内に収納された使用済燃料から出る崩壊熱によって熱せられて、その外壁面とキャスク本体２の内壁面との間に形成される冷却用空気の冷却流路１１を通って、キャスク本体２上部と遮蔽蓋４との間に形成される４箇所の複数の排気口１０から排気され、長期間に亘って冷却される。また、キャニスタ１４内の使用済燃料からの放射線は、吸気口９及び排気口１０の形状が２段階に折れ曲っているため、外部への放射漏れの影響は軽減される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−７１８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のコンクリートキャスク１は、キャスク本体２の上部側面に設けられている排気口１０付近、及びコンクリート製の遮蔽蓋４部分の温度が高くなるという問題がある。即ち、このキャスク本体２のコンクリート部の温度は、現在関係機関で検討され、このコンクリート部の温度の上限を９０℃とする案が検討されているが、キャスク本体２の上部側面や遮蔽蓋４の温度は、１２０℃を超える場合もあるため、この種貯蔵設備へのコンクリートキャスク１は適合しなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、キャスク本体２の上部側面付近やその遮蔽蓋の温度を、少なくとも９０℃以下になるような構造のコンクリート製の遮蔽蓋を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本願の第１の発明によるコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋は、放射性物質を収納した円筒状の金属製キャニスタを貯蔵するための円筒状の貯蔵部を有し、該貯蔵部の下部吸気口から冷却用空気を自然対流により吸入し、該貯蔵部に収容される前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路を経由して、上部排気口から外部に冷却済空気を排気せしめる構造のコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋において、
前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路の直上から鉛直方向に前記冷却済空気を排気する排気孔を複数箇所に設けると共に、該複数箇所の排気孔にそれぞれ棒状の遮蔽材を該排気孔の開口方向で見通すことができないように複数本配置して構成したものである。
【０００９】
前記の目的を達成するために、本願の第２の発明によるコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋は、放射性物質を収納した円筒状の金属製キャニスタを貯蔵するための円筒状の貯蔵部を有し、該貯蔵部の下部吸気口から冷却用空気を自然対流により吸入し、該貯蔵部に収容される前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路を経由して、上部排気口から外部に冷却済空気を排気せしめる構造のコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋において、
前記金属製キャニスタの周囲の冷却流路の直径と同程度の直径を有する円盤状であって、該円盤の周縁部の複数箇所に厚さ方向に排気溝を設け、該各排気溝にそれぞれ棒状の遮蔽材を該排気溝の上下方向で見通すことができないように複数本配置して構成したものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、金属製キャニスタの外周面とコンクリートキャスクの内壁との間に形成される冷却用空気の冷却流路の直上から鉛直方向に当該冷却済空気を排気する排気孔又は排気溝を設けたものであるため、冷却済空気の排気が効率的に行えるものであり、コンクリートキャスクの上部側面やコンクリート製の遮蔽蓋の温度を低下させることができる。また、排気孔又は排気溝には棒状の遮蔽材を開口方向で見通すことができないように複数設けられているため、外部への放射漏れの影響は従来と同程度である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
〔実施例１〕
図１は、本発明の第１の実施例を示すものであり、図１（ａ）はコンクリートキャスク２０の上面図，図１（ｂ）はその側面縦断面図，図１（ｃ）はコンクリート製のキャスク本体上部の斜視図，図１（ｄ）はコンクリート製の遮蔽蓋の斜視図を示すものである。
図１において、２１はコンクリート製のキャスク本体，２２は円盤状の遮蔽蓋であり、内部にコンクリートが充填された鋼板製の円筒部２３とその上面の鋼板製の蓋板２４で構成されている。遮蔽蓋２２は、図示していないボルト等によりキャスク本体２１に固定されている。２５は金属製のキャニスタ，２６は金属製キャニスタ２５の外壁面とキャスク本体２１の内壁面との間に形成された冷却用空気の冷却流路である。
【００１２】
２７は遮蔽蓋２２に複数箇所（例えば４箇所）設けられた方形の冷却済空気の排気孔、２８は排気孔２７に設けられた複数の棒状の遮蔽材であり、排気孔２７に水平かつ平行であって、当該排気孔２７の上下方向から見通すことができないように、例えば千鳥配列に設けられている。２９は遮蔽蓋２２を支持するキャスク本体２１の支持部である。３０は遮蔽蓋２２をキャスク本体２１に固定するボルトであり、遮蔽蓋２２の鋼板２４の取付孔３１を介してキャスク本体２１のねじ孔３２にねじ込まれて固定される。３３は遮蔽蓋２２をキャスク本体２１に着脱する際に、例えばクレーン等により吊上げる時に使用されるアイプレートである。３４はキャスク本体２１の下部に設けられた吸気口，３５はキャニスタ２５を支持する支持台である。
【００１３】
このように構成されているので、キャスク本体２１の下部の吸気口３４から自然対流により吸気された冷却用空気は、冷却流路２６でキャニスタ２５の内部の崩壊熱によって熱せられて排気されるが、排気孔２７は冷却流路２６の直上に鉛直方向に設けられているため、自然対流が阻害されることなく効率的に排気されることになる。なお、排気孔２７には前述したように複数の棒状の遮蔽材２８が設けられているため、使用済燃料から出る放射線は、遮蔽材２８で十分に遮蔽される。
なお、排気孔２７に設置される棒状の遮蔽材２８の配置は、図１の実施例においてはキャスク本体２１の中心部から外側に向かって平行に設けられているが、円周方向に平行に設けるようにしてもよい。
【００１４】
棒状の遮蔽材２８の断面形状は、冷却用空気の流れをよくする（空気抵抗を少なくする）うえから、円形，流線形，半円を直線で結んだようなレーストラック形状などが適している。また、この遮蔽材２８の材質は、放射線（γ線，中性子線）を遮蔽する必要があるため、γ線遮蔽用としての鉄，ステンレスなどの鋼材や鋼材と鉛の組合せなどと、中性子線遮蔽用としてのポリエチレンなどの高分子材料とを適宜組合せて使用する。
【００１５】
〔実施例２〕
図２は、本発明の第２の実施例を示すものであり、図１に示した第１の実施例における複数の棒状の遮蔽材２８を排気孔２７に着脱自在に設置できるようにしたものである。
図２（ａ）はコンクリートキャスク４０の上面図、図２（ｂ）はコンクリートキャスク４０の上部の側面断面図、図２（ｃ）は遮蔽蓋に装着される遮蔽材ブロックである。図２において、４１は円盤状の遮蔽蓋であり、内部にコンクリートが充填された鋼板製の円筒部４２と、その上面の鋼板４３からなり、この鋼板部分で図示していないボルト等によりキャスク本体２１に固定されている。この遮蔽蓋４１の複数（例えば４箇所）の排気孔４４に着脱自在に設けられる遮蔽材ブロック４５は、図２（ｃ）に示すようにＬ字状の鋼板からなる２個の支持部材４６，４６に、複数の棒状の遮蔽材４７が水平にかつ平行であって、排気孔４４の上下方向から見通すことができないように、例えば千鳥配列に設けられているものである。
【００１６】
なお、前述の遮蔽蓋４１が装着されるキャスク本体２１は、図１に示した構成と同じであるため、同一の記号を付し、その説明を省略する。
遮蔽蓋４１の排気孔４４は通し孔となっており、この排気孔４４に遮蔽材ブロック４５を上方から挿入し、図示していないボルト等により遮蔽蓋４１に固定できるようになっている。従って、コンクリートキャスク４０の内部の状況をテレビカメラで観察する場合は、排気孔４４から遮蔽材ブロック４５を外して通し孔になった排気孔４４からテレビカメラ等を挿入して内部の状態を観察することが可能となる。
なお、遮蔽材ブロック４５の支持部材４６を、断面形状がコの字状又はロの字状の鋼板による枠体に形成して、この枠体に棒状の遮蔽材４７を固定するようにしてもよい。また、遮蔽材４７の設置方向は、図２に示すように円周を横切る方向に平行に設置してもよいし、円周方向に平行に設置してもよい。
【００１７】
〔実施例３〕
図３は、本発明の第３の実施例を示すものであり、図３（ａ）はコンクリートキャスク５０の上面図，図３（ｂ）はその側面縦断面図，図３（ｃ）はコンクリート製のキャスク本体上部の斜視図，図３（ｄ）はコンクリート製の遮蔽蓋の斜視図であり、コンクリート製の蓋本体とその上面に固定される鋼板を分離した状態を示すものである。
図３において、５１はコンクリート製のキャスク本体，５２は円盤状の遮蔽蓋であり、内部にコンクリートが充填された鋼板製の円筒部５３の上面に鋼板５４が溶接等により固定されるものである。５５は金属製のキャニスタ，５６は金属製キャニスタ５５の外壁面とキャスク本体５１の内壁面との間に形成された冷却用空気の冷却流路である。５７は遮蔽蓋５２の周縁の４箇所に凹部として設けられた冷却済空気の排気用の排気溝であり、断面形状はコの字に形成されている。
【００１８】
５８は排気溝５７に設けられた複数の棒状の遮蔽材であり、排気溝５７に水平かつ平行であって、当該排気溝５７の上下方向から見通すことができないように、例えば千鳥配列に設けられているものである。５９は遮蔽蓋５２をキャスク本体５１に固定するボルトであり、遮蔽蓋５２の鋼板５４の取付孔６０を介してキャスク本体５１のねじ孔６１にねじ込まれて固定される。前述の遮蔽蓋５２の周縁に設けられた排気溝５７の溝底部は円弧状ではなく、平らに（直線状に）して固定作業が容易に行えるようにしてある。６２は遮蔽蓋５２をキャスク本体５１に着脱する際に、例えばクレーン等により吊上げる時に使用されるアイプレートである。
なお、キャスク本体５１の下部には、金属製のキャニスタ５５を支持する支持台６３と、冷却用空気を自然対流により吸入する吸気口６４が複数箇所（４箇所）に設けられている。
【００１９】
〔実施例４〕
第４の実施例は、図３に示した第３の実施例において、遮蔽蓋５２の周縁の４箇所に形成された排気溝５７に設置される遮蔽材５８を、着脱自在に設けることができる遮蔽材ブロックを示すものである。この遮蔽材ブロック６５は、図４に示すように、一辺が円弧状に形成されている略方形の鋼板による枠体６６に、複数の棒状の遮蔽材６７を排気溝５７に水平かつ平行であって当該排気溝５７の上下方向で見通すことができないように、例えば千鳥配列に配置されるものである。
なお、図４に示した遮蔽材ブロック６５は、断面形状が略方形（ロの字状）の枠体としてあるが、コの字状の枠体としてもよい。
また、コンクリート製の蓋本体５３が挿入されるキャスク本体５１の内周面のうち、蓋本体５３に設けられる排気溝５７に対応する部分を直線状態に形成することにより、排気溝５７に装着する枠体を方形に形成させて、遮蔽材６７の装着を容易に行えるようにすることもできる。
【００２０】
なお、図１及び図３の実施例では、コンクリート製の蓋本体２３又は５３に遮蔽材２８又は５８を直接装着するように示してあるが、例えば図２又は図４に示すように、コの字状又はロの字状等の鋼板による枠体に遮蔽材２８又は５８を装着して、遮蔽材ブロック４５又は６５として構成してから蓋本体２３又は５３に装着固定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によるコンクリート製貯蔵設備の遮蔽蓋は、核燃料サイクル資源としての使用済核燃料を再処理するまでの貯蔵用の設備等に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施例を示すコンクリートキャスクの上面図，側面縦断面図，斜視図などである。
【図２】本発明の第２の実施例を示すコンクリートキャスクの上面図，側面の一部縦断面図，斜視図などである。
【図３】本発明の第３の実施例を示すコンクリートキャスクの上面図，側面縦断面図，斜視図などである。
【図４】本発明の第４の実施例を示すもので、遮蔽蓋に装着される遮蔽材ブロックの斜視図である。
【図５】従来のコンクリートキャスクの上面図と側面縦断面図である。
【図６】従来のコンクリートキャスクの一部切欠の斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１，２０，４０，５０  コンクリートキャスク
２，２１，５１  コンクリート製のキャスク本体
３，３５，６３  支持台
４，２２，４１，５２  遮蔽蓋
５，２３，４２，５３  内部にコンクリートが充填された鋼板製の円筒部
６，２４，４３，５４  円盤状の鋼板
７，１２，３０，５９  ボルト
８  炭素鋼製のライナ
９，３４，６４  吸気口
１０，  排気口
１１，２６，５６  冷却用空気の冷却流路
１３，３３，６２  アイプレート
１４，２５，５５  金属製のキャニスタ
２７，４４  排気孔
２８，４７，５８，６７  遮蔽材
２９  キャスク本体の遮蔽蓋の支持部
３１，６０  鋼板の取付孔
３２，６１  キャスク本体のねじ穴
４５，６５  遮蔽材ブロック
４６  遮蔽材の支持部材
５７  排気溝
６６  遮蔽材装着用の枠体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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