(57)【要約】【課題】排気通路内の断熱材量を低減でき、且つ貯蔵している放射性物質の冷却性能を向上できる放射性物質貯蔵施設を提供する。【解決手段】放射性物質貯蔵施設１は、貯蔵建屋３０内に、放射性物質貯蔵エリア２、及びこのエリア２に連絡される吸気ダクト８及び排気ダクト９を備えている。ガラス固化体３が内部に収納される複数の収納管４が、放射性物質貯蔵エリア２内に配置される。放熱板１１は、直交するように配置された複数の格子部材によって構成される。格子部材は収納管４の相互間に配置される。格子部材にて形成される複数の冷却流路３１内にそれぞれ収納管４が配置される。格子部材の両側面は別々の冷却流路３１内を流れる冷却空気と接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質貯蔵エリアと、この放射性物質貯蔵エリア内に冷却空気を導く吸気通路と、放射性物質貯蔵エリアから排出される前記冷却空気を外部に導く排気通路と、前記放射性物質貯蔵エリア内に配置され、内部に放射性物質が収納される複数の収納管と、前記収納管の相互間に配置されて両側面が前記冷却空気と接触する放熱部材とを備え、
前記放熱部材が、前記収納管の相互間に配置される複数の冷却流路構成部材によって構成されていることを特徴とする放射性物質貯蔵施設。
【請求項２】
前記放熱部材は、前記冷却流路構成部材である第１板状部材及び第２板状部材が交差するように配置されている請求項１記載放射性物質貯蔵施設。
【請求項３】
前記第１板状部材と前記第２板状部材が直交して構成された前記放熱部材を備えた請求項２記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項４】
前記第１板状部材及び前記第２板状部材のいずれかが前記収納管の相互間に２枚配置されている前記放熱部材を備えた請求項２記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項５】
前記冷却流路構成部材が筒状部材である請求項１記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項６】
第１板状部材及び第２板状部材のそれぞれの端部が、前記放射性物質貯蔵エリアの側壁に取り付けられた支持部材に挟み込まれており、その端部と前記支持部材との間に断熱部材が配置されている請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項７】
前記冷却流路構成部材が鉄鋼、ステンレス鋼及びアルミニウム合金のいずれかを用いて構成されている請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項８】
前記冷却流路構成部材の表面に塗装、メッキ及び溶射のいずれかの表面処理が施されている請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項９】
前記放熱部材が、前記収納管の相互間にそれぞれ２枚配置されている前記冷却流路を含んでいる請求項１記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項１０】
前記放熱部材は、ある方向に並んだ複数の前記収納管の相互間、及び前記ある方向と交差する他の方向に並んだ複数の前記収納管の相互間のうちの少なくとも１つの相互間に、前記冷却流路構成部材を配置して構成される請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の放射性物質貯蔵施設。
【請求項１１】
前記冷却流路構成部材が前記収納管の相互間に平行に配置されている前記放熱部材を備え、前記冷却流路構成部材が伸びている方向における前記収納管の相互間の間隔が、前記収納管の外径に対し２倍以上４．６倍以下である請求項１あるいは請求項６ないし請求項８あるいは請求項１０のいずれか１項に記載の放射性物質貯蔵施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質貯蔵施設に係り、特に、原子力発電所で発生する使用済燃料集合体及び使用済燃料再処理施設で発生する高レベル放射性廃棄物ガラス固化体等の、発熱を伴う放射性物質を貯蔵するのに好適な放射性物質貯蔵施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所で使用された後の使用済燃料集合体は、原子力発電所の燃料貯蔵プール内に保管される。燃料貯蔵プールに所定期間貯蔵された使用済燃料集合体は、ウラン及びプルトニウム等の再使用可能な核燃料物質を回収するために再処理施設にて再処理される。この再処理によって高レベル放射性廃棄物のガラス固化体（以下、ガラス固化体という）が発生する。ガラス固化体は、最終的には地下に設けられた処分場にて埋設処分される。しかし、ガラス固化体は、製造直後は発熱量が高いため、数十年間専用の貯蔵施設にて冷却しながら貯蔵し、処分可能な発熱量まで低下した後に処分される。
【０００３】
ガラス固化体の貯蔵施設の一例が特許文献１に記載されている。この例のガラス固化体貯蔵施設は、ガラス固化体を収納する複数の収納管を貯蔵ピット内に設置している。通風管が収納管の周囲を同心状に取り囲んでおり、収納管と通風管の間に貯蔵施設外から取り入れた空気を流している。ガラス固化体はこの空気によって冷却される。ガラス固化体を冷却した空気は、暖められて貯蔵施設内に形成される排気ダクトを通って外部へ排出される。この冷却用の空気は、暖められた空気が上昇する力を利用して、自然循環により貯蔵施設内を流れる。
【０００４】
特許文献２も、ガラス固化体を収納する複数の収納管が貯蔵ピット内に設置されたガラス固化体貯蔵施設を記載している。貯蔵施設外から取り入れた空気は、貯蔵ピット内で収納管の周囲を水平方向に流れて、ガラス固化体を冷却する。収納管を取り囲む通風管は設けられていなく、貯蔵ピット内の空間全体が空気の流路となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０５２９１号公報
【特許文献２】特公平０６−０３１８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自然循環で貯蔵施設内に空気を流す場合、空気の循環流量は貯蔵するガラス固化体に含まれる放射性物質の発熱量に従って決まるため、空気流量を更に増加させてガラス固化体の冷却性能を向上させることは難しい。そこで、従来の貯蔵施設では、空気流量を増加せずに冷却性能を向上させるため、収納管表面の空気流路を絞り込んで流速が増すような構造としたり、収納管表面にフィンを取り付けて放熱面積を増加させたりしている。
【０００７】
例えば、特許文献２記載の貯蔵施設では、貯蔵ピット内の収納管相互間の空間が空気流路となるため、空気流速が遅く、収納管表面の熱伝達率は小さくなる。そのため、発熱量の大きな放射性物質は貯蔵することができない。
【０００８】
これに対し、特許文献１記載の貯蔵施設は、冷却用の空気を収納管と通風管の間に形成される狭い環状流路に流すことによって、空気流速を増しているため、収納管表面の熱伝達率が大きくなる。このため、この貯蔵施設は、発熱量の大きな放射性物質も貯蔵可能になる。しかしながら、特許文献１記載の貯蔵施設は、上記した環状流路の断面積が絞られて環状流路での圧力損失が大きくなるため、空気の循環流量が逆に減少する。放射性物質を冷却した後の排気空気の温度は、通風管を設けない場合に比べて著しく高くなる。高温の排気空気から貯蔵施設の排気ダクトの側壁を守るため、断熱材を多量に設置しなければならない。
【０００９】
本発明の目的は、排気通路内の断熱材量を低減でき、且つ貯蔵している放射性物質の冷却性能を向上できる放射性物質貯蔵施設を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明の特徴は、放射性物質貯蔵エリア内に配置された収納管の相互間に配置されて両側面が前記冷却空気と接触する放熱部材とを備え、この放熱部材が、収納管の相互間に配置される複数の冷却流路構成部材によって構成されていることにある。
【００１１】
冷却流路構成部材の両側面が、冷却空気が流れる冷却空気流路に面しているため、放射性物質貯蔵エリア内の冷却空気流路の流路面積が増大し、冷却空気流路の圧力損失が低下する。この圧力損失の低下により、冷却空気流路を流れる冷却空気流量が増大し、放射性物質貯蔵エリアから排出される冷却空気温度が低下する。このため、放射性物質貯蔵エリアから外部に冷却空気を排出する排気流路内に設けられる断熱材料を減少させることができる。また、接触冷却流路構成部材の両側面が冷却空気と接触するため、発熱する放射性物質を収納した収納管からの熱により加熱される冷却流路構成部材の除熱を向上させることができる。したがって、その放射性物質の冷却性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気通路内の断熱材量を低減でき、且つ貯蔵している放射性物質の冷却性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な一実施例である放射性物質貯蔵施設を、図１〜図３を用いて以下に説明する。
【００１４】
本実施例の放射性物質貯蔵施設１は、貯蔵建屋３０を有し、この貯蔵建屋３０内に、天井スラブ５によって仕切られた放射性物質貯蔵エリア室２及び搬送エリア６を設けている。上端部が天井スラブ５に取り付けられた複数の収納管４は、放射性物質貯蔵エリア２内に配置される。ガラス固化体（放射性物質）３が内部に収納されるこれらの収納管４の下部は、側壁４０に取り付けられた部材によって水平方向に固定され、垂直方向に熱膨張による伸びを吸収する構造となっている。各収納管４の上端部は、プラグ１０によって密封される。ガラス固化体３を任意の収納管４に収納、搬出するための移動可能な搬送台車７が、搬送エリア６内に設けられている。
【００１５】
格子状に構成された放熱板（放熱部材）１１が、放射性物質貯蔵エリア２内に配置される。放熱板１１は、平行に配置された複数の格子部材３３、及び格子部材３３と直交する方向に配置された複数の格子部材３４を格子状に組合せることによって構成されている。格子部材３３，３４は、横断面が正方形の正方格子を形成している。格子部材３３の高さは少なくとも格子部材３４の高さになっている。放熱板１１の各格子部材は、収納管４の相互間に配置されている。各格子部材の端部は、図２に示すように、放射性物質貯蔵エリア２の側壁４０（図５参照）にそれぞれ取り付けられている。各収納管４は、放熱板１１の各格子部材３３，３４によって四方を囲まれて形成される冷却流路３１の横断面の中央部に位置している。放熱板１１は、高さ方向において、収納管４内のガラス固化体３の収納領域と同じ位置に設けられている。格子部材３３，３４は冷却流路構成部材である。放熱板１１の下端と床スラブ１２の間には、水平方向に伸びる下部プレナム部１３が形成される。また、放熱板１１の上端と天井スラブ５の間には、水平方向に伸びる上部プレナム部１４が形成される。下部プレナム部１３及び上部プレナム部１４は、冷却流路３１にそれぞれ連絡される。下部プレナム部１３、冷却流路３１及び上部プレナム部１４の順に連絡される冷却空気流路３２が、放射性物質貯蔵エリア２内に形成される。
【００１６】
放熱板１１は、強度の関係から炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属板を用いると良いが、収納管４から放熱板１１に輻射によって熱が伝わるため輻射率の高い材料の使用が望ましい。特に、アルミニウム合金の場合は非常に放射率が小さいため、例えば陽極酸化皮膜を施して放射率を向上させた方が良い。炭素鋼の場合、アルミニウム溶射を表面に施すと、放射率と防食の両方を向上する事ができる。また、各金属板の表面に塗装を施すことでも放射率を向上させることができる。特に、アルミニウム溶射にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂による封孔処理を施すことによって、放射率をより増加させることができる。
【００１７】
収納管４内に収納されているガラス固化体３を冷却するための冷却空気を外部より取り入れる吸気ダクト８、及びガラス固化体３を冷却し温度が上昇した冷却空気を外部へ放出する排気ダクト９が、貯蔵建屋３０内に設けられている。吸気ダクト８は下部プレナム部１３に連絡され、排気ダクト９は上部プレナム部１４に連絡されている。
【００１８】
放熱板１１を放射性物質貯蔵エリア２の側壁４０に取り付ける構造の詳細を、図５を用いて説明する。Ｌ字状になっている一対の支持金具４１が、格子部材３３，３４の端部の数だけ、アンカー４３（図６参照）によって側壁４０に取り付けられる。一対の支持金具４１の間に該当する格子部材の端部が挿入される。各支持金具４１の、格子部材の端部と向き合うそれぞれの面に断熱部材４２（図６参照）が取り付けられており、支持金具４１と格子部材との間には断熱部材４２が存在する。このため、格子部材３３，３４のそれぞれ端部は、支持金具４１に直接接触しない。また、格子部材３３，３４のそれぞれ端部は、２つの断熱部材４２によって挟み込まれており、支持金具４１に固定されていない。放熱板１１は、床スラブ１２に設置される棒状の支持部材（図示せず）によって下面が支持されている。
【００１９】
ガラス固化体３を収納した輸送用キャスクは、原子力発電所から放射性物質貯蔵施設１に運ばれてくる。輸送用キャスクは、まず、貯蔵建屋３０内に設けられた受け入れ室（図示せず）内に運ばれ、そこで所定の検査を受ける。その後、ガラス固化体３は、搬送台車７によって所定の収納管４の上方に運ばれ、プラグ１０が外された収納管４内に収納され貯蔵される。ガラス固化体３を収納した後、搬送台車７によってプラグ１０が収納管４の上端部に取り付けられ、収納管４が密封される。
【００２０】
冷却空気は、貯蔵建屋３０の外部から吸気ダクト８内に取り込まれ、下部プレナム部１３に導かれる。冷却空気は、それぞれの冷却流路３１内を上昇しながら収納管２内のガラス固化体３から放出される熱を除去する。ここで、暖められた冷却空気は、上部プレナム部１４を通り、排気ダクト９を経て貯蔵建屋３０の外部に放出される。
【００２１】
ガラス固化体３から冷却空気に伝わる熱の経路は、図４に示す通り、２つの経路がある。第１の経路は、収納管４の表面からの熱伝達により、直接、冷却空気に伝わる経路である。第２の経路は、収納管４の表面から周囲の放熱板１１表面に放射で伝わった後、放熱板１１の表面より熱伝達で空気に伝わる経路である。このため、放熱板１１のない場合に比べて放熱面積が大幅に増加し、冷却性能が向上する。
【００２２】
特許文献１に記載された、収納管及びこれを取り囲む通風管を備えた従来の放射性物質貯蔵施設は、通風管の上部において、通風管と放射性物質貯蔵エリアの側壁部を連結する支持板が設けられている（特許文献１の段落番号００１１、１７〜１９行参照）。この支持板のために冷却空気は、通風管の相互間には流れず、収納管と通風管の間のみに形成される、流路面積が狭くなった冷却流路内を流れる。冷却空気は、その冷却流路内において、流路面積が狭くなった分だけ流速を増して流れる。収納管表面から空気への熱伝達率は流速が速いほど増加するため、それにより冷却性能が向上する。上記の従来の放射性部室貯蔵施設においては、通風管と収納管の間隔が変わると冷却空気の流速が流速設定値と異なってガラス固化体の冷却性能に影響を与える。このため、通風管と収納管の間隔を一定に保つための支持部材を設ける必要があり、更に、通風管を支持する梁部も必要となり、放射性物質貯蔵エリア内の構造が複雑になる。
【００２３】
従来の通風管を用いた放射性物質貯蔵施設は、通風管の設置によって流路を狭めて空気流速を上げて冷却性能を向上させている。これに対し、本実施例の放射性物質貯蔵施設１は、流路は狭めない代わりに放熱板１１を収納管４の間に設けて放熱面積を増やすことにより冷却性能を向上させている。通風管を設置した従来の放射性物質貯蔵施設も、収納管から通風管に輻射にて若干熱が伝わるので、本実施例と同様に放熱面積が増える効果もある。しかしながら、冷却空気は、通風管の外側領域、すなわち、通風管の相互間に存在する領域内を流れないため、放熱面は通風管の内側の片側面のみとなる。これに対し、本実施例は、放熱板１１は両面が冷却空気流路と接しているため、放熱板１１の両面が放熱面になり、放熱板１１の片面に比べて放熱面が２倍になる。したがって、収納管４からの輻射によって暖められた放熱板１１の冷却効率が増大でき、ガラス固化体３の冷却効果を増大できる。
【００２４】
本実施例は、放熱板１１（具体的には、格子部材３３，３４）の両面が冷却空気流路（冷却流路３１）と接している。収納管４の周囲に形成された冷却空気流路の流路面積が、通風管を有する従来の放射性物質貯蔵施設における収納管周囲の冷却空気流路のそれよりも大きくでき、冷却空気流路３２の圧力損失を著しく低減できる。この圧力損失の低減は、吸気ダクト８、冷却空気流路３２及び排気ダクト９内を自然循環で流れる冷却空気流量を増大させる。冷却空気流量の増大は、ガラス固化体３の冷却効果増大による冷却空気の温度上昇があったとしても、排気ダクト９に排気される冷却空気の温度を上記した従来の放射性物質貯蔵施設その温度よりも低下できる。したがって、排気ダクト９の内面に設置される断熱材の厚みを低減できる。冷却空気流量の増大は、更なる冷却効果の増大をもたらし、ガラス固化体３の温度をより低減させる。
【００２５】
また、収納管４と放熱板１１との間にある冷却流路３１では、従来例のように収納管と通風管の間で冷却空気の流速を速める必要がないため、放熱板１１の格子部材を収納管４から遠ざけることができる。このため、放熱板１１の放熱面が更に増大でき、ガラス固化体３の冷却効率が増大できる。本実施例では、１つの冷却流路３１を形成しこれを取り囲むそれぞれ２枚の格子部材３３，３４の部分の横断面が、正方形となっている。本実施例は、個々の収納管４の周囲を放熱板１１が取り囲んでいるため、収納管４一本当りで放熱板１１によって形成される放熱面積が大きくなっている。１本の収納管４からの輻射熱によって加熱される放熱板１１の冷却性能がより大きくなる。このため、ガラス固化体３の冷却性能が更に向上する。上記したように、放熱板１１の１本の収納管４の周囲を取り囲む部分の横断面形状が、正方形であるため、収納管４と対向する放熱板１１の表面積が大きくなり、１本の収納管４からの輻射によって加熱される領域が増大する。ガラス固化体３の冷却性能が更に向上する。
【００２６】
従来の通風管を用いた放射性物質貯蔵施設及び本実施例において、放射性物質温度と冷却空気の排気温度の関係を評価した結果を図１４に示す。本実施例の放射性物質貯蔵施設は、通風管を用いた従来の放射性物質貯蔵施設よりも冷却空気の流速は遅い。しかしながら、放熱板１１による放熱面積が通風管に比べて大きいため、本実施例における放射性物質に対する冷却性能は従来の放射性物質貯蔵施設と同等である。一方、本実施例は、従来の放射性物質貯蔵施設に比べて冷却空気流路３２の圧力損失が低いため、冷却空気の排気温度は従来の通風管を用いた放射性物質貯蔵施設に比べて低下する。通風管を用いた従来の放射性物質貯蔵施設は、圧力損失を低下させるために通風管の内径を大きくすると、冷却空気の排気温度は低下するが、冷却空気の流速も低下するため、放射性物質の冷却性能が低下する。逆に、通風管の内径を小さくした場合には、圧力損失の増大の影響が大きくなり、放射性物質に対する冷却性能が低下する。このため、従来の通風管の内径は、収納管の外径のおよそ１．２ないし１．３倍となっている。
【００２７】
本実施例は、放熱板１１の各格子部材３３，３４のそれぞれの端部が断熱部材４２を介して支持金具４１に接触している。この構造により、各格子部材３３，３４の熱が支持金具４１を介して放射性物質貯蔵エリア２の側壁（コンクリート製）４０に伝わらない。したがって、側壁４０のコンクリートが、各格子部材３３，３４から、直接、伝えられる熱によって脆化される恐れがなくなり、長期間にわたって健全な状態を保持することができる。また、格子部材３３，３４のそれぞれ端部は２つの断熱部材４２によって挟み込まれているので、格子部材３３，３４が熱膨張により長さが伸びても、断熱部材４２間での格子部材の長手方向の移動によりその伸びを吸収することができる。
【００２８】
通風管を有する従来の放射性物質貯蔵施設で用いられている、収納管４と放熱板１１との間の間隔を所定の幅に保つ支持部材を、本実施は設ける必要はない。本実施例は、放射性物質貯蔵エリア２内の構成を単純化することができる。更に、本実施例は、放熱板１１の下面を床スラブ１２に設置される複数の支持部材（図示せず）によって支持するので、通風管を有する従来の放射性物質貯蔵施設に比べて、支持部材の量を少なくすることができる。
これらの構成により、本実施例は、放射性物質貯蔵施設の建設期間を短縮することができる。
【００２９】
放熱板の構成は、図７に示す構成にすることも可能である。この放熱板１１Ａは、複数の格子部材３３及びこれらと直交する複数の格子部材３４によって構成されている。放熱板１１Ａは、一つの方向、具体的には放射性物質貯蔵エリア２の長手方向（吸気ダクト８が配置されている位置から排気ダクト９が配置されている位置に向かう方向）において、格子部材３４が２枚配置され、これらの格子部材３４間にも冷却流路２１が形成される。上記長手方向において、冷却流路２１の幅は、冷却流路３１の幅よりも極めて狭くなっている。
【００３０】
格子部材３３，３４は、冷却流路２１，３１を形成する冷却流路構成部材である。放熱板１１Ａは、放熱板１１と同様に放射性物質貯蔵エリア２の側壁に取り付けられている。冷却流路２１の上端は上部プレナム１４に連絡される。冷却流路２１は、冷却流路３１と平行に配置され、上記した冷却空気流路３２の一部をなしている。下部プレナム部１３に導かれる冷却空気は、冷却流路２１，３１を流れて上部プレナム部１４に達する。
【００３１】
放熱板１１Ａが設置された放射性物質貯蔵施設は、図１に示す放射性物質貯蔵施設１で生じる効果を得ることができる。放熱板１１Ａを用いることによって、収納管４の相互間に配置された２枚の格子部材３４のそれぞれの両面が冷却流路に接している。各収納管４からそれぞれの格子部材３４に伝えられた熱は、冷却流路２１，３１内をそれぞれ流れる冷却空気によって除去される（図８参照）。放熱板１１Ａの設置により放熱板の放熱面積が更に増大し、ガラス固化体３の冷却性能がさらに向上する。
【００３２】
放熱板の他の例を図９により説明する。本例の放熱板１１Ｂは、複数の板部材３５（格子部材３４に相当）を有し、放熱板１１Ａの格子部材３３を取り除いた構成を有する。放熱板１１Ｂは放射性物質貯蔵エリア２の側壁に取り付けられる。放射性物質貯蔵エリア２の長手方向における収納管４の相互間に、２枚の板部材３５（格子部材３４に相当）がそれぞれ配置される。複数（例えば、４本）の収納管４が配置される板部材３５相互間には、冷却流路３１Ａが形成される。収納配管４が配置されていない板部材３５相互間には、冷却流路２１Ａが形成される。板状部材３５は冷却流路構成部材である。収納管４からの輻射によって加熱された各板部材３５は、冷却流路３１Ａ，２１Ａを流れる冷却空気によって冷却される。
【００３３】
放熱板１１Ｂが設置された放射性物質貯蔵施設は、放熱板１１Ａが設置された上記の放射性物質貯蔵施設で生じる効果を得ることができる。放熱板１１Ｂは、板部材３５と直交する他の板部材（格子部材３３に相当）を有していないため、放熱板１１Ａよりも構造が単純化される。
【００３４】
図９に示す放熱板１１Ｂは、放熱板１１Ａにおける格子部材３３を取り除いているが、２枚の板部材３５によって構成されるため、収納管４に対する放熱面積の大きさが図２で示される放熱板１１（格子部材３３および格子部材３４を有する）と同程度になる。このため、放熱板１１Ｂを有する放射性物質貯蔵施設は、放射性物質の冷却性能を十分に有している。
【００３５】
放熱板の他の例を図１０により説明する。本例の放熱板１１Ｃは、複数の円筒部材３６を相互に結合させて構成される。放熱板１１Ｃは放射性物質貯蔵エリア２の側壁に取り付けられる。収納管４は円筒部材３６内に配置される。収納管４と円筒部材３６との間には、環状の冷却流路３１Ｂが形成される。各円筒部材３６の外側には、４つの円筒部材３６に取り囲まれた冷却流路２１Ｂが形成される。各冷却流路２１Ｂ，３１Ｂは下部プレナム部１３及び上部プレナム部１４にそれぞれ連絡される。円筒部材３６は、冷却流路２１Ｂ，３１Ｂを形成する冷却流路構成部材である。収納管４からの輻射によって加熱された各円筒部材３６は、冷却流路３１Ｂ，２１Ｂを流れる冷却空気によって冷却される。
【００３６】
放熱板１１Ｃが設置された放射性物質貯蔵施設は、放熱板１１Ａが設置された上記の放射性物質貯蔵施設で生じる効果を得ることができる。
【００３７】
放熱板の他の例を、図１１を用いて説明する。本例の放熱板１１Ｄは、複数の格子部材３３，３４を有する。放熱板１１Ｄは放射性物質貯蔵エリア２の側壁に取り付けられる。格子部材３３は放射性物質貯蔵エリア２の長手方向において傾斜して配置され、格子部材３４は放射性物質貯蔵エリア２の長手方向において格子部材３３とは逆に傾斜して配置される。格子部材３３と格子部材３４は互いに交差している。互いに向き合う２枚の格子部材３３と互いに向き合う２枚の格子部材３４によって囲まれた、横断面が菱形状の冷却流路３１Ｃが存在する。各冷却流路３１Ｃは下部プレナム部１３及び上部プレナム部１４にそれぞれ連絡される。各収納管４は、個々の冷却流路３１Ｃ内に配置される。収納管４からの輻射によって加熱された放熱板１１Ｄは、冷却流路３１Ｃを流れる冷却空気によって冷却される。
【００３８】
放熱板１１Ｄが設置された放射性物質貯蔵施設は、放熱板１１Ａが設置された上記の放射性物質貯蔵施設で生じる効果を得ることができる。
【００３９】
放熱板の他の例を、図１２を用いて説明する。本例の放熱板１１Ｅは、互いに直交して配置される複数の格子部材３３，３４を有する。放熱板１１Ｅは放射性物質貯蔵エリア２の側壁に取り付けられる。互いに向き合う２枚の格子部材３３と互いに向き合う２枚の格子部材３４によって囲まれた、横断面が正方形の各冷却流路３１Ｄ内に、２行２列の正方格子状に配置された４本の収納管４がそれぞれ配置される。各冷却流路３１Ｄは下部プレナム部１３及び上部プレナム部１４にそれぞれ連絡される。収納管４からの輻射によって加熱された放熱板１１Ｅは、冷却流路３１Ｄを流れる冷却空気によって冷却される。
【００４０】
放熱板１１Ｅが設置された放射性物質貯蔵施設は、断熱材の厚み低減等の、放熱板１１Ａが設置された上記の放射性物質貯蔵施設で生じる効果を得ることができる。ただし、放熱板１１Ｅの冷却流路３１Ｄ内に配置された各収納管４は、放熱板１１を用いる場合に比べて、その表面積の半分のみが放熱板に面しているので、ガラス固化体３の冷却効果も半分程度となる。冷却性能を向上させるためには、上記したように収納管４の表面の一部が必ず放熱板に面している必要がある。図１５に示すように、冷却流路３１Ｄ内において３行３列に９本の収納管４を配置した場合には、冷却流路３１Ｄの中央に位置する１本の収納管４Ｅは、その表面が放熱板１１にほとんど面していない。このような構成では、冷却性能の向上に対する効果はほとんど期待できない。放熱板１１Ｅは、放熱板１１に比べて格子部材３３，３４の枚数が少ないので放熱板１１よりも構造が単純化される。
【００４１】
放熱板の他の例を、図１３を用いて説明する。本例の放熱板１１Ｆは、互いに直交して配置される複数の格子部材３７，３８を有する。格子部材３７，３８の高さ方向の幅は格子部材３３，３４のその方向での幅よりも狭くなっている。複数の格子部材３７と複数の格子部材３８が、高さ方向において交互に配置されている。放熱板１１Ｆは放射性物質貯蔵エリア２の側壁に取り付けられる。互いに向かい合う格子部材３７と互いに向かい合う格子部材３８によって、冷却流路３１Ｅが形成される。本例では、隣り合う冷却流路３１Ｅは格子部材の間を介して連絡されている。各冷却流路３Ｅ内に収納管４がそれぞれ配置される。各収納管４内には、放射性物質である使用済燃料集合体２３が収納されている。各冷却流路３１Ｅは下部プレナム部１３及び上部プレナム部１４にそれぞれ連絡される。格子部材３７，３８は冷却流路構成部材である。収納管４からの輻射によって加熱された放熱板１１Ｆは、冷却流路３１Ｅを流れる冷却空気によって冷却される。冷却流路３１Ｅ内に配置された収納管４内にガラス固化体３を収納することも可能である。
【００４２】
放熱板１１Ｆは放熱板１１に比べて放熱面積が半分になるが、放熱板１１Ｅは両面が冷却される。このため、放熱板１１Ｆが設置された放射性物質貯蔵施設は、断熱材の厚み低減等の、放熱板１１が設置された放射性物質貯蔵施設１で生じる効果を得ることができる。ただし、冷却性能の向上効果は、放熱板１１に比べて半減する。
【００４３】
放熱板の他の例を、図１６を用いて説明する。本例の放熱板１１Ｇは、複数の板部材３５（格子部材３４に相当）を有し、放熱板１１から格子部材３３を取り除いた構成になっている。放熱板１１Ｇは放射性物質貯蔵エリア室２の側壁に取り付けられている。放射性物質貯蔵エリア室２の長手方向における収納管４の相互間に、１枚の板部材３５がそれぞれ配置される。複数（例えば、４本）の収納管４が配置される板部材３５相互間には、冷却流路３１Ｇが形成される。板状部材３５は冷却流路構成部材である。収納管４からの輻射によって加熱された各板部材３５は、冷却流路３１Ｇを流れる冷却空気によって冷却される。
【００４４】
放熱板１１Ｇが設置された放射性物質貯蔵施設は、放熱板１１が設置された図２に示す放射性物質貯蔵施設で生じる効果を得ることができる。放熱板１１Ｇは、板部材３５と直交する他の板部材（格子部材３３に相当）を有していないため、放熱板１１よりも構造が単純化される。
【００４５】
放熱板１１Ｇは、格子部材３３が存在しないため、放熱板１１が設置された放射性物質貯蔵施設に比べて放熱面積が小さくなり、冷却性能の向上効果は減少する。しかし、放熱板１１が全くない場合に比べれば、放熱板１１Ｇを用いた場合は冷却性能が向上する。
【００４６】
収納管４の設置間隔をＬとすると、放熱板１１Ｇによる放熱面積の増加は、１本の収納管４に対して、放熱板１１Ｇでの収納管４の両側に当たる幅Ｌの部分５０となる。つまり、放熱板１１Ｇの、収納管４の軸方向における長さをＨとすると、収納管１本あたり２×Ｌ×Ｈの面積分だけ、放熱板１１Ｇにより放熱面積が増加する。それに対して、従来の通風管を用いた貯蔵施設の場合、径がＹである通風管により増加する放熱面積は、通風管の軸方向の長さをＨとすると、Ｙ×Ｈ×πとなる。このため、放熱板１１Ｇが従来の通風管よりも放熱面積が広くなるためには、２×Ｌ×Ｈ＞Ｙ×Ｈ×π、すなわち、Ｌ＞１．５７Ｙ、である必要がある。
【００４７】
一方、図１４で説明したとおり、通風管の内径Ｙは、収納管の外径をｄとすると、１．２ｄ＜Ｙ＜１．３ｄの範囲が最も冷却性能が高く適切な範囲である。これを考慮した場合、通風管の内径は最大１．３ｄとなる。以上のことから、収納管の間隔Ｌを、Ｌ＞１．５７×１．３ｄ、すなわち、Ｌ＞２．０ｄ、とすることで、放熱板１１Ｇによる放熱面積を、従来の通風管にくらべて大きくすることができる。
一方、貯蔵エリア２の上に位置する天井スラブ５は、収納管4の荷重や貯蔵施設１の外部より飛来する飛来物（例えば航空機）に対して十分に耐える強度を持たせるために、貯蔵エリア２の水平断面の短辺方向の長さは、およそ７ｍ〜８ｍ以下とする必要がある。このため、収納管４の設置間隔Ｌが２ｍ以上になれば、収納管４の短辺方向の列は３列、また２．３ｍ〜２．７ｍ以上になれば、収納管４の短辺方向の列は２列となる。しかし、収納管４の配列が２列以下であれば、全ての収納管４は貯蔵エリア２の側壁４０に面するため、放熱板１１Ｇがなくても放熱面積の増加を図ることができる。つまり、収納管４の配置が３列以上可能な収納管設置間隔Ｌ＜２ｍの場合に、放熱板１１Ｇによる冷却性能向上の効果が大きく得られる。一方、収納管４の外径ｄは、ガラス固化体の場合はおよそ０．５ｍであることから、Ｌ＜４．６ｄ〜５．４ｄの場合に放熱板１１Ｇによる冷却性能向上の効果が大きい。
【００４８】
前述した放熱板１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ及び１１Ｆを用いた場合に、収納管４内にガラス固化体３の替りに使用済燃料集合体を収納することも可能である。
【００４９】
本発明の他の実施例である放射性物質貯蔵施設を、図１７及び図１８を用いて以下に説明する。本実施例の放射性物質貯蔵施設１Ａは、格子状に構成された２つの水平支持部材５１が、高さの異なる二箇所の位置で放射性物質貯蔵エリア室２内に配置されている。これらの水平支持部材５１は高さの異なる二箇所の位置で放射性物質貯蔵エリア２の側壁４０に取り付けられる。これらの水平支持部材５１は、収納管４の水平方向の荷重（例えば、地震時に生じる水平方向荷重）を支持する役割を持っている。水平支持部材５１よりも若干細い１つの格子部材５２が、収納管４の下端部の位置に配置され、水平方向に伸びている。他の格子部材５２は、上方に位置する格子部材５１よりも上方に配置される。これらの格子部材５２は、水平支持部材５１と同様に、側壁４０に取り付けられる。
【００５０】
本実施例で用いられる放熱板は、図１に示す放射性物質貯蔵施設に設けられる放熱板１１を高さ方向に三分割してなる放熱板１１Ｈ，１１Ｉ，１１Ｊである。これらの放熱板は、その放熱板１１と同様に、格子状に組み合わされた格子部材３３、３４をそれぞれ有している。最も上方に位置する放熱板１１Ｈは、上方に位置する水平支持部材５１と上方に位置する水平支持部材５２との間に配置される。放熱板１１Ｉは、２つの水平支持部材５１の間に配置される。最も下方に位置する放熱板１１Ｊは、下方に位置する水平支持部材５１と下方に位置する水平支持部材５２との間に配置される。
【００５１】
２つの水平方向指示部材５２は、放熱板１１Ｈ．１１Ｊの押さえとして機能しており、収納管４の水平方向の荷重の支えとして供していない。
格子部材３３、３４は、垂直方向に対して３分割に分かれており、下側の格子部材３３、３４は下側の水平方向支持部材５１の下側に取り付けられ、中央部の格子部材３３、３４は上下の水平支持部材５１の間に設置され、上部の格子部材３３、３４は上側の水平方向支持部材５１の上側に取り付けられている。下側の格子部材３３、３４の下端、および上側の格子部材３３、３４の上端は、収納管４の支持に供しないため水平支持部材５１よりも若干細い構造となっている格子部材５２に取り付けられている。
【００５２】
放熱板を高さ方向に３分割し支持部材に固定することにより、分割しない場合に比べて耐震強度が増すため、放熱板厚さを薄くすることができる。放熱板は面で放射熱を受けてそのまま空気へと放熱するため、放熱板の厚さは冷却性能に影響しない。
【００５３】
各実施例にて述べた冷却流路構成部材（格子部材３３，３４，３７，３８、板部材３５及び円筒部材３６）は、鉄鋼、ステンレス鋼及びアルミニウム合金のいずれかにより構成されている。鉄鋼製の冷却流路構成部材は、塗装、メッキ及び溶射のいずれかの表面処理を施すことによって防錆効果及び赤外線放射率の両方を向上させることができる。アルミニウム合金製の冷却流路構成部材は、塗装、メッキ及び陽極酸化のいずれかの表面処理を施すことにより赤外線放射率を向上させることができる。赤外線放射率の向上は、収納管４内の放射性物質の冷却性能を向上させることができる。
【００５４】
前述した各実施例は、放射性物質であるガラス固化体を収納管４内に収納した例について説明したが、ガラス固化体の替りに放射性物質である使用済燃料集合体を収納管内に収納する場合にも適用することができる。  
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の好適な一実施例である放射性物質貯蔵施設の縦断面図である。
【図２】図１に示す放射性物質貯蔵施設の横断面図である。
【図３】図１に示す放射性物質貯蔵エリア内の状態を示す拡大図である。
【図４】図１に示す収納管からの熱の伝わり状態を示す説明図である。
【図５】図１に示す放熱板の放射性物質貯蔵エリアの側壁への取り付け構造の構成図である。
【図６】図５のVI部の拡大図である。
【図７】放熱板の他の構成例の横断面図である。
【図８】図７に示す収納管からの熱の伝わり状態を示す説明図である。
【図９】放熱板の他の構成例の横断面図である。
【図１０】放熱板の他の構成例の横断面図である。
【図１１】放熱板の他の構成例の横断面図である。
【図１２】放熱板の他の構成例の横断面図である。
【図１３】放熱板の他の構成例の横断面図である。
【図１４】図１に示す本発明の一実施例及び通風管を用いた従来の放射性物質貯蔵施設における、放射性物質温度と冷却空気の排気温度の関係を示す説明図である。
【図１５】放熱板の他の構成例の横断面図である。
【図１６】本発明の他の構成例の横断面図である。
【図１７】本発明の他の実施例である放射性物質貯蔵施設の縦断面図である。
【図１８】図１７に示す放射性物質貯蔵施設の放熱板１１Ｉの部分での横断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１Ａ…放射性物質貯蔵施設、２…放射性物質貯蔵エリア、４…収納管、５…天井スラブ、８…吸気ダクト、９…排気ダクト、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｉ，１１Ｊ…放熱板、１３…下部プレナム部、１４…上部プレナム部、２１，２１Ａ，２１Ｂ，３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ．３１Ｅ…冷却流路、３０…貯蔵建屋、３２…冷却空気流路、３３，３４，３７，３８…格子部材、３５…板部材、３６…円筒部材、４０…側壁、４１…支持金具、４２…断熱部材。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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