(57)【要約】【課題】キャスクスにおいて、内部に使用済燃料集合体を収容する作業で注入する水分のシール部での残留を阻止することで、キャビティの高い密封状態を適正に維持して信頼性の向上を図る。【解決手段】胴本体１１の内フランジ部２３に遮蔽蓋２０を嵌合し、中間フランジ部２４に遮蔽蓋２０を外側から被覆するように一次蓋２１を嵌合してボルト２５により遮蔽蓋２０に結合すると共に、ボルト２６により胴本体１１に固定し、外フランジ部２７に一次蓋２１を外側から被覆するように二次蓋２２を嵌合してボルト２８により固定することで、上部開口１９を閉止する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄物を収容するキャビティが形成された胴本体と、該胴本体の上部開口を閉止するように嵌合する遮蔽蓋と、前記胴本体の上部開口を該遮蔽蓋の外側から閉止するように固定される一次蓋と、前記胴本体の上部開口を該一次蓋の外側から閉止するように固定される二次蓋とを具えたことを特徴とするキャスク。
【請求項２】
請求項１において、前記一次蓋及び二次蓋に、前記胴本体の密封状態を維持するシール部材が設けられたことを特徴とするキャスク。
【請求項３】
請求項１において、前記遮蔽蓋は、前記一次蓋にボルト結合されたことを特徴とするキャスク。
【請求項４】
請求項１において、前記一次蓋は、前記遮蔽蓋の外側で前記胴本体の上端部にボルト締結されたことを特徴とするキャスク。
【請求項５】
請求項１において、前記一次蓋及び前記遮蔽蓋を貫通してベント・ドレン孔が形成されたことを特徴とするキャスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼を終えた使用済燃料集合体などの放射性廃棄物を収容するキャスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
核燃料サイクルの終期にあって、燃焼を終えて使用できなくなった核燃料集合体を使用済燃料集合体と称するが、この使用済燃料集合体はＦＰなどの高放射能物質を含んでおり、熱的に冷却する必要があることから、キャニスタ及び貯蔵用キャスクに収容され、原子力発電所の冷却ピットで約６０年間冷却状態で貯蔵される。その後、この使用済燃料集合体は、貯蔵用キャスクから輸送用キャスクに移され、トラック等で再処理施設に搬送貯蔵される。この場合、キャスク内には、高放射能物質を収容することとなるため、このキャスクの密封には高い信頼性が要求される。
【０００３】
一般に、このキャスクは、使用済燃料集合体を収容するキャビティが形成された底付の胴本体と、この胴本体の上部開口を閉止する一次蓋及び二次蓋とから構成されており、この胴本体と各蓋との間に介装された金属ガスケットによりキャビティの密封状態を維持可能となっている。従って、水中で胴本体内のキャビティに使用済燃料集合体を収容し、一次蓋を固定して上部開口を閉止した後に引き上げ、胴本体内の水を除去すると共にヘリウムガスを充填して負圧状態とし、二次蓋を固定している。この場合、胴本体と一次蓋及び二次蓋との間に金属ガスケットが介装されることで、長期間にわたってキャビティ内の密封状態が維持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したキャスクにあっては、胴本体内を水中に沈め、この水中でキャビティに使用済燃料集合体を収容して一次蓋を固定し、地上に引き上げて内部の水を除去した後に二次蓋を固定している。この場合、胴本体を地上に引き上げてから真空吸引などにより内部の水を除去しているものの、取付孔や金属ガスケットの装着部に付着した水を確実に除去することは困難である。
【０００５】
キャスクに適用される金属ガスケットは、長期間にわたってキャビティの高い密封状態を維持する必要から、耐熱性、耐蝕性、耐久性を十分に確保する必要がある。ところが、この金属ガスケットに微少でも水分が残留したまま、胴本体に一次蓋及び二次蓋を固定してしまうと、この金属ガスケットに腐食が発生してキャビティの密封状態を十分に維持することができない虞がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであり、内部に使用済燃料集合体を収容する作業で注入する水分のシール部での残留を阻止することで、キャビティの高い密封状態を適正に維持して信頼性の向上を図ったキャスクを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明のキャスクは、放射性廃棄物を収容するキャビティが形成された胴本体と、該胴本体の上部開口を閉止するように嵌合する遮蔽蓋と、前記胴本体の上部開口を該遮蔽蓋の外側から閉止するように固定される一次蓋と、前記胴本体の上部開口を該一次蓋の外側から閉止するように固定される二次蓋とを具えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明のキャスクでは、前記一次蓋及び二次蓋に、前記胴本体の密封状態を維持するシール部材が設けられたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明のキャスクでは、前記遮蔽蓋は、前記一次蓋にボルト結合されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明のキャスクでは、前記一次蓋は、前記遮蔽蓋の外側で前記胴本体の上端部にボルト締結されたことを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明のキャスクでは、前記一次蓋及び前記遮蔽蓋を貫通してベント・ドレン孔が形成されたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１に本発明の一実施形態に係るキャスクにおける蓋取付部の断面、図２に本実施形態のキャスクの概略を示す。
【００１４】
本実施形態のキャスクにおいて、図１及び図２に示すように、胴本体１１はステンレス製あるいは炭素鋼製であって、胴部１２と底部１３により構成されている。この胴部１２の外側には外筒１４が配設され、多数の冷却フィン（図示略）により連結されると共に、その間に水素を含有した高分子材料のレジン１５が充填され、外筒１４に吊り具としての複数のトラニオン１６が取付けられている。また、底部１３の下部にも水素を含有した高分子材料のレジン１７が充填され、底部カバー１８が取付けられている。
【００１５】
胴本体１１には上部開口１９が形成され、遮蔽蓋２０、一次蓋２１、二次蓋２２により閉止可能となっている。即ち、胴本体１１の上部開口１９にて、最内側には内フランジ部２３が形成され、この内フランジ部２３に遮蔽蓋２０が嵌合している。また、上部開口１９には中間フランジ部２４が形成され、遮蔽蓋２０を外側から被覆するように一次蓋２１が嵌合し、複数のボルト２５により遮蔽蓋２０と結合されると共に、複数のボルト２６により胴本体１１に固定されている。更に、上部開口１９には外フランジ部２７が形成され、一次蓋２１を外側から被覆するように二次蓋２２が嵌合し、複数のボルト２８により固定されている。そして、二次蓋１９の上部に水素を含有した高分子材料のレジン２９が充填され、上部カバー３０が取付けられている。
【００１６】
そして、キャスクは内部に高放射能物質を含む使用済燃料集合体を収容することから、長期間にわたって内部の高い密封状態を維持する必要がある。そのため、胴本体１１と一次蓋２１及び二次蓋２２との間にはそれぞれ金属ガスケット（シール部材）３１，３２が介装されている。
【００１７】
また、遮蔽蓋２０及び一次蓋２１には両者を貫通してベント・ドレン孔３３，３４が形成されており、遮蔽蓋２０のベント・ドレン孔３３にベント・ドレンプラグ３５が嵌合すると共に、一次蓋２１のベント・ドレン孔３４にベント・ドレンプラグ３５と一体にプラグ押え３６が螺合して固定されている。そして、ベント・ドレン孔３４に連通するように一次蓋２１に形成された凹部３７に、プラグ押え３６を被覆するプラグカバー３８が金属ガスケット３９を介して嵌合し、複数のボルト４０により固定されている。また、二次蓋２２には圧力封入孔４１が形成され、この圧力封入孔４１にカバー４２がボルト４３により固定されると共に中性子遮蔽体４４が装着されている。
【００１８】
そして、胴本体１１内にはキャビティ４５が形成され、このキャビティ４５には使用済燃料集合体を収容するバスケット４６が配設されている。このバスケット４６はボロンとアルミニウムの複合材料によって形成した複数のセルから構成されている。また、キャビティ４５の側部にはドレンパイプ４７が上下方向に沿って配設されており、上端部はベント・ドレン孔３３，３４に接続する一方、下端部が胴本体１１（キャビティ４５）の底面近傍まで延出されている。
【００１９】
ここで、上述したキャスク内に使用済燃料集合体を貯蔵する場合について説明する。まず、遮蔽蓋２０、一次蓋２１、二次蓋２２が取り外された胴本体１１をプールに鎮め、水中でこの胴本体１１内のバスケット４６に使用済燃料集合体を収容する作業を行う。胴本体１１内に所定本数の使用済燃料集合体が収容されると、胴本体１１が水中に沈められたまま、次に、胴本体１１の内フランジ部２３に遮蔽蓋２０を嵌合することで上部開口１９を閉止する。そして、遮蔽蓋２０が装着された胴本体１１をプールから吊上げて取り出した後、空気中で胴本体１１の中間フランジ部２４に遮蔽蓋２０を上方から被覆するように一次蓋２１を嵌合し、複数のボルト２５により遮蔽蓋２０と結合すると共に、複数のボルト２６により胴本体１１に固定することで上部開口１９を閉止する。
【００２０】
続いて、遮蔽蓋２０及び一次蓋２１に形成されたベント・ドレン孔３３，３４に図示しない吸引装置を連結し、これを作動することでキャビティ４５内に残留する水をベント・ドレン孔３３，３４及びドレンパイプ４７を用いて吸引除去した後、キャビティ４５内にヘリウムガスを充填して負圧状態とする。そして、ベント・ドレン孔３３にベント・ドレンプラグ３５を嵌合すると共に、一次蓋２１のベント・ドレン孔３４にプラグ押え３６を螺合して固定し、凹部３７にプラグカバー３８を複数のボルト４０により固定する。
【００２１】
最後に、胴本体１１の外フランジ部２７に一次蓋２１を上方から被覆するように二次蓋２２を嵌合し、複数のボルト２８により胴本体１１に固定することで上部開口１７を完全に閉止する。そして、圧力封入孔４１から一次蓋２１と二次蓋２２との間に圧力空気を充填して圧力障壁を形成し、カバー４２を二次蓋２２にボルト４３により固定することで圧力封入孔４１を閉止し、中性子遮蔽体４４を装着する。
【００２２】
なお、上述の説明では、使用済燃料集合体の収容作業の終了後、水中で胴本体１１に遮蔽蓋２０を嵌合して上部開口１９を閉止し、この胴本体１１をプールから吊上げてから一次蓋２１を胴本体１１に固定した後、キャビティ４５内に残留する水を吸引除去したが、遮蔽蓋２０で上部開口１９を閉止した胴本体１１をプールから吊上げた後、一次蓋２１固定する前に、胴本体１１における一次蓋２１の嵌合部分、つまり、中間フランジ２４の周辺の水を除去して乾燥させることが望ましい。また、一次蓋２１固定する前に、遮蔽蓋２０を仮固定してキャビティ４５内に残留する水の吸引除去作業を行ってもよい。
【００２３】
従って、この使用済燃料集合体の収容作業にて、水中で胴本体１１に使用済燃料集合体の収容した後に遮蔽蓋２０を嵌合して上部開口１９を閉止し、この状態で胴本体１１を水中から取り出し、空気中で一次蓋２１を胴本体１１に固定している。そのため、一次蓋２１を水中に沈める必要がなく、この一次蓋２１に装着された金属ガスケット３１は水に濡れることがなくなり、水による金属ガスケット３１の腐食を防止することができる。
【００２４】
このように本実施形態のキャスクにあっては、胴本体１１の内フランジ部２３に遮蔽蓋２０を嵌合し、中間フランジ部２４に遮蔽蓋２０を外側から被覆するように一次蓋２１を嵌合してボルト２５により遮蔽蓋２０に結合すると共に、ボルト２６により胴本体１１に固定し、外フランジ部２７に一次蓋２１を外側から被覆するように二次蓋２２を嵌合してボルト２８により固定することで、上部開口１９を閉止している。
【００２５】
従って、使用済燃料集合体を収容した胴本体１１の上部開口１９を水中で遮蔽蓋２０により閉止し、この胴本体１１を気中に取り出してから一次蓋２１を固定することとなり、一次蓋２１を水中に沈める必要がなくなって装着された金属ガスケット３１が水に濡れなくなり、残留水による金属ガスケット３１の腐食を防止することで、キャビティ４５の高い密封状態を長期間にわたって適正に維持し、キャスクの信頼性を向上することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明のキャスクによれば、放射性廃棄物を収容するキャビティが形成された胴本体と、この胴本体の上部開口を閉止するように嵌合する遮蔽蓋と、上部開口を遮蔽蓋の外側から閉止するように固定する一次蓋と、上部開口を一次蓋の外側から閉止するように固定する二次蓋とを設けたので、使用済燃料集合体を収容した胴本体の上部開口を水中で遮蔽蓋により閉止し、この状態で胴本体を気中に取り出して一次蓋を固定することができ、一次蓋を水中に沈める必要がなくなって一次蓋の細部に残留する水が無くなり、キャビティの高い密封状態を長期間にわたって適正に維持し、キャスクの信頼性を向上することができる。
【００２７】
請求項２の発明のキャスクによれば、一次蓋及び二次蓋に胴本体の密封状態を維持するシール部材を設けたので、シール部材を有する一次蓋及び二次蓋を水中に沈める必要がなくなり、残留水によるシール部材の損傷を確実に防止することができる。
【００２８】
請求項３の発明のキャスクによれば、遮蔽蓋を一次蓋にボルト結合したので、遮蔽蓋のがたつきを防止することができると共に、所定期間貯蔵した放射性廃棄物を再処理するとき、一次蓋及び二次蓋を切断するだけで胴本体から容易に放射性廃棄物を取り出すことができる。
【００２９】
請求項４の発明のキャスクによれば、一次蓋を遮蔽蓋の外側で胴本体の上端部にボルト締結したので、遮蔽蓋に関係なく一次蓋と胴本体との間の気密性を確実に維持することができる。
【００３０】
請求項５の発明のキャスクによれば、一次蓋及び遮蔽蓋を貫通してベント・ドレン孔を形成したので、胴本体の内部からの水の除去やヘリウムガスの充填等を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るキャスクにおける蓋取付部の断面図である。
【図２】本実施形態のキャスクの概略図である。
【符号の説明】
１１　胴本体
１９　上部開口
２０　遮蔽蓋
２１　一次蓋
２２　二次蓋
２３　内フランジ部
２４　中間フランジ部
２５，２６，２８　ボルト
２７　ｃｓフランジ部
３１，３２　金属ガスケット（シール部材）
３３，３４　ベント・ドレン孔
３５　ベント・ドレンプラグ
３６　プラグ押え
３８　プラグカバー
４５　キャビティ
４７　ドレンパイプ
【図１】
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【図２】
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