(57)【要約】【課題】本発明は、除熱効果に優れ且つ低コストのコンクリートキャスクを提供するものである。【解決手段】上記した課題を解決するため、コンクリートキャスクにおける排気口を、キャスク蓋に設けたことを特徴とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状から成るコンクリートキャスク本体の上部開口部に嵌め込んでその内部を封止するキャスク蓋であって、キャスク本体下部の吸入口からキャスク内に取り入れた空気を排出する排気口を設けたことを特徴とするコンクリートキャスクの蓋構造。
【請求項２】
キャスク蓋の底面部と側面上部に設けた開口部を連通することにより排気口を形成したことを特徴とする請求項１記載のコンクリートキャスクの蓋構造。
【請求項３】
キャスク蓋の底面部と上面部に設けた開口部を連通することにより排気口を形成したことを特徴とする請求項１記載のコンクリートキャスクの蓋構造。
【請求項４】
キャスク蓋は、上部材と下部材、および両部材間に空気流通路を形成する連結材から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１記載のコンクリートキャスクの蓋構造。
【請求項５】
円盤体と円柱体により縦断面型状がＴ型状となるように一体とした上部材と、縦断面形状がＬ型状の円筒体で、その外周面にフランジを設けた下部材、並びに上部材と下部材のそれぞれ下部に空隙確保部材を、連結材であるスペーサーを介して一体としたことを特徴とする請求項１、２及び請求項４の何れか１記載のコンクリートキャスクの蓋構造。
【請求項６】
上方と下方にある円盤体を連結材である複数の連結板で一体とした上部材と、縦断面形状が逆Ｌ型状の円筒体で、その外周面にフランジを設けた下部材、並びに上部材と下部材のそれぞれ下部に空隙確保部材を、上記連結板を介して一体としたことを特徴とする請求項１、２及び請求項４の何れか１記載のコンクリートキャスクの蓋構造。
【請求項７】
円柱体から成る上部材と、縦断面形状が逆Ｌ型状の円筒体で、その外周面にフランジを設けた下部材、並びに上部材と下部材のそれぞれ下部に空隙確保部材を、連結材である連結板を介して一体としたことを特徴とする請求項１、３及び請求項４の何れか１記載のコンクリートキャスクの蓋構造。
【請求項８】
上部材および下部材は、コンクリートと鋼板により成形されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１記載のコンクリートキャスクの蓋構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所等で使用された使用済燃料等を収容した筒状のキャニスタを貯蔵するためのコンクリートキャスクに係り、特にキャニスタ収容後にその内部を封止するコンクリートキャスクの蓋構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所等で使用された使用済燃料は、解体処理するとともにプルトニウム等の再度燃料として使用可能な有用物質を回収するため再処理される。
これらの使用済燃料は、再処理が行われるまでの間密閉された状態で貯蔵されるが、その貯蔵設備は、使用済燃料の冷却、放射線の遮蔽、放射性物質の密封性能が必要となる。そして、このような使用済燃料を貯蔵する方法としては、貯蔵プールによる湿式法、或いは、水に代わり空気によって自然冷却を行う乾式法が知られている。
【０００３】
乾式法による貯蔵方式の１つとしてコンクリートキャスクがあり、使用済燃料を収容した筒状のキャニスタと、該キャニスタを収容するコンクリートキャスク、及びキャニスタ収容後にその内部を封止するキャスク蓋から構成されている。
【０００４】
図８（ａ），（ｂ）、図９（ａ），（ｂ）に示す貯蔵設備は従来技術を示すものである。
図８（ａ）は、有底円筒状をしたコンクリートキャスク本体１０１と、該コンクリートキャスク本体１０１の収容室に収容される使用済燃料を収容するキャニスタ１０２と、該コンクリートキャスク本体１０１の開口部に嵌め込まれるキャスク蓋１０３により貯蔵設備が形成されており、コンクリートキャスク本体１０１の胴部における下部と上部に、複数の吸気口１０４および排気口１０５を設け、側部の吸気口１０４から吸気した空気で使用済燃料と熱交換して排気口１０５から排気されている（特開２００１−３０５２７４号公報参照）。
【０００５】
また、図８（ｂ）は、コンクリートキャスクの胴部における下部に複数の吸気口１０４、最上部に排気口１０５を設け、側部の吸気口１０４から吸気した空気で使用済燃料と熱交換し、同じく側部の最上部に設けた排気口１０５から排気されている（特開２００２−７１８９６号公報参照）。
【０００６】
また、図９（ａ）は、コンクリートキャスクの胴部である側部に、吸気口１０４および排気口１０５を上下２段に設け、側部の吸気口１０４から吸気した空気で使用済燃料と熱交換し、同じく胴部の側部に設けた排気口１０５から排気されている（特開２０００−１６２３８４号公報参照）。
【０００７】
また、図９（ｂ）は、除熱促進と遮蔽を兼ねる除熱遮蔽促進カバー１０６をコンクリートキャスク本体１０１の外周部に被せ、コンクリートキャスク本体１０１の胴部における下部に複数の吸気口１０４、最上部に排気口１０５を設け、キャスク胴部である側部に設けた吸気口１０４から吸気した空気で使用済燃料と熱交換し、最上部の排気口１０５から排気し、更に煙突状の除熱遮蔽促進カバー１０６から排気されている（特開平１１−８４０６８号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、側部から吸気して側部より排気する方法は、排気口が、キャスクに設置される高温のキャニスタの最上部の直上部の蓋より低い位置にあるために排気効率が悪く、キャスク上部の温度が高くなっていた。
また、コンクリートキャスクの胴部上部に排気口があるため、排気口廻りの配筋が補強筋のために複雑になっていた。
このため配筋相互の間隙が狭くなり、コンクリートの充填性が悪く、且つ施工も煩雑となった。
【０００９】
また、側部から吸気して側部最上部より排気する方法は、排気口の位置が、上記した排気口よりは少し高い位置にあるので排気効率は良いが、排気口の外側は胴部と接しているので、胴部上部のコンクリート温度が高くなっていた。
【００１０】
また、上下２段の側部より吸気し、側部より排気する方法は、吸気口と排気口の高さの差がこれらが１段のものに比べ低く、このため、内容物の温度が同じ場合、排気される流量が少なかった。
更に、冷却空気流通空間は、仕切り板のみで上段、下段に分離されているため、仕切り板での伝熱があることや、下段の排気口と上段の吸気口が近接するために上部吸気温度が下部吸気温度より上昇していた。
【００１１】
また、上記した側部より吸気し、頂部より排気する方法は、除熱遮蔽促進カバーを設けているために除熱効率は高いが、通常のコンクリートキャスクに、更に除熱遮蔽促進カバーが必要となり、必ずしも低コストで提供できるものではなかった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、除熱効果に優れ且つ低コストのコンクリートキャスクを提供するため、排気口をキャスク蓋に設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
具体的構成の１は、円筒状から成るコンクリートキャスク本体の上部開口部に嵌め込んでその内部を封止するキャスク蓋に、キャスク本体下部の吸入口からキャスク内に取り入れた空気を排出する排気口を設けたことを特徴とするコンクリートキャスクの蓋である。
【００１４】
具体的構成の２は、キャスク蓋の底面部と側面上部或いは、底面部と上面部に設けた開口部を連通することによって排気口を形成したことを特徴とするコンクリートキャスクの蓋である。
【００１５】
具体的構成の３は、上部材と下部材、および両部材間に空気流通路を形成する連結材により成ることを特徴とするコンクリートキャスクの蓋である。
【００１６】
具体的構成の４は、円盤体と円柱体により縦断面形状がＴ型状となるように一体とした上部材と、縦断面形状がＬ型状の円筒体で、その外周面にフランジを設けた下部材を、スペーサーを介して一体としたことを特徴とするコンクリートキャスクの蓋である。尚、機能上問題がなければ、上方の円盤体がない構成もあり得る。
【００１７】
具体的構成の５は、上方と下方にある円盤体を複数の連結板で一体とした上部材と、縦断面形状が逆Ｌ型状の円筒体で、その外周面にフランジを設けた下部材を、連結板を介して一体としたことを特徴とするコンクリートキャスクの蓋である。尚、機能上問題がなければ上方の円盤体がない構成もあり得る。
【００１８】
具体的構成の６は、上部材および下部材は、コンクリートと鋼板から成ることを特徴とするコンクリートキャスクの蓋である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、除熱効率を高くするという目的を、キャスク蓋に排気口を設けて吸気口と排気口の高さの差を大きくすることにより実現した。
【００２０】
【実施例１】
図１は、円筒状のコンクリートキャスク本体１と、該コンクリートキャスク本体１の収容部に収容されたキャニスタ２、および該コンクリートキャスク本体１の開口部に嵌め込まれたキャスク蓋３から成る貯蔵設備を示す縦断面図、
図２は、上記コンクリートキャスク本体１とキャニスタ２及びキャスク蓋３から成る貯蔵設備を一部切断した断面斜視図である。
【００２１】
コンクリートキャスク本体１は、コンクリートにより形成され遮蔽構造体として機能する円筒状の側壁（胴部）１ａ、例えば、高さ約６ｍ、直径約４ｍ、その側面部の厚さは約０．９ｍに形成されている。
上記側壁１ａの下端部には、内側に突出するキャニスタ載置部１ｂと、内部と外部を連通する凹溝１ｃを数カ所設け、該凹溝１ｃは、内部空間に外気を送り込む空気導入口となっている。
【００２２】
また、該コンクリートキャスク本体１を形成する側壁１ａの内周面に、炭素鋼等の金属から成るライナ（図示せず）を設け、使用済燃料からの放射線を遮蔽する。
【００２３】
そして、上記構成から成るコンクリートキャスク本体１のキャニスタ載置部１ｂに支持部材１ｄを設け、該支持部材１ｄ上にキャニスタ２を載置することにより、コンクリートキャスク１の内部空間にキャニスタ２が収納される。
【００２４】
コンクリートキャスク本体１の内壁面とその内部に収納されたキャニスタ２の外周面との間に、コンクリートキャスク本体１の下部より取り入れた空気を上方へ送り込むための空気流通路７が設けられ、空気導入口となる凹溝１ｃから取り入れた空気は、支持部材１ｄ間から空気流通路７を通り、上方へと流れる。
【００２５】
コンクリートキャスク本体１の上方に設けた開口部１ｅに、内部を封止するキャスク蓋３が嵌め込まれるが、該キャスク蓋３は、該キャスク蓋３の底面部とキャスク内部に収納されたキャニスタ上面部との間に空気流通路８を設けるようにして、コンクリートキャスク本体１の上部に固定される。
【００２６】
コンクリートキャスク本体１上部に固定されるキャスク蓋３について以下説明する。
キャスク蓋３は、上部材３ａと下部材３ｂにより形成され、キャスク蓋３の底面部から空気を取り入れて側面部から排出するようにして、上部材３ａと下部材３ｂとの間に空気流通路９が設けられる。
【００２７】
キャスク蓋３を構成する上部材３ａは、円盤体と円柱体により縦断面形状がＴ型状となるように一体とした部材、下部材３ｂは、縦断面形状がＬ型状の円筒体からなる外周面にフランジ３ｃを設けた部材で、上部材３ａのフランジ部と、下部材３ｂの上面部との間に設けたスペーサ３ｄを介して一体とすることにより、空気を底面部から取り入れ、側面部から排出する空気流通路９を設けたキャスク蓋３が形成される。
更に、上部材３ａ及び下部材３ｂの下面それぞれに空隙を保つように鋼板３ｅ、３ｆを設け、空気層を形成することで、空気通路上部の高温空気を上部材３ａと下部材３ｂに直接触れない様にすることもできる。
【００２８】
該キャスク蓋３を構成する上部材３ａ及び下部材３ｂは、主にコンクリート材料により成形され、下部材３ｂの外周面に設けたフランジ３ｃ、スペーサ３ｄ及び空隙確保部材３ｅ、３ｆには鋼板が使用される。
また、上部材３ａ及び下部材３ｂの表面材を鋼板で成形し、該鋼板から成る表面材を強度部材あるいは型枠代わりとして、その内部にコンクリートを流し込むことによって、キャスク蓋３を成形することができる。
【００２９】
このようにして成形されたキャスク蓋３は、コンクリートキャスク本体１の上方に設けた開口部１ｅに嵌め込まれ、外周面に設けたフランジ３ｃをコンクリートキャスク本体１の上面に載置し、該フランジ３ｃをコンクリートキャスク本体１にボルト等１０の手段により固定される。
【００３０】
【実施例２】
図３は、円筒状のコンクリートキャスク本体１と、該コンクリートキャスク本体１の収容部に収容されたキャニスタ２、および該コンクリートキャスク本体１の開口部１ｅに嵌め込まれたキャスク蓋３から成る貯蔵設備を示す縦断面図、
図４は、コンクリートキャスク本体１とキャニスタ２及びキャスク蓋３から成る貯蔵設備を一部切断した断面斜視図、
図５は、コンクリートキャスク本体１とキャスク蓋３から成るコンクリートキャスクを一部切断した断面斜視図である。
【００３１】
コンクリートキャスク本体１の上方に設けた開口部１ｅに、内部を封止するキャスク蓋３が嵌め込まれ、該キャスク蓋３は、該キャスク蓋３の底面部とキャスク本体１の内部に収納されたキャニスタ２上面部との間に空気流通路８を設けるようにして、キャスク本体１上部に固定する。
【００３２】
キャスク蓋３は、上部材３ａと下部材３ｂにより形成され、キャスク蓋３の底面部から空気を取り入れて側面部から排出するようにして、上部材３ａと下部材３ｂとの間に空気流通路９が設けられる。
【００３３】
キャスク蓋３を構成する上部材３ａは、上方と下方にある円盤体３ａ１，３ａ２を、複数の平板から構成される連結板３ａ３で一体とした部材、下部材３ｂは、縦断面形状が逆Ｌ型状の円筒体の外周面にフランジ３ｃを設けた部材で、上部材３ａを形成する上円盤体と、下部材３ｂの上面部との間に連結板３ａ３を介在することにより、空気を底面部から取り入れ、側面部から排出する空気流通路９を設けたキャスク蓋３が形成される。
更に、上部材３ａ及び下部材３ｂの下面それぞれに空隙を保つように鋼板３ｇ、３ｈを設け、空気層を形成することで、空気通路上部の高温空気を上部材３ａと下部材３ｂに直接触れない様にすることもできる。
【００３４】
該キャスク蓋３を構成する上部材３ａは、上円盤体３ａ１と連結板３ａ３を鋼板で、下円盤体３ａ２を主にコンクリート材料により、また、下部材３ｂは主にコンクリート材料により成型され、下部材３ｂの外周面に設けたフランジ３ｃ及び空隙確保部材３ｇ、３ｈには、鋼板が使用される。
また、下円盤体３ａ２及び下部材３ｂの表面材を鋼板で成形し、該鋼板から成る表面材を強度部材あるいは型枠代わりとして、その内部にコンクリートを流し込むことによって、キャスク蓋３を成形することができる。
【００３５】
このようにして成形されたキャスク蓋３は、コンクリートキャスク本体１の上方に設けた開口部１ｅに嵌め込まれ、外周面に設けたフランジ３ｃをコンクリートキャスク本体１の上面に載置し、該フランジ３ｃをコンクリートキャスク本体１にボルト等１０の手段により固定される。
【００３６】
上記構成により、コンクリートキャスク本体１の下部に設けた空気導入口である凹溝１ｃより取り入れた空気は、支持部材１ｄ上に設置されたキャニスタ底面部と載置部１ｂとの空隙、および空気流通路７，８を通ってキャスク蓋３の底面部から側面部へと通ずる空気流通路９を流れ、キャスク蓋３の側面から排出される。
【００３７】
【実施例３】
図６は、円筒状のコンクリートキャスク本体１と該コンクリートキャスク本体１の収容部に収容されたキャニスタ２、および該コンクリートキャスク本体１の開口部１ｅに嵌め込まれたキャスク蓋３から成る貯蔵設備を示す縦断面図、
図７は、円筒状のコンクリートキャスク本体１とキャニスタ２及びキャスク蓋３から成る貯蔵設備を一部切断した断面斜視図である。
【００３８】
コンクリートキャスク本体１の上方に設けた開口部１ｅに、内部を封止するキャスク蓋３が嵌め込まれ、該キャスク蓋３は、該キャスク蓋３の底面部とキャスク本体１の内部に収納されたキャニスタ２上面部との間に空気流通路８を設けるようにして、キャスク本体１上部に固定する。
【００３９】
キャスク蓋３は、逆Ｌ型状円筒体３ｉと円柱体３ｊにより形成され、キャスク蓋３の底面から空気を取り入れて上部から排出するようにして、逆Ｌ型状円筒体３ｉと円柱体３ｊとの間に空気流通路９が設けられる。
【００４０】
キャスク蓋３を構成する逆Ｌ型状円筒体３ｉは、外周面にフランジ３ｃを設けた部材で、下方の円柱体３ｊとの間に連結材である、例えば平面形状十字形から成る連結板３ａ３  を介在することにより、空気を底面部から取り入れ、上部から排出する空気流通路９を設けたキャスク蓋３が形成される。
更に、逆Ｌ型状円筒体３ｉ及び下方の円柱体３ｊの下面それぞれに空隙を保つように鋼板３ｋ、３ｌを設け、空気層を形成することで、空気通路上部の高温空気を逆Ｌ型状円筒体３ｉと下方の円柱体３ｊに直接触れないようにすることもできる。
【００４１】
該キャスク蓋３を形成する逆Ｌ型状円筒体３ｉと円柱体３ｊは、主にコンクリート材料で、逆Ｌ型状円筒体３ｉの外周面に設けたフランジ３ｃと連結板３ａ３、及び空隙確保部材３ｋ、３ｌに鋼板が使用される。
また、逆Ｌ型状円筒体３ｉと円柱体３ｊの表面材を鋼板で成形し、該鋼板から成る表面材を強度部材あるいは型枠代わりとして、その内部にコンクリートを流し込むことによっても、キャスク蓋３が成形される。
【００４２】
このようにして成型されたキャスク蓋３は、コンクリートキャスク本体１の上方に設けた開口部１ｅに嵌め込まれ、外周面に設けたフランジ３ｃをコンクリートキャスク本体１の上面に載置し、該フランジ３ｃをコンクリートキャスク本体１にボルト等１０の手段により固定される。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、排気口を蓋部に設けたことにより、吸気口と排気口の高さの差が大きくなり、除熱効率を高くすることができる。
また、コンクリートキャスクの胴部上部に排気口を設けないので、この部分の配筋が単純化でき、施工性が良い。
更に、新たに胴部にまでおよぶ除熱遮蔽促進カバーを必要としないので、比較的低コストで製作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例を示す本発明のキャスク蓋とコンクリートキャスク本体、及びキャニスタからなる貯蔵設備を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例を示す本発明のキャスク蓋とコンクリートキャスク本体、及びキャニスタからなる貯蔵設備を一部切断した断面斜視図である。
【図３】第２実施例を示す本発明のキャスク蓋とコンクリートキャスク本体、及びキャニスタからなる貯蔵設備を示す縦断面図である。
【図４】第２実施例を示す本発明のキャスク蓋とコンクリートキャスク本体、及びキャニスタからなる貯蔵設備を一部切断した断面斜視図ある。
【図５】第２実施例を示す本発明のキャスク蓋とコンクリートキャスク本体からなるコンクリートキャスクを一部切断した断面斜視図である。
【図６】第３実施例を示す本発明のキャスク蓋とコンクリートキャスク本体、及びキャニスタからなる貯蔵設備を示す縦断面図である。
【図７】第３実施例を示す本発明のキャスク蓋とコンクリートキャスク本体、及びキャニスタからなる貯蔵設備を一部切断した断面斜視図ある。
【図８】（ａ）従来のコンクリートキャスク本体とキャスク蓋、及びキャニスタからなる貯蔵設備を一部切断した断面斜視図ある。
（ｂ）従来のコンクリートキャスク本体とキャスク蓋、及びキャニスタからなる貯蔵設備を示す縦断面図である。
【図９】（ａ）従来のコンクリートキャスク本体とキャスク蓋、及びキャニスタからなる貯蔵設備を示す縦断面図である。
（ｂ）従来のコンクリートキャスク本体とキャスク蓋、除熱遮蔽促進カバー、及びキャニスタからなる貯蔵設備を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１・・コンクリートキャスク本体
１ａ・側壁
１ｂ・キャニスタ載置部
１ｃ・凹溝
１ｄ・支持部材
１ｅ・開口部
２・・キャニスタ
３・・キャスク蓋
３ａ・上部材
３ｂ・下部材
３ｃ・フランジ
３ｄ・スペーサ
３ｅ・空隙確保材
３ｆ・空隙確保材
３ｇ・空隙確保材
３ｈ・空隙確保材
３ｉ・逆Ｌ型状円筒体
３ｊ・円柱体
３ｋ・空隙確保材
３ｌ・空隙確保材
７・・空気流通路
８・・空気流通路
９・・空気流通路
１０・・ボルト
１０１・コンクリートキャスク本体
１０２・キャニスタ
１０３・キャスク蓋
１０４・吸気口
１０５・排気口
１０６・除熱遮蔽促進カバー
【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】
2004233055.tif 000008
【図７】
2004233055.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004233055.tif 000011