(57)【要約】【課題】３次蓋の板厚をできるだけ薄くし、以て、キャスク自身の総重量の増加を抑制することができるキャスクを提供する。【解決手段】キャスク本体２の開口部２ａを１次蓋３、２次蓋４、３次蓋５によって３重に密封したキャスク１である。２次蓋４の外周面とキャスク本体２の内周面の間の隙間ｅを境にし、この隙間ｅよりも外側の３次蓋５の鍔部を第１締結ボルト２１によってキャスク本体２の端面に固定するとともに、前記隙間ｅよりも内側の３次蓋５の内陸部分を第２締結ボルト２４によって２次蓋４に固定する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャスク本体の開口部を１次蓋、２次蓋、３次蓋によって３重に密封したキャスクにおいて、前記２次蓋の外周面と前記キャスク本体の内周面の間の隙間ｅを境にして、この隙間ｅよりも外側の３次蓋の鍔部を第１締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定するとともに、前記隙間ｅよりも内側の３次蓋の内陸部分を第２締結ボルトによって前記２次蓋に固定することを特徴とするキャスク。
【請求項２】
第２締結ボルトを、頭部とねじ部により構成するとともに、前記頭部の背面に複数の環状溝を同心状に設け、かつ、該環状溝内にそれぞれＯリングを設けたことを特徴とする請求項１記載のキャスク。
【請求項３】
３次蓋を環状に形成するとともに、２次蓋の外周面とキャスク本体の内周面の間の隙間ｅを境にして、この隙間ｅよりも外側の３次蓋の外側の鍔部を締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定し、更に、前記隙間ｅよりも内側の３次蓋の内側の鍔部を締結ボルトによって前記２次蓋に固定することを特徴とする請求項１記載のキャスク。
【請求項４】
キャスク本体の端面を、３次蓋の背面に設けた外周りの環状溝内の複数本のＯリングによってシールするとともに、２次蓋の外面を、３次蓋の背面に設けた内周りの環状溝内の複数本のＯリングによってシールすることを特徴とする請求項３記載のキャスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み燃料等の放射性物質の貯蔵や輸送に使用するためのキャスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電所で使用された使用済み燃料は、原子力発電所にある使用済み燃料プール内に一定期間冷却、貯蔵された後、再処理工場に輸送される。ところが、再処理工場の建設の遅れや処理能力の限界などの事由により、使用済み燃料プールにおける貯蔵期間が長引くことがある。
【０００３】
しかし、使用済み燃料プールに貯蔵できる量に限界があるため、貯蔵キャスクを使用して使用済み燃料プール以外の原子力発電所の内外に使用済み燃料を貯蔵することが行われている。
【０００４】
貯蔵キャスクの基本構造は、キャスク本体の開口部を１次蓋と２次蓋により密封した２重蓋構造であるが、１次蓋の密封異常が発生した場合には、１次蓋などが放射線に汚染されている恐れがあるため、１次蓋のシールが交換できない。したがって、２次蓋の溶接、あるいは、３次蓋の設置の何れかの対応が必要である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２９４１２５０号明細書（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、２次蓋をキャスク本体に溶接する場合には、所轄官庁の許認可が必要になるばかりでなく、遠隔操作による溶接作業となるため、溶接作業時間の増加など、いろいろ問題がある。
【０００６】
他方、特許文献１に記載されているように、２次蓋の外側に３次蓋を設ける場合には、３次蓋を追加した分、キャスク自身の総重量が増加する。その上、３次蓋５のフランジ部２０を、図８および図９に示すように、キャスク本体２の３次段部５０に３次蓋固定ボルト２１によって固定する場合には、２次蓋４の外周面１７とキャスク本体２の２次段部１４の内周面１８との隙間ｅを２次蓋と３次蓋の蓋間圧力０．２ＭＰａ程度で密封するため、３次蓋５の板厚を厚くする必要がある。例えば、３次蓋５の半径が１１５０ｍｍの場合、３次蓋５の板厚は、５０ｍｍとなり、その重量は、約１．８トンになる。
【０００７】
尚、図８および図９において、１はキャスク、２はキャスク本体、２ａはキャスク本体の開口部、３は１次蓋、４は２次蓋を示している。
【０００８】
キャスクの１次蓋、２次蓋の板厚は、キャスクの放射線遮蔽機能と構造強度から決まる。キャスクへの使用済み燃料の収納本数は、キャスク自身の総重量が制限重量を下回るという条件で設定されるようになっている。
【０００９】
上記のように、３次蓋は、１次蓋の密封異常に対応するために追加された蓋のため、その重量が必要以上に重い場合には、制限重量の関係から３次蓋が加わった分、使用済み燃料の収納量を減らす必要が生ずる。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、３次蓋の板厚をできるだけ薄くし、以て、キャスク自身の総重量の増加を抑制することができるキャスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、キャスク本体の開口部を１次蓋、２次蓋、３次蓋によって３重に密封したキャスクにおいて、前記２次蓋の外周面と前記キャスク本体の内周面の間の隙間ｅを境にして、この隙間ｅよりも外側の３次蓋の鍔部を第１締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定するとともに、前記隙間ｅよりも内側の３次蓋の内陸部分を第２締結ボルトによって前記２次蓋に固定することを特徴とするキャスクである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、第２締結ボルトを、頭部とねじ部により構成するとともに、前記頭部の背面に複数の環状溝を同心状に設け、かつ、該環状溝内にそれぞれＯリングを設けたことを特徴とする請求項１記載のキャスクである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、３次蓋を環状に形成するとともに、２次蓋の外周面とキャスク本体の内周面の間の隙間ｅを境にして、この隙間ｅよりも外側の３次蓋の外側の鍔部を締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定し、更に、前記隙間ｅよりも内側の３次蓋の内側の鍔部を締結ボルトによって前記２次蓋に固定することを特徴とする請求項１記載のキャスクである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、キャスク本体の端面を、３次蓋の背面に設けた外周りの環状溝内の複数本のＯリングによってシールするとともに、２次蓋の外面を、３次蓋の背面に設けた内周りの環状溝内の複数本のＯリングによってシールすることを特徴とする請求項３記載のキャスクである。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、請求項１に記載の発明は、キャスク本体の開口部を１次蓋、２次蓋、３次蓋によって３重に密封したキャスクにおいて、前記２次蓋の外周面と前記キャスク本体の内周面の間の隙間ｅを境にして、この隙間ｅよりも外側の３次蓋の鍔部を第１締結ボルトによってキャスク本体の端面に固定するとともに、前記隙間ｅよりも内側の３次蓋の内陸部分を第２締結ボルトによって前記２次蓋に固定するために、３次蓋の板厚を従来の３次蓋に比べて大幅に薄くすることが可能となった。その結果、キャスク自身の総重量の増加を抑制することができたため、使用済み燃料等の放射性物質の収納量を減らすような事態を回避することができた。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、頭部とねじ部により構成するとともに、前記頭部の背面に複数の環状溝を同心状に設け、かつ、該環状溝内にそれぞれＯリングを設けたため、第２締結ボルトと３次蓋の隙間を密封することが可能になった。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、３次蓋を環状に形成したため、３次蓋の重量を円盤の場合よりも更に低減することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１に示すように、乾式キャスク１は、キャスク本体２の開口部２ａが１次遮蔽蓋（以下、１次蓋という。）３、２次遮蔽蓋（以下、２次蓋という。）４および密封用３次蓋（以下、３次蓋という。）５によって３重に密封されている。また、この乾式キャスク１の収納室６には、図示しない使用済み燃料等の放射性物質やバスケットおよびヘリウムガスが収納されている。
【００２１】
具体的に説明すると、図２に示すように、１次蓋３の鍔部（フランジ部）７は、１次蓋固定ボルト８によってキャスク本体２の１次段部９に固定されている。その際、キャスク本体２の１次段部９は、１次蓋３の背面に設けた環状溝１０内の金属ガスケット（図示せず）によってシールされている。また、２次蓋４の鍔部（フランジ部）１２は、２次蓋固定ボルト１３によってキャスク本体２の２次段部１４に固定されている。その際、キャスク本体２の２次段部１４は、２次蓋４の背面に設けた環状溝１５内の金属ガスケット（図示せず）によってシールされている。
【００２２】
他方、３次蓋５は、図２に示すように、２次蓋４の外周面１７と、キャスク本体２の２次段部１４の内周面１８の間の隙間ｅを境にして、それよりも外側の部分を第１の３次蓋固定ボルト２１によってキャスク本体２の端面２２に固定するとともに、隙間ｅよりも内側の部分を第２の３次蓋固定ボルト２４によって２次蓋４に固定させている。
【００２３】
具体的に説明すると、３次蓋５の鍔部２０を、第１の３次蓋固定ボルト２１によってキャスク本体２の端面２２に固定するとともに、２次蓋４の外周面１７とキャスク本体の２次段部１２の内周面１８の間の隙間ｅよりも内側にある３次蓋５の内陸部分２３を、第２の３次蓋固定ボルト２４によって２次蓋４に固定している。その際、キャスク本体２の端面２２は、３次蓋の背面に設けた環状溝２５内のゴム製Ｏリング（図示せず）によってシールされている。
【００２４】
第１および第２の３次蓋固定ボルト２１，２４は、図３に示すように、同心状に配設され、第１の３次蓋固定ボルト２１は、円形の第１仮想ライン２７上に等間隔に設けられ、第２の３次蓋固定ボルト２４は、第１仮想ライン２７よりも小径の第２仮想ライン２９上に等間隔に設けられている。尚、第２の３次蓋固定ボルト２４は、上記のように１重ではなく、多重に設けてもよい。
【００２５】
また、２次蓋４には、第２仮想ライン２９に対応する部分に第２の３次蓋固定ボルト２４を取り付けるためのボルト取付け部３０を設けるとともに、中性子遮蔽用充填物３１を設けている。
【００２６】
上記第２の３次蓋固定ボルト２４は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、頭部３３とねじ部３４により構成されている。その上、頭部３３の背面に設けた内外の２本の環状溝３５，３６の中にそれぞれゴム製Ｏリング３７を配しており、３次蓋５と第２の３次蓋固定ボルト２４との隙間をシールするようにしている（図２参照）。その上、内外の環状溝３５，３６の間に位置して漏洩検査孔３８が設けられている。
【００２７】
上記のように、本発明は、３次蓋５を、２次蓋４の外周面１７とキャスク本体２の２次段部１４の内周面１８の間の隙間ｅを境にして、それよりも外側の部分を第１の３次蓋固定ボルト２１によってキャスク本体２の端面２２に固定するとともに、隙間ｅよりも内側の部分を第２の３次蓋固定ボルト２４によって２次蓋４に固定させたため、３次蓋５の板厚を半減させることが可能になった。
【００２８】
図５は、本発明の他の実施形態を示すものであり、３次蓋５ａを、第１実施形態のように円盤ではなく、円環状あるいはサークル状に形成することにより、更なる軽量化を図ったものである。
【００２９】
この例では、円環状の３次蓋５ａを、２次蓋４の外周面１７とキャスク本体２の２次段部１４の内周面１８の間の隙間ｅの上に被せ、その外側の鍔部２０を３次蓋固定ボルト２１によってキャスク本体２の端面２２に固定するとともに、内側の鍔部４０を３次蓋固定ボルト２１によって２次蓋４の鍔部４１に固定している。
【００３０】
その際、キャスク本体２の端面２２は、図６に示すように、３次蓋５ａの背面に複数設けた外側周りの環状溝４３内のゴム製Ｏリング４４によってシールされ、２次蓋４の外面は、３次蓋５ａの背面に複数設けた内側周りの環状溝４５内のゴム製Ｏリング４６によってシールされている。その上、外側周りの複数の環状溝４３の間には、漏洩検査孔４７が設けられ、内側周りの複数の環状溝４５の間には、漏洩検査孔４７が設けられている。
【００３１】
図７は、本発明の他の実施形態を示すものであり、３次蓋５ｂを、第１実施形態のように円盤ではなく、円環状あるいはサークル状に形成することにより、更なる軽量化を図ったものである。
【００３２】
この３次蓋５ｂは、その背面に環状凹部４８を設け、２次蓋４の鍔部４１がキャスク本体２の端面２２よりも突出している場合に適応するようにしたものである。その他の部分は、第２の実施態様のものと変わりがないので、同じ部分に同じ番号を付け、詳細な説明を省略する。
【実施例】
【００３３】
（実施例）
本発明のキャスクと、３次蓋の鍔部のみをボルト止めした従来のキャスクとの強度評価を行った結果を「表１」に示す。
【００３４】
この「表１」から本発明のキャスクは、３次蓋の板厚を半減しても発生応力が従来並みであることが分かる。
Ｐ（ＭＰａ）：２次蓋と３次蓋の蓋間圧力
ａ（ｍｍ）：３次蓋の半径
ｈ（ｍｍ）：３次蓋の板厚
ｂ（ｍｍ）：３次蓋の中心Ｏから第２の３次蓋固定ボルトの軸心までの距離
【００３５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るキャスクの断面図である。
【図２】図１のキャスクの要部拡大断面図である。
【図３】図１のキャスクの平面図である。
【図４】（ａ）第２の３次蓋固定ボルトの断面図、（ｂ）第２の３次蓋固定ボルトの底面図である。
【図５】本発明に係るキャスクの他の実施形態の要部断面図である。
【図６】図５のキャスクの要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係るキャスクの他の実施形態の要部断面図である。
【図８】従来のキャスクの断面図である。
【図９】図８のキャスクの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  キャスク
２  キャスク本体
２ａ  開口部
３  １次蓋
４  ２次蓋
５  ３次蓋
１７  ２次蓋の外周面
１８  キャスク本体の内周面
２０  ３次蓋の鍔部
２１  第１締結ボルト
２２  キャスク本体の端面
２３  ３次蓋の内陸部分
２４  第２締結ボルト
【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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