(57)【要約】【課題】建屋のコンクリートの昇温防止効果を高めることができるようにする。【解決手段】建屋２内に設けたセル室５の一側壁上端部に空気入口１６を設けて入口シャフト１７の下端部を接続し、他側壁上端部に空気出口１８を設けて出口シャフト１９の下端部を接続する。セル室５内部に、発熱体２７を収納する収納管６を多数設ける。セル室５内に、下端を開放した箱型の空気流路形成部材２８を、収納管６の発熱体２７収納個所を囲むように配設し、その空気排出口３２を、空気出口１８に空気排出ダクト３３を介し接続する。空気入口１７より流入する冷却空気２０を、セル室５の天井面及び四方の側壁面と、空気流路形成部材２８の外面との間の空気流路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを経た後、空気流路形成部材２８の内側へ導いて発熱体２７の冷却に供し、その後、空気排出口３２、空気排出ダクト３３を経て空気出口１８へ排出させる。【選択図】図１
2007155510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋内に発熱体を取り扱う搬送室とセル室とを上下方向に設け、且つ上記セル室の一側に空気入口を設けて入口シャフトを接続すると共に、他側壁に空気出口を設けて出口シャフトを接続し、上記セル室の内部に、下端部の開放された箱型の空気流路形成部材を発熱体を収納する多数の収納管を囲むよう配設し、上記セル室の天井面及び四方の側壁面と上記空気流路形成部材の外面との間に、空気流路を形成すると共に、上記空気流路形成部材における上記セル室の空気出口に臨む一側壁の上端部に、空気排出口を設けて、上記セル室の空気出口に空気排出ダクトを介し連通接続してなり、上記空気入口よりセル室内に流入する冷却空気を、上記空気流路、セル室の内底部を経て空気流路形成部材の内側へ導いて発熱体の冷却に供した後、空気排出口、空気排出ダクトを経て空気出口へ導くことができるようにした構成を有することを特徴とする発熱体貯蔵施設。
【請求項２】
空気流路形成部材の上側に、該空気流路形成部材の上面とセル室の天井面との間に導かれる冷却空気をセル室の空気出口側側壁部の方向へ導くための整流板を設けた請求項１記載の発熱体貯蔵施設。
【請求項３】
空気流路形成部材の外面と、セル室の天井面及び四方の側壁面との間に形成される空気流路のうち、セル室の天井面及び空気出口側の側壁面に沿う空気流路の断面積を他の側壁面に沿う空気流路の断面積よりも大きくなるようにして、該空気流路形成部材の上面とセル室の天井面との間に導かれる冷却空気をセル室の空気出口側側壁部の方向へ導くことができるようにした請求項１記載の発熱体貯蔵施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質を収納してなる発熱体を、放射性物質より発せられる崩壊熱を自然換気方式により流通させる冷却空気により除去させながら貯蔵する発熱体貯蔵施設に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所において使用した核燃料は、含まれているウランやプルトニウム等の核燃料物質を回収すると共に、廃棄対象となる核分裂生成物を回収して安全に処理・処分するための再処理を行うようにしてある。 
一般に、原子炉への核燃料の装荷や取出しを行う場合は、核燃料のペレットをジルカロイ合金製等の鞘管（円管）に封入してなる燃料棒を、数十〜数百本束ねるよう組み合わせて形成してなる燃料集合体の状態で取り扱うようにしてあることから、上記使用済核燃料の再処理を行うには、先ず、燃料棒の上下両端部を束ねている支持金具（タイプレートあるいはノズル）を切断、除去して、各燃料棒ごとに分離した後、該各燃料棒を、所要の長さ寸法、たとえば、数センチずつに剪断（チョッピング）するか、又は、燃料集合体を、そのまま上記と同様の長さ寸法に剪断する。次いで、溶解槽にて上記剪断物に硝酸を作用させることにより、燃料部分を溶解させ、しかる後、ウランとプルトニウムとを溶媒抽出して分離精製するようにしてある。
【０００３】
上記ウランやプルトニウムが分離された後に残留する核分裂生成物の大部分を含む高レベル放射性廃液は、該廃液を脱硝、乾燥、仮焼した後、得られる仮焼体をホウケイ酸系等のガラス原料と混合して溶融させ、溶融物をステンレス製のキャニスタに流し込んで固化させるガラス固化処理を行うことにより、ガラス固化体を形成させるようにしてある。
【０００４】
一方、上記硝酸に溶解しないジルカロイ合金製の鞘管や、燃料集合体から切除した上記支持金具等の主に金属からなる不燃性の廃棄物は、低レベル放射性廃棄物となるため、ディスク状に圧縮成形した後、このディスク状の圧縮成形体を所要枚数ずつ上記キャニスタと同様の容器に封入して、放射性廃棄体とするようにしてある。
【０００５】
上記ガラス固化体や放射性廃棄体は、地下の処分場にて最終処分を行うものとされている。又、ガラス固化体や放射性廃棄体を上記処分場等に最終処分するまでの間、処分場とは別に設けられる貯蔵施設に貯蔵することが考えられている。更に、上記ガラス固化体や放射性廃棄体は放射性物質の崩壊熱によって比較的高温を発する発熱体となるため、かかるガラス固化体や放射性廃棄体の如き放射性物質を収納してなる発熱体は、上記貯蔵施設において、発生する崩壊熱を適切に除去しながら貯蔵するようにすることが考えられている。
【０００６】
上記発熱体として、たとえば、ガラス固化体を、放射性物質の崩壊熱を適切に除去しながら貯蔵するための発熱体貯蔵施設（ガラス固化体貯蔵施設）としては、図５にその一例の概略を示す如き構成のものが従来提案されている。
【０００７】
すなわち、図５に示す発熱体貯蔵施設は、建屋２内に、クレーンを用いてガラス固化体１を取り扱うための搬送室３を設け、該搬送室３の床スラブ４の直下に、ガラス固化体１の貯蔵区域として厚いコンクリート遮蔽壁にて包囲してなるセル室（貯蔵室）５を構築する。該セル室５の内部には、ガラス固化体１を収納するための多数の筒状の収納管６を、前後左右方向に所要の間隔で配列すると共に、該各収納管６を、上端が上記搬送室３側に開口するようにしてセル室５の天井部となる上記床スラブ４より吊り下げて支持させ、それぞれの収納管６内に上方より多数のガラス固化体１を積み重ね状態に収納させた後、該各収納管６の上端部内に収納管プラグ７を詰めて上端開口部を収納管蓋８によって閉塞することにより、収納管６内にガラス固化体１を封入するようにしてある。
【０００８】
更に、ガラス固化体１から発生する放射性物質の崩壊熱を適切に除去するために、上記各収納管６の周囲に通風管（外筒）９をそれぞれ配置して、該各通風管９の所要高さ個所を、セル室５内に設けた図示しない支持架構にて支持させることにより、各収納管６の外周に、通風管９との間で筒状流路１０をそれぞれ形成させるようにしてある。更に、互いに隣接する各通風管９の上端部同士及びセル室５の側壁内面に沿わせて設けた側壁流路形成板１１との間を上部プレナム形成板１２で閉塞して上記筒状流路１０の上方に上部プレナム部１３を区画形成すると共に、各通風管９の下端部同士及び側壁流路形成板１１との間を下部プレナム部形成板１４で閉塞して上記筒状流路１０の下方に下部プレナム部１５を区画形成するようにしてある。上記下部プレナム部１５の一端部となるセル室５の一側壁（図上、右側壁）の下端部には、空気入口１６を設けて、上下方向に所要寸法延び且つ上端部を大気中に開放してある入口シャフト（給気通路）１７の下端部を連通接続するようにしてある。又、上記上部プレナム部１３における上記空気入口１６とは反対側の端部となるセル室５の他側壁（図上、左側壁）の上端部には、空気出口１８を設けて、上記入口シャフト１７よりも高い位置まで上下方向に延びる煙突状の出口シャフト（排気塔）１９の下端部を連通接続してなる構成としてある。これにより、上記入口シャフト１７の上端部より取り入れる外気（大気）を、該入口シャフト１７を通して下方へ導いた後、空気入口１６を経て下部プレナム部１５へ取り入れて、該下部プレナム部１５より、冷却空気２０として上記各収納管６の外周の筒状流路１０へそれぞれ導くことができるようにして、この筒状流路１０へ導かれる冷却空気２０によって、放射性物質の崩壊熱によって発熱する上記ガラス固化体１を、収納管６を介して間接的に冷却できるようにしてある。
【０００９】
上記各筒状流路１０にてガラス固化体１の間接冷却に供された後の冷却空気２０は、上記放射性物質の崩壊熱を吸収することにより加熱されて浮力が生じるようになるため、上記各筒状流路１０から上部プレナム部１３へ上昇した後、空気出口１８を経て出口シャフト１９へ導かれ、該出口シャフト１９内を更に上昇して大気中へ放出されるようになる。この際、上記入口シャフト１７よりも出口シャフト１９の方が高くなるよう設定してあるため、上記ガラス固化体１の冷却に供されることにより加熱されて浮力の発生した冷却空気２０が出口シャフト１９を上昇して順次大気へ放出されることに伴って生じるドラフト力を利用した自然換気方式により、上記入口シャフト１７、空気入口１６、下部プレナム部１５を経て上記各筒状流路１０への新たな冷却空気２０の取り込みを連続的に行って、貯蔵中のガラス固化体１の冷却を連続的に行うことができるようにしてある。
【００１０】
２１は上記入口シャフト１７及び出口シャフト１９の長手方向所要個所に設けた遮蔽板（迷路板）であり、該遮蔽板２１によって各シャフト１７，１９における冷却空気２０の流路を屈曲させることにより、放射線の遮蔽を行うようにしてある。
【００１１】
ところで、上記発熱体貯蔵施設における建屋２のコンクリート、特に、セル室５の天井面部、四方の側壁面部及び床面部を構築しているコンクリートは、上記発熱体としてのガラス固化体１の発生する崩壊熱を、該ガラス固化体１が封入してある収納管６の表面等からの熱輻射や、各収納管６及び通風管９を支持する図示しない支持架構を介した熱伝導や、ガラス固化体１の冷却に供された後に加熱された状態で上部プレナム部１３へ上昇する冷却空気２０を介した熱伝達等により受けて昇温されるようになる。更に、上記建屋２のコンクリートは、ガラス固化体１中の放射性物質の発するガンマ線が照射されることによって生じるガンマヒーティングによっても昇温されるようになる。
【００１２】
しかし、通常、上記のような原子力関連設備の建屋のコンクリートの温度は、一般部分で６５℃、配管の貫通部等の局部においても９０℃を温度制限値とすることが望まれている。
【００１３】
そのために、上記図５に示した発熱体貯蔵施設では、たとえば、セル室５の各側壁の内側に沿わせて設ける上記側壁流路形成板１１と、セル室５の各側壁面との間に所要隙間の側壁流路２２を形成して、冷却空気２０の一部が該側壁流路２２を通って上方へ抜けるようにすることで、セル室５の側壁部を冷却できるようにすると共に、セル室５の天井面に、断熱材２３を施工するようにして、建屋２のコンクリートの昇温を防ぐようにしてある。
【００１４】
又、上記と同様に、発熱体としてのガラス固化体１を、建屋２のセル室５内に設けた収納管６に封入して、放射性物質の崩壊熱によって発熱する上記ガラス固化体１を、冷却空気２０により上記収納管６を介して間接的に冷却しながら貯蔵できるようにしてある発熱体貯蔵施設における建屋２のコンクリートの昇温を防止するための別の手法としては、図６に示す如き手法も提案されている。
【００１５】
すなわち、図６に示す発熱体貯蔵施設では、図５に示したと同様の構成において、建屋２のセル室５の内側に、該セル室５の天井面及び四方の側壁面の内側を所要の隙間を隔てて覆うと共に、下部プレナム部１５と対応するセル室５の底部側のみを開口させてなる箱型の鋼製遮蔽板２４を設ける。該鋼製遮蔽板２４における出口シャフト１９側の一側壁（図上、左側壁）の上端部には、セル室５の空気出口１８を通して出口シャフト１９内へ延びるダクト状の導流部２５を設けて、該導流部２５を、上記出口シャフト１９の内側に挿通配置すると共に、建屋２の上方へ延びる鋼製ダクト２６の下端部に連通接続してなる構成としてある。
【００１６】
上記鋼製遮蔽板２４の上部内面と各通風管９の上部との間は、上部プレナム形成板１２で閉塞して、該鋼製遮蔽板２４の内側上部位置に上部プレナム部１３が形成されるようにすると共に、上記鋼製遮蔽板２４の下端部内面と各通風管９の下端部の間を、下部プレナム形成板１４で閉塞して、鋼製遮蔽板２４の下側となるセル室５の内底部に下部プレナム部１５が形成されるようにしてある。
【００１７】
更に、上記セル室５の入口シャフト１７側となる一側壁（図上、右側壁）には、図５に示したように該一側壁の下端部に空気入口１６を設けることに代えて、上下方向中間部における上下方向所要間隔の複数個所に、空気入口１６ａを設けてなる構成としてある。その他の構成は図５に示したものと同様であり、同一部分には同一符号が付してある。
【００１８】
以上のような構成としてあることにより、上記図６に示す発熱体貯蔵施設では、入口シャフト１７、空気入口１６ａを通してセル室５内に取り込まれる外気を冷却空気２０として下部プレナム部１５より各収納管６の外周の通風管９との間の筒状流路１０へ導いて流通させることにより、該各収納管６に封入して貯蔵されたガラス固化体１の冷却を行うようにしてあり、上記ガラス固化体１の冷却に供されて加熱される冷却空気２０が発生する浮力によって上昇する際のドラフト力を利用した自然換気方式により、上記貯蔵中のガラス固化体１の冷却を連続的に行うことができるようにしてある。更に、上記ガラス固化体１の冷却の際に加熱されて浮力が発生する冷却空気２０は、上記筒状流路１０から鋼製遮蔽板２４内の上部プレナム部１３へ導き、該上部プレナム部１３より導流部２５を経て出口シャフト１９内の鋼製ダクト２６へ導くようにし、これにより、該加熱されて高温となった冷却空気２０が建屋２のコンクリートに直接接触することを防止するようにして、該建屋２のコンクリートの昇温を防止するようにしてある。
【００１９】
更に、上記セル室５の天井面及び四方の側壁面と、上記鋼製遮蔽板２４の外面との間に形成されている所要の隙間に、上記空気入口１６ａよりセル室５内に取り込まれる冷却空気２０の一部を導いて建屋２における上記セル室５の天井面部及び四方の側壁面部を構築しているコンクリートを冷却できるようにすると共に、該鋼製遮蔽板２４の外側の隙間を空気断熱層として機能させることによっても、建屋２のコンクリートの昇温を防ぐようにしてある。（たとえば、特許文献１参照）。
【００２０】
【特許文献１】特開２００１−２１６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところが、上記図５に示した発熱体貯蔵施設ではセル室５内に側壁流路２２を設けると共に、セル室５の天井面に断熱材２３を施工してなる構成とすることにより、又、図６に示したものでは、セル室５内に鋼製遮蔽板２４を設け、該鋼製遮蔽板２４の導流部２５を出口シャフト１９内の鋼製ダクト２６に連通接続してなる構成とすることにより、それぞれ有効に建屋２のコンクリートの昇温を防止するようにしてあるが、建屋５のコンクリートの昇温防止をより効率よく行うことができれば、同じ発熱体貯蔵施設の内部に、貯蔵物全体の発熱量がより大きな貯蔵物を貯蔵することが可能になる。すなわち、同じ発熱体貯蔵施設に貯蔵可能な発熱体の個数を増加させることが可能になる。
【００２２】
そこで、本発明者等は、図５及び図６に示した発熱体貯蔵施設では、いずれも、建屋２のセル室５の天井面部及び四方の側壁面部を構築しているコンクリートの冷却空気２０による直接的な冷却を行う際、セル室５内に取り入れられる冷却空気２０の一部しか用いていないこと、及び、図５の発熱体貯蔵施設の側壁流路２２を流れる冷却空気２０、及び、図６の発熱体貯蔵施設のセル室５の天井面及び四方の側壁面と、上記鋼製遮蔽板２４の外面との間に形成されている所要の隙間を流れる冷却空気２０は、いずれも、収納管６に収納された発熱体としてのガラス固化体１の冷却に供される冷却空気２０とは別の経路を通るため、上記ガラス固化体１の冷却により加熱される冷却空気２０に生じる浮力に基づくドラフト力を利用して流通させるようにはなっていないことに着目して、本発明をなした。
【００２３】
したがって、本発明の目的とするところは、ガラス固化体や放射性廃棄体の如き放射性物質を収納してなる発熱体を貯蔵するときに、該発熱体の冷却に供される冷却空気に生じる浮力に基づくドラフト力を利用してセル室内に取り入れる冷却空気の全量を、建屋のコンクリートの冷却に積極的に利用できるようにして、建屋のコンクリートの昇温防止効果をより高めることができる発熱体貯蔵施設を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明に対応して、建屋内に発熱体を取り扱う搬送室とセル室とを上下方向に設け、且つ上記セル室の一側に空気入口を設けて入口シャフトを接続すると共に、他側壁に空気出口を設けて出口シャフトを接続し、上記セル室の内部に、下端部の開放された箱型の空気流路形成部材を発熱体を収納する多数の収納管を囲むよう配設し、上記セル室の天井面及び四方の側壁面と上記空気流路形成部材の外面との間に、空気流路を形成すると共に、上記空気流路形成部材における上記セル室の空気出口に臨む一側壁の上端部に、空気排出口を設けて、上記セル室の空気出口に空気排出ダクトを介し連通接続してなり、上記空気入口よりセル室内に流入する冷却空気を、上記空気流路、セル室の内底部を経て空気流路形成部材の内側へ導いて発熱体の冷却に供した後、空気排出口、空気排出ダクトを経て空気出口へ導くことができるようにした構成とする。
【００２５】
又、上記構成における空気流路形成部材の上側に、該空気流路形成部材の上面とセル室の天井面との間に導かれる冷却空気をセル室の空気出口側側壁部の方向へ導くための整流板を設けた構成とする。
【００２６】
更に、上記構成において、空気流路形成部材の外面と、セル室の天井面及び四方の側壁面との間に形成される空気流路のうち、セル室の天井面及び空気出口側の側壁面に沿う空気流路の断面積を他の側壁面に沿う空気流路の断面積よりも大きくなるようにして、該空気流路形成部材の上面とセル室の天井面との間に導かれる冷却空気をセル室の空気出口側側壁部の方向へ導くことができるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の発熱体貯蔵施設によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。 
（１）建屋内に発熱体を取り扱う搬送室とセル室とを上下方向に設け、且つ上記セル室の一側に空気入口を設けて入口シャフトを接続すると共に、他側壁に空気出口を設けて出口シャフトを接続し、上記セル室の内部に、下端部の開放された箱型の空気流路形成部材を発熱体を収納する多数の収納管を囲むよう配設し、上記セル室の天井面及び四方の側壁面と上記空気流路形成部材の外面との間に、空気流路を形成すると共に、上記空気流路形成部材における上記セル室の空気出口に臨む一側壁の上端部に、空気排出口を設けて、上記セル室の空気出口に空気排出ダクトを介し連通接続してなり、上記空気入口よりセル室内に流入する冷却空気を、上記空気流路、セル室の内底部を経て空気流路形成部材の内側へ導いて発熱体の冷却に供した後、空気排出口、空気排出ダクトを経て空気出口へ導くことができるようにした構成としてあるので、収納管に発熱体を収納させて貯蔵している間は、入口シャフトより空気入口を経てセル室に取り入れられる冷却空気を、該セル室の天井面及び各側壁面と、上記空気流路形成部材の外面との間に形成されている空気流路を通してセル室の内底部へ導いてから、上記空気流路形成部材の内側に配してある各収納管の発熱体収納（封入）個所の周囲へ流通させて、該各発熱体の冷却に供することができることから、上記空気入口より取り入れられた直後の低温の冷却空気により、セル室の天井面及び各側壁面を冷却することができる。 
（２）上記空気入口よりセル室内へ取り入れられる冷却空気は、その全量が上記空気流路を通るようになるため、セル室に取り入れられる冷却空気の全量を、セル室の天井面及び各側壁面の冷却に供することができて、セル室の天井面及び各側壁面の冷却に利用する冷却空気の量を従来に比して大幅に増加させることができる。 
（３）上記空気流路形成部材の内側にて各収納管に封入されている発熱体の冷却に供された後の高温の冷却空気は、空気流路形成部材の空気排出口から空気排出ダクト、空気出口を経て出口シャフトへ直接排出できるためセル室の天井面や側壁面が上記高温の冷却空気２０に直接触れることはない。 
（４）以上により、上記セル室の天井面及び各側壁面の冷却効率をより高いものとすることができて、建屋のコンクリートの昇温をより効果的に防止することが可能となる。このため、該建屋のコンクリートの温度を一般部分で６５℃、配管の貫通部等の局部においても９０℃といった所要の温度制限値以下に保持しながら、セル室内に貯蔵する発熱体の貯蔵数量を増加させることが可能になる。 
（５）空気流路形成部材の上側に、該空気流路形成部材の上面とセル室の天井面との間に導かれる冷却空気をセル室の空気出口側側壁部の方向へ導くための整流板を設けた構成としたり、空気流路形成部材の外面と、セル室の天井面及び四方の側壁面との間に形成される空気流路のうち、セル室の天井面及び空気出口側の側壁面に沿う空気流路の断面積を他の側壁面に沿う空気流路の断面積よりも大きくなるようにして、該空気流路形成部材の上面とセル室の天井面との間に導かれる冷却空気をセル室の空気出口側側壁部の方向へ導くことができるようにした構成とすることにより、空気入口よりセル室内へ流入する冷却空気を、該セル室の空気出口側へより多く導いて、上記空気流路形成部材の四方に形成される空気流路に対して、冷却空気をより均等に分散させることができて、セル室の四方の側壁面をより均等に冷却することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１（イ）（ロ）は本発明の発熱体貯蔵施設の実施の一形態を示すもので、図５に示した発熱体貯蔵施設と同様に、建屋２内に、クレーンを用いてガラス固化体や放射性廃棄体の如き放射性物質を収納してなる発熱体２７を取り扱うための搬送室３と、該搬送室３の床スラブ４の直下に構築した貯蔵区域としてのセル室（貯蔵室）５とを備え、且つ上記セル室５の内部に、発熱体２７を収納するための多数の収納管６を前後左右方向に所要間隔で配列すると共に、該各収納管６の上端部をセル室５の天井部となる上記床スラブ４より吊り下げて支持させて、それぞれの収納管６内に上方より多数の発熱体２７を積み重ね状態に収納させた後、該各収納管６の上端部内に収納管プラグ７を詰めて上端開口部を収納管蓋８により閉塞して、収納管６内に発熱体２７を封入することができるようにする。
【００３０】
上記セル室５の一側壁（図上、左側壁）には、その上端部に空気入口１６ｂを設けて上下方向に所要寸法延びる入口シャフト（給気通路）１７の下端部を連通接続すると共に、セル室５の他側壁（図上、右側壁）の上端部に、空気出口１８を設けて上記入口シャフト１７よりも高い位置まで上下方向に延びる出口シャフト１９の下端部を連通接続する。
【００３１】
上記セル室５内には、該セル室５の平面形状よりも一回り小さい平面形状、たとえば、矩形状とし且つ上記各収納管６の配置に合わせて該各収納管６を挿通させるための多数の収納管挿通孔３０を備えてなる天井部流路形成板２９を、上記各収納管挿通孔３０にそれぞれ対応する収納管６を挿通させた状態で、且つ該各収納管６内における発熱体２７の封入個所よりも高い位置となるようにして、上記セル室５の天井面（床スラブ４の下面）と所要の隙間を隔てた位置に配置する。更に、該天井部流路形成板２９の四辺部の下方位置には、上記セル室５の空気入口１６ｂ側の側壁に所要の隙間を隔てて臨む入口側側壁部流路形成板３１ａと、上記空気出口１８側の側壁に所要の隙間を隔てて臨む出口側側壁部流路形成板３１ｂと、上記空気入口１６ｂ側と空気出口１８側とを結ぶ上記セル室５における空気入出方向に平行な各空気入出方向の側壁にそれぞれ所要の隙間を隔てて臨む一対の空気入出方向側壁部流路形成板３１ｃと３１ｄをそれぞれ配置する。更に、該各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの端部同士を接合すると共に、それぞれ上端部を上記天井部流路形成板２９の四辺部に接合することにより下端側の開放された箱型の空気流路形成部材２８を形成して、該空気流路形成部材２８を、セル室５の内底面と所要の隙間を隔てた状態で配設する。
【００３２】
更に、上記空気流路形成部材２８には、出口側側壁部流路形成板３１ｂの上端部を切り欠いて空気排出口３２を設け、該空気排出口３２と上記セル室５の空気出口１８とを空気排出ダクト３３を介して連通接続する。これにより、上記入口シャフト１７より空気入口１６ｂを経てセル室５内へ取り入れられる冷却空気２０を、上記セル室５の天井面と上記空気流路形成部材２８の天井部流路形成板２９の上面との間に形成される天井部空気流路３４ａ、セル室５の空気入口１６ｂ側の側壁と空気流路形成部材２８の入口側側壁部流路形成板３１ａの外面との間に形成される入口側側壁部空気流路３４ｂ、セル室５の空気出口１８側の側壁と空気流路形成部材２８の出口側側壁部流路形成板３１ｂの外面との間に形成される出口側側壁部空気流路３４ｃ、セル室５の空気入出方向に平行な両側壁部と空気流路形成部材２８の空気入出方向側壁部流路形成板３１ｃ、３１ｄの外面との間に形成される空気入出方向側壁部空気流路３４ｄ，３４ｅとを通してセル室５の内底部へ導かれるようにする。次いで、上記セル室５の内底部へ一旦導かれた冷却空気２０を、各収納管６の発熱体２７封入個所が配されている上記空気流路形成部材２８の内側へ取り入れて、放射性物質の崩壊熱によって発熱する上記発熱体２７を、収納管６を介して間接的に冷却できるようにしてある。この発熱体２７の冷却により加熱されて高温となると共に浮力が生じる冷却空気２０は、上記空気流路形成部材２８の内側上部へ上昇させた後、空気排出口３２、空気排出ダクト３３、セル室５の空気出口１８を経て出口シャフト１９へ導いて、該出口シャフト１９内を更に上昇させて大気中へ放出させることができるようにしてある。この際、上記入口シャフト１７よりも出口シャフト１９の方が高くなるよう設定してあることに起因して上記発熱体２７の熱を吸収することにより加熱されて浮力を生じる冷却空気２０が出口シャフト１９側へ向かうようになるが、このときに生じるドラフト力を利用した自然換気方式により、上記入口シャフト１７、空気入口１６、セル室５内の上記天井部及び各側壁部の空気流路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ、セル室５の内底部から上記空気流路形成部材２８の内側への新たな冷却空気２０の取り込みを連続的に行わせて、冷却空気２０による発熱体２７の冷却を連続的に行うことができるようにする。
【００３３】
詳述すると、上記セル室５の空気入口１６ｂは、上端面がセル室５の天井面に一連につながるように水平方向に形成してある。又、セル室５内に設ける上記空気流路形成部材２８の頂部は、上記空気入口１６ｂの下端面よりもやや高い位置に位置するように配置させる。これにより、上記空気入口１６ｂを通してセル室５内へほぼ水平方向横向きに流入させる冷却空気２０の一部を、上記空気流路形成部材２８の上端部で遮ることにより、入口側側壁部流路形成板３１ａに沿わせて入口側側壁部空気流路３４ｂへ流入させることができるようにし、冷却空気２０の残りを上記セル室５内の天井部空気流路３４ｃへ向けて一旦流入させてから、空気入出方向側壁部空気流路３４ｄ，３４ｅや出口側側壁部空気流路３４ｃへ分散させて流通させることができるようにしてある。
【００３４】
上記セル室５の空気出口１８は、上記空気流路形成部材２８の空気排出口３２と対応する幅寸法として形成してある。更に、該空気出口１８に、上記空気流路形成部材２８の空気排出口３２を、該空気排出口３２と同様の矩形断面形状としてある角筒状の空気排出ダクト３３を介して接続する際、該空気排出ダクト３３の上面と、上記空気出口１８の天井面との隙間を閉塞部材３５により閉塞させることにより、上記空気流路形成部材２８の内部を通過して空気排出口３２より排出される冷却空気２０のみが上記空気出口１８を通して出口シャフト１９へ導かれるようにしてある。
【００３５】
上記セル室５内の所要高さ位置における側壁面同士の間には、地震発生時等に上記床スラブ４より吊下げて支持させてある各収納管６の振れを抑制するために、各収納管６の所要高さ個所を熱膨張による上下方向の多少の変位を許容した状態で保持するための支持架構３６を設ける。支持架構３６としては、たとえば、水平方向に延びる梁部材を格子状に組み合わせてなるものとし、該支持架構３６の各梁部材における長手方向両端部を、上記空気流路形成部材２８の各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの所要高さ位置に貫通させ、又、セル室５の側壁面部に支持させるようにしてある。
【００３６】
又、上記空気流路形成部材２８における各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、たとえば、上記支持架構３６の梁部材と対応する高さ位置で上下方向に分割可能な構造として、上記セル室５の側壁面同士の間に取り付けた上記支持架構３６に、上記分割構造としてある空気流路形成部材２８の各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの分割された各部材をそれぞれ取り付けることにより、上記空気流路形成部材２８を形成させると共に、上記支持架構３６を介してセル室５の側壁面部に支持させるようにしてもよい。
【００３７】
その他、図５及び図６に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００３８】
以上の構成としてある発熱体貯蔵施設によれば、放射性物質を収納してなる発熱体２７を収納管６に収納して貯蔵する間、入口シャフト１７より空気入口１６ｂを経てセル室５に取り入れられる冷却空気２０は、該セル室５の天井面及び各側壁面と、上記空気流路形成部材２８の外面との間に形成されている天井部及び各側壁部の空気流路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを通してセル室５の内底部へ導かれてから、上記空気流路形成部材２８の内側に配されている各収納管６の発熱体２７封入個所の周囲へ流通させられて、該各発熱体２７の冷却に供される。しかる後、該発熱体２７の冷却により加熱された冷却空気２０は、発生する浮力により上記空気流路形成部材２８の内側上部位置まで上昇した後、該空気流路形成部材２８の空気排出口３２、空気排出ダクト３３、セル室５の空気出口１８を経て出口シャフト１９へ上昇させられて外部へ排出されるようになる。
【００３９】
このように、本発明の発熱体貯蔵施設によれば、上記空気入口１６より取り入れられた直後の冷却空気、すなわち、発熱体２７の冷却に供されて加熱される前の低温の冷却空気２０により、セル室５の天井面及び各側壁面を冷却することができる。しかも、上記空気入口１６ｂよりセル室５内へ取り入れられる冷却空気２０は、その全量が上記天井部及び各側壁部の空気流路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを通るようになるため、セル室５に取り入れられる冷却空気２０の全量を、セル室５の天井面及び各側壁面の冷却に供することができる。そのため、セル室５の天井面及び各側壁面の冷却に利用する冷却空気の量を、図５に示した発熱体貯蔵施設における側壁流路２２を流れる冷却空気２０の量や、図６に示した発熱体貯蔵施設における鋼製遮蔽板２４の外側を流れる冷却空気２４の量に比して大幅に増加させることができる。
【００４０】
更に、上記空気流路形成部材２８の内側にて各収納管６に封入されている発熱体２７の冷却に供されることにより加熱されて高温となる冷却空気２０は、空気流路形成部材２８の空気排出口３２から空気排出ダクト３３を経て空気出口１８から出口シャフト１９へ直接送るようにしてあるため、セル室５の天井面や側壁面が上記高温の冷却空気２０に直接触れることはない。
【００４１】
以上のことから、上記セル室５の天井面及び各側壁面の冷却効率をより高いものとすることができ、建屋２のコンクリートの昇温をより効果的に防止することが可能となる。このため、該建屋２のコンクリートの温度を一般部分で６５℃、配管の貫通部等の局部においても９０℃といった所要の温度制限値以下に保持しながら、セル室５内に貯蔵する発熱体２７の貯蔵数量を増加させることが可能になる。
【００４２】
次に、図２（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示した実施の形態と同様の構成において、空気流路形成部材２８の上端部となる天井部流路形成板２９の上面に、空気入口１６ｂよりセル室５内へ流入する冷却空気２０を、上記空気流路形成部材２８の四方に形成される各側壁部空気流路３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅに対して、より均等に分散させることができるようにするための整流板３７，３８を設けたものである。
【００４３】
すなわち、上記天井部空気流路３４ａを通る冷却空気２０を、より多く上記出口側側壁部空気流路３４ｃの方向へ送ることができるようにするために、上記空気流路形成部材２８の天井部流路形成板２９における幅方向両端縁部の上側面に、空気入口１６ｂ側の端部から該天井部流路形成板２９の長手方向寸法の１／２〜２／３程度の範囲に亘ってセル室５の天井面との間を塞ぐ整流板３７を設けたものである。その他の構成は図１（イ）（ロ）に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００４４】
本実施の形態によれば、入口シャフト１７から空気入口１６を経てセル室５内へ流入した後、上記天井部流路形成板２９の上側の天井部空気流路３４ａを流通する冷却空気２０を、幅方向両端縁部に上記各整流板３７を設けてある該天井部空気流路３４ａの空気入口１６ｂ側の端部から、長手方向の１／２〜２／３程度の範囲では、幅方向の両側に位置する空気入出方向側壁部空気流路３４ｄ，３４ｅへ流れることを規制できると共に、整流板３８により冷却空気２０の流れ方向を安定させることができるため、該天井部空気流路３４ａを流れる冷却空気２０は、セル室５の空気出口１８側の壁面の方向へより多く導かれるようになる。したがって、上記出口側側壁部空気流路３４ｃを流れる冷却空気２０の量を増加させることが可能になることから、空気流路形成部材２８の四方に位置する各側壁部空気流路３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを流れる冷却空気量の均等化を図ることができて、セル室５の四方の側壁面をより均等に冷却することが可能となる。
【００４５】
更に、空気流路形成部材２８の各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、セル室５の各側壁面との間に熱伝導を担う部材が存在しない構成となっているため、このことによっても、セル室５の四方の側壁面の冷却効果を高めることが可能になる。
【００４６】
又、上記の実施の形態において、天井部流路形成板２９の幅方向中央部あるいはその付近における収納管挿通孔３０に挿通させてある収納管６と干渉しない位置に、空気入口１６ｂ側の端部から上記空気排出ダクト３３の上側を経て閉塞部材３５に達する範囲に亘りセル室５の天井面との間を塞ぐ整流板３８を設けるようにしてもよい。
【００４７】
このようにすれば、天井部流路形成板２９の上面を冷却空気２０を積極的に多く流すようにすることができ、側壁部空気流路３４ｄ，３４ｅの空気出口１８側を流下させる空気２０の量をより多くすることができることになる。
【００４８】
更に、上記実施の形態において、上記各整流板３７又は３７，３８により、上記空気流路形成部材２８をセル室５内に支持させるようにしてもよい。すなわち、上記各整流板３７，３８の下端を上記空気流路形成部材２８の天井部流路形成板２９の上面に取り付けると共に、上端を、上記セル室５の天井面に取り付ける構成として、上記空気流路形成部材２８を、各整流板３７，３８を介してセル室５の天井面を形成する床スラブ４に支持させるようにすることができる。
【００４９】
この実施の形態によれば、空気流路形成部材２８をセル室の側壁面に支持させなくてすみ、該側壁面に熱が伝えられることをなくすことができる。又、支持架構３６の各梁部材の両端部は、上記空気流路形成部材２８の各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの内側面に取り付けるだけでよい。
【００５０】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したと同様の構成において、空気入口１７よりセル室５内へ流入する冷却空気２０を、上記空気流路形成部材２８の四方に形成される各側壁部空気流路３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅに対してより均等に分散させることができるようにするための別の手段として、上記空気流路形成部材２８の外側に形成される天井部空気流路３４ａ及び各側壁部空気流路３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅの各流路断面積に差を設けるようにしたものである。
【００５１】
すなわち、図２（イ）（ロ）の実施の形態で述べたように、上記出口側側壁部空気流路３４ｃは、他の側壁部空気流路３４ｂ，３４ｄ，３４ｅに比して冷却空気２０の流量が少なくなりやすい傾向にあるため、本実施の形態では、たとえば、上記流路形成部材２８における入口側側壁部流路形成板３１ａと、セル室５の空気入口１６ｂ側の側壁面との間隔よりも、天井部流路形成板２９とセル室５の天井面との間隔、及び、出口側流路形成板３１ｂとセル室５の空気出口１８側の側壁面との間隔を広く設定するようにしたものである。これにより、入口側側壁部空気流路３４ｂの流路断面積よりも、天井部空気流路３４ａ、及び、出口側側壁部空気流路３４ｃの流路断面積のほうがより大きくなるよう設定されて、上記空気入口１６ｂよりセル室５内へ流入する冷却空気２０が、入口側側壁部空気流路３４ｂよりも、天井部空気流路３４ａを経て出口側側壁部空気流路３４ｃの方へ流れ易くなるようにしたものである。
【００５２】
上記各空気流路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅの流路断面積の差は、実際の発熱体貯蔵施設のモデルによる実験、あるいは、数値解析等を用いて、空気入口１６ｂの形状や断面積、セル室５の大きさや形状等に応じて適宜設定するようにすればよい。
【００５３】
更には、上記流路形成部材２８における各流路形成板２９，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが、それぞれ対応（対峙）するセル室５の天井面や各側壁面に対して所要角度傾斜した配置となるようにして、各空気流路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅの流路幅寸法が空気流れ方向に沿う方向や空気流れ方向に直角な方向に変化するようにしてもよい。
【００５４】
更には、各流路形成板２９，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの外面に、冷却空気２０を所望する方向へ導くための整流板や、凹凸を設けて流路断面積を変化させるようにしてもよい。
【００５５】
本実施の形態によっても、入口シャフト１７から空気入口１６を経てセル室５内へ流入する冷却空気２０を、上記天井部空気流路３４ａを通してセル室５の空気出口１８側の壁面の方向へより多く導くことができるため、上記出口側側壁部空気流路３４ｃを流れる冷却空気２０の量を増加させることが可能となることから、空気流路形成部材２８の四方に位置する各側壁部空気流路３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを流れる冷却空気量の均等化を図ることができて、セル室５の四方の側壁面をより均等に冷却することが可能となる。
【００５６】
上述の各実施の形態では、空気流路形成部材２８の内側に、発熱体２７を封入してなる収納管６を単なる単管状のものとしてあるが、図４に示す如く、図５に示した収納管６と同様にしてもよい。すなわち、各収納管６の外周に通風管９を設け、該各通風管９の上端部同士と空気流路形成部材２８の各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの所要高さ位置との間を上部プレナム形成板１２で閉塞させて、上記空気流路形成部材２８の内側の上部位置に、空気排出口３２に連なる上部プレナム部１３を形成するようにする。又、上記各通風管９の下端部同士と空気流路形成部材２８の各側壁部流路形成板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの下端部との間を下部プレナム形成板１４で閉塞させて、セル室５の内底部を下部プレナム部１５として機能させることができるようにする。このようにして、上記各実施の形態と同様に、空気入口１６ｂよりセル室５に流入した後、天井部空気流路３４ａ及び各側壁部空気流路３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅを経て該セル室５の天井面及び各側壁面を冷却しながらセル室５の内底部へ導かれた冷却空気２０を、上記各収納管６の外周面と通風管９の内周面との間に形成される筒状流路１０を通して流通させることにより、発熱体の冷却を行うことができるようにした形式としてもよい（図４では、図示する便宜上、支持架構３６の記載を省略してある）。又、空気流路形成部材２８の内側に、発熱体２７を封入してなる収納管６を単なる単管状のものが配された状態にて、該空気流路形成部材２８の内側に、単数又は複数本の収納管を取り囲む図示しない仕切り板を空気流路形成部材２８の下端部付近から上部付近まで上下方向に延びるように設けて、該各仕切り板により空気流路形成部材２８の内側を下方から上方へ流れる冷却空気２０を、各収納管の長手方向に沿う空気流れとなるように整流させるようにしてもよい。
【００５７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図１（イ）（ロ）、図２（イ）（ロ）、図３（イ）（ロ）、図４の各実施の形態におけるセル室５内に設ける収納管６の配列本数、配列間隔等の配置、及び、収納管６に封入する発熱体２７の個数は、いずれも、図示する上での便宜的なものであって、適宜変更してよい。図２（イ）（ロ）の実施の形態において、空気流路形成部材２８を図１（イ）（ロ）に示したものと同様に、支持架構３６を介してセル室５の側壁面に支持させる構成としてもよい。支持架構３６は、地震発生時等における各収納管６の振れを抑えることができるようにしてあれば、各梁部材の組み方や配置は適宜変更したり、収納管６の長さ寸法に応じて、支持架構３６を上下方向に複数段設けるようにしてもよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の発熱体貯蔵施設の実施の一形態を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）は概略切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概略切断側面図である。
【図４】図１の発熱体貯蔵施設の応用例を示す概略切断側面図である。
【図５】従来提案されているガラス固化体を貯蔵するための発熱体貯蔵施設の一例を示す概略切断側面図である。
【図６】従来、ガラス固化体を貯蔵するための発熱体貯蔵施設における建屋のコンクリートの昇温を防ぐために提案されている手法の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  建屋
３  搬送室
５  セル室
６  収納管
１６ｂ  空気入口
１７  入口シャフト
１８  空気出口
１９  出口シャフト
２７  発熱体
２８  空気流路形成部材
３２  空気排出口
３３  空気排出ダクト
３４ａ  天井部空気流路（空気流路）
３４ｂ  入口側側壁部空気流路（空気流路）
３４ｃ  出口側側壁部空気流路（空気流路）
３４ｄ，３４ｅ  空気入出方向空気流路（空気流路）
３７  整流板
３８  整流板
【図１】
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【図２】
2007155510.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007155510.tif 000008