(57)【要約】【課題】  ガラス固化体の発熱量のばらつきに応じて最適に設計された貯蔵建屋に貯蔵し、貯蔵建屋構造を効率よく簡素化し、施設の運用開始後も貯蔵建屋の増設を容易にし、効率よく搬送できるガラス固化体貯蔵施設を提供する。【解決手段】  建屋内外の空気の密度差で自然循環する空気によりガラス固化体を冷却しながら貯蔵する貯蔵ピット４を備えた複数の貯蔵建屋１０，１１を含み、複数の貯蔵建屋１０，１１同士が、ガラス固化体を封入した容器を搬送する搬送路７で連絡され、貯蔵建屋が、貯蔵可能なガラス固化体２の発熱量の上限値に応じて複数の種類の貯蔵建屋１０，１１に区分されているガラス固化体貯蔵施設１。  効率の良い貯蔵施設１の設計が可能となる。貯蔵期間中に発熱量が減少していくので、建屋１０のみでの施設運用開始後も、低い発熱量のガラス固化体を貯蔵する建屋１１の増設が容易である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋内外の空気の密度差で自然循環する空気によりガラス固化体を冷却しながら貯蔵する貯蔵ピットを備えた複数の貯蔵建屋を含み、
前記複数の貯蔵建屋同士が、前記ガラス固化体を封入した容器を搬送する通路で連絡され、
前記貯蔵建屋が、貯蔵可能なガラス固化体の発熱量の上限値に応じて複数の種類に区分されていることを特徴とするガラス固化体貯蔵施設。
【請求項２】
請求項１に記載のガラス固化体貯蔵施設において、
各貯蔵建屋の貯蔵ピットから空気を建屋外に排気する排気口までの高さが、各貯蔵建屋に貯蔵可能なガラス固化体発熱量の上限値が低くなるほど低いことを特徴とするガラス固化体貯蔵施設。
【請求項３】
ガラス固化体を中に収納可能な収納管が各貯蔵建屋の貯蔵ピットに設けられ、収納管の周囲に空気を流してガラス固化体を冷却しながら貯蔵する貯蔵建屋が複数あるガラス固化体貯蔵施設において、
前記貯蔵建屋が、貯蔵可能なガラス固化体の発熱量の上限値に応じて複数の種類に区分され、
発熱量の上限値の高い貯蔵建屋のみが、各収納管に収納管と同心円状の管を備えていることを特徴とするガラス固化体貯蔵施設。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のガラス固化体貯蔵施設において、
各貯蔵建屋内でのガラス固化体搬送手段とは別に、各建屋間のガラス固化体搬送手段を備えたことを特徴とするガラス固化体貯蔵施設。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のガラス固化体貯蔵施設において、
貯蔵建屋内に備えられるガラス固化体搬送手段が、建屋内を一方向に往復走行する台車部分と、ガラス固化体を内部に格納して前記台車部分の上を直角方向に走行する格納部分とからなり、
前記格納部分のみを分離して別の貯蔵建屋と結ぶ搬送通路を移動させ、別の貯蔵建屋の台車部分に合体させて別の貯蔵建屋内を搬送することを特徴とするガラス固化体貯蔵施設。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載のガラス固化体貯蔵施設において、
貯蔵施設に搬入されるガラス固化体の受け入れ設備が、貯蔵可能なガラス固化体の発熱量の上限値が最も高い貯蔵建屋内にのみ設けられていることを特徴とするガラス固化体貯蔵施設。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載のガラス固化体貯蔵施設において、
貯蔵施設に搬入されるガラス固化体の受け入れ設備が、貯蔵施設を構成する各貯蔵建屋にそれぞれ設けられていることを特徴とするガラス固化体貯蔵施設。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のガラス固化体貯蔵施設におけるガラス固化体の貯蔵方法であって、
ガラス固化体の貯蔵開始時点での発熱量に従って、貯蔵施設の中でガラス固化体を貯蔵する建屋を選択することを特徴とするガラス固化体の貯蔵方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の貯蔵施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所で使用した後の使用済燃料集合体は、使用が終わると原子力発電所内の貯蔵プールに保管される。その後、ウランおよびプルトニウムなど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おいて再処理される。この時に高レベル放射性廃棄物のガラス固化体が発生する。
【０００３】
高レベル放射性廃棄物ガラス固化体(単に「ガラス固化体」という)は、製造直後は、発熱量が高いので、数十年間専用の貯蔵施設に冷却しながら貯蔵される。最終的には、発熱量が処分可能な値にまで低下した後に、地下に設けられた処分場に埋設処分される。
【０００４】
ガラス固化体を収納する複数の収納管を貯蔵室内に立設し、収納管の周囲に収納管と同心の通風管を配置し、収納管と通風管との間に建屋外部から取り入れた空気を流し、ガラス固化体を冷却しながら貯蔵するガラス固化体貯蔵施設が提案されている(例えば、参考文献１)。ガラス固化体によって暖められた空気は、建屋の排気ダクトを通って外部に放出される。
【０００５】
同様に、ガラス固化体を収納する複数の収納管を貯蔵室内に立設し、収納管の周りには通風管を設けずに、収納管が並ぶ間に空気を流して冷却する施設も提案されている(例えば、参考文献２参照)。
【０００６】
貯蔵施設の冷却性能は、貯蔵開始時点のガラス固化体の発熱量に対して冷却可能であるように設計される。ガラス固化体は、貯蔵期間中に発熱量が減少していくので、貯蔵施設が満杯になってしばらく後には、貯蔵施設の冷却性能は貯蔵されているガラス固化体の発熱量に比べて余裕を生ずる。このガラス固化体の発熱量の減衰を利用した施設が提案されている(例えば、参考文献３参照)。
【０００７】
【特許文献１】実開昭６２−４９７９９号公報(第１頁  第１，２図)
【特許文献２】特公平６−３１８８０号公報(第２，３頁  図１，図２)
【特許文献３】特開平９−４３３８４号公報(第２，３頁  図１〜図３)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ガラス固化体が発熱するので、適切に冷却しながら貯蔵する必要がある。その発熱量の大きさに応じて、冷却のための構造物が必要になったり、冷却空気の風量を増加させる必要がある。
【０００９】
特許文献１の貯蔵施設は、ガラス固化体を収納する収納管の周囲に通風管を設けている。この通風管によって収納管表面に集中して空気を流し、収納管表面の空気流速を増し、冷却性能を高めている。
【００１０】
特許文献２の貯蔵施設は、流路面積が広いために、空気の流速は通風管を設けた場合よりも遅くなり、収納可能なガラス固化体の発熱量が小さくなる。
そこで収納可能なガラス固化体の発熱量を増すには、収納管にフインのような部材を設け放熱面積を増し、冷却性能を高める必要がある。
【００１１】
貯蔵建屋の貯蔵ピットから排気口までの高さも貯蔵するガラス固化体の発熱量を勘案して設定される。排気口までの高さが高くなると、排気ダクト内のガラス固化体により暖められた空気が上昇しようとする力が増し、貯蔵建屋内を流れる空気流量が増加する。したがって、発熱量が高い場合は、排気ダクトをより高くする必要があり、建屋の建設費用が増加する。
【００１２】
一方、ガラス固化体にはさまざまな種類や仕様があり、ガラス固化体の発熱量もさまざまである。一般には、貯蔵しようとするガラス固化体の仕様の中で最も高い発熱量でも十分冷却可能であるように貯蔵施設を設計する。その結果、貯蔵しようとするガラス固化体の多くは、発熱量が、貯蔵施設で冷却可能な発熱量よりも低いことが多い。
【００１３】
特許文献３の貯蔵施設は、施設内に貯蔵開始時の発熱量で設計された貯蔵区域と、そこで所定期間貯蔵後の発熱量で設計された貯蔵区域の２つの貯蔵区域を建屋内に設け、最初は貯蔵開始時の発熱量で設計された貯蔵区域にガラス固化体を貯蔵し、所定期間貯蔵後に所定期間貯蔵後の発熱量で設計された貯蔵区域にガラス固化体を移動して貯蔵し、所定期間貯蔵後の発熱量で設計された貯蔵区域を高密度にして貯蔵効率を高めている。
【００１４】
しかし、上記の通り、冷却期間が同じでもガラス固化体の発熱量にはばらつきがあるので、設計発熱量よりも低い発熱量のガラス固化体が多く貯蔵されて冷却性能に大きな余裕が生じてしまう可能性がある。
【００１５】
また、所定期間貯蔵後に発熱量が小さくなると、高密度に貯蔵している。貯蔵密度を増加させるには、ガラス固化体を収納する収納管の間隔を小さくする必要がある。
【００１６】
しかし、収納管の間隔が小さくなると、貯蔵ピットと搬送機器が走行する搬送エリアとを隔てる天井スラブに開ける収納管の貫通口の間隔も小さくなるので、天井スラブの強度を保つことが難しくなる。
【００１７】
さらに、所定期間貯蔵後の発熱量で設計された貯蔵区域は、所定期間が経過するまで使用しないから、施設の使用効率が悪くなる。
【００１８】
一方、後から増設する場合は、既にガラス固化体を貯蔵している建屋の壁を取り壊して搬送機器が走行できるように接続する必要があり、建設工事が難しくなる。また、施設の建設当初から増設を考慮に入れて建屋構造を設計しておく必要がある。
【００１９】
本発明の課題は、もともとの発熱量のばらつきや貯蔵後の発熱量の減少によるガラス固化体個々の発熱量の違いを考慮して、最適な発熱量で設計された貯蔵建屋に貯蔵し、貯蔵建屋構造を効率よく簡素化するとともに、施設の運用開始後も貯蔵建屋の増設を容易にし、またガラス固化体を効率よく搬送できるガラス固化体貯蔵施設およびガラス固化体の貯蔵方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するために、建屋内外の空気の密度差で自然循環する空気によりガラス固化体を冷却しながら貯蔵する貯蔵ピットを備えた複数の貯蔵建屋を含み、前記複数の貯蔵建屋同士が、前記ガラス固化体を封入した容器を搬送する通路で連絡され、前記貯蔵建屋が、貯蔵可能なガラス固化体の発熱量の上限値に応じて複数の種類に区分されているガラス固化体貯蔵施設を提案する。
【００２１】
本発明は、また、ガラス固化体を中に収納可能な収納管が各貯蔵建屋の貯蔵ピットに設けられ、収納管の周囲に空気を流してガラス固化体を冷却しながら貯蔵する貯蔵建屋が複数あるガラス固化体貯蔵施設において、前記貯蔵建屋が、貯蔵可能なガラス固化体の発熱量の上限値に応じて複数の種類に区分され、発熱量の上限値の高い貯蔵建屋のみが、各収納管に収納管と同心円状の管を備えているガラス固化体貯蔵施設を提案する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発熱量の上限値が異なる複数の貯蔵建屋を設けて、貯蔵開始時の各ガラス固化体の発熱量や貯蔵後の発熱量の減少に応じて貯蔵建屋を選択するので、貯蔵可能な発熱量に応じて排気ダクトの高さや貯蔵ピット内の冷却性能を強化する部材を削減し、貯蔵建屋の構造を効率よく簡素化できる。
【００２３】
また、高発熱量用貯蔵建屋のみを先に建設し、増設する建屋の構造を運用前から計画しないでも、貯蔵施設の運用開始後に実際に貯蔵しているガラス固化体の発熱量分布を考慮しながら、貯蔵建屋を容易に増設できる。
【００２４】
さらに、貯蔵施設搬入後のガラス固化体を効率よく搬送できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、図１〜図８を参照して、本発明によるガラス固化体貯蔵施設およびガラス固化体の貯蔵方法の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明によるガラス固化体貯蔵施設の平面図であり、図３の高さＣＣにおける平面構造を示す図である。図２は、本発明によるガラス固化体貯蔵施設の平面図であり、図３の高さＣＣにおける平面構造を示す図である。図３は、図１の線ＡＡに沿った断面構造を示す断面図である。図４は、図１の線ＢＢに沿った断面構造を示す断面図である。
【００２７】
ガラス固化体貯蔵施設１は、２つの貯蔵建屋１０，１１からなり、貯蔵建屋１０，１１は、それぞれ、内部にガラス固化体２を収納する収納管３を多数立設した貯蔵ピット４を備えている。貯蔵ピット４の上部には、天井スラブ５によって仕切られた搬送エリア６が設けられている。２つの貯蔵建屋１０，１１の間は、専用のガラス固化体搬送路７で結ばれている。
【００２８】
貯蔵ピット４には、貯蔵中のガラス固化体２を冷却する空気を外部から取り入れる吸気ダクト８と、ガラス固化体２を冷却し温度が上昇した空気を外部に放出する排気ダクト９とが設けられている。
【００２９】
吸気ダクト８から取り入れられた空気は、貯蔵ピット４の下部から収納管３の表面を上昇し、ガラス固化体２を冷却し、貯蔵ピット４の上部から排気ダクト９に流れ、外部に放出される。
【００３０】
ここで、２つの貯蔵建屋１０，１１の貯蔵ピット４に収納可能なガラス固化体は、発熱量の制限値は異なる。貯蔵建屋１０が、高発熱量用貯蔵建屋となり、貯蔵建屋１１が、低発熱量用貯蔵建屋となる。
【００３１】
高発熱量用貯蔵建屋１０の貯蔵ピットは、図２および図３に示すように、収納管３の周りに通風管１２を設け、冷却用の空気を収納管３の周囲で絞り込んで流速を増し、冷却性能を高めている。
【００３２】
これに対して、低発熱量用貯蔵建屋１１の貯蔵ピットは、図２および図４に示すように、収納管３が設置されているのみで、通風管１２はない。したがって、収納管周囲を流れる空気の流速は、通風管１２が設けられた場合よりも遅いので、その分だけ冷却性能が低く、ガラス固化体の発熱量の制限値は低くなる。
【００３３】
しかし、貯蔵されるガラス固化体の発熱量の最大値に基づいて両方の貯蔵建屋１０，１１を設計する場合と比べて、片側の貯蔵建屋１１では、通風管を削減することにより、貯蔵ピット４内の構造を大幅に簡素化できる。
【００３４】
次に、本実施例１において、ガラス固化体を貯蔵する処理手順の一例を説明する。
【００３５】
他の施設で製造されたガラス固化体２は、外観，発熱量，密封などを検査した後、トレンチ台車１９内に収納され、ガラス固化体製造建屋とガラス固化体貯蔵施設１の高発熱量用貯蔵建屋１０とを結ぶトレンチ１３を通り、ガラス固化体貯蔵施設１に搬入される。
【００３６】
トレンチ１３により運ばれてきたガラス固化体２は、まず、高発熱量用貯蔵建屋１０内に設けられた受け入れ室１４に収納される。受け入れ室１４には、ガラス固化体のインデックス番号を読み取る装置が備えられ、別のガラス固化体２を誤って受け入れることのないように検査する。
【００３７】
受け入れ室１４の上側には、搬送エリア６に通じる穴とプラグ１８とがあり、ガラス固化体２を確認した後、搬送台車１５をプラグ１８の上に移動させ、プラグ１８を外し、搬送台車１５上のガラス固化体収納部１６内に取り込む。
【００３８】
ここで、ガラス固化体２は、その発熱量が低発熱量用貯蔵建屋１１での発熱量制限値を超える場合は、そのまま搬送台車１５を所定の収納管３に移動し、収納管プラグ１７を外し、貯蔵ピットに設けられた収納管３内に収納され貯蔵される。
【００３９】
ガラス固化体２の発熱量が低発熱量用貯蔵建屋１１での発熱量制限値を超えない場合には、低発熱量用貯蔵建屋１１の貯蔵ピットにガラス固化体２を搬送する。
【００４０】
低発熱量用貯蔵建屋１１とは、専用のガラス固化体搬送路７によって結ばれ、ガラス固化体２を収納した搬送台車１５の固化体収納部１６は、搬送台車１５から外れて搬送路７を通り、低発熱量用貯蔵建屋１１内にある別の搬送台車１５に乗せられ、低発熱量用貯蔵建屋１１内の所定の収納管３に搬送する。
【００４１】
貯蔵施設への受け入れ時点では、ガラス固化体２の発熱量が低発熱量用貯蔵建屋１１での発熱量制限値を超える場合も、ガラス固化体２の発熱量が時間とともに減衰するので、貯蔵中に低発熱量用貯蔵建屋１１での発熱量制限値を下回る場合がある。
【００４２】
このようなガラス固化体２は、貯蔵建屋１０，１１間に設けられたガラス固化体搬送路７により、低発熱量用貯蔵ピットに搬入することも可能である。
【００４３】
もし、高発熱量用貯蔵建屋１０の貯蔵ピットが既に満杯の状態で、高発熱量のガラス固化体を受け入れる場合、まず、貯蔵期間中の発熱量の減少により低発熱量用貯蔵建屋１１でも貯蔵可能となったガラス固化体を、高発熱量用貯蔵建屋１０の収納管から取り出し、ガラス固化体搬送路７を経由し、低発熱量用貯蔵建屋１１内の収納管に貯蔵する。
【００４４】
次に、高発熱量用貯蔵建屋１０の空いた収納管３に、受け入れた高発熱量ガラス固化体を収納する。
【００４５】
多くの場合、新たに受け入れるガラス固化体の方が、既に貯蔵しているガラス固化体よりも発熱量は高いと考えられる。新たに受け入れるガラス固化体は、まず高発熱量用貯蔵建屋１０において貯蔵する場合が多い。したがって、ガラス固化体の受け入れ室１４は、低発熱量用貯蔵建屋１１よりも、高発熱量用貯蔵建屋１０に設置してある方が、ガラス固化体を搬送する効率が高い。
【００４６】
低発熱量用貯蔵建屋１１は、通風管を省略することにより、高発熱量用貯蔵建屋１０に対して構造を合理化している。
【００４７】
図５は、図４と比較して、排気ダクトの高さを短くした実施例について図１の線ＢＢに沿った断面構造を示す断面図である。
【００４８】
実際に貯蔵するガラス固化体の発熱量に対して、まだ冷却性能に余裕があると見込まれる場合、図５に示すように、排気ダクト９の高さを短くすると、建屋構造を更に合理化できる。
【００４９】
図６は、貯蔵建屋を一棟ずつ逐次増設していく実施例において、増設前のガラス固化体貯蔵施設の平面図であり、図３の高さＣＣにおける平面構造を示す図である。
【００５０】
貯蔵建屋を一棟ずつ逐次増設していく場合、図６に示すように、初めは高発熱量用貯蔵建屋１０を建設するので、受け入れ室１４は、高発熱量用貯蔵建屋１０に備える方が、効率が良い。
【００５１】
高発熱量用貯蔵建屋１０の後に低発熱量用貯蔵建屋１１を増設する場合、別建屋にすると、２つの建屋の配置の自由度が増すとともに、既に運用を開始している高発熱量用貯蔵建屋１０に対して、ガラス固化体搬送路７を接続するのみで済み、低発熱量用貯蔵建屋１１増設工事の影響を最小限にすることができる。
【実施例２】
【００５２】
図７は、本発明によるガラス固化体貯蔵施設の実施例２の平面構造を図１と同じ高さにおいて示す図である。図８は、本発明によるガラス固化体貯蔵施設の実施例２の平面構造を図２と同じ高さにおいて示す図である。
【００５３】
本実施例２では、各貯蔵建屋１０，１１に、それぞれガラス固化体受け入れ室１４が備えられ、各貯蔵建屋１０，１１間を結ぶガラス固化体の搬送路がトレンチ１３となった例である。
【００５４】
各貯蔵建屋１０，１１にガラス固化体の受け入れ室１４を設けた場合、新たに受け入れるガラス固化体の発熱量に応じて、その発熱量に対応した貯蔵建屋１０，１１に直接搬送できるので、搬送の手間が軽減される。ただし、建屋１０，１１毎に受け入れ室１４があるから、施設全体では、受け入れ室が１ヶ所である場合に比べて、建屋や敷地の大きさが大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明によるガラス固化体貯蔵施設の平面図であり、図３の高さＣＣにおける平面構造を示す図である。
【図２】本発明によるガラス固化体貯蔵施設の平面図であり、図３の高さＣＣにおける平面構造を示す図である。
【図３】図１の線ＡＡに沿った断面構造を示す断面図である。
【図４】図１の線ＢＢに沿った断面構造を示す断面図である。
【図５】図４と比較して、排気ダクトの高さを短くした実施例について、図１の線ＢＢに沿った断面構造を示す断面図である。
【図６】貯蔵建屋を一棟ずつ逐次増設していく実施例において、増設前のガラス固化体貯蔵施設の平面図であり、図３の高さＣＣにおける平面構造を示す図である。
【図７】本発明によるガラス固化体貯蔵施設の実施例２の平面構造を図１と同じ高さにおいて示す図である。
【図８】本発明によるガラス固化体貯蔵施設の実施例２の平面構造を図２と同じ高さにおいて示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ガラス固化体貯蔵施設
２  ガラス固化体
３  収納管
４  貯蔵ピット
５  天井スラブ
６  搬送エリア
７  ガラス固化体搬送路
８  吸気ダクト
９  排気ダクト
１０  高発熱量用貯蔵建屋
１１  低発熱量用貯蔵建屋
１２  通風管
１３  トレンチ
１４  ガラス固化体受け入れ室
１５  搬送台車
１６  搬送台車の固化体収納部
１７  収納管プラグ
１８  受け入れ室プラグ
１９  トレンチ台車
【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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