(57)【要約】【課題】蓋と内筒の嵌め合い部には隙間があり、プール中で燃料を装荷するときに水が入り込み、真空乾燥によっては除去しきれない可能性がある。また、二次蓋の蓋ボルトよりも外側の側面と内筒の嵌め合い部の隙間は、長期貯蔵中に大気雰囲気に晒されるので腐食の可能性がある。【解決手段】円筒状の本体胴の上部に有する開口部と、この開口部に一次蓋及び二次蓋等複数の蓋を取り付けることにより前記本体胴の内部を密封する使用済燃料収納容器において、前記本体胴と前記蓋との嵌め合い部を防錆処理した【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の本体胴の上部に有する開口部と、この開口部に一次蓋及び二次蓋等複数の蓋を取り付けることにより前記本体胴の内部を密封する使用済燃料収納容器において、
前記本体胴と前記蓋との嵌め合い部を防錆処理したことを特徴する使用済燃料収納容器。
【請求項２】
請求項１記載の使用済燃料収納容器において、
前記防錆処理は無機系コーティング材を常温で施工してなることを特徴とする使用済燃料収納容器。
【請求項３】
請求項２記載の使用済燃料収納容器において、
前記無機系コーティング材は炭素微粒子、亜鉛微粒子等の無機系コーティング材であることを特徴とする使用済燃料収納容器。
【請求項４】
円筒状の本体胴の上部に有する開口部と、この開口部に一次蓋及び二次蓋等複数の蓋を取り付けることにより前記本体胴の内部を密封する使用済燃料収納容器の前記本体胴と前記蓋との嵌め合い部を防錆する防錆処理方法において、
前記防錆は防錆炭素微粒子系コーティング材を常温で施工することを特徴する防錆処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子力発電所から発生する使用済燃料の輸送、貯蔵等に使用する使用済燃料収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子力発電所の炉心で使用を終えた燃料は、炉心から取り出されて、使用済燃料としてプール等に一時的に保管される。その後、使用済燃料は、再処理工場で再処理されることによって、ウランとプルトニウムとが再資源として回収される。
【０００３】
一方、原子力発電所での使用済燃料の発生量は、発電需要とともに増大しており、近い将来、再処理工場での処理量を上回ることが予想される。その場合には、使用済燃料は、再処理されるまでの間、安全を考慮して適切に貯蔵する必要がある。貯蔵期間は使用済燃料の発生量と再処理量の関係にもよるが、５０年程度が想定される場合もある。
【０００４】
使用済燃料の貯蔵方式としては、乾式貯蔵方式と湿式貯蔵方式が挙げられ、中でも乾式貯蔵方式は、低コストであり、長期に亘る貯蔵安定性に優れている。従来、乾式貯蔵方式で使用される使用済燃料収納容器としては、金属キャスクが知られている。
【０００５】
金属キャスクは、容器を構成する外筒内に内筒を設け、外筒の外側に熱伝導性が高い銅等の金属板で構成される伝熱フィンが周方向に間隔をおいて取り付けられ、内筒の内側に金属製バスケットが設けられ、その中に使用済燃料が収納される。
【０００６】
内筒と外筒の間には、中性子遮蔽体である硬化されたレジンが存在する。内筒は、上方が開口した炭素鋼製の筒であり、γ線遮蔽体である。内筒の開口部には放射性物質の漏えいを防止する一次蓋が取り付けられ、さらにその外側に二次蓋が取り付けられる。内筒と蓋は、金属製のガスケットにより密封される。
【０００７】
金属キャスクの場合、燃料プール中でキャスク内に使用済燃料を装荷し、除染ピット内でキャスク内部及びガスケット部の水を排水後、真空乾燥操作を行い、水分を除去する。この後、二次蓋を取り付けて輸送及び貯蔵される。真空乾燥を行うのは、各部の水による腐食への対策と、貯蔵期間中の内圧の上昇を抑えるためである。
【０００８】
例えば、特許文献２には、キャスク内部の真空乾燥の方法が記載されている。また、特許文献３には、特にガスケット部の腐食を防止するための構造と腐食防止方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１-１４１８８４号公報
【特許文献２】特開２００２-２４３８８８号公報
【特許文献３】特開２００６-１２５９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
蓋と内筒の嵌め合い部は、蓋の装着をスムーズにするため、若干の隙間がある。この隙間は、以下の理由により、長期貯蔵中の腐食発生を防止する施策をしておくことが望ましいと考えられる。
【００１１】
蓋ボルトよりも外側の一次蓋側面と内筒の嵌め合い部には隙間があり、プール中で燃料を装荷するときに水が入り込み、真空乾燥によっては除去しきれない可能性がある。また、二次蓋の蓋ボルトよりも外側の側面と内筒の嵌め合い部の隙間は、長期貯蔵中に大気雰囲気に晒されるので、ここも腐食の可能性が皆無ではない。
【００１２】
もし、長期貯蔵中に一次蓋あるいは二次蓋と内筒の嵌め合い部に腐食が発生すると、貯蔵後に蓋を再度開けることが困難になることも懸念される。特許文献３に記載された方法は、金属ガスケットの密封部周囲の腐食を効果的に防止することができる一方で、蓋側面と内筒の間の腐食に対しては、本質的な対策とはならない。
【００１３】
本発明の目的は、一次蓋あるいは二次蓋と内筒の嵌め合い部の腐食を防止した使用済燃料収納容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、円筒状の本体胴の上部に有する開口部と、この開口部に一次蓋及び二次蓋等複数の蓋を取り付けることにより前記本体胴の内部を密封する使用済燃料収納容器において、前記本体胴と前記蓋との嵌め合い部を防錆処理したことにより達成される。
【００１５】
また上記目的は、前記防錆処理は無機系コーティング材を常温で施工することが好ましい。
【００１６】
また上記目的は、前記無機系コーティング材は炭素微粒子、亜鉛微粒子等の無機系コーティング材であることが好ましい。
【００１７】
また上記目的は、円筒状の本体胴の上部に有する開口部と、この開口部に一次蓋及び二次蓋等複数の蓋を取り付けることにより前記本体胴の内部を密封する使用済燃料収納容器の前記本体胴と前記蓋との嵌め合い部を防錆する防錆処理方法において、前記防錆は防錆炭素微粒子系コーティング材を常温で施工することにより達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、蓋と内筒の嵌め合い部における錆発生の可能性を抑制し、長期貯蔵後に蓋を開放する際に、噛み込みなどを防止することができる使用済燃料収納容器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一般的な使用済燃料収納容器を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例となる図１のＡ−Ａ線断面に相当する図である。
【図３】本発明の使用済燃料収納容器の蓋と内筒の嵌め合い部を示す断面図である。
【図４】本発明の使用済燃料収納容器の蓋と内筒の嵌め合い部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施例を説明する前に、使用済燃料収納容器の概要を図１を使って簡単に説明する。
【００２１】
図１は使用済燃料収納容器の一部を断面した斜視図である。  
図１において、使用済燃料収納容器１は燃料収納１ａとなる内筒２と外筒４と底板５とで構成されている。内筒２と外筒４との間には空間が形成され、その空間には中性子遮蔽体となるレジン３が充填されている。底板５も同じように外板５ａと内板５ｂとの間の空間には中性子遮蔽体となる底部レジン３ｂが充填されている。外筒４の上面には円筒状の頂部鋼板７が突出して設けられている。この頂部鋼板７は底板５から延出している。内筒２から外筒４との間にはレジン３を横断するようにフィン６（図２に記載）が設けられている。このフィン６は内筒２の熱を外筒４に伝えるとともに、レジン３が充填される空間の補強材としての役目を果たしている。
【００２２】
８は使用済燃料収納容器１の上部開口を閉塞するための蓋である。この蓋８は一次蓋８ａと二次蓋８ｂとで構成されている。一次蓋８ａの内部は空間が形成され、その内部には中性子遮蔽体となる蓋部レジン３ａが充填されている。この使用済燃料収納容器１は使用済燃料貯蔵プールに所定の冷却期間保存されることになる。
【００２３】
ところが上述したように、使用済燃料を収納した使用済燃料収納容器１を長期間貯蔵保管しておくと、一次蓋あるいは二次蓋と使用済燃料収納容器１の内筒２の嵌め合い部に腐食が発生する可能性がある。腐食が発生すると貯蔵後、蓋８を再度開けることが困難になることが懸念される。
【００２４】
そこで本発明の発明者らは蓋と内筒との接触部分に防錆処理を施すことを考えたものである。
【００２５】
以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。
【実施例１】
【００２６】
図２は使用済燃料収納容器のＡ−Ａ線断面図である（図２では図１の一部切り欠きは削除したものとする）。  
図３は蓋との嵌め合い部を示す使用済燃料収納容器の縦断面図である。  
図１において、一次蓋８ａと二次蓋８ｂの側面及び蓋底面の縁部に炭素微粒子のコーティング処理を行う。さらに、この一次蓋８ａと二次蓋８ｂの側面及び蓋底面の縁部の面に対向する内筒２の部位にも同様にコーティング処理を行う。このとき、塗布面の周辺部には予めマスキングを施しておき、余剰のコーティング材が付かないよると良い。
【００２７】
塗布作業は刷毛塗りあるいはスプレーにより行うことが考えられる。予め塗る回数あるいは単位面積当たりのスプレー時間を決めておき、塗膜厚さを管理する。例えば、０.１mm以下になるようにする。この後、常温において乾燥して有機溶媒を除去する。目視などにより塗布ムラがないことを確認した後、マスキングを取り除き施工完了とする。
【００２８】
図４は本発明の使用済燃料収納容器の蓋と内筒の嵌め合い部の拡大断面図である。  
図４において、蓋８は一次蓋８ａと二次蓋８ｂとに分離されている。一次蓋８ａは頂部鋼板７に対して一次蓋ボルト９にて固定されている。二次蓋８ｂは頂部鋼板７に対して二次蓋ボルト１０にて固定されている。１２は金属ガスケットであり、一次蓋８ａと二次蓋８ｂがそれぞれ頂部鋼板７に対してシールするものである。１１は頂部鋼板７側若しくは一次蓋８ａと二次蓋８ｂの少なくといずれか一方に処理された防錆膜である。
【００２９】
この防錆膜を施すことによって一次蓋あるいは二次蓋と内筒の嵌め合い部の腐食が防止できるので、蓋が開かなくなることを防止できる。
【００３０】
さて、キャスク１は、一次蓋よりも二次蓋と内筒２との嵌め合い部周辺に防錆処理を施す場合、防錆処理としては、種々の方法が考えられるが、金属キャスクの当該部位に適用する観点では以下の要件を満たす必要がある。
【００３１】
当該部位は金属ガスケットの密封部に近いことから、金属ガスケットの性能を発揮するために、二次蓋と内筒２それぞれの密封部は精密な機械加工を行っている。そのため、防錆処理の際にこの部位に熱影響が及ぶことは避ける必要があり、溶射などではない、常温で防錆処理する方法が望ましい。
【００３２】
また、コストの観点からは、特殊な装置を用いることなく、容易に施工できることが重要である。施工管理の観点からは、防錆処理する範囲が容易に管理できることが望ましい。さらに、長期間、高温と放射線の環境においても、防錆効果が安定していることは必須である。
【００３３】
以上のことから、無機防錆塗料による防錆処理が好ましいが、無機系の防錆塗料の例としては、炭素微粒子を主成分とするコーティング材を用いた防錆処理がある。このコーティング材は、グラファイトあるいはカーボンの微粒子を有機溶媒中に分散させた状態で塗布し、有機溶媒を揮発させてコーティングを形成するものである。常温において、刷毛塗りやスプレーにより容易に施工することができる。コーティングの厚さの調整も容易で、万が一塗布する領域を外れて施工した場合にもアルコール等で容易に除去することができるので、施工管理がし易い。
【００３４】
さらに、本発明の発明者らが行った試験によれば、コーティングは、耐熱性と耐放射線性に優れており、２００℃を超える温度での加熱やγ線の照射を加えても有意な変質はない。試験結果に基づけば、金属キャスクの当該部位に適用した場合には、長期貯蔵中に防錆機能が低下することはないと評価された。炭素微粒子系のコーティング材以外の無機系コーティング材としては、亜鉛末系コーティング材、リン酸アルミニウム皮膜等のアルミニウム系コーティングを適用することができる。
【００３５】
このように、本発明の発明者らは常温で施工可能な炭素微粒子等の無機系コーティング材を、一次蓋及び二次蓋よりも外側の側面、及び嵌め合い部において対向する内筒の部位に施工することを考えたものである。
【００３６】
以上のごとく、本発明によれば蓋と内筒の嵌め合い部における錆発生を抑制し、特殊な装置を用いることなく、常温で容易に防錆処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・使用済燃料収納容器本体、１ａ・・・燃料収納部、２・・・内筒、３・・・レジン、３ａ・・・蓋部レジン、３ｂ・・・底部レジン、４・・・外筒、５・・・底板、５ａ・・・内板、５ｂ・・・外板、６・・・フィン、７・・・頂部鋼板、８・・・蓋、８ａ・・・一次蓋、８ｂ・・・二次蓋、９・・・一次蓋ぼると、１０・・・二次蓋ボルト、１１・・・防錆膜、１２・・・金属ガスケット。
【図１】
2012083255.tif 000003
【図２】
2012083255.tif 000004
【図３】
2012083255.tif 000005
【図４】
2012083255.tif 000006