(57)【要約】【課題】廃棄体収納管を均一、かつ効率的に冷却できる冷却貯蔵設備を提供すること。【解決手段】放射性廃棄体を収納した複数の円筒状の廃棄体収納管１が配置された貯蔵庫２と、該貯蔵庫に空気を供給する給気ダクト４及び前記貯蔵庫から空気を排気する排気ダクト５とを備える放射性廃棄体の冷却貯蔵設備であって、前記貯蔵庫は、前記排気ダクトと接続し前記廃棄体収納管が配置される中央領域１２と、前記給気ダクトと接続し前記中央領域の両側に立設された貯蔵庫分割板を介して形成される２つの側部領域１１、１３とで構成され、前記中央領域及び側部領域の下部には下部プレナム７が形成されていることを特徴とする放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性廃棄体を収納した複数の円筒状の廃棄体収納管が配置された貯蔵庫と、該貯蔵庫に空気を供給する給気ダクト及び前記貯蔵庫から空気を排気する排気ダクトとを備える放射性廃棄体の冷却貯蔵設備であって、
前記貯蔵庫は、前記排気ダクトと接続し前記廃棄体収納管が配置される中央領域と、前記給気ダクトと接続し前記中央領域の両側に立設された貯蔵庫分割板を介して形成される２つの側部領域とで構成され、前記中央領域及び側部領域の下部には下部プレナムが形成されていることを特徴とする放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項２】
前記側部領域には、同領域の上端から前記下部プレナムの上端にわたって空気導入口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項３】
前記側部領域には、空気を案内する案内板を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項４】
前記給気ダクトと対向する前記貯蔵庫の壁面に、空気の流れを前記側部領域に分割して誘導する誘導体を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項５】
前記給気ダクトは２系統で構成され、それぞれ前記側部領域と接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項６】
前記中央領域には、垂直な収納管仕切板を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項７】
放射性廃棄体を収納した複数の円筒状の廃棄体収納管が配置された貯蔵庫と、該貯蔵庫に空気を供給する給気ダクト及び前記貯蔵庫から空気を排気する排気ダクトとを備えてなる放射性廃棄体の冷却貯蔵設備において、
前記給気ダクトは前記下部プレナムと接続され、前記貯蔵庫内壁面下方に水平に設けられた所定幅の邪魔板と、該邪魔板の下部に形成される下部プレナムとを有し、該下部プレナムは前記給気ダクトと接続されていることを特徴とする放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項８】
前記給気ダクトに、空気を前記廃棄体収納管に誘導する躯体を設けたことを特徴とする請求項７に記載の放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【請求項９】
前記貯蔵庫には、収納管仕切板を垂直に設けたことを特徴とする請求項７または８に記載の放射性廃棄体の冷却貯蔵設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子力プラント等で発生する放射性廃棄体の冷却貯蔵設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントで発生する低レベル放射性廃棄物の貯蔵庫は、通常、地下に構築されたコンクリート製ピット内に形成されており、冷却通風路を備えるとともに放射線を遮蔽する構造となっている。
【０００３】
一般的なコンクリート材料は含有水のほとんどが１００℃以上で蒸発してしまうことから、放射線、特に中性子遮蔽に有効な水分中の水素含有量を適正値に維持するために、貯蔵庫の温度が６５℃以下、局所的な高温部でも９０℃以下にする必要があり、放射性廃棄物からの発熱を効率的に除去する必要がある。
【０００４】
放射性廃棄物の冷却は、給気ダクトの入口と排気ダクトの出口のヘッド差による自然冷却方式を採用しており、冷却空気は貯蔵庫側面に設置された給気ダクトから取り込まれ、貯蔵庫内を冷却し、その後、給気ダクトと反対側の貯蔵庫側面に設置された排気ダクトから昇温した空気として排出される。
【０００５】
下記特許文献１の冷却貯蔵設備においては、図７に示すように、使用済燃料貯蔵設備は、半地下状に設置される鉄筋コンクリート製の貯蔵躯体５０内に、水平に延びる遮蔽壁６０を挟んでその下部にキャニスタＣを貯蔵する貯蔵室７０が設置されている。
【０００６】
貯蔵室７０の両側には、冷却空気（外気）を導入する冷却空気給気路８０と、加熱空気排気路９０が併設されており、貯蔵躯体５０に形成された給気口８１から導入された冷却空気は、冷却空気給気路８０から貯蔵室７０内に自然導入され、貯蔵室７０内に貯蔵されたキャニスタＣを横切る方向に流れて通過した後、加熱空気排気路９０へ排気されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２７１４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記先行技術文献に記載の冷却貯蔵設備は、給気口８１から導入された冷却空気は、主に貯蔵室７０内をキャニスタＣを横切る方向に流れるので、冷却空気がキャニスタＣの表面に直接当たる部分とそうでない部分とで冷却ムラが発生し、また、冷却空気は貯蔵室内で循環流となってスムーズに排気されず、局所的に温度の高低が発生し、冷却作用が不均一になる問題があった。さらに、キャニスタＣの表面に冷却空気が直接当たることにより、圧力損失が発生し冷却効率が低下する問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために各実施形態に係る冷却貯蔵設備は、放射性廃棄体を収納した複数の円筒状の廃棄体収納管が配置された貯蔵庫と、該貯蔵庫に空気を供給する給気ダクト及び前記貯蔵庫から空気を排気する排気ダクトとを備える放射性廃棄体の冷却貯蔵設備であって、前記貯蔵庫は、前記排気ダクトと接続し前記廃棄体収納管が配置される中央領域と、前記給気ダクトと接続し前記中央領域の両側に立設された貯蔵庫分割板を介して形成される２つの側部領域とで構成され、前記中央領域及び側部領域の下部には下部プレナムが形成されている。
【００１０】
以下に述べる各実施形態は、上記課題を解決するためになされたものであり、廃棄体収納管を均一、かつ効率的に冷却できる冷却貯蔵設備を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る冷却貯蔵設備の模式図。
【図２】第１の実施形態に係る冷却貯蔵設備の部分断面図。
【図３】第２の実施形態に係る冷却貯蔵設備の模式図。
【図４】第３の実施形態に係る冷却貯蔵設備の部分模式図。
【図５】第３の実施形態に係る冷却貯蔵設備の断面図。
【図６】第３の実施形態に係る貯蔵庫の断面図。
【図７】従来の冷却貯蔵設備の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る冷却貯蔵設備を、図１、図２、図６を用いて説明する。
【００１３】
図１は本実施形態に係る冷却貯蔵設備の全体を表す模式図、図２は同じく冷却貯蔵設備の部分断面図、図６は貯蔵庫の変形例の断面図である。
図１において、冷却貯蔵設備は、貯蔵庫２、貯蔵庫２の外壁面に形成された誘導体１０、給気ダクト４、排気ダクト５を備えている。
【００１４】
貯蔵庫２は、貯蔵庫分割板６、６により形成された３つの領域と下部プレナム７とからなっている。
３つの領域は、複数の廃棄体収納管１の上端が貯蔵庫天井８に固定され、下端がフリー状態で配列された中央領域１２と、中央領域１２に隣接して両側に形成された２つの側部領域１１、１３で形成されている。
【００１５】
貯蔵庫２の給気ダクト４側の壁面には側部領域１１、１３への空気導入口２１、貯蔵庫２の排気ダクト５側の壁面には中央領域１２からの空気流出口２３がそれぞれ形成されている。
【００１６】
廃棄体収納管１は円筒状であって、図示しない放射性廃棄体が密封状態で多数収納されている。
下部プレナム７は、中央領域１２及び側部領域１１、１３の各領域が連通する間隙である。
【００１７】
貯蔵庫分割板６、６の高さは廃棄体収納管１高さとほぼ同じで、貯蔵庫天井８への取り付け方法も廃棄体収納管１と同様である。
なお、図１では廃棄体収納管１の本数は一部省略して記載しているが、実際は中央領域１２全体に適宜の間隔で多数本配置されている。
【００１８】
給気ダクト４には、冷却空気の取入れ口である給気口３が設けられ、全体のダクト形状は給気口３から上昇する冷却空気がＵターンして下降する流れとなるような形状である。
給気ダクト４は、側部領域１１、１３に形成された空気導入口２１と接続されている。
【００１９】
空気導入口２１は縦長のほぼ長方形状で、前記側部領域１１、１３の上端から前記下部プレナム７の上端にわたって形成されている。
排気ダクト５の一端は、貯蔵庫２の天井８の下部において、前記中央領域の横長のほぼ長方形状をなす空気流出口２３と接続されている。
【００２０】
排気ダクト５には、外部に昇温した空気を排出する排気口２２が設けられ、全体のダクト形状は貯蔵庫２の空気流出口２３から排出された空気がほぼ直角に曲がって上昇する流れとなるような形状である。
【００２１】
誘導体１０は、貯蔵庫２へ流入する冷却空気を効率的に空気導入口２１へ分割して誘導するためのガイドとなるもので、空気導入口２１とほぼ同高の高さであり、形状は、図２に示すように本実施形態では断面三角形状としているが、空気の流れをスムーズにガイドできる形状であれば、断面翼型形状等いかなる形状でも採用することができる。
【００２２】
以上のように構成された本実施形態の作用を説明する。
廃棄体収納管１の発熱に応じて、給気口３から取入れられた冷却空気（図１、図２において、点線と矢印で流れる方向を模式的に示す。）は、給気ダクト４の川下部において、水平方向に方向転換する。方向転換した冷却空気は、誘導体１０に分割して誘導され、かつ流入速度が減速されて空気導入口２１から貯蔵庫２の側部領域１１、１３に向けて流入する。
【００２３】
側部領域１１、１３に流入した２方向の冷却空気は、その後それぞれ垂直方向に方向転換し、下降流となって、貯蔵庫分割板６、６の下端から下部プレナム７を通り中央領域１２に流入する。その後冷却空気は、廃棄体収納管１を横切ることなく、廃棄体収納管１に沿って上昇し、天井８により水平方向に向きを変え排気ダクト５を通過し最終的に排気口２２から排出される。
【００２４】
このように、冷却空気は貯蔵庫２の中央領域１２に至るまでに、先ず給気ダクト４の川下部で方向転換し、さらに２つの側部領域１１、１３においてそれぞれ方向転換する。この時、曲がり部の一般的な流れの性質から外側の流速が速く、最初の方向転換では給気側に速く、後の方向転換では排気側に速いことになる。
したがって、中央領域１２へ流れ込む冷却空気の流入速度が平均化され、かつ、中央領域１２内では循環流とならず、効率良く廃棄体収納管１を冷却することができる。
【００２５】
また、中央領域１２では冷却空気は廃棄体収納管１を横切らずに廃棄体収納管１に沿って上昇するので、圧力損失が発生せず廃棄体収納管１を効率的かつ、均一に冷却することができる。
さらに、誘導体８により冷却空気の流入速度は小さくなるので、圧力損失の発生を防止できる。
【００２６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る冷却貯蔵設備を図３を用いて説明する。
図３は本実施形態に係る冷却貯蔵設備の全体を表す模式図である。
【００２７】
本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、給気口３を２箇所とするとともに給気ダクト４を２系統に独立して設けた点、側部領域１１、１３のそれぞれの壁面に冷却空気の流れを案内する案内板９を設けた点、及び誘導体１０を除去した点である。
【００２８】
図３においては、２系統の冷却空気の流れを２つの点線で模式的に示している。
なお、第１の実施形態と同様に、図３では廃棄体収納管１の本数は一部省略して記載しているが、実際は貯蔵庫２全体に適宜の間隔で多数本配置されている。
【００２９】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、冷却空気の中央領域への流入速度が平均化され、かつ、廃棄体収納管１に沿って上昇し効率的に冷却できるほか、給気口３を２箇所に設けるとともに給気ダクト４を２系統に独立して設けたことによって、冷却空気は圧力損失なしに効率的に給気ダクト４をスムーズに流れて、側部領域１１、１３に直接流れ込むことができる。また、側部領域１１、１３のそれぞれの壁面に冷却空気の流れを案内する案内板９を設けたことによって、側部領域１１、１３内での流れも案内板９によりスムーズに曲線を描いて流すことができる。
なお、第１の実施形態においても、側部領域１１、１３のそれぞれの壁面に冷却空気の流れを案内する案内板９を設けてもよい。
【００３０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る冷却貯蔵設備を図４、図５、図６を用いて説明する。
図４は、第３の実施形態に係る冷却貯蔵設備の部分模式図、図５は同じく冷却貯蔵設備の断面図、図６は同じく貯蔵庫の断面図を示す。
【００３１】
本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、貯蔵庫２の下部プレナム７の上部に長方形状の邪魔板１７を設けた点、給気ダクト４は下部プレナム１７に接続されるとともに、躯体１８を設けた点、並びに貯蔵庫２の貯蔵庫分割板６及び誘導体１０を除去した点である。
【００３２】
なお、第１の実施形態と同様に、図４では廃棄体収納管１の本数は一部省略して記載しているが、実際は貯蔵庫２の壁面から邪魔板１７の設置領域を除き全体に適宜の間隔で多数本配置されている。
【００３３】
全体が略長方形状の邪魔板１７は、外縁が貯蔵庫２の４つの内壁面に接し、内縁は廃棄体収納管１の収納領域に近接して設けられている。
躯体１８は給気ダクト４の強度を維持する補強部材であるとともに、流入してきた冷却空気を中央領域１２に向けることができるように、図示しない始端及び、図４に示すように先端は鋭角状に形成されているが、始端、先端の形状は空気の流れを阻害せず、圧力損失を発生しにくいような形状であればよい。
【００３４】
また、本実施形態においては、図５に示すように、給気ダクト４の曲がり部分に給気ダクトアール１５が設けられ、給気ダクト４の下部水平部には、躯体１８の付近まで入口ルーバ１９、排気ダクト５の上部水平部には、高温となった空気を冷却するために外部空気を取り込む出口ルーバ２４がそれぞれ形成されている。
【００３５】
以上のように構成された本実施形態の作用を図４、図５により説明する。
廃棄体収納管１の発熱に応じて、給気口３から取入れられた冷却空気は給気ダクト４を下降し、下部プレナム９に流入し、その後貯蔵庫２内の廃棄体収納管１に沿って上昇し、貯蔵庫２の天井８に沿って流れ、排気ダクト５を通って排出口３３から排出される。
【００３６】
この時、排気ダクト５は相応の空気流れが生じるので排出される空気は高速になっているので、下部プレナム７の右方終端の突き当たり部では空気の流速は高速化して排気ダクト５を上昇することになる。その結果、入口ルーバ１９では最上段の流路に空気が順流に流れにくくなる傾向がある。
【００３７】
しかしながら、本実施形態では、図４に示すように、貯蔵庫２と下部プレナム７との間において、貯蔵庫２の壁面と廃棄体収納管１の周りの空間を長方形状の邪魔板１７で塞ぎ、かつ給気ダクト４と下部プレナム７との接合部に設けた躯体１８の形状を先端に向けて細くすることにより、給気ダクト４から流れ込む速い流れを廃棄体収納管１の方へ導くことができるので、上述した第１の実施形態と同様に、貯蔵庫２へ流れる空気のアンバランスが小さくなり、効率良く廃棄体収納管１を冷却することができる。
【００３８】
給気ダクト４の下部水平部に給気ダクトアール１５を設置したので、貯蔵庫２に流入する冷却空気はスムーズになるとともに入口ルーバ１９からの流入空気により加速され、廃棄体収納管１の最前列から上昇させることができ、貯蔵庫２へ流れる空気のアンバランスが小さくなり、効率良く廃棄体収納管１を冷却することができる。
【００３９】
したがって、本実施形態によれば、長方形状の邪魔板１７、躯体１８、給気ダクトアール１５により、貯蔵庫２へ流れる空気のアンバランスが小さくなり、冷却空気を効率良く廃棄体収納管１を冷却することができる。
【００４０】
本実施形態において、図６のように、貯蔵庫２の中央領域１２に、廃棄体収納管１の下端近傍から廃棄体収納管１の高さ方向中央部付近までの長さの収納管区切板１４を設置すれば、貯蔵庫２内の流量分布をより均一にすることが出来る。
【００４１】
また、第１〜第３の実施形態において、排気ダクト５には、貯蔵庫２との接続部付近に補強部材としての図示しない躯体を設けることができる。
なお、第１〜第３の実施形態は、冷却空気が廃棄体収納管１に沿って上昇する冷却方式の点で共通し、廃棄体収納管１を均一、かつ効率的に冷却する共通課題を有している。
【００４２】
また、図６に示す収納管区切板１４は第１及び第２の実施形態の中央領域にも適用されるが、その場合貯蔵庫分割板６、６と重複する収納管区切板１４の一部を取り除くことができる。
【００４３】
上記各実施形態では、貯蔵庫分割板６は、貯蔵庫２の内部を側部領域１１、１３と中央領域１２に分割することが肝要であるが、例えば、貯蔵庫分割板６は上下方向に傾斜させたり、その水平断面形状を波形あるいは山形としたり、表面に凹凸を設ける等することができる。
【００４４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、当業者の技術常識を加味して種々の省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１…廃棄体収納管、２…貯蔵庫、３…給気口、４…給気ダクト、５…排気ダクト、６…貯蔵庫分割板、７…下部プレナム、８…貯蔵庫天井、９…案内板、１０…誘導体、１１，１３…側部領域、１２…中央領域、１４…収納管区切板、１５…給気ダクトアール、１７…邪魔板、１８…躯体、１９…入口ルーバ、２０…２系統の給気ダクト、２１…空気導入口、２２…排気口、２３…空気流出口、２４…出口ルーバ、５０…貯蔵躯体、６０…遮蔽壁、７０…貯蔵室、８０…冷却空気給気路、８１…給気口、９０…加熱空気排気路。
【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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