(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済燃料を封じ込めた円筒状のキャニスタを、コンクリートキャスクの円筒状のキャスク胴内に、該キャニスタの外周壁面とキャスク胴の内周壁面との間に所要の空間を形成した状態で収納させ、且つ該空間部に連通するよう上記キャスク胴の下端部に吸気口を、又、上部に排気口をそれぞれ設けて、上記空間部に外部より冷却用空気を流通できるようにして、使用済燃料を貯蔵させるようにしてある使用済燃料貯蔵装置において、上記キャニスタの外周壁面に、該キャニスタの全長に亘るような長さとしてある雄型ラグ又は雌型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付けると共に、該ラグ取付位置と対応する上記コンクリートキャスクのキャスク胴の内周壁面に、上記雄型ラグ又は雌型ラグと係合するよう該雄型ラグ又は雌型ラグと対応する長さとしてある雌型ラグ又は雄型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付け、且つ係合するキャニスタ側の雄型ラグ又は雌型ラグとキャスク胴側の雌型ラグ又は雄型ラグとの間に、キャニスタの半径方向の熱膨張変位を吸収するためのクリアランスを形成してなることを特徴とする使用済燃料貯蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原子力発電所等で使用した後の使用済燃料を収納して長期間に亘り貯蔵するために用いる使用済燃料貯蔵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所において発生した使用済燃料は、自然崩壊を繰り返して放射性レベルが基準値以下に低下するまで、密封容器内に封じ込めて所要の貯蔵エリアにて長期間に亘り厳重に貯蔵する必要がある。
【０００３】
使用済燃料を貯蔵する場合、従来では、図２にその一例を示す如く、原子力発電所の建屋１内において、キャスクピット２内に、上端の蓋を取り外した状態で円筒状の金属キャスク３を立てて配置して、該金属キャスク３のキャビティ内に、上端部の蓋や遮蔽プラグを取り外しておいた円筒状のキャニスタ４を、同様に立てて挿入するようにし、このキャニスタ４内に、使用済燃料ピット５内に回収されている使用済燃料（集合体）６を、燃料取替装置７により移し入れて、キャニスタ４の上端部に遮蔽プラグを取り付けるようにし、次に、かかる状態の金属キャスク３を、補助建屋クレーン８を用いて洗浄ピット９へ搬送し、ここで、キャニスタ４の上端部に蓋を溶接することにより、使用済燃料６をキャニスタ４内に封じ込めるようにし、更に、キャニスタ４の蓋溶接部の液体浸透探傷試験を行ってから、金属キャスク３の上端部に蓋を取り付けて内部を密閉するようにしてあり、しかる後、金属キャスク３を、建屋１の搬出口１０に待機させておいた輸送車１１に横向きに搭載し、輸送船１２による海上輸送、あるいは、上記輸送車１１による直接の陸上輸送により貯蔵施設１３の受け入れエリア１４に搬入させるようにしてある。
【０００４】
上記貯蔵施設１３の受け入れエリア１４では、キャニスタ搬送装置１５を用いて、金属キャスク３内のキャニスタ４を、反転装置１６上にセットされているコンクリートキャスク１７内に詰め替えて蓋をして、コンクリートキャスク１７とキャニスタ４とからなる使用済燃料貯蔵装置１８とするようにしてあり、しかる後、該使用済燃料貯蔵装置１８を、貯蔵エリア１９まで搬送してエアパレット２０上に縦向きに移載させるようにし、更に、エアパレット２０により使用済燃料貯蔵装置１８を所定の貯蔵位置まで移動させて貯蔵させるようにしてある。
【０００５】
上記使用済燃料貯蔵装置１８を構成するコンクリートキャスク１７は、図３（イ）（ロ）に詳細を示す如く、下端を閉塞させた円筒状としてあるコンクリート製のキャスク胴２１と、該キャスク胴２１の上端開口部を閉塞させるためのコンクリート製の蓋２２とを有し、且つ上記キャスク胴２１の内周壁面及び内底面には鋼製ライナ２３を内張りした構成として、該キャスク胴２１内にキャニスタ４を挿入配置するようにしてあり、この際、キャスク胴２１の内周壁面と、キャニスタ４の外周壁面との間には空間Ｓ０を設けて、使用済燃料６の崩壊熱によるキャニスタ４の熱膨張を吸収できるクリアランスを形成させると共に、キャスク胴２１の内周壁面の周方向所要間隔位置に、長手方向に延びるガイドレール２４を上記空間Ｓ０部に向けて突設し、該各ガイドレール２４によりキャニスタ４を沿わせることにより、上記クリアランスを保つようにしてある。
【０００６】
更に、キャスク胴２１の下端部に吸気口２５を設けて、屈曲した空気導入路２６によりキャスク胴２１の内底面の中央部に連通させ、又、キャスク胴２１の上部に排気口２７を設けて、屈曲した空気排出路２８によりキャスク胴２１の内周壁面の上部位置に連通させて、外部より吸気口２５及び空気導入路２６を通してキャスク胴２１内に冷却用空気２９を導入し、自然対流によりキャスク胴２１とキャニスタ４との間の空間Ｓ０を流通させた後、空気排出路２８及び排気口２７を通して外部に放出することができるようにして、キャニスタ４の冷却を図るようにしてある。なお、３０はキャスク胴２１の内底面と、キャニスタ４の底面との間に、冷却用空気２９の流路を形成させるためのキャニスタサポートチューブである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の使用済燃料貯蔵装置１８では、貯蔵時に地震が発生したりすると、ガイドレール２４によりキャニスタ４の軸心に直角方向の動きを制限することはできるが、回転方向の動きは拘束することができず、コンクリートキャスク１７内でキャニスタ４にがた付きが発生する可能性があり、又、コンクリートキャスク１７の内周壁面よりガイドレール２４が突出していることから、コンクリートキャスク１７内へのキャニスタ４の挿入時には、キャニスタ４の外面に上記ガイドレール２４が当り、キャニスタ４に損傷が生じる虞があるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、キャニスタの回転方向の動きをも拘束することができて、耐震性を高めることができ、又、キャニスタの収納作業時にキャニスタに損傷が生じる虞をなくすことができる使用済燃料貯蔵装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、使用済燃料を封じ込めた円筒状のキャニスタを、コンクリートキャスクの円筒状のキャスク胴内に、該キャニスタの外周壁面とキャスク胴の内周壁面との間に所要の空間を形成した状態で収納させ、且つ該空間部に連通するよう上記キャスク胴の下端部に吸気口を、又、上部に排気口をそれぞれ設けて、上記空間部に外部より冷却用空気を流通できるようにして、使用済燃料を貯蔵させるようにしてある使用済燃料貯蔵装置において、上記キャニスタの外周壁面に、該キャニスタの全長に亘るような長さとしてある雄型ラグ又は雌型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付けると共に、該ラグ取付位置と対応する上記コンクリートキャスクのキャスク胴の内周壁面に、上記雄型ラグ又は雌型ラグと係合するよう該雄型ラグ又は雌型ラグと対応する長さとしてある雌型ラグ又は雄型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付け、且つ係合するキャニスタ側の雄型ラグ又は雌型ラグとキャスク胴側の雌型ラグ又は雄型ラグとの間に、キャニスタの半径方向の熱膨張変位を吸収するためのクリアランスを形成してなる構成とする。
【００１０】
貯蔵時に地震等により振動が発生しても、キャニスタとコンクリートキャスクのキャスク胴との間での雄型ラグと雌型ラグとの係合により、キャニスタの軸心に直角方向の動き及び回転方向の動きが拘束され、がた付きが抑えられているので、キャニスタ及びコンクリートキャスクの耐震性が向上する。又、キャニスタは、外周壁面に設置した雄型又は雌型のラグを介してコンクリートキャスク側に設置してある雌型又は雄型のラグと接触するようにしてあることから、キャニスタのコンクリートキャスクへの挿入時に、コンクリートキャスク側のラグがキャニスタの外面に直接当たる虞はない。
【００１１】
又、係合する雄型ラグと雌型ラグを、ともにキャニスタの全長に亘るような長さとして長手方向に平行に設けた構成としてあることにより、振動荷重が雄型ラグと雌型ラグの長手方向全長で安定して受けられるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１（イ）（ロ）は本発明の使用済燃料貯蔵装置の実施の一形態を示すもので、図３に示した使用済燃料貯蔵装置１８と同様に、使用済燃料６を封じ込めた円筒状のキャニスタ４を、コンクリートキャスク１７の円筒状のキャスク胴２１内に、該キャニスタ４の外周壁面とキャスク胴２１の内周壁面との間に所要の空間を形成した状態で収納させ、且つ該空間部に連通するよう上記キャスク胴２１の下端部に吸気口２５を、又、上部に排気口２７をそれぞれ、該空間部に外部より冷却用空気２９を導入し流通させることができるようにして、コンクリートキャスク１７内に使用済燃料６を収納させて冷却しながら貯蔵させるようにしてある使用済燃料貯蔵装置において、上記空間をキャニスタ４の熱膨張量よりも十分に大きい空間Ｓとし、且つ上記キャニスタ４の外周壁面に、周方向に等間隔位置となるように、たとえば、４つの雄型ラグ３１を、長手方向へ平行に配して上記空間Ｓ部に突出するように一連に取り付けると共に、上記キャスク胴２１の内周壁面に、上記各雄型ラグ３１を両側から挟むようにして係合させるようにした凹溝状の雌型ラグ３２を周方向に等間隔で空間Ｓ部に突出するよう取り付けて、雄型ラグ３１の外端面と雌型ラグ３２の凹溝部との間に、キャニスタ４の熱膨張に伴う雄型ラグ３１の半径方向への変位を吸収するための所要のクリアランスＣを形成してなる構成の使用済燃料貯蔵装置１８´とし、コンクリートキャスク１７とその内側のキャニスタ４とのがたを雌雄のラグ３１及び３２の係合でなくすようにする。その他、図３（イ）（ロ）に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００１４】
上記構成とした本発明の使用済燃料貯蔵装置１８´は、貯蔵エリアに設置されるが、貯蔵時に、地震により水平方向の揺れ、たとえば、前後方向の揺れが作用した場合には、図１（ロ）における左右に位置する雄型ラグ３１と雌型ラグ３２との係合によりその振動を受けることができ、又、左右方向に揺れが作用した場合には、前後に位置する雄型ラグ３１と雌型ラグ３２との係合によりその振動を受けることができる。更に、いかなる場合にも、各部の雄型ラグ３１と雌型ラグ３２との係合により、キャニスタ４の回転方向の動きを拘束することができ、したがって、キャニスタ４には、地震の揺れに起因するがた付きが発生することはなく、耐震性を向上させることができる。
【００１５】
又、上記各雄型ラグ３１と雌型ラグ３２との間には、半径方向に所要のクリアランスＣが形成されているため、キャニスタ４が熱膨張しても、それを吸収することができる。したがって、キャニスタ４とコンクリートキャスク１７との間には熱応力が発生することはない。更に、キャニスタ４の熱膨張は、長手方向にも作用するが、上記の各雄型ラグ３１と雌型ラグ３２との係合は長手方向の変位を拘束していないので、長手方向変位を許容することができる。
【００１６】
上記において、キャニスタ４は、その外周側壁に取り付けた雄型ラグ３１を介してコンクリートキャスク１７のキャスク胴２１に設置してある雌型ラグ３２と接触するようになっていることから、コンクリートキャスク１７内へキャニスタ４を挿入する際、キャニスタ４の外側面が、上記キャスク胴２１側の各雌型ラグ３２に直接接触することはなく、したがって、キャニスタ４の挿入作業時に該キャニスタ４に損傷が発生する虞をなくすことができる。又、雄型ラグ３１及び雌型ラグ３２の取付位置は、前後左右で対称な４個所としてあるので、コンクリートキャスク１７内にキャニスタ４を挿入する時の位置合わせを容易に行うことができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、雄型ラグ３１及び雌型ラグ３２を長手方向に一連に設けて、振動等による荷重を長手方向全般で安定して受けられるようにした場合を示したが、長手方向の両端部及び中間部の如く要所のみに設けるようにしてもよいこと、又、実施の形態では、雄型ラグ３１及び雌型ラグ３２を、周方向等間隔に４個所設けたものを示したが、周方向等間隔位置であれば、３個所又は５個所以上に設けるようにしてもよいこと、更に、雄型ラグ３１と雌型ラグ３２の配置は半径方向の内外で逆向き、すなわち、キャニスタ４の外周壁面に雌型ラグ３２を、又、キャスク胴２１の内周壁面に雄型ラグ３１を設置するようにしてもよいこと、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。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の使用済燃料貯蔵装置によれば、使用済燃料を封じ込めた円筒状のキャニスタを、コンクリートキャスクの円筒状のキャスク胴内に、該キャニスタの外周壁面とキャスク胴の内周壁面との間に所要の空間を形成した状態で収納させ、且つ該空間部に連通するよう上記キャスク胴の下端部に吸気口を、又、上部に排気口をそれぞれ設けて、上記空間部に外部より冷却用空気を流通できるようにして、使用済燃料を貯蔵させるようにしてある使用済燃料貯蔵装置において、上記キャニスタの外周壁面に、該キャニスタの全長に亘るような長さとしてある雄型ラグ又は雌型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付けると共に、該ラグ取付位置と対応する上記コンクリートキャスクのキャスク胴の内周壁面に、上記雄型ラグ又は雌型ラグと係合するよう該雄型ラグ又は雌型ラグと対応する長さとしてある雌型ラグ又は雄型ラグを上記空間に突出するよう周方向に等間隔で長手方向に平行に取り付け、且つ係合するキャニスタ側の雄型ラグ又は雌型ラグとキャスク胴側の雌型ラグ又は雄型ラグとの間に、キャニスタの半径方向の熱膨張変位を吸収するためのクリアランスを形成してなる構成としてあるので、各部の雄型ラグと雌型ラグとの係合により、キャニスタの軸心と直角方向及び回転方向の動きを拘束することができ、これにより、貯蔵時に、振動によりキャニスタにがたが発生することを抑えることができて、耐震性を向上させることができ、又、キャニスタの外面が、コンクリートキャスク側に設置してある雄型もしくは雌型のラグと直接接触する虞をなくすことができて、コンクリートキャスクへの挿入時に、キャニスタに損傷生じる虞をなくすことができ、更に、係合する雄型ラグと雌型ラグを、ともにキャニスタの全長に亘るような長さとして長手方向に平行に設けた構成としてあることにより、振動荷重を長手方向で全体的に受けることができて、より安定化を図ることができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の使用済燃料貯蔵装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図２】使用済燃料を貯蔵する際のハンドリングフローを示す概略図である。
【図３】コンクリートキャスクの一例を示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【符号の説明】
４  キャニスタ
６  使用済燃料
１７  コンクリートキャスク
１８´  使用済燃料貯蔵装置
２１  キャスク胴
２５  吸気口
２７  排気口
２９  冷却用空気
３１  雄型ラグ
３２  雌型ラグ
Ｓ  空間
Ｃ  クリアランス
【図１】
0004172128.tif 000002
【図２】
0004172128.tif 000003
【図３】
0004172128.tif 000004