JP3443071B2

JP3443071B2 - Cask

Info

Publication number: JP3443071B2
Application number: JP2000133387A
Authority: JP
Inventors: 勝成大園; 寿浩松岡; 秀甫出; 信二大亀
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2003-09-02
Anticipated expiration: 2020-05-02
Also published as: JP2001318187A

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼を終えた使
用済み燃料集合体を収容、貯蔵するものであって、当該
使用済み燃料集合体の崩壊熱を効率的に外部に放出でき
るキャスクに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cask for accommodating and storing a spent fuel assembly that has finished combustion and efficiently releasing decay heat of the spent fuel assembly to the outside.

【０００２】[0002]

【従来の技術】核燃料サイクルの終期にあって燃焼を終
え使用できなくなった核燃料集合体を、使用済み核燃料
集合体という。使用済み核燃料は、ＦＰなど高放射能物
質を含むので熱的に冷却する必要があるから、原子力発
電所の冷却ピットで所定期間冷却される。その後、遮蔽
容器であるキャスクに収納され、トラック等で再処理施
設に搬送、貯蔵される。2. Description of the Related Art A nuclear fuel assembly that has become unusable after burning at the end of a nuclear fuel cycle is called a spent nuclear fuel assembly. Since the spent nuclear fuel contains a highly radioactive substance such as FP, it needs to be thermally cooled, so that it is cooled in a cooling pit of a nuclear power plant for a predetermined period. After that, it is stored in a cask which is a shielded container and is transported and stored in a reprocessing facility by a truck or the like.

【０００３】図１０は、従来のキャスクの一例を示す構
成図である。図１１は、図１０に示したキャスクの軸方
向断面図である。このキャスク５００において、使用済
み燃料集合体は、γ線を遮蔽するステンレス製の胴本体
５０１内に収容されている（図示省略）。胴本体５０１
の外周には、複数の条片５０２が放射状に溶接されてい
る。この条片５０２は、断面が略への字形状に折り曲げ
加工されており、その側部縁５２１が胴本体５０１に溶
接され、他の側部縁５２２は隣接する条片５０２の角に
形成した折曲線５２３にて溶接されている。また、この
条片５０２は、胴本体５０１から伝播する崩壊熱を外部
に放出するため、熱伝導率の良い材料、例えば銅板など
から構成されている。また、条片５０２により形成した
空間には、中性子を吸収するためのレジン５０３が充填
されている。FIG. 10 is a block diagram showing an example of a conventional cask. FIG. 11 is an axial sectional view of the cask shown in FIG. In this cask 500, a spent fuel assembly is housed in a stainless steel body 501 that shields γ rays (not shown). Body 501
A plurality of strips 502 are radially welded to the outer periphery of the. This strip 502 is bent into a V-shaped cross section, its side edge 521 is welded to the body 501, and the other side edge 522 is formed at the corner of the adjacent strip 502. It is welded at a folding line 523. Further, since the strip 502 radiates the decay heat propagating from the body 501 to the outside, the strip 502 is made of a material having a high thermal conductivity, such as a copper plate. The space formed by the strips 502 is filled with a resin 503 for absorbing neutrons.

【０００４】各条片５０２の外部には、放熱のためのフ
ィン５０４が溶接されている。このフィン５０４は、く
し形状でその歯面が湾曲形成されたものである。使用済
み燃料集合体の崩壊熱は、まず胴本体５０１に伝わる。
この胴本体５０１には条片５０２が溶接してあるから、
この胴本体５０１から条片５０２に崩壊熱が伝播し、当
該条片５０２の外部露出面およびフィン５０４を通じて
外部に放出される。A fin 504 for heat dissipation is welded to the outside of each strip 502. The fin 504 has a comb shape and its tooth surface is curved. The decay heat of the spent fuel assembly is first transferred to the body 501.
Since the strip 502 is welded to the body 501,
The decay heat propagates from the body 501 to the strip 502 and is released to the outside through the exposed surface of the strip 502 and the fins 504.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のキャスク５００では、条片５０２に板状のフィン５
０４を溶接した構成であるため、外表面で温度分布が生
じ、均一な放熱ができないという問題点があった。すな
わち、フィン５０４との接合部分は温度が高く、フィン
５０４とフィン５０４との間の条片５０２は温度が低い
といった温度分布が生じ、放熱効率の点で好ましくなか
った。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたもの
であって、放熱効率を向上できるキャスクを提供するこ
とを目的とする。However, in the conventional cask 500 described above, the strip-shaped fins 5 are attached to the strips 502.
Since 04 is welded, there is a problem in that temperature distribution occurs on the outer surface and uniform heat dissipation cannot be achieved. That is, the temperature is high in the joint portion with the fin 504, and the strip 502 between the fin 504 and the fin 504 has a low temperature distribution, which is not preferable in terms of heat dissipation efficiency. Then, this invention is made | formed in view of the above, and an object of this invention is to provide the cask which can improve heat dissipation efficiency.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、このキャスクでは、内部に使用済み燃料集合体な
どの放射性物質を収容するためのバスケットを配置した
胴本体と、胴本体の周囲に設けられた複数の板状部材と
を備え、この板状部材の一部が胴本体に接しており、他
の一部がキャスクの外面を構成すると共に単数または複
数の山形部または谷形部を曲げ形成し、さらに他の一部
が隣接する板状部材に接合し、この板状部材により構成
された空間に中性子吸収材を充填するようにした。使用
済み燃料集合体からの崩壊熱は、胴本体から板状部材に
伝達し、キャスク外面から放熱される。キャスク外面に
は、山形部または谷形部が形成されているから、単純に
円筒外形を成していた従来のキャスクに比べて放熱面積
が増大し、放熱が効率的に行われるようになる。なお、
この板状部材は、板材を曲げ加工して製造してもよい
し、押出し成形により製造してもよい。In order to achieve the above-mentioned object, in this cask, a barrel main body in which a basket for containing a radioactive substance such as a spent fuel assembly is arranged, and a periphery of the barrel main body are provided. And a plurality of plate-shaped members provided on the outer surface of the cask, and a part of the plate-shaped member is in contact with the body of the body, and the other part constitutes the outer surface of the cask. Was bent, and the other part was joined to the adjacent plate-shaped member, and the neutron absorber was filled in the space formed by the plate-shaped member. Decay heat from the spent fuel assembly is transferred from the body of the body to the plate-shaped member and radiated from the outer surface of the cask. Since the mountain-shaped portion or the valley-shaped portion is formed on the outer surface of the cask, the heat radiation area is increased as compared with the conventional cask having a simple cylindrical outer shape, and the heat radiation is efficiently performed. In addition,
This plate-shaped member may be manufactured by bending a plate material or may be manufactured by extrusion molding.

【０００７】特に、前記中性子吸収材とハニカム材を複
合し、このハニカム材が少なくとも前記胴本体に接する
ようにすることで、中性子吸収体の熱伝導率が低い場合
であってもハニカム材を介して熱伝導を行うことができ
るようになる。また、中性子吸収材と複数の熱伝導体と
を複合することによっても熱伝導率の向上を図ることが
できる。さらに、レジンの熱膨張を吸収するために、前
記ハニカム材の外周側にはボイド層を設けてもよい。 In particular, by combining the neutron absorbing material and the honeycomb material so that the honeycomb material is in contact with at least the body of the neutron, even if the neutron absorber has low thermal conductivity, It becomes possible to conduct heat. Further, the thermal conductivity can be improved by combining the neutron absorber and a plurality of thermal conductors. Furthermore, in order to absorb the thermal expansion of the resin,
A void layer may be provided on the outer peripheral side of the honeycomb material.

【０００８】つぎに、前記ハニカム材または熱伝導体を
アルミニウム製または銅製とし、前記板状部材を鉄製、
銅製またはアルミニウム製にすることで、ハニカム材ま
たは熱伝導体に主たる伝熱機能を持たせ、板状部材に強
度を持たせることができる。また、熱伝導性をさらに向
上させるには、板状部材の片面または両面に銅板、アル
ミニウム板またはグラファイトシートを張着することが
できる。なお、この場合には、ハニカム材あるいは熱伝
導体の使用は必須ではない。また、胴本体に接する前記
板状部材の一部、または銅板若しくはアルミニウム板の
一部を、前記胴本体に対して面接触させることにより熱
伝導率の向上を図ることも可能である。Next, the honeycomb material or the heat conductor is made of aluminum or copper, and the plate member is made of iron.
By using copper or aluminum, the honeycomb material or the heat conductor can have a main heat transfer function, and the plate member can have strength. Further, in order to further improve the thermal conductivity, a copper plate, an aluminum plate or a graphite sheet can be attached to one or both sides of the plate member. In this case, it is not essential to use the honeycomb material or the heat conductor. It is also possible to improve the thermal conductivity by bringing a part of the plate-shaped member, or a part of a copper plate or an aluminum plate, which is in contact with the body of the body into surface contact with the body of the body.

【０００９】さらに、このキャスクでは、複数のセルを
備えており当該セル内に使用済み燃料集合体を収容する
と共にその外形が略８角形になるバスケットと、バスケ
ットを内部に収容すると共にその内面が前記バスケット
の外面に略密着状態となるように構成され、さらに前記
内面に対向するようにその外面が形成されてγ線の遮蔽
を行う胴本体と、胴本体の外側に設けた中性子遮蔽体と
を備える。このようにすれば、胴本体をγ線の遮蔽に必
要十分な厚さを確保し、キャスクの軽量化を図ることが
できる。さらに、前記中性子遮蔽体を胴本体に対して８
角形になるように設けることで、中性子遮蔽体の削減を
図ることができる。Further, in this cask, a basket having a plurality of cells, in which the spent fuel assemblies are housed and the outer shape of which is substantially octagonal, and a basket which is housed therein and whose inner surface is The basket
Is configured to be in close contact with the outer surface of the
The body has an outer surface formed to face the inner surface and shields γ-rays, and a neutron shield provided outside the body. By doing so, it is possible to secure a necessary and sufficient thickness for the body of the body to shield γ rays and to reduce the weight of the cask. Further, the neutron shield is attached to the body of the body 8
By providing the prismatic shape, it is possible to reduce the number of neutron shields.

【００１０】[0010]

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。図１は、この発明の
実施の形態にかかるキャスクを示す斜視図である。図２
は、図１に示したキャスクの径方向断面図である。この
キャスク１００において、胴本体１０１および胴本体１
０１の底板１０４は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の
鍛造品である。なお、炭素鋼の代わりにステンレス鋼を
用いることもできる。前記胴本体１０１と底板１０４
は、溶接により結合する。また、耐圧容器としての密閉
性能を確保するため、一次蓋１１０と胴本体１０１との
間には金属ガスケットを設けておく（図示省略）。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. FIG. 1 is a perspective view showing a cask according to an embodiment of the present invention. Figure 2
FIG. 2 is a radial cross-sectional view of the cask shown in FIG. 1. In this cask 100, a body 101 and a body 1
The bottom plate 104 of No. 01 is a forged product made of carbon steel having a γ-ray shielding function. Note that stainless steel can be used instead of carbon steel. The body 101 and the bottom plate 104
Are joined by welding. In addition, a metal gasket is provided between the primary lid 110 and the body 101 in order to ensure the sealing performance as a pressure-resistant container (not shown).

【００１１】胴本体１０１の外周には、図３に示すよう
に、複数の板状部材２０１が取り付けられている。この
板状部材２０１は、矩形状の鉄板、アルミニウム板また
は銅板を折り曲げ成形したものであり、キャスク１００
の外筒に相当する部分が山形（山形部２０７）に成形さ
れている点に特徴がある。また、板状部材２０１の端縁
２０２は、隣接する板状部材２０１の折り曲げ稜部分２
０３に溶接されている（溶接部２０２ａ）。一方、板状
部材２０１は、ワイヤ２０４を端縁固定穴２０５に通
し、このワイヤ２０４を胴本体１０１に巻きつけること
で固定する。なお、板状部材２０１は、押出し加工によ
って成形するようにしてもよい。As shown in FIG. 3, a plurality of plate members 201 are attached to the outer periphery of the body 101. The plate-shaped member 201 is formed by bending a rectangular iron plate, an aluminum plate, or a copper plate, and forms the cask 100.
It is characterized in that the portion corresponding to the outer cylinder is shaped like a mountain (mountain portion 207). Further, the edge 202 of the plate-shaped member 201 is formed by the bent ridge portion 2 of the adjacent plate-shaped member 201.
No. 03 is welded (weld portion 202a). On the other hand, the plate-like member 201 is fixed by passing the wire 204 through the edge fixing hole 205 and winding the wire 204 around the body 101. The plate member 201 may be formed by extrusion.

【００１２】また、板状部材２０１と胴本体１０１の外
面とで形成する空間２０６には、熱伝導性に優れたアル
ミニウム製または銅製のハニカム材２１０が設けられて
いる。このハニカム材２１０のセルは、キャスク１００
の軸方向に形成されており、その周囲は前記空間２０６
の内面２１１に接触している。胴本体１０１からの熱伝
導効率を向上させるためである。また、このハニカム材
２１０の一部には、水素を多く含有する高分子材料であ
って中性子遮蔽機能を有するレジン１０６が充填されて
いる。その一方で、ハニカム材２１０の外周側には、レ
ジン１０６などの熱膨張を吸収するため、レジン１０６
を充填しないボイド層２１２を設ける。前記ハニカム材
２１０とレジン１０６とは別の場所で充填複合化され、
前記空間２０６に挿入固定される。また、前記空間２０
６にハニカム材２１０を挿入した状態で、流動状態のレ
ジン１０６を注入し、熱硬化反応等で固化させるように
してもよい。In a space 206 formed by the plate member 201 and the outer surface of the body 101, a honeycomb material 210 made of aluminum or copper having excellent thermal conductivity is provided. The cells of this honeycomb material 210 are the cask 100.
Is formed in the axial direction of the
Is in contact with the inner surface 211 of the. This is to improve the efficiency of heat transfer from the body 101. Further, a part of the honeycomb material 210 is filled with a resin 106 which is a polymer material containing a large amount of hydrogen and has a neutron shielding function. On the other hand, the outer peripheral side of the honeycomb material 210 absorbs thermal expansion of the resin 106 or the like, and therefore the resin 106
A void layer 212 that does not fill is provided. The honeycomb material 210 and the resin 106 are filled and composited in different places,
It is inserted and fixed in the space 206. In addition, the space 20
The resin 106 in a fluidized state may be injected with the honeycomb material 210 inserted in 6 and solidified by a thermosetting reaction or the like.

【００１３】ハニカム材２１０には、通常の断面が６角
形状のもののほか、ロールコア、コルゲートコアなど各
種材料を適宜選択して用いることができる。その具体例
を図４に示す。同図（ａ）には、通常の断面が六角形状
のハニカム材２１０ａを示す。同図（ｂ）には、コルゲ
ートコア形式のハニカム材２１０ｂを示す。同図（ｃ）
には、片面にディンプル加工が施され、これを積層した
構造のハニカム材２１０ｃを示す。同図（ｄ）のハニカ
ム材２１０ｄは、両側にディンプル加工を施し、突起先
端ｄ１同士で接合した構造である。同図（ｅ）のハニカ
ム材２１０ｅは、アルミニウム板に返りｅ２付きの複数
の穴ｅ１を設け、この返り部分ｅ２で接合した構造であ
る。As the honeycomb material 210, various materials such as a roll core and a corrugated core can be appropriately selected and used in addition to a normal honeycomb material having a hexagonal cross section. A specific example thereof is shown in FIG. FIG. 1A shows a honeycomb material 210a having a regular hexagonal cross section. FIG. 1B shows a corrugated core type honeycomb material 210b. The same figure (c)
Shows a honeycomb material 210c having a structure in which dimple processing is applied to one surface and the dimple processing is laminated. The honeycomb material 210d in FIG. 3D has a structure in which dimples are applied to both sides and the protrusion tips d1 are joined together. The honeycomb material 210e shown in FIG. 2E has a structure in which a plurality of holes e1 having a return e2 are provided in an aluminum plate and the return portions e2 are joined together.

【００１４】また、ハニカム材以外であっても熱伝導率
の向上に寄与するものならば、レジン１０６と複合して
用いることができる。例えば、同図（ｆ）に示すような
熱伝導体であるラシヒリング２１０ｆを前記空間２０６
に充填して、このラヒシリング２１０ｆの周囲にレジン
１０６を充填するようにしてもよい。さらに、同図
（ｇ）に示すように、アルミニウム製のデミスタ２１０
ｇを前記空間２０６に充填し、この周囲にレジン１０６
を充填するようにしてもよい。なお、セルのサイズは、
熱伝導性の観点から小さいほどよいが、レジン１０６の
充填が困難になるほど小さくするのは好ましくない。Further, a material other than the honeycomb material can be used in combination with the resin 106 as long as it contributes to the improvement of the thermal conductivity. For example, the Raschig ring 210f which is a heat conductor as shown in FIG.
The resin 106 may be filled around the Rahi ring 210f. Further, as shown in FIG. 3G, the aluminum demister 210 is used.
g into the space 206, and the resin 106
May be filled. The cell size is
From the viewpoint of thermal conductivity, the smaller the better, the better, but it is not preferable to make the size so small that the resin 106 becomes difficult to fill.

【００１５】また、板状部材２１０の外面形状は、上記
のもの以外であっても構わない。例えば、図５の（ａ）
に示すように、板状部材２２０の外面が谷形状になるよ
うにしてもよい（谷形部２２１）。また、同図の（ｂ）
に示すように、板状部材２３０の外面に２つの山形部２
３１を設けるようにしてもよい。さらに、同図（ｃ）に
示すように、板状部材２４０の外面の断面が円弧形状に
なるようにしてもよい（円弧部２４１）。これ以外に
も、放熱面積を増やすことができる形状であれば、各種
の山形部あるいは谷形部を用いることができる。The outer surface shape of the plate member 210 may be other than the above. For example, in FIG.
As shown in, the outer surface of the plate member 220 may have a valley shape (valley portion 221). In addition, (b) of the figure
As shown in FIG. 2, two chevron portions 2 are formed on the outer surface of the plate member 230.
31 may be provided. Further, as shown in FIG. 7C, the cross section of the outer surface of the plate-shaped member 240 may have an arc shape (arc section 241). Other than this, various peaks or valleys can be used as long as they can increase the heat dissipation area.

【００１６】また、山形部２０７あるいは谷形部を設け
ることによってキャスク外面に形成される谷部分２０８
（山形部の場合には板状部材の接合部分、谷形部の場合
にはその谷部分に相当する）が鈍角θをもって形成され
るようにするのが好ましい。このようにすれば、キャス
ク１００の除染作業が行いやすくなる。Further, a valley portion 208 formed on the outer surface of the cask by providing the mountain portion 207 or the valley portion.
It is preferable to form the obtuse angle θ (corresponding to the joint portion of the plate-shaped member in the case of the mountain portion and to the valley portion in the case of the valley portion). In this way, the decontamination work of the cask 100 becomes easy.

【００１７】蓋部１０９は、一次蓋１１０と二次蓋１１
１により構成される。この一次蓋１１０は、γ線を遮蔽
するステンレス鋼または炭素鋼からなる円盤形状であ
る。また、二次蓋１１１もステンレス鋼製または炭素鋼
製の円盤形状であるが、その上面には中性子遮蔽体とし
てレジン（図示省略）が封入されている。一次蓋１１０
および二次蓋１１１は、ステンレス製または炭素鋼のボ
ルトによって胴本体１０１に取り付けられている。さら
に、一次蓋１１０および二次蓋１１１と胴本体１０１と
の間にはそれぞれ金属ガスケットが設けられ、内部の密
封性を保持している。キャスク本体の両側には、キャス
ク１００を吊り下げるためのトラニオン１１７が設けら
れている。なお、キャスク１００の搬送時にはその両側
に緩衝体１１８を取り付ける。The lid 109 includes a primary lid 110 and a secondary lid 11.
It is composed of 1. The primary lid 110 has a disc shape made of stainless steel or carbon steel that shields γ rays. The secondary lid 111 also has a disk shape made of stainless steel or carbon steel, and a resin (not shown) is enclosed as a neutron shield on the upper surface thereof. Primary lid 110
The secondary lid 111 is attached to the body 101 by bolts made of stainless steel or carbon steel. Further, a metal gasket is provided between each of the primary lid 110 and the secondary lid 111 and the body main body 101 to maintain the internal hermeticity. On both sides of the cask body, trunnions 117 for suspending the cask 100 are provided. It should be noted that cushions 118 are attached to both sides of the cask 100 during transportation.

【００１８】胴本体１０１の内面は、使用するバスケッ
ト３００の外形に合わせた形状となり、当該バスケット
３００の外面は胴本体１０１に対して略密着状態となる
（ただし、現実的には微小な隙間が生じることがあ
る）。なお、胴本体１０１の内面を略完全にバスケット
３００の外形に合わせる必要はなく、バスケット３００
の外面の一部が接触しないような形状にすることもで
き、これらの割合は熱伝導率を考慮しながら適宜設計す
ることができる。The inner surface of the body 101 has a shape conforming to the outer shape of the basket 300 to be used, and the outer surface of the basket 300 is in close contact with the body 101 (however, in reality, a minute gap is present). May occur). It is not necessary to fit the inner surface of the body 101 to the outer shape of the basket 300 almost completely.
It is also possible to have a shape such that a part of the outer surface of the above does not contact, and the ratio of these can be appropriately designed in consideration of the thermal conductivity.

【００１９】前記バスケット３００には、ＡｌまたはＡ
ｌ合金粉末に中性子吸収性能を持つＢ（ボロン）または
Ｂ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材またはア
ルミニウム合金製の角パイプを束ねて複数のセル構成し
たもの、複数のセルを持つ鋳造品を積層形成したもの
（図２に示すバスケットに相当）、同じくアルミニウム
複合材またはアルミニウム合金製の矩形板材をスリット
で直交させ、これを菓子折り状に積層したものなどを用
いることができる。なお、中性子吸収材としては、ボロ
ンの他にカドミウムを用いることができる。また、この
実施の形態にかかるバスケット３００には、３３体の使
用済み燃料集合体（ＰＷＲ用）を収容することができる
が、この本数は３３体でなくてもよい。また、ＢＷＲ用
のキャスクとしても使用することができるのは言うまで
もない。The basket 300 contains Al or A.
L alloy powders with B (boron) or B compound powders having neutron absorption capability added to aluminum composites or aluminum alloy square pipes bundled together to form multiple cells, laminated castings with multiple cells A formed product (corresponding to the basket shown in FIG. 2), a rectangular plate member also made of an aluminum composite material or an aluminum alloy, which is orthogonally crossed by slits, and laminated in a confectionery fold shape can be used. In addition to boron, cadmium can be used as the neutron absorber. The basket 300 according to this embodiment can accommodate 33 spent fuel assemblies (for PWRs), but the number does not have to be 33. Needless to say, it can also be used as a cask for BWRs.

【００２０】また、バスケット３００の外形は８角形に
近い形状となるから、胴本体１０１の内面も大まかに見
て８角形となり、この各面に対向するように胴本体１０
１の外面を８角形に形成する。これにより、胴本体１０
１の厚みが全体的に略均一になり、余分な厚みがなくな
ることで軽量化を図ることができる。また、γ線遮蔽性
能は必要十分な範囲で確保されることになる。胴本体１
０１の内面および外面の加工は、専用の機械加工装置を
用いて行う。詳しくは、本願出願人による特願平１１−
２４９３１４号にかかる公報を参照されたい。なお、こ
の実施の形態では胴本体１０１の形状を８角形にしてい
るが、これに限定されない。すなわち、バスケット３０
０の外形に合わせて胴本体１０１の形状を１０角形や１
２角形などにすることもできる（図示省略）。Further, since the outer shape of the basket 300 is close to an octagon, the inner surface of the body 101 of the body is roughly octagonal, and the body 10 is opposed to each side.
The outer surface of 1 is formed into an octagon. As a result, the body 10
Since the thickness of No. 1 is substantially uniform as a whole and the excess thickness is eliminated, the weight can be reduced. Further, the γ-ray shielding performance will be ensured within a necessary and sufficient range. Body 1
The machining of the inner and outer surfaces of 01 is performed by using a dedicated machining device. For details, refer to Japanese Patent Application No. 11-
See the publication of 249314. In addition, although the shape of the body 101 is octagonal in this embodiment, the shape is not limited to this. That is, the basket 30
The shape of the body 101 is set to be a decagon or 1 according to the outer shape of 0.
It can also be a polygon (not shown).

【００２１】ところで、キャスク１００内に使用済み燃
料集合体を収容する際は、キャスク１００をプールに沈
め、水中にて使用済み燃料集合体を収容することにな
る。このため、キャスク１００の周囲に放射性物質が付
着することになるから、プールから引き上げたとき、こ
れを除染する必要がある。しかしながら、上記従来のキ
ャスク５００では、くし形状のフィン５０４を条片５０
２に溶接した構成であるため、付根部分に除染用のブラ
シなどが入り難く、スプレー水などでの洗浄においても
影になる部分が生じるから、まんべんなく洗浄する必要
がある等、除染が困難な問題点があった。By the way, when accommodating a spent fuel assembly in the cask 100, the cask 100 is submerged in a pool and the spent fuel assembly is accommodated in water. For this reason, radioactive substances are attached to the periphery of the cask 100, and therefore, it is necessary to decontaminate the radioactive substance when it is pulled out from the pool. However, in the conventional cask 500 described above, the comb-shaped fins 504 are provided on the strips 50.
Since it is welded to 2, it is difficult to put a decontamination brush etc. on the root part, and a part that will be shaded even when cleaning with spray water etc., so it is necessary to clean thoroughly There was a problem.

【００２２】これに対して、この実施の形態では、内部
に使用済み燃料集合体を収容するためのバスケット３０
０を配置した胴本体１０１と、胴本体１０１の周囲に設
けられた複数の板状部材２０１とを備え、この板状部材
２０１の一部が胴本体１０１に接しており、他の一部が
キャスク１００の外面を構成すると共に単数または複数
の山形部２０７（または谷形部）を有し、さらに他の一
部が隣接する板状部材２０１に接合し、この板状部材２
０１により構成された空間２０６にレジン１０６を充填
すると共に、板状部材２０１同士の接合部における角度
が鈍角θになるようにしたことを特徴とするキャスクを
提案した。On the other hand, in this embodiment, the basket 30 for containing the spent fuel assembly therein is provided.
The body main body 101 in which 0 is arranged, and a plurality of plate-shaped members 201 provided around the body main body 101 are provided. A part of the plate-shaped member 201 is in contact with the body main body 101 and the other part is This plate-shaped member 2 has an outer surface of the cask 100 and has a single or a plurality of mountain-shaped portions 207 (or valley-shaped portions), and another portion is joined to an adjacent plate-shaped member 201.
A cask was proposed in which the space 206 constituted by 01 was filled with the resin 106 and the angle at the joint between the plate-like members 201 was set to an obtuse angle θ.

【００２３】このように、接合部における角度を鈍角
θ、例えば図２に示すように約１２０度にすることで、
除染用ブラシなどがキャスク外面のすみずみまで行き届
くようになる。このため、除染を容易に行うことが可能
になる。In this way, the angle at the joint is made obtuse angle θ, for example, about 120 degrees as shown in FIG.
Brushes for decontamination will reach all over the outside of the cask. Therefore, decontamination can be easily performed.

【００２４】キャスク１００に収容する使用済み燃料集
合体は、核***性物質および核***生成物などを含み、
放射線を発生すると共に崩壊熱を伴うため、キャスク１
００の除熱機能、遮蔽機能および臨界防止機能を貯蔵期
間中、確実に維持する必要がある。このキャスク１００
では、胴本体１０１の周囲に複数の板状部材２０１を設
け、板状部材２０１により形成する空間２０６に設けた
ハニカム材２１０と、キャスク１００外面を形成する板
状部材２０１を山形状にして放熱面積を拡大することに
より、使用済み燃料集合体により発生する崩壊熱を効率
的に伝熱して放出するようにしている。The spent fuel assembly contained in the cask 100 contains fissile material and fission products,
Cask 1 because it generates radiation and decay heat
It is necessary to ensure that the heat removal function, the shielding function, and the criticality prevention function of 00 are maintained during the storage period. This cask 100
Then, a plurality of plate-like members 201 are provided around the body main body 101, and the honeycomb material 210 provided in the space 206 formed by the plate-like members 201 and the plate-like member 201 forming the outer surface of the cask 100 are formed into a mountain shape to radiate heat. By expanding the area, the decay heat generated by the spent fuel assembly is efficiently transferred and released.

【００２５】まず、使用済み燃料集合体から発生した崩
壊熱は、バスケット３００あるいは充填したヘリウムガ
スを通じて胴本体１０１に伝導する。つぎに、内部フィ
ンとしての機能を備えた板状部材２０１と前記ハニカム
材２１０とを通じてキャスク１００外面に崩壊熱を伝え
る。特に前記ハニカム材２１０は、熱伝導性に優れたア
ルミニウム製または銅製であるから胴本体１０１から熱
を効率的に吸収し、これを板状部材２０１に伝え、キャ
スク外面から外部に放熱する。以上から、崩壊熱の除熱
を効率的に行うことができるので、崩壊熱量が同じであ
ればキャスク内の温度を従来例よりも低く保つことがで
きるようになる。First, the decay heat generated from the spent fuel assembly is conducted to the body 101 through the basket 300 or the filled helium gas. Next, the decay heat is transferred to the outer surface of the cask 100 through the plate-shaped member 201 having a function as an internal fin and the honeycomb material 210. In particular, since the honeycomb material 210 is made of aluminum or copper having excellent thermal conductivity, it efficiently absorbs heat from the body 101, transfers the heat to the plate member 201, and radiates the heat from the outer surface of the cask to the outside. As described above, since the decay heat can be efficiently removed, the temperature inside the cask can be kept lower than in the conventional example if the decay heat amount is the same.

【００２６】なお、使用済み燃料集合体から発生するγ
線は、炭素鋼あるいはステンレス鋼からなる胴本体１０
１、板状部材２０１、蓋部１０９などにおいて遮蔽され
る。また、中性子はレジン１０６によって遮蔽され、放
射線業務従事者に対する被ばく上の影響をなくすように
している。具体的には、表面線当量率が２ｍＳｖ／ｈ以
下、表面から１ｍの線量当量率が１００μＳｖ／ｈ以下
になるような遮蔽機能が得られるように設計する。さら
に、バスケット３００には、ボロン入りのアルミニウム
合金を用いているので、中性子を吸収して使用済み燃料
集合体が臨界に達するのを防止することができる。Γ generated from the spent fuel assembly
The wire is a body 10 made of carbon steel or stainless steel.
1, the plate-shaped member 201, the lid 109, and the like. Further, the neutrons are shielded by the resin 106 so that the radiation workers are not affected by the exposure. Specifically, it is designed to obtain a shielding function such that the surface linear equivalent rate is 2 mSv / h or less and the dose equivalent rate of 1 m from the surface is 100 μSv / h or less. Further, since the aluminum alloy containing boron is used for the basket 300, it is possible to prevent neutrons from being absorbed and the spent fuel assembly from reaching a critical level.

【００２７】以上、この実施の形態にかかるキャスク１
００によれば、複数の板状部材２０１を胴本体１０１に
取り付け、この板状部材２０１のうちキャスク外面を形
成する部分に山形部２０７を設け、さらにこの板状部材
２０１により形成される空間２０６にアルミニウム製ハ
ニカム材２１０を入れたので、崩壊熱の伝熱効率を向上
させることができる。さらに、この実施の形態にかかる
キャスク１００によれば、従来のように複数のフィン５
０４を外周面に溶接しなくて済むから、製造に手間がか
からないという利点がある。なお、上記キャスク１００
では、使用済み燃料集合体を収容するようにしたが、こ
れ以外の放射性物質を収容できるのは言うまでもない。As described above, the cask 1 according to this embodiment
According to No. 00, a plurality of plate-like members 201 are attached to the body 101, a mountain-shaped portion 207 is provided in a portion of the plate-like member 201 forming the cask outer surface, and a space 206 formed by the plate-like members 201. Since the honeycomb material 210 made of aluminum is put in the above, the heat transfer efficiency of the decay heat can be improved. Further, according to the cask 100 according to this embodiment, the plurality of fins 5 as in the related art is used.
Since 04 does not have to be welded to the outer peripheral surface, there is an advantage that the manufacturing is not troublesome. The above cask 100
Then, although the spent fuel assemblies are accommodated, it goes without saying that other radioactive substances can be accommodated.

【００２８】図６に、この実施の形態の変形例を示す。
このキャスクでは、胴本体１０１の周囲に炭素鋼製の板
状部材２０１を設け、この板状部材２０１の両面にアル
ミニウム板４００（または銅板やグラファイトシート）
を貼り付けるようにする。また、板状部材２０１により
形成される空間には、レジン１０６のみを充填する。な
お、このレジン１０６の外側と板状部材２０１との間に
は、膨張しろ４０１が形成される（図示省略）。なお、
板状部材２０１の片面のみに、前記アルミニウム板４０
０を設けるようにしてもよい。さらに、集熱効率を上げ
るため、図７に示すように、前記アルミニウム板４００
を延ばして（延長部４０２）、胴本体１０１と面接触す
るようにし構成してもよい。この場合には、延長部４０
２からアルミニウム板４００に効率的に熱伝導するの
で、レジン１０６の温度を低く保つことができるから、
レジン１０６の品質劣化を防止できる。FIG. 6 shows a modification of this embodiment.
In this cask, a plate member 201 made of carbon steel is provided around the body 101, and an aluminum plate 400 (or a copper plate or a graphite sheet) is provided on both surfaces of the plate member 201.
To be pasted. Moreover, only the resin 106 is filled in the space formed by the plate member 201. An expansion margin 401 is formed between the outside of the resin 106 and the plate member 201 (not shown). In addition,
The aluminum plate 40 is provided only on one side of the plate member 201.
You may make it provide 0. Furthermore, in order to increase the heat collection efficiency, as shown in FIG.
May be extended (extension portion 402) so as to be in surface contact with the body main body 101. In this case, the extension 40
Since the heat is efficiently conducted from 2 to the aluminum plate 400, the temperature of the resin 106 can be kept low.
The quality deterioration of the resin 106 can be prevented.

【００２９】上記構成では、主たる崩壊熱の伝熱を前記
アルミニウム板４００（図７の場合にはアルミニウム板
の延長部４０２を含む）により行うことになる。なお、
上記ハニカム材２１０を用いる場合であっても、板状部
材２０１に前記アルミニウム板４００（または銅板）を
貼り付けることができる。このようにすれば、キャスク
の熱伝導率をさらに向上することができる。In the above structure, the main decay heat is transferred by the aluminum plate 400 (including the aluminum plate extension 402 in the case of FIG. 7). In addition,
Even when the honeycomb material 210 is used, the aluminum plate 400 (or copper plate) can be attached to the plate member 201. By doing so, the thermal conductivity of the cask can be further improved.

【００３０】また、板状部材２０１の形状は上記図２に
示したものに限定されない。例えば図８に示すように、
断面がＹ字形状の板状部材２５０を用いるようにしても
よい。この板状部材２５０は、曲げ加工あるいは押出し
加工により成形することができる。この板状部材２５０
の場合は、その足を胴本体１０１に溶接し、両端縁は隣
接する板状部材２５０の端縁２５１と接合される。これ
により、複数の板状部材２５０によりキャスク１００の
伝熱フィンと外面とを形成する。この場合、山形部２５
２の稜線に溶接部２５３が位置することになる。なお、
溶接部２５３の強度が低くなる場合には、山形部２５２
の中腹に溶接部２５３を位置させるようにしてもよい
（図示省略）。The shape of the plate member 201 is not limited to that shown in FIG. For example, as shown in FIG.
A plate member 250 having a Y-shaped cross section may be used. The plate member 250 can be formed by bending or extruding. This plate member 250
In this case, the foot is welded to the body 101, and both edges are joined to the edge 251 of the adjacent plate member 250. As a result, the heat transfer fins and the outer surface of the cask 100 are formed by the plurality of plate members 250. In this case, the Yamagata part 25
The welded portion 253 is located on the ridgeline of 2. In addition,
When the strength of the welded portion 253 becomes low, the chevron portion 252 is formed.
The welded portion 253 may be located on the middle side (not shown).

【００３１】また、図９の（ａ）に示すように傘形状の
板状部材２６０を複数用いて谷形部２６１を有するキャ
スクを形成するようにしてもよい。また、同図（ｂ）に
示すように、断面Ｔ字形状の板状部材２７０の外面を波
形に形成し（波形部２７１）、その端縁２７２を隣接す
る板状部材２７０の端縁とを接合するようにする。この
ようにしても上記同様の効果を得ることができる。な
お、これらの板状部材２６０，２７０は、板金加工によ
り形成してもよいし、押出し加工により成形するように
してもよい。Further, as shown in FIG. 9A, a cask having a valley portion 261 may be formed by using a plurality of umbrella-shaped plate members 260. Further, as shown in FIG. 6B, the outer surface of the plate-shaped member 270 having a T-shaped cross section is formed into a corrugated shape (corrugated portion 271), and its end edge 272 is connected to the end edges of the adjacent plate-shaped members 270. Try to join. Even in this case, the same effect as described above can be obtained. The plate-shaped members 260, 270 may be formed by sheet metal processing or may be formed by extrusion processing.

【００３２】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、この発明のキャス
ク（請求項１）では、内部に使用済み燃料集合体などの
放射性物質を収容するためのバスケットを配置した胴本
体と、胴本体の周囲に設けられた複数の板状部材とを備
え、この板状部材の一部が胴本体に接しており、他の一
部がキャスクの外面を構成すると共に単数または複数の
山形部または谷形部を有し、さらに他の一部が隣接する
板状部材に接合し、この板状部材により構成された空間
に中性子吸収材を充填したので、内部で発生した崩壊熱
を効率的に外部に放出することができる。As described above, in the cask of the present invention (Claim 1), the trunk main body in which the basket for containing the radioactive material such as the spent fuel assembly is arranged, and the circumference of the trunk main body. And a plurality of plate-shaped members provided on the outer surface of the cask, and a part of the plate-shaped member is in contact with the body of the body, and the other part constitutes the outer surface of the cask. The other part is joined to the adjacent plate-shaped member, and the space formed by this plate-shaped member is filled with the neutron absorber, so that the decay heat generated inside is efficiently released to the outside. can do.

【００３３】また、この発明のキャスクでは、前記中性
子吸収材とハニカム材を複合し、このハニカム材が少な
くとも前記胴本体に接し得ること（請求項２）、前記中
性子吸収材と複数の熱伝導体とを複合すること（請求項
３）により、熱伝導率を向上させることができる。この
ため、効率的に熱を放出できるようになる。Further, in the cask of the present invention, the neutron absorbing material and the honeycomb material are compounded, and the honeycomb material can contact at least the body (claim 2), the neutron absorbing material and a plurality of heat conductors. By combining and (Claim 3), the thermal conductivity can be improved. Therefore, heat can be efficiently released.

【００３４】さらに、前記ハニカム材または熱伝導体を
アルミニウム製または銅製とし、前記板状部材を鉄製に
すること（請求項４）、前記板状部材の片面または両面
に銅板またはアルミニウム板を張着すること（請求項
５）、胴本体に接する前記板状部材の一部を、前記胴本
体に対して面接触させること（請求項６）、銅板、アル
ミニウム板またはグラファイトシートの一部を、前記胴
本体に面接触させること（請求項７）により、さらに熱
伝導率を向上させることができ、効率的に熱を放出でき
るようになる。Further, the honeycomb material or the heat conductor is made of aluminum or copper, and the plate member is made of iron (claim 4), and a copper plate or an aluminum plate is attached to one side or both sides of the plate member. (Claim 5), part of the plate-shaped member in contact with the body of the body is brought into surface contact with the body of the body (Claim 6), and part of the copper plate, aluminum plate or graphite sheet is By making surface contact with the trunk body (claim 7), the thermal conductivity can be further improved, and heat can be efficiently released.

【００３５】また、この発明のキャスク（請求項８）で
は、複数のセルを備えており当該セル内に使用済み燃料
集合体を収容すると共にその外形が略多角形になるバス
ケットと、バスケットを内部に収容すると共にその外形
および内形が前記バスケットに合うように構成され、γ
線の遮蔽を行う胴本体と、胴本体の外側に設けた中性子
遮蔽体とを備えたので、胴本体をγ線の遮蔽に必要十分
な厚さを確保し、キャスクの軽量化を図ることができ
る。また、中性子遮蔽体を胴本体に対して多角形になる
ように設けることで（請求項９）、余分な中性子遮蔽体
の削減を行うことができる。Further, in the cask according to the present invention (claim 8), a basket having a plurality of cells, a spent fuel assembly being accommodated in the cells, and the outer shape of which is substantially polygonal, and the basket are internally formed. And the outer shape and the inner shape thereof are configured to fit the basket, and
Since the body for shielding the rays and the neutron shield provided on the outside of the body are provided, it is possible to secure a necessary and sufficient thickness for the body to shield γ rays and to reduce the weight of the cask. it can. Further, by providing the neutron shield in a polygonal shape with respect to the body of the body (claim 9), it is possible to reduce the extra neutron shield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の実施の形態１にかかるキャスクを示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a cask according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１に示したキャスクの径方向断面図である。2 is a radial cross-sectional view of the cask shown in FIG.

【図３】図２の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.

【図４】ハニカム材および熱伝導材を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a honeycomb material and a heat conductive material.

【図５】板状部材を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing a plate-shaped member.

【図６】このキャスクの変形例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a modified example of this cask.

【図７】図６に示したキャスクの変形例を示す説明図で
ある。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a modified example of the cask shown in FIG.

【図８】板状部材の変形例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a modified example of the plate member.

【図９】板状部材の変形例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a modified example of the plate member.

【図１０】従来のキャスクの一例を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of a conventional cask.

【図１１】図１０に示したキャスクの軸方向断面図であ
る。11 is an axial sectional view of the cask shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００キャスク１０１胴本体１０４底板１０６レジン１０９蓋部１１０一次蓋１１１二次蓋１１７トラニオン１１８緩衝体２０１板状部材２０４ワイヤ２０６空間２０７山形部２１０ハニカム材２１２空間（ボイド層）３００バスケット 100 cask 101 body 104 Bottom plate 106 Resin 109 lid 110 Primary lid 111 Secondary lid 117 trunnion 118 buffer 201 plate-shaped member 204 wire 206 space 207 Yamagata 210 Honeycomb material 212 space (void layer) 300 baskets

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大亀信二神戸市兵庫区小松通五丁目１番16号株式会社神菱ハイテック内 (56)参考文献特開平４−357498（ＪＰ，Ａ) 特開平８−194098（ＪＰ，Ａ) 特開平５−172992（ＪＰ，Ａ) 特開平２−24599（ＪＰ，Ａ) 特開平９−171094（ＪＰ，Ａ) 特開平９−159796（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21C 19/32 G21C 19/06 G21F 3/00 G21F 5/008 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinji Ogame 5-1-16 Komatsu-dori, Hyogo-ku, Kobe Within Kabishi High-Tech Co., Ltd. (56) Reference JP-A-4-357498 (JP, A) Kaihei 8-194098 (JP, A) JP 5-172992 (JP, A) JP 2-24599 (JP, A) JP 9-171094 (JP, A) JP 9-159796 ( (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) G21C 19/32 G21C 19/06 G21F 3/00 G21F 5/008

Claims

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]

【請求項１】内部に使用済み燃料集合体などの放射性
物質を収容するためのバスケットを配置した胴本体と、
胴本体の周囲に設けられた複数の板状部材とを備え、この板状部材の一部が胴本体に接しており、他の一部が
キャスクの外面を構成すると共に単数または複数の山形
部または谷形部を有し、さらに他の一部が隣接する板状
部材に接合し、この板状部材により構成された空間に中性子吸収材を充
填したことを特徴とするキャスク。1. A barrel main body having a basket for containing a radioactive substance such as a spent fuel assembly therein,
A plurality of plate-shaped members provided around the body of the body, a part of the plate-shaped member is in contact with the body of the body, the other part constitutes the outer surface of the cask, and one or more chevron portions Alternatively, the cask is characterized in that it has a valley-shaped portion, another part of which is joined to an adjacent plate-shaped member, and a neutron absorbing material is filled in the space formed by the plate-shaped member.

【請求項２】前記中性子吸収材とハニカム材を複合
し、このハニカム材が少なくとも前記胴本体に接するよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載のキャスク。2. The cask according to claim 1, wherein the neutron absorbing material and a honeycomb material are combined, and the honeycomb material is in contact with at least the body.

【請求項３】さらに、前記ハニカム材の外周側にはボ
イド層を設けたことを特徴とする請求項２に記載のキャ
スク。3. The cask according to claim 2, further comprising a void layer provided on the outer peripheral side of the honeycomb material.

【請求項４】前記中性子吸収材と複数の熱伝導体とを
複合したことを特徴とする請求項１に記載のキャスク。4. The cask according to claim 1, wherein the neutron absorber and a plurality of heat conductors are combined.

【請求項５】前記ハニカム材または熱伝導体をアルミ
ニウム製または銅製とし、前記板状部材を鉄製、アルミ
ニウム製または銅製にしたことを特徴とする請求項２〜
４のいずれか一つに記載のキャスク。5. The honeycomb material or the heat conductor is made of aluminum or copper, and the plate member is made of iron, aluminum or copper.
The cask according to any one of 4.

【請求項６】前記板状部材の片面または両面にアルミ
ニウム板、銅板またはグラファイトシートを張着したこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のキ
ャスク。6. The cask according to any one of claims 1 to 5, wherein an aluminum plate, a copper plate, or a graphite sheet is attached to one side or both sides of the plate-shaped member.

【請求項７】胴本体に接する前記板状部材の一部を、
前記胴本体に対して面接触させたことを特徴とする請求
項１〜６のいずれか一つに記載のキャスク。7. A part of the plate-shaped member that is in contact with the body of the body,
The cask according to any one of claims 1 to 6, wherein the cask is in surface contact with the body.

【請求項８】前記アルミニウム板または銅板の一部
を、前記胴本体に面接触させたことを特徴とする請求項
６に記載のキャスク。8. A part of the aluminum plate or the copper plate is brought into surface contact with the body of the body.
The cask according to item 6 .

【請求項９】複数のセルを備えており当該セル内に使
用済み燃料集合体を収容すると共にその内面が前記バス
ケットの外面に略密着状態となるように構成され、さら
に前記内面に対向するようにその外面が形成されてγ線
の遮蔽を行う胴本体と、胴本体の外側に設けた中性子遮
蔽体とを備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれ
か一つに記載のキャスク。9. A structure comprising a plurality of cells, the spent fuel assembly being housed in the cells, and the inner surface of the cell being in close contact with the outer surface of the basket, and the inner surface of the fuel assembly facing the inner surface. The cask according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a trunk body having an outer surface formed on the trunk body for shielding gamma rays; and a neutron shield provided outside the trunk body. .

【請求項１０】さらに、前記中性子遮蔽体を胴本体に
対して多角形になるように設けたことを特徴とする請求
項９に記載のキャスク。10. The cask according to claim 9, wherein the neutron shield is provided in a polygonal shape with respect to the trunk body.