JP3881545B2

JP3881545B2 - Cask storage facility

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Publication number: JP3881545B2
Application number: JP2001366225A
Authority: JP
Inventors: 直己熊谷; 清水　　仁; 忠洋星川; 公紀伊賀; 高志西; 将史小田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003167095A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高レベル放射性廃棄物や原子力発電所から発生する使用済燃料等の発熱を伴う放射性物質を収納したキャスクを貯蔵する新規なキャスク貯蔵施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電所から発生する使用済燃料集合体は、ウラン及びプルトニウム等の再使用可能な核燃料物質を回収するために再処理するが、このときに発生する高レベル放射性廃棄物はガラス固化される。この放射性廃棄物ガラス固化体は崩壊熱が発生するため、発熱量が小さくなり処分が可能になるまでの間冷却しながら貯蔵する必要がある。また、使用済燃料集合体は、再処理されるまでの間原子力発電所内の貯蔵プールに保管されるが、年々増大する使用済燃料集合体に原子力発電所内の貯蔵プールが容量不足となり、長期間貯蔵可能な新たな貯蔵施設の建設が望まれている。この貯蔵施設には、コスト及び長期に亘る安全性や実績から、キャスクによる貯蔵が考えられている。
【０００３】
このキャスクを貯蔵するための施設は、キャスクの冷却性能維持、キャスクからのガンマ線及び中性子線の遮へい性能維持、これらの性能を維持するために十分な構造強度が必要とされる。
【０００４】
従来のキャスク貯蔵施設の例としては、特開平９−２６４９７号公報、特開２０００−１８０５８６号公報及び特開平９−１１３６７９号公報に記載された貯蔵施設がある。
【０００５】
特開平９−２６４９７号公報に示されたキャスク貯蔵施設では、キャスク貯蔵室の中にキャスク搬送用の天井クレーンを設け、建屋の下部側壁に冷却空気の給気口を、また上部側壁又は天井中央に排気口を設ける構成としている。この構成によれば、キャスクからの熱によりキャスク周囲の空気温度は上昇して貯蔵室上部に設けられた排気口より排出され、同時に吸気口下部に設けられた吸気口より低温の外部の空気が流入されるため、貯蔵室内に空気の自然循環が生じてキャスクの冷却性能を維持することができる。また、キャスクからの放射線は、十分な厚さを持つ貯蔵室の壁又は天井にて遮へいを行う。
【０００６】
また、特開２０００−１８０５８６号公報及び特開平９−１１３６７９号公報に示されたキャスク貯蔵施設では、貯蔵室天井の上側にブリッジ型の搬送クレーンを設置し、貯蔵室天井が開閉式となって貯蔵室内にキャスクを搬入及び搬出する構造となっている。キャスクを冷却するための給気口を貯蔵室の側壁に、排気口を貯蔵室の側壁又は天井に設ける構造とし、冷却空気流路を構成している。キャスクからの放射線は、十分な厚さを持つ貯蔵室の壁又は天井にて遮へいを行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のキャスク貯蔵施設では、いずれも吸気口が貯蔵室側面に設けられているため、吸気口がある側面に別の貯蔵室を併設する場合は、吸気口から十分に空気が取り入れられるよう、貯蔵室同士の間隔を十分に空けて設置する必要がある。このため、多数の貯蔵室を併設する場合、建屋の床面積よりも余分に敷地が必要となる。また、施設周辺の景観への配慮などから、貯蔵室を地中に設けようとする場合、上記従来のキャスク貯蔵施設では吸気口が貯蔵室側面の下方に設けられているため、さらに吸気口から地上まで吸気ダクトを設けて空気を取り入れる必要がある。そうすると、１つの貯蔵室に対し、排気用と吸気用の２つのダクトを建設する必要があるため、建設コストの増大を招くことになる。
【０００８】
本発明の目的は、給排気ダクトの大きさ及び本数を削減することができ、生産性の高いキャスク貯蔵施設を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、建屋が過度に温度上昇することを防止し、建屋の放射線遮へい性能を高め、健全性を高めたキャスク貯蔵施設を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、放射性物質又は使用済燃料を内蔵した密封容器を貯蔵する貯蔵室と、該貯蔵室に外部から取り入れた空気を前記貯蔵室に取り入れる吸気口と、前記貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口と、前記排気口と前記貯蔵室とを結び前記貯蔵室の天井の最上部に接続された排気ダクトと、前記吸気口と前記貯蔵室とを結び前記貯蔵室の側壁に接続された吸気ダクトとを有するキャスク貯蔵施設において、
前記貯蔵室が地下にあり、
前記吸気ダクトと前記排気ダクトとは互いに隣接して設けられ、
前記吸気ダクトは前記貯蔵室に対して前記排気ダクトの外側に配置され、
前記排気口及び吸気口が前記貯蔵室の天井面より上側に配置され、
前記貯蔵室の天井面が前記排気ダクトより遠方において最も低く前記排気ダクトとの接続位置において最も高くなるように傾斜して設けられ、
前記吸気ダクトと前記貯蔵室の接続位置が前記貯蔵室の最下部及び前記排気ダクトと前記貯蔵室の接続位置が前記貯蔵室の最上部に位置し、
貯蔵状態の前記密封容器の底面と前記貯蔵室の床面との間に空隙が設けられ、
前記密封容器がその底面と前記貯蔵室の床面との間に空隙が設けられた架台に乗せられている
ことを特徴とする。
【００１２】
更に、前述のキャスク貯蔵施設において、前記排気口及び吸気口が前記貯蔵室の天井の外側に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
又、キャスク貯蔵施設において、前記貯蔵室の天井又は壁の内側面に、前記貯蔵室を構成する構造物より熱伝導性が低く、かつ前記構造物より多い水素原子含有量を有する材料が貼られていることを特徴とする。
【００１４】
即ち、本発明の特徴は、排気口と貯蔵室とを結ぶ排気ダクトを貯蔵室の天井又は側壁の最上部に接続し、さらに吸気口と貯蔵室とを結ぶ吸気ダクトを排気ダクトに隣接して設け、吸気ダクトと排気ダクトを一体化することにある。吸気ダクトを貯蔵室上部に設けた排気ダクトの隣に設置することで、従来のキャスク貯蔵施設にあった、建屋側面下部の吸気口を設ける必要がない。このため、建屋を２つ以上併設する場合、建屋と建屋の間に吸気のための空間を設ける必要が無く、建屋同士を密着して設置することが可能となり、敷地面積の削減による建設コスト低減を図ることができる。また、吸気口が下部に存在しないため、吸気口からの放射線ストリーミングによる貯蔵施設境界への放射線量の影響を、大幅に低減することができる。
【００１５】
本発明は、周囲の景観に配慮し、貯蔵室床面を地表面よりも下方に設けることにある。それにより、地表面から見た貯蔵建屋の高さをできるだけ低くすることができ、貯蔵施設周辺に対する景観を著しく向上することができる。また、貯蔵室側面からの放射線量が低減するため、建屋の放射線遮へい能力を向上することができる。
【００１６】
又、本発明は、貯蔵室天井面を、排気ダクトの遠方に置いて最も低く、排気ダクトの接続位置において最も高くなるように傾斜して設けることにある。キャスクからの発熱により高温となった空気は、密度が低いためにどんどん上昇しようとする。このため、排気ダクトの位置で最も高くなるように天井面を傾斜させておくと、排気ダクトに向かって、高温の空気がスムーズに流れ、空気の自然循環を促進するとともに、高温の空気による淀みの発生を防止し、建屋が局所的に高温となることを防止することができる。
【００１７】
又、本発明は、吸気ダクトと貯蔵室の接続位置を、貯蔵室の最下部に設けることにある。それにより、貯蔵室内では、貯蔵室下部に導入された低温の空気が、キャスクの周囲を通過しながら暖められて上昇し、貯蔵室上部の排気ダクトへと、空気の流れが一方向になるため、自然循環が無理なく行われ、高温の空気による淀みの発生を防止し、建屋が局所的に高温となることを防止することができる。
【００１８】
又、本発明は、上述に加えて、貯蔵室の内側壁面又は床面に板を設置し、壁面又は床面と板との間に空気流路を形成することにある。それにより、キャスク表面からの熱放射による建屋壁面又は床面の温度上昇を防止し、貯蔵施設の健全性を高めることができる。
【００１９】
又、本発明は、上述に加えて、貯蔵室の内側壁面又は床面に板を設置し、壁面又は床面と板との間に空気流路を形成し、吸気ダクトがこの空気流路と接続していることにある。それにより、貯蔵室の壁又は床の表面には低温の空気が流れるため、建屋の壁又は床の温度上昇を著しく防止し、貯蔵施設の健全性を高めることができる。
【００２０】
又、本発明は、貯蔵状態のキャスクの底面と貯蔵室の床面との間に空隙が設けられた架台に乗せることにより、吸気口から遠方のキャスクと吸気口との間に他のキャスクが存在する場合、キャスクと床面の間に空隙を設けることで、吸気口から遠方のキャスクにおいても低温の空気が到達しやすくなり、全ての位置におけるキャスクを一様に冷却することができる。
【００２１】
又、本発明は、上述に加えて、貯蔵室天井又は側壁の内側面に合成樹脂製の板材を設置することにある。それにより、合成樹脂による断熱効果で、建屋の天井又は壁面の温度を低下させることができるとともに、建屋天井又は壁面を通過する中性子線量を低減することができ、貯蔵施設の遮へい性能を向上することができる。
【００２２】
本発明は、貯蔵室天井又は壁の内側面に、壁材より熱伝導性が低く、かつ壁材としての構造材より水素原子含有量が大きな材料を貼り付けることで、建屋の天井又は壁面の温度低下と、貯蔵施設の遮へい性能の向上を図ることができる。
【００２３】
この水素原子含有量が大きな材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、又はエンジニアリングプラスチック、又はエポキシ樹脂、又はシリコーンゴム又はシリコーン樹脂が好ましく、建屋の天井又は壁面の温度低下と、貯蔵施設の遮へい性能の向上を図ることができる。
【００２４】
更に、本発明において、貯蔵室天井又は壁の内側面に、壁材より熱伝導性が低く、かつ壁材より水素原子含有量が大きな材料を使用し、その内側に空気流路を設けることで、貯蔵施設の遮へい性能の向上を図り、さらに壁材と、貯蔵室天井又は壁の内側面に設置する、壁材より熱伝導性が低くかつ壁材より水素原子含有量が大きな材料の両方の温度低減を図ることができる。
【００２５】
更に、本発明において、貯蔵室天井又は壁の内側面に設置する、壁材より熱伝導性が低く、かつ壁材より水素原子含有量が大きな材料の表面及び内部に、その材料を設置する天井又は壁面に平行に良熱伝導板を設置することで、壁面及び壁材より熱伝導性が低く、かつ壁材より水素原子含有量が大きな材料の両方の局所的な温度上昇を防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１〜図６は、本発明の好適な一実施例を示すキャスク貯蔵施設の図である。図１は本発明のキャスク貯蔵施設の縦断面図、図２本発明のキャスク貯蔵施設の平面図、図３は本発明のキャスク貯蔵施設におけるキャスク貯蔵室内部の斜視図、図４は本発明の貯蔵状態におけるキャスク付近の拡大図、図５は本発明のキャスク貯蔵室内の縦断面での空気の流れを示した模式図及び図６は本発明のキャスク貯蔵室内の水平断面での空気の流れを示した模式図である。
【００２７】
本実施例のキャスク貯蔵施設は、原子力発電所から発生した使用済燃料集合体又は放射性廃棄物を収納し密封した金属製の密封容器である金属キャスクを貯蔵する施設１である。この施設はコンクリート製の建屋からなり、図２の平面図に示すように、キャスク貯蔵建屋２及びキャスク受入建屋３の内部が構成される。
【００２８】
キャスク受入建屋は、キャスクを輸送するトレーラが入るトレーラエリア４、天井クレーンを用いてキャスクをトレーラに積み降ろしするキャスク受入エリア５、受入、搬出するキャスクの各種検査を行うキャスク検査エリア６、及び受入れたキャスクを一時保管できるキャスク仮置きエリア７から構成される。また、受入建屋には事務室、入退域管理室、電気品室、パレット補修エリア１０及び管理制御室等も配されている。また、キャスク貯蔵建屋は、キャスク搬送エリア８及びキャスク貯蔵室９から構成される。
【００２９】
キャスク受入建屋３のキャスク受入エリア５及びキャスク仮置きエリア７と、キャスク貯蔵建屋２のキャスク搬送エリア８及びキャスク貯蔵室９は、地下部分に設置され、各エリアの床面の高さは同一に設定されている。
【００３０】
トレーラにてキャスク貯蔵施設外より輸送されてきたキャスク１１は、キャスク受入建屋３内のトレーラエリア４で天井クレーンによりキャスク受入エリア５に運ばれる。キャスク受入エリア５には、キャスク搬送用のエアパレット搬送システム又はフォークリフトの類のキャスク搬送システムがあらかじめ用意され、キャスク受入エリア５に運ばれたキャスク１１は、キャスク搬送システムの上に搭載される。キャスク搬送システムに搭載されたキャスク１１は、まずキャスク仮置きエリア７に運ばれて一時保管される。一時保管後、キャスク１１は再びキャスク搬送システムに搭載され、キャスク検査エリア６に運ばれる。そこで、キャスク１１の外観検査、線量率測定検査、密封確認検査、温度測定検査、表面汚染測定検査等の各種検査が行われる。また、キャスク検査エリア６では、トレーラからの吊り降ろしに用いた天井クレーンを用いることができるため、キャスク１１の両端につけられた緩衝体が外されるとともに、キャスク１１は縦向きにされてキャスク搬送システムに搭載される。
【００３１】
キャスク検査エリア６からキャスク貯蔵室９までのキャスク１１の搬送は、天井クレーンを用いずに、すべてキャスク搬送システムにより行う。検査の終えたキャスク１１は、キャスク搬送システムによって、キャスク貯蔵建屋２のキャスク搬送エリア８を経て、キャスク貯蔵室９に搬送される。所定の貯蔵位置に搬送されたキャスク１１は、あらかじめ床に設置されたキャスク固定架台１２にボルトで固定され、キャスク搬送システムが取り除かれ、貯蔵が開始される。
【００３２】
キャスク貯蔵室９には、図１及び図３に示すとおり、キャスク冷却用空気の吸気口１３及び排気口１４が、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６を介して設けられ、放射性物質により発熱するキャスクを冷却する。吸気口１３と排気口１４とは互いに直角となるように設けられている。図１においては、吸気口１３は紙面垂直方向に開口している。このようにすることにより、キャスク貯蔵室９を２つ以上設ける場合、図１に示すとおり、キャスク貯蔵室９同士が密接するように設けることが可能となる。
【００３３】
本実施例においては、排気口１４と貯蔵室９とを結び貯蔵室９の天井の最上部に接続された排気ダクト１６と、吸気口１３と貯蔵室９とを結び貯蔵室９の側壁に接続された吸気ダクト１５とを有し、吸気ダクト１５は排気ダクト１６に隣接して設けられている。
【００３４】
更に、本実施例においては、図１及び図３に示すように、排気口１４と貯蔵室９とを結び貯蔵室９の天井の最上部に接続された排気ダクト１６と、吸気口１３と貯蔵室９とを結び貯蔵室９の側壁に接続された吸気ダクト１５とを有し、排気口１４及び吸気口１３が貯蔵室９の天井の外側に配置されている。キャスク貯蔵設備は、約８５ｍ×約９５ｍと大きな建物であるが、このような建物に対して、排気口１４と吸気口１３が一体になって、貯蔵室９の天井の外側に８個、良好な空気の吸気及び排気が行われるように必要最小限の数で整然と配置させることができ、従って、よりコンパクトな構造となる。
【００３５】
キャスク貯蔵室９は地下部分に設置されているため、吸気口１３及び排気口１４は、キャスク貯蔵室９よりも上方に設置されている。このため、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６が、キャスク貯蔵室９から上方にのびることになる。キャスク貯蔵室９の側壁側に吸気ダクト１５が設けられ、吸気ダクト１５に隣接して排気ダクト１６が設けられ、おのおの上端にて吸気口１３及び排気口１４に接続している。以上の構造により、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６は、キャスク貯蔵施設１の外から見た場合、一つのダクトのように見えるため、吸気ダクト１５と排気ダクト１６をそれぞれ独立に設ける場合に比べて、外観上のダクト本数が１／２に削減されることになり、キャスク貯蔵施設が周辺住民に与える威圧感を低減することができる。
【００３６】
また、貯蔵期間中の安全を図るため、キャスク貯蔵建屋３の外壁は、航空機等の落下物に対して十分な強度を確保する必要があり、さらにキャスクからの放射線を遮へいする必要がある。これは、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６の外壁に対しても同様である。このため、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６の外壁は、０．５ｍないし２ｍもの厚さが必要であると見積もられる。しかし、吸気ダクト１５と排気ダクト１６を隣接して設けることにより、少なくとも吸気ダクト１５と排気ダクト１６の間の壁については、落下物に対する強度や遮へいを必要としないため、壁厚を著しく削減することができ、建屋の建設コストを削減することができる。
【００３７】
キャスク１１周辺の空気は、キャスク１１から受ける熱により暖められ、温度が上昇する。温度の上昇とともに密度も減少するため、暖められた空気はキャスク貯蔵室９の上方に上昇する。ここで、キャスク貯蔵室９の天井面１７を、キャスク貯蔵室９の中央で最も低く、排気ダクト１６との接続部で最も高くなるように傾斜させることにより、キャスク貯蔵室９の上方に上昇した高温の空気は、さらに排気ダクト１６の方に流れ、排気ダクト１６を通って排気口１４より外部へ放出される。同時に、上昇した空気を補うために、キャスク１１下部に空気が流れ込む。ここで、キャスク貯蔵室９と吸気ダクト１５との接続部を、キャスク貯蔵室９の下方に設けることで、高温の空気が吸気ダクト１５に流れ込み逆流するのを防ぎ、外部から吸気口１３、吸気ダクト１５を通って、キャスク１１下方に低温の空気がスムーズに流れ込むようになる。このようにして、図５に示すように、吸気口１３から排気口１４まで自然循環による冷却用空気の流れ１９が持続し、貯蔵期間中、キャスク１１を冷却し続ける。
【００３８】
本キャスク貯蔵室９の構造の場合、吸気ダクト１５と排気ダクト１６が同じ側壁側に位置している。このため、冷却用空気は、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６に最も近いキャスク１１Ａ周辺で流れやすく、逆に吸気ダクト１５及び排気ダクト１６に最も遠いキャスク１１Ｂ周辺では流れにくくなる。そこで、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６に最も遠いキャスク１１Ｂにまで冷却用空気が流れ込みやすくするため、図４に示すように、キャスク固定用架台１２によって、キャスク１１の底面とキャスク貯蔵室９の床面２０の間に空間ができるように固定する。そうして、床面２０付近で冷却用空気を流れやすくし、低温の空気が、吸気ダクト１５及び排気ダクト１６に最も遠いキャスク１１Ｂにまで十分に届くようにしている。
【００３９】
キャスク１１は、内部に収納する放射性物質による発熱のため、表面においても高温となり、内容物によっては１５０℃ないし２００℃にも達することもある。このため、キャスク１１表面からの放射熱により、キャスク貯蔵室９の側壁２１、天井面１７及び床面２０の温度が著しく上昇する。建屋のコンクリート温度は一般に６５℃の制限温度が決められている。そこで、床面２０、側壁２１と、キャスク貯蔵建屋２のコンクリート２２Ａの間に空間２３を設け、放射熱が直接コンクリート２２Ａに伝わらないようにしている。さらに、図５及び図６に示すように、この空間２３の一端を吸気ダクト１５に直接接続することにより、空間２３内に低温の空気を流し、コンクリート２２Ａの温度が制限値を越えることを防止する。
【００４０】
床及び側面は地中にあるため、キャスク貯蔵建屋２から外部への放熱はほとんど期待できないが、天井１７においては、上面より外部への放熱が期待できるため、天井面に空間２３を設ける代わりに、内側に断熱材２４を設置することで、天井部分のコンクリート２２Ｂの温度を低減することができる。この断熱材２４は、熱伝導率がコンクリートと同等か、より低いものなら何でもよいが、ポリエチレン樹脂やエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂とすることで、樹脂中に多く含まれる水素により、コンクリートのみに比べて中性子線の遮へい能力が向上するため、貯蔵施設１の敷地境界での線量率を低減できる。
【００４１】
以上のようなキャスク貯蔵施設１の建屋構成により、キャスク１１及び貯蔵建屋のコンクリート２２に対する冷却性能を維持しつつ、空気ダクトの本数及びダクト壁の断面積が削減され、建設コストの低減を図ることができる。また、地上部に露出する建屋の大きさが低く抑えられるので、外観上も威圧感のないものとなる。
【００４２】
（実施例２）
図７は、本実施例であるキャスク貯蔵施設の断面図である。実施例１と同一の構成は、同一符号で示す。本実施例のキャスク貯蔵施設も、実施例１と同様に、原子力発電所から発生した使用済燃料集合体又は放射性廃棄物を収納し密封した金属製の容器である金属キャスクを貯蔵する施設１であり、キャスク貯蔵建屋２及びキャスク受入建屋３により構成される。
【００４３】
実施例１と異なる部分は、キャスク貯蔵室９までのキャスク１１の搬送に、キャスク搬送用のエアパレット搬送システム又はフォークリフトの類のキャスク搬送システムではなく、天井クレーン２５を用いる点である。このため、キャスク貯蔵建屋２の天井までの高さは、実施例１の場合よりも大きくする必要がある。このため、建屋全体の大きさが大きくなり、建設コストが増加する。しかしながら、建屋全体を地下部分に設置することで、地上部に露出する建屋の大きさは実施例１と同程度にすることができる。また、キャスク１１の搬送に天井クレーン２５を用いるため、キャスク受入エリア５からキャスク貯蔵室９までを通じて、床面に段差があっても問題とはならない。
【００４４】
本実施例においても、図７に示すように、排気口１４と貯蔵室９とを結び貯蔵室９の天井の最上部に接続された排気ダクト１６と、吸気口１３と貯蔵室９とを結び前記貯蔵室の側壁に接続された吸気ダクト１５とを有し、排気口１４及び吸気口１３が貯蔵室９の天井の外側に配置され、又建物の大きさに応じて設けられる。それにより前述と同様な効果が得られるものである。
【００４５】
（実施例３）
図８は、本実施例であるキャスク貯蔵施設の断面図である。実施例１と同一の構成は、同一符号で示す。本実施例のキャスク貯蔵施設も、実施例１と同様に、原子力発電所から発生した使用済燃料集合体又は放射性廃棄物を収納し密封した金属製の容器である金属キャスクを貯蔵する施設１であり、キャスク貯蔵建屋２及びキャスク受入建屋３により構成される。
【００４６】
実施例１及び実施例２と異なる部分は、キャスク貯蔵室９までのキャスク１１の搬送に、キャスク搬送用のエアパレット搬送システム又はフォークリフトの類のキャスク搬送システムではなく、建屋の上に設けられたブリッジクレーン２６を用いる点である。ブリッジクレーン２６はキャスク貯蔵建屋２の上の屋外に設けられており、キャスク貯蔵室９の所定のキャスク貯蔵位置の上にある天井は開閉可能な蓋２７となっている。キャスク１１は、キャスク受入建屋３よりキャスク貯蔵室９まで、ブリッジクレーン２６により搬送され、キャスク貯蔵室９の所定の貯蔵位置の上に来たら、所定の貯蔵位置の上にある蓋２７を開き（又は、あらかじめ蓋２７を開いておいてからキャスク１１を搬送し）、キャスク１１を所定の貯蔵位置に搬入する。この実施例では、キャスク貯蔵建屋２の高さを、実施例１と同様に低く抑えることが可能となるとともに、キャスク搬送エリアが不要となるため、実施例１に比べ、さらに建屋をコンパクト化することが可能となる。しかしながら、キャスク１１をキャスク貯蔵室９内に搬入する際に、蓋２７を開くため、その開口部を通じて放射線が多く外部へ漏洩し、キャスク貯蔵施設１の敷地境界における放射線量が増大するおそれがある。また、キャスク１１の搬送にブリッジクレーン２６を用いるため、キャスク受入エリア５からキャスク貯蔵室９までを通じて、床面に段差があっても問題とはならない。
【００４７】
本実施例においても、図７に示すように、排気口１４と貯蔵室９とを結び貯蔵室９の天井の最上部に接続された排気ダクト１６と、吸気口１３と貯蔵室９とを結び前記貯蔵室の側壁に接続された吸気ダクト１５とを有し、排気口１４及び吸気口１３が貯蔵室９の天井の外側に配置され、又建物の大きさに応じて設けられる。それにより前述と同様な効果が得られるものである。
【００４８】
（実験例１）
図９及び１０は、本実験例であるキャスク貯蔵施設の断面図である。実施例１と同一の構成は、同一符号で示す。貯蔵室３３の天井３２及び高温空気が接する構造物としての壁３１は鉄筋コンクリートの高温空気側に水素含有量がコンクリートよりも多いポリエチレンを設置している。ポリエチレン３０は熱伝導率がコンクリートの約１Ｗ／（ｍ・Ｋ）と比べて０．２５〜０．３４Ｗ／（ｍ・Ｋ）と低いため、コンクリート表面温度の上昇を抑制することができる。加えてコンクリートよりも使用制限温度が高いため貯蔵室内の許容できる最高空気温度を大幅に向上させることができる。また、ポリエチレンは水素含有量がコンクリートより多く中性子のしゃへい能力がコンクリートより高いため、同じしゃへい性能を得るために必要なコンクリート厚さを低減することができる。結果として、天井及び壁の重量を低減した施設とすることができる。
【００４９】
また、図１０に示すように、アルミ板などの良熱伝導体３６を、壁及び天井に設置するポリエチレンの表面及び内部、又はポリエチレンを設置する壁もしくは天井面に平行に設置することで、ポリエチレンの温度分布を均一にする効果が得られ、ポリエチレンの局所的な温度上昇を抑止するために有効である。
【００５０】
（実験例２）
図１１は、本実験例のキャスク貯蔵施設の断面図である。実施例１と同一の構成は、同一符号で示す。本実験例では高温空気が接する天井３２及び壁３１にポリエチレン３０を貼りかつ、ポリエチレンとコンクリートの間に冷却流路３７を設ける事を特徴とする。この実験例では実験例１と同様に、ポリエチレンの中性子しゃへい能力がコンクリートより高いため、同じしゃへい性能を得るために必要なコンクリート厚さを低減できる事に加え、ポリエチレンとコンクリートの間に設けられた冷却流路３７を流れる空気によりコンクリート及びポリエチレンが冷却されるため、コンクリート及びポリエチレンの温度を低減することができる。
【００５１】
また、実験例１と同様に、アルミ板などの良熱伝導体３６を、壁及び天井に設置するポリエチレンの表面及び内部、又はポリエチレンを設置する壁もしくは天井面に平行に設置することは、ポリエチレンの局所的な温度上昇を抑止するために有効である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、給排気ダクトの大きさ及び本数を削減することができ、生産性の高いキャスク貯蔵施設を提供することができる。
【００５３】
更に、本発明によれば、建屋が過度に温度上昇することを防止し、建屋の放射線遮へい性能を高め、健全性を高めたキャスク貯蔵施設を提供するこができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャスク貯蔵施設の縦断面図である。
【図２】本発明のキャスク貯蔵施設の平面図である。
【図３】本発明のキャスク貯蔵施設におけるキャスク貯蔵室内部の斜視図である。
【図４】本発明の貯蔵状態におけるキャスク付近の拡大図である。
【図５】本発明のキャスク貯蔵室内の縦断面での空気の流れを示した模式図である。
【図６】本発明のキャスク貯蔵室内の水平断面での空気の流れを示した模式図である。
【図７】本発明のキャスク貯蔵施設の縦断面図である。
【図８】本発明のキャスク貯蔵施設の縦断面図である。
【図９】実験例に係るキャスク貯蔵施設の縦断面図である。
【図１０】実験例に係るキャスク貯蔵施設の縦断面図である。
【図１１】実験例に係るキャスク貯蔵施設の縦断面図である。
【符号の説明】
１…キャスク貯蔵施設、２…キャスク貯蔵建屋、３…キャスク受入建屋、４…トレーラエリア、５…キャスク受入エリア、６…キャスク検査エリア、７…キャスク仮置きエリア、８…キャスク搬送エリア、９…キャスク貯蔵室、１０…パレット補修エリア、１１…キャスク、１２…キャスク固定架台、１３…吸気口、１４…排気口、１５…吸気ダクト、１６…排気ダクト、１７…キャスク貯蔵室９の天井面、１８…キャスク貯蔵室９と排気ダクト１６との接続部、１９…冷却用空気の流れ、２０…キャスク貯蔵室９の床面、２１…キャスク貯蔵室９の側壁、２２…キャスク貯蔵建屋２のコンクリート、２３…空間、２４…断熱材、２５…天井クレーン、２６…ブリッジクレーン、２７…蓋。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel cask storage facility for storing a cask containing radioactive materials accompanied by heat generation such as high-level radioactive waste and spent fuel generated from a nuclear power plant.
[0002]
[Prior art]
Spent fuel assemblies generated from nuclear power plants are reprocessed to recover reusable nuclear fuel materials such as uranium and plutonium, and the high level radioactive waste generated at this time is vitrified. Since this radioactive waste vitrified body generates decay heat, it is necessary to store it while cooling until the calorific value becomes small and disposal becomes possible. In addition, spent fuel assemblies are stored in the storage pool in the nuclear power plant until reprocessing, but the storage pool in the nuclear power plant becomes short of capacity due to the increasing spent fuel assemblies. Construction of a new storage facility that can be stored is desired. In this storage facility, storage by cask is considered from the viewpoint of cost and long-term safety and performance.
[0003]
The facility for storing the cask is required to maintain the cooling performance of the cask, maintain the shielding performance of gamma rays and neutron rays from the cask, and have sufficient structural strength to maintain these performances.
[0004]
Examples of conventional cask storage facilities include storage facilities described in JP-A-9-26497, JP-A-2000-180586, and JP-A-9-11679.
[0005]
In the cask storage facility disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-26497, an overhead crane for carrying cask is provided in the cask storage room, an air supply port for cooling air is provided in the lower side wall of the building, and the upper side wall or the center of the ceiling is provided. It is set as the structure which provides an exhaust port. According to this configuration, the air temperature around the cask rises due to the heat from the cask and is discharged from the exhaust port provided in the upper part of the storage chamber, and at the same time, external air having a lower temperature than the intake port provided in the lower part of the intake port is discharged. Since the air flows in, natural circulation of air occurs in the storage chamber, and the cooling performance of the cask can be maintained. In addition, radiation from the cask is shielded by the wall or ceiling of the storage room having a sufficient thickness.
[0006]
Further, in the cask storage facility disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-180586 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-113679, a bridge-type transport crane is installed on the upper side of the storage room ceiling, and the storage room ceiling becomes openable. The cask is carried into and out of the storage chamber. The cooling air flow path is configured by providing an air supply port for cooling the cask on the side wall of the storage chamber and an exhaust port on the side wall or ceiling of the storage chamber. Radiation from the cask is shielded by a sufficiently thick wall or ceiling of the storage room.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  In the above-described conventional cask storage facilities, since the intake port is provided on the side surface of the storage chamber, when another storage chamber is provided on the side surface with the intake port, sufficient air can be taken from the intake port. It is necessary to install them with sufficient space between storage rooms. For this reason, when a large number of storage rooms are provided, an extra site is required rather than the floor area of the building. Also around the facilityLandscapeWhen the storage room is to be installed underground, the intake port is provided below the side of the storage room in the conventional cask storage facility, so an intake duct is provided from the intake port to the ground. It is necessary to take in air. Then, since it is necessary to construct two ducts for exhaust and intake for one storage chamber, the construction cost increases.
[0008]
An object of the present invention is to provide a highly productive cask storage facility that can reduce the size and number of air supply and exhaust ducts.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a cask storage facility that prevents the temperature of the building from rising excessively, improves the radiation shielding performance of the building, and improves the soundness.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention relates to a storage chamber for storing a sealed container containing a radioactive substance or spent fuel.When, An intake port for taking in the air taken into the storage room from the outside into the storage roomWhen,Exhaust port for discharging the air in the storage chamber to the outsideWhen,An exhaust duct connecting the exhaust port and the storage chamber and connected to the top of the ceiling of the storage chamber; and an intake duct connecting the intake port and the storage chamber and connected to a side wall of the storage chamber.In the cask storage facility,
  The storage room is in the basement,
  AboveAir intake ductWhenThe exhaust ductAnd each otherProvided adjacent to
  The intake duct is disposed outside the exhaust duct with respect to the storage chamber;
  The exhaust port and the intake port are disposed above the ceiling surface of the storage room,
  The ceiling surface of the storage chamber is inclined so as to be the lowest in the distance from the exhaust duct and the highest in the connection position with the exhaust duct,
  The connection position of the intake duct and the storage room is located at the bottom of the storage room and the connection position of the exhaust duct and the storage room is located at the top of the storage room,
  A gap is provided between the bottom surface of the sealed container in the storage state and the floor surface of the storage chamber,
  The sealed container is placed on a gantry in which a gap is provided between the bottom surface and the floor surface of the storage chamber.Has been
It is characterized by that.
[0012]
Furthermore, in the above-mentioned cask storage facility, the exhaust port and the intake port are arranged outside the ceiling of the storage chamber.
[0013]
Further, in the cask storage facility, a material having a lower thermal conductivity than the structure constituting the storage chamber and a hydrogen atom content higher than that of the structure is attached to the ceiling or the inner side surface of the wall. It is characterized by.
[0014]
That is, the feature of the present invention is that the exhaust duct connecting the exhaust port and the storage chamber is connected to the top of the ceiling or side wall of the storage chamber, and the intake duct connecting the intake port and the storage chamber is adjacent to the exhaust duct. The purpose is to integrate the intake duct and the exhaust duct. By installing the air intake duct next to the exhaust duct provided in the upper part of the storage room, it is not necessary to provide the air inlet in the lower part of the side of the building, which is a conventional cask storage facility. For this reason, when two or more buildings are installed, there is no need to provide a space for air intake between the buildings, making it possible to install the buildings in close contact with each other, reducing construction costs by reducing the site area. Can be achieved. In addition, since there is no air inlet at the lower part, the influence of the radiation dose on the storage facility boundary due to radiation streaming from the air inlet can be greatly reduced.
[0015]
  The present invention, ZhouIn consideration of the surrounding landscape, the floor of the storage room is located below the ground surface. Thereby, the height of the storage building seen from the ground surface can be made as low as possible, and the landscape around the storage facility can be remarkably improved. Moreover, since the radiation dose from the side of the storage room is reduced, the radiation shielding ability of the building can be improved.
[0016]
  The present invention also provides, SavingThe storage room ceiling surface is provided so as to be inclined so as to be the lowest at the far side of the exhaust duct and the highest at the connection position of the exhaust duct. The air that has become hot due to the heat generated from the cask tends to rise steadily due to its low density. For this reason, if the ceiling surface is inclined so that it is the highest at the position of the exhaust duct, hot air flows smoothly toward the exhaust duct, promoting the natural circulation of air, and stagnation by the hot air. Can be prevented, and the building can be prevented from becoming locally hot.
[0017]
  The present invention also providesSuckThe connection position between the air duct and the storage room is to be provided at the lowermost part of the storage room. As a result, in the storage room, the low-temperature air introduced into the lower part of the storage room rises while passing through the cask, and the air flows in one direction to the exhaust duct at the upper part of the storage room. Natural circulation is performed without difficulty, it is possible to prevent the occurrence of stagnation due to high-temperature air, and to prevent the building from becoming locally hot.
[0018]
In addition to the above, the present invention is to install a plate on the inner wall surface or floor surface of the storage chamber and form an air flow path between the wall surface or floor surface and the plate. Thereby, the temperature rise of a building wall surface or a floor surface by the thermal radiation from a cask surface can be prevented, and the soundness of a storage facility can be improved.
[0019]
In addition to the above, the present invention provides a plate on the inner wall surface or floor surface of the storage chamber, and forms an air flow path between the wall surface or floor surface and the plate, and an intake duct is connected to the air flow channel. It is in connection. Thereby, since the low temperature air flows on the surface of the wall or floor of the storage room, the temperature rise of the wall or floor of the building can be remarkably prevented and the soundness of the storage facility can be enhanced.
[0020]
  The present invention also provides, SavingA gap between the bottom of the stored cask and the floor of the storage roomButEstablishmentOn the platformRukoAndTherefore, when there is another cask between the cask far from the air intake and the air intake, by providing a gap between the cask and the floor, low-temperature air reaches the cask far from the air intake. It becomes easy and the cask in all the positions can be cooled uniformly.
[0021]
Moreover, in addition to the above-mentioned, this invention exists in installing the board | plate material made from a synthetic resin in the storage chamber ceiling or the inner surface of a side wall. Thereby, the temperature of the ceiling or wall surface of the building can be lowered by the heat insulating effect by the synthetic resin, and the neutron dose passing through the building ceiling or wall surface can be reduced, thereby improving the shielding performance of the storage facility. Can do.
[0022]
The present invention attaches a material having a lower thermal conductivity than the wall material and a larger hydrogen atom content than the structural material to the inner surface of the storage room ceiling or wall. The temperature can be lowered and the shielding performance of the storage facility can be improved.
[0023]
As a material having a large hydrogen atom content, an olefin resin such as polyethylene or polypropylene, an engineering plastic, an epoxy resin, or a silicone rubber or a silicone resin is preferable. The temperature of the ceiling or wall of the building is lowered, and the storage facility is shielded. The performance can be improved.
[0024]
Furthermore, in the present invention, a material having a lower thermal conductivity than the wall material and a larger hydrogen atom content than the wall material is used for the storage room ceiling or the inner side surface of the wall, and an air flow path is provided inside the material. To improve the shielding performance of storage facilities, and to install both wall materials and materials with lower thermal conductivity than wall materials and larger hydrogen atom content than wall materials, installed on the ceiling or inner wall of the storage room The temperature can be reduced.
[0025]
Furthermore, in this invention, the ceiling which installs the material on the surface and the inside of the material which is installed in the storage room ceiling or the inner side surface of the wall and has a lower thermal conductivity than the wall material and a larger hydrogen atom content than the wall material Or, by installing a good heat conduction plate parallel to the wall surface, it is possible to prevent local temperature rise of both the material having lower thermal conductivity than the wall surface and wall material and having a larger hydrogen atom content than the wall material. it can.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
1 to 6 are views of a cask storage facility showing a preferred embodiment of the present invention. 1 is a longitudinal sectional view of a cask storage facility according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the cask storage facility according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view of a cask storage chamber in the cask storage facility according to the present invention, and FIG. FIG. 5 is a schematic view showing the flow of air in the longitudinal section in the cask storage chamber of the present invention, and FIG. 6 shows the flow of air in the horizontal section in the cask storage chamber of the present invention. It is the shown schematic diagram.
[0027]
The cask storage facility of the present embodiment is a facility 1 for storing a metal cask, which is a metal sealed container that contains and seals spent fuel assemblies or radioactive waste generated from a nuclear power plant. This facility consists of a concrete building, and as shown in the plan view of FIG. 2, the inside of the cask storage building 2 and the cask receiving building 3 is configured.
[0028]
The cask receiving building includes a trailer area 4 where a trailer for transporting the cask enters, a cask receiving area 5 for loading and unloading the cask on the trailer using an overhead crane, a cask inspection area 6 for performing various inspections of the incoming and outgoing casks, and the receiving The cask temporary storage area 7 can temporarily store the cask. In addition, an office, an entrance / exit management room, an electrical equipment room, a pallet repair area 10, a management control room, and the like are arranged in the receiving building. The cask storage building includes a cask transfer area 8 and a cask storage chamber 9.
[0029]
The cask receiving area 5 and the cask temporary storage area 7 of the cask receiving building 3 and the cask transfer area 8 and the cask storage chamber 9 of the cask storage building 2 are installed in the underground part, and the height of the floor surface of each area is the same. Is set.
[0030]
The cask 11 transported from outside the cask storage facility by the trailer is transported to the cask receiving area 5 by the overhead crane in the trailer area 4 in the cask receiving building 3. In the cask receiving area 5, an air pallet transport system for cask transport or a cask transport system such as a forklift is prepared in advance, and the cask 11 transported to the cask receiving area 5 is mounted on the cask transport system. The cask 11 mounted in the cask transport system is first transported to the cask temporary storage area 7 and temporarily stored. After the temporary storage, the cask 11 is again mounted on the cask transport system and carried to the cask inspection area 6. Therefore, various inspections such as appearance inspection, dose rate measurement inspection, sealing confirmation inspection, temperature measurement inspection, and surface contamination measurement inspection of the cask 11 are performed. Further, in the cask inspection area 6, since the overhead crane used for hanging from the trailer can be used, the shock absorbers attached to both ends of the cask 11 are removed, and the cask 11 is vertically oriented to carry the cask. Installed in the system.
[0031]
The cask 11 is transferred from the cask inspection area 6 to the cask storage chamber 9 by a cask transfer system without using an overhead crane. After the inspection, the cask 11 is transferred to the cask storage chamber 9 by the cask transfer system through the cask transfer area 8 of the cask storage building 2. The cask 11 transported to a predetermined storage position is bolted to a cask fixing base 12 installed in advance on the floor, the cask transport system is removed, and storage is started.
[0032]
As shown in FIGS. 1 and 3, the cask storage chamber 9 is provided with an intake port 13 and an exhaust port 14 for air for cooling the cask via an intake duct 15 and an exhaust duct 16. Cooling. The intake port 13 and the exhaust port 14 are provided at right angles to each other. In FIG. 1, the air inlet 13 is open in the direction perpendicular to the paper surface. Thus, when two or more cask storage chambers 9 are provided, the cask storage chambers 9 can be provided in close contact with each other as shown in FIG.
[0033]
  In the present embodiment, the exhaust duct 16 connected to the storage chamber 9 is connected to the top of the ceiling of the storage chamber 9, and the intake port 13 and the storage chamber 9 are connected to the side wall of the storage chamber 9. The intake duct 15 is provided adjacent to the exhaust duct 16.The
[0034]
  Furthermore, in this embodiment, as shown in FIGS.ExcretionMouth 14Connected to the top of the ceiling of the storage room 9ExcretionAir duct 16When,SuckMouth 13And storage room 9StorageStorage room9Connected to the side wall ofSuckAir duct15The exhaust port 14 and the intake port 13 are disposed outside the ceiling of the storage chamber 9. The cask storage facility is a large building of about 85m x about 95m, but for such a building, the exhaust port 14 and the intake port 13 are integrated, and eight outside the ceiling of the storage room 9 are good. Can be arranged neatly in the minimum necessary number so that a simple air intake and exhaust can be performed, thus resulting in a more compact structure.
[0035]
Since the cask storage chamber 9 is installed in the underground part, the intake port 13 and the exhaust port 14 are installed above the cask storage chamber 9. For this reason, the intake duct 15 and the exhaust duct 16 extend upward from the cask storage chamber 9. An intake duct 15 is provided on the side wall side of the cask storage chamber 9, an exhaust duct 16 is provided adjacent to the intake duct 15, and is connected to the intake port 13 and the exhaust port 14 at each upper end. With the above structure, the intake duct 15 and the exhaust duct 16 look like one duct when viewed from the outside of the cask storage facility 1, and therefore, compared to the case where the intake duct 15 and the exhaust duct 16 are provided independently. The number of ducts on the exterior will be reduced to ½, and the intimidation that the cask storage facility gives to the surrounding residents can be reduced.
[0036]
In addition, in order to ensure safety during the storage period, the outer wall of the cask storage building 3 needs to secure sufficient strength against falling objects such as aircraft, and further needs to shield radiation from the cask. The same applies to the outer walls of the intake duct 15 and the exhaust duct 16. For this reason, it is estimated that the outer walls of the intake duct 15 and the exhaust duct 16 need a thickness of 0.5 m to 2 m. However, by providing the intake duct 15 and the exhaust duct 16 adjacent to each other, at least the wall between the intake duct 15 and the exhaust duct 16 does not require strength or shielding against falling objects, and thus the wall thickness is significantly reduced. This can reduce the construction cost of the building.
[0037]
  The air around the cask 11 is warmed by the heat received from the cask 11, and the temperature rises. Since the density decreases with increasing temperature, the warmed air rises above the cask storage chamber 9. Here, the ceiling surface 17 of the cask storage chamber 9 was raised above the cask storage chamber 9 by tilting the ceiling surface 17 so as to be the lowest at the center of the cask storage chamber 9 and the highest at the connection portion with the exhaust duct 16. The hot air further flows toward the exhaust duct 16, passes through the exhaust duct 16, and is discharged to the outside from the exhaust port 14. At the same time, the air flows into the lower part of the cask 11 in order to compensate for the raised air. Here, the connection between the cask storage chamber 9 and the intake duct 15PartBy providing it below the cask storage chamber 9, hot air is prevented from flowing into the intake duct 15 and backflowing, and low-temperature air smoothly flows from the outside through the intake port 13 and the intake duct 15 and below the cask 11. It starts to flow. In this manner, as shown in FIG. 5, a flow 19 of cooling air by natural circulation continues from the inlet 13 to the outlet 14 and continues to cool the cask 11 during the storage period.
[0038]
In the case of the structure of the cask storage chamber 9, the intake duct 15 and the exhaust duct 16 are located on the same side wall side. Therefore, the cooling air is likely to flow around the cask 11A closest to the intake duct 15 and the exhaust duct 16, and conversely, it is difficult to flow around the cask 11B farthest from the intake duct 15 and the exhaust duct 16. Therefore, in order to make the cooling air easily flow into the cask 11B farthest from the intake duct 15 and the exhaust duct 16, as shown in FIG. 4, the bottom of the cask 11 and the floor of the cask storage chamber 9 are provided by the cask fixing base 12. Fix so that there is a space between the surfaces 20. In this way, the cooling air easily flows near the floor surface 20 so that the low-temperature air can reach the cask 11B farthest from the intake duct 15 and the exhaust duct 16 sufficiently.
[0039]
The cask 11 is heated at the surface due to heat generated by the radioactive material housed therein, and may reach 150 ° C. to 200 ° C. depending on the contents. For this reason, the temperature of the side wall 21, the ceiling surface 17, and the floor surface 20 of the cask storage chamber 9 significantly increases due to the radiant heat from the surface of the cask 11. The concrete temperature in the building is generally limited to 65 ° C. Therefore, a space 23 is provided between the floor surface 20, the side wall 21, and the concrete 22A of the cask storage building 2 so that radiant heat is not directly transmitted to the concrete 22A. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, one end of the space 23 is directly connected to the intake duct 15 to flow low temperature air into the space 23 to prevent the temperature of the concrete 22 </ b> A from exceeding the limit value. To do.
[0040]
Since the floor and sides are underground, almost no heat can be expected from the cask storage building 2 to the outside. However, in the ceiling 17, heat can be expected from the top to the outside. By installing the heat insulating material 24 on the inner side, the temperature of the concrete 22B on the ceiling can be reduced. This heat insulating material 24 may be anything as long as its thermal conductivity is equal to or lower than that of concrete, but it can be made of synthetic resin such as polyethylene resin, epoxy resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polypropylene resin, acrylic resin, etc. Since the hydrogen contained in the inside improves the ability to shield neutrons compared to concrete alone, the dose rate at the site boundary of the storage facility 1 can be reduced.
[0041]
With the building configuration of the cask storage facility 1 as described above, the number of air ducts and the cross-sectional area of the duct wall are reduced while maintaining the cooling performance for the cask 11 and the concrete 22 of the storage building, thereby reducing the construction cost. Can do. In addition, since the size of the building exposed to the ground is kept low, the appearance is not intimidating.
[0042]
(Example 2)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the cask storage facility according to the present embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Similarly to the first embodiment, the cask storage facility of the present embodiment is a facility 1 for storing a metal cask that is a metal container that contains and seals spent fuel assemblies or radioactive waste generated from a nuclear power plant. Yes, it is composed of a cask storage building 2 and a cask receiving building 3.
[0043]
A difference from the first embodiment is that an overhead crane 25 is used for transporting the cask 11 to the cask storage chamber 9, not an air pallet transport system for cask transport or a cask transport system such as a forklift. For this reason, it is necessary to make the height to the ceiling of the cask storage building 2 larger than in the case of the first embodiment. For this reason, the size of the entire building increases, and the construction cost increases. However, by installing the entire building in the basement part, the size of the building exposed to the above-ground part can be made the same level as in the first embodiment. Further, since the overhead crane 25 is used for transporting the cask 11, there is no problem even if there is a step on the floor surface from the cask receiving area 5 to the cask storage chamber 9.
[0044]
  Also in this embodiment, as shown in FIG.ExcretionMouth 14Connected to the top of the ceiling of the storage room 9ExcretionAir duct 16When,SuckMouth 13Is connected to the side wall of the storage roomSuckAir duct15The exhaust port 14 and the intake port 13 are arranged outside the ceiling of the storage chamber 9 and are provided according to the size of the building. Thereby, the same effect as described above can be obtained.
[0045]
(Example 3)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the cask storage facility according to the present embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Similarly to the first embodiment, the cask storage facility of the present embodiment is a facility 1 for storing a metal cask that is a metal container that contains and seals spent fuel assemblies or radioactive waste generated from a nuclear power plant. Yes, it is composed of a cask storage building 2 and a cask receiving building 3.
[0046]
The difference from the first and second embodiments is that the cask 11 is transported to the cask storage chamber 9 not on an air pallet transport system for cask transport or a cask transport system like a forklift, but on a building. The point is that a bridge crane 26 is used. The bridge crane 26 is provided outdoors on the cask storage building 2, and the ceiling above a predetermined cask storage position of the cask storage chamber 9 is a lid 27 that can be opened and closed. The cask 11 is conveyed from the cask receiving building 3 to the cask storage chamber 9 by the bridge crane 26. When the cask 11 comes over the predetermined storage position of the cask storage chamber 9, the lid 27 above the predetermined storage position is opened ( Alternatively, the cask 11 is transported after opening the lid 27 in advance), and the cask 11 is carried into a predetermined storage position. In this embodiment, the height of the cask storage building 2 can be kept low as in the first embodiment, and the cask transport area is not required. Therefore, the building is further downsized compared to the first embodiment. It becomes possible. However, when the cask 11 is carried into the cask storage chamber 9, the lid 27 is opened, so that a large amount of radiation leaks to the outside through the opening, and the radiation dose at the site boundary of the cask storage facility 1 may increase. . Further, since the bridge crane 26 is used for transporting the cask 11, there is no problem even if there is a step on the floor surface from the cask receiving area 5 to the cask storage chamber 9.
[0047]
  Also in this embodiment, as shown in FIG.ExcretionMouth 14Connected to the top of the ceiling of the storage room 9ExcretionAir duct 16When,SuckMouth 13Is connected to the side wall of the storage roomSuckAir duct15The exhaust port 14 and the intake port 13 are arranged outside the ceiling of the storage chamber 9 and are provided according to the size of the building. Thereby, the same effect as described above can be obtained.
[0048]
  (ActualExperimentExample1)
  9 and 10 show the actual results.ExperimentIt is sectional drawing of the cask storage facility which is an example. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The ceiling 31 of the storage chamber 33 and the wall 31 as a structure in contact with the high temperature air are provided with polyethylene having a hydrogen content higher than that of concrete on the high temperature air side of the reinforced concrete. Since the heat conductivity of polyethylene 30 is as low as 0.25 to 0.34 W / (m · K) as compared with about 1 W / (m · K) of concrete, an increase in the concrete surface temperature can be suppressed. In addition, since the use limit temperature is higher than that of concrete, the maximum allowable air temperature in the storage chamber can be greatly improved. In addition, since polyethylene has a higher hydrogen content than concrete and has a higher neutron shielding capability than concrete, the concrete thickness required to obtain the same shielding performance can be reduced. As a result, it can be set as the facility which reduced the weight of the ceiling and the wall.
[0049]
  Also figure10As shown in Fig. 2, the heat distribution 36 such as an aluminum plate is installed in parallel to the surface and inside of the polyethylene installed on the wall and ceiling, or parallel to the wall or ceiling surface on which polyethylene is installed. An effect of making it uniform is obtained, and it is effective for suppressing a local temperature rise of polyethylene.
[0050]
  (ActualExperimentExample2)
  Figure 11 shows the actualExperimentIt is sectional drawing of the example cask storage facility. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. RealExperimentIn the example, polyethylene 30 is pasted on the ceiling 32 and the wall 31 in contact with high-temperature air, and a cooling flow path 37 is provided between polyethylene and concrete. This fruitExperimentIn the exampleExperimentExample1Similarly to polyethylene, the neutron shielding ability of polyethylene is higher than that of concrete, so that it is possible to reduce the concrete thickness necessary to obtain the same shielding performance, and the air flowing through the cooling flow path 37 provided between the polyethylene and the concrete. Since concrete and polyethylene are cooled by this, the temperature of concrete and polyethylene can be reduced.
[0051]
  Also, realExperimentExample1Similarly, the heat conductor 36 such as an aluminum plate installed in parallel to the surface and inside of the polyethylene installed on the wall and ceiling, or parallel to the wall or ceiling surface on which polyethylene is installed, is a local temperature of polyethylene. It is effective to prevent the rise.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, the size and number of the air supply / exhaust ducts can be reduced, and a highly productive cask storage facility can be provided.
[0053]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a cask storage facility that prevents the temperature of the building from rising excessively, improves the radiation shielding performance of the building, and improves the soundness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cask storage facility according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the cask storage facility of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of the inside of a cask storage chamber in the cask storage facility of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the cask in the storage state of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing the air flow in a longitudinal section in the cask storage chamber of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the air flow in a horizontal section in the cask storage chamber of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a cask storage facility according to the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a cask storage facility according to the present invention.
FIG. 9According to the experimental exampleIt is a longitudinal cross-sectional view of a cask storage facility.
FIG. 10According to the experimental exampleIt is a longitudinal cross-sectional view of a cask storage facility.
FIG. 11According to the experimental exampleIt is a longitudinal cross-sectional view of a cask storage facility.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cask storage facility, 2 ... Cask storage building, 3 ... Cask receiving building, 4 ... Trailer area, 5 ... Cask receiving area, 6 ... Cask inspection area, 7 ... Cask temporary storage area, 8 ... Cask conveyance area, 9 ... Cask storage room, 10 ... Pallet repair area, 11 ... Cask, 12 ... Cask fixed mount, 13 ... Inlet, 14 ... Exhaust, 15 ... Intake duct, 16 ... Exhaust duct, 17 ... Ceiling surface of cask storage room 9, 18 ... with cask storage room 9ExcretionAir duct 1619 ... flow of cooling air, 20 ... floor surface of cask storage chamber 9, 21 ... side wall of cask storage chamber 9, 22 ... concrete of cask storage building 2, 23 ... space, 24 ... insulating material, 25 ... overhead crane, 26 ... bridge crane, 27 ... lid.

Claims

放射性物質又は使用済燃料を内蔵した密封容器を貯蔵する貯蔵室と、該貯蔵室に外部から取り入れた空気を前記貯蔵室に取り入れる吸気口と、前記貯蔵室内の空気を外部に排出する排気口と、前記排気口と前記貯蔵室とを結び前記貯蔵室の天井の最上部に接続された排気ダクトと、前記吸気口と前記貯蔵室とを結び前記貯蔵室の側壁に接続された吸気ダクトとを有するキャスク貯蔵施設において、
前記貯蔵室が地下にあり、
前記吸気ダクトと前記排気ダクトとは互いに隣接して設けられ、
前記吸気ダクトが前記貯蔵室に対して前記排気ダクトの外側に配置され、
前記排気口及び吸気口が前記貯蔵室の天井面より上側に配置され、
前記貯蔵室の天井面が前記排気ダクトより遠方において最も低く前記排気ダクトとの接続位置において最も高くなるように傾斜して設けられ、
前記吸気ダクトと前記貯蔵室との接続位置が前記貯蔵室の最下部及び前記排気ダクトと前記貯蔵室との接続位置が前記貯蔵室の最上部に位置し、
前記密封容器がその底面と前記貯蔵室の床面との間に空隙が設けられた架台に乗せられている
ことを特徴とするキャスク貯蔵施設。 A storage chamber for storing the sealed container with a built-in radioactive material or spent fuel, the air inlet for taking air taken from outside to the storage chamber to the reservoir chamber, an exhaust port for discharging the air in the storage compartment to the outside an exhaust duct connected to the top of the ceiling of the storage compartment knot and said storage chamber and said exhaust port, an intake duct connected to the side wall of the storage compartment knot and said storage chamber and said intake port In the cask storage facility
The storage room is in the basement,
Wherein the intake duct and the exhaust duct is provided adjacent to each other,
The intake duct is disposed outside the exhaust duct with respect to the storage chamber;
The exhaust port and the intake port are disposed above the ceiling surface of the storage room,
The ceiling surface of the storage chamber is inclined so as to be the lowest in the distance from the exhaust duct and the highest in the connection position with the exhaust duct,
The connection position between the intake duct and the storage room is located at the bottom of the storage room and the connection position between the exhaust duct and the storage room is located at the top of the storage room,
A cask storage facility, wherein the sealed container is placed on a gantry provided with a gap between a bottom surface thereof and a floor surface of the storage chamber .

請求項１において、前記排気口及び吸気口が前記貯蔵室の天井面より上側に配置されていることを特徴とするキャスク貯蔵施設。 The cask storage facility according to claim 1, wherein the exhaust port and the intake port are disposed above a ceiling surface of the storage chamber.

請求項１又は２において、前記貯蔵室の内側壁面又は床面に設置された板と前記壁面又は床面との間に空気流路を形成することを特徴とするキャスク貯蔵施設。 3. The cask storage facility according to claim 1, wherein an air flow path is formed between a plate installed on the inner wall surface or floor surface of the storage chamber and the wall surface or floor surface.

請求項３において、前記吸気ダクトが前記空気流路と接続していることを特徴とするキャスク貯蔵施設。 4. The cask storage facility according to claim 3, wherein the intake duct is connected to the air flow path.

請求項１〜４のいずれかにおいて、前記貯蔵室の天井又は壁の内側面に、前記貯蔵室を構成する構造物より熱伝導性が低く、かつ前記構造物より多い水素原子含有量を有する材料が設けられていることを特徴とするキャスク貯蔵施設。 The material according to any one of claims 1 to 4, wherein a thermal conductivity is lower than a structure constituting the storage chamber and a hydrogen atom content is higher than that of the structure on an inner surface of the ceiling or wall of the storage chamber. A cask storage facility characterized in that is provided.

請求項５において、前記構造物より多い水素原子含有量を有する材料は、合成樹脂製のフイルム又は板材であることを特徴とするキャスク貯蔵施設。 6. The cask storage facility according to claim 5, wherein the material having a hydrogen atom content larger than that of the structure is a film or a plate made of a synthetic resin.

請求項５又は６において、前記構造物より多い水素原子含有量を有する材料は、ポリエチレン及びポリプロピレンのいずれかよりなるオレフィン系樹脂、エンジニアリングプラスチック、エポキシ樹脂、シリコーンゴム及びシリコーン樹脂のいずれかであることを特徴とするキャスク貯蔵施設。 7. The material according to claim 5, wherein the material having a hydrogen atom content higher than that of the structure is any one of an olefin resin, an engineering plastic, an epoxy resin, a silicone rubber, and a silicone resin made of polyethylene or polypropylene. A cask storage facility characterized by

請求項５〜７のいずれかにおいて、前記構造物より多い水素原子含有量を有する材料の中に空気流路を設けたことを特徴とするキャスク貯蔵施設。The cask storage facility according to any one of claims 5 to 7, wherein an air flow path is provided in a material having a hydrogen atom content higher than that of the structure.

請求項５〜８のいずれかにおいて、前記構造物より多い水素原子含有量を有する材料の表面及び内部に、前記材料を設置する天井又は壁面に対して平行に良熱伝導板を設置したことを特徴とするキャスク貯蔵施設。In any of the claims 5-8, the surface and the inside of the material having a high hydrogen atom content than the structure, that parallel to established a good thermal conductive plate relative to the ceiling or wall to placing the material A characteristic cask storage facility.