JP3881545B2

JP3881545B2 - キャスク貯蔵施設

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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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。