JP4119731B2

JP4119731B2 - Radioactive material containment vessel

Info

Publication number: JP4119731B2
Application number: JP2002323628A
Authority: JP
Inventors: 和雄浅田; 和夫村上; 雄一齋藤; 岩司阿部; 健一松永; 光博入野; 正廣岡田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2003207593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済み核燃料や放射性廃棄物などの放射性物質を貯蔵する際に容器として使用される放射性物質格納容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉で所定の燃料を終えた核燃料集合体、いわゆる使用済み核燃料集合体は、原子力発電所の冷却ピットで所定期間冷却された後、貯蔵用のキャスクに収容されて長期貯蔵される。
図５はキャスクの構成を示す部分断面斜視図であり、図中の符号の１０はコンクリートキャスク、２０はコンクリートキャスク１０内に収容されたキャニスタである。コンクリートキャスク１０は厚いコンクリート壁により放射線を遮蔽する構成となっており、内部にキャニスタ２０を収容する空洞が設けられている。この空洞には、空気導入口１２と空気排出口１３とが開口している。また、符号１４は蓋である。
キャニスタ２０は、有底円筒形の収納容器であり、内部に使用済み核燃料集合体（以後、核燃料集合体と呼ぶ）５を所定位置に収納するためのバスケット２１が収納されている。またその開口には遮蔽ブロック２２，一次蓋２３，二次蓋２４が設けられ、密閉可能となっている。なお、遮蔽ブロック２２と一次蓋２３とが一体の構造のキャニスタもある。
【０００３】
バスケット２１は、細長い使用済み核燃料集合体５を多数キャニスタ２０内部に収容できるようにした構造体で、細長い筒状のセル２６により構成され、各セル２６に核燃料集合体５が収容されている。核燃料集合体５は、上端の上部ノズル３０と下端の下部ノズル３１との間に多数の燃料棒３２が収容されたものである。下部ノズル３１は図６のように四隅に脚３３が設けられ、底面がキャニスタ２０底面に密着しないようになっている。断面視矩形のセル２６を組み合わせてなるバスケット２１と断面視円形のキャニスタ２０との間には隙間が生ずるが、この隙間には安定性と熱伝導の向上のため図６に示すように筒状のスペーサ３５が設けられている。このスペーサ３５は図６に示すように同隙間の形状に合わせた筒状でキャニスタ２０の壁部とバスケット２１双方に接する形状となっている。なお、バスケット２１の上端とキャニスタ２０の遮蔽ブロック２２との間には隙間３６が形成されている。また、キャニスタの漏洩検知法として温度計測する方法が開示されている。（特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２０２４００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、核燃料集合体５は発熱を続けており、熱伝導によって放熱される構造となっている。しかしながら、熱伝導のみでは放熱効率が悪く、核燃料集合体５が局所的に過熱してしまうおそれがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、放熱効率を向上させることができる放射性物質格納容器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、断面視矩形で筒状のセルが組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、同放射性物質格納容器の底部が仕切板により仕切られた二重構造とされ、前記仕切板より上方のバスケット室に前記バスケットが収納されるとともに、前記仕切板より下方の連通室が前記流体流路とされ、前記仕切板には、前記バスケット室と前記連通室とを連通する開口部が設けられて、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、板状部材が格子状に組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、同放射性物質格納容器の底部が仕切板により仕切られた二重構造とされ、前記仕切板より上方のバスケット室に前記バスケットが収納されるとともに、前記仕切板より下方の連通室が前記流体流路とされ、前記仕切板には、前記バスケット室と前記連通室とを連通する開口部が設けられて、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、断面視矩形で筒状のセルが組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、前記セルは壁部に囲まれて構成され、該壁部の下部には、前記流体流路を形成するための側方向に開口する開口部が設けられており、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記スペーサの下部側壁に側方向に開口する開口部が設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、板状部材が格子状に組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、前記セルは壁部に囲まれて構成され、該壁部の下部には、前記流体流路を形成するための側方向に開口する開口部が設けられており、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記スペーサの下部側壁に側方向に開口する開口部が設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１、２に記載の発明によれば、バスケット底部が仕切板により仕切られ二重構造とされて仕切板より上方のバスケット室に複数のセルを設けたバスケットが収納され、仕切板に開口部が設けられることで、バスケット下部に複数のセルを連通する流体流路が設けられ、請求項３、４に記載の発明によれば、バスケットの複数のセルの壁部の下部に側方向に開口する開口部が設けられることで、バスケット下部に複数のセルを連通する流体流路が設けられる。そして共に、バスケットと放射性物質格納容器の壁部との間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサを高さ方向に設けて隙間を埋め、その内部に流体を通過させることで、放射性物質格納容器内部の流体が対流する流路を確保することができる。
すなわち、バスケットと放射性物質格納容器壁部との間の隙間を埋めるためのスペーサの内部にガス等流体を通過させることで、流体を対流させる。スペーサは隙間の形状に合わせた筒状で放射性物質格納容器の壁部に接して外周に面しているため、冷却されやすく、スペーサ内部の流体は下方に移動し、前記流体流路を経てセルに流入する。セルでは流体が加熱されて上昇し、再びスペーサ内部に流入する。
【００１７】
このため、放射性物質格納容器内で対流が行われ、放射性物質の局所的な過熱を防止することができる。
【００１９】
そして、本発明は、断面視矩形で筒状のセルを組み合わせてなるバスケットと、板状部材を格子状に組み合わされてなるバスケットとに適用可能である。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の放射性物質格納容器の高さ方向に沿って離間した複数箇所に温度測定器を設け、同放射性物質格納容器の高さ方向に沿った温度分布を、同放射性物質格納容器の外側から測定し、測定された温度分布の変化に基づいて同放射性物質格納容器に充填された流体の漏洩を監視する温度監視手段を設けたことを特徴とする放射性物質格納容器である。
請求項５に記載の発明によれば、さらに、放射性物質格納容器の高さ方向の温度分布の変化に基づいてヘリウム等の封入ガス等、容器に充填された流体の漏洩を監視する温度監視手段を設けたことにより、容器本体の温度勾配を検出して、容器内の急激な温度変化を検出でき、容器からの流体の漏洩を検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、従来と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を省略する。
図１において、符号４０は本発明の放射性物質格納容器の実施形態にかかるキャニスタである。キャニスタ４０は、有底円筒形の収納容器であり、放射性物質としての核燃料集合体５を内部の所定位置に収納するためのバスケット４１が収納されている。またその開口には遮蔽ブロック２２，一次蓋２３，二次蓋２４が設けられ、密閉可能となっている（図５参照）。また、バスケット４１の上端と遮蔽ブロック２２との間には隙間３６が形成されている（図５参照）。
【００２２】
バスケット４１は、細長い使用済み核燃料集合体５を多数キャニスタ４０内部に収容できるようにした構造体で、上部が開放された細長い筒状のセル（収容室）４２により構成され、各セル４２に核燃料集合体５が収容されている。断面視矩形のセル４２を組み合わせてなるバスケット４１と断面視円形のキャニスタ４０の壁部４０ａとの間には隙間が生ずるが、この隙間には筒状のスペーサ４５が設けられている。このスペーサ４５は図１に示すように同隙間の形状に合わせた筒状でキャニスタ４０の壁部４０ａとバスケット４１双方に接する形状となっている。
【００２３】
さて、バスケット４１の各セル４２の各側壁下端部には、側方向に開口する孔（開口部）４７が形成されている。また、スペーサ４５の下端部にも孔（開口部）４８が形成されている。これら孔４７，４８により、後述するヘリウムガスが流動する流体流路が構成されている。
【００２４】
さて、このように構成されたキャニスタ４０では、バスケット４１内部に核燃料集合体５を収容し、さらにキャニスタ４０内部に高圧のヘリウムガスを充填して蓋をして密封する。キャニスタ４０はキャスク１０に収容する。
キャニスタ４０を密封することで放射能物質の漏出を防ぎ、さらに厚い壁を有するキャスク１０内にキャニスタ４０を収容することで放射線を遮蔽する。
【００２５】
核燃料集合体５は、発熱しつづけるが、キャニスタ４０内に充填されたヘリウムガスがキャニスタ４０内部で対流し、キャニスタ４０内が局所的に高温になることが防止される。このとき、セル４２およびスペーサ４５の下部に孔４７，４８が形成されていることにより、この孔４７，４８にヘリウムガスが図１の矢印のように流動し、対流が速やかに行われる。
キャニスタ４０とキャスク１０との間には、下方の空気導入口１２から空気が導入され、上方の空気排出口１３から排気される。この空気はキャニスタ４０の周囲を冷却することで、図１（ａ）のようにスペーサ４５内の空気が下降し、キャニスタ４０下部で中心方向に移動してセル４２内に流入する。セル４２内ではヘリウムガスは熱せられて上昇し、隙間３６を通って再びスペーサ４５に流入して対流が行われる。
このようにして本実施形態のキャニスタ４０では核燃料集合体５の局所的な温度上昇を効率よく防止することができる。
さらに、上記のように対流させると、キャニスタ４０の上部が比較的温度が高くなる。キャニスタ４０に漏れが生ずるとヘリウムガスの圧力が下がり、対流による熱除去性能が低下し、キャニスタ４０の高さ方向中央部が温度が上昇する。したがって、キャニスタ４０の温度を監視することで、キャニスタ４０の漏れを検出することができる。
なお、上記においてはセル４２には図２（ａ）のような孔を設けたが、図２（ｂ）の孔４７’のようにより上方に設けてもよい。
【００２６】
次に、第２実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を用いてその説明を省略する。
図３において、符号５０は本実施形態に係るキャニスタである。キャニスタ５０は、有底円筒形の収納容器であり、内部に核燃料集合体５を所定位置に収納するためのバスケット５１が収納されている。またその開口には遮蔽ブロック２２、一次蓋２３（遮蔽ブロック２２と一次蓋２３とが一体の構造もある）、二次蓋２４が設けられ、密閉可能となっている（図５参照）。
【００２７】
バスケット５１は、細長い使用済み核燃料集合体５を多数キャニスタ５０内部に収容できるようにした構造体で、上部が開放された細長い筒状のセル（収容室）５２により構成され、各セル５２に核燃料集合体５が収容されている。断面視矩形のセル５２を組み合わせてなるバスケット５１と断面視円形のキャニスタ５０の壁部５０ａとの間には隙間が生ずるが、この隙間には筒状のスペーサ５５が設けられている。このスペーサ５５は図６のスペーサ３５と同様に、同隙間の形状に合わせた筒状でキャニスタ５０の壁部５０ａとバスケット５１双方に接する形状となっている。
【００２８】
キャニスタ５０の底部は仕切板５７により仕切られた二重構造とされ、仕切板５７より上方のバスケット室５８に前記バスケット５１が収納されるとともに、仕切板５７より下方の通風路（連通室）５９が流体流路とされ、前記仕切板５７には、バスケット室５８と連通室５９とを連通する開口部５７ａが設けられている。開口部５７ａは、各セル５２およびスペーサ５５の直下に設けられている。
【００２９】
さて、このように構成されたキャニスタ５０では、バスケット５１内部に核燃料集合体５を収容し、さらにキャニスタ５０内部に高圧のヘリウムガスを充填して蓋をして密封する。キャニスタ５０はキャスク１０に収容する。
キャニスタ５０を密封することで放射能物質の漏出を防ぎ、さらに厚い壁を有するキャスク１０内にキャニスタ５０を収容することで放射線を遮蔽する。
【００３０】
核燃料集合体５は、貯蔵の間発熱しつづけるが、キャニスタ５０内に充填されたヘリウムガスがキャニスタ５０内部で対流し、キャニスタ５０内が局所的に高温になることが防止される。このとき、連通室５９にヘリウムガスが図３の矢印のように流動し、対流が速やかに行われる。
キャニスタ５０とキャスク１０との間には、下方の空気導入口１２から空気が導入され、上方の空気排出口１３から排気される。この空気はキャニスタ５０の周囲を冷却することで、図３のようにスペーサ５５内の空気が下降し、連通室５９にて中心方向に移動して各セル５２に入り込み、セル５２内に流入する。セル５２内ではヘリウムガスは熱せられて上昇し、隙間３６（図５参照）を通って再びスペーサ５５に流入して対流が行われる。
【００３１】
なお、上記においてはバスケットが複数のセルにより構成されているセル型の場合を示したが、図４に示すように、板状部材６８に設けたスリット６９を係合させて縦横交互に結合することで核燃料集合体５を挿入する格子状断面としてもよい。この場合、上記第１の実施形態に相当する開口部として、図４のように孔７０を形成すればよい。
【００３２】
このようにして本実施形態のキャニスタ５０では核燃料集合体５の局所的な温度上昇を効率よく防止することができる。
さらに、上記のように対流させると、キャニスタ５０の上部が比較的温度が高くなる。キャニスタ５０に漏れが生ずるとヘリウムガスの圧力が下がり、対流による熱除去性能が低下し、キャニスタ５０の高さ方向中央部が温度が上昇する。したがって、キャニスタ５０の温度を監視することで、キャニスタ５０の漏れを検出することができる。
【００３３】
コンクリートキャスク１０に収納されているキャニスタ４０の健全性を監視する監視装置について更に具体的に説明する。
放射性物質貯蔵システムの一部を構成する監視装置６０は、キャニスタ４０の高さ方向に沿った温度分布を測定する温度測定器を備え、温度測定器によって測定された温度分布の変化を検出することにより、キャニスタ５０からのヘリウムの漏洩の有無、すなわち、健全性を監視する。
【００３４】
図７に示すように、監視装置６０は、温度測定器として、コンクリートキャスク１０の容器内でキャニスタ４０の容器本体の外周面に設けられた複数の熱電対６２を備えている。これらの熱電対６２は、キャニスタ外周面の高さ方向、つまり、軸方向、に沿って互いに離間した複数箇所、例えば、キャニスタの上部、中間部、および下部を含む８箇所にそれぞれ設けられている。そして、これらの熱電対６２は、コンクリートキャスク１０の外部に配設された検出器６４に電気的に接続されている。
【００３５】
なお、監視装置６０の温度測定器は、キャニスタ４０上部の温度を測定する熱電対として、上記複数の熱電対６２に加え、キャニスタ４０の蓋部、例えば、二次蓋５２の外面中央部の温度を測定する熱電対を含んでいてもよい。
【００３６】
これによれば、キャニスタ４０の貯蔵期間中、監視装置６０によってキャニスタ４０の健全性を監視する。すなわち、監視装置６０は、複数の熱電対６２によりキャニスタ４０の高さ方向に沿った各位置での温度を測定する。そして、検出器６４は、熱電対６２によって測定された各温度から、キャニスタ４０の高さ方向に沿った温度分布を検出する。ここで、キャニスタ５０に漏れが生ずるとヘリウムガスの圧力が下がり、対流による熱除去性能が低下し、キャニスタ５０の高さ方向中央部の温度が対流のあるときと比較して急激に上昇する。したがって、キャニスタ５０の温度を監視することで、キャニスタ５０の漏れを容易に検出することができる。なお、温度検出方法としては上記以外に図示しないファイバーブラッググレーテイング法でも良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得ることができる。
請求項１、２に記載の発明によれば、バスケット底部が仕切板により仕切られ二重構造とされて仕切板より上方のバスケット室に複数のセルを設けたバスケットが収納され、仕切板に開口部が設けられることで、バスケット下部に複数のセルを連通する流体流路が設けられ、請求項３、４に記載の発明によれば、バスケットの複数のセルの壁部の下部に側方向に開口する開口部が設けられることで、バスケット下部に複数のセルを連通する流体流路が設けられる。そして共に、バスケットと放射性物質格納容器の壁部との間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサを高さ方向に設けて隙間を埋め、その内部に流体を通過させることで、放射性物質格納容器内部の流体が対流する流路を確保することができる。
すなわち、バスケットと放射性物質格納容器壁部との間の隙間を埋めるためのスペーサの内部にガス等流体を通過させることで、流体を対流させる。スペーサは隙間の形状に合わせた筒状で放射性物質格納容器の壁部に接して外周に面しているため、冷却されやすく、スペーサ内部の流体は下方に移動し、前記流体流路を経てセルに流入する。セルでは流体が加熱されて上昇し、再びスペーサ内部に流入する。
このため、放射性物質格納容器内で対流が行われ、放射性物質の局所的な過熱を防止することができる。
そして、本発明は、断面視矩形で筒状のセルを組み合わせてなるバスケットと、板状部材を格子状に組み合わされてなるバスケットとに適用することができる。
請求項５に記載の発明によれば、さらに、放射性物質格納容器の高さ方向に沿って離間した複数箇所に温度測定器を設け、同容器の高さ方向に沿った温度分布を、容器の外側から測定し、測定された温度分布の変化に基づいてヘリウム等の封入ガス等、容器に充填された流体の漏洩を監視する温度監視手段を設けたことにより、同容器の温度勾配を検出して、容器内の急激な温度変化を検出でき、容器からの流体の漏洩を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態として示したキャニスタを示した図であり、（ａ）は下部縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った横断面図である。
【図２】同実施形態の変形例を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態として示したキャニスタを示した下部縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例を示した図である。
【図５】キャニスタを収容したキャスクを示した一部を破断した斜視図である。
【図６】従来のキャニスタを示した図であり、（ａ）は下部縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図である。
【図７】本発明の実施形態のキャニスタを収容したキャスクの縦断面図である。
【符号の説明】
５…核燃料集合体
４０，５０…キャニスタ
４１，５１…バスケット
４２，５２…セル（収容室）
４５，５５…スペーサ
４７，４８…孔（開口部）
５７…仕切板
５７ａ…開口部
５８…バスケット室
５９…通風路（連通室） [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radioactive substance storage container used as a container when storing radioactive substances such as spent nuclear fuel and radioactive waste.
[0002]
[Prior art]
A nuclear fuel assembly that has finished predetermined fuel in a nuclear reactor, so-called spent nuclear fuel assembly, is cooled in a cooling pit of a nuclear power plant for a predetermined period, and then stored in a storage cask for long-term storage.
FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view showing the configuration of the cask, in which 10 is a concrete cask and 20 is a canister housed in the concrete cask 10. The concrete cask 10 is configured to shield radiation by a thick concrete wall, and a cavity for accommodating the canister 20 is provided therein. An air inlet 12 and an air outlet 13 are opened in this cavity. Reference numeral 14 denotes a lid.
The canister 20 is a bottomed cylindrical storage container in which a basket 21 for storing a spent nuclear fuel assembly (hereinafter referred to as a nuclear fuel assembly) 5 at a predetermined position is stored. Further, the opening is provided with a shielding block 22, a primary lid 23, and a secondary lid 24, which can be sealed. There is also a canister in which the shielding block 22 and the primary lid 23 are integrated.
[0003]
The basket 21 is a structure in which a large number of elongated spent nuclear fuel assemblies 5 can be accommodated inside the canister 20. The basket 21 includes elongated cylindrical cells 26, and the nuclear fuel assemblies 5 are accommodated in the respective cells 26. The nuclear fuel assembly 5 has a large number of fuel rods 32 accommodated between an upper nozzle 30 at the upper end and a lower nozzle 31 at the lower end. The lower nozzle 31 is provided with legs 33 at the four corners as shown in FIG. A gap is formed between the basket 21 formed by combining the cells 26 having a rectangular cross-sectional view and the canister 20 having a circular cross-sectional view. The gap is cylindrical as shown in FIG. 6 in order to improve stability and heat conduction. The spacer 35 is provided. As shown in FIG. 6, the spacer 35 has a cylindrical shape matching the shape of the gap and is in contact with both the wall portion of the canister 20 and the basket 21. A gap 36 is formed between the upper end of the basket 21 and the shielding block 22 of the canister 20. In addition, a temperature measurement method is disclosed as a canister leakage detection method. (See Patent Document 1)
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-202400
[Problems to be solved by the invention]
Here, the nuclear fuel assembly 5 continues to generate heat, and has a structure that dissipates heat by heat conduction. However, there is a problem that the heat dissipation efficiency is poor only by heat conduction, and the nuclear fuel assembly 5 may locally overheat.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a radioactive substance storage container capable of improving heat dissipation efficiency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a radioactive substance storage container comprising a basket provided with a plurality of cells in which radioactive substances are accommodated, wherein the basket is configured by combining rectangular cells with a rectangular cross-sectional view, In the lower part of the basket, a fluid flow path is provided so as to communicate with the plurality of cells, and the bottom of the radioactive substance storage container has a double structure partitioned by a partition plate, and the basket chamber above the partition plate The basket is housed, and a communication chamber below the partition plate is used as the fluid flow path, and the partition plate is provided with an opening for communicating the basket chamber and the communication chamber. In the gap between the wall portion of the radioactive substance storage container and the basket, a cylindrical spacer having the shape of the gap is provided in the height direction, and the fluid flow path is further provided with the space. Wherein the of provided the lower and the cell bottom so as to communicate.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the radioactive substance storage container including a basket provided with a plurality of cells in which radioactive substances are accommodated, the basket is configured by combining plate-like members in a lattice shape, and the basket A fluid flow path is provided in a lower part of the plurality of cells so as to communicate with the plurality of cells, and a bottom structure of the radioactive substance storage container is partitioned by a partition plate, and the basket chamber above the partition plate has the above-described structure. The basket is housed, and a communication chamber below the partition plate is used as the fluid flow path, and the partition plate is provided with an opening for connecting the basket chamber and the communication chamber, and the radioactive substance A cylindrical spacer that matches the shape of the gap is provided in the gap between the wall of the containment vessel and the basket so as to face in the height direction, and the fluid flow path further extends under the spacer. And it is provided so as to communicate with the cell bottom a.
[0014]
The invention according to claim 3 is a radioactive substance storage container provided with a basket provided with a plurality of cells in which radioactive substances are accommodated, wherein the basket is configured by combining rectangular cells in a cross-sectional view and cylindrical cells, A fluid flow path is provided in a lower part of the basket so as to communicate with the plurality of cells. The cell is surrounded by a wall portion, and the fluid flow path is formed in the lower part of the wall portion. An opening that opens in the lateral direction is provided, and a cylindrical spacer that matches the shape of the gap is provided in the gap between the wall of the radioactive substance storage container and the basket so as to face the height direction. An opening that opens in a lateral direction is provided in a lower side wall of the spacer, and the fluid flow path is further provided so as to communicate the lower part of the spacer and the lower part of the cell .
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the radioactive substance storage container including a basket provided with a plurality of cells in which radioactive substances are stored, the basket is configured by combining plate-like members in a lattice shape, and the basket A fluid flow path is provided at a lower portion of the plurality of cells so as to communicate with the plurality of cells, and the cells are surrounded by a wall portion, and a side for forming the fluid flow path is formed at a lower portion of the wall portion. An opening that opens in a direction is provided, and a cylindrical spacer that matches the shape of the gap is provided in the gap between the wall of the radioactive substance storage container and the basket, and is provided facing the height direction. An opening that opens in a lateral direction is provided in the lower side wall of the spacer, and the fluid flow path is further provided so as to communicate the lower part of the spacer and the lower part of the cell .
[0016]
According to the first and second aspects of the present invention, the basket bottom portion is partitioned by the partition plate to form a double structure, and the basket having a plurality of cells is stored in the basket chamber above the partition plate, and the partition plate opens. by parts is provided, the fluid flow path is provided for communicating a plurality of cells to the basket bottom, according to the invention described in claim 3 and 4, laterally to the bottom of the wall portion of the plurality of cells of the basket By providing the opening that opens, a fluid flow path that communicates a plurality of cells is provided in the lower portion of the basket. And together, by providing a cylindrical spacer in the height direction in the gap between the basket and the wall of the radioactive substance storage container in the height direction, filling the gap, and allowing the fluid to pass through it, A flow path through which the fluid inside the radioactive substance storage container convects can be secured.
That is, the fluid is convected by passing a fluid such as a gas through a spacer for filling a gap between the basket and the radioactive substance storage container wall. Since spacers facing the outer circumference against the wall of the radioactive substance storage container with combined cylindrical in shape gap, likely to be cooled, the fluid of the inner spacer is moved downwardly, through said fluid flow path cell Flow into. In the cell , the fluid is heated and rises, and flows again into the spacer.
[0017]
For this reason, convection is performed in the radioactive substance storage container , and local overheating of the radioactive substance can be prevented .
[0019]
The present invention can be applied to a basket formed by combining cylindrical cells with a rectangular cross-sectional view and a basket formed by combining plate-like members in a lattice shape.
[0020]
Invention, radioactive materials plurality of locations spaced along the height direction of the storage container the temperature measuring device is provided, the height of the radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 4 according to claim 5 A temperature monitoring means is provided for measuring the temperature distribution along the direction from the outside of the radioactive substance storage container, and monitoring the leakage of the fluid filled in the radioactive substance storage container based on the measured temperature distribution change. This is a radioactive substance storage container.
According to the fifth aspect of the present invention, the temperature monitoring means for monitoring the leakage of the fluid filled in the container such as the sealed gas such as helium based on the change in the temperature distribution in the height direction of the radioactive substance storage container. By providing the above, it is possible to detect the temperature gradient of the container body, detect a sudden temperature change in the container, and detect the leakage of fluid from the container.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the structure same as the past, the same code | symbol is used and the description is abbreviate | omitted.
In FIG. 1, reference numeral 40 denotes a canister according to an embodiment of the radioactive substance storage container of the present invention. The canister 40 is a bottomed cylindrical storage container, and stores a basket 41 for storing the nuclear fuel assembly 5 as a radioactive substance in a predetermined position inside. Further, the opening is provided with a shielding block 22, a primary lid 23, and a secondary lid 24, which can be sealed (see FIG. 5). Further, a gap 36 is formed between the upper end of the basket 41 and the shielding block 22 (see FIG. 5).
[0022]
The basket 41 is a structure that can accommodate a large number of elongated spent nuclear fuel assemblies 5 inside the canister 40, and is constituted by elongated cylindrical cells (accommodating chambers) 42 that are open at the top. The assembly 5 is accommodated. A gap is formed between the basket 41 formed by combining the cells 42 having a rectangular cross-sectional view and the wall portion 40a of the canister 40 having a circular cross-sectional view, and a cylindrical spacer 45 is provided in the gap. As shown in FIG. 1, the spacer 45 has a cylindrical shape matching the shape of the gap and is in contact with both the wall 40 a of the canister 40 and the basket 41.
[0023]
A hole (opening) 47 that opens in the lateral direction is formed at the lower end of each side wall of each cell 42 of the basket 41. A hole (opening) 48 is also formed in the lower end portion of the spacer 45. These holes 47 and 48 constitute a fluid flow path through which helium gas, which will be described later, flows.
[0024]
Now, in the canister 40 configured in this manner, the nuclear fuel assembly 5 is accommodated in the basket 41, and further, the canister 40 is filled with high-pressure helium gas and sealed with a lid. The canister 40 is accommodated in the cask 10.
Sealing the canister 40 prevents leakage of radioactive material, and shielding the radiation by accommodating the canister 40 in the cask 10 having a thicker wall.
[0025]
Although the nuclear fuel assembly 5 continues to generate heat, the helium gas filled in the canister 40 is convected inside the canister 40, and the inside of the canister 40 is prevented from becoming locally hot. At this time, since the holes 47 and 48 are formed below the cell 42 and the spacer 45, the helium gas flows in the holes 47 and 48 as shown by the arrows in FIG. 1, and convection is performed quickly.
Between the canister 40 and the cask 10, air is introduced from the lower air inlet 12 and exhausted from the upper air outlet 13. The air cools the periphery of the canister 40, so that the air in the spacer 45 descends as shown in FIG. 1A, moves in the center direction below the canister 40, and flows into the cell 42. In the cell 42, the helium gas is heated and rises, and again flows into the spacer 45 through the gap 36 to perform convection.
In this way, the canister 40 of the present embodiment can efficiently prevent a local temperature rise of the nuclear fuel assembly 5.
Further, when convection is performed as described above, the temperature of the upper portion of the canister 40 becomes relatively high. When leakage occurs in the canister 40, the pressure of the helium gas decreases, the heat removal performance by convection decreases, and the temperature in the center in the height direction of the canister 40 increases. Therefore, the leakage of the canister 40 can be detected by monitoring the temperature of the canister 40.
In the above description, the cell 42 is provided with a hole as shown in FIG. 2A, but may be provided above the hole 47 ′ in FIG. 2B.
[0026]
Next, a second embodiment will be described. In addition, about the structure same as the said 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted using the same code | symbol.
In FIG. 3, reference numeral 50 denotes a canister according to the present embodiment. The canister 50 is a bottomed cylindrical storage container, in which a basket 51 for storing the nuclear fuel assembly 5 at a predetermined position is stored. The opening is provided with a shielding block 22, a primary lid 23 (there is also a structure in which the shielding block 22 and the primary lid 23 are integrated), and a secondary lid 24, which can be sealed (see FIG. 5).
[0027]
The basket 51 has a structure in which a large number of elongated spent nuclear fuel assemblies 5 can be accommodated inside the canister 50. The basket 51 includes elongated cylindrical cells (accommodating chambers) 52 that are open at the top, and each cell 52 has a nuclear fuel. The assembly 5 is accommodated. A gap is formed between the basket 51 formed by combining the cells 52 having a rectangular cross-sectional view and the wall portion 50a of the canister 50 having a circular cross-sectional view, and a cylindrical spacer 55 is provided in the gap. Similar to the spacer 35 in FIG. 6, the spacer 55 has a cylindrical shape matching the shape of the gap and is in contact with both the wall portion 50 a of the canister 50 and the basket 51.
[0028]
The bottom of the canister 50 has a double structure partitioned by a partition plate 57, and the basket 51 is stored in a basket chamber 58 above the partition plate 57, and a ventilation path ( communication chamber ) 59 below the partition plate 57 59. The partition plate 57 is provided with an opening 57a that allows the basket chamber 58 and the communication chamber 59 to communicate with each other. The opening 57 a is provided immediately below each cell 52 and the spacer 55.
[0029]
In the canister 50 configured as described above, the nuclear fuel assembly 5 is accommodated in the basket 51, and the canister 50 is filled with high-pressure helium gas and sealed with a lid. The canister 50 is accommodated in the cask 10.
Sealing the canister 50 prevents leakage of radioactive material, and shielding the radiation by accommodating the canister 50 in the cask 10 having a thicker wall.
[0030]
The nuclear fuel assembly 5 continues to generate heat during storage, but the helium gas filled in the canister 50 is convected inside the canister 50 and the inside of the canister 50 is prevented from becoming locally hot. At this time, helium gas flows in the communication chamber 59 as shown by the arrow in FIG.
Between the canister 50 and the cask 10, air is introduced from the lower air inlet 12 and exhausted from the upper air outlet 13. The air cools the periphery of the canister 50, so that the air in the spacer 55 descends as shown in FIG. 3, moves toward the center in the communication chamber 59, enters each cell 52, and flows into the cell 52. . In the cell 52, the helium gas is heated and rises, and again flows into the spacer 55 through the gap 36 (see FIG. 5) to perform convection.
[0031]
In the above, the case where the basket is constituted by a plurality of cells is shown. However, as shown in FIG. 4, the slits 69 provided in the plate-like member 68 are engaged to be coupled vertically and horizontally. Thus, a lattice-like cross section into which the nuclear fuel assembly 5 is inserted may be used. In this case, a hole 70 may be formed as shown in FIG. 4 as an opening corresponding to the first embodiment.
[0032]
In this way, the canister 50 of the present embodiment can efficiently prevent a local temperature rise of the nuclear fuel assembly 5.
Further, when convection is performed as described above, the temperature of the upper portion of the canister 50 becomes relatively high. When leakage occurs in the canister 50, the pressure of the helium gas decreases, the heat removal performance due to convection decreases, and the temperature in the center in the height direction of the canister 50 increases. Therefore, the leakage of the canister 50 can be detected by monitoring the temperature of the canister 50.
[0033]
The monitoring device for monitoring the soundness of the canister 40 housed in the concrete cask 10 will be described more specifically.
The monitoring device 60 constituting a part of the radioactive material storage system includes a temperature measuring device that measures a temperature distribution along the height direction of the canister 40, and detects a change in the temperature distribution measured by the temperature measuring device. Thus, the presence or absence of helium leakage from the canister 50, that is, the soundness is monitored.
[0034]
As shown in FIG. 7, the monitoring device 60 includes a plurality of thermocouples 62 provided on the outer peripheral surface of the container body of the canister 40 in the container of the concrete cask 10 as a temperature measuring device. These thermocouples 62 are provided at a plurality of locations separated from each other along the height direction of the outer peripheral surface of the canister, that is, the axial direction, for example, 8 locations including the upper portion, the middle portion, and the lower portion of the canister. . These thermocouples 62 are electrically connected to a detector 64 disposed outside the concrete cask 10.
[0035]
Note that the temperature measuring device of the monitoring device 60 is a thermocouple that measures the temperature of the upper portion of the canister 40, in addition to the plurality of thermocouples 62, the temperature of the lid portion of the canister 40, for example, the central portion of the outer surface of the secondary lid 52. A thermocouple may be included to measure
[0036]
According to this, the soundness of the canister 40 is monitored by the monitoring device 60 during the storage period of the canister 40. That is, the monitoring device 60 measures the temperature at each position along the height direction of the canister 40 with the plurality of thermocouples 62. The detector 64 detects a temperature distribution along the height direction of the canister 40 from each temperature measured by the thermocouple 62. Here, when leakage occurs in the canister 50, the pressure of the helium gas decreases, the heat removal performance due to convection decreases, and the temperature in the central portion in the height direction of the canister 50 rises more rapidly than when there is convection. Therefore, by monitoring the temperature of the canister 50, leakage of the canister 50 can be easily detected. The temperature detection method may be a fiber Bragg grating method ( not shown) other than the above.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the following effects can be obtained in the present invention.
According to the first and second aspects of the present invention, the basket bottom portion is partitioned by the partition plate to form a double structure, and the basket having a plurality of cells is stored in the basket chamber above the partition plate, and the partition plate opens. by parts is provided, the fluid flow path is provided for communicating a plurality of cells to the basket bottom, according to the invention described in claim 3 and 4, laterally to the bottom of the wall portion of the plurality of cells of the basket By providing the opening that opens, a fluid flow path that communicates a plurality of cells is provided in the lower portion of the basket. And together, by providing a cylindrical spacer in the height direction in the gap between the basket and the wall of the radioactive substance storage container in the height direction, filling the gap, and allowing the fluid to pass through it, A flow path through which the fluid inside the radioactive substance storage container convects can be secured.
That is, the fluid is convected by passing a fluid such as a gas through a spacer for filling a gap between the basket and the radioactive substance storage container wall. Since spacers facing the outer circumference against the wall of the radioactive substance storage container with combined cylindrical in shape gap, likely to be cooled, the fluid of the inner spacer is moved downwardly, through said fluid flow path cell Flow into. In the cell , the fluid is heated and rises, and flows again into the spacer.
For this reason, convection is performed in the radioactive substance storage container, and local overheating of the radioactive substance can be prevented.
The present invention can be applied to a basket formed by combining cylindrical cells with a rectangular cross-sectional view and a basket formed by combining plate-like members in a lattice shape.
According to the fifth aspect of the present invention, the temperature measuring device is further provided at a plurality of locations separated along the height direction of the radioactive substance storage container, and the temperature distribution along the height direction of the container is measured. measured from the outside, it sealed gas such as helium or the like based on the change in the measured temperature distribution, by providing the temperature monitoring means for monitoring the leakage of the fluid filled in the container, detect the temperature gradient in the same container Thus, a rapid temperature change in the container can be detected, and the leakage of fluid from the container can be detected.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are views showing a canister shown as a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a lower longitudinal sectional view, and FIG. 1B is a transverse sectional view taken along line II in FIG. It is.
FIG. 2 is a view showing a modification of the embodiment.
FIG. 3 is a lower longitudinal sectional view showing a canister shown as a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing a cask containing a canister.
6A and 6B are views showing a conventional canister, in which FIG. 6A is a lower longitudinal sectional view, and FIG. 6B is a transverse sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a cask containing a canister according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
5 ... Nuclear fuel assemblies 40, 50 ... Canisters 41, 51 ... Baskets 42, 52 ... Cells (container)
45, 55 ... spacers 47, 48 ... holes (openings)
57 ... Partition plate 57a ... Opening 58 ... Basket room 59 ... Ventilation path (communication room)

Claims

放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、断面視矩形で筒状のセルが組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、同放射性物質格納容器の底部が仕切板により仕切られた二重構造とされ、前記仕切板より上方のバスケット室に前記バスケットが収納されるとともに、前記仕切板より下方の連通室が前記流体流路とされ、前記仕切板には、前記バスケット室と前記連通室とを連通する開口部が設けられて、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする放射性物質格納容器。In the radioactive substance storage container including a basket in which a plurality of cells containing radioactive substances are provided, the basket is configured by combining rectangular cells in a cross-sectional view with a cylindrical cell, and a fluid flow path below the basket Is provided so as to communicate with the plurality of cells , the bottom of the radioactive substance storage container is a double structure partitioned by a partition plate, the basket is stored in a basket chamber above the partition plate, The communication chamber below the partition plate is the fluid flow path, and the partition plate is provided with an opening for communicating the basket chamber and the communication chamber, and the wall of the radioactive substance storage container and the cylindrical spacer according to the shape of the gap the gap between the basket is provided facing in the height direction, the fluid flow path includes a further lower and the cell under the spacer Radioactive substance storage container, characterized in that is provided so as to communicate.

放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、板状部材が格子状に組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、同放射性物質格納容器の底部が仕切板により仕切られた二重構造とされ、前記仕切板より上方のバスケット室に前記バスケットが収納されるとともに、前記仕切板より下方の連通室が前記流体流路とされ、前記仕切板には、前記バスケット室と前記連通室とを連通する開口部が設けられて、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする放射性物質格納容器。In the radioactive substance storage container including a basket in which a plurality of cells containing radioactive substances are provided, the basket is configured by combining plate-like members in a lattice shape, and a fluid flow path is formed in the lower part of the basket. A plurality of cells are provided so as to communicate with each other, and the bottom of the radioactive substance storage container is partitioned by a partition plate. The basket is stored in a basket chamber above the partition plate, and the partition The communication chamber below the plate is used as the fluid flow path, and the partition plate is provided with an opening for communicating the basket chamber and the communication chamber, and the wall of the radioactive substance storage container and the basket cylindrical spacer according to the shape of the gap the gap between the is provided facing in the height direction, the fluid flow path further communicating the lower and the cell under the spacer Radioactive substance storage container, characterized in that is provided so as that.

放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、断面視矩形で筒状のセルが組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、前記セルは壁部に囲まれて構成され、該壁部の下部には、前記流体流路を形成するための側方向に開口する開口部が設けられており、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記スペーサの下部側壁に側方向に開口する開口部が設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする放射性物質格納容器。In the radioactive substance storage container including a basket in which a plurality of cells containing radioactive substances are provided, the basket is configured by combining rectangular cells in a cross-sectional view with a cylindrical cell, and a fluid flow path below the basket There is provided so as to communicate said plurality of cells, the cell is constructed walled portion, the lower portion of the wall portion, the opening portion which opens laterally for forming the fluid flow path A cylindrical spacer is provided in the gap between the wall portion of the radioactive substance storage container and the basket so as to match the shape of the gap. The cylindrical spacer faces the lower side wall of the spacer. An radioactive substance storage container, wherein an opening that opens in a direction is provided, and the fluid flow path is further provided so as to communicate the lower part of the spacer and the lower part of the cell .

放射性物質が収容されるセルが複数設けられたバスケットを備えた放射性物質格納容器において、前記バスケットは、板状部材が格子状に組み合わされて構成され、前記バスケットの下部には流体流路が前記複数のセルを連通するように設けられ、前記セルは壁部に囲まれて構成され、該壁部の下部には、前記流体流路を形成するための側方向に開口する開口部が設けられており、前記放射性物質格納容器の壁部と前記バスケットとの間の隙間に同隙間の形状に合わせた筒状のスペーサが高さ方向を向いて設けられ、前記スペーサの下部側壁に側方向に開口する開口部が設けられ、前記流体流路は、さらに前記スペーサの下部と前記セル下部とを連通するように設けられていることを特徴とする放射性物質格納容器。In the radioactive substance storage container including a basket in which a plurality of cells containing radioactive substances are provided, the basket is configured by combining plate-like members in a lattice shape, and a fluid flow path is formed in the lower part of the basket. A plurality of cells are provided so as to communicate with each other, and the cells are surrounded by a wall, and an opening that opens in a lateral direction for forming the fluid flow path is provided at a lower portion of the wall. A cylindrical spacer having a shape corresponding to the shape of the gap is provided in the gap between the wall of the radioactive substance storage container and the basket, and is provided on the lower side wall of the spacer in the lateral direction. An radioactive substance storage container, wherein an opening is provided, and the fluid flow path is further provided so as to communicate a lower part of the spacer and a lower part of the cell .

請求項１乃至４のいずれかに記載の放射性物質格納容器の高さ方向に沿って離間した複数箇所に温度測定器を設け、同放射性物質格納容器の高さ方向に沿った温度分布を、同放射性物質格納容器の外側から測定し、測定された温度分布の変化に基づいて同放射性物質格納容器に充填された流体の漏洩を監視する温度監視手段を設けたことを特徴とする放射性物質格納容器。A temperature measuring device is provided at a plurality of locations spaced along the height direction of the radioactive substance storage container according to any one of claims 1 to 4, and the temperature distribution along the height direction of the radioactive substance storage container is determined by the same. measured from the outside of the radioactive substance storage container, the radioactive substance storage container, characterized in that a temperature monitoring means for monitoring the leakage of the fluid filled in the radioactive substance storage container based on changes in the measured temperature distribution .