JP2004257868A - 放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法並びに放射性物質収納容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓋構造の強度が確保されると共に、作業者の被曝量を抑えて作業者の健康が保持され、非破壊試験が容易に行われる放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法を提供すること。
【解決手段】放射性物質を内部に収納するキャニスタ１の上部開口部を塞ぐ一次蓋４と、一次蓋４の上方でさらに上部開口部を塞ぐ二次蓋５とを備えたキャニスタ１の蓋構造２であって、一次蓋４は、機械的な締結手段によって、キャニスタ１の側壁３に締結されている構成とした。また、締結手段は、一次蓋４の外周面に設けられ周方向に延在する蓋側凹部４ａと、側壁３の内周面に設けられ蓋側凹部４ａに係合する壁側凸部３ｂとで構成されたラビリンス構造を備えている構成とした。
【選択図】 図２
【解決手段】放射性物質を内部に収納するキャニスタ１の上部開口部を塞ぐ一次蓋４と、一次蓋４の上方でさらに上部開口部を塞ぐ二次蓋５とを備えたキャニスタ１の蓋構造２であって、一次蓋４は、機械的な締結手段によって、キャニスタ１の側壁３に締結されている構成とした。また、締結手段は、一次蓋４の外周面に設けられ周方向に延在する蓋側凹部４ａと、側壁３の内周面に設けられ蓋側凹部４ａに係合する壁側凸部３ｂとで構成されたラビリンス構造を備えている構成とした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性物質を貯蔵する放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法並びに放射性物質収納容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、使用済み核燃料をはじめとする放射性物質は、例えばキャニスタと呼ばれる内部の放射性物質収納容器に収納され、その周りをキャスクと呼ばれる外部の放射性物質収納容器に収納されて貯蔵される。
図１２及び下記特許文献１に示すように、従来のキャニスタの蓋構造１００は、例えばキャニスタの側部を構成する側壁１０１と、キャニスタの上部開口部を塞ぐ一次蓋１０２と、二次蓋１０３と、遮蔽蓋１０４とを備えている。
一次蓋１０２と側壁１０１とは溶接により固定されていて、一次蓋１０２と側壁１０１との間には溶接部１０５ａが形成されている。
二次蓋１０３と側壁１０１とは、一次蓋１０２と側壁１０１との固定と同様に溶接により固定されていて、二次蓋１０３と側壁１０１との間には溶接部１０５ｂが形成されている。
遮蔽蓋１０４の下部には側壁１０１から突出した支持台１０１ａが設けられ、支持台１０１ａ上に遮蔽蓋１０４が載置されている。
【０００３】
上記キャニスタの蓋構造１００においては、一次蓋１０２及び二次蓋１０３と側壁１０１との隙間とが溶接部１０５ａ、溶接部１０５ｂにより密閉され、内部空間の気密性が保たれることによってキャニスタ外部への放射線の漏洩が抑えられている。また、キャニスタの強度は、遮蔽蓋１０４が外部からの力や衝撃から耐えることによって保持されていた。
【０００４】
一方、キャニスタの探傷試験においては、一次蓋の上面と、キャニスタの側壁の内側面とで囲まれる空間に水を貯留し、一次蓋と側壁との相互の溶接部分に対して水が介在する状態で超音波探触子を溶接部分の延長方向へ変位させ、溶接部分に超音波を出射することにより、溶接部分を超音波探傷する例が報告されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６２３９１号公報 （第３−５頁、第１−６図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法においては、第１の蓋及び第２の蓋を溶接により放射性物質収納容器の側壁と固定していたために、溶接部分が蓋の荷重を支持しなければならなくなり、溶接部に高い強度を持たせる必要があった。このため、溶接部の深さを深くするために多層の溶接が必要となり、作業工程が増え、人件費や材料のコストの増加を招いていた。また、溶接の作業工程が増えると、それだけ放射線量の多い放射性物質収納容器上部での作業量が増えることになり、作業者の被曝量が増える恐れがあった。
また、溶接部分が隅肉溶接となるので、不完全溶接となるために溶接部の強度を高めることが困難であった。
【０００７】
また、貯蔵した放射性物質から発せられる熱によって、内部に残っている冷却水が蒸発して、水蒸気が発生する。この水蒸気が溶接作業中に溶接部と接触すると、溶接部が乱れ、均一ではなくなり、良質な溶接部を得難いという不都合があった。
また、溶接部が側壁の上端に位置する構成となるために、容器の非破壊検査である超音波探傷試験（ＵＴ試験：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ）が行い難いといった問題があった。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、蓋構造の強度が確保されると共に、溶接作業が容易であり、また、非破壊試験が容易に行われる放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成を採用する。
すなわち本発明に係る請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の開口部を内方から順に塞ぐ第１の蓋と、第２の蓋とで放射性物質収納容器の蓋構造であって、前記第１の蓋は、機械的な締結手段によって、前記放射性物質収納容器の側壁に締結されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、第１の蓋を機械的な締結手段によって放射性物質収納容器の側壁に締結したことにより、溶接部が蓋の荷重を支持する必要がないので、溶接部を深く形成する必要がない。このため、溶接の層の数を少なくしても良く、溶接の工程数を少なくできる。また、溶接の工程数を少なくできるために、放射線量の多い放射性物質収納容器の上方での作業が少なくなるので作業者の被曝量が抑えられる。また、溶接工数の削減により製造工程が合理化される。
【００１１】
請求項２記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記締結手段は、前記第１の蓋の外周面に設けられ周方向に延在する蓋側凹部又は蓋側凸部と、前記側壁の内周面に設けられ前記蓋側凹部又は前記蓋側凸部に係合する壁側凸部又は壁側凹部とで構成されたラビリンス構造を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、側壁と第１の蓋との締結をラビリンス構造としたことにより、機械的な結合力が得られると共に、第１の蓋と側壁との隙間が屈曲させられているために、この隙間に入ろうとする水蒸気が屈曲した部分に阻まれて、第１の蓋の上方に到達する水蒸気の量が抑えられ、水蒸気によるシール溶接部及び二次蓋溶接部への影響を抑えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項２記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記放射性物質収納容器は、円筒状に形成され、前記蓋側凹部は、前記第１の蓋の外周面から突出するフランジ部と突条部との間に形成され、前記突条部は周方向に間隔を開けて複数配され、前記壁側凸部は、周方向における前記突条部間の距離よりも周方向の長さが短く設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、放射性物質収納容器が円筒状で、周方向に複数分けられた壁側凸部の間隔が蓋側に設けられた突条部間の周方向の距離よりも短い構成となっていることで、第１の蓋を一旦第１の蓋のフランジ部と突条部との間に壁側凸部が来る高さまで放射性物質収納容器の上方から第１の蓋を沈め、その高さで第１の蓋を、壁側凸部が第１の蓋上部のフランジ部と下部の突条部との間に嵌合するまで軸中心に回転させることによって第１の蓋を側壁に対して容易に締結させることができるので、放射性物質収納容器の製造を容器に行うことができ、作業者の負担を低減させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記締結手段は、前記第１の蓋の外周面に設けられた蓋側ねじ溝と、前記側壁の内周面に設けられ前記蓋側ねじ溝に螺着される壁側ねじ溝とで構成されたねじ構造を備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、側壁と第１の蓋との締結をねじ構造としたことで、機械的な結合力が得られると共に第１の蓋と側壁との隙間がねじ山で屈曲させられていることで、水蒸気が屈曲した部分に阻まれて、第１の蓋の上方に到達する水蒸気の量が抑えられる。
【００１７】
請求項５に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記締結手段は、前記第１の蓋の外周部に形成されたボルト孔と、該ボルト孔に挿通される雄ねじボルトと、前記側壁の内周面に突出した前記第１の蓋を受ける蓋受け部と、該蓋受け部に形成され前記ボルト孔を挿通された前記ボルトが螺着可能な雌ねじ孔とで構成されたボルト結合構造を備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、側壁と第１の蓋との締結をボルト結合構造としたことで、機械的な結合力が得られる。なお、雄ねじボルトとボルト孔との隙間にシールを行うことで、簡易な手段によって第１の蓋の上方に到達する水蒸気の量が抑えられる。
【００１９】
請求項６に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１から５のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、締結された前記第１の蓋と前記側壁との隙間にシール溶接が施されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、第１の蓋と放射性物質収納容器との隙間にシール溶接を行うことにより、水蒸気がシール溶接部に阻まれて第１の蓋の外部に漏れ出さない。これにより、第２の蓋を側壁に対して溶接する際に、水蒸気によって溶接部が悪影響を受けることがないので、二次蓋溶接部が健全に保たれ、放射性物質収納容器の強度が良好に保持される。
【００２１】
請求項７に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１から６のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記第１の蓋は、前記締結手段で前記側壁に締結される遮蔽蓋と、該遮蔽蓋の上方に配され前記側壁との隙間にシール溶接が施されている密閉用蓋とから構成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、第１の蓋が遮蔽蓋と密閉用蓋とから構成されることで、機械的強度と密閉性とを別々に確保でき、これらを向上させることができると共に設計上の自由度も向上する。
【００２３】
請求項８に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１から７のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記第２の蓋は、前記側壁の内径よりも大きな径の溶接用フランジ部を備え、該溶接用フランジ部と前記側壁の上端面とが溶接された二次蓋溶接部により固定されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、溶接用フランジ部と側壁の上端面とが溶接されて固定されることで、溶接部が放射性物質収納容器の側部に位置することとなり、放射性物質収納容器の側部で溶接作業を行うこととなる。そのため、放射線量の多い放射性物質収納容器の上部での作業工程が減り、作業者の被曝量が抑えられる。また、溶接部が完全溶接となるので、溶接部の強度が増す。また、側壁の延長線上の放射性物質収納容器上端に溶接部が無く、平滑となっているためにＵＴ試験を正確かつ容易に行うことができ、安全性の確認における信頼性が向上される。
【００２５】
請求項９に記載の放射性物質収納容器は、請求項１から８のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明においては、放射性物質収納容器の製造時に溶接工数が削減される。そのため、作業者の被曝量が抑えられ、製造工程が合理化された放射性物質収納容器が提供される。
【００２７】
請求項１０に記載の放射性物質収納容器の蓋固定方法は、放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の開口部を内方から順に塞ぐ第１の蓋と、第２の蓋とで放射性物質収納容器の蓋固定方法であって、前記第１の蓋を機械的な締結手段によって前記放射性物質収納容器の側壁に締結させる第１の蓋締結工程と、締結された前記第１の蓋と前記側壁との隙間にシール溶接を施すシール工程とを有し、該シール工程後に前記第２の蓋を前記側壁の上端面に載置して第２の蓋と側壁とを溶接する溶接工程とを有していることを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、第１の蓋を機械的な締結手段で締結し、それから第１の蓋と側壁との隙間にシールを行い、それから第２の蓋を側壁に締結するので、機械的な固定状態を確保した上で、容易にシール溶接ができ、蓋の固定作業を容易にかつ確実に行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放射性物質収納容器の蓋構造の第１の実施形態を、図１ないし図５に示して説明する。本実施形態においては、放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の一例であるキャニスタの蓋構造を示す。
図１にはキャニスタ１の全体構造が示されている。キャニスタ１は、蓋構造２と側壁３とを備えている。キャニスタ１のＡ部分の断面を拡大したものを図２に示す。
図２に示すように、蓋構造２は、キャニスタ１の開口部を塞ぐ一次蓋（第１の蓋）４と、一次蓋４の上方でさらにキャニスタ１の開口部を塞ぐ二次蓋（第２の蓋）５と、側壁３とを備えている。
【００３０】
一次蓋４の外周面には、図３に示すように周方向に延在する蓋側凹部４ａが設けられている。一次蓋４は略円盤状で、外周面から突出するフランジ部４ｂと突条部４ｃとを備えており、その間には蓋側凹部４ａが形成されている。突条部４ｃは周方向に複数に分けられており、図４に示すように本実施形態においては４つが等間隔に配されている。
【００３１】
側壁３は、キャニスタ１の側部を構成し、円筒状である。図５に示すように、側壁３の内周面３ａから突出して、蓋側凹部４ａと係合する壁側凸部３ｂが設けられている。一次蓋４に設けられた蓋側凹部４ａと側壁３に設けられた壁側凸部３ｂとが係合することによって、一次蓋４が側壁３に締結されるラビリンス構造が形成される。また、一次蓋４と側壁３との隙間８の上部にはシール溶接が施されていて、円環状のシール溶接部６が形成されている。また、壁側凸部３ｂの下方には、側壁３の内周面３ａから突出する支持部材３ｃが設けられている。図４に示すように、壁側凸部３ｂは、周方向に４つが等間隔に配されている。周方向において、壁側凸部３ｂが設けられていない部分を補うように支持部材３ｃが設けられている。また、図５に示すように、支持部材３ｃは、壁側凸部３ｂよりも一次蓋４の突条部４ｃの高さだけ下方に配されている。また、支持部材３ｃは壁側凸部３ｂよりも側壁３の内周面３ａから大きく突出している。
【００３２】
突条部４ｃの間隔の周方向における長さは、壁側凸部３ｂの周方向における長さよりも長い構成とされている。逆に、壁側凸部３ｂの周方向における長さは、突条部４ｃ間の周方向における距離よりも周方向の長さが短い構成とされている。
【００３３】
二次蓋５は円盤状で、二次蓋５の上部には側壁３の外径と略同じ径を持つ溶接用フランジ部５ａを備えている。側壁３の上端面３ｄと二次蓋５の溶接用フランジ部５ａとは、溶接されることによって固定されている。また、側壁３の上端面３ｄと二次蓋の溶接用フランジ部５ａとが溶接されることによって二次蓋溶接部７が形成されている。二次蓋５の下部には、側壁３の内周面３ａと略同じ径を持つ嵌合部５ｂを備えている。嵌合部５ｂは、側壁３の内周面３ａに嵌合してキャニスタ１の上部開口部を塞いでいる。
【００３４】
本実施形態におけるキャニスタ１の蓋固定方法は、一次蓋４をラビリンス構造によってキャニスタ１の側壁３に締結させる一次蓋締結工程と、締結された一次蓋４と側壁３との隙間８にシール溶接を施すシール工程と、シール工程後に二次蓋５を側壁３の上端面３ｄに載置して二次蓋５と側壁３とを溶接する溶接工程とからなる。
【００３５】
また、突条部４ｃの間隔の周方向における長さは、壁側凸部３ｂの周方向における長さよりも長い構成とされていることで、一次蓋４を一旦一次蓋４のフランジ部４ｂと下部の突条部４ｃとの間に壁側凸部３ｂが来る高さ、すなわち支持部材３ｃ上に一次蓋４を載置するまでキャニスタ１の上方から一次蓋４を沈め、そこで一次蓋４を、壁側凸部３ｂが一次蓋４上部のフランジ部４ｂとの突条部４ｃとの間である蓋側凹部４ａに嵌合するまで軸中心に回転させることによって一次蓋４を側壁３に対して締結させる。
【００３６】
上記のように構成された蓋構造２によると、キャニスタ１は、内部に放射性物質を収納して貯蔵する。放射性物質より側部に発せられる放射線は、側壁３によって阻まれて外部への漏洩を阻止する。放射性物質より上部に発せられる放射線は、一次蓋４及び二次蓋５が上部を塞いでいるために外部への漏洩を阻止する。
【００３７】
上記蓋構造２においては、一次蓋４と側壁３との締結を蓋側凹部４ａと壁側凸部３ｂとの係合によるラビリンス構造としたことにより、機械的な締結力が発揮される。そのため、溶接部が蓋の荷重を支持する必要がなくなり、溶接を深くしなくても良い。これにより、従来２０層近く行われていた溶接が２〜３層のシール溶接だけで良くなり、溶接の工数が削減される。溶接の工数が削減されるので、放射線の放出量の多いキャニスタ１上部での作業工数が少なくなり、作業者の被曝量が抑えられる。また、溶接工数の削減により作業工程が合理化されるので、材料コストや人件費といった製造コストが抑えられる。
【００３８】
また、核燃料により発せられる熱によって、キャニスタ１内の水分が蒸発して水蒸気が発生するが、一次蓋４と側壁３との締結をラビリンス構造としたことで、水蒸気がキャニスタ１内部を上昇し一次蓋４と側壁３との間に入ったとしても、一次蓋４と側壁３との隙間８が屈曲させられているために、大部分の水蒸気が屈曲した部分で阻まれ、一次蓋４の上部に到達する水蒸気の量が抑えられる。そのため、シール溶接部６及び二次蓋溶接部７に届く水蒸気量が抑えられ、キャニスタ１製造時におけるシール溶接部６及び二次蓋溶接部７と水蒸気との接触によるシール溶接部６及び二次蓋溶接部７への悪影響が抑えられる。
【００３９】
また、一次蓋４と側壁３との隙間８が屈曲させられていることで、直線状に放射する中性子の漏洩を防ぐことができる。これにより、キャニスタ１上部に漏洩する中性子の量が抑制される。
【００４０】
また、側壁３の上端面３ｄと二次蓋５の溶接用フランジ部５ａとが溶接されることによって側壁３と二次蓋５とが締結されていることにより、二次蓋溶接部７がキャニスタ１の側部に位置する構成となり、キャニスタ１の側部で溶接作業を行うこととなる。そのため、放射線量の多いキャニスタ１上部での作業工程が減り、作業者の被曝量が抑えられる。また、二次蓋溶接部７が隅肉溶接とはならずに完全溶接となるので、二次蓋溶接部７の強度が向上する。また、溶接部が二次蓋５の上端面５ｃに存在しないので、二次蓋上端面５ｃが平滑な構成となり、ＵＴ試験を行い易い。
【００４１】
また、一次蓋４と側壁３との隙間８にシール溶接が施されていることで、水蒸気がシール溶接部６に阻まれて、一次蓋４の上方に漏れ出さない。これにより、二次蓋溶接部７が水蒸気によって悪影響を受けることがない。
【００４２】
また、突条部４ｃの間隔の周方向における長さが、壁側凸部３ｂの周方向における長さよりも長い構成とされ、一次蓋４を支持部材３ｃ上に載置し、そこで一次蓋４を、壁側凸部３ｂが蓋側凹部４ａに嵌合するまで軸中心に回転させることによって一次蓋４を側壁３に締結することで、一次蓋４を側壁３に対して容易に締結させることができる。
【００４３】
一次蓋４を機械的な締結手段で締結し、それから一次蓋４と側壁３との隙間８にシール溶接を行い、それから二次蓋５を側壁３に締結することで、一次蓋４と側壁３との間の機械的な固定状態を確保した上で、容易にシール溶接ができ、一次蓋４及び二次蓋５の固定作業を容易にかつ確実に行うことができる。
【００４４】
次に、本発明に係るキャニスタの蓋構造の第２の実施形態を図６に示して説明する。なお、上記実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
【００４５】
図６に示す蓋構造２２においては、一次蓋２４と側壁２３との締結手段が、一次蓋２４の外周面に設けられた蓋側ねじ溝２４ａと、側壁２３の内周面２３ａに設けられて蓋側ねじ溝２４ａに螺着される壁側ねじ溝２３ｂとで構成されたねじ構造による締結である。
ねじ構造による締結においても、一次蓋２４と側壁２３とが機械的締結手段によって締結されているために、機械的結合力が得られ、シール溶接部２６が荷重を支持する必要がない。また、一次蓋２４と側壁２３との隙間２８が屈曲させられているために、水蒸気が屈曲した部分に阻まれて隙間２８を通り抜ける水蒸気の量が抑えられる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、一次蓋２４と側壁２３との隙間２８の断面をジグザグ状に屈曲させている。しかし、これに変えて図７に示すように断面が台形状のねじ溝による嵌合とした蓋構造３２としても構わない。すなわち図７に示す側壁３３と一次蓋３４との締結部分のように、蓋構造３２において、一次蓋３４に設けられた台形状のねじ溝３４ａと側壁３３に設けられた同じく台形状のねじ溝３３との嵌合により締結されたキャニスタ３１の蓋構造３２としても良い。
【００４７】
次に、本発明に係るキャニスタの蓋構造の第３の実施形態を図８に示して説明する。図８に示す蓋構造４２においては、一次蓋４４と側壁４３との締結手段が、一次蓋４４の外周部に設けられたボルト孔４４ａと、ボルト孔４４ａに挿通されるボルト４８と、側壁４３の内周面４３ａから突出して一次蓋４４を受ける蓋受け部４３ｂに形成されボルト孔４４ａを挿通されたボルト４８が螺着可能な雌ねじ孔４３ｃとによるボルト結合構造による締結である。ボルト４８は周方向に複数配置されており、複数のボルト結合構造によって一次蓋４４と側壁４３とが締結されている。また、一次蓋４４と側壁４３との隙間４９ａにはシール溶接が行われ、シール溶接部４６が形成されている。
【００４８】
ボルト結合構造による締結においては、一次蓋４４と側壁４３とがボルト結合されることによって一次蓋４４と側壁４３との機械的な締結力が発揮される。そのため、溶接部が蓋の荷重を支持する必要がなくなり、溶接を深くしなくても良いので、作業者の被曝量が抑えられる。
【００４９】
また、図８に示すボルト頭４８ａの付近の拡大図を図９に示す。図９に示すボルト頭４８ａと一次蓋４４に設けられたボルト孔４４ａとの隙間４９ｂにはシール溶接が施され、シール溶接部４６ｂが形成されている。ボルト頭４８ａとボルト孔４４ａとの隙間４９ｂにシール溶接を行うことで、ボルト４８とボルト孔４４ａとの隙間４９ｂを上昇する水蒸気がシール溶接部４６ｂによって進路を阻まれて、水蒸気が一次蓋４４の上方に漏れ出すことを阻止する。
【００５０】
また、ボルト４８とボルト孔４４ａとの隙間４９ｂを上昇してきた水蒸気が直接シール溶接部４６ｂに接触することを嫌うのであれば、図１０に示すように、ボルト頭５８ａの上部のボルト孔５４ａを階段状とし、このボルト孔５４ａ上部をボルト蓋５３で塞ぐと共に、ボルト蓋５３とボルト孔５４ａとの隙間５９ａにシール溶接を施し、シール溶接部５６を形成しても良い。このような構成とすることで、ボルト５８とボルト孔５４ａとの隙間５９ｂを水蒸気が上昇してきたとしても、ボルト孔５４ａとボルト蓋５３との隙間５９ａが階段状となっているために、段部によってシール溶接部５６に届く水蒸気の量が抑えられ、シール溶接部５６への影響をさらに抑えることができる。
【００５１】
次に、本発明に係るキャニスタの蓋構造の第４の実施形態を図１１に示して説明する。図１１に示す蓋構造６２においては、第１の実施形態における一次蓋４が、機械的締結手段で側壁６３に締結される遮蔽蓋６４ａと、遮蔽蓋６４ａの上方に配され側壁６３との隙間６８上部にシール溶接が施されシール溶接部６６が形成されている密閉用蓋６４ｂとに分かれた三重蓋として構成されている。側壁６３の内周面６３ａには、側壁６３から突出して遮蔽蓋６４ａの上部と嵌合する側壁突条６３ｂと、遮蔽蓋６４ａの下部を支持する支持台６３ｃとが設けられている。
【００５２】
密閉用蓋６４ｂの、クリアランス６９を介した下方には遮蔽蓋６４ａが配されており、側壁６３から突出した側壁突条６３ｂと支持台６３ｃとの間に遮蔽蓋６４ａが嵌合されてラビリンス構造とされることで、遮蔽蓋６４ａが側壁６３に対して機械的に締結される。
【００５３】
本実施形態においては、密閉用蓋６４ｂの下方に遮蔽蓋６４ａを設けたことで、キャニスタ１の機械的強度と密閉性とを別々に確保でき、これらを向上させることができると共に、設計上の自由度も向上する。
【００５４】
また、遮蔽蓋６４ａと密閉用蓋６４ｂとの間にクリアランス６９を設けたことで、キャニスタ６１内部に貯蔵した放射性物質から発せられる熱による遮蔽蓋６４ａの熱膨張が許容されている。また、遮蔽蓋６４ａが放射性物質から発せられる熱によって熱膨張が引き起こされたときに、遮蔽蓋６４ａと密閉用蓋６４ｂとがちょうど接触するように蓋構造６２を設計しておけば、放射性物質を貯蔵したときには遮蔽蓋６４ａが密閉用蓋６４ｂの荷重を支持することとなり、シール溶接部６６が荷重を支持しない構成となる。
【００５５】
なお、第１から第４の実施形態においては、蓋構造２、２２、３２、４２、６２をキャニスタ１、２１、３１、４１、６１の上部蓋に適用した。しかし、これと同様にキャニスタ１、２１、３１、４１、６１の底部蓋においても、蓋構造２、２２、３２、４２、６２を上下逆にして用いても良い。
【００５６】
その際、第４の実施形態における三重蓋による蓋構造においては、遮蔽蓋６４ａと密閉用蓋６４ｂとの間にクリアランス６９を設けているために、放射性物質をキャニスタ６１内部に貯蔵し、放射性物質の重力・慣性力により遮蔽蓋６４ａが撓んだとしても、密閉用蓋６４ｂに接触しないのでキャニスタ６１が破損しない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る放射性物質収納容器の蓋構造によれば、第１の蓋を機械的な締結手段によって放射性物質収納容器の側壁に締結したことにより、作業者の被曝量が抑えられるので、作業者の健康を良好に保つことができる。また、製造工程が合理化されるので、人件費及び材料費といった製造コストが抑えられる。
【００５８】
また、本発明に係る放射性物質収納容器の蓋固定方法によれば、第１の蓋を機械的な締結手段で締結し、それから第１の蓋と側壁との隙間にシールを行い、それから第２の蓋を側壁に締結することで、第１の蓋と側壁との間の機械的な固定状態を確保した上で、容易にシール溶接ができ、蓋の固定作業を容易にかつ確実に行うことができ、作業者の負担を減らすことができると共に放射性物質収納容器の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造の一次蓋を示す一部を破断した要部斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、側壁を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、他の例を示す一次蓋と側壁との要部断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、ねじ部付近を拡大した断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、他の例を示すねじ部付近を拡大した断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図１２】従来の放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図。
【符号の説明】
１ キャニスタ
２ 蓋構造
３ 側壁
３ｂ 壁側凸部
４ 一次蓋
４ａ 蓋側凹部
４ｂ フランジ部
４ｃ 突条部
５ 二次蓋
２３ａ 壁側ねじ溝
２４ａ 蓋側ねじ溝
４３ｂ 蓋受け部
４３ｃ 雌ねじ孔
４４ａ ボルト孔
４８ ボルト
６４ａ 遮蔽蓋
６４ｂ 密閉用蓋
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性物質を貯蔵する放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法並びに放射性物質収納容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、使用済み核燃料をはじめとする放射性物質は、例えばキャニスタと呼ばれる内部の放射性物質収納容器に収納され、その周りをキャスクと呼ばれる外部の放射性物質収納容器に収納されて貯蔵される。
図１２及び下記特許文献１に示すように、従来のキャニスタの蓋構造１００は、例えばキャニスタの側部を構成する側壁１０１と、キャニスタの上部開口部を塞ぐ一次蓋１０２と、二次蓋１０３と、遮蔽蓋１０４とを備えている。
一次蓋１０２と側壁１０１とは溶接により固定されていて、一次蓋１０２と側壁１０１との間には溶接部１０５ａが形成されている。
二次蓋１０３と側壁１０１とは、一次蓋１０２と側壁１０１との固定と同様に溶接により固定されていて、二次蓋１０３と側壁１０１との間には溶接部１０５ｂが形成されている。
遮蔽蓋１０４の下部には側壁１０１から突出した支持台１０１ａが設けられ、支持台１０１ａ上に遮蔽蓋１０４が載置されている。
【０００３】
上記キャニスタの蓋構造１００においては、一次蓋１０２及び二次蓋１０３と側壁１０１との隙間とが溶接部１０５ａ、溶接部１０５ｂにより密閉され、内部空間の気密性が保たれることによってキャニスタ外部への放射線の漏洩が抑えられている。また、キャニスタの強度は、遮蔽蓋１０４が外部からの力や衝撃から耐えることによって保持されていた。
【０００４】
一方、キャニスタの探傷試験においては、一次蓋の上面と、キャニスタの側壁の内側面とで囲まれる空間に水を貯留し、一次蓋と側壁との相互の溶接部分に対して水が介在する状態で超音波探触子を溶接部分の延長方向へ変位させ、溶接部分に超音波を出射することにより、溶接部分を超音波探傷する例が報告されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６２３９１号公報 （第３−５頁、第１−６図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法においては、第１の蓋及び第２の蓋を溶接により放射性物質収納容器の側壁と固定していたために、溶接部分が蓋の荷重を支持しなければならなくなり、溶接部に高い強度を持たせる必要があった。このため、溶接部の深さを深くするために多層の溶接が必要となり、作業工程が増え、人件費や材料のコストの増加を招いていた。また、溶接の作業工程が増えると、それだけ放射線量の多い放射性物質収納容器上部での作業量が増えることになり、作業者の被曝量が増える恐れがあった。
また、溶接部分が隅肉溶接となるので、不完全溶接となるために溶接部の強度を高めることが困難であった。
【０００７】
また、貯蔵した放射性物質から発せられる熱によって、内部に残っている冷却水が蒸発して、水蒸気が発生する。この水蒸気が溶接作業中に溶接部と接触すると、溶接部が乱れ、均一ではなくなり、良質な溶接部を得難いという不都合があった。
また、溶接部が側壁の上端に位置する構成となるために、容器の非破壊検査である超音波探傷試験（ＵＴ試験：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ）が行い難いといった問題があった。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、蓋構造の強度が確保されると共に、溶接作業が容易であり、また、非破壊試験が容易に行われる放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成を採用する。
すなわち本発明に係る請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の開口部を内方から順に塞ぐ第１の蓋と、第２の蓋とで放射性物質収納容器の蓋構造であって、前記第１の蓋は、機械的な締結手段によって、前記放射性物質収納容器の側壁に締結されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、第１の蓋を機械的な締結手段によって放射性物質収納容器の側壁に締結したことにより、溶接部が蓋の荷重を支持する必要がないので、溶接部を深く形成する必要がない。このため、溶接の層の数を少なくしても良く、溶接の工程数を少なくできる。また、溶接の工程数を少なくできるために、放射線量の多い放射性物質収納容器の上方での作業が少なくなるので作業者の被曝量が抑えられる。また、溶接工数の削減により製造工程が合理化される。
【００１１】
請求項２記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記締結手段は、前記第１の蓋の外周面に設けられ周方向に延在する蓋側凹部又は蓋側凸部と、前記側壁の内周面に設けられ前記蓋側凹部又は前記蓋側凸部に係合する壁側凸部又は壁側凹部とで構成されたラビリンス構造を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、側壁と第１の蓋との締結をラビリンス構造としたことにより、機械的な結合力が得られると共に、第１の蓋と側壁との隙間が屈曲させられているために、この隙間に入ろうとする水蒸気が屈曲した部分に阻まれて、第１の蓋の上方に到達する水蒸気の量が抑えられ、水蒸気によるシール溶接部及び二次蓋溶接部への影響を抑えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項２記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記放射性物質収納容器は、円筒状に形成され、前記蓋側凹部は、前記第１の蓋の外周面から突出するフランジ部と突条部との間に形成され、前記突条部は周方向に間隔を開けて複数配され、前記壁側凸部は、周方向における前記突条部間の距離よりも周方向の長さが短く設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、放射性物質収納容器が円筒状で、周方向に複数分けられた壁側凸部の間隔が蓋側に設けられた突条部間の周方向の距離よりも短い構成となっていることで、第１の蓋を一旦第１の蓋のフランジ部と突条部との間に壁側凸部が来る高さまで放射性物質収納容器の上方から第１の蓋を沈め、その高さで第１の蓋を、壁側凸部が第１の蓋上部のフランジ部と下部の突条部との間に嵌合するまで軸中心に回転させることによって第１の蓋を側壁に対して容易に締結させることができるので、放射性物質収納容器の製造を容器に行うことができ、作業者の負担を低減させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記締結手段は、前記第１の蓋の外周面に設けられた蓋側ねじ溝と、前記側壁の内周面に設けられ前記蓋側ねじ溝に螺着される壁側ねじ溝とで構成されたねじ構造を備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、側壁と第１の蓋との締結をねじ構造としたことで、機械的な結合力が得られると共に第１の蓋と側壁との隙間がねじ山で屈曲させられていることで、水蒸気が屈曲した部分に阻まれて、第１の蓋の上方に到達する水蒸気の量が抑えられる。
【００１７】
請求項５に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記締結手段は、前記第１の蓋の外周部に形成されたボルト孔と、該ボルト孔に挿通される雄ねじボルトと、前記側壁の内周面に突出した前記第１の蓋を受ける蓋受け部と、該蓋受け部に形成され前記ボルト孔を挿通された前記ボルトが螺着可能な雌ねじ孔とで構成されたボルト結合構造を備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、側壁と第１の蓋との締結をボルト結合構造としたことで、機械的な結合力が得られる。なお、雄ねじボルトとボルト孔との隙間にシールを行うことで、簡易な手段によって第１の蓋の上方に到達する水蒸気の量が抑えられる。
【００１９】
請求項６に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１から５のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、締結された前記第１の蓋と前記側壁との隙間にシール溶接が施されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、第１の蓋と放射性物質収納容器との隙間にシール溶接を行うことにより、水蒸気がシール溶接部に阻まれて第１の蓋の外部に漏れ出さない。これにより、第２の蓋を側壁に対して溶接する際に、水蒸気によって溶接部が悪影響を受けることがないので、二次蓋溶接部が健全に保たれ、放射性物質収納容器の強度が良好に保持される。
【００２１】
請求項７に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１から６のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記第１の蓋は、前記締結手段で前記側壁に締結される遮蔽蓋と、該遮蔽蓋の上方に配され前記側壁との隙間にシール溶接が施されている密閉用蓋とから構成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明においては、第１の蓋が遮蔽蓋と密閉用蓋とから構成されることで、機械的強度と密閉性とを別々に確保でき、これらを向上させることができると共に設計上の自由度も向上する。
【００２３】
請求項８に記載の放射性物質収納容器の蓋構造は、請求項１から７のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造において、前記第２の蓋は、前記側壁の内径よりも大きな径の溶接用フランジ部を備え、該溶接用フランジ部と前記側壁の上端面とが溶接された二次蓋溶接部により固定されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、溶接用フランジ部と側壁の上端面とが溶接されて固定されることで、溶接部が放射性物質収納容器の側部に位置することとなり、放射性物質収納容器の側部で溶接作業を行うこととなる。そのため、放射線量の多い放射性物質収納容器の上部での作業工程が減り、作業者の被曝量が抑えられる。また、溶接部が完全溶接となるので、溶接部の強度が増す。また、側壁の延長線上の放射性物質収納容器上端に溶接部が無く、平滑となっているためにＵＴ試験を正確かつ容易に行うことができ、安全性の確認における信頼性が向上される。
【００２５】
請求項９に記載の放射性物質収納容器は、請求項１から８のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明においては、放射性物質収納容器の製造時に溶接工数が削減される。そのため、作業者の被曝量が抑えられ、製造工程が合理化された放射性物質収納容器が提供される。
【００２７】
請求項１０に記載の放射性物質収納容器の蓋固定方法は、放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の開口部を内方から順に塞ぐ第１の蓋と、第２の蓋とで放射性物質収納容器の蓋固定方法であって、前記第１の蓋を機械的な締結手段によって前記放射性物質収納容器の側壁に締結させる第１の蓋締結工程と、締結された前記第１の蓋と前記側壁との隙間にシール溶接を施すシール工程とを有し、該シール工程後に前記第２の蓋を前記側壁の上端面に載置して第２の蓋と側壁とを溶接する溶接工程とを有していることを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、第１の蓋を機械的な締結手段で締結し、それから第１の蓋と側壁との隙間にシールを行い、それから第２の蓋を側壁に締結するので、機械的な固定状態を確保した上で、容易にシール溶接ができ、蓋の固定作業を容易にかつ確実に行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放射性物質収納容器の蓋構造の第１の実施形態を、図１ないし図５に示して説明する。本実施形態においては、放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の一例であるキャニスタの蓋構造を示す。
図１にはキャニスタ１の全体構造が示されている。キャニスタ１は、蓋構造２と側壁３とを備えている。キャニスタ１のＡ部分の断面を拡大したものを図２に示す。
図２に示すように、蓋構造２は、キャニスタ１の開口部を塞ぐ一次蓋（第１の蓋）４と、一次蓋４の上方でさらにキャニスタ１の開口部を塞ぐ二次蓋（第２の蓋）５と、側壁３とを備えている。
【００３０】
一次蓋４の外周面には、図３に示すように周方向に延在する蓋側凹部４ａが設けられている。一次蓋４は略円盤状で、外周面から突出するフランジ部４ｂと突条部４ｃとを備えており、その間には蓋側凹部４ａが形成されている。突条部４ｃは周方向に複数に分けられており、図４に示すように本実施形態においては４つが等間隔に配されている。
【００３１】
側壁３は、キャニスタ１の側部を構成し、円筒状である。図５に示すように、側壁３の内周面３ａから突出して、蓋側凹部４ａと係合する壁側凸部３ｂが設けられている。一次蓋４に設けられた蓋側凹部４ａと側壁３に設けられた壁側凸部３ｂとが係合することによって、一次蓋４が側壁３に締結されるラビリンス構造が形成される。また、一次蓋４と側壁３との隙間８の上部にはシール溶接が施されていて、円環状のシール溶接部６が形成されている。また、壁側凸部３ｂの下方には、側壁３の内周面３ａから突出する支持部材３ｃが設けられている。図４に示すように、壁側凸部３ｂは、周方向に４つが等間隔に配されている。周方向において、壁側凸部３ｂが設けられていない部分を補うように支持部材３ｃが設けられている。また、図５に示すように、支持部材３ｃは、壁側凸部３ｂよりも一次蓋４の突条部４ｃの高さだけ下方に配されている。また、支持部材３ｃは壁側凸部３ｂよりも側壁３の内周面３ａから大きく突出している。
【００３２】
突条部４ｃの間隔の周方向における長さは、壁側凸部３ｂの周方向における長さよりも長い構成とされている。逆に、壁側凸部３ｂの周方向における長さは、突条部４ｃ間の周方向における距離よりも周方向の長さが短い構成とされている。
【００３３】
二次蓋５は円盤状で、二次蓋５の上部には側壁３の外径と略同じ径を持つ溶接用フランジ部５ａを備えている。側壁３の上端面３ｄと二次蓋５の溶接用フランジ部５ａとは、溶接されることによって固定されている。また、側壁３の上端面３ｄと二次蓋の溶接用フランジ部５ａとが溶接されることによって二次蓋溶接部７が形成されている。二次蓋５の下部には、側壁３の内周面３ａと略同じ径を持つ嵌合部５ｂを備えている。嵌合部５ｂは、側壁３の内周面３ａに嵌合してキャニスタ１の上部開口部を塞いでいる。
【００３４】
本実施形態におけるキャニスタ１の蓋固定方法は、一次蓋４をラビリンス構造によってキャニスタ１の側壁３に締結させる一次蓋締結工程と、締結された一次蓋４と側壁３との隙間８にシール溶接を施すシール工程と、シール工程後に二次蓋５を側壁３の上端面３ｄに載置して二次蓋５と側壁３とを溶接する溶接工程とからなる。
【００３５】
また、突条部４ｃの間隔の周方向における長さは、壁側凸部３ｂの周方向における長さよりも長い構成とされていることで、一次蓋４を一旦一次蓋４のフランジ部４ｂと下部の突条部４ｃとの間に壁側凸部３ｂが来る高さ、すなわち支持部材３ｃ上に一次蓋４を載置するまでキャニスタ１の上方から一次蓋４を沈め、そこで一次蓋４を、壁側凸部３ｂが一次蓋４上部のフランジ部４ｂとの突条部４ｃとの間である蓋側凹部４ａに嵌合するまで軸中心に回転させることによって一次蓋４を側壁３に対して締結させる。
【００３６】
上記のように構成された蓋構造２によると、キャニスタ１は、内部に放射性物質を収納して貯蔵する。放射性物質より側部に発せられる放射線は、側壁３によって阻まれて外部への漏洩を阻止する。放射性物質より上部に発せられる放射線は、一次蓋４及び二次蓋５が上部を塞いでいるために外部への漏洩を阻止する。
【００３７】
上記蓋構造２においては、一次蓋４と側壁３との締結を蓋側凹部４ａと壁側凸部３ｂとの係合によるラビリンス構造としたことにより、機械的な締結力が発揮される。そのため、溶接部が蓋の荷重を支持する必要がなくなり、溶接を深くしなくても良い。これにより、従来２０層近く行われていた溶接が２〜３層のシール溶接だけで良くなり、溶接の工数が削減される。溶接の工数が削減されるので、放射線の放出量の多いキャニスタ１上部での作業工数が少なくなり、作業者の被曝量が抑えられる。また、溶接工数の削減により作業工程が合理化されるので、材料コストや人件費といった製造コストが抑えられる。
【００３８】
また、核燃料により発せられる熱によって、キャニスタ１内の水分が蒸発して水蒸気が発生するが、一次蓋４と側壁３との締結をラビリンス構造としたことで、水蒸気がキャニスタ１内部を上昇し一次蓋４と側壁３との間に入ったとしても、一次蓋４と側壁３との隙間８が屈曲させられているために、大部分の水蒸気が屈曲した部分で阻まれ、一次蓋４の上部に到達する水蒸気の量が抑えられる。そのため、シール溶接部６及び二次蓋溶接部７に届く水蒸気量が抑えられ、キャニスタ１製造時におけるシール溶接部６及び二次蓋溶接部７と水蒸気との接触によるシール溶接部６及び二次蓋溶接部７への悪影響が抑えられる。
【００３９】
また、一次蓋４と側壁３との隙間８が屈曲させられていることで、直線状に放射する中性子の漏洩を防ぐことができる。これにより、キャニスタ１上部に漏洩する中性子の量が抑制される。
【００４０】
また、側壁３の上端面３ｄと二次蓋５の溶接用フランジ部５ａとが溶接されることによって側壁３と二次蓋５とが締結されていることにより、二次蓋溶接部７がキャニスタ１の側部に位置する構成となり、キャニスタ１の側部で溶接作業を行うこととなる。そのため、放射線量の多いキャニスタ１上部での作業工程が減り、作業者の被曝量が抑えられる。また、二次蓋溶接部７が隅肉溶接とはならずに完全溶接となるので、二次蓋溶接部７の強度が向上する。また、溶接部が二次蓋５の上端面５ｃに存在しないので、二次蓋上端面５ｃが平滑な構成となり、ＵＴ試験を行い易い。
【００４１】
また、一次蓋４と側壁３との隙間８にシール溶接が施されていることで、水蒸気がシール溶接部６に阻まれて、一次蓋４の上方に漏れ出さない。これにより、二次蓋溶接部７が水蒸気によって悪影響を受けることがない。
【００４２】
また、突条部４ｃの間隔の周方向における長さが、壁側凸部３ｂの周方向における長さよりも長い構成とされ、一次蓋４を支持部材３ｃ上に載置し、そこで一次蓋４を、壁側凸部３ｂが蓋側凹部４ａに嵌合するまで軸中心に回転させることによって一次蓋４を側壁３に締結することで、一次蓋４を側壁３に対して容易に締結させることができる。
【００４３】
一次蓋４を機械的な締結手段で締結し、それから一次蓋４と側壁３との隙間８にシール溶接を行い、それから二次蓋５を側壁３に締結することで、一次蓋４と側壁３との間の機械的な固定状態を確保した上で、容易にシール溶接ができ、一次蓋４及び二次蓋５の固定作業を容易にかつ確実に行うことができる。
【００４４】
次に、本発明に係るキャニスタの蓋構造の第２の実施形態を図６に示して説明する。なお、上記実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
【００４５】
図６に示す蓋構造２２においては、一次蓋２４と側壁２３との締結手段が、一次蓋２４の外周面に設けられた蓋側ねじ溝２４ａと、側壁２３の内周面２３ａに設けられて蓋側ねじ溝２４ａに螺着される壁側ねじ溝２３ｂとで構成されたねじ構造による締結である。
ねじ構造による締結においても、一次蓋２４と側壁２３とが機械的締結手段によって締結されているために、機械的結合力が得られ、シール溶接部２６が荷重を支持する必要がない。また、一次蓋２４と側壁２３との隙間２８が屈曲させられているために、水蒸気が屈曲した部分に阻まれて隙間２８を通り抜ける水蒸気の量が抑えられる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、一次蓋２４と側壁２３との隙間２８の断面をジグザグ状に屈曲させている。しかし、これに変えて図７に示すように断面が台形状のねじ溝による嵌合とした蓋構造３２としても構わない。すなわち図７に示す側壁３３と一次蓋３４との締結部分のように、蓋構造３２において、一次蓋３４に設けられた台形状のねじ溝３４ａと側壁３３に設けられた同じく台形状のねじ溝３３との嵌合により締結されたキャニスタ３１の蓋構造３２としても良い。
【００４７】
次に、本発明に係るキャニスタの蓋構造の第３の実施形態を図８に示して説明する。図８に示す蓋構造４２においては、一次蓋４４と側壁４３との締結手段が、一次蓋４４の外周部に設けられたボルト孔４４ａと、ボルト孔４４ａに挿通されるボルト４８と、側壁４３の内周面４３ａから突出して一次蓋４４を受ける蓋受け部４３ｂに形成されボルト孔４４ａを挿通されたボルト４８が螺着可能な雌ねじ孔４３ｃとによるボルト結合構造による締結である。ボルト４８は周方向に複数配置されており、複数のボルト結合構造によって一次蓋４４と側壁４３とが締結されている。また、一次蓋４４と側壁４３との隙間４９ａにはシール溶接が行われ、シール溶接部４６が形成されている。
【００４８】
ボルト結合構造による締結においては、一次蓋４４と側壁４３とがボルト結合されることによって一次蓋４４と側壁４３との機械的な締結力が発揮される。そのため、溶接部が蓋の荷重を支持する必要がなくなり、溶接を深くしなくても良いので、作業者の被曝量が抑えられる。
【００４９】
また、図８に示すボルト頭４８ａの付近の拡大図を図９に示す。図９に示すボルト頭４８ａと一次蓋４４に設けられたボルト孔４４ａとの隙間４９ｂにはシール溶接が施され、シール溶接部４６ｂが形成されている。ボルト頭４８ａとボルト孔４４ａとの隙間４９ｂにシール溶接を行うことで、ボルト４８とボルト孔４４ａとの隙間４９ｂを上昇する水蒸気がシール溶接部４６ｂによって進路を阻まれて、水蒸気が一次蓋４４の上方に漏れ出すことを阻止する。
【００５０】
また、ボルト４８とボルト孔４４ａとの隙間４９ｂを上昇してきた水蒸気が直接シール溶接部４６ｂに接触することを嫌うのであれば、図１０に示すように、ボルト頭５８ａの上部のボルト孔５４ａを階段状とし、このボルト孔５４ａ上部をボルト蓋５３で塞ぐと共に、ボルト蓋５３とボルト孔５４ａとの隙間５９ａにシール溶接を施し、シール溶接部５６を形成しても良い。このような構成とすることで、ボルト５８とボルト孔５４ａとの隙間５９ｂを水蒸気が上昇してきたとしても、ボルト孔５４ａとボルト蓋５３との隙間５９ａが階段状となっているために、段部によってシール溶接部５６に届く水蒸気の量が抑えられ、シール溶接部５６への影響をさらに抑えることができる。
【００５１】
次に、本発明に係るキャニスタの蓋構造の第４の実施形態を図１１に示して説明する。図１１に示す蓋構造６２においては、第１の実施形態における一次蓋４が、機械的締結手段で側壁６３に締結される遮蔽蓋６４ａと、遮蔽蓋６４ａの上方に配され側壁６３との隙間６８上部にシール溶接が施されシール溶接部６６が形成されている密閉用蓋６４ｂとに分かれた三重蓋として構成されている。側壁６３の内周面６３ａには、側壁６３から突出して遮蔽蓋６４ａの上部と嵌合する側壁突条６３ｂと、遮蔽蓋６４ａの下部を支持する支持台６３ｃとが設けられている。
【００５２】
密閉用蓋６４ｂの、クリアランス６９を介した下方には遮蔽蓋６４ａが配されており、側壁６３から突出した側壁突条６３ｂと支持台６３ｃとの間に遮蔽蓋６４ａが嵌合されてラビリンス構造とされることで、遮蔽蓋６４ａが側壁６３に対して機械的に締結される。
【００５３】
本実施形態においては、密閉用蓋６４ｂの下方に遮蔽蓋６４ａを設けたことで、キャニスタ１の機械的強度と密閉性とを別々に確保でき、これらを向上させることができると共に、設計上の自由度も向上する。
【００５４】
また、遮蔽蓋６４ａと密閉用蓋６４ｂとの間にクリアランス６９を設けたことで、キャニスタ６１内部に貯蔵した放射性物質から発せられる熱による遮蔽蓋６４ａの熱膨張が許容されている。また、遮蔽蓋６４ａが放射性物質から発せられる熱によって熱膨張が引き起こされたときに、遮蔽蓋６４ａと密閉用蓋６４ｂとがちょうど接触するように蓋構造６２を設計しておけば、放射性物質を貯蔵したときには遮蔽蓋６４ａが密閉用蓋６４ｂの荷重を支持することとなり、シール溶接部６６が荷重を支持しない構成となる。
【００５５】
なお、第１から第４の実施形態においては、蓋構造２、２２、３２、４２、６２をキャニスタ１、２１、３１、４１、６１の上部蓋に適用した。しかし、これと同様にキャニスタ１、２１、３１、４１、６１の底部蓋においても、蓋構造２、２２、３２、４２、６２を上下逆にして用いても良い。
【００５６】
その際、第４の実施形態における三重蓋による蓋構造においては、遮蔽蓋６４ａと密閉用蓋６４ｂとの間にクリアランス６９を設けているために、放射性物質をキャニスタ６１内部に貯蔵し、放射性物質の重力・慣性力により遮蔽蓋６４ａが撓んだとしても、密閉用蓋６４ｂに接触しないのでキャニスタ６１が破損しない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る放射性物質収納容器の蓋構造によれば、第１の蓋を機械的な締結手段によって放射性物質収納容器の側壁に締結したことにより、作業者の被曝量が抑えられるので、作業者の健康を良好に保つことができる。また、製造工程が合理化されるので、人件費及び材料費といった製造コストが抑えられる。
【００５８】
また、本発明に係る放射性物質収納容器の蓋固定方法によれば、第１の蓋を機械的な締結手段で締結し、それから第１の蓋と側壁との隙間にシールを行い、それから第２の蓋を側壁に締結することで、第１の蓋と側壁との間の機械的な固定状態を確保した上で、容易にシール溶接ができ、蓋の固定作業を容易にかつ確実に行うことができ、作業者の負担を減らすことができると共に放射性物質収納容器の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造の一次蓋を示す一部を破断した要部斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、側壁を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、他の例を示す一次蓋と側壁との要部断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、ねじ部付近を拡大した断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造において、他の例を示すねじ部付近を拡大した断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態における放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図である。
【図１２】従来の放射性物質収納容器の蓋構造を示す要部断面図。
【符号の説明】
１ キャニスタ
２ 蓋構造
３ 側壁
３ｂ 壁側凸部
４ 一次蓋
４ａ 蓋側凹部
４ｂ フランジ部
４ｃ 突条部
５ 二次蓋
２３ａ 壁側ねじ溝
２４ａ 蓋側ねじ溝
４３ｂ 蓋受け部
４３ｃ 雌ねじ孔
４４ａ ボルト孔
４８ ボルト
６４ａ 遮蔽蓋
６４ｂ 密閉用蓋
Claims (10)
- 放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の開口部を内方から順に塞ぐ第１の蓋と、第２の蓋とで放射性物質収納容器の蓋構造であって、
前記第１の蓋は、機械的な締結手段によって、前記放射性物質収納容器の側壁に締結されていることを特徴とする放射性物質収納容器の蓋構造。 - 前記締結手段は、前記第１の蓋の外周面に設けられ周方向に延在する蓋側凹部又は蓋側凸部と、前記側壁の内周面に設けられ前記蓋側凹部又は前記蓋側凸部に係合する壁側凸部又は壁側凹部とで構成されたラビリンス構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質収納容器の蓋構造。
- 前記放射性物質収納容器は、円筒状に形成され、
前記蓋側凹部は、前記第１の蓋の外周面から突出するフランジ部と突条部との間に形成され、前記突条部は周方向に間隔を開けて複数配され、
前記壁側凸部は、周方向における前記突条部間の距離よりも周方向の長さが短く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の放射性物質収納容器の蓋構造。 - 前記締結手段は、前記第１の蓋の外周面に設けられた蓋側ねじ溝と、前記側壁の内周面に設けられ前記蓋側ねじ溝に螺着される壁側ねじ溝とで構成されたねじ構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質収納容器の蓋構造。
- 前記締結手段は、前記第１の蓋の外周部に形成されたボルト孔と、該ボルト孔に挿通される雄ねじボルトと、前記側壁の内周面に突出した前記第１の蓋を受ける蓋受け部と、該蓋受け部に形成され前記ボルト孔を挿通された前記雄ねじボルトが螺着可能な雌ねじ孔とで構成されたボルト結合構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質収納容器の蓋構造。
- 締結された前記第１の蓋と前記側壁との隙間にシール溶接が施されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造。
- 前記第１の蓋は、前記締結手段で前記側壁に締結される遮蔽蓋と、該遮蔽蓋の上方に配され前記側壁との隙間にシール溶接が施されている密閉用蓋とから構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造。
- 前記第２の蓋は、前記側壁の内径よりも大きな径の溶接用フランジ部を備え、該溶接用フランジ部と前記側壁の上端面とが溶接された二次蓋溶接部により固定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造。
- 請求項１から８のいずれかに記載の放射性物質収納容器の蓋構造を備えることを特徴とする放射性物質収納容器。
- 放射性物質を内部に収納する放射性物質収納容器の開口部を内方から順に塞ぐ第１の蓋と、第２の蓋とで放射性物質収納容器の蓋固定方法であって、
前記第１の蓋を機械的な締結手段によって前記放射性物質収納容器の側壁に締結させる第１の蓋締結工程と、
締結された前記第１の蓋と前記側壁との隙間にシール溶接を施すシール工程とを有し、
該シール工程後に前記第２の蓋を前記側壁の上端面に載置して第２の蓋と側壁とを溶接する溶接工程とを有していることを特徴とする放射性物質収納容器の蓋固定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003049165A JP2004257868A (ja) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | 放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法並びに放射性物質収納容器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003049165A JP2004257868A (ja) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | 放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法並びに放射性物質収納容器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004257868A true JP2004257868A (ja) | 2004-09-16 |
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ID=33114950
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003049165A Withdrawn JP2004257868A (ja) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | 放射性物質収納容器の蓋構造及び蓋固定方法並びに放射性物質収納容器 |
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| JP (1) | JP2004257868A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012520443A (ja) * | 2009-03-11 | 2012-09-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 閉鎖を改善した使用済み核燃料用の貯蔵容器 |
| EP2975614A1 (de) * | 2014-07-17 | 2016-01-20 | GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH | Transport- und/oder Lagerbehälter, Montagevorrichtung und Verfahren zum Verschließen eines Transport- und/oder Lagerbehälters |
| JP2019219385A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | ゲーエヌエス・ゲゼルシャフト・フューア・ヌクレアール−サービス・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 放射性廃棄物を受容するための容器および容器アセンブリ |
-
2003
- 2003-02-26 JP JP2003049165A patent/JP2004257868A/ja not_active Withdrawn
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