JPH07134199A - 放射能汚染物収納体用貯蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射能汚染物収納体用貯蔵庫に係るもので、
放射能汚染物収納体の冷却性を確保しながら周囲環境か
らの隔離を図り、二次放射能汚染物の拡散を防止する。 【構成】 セル室に配される収納管の内部に、放射能汚
染物収納体が装填される貯蔵庫において、収納管の内部
上方及び内部下方に接続される換気ダクトと、換気ダク
トの挿通空気を冷却する熱交換器と、挿通空気を強制循
環させる空気移送手段とを具備する。閉管路により外部
から冷却空気を隔離した状態で挿通循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射能汚染物収納体用
貯蔵庫に係り、特に、放射能汚染物収納体を強制冷却す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラント等で発生する高レベ
ル放射性廃棄物等は、例えばガラス固化処理することに
よって、取り扱い性を向上させることができる。

【０００３】かかる固化パッケージ等の放射性廃棄物を
長期間保管する貯蔵庫として、実開平３−１２５２９９
号公報に示す技術が提案されている。

【０００４】一方、使用済み核燃料（以下、使用済燃料
と称す）は、例えば原子炉建屋の燃料プール水中に水没
状態に一定期間貯蔵して、残留崩壊熱による温度上昇を
抑制するようにしている。

【０００５】使用済燃料の冷却効果を向上させる技術と
して、例えば（実開平３−１１９７９７号公報）が提案
されている。かかる技術では、燃料プールのプール水中
に攪拌ガスを噴出させてプール水の流動化を図り、使用
済燃料の冷却を促進させるようにしている。

【０００６】そして、使用済燃料は、任意期間保管した
後に、再処理を行なうことによって、プルトニウム等の
有用物質を取り出すことができるが、ウラン燃料の価格
低下、高速増殖炉の実用化の遅れ等の経済的または社会
的要因により、再処理を保留したまま、長期間保管する
ことが要求される場合がある。

【０００７】また、使用済燃料をガラス固化体と同様に
貯蔵する技術として、図５に示す特開平３−２７３１９
８号公報「使用済燃料及び放射性廃棄物の貯蔵庫」が提
案されている。図５において、符号Ｃは放射能汚染物収
納体（キャニスタ入り使用済燃料）、１はセル室、２は
コンクリート壁（隔壁）、３は搬送室、４は天井壁（隔
壁）、５は支持架構（支持構造物）、６は収納管、７は
筒状冷却流路、８は外管、９は外気入口、１０は空気出
口、１１は給気シャフト、１２は排気シャフト、１３は
下部プレナム、１４は上部プレナム、１５は強制換気手
段、１６は閉塞プラグ（閉塞蓋）、１７は外気取り入れ
口、２０は外気供給管、２２は集気ヘッダ、２３は排気
管、２６はブロア、２７は吐出管、２８は連通口であ
る。

【０００８】この技術では、使用済燃料を特殊キャニス
タに収納した放射能汚染物収納体Ｃを形成しておいて、
該放射能汚染物収納体Ｃをセル室１の内部の収納管６に
縦積み状態に装填収納しておき、強制換気手段１５の作
動により、冷却空気を収納管６の内部に送り込んで、放
射能汚染物収納体Ｃの冷却を行なうとともに、強制換気
手段１５の停止時にあっても、自然対流による冷却効果
が期待できるものである。

【０００９】これらの放射能汚染物収納体Ｃからは、い
ずれも高レベルの放射線が照射されるので、放射能汚染
物収納体Ｃを空気によって冷却した場合には、空気中に
混入した塵埃、酸化物粒子、異物等が放射線照射によっ
て放射能を持つ二次放射能汚染物となる可能性がある。

【００１０】したがってこれらの二次放射能汚染物が大
気中に放出されないように、排気流路に二次放射能汚染
物を捕捉するフィルタを設置することや、セル室１の入
口に塵埃の侵入を妨げる手段を講じること等の配慮が必
要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５のよう
に、強制換気手段１５によって冷却空気をセル室１の内
部に挿通させた場合には、冷却性を高めるために、風
量、風速を大きくすると、二次放射能汚染物の生成量が
増大する傾向が避けられない。加えて、図５のような貯
蔵庫であると、上部プレナム１４と集気ヘッダ２２とを
完全に区画する必要があるために、構造が複雑なものと
なる。

【００１２】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとしている。 放射能汚染物収納体の冷却性を確保すること。 周囲環境からの隔離を図り、二次放射能汚染物の拡散
を防止すること。 放射能汚染物収納体の収納作業性及び引き出し性を確
保すること。 貯蔵庫の構築性を高めるとともに、収納管の伸縮性を
確保すること。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する複数
の手段を提案する。第１の手段は、セル室に上下方向に
配される収納管の内部に、放射能汚染物収納体が装填さ
れる貯蔵庫において、収納管の内部上方及び内部下方に
接続される換気ダクトと、該換気ダクトと接続状態に配
され換気ダクトの挿通空気を冷却する熱交換器と、換気
ダクトの途中に介在状態に配され挿通空気を強制循環さ
せる空気移送手段とを具備する構成を採用する。第２の
手段は、第１の手段に、収納管が、セル室の天井壁から
吊持されるとともに、収納管の下方開口が伸縮吸収管を
介して下方位置の換気ダクトと接続される構成が付加さ
れる。第３の手段は、第１の手段または第２の手段に、
換気ダクトがセル室の隔壁に埋設される構成が付加され
る。第４の手段は、第１の手段、第２の手段または第３
の手段に、上方位置の換気ダクトにおける収納管との接
続口に、これを常時閉塞するとともに収納管の上部開口
を閉塞する閉塞プラグの挿入時に閉塞プラグの重量を受
けて接続口を開放する換気シャッタが配される構成が付
加される。

【００１４】

【作用】空気移送手段の作動により、収納管の内部空気
が上方に送り出され、換気ダクトを経由して熱交換器に
送り込まれることにより冷却され、冷却された空気が換
気ダクトを経由して収納管の下部に強制循環により戻さ
れ、装填されている放射能汚染物収納体の冷却が行なわ
れる。空気の循環は、収納管、換気ダクト及び熱交換器
からなる閉管路で行なわれて、冷却空気内に二次放射能
汚染物が生成された場合にあっても、周囲環境からの隔
離される。放射能汚染物収納体は、収納管の上部開口か
ら収納及び引き出しされる。収納管が天井壁から吊持さ
れることにより、収納管の伸縮時の下部高さは、伸縮吸
収管により吸収され、貯蔵庫の構築時や運転時にあって
換気ダクトとの位置の調整がなされる。換気ダクトは、
隔壁に埋設されることにより、セル室から隔離され流路
の確保が行なわれる。換気シャッタは、収納管の上部開
口が開放されている場合に、換気ダクトの接続口を閉塞
し、閉塞プラグで上部開口を閉塞すると、閉塞プラグの
重量を受けて換気シャッタが収納管の内部と換気ダクト
との間を接続状態とし、換気流路が形成される。

【００１５】

【実施例】図１ないし図４は、本発明に係る放射能汚染
物収納体用貯蔵庫の一実施例を示すものである。これら
各図において、符号３１は収納管、３２，３３は換気ダ
クト、３４は熱交換器、３５は空気移送手段（循環ブロ
ア）、３６は伸縮吸収管、３７は支持構造体、３８は換
気シャッタ、Ｃは放射能汚染物収納体である。

【００１６】前記収納管３１は、天井壁４に形成した段
付き穴４ａに、上方から挿入することによって吊り下げ
られた状態に配され、下部が、支持架構５と一体の振れ
止め５ａによって上下移動可能な状態に、かつ水平方向
の移動を抑制した状態に支持される。なお、収納管３１
の内径は、放射能汚染物収納体Ｃを挿入及び取り出し得
る大きさとされるとともに、放射能汚染物収納体Ｃに放
熱フィンｆが配される場合にあっても、放射能汚染物収
納体Ｃとの間に環状空間を形成して、上下方向の空気の
挿通性が保持されるように設定される。

【００１７】前記換気ダクト３２，３３は、それぞれコ
ンクリート壁２及び天井壁４に水平に埋設されており、
上方位置の換気ダクト３２にあっては、収納管３１の上
部と熱交換器３４とを接続した状態に、下方位置の換気
ダクト３３にあっては、伸縮吸収管３６を介在させて収
納管３１の下部開口と空気移送手段３５とを接続した状
態に配される。そして、各換気ダクト３２，３３は、図
２に示すように、各収納管３１の近傍で枝分れ状態の分
岐路ｂを有して、両側に配される複数の収納管３１に対
して接続される。

【００１８】前記熱交換器３４は、一次系として、空気
入口が換気ダクト３２の外方端部に、空気出口がフィル
タ３９を介在させて空気移送手段３５の吸引口にそれぞ
れ接続されるとともに、二次系として、高温空気との熱
交換によって冷却を行なうための冷水や冷却空気の冷媒
供給系３４ａが接続される。

【００１９】前記空気移送手段３５は、その吐出口が開
閉弁３３ａを介在させて換気ダクト３３の外方端部に接
続される。

【００２０】前記伸縮吸収管３６は、収納管３１の下部
開口と換気ダクト３３の内方端部とを気密状態で接続す
るように、かつ下部がセル室１の底部のコンクリート壁
２に埋設した状態に立てられ、ベローズ構造によってセ
ル室１との隔離性を図りながら、上下方向の寸法の伸縮
性を付与したもの等が適用される。

【００２１】前記支持構造体３７は、収納管３１の下部
近傍まで立ち上げた状態にかつコンクリート壁２と一体
に、伸縮吸収管３６の内部に挿入状態に配され、その上
面に搭載される放射能汚染物収納体Ｃの重量を支持する
とともに、収納管３１及び伸縮吸収管３６との間に、空
気を挿通させる環状空間を形成する大きさに設定され
る。

【００２２】前記換気シャッタ３８は、図３及び図４に
示すように、上方位置の換気ダクト３２における収納管
３１との接続口３２ａに、これを閉塞プラグ１６の着脱
の有無によって開閉するように配される。つまり、換気
シャッタ３８は、ヒンジ部３８ａによって上下回転可能
に収納管３１の内部に突出状態に取り付けられる駆動ア
ーム３８ｂと、該駆動アーム３８ｂに一体にかつ駆動ア
ーム３８ｂが図３に示すように上方に位置している場合
に接続口３２ａを閉塞し駆動アーム３８ｂが図４に示す
ように下方に位置している場合に接続口３２ａを開放す
る開閉蓋３８ｃとを有するものである。なお、図１にあ
っては、閉塞プラグ１６が、収納管３１の上部開口３１
ａを閉塞するプラグ部１６Ａと、段付き穴４ａの上方を
閉塞する蓋部１６Ｂとによって構成されており、プラグ
部１６Ａの重量の付加の有無によって換気シャッタ３８
が開閉される。

【００２３】前記フィルタ３９は、収納管３１から排出
された空気中に含まれる放射性粒子等を捕捉して除去す
るもので、例えばＨＥＰＡフィルタ等が適用される。

【００２４】このように構成されている放射能汚染物収
納体用貯蔵庫にあっては、構築時等における収納管３１
の設置時に、収納管３１を吊り降ろして、天井壁４の段
付き穴４ａに支持させた状態に吊り下げ、伸縮吸収管３
６の伸縮性を利用して両者を接続することにより、これ
らの内部がセル室１の内部環境等から隔離された状態と
なる。

【００２５】放射能汚染物収納体Ｃを収納管３１の内部
に装填する場合には、閉塞プラグ１６を外した状態にし
て実施されるが、この状態では、図３に示すように、換
気シャッタ３８の開閉蓋３８ｃが、収納管３１の接続口
３２ａを開閉蓋３８ｃの重量に基づいて閉塞した状態と
なる。したがって、該当する収納管３１の内部が、換気
ダクト３２，３３から切り離された状態で、放射能汚染
物収納体Ｃの装填が行なわれる。なお、放射能汚染物収
納体Ｃを引き抜く場合も、収納管３１の内部が換気ダク
ト３２から切り離される。

【００２６】放射能汚染物収納体Ｃを収納管３１に装填
した後、閉塞プラグ１６を段付き穴４ａに挿入すると、
図４に示すように、閉塞プラグ１６の重量によって駆動
アーム３８ｂが下方に押され、開閉蓋３８ｃを回転させ
て接続口３２ａが開放状態となり、収納管３１の内部と
換気ダクト３２とが接続される。

【００２７】放射能汚染物収納体Ｃを収納管３１の内部
に装填した状態であると、放射能汚染物収納体Ｃから放
出される熱により、その回りの空気及び収納管３１の管
壁の温度が上昇する。

【００２８】空気移送手段３５を作動状態とすると、放
射能汚染物収納体Ｃが装填された状態の収納管３１につ
いて、内部空気の冷却及び循環が行なわれる。つまり、
空気移送手段３５の作動により、加圧された空気が換気
ダクト３３を経由して収納管３１の内部に送り込まれて
上方に挿通し、高温化した空気と入れ替わることによっ
て収納管３１等を冷却する。熱交換によって高温化した
空気は、接続口３２ａから分岐路ｂを経由して換気ダク
ト３２に集められ、熱交換器３４に送り込まれることに
より冷却される。その後、冷却された空気に含まれる放
射性粒子等がフィルタ３９で捕捉されて、空気移送手段
３５に戻されて再び循環させられる。

【００２９】これらの空気の循環は、空気移送手段３５
の作動に基づく強制循環となるが、この際に、空気の循
環路が、空気移送手段３５、換気ダクト３３、収納管３
１、換気ダクト３２、熱交換器３４及びフィルタ３９で
構成される閉管路によって、周囲環境から隔離された状
態で行なわれるため、冷却空気内に二次放射能汚染物が
生成された場合にあっても、周囲環境に影響を及ぼすこ
とがない。

【００３０】収納管３１は、常温状態と放射能汚染物収
納体Ｃの収納時の高温状態とでは全体の長さが変動する
が、この寸法変化は伸縮吸収管３６によって吸収され、
熱伸縮に伴って収納管３１に熱荷重が加わることを防止
している。そして、貯蔵庫の構築時等における各部の寸
法誤差分の吸収も伸縮吸収管３６によって行なわれる。

【００３１】また、換気ダクト３２，３３は、コンクリ
ート壁２及び天井壁４に埋設状態に配されるため、放射
能汚染物収納体Ｃの放射線による強度の劣化現象の発生
を低減することができるとともに、材料の機械的強度の
低下による影響を受けることがなく、半永久的に循環路
の確保が行なわれる。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る放射能汚染物収納体用貯蔵
庫によれば、以下の効果を奏する。 （１） 収納管の内部に装填される放射能汚染物収納体
の熱は、強制循環時に熱交換器によって除去されること
により、放射能汚染物収納体の冷却性を確保することが
できる。 （２） 収納管の内部を挿通する空気は、外部環境及び
セル室から隔離した閉管路を循環するため、塵埃等から
二次放射能汚染物が生成された場合にあっても、放射性
物質の拡散を防止することができる。 （３） 収納管を天井壁から吊持し、その下部に伸縮吸
収管を配することにより、構築時の組立誤差の吸収と、
温度変化による熱伸縮の吸収とを行ない、収納管の健全
性を保持することができる。 （４） 換気ダクトを隔壁に埋設することにより、空気
の循環路の経年変化による影響を低減し、貯蔵庫の長寿
命化を達成することができる。 （５） 換気ダクトにおける収納管との接続口に換気シ
ャッタを配して、閉塞プラグの重量を利用して開閉する
ことにより、放射能汚染物収納体が装填されていない収
納管の空気挿通をなくし、冷却を必要とする部分にのみ
冷却空気を挿通させて、効率の高い冷却を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射能汚染物収納体用貯蔵庫の一
実施例を示す正断面図である。

【図２】本発明に係る放射能汚染物収納体用貯蔵庫の一
実施例を示す平断面図である。

【図３】図１の換気シャッタにおける閉塞状態を示す正
断面図である。

【図４】図１の換気シャッタにおける開放状態を示す正
断面図である。

【図５】使用済燃料及び放射性廃棄物の貯蔵庫の従来例
を示す正断面図である。

【符号の説明】

Ｃ 放射能汚染物収納体（キャニスタ入り使用済燃料） ｆ 放熱用フィン １ セル室 ２ コンクリート壁（隔壁） ４ 天井壁（隔壁） ４ａ 段付き穴 ５ 支持架構（支持構造物） ５ａ 振れ止め ６ 収納管 １６ 閉塞プラグ（閉塞蓋） １６Ａ プラグ部 １６Ｂ 蓋部 ３１ 収納管 ３１ａ 上部開口 ３２，３３ 換気ダクト ｂ 分岐路 ３２ａ 接続口 ３４ 熱交換器 ３４ａ 冷媒供給系 ３５ 空気移送手段（循環ブロア） ３６ 伸縮吸収管 ３７ 支持構造体 ３８ 換気シャッタ ３８ａ ヒンジ部 ３８ｂ 駆動アーム ３８ｃ 開閉蓋 ３９ フィルタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セル室に上下方向に配される収納管の内
   部に、放射能汚染物収納体が装填される貯蔵庫であっ
   て、収納管の内部上方及び内部下方に接続される換気ダ
   クトと、該換気ダクトと接続状態に配され換気ダクトの
   挿通空気を冷却する熱交換器と、換気ダクトの途中に介
   在状態に配され挿通空気を強制循環させる空気移送手段
   とを具備することを特徴とする放射能汚染物収納体用貯
   蔵庫。
2. 【請求項２】 収納管が、セル室の天井壁から吊持され
   るとともに、収納管の下方開口が伸縮吸収管を介して下
   方位置の換気ダクトと接続されることを特徴とする請求
   項１記載の放射能汚染物収納体用貯蔵庫。
3. 【請求項３】 換気ダクトがセル室の隔壁に埋設される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の放射能汚染物
   収納体用貯蔵庫。
4. 【請求項４】 上方位置の換気ダクトにおける収納管と
   の接続口に、これを常時閉塞するとともに収納管の上部
   開口を閉塞する閉塞プラグの挿入時に閉塞プラグの重量
   を受けて接続口を開放する換気シャッタが配されること
   を特徴とする請求項１、２または３記載の放射能汚染物
   収納体用貯蔵庫。