JP2013181798A - Cask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャスクに関する。 The present invention relates to a cask.
わが国では、原子力発電所で使用された燃料(使用済み燃料)は、炉心より取り出されて使用済み燃料プール等に一時保管され、崩壊熱による発熱を低減させるために冷却される。そして今後は、冷却された燃料が再処理工場に搬入されて再処理されるという計画がある。即ち、使用済みの燃料からウランとプルトニウムとが資源として再び取り出され、これらが新たな燃料として再利用される計画である。 In Japan, fuel used at nuclear power plants (spent fuel) is removed from the reactor core and temporarily stored in a spent fuel pool or the like, and cooled to reduce heat generated by decay heat. In the future, there is a plan that the cooled fuel is carried into a reprocessing plant for reprocessing. In other words, uranium and plutonium are extracted again from the spent fuel as resources, and these are reused as new fuel.
しかしながら、原子力発電所で発生する使用済み燃料は増加の一途をたどっている。そのため、国内で発生する使用済み燃料の量は、再処理工場が十分に稼動しても、再処理工場の処理容量を上回る可能性がある。そこで、使用済み燃料が再処理されるまでの間、使用済み燃料を適切に貯蔵、管理する必要がある。 However, the amount of spent fuel generated at nuclear power plants is increasing. For this reason, the amount of spent fuel generated in the country may exceed the processing capacity of the reprocessing plant even if the reprocessing plant is fully operational. Therefore, it is necessary to appropriately store and manage the spent fuel until the spent fuel is reprocessed.
使用済み燃料の貯蔵方法としては、金属キャスク、コンクリートキャスク等のキャスクを用いた貯蔵、ボールト貯蔵、サイロ貯蔵等の乾式貯蔵方式、水プール等の湿式貯蔵方式の各方式がある。この中でも、コストと長期に亘る安定貯蔵性とを考慮すると、乾式貯蔵が好適である。 As a method for storing spent fuel, there are a storage method using a cask such as a metal cask and a concrete cask, a dry storage method such as a vault storage and a silo storage, and a wet storage method such as a water pool. Among these, dry storage is suitable in consideration of cost and long-term stable storage stability.
原子力発電所で発生する使用済み燃料の種類には種々のものがある。そして、使用済み燃料の中でも、燃焼度が低く、使用済み燃料プールで長期間に亘って十分に冷却された燃料は、発熱量が小さく抑えられている。そこで、このような十分に冷却された使用済み燃料については、キャスクと呼称される容器に収納され、発電所外にて貯蔵、管理されている。また、キャスクは、燃料を輸送する際にも用いられる。 There are various types of spent fuel generated at nuclear power plants. And among the used fuel, the degree of combustion is low, and the fuel sufficiently cooled for a long time in the used fuel pool has a small calorific value. Therefore, such a sufficiently cooled spent fuel is stored in a container called a cask and stored and managed outside the power plant. Casks are also used when transporting fuel.
このようなキャスクとして、例えば特許文献1記載のキャスクが知られている。特許文献1に記載のキャスクは、胴本体の内部に燃料集合体を収納するための格子状の複数の区画を備えたバスケットを配置し、この区画ごとに燃料を1本収納するようになっている。また、このようなバスケットとして、一の方向に互いに平行に揃えられた第一のバスケット群と、前記第一のバスケット群と直交方向に互いに平行に揃えられた第二のバスケット群とを互いに交差するスリット同士を係合させて、交互に上下方向に積層配置した菓子折り型のバスケットが知られている。 As such a cask, for example, a cask described in Patent Document 1 is known. In the cask described in Patent Document 1, a basket having a plurality of grid-like compartments for housing a fuel assembly is disposed inside a trunk body, and one fuel is stored in each compartment. Yes. In addition, as such a basket, a first basket group aligned parallel to each other in one direction and a second basket group aligned parallel to each other perpendicular to the first basket group intersect each other. 2. Description of the Related Art A confectionery fold basket is known in which slits are engaged with each other and alternately stacked in a vertical direction.
キャスクには、主に5つの性能が要求される。即ち、燃料から発生する崩壊熱をキャスク外部へ放出する除熱性能と、燃料に作用する荷重に耐えうる強度性能と、燃料から放出された中性子を吸収する未臨界性能と、燃料から放出された中性子及びγ線を遮蔽する遮蔽性能と、燃料から放出される放射性物質を密閉する密封性能と、がキャスクに対して主に要求される。特に、使用済み燃料をキャスクに収納する場合には、これらの性能がとりわけ要求される。 The cask is mainly required to have five performances. That is, heat removal performance that releases decay heat generated from the fuel to the outside of the cask, strength performance that can withstand the load acting on the fuel, subcritical performance that absorbs neutrons released from the fuel, and emission from the fuel Shielding performance for shielding neutrons and γ rays and sealing performance for sealing radioactive materials released from fuel are mainly required for the cask. In particular, when the spent fuel is stored in the cask, these performances are particularly required.
そして、これらの中でも、特に除熱性能の向上は、使用済み燃料のクリープ破壊を防止する上で重要となる。特に今後は、ウラン濃縮度が高められた発熱量の大きい高燃焼度燃料の貯蔵、管理が必要となることが考えられる。そのため、除熱性能のさらなる向上は、重要な課題である。また、キャスクには、輸送コストと燃料の収納体数を向上させるために、軽量化や薄肉化が要求される。 Among these, particularly, the improvement of the heat removal performance is important in preventing the used fuel from being destroyed by creep. In particular, it may be necessary to store and manage high burnup fuel with a high calorific value with enhanced uranium enrichment. Therefore, further improvement in heat removal performance is an important issue. Further, the cask is required to be lighter and thinner in order to improve the transportation cost and the number of fuel storage bodies.
ところが、特許文献1に記載のキャスクにおいては、胴本体内部の形状をバスケット構造の外形に合わせるため、胴本体の厚みが一定とならない。そのため、胴本体から外部へ均一に効率よく放熱することが困難である。また、局所的に厚い部位が存在するため、本体重量の軽量化も困難である。 However, in the cask described in Patent Document 1, the thickness of the trunk body is not constant because the shape inside the trunk body is matched to the outer shape of the basket structure. Therefore, it is difficult to uniformly and efficiently dissipate heat from the trunk body to the outside. In addition, since there are locally thick portions, it is difficult to reduce the weight of the main body.
また、特許文献1に記載のキャスクは、異なる長さのバスケット板を用いて菓子折り型のバスケットが構成されている。そのため、長さの異なるバスケット板を複数用意しなければならず、製造コストや製造工程の観点から依然として課題がある。 Moreover, the cask described in Patent Document 1 is configured as a confectionery folding basket using basket plates of different lengths. Therefore, a plurality of basket plates having different lengths must be prepared, and there are still problems from the viewpoint of manufacturing cost and manufacturing process.
このように、特許文献1に記載のキャスクにおいては、効率的な熱伝導性(除熱性)と、本体重量の軽量化と、バスケット板の製造合理化とには、いずれも改善の余地がある。本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、除熱性をより向上させるとともに、軽量化及び製造合理化可能なキャスクを提供することにある。 As described above, in the cask described in Patent Document 1, there is room for improvement in efficient thermal conductivity (heat removal performance), weight reduction of the main body weight, and rationalization of manufacture of the basket plate. The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a cask that can further improve heat removal and can be reduced in weight and rationalized in production.
本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、胴本体内部にバスケット支持部材を設け、燃料を収納した際に当該燃料と前記バスケット支持部材とが直接対向する構成のバスケットを備えることにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have provided a basket support member inside the trunk body, and provided with a basket having a structure in which the fuel and the basket support member face each other directly when the fuel is stored. Thus, the inventors have found that the above problems can be solved, and completed the present invention.
本発明によれば、除熱性をより向上させるとともに、軽量化及び製造合理化可能なキャスクを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cask that can further improve heat removal and can be reduced in weight and rationalized in production.
以下、本発明を実施するための形態(本実施形態)を、図面を適宜参照しながら説明する。なお、本明細書においては、特に指定しない限り、「高さ方向」と記載した場合には円筒形状のキャスクの中心軸に平行な方向を表すものとし、「径方向」或いは「周方向」と記載した場合には前記の高さ方向に垂直な方向を表すものとする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (this embodiment) will be described with reference to the drawings as appropriate. In the present specification, unless otherwise specified, “height direction” means a direction parallel to the central axis of the cylindrical cask, and “radial direction” or “circumferential direction”. When described, it represents a direction perpendicular to the height direction.
[1.第1実施形態]
キャスク1は、燃料集合体2の貯蔵及び輸送に使用されるものである。即ち、キャスク1には、核燃料としての燃料集合体2が収納される。図1に示す略円筒形状のキャスク1は、燃料集合体2から発生するγ線を遮蔽する胴本体(内筒)3と、この胴本体3内部に設けられ、燃料集合体2が収納される格子状の区画を形成するバスケット4と、バスケット4を支持するバスケット支持部材5とを備えている。
[1. First Embodiment]
The cask 1 is used for storing and transporting the fuel assembly 2. That is, the cask 1 contains a fuel assembly 2 as nuclear fuel. A substantially cylindrical cask 1 shown in FIG. 1 is provided inside a barrel main body (inner cylinder) 3 that shields γ rays generated from the fuel assembly 2, and accommodates the fuel assembly 2. A basket 4 that forms a grid-like section and a
胴本体3の外周面には、胴本体3の熱を外部へ放熱(除熱)する伝熱フィン11が周方向に延在して設けられている。さらには、胴本体3の外周の伝熱フィン11間には、中性子を遮蔽する中性子遮蔽体12が設けられている。
On the outer peripheral surface of the
胴本体3は、合金剛製の円筒形状容器である。胴本体3の開口側(図1の紙面上側)に一次蓋6が複数のボルト(図示せず)によって取り付けられている。また、この一次蓋6を覆うように、二次蓋7が複数のボルト(図示せず)によって取り付けられている。さらに、この二次蓋7を覆うように、三次蓋8が複数のボルト(図示せず)によって取り付けられている。
The
胴本体3の外周側には、周方向に等間隔で炭素剛製の支持フィン9が複数配設されている。そして、これら支持フィン9の先端側には、外筒10が設けられている。外筒10は、周方向に分割した複数の曲板で構成され、これら曲板の端部が支持フィン9の先端側に溶接されている。また、胴本体3と外筒10との間には、熱伝導率の高い合金製の伝熱フィン11が複数配設されている。これにより、胴本体3と外筒10との熱伝導性が高められ、胴本体3の熱を効率よく除熱することができるようになっている。
A plurality of carbon rigid support fins 9 are arranged on the outer peripheral side of the
隣接する伝熱フィン11,11の間の空間には中性子遮蔽体(例えば中性子吸収能の高いホウ素を含む樹脂)12が充填されている。さらに、一次蓋6の内部及び胴本体3の底部(図示せず)にも中性子遮蔽体12が充填されている。これらにより、燃料集合体3から発生する中性子がキャスク1の外部へ放出されることなく、遮蔽されるようになっている。また、詳細は後記するが、バスケット4を構成するバスケット板も、中性子吸収能を有している。
A space between adjacent heat transfer fins 11 and 11 is filled with a neutron shield (for example, a resin containing boron having high neutron absorption ability) 12. Furthermore, the inside of the
キャスク1の蓋側(一次蓋6等が配設される側)及び底側(一次蓋6等が配設される側とは逆側)には、緩衝体取付用のフランジ13a,13bがそれぞれ設けられている。そして、蓋側のフランジ13aの上側及び底側のフランジ13bの下側には、緩衝体(図示せず)が取り付けられている。これにより、キャスク1が落下する等した際に受けうる衝撃荷重を緩和することができるようになっている。また、キャスク1の外側には、クレーン運搬等の際に吊り具を掛けるための複数のトラニオン14が設けられている。
On the lid side of the cask 1 (the side where the
バスケット支持部材5の内面には、図2に示すように、高さ方向に延在する複数の溝21が形成されている。そして、これらの複数の溝21に格子状に組み立てられたバスケット4が挿入されて、バスケット4がバスケット支持部材5に支持されるようになっている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
バスケット4は、4段のバスケット板群15〜18により構成される。具体的には、バスケット4は、紙面下方から上方へ向かって、4枚のバスケット板15a〜15dが平行に備えられてなる1段目のバスケット板群15、4枚のバスケット板16a〜16dが平行に備えられてなる2段目のバスケット板群16、4枚のバスケット板17a〜17dが平行に備えられてなる3段目のバスケット板群17、及び、4枚のバスケット板18a〜18dが平行に備えられてなる4段目のバスケット板群18により、構成される。そして、バスケット板群15〜18は、この順で高さ方向に積層されてなる。
The basket 4 is composed of four stages of basket plate groups 15-18. Specifically, the basket 4 includes a first-stage
この際、バスケット板群15を構成するバスケット板15a〜15dの延在方向と、バスケット板群17を構成するバスケット板17a〜17dの延在方向と、は同方向である。さらに、バスケット板群16を構成するバスケット板16a〜16dの延在方向と、バスケット板群18を構成するバスケット板18a〜18dの延在方向と、は同方向である。そして、バスケット板群15を構成するバスケット板15a〜15dの延在方向と、バスケット板群16を構成するバスケット板16a〜16dの延在方向と、は、垂直になっている。
At this time, the extending direction of the
バスケット板15a〜15d,16a〜16d,17a〜17d,18a〜18dは、図2に示すように、胴本体3の径方向に全て同じ長さを有している。また、バスケット板16a〜16d,17a〜17dの高さ方向の長さ(即ち高さ)は同じである。一方で、バスケット板15a〜15d,18a〜18dの高さ方向の長さ(即ち高さ)は、バスケット板16a〜16d,17a〜17dの高さの半分になっている。
The
そして、高さ方向に隣接するバスケット板群(例えばバスケット板群15及びバスケット板群16等)を構成するバスケット板には、互いに交差するようにそれぞれのバスケット板にスリット19が形成されている。そして、隣接するバスケット板に形成されているスリット19同士が係合される(噛み合わせられる)ことにより、バスケット板群15〜18が交互に積層されてバスケット4が構成されるようになっている。
In the basket plates constituting the basket plate group (for example, the
スリット19は、燃料集合体2を収納する一区画分に対応したピッチで設けられている。また、スリット19の高さ方向の寸法(深さ寸法)は、互いに係合するスリット19の深さ寸法の合計がバスケット板16a〜16d,17a〜17dの高さの約半分となるようになっている。これにより、バスケット板群15〜18が積層された場合、1段目のバスケット板群15の上側端部と3段目のバスケット板群17との下側端部、及び、2段目のバスケット板群16の上側端部と4段目のバスケット板群18の下側端部とがそれぞれ接するようになっている。
The
以上のように、バスケット4は、交互に異なる方向に延在しているバスケット板群15〜18がスリット19を介して積層されてなる。そして、積層されてバスケット支持部材5に支持固定された後、バスケット板15a〜15d,16a〜16d,17a〜17d,18a〜18dにより囲まれて形成される区画と、これらとバスケット支持部材5との間の区画とに、燃料集合体2が収納されるようになっている。
As described above, the basket 4 is formed by stacking the
なお、バスケット板15a〜15d,16a〜16d,17a〜17d,18a〜18dの材質(即ち、バスケット4の材質)としては、中性子吸収能を有する材料が好ましい。しかも、バスケット板15a〜15d,16a〜16d,17a〜17d,18a〜18dの材質としては、強度及び熱伝導性の優れた材料が好ましい。このような材料としては、例えばホウ素を添加した合金(アルミニウム合金)等が好適である。
In addition, as a material of
バスケット支持部材5は、胴本体3の内壁に密着する大きさを有する。バスケット支持部材5は、その外周が1/4の円弧形状を有するブロック状部材22a〜22dと、ブロック状部材22a〜22dと同様の外形状を有するブロック状部材23a〜23dと、ブロック状部材22a〜22dと同様の外形状を有するブロック状部材24a〜24dと、により構成される。即ち、これらのブロック状部材(バスケット支持部材分割体)がボルト28やナット29(図3参照)、図示しない通しボルト(いずれも後記する)等によって固定されて、バスケット支持部材5が形成される。
The
バスケット支持部材5の内壁面は、その径方向の断面が略矩形(正方形)状に加工されている。ただし、四隅は、図2や図3に示すように切除されている。内壁面における対向する二面には、同位置に一組の溝21が形成されている。即ち、各内壁面において、それぞれ4本ずつ溝21が形成されている。
The inner wall surface of the
溝21は、バスケット4を構成するバスケット板に対応する位置(径方向)及び長さ(高さ方向)となるように形成される。そして、図3に示すように、前記したバスケット4を構成する各バスケット板が溝21に嵌合され、バスケット4がバスケット支持部材5に支持固定されるようになっている。
The
ブロック状部材23a〜23d及びブロック状部材23a〜23dの内壁面は、同様の溝21が形成され、同様の形状になっている。ただし、バスケット支持部材22a〜22d(即ち、最下段のバスケット支持部材)の内壁面に形成される溝21は、図2及び図4に示すように、底面まで達しない程度の長さ(高さ方向)になるように形成されている。即ち、バスケット支持部材22a〜22dの内壁面に形成される溝21の下端部と、バスケット支持部材22a〜22dの下端面との間には、ストッパ部25が形成されている。
On the inner wall surfaces of the block-
さらに、ストッパ部25に接触するように、バスケット板15a〜15d,16a〜16dの下縁部両端には、切欠き20がそれぞれ形成されている(図2参照)。これにより、1段目のバスケット板群15及び2段目のバスケット板群16を胴本体3の底面近傍まで挿入することができるようになっている。
Further,
ブロック状部材22a〜22d,23a〜23d,24a〜24dには、その高さ方向に貫通して、複数の貫通穴26が形成されている。そして、この貫通穴26に図示しない通しボルトが挿入され、当該通しボルトに対応するナットによってかしめることにより、高さ方向に隣接するブロック状部材同士が固定される。
A plurality of through
なお、全ての貫通穴26に通しボルトが挿入されるのではなく、そのうちの一部の貫通穴26は、使用済み燃料プール内で燃料を収納した後に水を排出するためのベント管(図示しない)が挿入される。
Instead of inserting through bolts into all the through
また、ブロック状部材22a〜22d,23a〜23d,24a〜24dには、貫通部27が一つ又は複数形成されている。即ち、バスケット支持部材5は、肉抜きされた形状になっている。貫通部27は、バスケット支持部材22a〜22d,23a〜23d,24a〜24dにおいて高さ方向に肉抜きされた部位である。これにより、キャスク1全体のさらなる軽量化が図られるようになっている。
Further, one or a plurality of penetrating
また、図3に示すように、貫通部27の内部には、径方向に隣接するバスケット支持部材(例えば、バスケット支持部材22aに対するバスケット支持部材22b,22d)と連通する貫通穴31が形成されている。そして、この貫通穴31にボルト28が挿入され、ナット29によってかしめることで、径方向に隣接するブロック状部材同士が固定される。
As shown in FIG. 3, a through
以上のようにして、ブロック状部材22a〜22d,23a〜23d,24a〜24d(即ち、バスケット支持部材分割体)同士を径方向及び高さ方向に結合することにより、バスケット支持部材5が構成される。
As described above, the
なお、第1実施形態のキャスク1においては、バスケット支持部材5を構成する材料として、強度に優れ、胴本体3あるいはバスケット4よりも熱伝導性の高い金属や合金を用いることが好ましい。このような材料の具体例としては、アルミニウムやアルミニウム合金等が挙げられる。
In the cask 1 of the first embodiment, it is preferable to use a metal or alloy that is excellent in strength and has higher thermal conductivity than the
バスケット4を組み立てる場合、例えば、はじめにバスケット板群15を構成する各バスケット板をバスケット支持部材5の溝21に挿入する。そして、挿入されたバスケット板群15を構成するバスケット板の延在方向と垂直な方向に、バスケット板群16を構成するバスケット板を溝21に挿入する。これにより、バスケット板群15の上段にバスケット板群16が積層(配置)されることになる。同様にして、バスケット板群17,18も、バスケット板群16の上段に積層する。
When assembling the basket 4, for example, first, each basket plate constituting the
このようにしてバスケット支持部材5の内部に、バスケット4が支持固定される。そして、バスケット4が支持固定されたバスケット支持部材5は、それらが一体物として胴本体3の内部に挿入される。その後、胴本体3、バスケット4及びバスケット支持部材5の一体物の外周に支持フィン9や伝熱フィン11、中性子遮蔽体12等を配置することにより、第1実施形態のキャスク1が得られる。
In this way, the basket 4 is supported and fixed inside the
第1実施形態のキャスク1においては、複数のバスケット板15a〜15d,16a〜16d,17a〜17d,18a〜18dは、熱伝導性の高い材料からなるバスケット支持部材5の内周面に形成された溝21に挿入支持される。これにより、バスケット4が形成され、バスケット4は、胴本体3よりも熱伝導性の高いバスケット支持部材5に接触される。このように、熱伝導性の高いバスケット支持部材5を介することにより、単にバスケット4を胴本体3内部に直接接触又は近接させた場合と比較して、熱伝導性が高められ、除熱性能の向上を図ることができる。即ち、胴本体3とバスケット4との間に効率的に熱を伝える経路が形成されることにより、熱伝導性の向上を図ることができる。
In the cask 1 of the first embodiment, the plurality of
また、キャスク1に燃料集合体2を収納する際、最外周に収納される燃料集合体2がバスケット支持部材5と直接対向するように、バスケット4が構成されている。即ち、バスケット4により形成される空間に収納される燃料集合体2のうちの少なくとも一部の燃料集合体2が、バスケット支持部材5に直接対向して収納されるようになっている。このように、最も外側に収納される燃料集合体2とバスケット支持部材5との間にバスケット板を設けないことにより、胴本体3を細く形成し、キャスク1の軽量化を図ることができる。
Further, the basket 4 is configured such that when the fuel assembly 2 is stored in the cask 1, the fuel assembly 2 stored in the outermost periphery directly faces the
しかも、胴本体3内部の燃料集合体2以外の空間(即ち空気が存在する空間)を少なくすることができる。このように、熱伝導性の低い空間を少なくすることができるため、燃料集合体2からの熱が胴本体3に効率よく伝達される。これにより、除熱性能が向上する。
In addition, the space other than the fuel assembly 2 inside the trunk body 3 (that is, the space where air exists) can be reduced. Thus, since the space with low thermal conductivity can be reduced, the heat from the fuel assembly 2 is efficiently transmitted to the
さらに、第1実施形態のキャスク1においては、バスケット板15a〜15d,16a〜16d,17a〜17d,18a〜18dは、全て同一の長さで形成されている。また、スリット19の位置及び深さも、全て同様になっている。このように、バスケット板の長さが全て同じであるため、バスケット板の製造時に部品の種類の削減を図ることができる。しかも、バスケット板の製造時、製造時間の短縮化を図ることができる。さらには、スリット19の形成時、スリット19の位置及び深さが全て同じであるため、全てのバスケット板に対してスリット19を一度の工程で形成することができ、製造工程の簡素化を図ることができる。
Furthermore, in the cask 1 of the first embodiment, the
[2.第2実施形態]
次に、第2実施形態のキャスクについて、図5を参照しながら説明する。ただし、第2実施形態のキャスクにおいては、バスケット支持部材5として、図5(a)に示すブロック状部材5B(バスケット支持部材分割体)を結合したものを用いたこと以外は、第1実施形態のキャスク1の構成と同様である。そのため、第2実施形態のキャスクにおけるブロック状部材5B以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。
[2. Second Embodiment]
Next, the cask of the second embodiment will be described with reference to FIG. However, in the cask of the second embodiment, the
図5(a)に示すブロック状部材5Bは、その外径として1/4の円弧形状を有する。ブロック状部材5Bにおいては、一方の周方向端面70に、高さ方向に延在する、断面T字状の突起71aが形成されている。さらに、他方の周方向端面70に、高さ方向に延在するスリット71bが形成されている。
The block-shaped
ブロック状部材5B同士を結合する際には、突起71aを、別のブロック状部材5Bのスリット71bに挿嵌することで、複数のブロック状部材5Bが周方向に結合される(図5(b)参照)。このようにすることで、ブロック状部材5B同士の周方向の結合に際してボルト等を用いる必要がない。そのため、結合が容易になるとともに、部品点数が削減される。また、高さ方向の結合は、第1実施形態と同様に、貫通穴26に通しボルト等(図示しない)を挿入することにより行われる。
When the
[3.第3実施形態]
次に、第3実施形態のキャスクについて、図6を参照しながら説明する。ただし、第3実施形態のキャスクにおいては、前記したバスケット支持部材5として、図6(a)に示すブロック状部材5C(バスケット支持部材分割体)を結合したものを用いたこと以外は、第1実施形態のキャスク1の構成と同様である。そのため、第3実施形態のキャスクにおけるブロック状部材5C以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。なお、図6(a)においては、ブロック状部材5C(即ち、バスケット支持部材5)は、胴本体3に収納された状態で示されている。
[3. Third Embodiment]
Next, the cask of the third embodiment will be described with reference to FIG. However, in the cask of the third embodiment, the first
ブロック状部材5Cは、その内壁面に、高さ方向に延在する溝21,33が形成されている。これらの溝21,33の深さ(周方向の長さ)は異なっている。具体的には、溝33の深さは、溝21の深さよりも深い(長い)ものになっている。また、溝21,33の各深さに対応するように、長さの異なるバスケット板によってバスケット4が構成されている。
The block-
このように、第1実施形態のキャスク1に設けられた溝21よりも深い溝33が形成されることにより、溝33において、バスケット板とブロック状部材5Cとの接触面積が大きくなる。即ち、異なる長さのバスケット板を用い、これに対応する溝21,33を設けることにより、バスケット板とブロック状部材5Cとの接触面積を大きくすることができる。これにより、燃料集合体2からの熱をブロック状部材5Cにより効率良く伝達させることができ、除熱性能が向上する。
Thus, by forming the
また、ブロック状部材5Cの外周面側にはザグリ部32が設けられている(図6(b)参照)。即ち、ブロック状部材5Cにおいては、径方向に肉抜きがなされている。ザグリ部32内には、端面70と連通する貫通穴31が設けられている。そして、ブロック状部材5Cは、この貫通穴31を介してボルト28及びナット29により、別のブロック状部材5Cと固定される。このような形状とすることにより、伝熱性能がより向上したものとなるとともに、軽量化を図ることもできる。
Further, a
[4.第4実施形態]
次に、第4実施形態のキャスクについて、図7を参照しながら説明する。ただし、第4実施形態のキャスクにおいては、前記したブロック状部材5として、図7(a)に示すバスケット支持部材5D(バスケット支持部材分割体)を結合したものを用いたこと以外は、第1実施形態のキャスク1の構成と同様である。そのため、第4実施形態のキャスクにおけるブロック状部材5D以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。
[4. Fourth Embodiment]
Next, the cask of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. However, in the cask of the fourth embodiment, the first block except that the block-
図7(a)に示すように、ブロック状部材5Dは、図5(a)を参照しながら説明した突部71a及びスリット71bと、図6(a)を参照しながら説明した溝21,33と、を備えている。溝33において、バスケット4(図示しない)とブロック状部材5Dとの接触面積が大きくなる。これにより、燃料集合体2からの熱をブロック状部材5Dにより効率良く伝達させることができ、除熱性能が向上する。また、図7(b)に示すように、ブロック状部材5D同士の結合に際してボルト等を用いる必要がない。そのため、結合が容易になるとともに、部品点数が削減される。
As shown in FIG. 7A, the block-shaped
[5.第5実施形態]
次に、第5実施形態のキャスクについて、図8を参照しながら説明する。ただし、第5実施形態のキャスクにおいては、前記したバスケット支持部材5として、図8(a)に示すブロック状部材5E(バスケット支持部材分割体)を結合したものを用いたこと以外は、第1実施形態のキャスク1の構成と同様である。そのため、第5実施形態のキャスクにおけるブロック状部材5E以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。
[5. Fifth Embodiment]
Next, the cask of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. However, in the cask of the fifth embodiment, the first
ブロック状部材5Eは、その外形状が図8(b)に示すように円筒形状になっている。バスケット支持部材5Eの内部は中空状になっている。そして、ブロック状部材5Eの内壁面には、バスケット4(図8(b)参照)が挿入支持される溝21が形成されている。
The outer shape of the block-
ブロック状部材5Eを胴本体3(図1参照)に収納する際、図8(b)に示すように、ブロック状部材5Eは高さ方向に複数段(図示では3段)積層される。この際、各ブロック状部材5Eの内壁に形成されている溝21は周方向の位置が一致するように積層される。
When the block-
バスケット支持部材5Eを製造する方法としては、例えば一枚の金属板から図8(a)に示す形状を削り出す方法とすることができる。このような方法によれば、製造工程を簡素化することができるとともに、部品点数を削減することができる。
As a method for manufacturing the
[6.第6実施形態]
次に、第6実施形態のキャスクについて、図9及び図10を参照しながら説明する。ただし、第6実施形態のキャスクにおいては、前記したバスケット支持部材5として、図10に示すブロック状部材5F(バスケット支持部材分割体)を結合したものを用いたこと以外は、第1実施形態のキャスク1の構成と基本的には同様である。そのため、第6実施形態のキャスクにおけるブロック状部材5F以外の構成の説明は省略する。また、前記した各部と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明を省略する。なお、図9(a)においては、ブロック状部材5Fは、胴本体3に収納された状態で示されている。
[6. Sixth Embodiment]
Next, the cask of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. However, in the cask of the sixth embodiment, the
第6実施形態においては、ブロック状部材5Fに溝34が設けられているほか、胴本体3の内壁面にも溝35が設けられている。これらの溝34,35は、いずれも、高さ方向に延在している。そして、これらの溝34,35に対し、バスケット4が挿入支持されるようになっている。即ち、バスケット4は、胴本体3及びバスケット支持部材5のいずれにも支持固定されている。
In the sixth embodiment, the
ブロック状部材5Fの外側面は、図9及び10に示すように、胴本体3の内壁面と対向する円弧形状になっている。また、ブロック状部材5Fの外側面(円弧)の周方向長さは、図9に示すように、胴本体3に設けられた2つの溝35,35間にブロック状部材5Fが配設可能な長さになっている。また、胴本体3に設けられた溝35のうち、最も近接する溝35,35間の距離は、図9に示すように、バスケット4により形成される区画(燃料集合体2が収納される区画)の対角線の長さと略同じである。
As shown in FIGS. 9 and 10, the outer surface of the block-shaped
また、ブロック状部材5Fの内壁面(バスケット4と接触する面)には、図9及び図10に示すように、その上端面から下端面に延在して溝34が設けられている。さらに、図示はしていないが、胴本体3に形成される溝35は、図2に示したバスケット支持部材5と同様に下端面まで到達しておらず、ストッパ部(図示しない)が形成されている。そして、このストッパ部に対応するようにバスケット4も構成され、第1実施形態において説明したものと同様に、バスケット4を胴本体3の底面近傍まで挿入することができるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 9 and 10, a
第6実施形態のキャスクにおいては、バスケット4が直接胴本体3に接触される。従って、燃料集合体2からのバスケット4及びブロック状部材5Fを介した胴本体3への伝熱のほか、バスケット4から胴本体3に直接熱を直接伝達させることができ、除熱性能を向上させることができる。
In the cask of the sixth embodiment, the basket 4 is in direct contact with the
また、バスケット4を構成するバスケット板のうち、最も外側に存在するバスケット板は、胴本体3に形成された溝部35に挿入されるようになっている。そのため、胴本体3内部の燃料集合体2が収納されない部分を少なくすることができる。これにより、胴本体3を細くすることができ、キャスクの軽量化を図ることができる。しかも、胴本体3内部の燃料集合体2以外の空間(即ち空気が存在する空間)を少なくすることができる。このように、熱伝導性の低い空間を少なくすることができるため、燃料集合体2からの熱が胴本体3に効率よく伝達される。これにより、除熱性能が向上する。
Further, among the basket plates constituting the basket 4, the outermost basket plate is inserted into a
さらには、ブロック状部材5Fは、バスケット4とともに胴本体3の内部に固定される。即ち、胴本体3の内壁面に溝部35が形成されているため、ボルト等を用いてブロック状部材5F及びバスケット4を固定せずとも、胴本体3内部で移動することがない。そのため、より確実かつ容易に、ブロック状部材5Fを胴本体3内部に固定することができる。
Further, the block-shaped
そして、第6実施形態におけるバスケット4は、全て同じ長さのバスケット板により構成される。そのため、部品点数の削減を図ることができる。 And all the baskets 4 in 6th Embodiment are comprised by the basket board of the same length. Therefore, the number of parts can be reduced.
[7.その他の変更例]
以上説明した各実施形態の構成によれば、除熱性をより向上させるとともに、軽量化及び製造合理化可能なキャスクを提供することができる。ただし、本実施形態は、前記の具体例に何ら制限されるものではない。
[7. Other changes]
According to the configuration of each embodiment described above, it is possible to provide a cask that can further improve heat removal and can be reduced in weight and rationalized in production. However, the present embodiment is not limited to the specific examples described above.
例えば、第2実施形態のブロック状部材5B等においては、突起71aの断面形状がT字状になっているが、例えば断面形状が三角形状(端部71から周方向外側に向かって突起の幅寸法が拡大する形状)や円形状等、その形状は特に制限されない。そして、この突起71aに対するように、スリット71bが形成されればよい。
For example, in the block-
また、第5実施形態のブロック状部材5Eにおいては、積層されるブロック状部材5Eの数(段数)は3段に限られず、2段以下であってもよいし、4段以上であってもよい。
Further, in the block-
さらに、第6実施形態のブロック状部材5Fは、高さ方向に一体に形成されているが、例えば図11に示すように、ブロック状部材5G(バスケット支持部材分割体)を3段積層してブロック状部材5Fとしてもよい。この場合、3段の積層に何ら限定されず、2段の積層又は4段以上の積層でもよい。
Further, the block-
また、前記した各実施形態において、バスケット4は4段のバスケット板群15〜18を積層配置されてなるが、3段以下のバスケット板群が積層配置されてなってもよく、5段以上のバスケット板群が積層配置されてなってもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the basket 4 is formed by stacking and arranging four stages of
また、キャスク1は円筒形状として説明したが、キャスク1の形状は円筒形状に何ら限定されるものではなく、任意の形状に適用できる。従って、その他の部材も、キャスク1の形状に合わせて任意に決定すればよい。 Moreover, although the cask 1 was demonstrated as a cylindrical shape, the shape of the cask 1 is not limited to a cylindrical shape at all, and can be applied to an arbitrary shape. Therefore, other members may be arbitrarily determined according to the shape of the cask 1.
さらに、前記の各実施形態においては、バスケット4は複数のバスケット板をスリット19に係合させて構成しているが、バスケット4の構成はこの構成に何ら限定されず、任意の方法でバスケット4を構成すればよい。
Further, in each of the embodiments described above, the basket 4 is configured by engaging a plurality of basket plates with the
また、キャスク1に収納可能な燃料集合体2の本数も、図示の例に何ら限定されない。そのため、所望の本数の燃料集合体2が収納可能となるように、バスケット4を構成すればよい。 Further, the number of fuel assemblies 2 that can be stored in the cask 1 is not limited to the illustrated example. Therefore, the basket 4 may be configured so that a desired number of fuel assemblies 2 can be stored.
また、前記した各実施形態の構成は、適宜組み合わせて適用してもよい。例えば、図9に示す第6実施形態において、バスケット支持部材5Fに備えられる溝の深さ(径方向)は全て同じである必要は無く、例えば図6に示すように、異なる深さになるようにしてもよい。
The configurations of the above-described embodiments may be applied in appropriate combination. For example, in the sixth embodiment shown in FIG. 9, the depths (diameter direction) of the grooves provided in the
1 キャスク
2 燃料集合体(核燃料)
3 胴本体
4 バスケット
5 バスケット支持部材
5B,5C,5D,5E,5F,5G ブロック状部材(バスケット支持部材分割体)
12 中性子遮蔽体
1 Cask 2 Fuel assembly (nuclear fuel)
3 trunk body 4
12 Neutron shield
Claims (6)
前記胴本体と前記バスケットとの間にはバスケット支持部材が設けられ、前記バスケットは前記バスケット支持部材に支持固定され、
前記バスケットにより形成される空間に収納される核燃料のうちの少なくとも一部の核燃料が、前記バスケット支持部材に直接対向して収納されるように、前記バスケットが構成されている
ことを特徴とする、キャスク。 A cask for storing the nuclear fuel, comprising: a trunk body that shields gamma rays; a neutron shield that shields neutrons; Because
A basket support member is provided between the trunk body and the basket, and the basket is supported and fixed to the basket support member.
The basket is configured such that at least a part of the nuclear fuel stored in the space formed by the basket is stored directly opposite to the basket support member. Cask.
前記バスケットは、複数のバスケット板により構成され、
前記複数のバスケット板は、長さの同じバスケット板により構成される
ことを特徴とする、キャスク。 The cask according to claim 1,
The basket is composed of a plurality of basket plates,
The cask, wherein the plurality of basket plates are constituted by basket plates having the same length.
前記バスケットは、複数のバスケット板により構成され、
前記複数のバスケット板は、長さの異なるバスケット板により構成される
ことを特徴とする、キャスク。 The cask according to claim 1,
The basket is composed of a plurality of basket plates,
The cask, wherein the plurality of basket plates are constituted by basket plates having different lengths.
前記バスケットは、前記胴本体及び前記バスケット支持部材のいずれにも支持固定される
ことを特徴とする、キャスク。 The cask according to any one of claims 1 to 3,
The cask according to claim 1, wherein the basket is supported and fixed to both the trunk body and the basket support member.
前記バスケット支持部材は、肉抜きされている
ことを特徴とする、キャスク。 In the cask according to any one of claims 1 to 4,
The cask is characterized in that the basket support member is thinned.
前記バスケット支持部材は、複数のバスケット支持部材分割体が結合されてなる
ことを特徴とする、キャスク。 The cask according to any one of claims 1 to 5,
The basket support member is a cask comprising a plurality of basket support member divided bodies coupled together.
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