貯蔵容器、貯蔵容器の詰替えシステム、および詰替え方法

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【発明の名称】	貯蔵容器、貯蔵容器の詰替えシステム、および詰替え方法
【発明者】	【氏名】松永健一【氏名】阿部岩司【氏名】村上和夫【氏名】浅田和雄【氏名】白石直【氏名】国嶋茂
【要約】	【課題】詰替え作業中において密閉容器が落下した場合でも、密閉容器の破損を防止可能な貯蔵容器、詰替えシステム、詰替え方法を提供することにある。【解決手段】コンクリートキャスク１０の容器本体１２は、キャニスタ１４を収納する収納部２２を備えている。容器本体の収納部２２に対してキャニスタの装填および取り出しを行う詰め替えシステムは、収納部の径よりも小さな外径およびキャニスタの径よりも大きな内径を有した減速シリンダ７２と、減速シリンダを収納部内の下降位置と収納部から引き出された上昇位置との間で昇降させる第１昇降機構７４と、キャニスタの一端部を保持する保持部７６を有し、キャニスタを容器本体に対して昇降させる第２昇降機構７８と、を備えている。詰替え作業時、容器本体の収納部内に減速シリンダを装着した状態で、第２昇降機構により、キャニスタを収納部に対して装填および取り出しを行う。

【特許請求の範囲】
【請求項１】放射性物質が封入された密閉容器を貯蔵する貯蔵容器において、上記密閉容器を収納する収納部と、この収納部に対して上記密閉容器を出し入れするための上端開口と、を有した容器本体と、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋と、上記容器本体の底部に設けられた吸気口、上記容器本体の上部に設けられた排気口、および上記収納部の内面とこの収納部に収納された上記密閉容器の外面との間に規定される冷却空気流路を有し、上記吸気口から容器本体内に導入された空気を上記冷却空気流路に流して上記放射性物質から発生する熱を除去し、上記排気口から排出する除熱部と、上記密閉容器を上記収納部に対して出し入れする際、上記吸気口および排気口を閉塞する閉塞部材と、上記容器本体の上端開口に設けられているとともに、上記収納部の寸法よりも小さくかつ上記密閉容器の外寸法よりも大きな寸法に形成され上記密閉容器を挿通可能な挿通孔を有した速度減衰部と、を備えたことを特徴とする貯蔵容器。
【請求項２】上記速度減衰部は、上記容器本体の上端開口に脱着可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の貯蔵容器。
【請求項３】上記速度減衰部は、上記容器本体と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の貯蔵容器。
【請求項４】上記速度減衰部は、上記挿通孔の内面にこの挿通孔とほぼ同軸的に形成された溝を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の貯蔵容器。
【請求項５】上記閉塞部材の各々は、上記容器本体に対し脱着自在に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の貯蔵容器。
【請求項６】上記閉塞部材の各々は、上記吸気口あるいは排気口を閉塞する位置と上記吸気口あるいは排気口を開放する位置との間を移動可能に上記容器本体に取付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の貯蔵容器。
【請求項７】上記容器本体はコンクリートにより形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の貯蔵容器。
【請求項８】放射性物質が封入された密閉容器を収納する収納部、およびこの収納部に対して上記密閉容器を出し入れするための上端開口を有した容器本体と、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋と、上記容器本体の底部に設けられた吸気口、上記容器本体の上部に設けられた排気口、および上記収納部の内面とこの収納部に収納された上記密閉容器の外面との間に規定される冷却空気流路を有し、上記吸気口から容器本体内に導入された空気を上記冷却空気流路に流して上記放射性物質から発生する熱を除去し、上記排気口から排出する除熱部と、を備えた貯蔵容器に対して、上記密閉容器を装填および取り出す貯蔵容器の詰替えシステムにおいて、上記収納部の寸法よりも小さな外寸法および上記密閉容器の寸法よりも大きな内寸法を有し、上記上端開口を通して上記収納部内に装着可能な減速シリンダと、上記減速シリンダを上記容器本体の収納部内に装着された下降位置と、上記収納部から引き出された上昇位置との間で昇降させる第１昇降機構と、上記密閉容器の一端部を保持する保持部を有し、上記密閉容器を上記容器本体に対して昇降させる第２昇降機構と、を備え、上記容器本体の収納部内に上記減速シリンダを装着した状態で、上記第２昇降機構により、上記密閉容器を上記収納部に対して装填および取り出しを行うことを特徴とする貯蔵容器の詰替えシステム。
【請求項９】上記密閉容器を収納し搬送するための輸送容器と、上記貯蔵容器とを並べて配置する容器載置部を備え、上記第２昇降機構は、上記輸送容器の上方に位置する第１位置と、上記貯蔵容器の上方に位置する第２位置との間を移動可能に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の貯蔵容器の詰替えシステム。
【請求項１０】上記容器載置部の上方において、上記輸送容器と対向する第１位置と、上記貯蔵容器と対向する第２位置との間を移動可能に設けられたハウジングを備え、上記第１および第２昇降機構は上記ハウジング内に設けられ、上記ハウジングは、上記第１位置において上記輸送容器の上端開口と対向し上記第２位置において上記貯蔵容器の上端開口と対向するとともに、上記減速シリンダおよび密閉容器を挿通可能な導入開口と、上記導入開口を開閉する開閉部と、を備え、上記第１昇降機構によって引き上げた上記減速シリンダおよび上記第２昇降機構によって引き上げた上記密閉容器を収納可能に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の貯蔵容器の詰替えシステム。
【請求項１１】上記減速シリンダは、上記下降位置において、上記容器本体の底壁によって閉塞される下端開口と、上記容器本体の排気口よりも上方に位置する上端開口と、を有していることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の貯蔵容器の詰替えシステム。
【請求項１２】放射性物質が封入された密閉容器を収納する収納部、およびこの収納部に対して上記密閉容器を出し入れするための上端開口を有した容器本体と、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋と、上記容器本体の底部に設けられた吸気口、上記容器本体の上部に設けられた排気口、および上記収納部の内面とこの収納部に収納された上記密閉容器の外面との間に規定される冷却空気流路を有し、上記吸気口から容器本体内に導入された空気を上記冷却空気流路に流して上記放射性物質から発生する熱を除去し、上記排気口から排出する除熱部と、を備えた貯蔵容器に対して、上記密閉容器を装填および取り出す貯蔵容器の詰替え方法において、上記収納部の寸法よりも小さな外寸法および上記密閉容器の寸法よりも大きな内寸法を有した減速シリンダを、上記貯蔵容器の上端開口を通して上記収納部内に装着し、上記減速シリンダの上端開口を通して、上記密閉容器を上方から上記減速シリンダ内に挿入することにより上記収納部内に配置した後、上記減速シリンダを上記収納部から引き上げ、上記密閉容器を上記収納部から取り出す際、上記貯蔵容器の上端開口を通して上記減速シリンダを上記収納部内に装着し、上記密閉容器の外側に配置した後、上記密閉容器を上記収納部から引き上げることを特徴とする貯蔵容器の詰替え方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、発熱を伴う放射性物質を貯蔵管理する貯蔵容器、放射性物質を収納した金属製の密閉容器、いわゆるキャニスタを貯蔵容器に対して装填及び取り出しを行う詰替えシステム、および詰替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉の使用済燃料に代表される高放射性物質は、解体処理されるとともに、プルトニウム等の燃料として再度使用可能な有用物質を回収するため、再処理される。そして、これらの使用済燃料は、再処理を行うまでの間、密閉された状態で貯蔵されている。このような高放射性物質の貯蔵方法としては、キャスク等の貯蔵容器を用いた乾式法が注目されている。乾式法に用いるキャスクには種々の構造のものがあるが、コンクリート構造物によって使用済燃料を遮蔽するコンクリートキャスクは、低コストであることから特に注目されている。コンクリートは、構造体として必要な強度が得られる等の利点も備えている。
【０００３】このようなコンクリートキャスクは、上部および底部が閉塞された筒状のコンクリート容器を備え、このコンクリート容器内に、使用済燃料が封入された筒状の金属密閉容器、いわゆるキャニスタ、が収納されている。
【０００４】一般に、キャニスタは、使用済燃料から発生した崩壊熱により加熱され２００℃程度の高温となるため、コンクリートキャスクには、使用済燃料から発生した崩壊熱を除熱するための除熱構造が設けられている。すなわち、コンクリート容器の内周面とキャニスタの外周面との間には、冷却空気流路として機能する環状の隙間が形成され、コンクリート容器の下端周縁部には吸気口が、また、容器の上端周縁部には排気口がそれぞれ設けられている。そして、吸気口からコンクリート容器内に導入された冷却空気としての外気を、冷却空気流路を流して自然対流させ排気口から排出することにより、キャニスタおよびコンクリート容器を除熱し冷却している。
【０００５】このように構成されたコンクリートキャスクでは、上述した除熱構造により、使用済燃料の冷却、コンクリート層により放射線の遮蔽、キャニスタにより使用済燃料の密封を担保している。そして、コンクリートキャスクは、高放射性物質を長期間に亘って安全に、かつ、安定して保管する必要があり、長期間に亘って高い放射線遮蔽性能が要求されている。
【０００６】一方、このようなコンクリートキャスクに対する放射性物質の収納作業および取り出し作業は以下の工程で行われる。まず、放射性物質として、例えば、原子炉の使用済燃料は、原子力発電所の貯蔵プール等でキャニスタに収納され密閉される。そして、このキャニスタは輸送用容器、いわゆる輸送用キャスクに収納された後、トラック等によって貯蔵施設に搬送される。この貯蔵施設において、搬送されてきたキャニスタは、輸送用キャスクから引き抜かれ、予め用意しておいたコンクリートキャスク内に装填される。そして、キャニスタはコンクリートキャスクに収納された状態で、所定期間貯蔵される。
【０００７】また、このようにして所定期間貯蔵された後、キャニスタは、コンクリートキャスクから取り出され、再度、輸送用キャスクに装填され、トラック等によって再処理施設へ搬送される。
【０００８】コンクリートキャスクに対するキャニスタの装填および取り出し、すなわち、コンクリートキャスクに対するキャニスタの詰替え作業は、通常、コンクリートキャスクを立てた状態で配置し、キャニスタを上から吊り下げた状態で、コンクリートキャスクの上端開口を通して、コンクリートキャスク内へ装填あるいはコンクリートキャスクから取り出しを行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したようなキャニスタの詰替え作業において、吊り上げられたキャニスタが何らかの原因により万一落下する場合も想定する必要がある。例えば、詰替え作業中にキャニスタがコンクリートキャスクの真上に位置した状態から、あるいは、一部がキャニスタに挿入された状態から落下した場合、このキャニスタは、コンクリートキャスク内を通ってコンクリートキャスクの底壁に衝突し、その衝撃によって破損することが考えられる。
【００１０】したがって、キャニスタおよびコンクリートキャスクの放射線に対する密閉性および遮蔽性を確実に担保し、信頼性および安全性を一層向上するためには、上記のような落下に対するキャニスタの破損を防止するための対策が必要となる。
【００１１】この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、密閉容器の詰替え作業等において密閉容器の落下が生じた場合でも、密閉容器の破損を防止可能な貯蔵容器、貯蔵容器の詰替えシステム、および詰替え方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、この発明に係る貯蔵容器は、放射性物質が封入された密閉容器を収納する収納部、およびこの収納部に対して上記密閉容器を出し入れするための上端開口を有した容器本体と、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋と、上記容器本体の底部に設けられた吸気口、上記容器本体の上部に設けられた排気口、および上記収納部の内面とこの収納部に収納された上記密閉容器の外面との間に規定された冷却空気流路を有し、上記吸気口から容器本体内に導入された空気を上記冷却空気流路に流して上記放射性物質から発生する熱を除去し、上記排気口から排出する除熱部と、上記密閉容器を上記収納部に対して出し入れする際、上記吸気口および排気口をそれぞれ閉塞する複数の閉塞部材と、上記容器本体の上端開口に設けられているとともに、上記収納部の寸法よりも小さくかつ上記密閉容器の外寸法よりも大きな寸法に形成され上記密閉容器を挿通可能な挿通孔を有した速度減衰部と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】上記構成の貯蔵容器によれば、収納部に対して密閉容器を装填あるいは取り出す場合、速度減衰部の挿通孔を通して装填あるいは取り出しが行われる。そして、この挿通孔は、上記収納部の寸法よりも小さくかつ上記密閉容器の外寸法よりも大きな寸法を有しているため、密閉容器が挿通孔を通る際に形成される密閉容器外面と挿通孔との隙間を、上記収納部内に装着した状態における密閉容器と収納部内面との隙間よりも小さくすることができる。そして、同時に、閉塞部材によって吸気口および排気口を閉塞することにより、収納室内の空気は上記密閉容器外面と挿通孔との狭い隙間のみを通って外部に排気される。
【００１４】従って、密閉容器の詰替え作業中に密閉容器が万一落下した場合でも、上記密閉容器外面と挿通孔との隙間を通る空気の抵抗が大きく、空気ダンパとして作用し、密閉容器の落下速度を大幅に減速することができる。これにより、不慮の事故等によって密閉容器が落下した場合でも、密閉容器に作用する衝撃を低減し、密閉容器の破損を防止することが可能となる。
【００１５】また、この発明に係る貯蔵容器の詰替えシステムは、放射性物質が封入された密閉容器を収納する収納部、およびこの収納部に対して上記密閉容器を出し入れするための上端開口を有した容器本体と、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋と、上記容器本体の底部に設けられた吸気口、上記容器本体の上部に設けられた排気口、および上記収納部の内面とこの収納部に収納された上記密閉容器の外面との間に規定された冷却空気流路を有し、上記吸気口から容器本体内に導入された空気を上記冷却空気流路に流して上記放射性物質から発生する熱を除去し、上記排気口から排出する除熱部と、を備えた貯蔵容器に対して、上記密閉容器を装填および取り出す貯蔵容器の詰替えシステムにおいて、上記収納部の寸法よりも小さな外寸法および上記密閉容器の寸法よりも大きな内寸法を有し、上記上端開口を通して上記収納部内に装着可能な減速シリンダと、上記減速シリンダを上記容器本体の収納部内に装着された下降位置と、上記収納部から引き出された上昇位置との間で昇降させる第１昇降機構と、上記密閉容器の一端部を保持する保持部を有し、上記密閉容器を上記容器本体に対して昇降させる第２昇降機構と、を備え、上記容器本体の収納部内に上記減速シリンダを装着した状態で、上記第２昇降機構により、上記密閉容器を上記収納部に対して装填および取り出しを行うことを特徴としている。
【００１６】更に、この発明に係る貯蔵容器の詰替え方法は、放射性物質が封入された密閉容器を収納する収納部、およびこの収納部に対して上記密閉容器を出し入れするための上端開口を有した容器本体と、上記容器本体の上端開口を閉塞した蓋と、上記容器本体の底部に設けられた吸気口、上記容器本体の上部に設けられた排気口、および上記収納部の内面とこの収納部に収納された上記密閉容器の外面との間に規定された冷却空気流路を有し、上記吸気口から容器本体内に導入された空気を上記冷却空気流路に流して上記放射性物質から発生する熱を除去し、上記排気口から排出する除熱部と、を備えた貯蔵容器に対して、上記密閉容器を装填および取り出す貯蔵容器の詰替え方法において、上記収納部の寸法よりも小さな外寸法および上記密閉容器の寸法よりも大きな内寸法を有した減速シリンダを、上記貯蔵容器の上端開口を通して上記収納部内に装着し、上記減速シリンダの上端開口を通して、上記密閉容器を上方から上記減速シリンダ内に挿入することにより上記収納部内に配置した後、上記減速シリンダを上記収納部から引き上げ、上記密閉容器を上記収納部から取り出す際、上記貯蔵容器の上端開口を通して上記減速シリンダを上記収納部内に装着し、上記密閉容器の外側に配置した後、上記密閉容器を上記収納部から引き上げることを特徴としている。
【００１７】上記のように構成された詰替えシステムおよび詰替え方法によれば、貯蔵容器の収納部に対する密閉容器の装填および取り出しは、予め、減速シリンダを収納部内に装着した状態で行う。減速シリンダを収納部内に装着することにより、収納部内には、減速シリンダによって収納部よりも寸法の小さな空間が規定される。そのため、減速シリンダ内を通る密閉容器の外面と減速シリンダの内面との隙間は、上記収納部内に装着した状態における密閉容器と収納部内面との隙間よりも小さく、減速シリンダ内の空気はこの小さな隙間のみを通って外部に排気される。従って、密閉容器の詰替え作業中に密閉容器が万一落下した場合でも、上記減速シリンダ内面と密閉容器外面との隙間を通る空気の抵抗が大きく、空気ダンパとして作用し、密閉容器の落下速度を大幅に減速することができる。これにより、不慮の事故等によって密閉容器が落下した場合でも、密閉容器に作用する衝撃を低減し、密閉容器の破損を防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発明の第１の実施の形態に係るコンクリートキャスクについて詳細に説明する。図１ないし図３に示すように、コンクリート製貯蔵容器としてのコンクリートキャスク１０は、コンクリートにより形成され遮蔽構造体として機能する容器本体１２を備え、この容器本体内には、キャニスタ１４が収納されている。キャニスタ１４は、金属によって形成されているとともに、両端が閉塞した円筒形状の密閉容器からなり、この密閉容器内には、バスケット１６により支持された状態で、使用済燃料集合体１８が複数体封入されている。これらの使用済燃料集合体１８は、例えば、原子炉の使用済燃料であり、崩壊熱に伴う発熱と放射線の発生を伴う放射性物質を含んでいる。
【００１９】コンクリートキャスク１０の容器本体１２は、底部の閉塞された円筒形状を有し、例えば、高さ約６ｍ、直径約４ｍ程度に形成され、また、コンクリートの壁厚は、約０．９ｍ程度に形成されている。容器本体１２の上端開口は、外面が炭素鋼板によって覆われたコンクリート製の蓋体２０により閉塞されている。この蓋体２０は、複数のボルト２１により容器本体１２の上端にボルト止めされている。なお、容器本体１２のコンクリート壁内には、図示しない配筋が施されている。
【００２０】容器本体１２内には、この容器本体の内周面および蓋体２０により、円柱形状の収納部２２が規定されている。そして、この収納部２２内にキャニスタ１４が収納されている。キャニスタ１４は、収納部２２の底面に形成された複数のリブ３１上に載置されているとともに、容器本体１２と同軸的に配置されている。また、キャニスタ１４は、その外周面が容器本体１２の内周面との間に所定の隙間、例えば、１０ｃｍ程度の隙間Ｇ１を持った状態で、収納部２２内に収納されている。
【００２１】そして、キャニスタ１４の外周面と容器本体１２の内周面との間の上記隙間により、冷却空気が流れる冷却空気流路２４が形成されている。この冷却空気流路２４は、キャニスタ１４の外周面の全周に亘って、かつ、外周面の軸方向全長に亘って形成されている。
【００２２】容器本体１２の底部には複数、例えば４つの吸気口２６が形成され、また、容器本体１２の上端部には、同様に、４つの排気口２８が形成され、それぞれ冷却空気流路２４に連通している。４つの吸気口２６は、容器本体１２の円周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられ、容器本体１２の底部外周面に開口している。また、排気口２８は、容器本体１２の円周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられ、容器本体１２の上端部外周面に開口している。
【００２３】これらの吸気口２６、排気口２８、および冷却空気流路２４は、空気の自然循環冷却によりコンクリートキャスク１０を除熱する除熱部を構成している。すなわち、吸気口２６から容器本体１２内に導入された冷却空気としての外気は、冷却空気流路２４を通ってキャニスタ１４の周囲を流れ、その間、キャニスタ１４および容器本体１２を除熱し冷却する。そして、キャニスタ１４からの熱によって加熱され昇温した冷却空気は、排気口２８から容器本体１２の外部に排出される。
【００２４】一方、容器本体１２の内周面には、炭素鋼等の金属からなる円筒状のライナ３０が設けられている。金属からなるライナ３０は、コンクリートに比較して伝熱性が高く、使用済燃料集合体１８から発生した熱の伝熱を促進するとともに、使用済燃料集合体１８からの放射線、主としてγ線、を遮蔽する機能を有している。
【００２５】また、第１の実施の形態に係るコンクリートキャスク１０は、容器本体１２の収納部２２に対してキャニスタ２２を装填および取り出す際、すなわち、詰替えを行う際に使用する速度減衰部、および容器本体１２の吸気口２６および排気口２８を閉塞する閉塞部材を備えている。
【００２６】詳細に述べると、図４ないし図６に示すように、速度減衰部は、ほぼ環状に形成され容器本体１２の上端開口部に脱着自在に装着される速度減衰部材３４を備えている。速度減衰部材３４は、その上端部外周に位置したフランジ３５を有し、炭素鋼、ステンレス等の金属によって一体に形成されている。速度減衰部材３４の内孔はキャニスタ１４を挿通可能な挿通孔３６として機能し、この挿通孔の径は、収納部２２の径よりも小さくかつキャニスタ１４の外径よりも大きく形成されている。また、速度減衰部材３４の外径は収納部２２の径とほぼ一致しているとともに、フランジ３５の径は収納部２２の径よりも十分に大きく形成されている。
【００２７】キャニスタ１４の詰替え作業を行う場合、コンクリートキャスク１０の容器本体１２から蓋体２０を取り外して上端を開放し、代わって、容器本体１２の上端開口部に速度減衰部材３４を装着する。この場合、速度減衰部材３４は、その外周面が容器本体１２の収納部２２の上端部内面に密着し、かつ、フランジ３５が容器本体１２の上端部に載置された状態で、容器本体１２の上端開口部に嵌合され、容器本体と同軸的に保持される。同時に、速度減衰部材３４は４つの排気口２８を閉塞し、この発明における閉塞部材の一部としても機能する。
【００２８】一方、図５および図７に示すように、閉塞部材は、例えば炭素鋼、ステンレス等の金属で形成された複数の閉塞板３８を含んでいる。そして、キャニスタ１４の詰替え作業を行う際、各閉塞板３８はＯリング４０を間に挟んで容器本体１２の外面にボルト止めされ、吸気口２６を閉塞する。
【００２９】このように、速度減衰部材３４を装着するとともに閉塞板３８によって各吸気口２６を閉塞した後、図５および図６に示すように、キャニスタ１４を保持した詰替え装置の外筒４２を容器本体１２の上方に配置する。そして、この外筒４２から速度減衰部材３４の挿通孔３６を通して、キャニスタ１４を容器本体１２の収納部２２内に装填する。逆に、収納部２２からキャニスタ１４を取り出す場合も同様に、速度減衰部材３４の挿通孔３６を通して、キャニスタ１４を引き上げ、外筒４２内に収納する。
【００３０】このように、キャニスタ１４の装填および取り出し作業は、速度減衰部材３４の挿通孔３６を通して行う。ここで、挿通孔３６は、収納部２２の径よりも小さくかつキャニスタ１４の外径よりも大きな径を有しているため、キャニスタ１４が挿通孔３６を通る際に形成されるキャニスタ外面と挿通孔との隙間Ｇ２は、収納部２２内に装着した状態におけるキャニスタ１４と収納部内面との隙間Ｇ１よりも大幅に狭くなる。例えば、この隙間Ｇ２は、約１０～４０ｍｍ、望ましくは約１０～２０ｍｍに設定される。同時に、装填および取り出し作業時、各吸気口２６は閉塞板３８により、また、排気口２８は速度減衰部材３４によってそれぞれ閉塞されている。
【００３１】そのため、キャニスタ１４の詰替え作業中に何らかの原因でキャニスタが落下した場合、収納室２２内に閉じ込められた空気およびその他の気体は、キャニスタ１４外面と挿通孔３６との狭い隙間Ｇ２を通ってのみ外部に排気され、その際の流通抵抗が大きくキャニスタ１４に対し空気ダンパとして作用する。従って、キャニスタ１４の落下速度を大幅に減速することができる。
【００３２】図８は、隙間Ｇ２を種々変更して、キャニスタの時間に対する落下速度の変化を示したもので、隙間Ｇ２が小さい程、落下速度を減速できることが分かる。これにより、詰替え作業中に不慮の事故等によってキャニスタ１４が落下した場合でも、キャニスタに作用する衝撃を低減し、キャニスタの破損を防止することができる。
【００３３】なお、上述した第１の実施の形態において、速度減衰部材３４に形成された挿通孔３６の内面は滑らかな表面としたが、図９に示すように、挿通孔３６の内面に、この挿通孔とほぼ同軸的な環状溝４４を速度減衰部材の軸方向に離間して複数形成する構成としても良い。このような速度減衰部材３４を用いた場合、キャニスタ１４外面と挿通孔３６との隙間を通る空気の圧力損失係数が増大し、一層大きなダンピング効果を得ることができる。
【００３４】また、速度減衰部材３４は、容器本体１２に対して脱着自在な構成としたが、図１０に示すように、容器本体１２の上端開口部内に固定的に設けても良い。この場合、速度減衰部材３４は金属あるいはコンクリートによって形成され、コンクリートを用いる場合には、容器本体１２と一体的に形成しても良い。更に、この場合、キャニスタの詰替え作業時、排気孔２８は上述した閉塞板３８と同様の閉塞部材によって閉塞される。
【００３５】更に、吸気口２６、排気口２８を閉塞する閉塞板３８はボルト止めに限らず、チャック等の他の方法によって脱着可能に取付けても良い。また、閉塞板３８は、脱着式のものに限らず、吸気口あるいは排気口を閉塞する位置と吸気口あるいは排気口を開放する位置との間を移動可能に容器本体１２に取付けられていても良い。この場合、例えば、図１１に示すように、吸気口２６あるいは排気口２８の近傍において、容器本体１２の外面に一対のガイドレール４６を設け、閉塞板３８をこれらのガイドレール４６に沿って摺動可能に設けても良い。
【００３６】次に、この発明の第２の実施の形態に係る貯蔵容器の詰替えシステムについて説明する。図１２に示すように、詰替えシステムは、例えばコンクリート壁によって構成された建屋５０を備え、この建屋５０は容器載置部５２と容器載置部の上方に設けられたハウジング５６とを備え、これら容器載置部５２およびハウジング５６は水平な床壁５４によって仕切られている。
【００３７】容器載置部５２は、キャニスタ１４を収納し輸送するための輸送容器、つまり、輸送用キャスク６０を立位状態で配置するための第１載置部６２ａ、およびコンクリートキャスク１０を立位状態で配置するための第２載置部６２ｂを有している。そして、第１および第２載置部６２ａ、６２ｂは並んで位置しているとともに、垂直な隔壁６４によって互いに仕切られている。また、第１載置部６２ａおよび第２載置部６２ｂは、床壁５４に形成された第１開口６５ａおよび第２開口６５ｂを通してそれぞれハウジング５６内に連通している。なお、コンクリートキャスク１０は、前述した第１の実施の形態において図１ないし図３に示したコンクリートキャスクと同一の構成を備えているものとする。
【００３８】ハウジング５６内には、コンクリートキャスク１０に対してキャニスタ１４を詰替える詰替え装置７０が設けられている。この詰替え装置７０は、コンクリートキャスク１０の収納部２２内に装填可能な減速シリンダ７２と、コンクリートキャスク１０に対して減速シリンダ７２を昇降させる第１昇降機構７４と、キャニスタ１４の上端を保持する保持部７６を有し、キャニスタを保持して昇降させる第２昇降機構７８と、を備えている。
【００３９】減速シリンダ７２は、例えば、炭素鋼、ステンレス等の金属によって形成され、コンクリートキャスク１０の容器本体１２内に形成された収納部２２の径よりも小さな外径、およびキャニスタ１４の径よりも大きな内径を有している。それにより、この減速シリンダ７２は、床壁５４の第２開口６５ｂおよび容器本体１２の上端開口を通して、コンクリートキャスク１０の収納部２２内に挿入可能となっている。同時に、この減速シリンダ７２内にキャニスタ１４を挿通可能と成っている。減速シリンダ７２の内径は、キャニスタ１４を挿入した状態で、キャニスタ外面と減速シリンダ内面との隙間が、約１０～４０ｍｍ、望ましくは約１０～２０ｍｍとなるように設定される。更に、減速シリンダ７２は、収納部２２の軸方向長さよりも長く形成され、後述するように、収納部２２内に装填された際、その上端部が容器本体１２から僅かに突出するように形成されている。
【００４０】第１昇降機構７４は、ハウジング５６の天壁５７に設けられ第１開口６５ｂの上方に位置した駆動部７５を有し、この駆動部は複数本のワイヤ８０を介して減速シリンダ７２を吊り下げ支持している。そして、第１昇降機構７４は、駆動部７５によってワイヤ８０を巻き上げおよび送り出すことにより減速シリンダ７２を昇降させ、この減速シリンダをコンクリートキャスク１０の収納部２２内に装填し、あるいは収納部から引き上げることができる。
【００４１】一方、第２昇降機構７８の保持部７６は、複数の係合爪８３を有し、これらの係合爪をキャニスタ１４の上端壁に形成された図示しない複数の係合凹所にそれぞれ係合させることにより、キャニスタ１４を保持する。また、第２昇降機構７８は、ハウジング５６の天壁５７に設けられた駆動部７７を有し、この駆動部は複数本のワイヤ８１を介して保持部７６を吊り下げ支持している。更に、駆動部７７は、床壁５４に形成された第１開口６５ａの上方、つまり、輸送用キャスク６０の上方に位置する図示の第１位置と、コンクリートキャスク１０の上方に位置する第２位置との間を、天壁５７の内面に取付けられたガイドレール８２に沿って移動可能に設けられている。
【００４２】そして、第２昇降機構７８は、駆動部７７によってワイヤ８１を巻き上げおよび送り出すことにより、保持部７６に保持されたキャニスタ１４を昇降させるとともに、キャニスタ１４を保持した状態で第１位置と第２位置との間を移動可能となっている。
【００４３】以下、上記詰替えシステムによるキャニスタの詰替え動作を説明する。まず、原子力発電所等から輸送されてきた輸送用キャスク６０を第１載置部６２ａに立位状態で配置するとともに、コンクリートキャスク１０を第２載置部６２ｂに立位状態で配置する。輸送用キャスク６０には、使用済燃料を封入したキャニスタ１４が収納されている。この際、減速シリンダ７２をハウジング５６内に収納された上昇位置に保持し、また、第１昇降機構７８を第１位置に移動させておく。更に、コンクリートキャスク１０の蓋は予め取り外しておく。
【００４４】続いて、図１３に示すように、第１載置部６２ａの側方を可動壁５３によって遮蔽するとともに、輸送用キャスク６０の蓋を取り外す。この状態で、第２昇降機構７８の駆動部７７を駆動して保持部７６をキャニスタ１４の上端まで下降させ、この保持部によってキャニスタ１４の上端部を保持する。その後、キャニスタ１４と共に保持部７６を引き上げ、キャニスタ１４を輸送用キャスク６０から取り出してハウジング５６内に収容する。
【００４５】同時に、第１昇降機構７４の駆動部７５を駆動して減速シリンダ７２を下降させ、床壁５４の第２開口６５ｂおよび容器本体１２の上端開口を通して、収納部２２内に挿入する。そして、減速シリンダ７２の下端が容器本体１２の底壁内面に当接した時点で、すなわち、減速シリンダ７２が図示の下降位置まで挿入された時点で駆動部７５による駆動を停止する。
【００４６】下降位置において、減速シリンダ７２の下端開口は容器本体１２の底壁によって閉塞されるとともに、減速シリンダの上端部は、容器本体１２の排気口２８よりも上方に位置し容器本体の上端開口から僅かに突出した状態となる。従って、収納部２２内には、減速シリンダ７２および容器本体１２の底壁によって仕切られた空間が形成され、この空間は収納部２２よりも小さな径を有しているとともに、減速シリンダ７２の上端開口を除いて外部から遮蔽されている。
【００４７】次に、図１４に示すように、第２昇降機構７８の駆動部７７を第１位置から第２位置へ移動させ、この第２昇降機構によって吊り下げられたキャニスタ１４をコンクリートキャスク１０の上方位置まで搬送する。なお、輸送用キャスク６０からキャニスタ１４を取り出し後、輸送用キャスク６０の蓋を閉めておく。
【００４８】続いて、図１５に示すように、第２昇降機構７８の駆動部７７を駆動して保持部７６およびキャニスタ１４を下降させ、床壁５４の第２開口６５ｂおよび減速シリンダ７２の上端開口を通して、キャニスタ１４を減速シリンダ内に挿入する。そして、キャニスタ１４の下端が容器本体１２の底壁内面に当接した時点で、すなわち、キャニスタ１４がコンクリートキャスク１０の収納部２２内に完全に収納された時点で、駆動部７７による駆動を停止する。
【００４９】その後、図１６に示すように、第２昇降機構７８は、保持部７６によるキャニスタ１４の保持を解除し、駆動部７５を駆動して保持部７６をハウジング５６内に引き上げる。同時に、第１昇降機構７４は、駆動部７５を駆動して減速シリンダ７２をコンクリートキャスク１０の収納部２２から引き上げ、ハウジング５６内へ収納する。
【００５０】このように減速シリンダ７２および第２昇降機構７８の保持部７６を引き上げた後、図１７に示すように、コンクリートキャスク１０の容器本体１２の上端開口に蓋体２０を装着して閉じることにより、キャニスタ１４の装填作業が終了する。装填作業終了後、容器載置部５２の可動壁８５を移動して第２載置部６２ｂを開放し、キャニスタ１４が装填されたコンクリートキャスク１０を搬出する。
【００５１】一方、コンクリートキャスク１０からキャニスタ１４を取り出して輸送用キャスク６０に移し変える場合には、上述した装填工程を逆の順番で行う。すなわち、コンクリートキャスク１０の容器本体１２の収納部２２内に減速シリンダ７２を挿入し、下降位置に配置した後、第２昇降機構７８により、減速シリンダ７２の上端開口を通してキャニスタ１４を引き上げる。そして、引き上げたキャニスタ１４を輸送用キャスク６０の上方まで搬送した後、輸送用キャスク内に装填する。その後、減速シリンダ７２を収納部２２から引き上げ、容器本体１２の上端開口を蓋体２０で閉じることにより、キャニスタ１４の取り出し作業が終了する。
【００５２】以上のように構成された詰替えシステムおよび詰替え方法によれば、コンクリートキャスク１０の収納部２２に対するキャニスタ１４の装填および取り出しは、予め、減速シリンダ７２を収納部２２内に装着した状態で行う。そして、減速シリンダ７２を収納部２２内に装着した場合、収納部内には、減速シリンダによって収納部よりも径の小さな空間が規定される。そのため、減速シリンダ７２内を通るキャニスタ１４の外面と減速シリンダの内面との隙間は、収納部２２内面とキャニスタ１４との間の隙間よりも小さく、減速シリンダ内の空気はこの小さな隙間のみを通って外部に排気される。従って、キャニスタ１４の詰替え作業中にキャニスタ１４が落下した場合でも、減速シリンダ７２内面とキャニスタ１４外面との隙間を通る空気の抵抗が大きく、空気ダンパとして作用し、キャニスタ１４の落下速度を大幅に減速することができる。これにより、不慮の事故等によってキャニスタ１４が落下した場合でも、キャニスタに作用する衝撃を低減し、キャニスタの破損を防止することができる。その結果、詰替え作業時における放射線漏洩等の事故発生を防止し、信頼性および安全性の向上を図ることができる。
【００５３】次に、この発明の第３の実施の形態に係る貯蔵容器の詰替えシステムについて説明する。図１８に示すように、詰替えシステムは、例えばコンクリート壁によって構成された建屋５０を備え、この建屋５０は容器載置部５２と容器載置部の上方に設けられたハウジング５６とを備えている。そして、第３の実施の形態によれば、ハウジング５６は容器載置部５２に対して移動自在に配設され、代わって、第２昇降機構７８はハウジングに対して固定的に設けられている。
【００５４】詳細に述べると、容器載置部５２は、輸送用キャスク６０を立位状態で配置するための第１載置部６２ａ、およびコンクリートキャスク１０を立位状態で配置するための第２載置部６２ｂを有している。そして、第１および第２載置部６２ａ、６２ｂは並んで位置しているとともに、垂直な隔壁６４によって互いに仕切られている。また、第１載置部６２ａおよび第２載置部６２ｂは、それぞれ上方に向かって開放している。
【００５５】ハウジング５６は、容器載置部５２に隣接対向した底壁５９を有し、この底壁には、導入開口８６が形成されているとともに、導入開口８６を開閉するための後述するシャッタ８８が設けられている。そして、ハウジング５６は、その導入開口８６が第１載置部６２ａに対向する第１位置と、第２載置部６２ｂに対向する図示の第２位置との間を移動自在に設けられている。
【００５６】また、ハウジング５６内には、第１昇降機構７４、減速シリンダ７２、第２昇降機構７８が設けられ、減速シリンダ７２は、導入開口８６を通して昇降可能となっている。ただし、第２昇降機構７８の駆動機構７７は、ハウジング５６に対して固定的に配設されているとともに、第１昇降機構７４のワイヤ８０の先端には、減速シリンダ７２を保持および開放可能な図示しない保持手段が設けられている。その他、第１昇降機構７４、減速シリンダ７２、第２昇降機構７８の構成は前述した第２の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５７】上述した第３の実施の形態に係る詰替えシステムによってキャニスタの詰替えを行う場合、図１８に示すように、まず、原子力発電所等から輸送されてきた輸送用キャスク６０を第１載置部６２ａに立位状態で配置するとともに、コンクリートキャスク１０を第２載置部６２ｂに立位状態で配置する。この際、減速シリンダ７２をハウジング５６内に収納された上昇位置に保持し、また、コンクリートキャスク１０の蓋は予め取り外しておく。
【００５８】続いて、ハウジング５６を第２載置部６２ｂと対向する第２位置に移動させた後、後述するシャッタ８８を開けてハウジングの導入開口８６を開放する。次に、第１昇降機構７４の駆動部７５を駆動して減速シリンダ７２を下降させ、導入開口８６およびコンクリートキャスク１０の容器本体１２の上端開口を通して、収納部２２内に挿入する。そして、減速シリンダ７２の下端が容器本体１２の底壁内面に当接した時点で、すなわち、図１８（ｂ）および図１９に示す下降位置まで挿入された時点で駆動部７５による駆動を停止する。
【００５９】下降位置において、減速シリンダ７２の下端開口は容器本体１２の底壁によって閉塞されるとともに、減速シリンダの上端部は、容器本体１２の排気口２８よりも上方に位置し容器本体の上端開口から僅かに突出した状態となる。従って、収納部２２内には、減速シリンダ７２および容器本体１２の底壁によって仕切られた空間が形成され、この空間は収納部２２よりも小さな径を有しているとともに、減速シリンダ７２の上端開口を除いて外部から遮蔽されている。
【００６０】続いて、図１９に示すように、ワイヤ８０から減速シリンダ７２を解放するとともに輸送用キャスク６０の蓋を取り外した後、ハウジング５６を第１載置部６２ａと対向する第１位置に移動させる。この状態で、第２昇降機構７８の駆動部７７を駆動し、導入開口８６を通して保持部７６をキャニスタ１４の上端まで下降させ、この保持部によってキャニスタ１４の上端部を保持する。その後、キャニスタ１４と共に保持部７６を引き上げ、キャニスタ１４を輸送用キャスク６０から取り出してハウジング５６内に収容する。更に、シャッタ８８によりハウジング５６の導入開口８６を閉塞する。
【００６１】次に、図２０に示すように、ハウジング５６を第２載置部６２ｂと対向する第２位置へ移動させる。なお、輸送用キャスク６０からキャニスタ１４を取り出し後、輸送用キャスク６０の蓋を閉めておく。
【００６２】続いて、図２１に示すように、シャッタ８８を開けて導入開口８８を開放した後、第２昇降機構７８の駆動部７７を駆動して保持部７６およびキャニスタ１４を下降させ、導入開口８６および減速シリンダ７２の上端開口を通して、キャニスタ１４を減速シリンダ内に挿入する。そして、キャニスタ１４の下端が容器本体１２の底壁内面に当接した時点で、すなわち、キャニスタ１４がコンクリートキャスク１０の収納部２２内に完全に収納された時点で、駆動部７７による駆動を停止する。
【００６３】その後、図２２に示すように、第２昇降機構７８は、保持部７６によるキャニスタ１４の保持を解除し、駆動部７５を駆動して保持部７６をハウジング５６内に引き上げる。同時に、第１昇降機構７４は、ワイヤ８０を介して減速シリンダ７２を支持した後、駆動部７５を駆動して減速シリンダ７２をコンクリートキャスク１０の収納部２２から引き上げ、図２３に示すように、ハウジング５６内へ収納する。そして、シャッタ８８によってハウジング５６の導入開口８６を閉じるとともに、コンクリートキャスク１０の容器本体１２の上端開口に蓋体２０を装着して閉じることにより、キャニスタ１４の装填作業が終了する。
【００６４】一方、コンクリートキャスク１０からキャニスタ１４を取り出して輸送用キャスク６０に移し変える場合には、上述した装填工程を逆の順番で行う。すなわち、コンクリートキャスク１０の容器本体１２の収納部２２内に減速シリンダ７２を挿入し、下降位置に配置した後、第２昇降機構７８により、減速シリンダ７２の上端開口を通してキャニスタ１４を引き上げる。そして、引き上げたキャニスタ１４をハウジング５６内に収納し、輸送用キャスク６０の上方まで搬送した後、輸送用キャスク内に装填する。その後、減速シリンダ７２を収納部２２から引き上げ、容器本体１２の上端開口を蓋で閉じることにより、キャニスタ１４の取り出し作業が終了する。
【００６５】以上のように構成された第３の実施の形態に係る詰替えシステムおよび詰替え方法においても、コンクリートキャスク１０の収納部２２に対するキャニスタ１４の装填および取り出しは、予め、減速シリンダ７２を収納部２２内に装着した状態で行う。そして、減速シリンダ７２を収納部２２内に装着した場合、収納部内には、減速シリンダによって収納部よりも径の小さな空間が規定される。そのため、減速シリンダ７２内を通るキャニスタ１４の外面と減速シリンダの内面との隙間は、収納部２２内面とキャニスタ１４との隙間よりも小さく、減速シリンダ内の空気はこの小さな隙間のみを通って外部に排気される。従って、キャニスタ１４の詰替え作業中にキャニスタ１４が落下した場合でも、減速シリンダ７２内面とキャニスタ１４外面との隙間を通る空気の抵抗が大きく、空気ダンパとして作用し、キャニスタ１４の落下速度を大幅に減速することができる。これにより、不慮の事故等によってキャニスタ１４が落下した場合でも、キャニスタに作用する衝撃を低減し、キャニスタの破損を防止することができる。その結果、詰替え作業時における放射線漏洩等の事故発生を防止し、信頼性および安全性の向上を図ることができる。
【００６６】なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態において、コンクリートキャスクの容器本体は円筒形状としたが、これに限らず、四角筒、三角筒等の多角形筒状としても良い。この場合、キャニスタ、速度減衰部材、減速シリンダの形状も、コンクリートキャスクの容器本体に対応した形状とすることにより、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００６７】また、詰替えシステムにおいて、第１および第２昇降機構の保持部、駆動部等の構成は上述した実施の形態に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能である。また、キャニスタを詰替える対象となるキャスクは、コンクリートキャスクに限らず、他の貯蔵容器であっても良い。
【００６８】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば、密閉容器の詰替え作業等において密閉容器の落下が生じた場合でも、密閉容器の破損を防止でき安全性および信頼性の向上した貯蔵容器、貯蔵容器の詰替えシステム、および詰替え方法を提供することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６２０８【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
【出願日】	平成１２年１１月７日（２０００．１１．７）
【代理人】	【識別番号】１０００５８４７９【弁理士】【氏名又は名称】鈴江武彦（外５名）
【公開番号】	特開２００２－１４８３８７（Ｐ２００２－１４８３８７Ａ）
【公開日】	平成１４年５月２２日（２００２．５．２２）
【出願番号】	特願２０００－３３９５３４（Ｐ２０００－３３９５３４）