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JP5062686B2 - Canister and concrete cask - Google Patents
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Description

本発明は、原子力発電所で使用された使用済燃料を密封貯蔵するための金属容器であるキャニスタ及びこのキャニスタをコンクリート容器で覆ったコンクリートキャスクに関する。   The present invention relates to a canister which is a metal container for hermetically storing spent fuel used in a nuclear power plant, and a concrete cask in which the canister is covered with a concrete container.

原子力発電所で使用された使用済燃料は、例えば、プルトニウム、ウラン等の再利用可能な物質を回収するための再処理が施される。例えば、日本国内においては、原子力発電所での使用済燃料発生量が年間1200トン程度であるのに対し、再処理量は年間800トン程度であり、発生量が再処理量を上回っている。このため、再処理されずに残る使用済燃料は、例えば、原子力発電所敷地外の所定場所に一定期間貯蔵される。そして、この貯蔵量は今後増加すると考えられる。   The spent fuel used at the nuclear power plant is subjected to reprocessing for recovering reusable substances such as plutonium and uranium. For example, in Japan, the amount of spent fuel generated at nuclear power plants is about 1200 tons per year, whereas the amount of reprocessing is about 800 tons per year, and the amount generated exceeds the amount of reprocessing. For this reason, the spent fuel which remains without being reprocessed is stored for a certain period in a predetermined place outside the nuclear power plant site, for example. And this amount of storage is expected to increase in the future.

貯蔵方法としては、水によって冷却を行う湿式法と、空気によって冷却を行う乾式法とがあり、乾式法の一つとして、金属キャスク貯蔵等が実用化されている。乾式法は、湿式法に比べて運転コストが低いものの、金属キャスク貯蔵はキャスク費用が極めて大きく、搬送される際の安全性への配慮等が必要なため大幅なコストダウンも期待できない。   As a storage method, there are a wet method in which cooling is performed with water and a dry method in which cooling is performed with air. As one of the dry methods, metal cask storage and the like have been put into practical use. Although the dry method has a lower operating cost than the wet method, the cost of storing the metal cask is extremely high, and it is not possible to expect a significant cost reduction due to the need to consider safety when transported.

また、乾式法の一つとして、コンクリートキャスク貯蔵が提案されている(例えば、特許文献1参照)。コンクリートキャスク貯蔵であれば、大幅なコストダウンを図ることができるものの、コンクリートキャスク貯蔵に使用されるキャニスタの耐食性、例えば、応力腐食割れに対する健全性が確認できないため、未だ実用化の目処はたっていないのが現状である。   Moreover, concrete cask storage is proposed as one of the dry methods (for example, refer patent document 1). Although concrete cask storage can greatly reduce costs, the corrosion resistance of canisters used for concrete cask storage, such as soundness against stress corrosion cracking, cannot be confirmed. is the current situation.

このようなキャニスタの応力腐食割れ等の問題を解消するために、キャニスタを構成する円筒部の少なくとも内周面以外を、スーパーステンレス鋼、SUS304など耐食性の優れたステンレス鋼からなる耐食層で覆うようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。   In order to eliminate such problems as stress corrosion cracking of the canister, at least the inner peripheral surface of the cylindrical portion constituting the canister is covered with a corrosion resistant layer made of stainless steel having excellent corrosion resistance such as super stainless steel and SUS304. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2001−141883号公報JP 2001-141883 A 特開2003−255086号公報JP 2003-255086 A

このようにステンレス鋼からなる耐食層を設けることで、キャニスタの耐食性を向上することはできる。しかしながら、使用済燃料が収容されたキャニスタ(コンクリートキャスク)は、潮風に晒される海岸部に設置されることが多いため、ステンレス鋼からなる耐食層を有するキャニスタであっても応力腐食割れが発生してしまうことが考えられる。つまり、ステンレス鋼からなる耐食層を設けたキャニスタであっても、放射性物質の密封機能を十分に維持できているとは言い切れない。このためキャニスタのさらなる耐食性向上が望まれている。   Thus, by providing the corrosion resistant layer made of stainless steel, the corrosion resistance of the canister can be improved. However, since canisters (concrete cask) containing spent fuel are often installed on coastal areas exposed to sea breeze, even canisters with a corrosion-resistant layer made of stainless steel will cause stress corrosion cracking. It can be considered. That is, even a canister provided with a corrosion-resistant layer made of stainless steel cannot be said to be able to sufficiently maintain the sealing function of the radioactive substance. For this reason, further improvement in the corrosion resistance of the canister is desired.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、使用済燃料を長期間に亘って確実に密封貯蔵することができ、且つコストダウンを図ることができるキャニスタ及びコンクリートキャスクを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a canister and a concrete cask capable of securely storing spent fuel for a long period of time and reducing costs. For the purpose.

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、金属材料からなり内部に使用済燃料が収容される筒状の本体部を具備し、前記本体部の外表面がチタン又はチタン合金からなる耐食被覆層で覆われており、前記耐食被覆層が、底板と、上板と、側板と、を備え、これらの底板、上板及び側板のそれぞれが前記本体部に溶接により固定され、前記側板が、前記本体部の円周方向に亘って連続して設けられる複数の被覆板で構成され、各被覆板はその端部同士及び隣接する被覆板との間で前記本体部に溶接され、且つ前記被覆板には、複数の貫通孔が形成されており、当該被覆板が各貫通孔において前記本体部の表面に溶接されていることを特徴とするキャニスタにある。 A first aspect of the present invention that solves the above problems comprises a cylindrical main body portion made of a metal material and containing spent fuel therein, and an outer surface of the main body portion made of titanium or a titanium alloy. The corrosion-resistant coating layer includes a bottom plate, an upper plate, and a side plate, and each of the bottom plate, the upper plate, and the side plate is fixed to the main body by welding, and the side plate is Each of the covering plates is welded to the main body portion between its end portions and an adjacent covering plate, and A plurality of through holes are formed in the cover plate, and the cover plate is welded to the surface of the main body at each through hole .

かかる第1の態様では、キャニスタの耐食性が大幅に向上し、放射性物質の密封機能を長期間に亘って十分に維持することができる。つまり、耐食被覆層によってキャニスタの応力腐食割れが確実に防止される。   In the first aspect, the corrosion resistance of the canister is greatly improved, and the sealing function of the radioactive substance can be sufficiently maintained over a long period of time. That is, the stress corrosion cracking of the canister is reliably prevented by the corrosion resistant coating layer.

本発明の第2の態様は、前記本体部がステンレス鋼で形成されていることを特徴とする第1の態様のキャニスタにある。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the canister according to the first aspect, wherein the main body is formed of stainless steel.

かかる第2の態様では、本体部が比較的耐食性に優れた材料で形成されていることで、放射性物質をさらに確実に密封貯蔵することができる。   In the second aspect, since the main body is formed of a material having relatively excellent corrosion resistance, the radioactive substance can be more securely sealed and stored.

本発明の第3の態様は、各被覆板間の溶接部が帯状のカバー部材によって覆われていることを特徴とする第1又は2の態様のキャニスタにある。
本発明の第4の態様は、前記貫通孔がカバー部材によって覆われていることを特徴とする第1〜3の何れか一つの態様のキャニスタにある。
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか一つの態様のキャニスタと、前記キャニスタが内部に収容されると共に当該キャニスタを冷却するための冷却空気が通過する冷却通路を有するコンクリート容器と、を具備することを特徴とするコンクリートキャスクにある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a canister according to the first or second aspect, characterized in that a welded portion between the respective covering plates is covered with a band-shaped cover member .
A fourth aspect of the present invention is the canister according to any one of the first to third aspects, wherein the through hole is covered with a cover member .
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a concrete container having a canister according to any one of the first to fourth aspects, a cooling passage through which the canister is housed and a cooling air for cooling the canister passes. And a concrete cask characterized by comprising:

かかる第の態様では、使用済燃料を長期間に亘って確実に密封貯蔵することができる。つまり、キャニスタの応力腐食割れの発生が確実に防止され、放射性物質を長期間に亘って密封貯蔵することができる。 In the fifth aspect, the spent fuel can be securely stored for a long period of time. That is, the occurrence of stress corrosion cracking in the canister can be reliably prevented, and the radioactive substance can be hermetically stored for a long period of time.

キャニスタの耐食性が大幅に向上する。つまり、応力腐食割れに対する健全性を確保できる。したがって、このキャニスタを用いたコンクリートキャスクであれば、金属キャスクと同等、若しくはそれ以上に、放射性物質の密封機能を長期間に亘って十分に維持することができ、且つ金属キャストに比べて大幅にコストダウンを図ることができる。   Corrosion resistance of the canister is greatly improved. That is, soundness against stress corrosion cracking can be ensured. Therefore, the concrete cask using this canister can maintain the sealing function of the radioactive material for a long period of time, equivalent to or more than the metal cask, and greatly compared to the metal cast. Cost can be reduced.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るコンクリートキャスクの概略構成を示す断面図であり、図2は、実施形態1に係るキャニスタの概略斜視図であり、図3は、キャニスタの一部を示す断面図である。また図4〜図7は、耐食被覆層の形成方法を説明する図であり、キャニスタの一部を示す断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a concrete cask according to Embodiment 1, FIG. 2 is a schematic perspective view of a canister according to Embodiment 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the canister. It is. 4 to 7 are views for explaining a method of forming the corrosion-resistant coating layer, and are cross-sectional views showing a part of the canister.

図1に示すように、本実施形態に係るコンクリートキャスク10は、使用済燃料を保持したバスケットが封入される金属容器であるキャニスタ30と、このキャニスタ30を内部に保持するコンクリート容器50とで構成されている。そして、このコンクリートキャスク10は、例えば、海岸付近等の所定場所に設けられる建屋70内に設置される。   As shown in FIG. 1, a concrete cask 10 according to this embodiment includes a canister 30 that is a metal container in which a basket holding spent fuel is enclosed, and a concrete container 50 that holds the canister 30 inside. Has been. And this concrete cask 10 is installed in the building 70 provided in predetermined places, such as the shore vicinity, for example.

コンクリート容器50はコンクリートで形成され、底部が塞がれた円筒形状の容器本体51と、この容器本体51の上部開口を塞ぐ蓋体52とで構成されている。つまり、コンクリート容器50内には、容器本体51と蓋体52とで、キャニスタ30が収容される収容部53が形成されている。そして、キャニスタ30は、この収容部53内に、コンクリート容器50と同軸となるように載置されている。   The concrete container 50 is made of concrete and includes a cylindrical container body 51 whose bottom is closed and a lid body 52 that closes the upper opening of the container body 51. That is, in the concrete container 50, the container main body 51 and the lid body 52 form a storage portion 53 in which the canister 30 is stored. The canister 30 is placed in the housing portion 53 so as to be coaxial with the concrete container 50.

なお、コンクリート容器50の内面、すなわち、収容部53を構成する容器本体51及び蓋体52の内面には、図示しないが、炭素鋼等の金属からなるライナが設けられている。このライナは、放射線物質である使用済燃料からの放射線(ガンマ線)を遮蔽する役割を果たす。   Although not shown, a liner made of metal such as carbon steel is provided on the inner surface of the concrete container 50, that is, the inner surfaces of the container main body 51 and the lid body 52 constituting the housing portion 53. This liner serves to shield radiation (gamma rays) from spent fuel, which is a radioactive material.

また、収容部53内にキャニスタ30が収容された状態で、キャニスタ30とコンクリート容器50との間にはある程度の隙間が形成されている。コンクリート容器50の下端部には、収容部53内の隙間と外部とを連通し冷却空気が導入される複数の導入口54が形成されている。一方、コンクリート容器50の上端部には、収容部53内の隙間に連通し冷却空気が排出される複数の排出口55が形成されている。例えば、本実施形態では、コンクリート容器50の下端部及び上端部に、それぞれ4つの導入口54及び排出口55が形成されている。そして、これら各導入口54から収容部53内に冷却空気が流れ込み、この冷却空気の自然対流冷却によりコンクリートキャスク10が冷却され、温度が上昇した冷却空気は、各排出口55から外部に排出されるようになっている。   Further, in a state where the canister 30 is accommodated in the accommodating portion 53, a certain amount of gap is formed between the canister 30 and the concrete container 50. At the lower end of the concrete container 50, a plurality of inlets 54 are formed through which the cooling air is introduced through the gap in the housing 53 and the outside. On the other hand, a plurality of discharge ports 55 are formed at the upper end portion of the concrete container 50 so as to communicate with the gaps in the housing portion 53 and discharge cooling air. For example, in this embodiment, four inlets 54 and outlets 55 are formed at the lower end and the upper end of the concrete container 50, respectively. Then, cooling air flows into the accommodating portion 53 from each of the introduction ports 54, the concrete cask 10 is cooled by natural convection cooling of the cooling air, and the cooling air whose temperature has risen is discharged to the outside from the discharge ports 55. It has become so.

このようなコンクリート容器50内に収容されるキャニスタ30は、図1〜図3に示すように、ステンレス鋼(SUS304)などの金属材料からなり両端が閉塞した円筒形状を有する本体部(胴部)31と、この本体部31の外表面に設けられる耐食被覆層32とで構成され、本体部31内に、放射性物質である使用済燃料を保持したバスケット100が封入されている。このキャニスタ30の大きさは、特に限定されないが、例えば、直径1.6m、高さ4.5m程度の大きさで形成される。   As shown in FIGS. 1 to 3, the canister 30 accommodated in such a concrete container 50 is made of a metal material such as stainless steel (SUS304) and has a cylindrical body with both ends closed. 31 and a corrosion-resistant coating layer 32 provided on the outer surface of the main body 31, and a basket 100 holding spent fuel, which is a radioactive substance, is enclosed in the main body 31. The size of the canister 30 is not particularly limited. For example, the canister 30 is formed with a diameter of about 1.6 m and a height of about 4.5 m.

本体部31は、容器本体33と、この容器本体33を塞ぐ一次蓋34及び二次蓋35とで構成され、封入された使用済燃料が外部に漏洩しないよう溶接密閉構造を有している。すなわち、容器本体33は底面が塞がれた円筒形状を有し、容器本体33の上部開口が、一次蓋34及び二次蓋35によって二重に閉塞されている。さらに、これら一次蓋34及び二次蓋35は、両者の間に隙間を空けた状態で配置され、それぞれの周縁部が全周に亘って容器本体33に溶接されており、キャニスタ30内の密閉性が高められている。また、容器本体33内、及び一次蓋34と二次蓋35との間の隙間には、空気よりも熱伝導率の高い不活性ガス、例えば、ヘリウム(He)ガスが封入されている。なお、図1では省略しているが、二次蓋35の表面には、クレーン等でキャニスタ30を持ち上げる際に用いられる複数の吊り具36が設けられている(図2参照)。   The main body 31 includes a container main body 33, and a primary lid 34 and a secondary lid 35 that close the container main body 33. The main body 31 has a welded and sealed structure so that the spent spent fuel does not leak to the outside. That is, the container main body 33 has a cylindrical shape with a closed bottom surface, and the upper opening of the container main body 33 is double-closed by the primary lid 34 and the secondary lid 35. Further, the primary lid 34 and the secondary lid 35 are arranged with a gap between them, and the respective peripheral portions are welded to the container main body 33 over the entire circumference, and the inside of the canister 30 is sealed. Sexuality is enhanced. In addition, an inert gas having a higher thermal conductivity than air, for example, helium (He) gas, is sealed in the container body 33 and in the gap between the primary lid 34 and the secondary lid 35. Although omitted in FIG. 1, a plurality of suspension tools 36 used when lifting the canister 30 with a crane or the like are provided on the surface of the secondary lid 35 (see FIG. 2).

そして、このような本体部31の外表面、本実施形態では、容器本体33及び二次蓋35の表面に、チタン系材料、つまりチタン又はチタン合金からなる耐食被覆層32が直接ライニング(密封取付)されており、本体部31は、この耐食被覆層32によって完全に覆われている(図3参照)。   Further, a corrosion-resistant coating layer 32 made of a titanium-based material, that is, titanium or a titanium alloy is directly lined on the outer surface of the main body 31, in this embodiment, the surface of the container main body 33 and the secondary lid 35 (sealing attachment). The main body 31 is completely covered with the corrosion-resistant coating layer 32 (see FIG. 3).

耐食被覆層32は、図2に示すように、例えば、本体部31の底面を覆う底板37と、上面(二次蓋35)を覆う上板38と、円筒形状を有する本体部31の側面(円周面)を覆う側板39とを有する。側板39は、本実施形態では、複数枚の被覆板40によって構成されている。各被覆板40は、本体部31の円周方向に亘って連続して設けられており、各被覆板40のそれぞれが本体部31の表面に溶接されている。各被覆板40間の溶接部分は、被覆板40上に溶接された帯状のカバー部材41によって完全に覆われている。   As shown in FIG. 2, the corrosion-resistant coating layer 32 includes, for example, a bottom plate 37 that covers the bottom surface of the main body 31, an upper plate 38 that covers the upper surface (secondary lid 35), and a side surface ( And a side plate 39 that covers the circumferential surface. In the present embodiment, the side plate 39 is constituted by a plurality of cover plates 40. Each covering plate 40 is provided continuously over the circumferential direction of the main body 31, and each covering plate 40 is welded to the surface of the main body 31. The welded portion between the cover plates 40 is completely covered with a band-shaped cover member 41 welded onto the cover plate 40.

ここで、側板39を構成する各被覆板40は、次のように本体部31に溶接されている。まず縦方向の溶接部分(例えば、図2中A部)、つまり同一被覆板40の端部同士の溶接部分は、図4に示すように、被覆板40の端部同士を一部重ねた状態で、いわゆるシーム溶接により両者を溶接している。一方、横方向の溶接部分(例えば、図2中B部)、つまり、隣接して配置される被覆板40間の溶接部分は、まず図5(a)に示すように、各被覆板40の端部を、いわゆるシーム溶接により本体部31の表面に直接溶接し、その後図5(b)に示すように、各被覆板40間の溶接部80を覆うように帯状のカバー部材41を配し、このカバー部材41を被覆板40上に溶接している。   Here, each covering plate 40 constituting the side plate 39 is welded to the main body 31 as follows. First, as shown in FIG. 4, the longitudinal welded portion (for example, portion A in FIG. 2), that is, the welded portion between the end portions of the same cover plate 40 is a state in which the end portions of the cover plate 40 are partially overlapped. Then, both are welded by so-called seam welding. On the other hand, as shown in FIG. 5 (a), first, as shown in FIG. 5 (a), the welded portion in the lateral direction (for example, portion B in FIG. 2), that is, the welded portion between the adjacently disposed cover plates 40, The end portion is directly welded to the surface of the main body portion 31 by so-called seam welding, and then a belt-like cover member 41 is disposed so as to cover the welded portion 80 between the respective cover plates 40 as shown in FIG. The cover member 41 is welded onto the cover plate 40.

また本実施形態では、各被覆板40に複数の貫通孔42がそれぞれ形成されており、各被覆板40はこれらの貫通孔42においても本体部31の表面に溶接されている。そして、図6に示すように、これらの貫通孔42は、上述した被覆板40間の接合部分と同様に、被覆板40上に溶接された円形状のカバー部材43によって完全に覆われている。   Further, in the present embodiment, a plurality of through holes 42 are formed in each cover plate 40, and each cover plate 40 is welded to the surface of the main body 31 also in these through holes 42. As shown in FIG. 6, these through holes 42 are completely covered by a circular cover member 43 welded onto the cover plate 40, similarly to the joint portion between the cover plates 40 described above. .

また、このような耐食被覆層32の形成方法は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、容器本体33及び二次蓋35のそれぞれに、工場等で耐食被覆層32を予め形成(溶接)しておき、容器本体33内に使用済燃料を収容して容器本体33と二次蓋35とを溶接後、これら容器本体33と二次蓋35との溶接部分(図2中C部)のみに耐食被覆層32を形成(溶接)して、本体部31全体が耐食被覆層32によって完全に覆われるようにした。   Moreover, although the formation method of such a corrosion-resistant coating layer 32 is not specifically limited, In this embodiment, the corrosion-resistant coating layer 32 is previously formed in each of the container main body 33 and the secondary lid 35 at a factory etc. (Welding) Before the spent fuel is accommodated in the container body 33 and the container body 33 and the secondary lid 35 are welded, a welded portion between the container body 33 and the secondary lid 35 (C in FIG. 2). The corrosion-resistant coating layer 32 is formed (welded) only on the portion) so that the entire body 31 is completely covered with the corrosion-resistant coating layer 32.

具体的には、耐食被覆層32が予め形成されている容器本体33と二次蓋35とを溶接した後、図7(a)に示すように、これら容器本体33と二次蓋35との溶接部81を覆ってチタン系材料からなる帯状のスペーサ部材45を配し、その後、図7(b)に示すように、このスペーサ部材45及びスペーサ部材45の両外側の溶接部82を覆うようにカバー部材41を被覆板40上に溶接する。なお、このような溶接に用いる溶接ワイヤの材料は、特に限定されないが、例えば、Cu−1Mn−3Si合金を用いることが好ましい。また、接合(溶接)条件は、適宜決定すればよいが、接合速度を30〜40cm/min、電流を60〜80A程度とするのが好ましい。   Specifically, after welding the container main body 33 and the secondary lid 35 in which the corrosion-resistant coating layer 32 is formed in advance, as shown in FIG. A strip-shaped spacer member 45 made of a titanium-based material is disposed so as to cover the welded portion 81, and then, as shown in FIG. 7B, the spacer member 45 and the welded portion 82 on both outer sides of the spacer member 45 are covered. The cover member 41 is welded onto the cover plate 40. In addition, although the material of the welding wire used for such welding is not specifically limited, For example, it is preferable to use a Cu-1Mn-3Si alloy. Moreover, what is necessary is just to determine joining (welding) conditions suitably, but it is preferable that a joining speed shall be 30-40 cm / min and an electric current shall be about 60-80A.

このように、本実施形態に係る耐食被覆層32は、上述した底板37、上板38、側板39、カバー部材41,43及びスペーサ部材45によって構成され、キャニスタ30の本体部31の外表面は、この耐食被覆層32によって完全に覆われている。   Thus, the corrosion-resistant coating layer 32 according to the present embodiment is configured by the above-described bottom plate 37, top plate 38, side plate 39, cover members 41 and 43, and spacer member 45, and the outer surface of the main body 31 of the canister 30 is The corrosion-resistant coating layer 32 is completely covered.

なお、耐食被覆層32の材料として、本実施形態では、純チタン板を用いており、底板37は強度を確保するために、厚さ4mm程度のものを用いたが、それ以外の部材には、厚さ1mm程度のものを用いている。   In this embodiment, a pure titanium plate is used as the material for the corrosion-resistant coating layer 32, and the bottom plate 37 has a thickness of about 4 mm in order to ensure the strength. The one having a thickness of about 1 mm is used.

以上説明したように、本発明に係るコンクリートキャスク10では、キャニスタ30が本体部31と、この本体部31を覆って設けられるチタン系材料からなる耐食被覆層32とによって構成されている。これにより、キャニスタ30の密封性能が向上する。特に、キャニスタ30の応力腐食割れの発生を長期間(50年以上)に亘って確実に防止することができるようになる。また、耐食被覆層32を設けることで本体部31の肉厚を薄くでき、キャニスタの軽量化を図ることができると共に、材料費の削減を図ることができる。   As described above, in the concrete cask 10 according to the present invention, the canister 30 is constituted by the main body portion 31 and the corrosion-resistant coating layer 32 made of a titanium-based material provided so as to cover the main body portion 31. Thereby, the sealing performance of the canister 30 improves. In particular, the occurrence of stress corrosion cracking of the canister 30 can be reliably prevented over a long period (50 years or more). Further, by providing the corrosion-resistant coating layer 32, the thickness of the main body 31 can be reduced, the weight of the canister can be reduced, and the material cost can be reduced.

これらのことから、本発明に係るコンクリートキャスク10であれば、使用済燃料を長期間に亘って安全に貯蔵することができ、且つ使用済燃料の貯蔵コストを大幅に削減することができるようになる。   From these things, if it is the concrete cask 10 which concerns on this invention, spent fuel can be safely stored over a long period of time, and the storage cost of spent fuel can be reduced significantly. Become.

なお、上述したようにキャニスタ30が二重容器構造となっていることで、徐熱性能は若干低下するものの、本体部31と耐食被覆層32とは何れも金属製であり伝熱劣化は小さく、キャニスタ30の徐熱性能への影響も小さいと考えられる。   As described above, since the canister 30 has a double container structure, the slow heat performance is slightly lowered, but the main body 31 and the corrosion-resistant coating layer 32 are both made of metal and heat transfer deterioration is small. The influence on the slow heating performance of the canister 30 is considered to be small.

また本実施形態では、耐食被覆層32の側板39が、複数の被覆板40で構成されている例を説明したが、勿論、側板39は、一枚の板材で形成されていてもよい。さらに、本実施形態に係るキャニスタ30は、ステンレス鋼などの金属材料からなる本体部31の表面にチタン材料からなる耐食被覆層32が形成されてなるが、例えば、ステンレス鋼の表面がチタン板によって予め被覆された所謂クラッド材を丸めることによって形成されていてもよい。この場合、クラッド材として、例えば、厚さ20mm程度のステンレス鋼の表面が厚さ1mm程度の純チタン板を爆着法或いは圧延法によって密着させたものが用いられる。このようなクラッド材によって形成したキャニスタであっても、勿論、本体部を被覆板で覆うようにした本実施形態のキャニスタと同様に、密封性能が向上し、キャニスタに対する応力腐食割れの発生を長期間に亘って確実に防止することができる。   In the present embodiment, the side plate 39 of the corrosion-resistant coating layer 32 has been described as being composed of a plurality of coating plates 40. Of course, the side plate 39 may be formed of a single plate material. Furthermore, the canister 30 according to the present embodiment has a corrosion-resistant coating layer 32 made of a titanium material formed on the surface of a main body 31 made of a metal material such as stainless steel. For example, the surface of stainless steel is made of a titanium plate. It may be formed by rolling a so-called clad material coated in advance. In this case, as the clad material, for example, a stainless steel surface having a thickness of about 20 mm and a pure titanium plate having a thickness of about 1 mm adhered to each other by an explosion method or a rolling method is used. Even in a canister formed of such a clad material, of course, as with the canister of this embodiment in which the main body is covered with a cover plate, the sealing performance is improved and the occurrence of stress corrosion cracking on the canister is prolonged. It can be reliably prevented over a period of time.

ここで、例えば、本体部31と耐食被覆層32を構成する被覆板40との溶接部分、つまりステンレス鋼板とチタン板との溶接部分、及び被覆板40同士の溶接部分、つまりチタン板同士の溶接部分の接合性に関する各種試験結果について述べる。   Here, for example, a welded portion between the main body 31 and the cover plate 40 constituting the corrosion-resistant coating layer 32, that is, a welded portion between the stainless steel plate and the titanium plate, and a welded portion between the cover plates 40, that is, a weld between the titanium plates. The results of various tests on the bondability of the parts are described.

(試験例1)
まずは、実施例の溶接ワイヤであるMG960(Cu−1Mn−Si合金)と、比較例の溶接ワイヤであるMG910(Cu−10Ni)とを用いてチタンライニング溶接を行い、溶接ワイヤの適正試験、すなわち溶接ビード割れの有無の評価を行った。
(Test Example 1)
First, titanium lining welding is performed using MG960 (Cu-1Mn-Si alloy), which is a welding wire of the example, and MG910 (Cu-10Ni), which is a welding wire of a comparative example. The presence or absence of weld bead cracking was evaluated.

具体的には、図8に示すように、試験片100はステンレス鋼板110とチタン板120とからなり、図9に示すように、チタン板120上から試験片100を抑え板200で抑えた状態で溶接材130によってステンレス鋼板110とチタン板120とを溶接することによって形成した。なお本試験では、トーチ210を固定して試験片100を載せた台車(図示なし)を走行させてステンレス鋼板110とチタン板120とを溶接した。またその際、狙い位置、つまりトーチ210とチタン板120の端部との距離dを変化させて試験を行った。その試験条件(溶接速度、電流及び狙い位置)及びその結果(割れ数)を下記表1に示す。「割れ数」とは、溶接長230mm当たりの割れ箇所数の浸透探傷試験結果である。   Specifically, as shown in FIG. 8, the test piece 100 includes a stainless steel plate 110 and a titanium plate 120, and as shown in FIG. 9, the test piece 100 is held on the titanium plate 120 and held by the holding plate 200. The stainless steel plate 110 and the titanium plate 120 were welded together with the welding material 130. In this test, the stainless steel plate 110 and the titanium plate 120 were welded by running a carriage (not shown) on which the torch 210 was fixed and the test piece 100 was placed. At that time, the test was performed by changing the target position, that is, the distance d between the torch 210 and the end of the titanium plate 120. The test conditions (welding speed, current and target position) and the results (number of cracks) are shown in Table 1 below. The “number of cracks” is the result of the penetrant test of the number of cracks per 230 mm weld length.

なお、ステンレス鋼板としては、厚さ(t1)9mm×幅(w1)80mm×長さ(l1)300mmのステンレス鋼(SUS304)の板材を用い、チタン板としては、厚さ(t2)1mm×幅(w2)50mm×長さ(l2)300mmの純チタン(JIS H 4600 2種)の板材を用いた。   As the stainless steel plate, a plate material of stainless steel (SUS304) of thickness (t1) 9 mm × width (w1) 80 mm × length (l1) 300 mm is used, and as the titanium plate, thickness (t2) 1 mm × width (W2) A plate of pure titanium (JIS H 4600, 2 types) having a size of 50 mm × length (l2) 300 mm was used.

表1に示すように、狙い位置d=0mm(チタン材の角部)である場合には、チタンが過剰に溶融するため、実施例の溶接ワイヤ及び比較例の溶接ワイヤ共に、割れが発生し易い傾向にあった。また、溶接電流が高い場合も同様の理由で割れが発生し易かった。しかしながら、実施例の溶接ワイヤは、狙い位置d=0mm以外の場合は、割れが発生しにくい傾向が見られた。   As shown in Table 1, when the target position is d = 0 mm (a corner portion of the titanium material), the titanium melts excessively, so that both the welding wire of the example and the welding wire of the comparative example generate cracks. It tended to be easy. Also, when the welding current was high, cracks were likely to occur for the same reason. However, in the welding wire of the example, there was a tendency that cracking hardly occurred when the target position was not 0 mm.

一方、比較例の溶接ワイヤは、狙い位置d=0mm以外の場合でも、割れが発生し易かった。図10は、比較例の溶接ワイヤを用いて溶接したビードに発生した割れの例を示す写真である。図10に示すように、割れは溶接線の直角方向に割れる、横割れ状のものであり、溶接直後に発生した。割れの発生原因として、チタンと銅との脆い中間化合物が生成すること、及び溶接線方向の収縮応力に起因すると考えられる。   On the other hand, the welding wire of the comparative example was easily cracked even when the target position d was other than 0 mm. FIG. 10 is a photograph showing an example of a crack generated in a bead welded using a welding wire of a comparative example. As shown in FIG. 10, the crack was a transverse crack that cracked in the direction perpendicular to the weld line and occurred immediately after welding. It is considered that cracks are caused by the formation of a brittle intermediate compound of titanium and copper and the shrinkage stress in the weld line direction.

このように実施例の溶接ワイヤは、比較例の溶接ワイヤに比べて割れが発生し難い傾向が見られた。つまり実施例の溶接ワイヤであれば、割れを発生させることなく、耐食被覆層32を構成する被覆板40を本体部31に良好に溶接することができる。   As described above, the welding wire of the example tended to be less susceptible to cracking than the welding wire of the comparative example. That is, with the welding wire of the embodiment, the covering plate 40 constituting the corrosion-resistant covering layer 32 can be favorably welded to the main body 31 without causing cracks.

(試験例2)
次に、溶接部分の引張剪断強度試験を行った。具体的には、厚さ(t1)9mm×幅(w1)80mm×長さ(l1)300mmのステンレス鋼(SUS304)からなるステンレス鋼板と、厚さ(t2)1mm×幅(w2)50mm×長さ(l2)300mmの純チタン(JIS H 4600 2種)からなるチタン板とを用意し、図11に示すように、チタン板120の一端をステンレス鋼板110上に配して溶接材130によって溶接する。つまり実施例の溶接ワイヤ(MG960(Cu−1Mn−3Si))を用いてステンレス鋼板110とチタン板120とを溶接する。そして、これらステンレス鋼板110とチタン板120との継手部分の3箇所から、図12に示すように、長さが25mmの試験片100を採取し、この試験片100を用いて溶接部分の引張剪断強度試験を行った。なお溶接速度は40cm/minとし、狙い位置はチタン板の角部から2mmとし、シールドガスとしてはアルゴンガスを用いた。このときの印加電圧は12Vであり、溶接電流は65Aであった。
(Test Example 2)
Next, the tensile shear strength test of the welded part was performed. Specifically, a stainless steel plate made of stainless steel (SUS304) of thickness (t1) 9 mm × width (w1) 80 mm × length (l1) 300 mm, and thickness (t2) 1 mm × width (w2) 50 mm × length (12) A titanium plate made of 300 mm pure titanium (JIS H 4600 2 types) is prepared. As shown in FIG. To do. That is, the stainless steel plate 110 and the titanium plate 120 are welded using the welding wire (MG960 (Cu-1Mn-3Si)) of the example. Then, as shown in FIG. 12, a test piece 100 having a length of 25 mm is taken from the three joint portions of the stainless steel plate 110 and the titanium plate 120, and the tensile shear of the welded portion is obtained using this test piece 100. A strength test was performed. The welding speed was 40 cm / min, the target position was 2 mm from the corner of the titanium plate, and argon gas was used as the shielding gas. The applied voltage at this time was 12V, and the welding current was 65A.

図13は、3つの各試験片の試験後の外観を示す写真である。図13より明らかなように破断箇所は、溶接部ではなくチタン板(母材)であり、溶接性には問題ないことが確認された。測定した引張剪断強度評価結果を下記表2に示す。試験後の各試験片は、チタン板が絞られた状態となっていること、および破断応力が使用した純チタンJIS2種相当の引張強度であることから、十分な引張剪断強度を有することが確認された。つまり、実施例の溶接ワイヤを用いて、キャニスタ30の耐食被覆層32を構成する被覆板40を本体部31に溶接することにより、本体部31の表面に耐食被覆層32を良好に形成することができる。   FIG. 13 is a photograph showing the appearance of each of the three test pieces after the test. As is clear from FIG. 13, the fractured portion was not a welded portion but a titanium plate (base material), and it was confirmed that there was no problem in weldability. The measured tensile shear strength evaluation results are shown in Table 2 below. Each test piece after the test is confirmed to have sufficient tensile shear strength because the titanium plate is in a squeezed state and the tensile stress is equivalent to the pure titanium JIS type 2 used for breaking stress. It was done. In other words, by using the welding wire of the embodiment to weld the coating plate 40 constituting the corrosion resistant coating layer 32 of the canister 30 to the main body portion 31, the corrosion resistant coating layer 32 is favorably formed on the surface of the main body portion 31. Can do.

(試験例3)
次いで、剥離強度試験を行った。具体的には、一方面側に所定寸法の板材を溶接した厚さ(t1)9mm×幅(w1)80mm×長さ(l1)300mmのステンレス鋼(SUS304)からなるステンレス鋼板と、厚さ(t2)1mm×幅(w2)50mm×長さ(l2)300mmの純チタン(JIS H 4600 2種)からなるチタン板とを用意し、図14に示すように、ステンレス鋼板110の溶接材130によって溶接された板材111とは反対側の面に、この板材111に対向してチタン板120を溶接材130によって溶接する。つまり、実施例の溶接ワイヤ(MG960(Cu−1Mn−3Si))を用いてチタン板120をステンレス鋼板110の表面に溶接する。そして、これらステンレス鋼板110とチタン板120とのシーム溶接の継手部分の3箇所から、長さが25mmの試験片100を採取した。なお溶接速度は40cm/minとし、狙い位置はチタン板の角部から2mmとし、シールドガスとしてはアルゴンガスを用いた。このときの印加電圧は12Vであり、溶接電流は65Aであった。
(Test Example 3)
Next, a peel strength test was performed. Specifically, a stainless steel plate made of stainless steel (SUS304) having a thickness (t1) 9 mm × width (w1) 80 mm × length (l1) 300 mm welded with a plate material having a predetermined dimension on one surface side, and a thickness ( t2) 1 mm × width (w2) 50 mm × length (l2) 300 mm of pure titanium (JIS H 4600 2 types) and a titanium plate prepared as shown in FIG. The titanium plate 120 is welded to the surface opposite to the welded plate material 111 by the welding material 130 so as to face the plate material 111. That is, the titanium plate 120 is welded to the surface of the stainless steel plate 110 using the welding wire (MG960 (Cu-1Mn-3Si)) of the example. And the test piece 100 whose length is 25 mm was extract | collected from three places of the joint parts of the seam welding of these stainless steel plates 110 and the titanium plate 120. FIG. The welding speed was 40 cm / min, the target position was 2 mm from the corner of the titanium plate, and argon gas was used as the shielding gas. The applied voltage at this time was 12V, and the welding current was 65A.

そして、この試験片100の板材111とチタン板120とを逆方向に引っ張って剥離強度試験を行った。   And the board | plate material 111 and the titanium plate 120 of this test piece 100 were pulled in the reverse direction, and the peeling strength test was done.

図15は、3つの各試験片の試験後の外観を示す写真である。図15より明らかなように破断箇所は、ステンレス鋼と銅合金との界面であった。   FIG. 15 is a photograph showing the appearance of each of the three test pieces after the test. As apparent from FIG. 15, the fractured portion was the interface between stainless steel and copper alloy.

また剥離試験の結果を下記表3に示す。剥離強度は剪断強度と比較して著しく小さい値であった。しかしながら、例えば、アルミニウム合金同士の溶接部の剥離強度は、引張剪断強度の30〜40%程度であることから、試験片の剥離強度は、キャニスタに採用した場合でも十分な剥離強度であると考えられる。   The results of the peel test are shown in Table 3 below. The peel strength was significantly smaller than the shear strength. However, for example, since the peel strength of the welded portion between aluminum alloys is about 30 to 40% of the tensile shear strength, the peel strength of the test piece is considered to be sufficient even when it is used in a canister. It is done.

(試験例4)
次に、JIS G 0610に準ずる剪断強度試験を行った。具体的には、まず厚さ(t1)9mm×幅(w1)80mm×長さ(l1)300mmのステンレス鋼(SUS304)からなるステンレス鋼板を用意し、実施例の溶接ワイヤ(MG960(Cu−1Mn−3Si))を用いて、図16に示すように、ステンレス鋼板110上に溶接ビード(SCU)140を形成する。そして、このステンレス鋼板110上の溶接ビード140部分の2箇所から、図17に示すように、長さが25mmの第1の試験片100Aを採取する。
(Test Example 4)
Next, a shear strength test according to JIS G 0610 was performed. Specifically, first, a stainless steel plate made of stainless steel (SUS304) of thickness (t1) 9 mm × width (w1) 80 mm × length (l1) 300 mm is prepared, and the welding wire (MG960 (Cu-1Mn) of the example is prepared. -3Si)), a weld bead (SCU) 140 is formed on the stainless steel plate 110 as shown in FIG. And as shown in FIG. 17, the 1st test piece 100A whose length is 25 mm is extract | collected from two places of the weld bead 140 part on this stainless steel plate 110. As shown in FIG.

さらに、上記寸法のステンレス鋼板の表面に深さ1mmの段差部を設けたものと、厚さ(t2)1mm×幅(w2)50mm×長さ(l2)300mmの純チタン(JIS H 4600 2種)からなるチタン板とを用意し、図18に示すように、ステンレス鋼板110の段差部にチタン板120を配してチタン板120の一端をステンレス鋼板110上に溶接材130によって溶接する。つまり実施例の溶接ワイヤ(MG960(Cu−1Mn−3Si))を用いてステンレス鋼板110とチタン板120とからなるクラッド材(チタンクラッド鋼)に対して溶接を実施して溶接ビード(STI)140を形成する。これらステンレス鋼板110とチタン板120との継手部分の4箇所から、図19に示すように、長さが25mmの第2の試験片100Bを採取する。なお溶接速度は40cm/minとし、狙い位置はチタン板の角部から2mmとし、シールドガスとしてはアルゴンガスを用いた。このときの印加電圧は12Vであり、溶接電流は65Aであった。   Further, a stainless steel plate having the above dimensions provided with a step portion having a depth of 1 mm and pure titanium (JIS H 4600, two types) having a thickness (t2) of 1 mm × width (w2) of 50 mm × length (l2) of 300 mm 18), and a titanium plate 120 is disposed on the step portion of the stainless steel plate 110, and one end of the titanium plate 120 is welded onto the stainless steel plate 110 with a welding material 130, as shown in FIG. That is, welding is performed on a clad material (titanium clad steel) composed of the stainless steel plate 110 and the titanium plate 120 using the welding wire (MG960 (Cu-1Mn-3Si)) of the embodiment, and a weld bead (STI) 140. Form. As shown in FIG. 19, a second test piece 100B having a length of 25 mm is collected from the four joint portions of the stainless steel plate 110 and the titanium plate 120. The welding speed was 40 cm / min, the target position was 2 mm from the corner of the titanium plate, and argon gas was used as the shielding gas. The applied voltage at this time was 12V, and the welding current was 65A.

そして、これら第1及び第2の試験片100A,100Bを、試験治具を用いて、圧縮試験を行い評価した。図20は、試験治具250の概略を示す図である。図20に示すように、試験治具250は、基台251上に所定間隔で固定された二枚の支持板252、253と圧縮ポンチ254とで構成され、支持板252,253間に試験片100(100B)を挿入して試験片100を圧縮ポンチ254で押圧することで、ビード140部分に剪断力が集中する構造となっている。   Then, the first and second test pieces 100A and 100B were evaluated by performing a compression test using a test jig. FIG. 20 is a diagram showing an outline of the test jig 250. As shown in FIG. 20, the test jig 250 is composed of two support plates 252 and 253 and a compression punch 254 fixed on a base 251 at a predetermined interval, and a test piece is provided between the support plates 252 and 253. By inserting 100 (100B) and pressing the test piece 100 with the compression punch 254, the shear force is concentrated on the bead 140 portion.

図21は、第1の試験片100Aの試験後の外観を示す写真であり、図22は、第2の試験片100Bの試験後の外観を示す写真である。これらの図より明らかなように、第1の試験片100Aでは、銅合金ビードとステンレス鋼板との界面から剥離している。また第2の試験片100Bでは、銅合金ビードとチタン板及びステンレス鋼板との界面から剥離している。   FIG. 21 is a photograph showing the appearance of the first test piece 100A after the test, and FIG. 22 is a photograph showing the appearance of the second test piece 100B after the test. As is clear from these drawings, the first test piece 100A is peeled off from the interface between the copper alloy bead and the stainless steel plate. Moreover, in the 2nd test piece 100B, it has peeled from the interface of a copper alloy bead, a titanium plate, and a stainless steel plate.

またこのよう剪断強度試験の結果を下記表4に示す。この結果から分かるように、第2の試験片の剪断応力は、第1の試験片の剪断応力と同等であり何れも200N/mm以上であった。そして第2の試験片の剪断応力は、チタンクラッド鋼の剪断強度の目安である140N/mmを上回っていることから、第2の試験片は十分な強度を有している。つまり本発明に係るキャニスタ30にステンレス鋼板とチタン板とからなるクラッド材を採用し、これらステンレス鋼とチタン板とを溶接するようにした場合でも、十分な強度を得ることができる。 The results of the shear strength test are shown in Table 4 below. As can be seen from this result, the shear stress of the second test piece was equivalent to the shear stress of the first test piece, and both were 200 N / mm 2 or more. And since the shear stress of the 2nd test piece is over 140 N / mm < 2 > which is a standard of the shear strength of titanium clad steel, the 2nd test piece has sufficient intensity | strength. That is, even when a clad material made of a stainless steel plate and a titanium plate is employed for the canister 30 according to the present invention and the stainless steel and the titanium plate are welded, sufficient strength can be obtained.

(試験例5)
次に、溶接部の耐食性試験を行った。まず厚さ(t1)10mm×幅(w1)80mm×長さ(l1)300mmのステンレス鋼(SUS304)からなるステンレス鋼板と、厚さ(t2)1mm×幅(w2)50mm×長さ(l2)300mmの純チタン(JIS H 4600 2種)からなるチタン板を用意し、図23に示すように、チタン板120の両端をステンレス鋼板110上に溶接材130となる実施例の溶接ワイヤ(MG960(Cu−1Mn−3Si))を用いてライニング溶接する。そして、これらステンレス鋼板110とチタン板120との溶接の継手部分の3箇所から、長さが25mmの第1の試験片を採取した。
(Test Example 5)
Next, the corrosion resistance test of the welded part was performed. First, a stainless steel plate made of stainless steel (SUS304) of thickness (t1) 10 mm × width (w1) 80 mm × length (l1) 300 mm, and thickness (t2) 1 mm × width (w2) 50 mm × length (l2) A titanium plate made of 300 mm pure titanium (JIS H 4600 two types) is prepared, and as shown in FIG. 23, the welding wire (MG960 (MG960) (both ends of the titanium plate 120 becomes the welding material 130 on the stainless steel plate 110). Lining welding using Cu-1Mn-3Si)). And the 1st test piece whose length is 25 mm was extract | collected from three places of the welding joint part of these stainless steel plates 110 and the titanium plate 120. FIG.

また図24に示すように、2枚のチタン板120A,120B同士を溶接材130となる実施例の溶接ワイヤ(MG960(Cu−1Mn−3Si))を用いて溶接して第2及び第3の試験片を作製した。具体的には、一方のチタン板120Aの端部を他方のチタン板120B上にTIG溶接し、その溶接の継手部分の3箇所から長さが25mmの第2の試験片を採取した。また一方のチタン板120Aの端部を他方のチタン板上にMIG溶接し、その溶接の継手部分の3箇所から長さが25mmの第3の試験片を採取した。   Further, as shown in FIG. 24, the two titanium plates 120A and 120B are welded to each other by using the welding wire (MG960 (Cu-1Mn-3Si)) of the embodiment which becomes the welding material 130. A test piece was prepared. Specifically, the end of one titanium plate 120A was TIG welded onto the other titanium plate 120B, and second test pieces having a length of 25 mm were collected from three joint portions of the weld. Further, the end of one titanium plate 120A was MIG welded on the other titanium plate, and third test pieces having a length of 25 mm were collected from three joint portions of the weld.

そして、これら第1〜第3の試験片について溶接部分の耐食性試験を行った。耐食性試験としては、JIS Z 2371に準拠して塩水噴霧試験(5wt%塩化ナトリウム水溶液噴霧試験)を行った。詳細には、環境温度を50℃、試験時間を32日間(768h)とした。なお試験槽の内寸は900mm×奥行600mm×高さ500mmである。   And the corrosion resistance test of the welding part was done about these 1st-3rd test pieces. As the corrosion resistance test, a salt spray test (5 wt% sodium chloride aqueous solution spray test) was performed in accordance with JIS Z 2371. Specifically, the environmental temperature was 50 ° C., and the test time was 32 days (768 h). The internal dimensions of the test tank are 900 mm × depth 600 mm × height 500 mm.

図25は、第1の試験片の試験前後の腐食様相を示す写真であり、図26は、第2の試験片の試験前後の腐食様相を示す写真であり、図27は、第3の試験片の試験前後の腐食様相を示す写真である。   FIG. 25 is a photograph showing the corrosion state before and after the test of the first test piece, FIG. 26 is a photograph showing the corrosion state before and after the test of the second test piece, and FIG. 27 is the third test. It is a photograph which shows the corrosion aspect before and behind the test of a piece.

試験後の第1の試験片は、図25に示すように、明らかに外観が変化しており、溶接ビード付近で全面腐食が観察された。これは溶接棒に含まれる銅に起因した腐食と考えられる。ただし、コンクリートキャスク用キャニスタでは、密閉性が担保される限り直接大気に触れることはないので、問題にならない。   As shown in FIG. 25, the appearance of the first test piece after the test was clearly changed, and overall corrosion was observed near the weld bead. This is considered to be corrosion caused by copper contained in the welding rod. However, a concrete cask canister is not a problem because it does not come into direct contact with the atmosphere as long as sealing is ensured.

また試験後の第2の試験片には、図26に示すように、全面腐食及び孔食は全く観察されなかった。また、試験後の第3の試験片は、図27に示すように、腐食は比較的少ないものの、部分的に孔食が観察された。図27中○印で囲んだ部分が、孔食が観察された部分である。この結果から、チタン板同士の溶接方法としてはTIG溶接が適切であると考えられる。   Further, as shown in FIG. 26, the overall corrosion and pitting corrosion were not observed in the second test piece after the test. Further, as shown in FIG. 27, the third test piece after the test showed pitting corrosion partially although corrosion was relatively small. In FIG. 27, a portion surrounded by a circle is a portion where pitting corrosion was observed. From this result, it is considered that TIG welding is appropriate as a welding method between titanium plates.

そして、これらの結果から分かるように、本発明に係るキャニスタ30は、極めて高い耐食性を有するため、上述したように応力腐食割れの発生を長期間に亘って確実に防止することができるようになる。   As can be seen from these results, the canister 30 according to the present invention has extremely high corrosion resistance, and as described above, the occurrence of stress corrosion cracking can be reliably prevented over a long period of time. .

(実施形態2)
図28は、実施形態2に係るキャニスタの概略図であり、図29は、キャニスタの一部を示す断面図である。本実施形態に係るキャニスタ30Aは、例えば、搬送時等に横置きすることを想定した構成であり、図28に示すように、外周面に凸状のカラー部46を設けた以外は、実施形態1と同様である。具体的には、キャニスタ30Aの容器本体33Aの外周面に、その円周方向に亘って、複数(本実施形態では2つ)のカラー部46を設けるようにした。これらのカラー部46は、本実施形態では、容器本体33Aと同一材料であるステンレス鋼によって形成されており、容器本体33Aに直接溶接されている。そして、図29に示すように、容器本体33A及びカラー部46の表面が、耐食被覆層32Aによって覆われている。
(Embodiment 2)
FIG. 28 is a schematic view of a canister according to Embodiment 2, and FIG. 29 is a cross-sectional view showing a part of the canister. The canister 30A according to the present embodiment has a configuration that is assumed to be placed horizontally, for example, at the time of transportation. For example, as shown in FIG. Same as 1. Specifically, a plurality (two in this embodiment) of collar portions 46 are provided on the outer peripheral surface of the container main body 33A of the canister 30A in the circumferential direction. In the present embodiment, these collar portions 46 are formed of stainless steel, which is the same material as the container body 33A, and are directly welded to the container body 33A. As shown in FIG. 29, the surfaces of the container main body 33A and the collar portion 46 are covered with a corrosion-resistant coating layer 32A.

このような構成においても、勿論、キャニスタ30Aの密封性能が大幅に向上する。具体的には、応力腐食割れに対する健全性が大幅に向上する。したがって、コンクリートキャスク10によって使用済燃料を長期間に亘って安全に貯蔵することができ、使用済燃料の貯蔵コストを大幅に削減することが可能となる。   Even in such a configuration, of course, the sealing performance of the canister 30A is greatly improved. Specifically, soundness against stress corrosion cracking is greatly improved. Therefore, the spent fuel can be safely stored by the concrete cask 10 for a long period of time, and the storage cost of the spent fuel can be greatly reduced.

(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these embodiment.

例えば、上述の実施形態では、各被覆板40に貫通孔42を設け、被覆板40をこの貫通孔42においても本体部31に溶接するようにしたが、勿論、被覆板40には必ずしもこの貫通孔42が設けられていなくてもよい。この貫通孔42での溶接は、被覆板40のズレ防止を目的として実施したものであり、被覆板40のズレ防止の必要性がある場合のみ、この貫通孔42を設ければよい。   For example, in the above-described embodiment, each cover plate 40 is provided with a through hole 42, and the cover plate 40 is welded to the main body 31 also in this through hole 42. The hole 42 may not be provided. The welding in the through hole 42 is performed for the purpose of preventing the displacement of the covering plate 40, and the through hole 42 may be provided only when there is a need to prevent the displacement of the covering plate 40.

また、キャニスタ30の底面、つまり、耐食被覆層32の底板37には、図30に示すように、キャニスタ30を支えるリング形状の支持脚47を設けるようにしてもよい。これにより、キャニスタ30をコンクリート容器50内に載置した状態で、冷却空気がキャニスタ30の底面とコンクリート容器50との隙間にも流れ込むようになり、コンクリートキャスク10がより確実に冷却される。なお、この支持脚47の形状は、特に限定されず、必ずしもリング形状である必要はない。また、支持脚47の材料は、チタン系材料で形成されている好ましいが、チタン系材料に限定されるものではない。ただし、支持脚47の表面にはチタン系材料からなる耐食被覆層が形成されていることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 30, ring-shaped support legs 47 that support the canister 30 may be provided on the bottom surface of the canister 30, that is, on the bottom plate 37 of the corrosion-resistant coating layer 32. Thereby, in a state where the canister 30 is placed in the concrete container 50, the cooling air flows into the gap between the bottom surface of the canister 30 and the concrete container 50, and the concrete cask 10 is cooled more reliably. Note that the shape of the support leg 47 is not particularly limited, and is not necessarily a ring shape. The material of the support legs 47 is preferably made of a titanium-based material, but is not limited to the titanium-based material. However, it is preferable that a corrosion-resistant coating layer made of a titanium-based material is formed on the surface of the support leg 47.

また上述の実施形態では、耐食被覆層32を溶接により本体部31に接合した例を説明したが、勿論、溶接以外の方法、例えば、爆着等によって耐食被覆層32を本体部31に接合するようにしてもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which joined the corrosion-resistant coating layer 32 to the main-body part 31 by welding, of course, the corrosion-resistant coating layer 32 is joined to the main-body part 31 by methods other than welding, for example, explosion etc. You may do it.

実施形態1に係るコンクリートキャスクの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the concrete cask which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るキャニスタの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a canister according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るキャニスタの一部を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a part of the canister according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るキャニスタの一部を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a part of the canister according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るキャニスタの一部を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a part of the canister according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るキャニスタの一部を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a part of the canister according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るキャニスタの一部を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a part of the canister according to Embodiment 1. FIG. 試験例1に係る試験片を示す概略図である。2 is a schematic view showing a test piece according to Test Example 1. FIG. 試験例1に係る試験片の作製方法を示す概略図である。5 is a schematic view showing a method for producing a test piece according to Test Example 1. FIG. 試験例1の試験後の比較例の試験片を示す写真である。2 is a photograph showing a test piece of a comparative example after the test of Test Example 1. FIG. 試験例2に係る試験片の作製過程を示す概略図である。6 is a schematic view showing a process for producing a test piece according to Test Example 2. FIG. 試験例2に係る試験片を示す概略斜視図である。6 is a schematic perspective view showing a test piece according to Test Example 2. FIG. 試験例2の試験後の試験片を示す写真である。6 is a photograph showing a test piece after the test of Test Example 2. 試験例3に係る試験片を示す概略図である。10 is a schematic view showing a test piece according to Test Example 3. FIG. 試験例3の試験後の試験片を示す写真である。6 is a photograph showing a test piece after the test of Test Example 3. 試験例4に係る第1の試験片の作製過程を示す概略図である。10 is a schematic diagram illustrating a process for producing a first test piece according to Test Example 4. FIG. 試験例4に係る第1の試験片を示す概略図である。6 is a schematic diagram showing a first test piece according to Test Example 4. FIG. 試験例4に係る第2の試験片の作製過程を示す概略図である。10 is a schematic diagram showing a process for producing a second test piece according to Test Example 4. FIG. 試験例4に係る第2の試験片を示す概略図である。It is the schematic which shows the 2nd test piece which concerns on the test example 4. FIG. 試験例4で使用する試験装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the test apparatus used in Test Example 4. 試験例4の試験後の第1の試験片を示す写真である。6 is a photograph showing a first test piece after the test of Test Example 4. FIG. 試験例4の試験後の第2の試験片を示す写真である。10 is a photograph showing a second test piece after the test of Test Example 4. 試験例5に係る第1の試験片の作製過程を示す概略図である。10 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of a first test piece according to Test Example 5. FIG. 試験例5に係る第2及び第3の試験片の作製過程を示す概略図である。10 is a schematic diagram illustrating a process of manufacturing second and third test pieces according to Test Example 5. FIG. 試験例5の試験前後における第1の試験片を示す写真である。6 is a photograph showing a first test piece before and after a test of Test Example 5. FIG. 試験例5の試験前後における第2の試験片を示す写真である。6 is a photograph showing a second test piece before and after the test of Test Example 5. FIG. 試験例5の試験前後における第3の試験片を示す写真である。6 is a photograph showing a third test piece before and after the test of Test Example 5. FIG. 実施形態2に係るキャニスタの概略斜視図である。6 is a schematic perspective view of a canister according to Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係るキャニスタの一部を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a part of a canister according to Embodiment 2. FIG. 他の実施形態に係るキャニスタの底面部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the bottom face part of the canister which concerns on other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 コンクリートキャスク
30 キャニスタ
31 本体部
32 耐食被覆層
33 容器本体
34 一次蓋
35 二次蓋
36 吊り具
37 底板
38 上板
39 側板
40 被覆板
41,43 カバー部材
42 貫通孔
45 スペーサ部材
46 カラー部
47 支持脚
50 コンクリート容器
51 容器本体
52 蓋体
53 収容部
54 導入口
55 排出口
70 建屋
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Concrete cask 30 Canister 31 Main body part 32 Corrosion-resistant coating layer 33 Container main body 34 Primary lid 35 Secondary lid 36 Lifting tool 37 Bottom plate 38 Top plate 39 Side plate 40 Cover plate 41, 43 Cover member 42 Through-hole 45 Spacer member 46 Color part 47 Support leg 50 Concrete container 51 Container body 52 Lid 53 Storage part 54 Introduction port 55 Discharge port 70 Building

Claims (5)

金属材料からなり内部に使用済燃料が収容される筒状の本体部を具備し、前記本体部の外表面がチタン又はチタン合金からなる耐食被覆層で覆われており、
前記耐食被覆層が、底板と、上板と、側板と、を備え、これらの底板、上板及び側板のそれぞれが前記本体部に溶接により固定され、
前記側板が、前記本体部の円周方向に亘って連続して設けられる複数の被覆板で構成され、各被覆板はその端部同士及び隣接する被覆板との間で前記本体部に溶接され、
且つ前記被覆板には、複数の貫通孔が形成されており、当該被覆板が各貫通孔において前記本体部の表面に溶接されていることを特徴とするキャニスタ。
It comprises a cylindrical main body made of a metal material and containing spent fuel inside, and the outer surface of the main body is covered with a corrosion-resistant coating layer made of titanium or a titanium alloy ,
The corrosion-resistant coating layer includes a bottom plate, a top plate, and a side plate, and each of these bottom plate, top plate, and side plate is fixed to the main body by welding,
The side plate is composed of a plurality of cover plates provided continuously over the circumferential direction of the main body, and each cover plate is welded to the main body between its end portions and an adjacent cover plate. ,
A plurality of through holes are formed in the covering plate, and the covering plate is welded to the surface of the main body portion in each through hole .
前記本体部がステンレス鋼で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のキャニスタ。   The canister according to claim 1, wherein the main body is made of stainless steel. 各被覆板間の溶接部が帯状のカバー部材によって覆われていることを特徴とする請求項1又は2に記載のキャニスタ。 The canister according to claim 1 or 2 , wherein a welded portion between the cover plates is covered with a belt-like cover member. 前記貫通孔がカバー部材によって覆われていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のキャニスタ。 The canister according to any one of claims 1 to 3 , wherein the through hole is covered with a cover member. 請求項1〜4の何れか一項に記載のキャニスタと、前記キャニスタが内部に収容されると共に当該キャニスタを冷却するための冷却空気が通過する冷却通路を有するコンクリート容器と、を具備することを特徴とするコンクリートキャスク。 A canister according to any one of claims 1 to 4 , and a concrete container having a cooling passage in which the canister is housed and a cooling air for cooling the canister passes. Characteristic concrete cask.
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