JP5599659B2

JP5599659B2 - Intermediate storage facility

Info

Publication number: JP5599659B2
Application number: JP2010139101A
Authority: JP
Inventors: 貴志廻田; 邦洋小笠原; 祐次高橋; 博文藤田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-06-18
Also published as: JP2012002725A

Description

本発明は、使用済み核燃料の中間貯蔵施設に関する。 The present invention relates to an intermediate storage facility for spent nuclear fuel.

原子力発電所から発生する使用済み核燃料は、再処理するまでの間（または処分場において処分するまでの間）、中間貯蔵施設において一時的に貯蔵される。
なお、「中間貯蔵施設」には、原子力発電所の敷地外に設けられる使用済み核燃料の貯蔵施設の他に、原子力発電所の敷地内（サイト内）に設けられる使用済み核燃料の貯蔵施設も含むものとする。 Spent nuclear fuel generated from nuclear power plants is temporarily stored in intermediate storage facilities until reprocessing (or until disposal at the disposal site).
The “intermediate storage facility” includes the spent nuclear fuel storage facility provided on the site of the nuclear power plant (inside the site) in addition to the spent nuclear fuel storage facility provided outside the site of the nuclear power plant. Shall be.

従来の中間貯蔵施設は、地上に構築された貯蔵用構造物により構成されていた。使用済み核燃料は、専用容器（キャスク）に収容された状態で、貯蔵用構造物内に貯蔵される。 Conventional intermediate storage facilities have been constituted by storage structures constructed on the ground. Spent nuclear fuel is stored in a storage structure in a state of being contained in a dedicated container (cask).

ところが、従来の貯蔵用構造物は、放射線が外部に流出することがないように、コンクリート壁を厚く形成する必要があることや、巨大地震に対して十分な強度を備えている必要があること等により、費用が嵩むという問題点を有していた。 However, the conventional storage structure needs to have a thick concrete wall so that radiation does not flow out to the outside, and it needs to have sufficient strength against large earthquakes. For example, there is a problem that costs increase.

特許文献１には、岩盤内に地下坑道を構築し、この地下坑道内にキャスクを貯蔵する岩盤貯蔵設備が開示されている。
かかる岩盤貯蔵設備は、上端が大気中に開放されている立坑と、この立坑に一端が接続され、他端が大気中に開放されている貯蔵坑道と、を備えて構成されており、立坑と貯蔵坑道の内部を空気が流通するように構成されている。 Patent Document 1 discloses a rock mass storage facility in which an underground mine is constructed in the rock and a cask is stored in the underground mine.
Such a rock storage facility comprises a shaft whose upper end is open to the atmosphere, and a storage tunnel whose one end is connected to the shaft and whose other end is open to the atmosphere. It is comprised so that air may distribute | circulate the inside of a storage tunnel.

岩盤貯蔵設備は、安定した岩盤内に形成されているため、施設の耐久性が高く、放射線の遮蔽性能にも優れている。 Since the rock storage facility is formed in a stable rock, the facility has high durability and excellent radiation shielding performance.

特公平５−３９２０号公報Japanese Patent Publication No. 5-3920

ところが、特許文献１に記載の岩盤貯蔵設備は、貯蔵する使用済み核燃料の量が多い場合には、大規模な岩盤貯蔵設備の完成までに時間がかかってしまうという問題点を有していた。
また、岩盤貯蔵設備を複数に分割する場合は、岩盤貯蔵設備とともに搬入路も確保する必要があるため、そのための地上部における用地の確保に費用や手間を要していた。 However, the rock storage facility described in Patent Document 1 has a problem that it takes time to complete a large-scale rock storage facility when the amount of spent nuclear fuel to be stored is large.
In addition, when dividing a rock storage facility into a plurality of parts, it is necessary to secure a carry-in route together with the rock storage facility, and thus it has been necessary to secure a site on the ground for that purpose.

そのため、本発明は、地上部に必要な用地を抑え、早期に供用を開始することを可能とした中間貯蔵施設を提案することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to propose an intermediate storage facility capable of suppressing the site necessary for the above-ground part and starting operation in an early stage.

前記課題を解決するために、本発明の中間貯蔵施設は、岩盤内に形成された連絡用空洞、貯蔵用空洞および換気用立坑を備える中間貯蔵施設であって、前記貯蔵用空洞は一端が前記連絡用空洞に接続し他端が地表に開口するように前記連絡用空洞から形成された分岐空洞であり、前記換気用立坑は下端が前記貯蔵用空洞の天端に接続し上端が地表に開口し、前記連絡用空洞には複数の前記貯蔵用空洞が接続されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an intermediate storage facility according to the present invention is an intermediate storage facility including a communication cavity, a storage cavity, and a ventilation shaft formed in a rock, and one end of the storage cavity is the A branch cavity formed from the communication cavity so that the other end is open to the ground surface and connected to the communication cavity, the lower end of the ventilation shaft is connected to the top end of the storage cavity and the upper end is open to the ground surface A plurality of the storage cavities are connected to the communication cavity.

かかる中間貯蔵施設によれば、完成した貯蔵用空洞から順に使用済み核燃料を搬入することできるため、早期に供用を開始することができる。 According to such an intermediate storage facility, the spent nuclear fuel can be carried in order from the completed storage cavity, so that the service can be started at an early stage.

また、貯蔵用空洞および換気用立坑は、地表に開口しているため、自然換気による冷却を行うことができる。また、連絡用空洞は、貯蔵用空洞の端部に接続されているため、貯蔵用空洞から排気用立坑までの空気の流れを阻害することがない。 Moreover, since the storage cavity and the ventilation shaft are open to the ground surface, cooling by natural ventilation can be performed. Further, since the communication cavity is connected to the end of the storage cavity, the flow of air from the storage cavity to the exhaust shaft is not obstructed.

連絡用空洞を車両の通行が可能に構成する場合には、連絡用空洞内での車両による通行の安全性を確保する観点から、当該連絡用空洞の縦断勾配は概ね１０％以下となるように形成されており、かつ、２００ｍ毎に平場区間が形成されているのが望ましい。 When the communication cavity is configured to allow the vehicle to pass, the vertical gradient of the communication cavity is approximately 10% or less from the viewpoint of ensuring the safety of the vehicle passing through the communication cavity. It is desirable that a flat field section is formed every 200 m.

また、前記連絡用空洞のトンネル線形を螺旋状に形成することで、山岳地帯に大規模な中間貯蔵施設を構築してもよい。 Further, a large-scale intermediate storage facility may be constructed in a mountainous area by forming the tunnel shape of the communication cavity into a spiral shape.

本発明によれば、地上部に必要な用地を抑え、早期に構築することを可能とした中間貯蔵施設を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the intermediate storage facility which suppressed the site required for an above-ground part and was able to construct | assemble at an early stage.

本発明の好適な実施の形態に係る中間貯蔵施設を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an intermediate storage facility according to a preferred embodiment of the present invention. 貯蔵用空洞を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the storage cavity. 中間貯蔵施設を備えた発電所を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the power plant provided with the intermediate storage facility. 中間貯蔵施設の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of an intermediate storage facility.

本実施形態では、図１に示すように、岩盤Ｇの斜面を利用して構築された横穴式の中間貯蔵施設１について説明する。
中間貯蔵施設１は、発電所において発生した使用済み核燃料を貯蔵するものであって、岩盤Ｇ内に形成された連絡用空洞２、貯蔵用空洞３および換気用立坑４を備えて構成されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a horizontal hole type intermediate storage facility 1 constructed using the slope of the rock mass G will be described.
The intermediate storage facility 1 stores spent nuclear fuel generated at a power plant, and includes a communication cavity 2, a storage cavity 3, and a ventilation shaft 4 formed in the rock G. .

連絡用空洞２は、使用済み核燃料が収容されたキャスク５を貯蔵用空洞３まで輸送するための通路として使用するとともに、貯蔵用空洞３の施工時の作業用通路として使用する。 The communication cavity 2 is used as a passage for transporting the cask 5 containing spent nuclear fuel to the storage cavity 3 and is used as a work passage when the storage cavity 3 is constructed.

本実施形態の連絡用空洞２は、キャスク運搬用の専用車両（以下、単に「車両Ｔ」という）によるキャスク５の車両運搬が可能な横断面形状や縦断線形を備えている。
連絡用空洞２は、車両Ｔによる快適な走行性を確保することが可能なトンネル線形（平面線形および縦断線形）に設定することで、操業の利便性を向上させる。 The communication cavity 2 of the present embodiment has a cross-sectional shape and a vertical alignment that allow the cask 5 to be transported by a dedicated vehicle for transporting the cask (hereinafter simply referred to as “vehicle T”).
The communication cavity 2 is set to a tunnel line shape (planar line shape and vertical line shape) that can ensure a comfortable traveling property by the vehicle T, thereby improving the convenience of operation.

また、本実施形態では、連絡用空洞２の縦断勾配を概ね１０％以下に抑えることで、車両Ｔの逸走を防止するものとする。また、連絡用空洞２には、２００ｍ区間毎に平場を設けている。 Moreover, in this embodiment, the runaway of the vehicle T is prevented by suppressing the longitudinal gradient of the communication cavity 2 to approximately 10% or less. In addition, a flat space is provided in the communication cavity 2 every 200 m section.

連絡用空洞２の断面形状は限定されるものではないが、本実施形態では、馬蹄形状断面とする。また、連絡用空洞２は、車両Ｔ同士のすれ違いが可能な幅を確保する。 Although the cross-sectional shape of the communication cavity 2 is not limited, it is a horseshoe-shaped cross section in the present embodiment. Further, the communication cavity 2 ensures a width that allows the vehicles T to pass each other.

連絡用空洞２は、複数の貯蔵用空洞３，３，…に接続しているため、連絡用空洞２から各貯蔵用空洞３内へキャスク５を搬入することができる。 Since the communication cavity 2 is connected to the plurality of storage cavities 3, 3,..., The cask 5 can be carried into the storage cavities 3 from the communication cavity 2.

連絡用空洞２は、トンネル掘削により形成するものとし、その覆工の仕様等は、地山（岩盤Ｇ）の状況に応じて適宜設定する。 The communication cavity 2 is formed by tunnel excavation, and the specifications of the lining are appropriately set according to the condition of the natural ground (rock mass G).

貯蔵用空洞３は、図１および図２に示すように、使用済み核燃料が収容された複数のキャスク５，５，…を配置する導坑である。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the storage cavity 3 is a guide shaft in which a plurality of casks 5, 5,.

貯蔵用空洞３は、連絡用空洞２と岩盤Ｇの地表（斜面）Ｇａとの間に形成されており、一端が連絡用空洞２に接続し、他端が地表Ｇａに開口している。
また、貯蔵用空洞３の連絡用空洞２側の端部には、換気用立坑４が接続されている。 The storage cavity 3 is formed between the communication cavity 2 and the ground surface (slope) Ga of the rock G, and one end is connected to the communication cavity 2 and the other end is opened to the ground surface Ga.
A ventilation shaft 4 is connected to the end of the storage cavity 3 on the communication cavity 2 side.

貯蔵用空洞３の他端の開口部（地表Ｇａの開口部）は、吸気孔３１として機能する。吸気孔３１から貯蔵用空洞３内へ外気を取り込むことができる。 The opening at the other end of the storage cavity 3 (the opening at the surface Ga) functions as the intake hole 31. Outside air can be taken into the storage cavity 3 from the intake hole 31.

貯蔵用空洞３の断面形状および寸法は限定されるものではないが、本実施形態では、図２に示すように、馬蹄形状に形成する。貯蔵用空洞３は、キャスク５を２列配置することが可能な幅を有して形成されている。 Although the cross-sectional shape and dimension of the storage cavity 3 are not limited, in this embodiment, as shown in FIG. 2, it forms in a horseshoe shape. The storage cavity 3 has a width that allows two rows of cask 5 to be arranged.

貯蔵用空洞３は、トンネル掘削により形成するものとし、その覆工は、地山（岩盤Ｇ）の状況に応じて適宜設定する。
また、貯蔵用空洞３の土被り厚は限定されるものではないが、内部に貯蔵された使用済み核燃料からの放射線の漏洩を防止するとともに、岩盤斜面の斜面安定上に必要な土被り厚を確保する。 The storage cavity 3 is formed by tunnel excavation, and the lining is appropriately set according to the condition of the natural ground (rock mass G).
In addition, although the cover thickness of the storage cavity 3 is not limited, the leakage of radiation from the spent nuclear fuel stored inside is prevented, and the cover thickness necessary to stabilize the slope of the rock slope is reduced. Secure.

換気用立坑４は、図１に示すように、縦孔であり、下端が貯蔵用空洞３の天端に接続し、上端は吸気孔３１よりも高い位置において地表Ｇａに開口している。
換気用立坑４の断面形状は限定されるものではないが、本実施形態では、円形断面とする。 As shown in FIG. 1, the ventilation shaft 4 is a vertical hole, the lower end is connected to the top end of the storage cavity 3, and the upper end is open to the surface Ga at a position higher than the intake hole 31.
Although the cross-sectional shape of the ventilation shaft 4 is not limited, in this embodiment, it is a circular cross section.

換気用立坑４の構築方法は限定されるものではなく、例えば、地表Ｇａから掘削してもよいし、貯蔵用空洞３内から上向きに掘削することにより構築してよい。 The construction method of the ventilation shaft 4 is not limited. For example, the ventilation shaft 4 may be excavated from the surface Ga, or may be constructed by excavating upward from the storage cavity 3.

換気用立坑４は、貯蔵用空洞３に接続されているため、図３に示すように、貯蔵用空洞３内と連続した空間を形成し、吸気孔３１から取り込まれた外気を、上端の開口（排気孔４１）から排出することができる。
吸気孔３１から排気孔４１を流れる気流により貯蔵用空洞３内の換気が行われ、貯蔵用空洞３内に配置されたキャスク５，５，…の冷却がなされる。 Since the ventilation shaft 4 is connected to the storage cavity 3, as shown in FIG. 3, a space continuous with the storage cavity 3 is formed, and the outside air taken in from the intake hole 31 is opened at the upper end. It can be discharged from (exhaust hole 41).
The air in the storage cavity 3 is ventilated by the airflow flowing from the intake hole 31 to the exhaust hole 41, and the casks 5, 5, ... arranged in the storage cavity 3 are cooled.

換気用立坑４の高さは、気流解析により貯蔵用空洞３および換気用立坑４内の自然換気が可能な高さに設定されている。 The height of the ventilation shaft 4 is set to a height that allows natural ventilation in the storage cavity 3 and the ventilation shaft 4 by airflow analysis.

中間貯蔵施設１の構築は、まず、連絡用空洞２を構築した後、この連絡用空洞２から横向きに分岐空洞を掘削して貯蔵用空洞３を構築する。次に、貯蔵用空洞３の天端から地表につながる縦孔を掘削して換気用立坑４を構築する。なお、換気用立坑４は、貯蔵用空洞３と同時または貯蔵用空洞３に先立って構築してもよい。 The intermediate storage facility 1 is constructed by first constructing the communication cavity 2 and then excavating a branch cavity laterally from the communication cavity 2 to construct the storage cavity 3. Next, a vertical shaft 4 is constructed by excavating a vertical hole from the top of the storage cavity 3 to the ground surface. The ventilation shaft 4 may be constructed simultaneously with the storage cavity 3 or prior to the storage cavity 3.

貯蔵用空洞３および換気用立坑４の構築後、貯蔵用空洞３内に連絡用空洞２内から搬入されたキャスク５，５，…を配置する。
このとき、貯蔵用空洞３へのキャスク５，５，…の搬入と並行して他の貯蔵用空洞３を構築してもよい。 After the construction of the storage cavity 3 and the ventilation shaft 4, the casks 5, 5,... Carried from the communication cavity 2 are arranged in the storage cavity 3.
At this time, another storage cavity 3 may be constructed in parallel with the loading of the casks 5, 5,.

以上、本実施形態の中間貯蔵施設１によれば、一本の連絡用空洞２を利用して複数の貯蔵用空洞３を構築することで、貯蔵用空洞３へのアクセス用通路を複数形成する必要がない。そのため、アクセス用通路を構築するための手間や費用を省略することが可能となる。また、用地の省スペース化も可能となり、施工条件の厳しい山岳地帯においても中間貯蔵施設１を構築することが可能となる。 As described above, according to the intermediate storage facility 1 of the present embodiment, a plurality of storage cavities 3 are constructed using a single communication cavity 2 to form a plurality of access passages to the storage cavity 3. There is no need. Therefore, it is possible to save labor and cost for constructing the access passage. Further, the space of the site can be saved, and the intermediate storage facility 1 can be constructed even in a mountainous area where the construction conditions are severe.

連絡用空洞は縦断勾配が概ね１０％以下で、かつ、２００ｍ毎に平場が形成されているため、車両の逸走が防止される。また、快適な走行性が確保されているため、操業の利便性も確保されている。
つまり、重量物であるキャスク５，５，…の輸送の利便性を確保することで、操業時の効率を向上させることができる。 Since the communication cavity has a longitudinal gradient of approximately 10% or less and a flat field is formed every 200 m, the vehicle is prevented from running away. In addition, since comfortable driving is ensured, the convenience of operation is also ensured.
That is, the efficiency at the time of operation can be improved by ensuring the convenience of transporting the heavy casks 5, 5,.

自然換気により貯蔵用空洞３内が冷却されるため、ランニングコストが安価である。
換気用立坑４が、貯蔵用空洞３の連絡用空洞２との接合部よりも吸気孔３１側に形成されているため、連絡用空洞２が吸気孔３１から排気孔４１までの自然換気の流れに影響を及ぼす可能性が低い。 Since the inside of the storage cavity 3 is cooled by natural ventilation, the running cost is low.
Since the ventilation shaft 4 is formed closer to the intake hole 31 than the joint between the storage cavity 3 and the communication cavity 2, the communication cavity 2 flows through the natural ventilation from the intake hole 31 to the exhaust hole 41. Is less likely to affect

貯蔵用空洞３を必要に応じて増築することができるため、発電所の操業に応じて中間貯蔵施設１の規模を変化させることが可能である。 Since the storage cavity 3 can be extended as necessary, the scale of the intermediate storage facility 1 can be changed according to the operation of the power plant.

使用済み核燃料の貯蔵スペースとして形成された貯蔵用空洞３が複数に分割されているため、他の貯蔵用空洞が構築中であっても、完成した貯蔵用空洞３を使用することが可能となり、早期に操業することが可能となる。 Since the storage cavity 3 formed as a storage space for spent nuclear fuel is divided into a plurality of parts, it becomes possible to use the completed storage cavity 3 even when other storage cavities are under construction. It becomes possible to operate early.

貯蔵用空洞３は、岩盤Ｇ内に形成されているため、岩盤Ｇにより放射線が流出することはない。また、日射による熱が貯蔵用空洞３に影響を及ぼすことがない。
また、岩盤内に形成されているため、大きな地震等が発生した場合であっても、貯蔵用空洞３は健全な状態に保たれる。また、予期せぬ飛来物に対しても安全である。 Since the storage cavity 3 is formed in the rock G, radiation does not flow out by the rock G. Further, heat from solar radiation does not affect the storage cavity 3.
Moreover, since it is formed in the rock mass, the storage cavity 3 is maintained in a healthy state even when a large earthquake or the like occurs. It is also safe against unexpected flying objects.

図３に示すように、中間貯蔵施設１’を地上に構築する場合は、発電所Ｐ内の気流Ａが、中間貯蔵施設１’により変化するため（符号Ａ’参照）、周辺地域に及ぼす環境影響評価を再検討する必要がある。ところが、本実施形態の中間貯蔵施設１によれば、発電所Ｐ内の気流が変化することがないため、環境影響評価を再検討する必要がない。 As shown in FIG. 3, when the intermediate storage facility 1 ′ is constructed on the ground, the airflow A in the power plant P changes depending on the intermediate storage facility 1 ′ (see reference symbol A ′). The impact assessment needs to be reviewed. However, according to the intermediate storage facility 1 of the present embodiment, since the airflow in the power plant P does not change, it is not necessary to review the environmental impact assessment.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態で示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態では、連絡用空洞２内をキャスク運搬用の専用車両Ｔを通行させる場合について説明したが、連絡用空洞２内の輸送手段は車両に限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the structure shown by the said embodiment, and it can be changed suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention. Not too long.
For example, in the above-described embodiment, the case where the inside of the communication cavity 2 is made to pass the dedicated vehicle T for carrying the cask is described, but the transportation means in the communication cavity 2 is not limited to the vehicle.

図４に示すように、岩盤Ｇの形状に応じて連絡用空洞２を螺旋状に形成することで、快適な走行性を確保した線形を形成するとともに、山岳地帯において貯蔵用空洞３を必要な分だけ構築することが可能となる。 As shown in FIG. 4, by forming the communication cavity 2 in a spiral shape according to the shape of the rock G, it forms a line that ensures a comfortable traveling property, and also requires a storage cavity 3 in a mountainous area. It is possible to build only minutes.

前記実施形態では、連絡用空洞２内から貯蔵用空洞３を構築するものとしたが、貯蔵用空洞３は、地表から連絡用空洞２に向けてトンネルを掘削することで構築してもよい。 In the above embodiment, the storage cavity 3 is constructed from the communication cavity 2, but the storage cavity 3 may be constructed by excavating a tunnel from the ground surface toward the communication cavity 2.

１中間貯蔵施設
２連絡用空洞
３貯蔵用空洞
３１吸気孔
４換気用立坑
４１排気孔
５キャスク
Ｐ発電所
Ｔ車両 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intermediate storage facility 2 Communication cavity 3 Storage cavity 31 Intake hole 4 Ventilation shaft 41 Exhaust hole 5 Cask P Power plant T Vehicle

Claims

An intermediate storage facility comprising a communication cavity, a storage cavity and a ventilation shaft formed in the bedrock;
The storage cavity is a branched cavity formed from the communication cavity so that one end is connected to the communication cavity and the other end is open to the ground surface.
The ventilation shaft has a lower end connected to the top of the storage cavity and an upper end opened to the ground surface.
A plurality of the storage cavities are connected to the communication cavity, the intermediate storage facility.