JP5943583B2 - 使用済燃料ラックの補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、原子炉から取り出された使用済燃料棒を一時的に貯蔵する使用済燃料ラックの補強構造に関するものである。

原子力発電プラントの一つとして、加圧水型原子炉があり、この加圧水型原子炉では、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電している。

このような原子力発電プラントでは、加圧水型原子炉から取り出された使用済燃料棒を一時的に貯蔵する使用済燃料プールが原子炉建屋に設けられており、この使用済燃料プールには、多数の使用済燃料棒を立てた状態で支持する使用済燃料ラックが設置されている。このような使用済燃料ラックとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された燃料ラック上部支持構造は、燃料ラックの上部を支持する一体形スペーサを設け、この一体形スペーサを、燃料ラック間及び燃料ラックと燃料プール壁の間にその間隙を埋めるテーパ状のスペーサと、各スペーサを一体に結合するフレームとから構成し、一体形スペーサ全体の自重によって燃料ラックの上部に設置するものである。

特開２０００−２７５３８５号公報

上述した従来の燃料ラック上部支持構造では、燃料ラック間及び燃料ラックと燃料プール壁の間に挿入するテーパ状のスペーサが必要となる。即ち、このテーパ状のスペーサを多数用いなければならず、構造が複雑となってしまう。また、燃料ラック間の隙間量や燃料ラックと燃料プール壁の間の隙間にばらつきがあった場合、テーパ状のスペーサは適正にその隙間に挿入されず、ラックの耐震性を十分に確保することが困難となる。

本発明は上述した課題を解決するものであり、構造の簡素化及び低コスト化を可能とする一方で、適正に使用済燃料ラックの耐震性を向上することが可能な使用済燃料ラックの補強構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の使用済燃料ラックの補強構造は、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセルを有し、下部が使用済燃料プールの底部に固定された使用済燃料ラックにおいて、前記使用済燃料プールの壁面と前記使用済燃料ラックの側面との間にダンパ装置が設けられる、ことを特徴とするものである。

従って、使用済燃料ラックは、水平揺れがダンパ装置により抑制されることで、使用済燃料ラックの耐震性を向上することができると共に、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造では、前記ダンパ装置は、前記使用済燃料プールの壁面と前記使用済燃料ラックの上部側面との間であって、前記使用済燃料ラックの四方に設けられることを特徴としている。

従って、使用済燃料ラックは、下部が使用済燃料プールの底部に固定され、上部が四方をダンパ装置により支持されることで、使用済燃料ラックの水平揺れを適正に抑制し、耐震性を向上することができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造では、前記ダンパ装置は、内部に充填された流体の移動により機能することを特徴としている。

従って、使用済燃料ラックは、水平揺れがダンパ装置の内部に充填された流体の移動により抑制されることで、使用済燃料ラックの耐震性を向上することができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造では、前記ダンパ装置は、前記使用済燃料プールの冷却水に浸漬したピストン機構を有し、該ピストン機構は、シリンダ内に所定の隙間をもってピストンが移動自在に支持されて構成されることを特徴としている。

従って、使用済燃料ラックは、水平揺れが発生したとき、ピストンの移動時に冷却水がシリンダとピストンとの隙間を通過するオリフィス効果によりこの水平揺れが抑制されることとなり、使用済燃料プールの冷却水を用いることで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造では、前記ダンパ装置は、内部に充填されたダイラタント流体の移動により機能することを特徴としている。

従って、使用済燃料ラックの水平揺れを抑制する流体としてダイラタント流体を用いることで、効果的に使用済燃料ラックの耐震性を向上することができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造では、前記ダンパ装置は、ピストン機構を有し、該ピストン機構は、シリンダ内に前記ダイラタント流体が充填されると共に、前記シリンダ内の前記ダイラタント流体内でピストンが移動自在に支持されて構成されることを特徴としている。

従って、使用済燃料ラックは、水平揺れが発生したとき、ピストンが移動するためにダイラタント流体の粘度が上昇し、ピストンの移動が制限されることによりこの水平揺れが抑制されることとなり、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造では、前記ダンパ装置は、同極部が所定の間隔をもって対向配置された一対の磁石を有することを特徴としている。

従って、使用済燃料ラックは、水平揺れが一対の磁石の反発力により抑制されることで、構造の簡素化を可能とすることができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造では、前記ダンパ装置は、震度が予め設定された所定震度を超えると、内圧が上昇する袋状部材を有することを特徴としている。

従って、使用済燃料ラックは、震度が所定震度を超えて水平揺れが発生すると、袋状部材の内圧が上昇することで、この水平揺れが抑制されることとなり、使用済燃料ラックの耐震性を向上することができる。

本発明の使用済燃料ラックの補強構造によれば、使用済燃料プールの壁面と使用済燃料ラックの側面との間にダンパ装置を設けるので、使用済燃料ラックの耐震性を向上することができると共に、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

図１は、本発明の実施例１に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの平面図である。 図２は、実施例１の使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図である。 図３は、ダンパ装置の概略図である。 図４は、原子力発電プラントを表す概略構成図である。 図５は、原子炉格納容器を表す概略図である。 図６は、本発明の実施例２に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの平面図である。 図７は、実施例２の使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図である。 図８は、使用済燃料ラックとピストン部との連結構造を表す概略図である。 図９は、実施例２の使用済燃料ラックの補強構造における変形例を表す概略図である。 図１０は、本発明の実施例３に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの平面図である。 図１１は、実施例３の使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図である。 図１２は、実施例３の使用済燃料ラックの補強構造における変形例を表す使用済燃料プールの平面図である。 図１３は、本発明の実施例４に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図である。 図１４は、本発明の実施例５に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る使用済燃料ラックの補強構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本発明の実施例１に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの平面図、図２は、実施例１の使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図、図３は、ダンパ装置の概略図、図４は、原子力発電プラントを表す概略構成図、図５は、原子炉格納容器を表す概略図である。

実施例１の原子力発電プラントに適用された原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

即ち、この加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図４に示すように、原子炉格納容器１１内には、加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは冷却水配管１４，１５を介して連結されており、冷却水配管１４に加圧器１６が設けられ、冷却水配管１５に冷却水ポンプ１７が設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器１６により１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１６により所定の高圧に維持された状態で冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。

蒸気発生器１３は、原子炉格納容器１１の外部に設けられたタービン１８及び復水器１９と冷却水配管２０，２１を介して連結されており、冷却水配管２１に給水ポンプ２２が設けられている。また、タービン１８には発電機２３が接続され、復水器１９には冷却水（例えば、海水）を給排する取水管２４及び排水管２５が連結されている。従って、蒸気発生器１３にて、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管２０を通してタービン１８に送られ、この蒸気によりタービン１８を駆動して発電機２３により発電を行う。タービン１８を駆動した蒸気は、復水器１９で冷却された後、冷却水配管２１を通して蒸気発生器１３に戻される。

このように構成された原子力発電プラントの原子炉格納容器１１は、図５に示すように、内部に上述した加圧水型原子炉１２、蒸気発生器１３、加圧器１６などが収容されている。一方、原子炉格納容器１１に隣接して燃料取扱建屋３０が設置され、この燃料取扱建屋３０内に使用済み燃料プール３１が設けられており、この使用済み燃料プール３１の内部に使用済み燃料ラック３２が設置されている。この使用済み燃料ラック３２は、加圧水型原子炉１２で使用された使用済の燃料（燃料棒）を一時的に貯蔵するものであり、この使用済み燃料ラック３２に貯蔵された使用済燃料は、使用済み燃料プール３１に充填され、且つ、循環する冷却水により冷却可能となっている。

使用済み燃料ラック３２は、図１及び図２に示すように、底付の四角筒形状をなし、上方が開口しており、内部に複数の四角管が均等間隔で配置され、溶接により固定されることで、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセル３２ａが形成されている。このセル３２ａは、使用済み燃料ラック３２内の下部に隣接するもの同士が連通している。

使用済み燃料プール３１は、所定の大きさを有し、底部３１ａにベースフレーム３３が固定されており、使用済燃料ラック３２がこのベースフレーム３３上に固定されている。この使用済燃料ラック３２は、使用済み燃料プール３１内の中央にて、ベースフレーム３３上に互いに所定の隙間をもって６個配置されており、使用済み燃料プール３１の壁面との間に所定の隙間をもって配置されている。そして、使用済み燃料プール３１は、内部に使用済燃料ラック３２の全体が浸漬されるように冷却水が充填されている。

実施例１の使用済燃料ラックの補強構造は、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置４１が設けられて構成されている。

使用済燃料ラック３２は、上述したように、使用済み燃料プール３１のベースフレーム３３上に互いに所定間隔をもって６個配置されている。ダンパ装置４１は、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の上部側面３２ｂとの間であって、６個の使用済燃料ラック３２の四方に設けられている。

そして、各ダンパ装置４１は、内部に充填された流体（冷却水）の移動により機能するものである。即ち、このダンパ装置４１は、使用済燃料プール３１の冷却水に浸漬したピストン機構を有し、このピストン機構は、シリンダ内に所定隙間をもってピストンが移動自在に支持されて構成されている。

ダンパ装置４１において、シリンダ４２は一方が開口して他方が閉塞した筒形状をなし、閉塞した端部が連結ロッド４３により使用済燃料プール３１の壁面３１ｂに連結されている。ピストン４４は、シリンダ４２の内径より若干小さい外径であり、このシリンダ４２の内部に所定隙間Ｓをもって移動自在に支持されており、一方の端面部が連結ロッド４５により使用済燃料ラック３２の側面３２ｂに連結されている。この場合、シリンダ４２とピストン４４によりピストン機構が構成され、このピストン４４の外周面とシリンダ４２の内周面との所定隙間Ｓがオリフィスとして機能する。

なお、本実施例では、使用済み燃料プール３１内に固定された６個の使用済燃料ラック３２の周囲に複数のダンパ装置４１を設けており、隣接する使用済燃料ラック３２同士を図示しない連結部材により連結するとよい。また、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置４１を設けたが、隣接する使用済燃料ラック３２同士の間にダンパ装置を設けてもよい。

従って、図１及び図２に示すように、複数の使用済燃料ラック３２は、使用済み燃料プール３１のベースフレーム３３上に所定隙間を持って固定されており、外周側の各側面３２ｂがそれぞれダンパ装置４１を介して使用済み燃料プール３１の壁面３１ｂに支持されている。このとき、地震などにより水平揺れが発生すると、各使用済燃料ラック３２は、各ダンパ装置４１によりその水平揺れが抑制される。

即ち、図３に示すように、使用済燃料ラック３２の上部が水平に揺れると、ダンパ装置４１にて、連結ロッド４５を介してピストン４４が押圧または牽引される。すると、使用済み燃料プール３１側に連結ロッド４３を介して固定されたシリンダ４２に対してピストン４４が移動しようとする。ここで、ダンパ装置４１が使用済み燃料プール３１内の冷却水に浸漬されていることから、シリンダ４２内にも冷却水が浸入している。そのため、ピストン４４がシリンダ４２内を移動するとき、ピストン４４の外周面とシリンダ４２の内周面との所定隙間Ｓを冷却水が通過することとなり、ピストン４４の移動抵抗が増加して移動速度が低減されることで、使用済燃料ラック３２の揺れ（振動）が減衰される。

このように実施例１の使用済燃料ラックの補強構造にあっては、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセル３２ａを有し、下部が使用済燃料プール３１の底部３１ａに固定された使用済燃料ラック３２にて、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置４１を設けている。

従って、使用済燃料ラック３２は、水平揺れがダンパ装置４１により抑制されることで、使用済燃料ラック３２の耐震性を向上することができ、また、ダンパ装置４１を設けるだけで使用済燃料ラック３２の振動が抑制されることで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

また、実施例１の使用済燃料ラックの補強構造では、ダンパ装置４１を使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間であって、複数の使用済燃料ラック３２の四方に設けている。従って、使用済燃料ラック３２は、下部が使用済燃料プール３１の底部に固定され、上部が四方をダンパ装置４１により支持されることで、使用済燃料ラック３２の水平揺れを適正に抑制し、耐震性を向上することができる。

また、実施例１の使用済燃料ラックの補強構造では、ダンパ装置４１は、使用済燃料プール３１の冷却水に浸漬したピストン機構を有し、このピストン機構は、シリンダ４２内に所定の隙間Ｓをもってピストン４４が移動自在に支持されて構成され、内部に充填された冷却水の移動により機能するようにしている。従って、使用済燃料ラック３２は、水平揺れが発生したとき、ピストン４４の移動時に冷却水がシリンダ４２とピストン４４との隙間Ｓを通過するときのオリフィス効果により、この水平揺れが抑制される。そのため、適正に使用済燃料ラック３２の水平揺れ抑制することができると共に、使用済燃料プール３１の冷却水を用いることで、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

図６は、本発明の実施例２に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの平面図、図７は、実施例２の使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図、図８は、使用済燃料ラックとピストン部との連結構造を表す概略図、図９は、実施例２の使用済燃料ラックの補強構造における変形例を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例２の使用済燃料ラックの補強構造は、図６及び図７に示すように、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置５１が設けられて構成されている。この場合、ダンパ装置５１は、使用済燃料ラック３２の四方に設けられている。

各ダンパ装置５１は、内部に充填された流体（ダイラタント流体）の移動により機能するものである。即ち、このダンパ装置５１は、使用済燃料プール３１の冷却水から隔離（防水処理）されたピストン機構を有し、このピストン機構は、シリンダ内にダイラタント流体が充填されると共に、シリンダ内のダイラタント流体内でピストンが移動自在に支持されて構成されている。

ダンパ装置５１において、ケーシング（シリンダ）５２は使用済燃料プール３１の各壁面３１ｂに固定され、内部にダイラタント流体（せん断硬化流体）が充填されている。ピストン５３は、ケーシング５２内で移動自在となっており、連結ロッド５４により使用済燃料ラック３２の側面３２ｂに連結されている。即ち、図８に示すように、連結ロッド５４は、一端部にピストン５３が固定され、他端部に逆Ｕ字形状をなす連結ブラケット５５が固定されており、この連結ブラケット５５は、使用済燃料ラック３２の側面３２ｂを挟持するように固定ボルト５６により固定されている。この場合、ケーシング５２とピストン５３によりピストン機構が構成されている。

従って、図６及び図７に示すように、使用済燃料ラック３２は、使用済み燃料プール３１の底部３１ａに固定されており、外周側の各側面３２ｂがそれぞれダンパ装置５１を介して使用済み燃料プール３１の壁面３１ｂに支持されている。このとき、地震などにより水平揺れが発生すると、使用済燃料ラック３２は、各ダンパ装置５１によりその水平揺れが抑制される。

即ち、使用済燃料ラック３２の上部が水平に揺れると、ダンパ装置５１にて、連結ロッド５４を介してピストン５３が押圧または牽引される。すると、使用済み燃料プール３１側に固定されたケーシング５２に対してピストン５３が移動しようとする。ここで、ケーシング５２内にダイラタント流体が密封充填されていることから、ピストン５３がケーシング５２内を移動するとき、ダイラタント流体の粘度が高くなり、ピストン５３の移動抵抗が増加して移動速度が低減されることで、使用済燃料ラック３２の揺れ（振動）が減衰される。

なお、ダイラタント流体の密封充填方法は、この構成に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、ダンパ装置６１は、使用済燃料プール３１の各壁面３１ｂに固定された支持板６２と、使用済燃料ラック３２の側面３２ｂに連結ロッド６３を介して連結されたピストン６４との間に、内部にダイラタント流体が充填されると共に伸縮して変形可能な容器６５を配置して構成されている。従って、使用済燃料ラック３２が水平に揺れると、ピストン６４が押圧または牽引され、ダイラタント流体が密封充填された容器６５を押圧または牽引する。そのため、ピストン６４が移動するとき、ダイラタント流体の粘度が高くなり、ピストン６４の移動抵抗が増加して移動速度が低減されることで、使用済燃料ラック３２の揺れ（振動）が減衰される。

このように実施例２の使用済燃料ラックの補強構造にあっては、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセル３２ａを有し、下部が使用済燃料プール３１の底部に固定された使用済燃料ラック３２にて、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置５１，６１を設けている。

従って、使用済燃料ラック３２は、水平揺れがダンパ装置５１，６１により抑制されることで、使用済燃料ラック３２の耐震性を向上することができる。

また、実施例２の使用済燃料ラックの補強構造では、ダンパ装置５１，６１として、ピストン機構を設け、このピストン機構として、ダイラタント流体が充填されたケーシング５２または容器６５と、ケーシング５２または容器６２に対して移動自在なピストン５３，６４とを設けている。従って、使用済燃料ラック３２は、水平揺れが発生したとき、ピストン５４，６３が移動するためにダイラタント流体の粘度が上昇し、ピストン５４，６３の移動抵抗が増加することによりこの水平揺れが抑制されることとなり、効果的に使用済燃料ラック３２の耐震性を向上することができる。

図１０は、本発明の実施例３に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの平面図、図１１は、実施例３の使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図、図１２は、実施例３の使用済燃料ラックの補強構造における変形例を表す使用済燃料プールの平面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例３の使用済燃料ラックの補強構造は、図１０及び図１１に示すように、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置７１が設けられて構成されている。この場合、ダンパ装置７１は、使用済燃料ラック３２の四方に設けられている。

各ダンパ装置７１は、内部に充填されたダイラタント流体の移動により機能するものである。即ち、このダンパ装置７１は、内部にダイラタント流体が充填されると共に変形可能な容器７２により構成されている。この容器７２は、中空円筒形状をなし、内部にダイラタント流体が充填され、変形可能となっている。そして、この容器７２は、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間に配置され、取付ブラケット７３を介して吊ロープ７４により吊り下げ支持されると共に、取付金具７５により使用済燃料プール３１の壁面３１ｂに固定されている。

従って、使用済燃料ラック３２は、使用済み燃料プール３１の底部３１ａに固定されており、外周側の各側面３２ｂがそれぞれダンパ装置７１を介して使用済み燃料プール３１の壁面３１ｂに支持されている。このとき、地震などにより水平揺れが発生すると、使用済燃料ラック３２は、各ダンパ装置７１によりその水平揺れが抑制される。

即ち、使用済燃料ラック３２の上部が水平に揺れると、ダンパ装置７１にて、容器７２内に密封充填されたダイラタント流体の粘度が高くなり、使用済燃料ラック３２の移動抵抗が増加して移動速度が低減されることで、その揺れ（振動）が減衰される。

なお、ダンパ装置７１における容器７２は、この構成に限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、ダンパ装置７１ａの容器７２を複数に分割してもよい。また、容器の形状も円筒に限らず、角筒形状、立方体形状、直方体形状、球形状などとしてもよい。

このように実施例３の使用済燃料ラックの補強構造にあっては、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセル３２ａを有し、下部が使用済燃料プール３１の底部に固定された使用済燃料ラック３２にて、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置７１，７１ａを設けている。従って、使用済燃料ラック３２は、水平揺れがダンパ装置７１，７１ａにより抑制されることで、使用済燃料ラック３２の耐震性を向上することができる。また、ダンパ装置７１，７１ａとして、容器７２内にダイラタント流体を充填して用いることで、簡単な構成で容易に使用済燃料ラック３２の揺れを抑制することができる。

図１３は、本発明の実施例４に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例４の使用済燃料ラックの補強構造は、図１３に示すように、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置８１が設けられて構成されている。この場合、ダンパ装置８１は、使用済燃料ラック３２の四方に設けられている。

各ダンパ装置８１は、同極部が所定の間隔をもって対向配置された一対の磁石８２，８３により構成されている。即ち、第１永久磁石８２は、取付ロッド８４により使用済燃料プール３１の壁面３１ｂに固定されている。一方、第２永久磁石８３は、取付ロッド８５により使用済燃料ラック３２の側面３２ｂに固定されている。そして、第１永久磁石８２と第２永久磁石８３とは、所定の隙間をもって対向しており、且つ、その対向面を同極、つまり、Ｎ極（または、Ｓ極）同士に設定することで、反発力が作用するようにしている。

従って、使用済燃料ラック３２は、使用済み燃料プール３１の底部３１ａに固定されており、外周側の各側面３２ｂがそれぞれダンパ装置８１を介して使用済み燃料プール３１の壁面３１ｂに支持されている。このとき、地震などにより水平揺れが発生すると、使用済燃料ラック３２は、各ダンパ装置８１によりその水平揺れが抑制される。

即ち、使用済燃料ラック３２の上部が水平に揺れると、ダンパ装置８１にて、第１永久磁石８２に対して第２永久磁石８３が接近または離反しようとする。しかし、第１永久磁石８２と第２永久磁石８３は、対向面が同極に設定されていることから、互いに反発することで接近することが阻止され、使用済燃料ラック３２の移動抵抗が増加することで、その揺れ（振動）が減衰される。

このように実施例４の使用済燃料ラックの補強構造にあっては、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセル３２ａを有し、下部が使用済燃料プール３１の底部に固定された使用済燃料ラック３２にて、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置８１を設け、このダンパ装置８１として、同極部が所定の間隔をもって対向配置された一対の磁石８２，８３を設けている。

従って、使用済燃料ラック３２は、水平揺れがダンパ装置８１により抑制されることで、使用済燃料ラック３２の耐震性を向上することができる。また、ダンパ装置８１として、一対の磁石８２，８３を設けることで、簡単な構成で容易に使用済燃料ラック３２の揺れを抑制することができる。

図１４は、本発明の実施例５に係る使用済燃料ラックの補強構造を表す使用済燃料プールの縦断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例５の使用済燃料ラックの補強構造は、図１４に示すように、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置９１が設けられて構成されている。この場合、ダンパ装置９１は、使用済燃料ラック３２の四方に設けられている。

各ダンパ装置９１は、震度が予め設定された所定震度を超えると、内圧が上昇する袋状部材９２により構成されている。即ち、袋状部材９２は、伸縮して変形可能な材料により中空密閉形状をなすように形成され、一方側が取付ロッド９３により使用済燃料プール３１の壁面３１ｂに固定され、他方側が取付ロッド９４により使用済燃料ラック３２の側面３２ｂに固定されている。また、使用済燃料プール３１は、上面部３１ｃにエアポンプ９５が設置されており、供給ホース９６を介して袋状部材９２に連結されている。そして、制御装置９７は、このエアポンプ９５を駆動制御可能であり、震度センサ９８の検出結果に基づいてエアポンプ９５を駆動し、エアを供給ホース９６を介して袋状部材９２に供給可能となっている。

従って、使用済燃料ラック３２は、使用済み燃料プール３１の底部３１ａに固定されており、外周側の各側面３２ｂがそれぞれダンパ装置９１を介して使用済み燃料ラック３２の側面３２ｂに支持されている。このとき、地震などにより水平揺れが発生すると、使用済燃料ラック３２は、各ダンパ装置９１によりその水平揺れが抑制される。

即ち、地震が発生すると、震度センサ９８は、発生した地震の震度を検出して制御装置９７に出力している。この制御装置９７は、発生した地震の震度が予め設定された所定震度を超えると、エアポンプ９５を駆動し、エアを供給ホース９６から袋状部材９２に供給する。すると、袋状部材９２は、内部にエアが供給されることで加圧されて膨張し、使用済み燃料プール３１の底部３１ａと使用済み燃料ラック３２の側面３２ｂに対して押圧する。そのため、使用済燃料ラック３２は、膨張した袋状部材９２によりその揺れ（振動）が減衰される。

このように実施例５の使用済燃料ラックの補強構造にあっては、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセル３２ａを有し、下部が使用済燃料プール３１の底部に固定された使用済燃料ラック３２にて、使用済燃料プール３１の壁面３１ｂと使用済燃料ラック３２の側面３２ｂとの間にダンパ装置９１を設け、このダンパ装置９１として、震度が予め設定された所定震度を超えると内圧が上昇する袋状部材９２を設けている。

従って、使用済燃料ラック３２は、水平揺れがダンパ装置９１により抑制されることで、使用済燃料ラック３２の耐震性を向上することができる。また、ダンパ装置９１として、震度に応じて膨張可能な袋状部材９２を設けることで、使用済燃料ラック３２の耐震性を向上することができる。

なお、上述した各実施例では、使用済燃料ラック３２の数や大きさ、形状などをいくつか記載したが、記載した数や大きさ、形状に限定されるものではない。

また、上述した各実施例では、本発明の使用済燃料ラックの補強構造を加圧水型原子炉に適用して説明したが、沸騰型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）に適用することもでき、いずれの原子炉に適用してもよい。

１１ 原子炉格納容器
１２ 加圧水型原子炉
１３ 蒸気発生器
３１ 使用済燃料プール
３１ａ 底部
３１ｂ 壁面
３２ 使用済燃料ラック
３２ａ セル
３２ｂ 側面
４１，５１，６１，７１，７１ａ，８１，９１ ダンパ装置
４２ シリンダ
４４ ピストン
５２ ケーシング（シリンダ）
５３ ピストン
６５ 容器（シリンダ）
６４ ピストン

Claims (1)

1. 使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセルを有し、下部が使用済燃料プールの底部のベースフレーム上に固定された複数の使用済燃料ラックにおいて、
   前記使用済燃料プールの壁面と前記複数の使用済燃料ラックの側面との間にダンパ装置が設けられ、
   前記ダンパ装置は、前記使用済燃料プールの壁面と前記使用済燃料ラックの上部側面との間であって、前記複数の使用済燃料ラックの四方に設けられ、
   前記使用済燃料プールの冷却水に浸漬して内部に侵入した冷却水の移動により機能するピストン機構を有し、
   該ピストン機構は、シリンダとピストンを有し、前記ピストンの外径が前記シリンダの内径より若干小さく設定され、前記シリンダ内にオリフィスとして機能する所定の隙間をもって前記ピストンが移動自在に支持されて構成される、
   ことを特徴とする使用済燃料ラックの補強構造。

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