JPH0868890A - 使用済み燃料貯蔵ラックおよび使用済み燃料貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下部支持板を不要とし、設備の耐震性と冷却
効率を上げ、使用済み燃料貯蔵セルの着脱を容易にし、
貯蔵燃料の中心間距離を縮小し貯蔵可能量を増した使用
済み燃料貯蔵ラックとそれを備えた使用済み燃料貯蔵設
備とを提供する。 【構成】 使用済み燃料貯蔵ラック５６は、第１角筒
(使用済み燃料貯蔵セル)３と、第１角筒３より若干大き
い内寸法を有し市松模様状に配列される第２角筒５３
と、第２角筒５３のコーナ部同士を連結して固定する部
材(図示なし)と、耐震条件を考慮して決定された位置に
配置される床まで届く長さの柱状部材５５と、第２角筒
５３(および柱状部材５５)の内面または外面で区画され
たスペース内に第１角筒３を配置し固定するために第１
角筒３の外面と第２角筒５３の内面または外面との隙間
に挿入される貯蔵セル固定部材５２とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型原子炉等の原
子炉を備えた原子力発電所で発生する使用済み燃料を垂
直保持状態で貯蔵するための使用済み燃料貯蔵ラックお
よび使用済み燃料貯蔵設備に係り、特に、耐震強度が高
く隣合う貯蔵燃料の中心間距離を小さくして使用済み燃
料を高密度に貯蔵可能な使用済み燃料貯蔵設備を実現で
きる使用済み燃料貯蔵ラックの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子炉等の原子炉を備えた発電
所で発生する使用済み燃料集合体は、再処理工場に搬出
されるまでの間、原子力発電所内に設けられた使用済み
燃料貯蔵プールすなわち使用済み燃料貯蔵設備で冷却し
つつ貯蔵される。使用済み燃料集合体は、使用済み燃料
貯蔵プールの底部に設けられた使用済み燃料貯蔵ラック
に貯蔵される。使用済み燃料集合体は、その未臨界性を
保つために、使用済み燃料貯蔵セルに１体ずつ挿入して
保存されるが、使用済み燃料貯蔵セルを構成する材料の
特性および水の中性子吸収効果等を考慮して決められた
所定値以上の間隔を保ちながら、垂直に保持する必要が
ある。

【０００３】従来の使用済み燃料貯蔵ラックは、例えば
特開昭６０−１７０７９６号公報に記載されているよう
に、第１支持部材および第２支持部材により使用済み燃
料貯蔵セルを上下で支持する構造が知られている。すな
わち、使用済み燃料貯蔵ラックは、ステンレス鋼等から
なる多数の使用済み燃料貯蔵セルと、第１支持部材と、
第２支持部材とからなる。使用済み燃料貯蔵ラックの第
１支持部材と第２支持部材とは直交しており、適宜な方
法で、使用済み燃料貯蔵プールのコンクリート壁の埋込
み金物にそれぞれ固定される。使用済み燃料貯蔵セル
は、第１支持部材および第２支持部材の間に順次挿入さ
れ、これらの支持部材に溶接で取り付けられる。

【０００４】一方、実開昭６０−７２５９５号公報に記
載されているように、上部ラック支持板および下部ラッ
ク支持板により使用済み燃料貯蔵セルを支持する構造が
知られている。上下ラック支持板は、プールのコンクリ
ート壁の埋め込み金物に溶接で固定されている。使用済
み燃料貯蔵セルは、上部ラック支持板および下部ラック
支持板に順次挿入され、これらのラック支持板に溶接で
取り付けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、上
部および下部の支持部材は、形鋼の組み合わせまたは板
からなり、さらに、壁から片持ち梁状に固定され、燃料
貯蔵セルを支持する構造であるため、耐震強度が低いと
いう問題があり、さらに、上部および下部の支持部材を
耐震設計上強固な構造とすると、構成する部材が大きく
なり、貯蔵燃料の中心間距離を小さくできないという問
題があった。

【０００６】すなわち、これらの従来技術による使用済
み燃料貯蔵ラックでは、支持部材が形鋼の組合せにより
燃料貯蔵セルを保持するための空間を構成し、一方、ラ
ック支持板にはそれぞれに燃料貯蔵セルを保持するため
の孔が多数設けられている。各使用済み燃料貯蔵セルに
挿入して貯蔵される貯蔵燃料の中心間距離を小さくする
ために燃料貯蔵セル同士を近付けると、支持部材または
ラック支持板中に占める燃料貯蔵セルを保持するための
空間が相対的に多くなり、支持機能を担保する支持部材
またはラック支持板の部材量が減少する。支持部材やラ
ック支持板は、耐震設計上強固な構造を必要とするが、
上記従来技術では、前記中心間距離を小さくした場合、
耐震強度を十分に保つことはできなかった。

【０００７】また、上下２段の支持部材やラック支持板
があるために、冷却水流路が狭く、燃料貯蔵プール水の
冷却効率が良くないという問題もあった。

【０００８】さらに、使用済み燃料貯蔵セルを支持部材
やラック支持板に溶接で取り付けるので、一旦据え付け
た後は、保守や改造等が困難であった。

【０００９】本発明の目的は、単純な構造で軽量かつ耐
震強度が大きく、使用済み燃料貯蔵ラックの耐震性を向
上させつつ貯蔵燃料の中心間距離を小さくすることが可
能な燃料貯蔵セル支持構造を有する使用済み燃料貯蔵ラ
ックおよびこの貯蔵ラックを備えた使用済み燃料貯蔵設
備を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、原子力発電所で発生する使用済み燃料を
貯蔵し保管する使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、使用
済み燃料を１体ずつ内部に収納する第１角筒(使用済み
燃料貯蔵セル)と、第１角筒の外形よりも若干大きい内
寸法を有し市松模様状に配列される第２角筒と、第２角
筒のコーナー部同士を連結し固定する部材と、第２角筒
の内面または外面で区画されたスペース内に第１角筒を
挿入し固定するために第１角筒の外面と第２角筒の内面
または外面との隙間に挿入される貯蔵セル固定部材とを
有する使用済み燃料貯蔵ラックを提案するものである。

【００１１】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、原子力発電所で発生する使用済み燃料を貯蔵し保管
する使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、所定間隔をおい
て配列され使用済み燃料を１体ずつ内部に収納する第１
角筒(使用済み燃料貯蔵セル)の列と、第１角筒の外形よ
りも若干大きい内寸法を有し前記所定間隔をおき第１角
筒とは行方向にずらして市松模様状に配列される第２角
筒の列と、市松模様状に配列された第１角筒と第２角筒
とのコーナー部同士を連結し固定する部材と、第２角筒
内および第１角筒と第２角筒とにより区画されたスペー
ス内に挿入される第１角筒と、第２角筒内にまたは第１
角筒と第２角筒とにより区画されたスペース内に第１角
筒を挿入し固定するために挿入された第１角筒の外面と
第２角筒の内面との隙間または挿入された第１角筒と市
松模様をなす第１角筒との隙間に挿入される貯蔵セル固
定部材とを有する使用済み燃料貯蔵ラックを提案するも
のである。

【００１２】第１角筒が、使用済み燃料を垂直に保持・
貯蔵するに必要な長さを有し、第２角筒は、使用済み燃
料貯蔵プールの床に垂直に着座し貯蔵される使用済み燃
料の上端部よりやや低い位置で第１角筒を支持するため
に使用済み燃料貯蔵プールの壁面から片持ち梁状に保持
され、かつ、貯蔵セル固定部材を介して第１角筒を十分
な耐震強度で支持するに必要な構造および長さを有す
る。

【００１３】上記いずれの場合も、第１角筒(使用済み
燃料貯蔵セル)の少なくとも１本を、沸騰水型原子炉用
の使用済み燃料を保持するシートプレート１００を底部
に備えた角筒とすることができる。

【００１４】また、第１角筒および第２角筒の少なくと
も一方は、オーステナイト系ステンレス鋼またはオース
テナイト系ステンレス鋼に中性子吸収効果を有するホウ
素を添加したボロン添加ステンレス鋼のいずれかとす
る。

【００１５】貯蔵セル固定部材は、より具体的には、く
さび形固定部材，複数段のくさび形固定部材，波板状固
定部材，波形固定部材，コイル状部材を有する固定部
材，弓型板状部材を有する固定部材，可動式ジャッキ構
造を有する固定部材，固定式ジャッキを有する部材のい
ずれかである。

【００１６】第１角筒を固定するため隙間に挿入される
貯蔵セル固定部材は、使用済み燃料貯蔵ラックの組立て
に先立ち、第２角筒または第１角筒に予め溶接でまたは
ボルト締め等の機械的手段で取付けておくことができ
る。

【００１７】本発明は、さらに、上記目的を達成するた
めに、前記いずれかの使用済み燃料貯蔵ラックと、この
使用済み燃料貯蔵ラックおよび使用済み燃料を収納する
プールと、使用済み燃料貯蔵ラックをプールの壁に固定
する部材とからなる使用済み燃料貯蔵設備を提案するも
のである。

【００１８】

【作用】第２角筒を市松模様状に配列して正方格子状と
すると、第２角筒のそれぞれの辺が直交する２方向で耐
震／耐せん断壁となり、地震時の水平および鉛直方向の
力に対して高い強度および剛性を示す。この第２角筒で
形成された支持部材内に第１角筒である使用済み燃料貯
蔵セルを設置すると、構造が単純で軽量かつ耐震性の高
い使用済み燃料貯蔵ラックが得られる。

【００１９】所定間隔をおいて配列され使用済み燃料を
１体ずつ内部に収納する第１角筒の列と前記所定間隔を
おき第１角筒とは行方向にずらして市松模様状に配列さ
れる第２角筒の列との組を正方格子状とすると、やは
り、第１角筒および第２角筒それぞれの辺が直交する２
方向で耐震／耐せん断壁となり、地震時の水平および鉛
直方向の力に対して高い強度および剛性を示す。さら
に、第１角筒と第２角筒とで形成された支持部材内に第
１角筒である使用済み燃料貯蔵セルを設置すると、構造
が単純で軽量かつ耐震性の高い使用済み燃料貯蔵ラック
が得られる。この場合は、第２角筒の数が約半分で済む
ので、使用済み燃料貯蔵セルの支持部材を軽量化でき
る。

【００２０】いずれの場合も、第１角筒の長さは、使用
済み燃料を垂直に保持・貯蔵するに必要な長さとし、第
２角筒の長さは、使用済み燃料貯蔵プールの床に垂直に
着座し貯蔵される使用済み燃料の上端部よりやや低い位
置で第１角筒を支持するために使用済み燃料貯蔵プール
の壁面から片持ち梁状に保持され、かつ、貯蔵セル固定
部材を介して挿入された第１角筒を十分な耐震強度で支
持するに必要な構造および長さとする。

【００２１】上記構成は、基本的には、加圧水型原子炉
からの使用済み燃料貯蔵設備を対象としているが、第１
角筒(使用済み燃料貯蔵セル)の少なくとも１本を、沸騰
水型原子炉用の使用済み燃料を保持するシートプレート
１００を底部に備えた角筒にすると、そのまま、沸騰水
型原子炉からの使用済み燃料貯蔵設備に適用できる。

【００２２】前記第１角筒と第２角筒とを、それぞれ、
オーステナイト系ステンレス鋼またはオーステナイト系
ステンレス鋼に中性子吸収効果を有するホウ素を添加し
たボロン添加ステンレス鋼のいずれかとすると、例え
ば、オーステナイト系ステンレス鋼を選択した場合は、
安価な支持部材を構成でき、一方、第１角筒と第２角筒
とをボロン添加ステンレス鋼とした場合は、隣合う使用
済み燃料間のピッチを縮小できるので、同じ容量の使用
済み燃料貯蔵プールでもより多い使用済み燃料を貯蔵で
きる。

【００２３】くさび形固定部材，複数段のくさび形固定
部材，波板状固定部材，波形固定部材，コイル状部材を
有する固定部材，弓型板状部材を有する固定部材，可動
式ジャッキ構造を有する固定部材，固定式ジャッキを有
する部材のいずれかの貯蔵セル固定部材を、第１角筒の
外面と第２角筒の内面または外面で形成される隙間に挿
入すると、第１角筒を耐震的に十分な強度で保持するこ
とが可能である。

【００２４】第１角筒を固定するため隙間に挿入される
貯蔵セル固定部材を第２角筒または第１角筒に予め溶接
でまたはボルト締め等の機械的手段で取付けておくと、
使用済み燃料貯蔵ラックを現地で据え付けるときの作業
時間を短縮できる。

【００２５】前記いずれかの使用済み燃料貯蔵ラック
と、この使用済み燃料貯蔵ラックおよび使用済み燃料を
収納するプールと、使用済み燃料貯蔵ラックをプールの
壁に固定する部材とにより使用済み燃料貯蔵設備を構成
すれば、単純な構造で軽量かつ耐震強度が大きく、使用
済み燃料貯蔵ラックの耐震性を向上させ、貯蔵燃料の中
心間距離を小さくすることが可能である。

【００２６】

【実施例】次に、図１〜図１８を参照して、本発明によ
る使用済み燃料貯蔵ラックおよびこの貯蔵ラックを備え
た使用済み燃料貯蔵設備の実施例を説明する。その前
に、本発明の理解を助けるために、図１９および図２０
を参照して、従来の使用済み燃料貯蔵ラックの構造の概
略と問題点とを説明しておく。

【００２７】加圧水型原子炉を備えた発電所で発生する
使用済み燃料集合体は、再処理工場に搬出されるまでの
間、原子力発電所内に設けられた使用済み燃料貯蔵プー
ルで冷却しつつ貯蔵される。使用済み燃料集合体は、貯
蔵プールの底部に設けられた使用済み燃料貯蔵ラックに
貯蔵される。使用済み燃料集合体は、その未臨界性を保
つために、使用済み燃料集合体１体につき１つの燃料貯
蔵セルを設け、使用済み燃料貯蔵セルを構成する材料の
特性および水の中性子吸収効果等を考慮して決められた
所定値以上の間隔を保ちながら、垂直に保持する必要が
ある。

【００２８】図１９は、第１支持部材４および第２支持
部材５により使用済み燃料貯蔵セルを上下で支持する従
来の使用済み燃料貯蔵ラック８の構造を示す斜視図であ
る。使用済み燃料貯蔵ラック８は、ステンレス鋼等から
なる多数の使用済み燃料貯蔵セル３と、第１支持部材４
と、第２支持部材５とからなる。使用済み燃料貯蔵ラッ
ク８の第１支持部材４と第２支持部材５とは直交し、適
宜な方法で、使用済み燃料貯蔵プール１のコンクリート
壁６の埋込み金物７にそれぞれ固定される。使用済み燃
料貯蔵セル３は、第１支持部材４および第２支持部材５
の間に順次挿入され、これらの支持部材４および５に溶
接で取り付けられる。

【００２９】図２０は、上部ラック支持板９および下部
ラック支持板１０により使用済み燃料貯蔵セル３を上下
で支持する従来の使用済み燃料貯蔵ラック１１の構造を
示す斜視図である。使用済み燃料貯蔵ラック１１の使用
済み燃料貯蔵セル３は、上部ラック支持板９および下部
ラック支持板１０により支持されている。これらのラッ
ク支持板９および１０は、プール１のコンクリート壁６
の埋め込み金物７に溶接で固定されている。使用済み燃
料貯蔵セル３は、上部ラック支持板９および下部ラック
支持板１０に順次挿入され、これらのラック支持板９お
よび１０に溶接で取り付けられる。

【００３０】これらの従来技術による使用済み燃料貯蔵
ラック８または１１では、支持部材４,５が形鋼の組合
せにより燃料貯蔵セル３を保持するための空間を構成
し、ラック支持板９,１０にはそれぞれに燃料貯蔵セル
３を保持するための孔が多数設けられている。ここでは
図示していないが各使用済み燃料貯蔵セル３に挿入して
貯蔵される貯蔵燃料５０の中心間距離１２(後述の図４
参照)を小さくするために燃料貯蔵セル３同士を近付け
ると、支持部材４,５またはラック支持板９,１０中に占
める燃料貯蔵セル３を保持するための空間が多くなり、
支持機能を担保する支持部材またはラック支持板の部材
量が減少する。支持部材４,５やラック支持板９,１０
は、耐震設計上強固な構造を必要とするが、上記従来技
術では、前記中心間距離１２を小さくしても耐震上の強
度を十分に保つことはできなかった。また、上下２段の
支持部材４,５やラック支持板９,１０があるために、冷
却水流路が狭く、燃料貯蔵プール水の冷却効率が良くな
いという問題もあった。さらに、使用済み燃料貯蔵セル
３を支持部材４,５やラック支持板９,１０に溶接で取り
付けるので、一旦据え付けた後は、保守や改造等が困難
であった。

【００３１】以下に説明する本発明の使用済み燃料貯蔵
ラックおよび使用済み燃料貯蔵設備の実施例によれば、
貯蔵ラックの耐震性を向上させるとともに、貯蔵燃料の
中心間距離を削減し、使用済み燃料の貯蔵密度を上げる
ことが可能である。

【００３２】図１は、本発明による使用済み燃料貯蔵ラ
ックの一実施例の構造を示す斜視図であり、図２は、図
１の実施例の使用済み燃料貯蔵ラックを組立てる状況を
示す斜視図であり、図３は、図１の実施例の使用済み燃
料貯蔵ラックに使用済み燃料を貯蔵している状況を示す
側面図である。

【００３３】図１の実施例の使用済み燃料貯蔵ラック５
６は、第１角筒すなわち使用済み燃料貯蔵セル３と、市
松模様状に配置された第２角筒すなわち矩形断面管５３
と、第２角筒５３同士を連結し固定する部材(後述の図
８，図９参照)と、貯蔵セル固定部材５２とを有してい
る。

【００３４】第１角筒すなわち使用済み燃料貯蔵セル３
は、使用済み燃料貯蔵プール１内に設置され、使用済み
燃料貯蔵プール１の床２に垂直に着座する使用済み燃料
５０を垂直に保持して貯蔵する。複数の第２角筒すなわ
ち矩形断面管５３は、使用済み燃料貯蔵セル３内に収納
された使用済み燃料５０の上端部よりやや低い位置で、
使用済み燃料貯蔵セル３を支持するように、使用済み燃
料貯蔵プール１の壁面５１に保持される。複数の第２角
筒５３は、使用済み燃料貯蔵セル３を十分な耐震強度で
支持できる構造および長さを有し、市松模様状に組み合
わせて、互いに固定されている。

【００３５】貯蔵セル固定部材５２は、図２に示すよう
に、第２角筒５３内に挿入された使用済み燃料貯蔵セル
３を第２角筒５３内で固定するために、使用済み燃料貯
蔵セル３と第２角筒５３との隙間に上方から嵌め込まれ
る。また、貯蔵セル固定部材５２を第１角筒３または第
２角筒５３に予め溶接でまたはボルト締め等の機械的手
段で取付けておくと、使用済み燃料貯蔵ラック５６を現
地で据え付けるときの作業時間を短縮できる。

【００３６】なお、プラントの耐震条件を考慮して決定
した位置の第２角筒を床２まで届く長さとし、他の第２
角筒および貯蔵セル固定部材５２等を支える柱状部材５
５を設けることが望ましい。

【００３７】図４は、図１の実施例の使用済み燃料貯蔵
ラックの矩形断面管の高さにおける構造を示す図であ
る。矩形断面管すなわち第２角筒５３のコーナー部を連
結して配置すると、図４に示すように、第２角筒５３の
各辺が、直交する２方向にそれぞれほぼ１列に並ぶ構造
になる。この１列に並んだ辺は、第２角筒５３の設置部
分全体として、耐震／耐せん断壁を形成し、この耐震せ
ん断壁が地震時に第２角筒５３の設置部分に掛かる水平
および／または鉛直方向の力を受け止めるので、軽量で
強度および剛性が高くしかも耐震性に優れた備えた使用
済み燃料貯蔵ラックが得られる。

【００３８】また、耐震性に優れた第２角筒５３の設置
部分全体としての構造上の特性を生かして、この部分を
構成する矩形断面管５３の径を小さくすれば、そこに保
持される燃料貯蔵セル３同士の距離を近付けることが可
能となり、高強度と高耐震性とを維持しつつ、使用済み
貯蔵燃料５０の貯蔵密度を上げることができる。

【００３９】ここで、使用済み燃料貯蔵セル３を中性子
吸収効果を有する材料例えばボロン添加ステンレス鋼で
形成した使用済み燃料貯蔵セルと交換すると、第２角筒
５３の等の構造を変えることなく、高燃焼度燃料の貯蔵
も可能な使用済み燃料貯蔵設備が得られる。また、中性
子吸収効果を有する材料で使用済み燃料貯蔵セル３を構
成し、第２角筒５３の設置部分の構造を変え、使用済み
貯蔵燃料５０の中心間距離１２を小さくすると、貯蔵プ
ール１の躯体形状や大きさを変えることなく、使用済み
貯蔵燃料５０の貯蔵容量を増やすことが可能となる。

【００４０】図５は、沸騰水型原子炉用の燃料集合体を
安定に垂直保持できる下部構造を備えた使用済み燃料貯
蔵セルの一例の構造を示す斜視図であり、図６は、図５
の使用済み燃料貯蔵セル１０１を貯蔵領域の一部に採用
し、固定部材１０２により第２角筒５３に固定した場合
の使用済み燃料ラックの第２角筒５３の高さにおける構
造を示す図である。

【００４１】上記図１〜図４の実施例は、加圧水型原子
炉を備えた発電所で発生する使用済み燃料集合体を貯蔵
するための使用済み燃料貯蔵ラックおよび使用済み燃料
貯蔵設備の実施例であったが、図５および図６の実施例
は、使用済み燃料貯蔵セル３のセル下部に、沸騰水型原
子炉用の燃料集合体を安定に垂直保持できるシートプレ
ート１００を設け、使用済み燃料貯蔵セル３の断面寸法
を沸騰水型原子炉用の燃料集合体を安定に保持するに好
適な大きさとした使用済み燃料貯蔵セル１０１を一部の
貯蔵領域に採用し設置した例を示している。

【００４２】この使用済み燃料貯蔵セル１０１を採用す
れば、本明細書で説明している加圧水型原子炉のための
使用済み燃料貯蔵ラックおよびこの貯蔵ラックを備えた
使用済み燃料貯蔵設備の各実施例と同様に、沸騰水型原
子炉のための使用済み燃料貯蔵ラックおよびこの貯蔵ラ
ックを備えた使用済み燃料貯蔵設備を実現できる。この
使用済み燃料貯蔵セル１０１への変更は、以下に述べる
他の実施例においても、適用できる。

【００４３】図７は、耐震条件が非常に厳しいプラント
に適用するため、本発明による使用済み燃料貯蔵ラック
５６を下部支持板１５０と組み合わせた実施例の使用済
み燃料貯蔵ラックに使用済み燃料５０を貯蔵している状
況を示す側面図である。本実施例の下部支持板１５０
は、図２０に示した従来例の下部ラック支持板１０と同
様の機能を果たすが、図２０に示した従来例の上部ラッ
ク支持板９が無いので、冷却水流路が狭くならず、燃料
貯蔵プール水の冷却効率が比較的良い。

【００４４】図８は、第２角筒矩形断面管５３を市松模
様状に配列するために、第２角筒５３のコーナ部同士を
スペーサ２００を介して連結した実施例の構造を示す図
である。第２角筒５３のコーナー部が丸いために、所定
のピッチを保って第２角筒５３を相互に固定するには、
スペーサ２００が必要となる。

【００４５】図９は、第２角筒(矩形断面管)５３を市松
模様状に配列するために、そのコーナー部の近くにＬ型
部材を取り付けて連結した実施例の構造を示す図であ
る。図８のスペーサ２００に代えて、図９のＬ型部材２
０１を採用してもよい。

【００４６】図１０〜１７は、本発明による使用済み燃
料貯蔵ラックの各実施例において、第２角筒５３に対し
使用済み燃料貯蔵セル３,１０１(図５)を着脱容易に取
付け支持することが可能な固定部材５２,１０２(図６)
の具体的な形状を表す斜視図である。

【００４７】図１０の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
５０は、その縦方向断面形状が一段のくさび形である。

【００４８】図１１の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
５１は、その縦方向断面形状が複数段のくさび形であ
る。

【００４９】図１２の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
５２は、その縦方向断面形状が波形の板からなる。

【００５０】図１３の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
５３は、その縦方向断面形状が波形である。

【００５１】図１４の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
５４は、使用済み燃料貯蔵セル３または１０１側の部材
２５４と第２角筒５３側の部材２５５との間に、コイル
状部材２５６を有する。このコイル状の部材２５６は、
ばねまたは形状記憶合金からなる。

【００５２】図１５の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
５９は、使用済み燃料貯蔵セル３または１０１側の部材
２５４と第２角筒５３側の部材２５５との間に、弓形板
状部材２５８を有する。この弓形板状部材２５８は、ば
ねまたは形状記憶合金からなる。

【００５３】図１６の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
６１は、使用済み燃料貯蔵セル３または１０１側の部材
２５４と第２角筒５３側の部材２５５との間に、可動式
ジャッキ構造２６０を有する。

【００５４】図１７の使用済み燃料貯蔵セル固定部材２
６３は、使用済み燃料貯蔵セル３または１０１側の部材
２５４と第２角筒５３側の部材２５５との間に、固定式
ジャッキ構造２６２を有する。

【００５５】図１６，図１７のように、ジャッキ構造２
６０，２６２を採用すると、第１角筒３または１０１と
第２角筒５３との間の種々の寸法の隙間に柔軟に対応で
きる利点が得られる。

【００５６】図１８は、第１角筒と第２角筒とを交互に
市松模様状に配列し、コーナ部同士を直接接合した本発
明による使用済み燃料貯蔵ラックの実施例の構造を示す
図である。本実施例においては、第１角筒３ａと第２角
筒５３との間に矩形断面管のコーナー部同士を接合する
ためのスペーサ２００を介在させて連結し、固定接合し
てある。第１角筒３ａと第２角筒５３とは、交互に配列
されて市松模様状となっている。第２角筒５３の中に固
定部材５２を介して装荷された別の第１角筒３、および
市松模様状に配列された第１角筒３ａと第２角筒５３と
で囲まれた領域に、前記第１角筒３ａとの間に固定部材
５２を介して装荷された別の第１角筒３を配し、これら
第１角筒３および３ａに貯蔵燃料５０を保管するように
なされた使用済み燃料貯蔵ラックが例示されている。

【００５７】図１８の実施例によれば、第２角筒５３の
本数が約半分になるので、大幅に軽量化できる。また、
第１角筒３ａと第２角筒５３とが、矩形断面管のコーナ
ー部同士を接合するためのスペーサ２００を介して強固
に接合されることから、優れた耐震性を備える。

【００５８】第１角筒３および３ａと第２角筒５３とに
は、オーステナイト系ステンレス鋼とボロン添加ステン
レス鋼とを任意に組み合わせて使用できる。また、図１
の実施例と同様に、第２角筒５３を使用済み燃料貯蔵プ
ールの壁面から片持ち梁状に保持でき、固定部材５２と
しては、図１０〜１７に示す構造を採用できる。

【００５９】本発明の実施例によれば、使用済み燃料貯
蔵ラックの耐震性が高く、貯蔵された使用済み燃料の冷
却効率が良く、全体が軽量な使用済み燃料貯蔵ラックが
得られる。

【００６０】また、貯蔵ラックを一度据え付けた後でも
使用済み燃料貯蔵セル３,１０１を比較的容易に交換で
きるので、材質の異なる使用済み燃料貯蔵セル３,１０
１に入れ替えると、高燃焼度燃料の貯蔵も可能な使用済
み燃料貯蔵設備とすることが可能となる。

【００６１】さらに、一部形状を替えた使用済み燃料貯
蔵セル１０１を用いると、加圧水型原子炉を有する原子
力発電所のみならず、沸騰水型原子炉を有する原子力発
電所で発生する使用済み燃料の貯蔵も可能となる。

【００６２】

【発明の効果】本発明による使用済み燃料貯蔵ラックに
おいては、耐震条件を考慮して決定した長さの複数の矩
形断面管すなわち第２角筒を市松模様状に組み合わせて
連結固定し、使用済み燃料貯蔵セルの支持部材としたの
で、下部支持部材または下部支持板が不要となり、使用
済み燃料貯蔵設備の耐震性を確保しながら冷却効率をあ
げることが可能となる。

【００６３】特に、支持部材の位置から床まで届く長さ
の柱状部材をプラントの耐震条件を考慮して決定した位
置に配置すると、支持部材を支える構造となり、下部支
持部材または下部支持板が不要となり、使用済み燃料貯
蔵設備の耐震性をより高めながら、冷却効率をあげるこ
とが可能となる。

【００６４】支持部材を構成する複数の角筒を市松模様
状に配置したので、使用済み燃料貯蔵設備を軽量化でき
る。

【００６５】支持部材と使用済み燃料貯蔵セルとの間に
セル固定部材を嵌め込む構造とすることで、使用済み燃
料貯蔵セルを支持部材から容易に着脱可能に取付け・支
持できることになり、メンテナンスが容易になる。

【００６６】使用済み燃料貯蔵セルを中性子吸収効果を
有する管で構成すると、前記支持部材の構造を変更する
ことなく、高燃焼度燃料の貯蔵が可能な設備を実現でき
る。

【００６７】使用済み燃料貯蔵セルの支持部材の構造を
変更して使用済み燃料貯蔵セルの中心間距離を小さくす
ると、使用済み燃料貯蔵設備内における使用済み燃料の
貯蔵密度を高め、貯蔵設備の容量を増加できる。

【００６８】使用済み燃料貯蔵セルのそれぞれ下部に沸
騰水型原子炉用の燃料集合体を安定に垂直保持できる構
造を設けると、沸騰水型原子炉を有する原子力発電所で
発生する使用済み燃料の貯蔵が可能な設備を実現でき
る。

【００６９】前記使用済み燃料貯蔵ラックの市松模様状
に組み合わせて連結固定し形成された上記支持部材に、
下部支持板を組み合わせて使用すると、ラックの耐震性
がより向上し、耐震条件が非常に厳しいプラントへの適
用も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による使用済み燃料貯蔵ラックの一実施
例の構造を示す斜視図である。

【図２】図１の実施例の使用済み燃料貯蔵ラックを組立
てる状況を示す斜視図である。

【図３】図１の実施例の使用済み燃料貯蔵ラックに使用
済み燃料を貯蔵している状況を示す側面図である。

【図４】図１の実施例の使用済み燃料貯蔵ラックの矩形
断面管の高さにおける構造を示す図である。

【図５】沸騰水型原子炉用の燃料集合体を安定に垂直保
持できる下部構造を備えた使用済み燃料貯蔵セルの一例
の構造を示す斜視図である。

【図６】図５の使用済み燃料貯蔵セルを貯蔵領域の一部
に採用し固定部材により支持部材に固定した場合の使用
済み燃料ラックの支持部材の高さにおける構造を示す図
である。

【図７】耐震条件が非常に厳しいプラントに適用するた
め、本発明による使用済み燃料貯蔵ラックを下部支持板
と組み合わせた実施例の使用済み燃料貯蔵ラックに使用
済み燃料を貯蔵している状況を示す側面図である。

【図８】第２角筒(矩形断面管)を市松模様状に配列する
ために、コーナ部同士をスペーサを介して連結した実施
例の構造を示す図である。

【図９】第２角筒(矩形断面管)を市松模様状に配列する
ために、そのコーナー部の近くにＬ型部材を取り付けて
連結した実施例の構造を示す図である。

【図１０】縦方向断面形状が一段のくさび形である使用
済み燃料貯蔵セル固定部材を示す図である。

【図１１】縦方向断面形状が複数段のくさび形である使
用済み燃料貯蔵セル固定部材を示す図である。

【図１２】縦方向断面形状が波形の板からなる使用済み
燃料貯蔵セル固定部材を示す図である。

【図１３】縦方向断面形状が波形である使用済み燃料貯
蔵セル固定部材を示す図である。

【図１４】使用済み燃料貯蔵セル側の部材と支持部材側
の部材との間に、コイル状部材を有する使用済み燃料貯
蔵セル固定部材を示す図である。

【図１５】使用済み燃料貯蔵セル側の部材と支持部材側
の部材の間に、弓形板状部材を有する使用済み燃料貯蔵
セル固定部材を示す図である。

【図１６】使用済み燃料貯蔵セル側の部材と支持部材側
の部材の間に、可動式ジャッキ構造を有する使用済み燃
料貯蔵セル固定部材を示す図である。

【図１７】使用済み燃料貯蔵セル側の部材と支持部材側
の部材の間に、固定式ジャッキ構造を有する使用済み燃
料貯蔵セル固定部材を示す図である。

【図１８】第１角筒と第２角筒とを交互に市松模様状に
配列し、コーナ部同士を直接接合した使用済み燃料貯蔵
ラックの実施例の構造を示す図である。

【図１９】第１支持部材および第２支持部材により使用
済み燃料貯蔵セルを上下で支持する従来の使用済み燃料
貯蔵ラックの一例の構造を示す斜視図である。

【図２０】上部ラック支持板および下部ラック支持板に
より使用済み燃料貯蔵セルを上下で支持する従来の使用
済み燃料貯蔵ラックの一例の構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 使用済み燃料貯蔵プール ２ 貯蔵プール底部 ３ 第１角筒(使用済み燃料貯蔵セル) ４ 第１支持部材 ５ 第２支持部材 ６ コンクリート壁 ７ 埋込み金物 ８ 従来の使用済み燃料貯蔵ラック ９ 上部ラック支持板 １０ 下部ラック支持板 １１ 従来の使用済み燃料貯蔵ラック １２ 貯蔵燃料の中心間距離 ５０ 貯蔵燃料 ５１ 使用済み燃料貯蔵プール壁 ５２ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ５３ 第２角筒(矩形断面管) ５５ 支持部材を支える柱状部材 ５６ 本発明の使用済み燃料貯蔵ラック １００ シートプレート １０１ 使用済み燃料貯蔵セル １０２ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 １５０ 下部支持板 ２００ スペーサ ２０１ Ｌ型部材 ２５０ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ２５１ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ２５２ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ２５３ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ２５４ 使用済み燃料貯蔵セル側の部材 ２５５ 支持部材側の部材 ２５６ コイル状部材 ２５７ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ２５８ 弓形板状部材 ２５９ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ２６０ 可動式ジャッキ構造 ２６１ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材 ２６２ 固定式ジャッキ構造 ２６３ 使用済み燃料貯蔵セル固定部材

フロントページの続き (72)発明者 山中 庸靖 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 松本 隆 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 斉藤 荘蔵 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子力発電所で発生する使用済み燃料を
   貯蔵し保管する使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、 前記使用済み燃料を１体ずつ内部に収納する第１角筒
   (使用済み燃料貯蔵セル)と、前記第１角筒の外形よりも
   若干大きい内寸法を有し市松模様状に配列される第２角
   筒と、前記第２角筒のコーナー部同士を連結し固定する
   部材と、前記第２角筒の内面または外面で区画されたス
   ペース内に前記第１角筒を挿入し固定するために前記第
   １角筒の外面と前記第２角筒の内面または外面との隙間
   に挿入される貯蔵セル固定部材とを有することを特徴と
   する使用済み燃料貯蔵ラック。
2. 【請求項２】 原子力発電所で発生する使用済み燃料を
   貯蔵し保管する使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、 所定間隔をおいて配列され前記使用済み燃料を１体ずつ
   内部に収納する第１角筒(使用済み燃料貯蔵セル)の列
   と、前記第１角筒の外形よりも若干大きい内寸法を有し
   前記所定間隔をおき前記第１角筒とは行方向にずらして
   市松模様状に配列される第２角筒の列と、市松模様状に
   配列された前記第１角筒と第２角筒とのコーナー部同士
   を連結し固定する部材と、前記第２角筒内および前記第
   １角筒と前記第２角筒とにより区画されたスペース内に
   挿入される第１角筒と、前記第２角筒内にまたは前記第
   １角筒と前記第２角筒とにより区画されたスペース内に
   前記第１角筒を挿入し固定するために前記挿入された第
   １角筒の外面と前記第２角筒の内面との隙間または前記
   挿入された第１角筒と前記市松模様をなす第１角筒との
   隙間に挿入される貯蔵セル固定部材とを有することを特
   徴とする使用済み燃料貯蔵ラック。
3. 【請求項３】 請求項１または前記２に記載の使用済み
   燃料貯蔵ラックにおいて、 前記第１角筒が、前記使用済み燃料を垂直に保持・貯蔵
   するに必要な長さを有し、前記第２角筒が、使用済み燃
   料貯蔵プールの床に垂直に着座し貯蔵される前記使用済
   み燃料の上端部よりやや低い位置で前記第１角筒を支持
   するために前記使用済み燃料貯蔵プールの壁面から片持
   ち梁状に保持され、かつ、前記貯蔵セル固定部材を介し
   て第１角筒を十分な耐震強度で支持するに必要な構造お
   よび長さを有することを特徴とする使用済み燃料貯蔵ラ
   ック。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記
   載の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、 前記第１角筒(使用済み燃料貯蔵セル)の少なくとも１本
   が、沸騰水型原子炉用の使用済み燃料を保持するシート
   プレート１００を底部に備えた角筒であることを特徴と
   する使用済み燃料貯蔵ラック。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記
   載の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、 前記第１角筒および前記第２角筒の少なくとも一方が、
   オーステナイト系ステンレス鋼またはオーステナイト系
   ステンレス鋼に中性子吸収効果を有するホウ素を添加し
   たボロン添加ステンレス鋼のいずれかであることを特徴
   とする使用済み燃料貯蔵ラック。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記
   載の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、 貯蔵セル固定部材が、くさび形固定部材，複数段のくさ
   び形固定部材，波板状固定部材，波形固定部材，コイル
   状部材を有する固定部材，弓型板状部材を有する固定部
   材，可動式ジャッキ構造を有する固定部材，固定式ジャ
   ッキを有する部材のいずれかであることを特徴とする使
   用済み燃料貯蔵ラック。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記
   載の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、 前記貯蔵セル固定部材が、前記使用済み燃料貯蔵ラック
   の組立てに先立ち、前記第２角筒または前記第１角筒に
   予め溶接でまたは機械的手段で取付けておかれることを
   特徴とする使用済み燃料貯蔵ラック。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記
   載の使用済み燃料貯蔵ラックと、前記使用済み燃料貯蔵
   ラックおよび前記使用済み燃料を収納するプールと、前
   記使用済み燃料貯蔵ラックを前記プールの壁に固定する
   部材とからなる使用済み燃料貯蔵設備。