JP2001108788A

JP2001108788A - Ｐｗｒ用バスケットおよびそれを構成する角パイプ

Info

Publication number: JP2001108788A
Application number: JP28883499A
Authority: JP
Inventors: Hironori Tamaoki; 廣紀玉置
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2001-04-20
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: JP4015331B2

Abstract

(57)【要約】【課題】使用済み核燃料集合体を確実に保持できる強
度を有したバスケット構造をもち、簡易な構成で伝熱性
と未臨界性とを担保すること。【解決手段】使用済み核燃料集合体６が挿入可能な矩
形の内部断面形状であるセル５を形成するとともに、長
手方向の外部壁面に溝部３を有した中性子吸収材を含む
角パイプ２をキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣
接させた状態において溝部３の係合によって空隙部４を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼を終えた使
用済み核燃料集合体を収納、運搬、貯蔵するＰＷＲ（加
圧水型原子力発電：pressurized water reactor）用キ
ャスクを構成するＰＷＲ用バスケットおよびそれを構成
する角パイプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】核燃料サイクルの終期にあって燃焼を終
え使用できなくなった核燃料集合体を、使用済み核燃料
という。使用済み核燃料は、ＦＰなど高放射能物質を含
むので熱的に冷却する必要があるから、原子力発電所の
冷却ピットで所定期間（３〜６ヶ月間）冷却される。そ
の後、遮蔽容器であるキャスクに収納され、トラックや
船舶等で再処理施設に搬送、貯蔵される。使用済み核燃
料集合体をキャスク内に収容するにあたっては、バスケ
ットと称する格子状断面を有する保持要素を用いる。こ
の使用済み核燃料集合体は、バスケットに形成した複数
の収納空間であるセルに１体ずつ挿入され、これによっ
て、輸送中の振動などに対する適切な保持力を確保して
いる。

【０００３】このようなキャスクの従来例としては、
「原子力ｅｙｅ」（平成１０年４月１日発行：日刊工業
出版プロダクション）や特開昭６２−２４２７２５号公
報などにて様々な種類のものが開示されている。

【０００４】図５は、従来のキャスクの斜視図である。
図６は、図５に示した従来のキャスクの軸方向断面図で
ある。図７は、図５に示した従来のキャスクの径方向断
面図である。キャスク１００は、胴本体１０１のキャビ
ティ１０２内面をバスケット１３０の外周形状に合わせ
て機械加工したものである。キャビティ１０２内面の機
械加工は、専用の加工装置によってフライス等によって
加工する。胴本体１０１および底板１０４は、γ線遮蔽
機能を有する炭素鋼製の鍛造品である。なお、炭素鋼の
代わりにステンレス鋼を用いることもできる。胴本体１
０１と底板１０４は、溶接によって結合する。また、耐
圧容器としての密閉性能を確保するため、一次蓋１１０
と胴本体１０１との間には金属ガスケットを設けてお
く。

【０００５】胴本体１０１と外筒１０５との間には、水
素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を
有するレジン１０６、すなわち上述した中性子遮蔽体が
充填されている。また、胴本体１０１と外筒１０５との
間には、熱伝導を行う複数の銅製内部フィン１０７が溶
接されており、レジン１０６は、内部フィン１０７によ
って形成される空間に流動状態で図示しないパイプ等を
介して注入され、冷却固化される。なお、内部フィン１
０７は、放熱を均一に行うため、熱量の多い部分に高い
密度で設けるようにするのが好ましい。また、レジン１
０６と外筒１０５との間には、数ｍｍの熱膨張しろ１０
８が設けられる。熱膨張しろ１０８は、ホットメルト接
着剤等にヒーターを埋め込んだ消失型を外筒１０５内面
に配し、レジン１０６を注入固化した後、ヒーターを加
熱して溶融排出することによって形成する。

【０００６】蓋部１０９は、一次蓋１１０と二次蓋１１
１によって構成される。一次蓋１１０は、γ線を遮蔽す
るステンレス鋼または炭素鋼からなる円盤形状である。
また、二次蓋１１１も、ステンレス鋼製または炭素鋼製
の円盤形状であるが、その上面には、中性子遮蔽体とし
てレジン１１２、すなわち上述した中性子遮蔽体が封入
されている。一次蓋１１０および二次蓋１１１は、ステ
ンレス鋼製または炭素鋼製のボルト１１３によって胴本
体１０１に取り付けられている。さらに、一次蓋１１０
および二次蓋１１１と胴本体１０１との間には、それぞ
れ金属ガスケットが設けられ、内部の密封性を保持して
いる。また、蓋部１０９の周囲には、レジン１１４を封
入した補助遮蔽体１１５が設けられている。

【０００７】キャスク本体１１６の両側には、キャスク
１００を吊り下げるためのトラニオン１１７が設けられ
ている。なお、図５では、補助遮蔽体１１５を設けたも
のを示したが、キャスク１００の搬送時には、補助遮蔽
体１１５を取り外して緩衝体１１８を取り付ける（図６
参照）。緩衝体１１８は、ステンレス鋼材によって作成
された外筒１２０内にレッドウッド材などの緩衝材１１
９を組み込んだ構造である。バスケット１３０は、使用
済み核燃料集合体を収容するセル１３１を構成する６９
本の角パイプ１３２からなる。角パイプ１３２には、Ａ
ｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたは
Ｂ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材またはア
ルミニウム合金を用いる。また、中性子吸収材として
は、ボロンの他にカドミウムを用いることができる。

【０００８】ところで、軽水型原子力発電には、加圧水
型原子力発電（ＰＷＲ：pressurized water reactor）
と沸騰水型原子力発電（ＢＷＲ：boiling water reacto
r）とがあるが、ＰＷＲ用のキャスクでは、ウランの濃
縮度が高いため、各バスケット間に軽水を介在させて中
性子を減衰させる空隙部（ウォーターゾーン）をさらに
設けている。なお、一般にバスケットは、使用済み核燃
料の崩壊熱を効率的に除去し、使用済み核燃料集合体に
おける燃料被覆管の健全性を維持するための伝熱性と、
核燃料の相互干渉による未臨界を保持する未臨界性とが
要求される。

【０００９】図８は、従来のＰＷＲ用キャスクの概要径
方向断面図を示す図である。また、図９は、図８に示し
た従来のＰＷＲ用キャスクの部分Ａ−Ａ線断面図であ
る。ＰＷＲ用キャスクは、キャスク本体２０１のバスケ
ット２０５内に、使用済み核燃料集合体２０３を収納す
るセル２０２を有するとともに、各セル２０２間には空
隙部２０４を有する。上述したように、ＰＷＲ用キャス
クは、ウランの濃縮度が高いため、未臨界を担保する使
用済み核燃料集合体間の距離を確保する必要がある。特
に、使用済み核燃料集合体の冷却期間においては、空隙
部２０４に軽水を満たして中性子を効果的に減速させる
ようにしている。バスケット２０５は、上述したセル２
０２および空隙部２０４を有した円盤状部材２０６を軸
方向に積み重ね、各円盤状部材２０６を溶接することに
よって形成される。

【００１０】ところで、セル２０２間に空隙部２０４を
設けるバスケット２０５の構造を鋳造あるいは鍛造によ
って製造する場合、多くの機械加工を必要とする。この
ため、従来は、たとえば、図１０に示すように、複数の
Ｈ型プレート３０１を格子状に組み立ててバスケットを
構成するものがある。Ｈ型プレート３０１は、断面形状
がＨ型形状をなし、長手方向の所定複数箇所に切り欠き
部３０２を有する。この切り欠き部３０２を順次軸方向
に縦横組み合わせることによって、軸方向に延びる格子
状のセル２０２を形成することができる。なお、Ｈ型プ
レート３０１自体には、軽水を満たす流路３０３が設け
られる。この流路３０３は、空隙部２０４に相当する。
また、Ｈ型プレート３０１を格子状に組み合わせるのみ
では、Ｈ型プレート３０１間の位置ずれをなくすため
に、切り欠き部３０２が相互に係合する部分に、軸方向
に支持棒３０４を設けている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＰＷＲ用キャスクにおけるバスケット構造は、
Ｈ型プレート３０１を格子状に組み合わせているため、
形成されたバスケット構造の強度が弱く、収納、運搬、
貯蔵する使用済み核燃料集合体を確実に保持できない可
能性があるという問題点があった。

【００１２】また、Ｈ型プレート３０１を格子状に組み
合わせて形成する作業は、多大な時間と労力とがかかる
という問題点があった。

【００１３】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
使用済み核燃料集合体を確実に保持できる強度を有した
バスケット構造をもち、簡易な構成で伝熱性と未臨界性
とを担保することができるＰＷＲ用バスケットおよびそ
れを構成する角パイプを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかるＰＷＲ用バスケットは、外周に中
性子遮蔽体を有し且つγ線の遮蔽を行う胴本体のキャビ
ティ内に、中性子吸収能と熱伝導性とを持たせて使用済
み核燃料集合体の収納を行うＰＷＲ用バスケットにおい
て、前記使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部
断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を有
した中性子吸収材を含む角パイプをキャビティ内に挿入
し、径方向に相互に隣接させた状態において前記溝部の
係合によって空隙部を形成することを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、使用済み核燃料集合体
が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方
向の外部壁面に溝部を有した中性子吸収材を含む角パイ
プをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた
状態において前記溝部の係合によってウォーターゾーン
としての空隙部を形成し、中性子の減速および吸収によ
って未臨界を担保する距離を確保し、角パイプの接合部
分において伝熱性を確保している。

【００１６】また、請求項２にかかるＰＷＲ用バスケッ
トは、外周に中性子遮蔽体を有し且つγ線の遮蔽を行う
胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導性とを
持たせて使用済み核燃料集合体の収納を行うＰＷＲ用バ
スケットにおいて、前記使用済み核燃料集合体が挿入可
能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部
壁面に溝部を有し、該溝部に中性子吸収材を貼り付けた
角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接
させた状態において前記溝部の係合によって空隙部を形
成することを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、使用済み核燃料集合体
が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方
向の外部壁面に溝部を有し、該溝部に中性子吸収材を貼
り付けた角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相
互に隣接させた状態において前記溝部の係合によってウ
ォーターゾーンとしての空隙部を形成し、中性子の減速
および吸収によって未臨界を担保する距離を確保し、角
パイプの接合部分において伝熱性を確保している。

【００１８】また、請求項３にかかるＰＷＲ用バスケッ
トは、上記の発明において、前記溝部は、一つの外部壁
面に複数設けたことを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、一つの外部壁面に複数
の溝部を設け、角パイプの隣接配置によるバスケット形
成時における角パイプ間の接合箇所を多くするようにし
ている。

【００２０】また、請求項４にかかるＰＷＲ用バスケッ
トは、上記の発明において、前記角パイプは、押出加工
によって形成することを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、角パイプを押出加工に
よって形成し、各種の機械加工にかかる処理を削減して
いる。

【００２２】また、請求項５にかかるＰＷＲ用バスケッ
トは、上記の発明において、前記角パイプは、押出加工
によって成形され、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸
収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミ
ニウム複合材またはアルミニウム合金によって構成され
ることを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、角パイプは、押出加工
によって成形され、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸
収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミ
ニウム複合材またはアルミニウム合金によって構成する
ようにしている。

【００２４】また、請求項６にかかる角パイプは、使用
済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をも
つとともに長手方向の外部壁面に溝部を有し、中性子吸
収材を含むことを特徴とする。

【００２５】この発明によれば、使用済み核燃料集合体
が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方
向の外部壁面に溝部を有した中性子吸収材を含む角パイ
プをキャビティ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた
状態において前記溝部の係合によってウォーターゾーン
としての空隙部を形成し、中性子の減速および吸収によ
って未臨界を担保する距離を確保し、角パイプの接合部
分において伝熱性を確保している。

【００２６】また、請求項７にかかる角パイプは、使用
済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をも
つとともに長手方向の外部壁面に溝部を有し、該溝部に
中性子吸収材を貼り付けたことを特徴とする。

【００２７】この発明によれば、使用済み核燃料集合体
が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに長手方
向の外部壁面に溝部を有し、該溝部に中性子吸収材を貼
り付けた角パイプをキャビティ内に挿入し、径方向に相
互に隣接させた状態において前記溝部の係合によってウ
ォーターゾーンとしての空隙部を形成し、中性子の減速
および吸収によって未臨界を担保する距離を確保し、角
パイプの接合部分において伝熱性を確保している。

【００２８】また、請求項８にかかる角パイプは、上記
の発明において、前記溝部は、一つの外部壁面に複数設
けたことを特徴とする。

【００２９】この発明によれば、一つの外部壁面に複数
の溝部を設け、角パイプの隣接配置によるバスケット形
成時における角パイプ間の接合箇所を多くするようにし
ている。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明にかかるＰＷＲ用バスケットとそれを構成する角パ
イプの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この
実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【００３１】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１であるＰＷＲ用バスケットの径方向断面の一部
を示す図である。図１において、バスケット１は、角パ
イプ２が互いに隣接配置されて構成される。すなわち、
バスケット１は、図７に示したキャビティ１０２内に角
パイプ２を挿入することによって形成される。したがっ
て、角パイプ２の長手方向（軸方向）長さは、同一であ
る。

【００３２】角パイプ２は、内部に使用済み核燃料集合
体６が挿入されて収納されるように、ある程度のクリア
ランスが設けられたセル５を形成し、このセル５は、断
面が矩形形状をなす。角パイプ２の外部壁面には、溝部
３が形成される。角パイプ２が隣接配置されてバスケッ
ト１を形成する場合、外部壁面同士が向き合った溝部３
によって空隙部４が形成される。また、角パイプ２の隣
接配置時に空隙部以外の部分、すなわち角部７では、互
いに密に接合される。したがって、使用済み核燃料集合
体６の崩壊熱は、この角部７による接合によって伝導さ
れるため、バスケット１の伝熱性が良好に保持される。

【００３３】一方、角パイプ２は、ＡｌまたはＡｌ合金
粉末に中性子吸収性能をもつＢ（ボロン）またはＢ化合
物の粉末を添加したアルミニウム複合材またはアルミニ
ウム合金によって構成される。また、空隙部４には、使
用済み核燃料集合体６の冷却期間において、水が満たさ
れ、使用済み核燃料集合体６から放射される中性子を減
速させ、角パイプ２内に添加されたＢによる中性子吸収
を効率的に行わせる。これによって、セル５内に収納さ
れた使用済み核燃料集合体６間における未臨界を担保す
るための距離を保持することができる。

【００３４】ここで、図２に示すフローチャートを参照
して、バスケット１を構成する角パイプ２の製造方法に
ついて説明する。まず、アトマイズ法などの急冷凝固法
によってＡｌまたはＡｌ合金粉末を作製する（ステップ
Ｓ１０１）とともに、ＢまたはＢ化合物の粉末を用意し
（ステップＳ１０２）、これら両粒子をクロスロータリ
ーミキサー等によって１０〜１５分間混合する（ステッ
プＳ１０３）。

【００３５】ＡｌまたはＡｌ合金には、純アルミニウム
地金、Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ系ア
ルミニウム合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合
金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金、Ａｌ−Ｆｅ
系アルミニウム合金などを用いることができる。また、
ＢまたはＢ化合物には、Ｂ₄Ｃ、Ｂ₂Ｏ₃などを用いるこ
とができる。ここで、アルミニウムに対するボロンの添
加量は、１．５重量％以上、７重量％以下とするのが好
ましい。１．５重量％以下では十分な中性子吸収性能が
得られず、７重量％を超えると引っ張りに対する延びが
低下するためである。

【００３６】つぎに、混合粉末をラバーケース内に封入
し、ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）によって常温で全
方向から均一に高圧をかけ、粉末成形を行う（ステップ
Ｓ１０４）。ＣＩＰの成形条件は、成形圧力を２００Ｍ
Ｐａとし、成形品の直径が６００ｍｍ、長さ１５００ｍ
ｍになるようにする。ＣＩＰによって全方向から均一に
圧力を加えることによって、成形密度のばらつきが少な
い高密度な成形品を得ることができる。

【００３７】続いて、粉末成形品を缶に真空封入し、３
００℃まで昇温する（ステップＳ１０５）。この脱ガス
工程によって缶内のガス成分および水分を除去する。つ
ぎの工程では、真空脱ガスした成形品をＨＩＰ（Hot Is
ostatic Press）によって再形成する（ステップＳ１０
６）。ＨＩＰの成形条件は、温度４００℃〜４５０℃、
時間３０ｓｅｃ、圧力６０００ｔｏｎとし、成形品の直
径が４００ｍｍになるようにする。続いて、缶を除去す
るために外削、端面削を施し（ステップＳ１０７）、ポ
ートホール押出機を用いてビレットを熱間押出しする
（ステップＳ１０８）。この場合の押出条件として、加
熱温度を５００℃〜５２０℃、押出速度を５ｍ／ｍｉｎ
とする。なお、この条件は、Ｂの含有量によって適宜変
更する。

【００３８】つぎに、押出成形後、引張矯正を施す（ス
テップＳ１０９）とともに、非定常部および評価部を切
断し、製品とする（ステップＳ１１０）。この角パイプ
２は、その後、フライスによって各外部壁面に溝部３を
形成し、図１に示したバスケット２を完成する。なお、
角パイプ２の外部壁面に設けられる溝部３を押出成形後
に形成せずに、溝部３を有する角パイプ２そのものを押
出成形するようにしてもよい。

【００３９】また、このバスケット２の他の製造方法と
して、本願出願人により平成１１年５月２７日付け
（「バスケット及びキャスク」）で既に出願済みのもの
があるから、そちらを参照して製造するようにしてもよ
い。

【００４０】この実施の形態１によれば、ＰＷＲ用キャ
スクを構成するバスケット１を、溝部３をもち、中性子
吸収材が添加された角パイプ２をキャビティ内に挿入
し、隣接配置して形成するようにしているので、ＰＷＲ
用の使用済み核燃料集合体６に対する未臨界のための距
離を空隙部４を含めて保持でき、かつ角パイプ２の角部
７の接合によって伝熱性を確保できる。また、角パイプ
２の隣接配置によってバスケット１を構成しているの
で、Ｈ型プレート等の組立によるバスケットに比してバ
スケット強度を高めることができるとともに、角パイプ
２の成形およびバスケット１の形成にかかる時間と労力
とを削減することができる。

【００４１】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。上述した実施の形態１で
は、角パイプ２の一つの外部壁面に一つの溝部３を形成
するようにしていたが、この実施の形態２では、各外部
壁面に複数の溝部１３を形成するようにしている。

【００４２】図３は、この発明の実施の形態２であるＰ
ＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。
図３において、バスケット１１は、角パイプ１２が互い
に隣接配置されて構成される。すなわち、バスケット１
１は、図７に示したキャビティ１０２内に角パイプ１２
を挿入することによって形成される。したがって、角パ
イプ１２の長手方向（軸方向）長さは、同一である。

【００４３】角パイプ１２は、内部に使用済み核燃料集
合体１６が挿入されて収納されるように、ある程度のク
リアランスが設けられたセル１５を形成し、このセル１
５は、断面が矩形形状をなす。角パイプ１２の外部壁面
には、断面が半円状の溝部１３が複数形成される。角パ
イプ１２が隣接配置されてバスケット１１を形成する場
合、外部壁面同士が向き合った複数の溝部１３によって
複数の空隙部１４が形成される。この空隙部１４の断面
は、円形となる。溝部１３は、一つの外部壁面に対して
複数設けられ、溝部１３以外の部分は、隣接する他の角
パイプ１２と密に接合することになり、角パイプ１２の
角部１７においても密に接合される。したがって、使用
済み核燃料集合体１６の崩壊熱は、この複数の接合部分
よって伝導されるため、バスケット１の伝熱性が良好に
保持できるとともに、壁面の撓み等が生じない構造とな
るため、バスケット強度も強くなる。

【００４４】一方、角パイプ１２は、角パイプ２と同様
に、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつＢ
またはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材ま
たはアルミニウム合金によって構成される。また、空隙
部１４には、使用済み核燃料集合体１６の冷却期間にお
いて、水が満たされ、使用済み核燃料集合体１６から放
射される中性子を減速させ、角パイプ１２内に添加され
たＢによる中性子吸収を効率的に行わせる。これによっ
て、セル１５内に収納された使用済み核燃料集合体１６
間における未臨界を担保するための距離を保持すること
ができる。

【００４５】この実施の形態２によれば、実施の形態１
と同様な作用効果を奏するとともに、各外部壁面に複数
の溝部１３を設けて複数の空隙部１４を形成し、隣接す
る角パイプ１２の外部壁面間を複数の接合面によって保
持しているので、バスケット１１の強度をさらに高める
ことができるとともに、伝熱性を一層高めることができ
る。

【００４６】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２
では、いずれも中性子吸収材を添加した角パイプ２，１
２によってバスケット１，１１を形成するようにしてい
たが、この実施の形態３では、中性子吸収材をバスケッ
ト１，１１の溝部３，１３、すなわち空隙部４，１４に
貼り付けるようにしている。

【００４７】図４は、この発明の実施の形態３であるＰ
ＷＲ用バスケットの径方向断面の一部を示す図である。
図４において、バスケット２１は、角パイプ２２が互い
に隣接配置されて構成される。すなわち、バスケット２
１は、図７に示したキャビティ１０２内に角パイプ２２
を挿入することによって形成される。したがって、角パ
イプ２２の長手方向（軸方向）長さは、同一である。

【００４８】角パイプ２２は、内部に使用済み核燃料集
合体２６が挿入されて収納されるように、ある程度のク
リアランスが設けられたセル２５を形成し、このセル２
５は、断面が矩形形状をなす。角パイプ２２の外部壁面
には、溝部２３が形成される。この溝部２３は、実施の
形態１における溝部３と同じ形状である。溝部２３の底
部には、Ｂ等の中性子吸収材２７が貼り付けられる。角
パイプ２２が隣接配置されてバスケット２１を形成する
場合、外部壁面同士が向き合った溝部２３によって空隙
部２４が形成される。この場合、角パイプ２２の隣接配
置時に空隙部以外の部分、すなわち角部２７では、互い
に密に接合される。したがって、使用済み核燃料集合体
２６の崩壊熱は、この角部２７による接合によって伝導
されるため、バスケット２１の伝熱性が良好に保持され
る。

【００４９】一方、角パイプ２２は、Ａｌ等によって構
成される。また、空隙部２４には、使用済み核燃料集合
体２６の冷却期間において、水が満たされ、使用済み核
燃料集合体２６から放射される中性子を減速させ、空隙
部２４内の中性子吸収材２７による中性子吸収を効率的
に行わせる。これによって、セル２５内に収納された使
用済み核燃料集合体６間における未臨界を担保するため
の距離を保持することができる。

【００５０】また、中性子吸収材２７は、セル２５内で
はなく、空隙部２４内に貼り付けられるため、セル２５
内に使用済み核燃料集合体２６を挿入する際に、使用済
み核燃料２６によって中性子吸収材２７を損傷すること
がないので、ＰＷＲ用キャスクの繰り返し使用において
も、中性子吸収材２７の中性子吸収能を損なうことがな
い。

【００５１】なお、実施の形態２における空隙部１４を
形成する溝部１３に中性子吸収材２７と同様な中性子吸
収材を貼り付けるようにしてもよい。この場合、空隙部
１４の断面形状を、半円形状でなく、矩形とすることに
よって、中性子吸収材の貼り付けが容易になる。

【００５２】この実施の形態３によれば、中性子吸収材
を角パイプ２２内に添加するのではなく、角パイプ２２
の溝部２３の底部に中性子吸収材２７を貼り付けるよう
にしているので、中性子吸収材２７の損傷がないため、
ＰＷＲ用キャスクの繰り返し使用によっても中性子吸収
能が損なわれることがなく、かつ、中性子吸収材を添加
した角パイプの形成に比して角パイプの形成が容易とな
る。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
ＰＷＲ用バスケット（請求項１）および角パイプ（請求
項６）によれば、使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩
形の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に
溝部を有した中性子吸収材を含む角パイプをキャビティ
内に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において前
記溝部の係合によってウォーターゾーンとしての空隙部
を形成し、中性子の減速および吸収によって未臨界を担
保する距離を確保し、角パイプの接合部分において伝熱
性を確保しているので、簡易な構成によって伝熱性と未
臨界性とを確保することができ、かつ角パイプの形成お
よびバスケットの形成にかかる時間と労力とを軽減する
ことができ、さらにはバスケット強度を高めることがで
きるという効果を奏する。

【００５４】また、この発明にかかるＰＷＲ用バスケッ
ト（請求項２）および角パイプ（請求項７）によれば、
使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状
をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を有し、該溝
部に中性子吸収材を貼り付けた角パイプをキャビティ内
に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において前記
溝部の係合によってウォーターゾーンとしての空隙部を
形成し、中性子の減速および吸収によって未臨界を担保
する距離を確保し、角パイプの接合部分において伝熱性
を確保しているので、簡易な構成によって伝熱性と未臨
界性とを確保することができ、かつ角パイプの形成およ
びバスケットの形成にかかる時間と労力とを軽減するこ
とができ、さらにはバスケット強度を高めることができ
るという効果を奏する。特に、角パイプには、中性子吸
収材が添加されないので、角パイプの形成が容易である
という効果を奏する。

【００５５】また、この発明にかかるＰＷＲ用バスケッ
ト（請求項３）および角パイプ（請求項８）によれば、
一つの外部壁面に複数の溝部を設け、角パイプの隣接配
置によるバスケット形成時における角パイプ間の接合箇
所を多くするようにしているので、バスケット強度およ
び伝熱性を一層高めることができるという効果を奏す
る。

【００５６】また、この発明にかかるＰＷＲ用バスケッ
ト（請求項４）によれば、角パイプを押出加工によって
形成し、各種の機械加工にかかる処理を削減しているの
で、角パイプの製造にかかる時間と労力とを格段に削減
することができるという効果を奏する。

【００５７】また、この発明にかかるＰＷＲ用バスケッ
ト（請求項５）によれば、角パイプは、押出加工によっ
て成形され、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能
をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム
複合材またはアルミニウム合金によって構成するように
しているので、中性子吸収能を有する角パイプの製造に
かかる時間と労力とを格段に削減することができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１であるＰＷＲ用バスケ
ットの径方向断面の一部を示す図である。

【図２】この発明の実施の形態１であるＰＷＲ用バスケ
ットの製造方法を示すフローチャートである。

【図３】この発明の実施の形態２であるＰＷＲ用バスケ
ットの径方向断面の一部を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態３であるＰＷＲ用バスケ
ットの径方向断面の一部を示す図である。

【図５】従来のキャスクの斜視図である。

【図６】図５に示した従来のキャスクの軸方向断面図で
ある。

【図７】図５に示した従来のキャスクの径方向断面図で
ある。

【図８】従来のＰＷＲ用バスケットの径方向断面図であ
る。

【図９】図８に示したＰＷＲ用バスケットのＡ−Ａ線断
面の一部を示す図である。

【図１０】従来のＰＷＲ用バスケットの一部組立斜視図
である。

【符号の説明】

１，１１，２１バスケット２，１２，２２角パイプ３，１３，２３溝部４，１４，２４空隙部５，１５，２５セル６，１６，２６使用済み核燃料集合体７，１７，２７角部２７中性子吸収材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周に中性子遮蔽体を有し且つγ線の遮
蔽を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝
導性とを持たせて使用済み核燃料集合体の収納を行うＰ
ＷＲ用バスケットにおいて、前記使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面
形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を有した
中性子吸収材を含む角パイプをキャビティ内に挿入し、
径方向に相互に隣接させた状態において前記溝部の係合
によって空隙部を形成することを特徴とするＰＷＲ用バ
スケット。
【請求項２】外周に中性子遮蔽体を有し且つγ線の遮
蔽を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝
導性とを持たせて使用済み核燃料集合体の収納を行うＰ
ＷＲ用バスケットにおいて、前記使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面
形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝部を有し、
該溝部に中性子吸収材を貼り付けた角パイプをキャビテ
ィ内に挿入し、径方向に相互に隣接させた状態において
前記溝部の係合によって空隙部を形成することを特徴と
するＰＷＲ用バスケット。
【請求項３】前記溝部は、一つの外部壁面に複数設け
たことを特徴とする請求項１または２に記載のＰＷＲ用
バスケット。
【請求項４】前記角パイプは、押出加工によって形成
することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記
載のＰＷＲ用バスケット。
【請求項５】前記角パイプは、押出加工によって成形
され、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつ
ＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材
またはアルミニウム合金によって構成されることを特徴
とする請求項１または３に記載のＰＷＲ用バスケット。
【請求項６】使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形
の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝
部を有し、中性子吸収材を含むことを特徴とする角パイ
プ。
【請求項７】使用済み核燃料集合体が挿入可能な矩形
の内部断面形状をもつとともに長手方向の外部壁面に溝
部を有し、該溝部に中性子吸収材を貼り付けたことを特
徴とする角パイプ。
【請求項８】前記溝部は、一つの外部壁面に複数設け
たことを特徴とする請求項６または７に記載の角パイ
プ。