JP2001208887A - 燃料貯蔵ラック用材料及び燃料貯蔵ラック - Google Patents
燃料貯蔵ラック用材料及び燃料貯蔵ラックInfo
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
長期間の使用に耐える燃料貯蔵ラック用材料を提供す
る。 【解決手段】ボロン入りオーステナイト系ステンレス鋼
のマトリックス中Cr濃度と応力腐食割れ発生の関係
は、マトリックス中のCr濃度が16%以下で応力腐食割
れが発生し、耐食性が低下する。そこで、ボロン添加に
対するマトリックス中のCr減少量の関係から、貯蔵密
度を高めるために必要な添加B量(MB )によって、使
用材料の耐食性を確保するために必要な最低Cr量(M
Cr)を以下の式によって決定する。 MCr>16+3MB 本発明によれば、貯蔵密度を高めるためにB添加量を増
加させても、燃料貯蔵条件で十分な耐食性を有する燃料
貯蔵ラック用材料が得られる。
Description
れた使用済み燃料集合体を燃料貯蔵プール内に収容し貯
蔵するための燃料貯蔵ラックを構成するための燃料貯蔵
ラック用材料及び燃料貯蔵ラックに関する。
原子炉を一定期間運転後に、炉心から取り出された使用
済み燃料集合体の再処理を行うまでの間、燃料貯蔵プー
ル内に設置された燃料貯蔵ラックに使用済み燃料集合体
を収容貯蔵し、これを冷却して使用済み燃料の崩壊熱除
去を行う。
を有効活用して、燃料集合体の貯蔵容量を増加させるよ
うな要望がある。この目的から、例えば特開平5−8018
8 号公報及び特開平5−80189 号公報のように貯蔵燃料
集合体間に中性子吸収能力の大きな材料を介在させて、
使用済み燃料相互の未臨界性を保持しながら貯蔵燃料集
合体間の間隔を狭くすることが可能な燃料貯蔵ラックが
提案されている。
燃料集合体を支持するための強度部材として用いて、貯
蔵密度を増大することを可能にした燃料貯蔵ラックが提
案されている。通常、中性子吸収能力が大きく、材料強
度にも優れている材料としてボロン添加オーステナイト
系ステンレス鋼が使用されている。
の一例を説明する。すなわち、図4の平面図及び図5の
図4中A−A線に沿った矢視一部縦断面で示す立面図に
おいて、燃料貯蔵ラック10はボロン添加ステンレス鋼で
形成した複数の第1の格子板1と第2の格子板2を格子
状に組み合わせ、互いに嵌め込み固着して方形で複数並
設して燃料貯蔵セル3を形成したものである。
の底面にアンカーボルト5及びナット6により固定する
ベース7上に取り付けられ、複数の燃料集合体8は燃料
貯蔵セル3内に個別に挿入されてベース7上の着座穴9
に嵌め込み支持される。上記燃料貯蔵ラック10は組立精
度と耐震性に優れている。
イト系ステンレス鋼の中性子吸収能力は、添加する全ボ
ロン中のB10量で決まるが、B10の存在比はほぼ一定で
あり、貯蔵燃料集合体間の距離を近付けるためには全ボ
ロン添加量を高める必要がある。ただし、オーステナイ
ト系ステンレス鋼に添加されたボロンは、クロムまたは
鉄と結合し、ボライドを形成するため、ステンレス鋼中
のCrを消費し、オーステナイト相のCr含有量を低下
させる。これにより、材料の耐食性が低下する可能性が
ある。
のCr減少量は図6に示すように、ボロンを1wt%添加
するとオーステナイト相中のCrは約3wt%低下する。
このため、材料のオーステナイト相の耐食性が低下し、
孔食,隙間腐食等が発生する可能性が高まるという課題
があった。
たもので、ボロンを必要量添加した場合でもオーステナ
イト相のCr含有量が16%以上となるように総Cr量を
制御した材料と、中性子吸収能力を決定するB10の含有
量を高めたボロンを添加することにより、ボロンの総量
を0.6 %以下に制御し、耐食性及び材料特性を維持した
ことを特徴とする燃料貯蔵ラック用材料を提供すること
にある。また、本発明は上述の2種類の材料により板材
を構成して、使用済み燃料の未臨界条件を確保しなが
ら、耐食性を向上させたことを特徴とする燃料貯蔵ラッ
クを提供するものである。
済み燃料集合体を燃料貯蔵プールに収容し貯蔵するため
のオーステナイト系ステンレス鋼を主体とする燃料貯蔵
ラック用材料において、前記オーステナイト系ステンレ
ス鋼に添加するボロンの量を以下の式に従う合金組成と
することを特徴とする。 MCr>16+3MB ここで、MB ;貯蔵密度を高めるために必要な添加ボロ
ン量 MCr;使用材料の耐食性を確保するために必要な最低C
r量
にボロン(B)の添加量を増加し、燃料集合体間の仕切
板材の中性子吸収能力を高めることによって生じる耐食
性の低下を抑制することができ、燃料集合体の貯蔵条件
で十分な耐食性を有する。
接して収容する複数の燃料集合体間を区画する仕切板材
又は角筒体の中性子吸収能力を高めるために、前記ボロ
ンの総量を0.6 %以下にしながら、中性子吸収能のある
B10の含有率を高めることを特徴とする。
燃料集合体間の仕切板材の中性子吸収能力を高めること
ができる。また、貯蔵燃料集合体の未臨界性上求められ
る燃料貯蔵セル間のピッチの調整を不要とし、かつ簡便
に精度よく設定できる。
燃料貯蔵プールに収容し貯蔵するための燃料貯蔵ラック
において、請求項1又は請求項2記載の使用済み燃料貯
蔵ラック用材料で構成した複数の板材を格子状に組み合
わせ、前記板材同士を溶接して一体化してなることを特
徴とする。この発明によれば、材料特性を維持したま
ま、中性子吸収能力の高い材料が得られ、組立が容易
で、貯蔵密度が高く優れた耐食性を有することができ
る。
燃料貯蔵プールに収容し貯蔵するための燃料貯蔵ラック
において、請求項1又は請求項2記載の燃料貯蔵ラック
用材料で構成した板材から曲げ加工によって燃料集合体
1体を収容可能な角筒体が形成され、この角筒体が複数
本密着配置されて、前記複数本の角筒体が溶接により一
体化されてなることを特徴とする。この発明によれば、
材料強度及び耐食性を維持しながら、優れた中性子吸収
能力を有し、簡便で精度の高い燃料貯蔵ラックを得るこ
とができる。
燃料貯蔵ラック用材料の第1の実施の形態を説明する。
ンレス鋼のマトリックス中Cr濃度と応力腐食割れ発生
の有無を示すものであり、表1から明らかなようにマト
リックス中のCr濃度が16%以下では応力腐食割れが発
生し、耐食性が低下することが認められた。
よるマトリックス中のCr減少量の関係から、貯蔵密度
を高めるために必要な添加ボロン量(MB )によって、
燃料貯蔵ラック用材料の耐食性を確保するために必要な
最低Cr量(MCr)は、以下の式によって決定される。 MCr>16+3MB
はボロンを3wt%まで添加することが知られており、上
記の式の適用範囲は、ボロン添加量3wt%までである。
また、Cr添加量は、オーステナイト相中のCr量が20
wt%を超えると著しく脆化するため、MCr+4%以下に
制御する必要がある。
ためにボロン添加量を増加させても、使用済み燃料集合
体の貯蔵条件で十分な耐食性を有する燃料貯蔵ラック用
材料を得ることができる。また、この材料により構成さ
れた燃料貯蔵ラックは中性子吸収能力が向上し、組立精
度や十分な耐震性を有する。
料貯蔵ラックの第1の実施の形態を説明する。本実施の
形態は燃料貯蔵用材料の第1の実施の形態において説明
した材料を使用して図4及び図5に示したような格子構
造の燃料貯蔵ラックを構成したことにある。すなわち、
総ボロンの添加量を1wt%を超えた場合の最適な構造
は、格子板の嵌め合い構成とした溶接構造を選択するこ
とができる。
蔵用材料により、図1に示すような第1の格子板11と第
3の格子板13を構成する。これらの格子板11、13に予め
スリット14を加工しておく。
凸部15を加工した第2の格子板12を嵌め込み、スリット
14部を図2に示すように溶接してスリット溶接部16と
し、さらに第1の格子板11と第2の格子板12をすみ肉溶
接により固着してすみ肉溶接部17とする。
板上に第2の格子板12の反対側の凸部15に合わせてスリ
ット14を加工した第3の格子板13を載せ、スリット14部
を溶接により固着し、第2の格子板12と第3の格子板13
をすみ肉溶接により強固に固着する。以下、同様に格子
板の凸部15とスリット14を嵌め合わせながら溶接により
固着して図4及び図5に示したような格子構造の燃料貯
蔵ラックを構成する。
燃料集合体の未臨界性上求められる使用済み燃料集合体
の貯蔵格子板間のピッチの調整を不要とし、かつ簡便に
精度よく設定することが可能な燃料貯蔵ラックを得るこ
とができる。
係る燃料貯蔵ラックの第2の実施の形態を説明する。本
実施の形態は前述した燃料貯蔵ラック用材料を使用して
角筒体を形成し、この角筒体を集合配置して燃料貯蔵ラ
ックを構成したことにある。図3(a)は本実施の形態
の第1の例であり、図3(b)は同じく第2の例であ
る。
ためには、燃料貯蔵ラック材料に含まれるボロンに含ま
れるB10の含有量に依存する。したがって、従来の燃料
貯蔵ラック材に含まれるB10の含有量よりもB10の含有
率を高めたボロンを製鋼時に使用する。これにより、ボ
ロンの総量を従来材と同等(0.6 %以下)に制御したボ
ロン入りオーステナイト系ステンレス鋼を得ることがで
きる。
来のステンレス鋼よりも高いものの、ボロンの総量が従
来材と同等であるため、材料特性(特に伸び及び靭性)
が従来例と同等である。したがって、第1の実施の形態
における格子板の溶接構造だけでなく、角筒体のセルを
多数組み合わせた構造の燃料貯蔵ラックを得ることがで
きる。
ス鋼板材を直角に曲げ加工してコ字状チャンネル18を形
成し、このコ字状チャンネル18を一対対向させて角柱状
に突き合わせ、合わせ面を溶接して固着し、角筒体21を
構成したことにある。なお、符号19は突き合わせ溶接部
である。
テンレス鋼板材をプレス及びローラ等の適当な方法で円
筒状に成形し、切れ目を溶接20により固着した後、四角
形に配置した4個の成形ローラ間を通し角筒体21を形成
したことにある。
ナ部は板厚の2倍程度の曲げ半径になるが、第1の実施
の形態の材料を使用することにより、コーナ部付近に割
れを発生させることなく、その後の溶接も支障なく施工
することができる。
れば、貯蔵密度を高めるためにB添加量を増加させて
も、材料が十分な耐食性を有しているので、使用済み燃
料集合体の貯蔵条件で十分な耐食性を有する燃料貯蔵ラ
ック用材料を提供できる。また、総ボロン添加量を増加
させないで中性子吸収能力を高めることができるので、
材料特性を維持したまま、中性子吸収能力の高い材料を
得ることができる。
分な耐食性を持ち、使用済み燃料集合体の未臨界性上求
められる使用済み燃料集合体の貯蔵格子板間のピッチの
調整を不要とし、かつ簡便に精度よく設定することが可
能な燃料貯蔵ラックを提供することができる。
持した状態で中性子吸収能力を高めた材料を使用するこ
とにより、格子板の溶接構造及び角筒体の組み合わせ構
造のどちらの構造においても、十分な耐食性を持ち、簡
便で精度の優れた燃料貯蔵ラックを提供することができ
る。
態を説明するための格子板の組立要領を示す分解図。
図。
実施の形態を説明するための角筒体の第1の例を示す上
面図、(b)は同じく角筒体の第2の例を示す上面図。
少量を示す相関図。
で示す立面図。
ル、4…燃料貯蔵プール、5…アンカーボルト、6…ナ
ット、7…ベース、8…燃料集合体、9…着座穴、10…
燃料貯蔵ラック、11…第1の格子板、12…第2の格子
板、13…第3の格子板、14…スリット、15…凸部、16…
スリット溶接部、17…すみ肉溶接部、18…コ字状チャン
ネル、19…突き合わせ溶接部、20…切れ目溶接部。
Claims (4)
- 【請求項1】 使用済み燃料集合体を燃料貯蔵プールに
収容し貯蔵するためのオーステナイト系ステンレス鋼を
主体とする燃料貯蔵ラック用材料において、前記オース
テナイト系ステンレス鋼に添加するボロンの量を以下の
式に従う合金組成とすることを特徴とする燃料貯蔵ラッ
ク用材料。 MCr>16+3MB ここで、MB ;貯蔵密度を高めるために必要な添加ボロ
ン量 MCr;使用材料の耐食性を確保するために必要な最低C
r量 - 【請求項2】 燃料貯蔵ラック内に隣接して収容する複
数の燃料集合体間を区画する仕切板材又は角筒体の中性
子吸収能力を高めるために、前記ボロンの総量を0.6 %
以下にしながら、中性子吸収能のあるB10の含有率を高
めることを特徴とする請求項1記載の燃料貯蔵ラック用
材料。 - 【請求項3】 使用済み燃料集合体を燃料貯蔵プールに
収容し貯蔵するための燃料貯蔵ラックにおいて、請求項
1又は請求項2記載の燃料貯蔵ラック用材料で構成した
複数の板材を格子状に組み合わせ、前記板材同士を溶接
して一体化してなることを特徴とする燃料貯蔵ラック。 - 【請求項4】 使用済み燃料集合体を燃料貯蔵プールに
収容し貯蔵するための燃料貯蔵ラックにおいて、請求項
1又は請求項2記載の燃料貯蔵ラック用材料で構成した
板材から曲げ加工によって燃料集合体1体を収容可能な
角筒体が形成され、この角筒体が複数本密着配置され
て、前記複数本の角筒体が溶接により一体化されてなる
ことを特徴とする燃料貯蔵ラック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000019502A JP2001208887A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 燃料貯蔵ラック用材料及び燃料貯蔵ラック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000019502A JP2001208887A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 燃料貯蔵ラック用材料及び燃料貯蔵ラック |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001208887A true JP2001208887A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18546190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000019502A Pending JP2001208887A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 燃料貯蔵ラック用材料及び燃料貯蔵ラック |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001208887A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010014681A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Toshiba Corp | 使用済み燃料貯蔵ラックおよびその製造方法 |
CN102005252A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-04-06 | 中广核工程有限公司 | 一种压水堆核电站用乏燃料贮存格架 |
JP2020060015A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 株式会社小松製作所 | キャブ及び作業機械 |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000019502A patent/JP2001208887A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010014681A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Toshiba Corp | 使用済み燃料貯蔵ラックおよびその製造方法 |
CN102005252A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-04-06 | 中广核工程有限公司 | 一种压水堆核电站用乏燃料贮存格架 |
JP2020060015A (ja) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 株式会社小松製作所 | キャブ及び作業機械 |
JP7195105B2 (ja) | 2018-10-09 | 2022-12-23 | 株式会社小松製作所 | キャブ及び作業機械 |
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