JP2002509608A

JP2002509608A - 核燃料棒の移送及び貯蔵に好適な装置及びこの装置の使用法

Info

Publication number: JP2002509608A
Application number: JP55051498A
Authority: JP
Inventors: シン、クリシュナ
Original assignee: ホルテックインターナショナル
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2002-03-26
Also published as: EP1016091A2; US6064710A; WO1998053460A2; DE69837440D1; KR100702806B1; KR20060004708A; EP1016091A4; KR20010012771A; EP1016091B1; US5898747A; AU8656298A; DE69837440T2; KR100596588B1

Abstract

(57)【要約】直線的形状の複数の金属プレートのハニカム格子構体で形成された複数の貯蔵セルを有するバスケットを備え、各プレートは互いの交差部で相互に溶接され、これにより前記格子構体によって形成される各貯蔵セルの全ての角隅部が熱の伝導による移動を許容するように全長に亘って接合され、更に前記金属プレートが各貯蔵セルの壁面を形成する領域位置に中性子吸収体を有していることを特徴とする使用済核燃料棒移送及び貯蔵装置。使用済核燃料棒移送及び貯蔵装置の製造方法であって、ａ）複数のスロットを有し、且つ表面に中性子吸収材を有する金属プレートを準備する工程、ｂ）前記スロットを交差させて複数の隣接角隅部を有すると共に辺部に前記中性子吸収材を有する複数の貯蔵セルのハニカム格子構体を形成する工程、及びｃ）前記格子構体により形成されている貯蔵セルの全ての隣接角隅部を完全に接合して熱の伝導による伝達を許容すると共に剛性構造を与えるように各金属プレートを互いの交差部で相互に溶接する工程を備えたことを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】核燃料棒の移送及び貯蔵に好適な装置及びこの装置の使用法発明の背景発明の属する分野本発明は使用済核燃料の貯蔵及び移送用コンテナーに関するものである。従来の技術原子炉から取り出された使用済核燃料（以下、ＳＮＦ）は貫通性の高いガンマ及び中性子放射と熱エネルギーを放出している。ＳＮＦは典型的には深いプールに満たされた水中に貯蔵して熱を冷ますと共に燃料から生じるガンマ及び中性子放射を減衰させている。水を満たしたプール中にＳＮＦを貯蔵する方式（ウェット貯蔵）に代わるのは所謂ドライ貯蔵の考え方であり、この場合、ＳＮＦは「キャスク」と呼ばれる重壁構造の容器内に配列状態で貯蔵される。ドライ貯蔵システムは一般に多目的キャニスター（以下、ＭＰＣ）と外包体との二つの構成要素からなっている。このＭＰＣとは、密閉容器内に燃料バスケットを収納したもの指す。ＳＮＦを燃料バスケット内に配置した後、この燃料バスケットは密閉容器内に収納される。これにより燃料閉じ込めシステムとなったＭＰＣは、次いで外包体と呼ばれる中性子／ガンマ線遮蔽構体の内部に配置される。このような外包体内部のＭＰＣは「ドライ貯蔵システム」と呼ばれている。外包体には、貯蔵用外包体と移送用外包体との二つのタイプがある。移送用外包体は移送目的並びに貯蔵目的に使用でき、従って外包体は二重の目的を備えている。ベクトラ・テクノロジーズ・インコーポレーテッドに譲渡されているレーナート他の米国特許No.5,438,597には、使用済核燃料棒を実質的に方形の複数のスリーブ内に収納するＭＰＣが開示されており、これらのスリーブは、複数の方形貫通開口を有する円形プレートによって互いに離間した軸心整列状態に保持されている。各円形プレートは８本の細長い矩形プレートによって互いに離間した軸心整列状態に保持されている。このベクトラ社のスペーサー／ディスク技術による燃料バスケットは、地震、トルネード、洪水及びその他の自然現象を含むあらゆる定常及び異常荷重、並びに換気系の全停止事故に耐えるように設計されたコンクリート製の水平貯蔵モジュール内に格納される。このベクトラ社のＭＰＣは移送可能に設計されているが、その外包体は移送可能な設計ではない。バブコック・アンド・ウィルコックス・カンパニーに譲渡されているヒンデラー他による米国特許No.5,406,601にも幾つかのＭＰＣが提案されており、そこでは燃料バスケットは積層帯板から成形され、これら帯板がキャスク本体と共に所要の放射線遮蔽条件、温度及び構造条件を与えるようになっている。各帯板は相補的な形状と機械加工された部分的な六角凹部を有しており、各帯板をキャスク本体へ装入するために組み合わせた際に燃料セルのためのチャンネルが完成するようにしてある。各帯板は断面が狭められた部分を有し、これらの部分で帯板周囲を取り巻くバンドによって束ねられている。ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポレーションに譲渡されているエファーディングの米国特許No.4,800,283には、二組の平行プレートで形成された複数の方形断面チューブのセル構体を有するバスケット構造が開示され、上記平行プレートは、その長さのほぼ１／２の寸法に切り込みが入れてあって、丁度鶏卵パッケージのような様式で相互に組み合わせることにより複数の細長い方形セルの列を画定し、これらのセルの各交差部を長さ方向に亘って溶接することにより構造の剛性を確保している。各組のプレートで画定された個々のセル内には方形断面形状の長尺容器が配置されている。各長尺容器の外壁にはアルミニウムで外包したボロン炭化物などの中性子吸収材がクラッドされている。各長尺容器は、各セル内のコーナー部において取付ブラケットによりセル内壁面から均等な間隔を開けて取り付けられている。このバスケット構造を構成する各プレートは丸い外縁を有し、セル構体の外周を囲んでセル構体を移送用キャスクの筒状容器内に保持する衝撃吸収部材として機能する。移送用キャスクは好ましくは炭素鋼製であり、また上記丸い外縁を有する構成プレートは好ましくはアルミニウム製で、これは燃料棒の熱に曝されて膨張し、従って円筒容器内で膨張する。実際、この特許で述べている理由で、セル構体とバスケット構造の構成プレートは同一タイプのアルミニウム合金、例えばアルミニウム6061-T45で構成されている。シェラ・ニュークリアには、貯蔵専用のコンクリート製貯蔵キャスクと、使用済核燃料棒の移送及び貯蔵兼用の二重目的鋼製溶接バスケットとを用いたドライ貯蔵システムが述べられている。この燃料バスケットは角鋼管で製作された溶接構体である。水平方向の構造的な支持は、バスケット構体の長手方向に沿って配置されている曲がったスペーサー・ディスクによって果たされている。燃料バスケットはコンクリート製キャスク内に置かれるが、これは燃料棒を収容した燃料バスケットを移送用キャスクまたは遮蔽ベルで移動させることにより行う。この他の調査設計チームによる多くの試みにも拘わらず、多芯燃料集合体を収容して軸方向並びに垂直方向の支持を与え、燃料集合体から生じる熱を外表面に伝達でき、しかも充分に頑丈で取り扱い易く、取扱い中のアクシデントに対処できるような多目的キャニスターまたは燃料バスケットは誰も提案していない。さらに、外部環境へのガンマ線及び中性子放射を効果的に遮断しつつ大気への熱放射を有効且つ効率的に除去でき、同時に充分に頑丈で偶発的な転倒事故並びに地震、トルネード、およびその他の激しい環境事象に耐えることのできるコンクリート製外包体構造も提供されていない。キャスク内における熱的な課題は、燃料被覆管の温度を長期温度効果で被覆管が劣化を起こさない限界の閾値よりも低い温度に維持するように、使用済核燃料から生じる崩壊熱を除去することである。或る与えられた環境温度に対し、燃料被覆管の温度は熱伝達経路内の抵抗の増加に応じて高くなる。伝導熱に対して空気で満たされた１インチ（2.54cm）の隙間によって生じる抵抗がほぼ2000インチ（50.8ｍ）の鋼による抵抗と等しいことを念頭におけば、たとえ僅かな隙間（例えば0.25インチ≒0.635mm）が存在しても厚さ12インチ（約30.5cm）の外包壁で生じる温度抵抗は非常に大きくなることは極めて明白である。即ち、これらの隙間は、キャスク設計の熱的な課題を深刻にする最も直接且つ重要な要因である。ＭＰＣ以前の時代には、キャスク設計者にとってバスケットとキャスクとの間の隙間は厳密な製作公差と使用中のバスケットの熱膨張により塞がるか或いは極めて小さくなるものと扱うことができた。このような減少を見込むことのできない物理的な隙間として設計者が懸念しなければならない唯一の箇所は、収納された燃料と収納セルの壁面との間の隙間であった。このように、キャスク内のどこにも重大な隙間障壁が存在しないと云う仮定により、設計者は前述レーナート他の特許に示されているような「ボックス／ディスク」形の設計を利用することが可能であった。この場合の設計では、個々のセルをボックスで画定し、複数のボックスの列を複数の横断ディスクで保持した方形格子パターンに配列している。各ボックスの横方向の支持は前記ディスクに設けられた複数の方形の開口により果たし、このようなディスクの列によって複数のボックスの長手方向に関する無支承スパン長を短くすると共に外包体への熱伝達経路を与えるようにしている。殆どの設計者は、ステンレス鋼SA240−304などの高強度ではあるが低級の熱伝導性合金材と熱伝導性は高いが低強度のアルミニウム製ディスクとを交互パターンで用い、構造支持と熱伝達経路の機能をそれぞれ与えるようにしていた。前述レーナートの特許は典型的なボックス／ディスク形構造を示している。ＮＡＣインターナショナル社のNAC−STC燃料バスケットでは、ボックスが薄い（18ゲージ）シートメタルで作られている。ボックス四辺にはボロン炭化物をアルミケースに納めたパネルが重ねられ、厚さ0.019インチ（約0.48mm）の４枚のシースパネルで所定位置に固定してある。アルミケース入りボロン炭化物の封止チャンバーを形成するのにシースをボックスに溶接すると過剰な熱が加えられ、ボックスの変形と歪みを招く。オーステナイトステンレス鋼などの熱伝導率の低い材料製のボックスは、歪みを招くような過酷な溶接が不可避である。方形開口を溶断およびグラインダー研磨で形成する場合はオーステナイトステンレス鋼製のディスクも変形を生じる。但し、方形開口をブローチ加工で形成すれば、ディスクに歪みをもたらすような熱は軽減可能である。ＳＴＣ設計者は製造後のボックス組立体が歪むことを認識してディスクに比較的大きな方形開口を形成すれば嵌合不備を矯正できると考えていたらしい。要約すると、ボックス／ディスク構造は、設計者に対して熱伝達に最も有害な隙間の導入を余儀なくするものである。この設計では、ボックスとディスクの間の隙間が仕様に従って形成されてしまうことが熱的課題の根源である。、本発明者らの知見によれば、実現可能なＭＰＣのためには、バスケット内の隙間のうち、作動に不可欠でなく且つ単に組立体の製作に必要なだけの隙間を無くすことが必要であり、さもなければキャスクの熱効率定格は厳しく制限されることになる。製造工程におけるボックスとディスクの変形がボックスと方形開口との境目における支持状態をかなり不適切にすることを念頭に置けば、ボックス／ディスク設計の構造上の欠点の幾つかが明らかとなる。最も有害な状況は、ディスクの変形が波を打ち、ボックスが薄刃状の接触状態となる場合であり、このような状態では、水平落下事故時にディスクが薄肉（0.019インチ厚）のシースを切り裂く恐れがある。理想的な支持状態においてさえ、水平落下事故を考慮ずればボックス／ディスク設計の固有の構造上の限界は容易に理解される。試算によれば、典型的な搬送状態における水平落下事故時に生じるボックスの応力レベルは可成り高く、水平落下事故時にはボックスが膨らんで貯蔵容器の核分裂臨界特性に直接帰結するフラックス・トラップ・ギャップの減少を起こすほどである。ＭＰＣのための従来の閉蓋システムは多重形の円形ディスク蓋を使用し、１番目の蓋は後続の溶接作業時の放射線遮蔽となるべく肉厚である。この１番目の蓋は、全体が二つの蓋の場合は所定位置に溶接され、全体が三つの蓋の場合は溶接されない。２番目の蓋は付加的なシールとなるものであり、或いは全体が三つの蓋の場合はスペーサーと遮蔽の機能を果たすものである。各蓋を据え付けた後に溶接機を作動可能な状態にし、溶接結果も検査しなければならないが、作業者は放射線の被曝を受けることになる。また、各々の付加的な蓋には個々に溶接機のセットアップ時間が必要である。発明の概要従って本発明の目的は、多芯燃料集合体の貯蔵が可能で軸方向および縦方向の支持を与えることのできる使用済核燃料棒用ドライ貯蔵装置を提供することである。本発明の別の目的は、熱を外表面に伝達することができ、且つ頑丈で取り扱いやすく、しかも極端な取扱事故や環境事象に耐えることのできる燃料バスケット構体を提供することである。本発明の更に別の目的は、縦向き配置が可能で転倒やトルネードおよびミサイルによろ衝撃に起因する大きな減速度事故に耐え、しかも外部から容易に保守作業が可能な効果的な熱除去装置、高効率のガンマ線及び中性子発句装置、および全天候型エンクロージャー容器としての外包体構造を提供することである。本発明の更に別の目的は、作業員の放射線被曝を最小にすると共に放射線遮蔽能を最大にするＭＰＣ用の改良された閉蓋機構を提供することである。これらの目的およびその他の課題は、以下の説明から明らかとなるように本発明によって達成される。一つの形態において、本発明は直線的形状の複数の金属プレートのハニカム格子構体で形成された複数の貯蔵セルを有するバスケットを備え、前記各プレートは互いの交差部で相互に溶接され、これにより前記格子構体によって形成される各貯蔵セルの全ての角隅部が熱の伝導による移動を許容するように全長に亘って接合され、更に前記金属プレートは各貯蔵セルの壁面を形成する領域に位置する中性子吸収体を有している。別の形態において、本発明は複数の金属アングルプレートを貯蔵セル内に長手方向に溶接したバスケットを備え、特にこの場合、金属アングルプレートはその一部の表面上に中性子吸収材を有している。本発明の更に別の形態は係るバスケットを製造する方法であって、該方法は、ａ）複数のスロットを有し、且つ表面に中性子吸収材を有する金属プレートを準備する工程、ｂ）前記スロットを交差させて複数の隣接角隅部を有すると共に辺部に前記中性子吸収材を有する複数の貯蔵セルのハニカム格子構体を形成する工程、及びｃ）前記格子構体により形成されている貯蔵セルの全ての隣接角隅部を完全に接合して熱の伝導による伝達を許容すると共に剛性構造を与えるように各金属プレートを互いの交差部で相互に溶接する工程、を備えている。本発明の更に別の形態は、筒状内部金属シェルと、筒状外部金属シェルと、これら金属シェル間の筒状コンクリート製構造体とを備えた外包体を提供する。本発明の更に別の形態はＭＰＣ用閉蓋機構であって、該閉蓋機構は、頂面周縁部に凹部を有するほぼ円形ディスク状の閉蓋プレートと前記凹部に嵌合する閉蓋リングとを備え、該閉蓋リングは、前記閉蓋プレートをＭＰＣの金属シェルに溶接した後に好ましくは二分割リングとして閉蓋プレート及び金属シェルに溶接されてＭＰCの予備的シールを形成するようになっている。本発明はまた完全な貯蔵構体も包含し、これは、前記外包体を含むと共に、内部に装入された使用済核燃料棒を保持するバスケット構体を有する。図面の簡単な説明図１は、中性子吸収材と金属シースとを有する本発明によるスロット付きプレートの一部を部分的に断面で側方から示した斜視図である。図２は、中性子吸収材を図示省略して本発明によるバスケットのスロット付きプレート構体部分を部分的に断面で示す斜視図である。図３は、シース及び中性子吸収材を図示省略してスロット付きプレートと金属アングルプレートとの構体部分を示す斜視図である。図４は、中性子吸収材を図示省略して２４区画貯蔵セル構成のバスケット構体を示す斜視図である。図５は、中性子吸収材の配置位置を添画した２４区画貯蔵セル構成のバスケット構体の平面図である。図６は、中性子吸収材の配置位置を添画した３２区画貯蔵セル構成の燃料バスケット構体の平面図である。図７は、中性子吸収材を図示省略して本発明による３２区画貯蔵セル構成のバスケット構体を示す斜視図である。図８は、中性子吸収材を添画した６８区画貯蔵セル構成のバスケット構体の平面図である。図９は、中性子吸収材を図示省略して本発明による６８区画貯蔵セル構成のバスケット構体を示す斜視図である。図１０は、本発明による２４区画セル構成のキャニスターを一部断面で示す平面図である。図１１は、本発明による３２区画セル構成のキャニスターを一部断面で示す平面図である。図１２は、本発明による６８区画セル構成のキャニスターを一部断面で示す平面図である。図１３は、本発明による貯蔵外包体の横断面図である。図１４は、燃料バスケットを内蔵したＭＰＣが途中まで装填された状態における本発明による貯蔵外包体の組立状態を一部切欠いて示す斜視図である。図１５は、本発明によるＭＰＣの一部省略縦断面図である。図１６は、本発明によるＭＰＣを上部開口とヘリウム再循環流と共に示す斜視図である。発明の詳細な説明と実施の形態添付図面において、いずれも同一符号は本発明の同一部分を示し、燃料バスケット１０は図２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４及び１５に示されている。このバスケット１０はプレート１１ａ〜１１ｄ及び１２ａ〜１２ｄのハニカム格子組から形成されており、各プレートは、ハニカム構造で形成される貯蔵セルの壁面を構成する領域に位置する中性子吸収材１６を有する。図１にはそのうちの一つのプレート１２ａの一部が示されている。本発明はまた、図１０，１１，１２及び１５に示すように金属シェル１９でバスケット１０を筒状に取り囲むＭＰＣ４３を含んでいる。本発明の形態による外包体は図１３に断面で示してあり、また図１４の組立図ではＭＰＣと組み合わせた状態で切り欠いて示してある。燃料バスケット１０のハニカム構造は縦向きのセル開口１４（燃料キャビティ或いは貯蔵セルとも呼ぶ）を形成しており、個々のセルは一体の使用済燃料集合体（図示しない）を保持するように設計されている。これらの貯蔵セル１４には充分な量の中性子吸収材１６（図１）が適正位置に配置されていて、貯蔵した燃料体が最も不利な条件下でも確実に臨界未満(k_eff＜0.95)に保たれるようにしてある。臨界未満に保つことに加えて、燃料バスケット１０は、想定された一群の偶発事故を確実に生き延びるように設計されている。この燃料バスケット１０は、例えば６０ｇもの大きな減速度に伴う慣性力に耐えるように頑丈でなければならない。この燃料貯蔵装置は、この分野の従来の装置で使用されていたような貯蔵セル内のスリーブやボックス或いはディスクを用いていない。むしろ、セル配列は複数のプレートの格子構体を直線的配列で並べることで作り出している。バスケット１０は、プレート１１ａ〜１１ｄ及び１２ａ〜１２ｄをハニカム構造となるように配列して互いに溶接することにより構成してあり、これは、その構造特性において多重フランジ閉断面梁構造に類似する。結果物としてのハニカム構造は、全ての角隅部で隣接貯蔵セル間に完全な連続性を備えている。従って燃料バスケットの全容積に亘ってバスケット外部への熱の流れが生じる。プレートの枚数は、個々の特定のバスケットの設計におけるセルの数に応じて異なるものである。例えば、図４、図５及び図１０は２４体の加圧水形原子炉燃料集合体用のバスケット構成を示している。また、図６、図７及び図１１は３２区画のセル構成を示し、図８、図９及び図１２は６８区画のセル構成を示している。尚、図１０、図１１及び図１２では、それぞれ個々のセルに１〜２４番、１〜３２番、１〜６８番の番号を付して示してある。但し、いずれの実施形態によるＭＰＣも同一の外形寸法を有し、どのキャニスターでも単一寸法設計の外包体４２内への装填に適合できるようにしてある。図３に示す実施形態では、燃料貯蔵セルは臨界制御の目的で各貯蔵セル間でフラックス・トラップ４５により互いに物理的に離されている。燃料バスケットをハニカム設計とすることでバスケットは多重フランジ板溶接構体となり、全ての構成要素（ボックス壁）は二つの直交成分からなるプレート列となる。従ってセルの壁は完全に面一（オフセット無し）か直交面かのいずれかである。隣接セル間では完全な端縁間の連続性が形成される。ハニカム構造の種々の利点のなかには、バスケット全体に亘る金属質量の均等な分布がある（支持プレートが局所質量点となるボックス／ディスク形構造に対比して）。質量の均一分布により、不均一分布のバスケット（ボックス／ディスク形）で得られるよりも更に効果的な放射線遮蔽障壁が得られる。即ちハニカム構造のバスケットは、より一層効果的な放射線減衰装置である。ハニカム構造のバスケットに固有のセル間の完全な連続性は遮断の無い熱伝達経路を与え、ＭＰＣを効果的な熱除去装置とするものである。更にハニカム構造の燃料バスケットとＭＰＣシェルとの組み立ては、放射及び伝導の各熱伝達モードと連携して対流による熱伝達を促進するように巧妙に行われる。図３、図４、図５及び図１０に示した実施例では、貯蔵セル内にアングル材形状の金属プレート２３が長手方向に溶接されている。このアングル材金属プレートと貯蔵セルの壁との間に形成される断面Ｌ字状領域４５は水で満たされるとフラックストラップとなる。図１４を参照して、ＭＰＣ４３は内部が外部環境から密封シールされた完璧な信頼性を有する高度の無欠陥容器でなければならない。このＭＰＣを構成する閉鎖容器は規定設計圧力で全溶接構造のASME規格セクションIIIクラス１級の圧力容器である。このＭＰＣにはフランジ接合部及びネジ接合部は存在しない。温度面を考えて、上記閉鎖容器と燃料バスケットとの間の物理的接合は一切許容されない。燃料集合体から生じる崩壊熱はバスケットに無視できないほどの熱膨張を招く。バスケットは径方向及び軸方向の膨張に自由でなければならず、さもないと熱応力が許容限界を超えて高レベルとなる。増進した伝導による熱伝達を促進することに加えて、このＭＰＣは他の熱伝達モードを巧妙に利用して前述の隙間による抵抗の欠点を克服し、合理的で高い設計基準の熱効率を達成する。燃料バスケットと閉鎖容器との間、並びにＭＰＣと外包体４２の内面２９との間には、物理的な隙間が必ず存在する。閉鎖容器、即ちＭＰＣは、全体として両端面が平坦な筒状圧力容器である。ＭＰＣ４３の頂面は予備閉蓋機構と一体である。即ちこのキャニスターの蓋体１５はキャニスターの有底筒状シェル１９に周縁部で溶接された円形プレートである。この蓋体の円形プレートには、キャニスター内から湿気と空気を除去し且つキャニスター内を特定量の不活性ガス（窒素）で置換するときに用いるベント及びドレインポートが設けられている。これらのベント及びドレインポートには閉蓋リング２５の取付前にカバーが被されて溶接される。閉蓋リング２５は周縁でキャニスターのシェル４３と蓋体１５に溶接された円形リングである。キャニスターの蓋体１５には、ＳＮＦが装填されたキャニスター全体を該蓋体１５のネジ孔部分で吊持するに充分な剛性が与えられている。ＭＰＣは全体的に（但し中性子吸収体は除く）ステンレス合金鋼で構成することが望ましい。好ましくはＭＰＣには炭素鋼部品は使用しない。ステンレス鋼以外で好適な合金材は被覆炭素鋼材の相互作用に関する前記規格セクションIIにリストされているものであり、ＭＰＣの種々の構造要素は地下埋設保管システム(M GDS)用廃棄容器として許容されうる材料で構成ずべきである。 MGDS用廃棄容器として許容可能なＭＰＣ構造材料としては、３１６タイプ、３１６ＬＮタイプ、３０４タイプ、３０４ＬＮタイプ、６００合金、６９０合金、８００合金および８２５合金がある。ＭＰＣはシールされた金属キャニスター４３からなり、これは外包体４２内に収容される。異なるキャニスターを用いて単一の外包体の内部に広汎な種類の使用済燃料集合体を収容可能である。この場合、いずれのキャニスターも単一の外包体を利用できるように同一外形寸法である。各実施形態におけるキャニスターは、個々に異なる特性の燃料を収容するためにそれぞれ異なるバスケット１０を有することになる。図１５にはＭＰＣを一部省略して示してある。このＭＰＣには外部ポート又はガスケットポートや開口は一切存在しない。また、このＭＰＣは溶接以外には如何なるシール機構にも依存しない。ガスケット接合やフランジ接合部が一切存在しないので、このＭＰＣ構造は接合部での漏洩については非の打ち所がない。尚、このＭＰＣは弁類やその他の圧力逃がし装置類も一切含んでいない。このＭＰＣの閉蓋機構は、好ましくは二つの要素、即ち蓋体１５と閉蓋リング２５から構成される。蓋体は、その全周に沿ってシェル１９に連続的に溶接された厚肉円形金属プレートである。この蓋体はベントポート４９とドレインポート５０を装備し、これらは燃料の装填に続くキャニスター内からの湿気と空気の吸引排出と特定量の不活性ガス（窒素）の充填置換に使用される。これらのベントポート及びドレインポートは、閉蓋リングを装着する前にカバーで覆われて溶接により閉鎖される。閉蓋リング２５は好ましくは二つの半割リング２５ａ，２５ｂとして準備され、これら半割リングは蓋体１５の周縁凹部内に装着されてからシェル１９及び蓋体１５に溶接される。これら二つの閉蓋部材はリング内周に沿った溶接により相互に接合される。蓋体１５はその周縁に沿って閉蓋リング２５との係合用の凹部を含み、これにより蓋体１５の溶接シール後に閉蓋リング２５を凹部に嵌合し、蓋体１５の凹部内周とシェル１９とにシール溶接することにより予備シール機構を構成する。このＭＰＣの吊下げ部は蓋体に設けられている。閉蓋リングを含むこの特別な閉蓋機構により、蓋体の殆どの部分は最大厚みとすることができ、これによりそれぞれの好適な実施形態では単一の蓋体のみで最大の放射線遮蔽効果が得られ、従って予備シールを与えるために従来のシステムで用いられていたような追加の蓋構造を無くすことができる。本発明の好適な実施形態においては、予備シール効果は追加の蓋構造ではなく閉蓋リング２５により果たしている。このような閉蓋リングの更に別の利点は、リングの幅が小さいことに起因して未支承スパンが小さくなり、従って曲げモーメント及び対応する応力も小さくなり、閉蓋リングの肉厚を減じて蓋体の肉厚を増加することができる点である。ＭＰＣの燃料バスケット１０は、互いに平行な直線帯状金属プレート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、これらの第１群の金属プレートに対して直交する互いに平行な直線帯状金属プレート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとのハニカム格子構体によって構成されており、これらプレートは交差部１３で互いに溶接されて、格子構体で形成される貯蔵セルの全ての隣接角隅部が熱伝導による熱の伝達を可能とするように完全に接合され、また各プレートは貯蔵セルの壁を構成する領域に中性子吸収材１６（図１）を有している。この中性子吸収材は熱中性子を吸収可能な同位体を含み、金属シースの内部に封入されている。中性子吸収材は、プレートの全領域もしくは各貯蔵セルの各壁面よりも、貯蔵セルの予め選定された壁面を構成する金属プレートの特定の領域に配置することが好ましい。好適には中性子吸収材１６はアルミニウムケース内に封入されたボロン炭化物であり、このような中性子吸収材を鋼製シース３９内に納めてある。他の中性子吸収材もこの分野では公知であり、それらをボロン炭化物の代わりに用いることもできる。金属プレートは底部及び頂部に半円形の入口孔５１を有し、これにより、従来の底部のみに入口孔を有するものに比べて改善された冷却流路を与えている。両入口孔５１は、流路５２を形成して冷却流体の循環を促進する。冷却流体は頂部の入口孔を通してバスケットから流出し、バスケットの外面を下方へ流れ、多目的キャニスタのシェルを介して外部温度に冷却され、冷やされた冷却流体が底部の入口孔からバスケット内剖に流入する。この冷却流体は、使用済燃料棒がＭＰＣの内部に装填されるまでは水であり、この水は、蓋体がキャニスターに装着された後にポンプで排出されてヘリウムに置換され、このヘリウムが永久的な冷却流体となる。このＭＰＣは以下の工程を備えた方法で製造される。即ち、この製造方法は、ａ）複数のスロット３７を有し、且つ表面に中性子吸収材１６を有する金属プレート１１ａ〜１１ｄ及び１２ａ〜１２ｄを準備する工程、ｂ）前記スロットを交差（図２）させて、複数の隣接角隅部を有すると共に辺部に前記中性子吸収材を有する複数の貯蔵セルのハニカム格子構体を形成する工程、及びｃ）前記格子構体により形成されている貯蔵セルの全ての隣接角隅部を完全に接合して熱の伝導による伝達を許容すると共に剛性構造を与えるように各金属プレートを互いの交差部１３で相互に溶接する工程、を備えている。好適には係る製造方法は、それぞれ下縁から中間部までの複数のスロットを有する第１群の金属プレート１１ａ〜１１ｄと、それぞれ上縁から中間部までの複数のスロットを有する第２群の金属プレート１２ａ〜１２ｄを準備する工程を含み、この場合、第１群のプレートを第２群のプレートに９０度の角度で配列して両群のプレートのスロット同士を交差させることにより各交差部を形成する。このような相互接続工程で形成される貯蔵セルの数は、移送すべき燃料のタイプに応じて異なる。但し、いずれのバスケットも同一のＭＰＣのシェル内に適合するように設計されている。各プレートを縁部分で溶接することにより燃料バスケットは多重フランジ梁構造となり、従って充分に剛性である。好ましくはＭＰＣはバスケットのハニカム格子構体の頂部と底部における開口で形成される頂部プレナム及び底部プレナムと、バスケット周囲で循環流体の通過流路を形成する下部入口領域を有し、それにより対流の熱伝達を促進する。ＭＰＣに対してバスケットを接触の全ての長手縁に沿って溶接することはバスケットを更に頑丈にする。但し、このような構造は、ＭＰＣのバスケットにおける温度勾配に起因してバスケット構造及びキャニスターシェルに比較的高い熱応力を生じる可能性がある。ＭＰＣのバスケット支持構造とバスケットとの境界には、収容した燃料からの熱に起因する燃料バスケットとキャニスターシェルとの間の温度膨張効果の偏差により部分的に減少（収容した使用済燃料からの内部発生熱の大きさに応じて）する可能性のある長手方向の隙間以外は存在しない。バスケットとバスケット支持構造との間に僅かな隙間を用意しておくことは、ＭＰＣの本来の温度特性に密接に関連している。バスケット横断方向の平面温度分布は低い放物線形状に近似し、この分布形状はバスケットとその支持構造との境界における機械的拘束を除去しない限り、高い熱応力を創出することになる。ＭＰＣには、発熱度合が広汎に異なる種々の燃料集合体が装填されるはずである。バスケットとバスケット支持構造との境界の隙間は、高い発熱度合に対しては温度膨張度合の増加により減少する傾向がある。従って燃料バスケットとバスケット支持構造との間の隙間については、最悪の温度膨張の場合でも周囲に或る程度の隙間が存在しているように充分に大きくしておくことが条件である。本発明のＭＰＣは貯蔵と移送の双方の目的で設計されている。このような多目的設計によりＳＮＦの取扱作業が減り、従って放射線防護性が向上する。ひとたびＳＮＦを収容してＭＰＣをシールすれば、これを一時的もしくは長期の貯蔵のために現場に置いたり、成いは適切な移送用外包体で現場から直接搬出したりすることができる。このように、ＳＮＦの貯蔵と移送の両方に対応できるので再包装作業を無くすことが可能である。本発明の装置は、ＳＮＦの監禁・放射線遮蔽・構造保全・臨界制御および他の機能から独立した温度除去構造要素を提供する完全受動単独使用貯蔵システムである。この装置は、ＢＷＲまたはＰＷＲ使用済核燃料のための監禁隔壁を構成する取替可能なＭＰＣと、このＭＰＣの遮蔽及び防護体となる貯蔵外包体とからなる。個々のＭＰＣで貯蔵内容物が異なるので、最大負荷重量は各ＭＰＣで異なる。外包体の内部キャビティ46はＭＰＣを収容するように寸法が定められている。貯蔵外包体４２（図１３及び図１４）は鋼製外被コンクリート充填重層壁構造の筒状容器であり、筒状内側金属シェル２９と、筒状外側金属シェル３２と、これらシェル間の筒状コンクリート構造体３１とを備えている。この外包体は重構造物であり、ＭＰＣ内の燃料から放出される中性子束及びガンマ線束を吸収する。外包体４２の中央筒状空間４２は全ての形式のＭＰＣに適合する寸法形状を有する。外包体とＭＰＣとの間の隙間は、大量生産品から選ばれたいずれのＭＰＣでも同様な種類の外包体に属するいずれの外包体内に適正に収まるように充分に大きくしておく必要がある。ＭＰＣと外包体とが共に組立品である限り、溶接で生じる反りや撓み、捻れ、及び機械加工公差の影響は、予め規定した適正なＭＰＣ／外包体間の隙間に関して考慮される。外包体は、付加的或いは好ましくは第２の中間金属シェル３０を備えている。貯蔵外包体も、コンクリートを充填した底部プレート２０と筒状構造体にボルト止めされる金属カバー２４とを備えることが好ましい。底部プレートに充填されたコンクリートは好ましくは低圧縮率のものとし、それにより例えば不測の落下事故時に衝撃を吸収できるようにする。金属カバー（蓋）には適切なコンクリート製遮蔽体が下面および上面に装着されており、これにより縦方向における中性子及びガンマ線の減衰を果たしている。底部プレートのコンクリートもガンマ線放射を制限する機能を果たす。外包体の金属シェル３０と３２は複数の径方向金属板２７で連結されている。これらの径方向金属板、即ち両シェルに溶接されたチャンネル材は、熱伝達の表面積を増大させると共にキャニスターの支持構造を提供している。外包体は好ましくは頂部ダクト４８及び底部ダクト４７を備え、これらダクトによって崩壊熱除去用空気の煙道流路を形成する。両ダクトは互いに縦方向に関して整列していない方が良い。衝撃クッション１７はＭＰＣと外包体との間の衝撃を吸収する機能を果たす。衝撃クッションは中空構造にして空気が流れるようにしても良い。この外包体の主な構造機能は炭素鋼で達成され、また主な遮蔽機能はコンクリートで達成されている。また外包体は内部に収容したＭＰＣの受動的冷却を可能とする対流ダクトを有している。更にこの外包体は複数の筒状鋼製シェルと厚い鋼製底部プレート及び重構造のボルト止め蓋体で閉鎖されている。好適には、４つの着脱可能な吊り金具（図示しない）がキャスク本体の吊り上げ用に外包体の頂部に取付けられている。起重機側に装備した吊り索（図示しない）或いはその他の適切な装置類はこれら４つの吊り金具に連結できるようにしておく。４つの吊り金具は外包体の中心軸に対して互いに９０度の角度間隔で配置されている。また外包体は、油圧ジャッキや空気パッド、及びヒルマンローラを有する特別設計の移送用起重機によって底部から持ち上げることもできる。吊り金具に連結される吊り索その他の手段は外包体の蓋の頂面にある４つのネジ穴にそれぞれ挿入され、これにより蓋の吊り上げができるようになっている。この蓋を外包体の本体にボルト止めした後は、これらの吊り金具を外して面一のプラグを代わりに装着する。前述の多層シェル構造は、外包体構造内を径方向に広がるクラックに対する本質的な障壁を与える。ＭＰＣの外面と外包体の内面との間の僅かな環状間隙は、ＭＰＣの挿入及び抜去を可能とするために与えられている。この間隙はＭＰＣ内における発熱量の増加で単調減少するが、最悪の温度条件下における温度膨張でもＭＰＣと外包体との間の筒状面の金属同士の接触が生じない寸法とされている。このような移送用外包体は、列車や大型トラックで或る場所から他の場所へ燃料装填済みのＭＰＣを輸送するのに用いられるガンマ線及び中性子隔離装置である。この移送用外包体の設計では、輸送中に起こりうる重度の不測事態に耐えることができるように重構造の金属壁区画を用いている。異常に本発明およびその幾つかの実施形態を説明したが、請求の範囲に述べた通りの本発明の思想と技術範囲から離れることなく種々の変形及び変更並びに改良が可能であることは当業者に自明のところである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１２月１６日（１９９８．１２．１６）【補正内容】請求の範囲１．直線的形状の複数の金属プレートのハニカム格子構体で形成された複数の貯蔵セルを有するバスケットを備え、前記各プレートは互いの交差部で相互に溶接され、これにより前記格子構体によって形成される各貯蔵セルの全ての角隅部が熱の伝導による移動を許容するように全長に亘って接合され、各貯蔵セルの壁間には位置ずれが無く、更に前記金属プレートが各貯蔵セルの壁面を形成する領域位置に中性子吸収体を有していることを特徴とする使用済核燃料棒移送及び貯蔵装置。３．バスケットのハニカム格子構体の頂部と底部における開口で形成された頂部プレナムおよび底部プレナムと、バスケット周囲で循環流体の通過流路を形成する下部入口領域とを更に備え、貯蔵した使用済核燃料棒からの対流による熱伝達を促進するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。５．前記中性子吸収材が前記貯蔵セルの特定の壁面を形成する金属プレートの領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。２０．前記閉蓋プレートがキャニスターのための唯一の蓋板であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。４２．前記金属シェルと、前記金属底板と、前記円形金属閉蓋プレートとを備え、これらが組合わされて外部環境から密封遮蔽された内部環境を有する密閉キャニスター容器を形成し、前記キャニスター容器は前記バスケットに対する物理的連結を有しておらす、前記密閉キャニスター容器と前記バスケットとの組立構体が移送用外包体内に挿入格納しての使用済核燃料棒の移送用および貯蔵用外包体内に挿入格納しての使用済核燃料棒の貯蔵用を含む多目的用途に適合していることを特徴とする請求項１７に記載の多目的キャニスター（ＭＰＣ）装置。図１４は、燃料バスケットを内蔵したＭＰＣが途中まで装填された状態における本発明による貯蔵外包体の組立状態を一部切欠いて示す斜視図である。図１５は、本発明によるＭＰＣの一部省略縦断面図である。図１６は、本発明によるＭＰＣを上部開口とヘリウム再循環流と共に示す斜視図である。発明の詳細な説明と実施の形態添付図面において、いずれも同一符号は本発明の同一部分を示し、燃料バスケット１０は図２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４及び１５に示されている。このバスケット１０はプレート１１ａ〜１１ｄ及び１２ａ〜１２ｄのハニカム格子組３８から形成されており、各プレートは、ハニカム構造で形成される貯蔵セルの壁面を構成する領域に位置する中性子吸収材１６を有する。図１にはそのうちのーつのプレート１２ａの一部が示されている。本発明はまた、図１０，１１，１２及び１５に示すように金属シェル１９でバスケット１０を筒状に取り囲むＭＰＣ４３を含んでいる。本発明の形態による外包体は図１３に断面で示してあり、また図１４の組立図ではＭＰＣと組み合わせた状態で切り欠いて示してある。燃料バスケット１０のハニカム構造は縦向きのセル開口１４（燃料キャビティ或いは貯蔵セルとも呼ぶ）を形成しており、個々のセルは一体の使用済燃料集合体（図示しない）を保持するように設計されている。これらの貯蔵セル１４には充分な量の中性子吸収材１６（図１）が適正位置に配置されていて、貯蔵した燃料体が最も不利な条件下でも確実に臨界未満(k_eff＜0.95)に保たれるようにしてある。臨界未満に保つことに加えて、燃料バスケット１０は、想定された一群の偶発事故を確実に生き延びるように設計されている。この燃料バスケット１０は、例えば６０ｇもの大きな減速度に伴う慣性力に耐えるように頑丈でなければならない。この燃料貯蔵装置は、この分野の従来の装置で使用されていたような貯蔵セル内のスリーブやボックス或いはディスクを用いていない。むしろ、セル配列は複数のプレートの格子構体を直線的配列で並べることで作り出している。バスケット１０は、プレート１１ａ〜１１ｄ及び１２ａ〜１２ｄをハニカム構造となるように配列して互いに溶接することにより構成してあり、これは、その構造特性において多重フランジ閉断面梁構造に類似する。これらプレートは好ましくは遠隔制御の溶接機を用いて溶接する。結果物としてのハニカム構造は、全ての角隅部で隣接貯蔵セル間に完全な連続性を備えている。従って燃料バスケットの全容積に亘ってバスケット外部への熱の流れが生じる。プレートの枚数は、個々の特定のバスケットの設計におけるセルの数に応じて異なるものである。例えば、図４、図５及び図１０は２４体の加圧水形原子炉燃料集合体用のバスケット構成を示している。また、図６、図７及び図１１は３２区画のセル構成を示し、図８、図９及び図１２は６８区画のセル構成を示している。尚、図１０、図１１及び図１２では、それぞれ個々のセルに１〜２４番、１〜３２番、１〜６８番の番号を付して示してある。但し、いずれの実施形態によるＭＰＣも同一の外形寸法を有し、どのキャニスターでも単一寸法設計の外包体４２内への装填に適合できるようにしてある。図３に示す実施形態では、燃料貯蔵セルは臨界制御の目的で各貯蔵セル間でフラックス・トラップ４５により互いに物理的に離されている。燃料バスケットをハニカム設計とすることでバスケットは多重フランジ板溶接構体となり、全ての構成要素（ボックス壁）は二つの直交成分からなるプレート列となる。従ってセルの壁は完全に面一（オフセット無し）か直交面かのいずれかである。隣接セル間では完全な端縁間の連続性が形成される。ハニカム構造の種々の利点のなかには、バスケット全体に亘る金属質量の均等な分布がある（支持プレートが局所質量点となるボックス／ディスク形構造に対比して）。質量の均一分布により、不均一分布のバスケット（ボックス／ディスク形）で得られるよりも更に効果的な放射線遮蔽障壁が得られる。即ちハニカム構造のバスケットは、より一層効果的な放射線減衰装置である。ハニカム構造のバスケットに固有のセル間の完全な連続性は遮断の無い熱伝達経路を与え、ＭＰＣを効果的な熱除去装置とするものである。更にハニカム構造の燃料バスケットとＭＰＣシェルとの組み立ては、放射及び伝導の各熱伝達モードと連携して対流による熱伝達を促進するように巧妙に行われる。図３、図４、図５及び図１０に示した実施例では、貯蔵セル内にアングル材形状の金属プレート２３が長手方向に溶接されている。このアングル材金属プレートと貯蔵セルの壁との間に形成される断面Ｌ字状領域４５は水で満たされるとフラックストラップとなる。図１４を参照して、ＭＰＣ４３は内部が外部環境から密封シールされた完璧な信頼性を有する高度の無欠陥容器でなければならない。このＭＰＣを構成する閉鎖容器は規定設計圧力で全溶接構造のASME規格セクションIIIクラス１級の圧力容器である。このＭＰＣにはフランジ接合部及びネジ接合部は存在しない。温度面を考えて、上記閉鎖容器と燃料バスケットとの間の物理的接合は一切許容されない。燃料集合体から生じる崩壊熱はバスケットに無視できないほどの熱膨張を招く。バスケットは径方向及び軸方向の膨張に自由でなければならず、さもないと熱応力が許容限界を超えて高レベルとなる。増進した伝導による熱伝達を促進することに加えて、このＭＰＣは他の熱伝達モードを巧妙に利用して前述の隙間による抵抗の欠点を克服し、合理的で高い設計基準の熱効率を達成する。燃料バスケットと閉鎖容器との間、並びにＭＰＣと外包体４２の内面２９との間には、物理的な隙間が必ず存在する。閉鎖容器、即ちＭＰＣは、全体として両端面が平坦な筒状圧力容器である。底部の平坦端面は金属底板２８である。ＭＰＣ４３の頂面は予備閉蓋機構と一体である。即ちこのキャニスターの蓋体１５はキャニスターの有底筒状シェル１９に周縁部で溶接された円形プレートである。この蓋体の円形プレートには、キャニスタ一内から湿気と空気を除去し且つキャニスター内を特定量の不活性ガス（窒素）で置換するときに用いるベント及びドレインポートが設けられている。これらのベント及びドレインポートには閉蓋リング２５の取付前にカバーが被されて溶接される。閉蓋リング２５は周縁でキャニスターのシェル４３と蓋体１５に溶接された円形リングである。キャニスターの蓋体１５には、ＳＮＦが装填されたキャニスター全体を該蓋体１５のネジ孔部分で吊持するに充分な剛性が与えられている。ＭＰＣは全体的に（但し中性子吸収体は除く）ステンレス合金鋼で構成することが望ましい。好ましくはＭＰＣには炭素鋼部品は使用しない。ステンレス鋼以外で好適な合金材は被覆炭素鋼材の相互作用に関する前記規格セクションIIにリ外包体４２の中央筒状空間４２は全ての形式のＭＰＣに適合する寸法形状を有する。外包体とＭＰＣとの間の隙間は、大量生産品から選ばれたいずれのＭＰＣでも同様な種類の外包体に属するいずれの外包体内に適正に収まるように充分に大きくしておく必要がある。ＭＰＣと外包体とが共に組立品である限り、溶接で生じる反りや撓み、捻れ、及び機械加工公差の影響は、予め規定した適正なＭＰＣ／外包体間の隙間に関して考慮される。外包体は、付加的或いは好ましくは第２の中間金属シェル３０を備えている。貯蔵外包体も、コンクリートを充填した底部プレート２０と筒状構造体にボルト止めされる金属カバー２４とを備えることが好ましい。底部プレートに充填されたコンクリートは好ましくは低圧縮率のものとし、それにより例えば不測の落下事故時に衝撃を吸収できるようにする。金属カバー（蓋）には適切なコンクリート製遮蔽体が下面および上面に装着されており、これにより縦方向における中性子及びガンマ線の減衰を果たしている。底部プレートのコンクリートもガンマ線放射を制限する機能を果たす。この外包体は金属シェル４２に溶接された筒状金属底部３６も有する。外包体の金属シェル３０と３２は複数の径方向金属板２７で連結されている。これらの径方向金属板、即ち両シェルに溶接されたチャンネル材は、熱伝達の表面積を増大させると共にキャニスターの支持構造を提供している。外包体は好ましくは頂部ダクト４８及び底部ダクト４７を備え、これらダクトによって崩壊熱除去用空気の煙道流路を形成する。両ダクトは互いに縦方向に関して整列していない方が良い。衝撃クッション１８はＭＰＣと外包体との間の衝撃を吸収する機能を果たす。衝撃クッションは中空構造にして空気が流れるようにしても良い。この外包体の主な構造機能は炭素鋼で達成され、また主な遮蔽機能はコンクリートで達成されている。また外包体は内部に収容したＭＰＣの受動的冷却を可能とする対流ダクトを有している。更にこの外包体は複数の筒状鋼製シェルと厚い鋼製底部プレート及び重構造のボルト止め蓋体で閉鎖されている。好適には、４つの着脱可能な吊り金具（図示しない）がキャスク本体の吊り上げ用に外包体の頂部に取付けられている。起重機側に装備した吊り索（図示しない）或いはその他の適切な装置類はこれら４つの吊り金具に連結できるようにしておく。４つの吊り金具は外包体の中心軸に対して互いに９０度の角度間隔で配置されている。また外包体は、油圧ジャッキや空気パッド、及びヒルマンローラ請求の範囲１．直線的形状の複数の金属プレートのハニカム格子構体で形成された複数の貯蔵セルを有するバスケットを備え、前記各プレートは互いの交差部で相互に溶接され、これにより前記格子構体によって形成される各貯蔵セルの全ての角隅部が熱の伝導による移動を許容するように全長に亘って接合され、各貯蔵セルの壁間には位置ずれが無く、更に前記金属プレートが各貯蔵セルの壁面を形成する領域位置に中性子吸収体を有していることを特徴とする使用済核燃料棒移送及び貯蔵装置。２．各金属プレートには組立前にスロットが形成されており、第１の金属プレートを第２の金属プレートに９０度の角度で組み合わせてスロット同士で交差嵌合させることにより前記交差部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。３．バスケットのハニカム格子構体の頂部と底部における開口で形成された頂部プレナムおよび底部プレナムと、バスケット周囲で循環流体の通過流路を形成する下部入口領域とを更に備え、貯蔵した使用済核燃料棒からの対流による熱伝達を促進するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。４．燃料貯蔵用ボックスを挿入するための貫通孔を有するディスクが採用されていないことを特徴とする請求項３に記載の装置。５．前記中性子吸収材が前記貯蔵セルの特定の壁面を形成する金属プレートの領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。６．前記中性子吸収材が中性子を吸収可能な同位体を含み、該中性子吸収材が金属シース内に封入されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。７．前記バスケットが２０〜１２０区画の貯蔵セルを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。、８．前記各金属プレートが合金からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。９．前記合金が、３１６タイプ、３１６ＬＮタイプ、３０４タイプ、３０４ＬＮタイプ、６００合金、６９０合金、８００合金および８２５合金の何れかから選ばれた合金であることを特徴とする請求項８に記載の装置。１０．貯蔵セル内にアングル状金属プレートが長手方向に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。１１．前記アングル状金属プレートが表面の少なくとも一部に中性子吸収材を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。１２．前記中性子吸収材が熱中性子を吸収可能な同位体を含み、該中性子吸収材が金属シース内に封入されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。１３．前記アングル状金属プレートが水を満たしたときにフラックストラップを構成するように配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。１４．前記バスケットを筒状に囲む金属シェルを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。１５．前記金属シェルの底部に溶接された金属底板を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。、１６．金属シェルの筒体頂部端面に装着してキャニスターを構成する円形金属閉蓋プレートを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。１７．前記閉蓋プレートが頂面外周縁に沿って延在する凹部を有し、該凹部に適合する閉蓋リングを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。１８．前記閉蓋リングが二つの半円リングからなり、これら半円リングは前記凹部内に嵌め込まれた状態で互いに接合されて一つのリングとなっていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。１９．前記閉蓋プレートがキャニスターのための唯一の蓋板であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。２０．前記バスケットの支持及び冷却流体用流路の形成のために前記シェルの内部に溶接されたバスケット支持構造を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。２１．ａ）複数のスロットを有し、且つ表面に中性子吸収材を有する金属プレートを準備する工程、ｂ）前記スロットを交差させて複数の隣接角隅部を有すると共に辺部に前記中性子吸収材を有する複数の貯蔵セルのハニカム格子構体を形成する工程、及びｃ）前記格子構体により形成されている貯蔵セルの全ての隣接角隅部を完全に接合して熱の伝導による伝達を許容すると共に剛性構造を与えるように各金属プレートを互いの交差部で相互に溶接する工程、を備えたことを特徴とする使用済核燃料棒移送及び貯蔵装置の製造方法。２２．それぞれ下縁から中間部までの複数のスロットを有する第１群の金属プレートと、それぞれ上縁から中間部までの複数のスロットを有する第２群の金属プレートとを準備し、第１群のプレートを第２群のプレートに９０度の角度で配列して両群のプレートのスロット同士を交差させることにより前記各交差部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。２３．前記バスケットのハニカム格子構体の頂部と底部における開口で形成される頂部プレナムおよび底部プレナムと、バスケット周囲の下部入口領域とを設けることにより対流による熱伝達を促進するための循環流体の通過流路を形成することを特徴とする請求項２１に記載の方法。２４．燃料貯蔵用ボックスを挿入するための貫通孔を有するディスクを採用しないことを特徴とする請求項２１に記載の方法。２５．遠隔制御溶接機を用いて各金属プレートを溶接することを特徴とする請求項２１に記載の方法。２６．表面の少なくとも一部に中性子吸収材を有するアングル状金属プレートを貯蔵セル内に溶接し、水を満たすとフラックストラップとなる部分を形成することを特徴とする請求項２１に記載の方法。２７．前記バスケットを筒状に囲む金属シェルを準備し、該シェルは底部に溶接された金属底板と、該シェルで構成された筒体の頂部端面に装着されてキャニスターを構成する円形金属閉蓋プレートを有するものであることを特徴とする請求項２１に記載の方法。２８．前記閉蓋プレートの頂面の外周縁に全周凹部を形成し、該閉蓋プレートを前記金属シェルの頂部に全周シール溶接し、前記凹部に適合する閉蓋リングを準備して該リングを前記閉蓋プレート及び金属シェルに溶接することを特徴とする請求項２７に記載の方法。，２９．前記閉蓋リングを二つの半円リングとして準備し、これら半円リングを前記閉蓋プレートと前記金属シェル及び相互に順次溶接することを特徴とする請求項２８に記載の方法。３０．筒状内部金属シェルと、筒状外部金属シェルと、これら両金属シェル間の筒状コンクリート製構造体とを備えたことを特徴とする核燃料棒貯蔵装置。３１．底部プレートと、前記筒状構造体の上にボルト止めされる金属カバーとを更に含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。３２．前記内部シェルの外側に連結されて付加的な放射線遮蔽体となる第２の金属筒状シェルを更に含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。３３．前記両シェル間を連結する径方向金属プレートを更に含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。３４．前記底部プレートがガンマ線閉込め用のコンクリート充填部を有することを特徴とする請求項３０に記載の装置。３５．前記コンクリートが低圧縮率コンクリートであることを特徴とする請求項３４に記載の装置。３６．熱伝達のための表面積を増加すると共にキャニスターを支持するために前記内部金属シェルに溶接された径方向チャンネル材を更に含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。３７．崩壊熱除去用空気の煙道流路を形成する頂部ダクト及び底部ダクトを更に含むことを特徴とする請求項３０に記載の装置。３８．前記内部シェル内の筒状キャビティの内部にキャニスターを更に備え、該キャニスターは直線的形状の複数の金属プレートのハニカム格子構体からなる複数の貯蔵セルを有するバスケットを有し、前記各プレートは互いの交差部で相互に溶接され、これにより前記格子構体によって形成される各貯蔵セルの全ての角隅部が熱の伝導による移動を許容するように完全に接合され、前記金属プレートは各貯蔵セルの壁面を形成する領域に位置する中性子吸収体を有し、更に前記バスケットを筒状に囲む金属シェルと、前記バスケットの底部に溶接された金属底部プレートと、前記金属シェルで形成された筒体の頂部に装着可能な円形金属閉蓋プレートと、前記バスケットの支持及び冷却流体用流通流路の形成のために前記シェルの内部に溶接されたバスケット支持構造とを備えたことを特徴とする請求項３０に記載の装置。３９．請求項３７に記載の装置を準備し、前記キャニスターの燃料バスケット内に使用済核燃料棒を挿入し、該キャニスターをシールし、このキャニスターを外包体内に挿入し、該外包体を被覆することを特徴とする使用済核燃料の貯蔵方法。４０．請求項１に記載の装置を準備し、該装置内に使用済核燃料棒を装填し、該装置を閉鎖し、該装置を移送用外包体内に挿入して、前記燃料を含んだ前記装置を移送することを特徴とする使用済核燃料棒移送方法。４１．前記金属シェルと、前記金属底板と、前記円形金属閉蓋プレートとを備え、これらが組合わされて外部環境から密封遮蔽された内部環境を有する密閉キャニスター容器を形成し、前記キャニスター容器は前記バスケットに対する物理的連結を有しておらす、前記密閉キャニスター容器と前記バスケットとの組立構体が移送用外包体内に挿入格納しての使用済核燃料棒の移送用および貯蔵用外包体内に挿入格納しての使用済核燃料棒の貯蔵用を含む多目的用途に適合していることを特徴とする請求項１７に記載の多目的キャニスター（ＭＰＣ）装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．直線的形状の複数の金属プレートのハニカム格子構体で形成された複数の貯蔵セルを有するバスケットを備え、前記各プレートは互いの交差部で相互に溶接され、これにより前記格子構体によって形成される各貯蔵セルの全ての角隅部が熱の伝導による移動を許容するように全長に亘って接合され、更に前記金属プレートが各貯蔵セルの壁面を形成する領域位置に中性子吸収体を有していることを特徴とする使用済核燃料棒移送及び貯蔵装置。２．各金属プレートには組立前にスロットが形成されており、第１の金属プレートを第２の金属プレートに９０度の角度で組み合わせてスロット同士で交差嵌合させることにより前記交差部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。３．バスケットのハニカム格子構体の頂部と底部における開口で形成された頂部プレナムおよび底部プレナムと、バスケット周囲で循環流体の通過流路を形成する下部入口領域とを更に備え、貯蔵した使用済核燃料棒から装置穀体への対流による熱伝達を促進するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。４．燃料貯蔵用ボックスを挿入するための貫通孔を有するディスクが採用されていないことを特徴とする請求項３に記載の装置。５．前記中性子吸収材が前記貯蔵セルの特定の壁面を形成する金属プレートの特定領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。６．前記中性子吸収材が中性子を吸収可能な同位体を含み、該中性子吸収材が金属シース内に封入されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。７．各貯蔵セルの壁面同士が一列に揃っている請求項１に記載の装置。８．前記バスケットが２０〜１２０区画の貯蔵セルを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。９．前記各金属プレートが合金からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。１０．前記合金が、３１６タイプ、３１６ＬＮタイプ、３０４タイプ、３０４ＬＮタイプ、６００合金、６９０合金、８００合金および８２５合金の何れかから選ばれた合金であることを特徴とする請求項９に記載の装置。１１．貯蔵セル内にアングル状金属プレートが長手方向に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。１２．前記アングル状金属プレートが表面の少なくとも一部に中性子吸収材を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。１３．前記中性子吸収材が熱中性子を吸収可能な同位体を含み、該中性子吸収材が金属シース内に封入されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。１４．前記アングル状金属プレートが水を満たしたときにフラックストラップを構成するように配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。１５．前記バスケットを筒状に囲む金属シェルを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。１６．前記金属シェルの底部に溶接された金属底板を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。１７．金属シェルの筒体頂部端面に装着してキャニスターを構成する円形金属閉蓋プレートを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。１８．前記閉蓋プレートが頂面外周縁に沿って延在する凹部を有し、該凹部に適合する閉蓋リングを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。１９．前記閉蓋リングが二つの半円リングからなり、これら半円リングは前記凹部内に嵌め込まれた状態で互いに接合されて一つのリングとなっていることを特徴とする請求項１８に記載の装置。２０．前記閉蓋プレートが厚肉で且つキャニスターのための唯一の蓋板であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。２１．前記バスケットの支持及び冷却流体用流路の形成のために前記シェルの内部に溶接されたバスケット支持構造を更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。２２．ａ）複数のスロットを有し、且つ表面に中性子吸収材を有する金属プレートを準備する工程、ｂ）前記スロットを交差させて複数の隣接角隅部を有すると共に辺部に前記中性子吸収材を有する複数の貯蔵セルのハニカム格子構体を形成する工程、及びｃ）前記格子構体により形成されている貯蔵セルの全ての隣接角隅部を完全に接合して熱の伝導による伝達を許容すると共に剛性構造を与えるように各金属プレートを互いの交差部で相互に溶接する工程、を備えたことを特徴とする使用済核燃料棒移送及び貯蔵装置の製造方法。２３．それぞれ下縁から中間部までの複数のスロットを有する第１群の金属プレートと、それぞれ上縁から中間部までの複数のスロットを有する第２群の金属プレートとを準備し、第１群のプレートを第２群のプレートに９０度の角度で配列して両群のプレートのスロット同士を交差させることにより前記各交差部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。２４．前記バスケットのハニカム格子構体の頂部と底部における開口で形成される頂部プレナムおよび底部プレナムと、バスケット周囲の下部入口領域とを設けることにより対流による熱伝達を促進するための循環流体の通過流路を形成することを特徴とする請求項２２に記載の方法。２５．燃料貯蔵用ボックスを挿入するための貫通孔を有するディスクを採用しないことを特徴とする請求項２２に記載の方法。２６．遠隔制御溶接機を用いて各金属プレートを溶接することを特徴とする請求項２２に記載の方法。２７．表面の少なくとも一部に中性子吸収材を有するアングル状金属プレートを貯蔵セル内に溶接し、水を満たすとフラックストラップとなる部分を形成することを特徴とする請求項22に記載の方法。２８．前記バスケットを筒状に囲む金属シェルを準備し、該シェルは底部に溶接された金属底板と、該シェルで構成された筒体の頂部端面に装着されてキャニスターを構成する円形金属閉蓋プレートを有するものであることを特徴とする請求項２２に記載の方法。２９．前記閉蓋プレートの頂面の外周縁に全周凹部を形成し、該閉蓋プレートを前記金属シェルの頂部に全周シール溶接し、前記凹部に適合する閉蓋リングを準備して該リングを前記閉蓋プレート及び金属シェルに溶接することを特徴とする請求項２８に記載の方法。３０．前記閉蓋リングを二つの半円リングとして準備し、これら半円リングを前記閉蓋プレートと前記金属シェル及び相互に順次溶接することを特徴とする請求項２９に記載の方法。３１．筒状内部金属シェルと、筒状外部金属シェルと、これら両金属シェル間の筒状コンクリート製構造体とを備えたことを特徴とする核燃料棒貯蔵装置。３２．底部プレートと、前記筒状構造体の上にボルト止めされる金属カバーとを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。３３．前記内部シェルの外側に連結されて付加的な放射線遮蔽体となる第２の金属筒状シェルを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。３４．前記両シェル間を連結する径方向金属プレートを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。３５．前記底部プレートがガンマ線閉込め用のコンクリート充填部を有することを特徴とする請求項３１に記載の装置。３６．前記コンクリートが低圧縮率コンクリートであることを特徴とする請求項３５に記載の装置。３７．熱伝達のための表面積を増加すると共にキャニスターを支持するために前記内部金属シェルに溶接された径方向チャンネル材を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。３８．崩壊熱除去用空気の煙道流路を形成する頂部ダクト及び底部ダクトを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。３９．前記内部シェル内の筒状キャビティの内部にキャニスターを更に備え、該キャニスターは直線的形状の複数の金属プレートのハニカム格子構体からなる複数の貯蔵セルを有するバスケットを有し、前記各プレートは互いの交差部で相互に溶接され、これにより前記格子構体によって形成される各貯蔵セルの全ての角隅部が熱の伝導による移動を許容するように完全に接合され、前記金属プレートは各貯蔵セルの壁面を形成する領域に位置する中性子吸収体を有し、更に前記バスケットを筒状に囲む金属シェルと、前記バスケットの底部に溶接された金属底部プレートと、前記金属シェルで形成された筒体の頂部に装着可能な円形金属閉蓋プレートと、前記バスケットの支持及び冷却流体用流通流路の形成のために前記シェルの内部に溶接されたバスケット支持構造とを備えたことを特徴とする請求項３１に記載の装置。４０．請求項３８に記載の装置を準備し、前記キャニスターの燃料バスケット内に使用済核燃料棒を挿入し、該キャニスターをシールし、このキャニスターを外包体内に挿入し、該外包体を被覆することを特徴とする使用済核燃料の貯蔵方法。４１．請求項１に記載の装置を準備し、該装置内に使用済核燃料棒を装填し、該装置を閉鎖し、該装置を移送用外包体内に挿入して、前記燃料を含んだ前記装置を移送することを特徴とする使用済核燃料棒移送方法。