JP2003035794A - Self-standing spent fuel rack using foundation bolts only for horizontal support function - Google Patents
Self-standing spent fuel rack using foundation bolts only for horizontal support functionInfo
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- JP2003035794A JP2003035794A JP2001220767A JP2001220767A JP2003035794A JP 2003035794 A JP2003035794 A JP 2003035794A JP 2001220767 A JP2001220767 A JP 2001220767A JP 2001220767 A JP2001220767 A JP 2001220767A JP 2003035794 A JP2003035794 A JP 2003035794A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自立型使用済み燃料
ラックに係り、詳しくは基礎ボルトを水平方向支持機能
に限って利用する上記自立型使用済み燃料ラックに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、原子力発電所に設置する支持構造
物の耐震設計では原則として建物・構築物に設定された
埋め込み金物、鋼構造物あるいは基礎ボルトを用いて強
固に固定することが要求されている。基礎ボルトを用い
る場合は、通常支持構造物と基礎ボルトの締結部をナッ
トで固定する。使用済み燃料ラック（以下、単にラック
という）は支持構造物に分類されるため上記設計が踏襲
されている。
【０００３】ところで、上記ラックにおいて床支持方式
のラックは縦置き箱型であり、従来、図１に示す如き角
管のラック１を所定間隔で、又は図２に示す如く底板２
で複数ラックを一体化したブロックタイプのラックとし
て、これを基礎ボルトに架台３のボルト穴４を通し、ナ
ットを使って固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ラックを基礎
ボルトにナットを使って固定する場合、地震時には水平
方向地震力に起因する水平方向荷重と、転倒モーメント
に逆らってラックを支持するために基礎ボルトには引張
荷重とせん断荷重を同時に生じる。
【０００５】一方、近年、ラックをより貯蔵容量の大き
な稠密化したラックに交換する工事が行われている。し
かし、基礎ボルトにナットを使用して固定された既設の
使用済み燃料ラック（以下、既設ラックという）を貯蔵
容器を稠密化したラック（以下、新規ラックという）と
取り替える場合、基礎ボルトは通常、取替困難であるた
め、そのまま新規ラックの固定に利用することとなる。
【０００６】ところが、既設の基礎ボルトにナットを使
ってラックを固定する限り、新規ラックの設計地震荷重
が既設ラックより大きくなる場合、耐震上、基礎ボルト
の強度上の裕度（許容応力と発生応力の差）は小さくな
る。更に要求されるラック稠密化を達成するには既設ボ
ルトでは強度が不足し、稠密化の足かせになる場合があ
るという問題点がある。
【０００７】本発明は上述の如き実状に対処し、特に耐
震上、基礎ボルトに引張方向の荷重を生じさせず、せん
断荷重のみ支持させるようにすることにより、貯蔵容量
が同じ場合、上記従来方式に比べて基礎ボルトの裕度を
多く確保し、基礎ボルトに対して燃料ラックの最大の稠
密化を達成することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明燃料ラックの特徴は、使用済み燃料ラック自身
又は複数の上記燃料ラックを底板で束ねた複数燃料ラッ
クを所要強度を有する架台上に並置し一体化して自立構
造となし、想定される地震に対して転倒しないようにす
ると共に、前記架台に設けたボルト穴を基礎ボルトに嵌
入することによりラックの水平方向荷重を該基礎ボルト
で支持し、基礎ボルトに引張荷重が生じないようナット
を使った固定をしない構成にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、更に本発明の具体的な実施
形態を添付図面にもとづいて詳述する。
【００１０】本発明は前述の如くラックを耐震上ナット
で固定しなくても転倒しない自立構造とすることにより
地震時に基礎ボルトに引張荷重が生じないようにし、か
つラックの水平方向荷重のみ基礎ボルトで支持すること
にある。即ち、ナットによる固定は行わないことであ
る。
【００１１】図１〜図３はその構成の態様であり、これ
ら図において、１は角管タイプのラック、２は該ラック
１の複数を、その上に載せる底板で、複数ラックを束ね
一体化してブロックタイプのラックを形成する。また、
３は上記複数ラックを一体化して束ねた底板２を並置す
る架台であり、４は該架台３に設けたボルト穴である。
【００１２】しかして、上記各図に示すようにラックは
燃料集合体を保持する角管タイプのラック１を縦置きに
して束ね、底板２を取り付けた構造として、底板２下部
に基礎ボルトと嵌合する架台３を配設している。架台３
にはボルト穴４が設けられ、図示なき基礎ボルトをその
ボルト穴４に通して床に設置しナット（図示せず）は用
いない。
【００１３】なお、ブロック単体では地震時にラック自
身で自立することができない場合は複数のブロックタイ
プラックを十分な強度をもつ架台３上に別途固定し、一
体化することによって、より一層転倒しない構造とす
る。この場合も架台３にはボルト穴４を設け基礎ボルト
に嵌入するだけとし、ナットは用いない。
【００１４】以下、上記本発明の実施例について説明す
る。
【００１５】
【実施例】ラック貯蔵量を約２倍に稠密化する場合につ
いて想定した。例えば５×６のブロックを７×８とす
る。地震時に基礎ボルトに生じる荷重が単純化してせん
断，引張とも２倍になるものとする。その際の基礎ボル
ト発生応力評価例を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記表１に照らし既設ラックでは基礎ボル
トに生じるせん断応力、引張応力がそれぞれ５０（Ｎ／
ｍｍ２）、１００（Ｎ／ｍｍ２）である場合、組み合わ
せ応力は１３２（Ｎ／ｍｍ２）である。一方、それらに
対する許容応力値はそれぞれ１１８（Ｎ／ｍｍ２）、２
０５（Ｎ／ｍｍ２）、２０５（Ｎ／ｍｍ２）である。
【００１８】次に新規ラックの貯蔵容量を既設ラックの
２倍に稠密化すると、従来技術ではせん断応力及び引張
応力はそれぞれ１００（Ｎ／ｍｍ２）、２００（Ｎ／ｍ
ｍ２）となり、許容応力値以下である。ところが、組み
合わせ応力は２６５（Ｎ／ｍｍ２）となり、許容応力値
を超えてしまうので２倍の稠密化が成立しない。
【００１９】一方、これに対し本発明を適用した場合に
は、せん断応力及び引張応力はそれぞれ１００（Ｎ／ｍ
ｍ２）、０（Ｎ／ｍｍ２）となる。また、組み合わせ応
力は１７３（Ｎ／ｍｍ２）となり、何れも許容応力値以
内なので２倍の稠密化が達成できる。
【００２０】即ち、上記表１より本発明を適用した場合
には、従来の場合が２倍の稠密化不成立であるのに対
し、充分、許容応力値以内で２倍の稠密化が達成できる
ことが理解される。
【００２１】
【発明の効果】本発明は以上のようにラックを耐震上、
ナットで固定しなくても転倒しない自立構造とすること
により、地震時に基礎ボルトに引張荷重が生じないよう
にし、かつラックの水平方向荷重のみを基礎ボルトで支
持するようにしたものであり、想定される地震力に対し
て基礎ボルトに引張方向の荷重を生じさせず、せん断荷
重のみ支持させることにより、貯蔵容量が同じ場合、従
来方式に比べて基礎ボルトの強度上の裕度を多く確保す
ることができると共に、また基礎ボルトの強度上の裕度
が同じ場合、従来方式に比べてより高い稠密化を達成す
ることができる実用的効果を有する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-contained spent fuel rack, and more particularly, to the self-contained spent fuel rack using foundation bolts only for a horizontal support function. About. 2. Description of the Related Art Conventionally, in a seismic design of a support structure installed in a nuclear power plant, in principle, it is necessary to firmly fix an embedded metal, a steel structure or a foundation bolt set in a building or a structure. Is required. When using a foundation bolt, a fastening portion between the support structure and the foundation bolt is usually fixed with a nut. Spent fuel racks (hereinafter simply referred to as racks) are classified as support structures, and the above design is followed. In the above-mentioned racks, the floor-supporting type rack is a vertical box type. Conventionally, a square tube rack 1 as shown in FIG. 1 is provided at a predetermined interval, or as shown in FIG.
As a block-type rack in which a plurality of racks are integrated, this is passed through a bolt hole 4 of a gantry 3 through a base bolt and fixed using a nut. [0004] However, when a rack is fixed to a foundation bolt using a nut, the rack is supported against a horizontal load caused by a horizontal seismic force and an overturning moment during an earthquake. Therefore, a tensile load and a shear load are simultaneously generated in the foundation bolt. [0005] On the other hand, in recent years, work has been performed to replace a rack with a denser rack having a larger storage capacity. However, when replacing an existing spent fuel rack (hereinafter referred to as an existing rack) fixed to a foundation bolt with a nut with a rack having a denser storage container (hereinafter referred to as a new rack), the foundation bolt is usually used. Since it is difficult to replace the rack, it is used as it is for fixing a new rack. However, as long as the rack is fixed to the existing foundation bolts using nuts, if the design seismic load of the new rack is larger than that of the existing rack, there is a margin in terms of earthquake resistance and strength of the foundation bolts (permissible stress and generated stress). Stress difference) becomes smaller. Further, there is a problem that the existing bolts are insufficient in strength to achieve the required rack densification, which may hinder the densification. [0007] The present invention addresses the above-mentioned situation, and in particular, when the storage capacity is the same, the conventional bolt is supported by supporting only the shear load without generating a tensile load on the foundation bolt for earthquake resistance. It is an object of the present invention to secure a greater allowance for the foundation bolts and achieve the maximum density of the fuel rack with respect to the foundation bolts. [0008] That is, a feature of the fuel rack of the present invention that meets the above-mentioned object is that a spent fuel rack itself or a plurality of fuel racks obtained by bundling a plurality of the fuel racks with a bottom plate has a required strength. A stand-alone structure is formed by juxtaposition and integration on a gantry having a rack to prevent it from falling over against an anticipated earthquake, and by inserting bolt holes provided in the gantry into foundation bolts to reduce the horizontal load of the rack. It is supported by foundation bolts and does not use nuts to fix the foundation bolts so that no tensile load is generated. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. According to the present invention, as described above, the rack has a self-supporting structure that does not fall down without being fixed with an earthquake-resistant upper nut, so that a tensile load is not generated on the foundation bolt during an earthquake, and only the horizontal load of the rack is changed. It is to support in. That is, fixing by the nut is not performed. 1 to 3 show an embodiment of the structure. In these figures, reference numeral 1 denotes a square tube type rack, 2 denotes a bottom plate on which a plurality of racks 1 are mounted, and a plurality of racks are bundled and integrated. To form a block type rack. Also,
Reference numeral 3 denotes a stand on which the bottom plates 2 in which the plurality of racks are integrated and bundled are juxtaposed. Reference numeral 4 denotes a bolt hole provided in the stand 3. As shown in the above figures, the rack has a structure in which a square tube type rack 1 holding a fuel assembly is vertically arranged and bundled, and a bottom plate 2 is attached. A gantry 3 is provided. Stand 3
Is provided with a bolt hole 4, a base bolt (not shown) is passed through the bolt hole 4 and installed on the floor, and a nut (not shown) is not used. In the case where the rack cannot stand alone by the block itself in the event of an earthquake, a plurality of block type racks are separately fixed on the gantry 3 having a sufficient strength and integrated to prevent the rack from further falling. And Also in this case, the gantry 3 is provided with the bolt holes 4 and only fits into the base bolts, without using nuts. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS It is assumed that the rack storage capacity is approximately doubled. For example, a 5 × 6 block is set to 7 × 8. It is assumed that the load generated on the foundation bolt during an earthquake is simplified and both shear and tension are doubled. Table 1 shows an example of the evaluation of the stress generated by the foundation bolt at that time. [Table 1] In view of the above Table 1, the existing rack has a shear stress and a tensile stress of 50 (N /
mm 2 ) and 100 (N / mm 2 ), the combined stress is 132 (N / mm 2 ). On the other hand, the allowable stress values for them are 118 (N / mm 2 ), 2
05 (N / mm 2 ) and 205 (N / mm 2 ). Next, when the storage capacity of the new rack is made twice as large as that of the existing rack, the shear stress and the tensile stress are 100 (N / mm 2 ) and 200 (N / m 2 ) in the conventional technology, respectively.
m 2 ), which is below the allowable stress value. However, the combined stress is 265 (N / mm 2 ), which exceeds the allowable stress value, so that the double densification cannot be realized. On the other hand, when the present invention is applied, the shear stress and the tensile stress are each 100 (N / m
m 2 ) and 0 (N / mm 2 ). Further, the combined stress is 173 (N / mm 2 ), and both are within the allowable stress value, so that the densification can be doubled. That is, from the above Table 1, when the present invention is applied, double densification is not established in the conventional case, but double densification can be achieved sufficiently within the allowable stress value. Understood. According to the present invention, as described above, the rack is
By adopting a self-supporting structure that does not fall down even if it is not fixed with nuts, tensile loads are not generated on the foundation bolts during an earthquake, and only the horizontal load of the rack is supported by the foundation bolts. When the storage capacity is the same, the base bolt has more strength margin compared to the conventional method by supporting only the shear load without generating the tensile load on the foundation bolt against the seismic force to be applied. When the strength tolerance of the foundation bolt is the same, there is a practical effect that higher densification can be achieved as compared with the conventional method.
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料集合体を保持する角管タイプラックの斜視
図である。
【図２】底板で複数のラックを一体化したブロックタイ
プラックの例を示す斜視図である。
【図３】複数のブロックタイプラックを架台で連結した
状態の斜視図である。
【符号の説明】
１ 角管タイプラック
２ 底板
３ 架台
４ ボルト穴BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a square tube type rack holding a fuel assembly. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a block type rack in which a plurality of racks are integrated with a bottom plate. FIG. 3 is a perspective view of a state where a plurality of block type racks are connected by a gantry. [Description of Signs] 1 Square tube type rack 2 Bottom plate 3 Base 4 Bolt hole
Claims (1)
料ラックを底板で束ねた複数燃料ラックを所要強度を有
する架台上に並置し一体化して自立構造となし、想定さ
れる地震に対して転倒しないようにすると共に、前記架
台に設けたボルト穴を基礎ボルトに嵌入することにより
ラックの水平方向荷重を該基礎ボルトで支持し、基礎ボ
ルトに引張荷重が生じないようナットを使った固定をし
ないことを特徴とする基礎ボルトを水平方向支持機能に
限って利用する自立型使用済みラック。Claims 1. It is assumed that a spent fuel rack itself or a plurality of fuel racks obtained by bundling a plurality of the fuel racks with a bottom plate are juxtaposed on a frame having a required strength and integrated to form a self-standing structure. The horizontal load of the rack is supported by the base bolts by fitting the bolt holes provided in the gantry into the foundation bolts, and the nuts are prevented from generating a tensile load on the foundation bolts. A self-contained used rack that uses foundation bolts only for horizontal support, characterized by not being fixed using a bolt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001220767A JP2003035794A (en) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | Self-standing spent fuel rack using foundation bolts only for horizontal support function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001220767A JP2003035794A (en) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | Self-standing spent fuel rack using foundation bolts only for horizontal support function |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003035794A true JP2003035794A (en) | 2003-02-07 |
Family
ID=19054538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001220767A Pending JP2003035794A (en) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | Self-standing spent fuel rack using foundation bolts only for horizontal support function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003035794A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162595A (en) * | 2004-11-12 | 2006-06-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Storage structure |
| JP2010107525A (en) * | 2004-11-12 | 2010-05-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Storage structure |
| JP2014145786A (en) * | 2014-05-07 | 2014-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Nuclear fuel storage rack and nuclear fuel storage rack group |
-
2001
- 2001-07-23 JP JP2001220767A patent/JP2003035794A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162595A (en) * | 2004-11-12 | 2006-06-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Storage structure |
| JP2010107525A (en) * | 2004-11-12 | 2010-05-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Storage structure |
| JP2014145786A (en) * | 2014-05-07 | 2014-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Nuclear fuel storage rack and nuclear fuel storage rack group |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040824 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050906 |