JP2008506101A - 核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、それぞれ側壁が設けられ核燃料集合体を収容するのに用いられる複数の隣接するハウジングを備える、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置に関し、上記側壁は、スロット付きの積み重ねられ且つ交差する構造組立体（６ａ、６ｂ）によって形成される。本発明によれば、各構造組立体は、中性子材料製の少なくとも２つの離間したプレート（１６、１８）と、プレート（１６、１８）間に配置され当該プレートに接触する中間構造（１１９）とを備える。

Description

本発明は、包括的には、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置に関する。限定的ではないが、より詳細には、本発明は、使用済み核燃料集合体の輸送及び／又は貯蔵に適用可能である。

［従来技術］
従来、貯蔵「バスケット」又は「ラック」とも呼ばれるこのような装置は、ほぼ円形の断面を有する円筒形状であり、核燃料集合体をそれぞれが収容することができる複数の隣接した仕切り室を有する。

このタイプの装置は、簡潔に後述する３つの必須機能を同時に果たすことができるように設計される。

実際には、これは第１に、使用済み燃料集合体が放出する熱を伴う熱移動機能の問題である。熱伝導特性が優れていることを理由に、アルミニウム又はその合金のうちの１つが通常は用いられる。

第２の機能は、中性子吸収と、貯蔵装置に核燃料集合体が装荷されるときの貯蔵装置の未臨界の維持への関心とに関する。これは、ホウ素（ボロン）等の中性子ファージ材料（中性子吸収体材料）としても知られる中性子吸収材を用いることによって達成される。さらに、未臨界は、例えば貯蔵装置の仕切り室を形成する隔壁の内部自体に水を充填することができる空間を設けることによっても確保され得る。

最後に、第３の必須機能は装置の剛性又は機械的強度に関し、これは、通常は鋼製の構造要素があることによって主に確保される。この点で、装置の全体的な機械的強度は、特にいわゆる「自由落下」試験に関して核物質の輸送／貯蔵に関する規制安全要件に適合しなければならないことに留意されたい。

従来技術では、貯蔵装置の隣接する仕切り室を得るために、ノッチ付きの構造要素を積み重ね交差させることから成るいくつかの実施形態が知られている。

しかしながら、このタイプの実施形態は上記の３つの機能を実際に果たすことができるものの、構造要素を積み重ね交差させたこのような装置の作製は複雑な設計によるものが多いことが指摘されている。これは、構成部品の製造の観点及びそれらの組み立て時間の観点の両方から、費用に関する欠点を必然的に伴う。

［発明の目的］
したがって、本発明の目的は、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置を提案することであり、この装置は、以前のものと比較して単純化された設計を有すると同時に、従来技術の実施形態に関するものと少なくとも同等の性能レベル及び能力を提供するものである。

これを達成するために、本発明の目的は、それぞれが側壁を有し核燃料集合体を収容することができる複数の隣接する仕切り室を備え、側壁は、積み重ねて交差させられるノッチ付きの構造ユニットを用いて作られる、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置である。本発明によると、ユニットはそれぞれ、ホウ素を含有する合金等の中性子ファージ材料製の２つの離間したフラットと、フラット間に位置付けられてこれらに接触する中間構造とを備える。

好適には、提案される貯蔵装置は、単純な幾何学的形状を有し且つ互いに容易に組み立てることができる安価な要素の使用に基づいた、複雑でない設計を有する。その結果、従来のものと比較して本装置の全費用を削減することができる。

他方、本発明による装置は、装置の構成部品それぞれに適した材料を選択することによって、上述の３つの必須機能の全てを容易に果たすことができるような設計を有することに留意されたい。さらに、本装置は、核物質の輸送／貯蔵に関する規制安全要件の全てを満たすこともできる。

実際には、本装置の構造ユニットそれぞれのフラットがホウ素を含有する合金製、好ましくはアルミニウム及びホウ素の合金製であるような好適な場合には、熱の移動が上記アルミニウムによって主に確保される一方で、中性子吸収に関しては、同様にフラットに含まれているホウ素を用いて行われる。この点で、構造ユニットそれぞれの２つのフラット間の間隔が、貯蔵装置の未臨界を維持することを常に目的とする水が占めることができる空間を画定することを可能にする。

最後に、構造ユニットそれぞれの中間構造が少なくとも部分的に鋼製である場合、全体的な機械的強度がこの構造によってほぼ確保され、この中間構造は、当該ユニットの２つのフラットを離間させる役割も同時に果たす。このように、貯蔵装置の機械的強度機能を確保する要素は、熱移動機能及び中性子吸収機能を確保する要素とは無関係にすることができるため、安全解析作業の実施を簡略化できることが有利である。

本発明の範囲から逸脱することなく、上述のもの以外の材料の選択肢が構造ユニットの構成部品に採用されてもよいことが明確に示される。説明的な一例として、中間構造及びフラットのそれぞれがホウ素鋼製であってもよい。

ノッチ付きの構造ユニットはそれぞれ、全体的にＨ形の断面を有することが好ましく、２つのフラットは、このＨ形の両側部をそれぞれ構成する。

さらに、仕切り室はそれぞれ、仕切り室を区切る側面を有し、よって当該側面は、上記仕切り室の側壁を形成するノッチ付きの構造ユニットのフラットから少なくとも部分的に構成されるようにすることが可能である。

本発明の第１の好適な実施形態によれば、各構造ユニットの中間構造は、好ましくは完全に鋼製の単一部品を形成するように作られる。この単一部品は、例えば、サイズを縮めるために後で加工される可能性がある単一品として作られる部品の形状を取ることができる。

したがって、各構造ユニットの中間構造が２つのフラットに堅固に組み付けられるようにすること、又は上記中間構造がこのユニットの２つのフラットに対して「自由である」ようにすることが同様に可能である。後者の場合、所定の構造ユニットの中間構造は、この所定のユニットに対して交差状に配置されこれに積み重ね方向に直接隣接する構造ユニットを用いて、１つの積み重ね方向に保持される。したがって、より正確には、所定のユニットの中間構造は、この所定のユニットのノッチとそれに接触して交差状に配置されるユニットに属するノッチとの協働によって保持されるため、積み重ね方向に保持されるためにそのフラットに機械的に接合される必要がない。この第１の好適な実施形態では、「接触して交差状に配置されるユニット」は、所定のユニットに直接隣接して位置決めされてその両側に積み重ね方向に位置付けられる構造ユニットに対応することを理解されたい。

本発明の第２の好適な実施形態によれば、各構造ユニットの中間構造は、間隔手段によって互いに離間された２つの棒鋼を含み、これら２つの棒は、互いに及びフラットに平行に、且つ積み重ね方向に垂直に配置されることが好ましい。好ましくは、間隔手段は、構造ユニットの２つのフラットに堅固に組み付けられ、すると２つの棒鋼は、このユニットの２つのフラットに対して「自由になる」ことができる。この点で、２つの棒鋼は、構造ユニットの積み重ね方向に関して間隔手段の両側にそれぞれ位置付けられる。

そのような場合、所定の構造ユニットの棒鋼はそれぞれ、一方では間隔手段を用いて、他方では、所定の構造ユニットに対して交差状に配置され該所定の構造ユニットに積み重ね方向に直接隣接する構造ユニットを用いて、積み重ね方向に保持されるようにすることが可能である。

ここでもまた、所定の構造ユニットの２つの棒はそれぞれ、間隔手段によって一方向に、またこの所定のユニットのノッチとそれに接触して交差状に配置されるユニットに属するノッチとの協働によって他方の方向に保持されるため、これら２つの棒は、積み重ね方向に保持されるためにそのフラットに機械的に接合される必要がないことを理解されたい。

この第２の好適な実施形態では、「接触して交差状に配置されるユニット」は、当該ユニットに直接隣接して配置される構造ユニット、但し所定の棒の側に積み重ね方向に位置付けられるもののみに対応することを理解されたい。

各構造ユニットの間隔手段は、複数のスペーサを含むことが好ましく、これらそれぞれに、構造ユニットの２つのフラットにこれらを堅固に接合する締結手段が通される。説明のために、上記締結手段は、リベット及びねじ／ナット組立体の中から選択され得る。

最後に、やはり優先的な方法では、構造ユニットの任意所定の層ｎに対して、層ｎ＋１及び層ｎ＋３の構造ユニットは、フラットに設けられた切欠き間にあるこれらのフラットの縁同士が対になって接触する。同様にして、層ｎ及び層ｎ＋２の構造ユニットも同様に、フラットに設けられた切欠き間にあるこれらの同じフラットの縁同士が対になって接触する。

本発明の他の利点及び特徴は、以下の非限定的な詳細な説明で明らかとなるであろう。

この説明は、添付図面に関して行われる。

［好適な実施形態の詳細な説明］
図１を参照すると、核燃料集合体（図示せず）、好ましくは使用済みの核燃料集合体の輸送／貯蔵用のパッケージ（図示せず）内に入れられることが予想される貯蔵装置１が示されている。

図１で見ることができるように、貯蔵装置１は、平行に配置される複数の隣接する仕切り室２を含み、これらはそれぞれ長手方向軸４に沿って延びる。仕切り室２はそれぞれ、正方形の断面形状を有する少なくとも１つの、好ましくは１つの燃料集合体を収容することができる。

したがって、仕切り室２は、互いに並置されるように設けられる。これらは、複数のノッチ付きの構造ユニット６ａ、６ｂによって作製され、これらのユニット６ａ、６ｂは、図１において矢印８で概略的に示すように、仕切り室２の長手方向軸４に平行であることが好ましい積み重ね方向に積み重ねられる。取り決めにより、本明細書の残りの部分を通して、「高さ」の概念は積み重ね方向８に関連するものとすることを認識されたい。

この同じ図１で確認できるように、ノッチ付きの構造ユニット６ａ、６ｂは、好ましくは垂直に交差する。換言すれば、ユニット６ａは互いに平行に位置付けられ、ユニット６ｂも互いに平行であるがユニット６ａに対しては垂直に位置付けられる。

これらが積み重ね方向８に積み重ねられると、構造ユニット６ａ、６ｂは合わせて仕切り室２それぞれの側壁を形成し、結果としてこの側壁はほぼ正方形の断面形状を有する。当然ながら、仕切り室２の側壁は、六角形等、異なる形状の燃料集合体の保持を可能にする任意の他の形状であってもよい。

したがって、仕切り室４が正方形の断面を有する図１に示す例では、構造ユニット６ａが方向１０に平行な鉛直隔壁９を形成し、構造ユニット６ｂが方向１２に平行な鉛直隔壁１１を形成し、方向８、１０、及び１２は互いに垂直である。

ユニット６ａ、６ｂはそれぞれ、それと一体化される２つの周囲隔壁１４間に延びることが好ましく、これらの周囲隔壁１４は、貯蔵装置１の側面を閉じることを可能にする。説明のために、図示のように、これらの周囲側壁１４は、数が４つであり、それぞれが装置１の全高に沿って延び、且つこの装置１の周囲仕切り室２の側壁の周囲部分を構成するように設けられ得る。

さらに、上記から明らかに分かるように、鉛直隔壁９、１１のそれぞれが、当該鉛直隔壁の両側に位置付けられる複数の仕切り室２の側壁の一部の形成に携わることに留意されたい。

詳細に後述するように、ノッチ付きの構造ユニット６ａ、６ｂはそれぞれ、アルミニウム及びホウ素の合金製であることが好ましい２つの平行なフラット１６、１８を用いて作製される。しかしながら、ホウ素鋼等の他の中性子ファージ材料、又はガドリニウム、ハフニウム、カドミウム、又はインジウム系の元素等を含有する任意の他の材料を採用してもよい。

したがって、引き続き図１を参照すると、フラット１６、１８はそれぞれ、積み重ね方向８及び方向１０、１２の一方に平行であり、複数の仕切り室２の画定に関与することが分かる。

他方、ノッチ付きの構造ユニット６ａ、６ｂはそれぞれ、少なくとも部分的に鋼製である中間構造１９を有し、この中間構造はフラット１６、１８間に位置付けられてこれらに接触している。

次に図３を参照すると、本発明の第１の好適な実施形態による貯蔵装置１の一部を確認することができ、この装置１は、図２ａ及び図２ｂに示すもの等のノッチ付きの構造ユニット６ａ、６ｂのスタックを用いて作製される。この点で、隔壁９を形成するユニット６ａは隔壁１１を形成するユニット６ｂと同一又は同様であることが留意されるため、次に図２ａ及び図２ｂを参照してこれらの一方を説明する。

したがって、本発明のこの第１の好適な実施形態では、ノッチ付きの構造ユニット６ｂは、上側切欠き２０及び下側切欠き２２をそれぞれが有する２つのフラット１６、１８を備え、これらの切欠き２０、２２は、積み重ね方向８にそれぞれ上部及び下部に向かって開いている。さらに、各ノッチ２０、２２は、このノッチの底に対応し、且つ方向１０、１２に平行すなわち積み重ね方向８に垂直に位置付けられる平面の形状を取ることが好ましい、ノッチ縁２０ａ、２２ａを有する。

ユニット６ｂは、この第１の好適な実施形態では、鋼、好ましくはステンレス鋼の単一部品を形成するようになっている中間構造１９も備える。したがって、この部品は、単一品として作られてから加工されてもよく、又は互いに溶接される要素を用いて製造されてもよい。

中間構造１９は、いずれも方向１０及び１２に平行に位置付けられる上面２４及び下面２６を有する。さらに、中間構造１９は、方向８及び１２に平行に位置付けられ、且つユニット６ｂがスタックに組み付けられるとフラット１６、１８とそれぞれ接触する、２つの側面２８、３０も備える。この点で、この中間構造１９は、従来の締結手段（図示せず）によってフラット１６、１８に堅固に組み付けられてもよく、又は図３を参照して後述するようにフラット１６、１８に対して自由であってもよいことが明確に示される。

中間構造１９がフラット１６、１８に対して「組み付け」位置で示される図２ｂを参照すると、ユニット６ｂの上側部分に関しては、中間構造１９の上面２４は、ノッチ縁２０ａが位置する平面の高さよりもわずかに低い高さの平面に位置付けられることが明確に示されており、２つの上記平面は互いに平行である。換言すれば、この組み付け位置では、ノッチ縁２０ａは、中間構造１９の上面２４よりもわずかに上方に突き出ていることが好ましい。

さらに、ユニット６ｂの複数の上側ノッチ３２それぞれが、互いに対向して位置付けられフラット１６及び１８にそれぞれ属する２つの切欠き２０によって形成される。したがって、各上側ノッチ３２の底は、互いに離れて位置付けられる２つのノッチ縁２０ａをつなげる平面であることが明らかである。上述のように、中間構造１９の上面２４は、上側ノッチ３２の底の画定に関与しないことが好ましい。

同様に、ユニット６ｂの下側部分に関しては、ノッチ縁２２ａは、中間構造１９の下面２６が位置する平面の高さよりもわずかに低い高さの平面に位置付けられる一平面を形成し、２つの上記平面も互いに平行である。

さらに、ユニット６ｂの複数の下側ノッチ３４それぞれが、互いに対向して位置付けられフラット１６及び１８にそれぞれ属する２つの切欠き２２によって形成される。ここでもまた、各下側ノッチ３４の底は、互いに離れて配置される２つのノッチ縁２２ａをつなげる平面であるが、好ましくは中間構造１９の下面２６を含まないことが明らかである。

したがって、上記に鑑みて、各ユニット６ａ、６ｂは、中間構造１９の下面２６と上面２４との間の距離が、２つのフラット１６、１８のいずれか一方に設けられたいずれか１つのノッチ縁２０ａと、同じフラットにあり上記ノッチ縁２０ａと積み重ね方向に整列するノッチ縁２２ａとを隔てる距離よりも短くなるように設計されることが好ましいことが自明である。

当然ながら、これらのノッチ３２、３４は、構造ユニット６ａ、６ｂの交差した積み重ねを可能にするという自明の目的から、隣接する構造ユニット６ａに属する同一又は同様のノッチ内に嵌まることが意図される。

さらに、図２ａ及び図２ｂを参照して説明するユニット６ｂは、全体的にＨ形の断面を有し、中間構造１９がこのＨの芯部又は「連結棒」を形成し、２つのフラット１６、１８がこのＨの２つの側部をそれぞれ形成することが明確に示される。

この構成は、当然ながら、装置１の未臨界が維持されることを確実にするために水を充填することができる空間を形成するのに専ら適している。これを目的として、この実施形態に関してではなく本明細書の以下で開示する第２の好適な実施形態に関する図６にのみ示されているが、中間構造１９が、貯蔵装置１の排出及び充填作業中に、仕切り室２に流入するのと同じ速度で上記空間に水が流入できるようにする３つの通路孔を優先的に有することが指摘される。

再び図３を参照すると、構造ユニット６ａ、６ｂそれぞれが関連のフラット１６、１８に機械的に接合されない中間構造１９を有する、第１の好適な実施形態による貯蔵装置１の一部が見られる。実際には、ユニット６ａ、６ｂの中間構造１９は、フラット１６、１８と一体化されずにこれらと側面が接触しているだけである。

複数のユニット６ａ、６ｂが積み重ねて交差させられているこの図３では、互いに平行なユニット６ａの層ｎ＋１の存在にまず留意する。さらに、層ｎ＋２が、層ｎ＋１の積み重ね方向８の直下に位置付けられ、ノッチ３２、２４を用いて層ｎ＋１のユニット６ａと協働するユニット６ｂから構成される。したがって、この点で、層ｎ＋２のユニット６ｂ及び層ｎ＋１のユニット６ａは、積み重ね方向８に直接連続して配置されるとともに互いに対して交差状に配置される。

最後に、層ｎ＋３が、層ｎ＋２の積み重ね方向８の直下に位置付けられ、ノッチ３２、３４を用いて層ｎ＋２のユニット６ｂと協働するユニット６ａから構成される。その結果、層ｎ＋２のユニット６ｂ及び層ｎ＋３のユニット６ａは、積み重ね方向８に直接連続して配置されるとともに互いに対して交差状に配置される。他方、図３で見ることができるように、層ｎ＋１及びｎ＋３の構造ユニット６ａはまた、ノッチ３２、３４間にあるフラット１６、１８の縁（図示せず）同士が対になって接触する。

より一般的には、層ｎ＋ｘ及びｎ＋ｘ＋２に属する構造ユニットは、フラット同士が対になって接触するため、これらの同じフラットを用いて、完全に一続きの仕切り室の側壁が積み重ね方向８に形成されることが明確に示される。したがって、構造要素６ａ、６ｂの組み立て中に好ましいのは、切欠き２０、２２間にあるフラット１６、１８の縁同士の接触であり、対になって協働するノッチ縁２０ａ、２２ｂの接触ではない。

中間構造１９が積み重ね方向８に保持される方法を説明するために、図３の層ｎ＋２の任意のユニット６ｂについて考察する。このユニット６ｂの中間構造１９の上部付近は、それにすぐ続く層ｎ＋１のユニット６ａを用いて、当該ユニット６ｂの上側ノッチ３２が層ｎ＋１のユニット６ａそれぞれの下側ノッチ３４のうちの１つとそれぞれ協働することで、積み重ね方向８に保持されることができる（参照符号３２及び３４は図３には示されていない）。

より正確には、層ｎ＋ｘ及びｎ＋ｘ＋２にそれぞれ属する２つの構造ユニットのフラットの縁同士の上記接触を保証するために、ノッチ３２、３４が図示のように対になって嵌め合わせられると、当該上側ノッチ３２それぞれの底とその関連の下側ノッチ３４の底との間に作用クリアランスが形成される。したがって、これを理由として、装置が図１に示すように鉛直に位置決めされると、中間構造１９の上面２４と当該下側ノッチ３４のノッチ縁２２ａとの間にもクリアランスができる。

同様に、このユニット６ｂの中間構造１９の下部付近は、それにすぐ続く層ｎ＋３のユニット６ａを用いて、当該ユニット６ｂの下側ノッチ３４が層ｎ＋３のユニット６ａそれぞれの上側ノッチ３２のうちの１つとそれぞれ協働することで、積み重ね方向８に保持される。

ここでもまた、ノッチ３２、３４が図示のように対になって嵌め合わせられると、当該下側ノッチ３４それぞれの底とその関連の上側ノッチ３２の底との間に作用クリアランスが形成される。さらに、重力により、構造１９の下面２６が関連の上側ノッチ３２を形成する２つの対向するノッチ縁２０ａと平面接触することに留意されたい。

したがって、種々のユニット６ａ、６ｂの中間構造１９は互いに接触しないが、構造１９を高さ方向に保持するためにフラット１６、１８に機械的に接合する必要がなく、これは貯蔵装置１の組み立てに伴う時間及び費用に関してかなりの利点を生むことが容易に理解される。

上述したように、図１に示す鉛直位置では、中間構造１９の上面２４は、この面２４の上に対向して位置付けられる下側ノッチ３４のノッチ縁２２ａに接触しない。それゆえ、中間構造１９は、それにすぐ続く層ｎ＋１のユニット６ａを用いて積み重ね方向８に保持されることができることも明確に示されている。これは、装置１の輸送段階中に生じるように装置がもはや鉛直ではなく例えば水平に配置されたときに、中間構造１９の上面２４が層ｎ＋１のユニット６ａに設けられた下側ノッチ３４のノッチ縁２２ａに当接することができることによって説明される。

次に図５を参照すると、本発明の第２の好適な実施形態による貯蔵装置１の一部を確認することができ、この装置１は、第１の好適な実施形態の装置と比較的同様である。したがって、これらの図では、同じ参照符号を有する要素は同一又は同様の要素に対応する。

したがって、装置１は、図４ａ及び図４ｂに示すもののようなノッチ付きの構造要素６ａ、６ｂのスタックを用いて作製される。ここでもまた、隔壁９を形成するユニット６ａは、隔壁１１を形成するユニット６ｂと同一又は同様であることが留意されるため、次に図４ａ及び図４ｂを参照してこれらの一方を説明する。

したがって、本発明のこの第２の好適な実施形態では、ノッチ付きの構造要素６ｂは、ノッチ縁２０ａ、２２ａをそれぞれ有する上側切欠き２０及び下側切欠き２２を有する限り、上述のものと同一又は同様の２つのフラット１６、１８を備える。

ユニット６ｂは、中間構造１１９も備えるが、これは、互いに独立しているため単一部品を形成せず、ステンレス鋼製であることが好ましい２つの棒鋼１４６、１４８を特に含むという点で、第１の好適な実施形態の構造１９とは異なる。

中間構造１１９はまた、上側棒１４６と下側棒１４８との間に設けられる間隔手段１５０から構成され、これらの棒１４６、１４８は、好ましくは方向１２に平行且つ方向８及び１０に垂直に当該ユニット６ｂの一端から他端まで延びる。

棒１４６、１４８それぞれに接触することができる間隔手段１５０は、例えば、これらの棒１４６、１４８の全長に沿って方向１２に離間して配置される複数の鋼スペーサ１５２を含む。これらのスペーサ１５２はそれぞれ、ねじ／ナットタイプ又はリベットタイプの締結手段１５４を用いて、両端が２つのフラット１６、１８に接触してこれらと一体化される。したがって、このような組立体を可能にするために、フラット１６、１８は穿孔され、各スペーサ１５２は、方向１０に延びて締結手段１５４が通される開口（参照なし）を有する。説明のために、棒１４６、１４８の両端それぞれに関して、間隔手段１５０は、同様にねじ／ナットタイプ又はリベットタイプの締結手段１５４を用いて２つのフラット１６、１８と一体化される、平行六面体又は立方体形の要素１５６を有し得る。当然ながら、仕切り室２内に入っている核燃料集合体が損傷を受けるのを防止するために、締結手段１５４は、フラット１６、１８から突出することでこれらの仕切り室２を突き通ることがないようにフラット１６、１８に組み付けられる。

間隔手段１５０にどのような設計が採用されようと、上側棒１４６は、いずれも方向１０及び１２に平行に位置付けられる上面１５８及び下面１６０を有することに留意されたい。さらに、上側棒１４６は、方向８及び１２に平行に位置付けられ、且つユニット６ｂがスタックに組みつけられるとフラット１６、１８とそれぞれ対向することが意図される２つの側面１６２、１６４も備える。

同様に、下側棒１４８は、いずれも方向１０及び１２に平行に位置付けられる上面１６６及び下面１６８を有する。さらに、下側棒１４８は、方向８及び１２に平行に位置付けられ、且つユニット６ｂがスタックに組みつけられるとフラット１６、１８とそれぞれ対向することが意図される２つの側面１７０、１７２も備える。

さらに、図４ａで明確に見ることができるように、上側棒１４６の下面１６０及び下側棒１４８の上面１６６はいずれも、間隔手段１５０のスペーサ１５２及び立方体形の要素１５６への接触を妨げられない。

中間構造１１９がフラット１６、１８に対して「組み付け」位置で示される図４ｂを参照すると、ユニット６ｂの上側部分に関しては、上側棒１４６の上面１５８は、ノッチ縁２０ａが位置する平面の高さよりもわずかに低い高さの平面に位置付けられることが明確に示されており、２つの上記平面は互いに平行である。換言すれば、この組み付け位置では、ノッチ縁２０ａは、上側棒１４６の上面１５８よりも上方に突き出ている。

さらに、ユニット６ｂの複数の上側ノッチ３２それぞれが、互いに対向して位置付けられフラット１６及び１８にそれぞれ属する２つの切欠き２０によって形成される。したがって、各上側ノッチ３２の底は、互いに離れて位置付けられる２つのノッチ縁２０ａをつなげる平面であることが明らかである。上述のように、上側棒１４６の上面１５８は、上側ノッチ３２の底の画定に関与しないことが好ましい。

同様に、ユニット６ｂの下側部分に関しては、ノッチ縁２２ａは、下側棒１４８の下面１６８が位置する平面の高さよりもわずかに低い高さの平面に位置付けられる一平面を形成し、２つの上記平面も互いに平行である。

さらに、ユニット６ｂの複数の下側ノッチ３４それぞれが、互いに対向して位置付けられフラット１６及び１８にそれぞれ属する２つの切欠き２２によって形成される。したがって、ここでもまた、各下側ノッチ３４の底は、互いに離れて配置される２つのノッチ縁２２ａをつなげる平面であるが、好ましくは下面１６８を含まないことが明らかである。

したがって、上記に鑑みて、各ユニット６ａ、６ｂは、中間構造１１９の下面１６８と上面１５８との間の距離が、２つのフラット１６、１８のいずれか一方に設けられたいずれか１つのノッチ縁２０ａと、同じフラットにあり上記ノッチ縁２０ａと積み重ね方向８に整列するノッチ縁２２ａとを隔てる距離よりも短くなるように設計されることが好ましいことが自明である。

上述したように、これらのノッチ３２、３４は、構造ユニット６ａ、６ｂの交差した積み重ねを可能にするという自明の目的から、隣接する構造ユニット６ａに属する同一又は同様のノッチと協働することが意図される。

図４ａ及び図４ｂを参照して説明するユニット６ｂは、全体的にＨ形の断面を有し、中間構造１１９がこのＨの芯部又は「連結棒」を形成し、２つのフラット１６、１８がこのＨの２つの側部をそれぞれ形成する。説明のために、ユニット６ｂの棒１４６、１４８それぞれとフラット１６、１８との間にわずかなクリアランスを設けることが可能である。

再び図５を参照すると、構造ユニット６ａ、６ｂがそれぞれ、２つの棒１４６、１４８が関連のフラット１６、１８に機械的に接合されない中間構造１９を有する、第２の好適な実施形態による貯蔵装置１の一部が見られる。

図３と同様であり、複数のユニット６ａ、６ｂが積み重ねて交差させられているこの図５では、互いに平行なユニット６ａの層ｎ＋１の存在にまず留意する。さらに、層ｎ＋２が、層ｎ＋１の積み重ね方向８の直下に位置付けられ、ノッチ３２、３４を用いて層ｎ＋１のユニット６ａと協働するユニット６ｂから構成される。したがって、層ｎ＋２のユニット６ｂ及び層ｎ＋１のユニット６ａは、積み重ね方向８に直接連続して配置されるとともに互いに対して交差状に配置される。

ここでもまた、層ｎ＋３が、層ｎ＋２の積み重ね方向８の直下に位置付けられ、ノッチ３２、３４を用いて層ｎ＋２のユニット６ｂと協働するユニット６ａから構成される。したがって、層ｎ＋２のユニット６ｂ及び層ｎ＋３のユニット６ａは、積み重ね方向８に直接連続して配置されるとともに互いに対して交差状に配置される。

より一般的には、層ｎ＋ｘ及びｎ＋ｘ＋２に属する構造ユニットは、フラット同士が対になって接触するため、これらの同じフラットを用いて、完全に一続きの仕切り室の側壁が積み重ね方向８に形成されることが明確に示される。したがって、第１の好適な実施形態のように、構造要素６ａ、６ｂの組み立て中に好ましいのは、切欠き２０、２２間にあるフラット１６、１８の縁同士の接触であり、対になって協働するノッチ縁２０ａ、２２ｂの接触ではない。

中間構造１１９が積み重ね方向８に保持される方法を説明するために、図５の層ｎ＋２の任意のユニット６ｂについて考察する。

このユニット６ｂの上側棒１４６の上部付近は、それにすぐ続く層ｎ＋１のユニット６ａを用いて、当該ユニット６ｂの上側ノッチ３２が層ｎ＋１のユニット６ａそれぞれの下側ノッチ３４のうちの１つとそれぞれ協働することで、積み重ね方向８に保持されることができる（参照符号３２及び３４は図５には示されていない）。

より正確には、層ｎ＋ｘ及びｎ＋ｘ＋２にそれぞれ属する２つの構造ユニットのフラットの縁同士の上記接触を保証するために、ノッチ３２、３４が図示のように対になって嵌め合わせられると、当該上側ノッチ３２それぞれの底とその関連の下側ノッチ３４の底との間に作用クリアランスが形成される。これを理由として、装置が図１に示すように鉛直に位置決めされると、ノッチ縁２０ａは関連のノッチ縁２２ａに接触せず、したがって上側棒１４６の上面１５８と当該下側ノッチ３４のノッチ縁２２ａとの間にもクリアランスができる。

さらに、このユニット６ｂの上側棒１４６の下部付近は、その下面１６０と間隔手段１５０との接触によって積み重ね方向８に単に保持され、この接触は重力により得られるものである。

同様に、このユニット６ｂの下側棒１４８の下部付近は、それにすぐ続く層ｎ＋３のユニット６ａを用いて、当該ユニット６ｂの下側ノッチ３４が層ｎ＋３のユニット６ａそれぞれの上側ノッチ３２のうちの１つとそれぞれ協働することで、積み重ね方向８に保持される。

ここでもまた、ノッチ３２、３４が図示のように対になって嵌め合わせられると、当該下側ノッチ３４それぞれの底とその関連の上側ノッチの底との間に作用クリアランスが形成される。さらに、重力により、下側棒１４８の下面１６８が関連の上側ノッチ３２を形成する２つの対向するノッチ縁２０ａと平面接触することに留意されたい。

このユニット６ｂの下側棒１４８は、間隔手段１５０によって積み重ね方向８に上部に向かって単に保持されるが、上面１６６とこれらの間隔手段１５０との間にクリアランスがあることに留意することができる。

さらに、上記から、ユニット６ａ、６ｂの上側ノッチ３２がそれにすぐ続くユニット６ｂ、６ａの下側ノッチ３４とそれぞれ嵌まり合うことに関して、関与する上側棒１４６及び下側棒１４８は互いに垂直であり、後述するように、それらの交点領域にタイロッドが通ることが好ましい。

第２の好適な実施形態では、棒１４６、１４８を高さに従って保持するためにフラット１６、１８に機械的に接合する必要がないことが有利であることが容易に理解できる。

上述したように、図１に示す鉛直位置では、上側棒１４６の上面１５８は、この面２４の上に対向して位置付けられる下側ノッチ３４のノッチ縁２２ａに接触しない。それゆえ、上側棒１４６は、それにすぐ続く層ｎ＋１のユニット６ａを用いて積み重ね方向８に保持されることができることも明確に示されている。これは、装置１の輸送段階中に生じるように装置がもはや鉛直ではなく例えば水平に配置されたときに、上面１４６が層ｎ＋１のユニット６ａに設けられた下側ノッチ３４のノッチ縁２２ａに当接することができることによって説明される。

同様に、特定の状況下では、下側棒１４８の上面１６６は、間隔手段１５０のスペーサ１５２及び立方体形の要素１５６に当接して、この棒１４８の下面１６８と層ｎ＋３のユニット６ａに設けられた上側ノッチ３２のノッチ縁２０ａとが接触しないようにすることができる。

図５及び図６を併せて参照すると、方向１０に平行な鉛直隔壁９と方向１２に平行な鉛直隔壁１１との交点又は交差点それぞれに関して、タイロッド１７２が、装置１の一端から他端まで積み重ね方向８に、構造ユニット６ａ、６ｂを貫通することが分かる。

これにより、ステンレス鋼製であることが好ましいタイロッド１７２は、貯蔵装置１のうちノッチ３２、３４が対になって嵌め合わせられる領域の機械的強度を確保することを可能にする。

図５で明確に見ることができるように、各タイロッド１７２は、ユニット６ａ、６ｂの中間構造１１９、より正確にはこれらの構造１１９それぞれの２つの棒１４６、１４８を貫通する。このように、第１のユニット６ａ、６ｂの下側ノッチ３４と積み重ね方向８でそれにすぐ続く第２の交差ユニット６ｂ、６ａの上側ノッチ３２とがそれぞれ協働し、第１のユニット６ａ、６ｂの下側棒１４８がノッチ縁２０ａに接触するため、タイロッド１７２の荷重が大幅に減る。その結果、これにより有利には、タイロッド１７２の直径及びそれに関連する質量を減らすことが可能になる。

図６をより詳細に参照すると、側壁が鉛直隔壁９、１１、１４によって形成される仕切り室２が、正方形の断面を有する側面１７４によってそれぞれ区切られることを見ることができる。上述の好適な実施形態の全てにおいて、この側面１７４が、鉛直隔壁９、１１をそれぞれ形成する構造ユニット６ａ、６ｂのフラット１６、１８によって少なくとも部分的に形成されるようにすることが可能である。

図６で明確に見ることができるように、周囲仕切り室２それぞれの側面１７４の一部は、この場合は周囲隔壁１４も用いて形成されるため、これらの周囲仕切り室２の側面１７４のみがフラット１６、１８によって完全に形成されない。

当然ながら、当業者は、非限定的な説明の目的でのみ上述した貯蔵装置１に様々な変更を行うことができる。

本発明の原理を簡潔に説明する、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置の斜視図を示す。 本発明の第１の好適な実施形態による核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置で用いられるノッチ付きの構造ユニットの斜視図を示し、図２ｂの分解図である。 本発明の第１の好適な実施形態による、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置で用いられるノッチ付きの構造ユニットの斜視図を示す。 図２ａ及び図２ｂに示すもの等、積み重ねて交差させられた複数のノッチ付きの構造ユニットを示す、第１の好適な実施形態による貯蔵装置の部分斜視図である。 本発明の第２の好適な実施形態による核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置で用いられるノッチ付きの構造ユニットの斜視図を示し、図４ｂの分解図である。 本発明の第２の好適な実施形態による、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置で用いられるノッチ付きの構造ユニットの斜視図を示す。 図４ａ及び図４ｂに示すもの等、積み重ねて交差させられた複数のノッチ付きの構造ユニットを示す、第２の好適な実施形態による貯蔵装置の部分斜視図である。 貯蔵装置のノッチ付きの構造ユニットの積み重ね方向に垂直な、図１の平面Ｐに沿った断面図を示す。

Claims (14)

1. それぞれが側壁を有し核燃料集合体を収容することができる複数の隣接する仕切り室（２）を備え、前記側壁は、積み重ねて交差させられるノッチ付きの構造ユニット（６ａ、６ｂ）を用いて作られる、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置（１）であって、
   前記ユニット（６ａ、６ｂ）はそれぞれ、中性子ファージ材料製の２つの離間したフラット（１６、１８）と、これらのフラット（１６、１８）間に位置してこれらに接触する中間構造（１９、１１９）とを備えることを特徴とする、核燃料集合体を貯蔵及び輸送するための貯蔵装置。
2. 前記ノッチ付きの構造ユニット（６ａ、６ｂ）はそれぞれ、全体的にＨ形の断面を有し、前記２つのフラット（１６、１８）は、このＨ形の両側部をそれぞれ構成する請求項１に記載の貯蔵装置。
3. 前記仕切り室（２）はそれぞれ、該仕切り室（２）を区切る側面（１７４）を有し、該側面（１７４）は、前記仕切り室（２）の前記側壁を形成する前記ノッチ付きの構造ユニット（６ａ、６ｂ）の前記フラット（１６、１８）から少なくとも部分的に構成される請求項１または請求項２に記載の貯蔵装置。
4. 前記中性子ファージ材料は、ホウ素を含有する合金であり、前記中間構造（１９、１１９）は、少なくとも部分的に鋼製である請求項１〜３のいずれか一項に記載の貯蔵装置。
5. 前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）のそれぞれの前記中間構造（１９）は、単一部品を形成するように作られる請求項１〜４のいずれか一項に記載の貯蔵装置。
6. 前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）のそれぞれの前記中間構造（１９）は、前記２つのフラット（１６、１８）に堅固に組み付けられる請求項５に記載の貯蔵装置。
7. 所定の構造ユニット（６ａ、６ｂ）の前記中間構造（１９）は、前記所定の構造ユニット（６ａ、６ｂ）に対して交差状に配置され且つ該所定の構造ユニット（６ａ、６ｂ）に積み重ね方向（８）に直接隣接する前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）を用いて、前記積み重ね方向（８）に保持される請求項５に記載の貯蔵装置。
8. 前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）のそれぞれの前記中間構造（１１９）は、間隔手段（１５０）によって互いに離間した２つの棒鋼（１４６、１４８）を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の貯蔵装置。
9. 前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）のそれぞれについて、前記間隔手段（１５０）は、前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）の前記２つのフラット（１６、１８）に堅固に組み付けられ、前記２つの棒鋼（１４６、１４８）は、前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）の前記積み重ね方向（８）に関して前記間隔手段（１５０）の両側にそれぞれ位置付けられる請求項８に記載の貯蔵装置。
10. 所定の構造ユニット（６ａ、６ｂ）の前記棒鋼（１４６、１４８）はそれぞれ、一方では前記間隔手段（１５０）を用いて、他方では、前記所定の構造ユニットに対して交差状に配置され該所定の構造ユニットに前記積み重ね方向（８）に直接隣接する前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）を用いて、前記積み重ね方向（８）に保持される請求項９に記載の貯蔵装置。
11. 前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）のそれぞれの前記間隔手段（１５０）は、複数のスペーサ（１５２）を含み、該複数のスペーサ（１５２）それぞれに、前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）の前記２つのフラット（１６、１８）に堅固に接合するための締結手段（１５４）が通される請求項８〜１０のいずれか一項に記載の貯蔵装置。
12. 前記締結手段（１５４）は、リベット及びねじ／ナット組立体の中から選択される請求項１１に記載の貯蔵装置。
13. 前記構造ユニット（６ａ、６ｂ）のそれぞれの前記棒鋼（１４６、１４８）は、前記積み重ね方向（８）に対して垂直に配置される請求項９〜１２のいずれか一項に記載の貯蔵装置。
14. 前記構造ユニット（６ｂ）の所定の層ｎに対して、層ｎ＋１及びｎ＋３の前記構造ユニット（６ａ）は、前記フラット（１６、１８）に設けられた切欠き（２０、２２）間にあるこれらの前記フラットの縁同士が対になって接触し、層ｎ及びｎ＋２の前記構造ユニット（６ｂ）も、前記フラット（１６、１８）に設けられた前記切欠き（２０、２２）間にあるこれらの前記フラットの縁同士が対になって接触する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の貯蔵装置。

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