JP2013186015A - Fuel storage rack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料集合体を収納して貯蔵ピット内に整列配置される燃料貯蔵ラックに関する。 The present invention relates to a fuel storage rack that houses a fuel assembly and is aligned in a storage pit.
核燃料サイクルの終期にあって、燃焼を終えて使用できなくなった燃料集合体は、熱的に冷却する必要があることから、使用済燃料貯蔵ラックに収納され、貯蔵ピット(使用済燃料プール)に一定期間冷却状態で貯蔵される。 At the end of the nuclear fuel cycle, the fuel assemblies that have become unusable after burning must be thermally cooled, so they are stored in a spent fuel storage rack and stored in a storage pit (spent fuel pool). Stored refrigerated for a period of time.
現在の原子力プラントにおいて、使用済燃料貯蔵ラックとしては、主に貯蔵ピットの床に固定される床支持型、又は貯蔵ピットの壁に固定される壁支持型のものが用いられている。 In the current nuclear power plant, as the spent fuel storage rack, a floor support type fixed to the floor of the storage pit or a wall support type fixed to the wall of the storage pit is mainly used.
ところで、このような床支持型、壁支持型の使用済燃料貯蔵ラックは、使用済燃料貯蔵量の増加に対応することが難しく、また、地震発生時に水の流体付加減衰効果によってある程度免震効果を得ることが可能であるものの、大地震発生時には支持部に作用する荷重が大きくなり耐震裕度が小さくなる傾向にあった。 By the way, such floor-supported and wall-supported spent fuel storage racks are difficult to cope with the increase in the amount of spent fuel storage, and the seismic isolation effect is achieved to some extent by the effect of water addition of water when an earthquake occurs. However, when a large earthquake occurs, the load acting on the support increases and the seismic tolerance tends to decrease.
そこで現在、使用済燃料貯蔵ラックとして高い耐震性を有するフリースタンディングラック(自立型貯蔵ラック)の採用が検討されており、地震時における挙動把握のための試験が実施されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, the adoption of free-standing racks (self-supporting storage racks) having high earthquake resistance as spent fuel storage racks is currently being studied, and tests for grasping behavior during earthquakes are being carried out (for example, patent documents) 1).
ここで、上述したような自立型の貯蔵ラックは、地震時等において滑動やロッキング等といった複雑な挙動を示す。しかも、自立型の貯蔵ラックは貯蔵ピット内に複数体並べて設置されるため、滑動やロッキングが生じると、隣接する使用済燃料貯蔵ラック同士が衝突して、さらに使用済燃料貯蔵ラックの挙動に影響を及ぼし、全体の挙動評価が複雑になるという問題が考えられた。 Here, the self-supporting storage rack as described above exhibits complicated behavior such as sliding and rocking during an earthquake or the like. In addition, since a plurality of self-supporting storage racks are installed side by side in the storage pit, if sliding or locking occurs, adjacent spent fuel storage racks collide with each other, further affecting the behavior of the spent fuel storage racks. The problem was that the overall behavior evaluation was complicated.
特にロッキングは滑動を助長する傾向があり、ロッキングが大きくなるほど滑動量が大きくなり、滑り挙動も大きくなる。また、ロッキングが生じるとラック脚部に大きな荷重がかかるため、構造の健全性を維持するためにも地震時の応答挙動を安定化させることが求められている。 In particular, the rocking tends to promote sliding, and the larger the rocking, the larger the sliding amount and the sliding behavior. In addition, since a large load is applied to the rack legs when rocking occurs, it is required to stabilize the response behavior during an earthquake in order to maintain the soundness of the structure.
このようなことから本発明は、地震時等の揺れに対し、ロッキングを抑制して挙動を安定化させることを可能とした燃料貯蔵ラックを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a fuel storage rack capable of stabilizing the behavior by suppressing the rocking against a shake during an earthquake or the like.
上記の課題を解決するための第1の発明に係る燃料貯蔵ラックは、燃料集合体が収納されるラックセルを多数格納してなるラック本体部と、前記ラック本体部を支持する複数のラック脚部とを備えて貯蔵ピット内に整列配置され、前記ラック脚部が前記貯蔵ピットの床面に対して摺動可能に前記ラック本体部を支持する燃料貯蔵ラックにおいて、前記ラック本体部の下面から該ラック本体部の長手方向に沿って垂下するとともに前記ラック脚部に比較して鉛直方向の長さを短く設定された垂直板、及び前記垂直板の下端から前記ラック本体部の幅方向に向かって延びる水平板を備えるフィンと、前記水平板と同一面上において設けられ前記水平板に直交する方向に前記貯蔵ピット内の冷却水を通過させる流路とを設けたことを特徴とする。 A fuel storage rack according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems includes a rack main body portion that stores a large number of rack cells in which fuel assemblies are stored, and a plurality of rack leg portions that support the rack main body portion. A fuel storage rack that is arranged in a storage pit and that supports the rack body portion so that the rack leg portion is slidable with respect to the floor surface of the storage pit from the lower surface of the rack body portion. A vertical plate that hangs down in the longitudinal direction of the rack main body and has a vertical length shorter than that of the rack legs, and a width direction of the rack main body from the lower end of the vertical plate. A fin having an extending horizontal plate and a flow path that is provided on the same plane as the horizontal plate and allows the cooling water in the storage pit to pass in a direction orthogonal to the horizontal plate are provided.
また、上記の課題を解決するための第2の発明に係る燃料貯蔵ラックは、第1の発明に係る燃料貯蔵ラックにおいて、前記流路が、前記水平板に形成された貫通孔であることを特徴とする。 A fuel storage rack according to a second aspect of the present invention for solving the above problem is the fuel storage rack according to the first aspect of the present invention, wherein the flow path is a through hole formed in the horizontal plate. Features.
また、上記の課題を解決するための第3の発明に係る燃料貯蔵ラックは、第1の発明に係る燃料貯蔵ラックにおいて、前記フィンが前記ラック本体部の長手方向に沿って複数配置され、前記流路が、隣接する前記フィン間に設けられた間隙であることを特徴とする。 The fuel storage rack according to a third aspect of the present invention for solving the above problem is the fuel storage rack according to the first aspect, wherein a plurality of the fins are arranged along the longitudinal direction of the rack body. The flow path is a gap provided between the adjacent fins.
また、上記の課題を解決するための第4の発明に係る燃料貯蔵ラックは、第2または第3の発明に係る燃料貯蔵ラックにおいて、前記ラック脚部が前記ラック本体部の下面の外周縁から離間した位置に固定され、前記水平板が前記ラック本体部の下面の外周縁と前記ラック脚部との間に配設されたことを特徴とする。 A fuel storage rack according to a fourth aspect of the present invention for solving the above problem is the fuel storage rack according to the second or third aspect of the present invention, wherein the rack leg portion extends from the outer peripheral edge of the lower surface of the rack body portion. The horizontal plate is fixed at a spaced position, and the horizontal plate is disposed between the outer peripheral edge of the lower surface of the rack body and the rack leg.
上述した本発明に係る燃料貯蔵ラックによれば、地震時等の揺れに対し燃料貯蔵ラックに生じるロッキングを抑制して挙動を安定化させることができる。 According to the fuel storage rack according to the present invention described above, it is possible to stabilize the behavior by suppressing the rocking generated in the fuel storage rack against a shake during an earthquake or the like.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る燃料貯蔵ラックの詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the fuel storage rack according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1ないし図5を用いて本発明の実施例1に係る燃料貯蔵ラックについて説明する。 A fuel storage rack according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施例において燃料貯蔵ラック1は、ベースプレート11と、セル格納部12と、複数(本実施例では五つ)のラック脚部13と、複数(本実施例では二つ)のフィン14とを備えて構成された自立型のラックとなっている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the fuel storage rack 1 includes a
本実施形態においては、ベースプレート11及びセル格納部12によりラック本体部が構成されており、ラック脚部13は貯蔵ピットの床面3(図4等参照)に対して摺動可能にラック本体部を支持している。このような燃料貯蔵ラック1は貯蔵ピット内に複数体並べて整列配置される。
In the present embodiment, a rack main body portion is constituted by the
ベースプレート11は上面視概ね長方形状に形成された板体から構成されている。セル格納部12は概ね方形状に形成されベースプレート11上に固定されている。このセル格納部12には、N個(図1ではN=70)のラックセル(鉛直セル)2が複数列(図1では7×10列)に整列した状態で格納されている。ラックセル2は角管からなり原子炉から取り出された使用済燃料を収納するものである。ラック脚部13はベースプレート11の下部の各角部近傍及び中央部に固定されてベースプレート11及びセル格納部12を支持している。そして、フィン14は図1に示すようにベースプレート11の下面であってラック脚部13の外側に、ベースプレート11の長辺方向(以下、長手方向という)に沿って延設されている。
The
フィン14は、図1ないし図3に示すように、ベースプレート11の下面から垂下する板状の垂直板14aと、垂直板14aの下端から該垂直板14aとは直交する水平方向であってラック脚部13側へ向かって延びる水平板14bとを備えて断面視L字状に形成されている。そして、水平板14bには上下方向に貫通する一つの貫通孔14cが形成されている。貫通孔14cは、水平板14bの外周縁から所定幅離間した位置にフィン14の長手方向に沿って延設されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
さらに、図4に示すように、垂直板14aの鉛直方向の長さはラック脚部13の鉛直方向の長さに比較して所定長さL1だけ短くなっている。また、水平板14bの垂直板14aに直交する方向の長さは垂直板14aからラック脚部13までの距離に比較して所定長さL2だけ短くなっている。これにより、水平板14bと貯蔵ピットの床面3との間、及び、水平板14bとラック脚部13との間はそれぞれ離間した状態となっている。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the vertical length of the
なお、上記所定長さL1としては、地震時等においてロッキングにより燃料貯蔵ラック1が傾倒した場合にフィン14が貯蔵ピットの床面3に当接する程度、より詳しくは、フィン14が貯蔵ピットの床面3に当接することで該フィン14がストッパーとして機能して燃料貯蔵ラック1の転倒を抑制することが可能な程度の長さとする。また、上記所定長さL2としては、水平板14bがラック脚部13に当接することを防止するとともに貫通孔14cの大きさを十分確保することができる程度の長さとする。
The predetermined length L1 is set such that the
このように構成される本実施例に係る燃料貯蔵ラックによれば、地震時等の揺れに対し、図3に矢印で示すように、貯蔵ピット内の冷却水がフィン14の貫通孔14cを通過することによりオリフィン効果によるダンピングが生じ、燃料貯蔵ラック1のロッキングを抑制することができる。
According to the fuel storage rack according to the present embodiment configured as described above, the cooling water in the storage pit passes through the through
また、フィン14をラック脚部13の外側に設けたことにより、万が一燃料貯蔵ラック1のロッキングが大きくなった場合には、フィン14自体、具体的には垂直板14aの下端が貯蔵ピットの底面3に当接して燃料貯蔵ラック1の転倒を直接防止することができる。
Also, if the locking of the fuel storage rack 1 is increased by providing the
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施例ではフィン14に一つの貫通孔14cを設ける例を示したが、貫通孔は一つに限らず、ベースプレート11の長手方向又は短辺方向(以下、幅方向という)に複数配設する、または、ベースプレート11の長手方向および幅方向に複数配設する等、地震時等の揺れに対し該貫通孔を冷却水が通過することでダンピングを発生させることができる数および形状であればよい。
In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in this embodiment, an example in which one through
また、本実施例では、水平板14bが垂直板14aの下端からラック脚部13側に向かって延設される例を示したが、垂直板14aをベースプレート11の長辺側の外縁から一定距離離間した位置に固定するとともに水平板14bが垂直板14aの下端から該垂直板14aとは直交する水平方向であってラック脚部13とは反対側に向かって延びるようにフィン14を配置しても構わない。
In the present embodiment, the
また、本実施例では、フィン14を垂直板14aと水平板14bとから構成し断面視L字状とする例を示したが、フィン14の形状としては、ベースプレート11に固定される垂直板と、貫通孔を有し、地震時等の揺れが発生し燃料貯蔵ラック1のロッキングが生じた際に冷却水が貫通孔を通過することによりダンピングを発生させることができる水平板とを備える構成であればよく、例えば、垂直板の下端に対し水平板が断面視T字状に当接するように形成するとともに、垂直板を挟んで貫通孔を設けるなどしてもよい。
In this embodiment, the
また、本実施例ではフィン14をラック脚部13に対して外側に設置する例を示したが、フィン14を設置する位置は上述した実施例に限定されるものではない。ただし、ラック脚部13に対して外側にフィン14を設置すれば、上述したように燃料貯蔵ラック1のロッキングが大きくなった場合に、フィン14自体が貯蔵ピットの底面3に当接することにより傾倒する燃料貯蔵ラック1を直接支持することができるという効果が得られ、より好適である。
Moreover, although the example which installs the
図6及び図7を用いて本発明の実施例2に係る燃料貯蔵ラックについて説明する。
本実施例は、図1ないし図5に示し上述した実施例1に係る燃料貯蔵ラックのフィン14に代えて、図6ないし図8に示す複数(本実施例では八つ)のフィン16を用いるものである。その他の構成については実施例1において説明した構成と概ね同様であり、以下、同様の作用を奏する部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
A fuel storage rack according to
In this embodiment, a plurality of (eight in this embodiment)
図6ないし図8に示すように、フィン16はベースプレート11の下面であってラック脚部13の外側に、該ベースプレート11の長辺方向に沿って四つずつ等間隔に配設されている。フィン16は、ベースプレート11の下面から垂下する板状の垂直板16aと、垂直板16aの下端から該垂直板16とは直交する水平方向であってラック脚部13側へ向かって延びる水平板16bとを備えて断面視L字状に形成されている。なお、フィン16は実施例1において説明したフィン14とは異なり貫通孔は備えていないものとする。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
さらに、図4に示し上述したフィン14と同様、垂直板16aの鉛直方向の長さはラック脚部13の鉛直方向の長さに比較して短く、また、水平板16bの垂直板16aに直交する方向の長さは垂直板16aからラック脚部13までの距離に比較して短くなっている。これにより、水平板16bと貯蔵ピットの床面3との間、及び、水平板16bとラック脚部13との間はそれぞれ離間した状態となっている。
Further, similar to the
このように構成される本実施例に係る燃料貯蔵ラックによれば、実施例1に係る燃料貯蔵ラックと同様、地震時等の揺れに対し、貯蔵ピット内の冷却水が隣接するフィン16間の間隙を通過することによりオリフィン効果によるダンピングが生じ、燃料貯蔵ラック1のロッキングを抑制することができる。
According to the fuel storage rack according to the present embodiment configured as described above, like the fuel storage rack according to the first embodiment, the cooling water in the storage pit is adjacent to the
また、フィン16をラック脚部13の外側に設けたことにより、万が一燃料貯蔵ラック1のロッキングが大きくなった場合には、フィン16自体、具体的には垂直板16aの下端が貯蔵ピットの底面3に当接して燃料貯蔵ラック1の転倒を直接防止することができる。
さらに加えて、水平板16bに貫通孔を設ける必要がないため上述した実施例1に係る燃料貯蔵ラックに比較してフィン16の製造が容易になる。
Also, if the locking of the fuel storage rack 1 is increased by providing the
In addition, since it is not necessary to provide a through hole in the
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施例では、八つのフィン16を用いる例を示したが、フィン16は、地震時等の揺れが発生した場合に隣接するフィン間の間隙を冷却水が通過することで燃料貯蔵ラック1に対してダンピングを発生させることができればよく、フィン16の数は上述した実施例に限定されるものではない。
In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the present embodiment, an example in which eight
また、実施例1において説明したフィン14と同様、本実施例ではフィン16を垂直板16aに対して水平板16bがラック脚部13側に位置するように配置する例を示したが、垂直板16aを水平板16bに対してラック脚部13側に配置するようにしても構わない。
Further, like the
また、本実施例では、フィン16を垂直板16aと水平板16bとから構成し断面視L字状とする例を示したが、フィン16の形状としては、ベースプレート11に固定される垂直板16aと、地震時等の揺れが発生し燃料貯蔵ラック1のロッキングが生じた際に冷却水が通過することにより燃料貯蔵ラック1の揺れに対するダンピングを発生させることができる間隙を設けることが可能な水平板とを備える構成であればよく、例えば、垂直板の下端に対し水平板が断面視T字状に当接するようにフィン16を形成する、垂直板に代えて棒状の部材を用い、該棒状の部材の下端に水平板を設けるなどしてもよい。
In the present embodiment, the
本発明は、燃料集合体を収納して貯蔵ピット内に整列配置される自立型の燃料貯蔵ラックに適用して好適なものである。 The present invention is suitable for application to a self-supporting fuel storage rack in which a fuel assembly is stored and aligned in a storage pit.
1 燃料貯蔵ラック
2 ラックセル
3 貯蔵ピット床面
11 ベースプレート
12 セル格納部
13 ラック脚部
14,16 フィン
14a,16a 垂直板
14b,16b 水平板
14c 貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記ラック本体部の下面から該ラック本体部の長手方向に沿って垂下するとともに前記ラック脚部に比較して鉛直方向の長さを短く設定された垂直板、及び前記垂直板の下端から前記ラック本体部の幅方向に向かって延びる水平板を備えるフィンと、
前記水平板と同一面上において設けられ前記水平板に直交する方向に前記貯蔵ピット内の冷却水を通過させる流路と
を設けたことを特徴とする燃料貯蔵ラック。 A rack main body portion that stores a large number of rack cells that store fuel assemblies and a plurality of rack leg portions that support the rack main body portion are arranged in a storage pit, and the rack leg portions are stored in the storage pit. In the fuel storage rack that supports the rack body so as to be slidable with respect to the floor surface of the pit,
A vertical plate that hangs down from the lower surface of the rack body along the longitudinal direction of the rack body and has a vertical length shorter than that of the rack legs, and the rack from the lower end of the vertical plate. A fin comprising a horizontal plate extending in the width direction of the main body,
A fuel storage rack, comprising: a flow path provided on the same plane as the horizontal plate and allowing cooling water in the storage pit to pass in a direction perpendicular to the horizontal plate.
ことを特徴とする請求項1記載の燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack according to claim 1, wherein the flow path is a through hole formed in the horizontal plate.
前記流路が、隣接する前記フィン間に設けられた間隙である
ことを特徴とする請求項1記載の燃料貯蔵ラック。 A plurality of the fins are arranged along the longitudinal direction of the rack body,
The fuel storage rack according to claim 1, wherein the flow path is a gap provided between the adjacent fins.
前記水平板が前記ラック本体部の下面の外周縁と前記ラック脚部との間に配設された
ことを特徴とする請求項2または請求項3記載の燃料貯蔵ラック。 The rack leg is fixed at a position spaced from the outer peripheral edge of the lower surface of the rack body,
4. The fuel storage rack according to claim 2, wherein the horizontal plate is disposed between an outer peripheral edge of the lower surface of the rack body and the rack leg.
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JP2012052414A JP2013186015A (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Fuel storage rack |
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JP2012052414A JP2013186015A (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Fuel storage rack |
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JP2013186015A true JP2013186015A (en) | 2013-09-19 |
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JP2012052414A Pending JP2013186015A (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Fuel storage rack |
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2012
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