JP2014095569A - 破損燃料容器 - Google Patents

Abstract

【課題】破損燃料同士の臨界安全性を考慮しつつ、燃料プールの冷却水中において破損燃料を極力近づけた状態で配置すること。
【解決手段】破損燃料を収容した状態で燃料プールの冷却水中に配置される破損燃料容器１において、破損燃料が挿入される上部開口が形成された有底筒状の容器本体２と、当該容器本体２の上部開口を閉塞する蓋３とを備え、少なくとも容器本体２を形成する材料に中性子吸収材が添加されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉から取り出された使用済の燃料、または原子炉に設置される未使用の燃料のうち、欠陥が発見された破損燃料を保管する破損燃料容器に関する。

原子力発電プラントで使用された燃料、または原子力発電プラントで使用される以前の燃料は、原子炉格納容器に隣接した燃料取扱建屋内の検査ピットの中で欠陥の有無が検査される。欠陥が発見された燃料（破損燃料）は、燃料取扱建屋内の燃料貯蔵設備である燃料プールの冷却水中の破損燃料容器に収容され保管される。

従来、破損燃料容器は、有底筒状の容器本体と、当該容器本体の上部開口を閉塞する蓋と、容器内に配置されて燃料を支持するバスケットとで主に構成されている（例えば、特許文献１参照）。この従来の破損燃料容器は、鋼材で形成されている。このため、従来の破損燃料容器は、容器本体および蓋が不透明である。また、従来の破損燃料容器は、バスケットが容器本体内に溶接で固定されている。また、従来の破損燃料容器は、容器本体の上部開口に設けられたフランジに対して蓋が複数のボルトで締結されている。また、破損燃料容器に収容される燃料は、核燃料ペレットが筒状の燃料棒に挿入され、燃料棒が複数束ねられて外形が矩形状とされた燃料集合体として構成されている。破損燃料としては、燃料棒から核燃料ペレットが離脱することがなく燃料集合体の原型を止めているものや、燃料集合体から離脱した核燃料ペレットや、核燃料ペレットが離脱した燃料集合体を含む。

実公平２−２２７１９号公報

上述したように、破損燃料容器は、燃料プールの冷却水中に配置されたラックに挿入される。そして、複数の破損燃料容器が燃料プール内に配置される場合、隣接する破損燃料容器に収容された破損燃料同士の臨界安全性を考慮し、隣接する破損燃料容器の間隔を大きく取る必要がある。この結果、多くの破損燃料が発生した場合、破損燃料容器を配置するスペースが確保できなくなる問題がある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、破損燃料同士の臨界安全性を考慮しつつ、燃料プールの冷却水中において破損燃料を極力近づけた状態で配置することのできる破損燃料容器を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１の発明の破損燃料容器は、破損燃料を収容した状態で燃料プールの冷却水中に配置される破損燃料容器において、前記破損燃料が挿入される上部開口が形成された有底筒状の容器本体と、当該容器本体の前記上部開口を閉塞する蓋とを備え、少なくとも前記容器本体を形成する材料に中性子吸収材が添加されていることを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、容器本体内の破損燃料における中性子を吸収することから、容器本体内に収容された破損燃料の臨界安全性を高めることができる。このため、燃料プールの冷却水中において破損燃料が収容された複数の破損燃料容器を、破損燃料同士の臨界安全性を考慮しつつ、破損燃料を極力近づけた状態で配置することができる。この結果、燃料プールの限られた領域内に、多くの破損燃料を保管することができる。

また、第２の発明の破損燃料容器は、第１の発明において、前記蓋により前記容器本体の上部開口を閉塞した状態で前記容器本体内を除ける覗き窓を前記蓋に設けることを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、蓋を外すことなく、覗き窓から容器本体内の破損燃料の所在を確認することができる。この結果、破損燃料の所在の確認時に、容器本体内の汚染された冷却水をその外部に拡散する事態を防ぐことができる。また、破損燃料の所在を確認するたびに蓋を外す必要がないため、蓋の開け閉めに係る作業コストを抑制することができる。

また、第３の発明の破損燃料容器は、第１または第２の発明において、前記容器本体内に前記破損燃料を支持するバスケットが設けられ、当該バスケットを前記容器本体に対して着脱自在に設けることを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、様々な形態の破損燃料に対応したバスケットを容器本体に対して着脱自在に設けることで、様々な形態の破損燃料であっても容器本体および蓋を共通化して収容することができる。

また、第４の発明の破損燃料容器は、第３の発明において、前記バスケットが、前記容器本体内を複数に小分けして区画するように、有底で上部が開口する小箱として形成され、前記容器本体内に複数設けられることを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、小箱として形成されたバスケットに、破損燃料として燃料棒から離脱した核燃料ペレットや、燃料が溶融した核燃料デブリを適宜収容し支持することができる。

また、第５の発明の破損燃料容器は、第１〜第４の何れか１つの発明において、前記蓋を前記容器本体に固定する固定手段が設けられ、当該固定手段は、前記蓋と前記容器本体との嵌合を１動作により着脱自在に構成されることを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、蓋が容器本体に対して１動作で着脱されることから、蓋の開閉の作業が容易となり、当該作業に掛かるコストを低減することができる。

また、第６の発明の破損燃料容器は、第１〜第５の何れか１つの発明において、前記燃料プールの冷却水中に配置されて前記容器本体を支持する容器保管セルが設けられ、前記容器本体の上下方向の軸心を中心とした回転を押さえる態様で前記容器本体と前記容器保管セルとを相互に嵌合する回転止手段を備えることを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、回転止手段を有するため、容器保管セルに対して容器本体が上下方向の軸心を中心として回転することはない。この場合、容器本体に収容されている破損燃料も軸心を中心に回転しない。このため、隣接する各容器保管セルに支持される各容器本体の破損燃料は、その最小間隔が、破損燃料同士の臨界安全性を確保できる範囲に維持されることになる。この結果、隣接する容器保管セルの間隔を大きくあける必要がなくなり、隣接する容器保管セルの間隔を極力近づけることができる。このように、この破損燃料容器によれば、燃料プールの限られた領域内に、多くの破損燃料を保管することができる。

また、第７の発明の破損燃料容器は、第１〜第６の何れか１つの発明において、給水管を取り付けた場合に前記容器本体の内外に通じる一方で前記給水管を外した場合に前記容器本体の内外を隔離する給水結合部と、排水管を取り付けた場合に前記容器本体内に通じる一方で前記排水管を外した場合に前記容器本体の内外を隔離する排水結合部とを、前記蓋に配置することを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、容器本体の上部開口を蓋により閉塞した状態で、給水結合部に給水管を取り付けるとともに、排水結合部に排水管を取り付けることで、容器本体内の冷却水を外部に取り出したり、容器本体内に冷却水を供給したりすることができる。この結果、容器本体の上部開口を蓋により閉塞した状態で、容器本体内の冷却水をサンプリングしたり、容器本体内の冷却水をきれいな冷却水に置換したり、容器本体内の冷却水を循環させたりすることができる。

また、第８の発明の破損燃料容器は、第１〜第７の何れか１つの発明において、前記蓋により前記容器本体の上部開口を閉塞した状態で前記容器本体内に所定圧力が加わる場合に前記容器本体の内外に通じる安全弁を、前記蓋に配置することを特徴とする。

この破損燃料容器によれば、安全弁は、容器本体の上部開口を蓋により閉塞した状態で、通常時は容器本体の内外を隔離しており、容器本体内に所定圧力が加わる場合に容器本体の内外に通じる。このため、破損燃料の崩壊熱による容器本体内の圧力上昇により容器本体および蓋が破損する事態を防止することができる。

本発明によれば、破損燃料同士の臨界安全性を考慮しつつ、燃料プールの冷却水中において破損燃料を極力近づけた状態で配置することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の側断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の平面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の一部拡大側断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の一部平面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の一部拡大側断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの側面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの平面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの底面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の平断面図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の平断面図である。 図１２は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図である。 図１３は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の一部平面図である。 図１４は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の斜視図である。 図１５は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図である。 図１６は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図である。 図１７は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の蓋の一部側断面図である。 図１８は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の一部側断面図である。 図１９は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の一部側面図である。 図２０は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の蓋の一部側断面図である。 図２１は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の蓋の一部側断面図である。 図２２は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の一部側面図である。 図２３は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の底面図である。 図２４は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器が挿入される容器保管セルの一部側面図である。 図２５は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器が挿入される容器保管セルの平面図である。 図２６は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器が挿入される容器保管セルの配置を示す平面図である。 図２７は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器が挿入される容器保管セルの配置を示す平面図である。 図２８は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の側断面図である。 図２９は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の側断面図である。 図３０は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の蓋の側断面図である。 図３１は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の蓋の平面図である。 図３２は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の蓋の一部拡大側断面図である。 図３３は、本発明の実施形態に係る破損燃料容器の他の例の一部拡大側断面図である。 図３４は、原子力発電プラントを示す概略構成図である。 図３５は、原子炉格納容器を示す概略図である。 図３６は、ＰＷＲ用燃料集合体の概略図である。 図３７は、ＢＷＲ用燃料集合体の概略図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本実施形態の燃料貯蔵設備は、原子力発電プラントにおいて適用される。図３４は、原子力発電プラントを示す概略構成図であり、図３５は、原子炉格納容器を示す概略図である。また、図３６は、ＰＷＲ用燃料集合体の概略図であり、図３７は、ＢＷＲ用燃料集合体の概略図である。

本実施形態において、原子力発電プラントは、例えば、図３４に示すように、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）１１２が適用される。加圧水型原子炉１１２は、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する。

この加圧水型原子炉１１２を有する原子力発電プラントにおいて、原子炉格納容器１１１の内部に、加圧水型原子炉１１２および蒸気発生器１１３が格納されている。加圧水型原子炉１１２と蒸気発生器１１３とは、冷却水配管１１４，１１５を介して連結されている。冷却水配管１１４は、加圧器１１６が設けられ、冷却水配管１１５は、冷却水ポンプ１１７が設けられている。この場合、減速材および一次冷却水として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器１１６により１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。従って、加圧水型原子炉１１２にて、燃料として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水としての軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１１６により所定の高圧に維持された状態で冷却水配管１１４を通して蒸気発生器１１３に送られる。この蒸気発生器１１３では、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は冷却水配管１１５を通して加圧水型原子炉１１２に戻される。

蒸気発生器１１３は、原子炉格納容器１１１の外部に設けられたタービン１１８および復水器１１９と冷却水配管１２０，１２１を介して連結されており、冷却水配管１２１に給水ポンプ１２２が設けられている。また、タービン１１８は、発電機１２３が接続され、復水器１１９は、冷却水（例えば、海水）を給排する取水管１２４および排水管１２５が連結されている。従って、蒸気発生器１１３にて、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管１２０を通してタービン１１８に送られ、この蒸気によりタービン１１８を駆動して発電機１２３により発電を行う。タービン１１８を駆動した蒸気は、復水器１１９で冷却された後、冷却水配管１２１を通して蒸気発生器１１３に戻される。

このように構成された原子力発電プラントにおいて、原子炉格納容器１１１は、図３５に示すように、その内部に、上述した加圧水型原子炉１１２、蒸気発生器１１３、加圧器１１６などが収容されている。また、原子炉格納容器１１１に隣接して燃料取扱建屋１３０が設置され、この燃料取扱建屋１３０に燃料貯蔵設備１３１が設けられている。

燃料貯蔵設備１３１は、コンクリート製で床面１３２ａおよび内壁面１３２ｂがステンレス製のライニング板で防水被覆された燃料プール１３２を有している。燃料プール１３２は、平面視で矩形状の床面１３２ａの４辺に、内壁面１３２ｂが垂直に立設するように形成されている。この燃料プール１３２は、冷却水が満たされ、その中に燃料貯蔵ラック１３３が設置される。燃料貯蔵ラック１３３には、加圧水型原子炉１１２で使用された使用済または未使用の欠陥のない健全な燃料を冷却水中で一時的に貯蔵するものもある。一方、本実施形態における破損燃料容器１は、燃料貯蔵ラック１３３の容器保管セルに挿入された状態で、欠陥が発見された破損燃料を冷却水中で一時的に貯蔵するものである。

破損燃料容器１は、上述したように、欠陥が発見された破損燃料を冷却水中で一時的に貯蔵する。燃料は、図３６に示すように、燃料集合体（ＰＷＲ用燃料集合体）１４０として構成されており、複数の燃料棒１４１が支持格子１４２により外形が矩形状で格子状に束ねられて構成され、上端部に上部ノズル１４３が固定される一方、下端部に下部ノズル１４４が固定されている。また、燃料集合体１４０は、図示しないが、複数の燃料棒１４１に対して、制御棒が挿入される複数の制御棒案内シンブルと、炉内計装用検出器が挿入される炉内計装用案内シンブルとが設けられている。そして、複数の制御棒は、上端部がまとめられて制御棒クラスタ１４５となる。

また、燃料は、図示しない沸騰型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）で使用されるものもあり、破損燃料容器１は、この沸騰型原子炉において、欠陥が発見された破損燃料を冷却水中で一時的に貯蔵することも可能である。沸騰型原子炉で使用される燃料は、図３７に示すように、燃料集合体（ＢＷＲ用燃料集合体）１５０として構成されており、複数の燃料棒１５１がスペーサグリッド１５２により外形が矩形状で格子状に束ねられて構成され、上端部に上部タイプレート１５３が固定される一方、下端部に下部タイプレート１５４が固定され、角筒状のチャンネルボックス１５５内に収容されている。また、燃料集合体１５０は、燃料棒１５１の束が中央部に中空管からなる水管１５６を少数含んでおり、上部タイプレート１５３にハンドル１５７が固定され、下部タイプレート１５４にノーズピース１５８が固定されている。

これらの燃料１４０，１５０は、核燃料ペレットが筒状の燃料棒１４１，１５１に挿入されている。そして、破損燃料とは、燃料棒１４１，１５１から核燃料ペレットが離脱することがない程度に燃料棒１４１，１５１にスルーホールやクラックが生じており燃料集合体の原型を止めているものや、燃料棒１４１，１５１から離脱した核燃料ペレットや、炉心溶融により燃料が溶融した核燃料デブリや、核燃料ペレットが離脱した燃料１４０，１５０を含む。

そして、健全な燃料１４０，１５０は、燃料貯蔵ラック１３３の容器保管セル（図示せず）に直接挿入されるが、破損燃料は、臨界安全性を考慮しつつ、破損燃料容器１に収容された状態で燃料貯蔵ラック１３３の容器保管セルに挿入される。

図１は、本実施形態に係る破損燃料容器の側断面図であり、図２は、本実施形態に係る破損燃料容器の平面図であり、図３は、本実施形態に係る破損燃料容器の一部拡大側断面図である。

図１〜図３に示すように、破損燃料容器１は、容器本体２と、蓋３と、バスケット４とを主に備えている。

容器本体２は、筒状の胴２１と、胴２１の下端を閉止する底フランジ２２と、胴２１の上端縁に設けられた胴フランジ２３とを有して上部に開口するように構成されている。胴２１は、本実施形態では円筒状に形成されているが、円筒状に限定されない。胴フランジ２３は、胴２１の上端縁にて外側に張り出して設けられた円形の胴フランジ部２３ａと、胴フランジ部２３ａの外周部から上方に延在して円環状に形成された覆部２３ｂとを有する。また、胴フランジ２３は、覆部２３ｂに、後述する固定手段３２が嵌合する楔穴２３ｃが設けられている。この容器本体２は、当該容器本体２を形成する材料に中性子吸収材が添加されている。容器本体２を形成する材料としては、中性子吸収能力に優れるボロンおよび／またはガドリニウムを添加したステンレス鋼あるいはアルミニウム合金などがある。

蓋３は、円盤状に形成され、胴フランジ２３における胴フランジ部２３ａの上面であって覆部２３ｂ内に配置されることで容器本体２の上部開口を閉塞する。また、蓋３は、胴フランジ部２３ａの上面に対向する部分の下面にシール部３１が設けられている。具体的に、シール部３１は、図３に示すように、蓋３の下面に環状の溝３１ａが形成され、当該溝３１ａ内に環状のシール材３１ｂが配置されている。そして、シール部３１は、蓋３が容器本体２の上部開口を閉塞するように胴フランジ部２３ａの上面に配置された場合に、シール材３１ｂが胴フランジ部２３ａと蓋３との間のシール性を確保し、容器本体２を密閉する。シール材３１ｂは、メタルオーリング、中空メタルオーリング、ゴムオーリング、グランドパッキンなどのシール性に優れるものを適用する。この蓋３は、当該蓋３を形成する材料に中性子吸収材が添加されていてもよい。蓋３を形成する材料としては、中性子吸収能力に優れるボロンおよび／またはガドリニウムを添加したステンレス鋼あるいはアルミニウム合金などがある。

また、蓋３は、固定手段３２を有している。固定手段３２は、図１〜図３に示すように、回転支持部材３２１、回転部材３２２、移動部材３２３、嵌合レバー３２４、回転防止部材３２５、引張バネ３２６を備える。なお、図１においては、回転防止部材３２５を省略して描写したが、図３〜図５に示すように、図１においても回転防止部材３２５が取り付けられるものである。

回転支持部材３２１は、蓋３の上面中央に固定されており、回転部材３２２を回転可能に支持するものである。

回転部材３２２は、上下に延在された状態で支持された棒状体であって上下方向に延在する軸心Ｓ（図３参照）の回りに回転する。回転部材３２２は、その下端に、円盤状のフランジ３２２ａが外側に膨出して設けられ、このフランジ３２２ａが回転支持部材３２１に係合することで、回転支持部材３２１から抜け止めされ、かつ回転を支持される。また、回転部材３２２は、回転支持部材３２１から突出する部分の外面に雄ネジ部３２２ｂが形成されている。さらに、回転部材３２２は、その上端に、回転部材３２２を回転させる回転装置（図示せず）が嵌合する嵌合部３２２ｃ（図１参照）が形成されている。嵌合部３２２ｃは、本実施形態では、６角形のボルト頭部として構成されている。なお、嵌合部３２２ｃは、ボルト頭部に限らず、回転装置が嵌合しつつ回転部材３２２を回転させることができる形状であればよい。

移動部材３２３は、回転部材３２２に挿通され、かつ雌ネジ部３２３ａを有して回転部材３２２の雄ネジ部３２２ｂに螺合されている。

嵌合レバー３２４は、複数設けられ、それぞれの一端が移動部材３２３に固定されたブラケット３２３ｂに対して側方から支持ピン３２３ｃにより挿通支持されることで、移動部材３２３から軸心Ｓに交差する方向（軸心Ｓを中心とする放射方向）に延在し、かつ支持ピン３２３ｃを支点として上下方向に回転可能に設けられている。また、嵌合レバー３２４は、その他端が先を細くした楔状に形成されている。

回転防止部材３２５は、各嵌合レバー３２４に対応しており、蓋３の上面に固定され、嵌合レバー３２４を挿通するように設けられている。回転防止部材３２５は、嵌合レバー３２４を挿通することで、嵌合レバー３２４の延在方向への移動を許容しつつ、嵌合レバー３２４が軸心Ｓの回りに移動することを防止する。これにより、嵌合レバー３２４が支持される移動部材３２３も軸心Ｓの回りに移動することを防止される。

引張バネ３２６は、本実施形態では引張コイルバネとして構成され、一端が嵌合レバー３２４に取り付けられ、他端が蓋３側である回転支持部材３２１に取り付けられて、嵌合レバー３２４を常に蓋３側に引っ張るように作用する。

このような固定手段３２は、図３に示すように、蓋３を容器本体２に取り付けた状態で、回転部材３２２の嵌合部３２２ｃに回転装置を嵌合させ、回転部材３２２を軸心Ｓの回りに回転させる。回転部材３２２の一方の回転により移動部材３２３が回転部材３２２に沿って下方に移動し（図３中に実線で示す）、回転部材３２２の他方の回転により移動部材３２３が回転部材３２２に沿って上方に移動する（図３中に二点鎖線で示す）。

移動部材３２３が下方に移動する場合、嵌合レバー３２４の一端が下方に移動し、引張バネ３２６で下方に引っ張られつつ回転防止部材３２５で案内されて他端が軸心Ｓから離れるように外側に移動する。そして、移動した嵌合レバー３２４の楔状の他端が、容器本体２における胴フランジ２３の覆部２３ｂに設けられた楔穴２３ｃに挿通嵌合する。楔穴２３ｃは、その穴内の上面が外側に向かって下方に傾斜して形成されている。このため、嵌合レバー３２４は、他端が楔穴２３ｃの奥に入りきることになり、その後さらに移動部材３２３が下方に移動することで、蓋３を下方に押圧する作用が生じる。この結果、蓋３に設けられたシール部３１が、容器本体２における胴フランジ２３の胴フランジ部２３ａの上面に押し付けられ、容器本体２が密閉される。これにより、破損燃料容器１内に収容した破損燃料を、燃料プール１３２の冷却水から隔離して放射性物質の周辺環境への拡散放出を阻止し、燃料プール１３２の冷却水が放射性物質によって汚染されることを防止する。

また、移動部材３２３が上方に移動する場合、嵌合レバー３２４の一端が上方に移動し、引張バネ３２６で下方に引っ張られつつ回転防止部材３２５で案内されて他端が軸心Ｓに近づくように内側に移動する。そして、移動した嵌合レバー３２４の楔状の他端が、容器本体２における胴フランジ２３の覆部２３ｂに設けられた楔穴２３ｃから抜き出される。この結果、蓋３を容器本体２から外すことが可能になる。

このように、固定手段３２は、蓋３と容器本体２との嵌合を１動作により着脱自在に構成されている。

なお、嵌合レバー３２４は、円周４か所に設置した例を図示したが、これに限定されるものではなく、２か所以上、好ましくは３か所以上の適宜な数にすることができる。

図４は、本実施形態に係る破損燃料容器の他の例の一部平面図であり、図５は、本実施形態に係る破損燃料容器の他の例の一部拡大側断面図である。

図４および図５は、上述した固定手段３２において、嵌合レバー３２４の異なる構成を示す。図４および図５に示すように、嵌合レバー３２４は、その他端に楔部３２４ａが設けられている。楔部３２４ａは、嵌合レバー３２４の他端の先端となり、先を細くした楔状に形成されている。この楔部３２４ａは、嵌合レバー３２４の他端に対して側方から支持ピン３２４ｂにより挿通支持されることで、支持ピン３２４ｂを支点として上下方向に回転可能に設けられている。具体的には、楔部３２４ａは、基端側が支持ピン３２４ｂにより支持されていることで、重量バランスの偏った先端側が下方に向いて常に蓋３の上面に沿うように設けられている。

このような固定手段３２は、図５に示すように、蓋３を容器本体２に取り付けた状態で、回転部材３２２の嵌合部３２２ｃに回転装置を嵌合させ、回転部材３２２を軸心Ｓの回りに回転させる。回転部材３２２の一方の回転により移動部材３２３が回転部材３２２に沿って下方に移動し（図５中に実線で示す）、回転部材３２２の他方の回転により移動部材３２３が回転部材３２２に沿って上方に移動する（図５中に二点鎖線で示す）。

移動部材３２３が下方に移動する場合、嵌合レバー３２４の一端が下方に移動し、引張バネ３２６で下方に引っ張られつつ回転防止部材３２５で案内されて他端が軸心Ｓから離れるように外側に移動する。そして、移動した嵌合レバー３２４の楔部３２４ａの先端が、容器本体２における胴フランジ２３の覆部２３ｂに設けられた楔穴２３ｃに挿通嵌合する。楔穴２３ｃは、その穴内の上面が外側に向かって下方に傾斜して形成されている。このため、嵌合レバー３２４の楔部３２４ａは、他端が楔穴２３ｃの奥に入りきることになり、その後さらに移動部材３２３が下方に移動することで、蓋３を下方に押圧する作用が生じる。この結果、蓋３に設けられたシール部３１が、容器本体２における胴フランジ２３の胴フランジ部２３ａの上面に押し付けられ、容器本体２が密閉される。

また、移動部材３２３が上方に移動する場合、嵌合レバー３２４の一端が上方に移動し、引張バネ３２６で下方に引っ張られつつ回転防止部材３２５で案内されて他端が軸心Ｓに近づくように内側に移動する。そして、移動した嵌合レバー３２４の楔部３２４ａの先端が、容器本体２における胴フランジ２３の覆部２３ｂに設けられた楔穴２３ｃから抜き出される。この結果、蓋３を容器本体２から外すことが可能になる。

なお、図１、図３および図５においては、嵌合レバー３２４を下方に引っ張る手段として、嵌合レバー３２４と回転支持部材３２１のあいだに引張バネ３２６を取り付けた例を示したが、これに替えて支持ピン３２３ｃに回転バネ（例えば、ねじりコイルバネ：図は省略）を挿入し、一端をブラケット３２３ｂに差し込み、他端を嵌合レバー３２４に差し込むとするか、もしくは嵌合レバー３２４の自重により嵌合レバー３２４を下方に下げてもよい。また、嵌合レバー３２４の１箇所に替えて、胴フランジ２３の覆部２３ｂと、これに対面する蓋３の縁部に蝶番を取り付けることで、蝶番を回転軸とする回転扉型にすることもできる。

図６は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの側面図であり、図７は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの平面図であり、図８は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの底面図である。また、図９は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の平断面図であり、図１０は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図であり、図１１は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の平断面図である。また、図１２は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図であり、図１３は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の一部平面図である。また、図１４は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の斜視図である。また、図１５は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図であり、図１６は、本実施形態に係る破損燃料容器のバスケットの他の例の側断面図である。

バスケット４は、破損燃料容器１内で破損燃料を支持するものである。本実施形態において、バスケット４は、上述したＰＷＲ用燃料集合体１４０であって核燃料ペレットが離脱することがない破損燃料を支持するものと（図６〜図８または図１５、図１６参照）、ＢＷＲ用燃料集合体１５０であって核燃料ペレットが離脱することがない破損燃料を支持するものと（図９または図１５、図１６参照）、離脱した核燃料ペレットや核燃料デブリを支持するものと（図１０または図１４参照）が用意される。

図６〜図８に示すように、ＰＷＲ用燃料集合体１４０であって核燃料ペレットが離脱することがない破損燃料を支持するバスケット４（４Ａ）は、燃料止板４１と、ガイド４２とを有している。燃料止板４１は、破損燃料の下端を受けるもので、ＰＷＲ用燃料集合体１４０が燃料棒１４１を外形矩形状に束ねられているため、その外形に合わせて矩形状に形成されている。燃料止板４１は、貫通穴４１ａが形成されている。

ガイド４２は、上下方向に延在するように幅が細い長板状に形成され、その下端が燃料止板４１に固定されている。ガイド４２は、本実施形態では８本用いられ、２本ずつが燃料止板４１の１辺に対応した状態で板状の側端が燃料止板４１に固定されている。すなわち、ガイド４２は、２本ずつがＰＷＲ用燃料集合体１４０の矩形状の外形の１面に対応して、ＰＷＲ用燃料集合体１４０を囲むように配置されている。また、ガイド４２は、ＰＷＲ用燃料集合体１４０の全体が収まるように、その長さがＰＷＲ用燃料集合体１４０の長さを超える長さとされている。なお、ガイド４２の数は、破損燃料が収まる領域を形成すればよく、例えば、燃料止板４１の１辺に対して１本であってもよい。

また、バスケット４（４Ａ）は、容器本体２に対して着脱自在となる係止手段５が設けられている。図６〜図８に示す係止手段５は、ガイド４２の上端側に形成された係止穴５１ａとして形成されている。一方の容器本体２は、図１に示すように、係止手段５として、その上端側の内壁に、各ガイド４２に対応する取付ラグ５２が固定されている。取付ラグ５２は、係止穴５２ａが形成されている。そして、図１に示すように、ガイド４２の係止穴５１ａと、取付ラグ５２の係止穴５２ａとを合わせ、そこにボルト（図示せず）を通して締結することでバスケット４（４Ａ）が容器本体２に取り付けられる。この場合、燃料止板４１は、容器本体２の底フランジ２２から所定間隔を置いて配置される。また、ボルトを外せば、バスケット４（４Ａ）を容器本体２から取り外すことができる。

そして、バスケット４（４Ａ）が容器本体２に取り付けられた状態で、燃料プール１３２の冷却水中で容器本体２の上部開口からＰＷＲ用燃料集合体１４０の破損燃料が挿入される。ＰＷＲ用燃料集合体１４０の破損燃料は、各ガイド４２で囲まれる領域に挿通され、下部ノズル１４４が燃料止板４１の上面に乗って支持される。その後、容器本体２に蓋３を取り付けて容器本体２の上部開口を閉塞する。燃料止板４１の貫通穴４１ａは、ＰＷＲ用燃料集合体１４０の破損燃料に対して容器本体２内の冷却水を導く。なお、容器本体２内の冷却水は、燃料プール１３２の冷却水によって冷却される。

図９に示すように、ＢＷＲ用燃料集合体１５０であって核燃料ペレットが離脱することがない破損燃料を支持するバスケット４（４Ｂ）は、バスケット４Ａと構成は同じであるが、ＢＷＲ用燃料集合体１５０はＰＷＲ用燃料集合体１４０よりも外形が小さく、長さが長いため、燃料止板４１が小さく形成され、ガイド４２が長く形成されている。また、容器本体２は共通であるため、ＰＷＲ用燃料集合体１４０の破損燃料が収容できる内径とし、ＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料が収容できる長さ（高さ）とする。このバスケット４（４Ｂ）も、上述した係止手段５により容器本体２に対して着脱自在となる。

そして、バスケット４（４Ｂ）が容器本体２に取り付けられた状態で、燃料プール１３２の冷却水中で容器本体２の上部開口からＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料が挿入される。ＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料は、各ガイド４２で囲まれる領域に挿通され、下部タイプレート１５４が燃料止板４１の上面に乗って支持される。その後、容器本体２に蓋３を取り付けて容器本体２の上部開口を閉塞する。燃料止板４１の貫通穴４１ａは、ＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料におけるノーズピース１５８が挿入される。

図１０および図１１に示すように、核燃料ペレットや核燃料デブリを支持するバスケット４（４Ｃ）は、ガイド４３で構成されている。ガイド４３は、上下方向に延在するように幅が広い長板状に形成されている。ガイド４３は、本実施形態では４枚用いられ、２枚を平行とし、他の２枚に直交するように格子状に組み立てられている。このバスケット４（４Ｃ）も、上述した係止手段５により容器本体２に対して着脱自在となる。また、容器本体２に取り付けられたバスケット４（４Ｃ）は、その下端が容器本体２の底フランジ２２に当接される。なお、ガイド４３の数は、核燃料ペレットや核燃料デブリが収まる領域を形成すればよく、例えば、交差する２枚またはその他の枚数であってもよい。また、ガイド４３は、容器本体２の軸心Ｓから放射状に配置してもよい。

そして、バスケット４（４Ｃ）が容器本体２に取り付けられた状態で、燃料プール１３２の冷却水中で容器本体２の上部開口から核燃料ペレットや核燃料デブリが挿入される。挿入された核燃料ペレットや核燃料デブリは、ガイド４３で格子状に仕切られた容器本体２内の領域（本実施形態では９か所の領域）に細分して収容される。その後、容器本体２に蓋３を取り付けて容器本体２の上部開口を閉塞する。核燃料ペレットや核燃料デブリを細分して収容することで、これらが臨界に達する危険性を防ぐことが可能になる。

図１２および図１３は、係止手段の他の例を示す。この係止手段５は、バスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）にフック５３が形成され、容器本体２側に当該フック５３が掛かるハンガー５４が形成される。図１２および図１３では、バスケット４（４Ａ，４Ｂ）にフック５３を設けた形態を示している。図には明示しないが、バスケット４（４Ｃ）の場合、フック５３は、ガイド４３に形成される。

また、図１４に示すように、核燃料ペレットや核燃料デブリを支持するバスケット４（４Ｄ）は、有底で上部が開口する小箱として形成されている。このバスケット４（４Ｄ）は、その内部に核燃料ペレットや核燃料デブリが収納された状態で、バスケット４Ａを取り外した容器本体２内に重ねて配置される。なお、このバスケット４（４Ｄ）の内部は、仕切り板で複数個の空間に仕切ってもよい。また、バスケット４（４Ｄ）の１段あたりの数（平面配置数）は１個とするか、もしくは２個以上の複数個を配置することもできる。この場合においては、バスケット４（４Ｄ）は、１個あたりの広さを小さくするか、もしくは胴２１の中心から放射状に複数分割した扇形、あるいは中心に径の小さな小箱を置き、この周辺に複数の扇形小箱を放射状に組み合わせて用いてもよい。さらに、バスケット４（４Ｄ）は、矩形状としたうえでバスケット４（４Ａ）の燃料止板４１の上に重ねて配置してもよい。

このように、バスケット４（４Ｄ）は、有底で上部が開口する小箱として形成され、容器本体２の内部を小分けにして複数に区画することで、核燃料ペレットや核燃料デブリを適宜収容し支持することができるものである。

また、図１５および図１６に示すように、ＰＷＲ用燃料集合体１４０またはＢＷＲ用燃料集合体１５０であって核燃料ペレットが離脱することがない破損燃料を支持するバスケット４（４Ｅ）は、燃料止板４１が脚部４４で嵩上げされている。脚部４４は、筒状または矩形状に形成され、その側部に貫通穴４４ａが形成されている。また、脚部４４は、その下端に、底板４５が取り付けられている。

このバスケット４（４Ｅ）は、底板４５が容器本体２内で底フランジ２２に接触して配置される。この状態で、燃料プール１３２の冷却水中で容器本体２の上部開口からＰＷＲ用燃料集合体１４０の破損燃料が挿入される。ＰＷＲ用燃料集合体１４０の破損燃料は、下部ノズル１４４が燃料止板４１の上面に乗って支持される。その後、容器本体２に蓋３を取り付けて容器本体２の上部開口を閉塞する。燃料止板４１の貫通穴４１ａ、および脚部４４の貫通穴４４ａは、ＰＷＲ用燃料集合体１４０の破損燃料に対して容器本体２内の冷却水を導く。なお、容器本体２内の冷却水は、燃料プール１３２の冷却水によって冷却される。

一方、バスケット４（４Ｅ）が容器本体２内に配置された状態で、燃料プール１３２の冷却水中で容器本体２の上部開口からＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料が挿入される。ＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料は、下部タイプレート１５４が燃料止板４１の上面に乗って支持される。その後、容器本体２に蓋３を取り付けて容器本体２の上部開口を閉塞する。燃料止板４１の貫通穴４１ａは、ＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料におけるノーズピース１５８が挿入される。脚部４４の貫通穴４４ａは、ＢＷＲ用燃料集合体１５０の破損燃料に対して容器本体２内の冷却水を導く。なお、容器本体２内の冷却水は、燃料プール１３２の冷却水によって冷却される。

なお、バスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）は、当該バスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）を形成する材料に中性子吸収材が添加されていてもよい。バスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）を形成する材料としては、中性子吸収能力に優れるボロンおよび／またはガドリニウムを添加したステンレス鋼あるいはアルミニウム合金などがある。

図１７は、本実施形態に係る破損燃料容器の蓋の一部側断面図である。図１７および図２に示すように、蓋３は、覗き窓６が設けられている。覗き窓６は、蓋３に、上面側が小さく下面側が大きい径の貫通穴６ａが形成され、この貫通穴６ａの大きい径に透明または投光性を有する窓部６ｂが配置されている。窓部６ｂは、鉛ガラスまたは強化ガラスなどの透明ガラス、もしくは透明なポリカーボネートなどの合成樹脂製のものがある。窓部６ｂは、貫通穴６ａ内の上面との間に、環状のシールパッキン６ｃが配置され、下面側から環状の押付具６ｄがボルト６ｅで蓋３に締結されることで取り付けられる。シールパッキン６ｃは、容器本体２内の冷却水を外部に漏出させない。この覗き窓６を介し、燃料プール１３２の冷却水中に配置されている破損燃料容器１の内部を、ライト付きカメラなどにより燃料プール１３２の外側から観察することができる。

図１８は、本実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の一部側断面図であり、図１９は、本実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の一部側面図である。図１８、図１９および図２に示すように、容器本体２は、吊ピース７が設けられている。吊ピース７は、容器本体２における胴フランジ２３の覆部２３ｂの上端に固定されている。吊ピース７は、吊り下げ装置（図示せず）が挿通される挿通穴７ａが形成されている。この吊ピース７は、図２に示すように、容器本体２の軸心Ｓを挟んだ対向位置に少なくとも１対設けられている。

図２０は、本実施形態に係る破損燃料容器の蓋の一部側断面図である。図２０および図２に示すように、蓋３は、給水結合部８ａと、排水結合部８ｂとが設けられている。給水結合部８ａは、給水管（図示せず）が取り付けられるもので、逆止弁を内蔵している。すなわち、給水結合部８ａは、給水管を取り付けた場合に容器本体２の内外に通じる一方、給水管を外した場合に容器本体２の内外を隔離する。排水結合部８ｂは、排水管（図示せず）が取り付けられるもので、逆止弁を内蔵している。すなわち、排水結合部８ｂは、排水管を取り付けた場合に容器本体２の内外に通じる一方、排水管を外した場合に容器本体２の内外を隔離する。そして、容器本体２の上部開口を蓋３により閉塞した状態で、給水結合部８ａに給水管を取り付けるとともに、排水結合部８ｂに排水管を取り付けることで、容器本体２内の冷却水を外部に取り出したり、容器本体２内に冷却水を供給したりすることができる。これにより、容器本体２の上部開口を蓋３により閉塞した状態で、容器本体２内の冷却水をサンプリングしたり、容器本体２内の冷却水をきれいな冷却水に置換したり、容器本体２内の冷却水を循環させたりすることが可能になる。

図２１は、本実施形態に係る破損燃料容器の蓋の一部側断面図である。図２１および図２に示すように、蓋３は、安全弁９が設けられている。安全弁９は、容器本体２の上部開口を蓋３により閉塞した状態で、通常時は容器本体２の内外を隔離するが、容器本体２内に所定圧力が加わる場合に容器本体２の内外に通じる。これにより、破損燃料の崩壊熱による容器本体２内の圧力上昇により容器本体２および蓋３が破損する事態を防止することが可能になる。

図２２は、本実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の一部側面図であり、図２３は、本実施形態に係る破損燃料容器の容器本体の底面図である。また、図２４は、本実施形態に係る破損燃料容器が挿入される容器保管セルの一部側面図であり、図２５は、本実施形態に係る破損燃料容器が挿入される容器保管セルの平面図である。また、図２６および図２７は、本実施形態に係る破損燃料容器が挿入される容器保管セルの配置を示す平面図である。

図２２および図２３に示すように、容器本体２は、回転止手段１０が設けられている。回転止手段１０は、容器本体２の底フランジ２２の底面に形成されたピン１０ａとして構成されている。

図２４および図２５に示すように、本実施形態の破損燃料容器１は、燃料プール１３２の冷却水中にて保管される場合、容器保管セル１３４に挿入されて支持される。容器保管セル１３４は、上部が開口した筒状体であり、燃料貯蔵ラック１３３に立てた状態で燃料プール１３２の冷却水中に配置される。この容器保管セル１３４に破損燃料容器１の容器本体２が挿入される。容器保管セル１３４は、本実施形態の容器本体２が円筒形状であるため、これを挿入するために円筒形状に形成されている。容器保管セル１３４は、その下端から底上げされた位置に容器止板１３４ａが配置されている。また、容器保管セル１３４は、容器止板１３４ａの下側となる側部に、冷却水を通す切欠穴１３４ｂが形成され、容器止板１３４ａの上側となる側部に、冷却水を通すための切欠穴１３４ｃが形成されている。切欠穴１３４ｃは、その設置範囲（設置高さ）を容器本体２の底フランジ２２の高さ（厚さ）を超えない範囲とし、複数個を有している。この切欠穴１３４ｃの設置範囲の規定は、容器保管セル１３４を形成する材料に中性子吸収材が添加されている場合に起因し、中性子吸収性能を補完する。切欠穴１３４ｃは、容器保管セル１３４と容器本体２との間に冷却水を導くための有効な手段となる。また、容器保管セル１３４は、容器止板１３４ａの周縁に、冷却水を通すための切欠穴１３４ｄが形成されている。

回転止手段１０は、この容器保管セル１３４の容器止板１３４ａに形成されたピン挿入穴１０ｂとして構成されている。

回転止手段１０は、容器本体２を容器保管セル１３４に挿入し、容器本体２の底フランジ２２が容器保管セル１３４の容器止板１３４ａに当接した場合、容器本体２側のピン１０ａが容器止板１３４ａ側のピン挿入穴１０ｂに挿入され、容器保管セル１３４内で容器本体２が上下方向の軸心Ｓを中心とした回転を押さえるように配置されている。従って、図２２〜図２５に示すように、ピン１０ａおよびピン挿入穴１０ｂは、軸心Ｓを基準とした対称位置に１対ずつ配置されているが、軸心Ｓの位置を除いて１つずつであってもよい。

図２６に示すように、回転止手段１０を有さない場合、容器保管セル１３４内で容器本体２が上下方向の軸心Ｓを中心として回転するおそれがある。この場合、容器本体２に収容されている破損燃料（ＰＷＲ用燃料集合体１４０またはＢＷＲ用燃料集合体１５０）も容器本体２とともに軸心Ｓを中心に回転する。すると、隣接する各容器保管セル１３４に支持される各容器本体２の破損燃料は、その最小間隔Ｐ１が狭くなり、破損燃料同士の臨界安全性が低下するおそれがある。このため、隣接する容器保管セル１３４の間隔を大きくあける必要がある。

これに対し、図２７に示すように、回転止手段１０を有する場合、容器保管セル１３４内で容器本体２が上下方向の軸心Ｓを中心として回転することはない。この場合、容器本体２に収容されている破損燃料（ＰＷＲ用燃料集合体１４０またはＢＷＲ用燃料集合体１５０）も軸心Ｓを中心に回転しない。このため、隣接する各容器保管セル１３４に支持される各容器本体２の破損燃料は、その最小間隔Ｐ２が、破損燃料同士の臨界安全性を確保できる範囲に維持されることになる。この結果、隣接する容器保管セル１３４の間隔を大きくあける必要がなくなり、隣接する容器保管セル１３４の間隔を極力近づけることが可能になる。

図２８は、本実施形態に係る破損燃料容器の他の例の側断面図である。図２８に示す破損燃料容器１は、容器本体２の胴フランジ２３の外周面に雄ネジ部２３ｄが形成されている。蓋３は、容器本体２の胴フランジ２３の外周を覆うように下方に延在する覆部３３を有し、この覆部３３の内周面に雌ネジ部３３ａが形成されている。そして、容器本体２に蓋３を取り付ける場合、雄ネジ部２３ｄと雌ネジ部３３ａとを螺合させるように蓋３を軸心Ｓの回りに回転させる。

また、蓋３は、その上面にハンドル３４が設けられている。このハンドル３４は、蓋３を回転させる際の回転力伝達手段となり、かつ破損燃料容器１を吊り上げる際の吊ピースとなる。また、容器本体２の上端に対向する蓋３の下面の位置にシール部３１を設け、さらに容器本体２の胴フランジ２３の上面に対向する蓋３の覆部３３の下端にシール部３１を設けることで、二重の密封構造とし容器本体２の密封性を高める。なお、図２８においては、上述したバスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）、係止手段５、覗き窓６、給水結合部８ａ、排水結合部８ｂ、安全弁９、および回転止手段１０を省略している。

この破損燃料容器１では、容器本体２は、当該容器本体２を形成する材料に中性子吸収材が添加されている。容器本体２を形成する材料としては、中性子吸収能力に優れるボロンおよび／またはガドリニウムを添加したステンレス鋼あるいはアルミニウム合金などがある。また、蓋３は、当該蓋３を形成する材料に中性子吸収材が添加されていてもよい。蓋３を形成する材料としては、中性子吸収能力に優れるボロンおよび／またはガドリニウムを添加したステンレス鋼あるいはアルミニウム合金などがある。

図２９は、本実施形態に係る破損燃料容器の他の例の側断面図であり、図３０は、本実施形態に係る破損燃料容器の蓋の他の例の側断面図であり、図３１は、本実施形態に係る破損燃料容器の他の例の蓋の平面図であり、図３２は、本実施形態に係る破損燃料容器の他の例の蓋の一部拡大側断面図であり、図３３は、本実施形態に係る破損燃料容器の他の例の一部拡大側断面図である。

図２９に示す破損燃料容器１は、放射性物質が抜けきって、これ以上放出するおそれのない破損燃料を収容するためのものである。このため、この破損燃料容器１は、容器本体２を密封する必要がなく、上述したシール部３１を設けなくてもよい。また、図２９に示す破損燃料容器１は、容器本体２が有底の矩形筒状に形成されたもので、これに併せて蓋３も平面視矩形状（図３１参照）に形成されている。

この場合、容器本体２は、胴２１の上端部の少なくとも対向する部分に、吊工具（図示せず）を係合するための側穴２１ａが形成されている。また、蓋３は、図２９〜図３１に示すように、容器本体２の上端部の外周を覆うように下方に延在する覆部３３を有し、容器本体２に取り付けられた状態で側穴２１ａと合わさる位置に側穴３ａが形成されている。さらに、蓋３は、その上面に、容器本体２および蓋３の側穴２１ａ，３ａに吊工具の係合爪を挿通させるためのアクセス穴３ｂを有する。図には明示しないが、吊工具の係合爪は、アクセス穴３ｂに挿通され、容器本体２および蓋３の側穴２１ａ，３ａに係合される。このアクセス穴３ｂは、容器本体２内の破損燃料の所在を確認するための覗き窓も兼用する。なお、アクセス穴３ｂを閉止したい場合、図３２に示すように、蓋３の上板に閉止板１１を取り付ける。閉止板１１は、予め蓋３の下面に固定されているナット１１ａに対して上方からボルト１１ｂを螺合させることで蓋３に取り付けられる。閉止板１１を透明な材料とすることで、容器本体２内の破損燃料の所在を確認するための覗き窓となる。また、蓋３は、その上面にハンドル３４が設けられている。このハンドル３４は、蓋３を吊り上げる際の吊ピースとなる。なお、蓋３のアクセス穴３ｂおよび蓋３の側穴３ａには、フィルターを取り付けることもできる。この際の構造は、図３２に類似の構造とし、図３２における閉止板１１に替えてフィルターを取り付ける。

なお、図２９においては、上述したバスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）、係止手段５、給水結合部８ａ、排水結合部８ｂ、安全弁９、および回転止手段１０を省略している。また、破損燃料の崩壊熱が僅少であれば、給水結合部８ａ、排水結合部８ｂ、および安全弁９を設けず、破損燃料容器１の構造を簡素化することもできる。

この破損燃料容器１では、容器本体２は、当該容器本体２を形成する材料に中性子吸収材が添加されていてもよい。容器本体２を形成する材料としては、中性子吸収能力に優れるボロンおよび／またはガドリニウムを添加したステンレス鋼あるいはアルミニウム合金などがある。また、蓋３は、当該蓋３を形成する材料に中性子吸収材が添加されていてもよい。蓋３を形成する材料としては、中性子吸収能力に優れるボロンおよび／またはガドリニウムを添加したステンレス鋼あるいはアルミニウム合金などがある。

なお、図３３に示すように、蓋３の内側に返りのついた係止爪３ｃを設けるとともに、容器本体２の胴２１の上端部に係止爪３ｃが係止される係止穴２１ｂを設け、容器本体２と蓋３とを係合するように構成してもよい。

このように、本実施形態の破損燃料容器１は、破損燃料を収容した状態で燃料プール１３２の冷却水中に配置される破損燃料容器１において、破損燃料が挿入される上部開口が形成された有底筒状の容器本体２と、当該容器本体２の上部開口を閉塞する蓋３とを備え、少なくとも容器本体２を形成する材料に中性子吸収材が添加されている。

この破損燃料容器１によれば、容器本体２内の破損燃料における中性子を吸収することから、容器本体２内に収容された破損燃料の臨界安全性を高めることが可能になる。このため、燃料プール１３２の冷却水中において破損燃料が収容された複数の破損燃料容器１を、破損燃料同士の臨界安全性を考慮しつつ、破損燃料を極力近づけた状態で配置することが可能になる。この結果、燃料プール１３２の限られた領域内に、多くの破損燃料を保管することが可能になる。

また、本実施形態の破損燃料容器１は、蓋３により容器本体２の上部開口を閉塞した状態で容器本体２内を除ける覗き窓６を蓋３に設けることが好ましい。

この破損燃料容器１によれば、蓋３を外すことなく、覗き窓６から容器本体２内の破損燃料の所在を確認することが可能になる。この結果、破損燃料の所在を確認するたびに蓋３の取り付け取外しを必要としないため、作業コストを抑制することができる。また、蓋３を取り外す際に容器本体２内に生じる乱流によって、容器本体２内に留まっていた汚染水を外部に拡散させる事態を防ぐことができる。従来の破損燃料容器は、鋼材で形成されているため、容器本体および蓋が不透明であり、蓋を外さないと破損燃料の所在の確認ができなかった。

また、本実施形態の破損燃料容器１は、容器本体２内に破損燃料を支持するバスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）が設けられ、当該バスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）を容器本体２に対して着脱自在に設けることが好ましい。

この破損燃料容器１によれば、様々な形態の破損燃料に対応したバスケット４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）を容器本体２に対して着脱自在に設けることで、様々な形態の破損燃料であっても容器本体２および蓋３を共通化して収容することが可能になる。従来の破損燃料容器は、バスケットが容器本体内に溶接で固定されているため、様々な形態の破損燃料に対応した破損燃料容器１を用意しなければならなかった。具体的には、ＰＷＲ用燃料集合体１４０専用のものと、ＢＷＲ用燃料集合体１５０専用のものとを用意しなければならなかった。しかも、ＰＷＲ用燃料集合体１４０やＢＷＲ用燃料集合体１５０専用のものは、バスケットと容器本体２との隙間などに各燃料ペレットが引っ掛かってしまうので、各燃料ペレット専用のものも用意しなければならなかった。

また、本実施形態の破損燃料容器１は、蓋３を容器本体２に固定する固定手段３２が設けられ、当該固定手段３２は、蓋３と容器本体２との嵌合を１動作により着脱自在に構成されることが好ましい。

この破損燃料容器１によれば、蓋３が容器本体２に対して１動作で着脱されることから、蓋３の開閉の作業が容易となり、当該作業に掛かるコストを低減することが可能になる。従来の破損燃料容器は、容器本体の上部開口に設けられたフランジに対して蓋が複数のボルトで締結されているため、各ボルトを締めたり緩めたりしなければならず、蓋３の開閉の作業に手間がかかっていた。

また、本実施形態の破損燃料容器１は、燃料プール１３２の冷却水中に配置されて容器本体２を支持する容器保管セル１３４が設けられ、容器本体２の上下方向の軸心Ｓを中心とした回転を押さえる態様で容器本体２と容器保管セル１３４とを相互に嵌合する回転止手段１０を備えることが好ましい。

回転止手段１０を有さない場合、容器保管セル１３４に対して容器本体２が上下方向の軸心Ｓを中心として回転するおそれがある。この場合、容器本体２に収容されている破損燃料も容器本体２とともに軸心Ｓを中心に回転する。すると、隣接する各容器保管セル１３４に支持される各容器本体２の破損燃料は、その最小間隔Ｐ１が狭くなり、破損燃料同士の臨界安全性が低下するおそれがある。このため、隣接する容器保管セル１３４の間隔を大きくあける必要があった（図２６参照）。これに対し、本実施形態の破損燃料容器１は、回転止手段１０を有するため、容器保管セル１３４に対して容器本体２が上下方向の軸心Ｓを中心として回転することはない。この場合、容器本体２に収容されている破損燃料も軸心Ｓを中心に回転しない。このため、隣接する各容器保管セル１３４に支持される各容器本体２の破損燃料は、その最小間隔Ｐ２が、破損燃料同士の臨界安全性を確保できる範囲に維持されることになる。この結果、隣接する容器保管セル１３４の間隔を大きくあける必要がなくなり、隣接する容器保管セル１３４の間隔を極力近づけることが可能になる（図２７参照）。このように、本実施形態の破損燃料容器によれば、燃料プール１３２の限られた領域内に、多くの破損燃料を保管することが可能になる。

また、本実施形態の破損燃料容器１は、給水管を取り付けた場合に容器本体２の内外に通じる一方で給水管を外した場合に容器本体２の内外を隔離する給水結合部８ａと、排水管を取り付けた場合に容器本体２内に通じる一方で排水管を外した場合に容器本体２の内外を隔離する排水結合部８ｂとを、蓋３に配置することが好ましい。

この破損燃料容器によれば、容器本体２の上部開口を蓋３により閉塞した状態で、給水結合部８ａに給水管を取り付けるとともに、排水結合部８ｂに排水管を取り付けることで、容器本体２内の冷却水を外部に取り出したり、容器本体２内に冷却水を供給したりすることが可能になる。この結果、容器本体２の上部開口を蓋３により閉塞した状態で、容器本体２内の冷却水をサンプリングしたり、容器本体２内の冷却水をきれいな冷却水に置換したり、容器本体２内の冷却水を循環させたりすることが可能になる。

また、本実施形態の破損燃料容器１は、蓋３により容器本体２の上部開口を閉塞した状態で容器本体２内に所定圧力が加わる場合に容器本体２の内外に通じる安全弁９を、蓋３に配置することが好ましい。

この破損燃料容器１によれば、安全弁９は、容器本体２の上部開口を蓋３により閉塞した状態で、通常時は容器本体２の内外を隔離し、容器本体２内に所定圧力が加わる場合に容器本体２の内外に通じる。このため、破損燃料の崩壊熱による容器本体２内の圧力上昇により容器本体２および蓋３が破損する事態を防止することが可能になる。

ところで、上述した破損燃料容器１は、必ずしもＰＷＲ用燃料集合体１４０とＢＷＲ用燃料集合体１５０の兼用に限定されるものではなく、ＰＷＲ用燃料集合体１４０やＢＷＲ用燃料集合体１５０それぞれの専用容器としたうえで、バスケット４（４Ａ）を取外し可能としておき、原型を止めている燃料集合体１４０，１５０を収納するためのバスケット４（４Ａ）はもとより、バスケット４（４Ｃ）またはバスケット４（４Ｄ）に交換することで核燃料ペレットや核燃料デブリをも収納することが可能なものである。

１ 破損燃料容器
２ 容器本体
３ 蓋
４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ） バスケット
５ 係止手段
６ 覗き窓
８ａ 給水結合部
８ｂ 排水結合部
９ 安全弁
１０ 回転止手段
３１ シール部
３２ 固定手段
１３２ 燃料プール
１３４ 容器保管セル
１４０，１５０ 燃料
Ｓ 軸心

Claims (8)

1. 破損燃料を収容した状態で燃料プールの冷却水中に配置される破損燃料容器において、
   前記破損燃料が挿入される上部開口が形成された有底筒状の容器本体と、当該容器本体の前記上部開口を閉塞する蓋とを備え、少なくとも前記容器本体を形成する材料に中性子吸収材が添加されていることを特徴とする破損燃料容器。
2. 前記蓋により前記容器本体の上部開口を閉塞した状態で前記容器本体内を除ける覗き窓を前記蓋に設けることを特徴とする請求項１に記載の破損燃料容器。
3. 前記容器本体内に前記破損燃料を支持するバスケットが設けられ、当該バスケットを前記容器本体に対して着脱自在に設けることを特徴とする請求項１または２に記載の破損燃料容器。
4. 前記バスケットが、前記容器本体内を複数に小分けして区画するように、有底で上部が開口する小箱として形成され、前記容器本体内に複数設けられることを特徴とする請求項３に記載の破損燃料容器。
5. 前記蓋を前記容器本体に固定する固定手段が設けられ、当該固定手段は、前記蓋と前記容器本体との嵌合を１動作により着脱自在に構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の破損燃料容器。
6. 前記燃料プールの冷却水中に配置されて前記容器本体を支持する容器保管セルが設けられ、前記容器本体の上下方向の軸心を中心とした回転を押さえる態様で前記容器本体と前記容器保管セルとを相互に嵌合する回転止手段を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の破損燃料容器。
7. 給水管を取り付けた場合に前記容器本体の内外に通じる一方で前記給水管を外した場合に前記容器本体の内外を隔離する給水結合部と、排水管を取り付けた場合に前記容器本体内に通じる一方で前記排水管を外した場合に前記容器本体の内外を隔離する排水結合部とを、前記蓋に配置することを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の破損燃料容器。
8. 前記蓋により前記容器本体の上部開口を閉塞した状態で前記容器本体内に所定圧力が加わる場合に前記容器本体の内外に通じる安全弁を、前記蓋に配置することを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の破損燃料容器。

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