JP2016156716A - Spent fuel rack, nuclear power plant, and operation method of spent fuel rack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、より一層の耐震健全性を確保することができる高耐震の使用済燃料ラックおよび原子力発電プラントならびに使用済燃料ラックの運用方法に関するものである。 The present invention relates to a highly earthquake-resistant spent fuel rack and nuclear power plant capable of ensuring further earthquake-resistant soundness and a method for operating a spent fuel rack.
原子力発電プラントの原子炉建屋内には、圧力容器から取り出した使用済燃料を貯蔵しておく使用済燃料プールがあり、使用済燃料プールの底部には、使用済燃料を貯蔵する使用済燃料ラックが置かれている。使用済燃料プールを有効に利用するため、燃料ラックは狭い隙間で稠密に配置されている。 There is a spent fuel pool in the reactor building of the nuclear power plant that stores spent fuel taken out of the pressure vessel, and a spent fuel rack that stores spent fuel at the bottom of the spent fuel pool. Is placed. In order to effectively use the spent fuel pool, the fuel racks are densely arranged with a narrow gap.
この燃料ラックは使用済燃料を格納するセルと呼ばれる角管を数十本束ねた構造をしており、燃料ラック全体の断面形状は正方形もしくは長方形である。燃料ラックは燃料プールの基礎に対して底部がボルトで固定されている。燃料プールは水で満たされており、燃料ラックは水没した状態にある。 This fuel rack has a structure in which dozens of square tubes called cells for storing spent fuel are bundled, and the cross-sectional shape of the entire fuel rack is square or rectangular. The bottom of the fuel rack is bolted to the foundation of the fuel pool. The fuel pool is filled with water and the fuel rack is submerged.
巨大地震が近年多発しており、原子力発電プラントの耐震安全性をより一層確保することは重要な課題である。上述した燃料プールは原子炉建屋の上層階にあるため、建屋の振動増幅を受けて燃料ラックに加わる地震加速度はますます大きくなる。特に燃料ラックのセルすべてに燃料が格納されている場合、燃料ラック自体の質量が一番大きくなるため、大きな地震加速度を受けた場合に燃料ラック下部やボルトの応力が大きくなる可能性がある。 In recent years, huge earthquakes have occurred frequently, and it is an important issue to further ensure the seismic safety of nuclear power plants. Since the fuel pool described above is on the upper floor of the reactor building, the seismic acceleration applied to the fuel rack due to the vibration amplification of the building becomes larger. In particular, when fuel is stored in all the cells of the fuel rack, the mass of the fuel rack itself is the largest, and therefore, stress on the lower portion of the fuel rack and bolts may increase when subjected to a large earthquake acceleration.
これに対する技術としては以下のような文献が挙げられる。 The following documents can be cited as techniques for this.
燃料ラックをダンパで支持することにより耐震性を向上させる技術は、特許文献1に示されている。この特許文献1では、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な複数のセルを有し、下部が使用済燃料プールの底部に固定された使用済燃料ラックにて、使用済燃料プールの壁面と使用済燃料ラックの側面との間にダンパ装置を設けている。
A technique for improving the earthquake resistance by supporting the fuel rack with a damper is disclosed in
また、特許文献2には、使用済燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能なセル収納部を複数の脚部により使用済燃料プール内に載置可能に構成し、隣接する複数の使用済燃料ラック同士を複数のダンパ装置により連結する技術が示されている。
In
また、特許文献3には、保管物を収容する収容物を、保管容器の液体中に保管する保管構造であって、保管物を収容する複数の収容物がすべり架構の上に固定されており、このすべり架構の側面と保管容器の内壁面との間に付勢手段が設けられているとともに、収容物の側面それぞれに、その上端部を中心として揺動し得るように構成された平板が取り付けられている技術が示されている。
また、特許文献4には、燃料集合体が収納されるラックセルを多数格納するベースプレート及びセル格納部からなるラック本体部と、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る使用済燃料貯蔵ラックにおいて、ラック脚部が貯蔵ピットの床面に対して摺動可能にラック本体部を支持するとともに、少なくとも一つの燃料集合体が、上下方向に弾性を有する下部弾性部材及び上部弾性部材を介してラック本体部に支持され、下部弾性部材及び上部弾性部材の剛性が、燃料集合体の固有振動数が、ラック本体のロッキングによる固有振動数と一致するように調整されるようにした技術が示されている。
Further,
上述の特許文献1−4に記載のように、燃料ラックと燃料プール側壁との間にダンパを設けたり、燃料ラック同士をつなぎ合わせたり、動吸振器を設置して地震荷重を低減させる方法が提案されている。 As described in Patent Documents 1-4 above, there is a method for reducing a seismic load by providing a damper between a fuel rack and a fuel pool side wall, connecting fuel racks together, or installing a dynamic vibration absorber. Proposed.
しかし、特許文献1では、燃料プール側壁にダンパを固定する必要があり、建屋を改造することになるため、対策に多くの費用がかかる。また、特許文献2では、燃料ラック間の実際の隙間を考えると、ダンパを燃料ラックの間に設置することは困難である。その上、ダンパを取付けるために燃料ラックの外枠部に上方に開口する切欠部を設けて、ダンパの端部に設けた嵌合部と着脱する構造となっているが、燃料ラックの外枠部に切欠部を設けるほどの板厚はないため、実施困難である。また、特許文献3では、平板からなる制振装置は燃料ラックの外側面の上端部を中心として揺動するように設置されているため、狭い燃料ラック間に平板からなる制振装置を設置することは困難である。また、特許文献4では、制振する対象がラックの下部を固定しないフリースタンディングラックのロッキング振動であり、制振方向が鉛直方向であり、水平方向に対しては考慮されておらず、水平方向に地震荷重が付加された際に対して対処することが困難である。
However, in
このように、これらの特許文献1−4に記載された技術には、地震荷重が大きくなると、底部を固定された使用済燃料ラックの下部やボルトの応力が大きくなる可能性がある、という問題点がある。このため、より一層の耐震信頼性を確保するために使用済燃料ラックの地震応答を更に低減することが求められている。
As described above, in the techniques described in
本発明は、大きな地震入力に対しても地震応答を低減でき、耐震信頼性を増加させることができる使用済燃料ラックおよび原子力発電プラントならびに使用済燃料ラックの運用方法を提供する。 The present invention provides a spent fuel rack, a nuclear power plant, and a method for operating a spent fuel rack that can reduce seismic response even with a large earthquake input and can increase seismic reliability.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、使用済燃料を上方から挿入および抜き取り可能な複数のセルにより方形に構成された使用済燃料ラックであって、前記使用済燃料ラックの複数のセルのうち、任意のセルに挿入・抜き取り可能に構成された動吸振器を備え、この動吸振器は、外枠と、この外枠に対して一端が固定されたはりと、前記外枠に接しないように前記はりの前記外枠に固定された前記一端とは反対側の端部に設けられた先端質量とを有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
The present invention includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. To give an example, the present invention is a spent fuel rack configured in a rectangular shape by a plurality of cells into which spent fuel can be inserted and removed from above. A dynamic vibration absorber configured to be able to be inserted into and removed from an arbitrary cell among the plurality of cells of the spent fuel rack. The dynamic vibration absorber has an outer frame and one end with respect to the outer frame. A fixed beam and a tip mass provided at an end of the beam opposite to the one end that is fixed to the outer frame so as not to contact the outer frame.
本発明によれば、大きな地震入力に対しても使用済燃料ラックの地震応答を低減でき、耐震信頼性を増加させることができる。 According to the present invention, the seismic response of the spent fuel rack can be reduced even with a large seismic input, and seismic reliability can be increased.
以下に本発明の使用済燃料ラックおよび原子力発電プラントならびに使用済燃料ラックの運用方法の実施例を、図面を用いて説明する。 Embodiments of a spent fuel rack, a nuclear power plant, and a spent fuel rack operating method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<実施例1>
本発明の使用済燃料ラックおよび原子力発電プラントならびに使用済燃料ラックの運用方法の実施例1を、図1乃至図4を用いて説明する。ここでは簡単のため、燃料ラック4体が使用済燃料プール2に置かれている場合について説明する。
<Example 1>
A spent fuel rack, a nuclear power plant, and a spent fuel rack operating method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. Here, for simplicity, the case where four fuel racks are placed in the
図1は本発明に係る原子力発電プラントの概略構成図である。図2は燃料ラックが使用済燃料プールに置かれている場合の上面図である。図3は燃料ラックが使用済燃料プールに置かれている場合の側面図である。図4に片持ちはりタイプの動吸振器の側面図を示す。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant according to the present invention. FIG. 2 is a top view when the fuel rack is placed in the spent fuel pool. FIG. 3 is a side view when the fuel rack is placed in the spent fuel pool. FIG. 4 shows a side view of a cantilever type dynamic vibration absorber.
図1において、沸騰水型原子力発電プラント21は、大きくは原子炉建屋22とタービン建屋23とから構成されている。
In FIG. 1, the boiling water
原子炉建屋22の内部には原子炉圧力容器24(以下、圧力容器24という)が中心部に存在し、この圧力容器24は原子炉格納容器25で覆われている。
A reactor pressure vessel 24 (hereinafter referred to as a pressure vessel 24) exists in the center of the
タービン建屋23の内部にはタービン26が設けられ、このタービン26の回転により発電機27が回転するようになっている。タービン26の下方には復水器28が設けられている。
A
圧力容器24とタービン26の近傍とは主蒸気管29とで連結されている。また圧力容器24と復水器28とは戻り配管30で連結されている。復水器28には海水を循環するために海水循環配管31が取り付けられており、取水口31aから海水が取り込まれて復水器28を循環した後、散水口31bから海に戻される。
The
使用済燃料プール2は原子炉格納容器25の上方脇に設けられている。
The spent
つまり、沸騰水型原子力発電プラント21は圧力容器24内でウラン燃料が核分裂する際に発生する高温度を利用して水を沸騰させ、この沸騰によって発生する蒸気を主蒸気管30でタービン建屋23内のタービン26に送り込んでタービンを回転させる。回転するタービン26によって発電機27が回転して発電させるものである。
That is, the boiling water
タービン26の回転に使用した蒸気は復水器28で冷却されることによって凝縮されて水に戻り、戻り配管29によって再び圧力容器24内にもどされて蒸気として使用される。
The steam used for the rotation of the
さて、圧力容器24で使用したウラン燃料は約4年で使用済燃料として交換することになる。しかしウラン燃料は再生することで再びウラン燃料として使用することができる。そのため、使用済みとなったウラン燃料棒(以下、使用済燃料棒という)は使用済燃料プール2内において2年〜5年ほど保管されることになる。
Now, uranium fuel used in the
図2および図3において、使用済燃料を上方から挿入および抜き取り可能な複数のセル8により方形に構成された複数(本実施の形態では4つ)の使用済燃料ラック1は、側壁3により囲まれた使用済燃料プール2の底部(基礎)3aにボルト3b等により固定されて、使用済燃料プール2内に収められている。使用済燃料プール2は、冷却用の水により満たされており、複数の使用済燃料ラック1は、完全に水中に没するように配置されている。
2 and 3, a plurality of (four in this embodiment) spent
使用済燃料ラック1は、複数のセル8を縦横方向(図2における左右上下方向)に並べて構成されている。本実施の形態の使用済燃料ラック1においては、例えば、横方向(図2における左右方向)に10個、縦方向(図2における上下方向)に6個のセル8が並べられて構成されている場合について説明する。なお、使用済燃料ラック1に用いるセル8の数は上記に限られるものではなく、使用済燃料プール2の形状や大きさなど使用済燃料ラック1の設置環境に応じて適宜選択するものである。
The spent
図2において使用済燃料ラック1の4隅のセル8内に設置されている片持ちはりタイプの動吸振器4は、図4に示すように、外枠7と、この外枠7に対して固定された水平板9と、この水平板9に一端が固定されたことによって外枠7に対して固定された支持はり5と、外枠7に接しないように支持はり5の水平板9に固定された一端とは反対側の端部に設けられた先端質量6とから構成される。この動吸振器4は、使用済燃料ラック1と略同じ高さとなっており、使用済燃料ラック1の上端から突出しないような高さとなっている。
As shown in FIG. 4, the cantilever type
この片持ちはりタイプの動吸振器4は、使用済燃料ラック1内の任意のセル8に挿入したり、挿入されているセル8から引き抜いて別のセル8に移し変えたりすることが可能な構造となっている。
This cantilever type
支持はり5の断面は、図2に示すように長方形であり、長辺5bの方向と短辺5aの方向とで剛性が異なる。同様に、使用済燃料ラック1も長方形であり、長辺1bの方向と短辺1aの方向とで異なる固有振動数を持っている。片持ちはりタイプの動吸振器4の支持はり5の長辺5b方向の固有振動数は使用済燃料ラック1の長辺1b方向の固有振動数に同調させてあり、支持はり5の短辺5a方向の固有振動数は使用済燃料ラック1の短辺1a方向の固有振動数に同調させてある。これにより、使用済燃料ラック1の長辺方向と短辺方向の両方向をより効率的に制振することが可能としている。
The cross section of the
更に、動吸振器4を最も有効に働かせるために、動吸振器4の固有振動数を使用済燃料ラック1の固有振動数に同調させることが望ましい。すなわち、使用済燃料ラック1は使用済燃料がすべてのセル8に満杯に入っている場合が最も地震荷重が大きくなり、使用済燃料ラック1下部やボルト3bに発生する応力が厳しくなる。このため、動吸振器4の固有振動数は、動吸振器4を含めて使用済燃料がすべてのセル8に満杯に入っている場合の使用済燃料ラック1の固有振動数に同調するように設定することが望ましい。
Furthermore, in order to make the
ここで、使用済燃料ラック1と片持ちはりタイプの動吸振器4は水中にあるため、使用済燃料ラック1と片持ちはりタイプの動吸振器4は水の付加質量を考慮する必要がある。使用済燃料ラック1と片持ちはりタイプの動吸振器4の先端質量6の断面は長方形または正方形であり、使用済燃料ラック1の付加質量M1と片持ちはりタイプの動吸振器4の先端質量6の付加質量m1は以下の式で与えられる。
Here, since the spent
ここで、ρ:水の密度
M:使用済燃料ラック1の質量(使用済燃料ラック1のセル8内に使用済燃料を最大数挿入した状態)
m:動吸振器4の質量
a1:ラックの断面の振動方向と直交する辺長
b1:ラックの断面の振動方向と振動方向と直交する辺長の比で決まる定数
L1:ラックの高さ
a2:先端質量の断面の振動方向と直交する辺長
b2:先端質量の断面の振動方向と振動方向と直交する辺長の比で決まる定数
L2:先端質量の長さ
である。
Here, ρ: density of water M: mass of the spent fuel rack 1 (a state where the maximum number of spent fuel is inserted into the
m: Mass of the dynamic vibration absorber 4 a 1 : Side length orthogonal to the vibration direction of the rack cross section b 1 : Constant determined by the ratio of the vibration direction of the rack cross section and the side length orthogonal to the vibration direction L 1 : Rack height A 2 : Side length orthogonal to the vibration direction of the cross section of the tip mass b 2 : Constant determined by the ratio of the vibration direction of the cross section of the tip mass and the side length orthogonal to the vibration direction L 2 : Length of the tip mass.
使用済燃料ラック1と片持ちはりタイプの動吸振器4の質量比をμとすると、μは以下に示す式(3)によって求められる。
When the mass ratio between the spent
ここで、最適同調の条件は、以下に示す式(4)のように、 Here, the optimum tuning condition is as shown in the following equation (4):
また、動吸振器4の最適減衰比ζoptは、
The optimum damping ratio ζ opt of the
ここで、
K1:燃料ラックの短辺方向の剛性
K2:燃料ラックの長辺方向の剛性
k1:動吸振器のはりの短辺方向の剛性
k2:動吸振器のはりの長辺方向の剛性
c1:動吸振器のはりの短辺方向の減衰係数
c2:動吸振器のはりの長辺方向の減衰係数
Ωn:燃料ラックのn次固有振動数
ωn:動吸振器のn次固有振動数
ζn:動吸振器のn次振動モード減衰比
である。
here,
K 1 : Rigidity in the short side direction of the fuel rack K 2 : Rigidity in the long side direction of the fuel rack k 1 : Rigidity in the short side direction of the beam of the dynamic vibration absorber k 2 : Rigidity in the long side direction of the beam of the dynamic vibration absorber c 1 : Damping coefficient in the short side direction of the dynamic vibration absorber beam c 2 : Damping coefficient in the long side direction of the dynamic vibration absorber beam Ω n : n-order natural frequency of the fuel rack ω n : n-order vibration dynamic vibration absorber Natural frequency ζ n : n-order vibration mode damping ratio of the dynamic vibration absorber.
このうち、Ωnは式(6)、ωnは式(7)、ζnは式(8)によって求められる。 Of these, Ω n is obtained by equation (6), ω n is obtained by equation (7), and ζ n is obtained by equation (8).
従って、動吸振器4の固有振動数は、式(4)に示す最適同調の条件を満足するように設定することが望ましい。動吸振器4の減衰比は最適減衰比に設定するのは困難であり、水中にあることによる粘性減衰による減衰比となる。
Therefore, it is desirable to set the natural frequency of the
ここで、使用済燃料ラック1と動吸振器4との質量比は5%程度必要であるので、動吸振器4の1個の質量でこの値が満足できない場合は、複数個の動吸振器4が必要となる。
Here, since the mass ratio between the spent
使用済燃料が使用済燃料ラック1のセル8の中に長辺方向と短辺方向の中心軸に対して対称となるように入っている場合は、使用済燃料ラック1の振動モードは長辺1b方向または短辺1a方向に振れるモードとなり、ねじれの振動モード等は生じない。従って、動吸振器4を有効に働かせるためには、使用済燃料ラック1の振動モードは長辺1b方向または短辺1a方向に振れるモードである必要があるため、複数個の動吸振器4を用いる場合は、動吸振器4を使用済燃料ラック1の長辺方向と短辺方向の中心軸に対して対称に配置することが望ましい。図2および図3では、必要な動吸振器4の数が4つで、使用済燃料ラック1の4隅に配置した例を示している。
When the spent fuel enters the
次に、本実施例の効果について説明する。 Next, the effect of the present embodiment will be described.
上述のように、本実施例では、使用済燃料ラック1の地震応答を低減するために、使用済燃料ラック1の各セル8内に動吸振器4を設置する。動吸振器4は使用済燃料ラック1の任意のセル8内に挿入・引き抜き可能なように片持ちはりタイプとした。
As described above, in this embodiment, the
よって、大きな地震入力に対しても地震応答を低減できるため、底部を固定された燃料ラック1の下部やボルト3bに発生する応力を小さくすることができ、耐震信頼性を増加させることができるという効果がある。そのうえ、使用済燃料ラック1や燃料プール2の改造を必要とせずに対応することができ、使用済燃料ラック1の板厚や使用済燃料ラック1間の距離、使用済燃料プール2の構造によらず使用済燃料ラック1の耐震性を多額の費用をかけることなく簡易に向上させることができる、との効果も奏する。
Therefore, since the earthquake response can be reduced even for a large earthquake input, the stress generated in the lower part of the
また、支持はり5の断面形状を長方形とし、動吸振器4の水平2方向の固有振動数を使用済燃料ラック1の長辺1bと短辺1a方向の水平方向の固有振動数と同調させたことによって、使用済燃料ラック1の長辺1b、短辺1aの水平2方向の振動をより効率的に低減することができ、耐震信頼性をより確実に増加させることができる。
Further, the cross-sectional shape of the
<実施例2>
本発明の使用済燃料ラックおよび使用済燃料ラックの運用方法の実施例2を図5および図6を用いて説明する。図1乃至図4と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施例においても同様とする。
<Example 2>
図5および図6は本発明を実施するための別の形態の燃料ラック1が4体、使用済燃料プール2に置かれている場合の上面図である。
FIGS. 5 and 6 are top views when four
動吸振器の数が4つの場合で説明すると、図5、図6に示すように、使用済燃料ラック1の4隅ではなく、使用済燃料ラック1の長辺1b方向と短辺1a方向の中心軸に対して対称となるように動吸振器4を配置することができる。
In the case where the number of the dynamic vibration absorbers is four, as shown in FIGS. 5 and 6, the
このように、使用済燃料ラック1の長辺1b方向と短辺1a方向の中心軸に対して対称となるように動吸振器4を配置することでも、前述した使用済燃料ラックおよび使用済燃料ラックの運用方法の実施例1と同様の効果を得ることができる。
As described above, the above-described spent fuel rack and spent fuel can also be arranged by arranging the
また、動吸振器4の数が2つや4つ以上であっても、上記と同様の考え方で動吸振器4を配置することで、同様の効果を得ることができる。
Even if the number of the
<実施例3>
本発明の使用済燃料ラックおよび使用済燃料ラックの運用方法の実施例3を説明する。
<Example 3>
実施例1でも記載したように、使用済燃料ラック1は、格納した使用済燃料の体数が多いほど使用済燃料ラック1全体の質量は大きくなる。そのため、質量が大きいほど地震慣性力を受けたとき荷重が大きくなり、使用済燃料ラック1の下部を固定した場合、使用済燃料ラック1下部やボルト3bの応力が厳しくなる。
As described in the first embodiment, as the spent
上述の実施例に記載されたような動吸振器4を用いて使用済燃料ラック1の水平方向の振動を制振する場合、使用済燃料ラック1の固有振動数に動吸振器4の固有振動数を同調させることが望ましいが、使用済燃料ラック1に格納されている使用済燃料の体数によって使用済燃料ラック1の固有振動数は異なる。
In the case where the vibration in the horizontal direction of the spent
このため、動吸振器4を用いる場合は、1つの使用済燃料ラック1に格納する使用済燃料の体数は、なるべくどのような状態にあっても同じ体数とすることが望ましい。
For this reason, when the
ここで、格納した使用済燃料の体数が多い方が使用済燃料ラック1下部やボルト3bの応力が厳しくなるため、動吸振器4を含めて最大数の使用済燃料をできるだけ1つの使用済燃料ラック1で格納するようにする。
Here, since the stress of the lower part of the spent
また、上述のように、使用済燃料や動吸振器4は、使用済燃料ラック1の振動モードが長辺方向と短辺方向にきれいに分かれてねじりの振動モードが生じないように、長辺方向や短辺方向の中心軸に対して対象となるように配置することが望ましい。
In addition, as described above, the spent fuel and the
これらのことを考慮すると、使用済燃料ラック1を複数用いて使用済燃料を保管する場合は、使用済燃料ラック1への使用済燃料の格納をできるだけ多くなるよう管理し、余った使用済燃料は別の使用済燃料ラック1に少なめに格納するように運用することが望ましい。すなわち、使用済燃料を複数の使用済燃料ラック1に均等に配置せずに、ある使用済燃料ラック1にできるだけ多くの使用済燃料を挿入し、全てのセル8が埋まった後に次の使用済燃料ラック1のセル8に使用済燃料を挿入するよう使用済燃料を保管する。
In consideration of these matters, when storing spent fuel using a plurality of spent
なお、格納する使用済燃料の体数が少ない使用済燃料ラック1においては、地震による荷重も小さいために動吸振器4は必ずしも必要でない。
In the spent
本発明の使用済燃料ラックおよび使用済燃料ラックの運用方法の実施例3においても、前述した使用済燃料ラックおよび使用済燃料ラックの運用方法の実施例1とほぼ同様な効果が得られる。 In the third embodiment of the spent fuel rack and the spent fuel rack operation method of the present invention, the same effects as those of the spent fuel rack and the spent fuel rack operation method described above in the first embodiment can be obtained.
また、使用済燃料を複数の使用済燃料ラック1に均等に配置せずに、ある使用済燃料ラック1に最大数使用済燃料を挿入した後に次の使用済燃料ラック1のセル8に使用済燃料を挿入するよう使用済燃料を保管することにより、動吸振器4の効果を最大限に生かしながら、大きな地震入力に対しても地震応答を低減でき、耐震信頼性を増加させることができる。
Further, the spent fuel is not evenly arranged in the plurality of spent
<その他>
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
<Others>
In addition, this invention is not limited to said Example, Various modifications are included. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
例えば、実施例1,2では、使用済燃料ラックのセル数が長辺方向および短辺方向が偶数の場合について説明したが、セル数が奇数であっても、使用済燃料ラック1の長辺1b方向の中心軸に対して軸対称と、および短辺1a方向の中心軸に対して軸対称となるように動吸振器4を挿入・抜き取りすることが望ましい。
For example, in the first and second embodiments, the case where the number of cells of the spent fuel rack is an even number in the long side direction and the short side direction has been described. However, even if the number of cells is an odd number, the long side of the spent
また、使用済燃料ラックが正方形の場合であっても、実施例1,2の場合と同様に、支持はり5の辺の固有振動数を使用済燃料ラック1の辺の固有振動数に同調させ、また使用済燃料ラック1の各辺の中心軸に対して軸対称になるように動吸振器4を挿入・抜き取りすることが望ましい。
Even if the spent fuel rack is square, the natural frequency of the side of the
1…使用済燃料ラック、
1a…使用済燃料ラックの短辺、
1b…使用済燃料ラックの長辺、
2…使用済燃料プール、
3…燃料プール側壁、
3a…底部(基礎)、
3b…ボルト、
4…片持ちはりタイプの動吸振器、
5…支持はり、
5a…はりの短辺、
5b…はりの長辺、
6…先端質量、
7…外枠、
8…セル、
9…水平板、
21…沸騰水型原子力発電プラント。
1 ... spent fuel rack,
1a: The short side of the spent fuel rack,
1b: long side of spent fuel rack,
2 ... spent fuel pool,
3 ... Fuel pool side wall,
3a ... bottom (basic),
3b ... bolts,
4 ... Cantilever type dynamic vibration absorber,
5 ... Support beam,
5a ... The short side of the beam,
5b ... Long side of beam,
6 ... tip mass,
7 ... Outer frame,
8 ... cell,
9 ... Horizontal plate,
21 ... Boiling water nuclear power plant.
Claims (9)
前記使用済燃料ラックの複数のセルのうち、任意のセルに挿入・抜き取り可能に構成された動吸振器を備え、
この動吸振器は、外枠と、この外枠に対して一端が固定されたはりと、前記外枠に接しないように前記はりの前記外枠に固定された前記一端とは反対側の端部に設けられた先端質量とを有する
ことを特徴とした使用済燃料ラック。 A spent fuel rack configured in a rectangular shape by a plurality of cells into which spent fuel can be inserted and removed from above,
A dynamic vibration absorber configured to be inserted / removed into / from an arbitrary cell among the plurality of cells of the spent fuel rack;
The dynamic vibration absorber includes an outer frame, a beam having one end fixed to the outer frame, and an end opposite to the one end fixed to the outer frame so as not to contact the outer frame. A spent fuel rack characterized by having a tip mass provided in the section.
前記使用済燃料ラックが長方形であるときは、前記はりの水平方向断面を長方形とする
ことを特徴とした使用済燃料ラック。 The spent fuel rack according to claim 1,
When the spent fuel rack is rectangular, the horizontal section of the beam is rectangular.
前記はりの長辺方向の固有振動数を前記使用済燃料ラックの長辺方向の固有振動数に同調させ、前記はりの短辺方向の固有振動数を前記使用済燃料ラックの短辺方向の固有振動数に同調させる
ことを特徴とした使用済燃料ラック。 The spent fuel rack according to claim 2,
The natural frequency in the long side direction of the beam is tuned to the natural frequency in the long side direction of the spent fuel rack, and the natural frequency in the short side direction of the beam is adjusted to the natural frequency in the short side direction of the spent fuel rack. A spent fuel rack that is tuned to the frequency.
前記動吸振器は、前記使用済燃料を前記使用済燃料ラックの各辺の中心軸に対して対称となるように挿入・抜き取りされた
ことを特徴とした使用済燃料ラック。 The spent fuel rack according to claim 1,
The spent fuel rack, wherein the dynamic vibration absorber is inserted and removed so that the spent fuel is symmetrical with respect to a central axis of each side of the spent fuel rack.
前記はりの固有振動数を、前記使用済燃料ラックの前記セル内に前記使用済燃料を最大数挿入した状態の固有振動数に同調させる
ことを特徴とした使用済燃料ラック。 The spent fuel rack according to claim 1,
The spent fuel rack, wherein a natural frequency of the beam is tuned to a natural frequency in a state where a maximum number of the spent fuel is inserted into the cell of the spent fuel rack.
ことを特徴とした原子力発電プラント。 A nuclear power plant comprising the spent fuel rack according to claim 1.
動吸振器は、外枠と、この外枠に対して一端が固定されたはりと、前記外枠に接しないように前記はりの前記外枠に固定された前記一端とは反対側の端部に設けられた先端質量とを有する動吸振器を、前記使用済燃料ラックの複数のセルのうち、任意のセルに挿入・抜き取りする
ことを特徴とした使用済燃料ラックの運用方法。 A method for operating a spent fuel rack configured in a rectangular shape by a plurality of cells in which spent fuel can be inserted and removed from above,
The dynamic vibration absorber includes an outer frame, a beam having one end fixed to the outer frame, and an end portion of the beam opposite to the one end fixed to the outer frame so as not to contact the outer frame. A method for operating a spent fuel rack, comprising: inserting and removing a dynamic vibration absorber having a tip mass provided in a plurality of cells of the spent fuel rack into an arbitrary cell.
前記はりの固有振動数を、前記使用済燃料ラックの前記セル内に前記使用済燃料を最大数挿入した状態の固有振動数に同調させる
ことを特徴とした使用済燃料ラックの運用方法。 The method for operating a spent fuel rack according to claim 7,
A method of operating a spent fuel rack, wherein the natural frequency of the beam is tuned to a natural frequency of a state in which a maximum number of the spent fuel is inserted into the cell of the spent fuel rack.
前記使用済燃料ラックを複数用いて前記使用済燃料を保管する場合は、前記使用済燃料を前記複数の使用済燃料ラックに均等に配置せずに、前記使用済燃料ラックに最大数使用済燃料を挿入した後に次の使用済燃料ラックに使用済燃料を挿入する
ことを特徴とした使用済燃料ラックの運用方法。 The method for operating a spent fuel rack according to claim 8,
When storing the spent fuel by using a plurality of the spent fuel racks, a maximum number of spent fuel is not disposed in the spent fuel racks evenly. A method for operating a spent fuel rack, comprising inserting spent fuel into the next spent fuel rack after inserting
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03117745A (en) * | 1989-09-29 | 1991-05-20 | Toshiba Corp | Dynamic oscillation absorber |
US5384813A (en) * | 1993-03-05 | 1995-01-24 | Ionics, Inc. | Highly damped storage rack for nuclear fuel assemblies |
JP2004028939A (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Earthquake-resistant device for cask |
JP2005090739A (en) * | 2003-08-12 | 2005-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibrating damping device |
JP2005344452A (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Kanazawa Inst Of Technology | Vibration control device, vibration control method, and long-sized structure |
JP2005351366A (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Komai Tekko Kk | Plate spring type dynamic vibration damper |
JP2011095043A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Storage structure |
JP2013156044A (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Spent fuel storage rack |
JP2014141314A (en) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Shimizu Corp | Vibration control structure of rack warehouse and vibration damping method of existing rack warehouse |
-
2015
- 2015-02-25 JP JP2015034934A patent/JP6484065B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03117745A (en) * | 1989-09-29 | 1991-05-20 | Toshiba Corp | Dynamic oscillation absorber |
US5384813A (en) * | 1993-03-05 | 1995-01-24 | Ionics, Inc. | Highly damped storage rack for nuclear fuel assemblies |
JP2004028939A (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Earthquake-resistant device for cask |
JP2005090739A (en) * | 2003-08-12 | 2005-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibrating damping device |
JP2005344452A (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Kanazawa Inst Of Technology | Vibration control device, vibration control method, and long-sized structure |
JP2005351366A (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Komai Tekko Kk | Plate spring type dynamic vibration damper |
JP2011095043A (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Storage structure |
JP2013156044A (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Spent fuel storage rack |
JP2014141314A (en) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Shimizu Corp | Vibration control structure of rack warehouse and vibration damping method of existing rack warehouse |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019203862A (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 株式会社東芝 | Nuclear fuel storage rack and method of suppressing vibration of nuclear fuel storage rack |
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