JP2017116504A

JP2017116504A - 燃料貯蔵ピット用制御棒集合体

Info

Publication number: JP2017116504A
Application number: JP2015255165A
Authority: JP
Inventors: 千博西▲崎▼; Chihiro Nishizaki; 賢治高野; Kenji Takano; 原田　康弘; Yasuhiro Harada; 康弘原田; 大介左藤; Daisuke Sato; 和裕服部; Kazuhiro Hattori; 伸英鈴木; Nobuhide Suzuki; 聖平山; Sei Hirayama; 徹也杉村; Tetsuya Sugimura
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2017-06-29

Abstract

【課題】燃料貯蔵ピット用制御棒集合体において、核燃料の貯蔵における安全性の向上を図る。
【解決手段】矩形状をなして複数の貫通孔７２が形成される支持板６１と、基端部が支持板６１における一方の平面部の中心位置に連結される支持ロッド６２と、支持ロッド６２の他端部に連結されて支持板６１に略平行をなす吊り棒６３と、支持板６１における他方の平面部側に装着されて中性子吸収材が充填される複数の制御棒６５とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉で使用する核燃料を燃料貯蔵ピットへ一時的に貯蔵する時に使用される燃料貯蔵ピット用制御棒集合体に関するものである。

原子力発電プラントの一つとして、加圧水型原子炉を有するプラントがあり、この加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及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るものであり、この蒸気をタービン発電機へ送って発電することができる。

このような原子力発電プラントは、原子炉建屋に燃料貯蔵ピットが設けられており、この燃料貯蔵ピットは、燃料プール内に複数の燃料を立てた状態で収納可能な燃料ラックが設置されて構成されている。そのため、燃料貯蔵ピットは、原子炉装荷前の新燃料や原子炉内の使用済燃料などを取り出して燃料ラック内に一時的に貯蔵可能であり、また、燃料ラック内に貯蔵された使用済燃料や新燃料を原子炉内に装荷可能となっている。

ところで、新燃料や原子炉内の使用済燃料は、燃料ラックに収納された状態で、燃料プールに貯留された冷却水に浸漬された状態で維持されている。このような技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

特開２０１３−１９５１６４号公報

従来の燃料貯蔵ピットでは、使用済燃料を燃料プール内の冷却水に浸漬することで、冷却すると共に、核分裂連鎖反応が定常的に持続する臨界を阻止している。ところが、地震などで燃料プールが破損し、燃料プールから冷却水が漏洩すると、燃料貯蔵ピットに貯蔵されている燃料が臨界に至る可能性が生じ、安全性を担保することが困難となる。

本発明は上述した課題を解決するものであり、核燃料の貯蔵における安全性の向上を図る燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体は、燃料貯蔵ピットに収納される燃料集合体に対して挿入される燃料貯蔵ピット用制御棒集合体において、矩形状をなして複数の貫通孔が形成される支持板と、基端部が前記支持板における一方の平面部の中心位置に連結される支持ロッドと、前記支持ロッドの他端部に連結されて前記支持板に略平行をなす吊り具と、前記支持板における他方の平面部側に装着されて中性子吸収材が充填される複数の制御棒と、を備えることを特徴とするものである。

従って、支持板と支持ロッドと吊り具と複数の制御棒により燃料貯蔵ピット用制御棒集合体が構成されることで、構造の簡素化、軽量化、低コスト化を図ることができると共に、この燃料貯蔵ピット用制御棒集合体が装荷された核燃料を燃料貯蔵ピットに配置することで、この核燃料の未臨界状態を維持することができ、核燃料の貯蔵における安全性の向上を図ることができる。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記吊り具は、上面が平面形状をなすことを特徴としている。

従って、吊り具の上面を平面形状とすることで、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体が装荷された核燃料を燃料貯蔵ピットに配置したとき、上方へ突出するものがなくなり、燃料貯蔵ピットに対する核燃料の出し入れを容易に行うことができる。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記支持板は、前記燃料貯蔵ピットに収納される燃料集合体に当接して鉛直方向の位置決めがなされることを特徴としている。

従って、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を上方から燃料集合体に挿入するとき、支持板がこの燃料集合体に当接して鉛直方向の位置決めがなされることとなり、燃料集合体に対して燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を適正位置に容易に位置決めすることができる。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記支持ロッドと前記吊り具は、前記複数の制御棒の長手方向に移動自在に連結され、前記支持板と前記吊り具とが離間する方向に付勢する付勢部材が設けられることを特徴としている。

従って、吊り具を用いて燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を上方から燃料集合体に挿入し、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体が燃料集合体に当接して鉛直方向の位置決めがなされるとき、制御棒に対して吊り具が付勢部材を圧縮して相対移動することとなり、制御棒と燃料集合体との当接によるショックを軽減することができる。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記支持ロッドと前記吊り具は、移動不能に連結されることを特徴としている。

従って、支持ロッドと吊り具を移動不能に連結することで、構造の簡素化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記制御棒は、中空管内に銀とインジウムとカドミウムの合金が充填されて構成されることを特徴としている。

従って、制御棒により中性子を適正に吸収して核燃料の未臨界状態を十分に維持することができる。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記制御棒は、中空管内に炭化ホウ素が充填されて構成されることを特徴としている。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記制御棒は、中空管内に炭化ホウ素と酸化アルミニウムとが充填されて構成されることを特徴としている。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記制御棒は、中空管内にホウケイ酸ガラスが充填されて構成されることを特徴としている。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、前記制御棒は、中空管内にハフニウムが充填されて構成されることを特徴としている。

本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体によれば、支持板と支持ロッドと吊り具と複数の制御棒により構成することで、構造の簡素化、軽量化、低コスト化を図ることができると共に、燃料貯蔵ピットに収納される核燃料の未臨界状態を維持することができ、核燃料の貯蔵における安全性の向上を図ることができる。

図１は、第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を表す正面図である。図２は、第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を表す平面図である。図３は、原子力発電プラントを表す概略構成図である。図４は、原子炉建屋を表す概略図である。図５は、第２実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を表す正面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る燃料貯蔵ピット用制御棒集合体の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図３は、原子力発電プラントを表す概略構成図、図４は、原子炉建屋を表す概略図である。

第１実施形態の原子力発電プラントに適用された原子炉は、軽水を原子炉冷却材及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加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図３に示すように、原子炉格納容器１１内には、加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは冷却水配管１４，１５を介して連結されており、冷却水配管１４に加圧器１６が設けられ、冷却水配管１５に冷却水ポンプ１７が設けられている。この場合、減速材及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１６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１２にて、核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軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１６により所定の高圧に維持された状態で冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高温高圧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１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。

蒸気発生器１３は、原子炉格納容器１１の外部に設けられたタービン１８及び復水器１９と冷却水配管２０，２１を介して連結されており、冷却水配管２１に給水ポンプ２２が設けられている。また、タービン１８には発電機２３が接続され、復水器１９には冷却水（例えば、海水）を給排する取水管２４及び排水管２５が連結されている。従って、蒸気発生器１３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２０を通してタービン１８に送られ、この蒸気によりタービン１８を駆動して発電機２３により発電を行う。タービン１８を駆動した蒸気は、復水器１９で冷却された後、冷却水配管２１を通して蒸気発生器１３に戻される。

このように構成された原子力発電プラントの原子炉格納容器１１は、図４に示すように、原子炉建屋３１内に収容されている。原子炉建屋３１は、岩盤などの堅固な地盤３２上に設置されており、鉄筋コンクリートなどにより内部に複数のコンパートメントが区画され、中央部に原子炉格納容器１１が設置されている。そして、原子炉格納容器１１は、内部にコンクリート構造物３３が形成され、このコンクリート構造物３３により加圧水型原子炉１２が垂下して支持され、下方に位置してキャビティ３４が画成されている。

また、原子炉建屋３１は、原子炉格納容器１１に隣接して燃料取扱建屋３５が設置され、この燃料取扱建屋３５内に燃料貯蔵ピット３６が設けられている。この燃料貯蔵ピット３６は、燃料プール３７と、この燃料プール３７の内部に設置される燃料ラック３８とから構成されている。燃料ラック３８は、加圧水型原子炉１２で使用された使用済の核燃料、または、これから加圧水型原子炉１２で使用する新しい核燃料を一時的に貯蔵するものである。燃料プール３７は、冷却水が貯留されており、燃料ラック３８に貯蔵された核燃料は、この燃料プール３７内の冷却水に浸漬されて冷却される。ここで、核燃料とは、燃料集合体である。

また、原子炉建屋３１にて、原子炉格納容器１１内に天井クレーン３９が設けられると共に、オペレーションフロアに移動式クレーン４０が設けられている。一方、燃料取扱建屋３５に天井クレーン４１が設けられている。燃料取扱設備は、この天井クレーン３９と移動式クレーン４０と天井クレーン４１により構成され、加圧水型原子炉１２と燃料貯蔵ピット３６との間で燃料の搬送を行うことができる。

そして、加圧水型原子炉１２で使用される核燃料は、所定の使用期間が経過すると、燃料貯蔵ピット３６における燃料プール３７内の燃料ラック３８に取出される。このとき、作業者は、燃料取扱設備（各クレーン３９，４０，４１）を作動することで、加圧水型原子炉１２内の核燃料を燃料ラック３８に搬送する。

炉心を構成する燃料集合体は、複数の燃料棒が複数のグリッド（支持格子）により格子状に束ねられ、上端部に上部ノズルが固定される一方、下端部に下部ノズルが固定されて構成されている。燃料集合体は、複数の燃料棒の間に複数の制御棒が挿入可能となっている。複数の制御棒は、上端部がまとめられて制御棒集合体が構成されている。そのため、原子炉では、燃料棒を構成する原子燃料が核分裂することで中性子を放出し、減速材及び一次冷却水としての軽水が、放出された高速中性子の運動エネルギを低下させて熱中性子とし、新たな核分裂を起こしやすくすると共に、発生した熱を奪って冷却する。一方、制御棒集合体により制御棒を燃料集合体に挿入することで、炉心内で生成される中性子数を調整し、また、制御棒を燃料集合体に全て挿入することで、原子炉を停止することができる。

上述したように、燃料貯蔵ピット３６では、使用済の核燃料が燃料ラック３８に収納され、この燃料ラック３８が燃料プール３７内に設置されている。そのため、使用済の核燃料は、冷却水に浸漬して冷却されると共に、発生する中性子が冷却水により減速され、吸収されることで未臨界状態が維持されている。ところが、地震などで燃料プール３７が破損し、この燃料プール３７から冷却水が漏洩すると、使用済の核燃料を冷却することができず、また、臨界への到達を未然に防止することが困難となる可能性が生じる。

そこで、本実施形態では、燃料プール３７に収容されている使用済の核燃料、つまり、燃料集合体に対して燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を挿入しておくことで、冷却水が漏洩しても、使用済の核燃料における臨界への到達を未然に防止するようにしている。この場合、原子炉に配置されている燃料集合体に対して、制御棒集合体を抜き差し可能としているが、この原子炉用の制御棒集合体は高価であり、本実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体は、構造の簡素化、軽量化、低コスト化を図ったものである。

図１は、第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を表す正面図、図２は、第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を表す平面図である。

第１実施形態において、図１及び図２に示すように、燃料集合体５０は、前述したように、複数の燃料棒が複数のグリッド（支持格子）５１により格子状に束ねられ、上端部に上部ノズル５２が固定される一方、下端部に下部ノズル（図示略）が固定されて構成されている。また、燃料集合体５０は、複数の燃料棒の間に後述する複数の制御棒６５が挿入可能な制御棒案内管（図示略）が複数設けられている。

燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０は、支持板６１と、支持ロッド６２と、吊り棒（吊り具）６３と、圧縮コイルスプリング（付勢部材）６４と、複数の制御棒６５とから構成されている。

支持板６１は、所定厚さで平面視が正方形状（矩形状）なす板材であって、複数の制御棒６５の上端部を支持する複数の取付孔７１が形成されている。また、支持板６１は、複数の取付孔７１の間に冷却水が流通するための複数の貫通孔７２が形成されると共に、各外周辺に切欠凹部７３がそれぞれ形成されている。

支持ロッド６２は、円筒形状をなし、下端部（基端部）が支持板６１における上面部（一方の平面部）の中心位置に貫通し、溶接により連結されている。この場合、支持ロッド６２は、支持板６１に対して直交する方向に連結されている。吊り棒６３は、連結リング７４の外周部に棒形状をなす２本のロッド部７５が固定されて構成されている。この２本のロッド部７５は、連結リング７４の両側で一直線上をなしている。なお、吊り棒６３は、２本のロッド部７５からなるものに限定するものではなく、１本のロッド部により構成してもよい。

そして、支持ロッド６２は、上端部（他端部）が吊り棒６３の連結リング７４に嵌入し、軸方向に移動自在に支持されている。但し、支持ロッド６２は、他端部が吊り棒６３の連結リング７４から抜け止めされ、吊り棒６３に対して周方向に回動不能となっている。この場合、吊り棒６３は、支持ロッド６２に対して直交する方向に連結されることで、支持板６１に略平行をなしている。また、吊り棒６３は、支持板６１の外周辺に対して水平方向に所定角度傾斜して配置され、各ロッド部７５は、厚さが一定となっている。

圧縮コイルスプリング６４は、支持ロッド６２の周囲に巻かれており、一端部が支持板６１の上面部を押圧し、他端部が吊り棒６３を押圧している。そのため、圧縮コイルスプリング６４は、支持板６１に対して吊り棒６３が離間する方向に付勢力が作用している。この状態で、吊り棒６３は、支持ロッド６２の上端面を含めて上面が平面形状をなしている。なお、１個の圧縮コイルスプリング６４を支持板６１と吊り棒６３の間に介装したが、長さ、径、巻き数など異なる複数の圧縮コイルスプリングを介装してもよい。また、付勢部材としては、圧縮コイルスプリング６４に限るものではない。

制御棒６５は、下端部が先細形状をなし、上端部がおねじ形状をなしている。複数の制御棒６５は、所定間隔を空けて配置され、上端部が支持板６１における下面部（他方の平面部）側から各取付孔７１を貫通し、ナット７６により固定されている。制御棒６５は、内部に中性子吸収材が充填されて構成されている。

即ち、制御棒６５は、中空形状をなす被覆管としてのステンレス鋼管内に、中性子吸収材としての銀とインジウムとカドミウムの合金（Ａｇ＋Ｉｎ＋Ｃａ）が充填されて構成されている。そして、制御棒６５は、原子炉内で用いられることを想定しておらず、燃料集合体またはガイド構造物に対して、振動による摩耗を考慮する必要がないことから、表面に耐摩耗性を目的としたクロムメッキを施す必要はない。

なお、中性子吸収材としては、銀とインジウムとカドミウムの合金（Ａｇ＋Ｉｎ＋Ｃａ）に限らず、例えば、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）、炭化ホウ素とアルミナ（酸化アルミニウム）の混合体、ホウケイ酸ガラス、ハフニウム、ボロンなどを用いてもよい。この場合、中性子吸収材をペレット状に成形して被覆管内に入れてもよいし、粉体のまま被覆管内に充填してもよい。

このように構成された燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を燃料貯蔵ピットに収納された燃料集合体５０内に挿入するとき、クレーンから垂下した取扱い工具の構造物が燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０の吊り棒６３を係止して吊上げ、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を燃料貯蔵ピットの上方に移動する。そして、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を下降し、各制御棒６５を燃料集合体５０の各制御棒案内管内に挿入する。この燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０の下降時、支持板６１の下面部が燃料集合体５０における上部ノズル５２の上面部に当接することで、燃料集合体５０に対する燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０の鉛直方向の位置決めがなされる。

そのため、燃料貯蔵ピットの燃料プール内に収納された複数の燃料集合体５０は、内部に燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０が挿入されることとなる。そして、地震などで燃料プール３７が破損し、この燃料プール３７から冷却水が漏洩しても、燃料集合体５０における各燃料棒の間に燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０の各制御棒６５が配置されていることから、燃料棒からの中性子が制御棒６５により吸収されることとなり、臨界への到達が未然に防止される。

なお、燃料プールは、内部に複数の燃料集合体５０を収納しているが、燃料集合体５０は、既に原子炉制御用の制御棒クラスタが挿入されているものと挿入されていないものがある。そこで、本実施形態では、制御棒クラスタが挿入されていない燃料集合体５０に対して、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を挿入する。この場合、制御棒集合体が挿入されていない全ての燃料集合体５０に燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を挿入してもよいし、一部の燃料集合体５０に燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を挿入してもよい。

このように第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体にあっては、矩形状をなして複数の貫通孔７２が形成される支持板６１と、基端部が支持板６１における一方の平面部の中心位置に連結される支持ロッド６２と、支持ロッド６２の他端部に連結されて支持板６１に略平行をなす吊り棒６３と、支持板６１における他方の平面部側に装着されて中性子吸収材が充填される複数の制御棒６５とを設けている。

従って、支持板６１と支持ロッド６２と吊り棒６３と複数の制御棒６５により燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０が構成されることで、構造の簡素化、軽量化、低コスト化を図ることができる。また、この燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を燃料集合体５０が収容されている燃料貯蔵ピットに配置することで、この燃料集合体５０の核燃料の未臨界状態を維持することができ、核燃料の貯蔵における安全性の向上を図ることができる。

第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、吊り棒６３の上面を平面形状としている。従って、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を燃料集合体５０が収容されている燃料貯蔵ピットに配置したとき、上方へ突出するものがなくなり、燃料貯蔵ピットに対する燃料集合体５０の出し入れを容易に行うことができる。

第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、支持板６１が燃料貯蔵ピットに収納される燃料集合体５０に当接して鉛直方向の位置決めがなされる。従って、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を上方から燃料集合体５０に挿入するとき、支持板６１がこの燃料集合体５０の上部ノズル５２に当接して鉛直方向の位置決めがなされることとなり、燃料集合体５０に対して燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を適正位置に容易に位置決めすることができる。

第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、支持ロッド６１と吊り棒６３を複数の制御棒６５の長手方向に移動自在に連結し、支持板６１と吊り棒６３とが離間する方向に付勢する圧縮コイルスプリング６４を設けている。従って、吊り棒６３を用いて燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０を上方から燃料集合体５０に挿入し、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０が上部ノズル５２に当接して位置決めがなされるとき、支持板６１、つまり、制御棒６５に対して吊り棒６３が圧縮コイルスプリング６４を圧縮して相対移動することとなり、制御棒６５と燃料集合体５０との当接によるショックを軽減することができる。

第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体では、制御棒６５は、中空管内に銀とインジウムとカドミウムの合金が充填されて構成される。また、制御棒６５は、中空管内に炭化ホウ素が充填されて構成される。また、制御棒６５は、中空管内に炭化ホウ素と酸化アルミニウムとが充填されて構成される。また、制御棒６５は、中空管内にホウケイ酸ガラスが充填されて構成される。また、制御棒６５は、中空管内にハフニウムが充填されて構成される。従って、制御棒により中性子を適正に吸収して核燃料の未臨界状態を十分に維持することができる。

［第２実施形態］
図１は、第１実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を表す正面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態において、図５に示すように、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０は、支持板８１と、支持ロッド８２と、吊り棒（吊り具）８３と、複数の制御棒６５とから構成されている。

支持板８１は、所定厚さで平面視が正方形状（矩形状）なす板材であって、第１実施形態の支持板６１（図１及び図２参照）とほぼ同様の構成となっている。支持ロッド８２は、円筒形状をなし、下端部が支持板８１における上面部の中心位置に貫通し、溶接により連結されている。この支持ロッド８２も、第１実施形態の支持ロッド６２（図１及び図２参照）とほぼ同様の構成となっている。

吊り棒８３は、２本のロッド部９１からなり、支持ロッド８２の上端部の外周部に固定されて構成されている。即ち、支持ロッド８２と吊り具８３は、移動不能に連結されている。この２本のロッド部９１は、支持ロッド８２の両側で一直線上をなしている。吊り棒８３は、支持板８１の外周辺に対して水平方向に所定角度傾斜して配置され、各ロッド部９１は、厚さが一定となっている。なお、吊り棒８３は、２本のロッド部９１からなるものに限定するものではなく、１本のロッド部により構成してもよい。

制御棒６５は、下端部が先細形状をなし、上端部がおねじ形状をなしている。複数の制御棒６５は、所定間隔を空けて配置され、上端部が支持板８１における下面部に固定されている。制御棒６５は、内部に中性子吸収材が充填されて構成されている。

このように構成された燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０を燃料貯蔵ピットに収納された燃料集合体５０内に挿入するとき、クレーンから垂下した取扱い工具の構造物が燃料貯蔵ピット用制御棒集合体６０の吊り棒８３を係止して吊上げ、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０を燃料貯蔵ピットの上方に移動する。そして、燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０を下降し、各制御棒６５を燃料集合体５０の各制御棒案内管内に挿入する。この燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０の下降時、支持板８１の下面部が燃料集合体５０における上部ノズル５２の上面部に当接することで、燃料集合体５０に対する燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０の鉛直方向の位置決めがなされる。

そのため、燃料貯蔵ピットの燃料プール内に収納された複数の燃料集合体５０は、内部に燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０が挿入されることとなる。そして、地震などで燃料プール３７が破損し、この燃料プール３７から冷却水が漏洩しても、燃料集合体５０における各燃料棒の間に燃料貯蔵ピット用制御棒集合体８０の各制御棒６５が配置されていることから、燃料棒からの中性子が制御棒６５により減速されて吸収されることとなり、臨界への到達が未然に防止される。

このように第２実施形態の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体にあっては、矩形状をなす支持板８１と、基端部が支持板８１における一方の平面部の中心位置に連結される支持ロッド８２と、支持ロッド８２の他端部に連結されて支持板８１に略平行をなす吊り棒８３と、支持板８１における他方の平面部側に装着されて中性子吸収材が充填される複数の制御棒６５とを設け、支持ロッド８２と吊り棒８３を移動不能に連結している。

従って、支持ロッド８１と吊り棒８３を移動不能に連結することで、付勢部材を不要として構造の簡素化、軽量化、低コスト化を図ることができる。

なお、支持板、支持ロッド、吊り具の形状は、上述した実施形態の形状に限定されるものではなく、適宜設定すればよいものである。

また、上述した実施形態では、本発明の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体を加圧水型原子炉に適用して説明したが、沸騰型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）に適用することもでき、いずれの原子炉に適用してもよい。

１１原子炉格納容器
１２加圧水型原子炉
３６燃料貯蔵ピット
３７燃料プール
３８燃料ラック
５０燃料集合体
５２上部ノズル
６０，８０燃料貯蔵ピット用制御棒集合体
６１，８１支持板
６２，８２支持ロッド
６３，８３吊り棒（吊り具）
６４圧縮コイルスプリング（付勢部材）
６５制御棒

Claims

燃料貯蔵ピットに収納される燃料集合体に対して挿入される燃料貯蔵ピット用制御棒集合体において、
矩形状をなして複数の貫通孔が形成される支持板と、
基端部が前記支持板における一方の平面部の中心位置に連結される支持ロッドと、
前記支持ロッドの他端部に連結されて前記支持板に略平行をなす吊り具と、
前記支持板における他方の平面部側に装着されて中性子吸収材が充填される複数の制御棒と、
を備えることを特徴とする燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記吊り具は、上面が平面形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記支持板は、前記燃料貯蔵ピットに収納される燃料集合体に当接して鉛直方向の位置決めがなされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記支持ロッドと前記吊り具は、前記複数の制御棒の長手方向に移動自在に連結され、前記支持板と前記吊り具とが離間する方向に付勢する付勢部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記支持ロッドと前記吊り具は、移動不能に連結されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記制御棒は、中空管内に銀とインジウムとカドミウムの合金が充填されて構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記制御棒は、中空管内に炭化ホウ素が充填されて構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記制御棒は、中空管内に炭化ホウ素と酸化アルミニウムとが充填されて構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記制御棒は、中空管内にホウケイ酸ガラスが充填されて構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。
前記制御棒は、中空管内にハフニウム充填されて構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料貯蔵ピット用制御棒集合体。