JP2019158398A - Spent fuel storage container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力発電所から発生する使用済み燃料集合体の輸送や貯蔵に用いる使用済み燃料収納容器に関し、特に、加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料の輸送や貯蔵に用いるのに好適な使用済み燃料収納容器に関するものである。 The present invention relates to a spent fuel storage container used for transporting and storing spent fuel assemblies generated from a nuclear power plant, and particularly suitable for transporting and storing spent fuel in a pressurized water reactor (PWR). The present invention relates to a new spent fuel storage container.
原子力発電所施設の原子炉炉心で一定期間使用された燃料は、炉心から取り出され、使用済み燃料集合体を貯蔵する燃料ピットなどに一時保管される。所定期間冷却された使用済み燃料集合体は、最終的に再処理工場に搬入されて再処理され、ウランとプルトニウムを取り出され、再資源として利用される。 The fuel that has been used for a certain period in the reactor core of the nuclear power plant facility is taken out of the core and temporarily stored in a fuel pit for storing the spent fuel assembly. The spent fuel assembly cooled for a predetermined period is finally carried to a reprocessing plant where it is reprocessed, uranium and plutonium are taken out, and used as resources.
原子力発電所の敷地内または敷地外において使用済み燃料集合体を管理し貯蔵する方式として、金属キャスク貯蔵、コンクリートキャスク貯蔵、ボールト貯蔵などの乾式貯蔵方式と、水プールなどの湿式貯蔵方式がある。
貯蔵コスト、電源が喪失したときの安全性や長期にわたる貯蔵安定度を考えた場合、電源を使用せず、空気で冷却可能な乾式貯蔵方式が有利である。乾式貯蔵方式のうち、現在国内で実用化されているものは、金属製キャスクに使用済み燃料を収納する金属キャスク貯蔵方式である。
As a method for managing and storing spent fuel assemblies inside or outside the nuclear power plant site, there are dry storage methods such as metal cask storage, concrete cask storage and vault storage, and wet storage methods such as a water pool.
When considering the storage cost, safety when the power supply is lost, and long-term storage stability, a dry storage system that can be cooled by air without using a power supply is advantageous. Among the dry storage systems, what is currently put to practical use in Japan is a metal cask storage system in which spent fuel is stored in a metal cask.
金属製キャスクは、円筒型の容器内に格子状のバスケットを構成し、各格子に使用済み燃料集合体が1体ごとに挿入されて、二重構造の蓋で密閉される構造である。バスケットは、中性子吸収材を含んだ材料を用いて構成しており、バスケット内に使用済み燃料集合体を装荷した際に、使用済み燃料集合体から発生する中性子を十分に吸収して未臨界性を確保するように設計されている。使用済み燃料集合体は、崩壊熱を発生するが、バスケットを介して、内部の熱が金属製キャスクの表面に伝わる。金属製キャスクの表面からは、周囲へのふく射放熱や空気の自然対流による冷却によって熱が逃がされる。また、金属製キャスクは、輸送中の万一の落下の際に受ける高い衝撃荷重に対しても、破損しないように十分な構造強度を有している。 A metal cask has a lattice basket in a cylindrical container, and a spent fuel assembly is inserted into each lattice and sealed with a double lid. The basket is made of a material containing a neutron absorber, and when the spent fuel assembly is loaded in the basket, it absorbs neutrons generated from the spent fuel assembly sufficiently and is subcritical. Designed to ensure. The spent fuel assembly generates decay heat, but the internal heat is transferred to the surface of the metal cask through the basket. Heat is released from the surface of the metal cask by radiation heat radiation to the surroundings and cooling by natural convection of air. In addition, the metal cask has a sufficient structural strength so as not to break even with a high impact load that is received in the event of a drop during transportation.
加圧水型原子炉(PWR)に使用される燃料集合体は、沸騰水型原子炉(BWR)の燃料集合体に比べて幅が大きい。このため、水中でバスケット内に装荷された加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料集合体が相互に近づきすぎると臨界になる可能性がある。そのため、加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料集合体は、沸騰水型原子炉(BWR)の使用済み燃料集合体に比べて、隣り合う燃料集合体同士の間隔を離して配置する必要がある。以下、この間隔を水ギャップと称する。 A fuel assembly used in a pressurized water reactor (PWR) is wider than a fuel assembly in a boiling water reactor (BWR). For this reason, if the spent fuel assemblies of the pressurized water reactor (PWR) loaded in the basket in water are too close to each other, it may become critical. Therefore, it is necessary to dispose the spent fuel assembly of the pressurized water reactor (PWR) at a distance between adjacent fuel assemblies as compared to the spent fuel assembly of the boiling water reactor (BWR). is there. Hereinafter, this interval is referred to as a water gap.
加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料集合体を収容するバスケットとしては、大別して2種類ある。1つは、例えば、特許文献1に開示されているような、間隔を離した複数の角パイプによってバスケットを構成するものであり、他の1つは、特許文献2に開示されているような、切り込み(スリット)を有する中空のバスケットプレートを直交させて差し込み、バスケットを構成するものである。 There are roughly two types of baskets for storing spent fuel assemblies of a pressurized water reactor (PWR). One is a basket composed of a plurality of square pipes spaced apart as disclosed in Patent Document 1, for example, and the other is disclosed in Patent Document 2. A basket is formed by inserting a hollow basket plate having a notch (slit) at right angles.
後者の場合、バスケットプレートを順に積み上げてバスケットを製作するため、間隔精度の高いバスケットを製作しやすい。 In the latter case, since baskets are manufactured by sequentially stacking basket plates, it is easy to manufacture baskets with high spacing accuracy.
また、バスケット構造として、特許文献3、4に開示されたものも知られている。特許文献3のバスケット構造では、熱伝導性が高く中性子吸収材を含むアルミニウム合金板を中央部付近のバスケットプレートとして配置し、中性子吸収材を含むステンレス鋼板を周辺部のバスケットプレートとして配置している。 Further, a basket structure disclosed in Patent Documents 3 and 4 is also known. In the basket structure of Patent Document 3, an aluminum alloy plate having a high thermal conductivity and including a neutron absorber is disposed as a basket plate near the center, and a stainless steel plate including a neutron absorber is disposed as a basket plate in the periphery. .
また、特許文献4では、加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料集合体用のバスケット構造として、角パイプと角パイプの間にスペーサを挿入し、水ギャップを形成する技術が記載されている。 Patent Document 4 describes a technique for forming a water gap by inserting a spacer between a square pipe and a square pipe as a basket structure for a spent fuel assembly of a pressurized water reactor (PWR). .
特許文献2では、沸騰水型原子炉(BWR)の使用済み燃料集合体よりも重く幅の広い加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料集合体を対象とした場合に、バスケットプレートをより厚く構成してバスケットに十分な強度を持たせる必要がある。このため、使用済み燃料収納容器の重量が増大するという課題があった。また、特許文献2では、バスケットプレートの中空部分が水ギャップとして作用する。この中空部分は、容器の軸方向と直交する方向に開口しているため、燃料ピット内で使用済み燃料集合体をバスケット内に装荷した後に水を排出する際に、水の排出に時間を要する可能性があった。 In Patent Document 2, when a spent fuel assembly of a pressurized water reactor (PWR) that is heavier and wider than a spent fuel assembly of a boiling water reactor (BWR) is targeted, the basket plate is made thicker. It is necessary to construct and give the basket enough strength. For this reason, there existed a subject that the weight of a spent fuel storage container increased. Moreover, in patent document 2, the hollow part of a basket plate acts as a water gap. Since this hollow portion is open in a direction perpendicular to the axial direction of the container, it takes time to discharge water when discharging the water after loading the spent fuel assembly in the basket in the fuel pit. There was a possibility.
特許文献3では、沸騰水型原子炉(BWR)の使用済み燃料集合体を対象としており、これよりも重く幅の広い加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料集合体を対象とすると、1枚のバスケットプレートを厚くする必要がある。このため、嵌め込み部のスリットの加工が難しくなるため高価になるという課題があった。
また、アルミニウム合金板を押出加工により形成することで中空部を有するバスケットプレートを製作することも可能であるが、アルミニウム合金板は鋼材より強度が低いため、強度を担保するために各プレートを厚く形成する必要がある。そのため、物量と加工費が鋼材を使用した場合に比べて増えてしまい高価になる。また、ステンレス鋼板は、押出加工が難しいため、製作に難点がある。
In Patent Document 3, a spent fuel assembly of a boiling water reactor (BWR) is targeted, and a spent fuel assembly of a pressurized water reactor (PWR) that is heavier and wider than this is targeted. The basket plates need to be thick. For this reason, since the process of the slit of a fitting part becomes difficult, there existed a subject that it became expensive.
It is also possible to produce a basket plate having a hollow portion by forming an aluminum alloy plate by extrusion, but since the aluminum alloy plate has a lower strength than steel, each plate is thickened to ensure strength. Need to form. For this reason, the amount of material and the processing cost increase compared to the case where steel is used, and the cost becomes high. Moreover, since a stainless steel plate is difficult to extrude, it is difficult to manufacture.
また、特許文献4では、角パイプとスペーサの保持のために4つの角パイプの中央部に支持部材を挿入しており、角パイプとスペーサで同時に位置決めする構造となっているため、位置決め精度を要して組み立てが難しいという課題がある。また、使用済み燃料集合体を収納するための大きな角パイプを製作する必要があり、加工費が増加する。また、板材のバスケットプレートで水ギャップを形成する場合には、強度確保のために板材が厚くなるという課題もあった。 Further, in Patent Document 4, a support member is inserted in the center of the four square pipes to hold the square pipes and spacers, and the structure is such that the square pipes and spacers are positioned at the same time. Therefore, there is a problem that assembly is difficult. In addition, it is necessary to manufacture a large square pipe for storing the spent fuel assembly, which increases processing costs. Moreover, when forming a water gap with the basket plate of a board | plate material, there also existed a subject that a board | plate material became thick for ensuring intensity | strength.
本発明は、バスケットの製作が容易で経済的に水ギャップを形成可能な使用済み燃料収納容器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spent fuel storage container in which a basket can be easily manufactured and a water gap can be formed economically.
本発明の使用済み燃料収納容器は、収納容器本体と、前記収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を1体ごとに区画して収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状に組み付けることで構成されており、前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、前記水ギャップには、前記収納容器本体の軸方向に延在する補強部材が配置されていることを特徴とする。 A spent fuel storage container according to the present invention includes a storage container main body, and a basket provided in the storage container main body and provided with a plurality of partition portions for partitioning and storing spent fuel assemblies one by one. The basket is configured by assembling a plurality of basket plates in a lattice shape, and the basket plates form a pair of plates opposed to each other by forming a water gap that opens in the axial direction of the storage container body. A reinforcing member extending in the axial direction of the storage container body is disposed in the water gap.
本発明によれば、バスケットの製作が容易で経済的に水ギャップを形成可能な使用済み燃料収納容器が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a spent fuel storage container in which a basket can be easily manufactured and a water gap can be formed economically.
以下、本発明に係る使用済み燃料収納容器の実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態において、同様の部分には同一の符号を付し重複する説明は省略する。以下の各実施形態においては、本発明の使用済み燃料収納容器に収納される燃料集合体を加圧水型原子炉(PWR)の使用済み燃料集合体とした場合について説明する。なお、一部の図面において断面を示すハッチングを省略している。 Hereinafter, embodiments of a spent fuel storage container according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the following embodiments, a case will be described in which the fuel assembly stored in the spent fuel storage container of the present invention is a spent fuel assembly of a pressurized water reactor (PWR). Note that hatching indicating a cross section is omitted in some drawings.
(第1実施形態)
初めに、図1を参照して、使用済み燃料収納容器1の全体構成を説明する。使用済み燃料収納容器(キャスク)1は、使用済み燃料集合体100の貯蔵または輸送に使用するものである。使用済み燃料収納容器1は、収納容器本体(内筒)10の内側に、使用済み燃料集合体100を装荷するための区画部11が複数設けられたバスケット12を備えている。
(First embodiment)
First, the overall configuration of the spent fuel storage container 1 will be described with reference to FIG. The spent fuel storage container (cask) 1 is used for storing or transporting the spent
収納容器本体10は、使用済み燃料集合体100から発生するγ線を遮蔽する機能を有している。収納容器本体10は、例えば、合金鋼製の円筒状容器である。収納容器本体10の側面外周には外筒13が配置されている。収納容器本体10と外筒13とは、伝熱経路にもなる伝熱フィン14で連結されている。
また、収納容器本体10と外筒13および伝熱フィン14で囲われる空間部には、中性子遮へい材15が充填されている。本実施形態では、中性子遮へい材15としてレジンが使用されている。これにより、使用済み燃料集合体100から発生する中性子が遮へいされるようになっている。中性子遮へい材15は、例えば、中性子吸収能力の高いホウ素(ボロン)を含む樹脂で形成されている。
The
Further, a
収納容器本体10の上部開口は、内側から一次蓋16、二次蓋17および三次蓋18で塞がれている。各蓋は図示しないボルトによって取り付けられている。
The upper opening of the
次に、バスケット12について説明する。バスケット12は、図2,3に示すように、板状のバスケットプレート20を複数直交させて格子状に組み付けることで、使用済み燃料集合体100を1体ごとに収納する複数の区画部11を形成している。各区画部11は、平面視で(収納容器本体10の軸方向から見て)四角筒状の開口を備えており、使用済み燃料集合体100を収納可能な大きさを備えている。
Next, the
バスケットプレート20は、一対のプレート21,22で構成されている。一対のプレート21,22は、平板状の金属板であり、収納容器本体10の軸方向に開口する水ギャップ25を形成して対向配置されている。水ギャップ25は、隣り合う使用済み燃料集合体100の間、および最外部の使用済み燃料集合体100の外側に位置しており、未臨界性を担保している。
The
各バスケットプレート20の長手方向の全長は、収納容器本体10の内面10aに接触する長さ、あるいは収納容器本体10の内面10aに非接触となる長さに設定されている。バスケットプレート20の材料としては、強度あるいは熱伝導率、またはその両方が高い材料が好ましい。本実施形態では、バスケットプレート20をホウ素含有ステンレス鋼で形成してあるが、ホウ素含有アルミニウム合金で形成してもよい。また,隣り合うプレート21,22で材料を代えてもよい。例えば、ホウ素含有ステンレス鋼からなるプレート21とアルミニウム合金からなるプレート22とを隣り合わせに配置してもよい。また、炭素鋼からなるプレート21と、アルミニウム合金もしくはホウ素含有アルミニウム合金からなるプレート22とを隣あわせに配置することも可能である。
The overall length of each
各一対のプレート21,22の上部および下部の所定位置には、図3に示すように、組み付け用の切り込み26,26が形成されている。切り込み26は、一対のプレート21,22の長手方向の両端部に形成されている。各切り込み26は、収納容器本体10の軸方向に延在しており、組付け時に対応するプレート21,22を差し込むことができる幅を有している。バスケット12を作成する際には、上下方向にプレート21,22の切り込み26同士が合致するように直交させて差し込むことでバスケットプレート20同士を嵌め合わせる。そして、バスケットプレート20を収納容器本体10の軸方向に順次積み重ねて全体が格子状となるように組み立てる。
As shown in FIG. 3, assembling
一対のプレート21,22の間に形成される水ギャップ25には、中空の補強部材30が配置されている。補強部材30は、収納容器本体10の軸方向に沿って水ギャップ25の上下方向の略全体に配置されている。補強部材30は横断面が円筒形状を呈している。補強部材30の材料としては、バスケットプレート20と同様に、強度あるいは熱伝導率、またはその両方が高い材料が好ましく、例えば、ホウ素含有ステンレス鋼で形成することができる。
A hollow reinforcing
補強部材30は、円筒の開口部が水ギャップ25の開口に位置するように、収納容器本体10の軸方向に沿って水ギャップ25中に配置されている。補強部材30は、バスケット12の形成後に、バスケット12上端の水ギャップ25の開口から収納容器本体10の底部に向けて挿入することで、水ギャップ25中に配置される。このような補強部材30は、水ギャップ25中に固定されることなく挿入されており、バスケットプレート20と一体構造とされていない。このため、溶接を使用することなくバスケット12の形成が可能である。
The reinforcing
補強部材30は、水ギャップ25内において、プレート21,22に対して所定の隙間を有して配置されている。これにより、相互の部材の温度変化の差による熱応力が低く抑えられる。なお、補強部材30は、プレート21,22の少なくとも一方に接するように配置してもよく、また、プレート21,22に対して溶接等で一部を固定するようにしてもよい。また、水ギャップ25の長手方向の中央部に補強部材30を配置したが、これに限られることはなく、水ギャップ25の端部付近に配置するように構成してもよい。
The reinforcing
なお、補強部材30としては、横断面が円筒形状のものに限られることはなく、楕円形状のものを採用してもよい。また、補強部材30は、軽量化の観点から中空であることが望ましいが、中実のものであってもよい。また、図2では、全ての水ギャップ25に補強部材30を配置したが、これに限られることはなく、バスケットプレート20の強度が確保できれば補強部材30の数を減らすことができる。
The reinforcing
このような補強部材30は、使用済み燃料集合体100から受けた荷重を、例えば一方のプレート21から他方のプレート22に対して伝達する機能を有している。これにより、使用済み燃料集合体100からの荷重を実質的に二枚のプレート21,22で支持することが可能な構造となっている。したがって、バスケットプレート20の厚みの増加を抑制しつつバスケット12の強度を向上させることが可能となる。しかも、安価で強度の高い部材(鋼材など)で水ギャップ25を容易に製作することが可能となる。
Such a reinforcing
以上説明した本実施形態の使用済み燃料収納容器1では、板材のバスケットプレート20の嵌め合わせで形成するバスケット12において、バスケットプレート20を一対のプレート21,22で形成し、プレート21,22間に形成される水ギャップ25に補強部材30を配置したので、板厚の増加が少なく強度を担保可能である。また、プレート21,22を格子状に嵌め込む過程で水ギャップ25を容易に形成することができ、その水ギャップ25に補強部材30を挿入することで強度の担保されたバスケット12を構築できる。したがって、バスケット12の製作が容易で経済的に水ギャップ25を形成することができる。
また、板厚の増加が少ないので、切り込み26の加工が容易であり、コストの低減を図ることができ経済的である。
In the spent fuel storage container 1 of the present embodiment described above, in the
Further, since the increase in the plate thickness is small, the cutting 26 can be easily processed, and the cost can be reduced, which is economical.
また、水ギャップ25が収納容器本体10の軸方向に開口しているので、燃料ピット内で使用済み燃料集合体100をバスケット12に装荷した後の水の排出性に優れる。
Further, since the
また、使用済み燃料集合体100を装荷した後に使用済み燃料収納容器1を図1に示すように立てて貯蔵する場合には、水ギャップ25が鉛直方向(収納容器本体10の軸方向)に開口している。このため、収納容器本体10の内部で気体が自然対流する効果を利用でき、除熱性能の向上が期待できる。
When the spent fuel storage container 1 is stored upright as shown in FIG. 1 after the spent
(第2実施形態)
図4を参照して第2実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図4は本発明の第2実施形態に係る使用済み燃料収納容器の模式横断面図である。本実施形態が前記第1実施形態と異なるところは、中空の補強部材31として横断面が角筒形状のものを用いた点にある。
(Second Embodiment)
The spent fuel storage container of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a spent fuel storage container according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that a hollow reinforcing
補強部材31は、図4に示すように、角筒の開口部が水ギャップ25の開口に位置するように、収納容器本体10の軸方向に沿って水ギャップ25中に配置されている。補強部材31は、バスケット12の形成後に、バスケット上端の水ギャップ25の開口から収納容器本体10の底部に向けて挿入することで、水ギャップ25中に配置される。本実施形態においても補強部材31は、水ギャップ25中に固定されることなく挿入されており、バスケットプレート20と一体構造とされていない。このため、溶接を使用することなくバスケット12の形成が可能である。
As shown in FIG. 4, the reinforcing
また、補強部材31は、水ギャップ25内において、プレート21,22に対して所定の隙間を有して配置されており、所定の遊度を備えている。なお、補強部材31は、プレート21,22の少なくとも一方に接するように配置してもよく、また、プレート21,22に対して溶接等で一部を固定するようにしてもよい。また、水ギャップ25の長手方向の中央部に補強部材31を配置したが、これに限られることはなく、水ギャップ25の端部付近に配置するように構成してもよい。
The reinforcing
なお、補強部材31としては、横断面が角筒形状のものに限られることはなく、台形筒形状のものを採用してもよい。また、補強部材31は、軽量化の観点から中空であることが望ましいが、中実のものであってもよい。また、図4では、全ての水ギャップ25に補強部材31を配置したが、これに限られることはなく、バスケットプレート20の強度が確保できれば補強部材31の数を減らすことができる。
The reinforcing
また、1つの水ギャップ25に対し、前記第1実施形態で説明した補強部材30を加えて配置してもよいし、バスケット12の全体で2種類の補強部材30,31が配置されるように構成してもよい。
Further, the reinforcing
このような第2実施形態によっても,前記した第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、補強部材31が角筒形状を呈しているので、バスケットプレート20から補強部材31に生じる荷重をより広い面で受けることが可能となる。このため、バスケットプレート20のたわみ量を小さくできる。
Also according to the second embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment described above can be obtained. Furthermore, since the reinforcing
(第3実施形態)
図5を参照して第3実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図5は本発明の第3実施形態に係る使用済み燃料収納容器の模式横断面図である。本実施形態は、前記第2実施形態の変形例であり、水ギャップ25内に補強部材31を位置決めする位置決め板31aを配置している。
(Third embodiment)
The spent fuel storage container of the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a spent fuel storage container according to a third embodiment of the present invention. This embodiment is a modification of the second embodiment, and a
位置決め板31aは、横断面ハット状を呈している。位置決め板31aは、収納容器本体10の軸方向に延在し、かつ、収納容器本体10の軸方向に直交する方向、すなわち、水ギャップ25の短手方向に突出する位置決め用の突出部31bを備えている。突出部31bの内側に補強部材31が保持されて位置決めされている。
ここで、水ギャップ25の短手方向における突出部31bの大きさは、水ギャップ25の短手方向の幅と同じかそれよりも小さく設定されている。つまり、突出部31b自体がプレート21,22間において補強部材に相当する部材として作用しないように寸法設定がなされている。また、水ギャップ25の長手方向における突出部31bの大きさは、補強部材31の長手方向の大きさよりも大きく設定されている。
The
Here, the size of the
位置決め板31aは、バスケット12の形成後に、バスケット12上端の水ギャップ25の開口から収納容器本体10の底部に向けて補強部材31とともに挿入することで、水ギャップ25中に配置される。このような位置決め板31aは、水ギャップ25中に固定されることなく挿入されており、バスケットプレート20と一体構造とされていない。このため、溶接を使用することなくバスケット12の形成が可能である。
The
なお、本実施形態では、角筒形状の補強部材31に対する位置決め板31aとして説明したが、補強部材の形状および位置決め板31aの突出部31bの形状については限定しない。また、水ギャップ25内における、補強部材31、位置決め板31aの数や配置、突出部31bの数や形成位置についても限定しない。
また、本実施形態においても、全ての水ギャップ25に補強部材31を配置したが、これに限られることはなく、バスケットプレート20の強度が確保できれば補強部材31の数を減らすことができる。
In the present embodiment, the
Also in this embodiment, the reinforcing
このような第3実施形態によっても、前記した第2実施形態の作用効果に加えて補強部材31を位置決め板31aによって水ギャップ25内で任意の位置に保持することが可能となる。
なお、位置決め板31aは、バスケット12内において収納容器本体10の軸方向全体に配置される必要はなく、軸方向に所定の間隔を空けて配置されるように構成してもよい。この場合には、補強部材31の軸方向に間隔を空けて、軸方向に任意の大きさとされた位置決め板31aを補強部材31に固定するのがよい。
According to the third embodiment as well, in addition to the operational effects of the second embodiment described above, the reinforcing
The
(第4実施形態)
図6,図7を参照して第4実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図6は本発明の第4実施形態に係る使用済み燃料収納容器の模式横断面図である。図7は補強部材と位置決め板との配置を示す拡大斜視図である。本実施形態は、前記第2実施形態の変形例であり、水ギャップ25内に補強部材30を位置決めする位置決め板32が配置されている。
(Fourth embodiment)
The spent fuel storage container of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a spent fuel storage container according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is an enlarged perspective view showing the arrangement of the reinforcing member and the positioning plate. The present embodiment is a modification of the second embodiment, and a
位置決め板32は、横断面波形状を呈している。位置決め板32は、収納容器本体10の軸方向に延在し、かつ、収納容器本体10の軸方向に直交する方向、すなわち、水ギャップ25の短手方向に湾曲状に突出する突出部32bを備えている。突出部32bの内側に補強部材30が保持されて位置決めされている。
ここで、水ギャップ25の短手方向における突出部32bの大きさは、水ギャップ25の短手方向の幅と同じかそれよりも小さく設定されている。つまり、突出部32b自体がプレート21,22間において補強部材に相当する部材として作用しないように寸法設定がなされている。また、水ギャップ25の長手方向における突出部32bの大きさは、その内側に補強部材31が収容可能な大きさに設定されている。
The
Here, the size of the
位置決め板32は、バスケット12の形成後に、バスケット12上端の水ギャップ25の開口から収納容器本体10の底部に向けて補強部材30とともに挿入することで、水ギャップ25中に配置される。このような位置決め板32は、水ギャップ25中に固定されることなく挿入されており、バスケットプレート20と一体構造とされていない。このため、溶接を使用することなくバスケット12の形成が可能である。
The
なお、本実施形態では、円筒形状の補強部材30に対する位置決め板32として説明したが、補強部材の形状および位置決め板32の突出部32bの形状については限定しない。また、水ギャップ25内における、補強部材30、位置決め板32の数や配置、突出部32bの数や形成位置についても限定しない。
また、本実施形態においても、全ての水ギャップ25に補強部材30を配置したが、これに限られることはなく、バスケットプレート20の強度が確保できれば補強部材30の数を減らすことができる。
In the present embodiment, the
Also in this embodiment, the reinforcing
このような第4実施形態によっても、前記した第2実施形態の作用効果に加えて補強部材30を位置決め板32によって水ギャップ25内で任意の位置に保持することが可能となる。
また、位置決め板32は、横断面波形状を呈しているので、荷重を受けた際に荷重を分散させ易い。
なお、位置決め板32は、バスケット12内において収納容器本体10の軸方向全体に配置される必要はなく、軸方向に所定の間隔を空けて配置されるように構成してもよい。この場合には、補強部材30の軸方向に間隔を空けて、軸方向に任意の大きさとされた位置決め板32を補強部材30に固定するのがよい。
According to the fourth embodiment, in addition to the operation and effect of the second embodiment, the reinforcing
Further, since the
The
(第5実施形態)
図8,図9を参照して第5実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図8は本発明の第5実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットの構成の一部を示す模式拡大横断面図である。図9は補強部材と位置決め板との配置を示す拡大斜視図である。本実施形態は、前記第4実施形態の変形例であり、位置決め板32の突出部32bの向きを補強部材30の軸方向X1に交互に変えて水ギャップ25内に配置している。
(Fifth embodiment)
The spent fuel storage container of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a part of the configuration of the spent fuel storage container basket according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is an enlarged perspective view showing the arrangement of the reinforcing member and the positioning plate. The present embodiment is a modification of the fourth embodiment, and is arranged in the
位置決め板32は、補強部材30の軸方向X1に複数枚積層される。位置決め板32は、軸方向X1に隣り合うもの同士の突出部32bの突出方向が、180度異なる方向となるように交互に積層されている。これにより、補強部材30は、軸方向X1に沿って交互に突出する複数の突出部32bによって水ギャップ25の短手方向および長手方向の両方向に保持されて位置決めされる。
A plurality of
位置決め板32は、バスケット12の形成後に、バスケット12上端の水ギャップ25の開口から収納容器本体10の底部に向けて補強部材30とともに向きを変えて挿入され、水ギャップ25中に配置される。本実施形態においても位置決め板32は、水ギャップ25中に固定されることなく挿入されており、バスケットプレート20と一体構造とされていない。このため、溶接を使用することなくバスケット12の形成が可能である。
After the formation of the
なお、本実施形態では、円筒形状の補強部材30に対する位置決め板32として説明したが、補強部材の形状および位置決め板32の突出部32bの形状については限定しない。また、水ギャップ25内における、補強部材30、位置決め板32の数や配置、突出部32bの数や形成位置についても限定しない。
また、本実施形態においても、全ての水ギャップ25に補強部材30を配置したが、これに限られることはなく、バスケットプレート20の強度が確保できれば補強部材30の数を減らすことができる。
In the present embodiment, the
Also in this embodiment, the reinforcing
このような第5実施形態では、前記した第4実施形態の作用効果に加え、補強部材30を水ギャップ25内において短手方向および長手方向の両方向に位置決めして保持することが可能となる。
In the fifth embodiment, in addition to the effects of the fourth embodiment described above, the reinforcing
(第6実施形態)
図10を参照して第6実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図10は本発明の第6実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットの構成の一部を示す模式拡大横断面図である。本実施形態は、横断面略H形形状の位置決め板33を水ギャップ25内に配置している。
(Sixth embodiment)
With reference to FIG. 10, the spent fuel storage container of 6th Embodiment is demonstrated. FIG. 10 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a part of the configuration of the spent fuel storage container basket according to the sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a
位置決め板33は、水ギャップ25内において補強部材31の長手方向両側に一対配置されており、水ギャップ25の長手方向両側から補強部材31を保持して位置決めしている。
A pair of
位置決め板33は、バスケット12の形成後に、バスケット12上端の水ギャップ25の開口から収納容器本体10の底部に向けて挿入され、水ギャップ25中に配置される。本実施形態においても位置決め板33は、水ギャップ25中に固定されることなく挿入されており、バスケットプレート20と一体構造とされていない。このため、溶接を使用することなくバスケット12の形成が可能である。
The
ここで、水ギャップ25の短手方向における位置決め板33の大きさは、水ギャップ25の短手方向の幅よりも小さく設定している。つまり、位置決め板33自体がプレート21,22間において補強部材に相当する部材として作用しないように寸法設定がなされている。また、水ギャップ25の長手方向における位置決め板33の大きさは、補強部材31の長手方向両側に形成される空間の長手方向の大きさよりも小さくなるように設定している。
Here, the size of the
なお、水ギャップ25の短手方向における位置決め板33の大きさを、補強部材31の短手方向の幅と寸法公差の範囲内で同じかそれよりも大きく設定した場合には、位置決め板33を補強部材として機能させることができる。つまり、このような位置決め板33を使用することによって、補強部材31の位置決めを図ることができるとともにプレート21,22間のさらなる補強を図ることができる。
When the size of the
なお、本実施形態では、角筒形状の補強部材31に対する位置決め板33として説明したが、補強部材の形状については限定しない。また、水ギャップ25内における、補強部材30、位置決め板33の数や配置についても限定しない。
また、本実施形態においても、全ての水ギャップ25に補強部材31を配置したが、これに限られることはなく、バスケットプレート20の強度が確保できれば補強部材31の数を減らすことができる。
In addition, although this embodiment demonstrated as the
Also in this embodiment, the reinforcing
このような第6実施形態では、前記した第2実施形態の作用効果と同様の作用効果が得られる。さらに、位置決め板33を補強部材として使用することも可能である。
In such a 6th embodiment, the same operation effect as an operation effect of an above-mentioned 2nd embodiment is acquired. Further, the
(第7実施形態)
図11を参照して第7実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図11は本発明の第7実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットの構成の一部を示す模式拡大横断面図である。本実施形態では、水ギャップ25内に複数の補強部材30を配置している。
(Seventh embodiment)
The spent fuel storage container of the seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a part of the configuration of a spent fuel storage container basket according to a seventh embodiment of the present invention. In the present embodiment, a plurality of reinforcing
補強部材30は、水ギャップ25の長手方向に並べて複数配置される。本実施形態では、円筒形状の補強部材30を複数用いたが、第2,第3,第6実施形態の角筒形状の補強部材31や第6実施形態の横断面略H形形状の位置決め板33を補強部材として用いることが可能であり、またその組み合わせも可能である。
A plurality of reinforcing
このような第7実施形態によっても,前記した第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに,溶接や溝などの加工なしに補強部材30を自立させることが可能となり,位置決め構造が不要となる。
Also according to the seventh embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Furthermore, it becomes possible to make the reinforcing
(第8実施形態)
図12を参照して第8実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図12は本発明の第8実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットの構成の一部を示す模式拡大横断面図である。本実施形態では、バスケットプレート20の側面に伝熱板27を配置している。
(Eighth embodiment)
With reference to FIG. 12, the spent fuel storage container of 8th Embodiment is demonstrated. FIG. 12 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a part of the structure of the spent fuel storage container basket according to the eighth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
伝熱板27は、バスケットプレート20と同様に、嵌め合わせによって設けられている。伝熱板27は、水ギャップ25の側面とは反対側の側面に配置することが好ましい。これにより、使用済み燃料集合体100から生じる崩壊熱を、使用済み燃料集合体100から最も近い伝熱板27にて使用済み燃料収納容器1の外側に効率よく伝えることができる。伝熱板27は熱伝導率が大きい材料(例えば、アルミニウム合金などの材料)が好ましい。また、ホウ素などの中性子吸収材を添加した中性子遮へい材を使用したり、中性子遮へい材を側面に接合してなる伝熱板27を使用してもよい。
また、本実施形態では、全てのバスケットプレート20の側面に伝熱板27を配置することを例に説明したが、伝熱板27の配置箇所は、全てのバスケットプレート20の側面である必要はなく、任意の位置でよい。例えば、図12において、プレート21の側面には伝熱板27を配置し、プレート22の側面には伝熱板27を配置しない等の構成としてもよい。
Similar to the
In the present embodiment, the
このような第8実施形態によっても、前記した第4実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、使用済み燃料集合体100から生じる崩壊熱を伝熱板27を通して効率よく使用済み燃料収納容器1の外側に伝えることができる。
Also according to the eighth embodiment, the same operational effects as those of the fourth embodiment described above can be achieved. Furthermore, the decay heat generated from the spent
(第9実施形態)
図13を参照して第9実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図13は本発明の第9実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットの構成の一部を示す模式拡大横断面図である。本実施形態では、バスケットプレート20に2種類以上の異なる材料を使用している。
(Ninth embodiment)
The spent fuel storage container of the ninth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a part of the structure of the spent fuel storage container basket according to the ninth embodiment of the present invention. In the present embodiment, two or more different materials are used for the
バスケットプレート20のうちプレート21とプレート22とが異なる材料で形成されている。このような構成にすることによって、例えば、一方のプレート21を中性子吸収機能(中性子遮へい機能)を備えたものとすることができ、他方のプレート22を伝熱機能を備えたものとすることができる。
Of the
このような第9実施形態によっても、前記した第4実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、バスケットプレートの機能を、中性子吸収機能と伝熱機能に分けることが可能となる。 Also according to the ninth embodiment, the same operational effects as those of the fourth embodiment can be obtained. Furthermore, the function of the basket plate can be divided into a neutron absorption function and a heat transfer function.
(第10実施形態)
図14を参照して第10実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図14は本発明の第10実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットの構成の一部を示す模式拡大横断面図である。本実施形態では、バスケットプレート20の板厚を異ならせている。
(10th Embodiment)
With reference to FIG. 14, the spent fuel storage container of 10th Embodiment is demonstrated. FIG. 14 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a part of the structure of the spent fuel storage basket according to the tenth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the thickness of the
バスケットプレート20のうちプレート21bとプレート22bとが異なる板厚で形成されており、例えば、一方のプレート21bを他方のプレート22bよりも薄くしている。なお、水ギャップ25は、前記実施形態と同様の大きさを有している。
In the
このような第10実施形態によっても、前記した第4実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、バスケット12の構造強度を担保できれば、他方のプレート21bの厚さを薄くすることで、収納容器本体10の内径を小さくすることが可能となる。これにより、使用済み燃料収納容器1の重量およびコストを低減することが可能となる。
Also according to the tenth embodiment, the same operational effects as those of the fourth embodiment described above can be achieved. Furthermore, if the structural strength of the
(第11実施形態)
図15,図16を参照して第11実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図15は本発明の第11実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットの固定構造を示す模式拡大横断面図である。図16は第11実施形態に係る使用済み燃料収納容器のバスケットのその他の固定構造を示す模式拡大横断面図である。本実施形態では、収納容器本体10の内面10aにバスケットプレート20の端部を保持している。
(Eleventh embodiment)
The spent fuel storage container of the eleventh embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a structure for fixing a spent fuel storage container basket according to an eleventh embodiment of the present invention. FIG. 16 is a schematic enlarged cross-sectional view showing another fixing structure of the spent fuel storage container basket according to the eleventh embodiment. In the present embodiment, the end portion of the
収納容器本体10の内面10aには、収納容器本体10の軸方向に延在する複数の溝部35が設けられている。各溝部35は、各プレート21,22の端部に対応する位置に形成されており、プレート21,22の板厚よりも大きい溝幅を有している。各溝部35には、プレート21,22の端部を挿入して保持することが可能である。
The
側面に伝熱板27が設けられたバスケットプレート20は、図16に示すように、伝熱板27を含まないプレート21,22の端部だけを溝部35に挿入して保持するように構成する。このようにすることによって、生じる荷重の大半をバスケットプレート20で受けることができる。
As shown in FIG. 16, the
このような第11実施形態によっても、前記した第4実施形態または第8実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、バスケットプレート20の嵌め合いおよび固定が容易であるのでバスケット12の製作性が向上する。また、側面に伝熱板27が設けられたバスケットプレート20では、生じる荷重の大半をバスケットプレート20が受けるため、伝熱板27を強度部材として構成する必要がなくなりコストを低減することができる。
Also according to the eleventh embodiment, the same operational effects as those of the fourth or eighth embodiment described above can be achieved. Further, since the fitting and fixing of the
(第12実施形態)
図17,図18を参照して第12実施形態の使用済み燃料収納容器について説明する。図17は本発明の第12実施形態に係る使用済み燃料収納容器に用いられる補強部材を示す模式斜視図である。図18は本発明の第12実施形態に係る使用済み燃料収納容器に用いられる補強部材の変形例を示す模式斜視図である。本実施形態では、補強部材30に孔部36,37が形成されている。
(Twelfth embodiment)
The spent fuel storage container of the twelfth embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18. FIG. 17 is a schematic perspective view showing a reinforcing member used in the spent fuel storage container according to the twelfth embodiment of the present invention. FIG. 18 is a schematic perspective view showing a modification of the reinforcing member used in the spent fuel storage container according to the twelfth embodiment of the present invention. In the present embodiment, holes 36 and 37 are formed in the reinforcing
図17に示す補強部材30では、下部周壁に軸方向に沿う縦長の孔部36が形成されている。孔部36は、下部周壁を貫通しており、補強部材30の内側空間と補強部材30の外側空間とを連通している。
In the reinforcing
図18に示す補強部材30では、下端周壁に軸方向に沿う縦長スリット状の孔部37が形成されている。この孔部37も同様に、下端周壁を貫通しており、補強部材30の内側空間と補強部材30の外側空間とを連通している。
In the reinforcing
このような第12実施形態によれば、孔部36,37によって、使用済み燃料集合体100の装荷後に水ギャップ25に溜まった水が排出され易くなる。
なお、孔部36,37は、周方向に複数設けることや軸方向に複数設けることも可能である。
また、同様の孔部36,37をバスケットプレート20に対して設けてもよい。この場合にも、使用済み燃料集合体100の装荷後に水ギャップ25に溜まった水が排出され易くなる。
According to the twelfth embodiment, the water accumulated in the
It is possible to provide a plurality of
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、前記した各実施形態において、補強部材30等は、水ギャップ25内において収納容器本体10の軸方向に対して傾斜する状態に配置してもよい。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the reinforcing
また、補強部材30等は、横断面略C字形状に形成されていてもよい。
Further, the reinforcing
また、伝熱板27は、プレート21,22の両側面に設けてもよい。
Further, the
さらに、補強部材30等は、軸方向に一体とされたものに限られることはなく、軸方向に分割して構成してもよい。
Furthermore, the reinforcing
また、本発明は沸騰水型原子炉(BWR)の使用済み燃料集合体を収納する使用済み燃料収納容器に対しても適用することができる。 The present invention can also be applied to a spent fuel storage container that stores a spent fuel assembly of a boiling water reactor (BWR).
1 使用済み燃料収納容器
10 収納容器本体
11 区画部
20 バスケットプレート
21,22 プレート
25 水ギャップ
30 補強部材
31 補強部材
31a 位置決め板
31b 突出部
32 位置決め板
32b 突出部
33 位置決め板
36,37 孔部
100 使用済み燃料集合体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Used
Claims (15)
前記収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を1体ごとに区画して収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、
前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状に組み付けることで構成されており、
前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
前記水ギャップには、前記収納容器本体の軸方向に延在する補強部材が配置されていることを特徴とする使用済み燃料収納容器。 A storage container body;
A basket provided in the storage container main body, and provided with a plurality of partition portions for partitioning and storing spent fuel assemblies one by one,
The basket is configured by assembling a plurality of basket plates in a lattice shape,
The basket plate is composed of a pair of plates that are opposed to each other by forming a water gap that opens in the axial direction of the storage container body,
A spent fuel storage container, wherein a reinforcing member extending in the axial direction of the storage container body is disposed in the water gap.
前記位置決め板は、前記収納容器本体の軸方向に延在し、かつ、前記収納容器本体の軸方向に直交する方向に突出する位置決め用の突出部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の使用済み燃料収納容器。 A positioning plate that positions the reinforcing member at a predetermined position of the water gap is disposed in the water gap,
The positioning plate includes a positioning protrusion that extends in an axial direction of the storage container body and protrudes in a direction orthogonal to the axial direction of the storage container body. Spent fuel storage container as described in 1.
軸方向に隣り合う前記分割板は、前記突出部の突出方向が相互に異なる方向となるように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の使用済み燃料収納容器。 The positioning plate is composed of a divided plate divided into a plurality of parts in the axial direction of the storage container body,
The spent fuel storage container according to claim 4, wherein the divided plates adjacent in the axial direction are arranged such that the protruding directions of the protruding portions are different from each other.
前記位置決め板は、前記収納容器本体の軸方向に延在し横断面略H形形状を呈することを特徴とする請求項1に記載の使用済み燃料収納容器。 A positioning plate that positions the reinforcing member at a predetermined position of the water gap is disposed in the water gap,
2. The spent fuel storage container according to claim 1, wherein the positioning plate extends in an axial direction of the storage container body and has a substantially H-shaped cross section.
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CN111710450A (en) * | 2020-06-22 | 2020-09-25 | 上海阿波罗机械股份有限公司 | Manufacturing process of spent fuel storage grillwork |
CN113571217A (en) * | 2021-06-15 | 2021-10-29 | 上海核工程研究设计院有限公司 | Hollow water gap structure storage cavity for dense spent fuel storage and storage grillwork thereof |
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