JP2019203862A - 核燃料貯蔵ラックおよび核燃料貯蔵ラックの振動抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】核燃料貯蔵プール内で燃料集合体を高い密度で保管しつつ、地震発生時のラック本体の振動を抑制することができる核燃料貯蔵ラックの振動抑制技術を提供する。【解決手段】核燃料貯蔵ラック１は、貯蔵プール２の液体中に設けられて燃料集合体３を保管する箱状に形成されたラック本体７の側面に近接して設けられる重り部９と、重り部９をラック本体７の側面に対して平行に振動可能な状態でラック本体７に連結する連結部１０とを備える。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、核燃料貯蔵ラックの振動抑制技術に関する。

従来、原子力発電所の貯蔵プールに保管される核燃料貯蔵ラックでは、地震発生時の転倒または破損を防止する必要がある。例えば、すべり架構の上に固定された核燃料貯蔵ラックの側面に、上端部を中心として揺動し得るように平板を取り付け、この平板を動吸振器として利用することで、地震発生時の核燃料貯蔵ラックの振動を低減させる技術が知られている。

特許第５６２２３７８号公報

前述の核燃料貯蔵ラックの外側に動吸振器を設ける技術では、動吸振器となる平板が上端部を中心として揺動されるので、隣接する動吸振器同士の衝突を避けるために、核燃料貯蔵ラック同士の間隔を広くする必要がある。そのため、スペースに制約のある核燃料貯蔵プール内で、燃料集合体を高い密度で保管することが困難になるという課題がある。

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、核燃料貯蔵プール内で燃料集合体を高い密度で保管しつつ、地震発生時のラック本体の振動を抑制することができる核燃料貯蔵ラックの振動抑制技術を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る核燃料貯蔵ラックは、貯蔵プールの液体中に設けられて燃料集合体を保管する箱状に形成されたラック本体の側面に近接して設けられる重り部と、前記重り部を前記ラック本体の側面に対して平行に振動可能な状態で前記ラック本体に連結する連結部と、を備える。

本発明の実施形態により、核燃料貯蔵プール内で燃料集合体を高い密度で保管しつつ、地震発生時のラック本体の振動を抑制することができる核燃料貯蔵ラックの振動抑制技術が提供される。

第１実施形態の核燃料貯蔵ラックを示す側面図。 地震発生時の核燃料貯蔵ラックを示す側面図。 第１実施形態の核燃料貯蔵ラックを示すＡ−Ａ横断平面図。 核燃料貯蔵ラックの振動抑制方法を示すフローチャート。 第２実施形態の核燃料貯蔵ラックを示す横断平面図。 第３実施形態の核燃料貯蔵ラックを示す側面図。 第３実施形態の核燃料貯蔵ラックを示すＢ−Ｂ横断平面図。 第３実施形態の隙間整部を示す横断平面図。 第４実施形態の隙間整部を示す横断平面図。 第４実施形態の隙間整部の変形例１を示す横断平面図。 第４実施形態の隙間整部の変形例２を示す横断平面図。 第５実施形態の取付機構部を示す縦断側面図。 取付機構部により重り部がセルに取り付けられた状態を示す縦断側面図。

（第１実施形態）
以下、本実施形態の核燃料貯蔵ラックおよびその振動抑制方法を添付図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態の核燃料貯蔵ラックについて図１から図４を用いて説明する。図１の符号１は、第１実施形態の核燃料貯蔵ラックである。

原子力発電所において、原子炉格納容器を取り囲む原子炉建屋には、燃料貯蔵施設が設けられる。この燃料貯蔵施設には、例えば、原子炉の炉心で使用した使用済核燃料を保管するための貯蔵プール２が設けられている。この貯蔵プール２は、その内部に多量の水が溜められる。この貯蔵プール２には、使用済核燃料を収めた燃料集合体３を貯蔵する核燃料貯蔵ラック１が沈められている。

図１に示すように、１つの貯蔵プール２の水中には、複数個の核燃料貯蔵ラック１が保管されている。これらの核燃料貯蔵ラック１に貯蔵された使用済核燃料は、水で冷却されることで崩壊熱が除去される。なお、核燃料貯蔵ラック１に貯蔵される核燃料は、使用前のものであっても良い。

本実施形態では、貯蔵プール２の底面４に基礎ボルトで固定する固定式の核燃料貯蔵ラック１を例示する。なお、貯蔵プール２の底面４に固定せずに置くだけの自立式の核燃料貯蔵ラック１に本実施形態を適用することもできる。

核燃料貯蔵ラック１は、金属製の角管で構成される複数本のセル５を互いに溶接させて形成されている。１本のセル５には、１本の燃料集合体３が収容される。なお、それぞれのセル５は、直立して設けられる。燃料集合体３は、セル５の上方の開口から出し入れされる。また、それぞれのセル５の下端は、支持パッド６に固定されている。

なお、複数本のセル５と支持パッド６とでラック本体７が構成される。このラック本体７は、貯蔵プール２の水中に設けられて燃料集合体３を保管する箱状に形成された装置である。

本実施形態において、ラック本体７の質量という用語には、ラック本体７に保管される燃料集合体３の質量が含まれる。つまり、ラック本体７という用語は、これに保管される燃料集合体３を含むものであっても良い。

図３に示すように、第１実施形態では、平面視のラック本体７において、図３中の縦方向に１０本のセル５が並ぶとともに、図３中の横方向に１０本のセル５が並んで１個のラック本体７を構成する。つまり、ラック本体７は、平面視で正方形状を成す。

図１および図３に示すように、ラック本体７の外周には、動吸振器８が配置されている。動吸振器８とは、弾性要素（ばね要素）および減衰要素を介して制振対象となる対象物に可動質量を設置するものである。弾性要素と可動質量とにより構成される振動系（従系）の固有振動数を対象物（主系）の固有振動数に同調させて使用するものである。

地震発生時に、この地震動の振動数に対象物が共振される場合に、動吸振器８の可動質量が振動し、かつ減衰要素の作用により地震のエネルギーが散逸され、対象物の振動が抑制される。

つまり、動吸振器８とは、振動を抑制の対象となる対象物に、振動可能な重りを取り付けることにより、対象物の固有振動数の近傍の地震の揺れが発生したときに、対象物の共振現象を抑制する装置のことである。この動吸振器８とは、重りが対象物の代わりに振動することで、対象物が振動しないようにする装置のことである。本実施形態では、地震発生時に動吸振器８が振動されることで、ラック本体７の振動を抑制する。

第１実施形態の動吸振器８は、ラック本体７の４つの側面に近接してそれぞれ設けられる４つの重り部９と、この重り部９をラック本体７の側面に対して平行に振動可能な状態でラック本体７に連結する４つの連結部１０とから成る。

連結部１０は、セル５の上端に固定される固定部１１と、重り部９を吊り下げる板バネ１２とから成る。第１実施形態では、平面視でラック本体７の四隅にあるセル５の上端に固定部１１が溶接されている。

なお、固定部１１は、垂直方向に延びる板状の部材である。この固定部１１の厚みは、セル５を構成する金属板の厚みと同一である。そのため、固定部１１がセル５の上端の縁辺に溶接されても、このセル５の上方の開口から内部に燃料集合体３を出し入れすることが可能である。つまり、固定部１１が溶接されたセル５がデッドスペースにならないようにしている。

また、１つの固定部１１は、ラック本体７の１つの側面とこれに隣接する側面とに設けられるそれぞれの重り部９を、板バネ１２を介して吊り下げる。このようにすれば、地震発生時にラック本体７の上端が最も振動が大きくなるので、その振動を抑制することができる。

なお、重り部９の水平方向の寸法は、ラック本体７の水平方向の寸法とほぼ同じ長さとなっている。また、重り部９の垂直方向の寸法は、ラック本体７の垂直方向の寸法の約半分程度の長さとなっている。この重り部９は、連結部１０から吊り下げられた状態で、ラック本体７の上部側に配置される。

また、固定部１１は、平面視で十字形状を成す。この固定部１１は、セル５に溶接される２つの板部と、重り部９を吊り下げる２つの板部とから成る。つまり、固定部１１は、重り部９を吊り下げる２つの板部が、ラック本体７から側方に突出される。

重り部９は、ラック本体７の側面に沿って広がる平板状の部材である。この重り部９は、側面視で四角形を成し、所定の厚みを有する。また、重り部９は、中実な部材となっており、所定の質量を有する。なお、重り部９の内部は空洞が形成されていても良い。

重り部９の質量は、ラック本体７の質量に合わせて調整可能である。なお、重り部９の質量を調整する場合には、重り部９の水平方向および垂直方向の寸法を調整したり、着脱可能なウエイトを取り付けたりすることで行う。

重り部９の質量は、ラック本体７の質量の２.５％以上となるように予め調整される。つまり、ラック本体７を挟んで両側面に配置される２枚の重り部９の質量の合計が、ラック本体７の質量の５.０％以上となるように予め調整される。動吸振器８の質量を制振対象となるラック本体７の質量の５.０％以上とすることで、充分な制振効果を得ることができる。

ラック本体７の側面と重り部９との間には、水が通過可能な隙間が形成される。また、重り部９の外側を向く面は、隣接するラック本体７に取り付けられた重り部９と近接している。これら重り部９同士の間にも、水が通過可能な隙間が形成される。

本実施形態では、重り部９の厚み寸法が、板バネ１２の幅寸法Ｗ（図１参照）と同一となっている。また、所定のラック本体７と、これに隣接して設置される他のラック本体７との間の離間寸法Ｖよりも、重り部９の厚み寸法および板バネ１２の幅寸法Ｗが、狭くなるように設定される。また、ラック本体７同士の間の離間寸法Ｖに、２枚の重り部９が収まるように、重り部９の厚み寸法および板バネ１２の幅寸法Ｗが設定される。

板バネ１２は、重り部９が振動するときにせん断変形可能な部材である。このようにすれば、重り部９の慣性力が板バネ１２をせん断変形させ、板バネ１２のせん断力が反力として作用しラック本体７に生じる振動を抑制させることができる。

また、平面視において、板バネ１２の幅方向がラック本体７の側面に対して垂直を成す。このようにすれば、重り部９がラック本体７の側面に対して平行に振動したときに板バネ１２がせん断変形されるので、その反力によりラック本体７に生じる振動を抑制させることができる。また、重り部９がラック本体７の側面から離れる方向に揺れることを防ぐことができる。そのため、隣り合うラック本体７にそれぞれ取り付けられた重り部９同士が衝突してしまうことが防止できる。

本実施形態では、ラック本体７が有する固有振動数が予め特定される。そして、この固有振動数に応じて、重り部９の質量と板バネ１２のバネ定数が調整される。なお、板バネ１２のバネ定数を調整する場合は、その寸法、断面形状、または材質を変化させることで行う。

図１に示すように、ラック本体７の側面に対して平行な方向の少なくとも２箇所で、重り部９の上部の２つの角部近傍が、連結部１０の板バネ１２によりそれぞれ連結される。例えば、図２において、水平方向に振動される地震の揺れＱが発生したときに、この地震の振動の水平方向に対応して重り部９が水平方向に振動される。

このようにすれば、重り部９をラック本体７の側面に対して平行な方向、かつ水平な方向に振動させることができるので、地震の水平方向の揺れＱに対して振動抑制効果を高めることができる。

なお、重り部９の平行方向の振動とは、重り部９の上辺が水平を保った状態で、この重り部９が水平方向に振動される態様のことである。さらに、重り部９の平行方向の振動には、重り部９が振り子のように揺れ動く態様が含まれる。

重り部９は、その平板状の広がりの向き（幅方向）と平行な地震の揺れに対して、振動される。つまり、ラック本体７を挟んで両側面に配置される２枚の重り部９が、同じ振動数で振動される。また、地震の揺れの方向によっては、ラック本体７の１つの側面とこれに隣接する側面とにそれぞれ設けられている重り部９が同時に振動される場合もある。

図３に示すように、核燃料貯蔵ラック１は、貯蔵プール２の水中に配置されるので、地震発生時の揺れＱの作用で、ラック本体７と重り部９との周囲に水の流れＦが発生する。ラック本体７の振動により、ラック本体７の周囲に圧力差が生じ、圧力の高い方から低い方へ水の流れが生じる。重り部９の周囲を水が通過する際、重り部９が無い広い空間から、重り部９が有る狭い空間へ水が流出入するときに、水の粘性力により流動抵抗が発生する。この重り部９の周囲に生じる流動抵抗が減衰要素となり、振動エネルギーが吸収される。なお、板バネ１２が弾性要素となる。また、重り部９が振動する際は周囲の水も一緒に加速させるため、あたかも重り部９の質量が増加したような効果が生じる。この流体付加質量と呼ばれる見かけ上の質量の増分を含む重り部９の質量が、可動質量となって動吸振器８が構成される。

次に、核燃料貯蔵ラック１の振動抑制方法について図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１１において、動吸振器８の設計者は、制振対象となるラック本体７の固有振動数を特定する。

次のステップＳ１２において、動吸振器８の設計者は、特定したラック本体７の固有振動数に基づいて、重り部９の質量を設定する。この設定に基づいて重り部９が製造される。

次のステップＳ１３において、動吸振器８の設計者は、特定したラック本体７の固有振動数に基づいて、板バネ１２のバネ定数を設定する。この設定に基づいて板バネ１２が製造される。

次のステップＳ１４において、作業者は、板バネ１２を含む連結部１０を用いて重り部９をラック本体７に連結する。ここで、ラック本体７の側面に重り部９を近接させた状態で重り部９を連結部１０により連結する。

次のステップＳ１５において、貯蔵プール２の水中に複数のラック本体７が設けられ、これらのラック本体７に燃料集合体３が収容される。そして、ラック本体７が貯蔵される。

ステップＳ１６以降は、ステップＳ１１からステップＳ１５によって設置されたラック本体７について、地震発生時（ステップＳ１６）に受動的に生じる作用効果の説明である。ステップＳ１６において、地震が発生し、所定の振動数でラック本体７が振動される。

次のステップＳ１７において、地震発生時に重り部９がラック本体７の側面に対して平行に振動される。

次のステップＳ１８において、重り部９が振動することで、板バネ１２がせん断変形される。ここで、重り部９の慣性力が板バネ１２をせん断変形させ、板バネ１２のせん断力が反力として作用し、ラック本体７に生じる振動が抑制される。

次のステップＳ１９において、ラック本体７および重り部９が振動することで、ラック本体７と重り部９との周囲に水の流れＦが発生する。このときに生じる流動抵抗により、ラック本体７の振動が減衰される。

第１実施形態では、動吸振器８の効果によって核燃料貯蔵ラック１の共振応答を抑制し、耐震性を向上させることができる。なお、ラック本体７の固有振動数が十数Ｈｚである場合に、重り部９の振動の変位量は数ミリ程度である。重り部９の振動は、ラック本体７の大きさに対して充分に小さいので、重り部９同士を近接して配置させることができる。

なお、重り部９は、ラック本体７の側面に対して平行な方向に振動されるので、ラック本体７同士の間の離間寸法Ｖを狭めることができる。そのため、貯蔵プール２内で燃料集合体３を高い密度で保管することができる。また、核燃料貯蔵ラック１の配置を、動吸振器８が設けられていない場合とほぼ同じものとすることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の核燃料貯蔵ラック１Ａについて図５を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態では、平面視のラック本体７Ａにおいて、図５中の縦方向に１４本のセル５が並ぶとともに、図５中の横方向に１０本のセル５が並んで１個のラック本体７Ａを構成する。つまり、ラック本体７Ａは、平面視で長方形状を成す。

ラック本体７Ａの長辺の側面の長さＬ１は、短辺の側面の長さＬ２よりも長くなっている。この場合に、ラック本体７Ａが水平方向に振動する場合の固有振動数は、長辺方向と短辺方向とで異なる。第２実施形態の動吸振器８Ａでは、ラック本体７Ａの長辺の側面に近接して設けられる重り部９１の幅寸法と、ラック本体７Ａの短辺の側面に近接して設けられる重り部９２の幅寸法とが異なる。

ラック本体７Ａの長辺の側面に近接して設けられる重り部９１と板バネ１２（図１参照）とを含む第１振動系が、ラック本体７Ａの長辺方向の固有振動数に同調可能な固有振動数を有する。また、ラック本体７Ａの短辺の側面に近接して設けられる重り部９２と板バネ１２（図１参照）とを含む第２振動系が、ラック本体７Ａの短辺方向の固有振動数に同調可能な固有振動数を有する。

つまり、第１振動系の重り部９１の質量が、ラック本体７Ａの長辺方向の固有振動数に応じて調整される。ここで、第１振動系の板バネ１２（図１参照）のバネ定数も、ラック本体７Ａの長辺方向の固有振動数に応じて調整される。

また、第２振動系の重り部９２の質量が、ラック本体７Ａの短辺方向の固有振動数に応じて調整される。ここで、第２振動系の板バネ１２（図１参照）のバネ定数も、ラック本体７Ａの短辺方向の固有振動数に応じて調整される。

第２実施形態では、平面視で長方形状を成すラック本体７Ａが、その長辺方向または短辺方向のいずれの方向に振動した場合であっても、ラック本体７Ａの振動を抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の核燃料貯蔵ラック１Ｂについて図６から図８を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図６に示すように、第３実施形態の核燃料貯蔵ラック１Ｂは、隙間調整部１３を備える。この隙間調整部１３は、重り部９を端部方向から見た場合に、重り部９をラック本体７の側面を向く面から外側を向く面まで覆うように、Ｕ字形状に形成された板状の部材である。なお、隙間調整部１３は、ラック本体７の側面に固定されている。

図７および図８に示すように、隙間調整部１３は、重り部９の両面に近接して広がる内面を有し、重り部９の両面と、隙間調整部１３の内面との間に所定寸法Ｄの隙間１４が形成される。なお、この隙間１４は、重り部９の振動方向に直交する方向に離間する幅を有する空間である。

地震発生時において、ラック本体７と重り部９が振動されると、その周囲の水が、重り部９および隙間調整部１３の水平端部側から隙間１４に流れ込む。また、隙間１４に流れ込んだ水は、反対側から流出される。隙間調整部１３は、重り部９の両面に沿って水が流れる隙間１４の寸法Ｄを調整するために設けられる。特に、隙間１４の寸法Ｄを狭めるために、隙間調整部１３が用いられる。

地震発生時の揺れ作用で、重り部９の周囲に水の流れＦが発生したときに、隙間調整部１３により重り部９の周囲の隙間１４が狭められているので、流動抵抗が増大される。この重り部９の周囲に生じる流動抵抗が減衰要素となる。第３実施形態では、隙間調整部１３が無い場合と比較して大きな流動抵抗が生じるようになる。

第３実施形態の動吸振器８Ｂでは、重り部９の両面と隙間調整部１３の内面との隙間１４を隙間調整部１３により調整することで、重り部９を含む動吸振器８Ｂの減衰比を調整することができる。

なお、第３実施形態では、隙間調整部１３が側面視でＵ字形状に形成されているが、その他の態様でも良い。例えば、隙間調整部が側面視でＬ字状に形成され、その下端がラック本体７に取り付けられても良い。そして、重り部９の外側を向く面のみに隙間調整部１３の内面が近接されても良い。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の核燃料貯蔵ラック１Ｃについて図９から図１１を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図９に示すように、隙間調整部１３の水平方向の端部近傍の内面側には、重り部９に向かって突出される突出部１５が設けられる。なお、隙間調整部１３の水平方向の両端部のそれぞれに突出部１５が設けられる。これらの突出部１５は、断面視で正方形状を成し、上下方向に延びる凸条である。なお、突出部１５は、溶接などの接合方法で隙間調整部１３に取り付けられる。

図１０に示すように、変形例１としての突出部１６は、断面視で三角形状を成し、上下方向に延びる凸条である。これらの突出部１６は、隙間調整部１３の水平方向の端部近傍の内面側に設けられ、重り部９に向かって突出される。

図１１に示すように、変形例２としての突出部１７は、断面視で四角形状を成し、上下方向に延びる凸条である。これらの突出部１７は、重り部９の水平方向の端部近傍の両面に設けられ、隙間調整部１３に向かって突出される。なお、突出部１７は、溶接などの接合方法で重り部９に取り付けられる。

第４実施形態の動吸振器８Ｃでは、重り部９の両面と隙間調整部１３の内面との隙間１４が、突出部１５，１６，１７により狭められているため、地震発生時の揺れの作用で、重り部９の周囲に水の流れＦが発生したときに、隙間１４を流れる水の流動抵抗が増大され、ラック本体７の振動を抑制する効果が高められる。

なお、第４実施形態の動吸振器８Ｃでは、重り部９の両面と隙間調整部１３の内面とのいずれか一方に突出部１５，１６，１７が設けられているが、重り部９の両面と隙間調整部１３の内面と両方に突出部１５，１６，１７が設けても良い。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態の核燃料貯蔵ラック１Ｄについて図１２から図１３を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１２に示すように、第５実施形態の動吸振器８Ｄは、重り部９をラック本体７に取り付ける取付機構部２０を備える。既に貯蔵プール２の水中に保管されているラック本体７には、溶接などの接合方法で動吸振器８Ｄを取り付けることができない。そこで、第５実施形態では、取付機構部２０により動吸振器８Ｄをラック本体７に後付けで取り付けるようにしている。

取付機構部２０は、セル５の上端縁に連結部１０を取り付ける取付部２１と、取付部２１をセル５の内面に押し付ける楔部２２と、楔部２２の移動量を操作する操作部２３と、これらの部材を一体化する基部材２４とから成る。

取付部２１は、重り部９を吊り下げる板バネ１２が接続された連結部１０と一体的な部分である。この取付部２１は、連結部１０よりも下方に延び、セル５の開口から挿入可能になっている。

基部材２４は、板状を成す部材であり、取付部２１を水平方向に移動可能に保持する長孔２５が貫通されている。なお、第５実施形態の隙間調整部１３は、ラック本体７に固定されておらず、その上端が基部材２４に対して固定されている。また、取付部２１には、第１傾斜部２６が形成されている。この第１傾斜部２６に対応して傾斜された第２傾斜部２７が楔部２２に形成されている。

また、基部材２４の長孔２５の近傍には、操作部２３が設けられている。この操作部２３は、雄ネジが形成されたボルトで構成される。基部材２４には、この操作部２３が螺合されるナットで構成される雌ネジ部２８が固定されている。操作部２３の下端は、楔部２２に対して回転自在に接続されている。

取付機構部２０は、ラック本体７の四隅のセル５にそれぞれ取り付けられる。これら４つの取付機構部２０は、重り部９および隙間調整部１３を介して互いに連結されている。水上から動吸振器８Ｄを水中に沈め、取付機構部２０の取付部２１をセル５にそれぞれ挿入する。なお、四隅のセル５には、取付機構部２０が挿入されるので、これら４つのセル５は、燃料集合体３の保管に用いることができなくなる。

図１３に示すように、取付部２１がセル５の開口に上方から挿入される。この取付部２１がセル５の上端縁に掛止される。この状態で操作部２３を回転させて楔部２２を下方に移動させる。すると、楔部２２の第２傾斜部２７から取付部２１の第１傾斜部２６に水平方向に押圧する力が加わるので、取付部２１が水平方向、つまり取付部２１がセル５の内面に押し付けられる方向に移動される。

なお、取付部２１には、第１傾斜部２６の反対側に第１垂直部２９が設けられる。また、楔部２２には、第２傾斜部２７の反対側に第２垂直部３０が設けられる。楔部２２が下方に移動されると、第１垂直部２９および第２垂直部３０が、それぞれセル５の内面に押し付けられるので、取付機構部２０が強固にセル５に取り付けられる。

第５実施形態では、既に貯蔵プール２の水中に設けられたラック本体７に対して、重り部９を容易に取り付けることができる。

本実施形態に係る核燃料貯蔵ラックを第１実施形態から第５実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。

なお、本実施形態では、複数本のセル５を互いに溶接させてラック本体７が形成されているが、その他の態様であっても良い。例えば、複数の板を格子状に組み合わせて燃料セルを形成したラック本体、フレームまたは外周面を覆う板で金属管のセルを複数本束ねたラック本体等であっても良い。

なお、本実施形態では、貯蔵プール２の内部に多量の水が溜められており、使用済核燃料の冷却に用いられているが、貯蔵プール２の内部に水以外の冷却用の液体を溜めるようにしても良い。

なお、本実施形態では、重り部９が平板状を成しているが、その他の態様であっても良い。例えば、重り部が、円盤形状を成しても良いし、球形状を成しても良いし、棒状を成しても良い。

なお、本実施形態では、重り部９が板バネ１２により吊り下げられているが、その他の態様であっても良い。例えば、重り部９がコイルバネにより吊り下げられても良い。また、重り部９が上方から吊り下げられる構成でなくても良く、例えば、重り部の下端にラック本体に固定されるバネを接続し、このバネにより重り部を立設させても良い。

なお、本実施形態では、１つの重り部９が２つの板バネ１２により吊り下げられているが、その他の態様であっても良い。例えば、１つの重り部９が、１つの板バネ１２により吊り下げられても良いし、３つ以上の板バネ１２により吊り下げられても良い。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、重り部をラック本体の側面に対して平行に振動可能な状態でラック本体に連結することにより、核燃料貯蔵プール内で燃料集合体を高い密度で保管しつつ、地震発生時のラック本体の振動を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）…核燃料貯蔵ラック、２…貯蔵プール、３…燃料集合体、４…底面、５…セル、６…支持パッド、７（７Ａ）…ラック本体、８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ）…動吸振器、９…重り部、１０…連結部、１１…固定部、１２…板バネ、１３…隙間整部、１４…隙間、１５，１６，１７…突出部、２０…取付機構部、２１…取付部、２２…楔部、２３…操作部、２４…基部材、２５…長孔、２６…第１傾斜部、２７…第２傾斜部、２８…雌ネジ部、２９…第１垂直部、３０…第２垂直部、９１，９２…重り部、Ｄ…隙間の寸法、Ｆ…水の流れ、Ｌ１，Ｌ２…ラック本体の側面の長さ、Ｑ…地震の揺れ、Ｖ…ラック本体同士の離間寸法、Ｗ…板バネの幅寸法。

Claims (10)

1. 貯蔵プールの液体中に設けられて燃料集合体を保管する箱状に形成されたラック本体の側面に近接して設けられる重り部と、
   前記重り部を前記ラック本体の側面に対して平行に振動可能な状態で前記ラック本体に連結する連結部と、
   を備える核燃料貯蔵ラック。
2. 前記連結部は、前記重り部が振動するときにせん断変形可能なバネを含む請求項１に記載の核燃料貯蔵ラック。
3. 前記連結部が板バネを含み、前記板バネの幅方向が前記ラック本体の側面に対して垂直を成す請求項１または請求項２に記載の核燃料貯蔵ラック。
4. 前記重り部は、前記連結部により前記ラック本体の上端部から吊り下げられる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の核燃料貯蔵ラック。
5. 前記重り部が前記ラック本体の側面に沿って広がる四角形状を成す平板状を成し、
   前記ラック本体の側面に対して平行な方向の少なくとも２箇所で、前記重り部の上部が前記連結部によりそれぞれ連結される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の核燃料貯蔵ラック。
6. 前記ラック本体が平面視で長方形状を成し、
   前記ラック本体の長辺の側面に近接して設けられる前記重り部を含む第１振動系が、前記ラック本体の長辺方向の固有振動数に同調可能な固有振動数を有し、
   前記ラック本体の短辺の側面に近接して設けられる前記重り部を含む第２振動系が、前記ラック本体の短辺方向の固有振動数に同調可能な固有振動数を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の核燃料貯蔵ラック。
7. 前記重り部が前記ラック本体の側面に沿って広がる四角形状を成す平板状を成し、
   前記ラック本体に固定され、前記重り部の面に近接して広がる面を有し、これらの面同士の隙間を調整する隙間整部を備える請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の核燃料貯蔵ラック。
8. 前記重り部の面と前記隙間調整部の面との少なくともいずれか一方から突出されて前記面同士の隙間を狭める突出部を備える請求項７に記載の核燃料貯蔵ラック。
9. 前記ラック本体が前記燃料集合体を上方から挿入可能な複数のセルから成り、
   少なくとも１つの前記セルに上方から挿入され、このセルに前記連結部を取り付ける取付部と、
   前記取付部を前記セルの内面に押し付ける楔部と、
   前記楔部の移動量を操作する操作部と、
   を備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の核燃料貯蔵ラック。
10. 貯蔵プールの液体中に設けられて燃料集合体を保管する箱状に形成されたラック本体の側面に重り部を近接させた状態で前記重り部を連結部により連結するステップと、
    地震発生時に前記重り部が前記ラック本体の側面に対して平行に振動されるステップと、
    を含む核燃料貯蔵ラックの振動抑制方法。

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