JP2807361B2 - 使用済燃料貯蔵ラックとその製造方法 - Google Patents

使用済燃料貯蔵ラックとその製造方法

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JP2807361B2 JP3239344A JP23934491A JP2807361B2 JP 2807361 B2 JP2807361 B2 JP 2807361B2 JP 3239344 A JP3239344 A JP 3239344A JP 23934491 A JP23934491 A JP 23934491A JP 2807361 B2 JP2807361 B2 JP 2807361B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉より取り出され
た使用済燃料集合体を燃料貯蔵プール内に収容貯蔵する
ための使用済燃料貯蔵ラックに係り、特にその稠密度と
加工性を向上した使用済燃料貯蔵ラックとその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に原子力発電プラントにおいては、
原子炉を一定期間運転後に炉心から取り出された使用済
燃料を再処理を行なうまでの間、使用済燃料貯蔵プール
内に設置された使用済燃料貯蔵ラックに収容貯蔵し、こ
れを冷却して燃料の崩壊熱除去を行う。近年は、前記使
用済燃料貯蔵プール内のスペースを有効活用して貯蔵容
量を増加させるような要望があり、この目的から例えば
貯蔵燃料間に中性子吸収能力の大きな材料を介在させて
燃料相互の未臨界性を保持しながら貯蔵燃料間の間隔を
狭くすると共に、この材料を地震時等においても貯蔵燃
料を支持するための強度部材としても用いて、稠密度を
増大することが可能な使用済燃料貯蔵ラックが提案され
ている。この様な使用済燃料貯蔵ラックの典型的な例と
して、中性子吸収能力に優れたボロンを含有し、かつ構
造強度も良好なボロン添加ステンレス鋼を使用し、貯蔵
燃料間に1枚のボロン添加ステンレス鋼が介在するよう
な、いわゆる格子板状の燃料貯蔵セル構造のものがあ
り、このような条件を満足し、また強度が良好なことか
ら、予め形成された角筒体を千鳥格子状に組合せるもの
がある。即ち、図8の平面図と、図9の図8のE−E線
に沿った矢視一部切断側面図及び図10の部分拡大平面図
で示すように、この種の使用済燃料貯蔵ラック1は多数
の角筒体2がベース3上に配設されていて、原子炉建屋
等の燃料貯蔵プール4の底面にそのベース3がボルト5
及びナット6により固定されている。
【0003】前記角筒体2は、燃料集合体7を1体ずつ
収容可能な大きさを持ち、この角筒体2を千鳥格子状に
組合わせて構成することにより、角筒体2内のA貯蔵セ
ル8内に燃料集合体7を貯蔵すると共に、4つの角筒体
2の外側面、あるいは3つの角筒体2の外側面と1枚の
閉止板9にて形成された方形状のB貯蔵セル10内に燃料
集合体7を貯蔵することができ、これら燃料集合体7は
ベース3上の着座穴3aに嵌合して支持される。前記角
筒体2は、一般に板材を曲げ加工してその継ぎ目を溶接
したボロン添加ステンレス鋼製の角筒よりなり、その角
部に曲率を持った曲げ部2aを持っている。なお、角筒
体2を千鳥格子状に組合わせるに当たっては、図10に示
すようにその角部で隣接する角筒体2同士の対角線上の
曲げ部2a間にフラットバー11を挟み、これを介して溶
接12により固着結合して、格子状で連続した多数の貯蔵
セル8,10を形成した使用済燃料貯蔵ラック1を構成し
ている。なお、この千鳥格子状に角筒体2を組合せた使
用済燃料貯蔵ラック1においては、前記曲げ部2aを適
切な大きさとして対角寸法Lを適切な長さとし、なおか
つ、フラットバー11の厚みを調整することにより角筒体
2の板厚部が互いにオーバーラップする形にすることが
でき、究極的にはA貯蔵セル8の内径寸法とB貯蔵セル
10の内径寸法が同じくなり、一枚の板材で格子状の貯蔵
セルを組立てたと同様の稠密度の大きい使用済燃料貯蔵
ラック1を形成することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の使用済燃料貯蔵
ラックの組立てにあっては、角筒体2の角部でフラット
バー11を介して角筒体2同士を溶接12により固着するこ
とになるが、角筒体2は前述のように板材を曲げ加工し
て作られたもので、その角部に曲率を持った曲げ部2a
を持ち、この曲げ部2a間の対角寸法Lは必ずしも一定
せず大きな公差を持つ。このため角筒体2の対角線上の
曲げ部2a間にフラットバー11を挟み込んで組立てる場
合に、貯蔵ピッチを小さくするために4つの角筒体2の
外側面で形成する方形状のB貯蔵セル10の内径を角筒体
2内のA貯蔵セル8の内径と同じくし、かつ、燃料集合
体7の未臨界性を維持するために要求される値に貯蔵セ
ル相互間のピッチを精度良く組立ることは極めて困難性
が大である。従って、燃料貯蔵セル相互間のピッチを一
定範囲内に精度良く製作するには、精度確認等による組
立工数が多くかかり、経済性にも劣るという問題があっ
た。
【0005】本発明の目的とするところは、突起及びス
リットを設けた板状の格子板を組合わせ結合して、燃料
貯蔵セル間ピッチ精度を良好に保ち、かつ、組立てが容
易で稠密度の向上した使用済燃料貯蔵ラックとその製造
方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】角柱形状の使用済燃料集
合体を、格子状に形成した多数のセルの中に収納して保
管する使用済燃料貯蔵ラックであって、このセルを、多
数のスリットを形成し、複数のセルの幅を有する第2の
格子板と、この第2の格子板のスリットに挿入される突
部を形成した一セル分の幅を有する第1の格子板とから
構成し、この挿入部分を溶接固定して組み立てる。
【0007】
【作用】予め寸法が確定した2種の板状で突起部、ある
いはスリットを設けた格子板を複数組合わせると共に
これらを順次組み立てて複数のセルを並設した貯蔵ラッ
クを構成するため、その格子板の形状と組立てが簡便で
堅固に形成できる。また寸法精度を高く得られるので、
貯蔵ラックにおいて収容する燃料集合体の寸法と未臨界
性を考慮したピッチを最適に設定とすることが極めて容
易となり、貯蔵する燃料集合体を含めた稠密度向上
せることができる。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については
同一符号を付して詳細な説明を省略する。図1の平面
図、及び図2の図1のA−A線に沿った矢視一部切断側
面図で示すように、使用済燃料貯蔵ラック20は複数の第
1の格子板21と第2の格子板22を格子状に組合わせ、互
いに嵌合固着して方形で複数並設した燃料貯蔵セル23を
形成する。なお、この使用済燃料貯蔵ラック20は燃料貯
蔵プール1の底面にボルト5及びナット6により固定す
るベース3上に取付けられ、複数の燃料集合体7は前記
燃料貯蔵セル23に個別に挿入されてベース3上の着座穴
3aに嵌合支持される。さらに、図3の図1のB−B線
に沿った矢視拡大縦断面図と、図4の図3のC−C線に
沿った平断面図及び、図5の図3のD−D線に沿った平
断面図に示すように、第1の格子板21は、燃料集合体7
の軸方向長さに見合う長さと燃料貯蔵セル23の1セル分
の幅に相当する幅で、その一端面に沿って複数個の突起
部24が設けられており、さらに、この反対側の端面には
隣接する第1の格子板21の突起部24と嵌合する凹部25が
形成されている。一方、第2の格子板22は、燃料の軸方
向長さに見合う長さと、複数の燃料貯蔵セル23を並設し
た使用済燃料貯蔵ラック20の幅に相当する幅を有してお
り、前記燃料貯蔵セル23の1セル分のピッチで前記第1
の格子板21の突起部24が差込まれる複数のスリット26が
加工されている。
【0009】これら複数の第1の格子板21及び第2の格
子板22を使用済燃料貯蔵ラック20の平面上で互いに直角
に交差するように配して第2の格子板22のスリット26に
第1の格子板21の突起部24を差込み、さらに第2の格子
板22から突出した第1の格子板21の突起部24に隣接する
他の第1の格子板21の凹部25を嵌着させたうえで、第1
の格子板21同志及び、第1の格子板21と第2の格子板22
を溶接27することにより互いに強固に結合して複数の並
設した燃料貯蔵セル23を形成する。この構造によれば地
震時等の振動にも十分に耐え、多数の燃料集合体7を収
容して安全かつ確実に貯蔵することができる。なお、燃
料貯蔵セル23間のピッチを小さくして稠密化した使用済
燃料貯蔵ラックとするためには、前記第1の格子板21及
び第2の格子板22の板部材を共に、中性子吸収能力に優
れ、かつ強度部材としても有効なボロン添加ステンレス
鋼を採用することが望ましいが、必要に応じて例えば第
1の格子板21あるいは、第2の格子板22を1枚おきに通
常のステンレス鋼とすることや、別途機械的強度あるい
は中性子吸収能力に優れた材質を適宜混用することも容
易に可能である。
【0010】次に使用済燃料貯蔵ラック20の組立て例に
ついて説明する。先ず図6の格子板組立て説明斜視図に
示すように、1枚の第2の格子板22において、そのスリ
ット26の位置に対して複数の第1の格子板21をその凹部
25が向かい合うようにして直角に配設し、この当接した
第1の格子板21の端側面と第2の格子板22とを溶接27に
より固着して、1つのラックユニット28を作製する。そ
の後、同様の手順で複数のラックユニット28を作製して
おく。次に図7のラックユニット要部拡大斜視図に示す
ように、1つのラックユニット28の突起部24を他のラッ
クユニット28のスリット26に差込み、このスリット26か
ら突出させて第1の格子板21の凹部25に嵌合させた後、
図5に示ように第2の格子板22のスリット26から突出し
た第1の格子板21の突起部24と第2の格子板22を図示し
ない治具で位置決めをしたうえで溶接27し、さらに、第
1の格子板21の突起部24と他の第1の格子板21の凹部25
も嵌合部にて溶接27により固着する。以下同様に、複数
のラックユニット28を順次結合して組立てることにより
使用済燃料貯蔵ラック20が完成する。以上のように、2
種の板状の格子板をラックユニット28とする組立て、及
びこのラックユニット28による燃料貯蔵セル23の組立て
がいずれも突起とスリットの嵌め込み構造としているた
め簡便で、かつ溶接により強固に結合することができ
る。また貯蔵燃料の未臨界性上求められる燃料貯蔵セル
間ピッチの調整を不要として所定範囲内に均等に精度良
く設定することができ、しかも燃料貯蔵セル23内に突起
部材を介在させないので燃料集合体7の挿入も容易に行
える。
【0011】
【発明の効果】以上本発明によれば、板材よりなる2種
の格子板を、その突起及びスリットの嵌合により組立
て、溶接して互いを強固に固着するので、各部の寸法精
度が高く得られ、燃料が未臨界性上要求される燃料貯蔵
セル間ピッチを効率良くして稠密度を高くすることが容
易にできると共に、組立てが容易で製造工数を低減する
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の使用済燃料貯蔵ラックの平面図。
【図2】図1のA−A線に沿った矢視一部切断側面図。
【図3】図1のB−B線に沿った矢視拡大縦断面図。
【図4】図3のC−C線に沿った矢視平断面図。
【図5】図3のD−D線に沿った矢視平断面図。
【図6】格子板組立て説明斜視図。
【図7】ラックユニット要部拡大斜視図。
【図8】従来の使用済燃料貯蔵ラックの平面図。
【図9】図8のE−E線に沿った矢視一部切断側面図。
【図10】図8の一部拡大平面図。
【符号の説明】
3…ベース、4…燃料プール、7…燃料集合体、20…使
用済燃料貯蔵ラック、21…第1の格子板、22…第2の格
子板、23…燃料貯蔵セル、24…突起部、25…凹部、26…
スリット、27…溶接、28…ラックユニット。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角柱形状の使用済燃料集合体を、格子状
    に形成した多数のセルの中に収納して保管する使用済燃
    料貯蔵ラックであって、突起部を形成した第1の格子板
    と、スリットを形成した第2の格子板と、前記第1の格
    子板の突起部を前記第2の格子板のスリットに挿入して
    溶接にて固定する交点と、前記交点4個を組合わせて形
    成する格子とを有することを特徴とする使用済燃料貯蔵
    ラック。
  2. 【請求項2】 角柱形状の使用済燃料集合体を、格子状
    に形成した多数のセルの中に収納して保管する使用済燃
    料貯蔵ラックの製造方法であって、第1の格子板に突起
    部を形成する突起形成工程と、第2の格子板にスリット
    を形成するスリット形成工程と、前記突起形成工程にて
    形成した突起部を前記スリット形成工程で形成したスリ
    ットに挿入して、交点を溶接にて固定する交点形成工程
    と、前記交点形成工程で形成した交点4個を組合わせて
    格子を形成する格子形成工程とを備えた使用済燃料貯蔵
    ラックの製造方法。
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