JP5913036B2 - Damaged fuel storage rack - Google Patents
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Description
本発明は、破損した燃料を貯蔵する破損燃料貯蔵ラックに関する。 The present invention relates to a damaged fuel storage rack for storing damaged fuel.
一般に、原子力発電プラントにおいて、原子炉を一定期間運転した後に炉心から取り出された使用済燃料は、再処理に移行するまでの期間、安定的に格納可能な燃料貯蔵ラックへ収納し、原子力発電プラント内の燃料貯蔵プールに収納済みの燃料貯蔵ラックを浸水させ、冷却することにより崩壊熱除去が行われている。ここで安定的に格納可能な燃料貯蔵ラックとは、燃料の形状やウラン量、反応度などを考慮して事前設計された燃料貯蔵ラックのことを言う。 In general, in a nuclear power plant, spent fuel taken out of the core after operating the reactor for a certain period of time is stored in a fuel storage rack that can be stably stored for a period until the reprocessing, and the nuclear power plant. The decay heat removal is performed by immersing the fuel storage rack stored in the internal fuel storage pool and cooling it. Here, the fuel storage rack that can be stably stored refers to a fuel storage rack that is designed in advance in consideration of the shape of the fuel, the amount of uranium, the reactivity, and the like.
この際に利用される燃料貯蔵ラックは、健全な使用済燃料を対象として設計されていたため、健全な使用済燃料や、ピンホール等が発生しているが健全な使用済燃料と同じ形状を維持している破損燃料を収納することは可能であった(たとえば特許文献1参照)。 The fuel storage rack used at this time was designed for healthy spent fuel, so that it maintains the same shape as healthy spent fuel, although there are healthy spent fuel and pinholes. It was possible to store the damaged fuel (see, for example, Patent Document 1).
一方、炉心溶融などにより著しい破損が生じた燃料は、燃料の形状が大幅に変形している可能性が高い。このような形状が変形した破損燃料を炉心から取り出しても、その後、安定的に収容・貯蔵し、冷却することを考慮された燃料貯蔵ラックはなかった。 On the other hand, fuel that has undergone significant damage due to core melting or the like has a high possibility that the shape of the fuel is significantly deformed. Even when a damaged fuel having such a deformed shape is taken out of the core, there has been no fuel storage rack that is considered to be stably accommodated and stored and cooled.
破損した燃料を取り出す場合には、破損燃料を破砕してキャニスタに収納し、キャニスタごと燃料貯蔵ラックに収納し燃料貯蔵プールで保管することが考えられる。破損燃料はその形状やウラン量、反応度などを事前に予測することは難しいため、現地でフレキシブルに破損燃料を破砕するサイズなどを決め、収納作業することになる。この場合、燃料貯蔵プールの容量制限などもあることから、破損燃料をある程度効率的に収納することが必要になると考えられるが、このようなことを満たす燃料貯蔵ラックは考えられていなかった。 When taking out damaged fuel, it is conceivable that the damaged fuel is crushed and stored in a canister, and the canister is stored in a fuel storage rack and stored in a fuel storage pool. Since it is difficult to predict the shape, uranium amount, reactivity, etc. of damaged fuel in advance, it is necessary to determine the size of the damaged fuel to be crushed flexibly on site and store it. In this case, since there is a capacity limit of the fuel storage pool, it is considered necessary to efficiently store the damaged fuel to some extent, but a fuel storage rack that satisfies such a situation has not been considered.
そこで、本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、作業現場にてフレキシブルに収納作業に対応することが可能な破損燃料貯蔵ラックを提供する。 Therefore, the present invention has been made in consideration of the above-described problems, and provides a damaged fuel storage rack that can flexibly handle storage work at a work site.
本発明の実施形態にかかる破損燃料貯蔵ラックは、破損燃料を収納したキャニスタを複数個貯蔵可能な直方体形状の破損燃料貯蔵ラックであって、矩形面を持つベースと、前記ベースの矩形面の四隅にそれぞれ接合され、前記ベースに対し鉛直方向の柱となる少なくとも4本の構造強度材と、前記構造強度材の複数の高さ位置に前記ベースに対し水平に取り付け自在に設置可能な複数の枠板と、前記キャニスタを複数個保管するために、前記枠板に設けられ前記枠板の前記ベースに水平な平面空間を複数に分割するよう設けられた複数のセルとを備え、前記複数のセルの少なくとも一つは前記キャニスタが貯蔵された際に前記キャニスタ側面を支持することを特徴とする。
A damaged fuel storage rack according to an embodiment of the present invention is a rectangular parallelepiped damaged fuel storage rack capable of storing a plurality of canisters containing damaged fuel, and includes a base having a rectangular surface and four corners of the rectangular surface of the base. And at least four structural strength materials that are vertically connected to the base and a plurality of frames that can be installed horizontally to the base at a plurality of height positions of the structural strength material A plurality of cells provided to divide a plane plane space provided in the frame plate and horizontally in the base of the frame plate in order to store a plurality of canisters. At least one of the above is characterized in that the side surface of the canister is supported when the canister is stored .
本発明によれば、作業現場にてフレキシブルに収納作業に対応することが可能な破損燃料貯蔵ラックを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the damaged fuel storage rack which can respond to a storage operation | work flexibly in a work site can be provided.
以下に破損燃料貯蔵ラックの実施形態に関し、図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
図1は本実施形態の破損燃料貯蔵ラック1を示している。
Hereinafter, an embodiment of a damaged fuel storage rack will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a damaged
破損燃料貯蔵ラック1は、破損燃料を収納したキャニスタを複数個貯蔵可能な直方体形状であって、矩形面を持つベース2と、ベース2の矩形面の四隅にそれぞれ接合され、矩形面に対し鉛直方向の柱となる4本の構造強度材3と、隣り合う少なくとも2つの構造強度材の間を接合する複数の補強部材4(図では板4a、ブレース4b)と、ベース2の矩形面の上方空間を鉛直方向で複数に分割し、キャニスタを複数個保管するために設けられた複数のセルの少なくとも一部はキャニスタが貯蔵された際にキャニスタ側面を支持するものであって、前記構造強度材の複数の高さ位置に取り付け自在に設置可能な複数の枠板5を備える。
The damaged
ここで、ベース2は、図示しないが燃料貯蔵プールに設置された基礎ボルトなどにより固定してもよいが、基礎ボルトなどの支持部材が得られない場合や強度上既設の支持部材が使用できない場合は滑り支承としてもよい。構造強度材3は、ここでは角管で示しているがこれに限るものではない。また、構造強度材3は、ここでは4本としたが4本以上であっても良い。補強部材4は、ここでは板4a、およびブレース4bで示しているがこれに限るものではない。
Here, although not shown, the
図2は枠板5の標準的な断面形状を示す。枠板5は、ステンレス鋼や耐食アルミニウム合金鋼などの部材で形成された構造材部5aと、破損燃料を入れる容器であるキャニスタを保持するための空間である貯蔵セル部5bと、燃料貯蔵ラックの外周部と面一になるように設けた空間部5cとからなり、また、ベース2と同じ外形寸法で構造強度材3をかわすための切り欠き部5dを備えている。破損燃料貯蔵ラック1に対し枠板5は、貯蔵セル部5bまたは空間部5cにスリング等を取り付けて設置する。また、貯蔵セル部5bは予めキャニスタ外形寸法に合うように形成しておくが、予め数種のキャニスタ外形寸法に対応するように、数種の貯蔵セル部5bの内形寸法を持つ枠板5を用意しておき、現地にて必要に応じた枠板5を選択し設置するようにしてもよい。
FIG. 2 shows a standard cross-sectional shape of the
図3は、現地で枠板5を据付可能とするための構造の一例を示している。
FIG. 3 shows an example of a structure for enabling the
支持部材6は、構造強度材3の所定の位置に設置され、枠板5を鉛直方向に支持する。支持部材6は図4に示すようなフック形状などとする。支持部材6は、予め使用が想定されるキャニスタの高さに対応した構造強度材3の位置に設けられた穴7へ挿入し設置する。支持部材6に枠板5を設置するだけではがたつきが生じるため、例えば図5に示すようなアジャスタ機構8を設置し突っ張ることで枠板5を固定するようにしてもよい。このようにすることにより、地震などによる鉛直方向荷重により枠板5が浮き上がることを防止できる。
The
なお、図示のアジャスタ機構8は、ねじ8aに溶接されているナット8bを廻して締め込むことでくさび8cを押し込み、ブロック8dが拡張する構造となっている。また、図6に示すように枠板5の外周部の空間部5cに長穴9aが施された台座9bを設置し、支持部材6にも通し穴9c及びナット9dを設置しておいて、枠板5の据付後にボルト9eを締付けて枠板5及び支持部材6を固定してもよい。
The
本実施形態では、枠板5を高さ方向3箇所に設置した構造を示したが、必要がなければ2箇所以下でもよい。3箇所以上に枠板5を設置する場合には、上方の複数の枠板5を高さ方向に長棒などにより連結してもよく、この場合据付時間を短縮できる。
In the present embodiment, the structure in which the
また、図1ではベース2上に構造強度材3を接合しそれを板やブレースなどの補強部材4で接合する構造を示したが、これに代え、構造強度材3間をそれと同じ高さの大板で接合したり、構造強度材3を使用せず大板でベース上に枠を形成するようにしてもよい。
1 shows a structure in which the
以上のように構成した本実施形態によれば、破損燃料貯蔵ラック全体の耐震強度は4隅の構造強度材3で担保されており、貯蔵物の水平方向荷重は枠板5で支持される。さらに、支持部材6は枠板5の鉛直下向きの荷重を支持し、枠板5の水平方向荷重は構造強度材3により支持される。
According to the present embodiment configured as described above, the seismic strength of the entire damaged fuel storage rack is secured by the
また、本実施形態によれば、予め用意した数種の貯蔵セル内形を持つ枠板は、現地で任意に選択可能である。これにより、破損燃料貯蔵ラック1を燃料貯蔵プールに設置した後にも上方から枠板5を設置することができ、更に、状況(必要)に応じた貯蔵セルを保持できる枠板を設置することができる。
Moreover, according to this embodiment, the frame board which has several kinds of storage cell internal shapes prepared beforehand can be selected arbitrarily locally. Thereby, it is possible to install the
更に、本実施の形態によれば、支持部材6が設置できるよう予め準備した高さ位置に対しては、上方からのアクセスにより枠板5を追設できることから、破損燃料貯蔵ラックを燃料貯蔵プールに据付けた後であっても、貯蔵するキャニスタ高さに応じて枠板5による適切な支持を施すことができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
そして、このような本実施形態の破損燃料貯蔵ラックは、外形をほぼ同一形状とすることが可能であるため、燃料プール内に多数の破損燃料貯蔵ラックを稠密に配置することができる。
[第2の実施形態]
図7は第2の実施形態を示している。
And since the damaged fuel storage rack of this embodiment can be made into the substantially same external shape, many damaged fuel storage racks can be densely arrange | positioned in a fuel pool.
[Second Embodiment]
FIG. 7 shows a second embodiment.
本実施形態の破損燃料貯蔵ラックは、第1の実施形態の破損燃料貯蔵ラックに、更に、前記枠板5の一つのセルに取り付け自在であって、キャニスタの外周寸法に適合するような寸法を持った格子板10を備えたものである。
The damaged fuel storage rack of the present embodiment is attachable to the damaged fuel storage rack of the first embodiment and further to one cell of the
格子板10は、枠板5の貯蔵セル部5bの内形寸法と同等の幅を有している。
The
格子板10の端部の一部には、落下防止のために枠板5の構造材5aに乗るための突出部10aを設けている。構造材5aには格子板10の部材の板厚と勘合するようなスリット(図示しない)が施されており、格子板10をスリットへはめ込むように設置することにより格子板10が回転しないようにしている。
A part of the end portion of the
なお、本図では、代表的に貯蔵セル部5bを等配するような格子板10を示したが、使用が予想されるキャニスタの寸法に応じて貯蔵セル部5bと格子板10の寸法を決定すればよい。また、必要に応じて格子板10と枠板5を溶接などにより接合してもよい。
このように構成された本実施形態は、前述の第1の実施形態の効果に加え、更に、枠板5の貯蔵セル部5bを現地にて分割することができ、現地において事前の想定とは異なるキャニスタの使用状況が生じてもよりフレキシブルに対応することができる。なお、現地において高反応度のキャニスタを貯蔵する際などには貯蔵ピッチを拡大することを目的に使用することもでき、容易に未臨界を維持することが可能となる。
In addition, although the
In addition to the effects of the first embodiment described above, the present embodiment configured as described above can further divide the
[第3の実施形態]
図8は、第3の実施形態の破損燃料貯蔵ラックを示している。第3の実施形態の破損燃料貯蔵ラックは、第1の実施形態または第2の実施形態の破損燃料貯蔵ラックに対し、更に、セルで分割された空間に設置されるものであって、少なくとも金属材料、または中性子吸収材からなる角管を備えたものである。
[Third Embodiment]
FIG. 8 shows a damaged fuel storage rack of the third embodiment. The damaged fuel storage rack of the third embodiment is installed in a space further divided by cells with respect to the damaged fuel storage rack of the first embodiment or the second embodiment, and is at least a metal. A square tube made of a material or a neutron absorber is provided.
角管11は貯蔵物の反応度に応じて未臨界性を維持するために設置する。この図において、角管の大きい方を角管11a、小さい方を角管11bとしているが、角管11aは第2の実施形態で示した分割するための格子10を設けずに保持されたものであり、角管11bは格子10を設けて保持したものである。
The
角管11a、bは、破損燃料貯蔵ラック1を現地で組み立てる際に、併せて設置してもよいが、破損燃料貯蔵ラック1を燃料貯蔵プールへ設置した後に、上方から追設することも可能である。さらに、貯蔵予定の貯蔵物の反応度に応じて必要な貯蔵セル部5bにのみ設置すればよい。
The
角管11a、11bはステンレス鋼や耐食アルミニウム合金鋼、これらに高濃度のボロンを添加した合金鋼、炭化ホウ素を内包若しくは焼結した金属材料などから製造され、貯蔵するキャニスタの反応度に応じて適した材質のものを使用する。
The
このように構成された本実施形態によれば、貯蔵セル5bの外周に角管11を設置することにより、角管11の材質に応じた中性子吸収効果を得ることができる。特に、第2の実施形態と比較し、高反応度のキャニスタを貯蔵する場合に、貯蔵ピッチを拡大するために貯蔵セルを使用する必要がなく、さらに強力な中性子吸収効果を得ることができる。
According to the present embodiment configured as described above, the neutron absorption effect corresponding to the material of the
また、角管11の破損燃料貯蔵ラック1への設置は、破損燃料貯蔵ラック1を燃料貯蔵プールに設置した後にも実施することができるため、キャニスタを破損燃料貯蔵ラックに貯蔵する過程で、事前の計画と違って反応度の高い貯蔵物を隣接貯蔵する必要が生じた場合などにも有効である。
In addition, since the installation of the
[第4の実施形態]
図9は、第4の実施形態を示している。第4の実施形態の破損燃料貯蔵ラックは、第1から第3の実施形態の何れかに対し、更に、構造強度材の長さよりも低いキャニスタ13を貯蔵した後に、その上部空間に別のキャニスタを貯蔵するために取り付け可能な追設ベースを備えたものである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 shows a fourth embodiment. In the damaged fuel storage rack of the fourth embodiment, the
追設ベース12は板12a、及び脚12bからなる椅子形の構造をとっている。板12aの上方の領域は、拡大された貯蔵スペースとなる。板12aの下方の略四隅に二本ずつ配置される脚12bは、枠板5の外周縁の空間5cを通ってベース2上に着座する。脚12bは構造強度材であれば良いが、ここでは角管で構成したものを例示している。なお、高さの低いキャニスタ13が複数種あり、それぞれの高さ寸法に違いがある場合は、長さの異なる複数の構造材を予め用意しておき、選択した幾つかの構造材間をボルトで連結し、脚12bの高さを調整する構造としてもよい。
The
脚12bのベース2への着座面には枠板5の外周部の空間5cを通過するサイズの板を設置して面圧を減少させるようにしてもよい。ここでは、脚12bが8本の例を示したが、ベース2への面圧などの諸条件を考慮してその本数を増減することも可能である。
A plate of a size that passes through the
このような追設ベース12は、破損燃料貯蔵ラックに比較的高さの低いキャニスタ13を貯蔵する場合に用いられ、追設ベース12の設置後に、板12aの上方に別のキャニスタ13設置することができる。
Such an
本実施の形態によれば、平面的に限られた燃料貯蔵プールを高さ方向にも利用することができ、貯蔵容量を増加することができる。また、追設ベース12は破損燃料貯蔵ラックの外側に突出しないため、破損燃料貯蔵ラックを稠密に据付けることもできる。
According to the present embodiment, the fuel storage pool limited in plan can be used in the height direction, and the storage capacity can be increased. Further, since the
なお、本発明は上記の各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施す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、追加、置き換え、変更を行なうことができる。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ともに、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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments as they are, and can be implemented in various forms other than the above-described embodiments in the implementation stage without departing from the spirit of the invention. Various omissions, additions, replacements, and changes can be made. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1・・・破損燃料貯蔵ラック、2・・・ベース、3・・・構造強度材、
4・・・補強部材、4a・・・板、4b・・・ブレース、
5・・・枠板、5a・・・構造材、5b・・・貯蔵セル部、
5c・・・空間部、5d・・・切り欠き部、6・・・支持部材、7・・・穴、
8・・・アジャスタ機構、8a・・・ねじ、8b・・・ナット、8c・・・くさび、
8d・・・ブロック、9a・・・長穴、9b・・・台座、9c・・・通し穴、
9d・・・ナット、9e・・・ボルト
10・・・格子板、11、11a、11b・・・角管、12・・・追設ベース、
12a・・・板、12b・・・脚、13・・・キャニスタ
1 ... damaged fuel storage rack, 2 ... base, 3 ... structural strength material,
4 ... reinforcement member, 4a ... plate, 4b ... brace,
5 ... frame plate, 5a ... structural material, 5b ... storage cell part,
5c: space, 5d: notch, 6 ... support member, 7 ... hole,
8 ... Adjuster mechanism, 8a ... Screw, 8b ... Nut, 8c ... Wedge,
8d ... block, 9a ... long hole, 9b ... pedestal, 9c ... through hole,
9d ... nut, 9e ... bolt
10 ... Lattice plate, 11, 11a, 11b ... Square tube, 12 ... Additional base,
12a ... board, 12b ... leg, 13 ... canister
Claims (4)
矩形面を持つベースと
前記ベースの矩形面の四隅にそれぞれ接合され、前記ベースに対し鉛直方向の柱となる少なくとも4本の構造強度材と、
隣り合う少なくとも2つの前記構造強度材の間を接合する複数の補強部材と、
前記構造強度材の複数の高さ位置に前記ベースに対し水平に取り付け自在に設置可能な複数の枠板と、
前記キャニスタを複数個保管するために、前記枠板に設けられ前記枠板の前記ベースに水平な平面空間を複数に分割するよう設けられた複数のセルとを備え、
前記複数のセルの少なくとも一つは前記キャニスタが貯蔵された際に前記キャニスタ側面を支持することを特徴とした破損燃料貯蔵ラック。 A rectangular parallelepiped damaged fuel storage rack capable of storing a plurality of canisters containing damaged fuel,
A base having a rectangular surface, and at least four structural strength materials which are respectively joined to four corners of the rectangular surface of the base and serve as vertical columns with respect to the base;
A plurality of reinforcing members for joining between at least two adjacent structural strength materials;
A plurality of frame plates that can be installed horizontally to the base at a plurality of height positions of the structural strength material; and
In order to store a plurality of the canisters, a plurality of cells provided in the frame plate and provided in the base of the frame plate so as to divide a horizontal plane space into a plurality of cells,
A damaged fuel storage rack, wherein at least one of the plurality of cells supports a side surface of the canister when the canister is stored .
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