JP5951359B2

JP5951359B2 - 燃料貯蔵設備

Info

Publication number: JP5951359B2
Application number: JP2012120626A
Authority: JP
Inventors: 中村　正明; 正明中村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2032-05-28
Also published as: JP2013246075A

Description

本発明は、原子炉から取り出された使用済の燃料、または原子炉に設置される未使用の燃料を一時的に貯蔵するための燃料貯蔵ラックの連結装置および燃料貯蔵設備に関する。

原子力発電プラントの一つとして、加圧水型原子炉があり、この加圧水型原子炉では、軽水を原子炉冷却材およ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している。

このような原子力発電プラントでは、加圧水型原子炉から取り出された使用済燃料や、これから加圧水型原子炉に設置される未使用燃料を一時的に貯蔵する燃料貯蔵設備が原子炉建屋に設けられている。燃料貯蔵設備は、燃料プールの水中に、棒状の燃料を立てた状態で支持する燃料貯蔵ラックが複数設置される。

燃料貯蔵ラックは、一般的に、ベースプレートを介して燃料プールの床面に固定されるが、地震発生時などにベースプレートに大きな荷重が作用することから、燃料貯蔵ラックを支持しきれなくなるおそれがある。一方、燃料貯蔵ラックを燃料プールの床面に固定しないと、地震発生時において隣り合う燃料貯蔵ラック同士が衝突したり、燃料貯蔵ラックが燃料プールの壁（防水用のライニング板）に衝突したりするおそれがある。そのため、燃料貯蔵ラックを燃料プールに固定せずに、燃料貯蔵ラック同士を連結させることで、地震発生時に作用する水平力を水の流体付加減衰効果とともに、燃料貯蔵ラックの滑動によって吸収するものが提案されている。このような連結構造として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。

特許文献１において、連結構造は、燃料貯蔵ラック（各燃料貯蔵用ラック）の外周側部に、少なくとも上方に開口した係合孔あるいは係合溝を備える係合受部が設けられ、係合部材を係合受部に上下方向から挿入して係合させることにより、隣り合う燃料貯蔵ラック同士を連結するものである。

また、従来、燃料プールを形成するコンクリート躯体および燃料プールの内壁面に設けられたライニング板への燃料貯蔵ラックの地震荷重の伝播を遮断するための緩衝体について、例えば、特許文献２に記載されたものがある。

特開２０１１−１４９９０３号公報特開２００８−１１１６７４号公報

上述した特許文献１に記載の連結構造は、燃料貯蔵ラックの外周側部に取り付けられるものであり、局所的な応力集中を防ぐために剛性を担保して強固に構成しなければならず大型化してしまう。しかも、上述した特許文献１に記載の連結構造は、隣り合う燃料貯蔵ラックの係合受部同士が水平方向で対向するため、各燃料貯蔵ラックの間隔が拡大する。これらの結果、燃料貯蔵ラックを小さくせざるを得ず、燃料の貯蔵容量が減少することになる。

また、特許文献２における緩衝体は、箱状に形成されたものである。このため、緩衝体は、地震発生時に燃料貯蔵ラックの滑動による衝突エネルギーを効果的に吸収できない。

本発明は上述した課題を解決するものであり、燃料の貯蔵容量の減少を防ぎつつ、燃料貯蔵ラック同士を連結することのできる燃料貯蔵ラック連結装置および燃料貯蔵設備を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の燃料貯蔵ラック連結装置は、燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な収納部を有して燃料プール内の床面に載置される複数の燃料貯蔵ラックを連結するための燃料貯蔵ラック連結装置において、前記燃料プールの内壁面に対して間隔を有する外枠部材の内側で複数の桟部材が交差して取り付けられて格子状に形成された枠体と、少なくとも２つの前記枠体を上下に配置した状態で支持するとともに前記燃料プール内の床面に載置される脚をなす複数の支柱と、を備え、各前記枠体の前記外枠部材や前記桟部材により形成される個々の枠内に前記燃料貯蔵ラックが上方からそれぞれ挿入されることで各前記燃料貯蔵ラックが連結されることを特徴とする。

この燃料貯蔵ラック連結装置によれば、各燃料貯蔵ラックが連結されることで、地震発生時に燃料貯蔵ラックが個別に移動することがなく、燃料貯蔵ラック同士が衝突することがない。さらに、地震発生時に作用する水平力を水の流体付加減衰効果とともに、燃料貯蔵ラックの滑動によって吸収するため、燃料貯蔵ラックが燃料プールの内壁面に衝突することを抑制するので、燃料プールの内壁面に設けられたライニング板が損傷する事態や、燃料プールの躯体が損傷する事態を防ぐことができる。特に、この燃料貯蔵ラック連結装置によれば、枠体により各燃料貯蔵ラックの周囲を囲むことで各燃料貯蔵ラックを連結するため、各燃料貯蔵ラックの外周側部に相互を連結する構成を取り付ける場合と比較し、局所的な応力集中を招くことがなく小型（薄い板材）で構成することができるので、隣接する燃料貯蔵ラックの間隔を小さくすることが可能になる。この結果、燃料貯蔵ラックを小さくする必要がなくなるため、燃料の貯蔵容量の減少を防ぎつつ、燃料貯蔵ラック同士を連結することができる。

上述の目的を達成するために、本発明の燃料貯蔵設備は、燃料プールと、燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な収納部を有して前記燃料プール内の床面に載置される複数の燃料貯蔵ラックと、前記燃料プールの内壁面に対して間隔を有する外枠部材の内側で複数の桟部材が交差して取り付けられて格子状に形成された枠体、および少なくとも２つの前記枠体を上下に配置した状態で支持するとともに前記燃料プール内の床面に載置される脚をなす複数の支柱を有して、各前記枠体の前記外枠部材や前記桟部材により形成される個々の枠内に前記燃料貯蔵ラックが上方からそれぞれ挿入されることで各前記燃料貯蔵ラックが連結される連結装置と、を備えることを特徴とする。

この燃料貯蔵設備によれば、各燃料貯蔵ラックが連結されることで、地震発生時に燃料貯蔵ラックが個別に移動することがなく、燃料貯蔵ラック同士が衝突することがない。さらに、地震発生時に作用する水平力を水の流体付加減衰効果とともに、燃料貯蔵ラックの滑動によって吸収するため、燃料貯蔵ラックが燃料プールの内壁面に衝突することを抑制するので、燃料プールの内壁面に設けられたライニング板が損傷する事態や、燃料プールの躯体が損傷する事態を防ぐことができる。特に、この燃料貯蔵ラック連結装置によれば、枠体により各燃料貯蔵ラックの周囲を囲むことで各燃料貯蔵ラックを連結するため、各燃料貯蔵ラックの外周側部に相互を連結する構成を取り付ける場合と比較し、局所的な応力集中を招くことがなく小型（薄い板材）で構成することができるので、隣接する燃料貯蔵ラックの間隔を小さくすることが可能になる。この結果、燃料貯蔵ラックを小さくする必要がなくなるため、燃料の貯蔵容量の減少を防ぎつつ、燃料貯蔵ラック同士を連結することができる。

また、本発明の燃料貯蔵設備は、前記燃料プールの内壁面と前記連結装置との間の間隔に配置され、いずれか一方に対して隙間を空けていずれか他方に取り付けられ、前記燃料プールの内壁面と前記連結装置とに開口側を向けて配置される多孔材からなる緩衝体を備えることを特徴とする。

この燃料貯蔵設備によれば、連結装置が想定以上に水平方向に移動した場合、連結装置の衝突に対して燃料プールの内壁面への衝撃を緩和し、燃料プールの内壁面に設けられたライニング板および燃料プールの躯体を保護することができる。

また、本発明の燃料貯蔵設備は、前記緩衝体の孔内に、中性子吸収材または放射線遮蔽材の何れか一方あるいはこれらの混合物を配置することを特徴とする。

この燃料貯蔵設備によれば、緩衝体の孔内に中性子吸収材または放射線（特に、ガンマ線）遮蔽材の何れか一方あるいはこれらの混合物を配置することで、緩衝体において燃料から放出される中性子を吸収することが可能になる。

また、本発明の燃料貯蔵設備は、前記燃料プールの床面に、前記燃料貯蔵ラックまたは前記連結装置の少なくとも一方の載置位置を標す指標が施されていることを特徴とする。

この燃料貯蔵設備によれば、指標により、燃料貯蔵ラックの変位を確認することができ、かつ変位した燃料貯蔵ラックを元あった位置に戻すときの目印となって燃料貯蔵ラックの戻し作業を容易にすることができる。

本発明によれば、燃料の貯蔵容量の減少を防ぎつつ、燃料貯蔵ラック同士を連結することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の平面図である。図３は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の使用状態の斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の使用状態の平面図である。図５は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備の平断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備の側断面図である。図７は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備における緩衝体の斜視図である。図８は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備における指標を示す平面図である。図９は、原子力発電プラントを示す概略構成図である。図１０は、原子炉格納容器を示す概略図である。図１１は、燃料貯蔵ラックを示す斜視図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本実施形態の燃料貯蔵設備は、原子力発電プラントにおいて適用される。図９は、原子力発電プラントを示す概略構成図であり、図１０は、原子炉格納容器を示す概略図であり、図１１は、燃料貯蔵ラックを示す斜視図である。

本実施形態において、原子力発電プラントは、例えば、図９に示すように、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）１１２が適用される。加圧水型原子炉１１２は、軽水を原子炉冷却材およ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。

この加圧水型原子炉１１２を有する原子力発電プラントにおいて、原子炉格納容器１１１の内部に、加圧水型原子炉１１２および蒸気発生器１１３が格納されている。加圧水型原子炉１１２と蒸気発生器１１３とは、冷却水配管１１４，１１５を介して連結されている。冷却水配管１１４は、加圧器１１６が設けられ、冷却水配管１１５は、冷却水ポンプ１１７が設けられている。この場合、減速材およ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１１６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１１２にて、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の軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１１６により所定の高圧に維持された状態で冷却水配管１１４を通して蒸気発生器１１３に送られる。この蒸気発生器１１３では、高圧高温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１１５を通して加圧水型原子炉１１２に戻される。

蒸気発生器１１３は、原子炉格納容器１１１の外部に設けられたタービン１１８および復水器１１９と冷却水配管１２０，１２１を介して連結されており、冷却水配管１２１に給水ポンプ１２２が設けられている。また、タービン１１８は、発電機１２３が接続され、復水器１１９は、冷却水（例えば、海水）を給排する取水管１２４および排水管１２５が連結されている。従って、蒸気発生器１１３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１２０を通してタービン１１８に送られ、この蒸気によりタービン１１８を駆動して発電機１２３により発電を行う。タービン１１８を駆動した蒸気は、復水器１１９で冷却された後、冷却水配管１２１を通して蒸気発生器１１３に戻される。

このように構成された原子力発電プラントにおいて、原子炉格納容器１１１は、図１０に示すように、その内部に、上述した加圧水型原子炉１１２、蒸気発生器１１３、加圧器１１６などが収容されている。また、原子炉格納容器１１１に隣接して燃料取扱建屋１３０が設置され、この燃料取扱建屋１３０に燃料貯蔵設備１３１が設けられている。

燃料貯蔵設備１３１は、コンクリート製で床面１３２ａおよび内壁面１３２ｂがステンレス製のライニング板で防水被覆された燃料プール１３２を有している。燃料プール１３２は、平面視で矩形状の床面１３２ａの４辺に、内壁面１３２ｂが垂直に立設するように形成されている。この燃料プール１３２の内部に燃料貯蔵ラック１３３が設置される。燃料貯蔵ラック１３３は、加圧水型原子炉１１２で使用された使用済または未使用の燃料１３４（図１１参照）を一時的に貯蔵するものである。

燃料貯蔵ラック１３３は、図１１に示すように、鋼製または非鉄金属からなる底付の四角筒形状をなして上方が開口する収納部１３３ａを有する。収納部１３３ａは、その内部に、ボロンを添加したステンレス鋼またはアルミニウムからなる四角管形状のセル１３３ｂが均等間隔で複数配置され、溶接などの適宜な手段により固定されている。そして、各セル１３３ｂの内部に、燃料１３４が鉛直方向に沿って上方から挿入される。また、燃料貯蔵ラック１３３は、収納部１３３ａの下部に複数の脚部１３３ｃ（図示は省略するが、下端はネジにより伸縮可能なもの）が装着されており、この各脚部１３３ｃにより燃料プール１３２の床面１３２ａに載置される。なお、燃料１３４は、図１１に示すように、複数の燃料棒１３４ａが支持格子１３４ｂにより纏められた状態で支持された燃料集合体として構成されている。

この燃料貯蔵設備１３１では、燃料１３４が収容された燃料貯蔵ラック１３３は、燃料プール１３２の内部に満たされた水の中で保管される。このため、燃料１３４は、水中で燃料棒１３４ａの崩壊熱が除去されて冷却されるとともに、燃料棒１３４ａから放射される放射線が水によって遮蔽されながら貯蔵される。また、燃料棒１３４ａから中性子が放出されるが、燃料貯蔵ラック１３３は、セル１３３ｂがボロンを添加したステンレス鋼またはアルミニウムにより形成されているため、燃料棒１３４ａから放出される中性子は、燃料貯蔵ラック１３３によって吸収される。さらに、燃料棒１３４ａからガンマ線が放射されるが、燃料貯蔵ラック１３３が配設される燃料プール１３２は、コンクリート製であるため、燃料棒１３４ａから放射されたガンマ線は、燃料プール１３２によって遮蔽される。

図１は、本実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の斜視図であり、図２は、本実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の平面図であり、図３は、本実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の使用状態の斜視図であり、図４は、本実施形態に係る燃料貯蔵ラック連結装置の使用状態の平面図である。

上述した燃料貯蔵設備１３１において、燃料貯蔵ラック１３３は、燃料プール１３２の内部にて、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂ（図２参照）との間に所定の隙間が確保された形態で、所定の隙間をもって複数配置される。本実施形態の燃料貯蔵ラック連結装置（以下、連結装置という）１は、これら複数の燃料貯蔵ラック１３３を連結するためのものである。

連結装置１は、鋼製または非鉄金属からなり、図１に示すように、枠体２と、支柱３とを含み構成されている。枠体２は、外枠部材２１および桟部材２２により形成されている。外枠部材２１は、図２に示すように、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに対して間隔を有するように、板材が矩形状に組まれた枠として形成されている。桟部材２２は、板材が外枠部材２１の枠の内部で、平面視で縦横に掛け渡して互いに交差するように取り付けられ、外枠部材２１とともに格子状に形成されている。支柱３は、図１に示すように、少なくとも２つの枠体２を上下に配置した状態で、各枠体２を連結して支持するように、断面Ｌ字形状の型材が上下方向に延在して設けられたもので、少なくとも外枠部材２１の４隅に取り付けられている。支柱３は、最も下に配置される枠体２のさらに下方に延在し、燃料プール１３２の床面１３２ａに載置される脚をなす。なお、図には明示しないが、各支柱３の水平方向の間で上下の枠体２を斜めに連結することで、連結装置１全体を補強する補強部材を設けてもよい。

この連結装置１は、各枠体２の外枠部材２１や桟部材２２により上下方向に開口する個々の矩形枠内に、図３および図４に示すように燃料貯蔵ラック１３３がそれぞれ挿入される。外枠部材２１や桟部材２２により形成される矩形枠は、その寸法が燃料貯蔵ラック１３３の平面視の外径に合わせて形成されている。このため、各燃料貯蔵ラック１３３は、周囲が上下の枠体２に囲まれて動きを拘束されることにより相互に連結される。また、各燃料貯蔵ラック１３３は、自身の脚部１３３ｃで燃料プール１３２内の床面１３２ａに載置される。

このように、本実施形態の連結装置１は、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに対して間隔を有する外枠部材２１の内側で複数の桟部材２２が交差して取り付けられて格子状に形成された枠体２と、少なくとも２つの枠体２を上下に配置した状態で支持するとともに燃料プール１３２内の床面１３２ａに載置される脚をなす複数の支柱３と、を備え、枠体２の外枠部材２１や桟部材２２により形成される個々の枠内に燃料貯蔵ラック１３３が上方からそれぞれ挿入されることで各燃料貯蔵ラック１３３が連結されるものである。

この連結装置１によれば、各燃料貯蔵ラック１３３が連結されることで、地震発生時に燃料貯蔵ラック１３３が個別に移動することがなく、燃料貯蔵ラック１３３同士が衝突することがない。さらに、地震発生時に作用する水平力を水の流体付加減衰効果とともに、燃料貯蔵ラック１３３の滑動によって吸収するため、燃料貯蔵ラック１３３が燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに衝突することを抑制するので、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに設けられたライニング板が損傷する事態や、燃料プール１３２の躯体が損傷する事態を防ぐことが可能になる。

特に、この連結装置１によれば、枠体２により各燃料貯蔵ラック１３３の周囲を囲むことで各燃料貯蔵ラック１３３を連結するため、各燃料貯蔵ラック１３３の外周側部に相互を連結する構成を取り付ける場合と比較し、局所的な応力集中を招くことがなく小型（薄い板材）で構成することができるので、隣接する燃料貯蔵ラック１３３の間隔を小さくすることが可能になる。この結果、燃料貯蔵ラック１３３を小さくする必要がなくなるため、燃料１３４の貯蔵容量の減少を防ぎつつ、燃料貯蔵ラック１３３同士を連結することが可能になる。

また、本実施の形態の燃料貯蔵設備１３１は、上述したように、燃料プール１３２と、燃料１３４を鉛直方向に沿って上方から挿入可能なセル１３３ｂが複数配置された収納部１３３ａを有して燃料プール１３２内の床面１３２ａに載置される複数の燃料貯蔵ラック１３３と、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに対して間隔を有する外枠部材２１の内側で複数の桟部材２２が交差して取り付けられて格子状に形成された枠体２、および少なくとも２つの枠体２を上下に配置した状態で支持するとともに燃料プール１３２内の床面１３２ａに載置される脚をなす複数の支柱３を有して枠体２の外枠部材２１や桟部材２２により形成される個々の枠内に燃料貯蔵ラック１３３が上方からそれぞれ挿入されることで各燃料貯蔵ラック１３３が連結される連結装置１と、を備える。

この燃料貯蔵設備１３１によれば、連結装置１の枠体２により各燃料貯蔵ラック１３３の周囲を囲むことで各燃料貯蔵ラック１３３を連結するため、各燃料貯蔵ラック１３３の外周側部に相互を連結する構成を取り付ける場合と比較し、局所的な応力集中を招くことがなく小型（薄い板材）で構成することができるので、隣接する燃料貯蔵ラック１３３の間隔を小さくすることが可能になる。この結果、燃料貯蔵ラック１３３を小さくする必要がなくなるため、燃料１３４の貯蔵容量の減少を防ぎつつ、燃料貯蔵ラック１３３同士を連結して載置することが可能になる。なお、燃料貯蔵ラック１３３の最外周面に収納部１３３ａの側壁を有さない構造にすれば、燃料貯蔵ラック１３３の間隔をさらに小さくすることもできる。また、連結装置１の支柱３へは、外面に、燃料貯蔵ラック１３３に取り付いている脚部１３３ｃに類似の脚部を取り付けてもよい。

図５は、本実施形態に係る燃料貯蔵設備の平断面図であり、図６は、本実施形態に係る燃料貯蔵設備の側断面図であり、図７は、本実施形態に係る燃料貯蔵設備における緩衝体の斜視図である。

図５および図６に示すように、本実施形態の燃料貯蔵設備１３１は、緩衝体４を備える。緩衝体４は、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂと連結装置１とに開口側を向けて配置される多孔材として構成されている。

具体的に、緩衝体４は、鋼製またはアルミニウムその他の非鉄金属（合金）からなり、図５および図６に示すように、筒体４ａを上下左右に複数積み重ねて多孔材を構成したもので、各筒体４ａの開口が燃料プール１３２の内壁面１３２ｂと連結装置１とに向くように、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに添えて取り付けられ、上述した連結装置１の流体付加減衰効果を確保するために連結装置１と間隔を空けて設けられる。筒体４ａは、相互を溶接、ボルト締め、またはリベットなどの適宜手段で連結される。また、筒体４ａは、図７に示すように六角形の筒として構成されていることが好ましく、これによりハニカム構造となり所定の剛性が得られる。なお、筒体４ａは、六角形の筒に限らず、例えば、円筒、楕円筒、多角形筒（三角形筒や四角形筒など）、放射形筒（三ツ矢形筒や十字形筒など）、星形筒などであってもよい。なお、緩衝体４は、多孔材を構成するにあたり、波状に折り曲げられた板材を溶接、ボルト締め、またはリベットなどの適宜手段で連結して組み合わせたもの、または、平板あるいは波板を井桁状に組み合わせたものであってもよい。燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに設けられたライニング板が損傷する事態を防止するため、筒体４ａの燃料プール１３２の内壁面１３２ｂ側には板材４ｂを設ける。

この緩衝体４は、連結装置１が想定以上に水平方向に移動した場合、連結装置１の衝突により変形することで衝突エネルギーを吸収し、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂへの衝撃を緩和する。これにより、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに設けられたライニング板が損傷する事態を防ぐ。さらに、緩衝体４は、連結装置１の衝突により変形することで衝突エネルギーを吸収し、燃料プール１３２を形成するコンクリート躯体へ地震荷重の伝播を遮断するため、コンクリート躯体をも保護することが可能である。なお、緩衝体４は、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに取り付けられていることに限らず、連結装置１に取り付けられていてもよい。この場合、緩衝体４は、上述した連結装置１の流体付加減衰効果を確保するために燃料プール１３２の内壁面１３２ｂと間隔を空けて設けられる。

このように、本実施形態の燃料貯蔵設備１３１は、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂと連結装置１との間の間隔に配置され、いずれか一方に対して隙間を空けていずれか他方に取り付けられ、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂと連結装置１とに開口側を向けて配置される多孔材からなる緩衝体４を備える。

この燃料貯蔵設備１３１によれば、連結装置１が想定以上に水平方向に移動した場合、連結装置１の衝突に対して燃料プール１３２の内壁面１３２ｂへの衝撃を緩和し、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂに設けられたライニング板および燃料プール１３２のコンクリート躯体を保護することが可能になる。

なお、図には明示しないが、緩衝体４は、燃料プール１３２の床面１３２ａと連結装置１とに開口側を向けて配置される多孔材からなり、燃料プール１３２の床面１３２ａに配置されるように設けられてもよい。この場合、地震発生時に連結装置１が上方に浮き上がった場合、緩衝体４が連結装置１の落下により変形することで衝突エネルギーを吸収し、燃料プール１３２の床面１３２ａへの衝撃を緩和する。これにより、燃料プール１３２の床面１３２ａに設けられたライニング板が損傷する事態を防ぐことが可能になる。さらに、緩衝体４は、連結装置１の衝突により変形することで衝突エネルギーを吸収し、燃料プール１３２を形成するコンクリート躯体へ地震荷重の伝播を遮断するため、コンクリート躯体をも保護することが可能である。この場合、緩衝体４は、通常時に、燃料１３４、燃料貯蔵ラック１３３および転結装置１を含む重量を支える強度を備える。

また、緩衝体４は、孔内に、ホウ酸、炭化ホウ素、ホウ酸水などのホウ素化合物、またはガドリニウム、あるいはカドミウムなどの化合物からなる中性子吸収材を配置することが好ましい。この場合、中性子吸収材を孔内に充填するため、図７に示すように孔を閉塞する板材４ｃを設ける。板材４ｃは、全ての孔でなく中性子吸収材を充填する孔のみを塞ぐものであればよい。なお、板材４ｃを用いる場合、多孔材をなす各筒体４ａの一部を連結せずに間隔を空けてもよい。

このように、緩衝体４の孔内に中性子吸収材を配置することで、緩衝体４において燃料１３４（燃料棒１３４ａ）から放出される中性子を吸収することが可能になる。なお、中性子吸収材に換えて鋼塊、鋼球などからなる放射線（特に、ガンマ線）遮蔽材を配置するか、もしくは中性子吸収材とガンマ線遮蔽材の混合物を配置してもよい。ガンマ線遮蔽材は、燃料１３４（燃料棒１３４ａ）から放出されるガンマ線を遮蔽するため、燃料プール１３２を形成するコンクリート躯体に含まれる水が温度上昇して蒸発するのを防ぐ。また、緩衝体４の孔内に水を単独にて、あるいは中性子吸収材またはガンマ線遮蔽材と混合して配置すれば、燃料１３４（燃料棒１３４ａ）が溶融した際に燃料１３４（燃料棒１３４ａ）の冷却を補助する。緩衝体４の筒体４ａは、内部を板で（好ましくは鉛直方向に）間仕切りして複数個の区画を形成し、それぞれの区画に中性子吸収材、ガンマ線遮蔽材、冷却水などを分散して配置してもよい。

図８は、本実施形態に係る燃料貯蔵設備における指標を示す平面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、本実施形態の燃料貯蔵設備１３１は、燃料プール１３２の床面１３２ａに、燃料貯蔵ラック１３３または連結装置１の少なくとも一方の載置位置を標す指標５が施されていることが好ましい。図８（ａ）においては、燃料プール１３２の床面１３２ａに、燃料貯蔵ラック１３３および連結装置１の載置位置を標す指標５として、燃料貯蔵ラック１３３の脚部１３３ｃの外径を囲む罫書き線、および連結装置１の脚となる支柱３の外径に沿う罫書き線が描かれている。指標５は、燃料プール１３２の床面１３２ａのライニング板に対し、燃料貯蔵ラック１３３または連結装置１の当初の設置エリアと、その他のエリアに対して表面祖度を違えてコントラストをつけたり、ライニング板に色を付けてエッチングしてコントラストをつけたりしてもよい。なお、緩衝体４が燃料プール１３２の床面１３２ａに設けられる場合は、緩衝体４に指標５が施される。

この燃料貯蔵設備１３１によれば、指標５により、図８（ｂ）に示すように、燃料貯蔵ラック１３３の変位（変位後の位置を２点鎖線で示す）を確認することが可能になり、かつ変位した燃料貯蔵ラック１３３を元あった位置に戻すときの目印となって燃料貯蔵ラック１３３の戻し作業を容易にすることが可能になる。燃料貯蔵ラック１３３を元あった位置に戻すには、燃料プール１３２の内壁面１３２ｂ側と、連結装置１または燃料貯蔵ラック１３３との間にジャッキを挿入し、このジャッキにより連結装置１および燃料貯蔵ラック１３３を指標５の位置まで戻す。

１燃料貯蔵ラック連結装置
２枠体
２１外枠部材
２２桟部材
３支柱
４緩衝体
４ａ筒体
４ｂ板材
４ｃ板材
５指標
１３１燃料貯蔵設備
１３２燃料プール
１３２ａ床面
１３２ｂ内壁面
１３３燃料貯蔵ラック
１３３ａ収納部
１３３ｂセル
１３３ｃ脚部
１３４燃料
１３４ａ燃料棒
１３４ｂ支持格子

Claims

燃料プールと、
燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な収納部を有して前記燃料プール内の床面に載置される複数の燃料貯蔵ラックと、
前記燃料プールの内壁面に対して間隔を有する外枠部材の内側で複数の桟部材が交差して取り付けられて格子状に形成された枠体、および少なくとも２つの前記枠体を上下に配置した状態で支持するとともに前記燃料プール内の床面に載置される脚をなす複数の支柱を有して、各前記枠体の前記外枠部材や前記桟部材により形成される個々の枠内に前記燃料貯蔵ラックが上方からそれぞれ挿入されることで各前記燃料貯蔵ラックが連結される連結装置と、
前記燃料プールの内壁面と前記連結装置との間の間隔に配置され、いずれか一方に対して隙間を空けていずれか他方に取り付けられ、前記燃料プールの内壁面と前記連結装置とに開口側を向けて配置される多孔材からなる緩衝体と、
を備え、
前記緩衝体の孔内に、中性子吸収材または放射線遮蔽材の何れか一方あるいはこれらの混合物を配置することを特徴とする燃料貯蔵設備。
燃料プールと、
燃料を鉛直方向に沿って上方から挿入可能な収納部を有して前記燃料プール内の床面に載置される複数の燃料貯蔵ラックと、
前記燃料プールの内壁面に対して間隔を有する外枠部材の内側で複数の桟部材が交差して取り付けられて格子状に形成された枠体、および少なくとも２つの前記枠体を上下に配置した状態で支持するとともに前記燃料プール内の床面に載置される脚をなす複数の支柱を有して、各前記枠体の前記外枠部材や前記桟部材により形成される個々の枠内に前記燃料貯蔵ラックが上方からそれぞれ挿入されることで各前記燃料貯蔵ラックが連結される連結装置と、
を備え、
前記燃料プールの床面に、前記燃料貯蔵ラックまたは前記連結装置の少なくとも一方の載置位置を標す指標が施されていることを特徴とする燃料貯蔵設備。
前記燃料プールの内壁面と前記連結装置との間の間隔に配置され、いずれか一方に対して隙間を空けていずれか他方に取り付けられ、前記燃料プールの内壁面と前記連結装置とに開口側を向けて配置される多孔材からなる緩衝体を備えることを特徴とする請求項２に記載の燃料貯蔵設備。
前記緩衝体の孔内に、中性子吸収材または放射線遮蔽材の何れか一方あるいはこれらの混合物を配置することを特徴とする請求項３に記載の燃料貯蔵設備。