JP6324477B2 - 燃料収納ラック - Google Patents

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保管する燃料収納ラックに関する。

原子力発電プラントに使用される原子炉として、加圧水型原子炉や沸騰型原子炉などがある。この原子炉では、内部に多数の燃料集合体（燃料）を配置すると共に、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、燃料が核分裂することで発生した熱により軽水を加熱し、この加熱された軽水（蒸気）により発電を行っている。

このような原子炉では、新たに使用する未使用の燃料集合体や既に使用された使用済の燃料集合体を一時的に貯蔵する燃料プールが原子炉建屋に設けられている。この燃料プールは、内部に多数の未使用の燃料集合体や使用済の燃料集合体を立てた状態で支持する燃料収納ラックが設置されている。燃料プールは、内部に使用済燃料集合体の崩壊熱を除去すると共に、放射線を遮蔽するために冷却水が満たされている。

従来、例えば、特許文献１では、中性子吸収性を有するボロン含有オーステナイトステンレス鋼板を曲げた両側縁を溶接により接合して角筒体とし、これら角筒体を互いに溶接により固定してなり、各角筒体および各角筒体で囲まれる領域を燃料集合体収納セルとした燃料収納ラックが示されている。

また、特許文献２では、ボロン含有オーステナイト系ステンレス鋼板により角管を製造するにあたり、当該鋼板を筒状とした両端部同士を突き合せた状態とし、突合せ箇所を溶接して角管を製造するにあたり、オーステナイト系ステンレス鋼の化学組成を考慮してボロンの含有量を０．７５質量％以上とするとともに、溶接接合部の健全性を図ることが示されている。

ところで、特許文献３では、ボロン添加ステンレス鋼は、溶接により熱変形が生じるために、組み立ての精度の維持が難しく、熱による残留応力が発生するおそれもあることが示されており、また、ＡＳＭＥ（American Society of Mechanical Engineers）の規格においては、ボロン添加ステンレス鋼への溶接が許可されていないことが示されている。

このため、特許文献３では、ラック上部、ラック本体、およびラック底部を備え、ラック上部と、ラック本体の側板と、ラック底部とをステンレス鋼で形成して互いを溶接により接合し、ラック本体の内部の仕切板をボロン添加ステンレス鋼で形成するとともに切り込み部により上下で嵌め合わせて格子状のセルを有し、かつラック上部、ラック本体の側板、およびラック底部に嵌め込むようにしている。すなわち、特許文献３では、ボロン添加ステンレス鋼で形成した仕切板を嵌め込みで組み合わせ、その他のステンレス鋼で形成した部材を溶接により接合している。

また、特許文献４では、外枠内に格子状セル組立体を配置しており、格子状セル組立体は、ボロン含有オーステナイト系ステンレス鋼からなる縦方向の格子板と横方向の格子板とをスリットで嵌め合わせて形成し、外枠は、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、その内面に格子状セル組立体の格子板の端部を挿入する溝が形成されていることが示されている。

また、特許文献５では、縦長な複数のステンレス鋼製の平板を交差させて格子状に組立てるとともに、各平板の接合部を溶接により固定して平面視正方形状の複数のセルを有する格子状構造物を構成し、この格子状構造物のセルの内面にボロン添加ステンレス鋼板を貼り付けることが示されている。

特開２０００−２２７４９４号公報 特開２０１２−６７３３７号公報 特開２０１１−２３７４５８号公報 特開２００３−６６１８４号公報 特開２０１０−２５７０１号公報

上述した特許文献３〜特許文献５では、ボロンを添加した鋼板の溶接を避けている。しかし、特許文献３では、燃料集合体を収納するセルを構成するラック本体は、ラック上部およびラック底部に溶接接合により強度を確保するため、側板がステンレス鋼で形成されている。そのため、燃料収納ラックの外周部となる側板の部分での中性子吸収性能が低下することになる。特許文献４も同様に、燃料収納ラックの外周部となる外枠の部分での中性子吸収性能が低下することになる。この結果、燃料プール内で各燃料収納ラックの間隔を大きくしなければならず、燃料集合体の収納容量の低下を招くことになる。

一方、特許文献５では、格子状構造物のセルの内面にボロン添加ステンレス鋼板をビスで止めて貼り付けており、燃料収納ラックの外周部となる部分にもボロン添加ステンレス鋼板が配置されているため、特許文献３および特許文献４のような問題は回避される。しかし、特許文献５では、ボロン添加ステンレス鋼板を貼り付けるために、ステンレス鋼製の格子状構造物がボロン添加ステンレス鋼板に沿って配置されている。ステンレス鋼は、ボロン添加ステンレス鋼板と共に積層配置されている場合、ボロン添加ステンレス鋼が吸収する中性子を反射する性質を有する。そのため、中性子吸収性能が低下するおそれがある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、収納される燃料における中性子の吸収性能および燃料を収納する強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことのできる燃料収納ラック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、発明例の燃料収納ラックは、燃料プールの冷却水中で燃料を収納する燃料収納ラックにおいて、非中性子吸収材からなり、複数の格子を形成する上部支持格子、複数の格子を形成し底部が底板で覆われた下部支持格子、および前記上部支持格子を上端部に固定し前記下部支持格子を下端部に固定する固定部を有したラック本体と、前記ラック本体の上下方向に連続する中性子吸収材からなる複数の板材が、各前記支持格子における各前記格子を囲むように各前記支持格子に挿入して配置された燃料収納セルと、を備えることを特徴とする。

この燃料収納ラックによれば、ラック本体と燃料収納セルとを独立して別に形成でき、ラック本体は、少なくとも上下に分割された各支持格子を有し、燃料収納セルは、ラック本体の各支持格子に中性子吸収材からなる複数の板材が挿入して配置される。このため、ラック本体側は、中性子を反射させる要素を低減し、かつ強度を確保するため溶接により接合して組み立てられる。一方、燃料収納セル側は、ラック本体に挿入できるように板状に形成され溶接などで形成する必要がない。この結果、収納される燃料における中性子の吸収性能および燃料を収納する強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことができる。

また、発明例の燃料収納ラックでは、前記燃料収納セルは、前記板材の上端部に、前記ラック本体の前記上部支持格子の上縁に掛かる掛止部材を有することを特徴とする。

この燃料収納ラックによれば、中性子吸収材からなる板材を、ラック本体に対して適宜配置させることができる。

また、発明例の燃料収納ラックでは、前記ラック本体の前記下部支持格子における前記底板に挿入穴が形成されており、前記燃料収納セルにおける前記板材の下端に前記挿入穴に挿入される突起が形成されていることを特徴とする。

この燃料収納ラックによれば、中性子吸収材からなる板材を、ラック本体に対して位置決めして配置させることができる。

また、発明例の燃料収納ラックでは、前記燃料収納セルは、隣接する各前記格子に跨るように２つの前記板材の上端部が連結して形成されることを特徴とする。

この燃料収納ラックによれば、２つの板材が隣接する格子の収納エリアにまとめて配置されるため、板材の配置を容易に行うことができる。

また、発明例の燃料収納ラックでは、前記上部支持格子および前記下部支持格子は、前記格子の仕切が二重に形成されていることを特徴とする。

この燃料収納ラックによれば、燃料の間隔を広く取れるので、燃料の臨界防止効果を高めることができる。

また、発明例の燃料収納ラックでは、前記ラック本体がパンチングメタルにより形成されることを特徴とする。

燃料収納セルをなす中性子吸収材は、高速中性子よりも熱中性子を吸収しやすい性質を持っている。一方、燃料プールの冷却水（厳密には、冷却水中に含まれる水素）は、高速中性子を減速して熱中性子に変換する機能を有する。よって、ラック本体をパンチングメタルにて構成すれば、パンチング穴へも減速材である冷却水が満たされ、高速中性子を効率よく熱中性子に変換するため、中性子吸収材は熱中性子を捕捉しやすくなり、燃料の臨界防止効果を高めることができる。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る燃料収納ラックは、燃料プールの冷却水中で燃料を収納する燃料収納ラックにおいて、上下に連続する複数の仕切板が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する支持格子と、前記支持格子の外周を囲む側板と、前記支持格子における各前記格子の底部を覆う底板と、前記底板を介して前記支持格子の下部に配置される台盤と、を有し、前記支持格子、前記側板、前記底板および前記台盤を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも前記支持格子および前記側板を中性子吸収材からなる板材で形成することを特徴とする。

この燃料収納ラックによれば、支持格子、側板、底板および台盤を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも支持格子および側板を中性子吸収材からなる板材で形成することで、中性子吸収材からなる板材を溶接により組み立てることがない。このため、収納される燃料における中性子の吸収性能および燃料を収納する強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことができる。しかも、この燃料収納ラックによれば、支持格子、側板、底板および台盤を全て締着および嵌め込みにより組み立てることから、中性子吸収材の溶接による接合が不要であり、溶接接合部の健全性を管理する必要がない。このため、燃料収納ラックの組み立てを燃料プールの近くである原子力発電プラントの施設内で行うことができ、燃料収納ラックの燃料プールへの搬入を容易に行うことができる。

また、本発明の一態様に係る燃料収納ラックでは、前記支持格子は、二重の前記仕切板が交差して組まれており、二重の前記仕切板の間で接続金具を締着して組み立てられており、かつ前記接続金具を介し、前記支持格子と前記側板と前記底板と前記台盤とを組み立てることが好ましい。

この燃料収納ラックによれば、支持格子が接続金具を締着して仕切板が二重に形成されており、接続金具を介して支持格子と側板と底板と台盤とが組み立てられている。中性子吸収材からなる仕切板および側板は、中性子吸収機能を有するが、この中性子吸収材は、高速中性子よりも熱中性子を吸収しやすい性質を持っている。一方、燃料プール内の冷却水（厳密には、冷却水中に含まれる水素）は、高速中性子を減速して熱中性子に変換する機能を有する。従って、二重に形成した仕切板の間に冷却水が満たされることで、仕切板を間においた各燃料での冷却水の厚さ（ウオータートラップ）が大きく確保され、多くの高速中性子を熱中性子に変換することから、中性子吸収材は中性子（熱中性子）を効率よく捕捉することができ、燃料の臨界防止効果をより高めることができる。

また、本発明の一態様に係る燃料収納ラックでは、前記接続金具が前記仕切板の交差部に配置され、各前記仕切板がなす内角に沿うＬ字金具を介して前記接続金具および前記仕切板が締着されることが好ましい。

この燃料収納ラックによれば、Ｌ字金具を介して接続金具および仕切板を締着することで、燃料を収納する強度を向上することができる。

また、本発明の一態様に係る燃料収納ラックでは、前記支持格子および前記側板は、上下方向に複数のユニットに分割形成され、各前記ユニットを全て締着および嵌め込みにより組み立て連結することが好ましい。

燃料は、その長さが４ｍを超えるものであり、この燃料を収納する燃料収納ラックは燃料の長さを超える高さを要する大型のものとなる。従って、支持格子および側板を、上下方向に複数のユニットに分割形成した燃料収納ラックによれば、各ユニット単位で組み立てることが可能であり、組み立てを容易に行うことができる。

また、本発明の一態様に係る燃料収納ラックでは、前記仕切板が、各前記格子単位で分割して形成され、前記接続金具を介して締着して連結されることが好ましい。

この燃料収納ラックによれば、仕切板を細分割することで、取り扱いを容易に行うことができる。

また、本発明の一態様に係る燃料収納ラックでは、前記台盤は、複数の補強板が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する補強格子と、前記補強格子の外周を囲む外枠板と、を有し、前記補強格子および前記外枠板を全て締着および嵌め込みにより組み立てることが好ましい。

この燃料収納ラックによれば、補強板が交差して組まれた補強格子、および補強格子の外周を囲む外枠板により、燃料を収納する収納エリアをなす支持格子および側板を支持することで、燃料を収納する強度を向上することができる。

また、本発明の一態様に係る燃料収納ラックでは、前記補強格子は、二重の前記補強板が交差して組まれており、二重の前記補強板の間で接続金具を締着して組み立てられており、かつ前記接続金具を介し、前記補強格子と前記外枠板とを組み立てることが好ましい。

この燃料収納ラックによれば、補強板を二重に組むことで、燃料を収納する強度をより向上することができる。

また、本発明の一態様に係る燃料収納ラックでは、前記補強格子は、隣接する各前記格子に連通する貫通穴が形成されており、前記外枠板は、各前記格子に連通する貫通穴が形成されており、前記底板は、前記支持格子における各前記格子、および前記補強格子の各前記格子の位置に対応して貫通穴が形成されていることが好ましい。

この燃料収納ラックによれば、台盤の貫通穴、および底板の貫通穴を介し、支持格子および側板がなす各格子における燃料の収納エリア内に冷却水を導く。このため、収納エリア内で燃料プール内の冷却水により燃料の崩壊熱を効率的に除去することができる。

本発明によれば、収納される燃料における中性子の吸収性能および燃料を収納する強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことができる。

図１は、発明例に係る燃料収納ラックのラック本体を示す斜視図である。 図２は、発明例に係るラック本体の上部支持格子を示す斜視図である。 図３は、発明例に係る燃料収納ラックのラック本体の他の例を示す斜視図である。 図４は、発明例に係る燃料収納ラックの一部を示す平断面図である。 図５は、発明例に係る燃料収納ラックを示す縦断面図である。 図６は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルを示す斜視図である。 図７は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルを示す斜視図である。 図８は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルの一部を示す拡大断面図である。 図９は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルの一部を示す拡大断面図である。 図１０は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルの一部を示す拡大断面図である。 図１１は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルの一部を示す拡大斜視図である。 図１２は、発明例に係る燃料収納ラックのラック本体の一部を示す平面図である。 図１３は、発明例に係る燃料収納ラックのラック本体の他の例を示す縦断面図である。 図１４は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルの他の例を示す斜視図である。 図１５は、発明例に係る燃料収納ラックの燃料収納セルの他の例を示す斜視図である。 図１６は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックを示す斜視図である。 図１７は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す斜視図である。 図１８は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットにおける仕切板を示す側面図である。 図１９は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットにおける仕切板を示す側面図である。 図２０は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットを示す縦断面図である。 図２１は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットにおける仕切板の他の例を示す側面図である。 図２２は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットにおける仕切板の他の例を示す側面図である。 図２３は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す平面図である。 図２４は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す縦断面図であり、図２３の矢視Ａ図である。 図２５は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す平面図である。 図２６は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す縦断面図であり、図２５の矢視Ｂ図である。 図２７は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す縦断面図である。 図２８は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す底面図であり、図２７の矢視Ｃ図である。 図２９は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す縦断面図である。 図３０は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの上部ユニットの一部を示す底面図であり、図２９の矢視Ｄ図である。 図３１は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの中間ユニットを示す縦断面図である。 図３２は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの中間ユニットの一部を示す斜視図である。 図３３は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの中間ユニットの一部を示す縦断面図であり、図３１の範囲Ｅ拡大図である。 図３４は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの中間ユニットの一部を示す縦断面図であり、図３１の範囲Ｆ拡大図である。 図３５は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの下部ユニットを示す縦断面図である。 図３６は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの下部ユニットの一部を示す仰角斜視図である。 図３７は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの底板の一部を示す仰角斜視図である。 図３８は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤を示す斜視図である。 図３９は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤における補強板を示す側面図である。 図４０は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤における補強板を示す側面図である。 図４１は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤の一部を示す平面図である。 図４２は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤の一部を示す縦断面図である。 図４３は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤の一部を示す平面図である。 図４４は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤の一部を示す縦断面図である。 図４５は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの台盤の他の例を示す斜視図である。 図４６は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの脚を示す縦断面図である。 図４７は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの脚を示す底面図である。 図４８は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの支持格子の他の例を示す斜視図である。 図４９は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの支持格子の他の例を示す斜視図である。 図５０は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの支持格子の他の例を示す斜視図である。 図５１は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの支持格子の他の例を示す斜視図である。 図５２は、本発明の実施形態に係る燃料収納ラックの支持格子の他の例を示す斜視図である。 図５３は、原子力発電プラントを示す概略構成図である。 図５４は、原子炉格納容器を示す概略図である。

以下に、発明例および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、この発明例および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、下記発明例および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５３は、原子力発電プラントを示す概略構成図であり、図５４は、原子炉格納容器を示す概略図である。

本実施形態において、原子力発電プラントは、例えば、図５３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１１３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１１８へ送って発電機１２３で発電する。

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、燃料としての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で冷却して水に戻された後、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５４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は、冷却水が満たされ、その中に本実施形態の燃料収納ラック１が設置される。

［発明例］
図１〜図１５は、本発明例に係る燃料収納ラックを示す。本発明例の燃料収納ラック１は、燃料としての燃料集合体を複数立てた状態で収納するものである。燃料集合体は、図には明示しないが、ＰＷＲ用の場合、複数の燃料棒が支持格子により外形が矩形状に束ねられて構成され、上端部に上部ノズルが固定される一方、下端部に下部ノズルが固定されている。また、燃料集合体は、沸騰型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）用の場合、複数の燃料棒がスペーサグリッドにより外形が矩形状に束ねられ、上端部に上部タイプレートが固定される一方、下端部に下部タイプレートが固定されており、下部タイプレートの下側にノーズピースが突出して固定されている。

燃料収納ラック１は、図１に示すように、ラック本体２を備えている。ラック本体２は、ステンレス鋼製の上部支持格子３、下部支持格子４、中間支持格子５、支柱６、補強部材７および脚８により強固な構造物として構築され、燃料収納ラック１としての構造強度部材をなす。

上部支持格子３は、全体として平面視で矩形状に形成され、格子部材３Ａと外枠３Ｂとを有する。格子部材３Ａは、複数の仕切が交差して井桁状に組まれて複数の格子を形成している。本発明例では、図２に示すように、格子部材３Ａは、複数の仕切板３Ａａが互いにスリット３Ａｂに上下方向で挿入されて交差して井桁状に組まれて複数の格子を形成している。各仕切板３Ａａは、溶接により接合される。外枠３Ｂは、図１に示すように、格子部材３Ａの外周を囲んで設けられた板材からなる。格子部材３Ａおよび外枠３Ｂは、溶接により接合される。これにより、上部支持格子３は、各格子内の領域が上下に貫通して燃料が挿入される収納エリアＡをなす。なお、図には明示しないが、上部支持格子３は、仕切板３Ａａを、鋼棒、または角鋼管などの鋼管とした構成に代えてもよく、または１つの格子を形成する角筒を外枠３Ｂで束ねた構成であってもよい。

下部支持格子４および中間支持格子５は、上部支持格子３と同寸法で全体として平面視で矩形状に形成され、上部支持格子３と同様に構成されている。すなわち、下部支持格子４および中間支持格子５は、格子部材４Ａ，５Ａと外枠４Ｂ，５Ｂとを有し、溶接により接合され、各格子が上下に貫通して燃料が挿入される収納エリアＡをなす。また、下部支持格子４にあっては、その底部が底板４Ｃで覆われている。この底板４Ｃは、燃料の下端部を支持するものである。この底板４Ｃは、ＰＷＲ用の燃料を挿通させない程度で冷却水を通す貫通穴４Ｃａ（図４参照）が、各格子である収納エリアＡに対応して設けられている。なお、ＢＷＲ用の燃料を収納する場合、貫通穴４Ｃａは、ノーズピースを挿入させる穴として用いられる。

支柱６は、上部支持格子３と中間支持格子５との間、および中間支持格子５と下部支持格子４との間を連結するもので、Ｌ字形の平断面で上下方向に長手状に形成され、各支持格子３，４，５の４隅に溶接により接合される。

補強部材７は、隣接する支柱６の間において、上部支持格子３と中間支持格子５との間、および中間支持格子５と下部支持格子４との間を連結するもので、長板状に形成され、各支持格子３，４，５の間で交差して配置されて、各支持格子３，４，５および支柱６に溶接により接合される。

脚８は、下部支持格子４の４隅（および図５に示すように下部支持格子４の中央）であって支柱６の直下となる位置で、下部支持格子４の底部である底板４Ｃの底面に設けられ、燃料プール１３２の床面１３２ａ上で燃料収納ラック１を支持するものである。脚８は、例えば、板材により角筒状に形成され、底板４Ｃの底面に溶接により接合される。この場合、脚８は、下部支持格子４における格子部材４Ａの仕切板４Ａａの直下に位置するように設けられ、その側壁に、筒内に配置される底板４Ｃの貫通穴４Ｃａを外部に連通させる貫通穴８ａが形成される。または、脚８は、支柱６と同様にＬ字形の平断面で形成されていてもよい。

図３は、他のラック本体２を示し、このラック本体２は、図１に示すラック本体２に対し、支柱６および補強部材７に代えて、各支持格子３，４，５の外枠３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ、支柱６および補強部材７を一体とした側板９を有する。この場合、各支持格子３，４，５の格子部材３Ａ，４Ａ，５Ａの端部に、突起３Ａｃ，４Ａｃ，５Ａｃが設けられ、側板９には、この突起３Ａｃ，４Ａｃ，５Ａｃが挿入される挿入穴９ａが設けられる。そして、各支持格子３，４，５の格子部材３Ａ，４Ａ，５Ａおよび側板９は、溶接により接合される。

なお、図１および図３に示すラック本体２において、上部支持格子３と下部支持格子４の間に中間支持格子５を１個のみ配設した例を示しているが、複数個の中間支持格子５を配設してもよい。この際、図１に示すラック本体２において、支柱６および補強部材７は、各中間支持格子５の間にも配置される。また、脚８も、適宜に増やすことができる。また、図１および図３に示すラック本体２において、上部支持格子３と下部支持格子４の間に中間支持格子５を設けなくてもよい。

また、図４および図５に示すように、本発明例の燃料収納ラック１は、燃料収納セル１０を備えている。燃料収納セル１０は、中性子吸収材からなる複数の板材１１を有する。中性子吸収材は、ボロン、ガドリニウムの少なくとも一方を添加したステンレス鋼や、ボロン化合物（好ましくは炭化ホウ素）、ガドリニウムの少なくとも一方を含有するアルミニウム複合材からなる。この板材１１は、各支持格子３，４，５における各格子を囲むように配置されている。具体的に、板材１１は、ラック本体２の上下方向に連続して形成され、図４に示すように、各支持格子３，４，５の格子部材３Ａ，４Ａ，５Ａにおける各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａで囲まれる格子である収納エリアＡ、または格子部材３Ａ，４Ａ，５Ａにおける各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａおよび外枠３Ｂ，４Ｂ，５Ｂで囲まれる格子である収納エリアＡを囲むように、各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａや外枠３Ｂ，４Ｂ，５Ｂに沿って配置されている。そして、１つの収納エリアＡを囲む各板材１１（図４では４つの板材１１）により１つの燃料が挿入し収納される燃料収納セル１０となる。

燃料収納セル１０は、図５および図６に示すように、各支持格子３，４，５の格子部材３Ａ，４Ａ，５Ａにおける各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａに対応する内側セルユニット１０Ａと、図５および図７に示すように、各支持格子３，４，５の外枠３Ｂ，４Ｂ，５Ｂに対応する外側セルユニット１０Ｂとを有する。

内側セルユニット１０Ａは、図５および図６に示すように、２つの板材１１が対面して設けられ、各板材１１の上端がブラケット（掛止部材）１２に固定され互いに連結されている。そして、ブラケット１２が上部支持格子３における各仕切板３Ａａの上縁に掛け止められることで、２つの板材１１が上部支持格子３の仕切板３Ａａを跨ぎ、隣接する各格子を跨ぐように、隣接する収納エリアＡに配置される。この内側セルユニット１０Ａを、矩形状の１つの格子において、４辺の仕切板３Ａａにブラケット１２を掛け止めることで、１つの格子において各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａに沿って収納エリアＡを囲むように４つの板材１１が配置される。同時に、この１つの格子に隣接する４つの格子の１辺の各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａに沿って１つの板材１１が配置されることになる。この内側セルユニット１０Ａにより、２つの板材１１が隣接する収納エリアＡにまとめて配置されるため、板材１１の配置を容易に行うことができる。なお、ブラケット１２は必ずしも設けなくてもよく、例えば、板材１１の上端がつながって折り曲げられている構成により、ブラケット１２をなくしてもよい。

外側セルユニット１０Ｂは、図５および図７に示すように、１つの板材１１の上端がブラケット（掛止部材）１２に固定されている。そして、ブラケット１２が上部支持格子３における外枠３Ｂの上縁に掛け止められることで、１つの板材１１が外枠３Ｂ，４Ｂ，５Ｂに沿って配置される。これにより、図５に示すように、全ての格子において、収納エリアＡを囲むように各板材１１が配置される。なお、ブラケット１２は必ずしも設けなくてもよく、例えば、板材１１の上端が折り曲げられている構成により、ブラケット１２をなくしてもよい。

ここで、ブラケット１２は、図６および図７に示すように、ステンレス鋼板を下側が閉塞する閉塞部１２ａを有するように折り曲げられて形成されている。この閉塞部１２ａが上部支持格子３における仕切板３Ａａの上縁や外枠３Ｂの上縁に掛かる部分となる。また、ブラケット１２は、開放側となる上端が窄まるように傾斜面１２ｂが形成されている。傾斜面１２ｂは、図５に示すように、収納エリアＡに向けて漸次狭まるように配置されるため、燃料を挿入する際のガイドとなる。なお、外側セルユニット１０Ｂのブラケット１２は、１つの板材１１が固定されるものであり、この板材１１と対面する側に係止板１３が固定されている。この係止板１３は、外枠３Ｂの上縁に係り止り、外側セルユニット１０Ｂが収納エリアＡ側にずれないように支持するためのものである。

このブラケット１２に対し、板材１１は、ネジ止めにより固定される。具体的に、板材１１は、ブラケット１２に対し、例えば、図８〜図１０のようにネジ止めされる。図８では、収納エリアＡの内側からブラケット１２側に螺着される皿ネジ１２ｃにより板材１１が固定される。皿ネジ１２ｃは、収納エリアＡ側に突出されない。図９では、収納エリアＡの外側から板材１１に螺着されるボルト１２ｄにより板材１１が固定される。ボルト１２ｄは、収納エリアＡ側に突出されない。図１０では、収納エリアＡの内側から皿ネジ１２ｃを挿入してナット１２ｅが螺着される間で板材１１が固定される。皿ネジ１２ｃは、収納エリアＡ側に突出されない。このように、収納エリアＡ側に突出されないネジ止めにより板材１１をブラケット１２に固定すれば、燃料を収納エリアＡに挿入する際にネジに燃料が接触する事態を防ぐことができる。

なお、図１１に示すように、ブラケット１２は、ステンレス鋼板を削り出しにより形成されていてもよい。この場合、ブラケット１２の底面が閉塞部１２ａに相当し、上部支持格子３における仕切板３Ａａの上縁や外枠３Ｂの上縁に掛かる部分となる。

また、図６および図７に示すように、各セルユニット１０Ａ，１０Ｂは、板材１１の下端に突起１１ａが形成されている。一方、図１２に示すように、ラック本体２の下部支持格子４における底板４Ｃに挿入穴４Ｃｂが形成されている。突起１１ａは、挿入穴４Ｃｂに挿入される。すなわち、各セルユニット１０Ａ，１０Ｂは、板材１１の下端の突起１１ａが底板４Ｃの挿入穴４Ｃｂに挿入されることで位置決めされる。

また、図１３に示すように、ラック本体２の各支持格子３，４，５は、格子の仕切となる各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａが二重に形成されている。この場合、図には明示しないが、上述した燃料収納セル１０は、内側セルユニット１０Ａが各板材１１の間隔が広く形成される。また、図１３に示すように、燃料収納セル１０は、二重の仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａの間に挿入されるように形成されてもよい。この場合、図１３に示すように、燃料収納セル１０は、１つの板材１１の上端が２つのブラケット１２で挟まれてネジ止めされる。また、燃料収納セル１０は、板材１１の下端に突起１１ａが形成され、この突起１１ａが、下部支持格子４の底板４Ｃにおける二重の仕切板４Ａａの間に形成された挿入穴４Ｃｂに挿入される。

なお、ラック本体２は、各支持格子３，４，５、支柱６、補強部材７、脚８を、穴の開いたパンチングメタルで構成してもよい。

ところで、燃料収納セル１０の内側セルユニット１０Ａおよび外側セルユニット１０Ｂは、図１４および図１５に示すように構成されていてもよい。図１４および図１５において、図６および図７に示す内側セルユニット１０Ａおよび外側セルユニット１０Ｂと同等部分には同一の符号を付す。

内側セルユニット１０Ａは、図１４に示すように、上述した図６に示す内側セルユニット１０Ａに対し、ブラケット１２の両端が、９０度の角度でそれぞれ反対方向に延在している。延在長さは、図６に示すブラケット１２の幅の半分である。そして、このブラケット１２の延在された部分に、板材１１が固定されている。板材１１は、図６に示す板材１１の半分の幅である。また、板材１１のブラケット１２への固定は、図８〜図１０に示す構成と同様である。

この内側セルユニット１０Ａは、ブラケット１２が上部支持格子３における各仕切板３Ａａの上縁に掛け止められることで、幅の広い２つの板材１１が上部支持格子３の仕切板３Ａａを跨ぎ、隣接する各格子を跨ぐように、隣接する収納エリアＡに配置される。そして、９０度向きを変えて配置された半分の幅の板材１１が、隣接する収納エリアＡに配置される。この内側セルユニット１０Ａを、矩形状の１つの格子において、対向する２辺の仕切板３Ａａにブラケット１２を掛け止めることで、１つの格子において各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａに沿って収納エリアＡを囲むように２つの幅広の板材１１と、４つの幅狭の板材１１が配置される。このように、２つの内側セルユニット１０Ａにより、１つの収納エリアＡを板材１１で囲むことができ、板材１１の配置をより容易に行うことができる。

外側セルユニット１０Ｂは、図１５に示すように、上述した図７に示す外側セルユニット１０Ｂに対し、ブラケット１２の両端が、９０度の角度でそれぞれ延在している。延在長さは、図７に示すブラケット１２の幅の半分である。そして、このブラケット１２の延在された部分に、板材１１が固定されている。板材１１は、図７に示す板材１１の半分の幅である。また、板材１１のブラケット１２への固定は、図８〜図１０に示す構成と同様である。

この外側セルユニット１０Ｂは、ブラケット１２が上部支持格子３における外枠３Ｂの上縁に掛け止められることで、１つの板材１１が外枠３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ、および各仕切板３Ａａ，４Ａａ，５Ａａの１辺の半分に沿って配置される。これにより、図５に示すように、全ての格子において、収納エリアＡを囲むように各板材１１が配置される。

このように構成された燃料収納ラック１は、各収納エリアＡにそれぞれ燃料が挿入されて収納される。この燃料は、燃料収納セル１０において中性子吸収材により形成された板材１１により周りが囲まれる。このため、燃料収納ラック１は、燃料における中性子を吸収することから、各収納エリアＡに収納された各燃料の臨界安全性を高めることができる。

そして、本発明例に係る燃料収納ラック１は、燃料プール１３２の冷却水中で燃料を収納するものであり、例えば、ステンレス鋼などの非中性子吸収材からなり、複数の格子を形成する上部支持格子３、複数の格子を形成し底部が底板４Ｃで覆われた下部支持格子４、および上部支持格子３を上端部に固定し下部支持格子４を下端部に固定する支柱６や補強部材７などの固定部を有したラック本体２と、ラック本体２の上下方向に連続する中性子吸収材からなる複数の板材１１が、各支持格子３，４における各格子を囲むように各支持格子３，４に挿入して配置された燃料収納セル１０と、を備える。

この燃料収納ラック１によれば、ラック本体２と燃料収納セル１０とを独立して別に形成でき、ラック本体２は、少なくとも上下に分割された各支持格子３，４を有し、燃料収納セル１０は、ラック本体２の各支持格子３，４に中性子吸収材からなる複数の板材１１が挿入して配置される。このため、ラック本体２側は、中性子を反射させる要素を低減し、かつ強度を確保するため溶接により接合して組み立てられる。一方、燃料収納セル１０側は、ラック本体２に挿入できるように板状に形成され溶接などで形成する必要がない。この結果、収納される燃料における中性子の吸収性能および燃料を収納する強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことができる。

また、本発明例に係る燃料収納ラック１では、燃料収納セル１０は、板材１１の上端部に、ラック本体２の上部支持格子３の上縁に掛かるブラケット（掛止部材）１２を有することが好ましい。

この燃料収納ラック１によれば、中性子吸収材からなる板材１１を、ラック本体２に対して適宜配置させることができる。

また、本発明例に係る燃料収納ラック１では、ラック本体２の下部支持格子４における底板４Ｃに挿入穴４Ｃｂが形成されており、燃料収納セル１０における板材１１の下端に挿入穴４Ｃｂに挿入される突起１１ａが形成されていることが好ましい。

この燃料収納ラック１によれば、中性子吸収材からなる板材１１を、ラック本体２に対して位置決めして配置させることができる。

また、本発明例に係る燃料収納ラック１では、燃料収納セル１０は、隣接する各格子に跨るように２つの板材１１の上端部がブラケット１２により連結して形成されることが好ましい。

この燃料収納ラック１によれば、２つの板材１１が隣接する格子の収納エリアＡにまとめて配置されるため、板材１１の配置を容易に行うことができる。

また、本発明例に係る燃料収納ラック１では、各支持格子３，４，５は、格子の仕切が二重に形成されていてもよい。

この燃料収納ラック１によれば、燃料の間隔を広く取れるので、燃料の臨界防止効果を高めることができる。

また、各支持格子３，４，５の格子の仕切が二重に形成されている場合、燃料収納セル１０は、板材１１が二重の仕切の間に挿入されてもよい。この燃料収納ラック１によれば、ラック本体２と燃料収納セル１０とを独立して別に形成でき、ラック本体２は、上下に分割された各支持格子３，４を有し、燃料収納セル１０は、ラック本体２の各支持格子３，４に中性子吸収材からなる複数の板材１１が挿入して配置される。このため、ラック本体２側は、中性子を反射させる要素を低減し、かつ強度を確保するため溶接により接合して組み立てられる。一方、燃料収納セル１０側は、ラック本体２に挿入できるように板状に形成され溶接などで形成する必要がない。この結果、中性子吸収性能および強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことができる。

また、本発明例に係る燃料収納ラック１では、ラック本体２がパンチングメタルにより形成されることが好ましい。

燃料収納セル１０をなす中性子吸収材は、高速中性子よりも熱中性子を吸収しやすい性質を持っている。一方、燃料プール１３２の冷却水（厳密には、冷却水中に含まれる水素）は、高速中性子を減速して熱中性子に変換する機能を有する。よって、ラック本体２をパンチングメタルにて構成すれば、パンチング穴へも減速材である冷却水が満たされ、高速中性子を効率よく熱中性子に変換するため、中性子吸収材は熱中性子を捕捉しやすくなり、燃料の臨界防止効果を高めることができる。

［実施形態］
図１６〜図５２は、本実施形態に係る燃料収納ラックを示す。本実施形態の燃料収納ラック２１は、上述した発明例の燃料収納ラック１と同様に、燃料としての燃料集合体を複数立てた状態で収納するものである。燃料集合体は、発明例において説明したように、ＰＷＲ用やＢＷＲ用のものがある。

燃料収納ラック２１は、図１６に示すように、支持格子２２、側板２３、底板２４、台盤２５、および脚２６により構築されている。支持格子２２、側板２３、底板２４、および台盤２５は、中性子吸収材からなる板材により形成される。中性子吸収材は、ボロン、ガドリニウムの少なくとも一方を添加したステンレス鋼や、ボロン化合物（好ましくは炭化ホウ素）、ガドリニウムの少なくとも一方を含有するアルミニウム複合材からなる。なお、少なくとも、支持格子２２および側板２３は中性子吸収材からなる板材で形成されていてもよい。

支持格子２２は、上下に連続する複数の仕切板２７が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成するもので、各格子内の領域が、燃料が挿入されるセルとして収納エリアＡをなす。側板２３は、支持格子２２の周りを矩形状に囲むものである。底板２４は、支持格子２２における各格子の底部を覆うものである。台盤２５は、底板２４を介して支持格子２２の下部に配置されるものである。脚２６は、台盤２５の底部に設けられ、燃料プール１３２の床面１３２ａ上で支持格子２２、側板２３、底板２４および台盤２５を支持するものである。

本実施形態において、支持格子２２および側板２３は、上下方向に複数のユニットに分割形成されている。本実施形態では、上部ユニットＵＡ、２つの中間ユニットＵＢおよび下部ユニットＵＣの４つのユニットに分割されている。

上部ユニットＵＡは、支持格子２２が分割された上部支持格子２２Ａ、および側板２３が分割された上部側板２３Ａで構成されている。上部支持格子２２Ａは、図１６および図１７に示すように、対向する上部側板２３Ａの間で連続した仕切板２７が二重に交差して組まれて格子状に形成されている。仕切板２７は、図１８に示すように下半部に下方に開口する切欠２７Ａａが格子単位で形成された第一仕切板２７Ａと、図１９に示すように上半部に上方に開口する切欠２７Ｂａが格子単位で形成された第二仕切板２７Ｂとを有する。そして、図１７および図２０に示すように、第一仕切板２７Ａおよび第二仕切板２７Ｂをそれぞれ二重とし、相互の切欠２７Ａａ，２７Ｂａを合わせて挿入することで、二重の第一仕切板２７Ａおよび第二仕切板２７Ｂが互いに交差して格子状に組まれる。また、第一仕切板２７Ａおよび第二仕切板２７Ｂは、後述するネジ（皿ネジ）２８や不図示のボルトが挿入されるネジ取付穴２８ａが形成されている。なお、仕切板２７（２７Ａ，２７Ｂ）は、上部側板２３Ａの間で連続して形成されておらず、分割して形成されていてもよい。例えば、仕切板２７（２７Ａ，２７Ｂ）は、図２１および図２２に示すように、切欠２７Ａａ，２７Ｂａの位置で分割され、接続金具としての継板２７Ａｂ，２７Ｂｂを介してネジ（皿ネジ）２８などによりネジ止めにより連結される。

図１７および図２０に示すように、二重の第一仕切板２７Ａの間には、接続金具２９が配置されている。そして、この接続金具２９に締め付けられるネジ（皿ネジ）２８により各第一仕切板２７Ａが第二仕切板２７Ｂの切欠２７Ｂａに挿入される幅にて固定される。また、二重の第二仕切板２７Ｂの間には、接続金具２９が配置されている。そして、この接続金具２９に締め付けられるネジ（皿ネジ）２８により各第二仕切板２７Ｂが第一仕切板２７Ａの切欠２７Ａａに挿入される幅にて固定される。

接続金具２９は、図１７、図２０、図２３および図２４に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分であって、図２４に示すように、上部ユニットＵＡの上端となる位置と、図２０に示すように、各切欠２７Ａａ，２７Ｂａの閉塞部が当接する位置とに設けられている。上部ユニットＵＡの上端となる位置に設けられた接続金具２９は、上部ユニットＵＡの上端に揃えて配置される。この接続金具２９は、上下にネジ２８が締め付けられるように構成され、それぞれ一方の仕切板２７Ａ，２７Ｂ側と他方の仕切板２７Ａ，２７Ｂ側とからネジ２８が締め付けられる。また、ネジ２８は、１つの接続金具２９に締め付けられる方向が上下で反対とされ、かつ第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分において各仕切板２７Ａ，２７Ｂに締め付けられる方向が上下で反対とされている。

接続金具２９は、上部支持格子２２Ａと上部側板２３Ａとの固定に用いられる。この接続金具２９は、図２０、図２５および図２６に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部であって、図２６に示すように、上部ユニットＵＡの上端となる位置と、図２０に示すように、各切欠２７Ａａ，２７Ｂａの閉塞部が当接する位置と同じ高さ位置に設けられている。上部ユニットＵＡの上端となる位置に設けられた接続金具２９は、上部ユニットＵＡの上端に揃えて配置される。この接続金具２９は、二重の第一仕切板２７Ａや二重の第二仕切板２７Ｂを固定する２つのネジ２８に加え、上部側板２３Ａの外側からネジ２８が締め付けられるように構成され、これにより、上部支持格子２２Ａと上部側板２３Ａとが固定され上部ユニットＵＡをなす。

また、上部ユニットＵＡは、その下端部にネジ取付穴２８ａが設けられている。ネジ取付穴２８ａは、後述する中間ユニットＵＢに固定された接続金具３０に締め付けられるネジ（皿ネジ）２８が挿入される。このネジ取付穴２８ａは、図２７および図２８に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分と、図２９および図３０に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部と、上部側板２３Ａとに設けられている。図２７および図２８に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分では、ネジ取付穴２８ａは、ネジ２８の皿部を受ける部分が、対向する各第一仕切板２７Ａおよび各第二仕切板２７Ｂにおいて上下で反対に向き、かつ１つの仕切板２７Ａ，２７Ｂにおいて上下で反対に向いている。また、図２９および図３０に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部では、ネジ取付穴２８ａは、ネジ２８の皿部を受ける部分が、対向する各第一仕切板２７Ａおよび各第二仕切板２７Ｂにおいて上下で反対に向いている。また、図２９および図３０に示すように、上部側板２３Ａでは、ネジ取付穴２８ａは、各第一仕切板２７Ａおよび各第二仕切板２７Ｂの間の位置であって、各第一仕切板２７Ａおよび各第二仕切板２７Ｂに設けられるネジ取付穴２８ａの下方に設けられている。

中間ユニットＵＢは、図３１に示すように、支持格子２２が分割された中間支持格子２２Ｂ、および側板２３が分割された中間側板２３Ｂで構成されている。中間支持格子２２Ｂは、図３１および図３２に示すように、対向する中間側板２３Ｂの間で連続した仕切板２７が二重に交差して組まれて格子状に形成されている。仕切板２７は、上部支持格子２２Ａの仕切板２７と同様の構成である。

図３１に示すように、二重の第一仕切板２７Ａの間には、接続金具２９および接続金具３０が配置されている。そして、この接続金具２９，３０に締め付けられるネジ（皿ネジ）２８により各第一仕切板２７Ａが第二仕切板２７Ｂの切欠２７Ｂａに挿入される幅にて固定される。また、二重の第二仕切板２７Ｂの間には、接続金具２９および接続金具３０が配置されている。そして、この接続金具２９，３０に締め付けられるネジ（皿ネジ）２８により各第二仕切板２７Ｂが第一仕切板２７Ａの切欠２７Ａａに挿入される幅にて固定される。

接続金具２９は、図３１に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分であって、各切欠２７Ａａ，２７Ｂａの閉塞部が当接する位置に設けられ、上部ユニットＵＡと同様の構成である。また、接続金具２９は、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部であって、各切欠２７Ａａ，２７Ｂａの閉塞部が当接する位置と同じ高さ位置に設けられ、上部ユニットＵＡと同様に中間支持格子２２Ｂと中間側板２３Ｂとの固定に用いられる。

接続金具３０は、図３１〜図３３に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分であって、中間ユニットＵＢの上端となる位置に設けられている。接続金具３０は、中間ユニットＵＢの上端から上方に突出して配置される。この接続金具３０は、二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間に配置される部分において、上下にネジ２８が締め付けられるように構成され、それぞれ一方の仕切板２７Ａ，２７Ｂ側と他方の仕切板２７Ａ，２７Ｂ側とからネジ２８が締め付けられる。また、ネジ２８は、１つの接続金具３０に締め付けられる方向が上下で反対とされ、かつ第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分において各仕切板２７Ａ，２７Ｂに締め付けられる方向が上下で反対とされている。

また、接続金具３０は、中間ユニットＵＢの上端から上部に突出した部分が、上部ユニットＵＡの下端部であって、上部支持格子２２Ａにおける二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間に挿入される。そして、中間ユニットＵＢの上端から上部に突出した接続金具３０は、上部支持格子２２Ａにおける二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間に挿入された状態で、上部ユニットＵＡにおける第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分に設けられたネジ取付穴２８ａと対応する位置に、ネジ（皿ネジ）２８が締め付けられるネジ穴３０ａが形成されている。すなわち、接続金具３０は、上部支持格子２２Ａにおける二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間に挿入され、第一仕切板２７Ａや第二仕切板２７Ｂを介してネジ２８が締め付けられることで、中間ユニットＵＢを上部ユニットＵＡに連結する。または、接続金具３０は、他の中間支持格子２２Ｂにおける二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間に挿入され、第一仕切板２７Ａや第二仕切板２７Ｂを介してネジ２８が締め付けられることで、中間ユニットＵＢ同士を連結する。

接続金具３０は、中間支持格子２２Ｂと中間側板２３Ｂとの固定に用いられる。この接続金具３０は、図３１および図３４に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部であって、中間ユニットＵＢの上端となる位置に設けられ、中間ユニットＵＢの上端から上方に突出して配置される。この接続金具３０は、二重の第一仕切板２７Ａや二重の第二仕切板２７Ｂを固定する２つのネジ２８に加え、中間側板２３Ｂの外側からネジ２８が締め付けられるように構成され、これにより、中間支持格子２２Ｂと中間側板２３Ｂとが固定され中間ユニットＵＢをなす。また、この接続金具３０は、中間ユニットＵＢの上端から上部に突出した部分が、上部ユニットＵＡの下端部であって、上部支持格子２２Ａにおける二重の第一仕切板２７Ａの端部の間、および二重の第二仕切板２７Ｂの端部の間に挿入される。そして、中間ユニットＵＢの上端から上部に突出した接続金具３０は、上部支持格子２２Ａにおける二重の第一仕切板２７Ａの端部の間、および二重の第二仕切板２７Ｂの端部の間に挿入された状態で、上部ユニットＵＡにおける第一仕切板２７Ａおよび第二仕切板２７Ｂの端部や、上部側板２３Ａに設けられたネジ取付穴２８ａと対応する位置に、ネジ（皿ネジ）２８が締め付けられるネジ穴３０ａが形成されている。すなわち、接続金具３０は、上部支持格子２２Ａにおける二重の第一仕切板２７Ａの端部の間、および二重の第二仕切板２７Ｂの端部の間に挿入され、第一仕切板２７Ａ、第二仕切板２７Ｂおよび上部側板２３Ａを介してネジ２８が締め付けられることで、中間ユニットＵＢを上部ユニットＵＡに連結する。または、接続金具３０は、他の中間支持格子２２Ｂにおける二重の第一仕切板２７Ａの端部の間、および二重の第二仕切板２７Ｂの端部の間に挿入され、第一仕切板２７Ａ、第二仕切板２７Ｂおよび中間側板２３Ｂを介してネジ２８が締め付けられることで、中間ユニットＵＢ同士を連結する。

また、中間ユニットＵＢは、その下端部にネジ取付穴２８ａが設けられている。このネジ取付穴２８ａは、上部ユニットＵＡと同様の構成である。

下部ユニットＵＣは、図３５に示すように、支持格子２２が分割された下部支持格子２２Ｃ、および側板２３が分割された下部側板２３Ｃで構成されている。下部支持格子２２Ｃは、図３５および図３６に示すように、対向する下部側板２３Ｃの間で連続した仕切板２７が二重に交差して組まれて格子状に形成されている。仕切板２７は、上部支持格子２２Ａと同様の構成である。

図３５に示すように、二重の第一仕切板２７Ａの間には、接続金具２９、接続金具３０および接続金具３１が配置されている。そして、この接続金具２９，３０，３１に締め付けられるネジ（皿ネジ）２８により各第一仕切板２７Ａが第二仕切板２７Ｂの切欠２７Ｂａに挿入される幅にて固定される。また、二重の第二仕切板２７Ｂの間には、接続金具２９、接続金具３０および接続金具３１が配置されている。そして、この接続金具２９，３０，３１に締め付けられるネジ（皿ネジ）２８により各第二仕切板２７Ｂが第一仕切板２７Ａの切欠２７Ａａに挿入される幅にて固定される。

接続金具２９は、図３５に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分であって、各切欠２７Ａａ，２７Ｂａの閉塞部が当接する位置に設けられ、上部ユニットＵＡと同様の構成である。また、接続金具２９は、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部であって、各切欠２７Ａａ，２７Ｂａの閉塞部が当接する位置と同じ高さ位置に設けられ、上部ユニットＵＡと同様に下部支持格子２２Ｃと下部側板２３Ｃとの固定に用いられる。

接続金具３０は、図３５に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分であって、下部ユニットＵＣの上端となる位置に設けられ、中間ユニットＵＢと同様の構成である。また、接続金具３０は、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部であって、下部ユニットＵＣの上端となる位置に設けられ、中間ユニットＵＢと同様に、下部支持格子２２Ｃと下部側板２３Ｃとの固定に用いられる。また、接続金具３０は、中間ユニットＵＢと同様に、中間支持格子２２Ｂにおける二重の第一仕切板２７Ａの端部の間、および二重の第二仕切板２７Ｂの端部の間に挿入され、第一仕切板２７Ａ、第二仕切板２７Ｂおよび中間側板２３Ｂを介してネジ２８が締め付けられることで、下部ユニットＵＣを中間ユニットＵＢに連結する。

接続金具３１は、図３５および図３６に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分であって、下部ユニットＵＣの下端となる位置に設けられている。接続金具３１は、下部ユニットＵＣの下端に揃えて配置される。この接続金具３１は、二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間に配置される部分において、上下にネジ２８が締め付けられるように構成され、それぞれ一方の仕切板２７Ａ，２７Ｂ側と他方の仕切板２７Ａ，２７Ｂ側とからネジ２８が締め付けられる。また、ネジ２８は、１つの接続金具３１に締め付けられる方向が上下で反対とされ、かつ第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分において各仕切板２７Ａ，２７Ｂに締め付けられる方向が上下で反対とされている。

接続金具３１は、下部支持格子２２Ｃと下部側板２３Ｃとの固定に用いられる。この接続金具３１は、図３５および図３６に示すように、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部であって、下部ユニットＵＣの下端となる位置に設けられ、下部ユニットＵＣの下端に揃えて配置される。この接続金具３１は、二重の第一仕切板２７Ａや二重の第二仕切板２７Ｂを固定する２つのネジ２８に加え、下部側板２３Ｃの外側からネジ２８が締め付けられるように構成され、これにより、下部支持格子２２Ｃと下部側板２３Ｃとが固定され下部ユニットＵＣをなす。

また、接続金具３１は、下部ユニットＵＣと底板２４との固定に用いられる。この場合、接続金具３１は、少なくとも底面に開口して上下方向に形成されたネジ穴３１ａが設けられる。一方、底板２４は、図３７に示すように、下部ユニットＵＣの下端に底板２４を合わせた状態で、ネジ穴３１ａに対応する位置にネジ取付穴２４ａが形成されている。そして、底板２４を介してネジ取付穴２４ａにネジ（皿ネジ）２８を挿入し、このネジ２８を接続金具３１のネジ穴３１ａに締め付けることで、下部ユニットＵＣと底板２４とが固定される。なお、ネジ穴３１ａは、第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂとの交差部分、および第一仕切板２７Ａと第二仕切板２７Ｂの両端部に設けられる全ての接続金具３１に設けてもよいが、下部ユニットＵＣと底板２４とを適宜固定できる要所の接続金具３１に設けるようにしてもよい。

底板２４は、上述したように、下部ユニットＵＣに固定されることで、上下に連続する支持格子２２の格子にて構成される収納エリアＡの底部を覆うものである。すなわち、底板２４は、収納エリアＡに挿入された燃料の下端を支持する。図３７に示すように、底板２４は、各収納エリアＡに対応して貫通穴２４ｂが形成されている。貫通穴２４ｂは、ＰＷＲ用の燃料を挿通させない程度で冷却水を通す一方、ＢＷＲ用の燃料を収納する場合はノーズピースを挿入させる穴として用いられる。また、底板２４は、台盤２５との固定に用いられるネジ取付穴２４ｃが形成されている。

台盤２５は、図３８に示すように、補強格子３４と外枠板３５とを有する。補強格子３４は、複数の補強板３６が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成するもので、各格子内の領域が、支持格子２２の各収納エリアＡに上下の位置で対応する。外枠板３５は、補強格子３４の周りを矩形状に囲むものである。

台盤２５は、対向する外枠板３５の間で連続した補強板３６が二重に交差して組まれて格子状に形成されている。補強板３６は、図３９に示すように下半部に下方に開口する切欠３６Ａａが格子単位で形成された第一補強板３６Ａと、図４０に示すように上半部に上方に開口する切欠３６Ｂａが格子単位で形成された第二補強板３６Ｂとを有する。そして、図３８および図４１に示すように、第一補強板３６Ａおよび第二補強板３６Ｂをそれぞれ二重とし、相互の切欠３６Ａａ，３６Ｂａを合わせて挿入することで、二重の第一補強板３６Ａおよび第二補強板３６Ｂが互いに交差して格子状に組まれる。また、第一補強板３６Ａおよび第二補強板３６Ｂは、ボルト３７や不図示のネジが挿入されるボルト取付穴３７ａが形成されている。

図４１および図４２に示すように、二重の第一補強板３６Ａの間には、接続金具３８が配置されている。そして、この接続金具３８に挿通されるボルト３７により各第一補強板３６Ａが第二補強板３６Ｂの切欠３６Ｂａに挿入される幅にて固定される。また、二重の第二補強板３６Ｂの間には、接続金具３８が配置されている。そして、この接続金具３８に挿通されるボルト３７により各第二補強板３６Ｂが第一補強板３６Ａの切欠３６Ａａに挿入される幅にて固定される。

接続金具３８は、図３８、図４１および図４２に示すように、第一補強板３６Ａと第二補強板３６Ｂとの交差部分で、台盤２５の高さ分設けられている。この接続金具３８は、上下にボルト３７が挿通されるように構成されている。二重の補強板３６Ａ，３６Ｂを介してボルト３７が締め付けられる。また、本実施形態では、補強板３６Ａと補強板３６Ｂとの交差する内角部分にＬ字金具３９が設けられ、このＬ字金具３９がボルト３７によりともに締め付けられることで、補強板３６Ａと補強板３６Ｂとを連結している。これにより補強格子３４が組まれる。

接続金具３８は、補強格子３４と外枠板３５との固定に用いられる。この接続金具３８は、図３８および図４３に示すように、第一補強板３６Ａと第二補強板３６Ｂの両端部であって、台盤２５の高さ分設けられている。この接続金具３８は、二重の第一補強板３６Ａや二重の第二補強板３６Ｂにボルト３７により固定される。そして、二重の第一補強板３６Ａや二重の第二補強板３６Ｂと外枠板３５とでなる内角部分にＬ字金具３９が設けられ、このＬ字金具３９がボルト３７により二重の第一補強板３６Ａや二重の第二補強板３６Ｂ側と外枠板３５側とに締め付けられることで、補強格子３４と外枠板３５とが固定され、台盤２５をなす。

また、接続金具３８は、底板２４と台盤２５との固定に用いられる。この場合、接続金具３８は、図４１および図４３に示すように、上面に開口して上下方向に形成されたネジ穴３８ａが設けられる。一方、底板２４は、図３７および図３８に示すように、台盤２５の上端に底板２４を合わせた状態で、ネジ穴３１ａに対応する位置にネジ取付穴２４ｃが形成されている。そして、底板２４を介してネジ取付穴２４ｃにネジ（皿ネジ）２８を挿入し、このネジ２８を接続金具３８のネジ穴３８ａに締め付けることで、底板２４と台盤２５とが固定される。なお、ネジ穴３８ａは、第一補強板３６Ａと第二補強板３６Ｂとの交差部分、および第一補強板３６Ａと第二補強板３６Ｂの両端部に設けられる全ての接続金具３８に設けられていなくてもよく、底板２４と台盤２５とを適宜固定できる要所の接続金具３８に設けるようにしてもよい。

また、接続金具３８は、下部ユニットＵＣと台盤２５との固定に用いられる。この場合、接続金具３８は、図４４に示すように、第一補強板３６Ａと第二補強板３６Ｂの両端部の位置で、台盤２５の上端から上方に突出して配置される。この接続金具３８は、台盤２５の上端から上方に突出した部分が、下部ユニットＵＣの下端部であって、下部支持格子２２Ｃにおける二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間であって、下部側板２３Ｃの内面に沿って挿入される。この場合、接続金具３８が挿入される部分に接続金具３１を設けない。そして、接続金具３８は、下部側板２３Ｃ側に向かってネジ穴３８ｂが形成されている。一方、下部ユニットＵＣの下端部には、接続金具３８のネジ穴３８ｂに対応する位置にネジ取付穴（図示せず）が形成されている。すなわち、接続金具３８は、下部支持格子２２Ｃにおける二重の第一仕切板２７Ａの間、および二重の第二仕切板２７Ｂの間に挿入され、図１６に示すように、下部側板２３Ｃを介してネジ穴３８ｂにネジ２８が締め付けられることで、台盤２５を下部ユニットＵＣに連結する。なお、台盤２５の上端から上方に突出する接続金具３８を下部ユニットＵＣ側に挿入させるため、図３８に示すように、底板２４は、その外縁の所要箇所に切欠２４ｄが形成されている。また、台盤２５の外枠板３５に沿う部分において、底板２４と台盤２５との固定に用いられる接続金具３８と、下部ユニットＵＣと台盤２５との固定に用いられる接続金具３８とは、図３８に示すように、本実施形態では交互に設けられている。

また、台盤２５は、図３８〜図４０に示すように、補強格子３４の補強板３６（３６Ａ，３６Ｂ）において、各格子を連通して冷却水を通す貫通穴３６Ａｂ，３６Ｂｂが形成されている。さらに、台盤２５は、図３８に示すように、外枠板３５において、各格子に連通して冷却水を通す貫通穴３５ａが形成されている。

ところで、図４５に示すように、台盤２５は、底板２４と台盤２５との固定に用いられる接続金具３８以外の接続金具３８が、台盤２５の上端から上方に突出して配置され、下部ユニットＵＣの下部に挿入されて下部ユニットＵＣと台盤２５との固定に用いられてもよい。この場合、下部ユニットＵＣは、接続金具３８が挿入される部分に接続金具３１を設けない。また、底板２４は、台盤２５の上端から上方に突出する接続金具３８を挿通させる挿通穴２４ｅが形成される。なお、接続金具３８、および接続金具３８を挿通させる挿通穴２４ｅの設置数は、適宜に選択することができる。

なお、本実施形態の燃料収納ラック２１は、図１６に示すように、側板２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）の接続、各ユニットＵＡ，ＵＢ，ＵＣの接続、下部ユニットＵＣと台盤２５との接続において、相互間を跨ぐ接続ラグ４０を介してネジ２８を締め付けて接続強度を向上している。なお、接続ラグ４０は、設置数を適宜に増減することができる。

脚２６は、図１６に示すように、台盤２５の４隅であって台盤２５の底部に設けられ、燃料プール１３２の床面１３２ａ上で燃料収納ラック２１を支持するものである。脚２６は、図４６および図４７に示すように、基部２６ａおよび脚部２６ｄを有する。基部２６ａは、板状に形成され、台盤２５の外枠板３５の下端が挿入される溝２６ｂを有している。また、基部２６ａは、側部から固定ボルト２６ｃが複数締め付けられる。固定ボルト２６ｃは、台盤２５の外枠板３５の下端部に設けられたボルト挿通穴３５ｂに挿通され、基部２６ａに締め付けられる。これにより、基部２６ａが台盤２５に固定される。脚部２６ｄは、基部２６ａに対して下方から締め付けられるもので、その下端が燃料プール１３２の床面１３２ａ上に当接する。脚部２６ｄは、ボルトで構成され、その雄ネジ部に一対のナット２６ｅが基部２６ａを挟むように取り付けられる。このため、各ナット２６ｅを脚部２６ｄの雄ネジ部に対して緩めることで、脚部２６ｄの下方への突出長さを変えることができ、基部２６ａを挟むように各ナット２６ｅを締めることで脚部２６ｄの下方への突出長さを維持できる。また、基部２６ａは、外枠板３５の内側に位置する上面に、外枠板３５の内面に沿うように補強ブラケット２６ｆが一体に形成され、外枠板３５への基部２６ａの取り付け状態を補強する。

このように構成された燃料収納ラック２１は、各収納エリアＡにそれぞれ燃料が挿入されて収納される。この燃料は、中性子吸収材により形成された仕切板２７および側板２３により周りが囲まれる。このため、燃料収納ラック２１は、燃料における中性子を吸収することから、各収納エリアＡに収納された各燃料の臨界安全性を高めることができる。

そして、本実施形態に係る燃料収納ラック２１は、燃料プール１３２の冷却水中で燃料を収納するものであり、上下に連続する複数の仕切板２７が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する支持格子２２と、支持格子２２の外周を囲む側板２３と、支持格子２２における各格子の底部を覆う底板２４と、底板２４を介して支持格子２２の下部に配置される台盤２５と、を有し、支持格子２２、側板２３、底板２４および台盤２５を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも支持格子２２および側板２３を中性子吸収材からなる板材で形成する。

この燃料収納ラック２１によれば、支持格子２２、側板２３、底板２４および台盤２５を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも支持格子２２および側板２３を中性子吸収材からなる板材で形成することで、中性子吸収材からなる板材を溶接により組み立てることがない。このため、収納される燃料における中性子の吸収性能および燃料を収納する強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことができる。

しかも、この燃料収納ラック２１によれば、支持格子２２、側板２３、底板２４および台盤２５を全て締着および嵌め込みにより組み立てることから、中性子吸収材の溶接による接合が不要であり、溶接接合部の健全性を管理する必要がない。このため、燃料収納ラック２１の組み立てを燃料プール１３２の近くである原子力発電プラントの施設内で行うことができ、燃料収納ラック２１の燃料プール１３２への搬入を容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る燃料収納ラック２１では、支持格子２２は、二重の仕切板２７が交差して組まれており、二重の仕切板２７の間で接続金具２９，３０，３１を締着して組み立てられており、かつ接続金具２９，３０，３１を介し、支持格子２２と側板２３と底板２４と台盤２５とを組み立てる。

この燃料収納ラック２１によれば、支持格子２２が接続金具２９，３０，３１を締着して仕切板２７が二重に形成されており、接続金具２９，３０，３１を介して支持格子２２と側板２３と底板２４と台盤２５とが組み立てられている。中性子吸収材からなる仕切板２７および側板２３は、中性子吸収機能を有するが、この中性子吸収材は、高速中性子よりも熱中性子を吸収しやすい性質を持っている。一方、燃料プール１３２内の冷却水（厳密には、冷却水中に含まれる水素）は、高速中性子を減速して熱中性子に変換する機能を有する。従って、二重に形成した仕切板２７の間に冷却水が満たされることで、仕切板２７を間においた各燃料での冷却水の厚さ（ウオータートラップ）が大きく確保され、多くの高速中性子を熱中性子に変換することから、中性子吸収材は中性子（熱中性子）を効率よく捕捉することができ、燃料の臨界防止効果をより高めることができる。

なお、仕切板２７を二重にした場合、一方の仕切板２７のみを中性子吸収材で形成し、他方の仕切板２７は、例えば、ステンレス鋼などの非中性子吸収材で形成してもよい。この場合、非中性子吸収材とした他方の仕切板２７により、中性子吸収材とした一方の仕切板２７が吸収する中性子を反射することを抑制するため、他方の仕切板２７の板厚を中性子を反射しない程度に薄くしたり、他方の仕切板２７をパンチングメタルとしたり、接続金具２９，３０，３１で接続される部分を残して他方の仕切板２７を枠状に形成したりすることが好ましい。

また、本実施形態に係る燃料収納ラック２１では、支持格子２２および側板２３は、上下方向に複数のユニットＵＡ，ＵＢ，ＵＣに分割形成され、各ユニットＵＡ，ＵＢ，ＵＣを全て締着および嵌め込みにより組み立て連結する。

燃料は、その長さが４ｍを超えるものであり、この燃料を収納する燃料収納ラック２１は燃料の長さを超える高さを要する大型のものとなる。従って、支持格子２２および側板２３を、上下方向に複数のユニットＵＡ，ＵＢ，ＵＣに分割形成した燃料収納ラック２１によれば、各ユニットＵＡ，ＵＢ，ＵＣ単位で組み立てることが可能であり、組み立てを容易に行うことができる。なお、燃料収納ラック２１の分割数は、適宜な数に増減することができる。

また、本実施形態に係る燃料収納ラック２１では、接続金具２９，３０，３１が仕切板２７の交差部に配置され、各仕切板２７がなす内角に沿うＬ字金具３９を介して接続金具２９，３０，３１および仕切板２７が締着される。

この燃料収納ラック２１によれば、Ｌ字金具３９を介して接続金具２９，３０，３１および仕切板２７を締着することで、燃料を収納する強度を向上することができる。

また、本実施形態に係る燃料収納ラック２１では、仕切板２７が、各格子単位で分割して形成され、接続金具としての継板２７Ａｂ，２７Ｂｂを介して締着して連結される。

この燃料収納ラック２１によれば、仕切板２７を細分割することで、搬入などの取り扱いを容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る燃料収納ラック２１では、台盤２５は、複数の補強板３６が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する補強格子３４と、補強格子３４の外周を囲む外枠板３５と、を有し、補強格子３４および外枠板３５を全て締着および嵌め込みにより組み立てる。

この燃料収納ラック２１によれば、補強板３６が交差して組まれた補強格子３４、および補強格子３４の外周を囲む外枠板３５により、燃料を収納する収納エリアＡをなす支持格子２２および側板２３を支持することで、燃料を収納する強度を向上することができる。

また、本実施形態に係る燃料収納ラック２１では、補強格子３４は、二重の補強板３６が交差して組まれており、二重の補強板３６の間で接続金具３８を締着して組み立てられており、かつ接続金具３８を介し、補強格子３４と外枠板３５とを組み立てる。

この燃料収納ラック２１によれば、補強板３６を二重に組むことで、燃料を収納する強度をより向上することができる。

また、本実施形態に係る燃料収納ラック２１では、補強格子３４は、隣接する各格子に連通する貫通穴３６Ａｂ，３６Ｂｂが形成されており、外枠板３５は、各格子に連通する貫通穴３５ａが形成されており、底板２４は、支持格子２２における各格子、および補強格子３４の各格子の位置に対応して貫通穴２４ｂが形成されている。

この燃料収納ラック２１によれば、台盤２５の貫通穴３６Ａｂ，３６Ｂｂ，３５ａ、および底板２４の貫通穴２４ｂを介し、支持格子２２および側板２３がなす各格子における燃料の収納エリアＡ内に冷却水を導く。このため、収納エリアＡ内で燃料プール１３２内の冷却水により燃料の崩壊熱を効率的に除去することができる。

ところで、本実施形態の燃料収納ラック２１では、側板２３により周りを矩形状に囲まれる支持格子２２が、図４８〜図５２に示すように構成されていてもよい。

図４８に示す支持格子２２は、各収納エリアＡを囲むように短冊状に分割された中性子吸収材からなる仕切板２７Ｃ（仕切板２７）を有する。仕切板２７Ｃは、収納エリアＡの角部の位置にて接続金具としての十字金具４１の突片を間に挟むように二重に配置され、この十字金具４１に対してネジ（皿ネジ）２８が締め付けられることで組み立てられる。仕切板２７Ｃは、ネジ２８を挿入するネジ取付穴２８ａが形成されている。また、仕切板２７Ｃは、上下で分割されて、上述したようなユニットをなし、各ユニットが十字金具４１へのネジ２８の締め付けにより連結される。また、十字金具４１は、一塊で十字形状に形成されていてもよいが、本実施形態では、２つの板状部材４１Ａ，４１Ｂの組み合わせで形成されている。一方の板状部材４１Ａは、その中央の下半部に下方に開口する切欠４１Ａａが形成されている。他方の板状部材４１Ｂは、その中央の上半部に上方に開口する切欠４１Ｂａが形成されている。そして、相互の切欠４１Ａａ，４１Ｂａを合わせて挿入することで、各板状部材４１Ａ，４１Ｂが十字状に組み合わされる。このように、十字金具４１を２つの板状部材４１Ａ，４１Ｂの組み合わせで形成する場合、１つの仕切板２７Ｃの上端側と下端側とで各板状部材４１Ａ，４１Ｂの組み合わせを９０度ずらして配置する。すると、各板状部材４１Ａ，４１Ｂの組み合わせが上下で互い違いとなって互いに噛み合うようになるため、複数の仕切板２７Ｃの組み合わせ強度が向上することになる。

図４９に示す支持格子２２は、各収納エリアＡを囲むように短冊状に分割された中性子吸収材からなる仕切板２７Ｄ（仕切板２７）を有する。仕切板２７Ｄは、収納エリアＡの角部の位置にて接続金具としての十字金具４２の突片を間に挟むように二重に配置され、この十字金具４２に対してネジ（皿ネジ）２８が締め付けられることで組み立てられる。仕切板２７Ｄは、上記仕切板２７Ｃと同様に、ネジ２８を挿入するネジ取付穴が形成されている。また、仕切板２７Ｄは、上記仕切板２７Ｃと同様に、上下で分割されて、上述したようなユニットをなし、各ユニットが十字金具４２へのネジ２８の締め付けにより連結される。

また、十字金具４２は、図５０に示すように、２つの板状部材４２Ａ，４２Ｂの組み合わせで形成されている。一方の板状部材４２Ａは、２つの板材４２Ａａ，４２Ａａと、各板材４２Ａａの間に挟まれる２つの小板材４２Ａｃ，４２Ａｃとで構成される。各板材４２Ａａは、その中央の下半部に下方に開口する切欠４２Ａｂが形成されている。また、各小板材４２Ａｃは、各板材４２Ａａにおける切欠４２Ａｂを間においてそれぞれ各板材４２Ａａに挟まれる。そして、各板材４２Ａａおよび各小板材４２Ａｃは、積層された部分に貫通されてネジ２８が締め付けられるネジ穴４２Ａｄが形成されている。他方の板状部材４２Ｂは、一方の板状部材４２Ａと同じく形成され、２つの板材４２Ｂａ，４２Ｂａと、各板材４２Ｂａの間に介在される２つの小板材４２Ｂｃ，４２Ｂｃとで構成される。各板材４２Ｂａは、その中央の上半部に上方に開口する切欠４２Ｂｂが形成されている。また、各小板材４２Ｂｃは、各板材４２Ｂａにおける切欠４２Ｂｂを間においてそれぞれ各板材４２Ｂａに挟まれる。そして、各板材４２Ｂａおよび各小板材４２Ｂｃは、積層された部分に貫通されてネジ２８が締め付けられるネジ穴４２Ｂｄが形成されている。そして、板状部材４２Ａ，４２Ｂは、相互の切欠４２Ａｂ，４２Ｂｂを合わせて挿入することで、十字状に組み合わされ、二重の仕切板２７Ｄの間に、２つの板材４２Ａａおよび１つの小板材４２Ａｃが積層された突片や、２つの板材４２Ｂａおよび１つの小板材４２Ｂｃが積層された突片を挿入し、仕切板２７Ｄを介してネジ穴４２Ａｄ，４２Ｂｄにネジ２８を締め込むことで、支持格子２２が形成される。このような十字金具４２を用いることで、２つの板材４２Ａａおよび１つの小板材４２Ａｃ分の間隔で二重の仕切板２７Ｄの間を離すことができ、各収納エリアＡに収納される各燃料集合体の間隔を空けることができる。すなわち、二重に形成した仕切板２７Ｄの間により多くの冷却水が満たされることで、仕切板２７Ｄを間においた各燃料での冷却水の厚さ（ウオータートラップ）がより大きく確保され、多くの高速中性子を熱中性子に変換することから、収納エリアＡ内で燃料プール１３２内の冷却水（厳密には、冷却水中に含まれる水素）により高速中性子を減速して熱中性子に変換する効果を高めることから、中性子吸収材により中性子（熱中性子）を捕捉する効率をより高め、燃料の臨界防止効果をより高めることができる。なお、各板材４２Ａａ，４２Ｂａの厚さを厚くして、小板材４２Ａｃ，４２Ｂｃを省略してもよい。

なお、十字金具４２は、図５１に示すように構成されていてもよい。図５１に示すように、この十字金具４２は、２つの板状部材４２Ａ，４２Ｂの組み合わせで形成されている。一方の板状部材４２Ａは、２つの板材４２Ａａ，４２Ａａと、各板材４２Ａａの間に挟まれる２つの小板材４２Ａｃ，４２Ａｃとで構成される。各板材４２Ａａは、その中央の下半部に下方に開口し、小板材４２Ａｃの厚み分をあけて平行に設けられた２つの切欠４２Ａｂが形成されている。また、各小板材４２Ａｃは、各板材４２Ａａにおける各切欠４２Ａｂを間においてそれぞれ各板材４２Ａａに挟まれる。そして、各板材４２Ａａおよび各小板材４２Ａｃは、積層された部分に貫通されてネジ２８が締め付けられるネジ穴４２Ａｄが形成されている。他方の板状部材４２Ｂは、一方の板状部材４２Ａと同じく形成され、２つの板材４２Ｂａ，４２Ｂａと、各板材４２Ｂａの間に介在される２つの小板材４２Ｂｃ，４２Ｂｃとで構成される。各板材４２Ｂａは、その中央の上半部に上方に開口し、小板材４２Ｂｃの厚み分をあけて平行に設けられた２つの切欠４２Ｂｂが形成されている。また、各小板材４２Ｂｃは、各板材４２Ｂａにおける各切欠４２Ｂｂを間においてそれぞれ各板材４２Ｂａに挟まれる。そして、各板材４２Ｂａおよび各小板材４２Ｂｃは、積層された部分に貫通されてネジ２８が締め付けられるネジ穴４２Ｂｄが形成されている。そして、板状部材４２Ａ，４２Ｂは、相互の各切欠４２Ａｂ，４２Ｂｂを合わせて挿入することで、十字状に組み合わされ、二重の仕切板２７Ｄの間に、２つの板材４２Ａａおよび１つの小板材４２Ａｃが積層された突片や、２つの板材４２Ｂａおよび１つの小板材４２Ｂｃが積層された突片を挿入し、仕切板２７Ｄを介してネジ穴４２Ａｄ，４２Ｂｄにネジ２８を締め込むことで、支持格子２２が形成される。このような十字金具４２を用いることで、２つの板材４２Ａａおよび１つの小板材４２Ａｃ分の間隔で二重の仕切板２７Ｄの間を離すことができ、各収納エリアＡに収納される各燃料集合体の間隔を空けることができる。すなわち、二重に形成した仕切板２７Ｄの間により多くの冷却水が満たされることで、仕切板２７Ｄを間においた各燃料での冷却水の厚さ（ウオータートラップ）がより大きく確保され、多くの高速中性子を熱中性子に変換することから、収納エリアＡ内で燃料プール１３２内の冷却水（厳密には、冷却水中に含まれる水素）により高速中性子を減速して熱中性子に変換する効果を高めることから、中性子吸収材により中性子（熱中性子）を捕捉する効率をより高め、燃料の臨界防止効果をより高めることができる。しかも、図５１に示す十字金具４２は、板材４２Ａａ，４２Ｂａにおいて、小板材４２Ａｃ，４２Ｂｃの厚み分をあけて平行に設けられた２つの切欠４２Ａｂ，４２Ｂｂが形成されているため、板状部材４２Ａ，４２Ｂの組み合わせを強固にし、支持格子２２をなす各仕切板２７Ｄの接続強度を向上する。このため、燃料を収納する強度を向上することができる。

また、図５２に示す支持格子２２は、各収納エリアＡを囲むように短冊状に分割された中性子吸収材からなる仕切板２７Ｅ（仕切板２７）を有する。仕切板２７Ｅは、収納エリアＡの角部の位置にて端部を突き合わせて全体として交差するように配置される。そして、各仕切板２７Ｅの交差部の内角部分に接続金具としてのＬ字金具４３が設けられ、このＬ字金具４３がネジ（皿ネジ）２８により締め付けられることで、各仕切板２７Ｅを連結し、支持格子２２が組まれる。

なお、図４８に示す二重の仕切板２７Ｃおよび板状部材４１Ａ，４１Ｂは、双方を中性子吸収材とするか、もしくは一方の仕切板２７Ｃのみを中性子吸収材で形成し、他方の仕切板２７Ｃは、例えば、ステンレス鋼などの非中性子吸収材で形成してもよい。また、図５２において、仕切板２７ＥおよびＬ字金具４３は、いずれか一方または双方を中性吸収材で形成してもよい。さらに、仕切板２７Ｅは、２枚の短冊板を重ね合わせたうえで、一方を中性子吸収材とし、他方をステンレス鋼などの非中性子吸収材で形成してもよい。このような場合、非中性子吸収材とした他方の仕切板２７Ｃ，２７Ｅにより、中性子吸収材とした一方の仕切板２７Ｃ，２７Ｅが吸収する中性子を反射することを抑制するため、他方の仕切板２７Ｃ，２７Ｅの板厚を中性子を反射しない程度に薄くしたり、他方の仕切板２７Ｃ，２７Ｅをパンチングメタルとしたり、板状部材４１Ａ，４１ＢやＬ字金具４３で接続される部分を残して他方の仕切板２７Ｃ，２７Ｅを枠状に形成したりすることが好ましい。

このように、図４８〜図５２に示すような支持格子２２を有する燃料収納ラック２１においても、上下に連続する複数の仕切板２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅが交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する支持格子２２と、支持格子２２の外周を囲む側板２３と、支持格子２２における各格子の底部を覆う底板２４と、底板２４を介して支持格子２２の下部に配置される台盤２５と、を有し、支持格子２２、側板２３、底板２４および台盤２５を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも支持格子２２および側板２３を中性子吸収材からなる板材で形成するものである。

従って、図４８〜図５２に示すような支持格子２２を有する燃料収納ラック２１によれば、支持格子２２、側板２３、底板２４および台盤２５を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも支持格子２２および側板２３を中性子吸収材からなる板材で形成することで、中性子吸収材からなる板材を溶接により組み立てることがない。このため、収納される燃料における中性子の吸収性能および燃料を収納する強度を確保し、かつ中性子吸収材の溶接による不都合を防ぐことができる。

しかも、この燃料収納ラック２１によれば、支持格子２２、側板２３、底板２４および台盤２５を全て締着および嵌め込みにより組み立てることから、中性子吸収材の溶接による接合が不要であり、このような溶接接合部の健全性を管理する必要がない。このため、燃料収納ラック２１の組み立てを燃料プール１３２の近くである原子力発電プラントの施設内で行うことができ、燃料収納ラック２１の燃料プール１３２への搬入を容易に行うことができる。

なお、図１６、図４８および図４９において、二重の仕切板２７に挟まれた隙間へ、炭化ホウ素またはボロンを含有する金属複合材（ボロン添加ステンレス鋼、ボロン含有アルミニウム複合材など）の、球形または不定形な粒を装填することで、二重の仕切板２７に挟まれた隙間へ中性子吸収材と水の混合体を形成させてもよい。この場合、仕切板２７は、中性子吸収材または非中性子吸収材から適宜選択することができる。仕切板２７を中性子吸収材とすれば中性子吸収性能を高めることができ、仕切板２７を非中性子吸収材とすればコストを抑制することができる。さらに、二重の仕切板２７のうちの一方を中性子吸収材とし、他方を非中性子吸収材とすれば、中性子吸収性能を高めるとともにコストも抑制することができる。なお、非中性子吸収材とした仕切板２７により、中性子吸収材の粒や、中性子吸収材の仕切板２７が吸収する中性子を反射することを抑制するため、非中性子吸収材とした仕切板２７の板厚を中性子を反射しない程度に薄くしたり、非中性子吸収材とした仕切板２７をパンチングメタル（ただし、中性子吸収材の粒を通さない穴径であること）としたりすることが好ましい。

また、図１６、図４８および図５２において、燃料収納ラック２１における上部ユニットＵＡの下端の高さ位置を、収納エリアＡに収納される燃料のうち核燃料物資（ウランペレットなど）の上端よりも低くないものとしたうえで、上部ユニットＵＡのみが非中性子吸収材からなる板材で形成されていてもよい。

１ 燃料収納ラック
２ ラック本体
３ 上部支持格子
４ 下部支持格子
４Ｃ 底板
４Ｃａ 貫通穴
４Ｃｂ 挿入穴
５ 中間支持格子
６ 支柱（固定部）
７ 補強部材（固定部）
１０ 燃料収納セル
１１ 板材
１１ａ 突起
１２ ブラケット（掛止部材）
２１ 燃料収納ラック
２２ 支持格子
２２Ａ 上部支持格子
２２Ｂ 中間支持格子
２２Ｃ 下部支持格子
２３ 側板
２３Ａ 上部側板
２３Ｂ 中間側板
２３Ｃ 下部側板
２４ 底板
２４ｂ 貫通穴
２５ 台盤
２７ 仕切板
２９ 接続金具
３０ 接続金具
３１ 接続金具
３４ 補強格子
３５ 外枠板
３５ａ 貫通穴
３６ 補強板
３６Ａｂ，３６Ｂｂ 貫通穴
３８ 接続金具
３９ Ｌ字金具
４１ 十字金具（接続金具）
４２ 十字金具（接続金具）
４３ Ｌ字金具（接続金具）
１３２ 燃料プール
１３２ａ 床面

Claims (7)

1. 燃料プールの冷却水中で燃料を収納する燃料収納ラックにおいて、
   上下に連続する複数の仕切板が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する支持格子と、
   前記支持格子の外周を囲む側板と、
   前記支持格子における各前記格子の底部を覆う底板と、
   前記底板を介して前記支持格子の下部に配置される台盤と、
   を有し、前記支持格子、前記側板、前記底板および前記台盤を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも前記支持格子および前記側板を中性子吸収材からなる板材で形成し、
   前記支持格子は、二重の前記仕切板が交差して組まれており、二重の前記仕切板の間で複数の接続金具を締着して組み立てられており、かつ前記接続金具は、一部が前記支持格子と前記側板とを組み立て、他の一部が前記支持格子と前記底板とを組み立てており、前記接続金具とは別の接続金具を二重の前記支持格子の間に挿入して当該別の接続金具により前記側板と前記台盤とを組み立てることを特徴とする燃料収納ラック。
2. 二重の前記仕切板の間を締着する前記接続金具が前記仕切板の交差部に配置され、各前記仕切板がなす内角に沿うＬ字金具を介して前記接続金具および前記仕切板が締着されることを特徴とする請求項１に記載の燃料収納ラック。
3. 前記仕切板が、各前記格子単位で分割して形成され、二重の前記仕切板の間を締着する前記接続金具を介して締着して連結されることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料収納ラック。
4. 前記支持格子および前記側板は、上下方向に複数のユニットに分割形成され、各前記ユニットを全て締着および嵌め込みにより組み立て連結することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料収納ラック。
5. 燃料プールの冷却水中で燃料を収納する燃料収納ラックにおいて、
   上下に連続する複数の仕切板が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する支持格子と、
   前記支持格子の外周を囲む側板と、
   前記支持格子における各前記格子の底部を覆う底板と、
   前記底板を介して前記支持格子の下部に配置される台盤と、
   を有し、前記支持格子、前記側板、前記底板および前記台盤を全て締着および嵌め込みにより組み立て、かつ少なくとも前記支持格子および前記側板を中性子吸収材からなる板材で形成し、
   前記台盤は、
   複数の補強板が交差して組まれて上下方向に貫通する複数の格子を形成する補強格子と、
   前記補強格子の外周を囲む外枠板と、
   を有し、前記補強格子および前記外枠板を全て締着および嵌め込みにより組み立てることを特徴とする燃料収納ラック。
6. 前記補強格子は、二重の前記補強板が交差して組まれており、二重の前記補強板の間で接続金具を締着して組み立てられており、かつ前記接続金具の一部を介し、前記補強格子と前記外枠板とを組み立てることを特徴とする請求項５に記載の燃料収納ラック。
7. 前記補強格子は、隣接する各前記格子に連通する貫通穴が形成されており、前記外枠板は、各前記格子に連通する貫通穴が形成されており、前記底板は、前記支持格子における各前記格子、および前記補強格子の各前記格子の位置に対応して貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の燃料収納ラック。

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