JPH10282292A - 使用済燃料貯蔵ラックおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機械加工時間および組立時の調整時間の短縮を
図ることにより、製造時間が短く、経済性にも優れたも
のを提供する。 【解決手段】使用済の燃料集合体７を収納する複数の燃
料貯蔵セル２２が仕切板を格子状に組み合わせて形成さ
れる使用済燃料貯蔵ラック２０において、前記仕切板
は、燃料集合体７の幅より若干幅が広く、かつ互いに同
一外形寸法の帯状仕切板２１に構成され、この帯状仕切
板２１を格子状に組み合わせ、それらの交点を一体化し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉から取り出
された使用済燃料集合体を燃料プール内に収容保管する
ための使用済燃料貯蔵ラックおよび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した後に炉心から取り出され
た使用済燃料を、再処理を行うまでの間、使用済燃料貯
蔵プール内に予め設置されている使用済燃料貯蔵ラック
に収容貯蔵し、冷却して使用済燃料の崩壊熱を除去する
ようにしている。

【０００３】近年は、燃料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たい要望があり、これに応え
るため、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の
間隔を狭くするとともに、この介在部材を地震時などに
おける貯蔵燃料支持用の強度部材としても利用すること
によって、稠密度を増大できる使用済燃料貯蔵ラックが
提案されている。

【０００４】このような使用済燃料貯蔵ラックとして
は、中性子吸収能力に優れ、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、これを貯蔵燃料間に１枚
ずつ介在させた、いわゆる格子状の燃料貯蔵セル構造の
ものが知られている。

【０００５】このような条件を満足するものとして、例
えば特開平５−８０１８８公報に開示された使用済燃料
貯蔵ラックがある。この使用済燃料貯蔵ラックは、突起
部を設けた第１の格子板と、スリットを設けた第２の格
子板とを格子状に組み合わせて、その交点を結合して燃
料貯蔵セルを構成するようにしたものである。

【０００６】図７はこのような使用済燃料貯蔵ラック１
０の平面図であり、図８は図７において第１の格子板１
１と第２の格子板１２を組合せる状態を示す説明図であ
る。図８に示すように、第１の格子板１１には突起部１
４とその背面に凹部１５とが設けられており、第２の格
子板１２には第１の格子板１１の突起部１４に対応して
スリット１６が設けられている。第１の格子板１１の突
起部１４を第２の格子板１２のスリット１６に貫通挿入
し、隣の第１の格子板１１の背面の凹部１５に嵌合して
格子状に組み合わせる。

【０００７】つまり、使用済燃料貯蔵ラック１０は、複
数の第１の格子板１１と第２の格子板１２を格子状に組
み合わせ互いに嵌合固着して、図７に示すように方形で
複数並設した燃料貯蔵セル１３を形成する。そして、燃
料貯蔵セル１３は図７には示していない使用済燃料貯蔵
プールの底面に設けられたベース３上に、ボルトおよび
ナットにより一体に取り付けられて構成される。なお、
複数の燃料集合体７は燃料貯蔵セル１３に個別に挿入さ
れてベース３上の着座穴（図示せず）に接合支持され
る。

【０００８】図９は図７のＢ−Ｂ線に沿った拡大縦断面
図である。図９に示すように第１の格子板１１には、そ
の一端面に沿って複数個の突起部１４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１１の突起部１４と接合する凹部１５が形成されてい
る。この第１の格子板１１の１つの大きさは、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１３の
１セル分の幅に相当する幅とを有している。

【０００９】一方、第２の格子板１２は、燃料集合体７
の軸方向長さに見合う長さと、複数の燃料貯蔵セル１３
を並設した使用済燃料貯蔵ラック１０の幅に相当する幅
を有しており、燃料貯蔵セル１３の１セル分のピッチ毎
に第１の格子板１１の突起部１４が差し込まれる複数の
スリット１６が加工されている。

【００１０】これら複数の第１の格子板１１および第２
の格子板１２を使用済燃料貯蔵ラック１０の平面状で互
いに直角に交差するように配置して第２の格子板１２の
スリット１６に第１の格子板１１の突起部１４を差し込
み、さらに第２の格子板１２から突き出した第１の格子
板１１の突起部１４に、隣接する他の第１の格子板１１
の凹部１５を嵌着させて使用済燃料貯蔵ラック１０を形
成する。

【００１１】そして、第１の格子板１１同士、および第
１の格子板１１と第２の格子板１２とを溶接することに
より、互いに強固に固着して複数の並設した燃料貯蔵セ
ル１３を形成する。

【００１２】図１０は図９のＣ−Ｃ線に沿つた断面図で
あり、図１１は図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
図１０に示すように、第１の格子板１１と第２の格子板
１２との交点（凹部１５側の交点）を溶接部１７として
溶接し互いに強固に固着する。同様に、図１０に示すよ
うに、スリット１６および突起部１４が位置する部分で
は、さらに第１の格子板１１の突起部１４と隣の第１の
格子板１１の凹部１５との接合部を溶接部１７として溶
接し、第１の格子板１１同士を強固に固着する。

【００１３】このように、使用済燃料貯蔵ラック１０の
製造に当たっては、１枚の第２の格子板１２において、
そのスリット１６の位置に対して複数の第１の格子板１
１をその凹部１５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１１の端側面と第２の格
子板１２とを溶接により固着して、１段目の組み立てを
行う。

【００１４】次に、１段目の第１の格子板１１の突起部
１４上に２段目の第２の格子板１２のスリット１６がく
るように第２の格子板１２を載せ、第１の格子板１１の
突起部１４を２段目の第２の格子板１２のスリット１６
に差し込み、このスリット１６から突起部１４を突き出
させる。

【００１５】その後、２段目の第１の格子板１１をその
凹部１５がスリット１６から突き出した突起部１４と嵌
合するように配設し、溶接により１段目の第１の格子板
１１の突起部１４と２段目の第２の格子板１２および２
段目の第１の格子板１１の凹部１５とを結合する。これ
以降、同様の手順で第２の格子板１２および第１の格子
板１１を順次積み上げて使用済燃料貯蔵ラック１０の製
造を行う。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の使用済燃料貯蔵ラック１０では、その構成
上、第１の格子板１１の突起部１４を第２の格子板１２
のスリット１６から突き出させて溶接により結合しなけ
ればならない。このため、第２の格子板１２には燃料貯
蔵セル１３の１セル分のピッチ毎に全高の数分の１程度
の累計となるよう角型のスリット１６を設ける必要があ
り、これと直角に配設される第１の格子板１１にもスリ
ット１６に差し込まれる突起部１４を同数設けなければ
ならない。したがって、これら多数の機械加工に対して
時間が掛かる。

【００１７】さらに、組み立てに際しても複数の第１の
格子板１１の突起部１４を第２の格子板１２の多数のス
リット１６に同時に差し込む必要があるため、作業は複
雑であり、組み立てにも多くの時間を要する。したがっ
て、使用済燃料貯蔵ラックの製造期間が長くなり、かつ
経済性にも劣るという問題点がある。

【００１８】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、機械加工時間および組立時の調整時間の短縮を
図ることにより、製造時間が短く、経済性にも優れた使
用済燃料貯蔵ラックおよびその製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、使用済の燃料集合体を収
納する複数の燃料貯蔵セルが仕切板を格子状に組み合わ
せて形成される使用済燃料貯蔵ラックにおいて、前記仕
切板は、前記燃料集合体の幅より若干幅が広く、かつ互
いに同一外形寸法の帯状仕切板に構成され、この帯状仕
切板を格子状に組み合わせ、それらの交点を一体化した
ことを特徴とする。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯
状仕切板が矩形に形成されたことを特徴とする。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の格
子状に組み合わせた帯状仕切板が、それらの交点を溶接
または圧着により一体化されたことを特徴とする。

【００２２】請求項４記載の発明は、使用済の燃料集合
体を収納する複数の燃料貯蔵セルが仕切板を格子状に組
み合わせて製造される使用済燃料貯蔵ラックの製造方法
において、前記仕切板が前記燃料集合体の幅より若干幅
が広い矩形状に形成され、かつ互いに同一外形寸法の帯
状仕切板であり、この帯状仕切板を複数用意し、これら
帯状仕切板を平面状に並べ、各帯状仕切板の幅方向両端
部に別の帯状仕切板をそれぞれ立設し、それらの交点を
一体化した後、前記立設した帯状仕切板間にさらに別の
帯状仕切板を位置決めし、それらの交点を一体化し、こ
れらの手順を繰り返して使用済燃料貯蔵ラックを組み立
てることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２４】図１は本発明に係る使用済燃料貯蔵ラック
の一実施形態を示す平面図、図２は図１において帯状仕
切板同士を組合せる状態を示す説明図である。なお、図
１においてベースおよび燃料集合体は、図７と同一の符
号を用いて説明する。

【００２５】本実施形態における使用済燃料貯蔵ラック
２０は、図１および図２に示すように、長尺矩形の複数
の帯状仕切板２１を格子状に組み合わせ、その交点を互
いに一体化して複数並設した方形の燃料貯蔵セル２２を
形成し、この燃料貯蔵セル２２をベース３の上に一体に
取り付けて構成される。

【００２６】つまり、燃料貯蔵セル２２は、使用済燃料
貯蔵プールの底面に設けられたベース３上にボルトおよ
びナット（図示せず）により一体に取り付けられて構成
され、また、複数の燃料集合体７は燃料貯蔵セル２２に
個別に挿入されてベース３上の着座孔（図示せず）に嵌
合支持される。

【００２７】図３は図１中のＡ−Ａ線に沿う斜視図であ
る。図３に示すように、帯状仕切板２１は燃料集合体７
の軸方向に見合う長さと、燃料貯蔵セル２２の１セル分
の幅に相当する幅を有している。

【００２８】すなわち、複数の帯状仕切板２１は、燃料
集合体７の幅より若干幅が広く、互いに同一外形寸法に
形成され、格子状に組み合わせられ、それらの交点が溶
接または圧着により一体化される。そして、帯状仕切板
２１はスリット，貫通孔，ねじ孔などの切欠孔が形成さ
れておらず、矩形平板状に形成されている。

【００２９】上記のような複数の帯状仕切板２１は、使
用済燃料貯蔵ラック２０の平面上で、互いに直角に交差
するように図２に示すように組み立て、帯状仕切板２１
の内面を例えば隅肉溶接により固定する。

【００３０】このように本実施形態の使用済燃料貯蔵ラ
ックによれば、帯状仕切板２１が燃料集合体７の幅より
若干幅が広く、互いに同一の外形寸法であるので、仕切
板が１種類で済み、機械加工時間を短縮することができ
る。

【００３１】次に、本発明に係る使用済燃料貯蔵ラック
の製造方法の一実施形態を図４〜図６に基づいて説明す
る。

【００３２】まず、図４に示すように直角度の出ている
Ｌ型定盤３０の上に、仕切板組立装置３１を設置し、こ
の仕切板組立装置３１上に一定間隔で形成された凹陥部
３１ａ（所定位置）内に帯状仕切板２１を平面状に並べ
て配置する。

【００３３】次に、図示しない圧縮空気源に図５に示す
配管３２を介して接続された複数のシリンダ３３を内蔵
した仕切板組立装置３４を用い、シリンダ３３間に上記
とは別の帯状仕切板２１を挟み込んだ後、この帯状仕切
板２１をＬ型定盤３０をガイドにして上記平面状に並べ
た帯状仕切板２１の幅方向両端部に立設し、それら交点
の内側を図示しない溶接装置により隅肉溶接で固定す
る。その溶接後、圧縮空気を操作してシリンダ３３で挟
み込んでいた帯状仕切板２１を仕切板組立装置３４から
切り離す。

【００３４】さらに、真空ポンプ（図示せず）に接続さ
れている図６に示す配管３５を内蔵した仕切板組立装置
３６に、さらに別の帯状仕切板２１を真空吸着した後、
上記立設した帯状仕切板２１間に水平に位置決めすると
ともに、それら交点の内側を図示しない溶接装置により
隅肉溶接で固定する。その溶接後、真空を解除して帯状
仕切板２１を仕切板組立装置３６から切り離す。この手
順を繰り返すことにより、複数の並設した燃料貯蔵セル
２２を形成し、使用済燃料貯蔵ラック２０を組み立て
る。

【００３５】上述のように、本実施形態の使用済燃料貯
蔵ラックの製造方法によれば、燃料集合体の幅より若干
幅が広い矩形状に形成され、かつ互いに同一外形寸法の
帯状仕切板を組み立てるので、組立に際して嵌め込み調
整などが必要なく、また組立と溶接も専用の組立および
溶接装置により行うことから、作業が簡便となり、製造
期間も短縮され、経済性にも優れた使用済燃料貯蔵ラッ
ク２０を得ることができる。

【００３６】なお、上記実施形態において、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２０とするためには、帯状仕切板２１の材質を
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とすることが望ましいが、場合に
よっては、例えば帯状仕切板２１を１枚おきに通常のス
テンレス鋼としてもよく、あるいは機械的強度および中
性子吸収能力に優れた材質の部材を適宜混用するように
してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、使用済の燃料集合体を収納する複数の燃料貯
蔵セルが仕切板を格子状に組み合わせて形成される使用
済燃料貯蔵ラックにおいて、仕切板は、燃料集合体の幅
より若干幅が広く、かつ互いに同一外形寸法の帯状仕切
板に構成され、この帯状仕切板を格子状に組み合わせ、
それらの交点を一体化したことにより、仕切板が１種類
で済み、その形状が単純であり、それらの機械加工に要
する工数および時間を大幅に短縮することができる。

【００３８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の帯状仕切板が矩形に形成されたことにより、仕切板
にスリット、貫通孔、ねじ孔などの切欠孔を形成するこ
とがなくなるので、請求項１と同様の効果が得られる。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の格子状に組み合わせた帯状仕切板が、それらの交点
を溶接または圧着により一体化されたことにより、組立
時の調整時間を短縮することができる。

【００４０】請求項４記載の発明によれば、使用済の燃
料集合体を収納する複数の燃料貯蔵セルが仕切板を格子
状に組み合わせて製造される使用済燃料貯蔵ラックの製
造方法において、仕切板が前記燃料集合体の幅より若干
幅が広い矩形状に形成され、かつ互いに同一外形寸法の
帯状仕切板であり、この帯状仕切板を複数用意し、これ
ら帯状仕切板を平面状に並べ、各帯状仕切板の幅方向両
端部に別の帯状仕切板をそれぞれ立設し、それらの交点
を一体化した後、立設した帯状仕切板間にさらに別の帯
状仕切板を位置決めし、それらの交点を一体化し、これ
らの手順を繰り返して使用済燃料貯蔵ラックを組み立て
ることにより、その組立と一体化作業も専用の装置によ
り行うので、製造期間を短縮でき、経済性が向上すると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る使用済燃料貯蔵ラックの一実施形
態を示す平面図。

【図２】図１において帯状仕切板同士を組合せる状態を
示す説明図。

【図３】図１中のＡ−Ａ線に沿う斜視図。

【図４】帯状仕切板の組立状態を示す断面図。

【図５】帯状仕切板の組立状態を示す断面図。

【図６】帯状仕切板の組立状態を示す断面図。

【図７】従来の使用済燃料貯蔵ラックを示す平面図。

【図８】従来例において第１の格子板と第２の格子板を
組合せる状態を示す説明図。

【図９】図７のＢ−Ｂ線に沿った拡大縦断面図。

【図１０】図９のＣ−Ｃ線に沿つた断面図。

【図１１】図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図。

【符号の説明】 ３ ベース ７ 燃料集合体 ２０ 使用済燃料貯蔵ラック ２１ 帯状仕切板 ２２ 燃料貯蔵セル ３０ Ｌ型定盤 ３１ 仕切板組立装置 ３１ａ 凹陥部 ３２ 配管 ３３ シリンダ ３４ 仕切板組立装置 ３５ 配管 ３６ 仕切板組立装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用済の燃料集合体を収納する複数の燃
   料貯蔵セルが仕切板を格子状に組み合わせて形成される
   使用済燃料貯蔵ラックにおいて、前記仕切板は、前記燃
   料集合体の幅より若干幅が広く、かつ互いに同一外形寸
   法の帯状仕切板に構成され、この帯状仕切板を格子状に
   組み合わせ、それらの交点を一体化したことを特徴とす
   る使用済燃料貯蔵ラック。
2. 【請求項２】 帯状仕切板は、矩形に形成されたことを
   特徴とする請求項１記載の使用済燃料貯蔵ラック。
3. 【請求項３】 格子状に組み合わせた帯状仕切板は、そ
   れらの交点を溶接または圧着により一体化されたことを
   特徴とする請求項１記載の使用済燃料貯蔵ラック。
4. 【請求項４】 使用済の燃料集合体を収納する複数の燃
   料貯蔵セルが仕切板を格子状に組み合わせて製造される
   使用済燃料貯蔵ラックの製造方法において、前記仕切板
   が前記燃料集合体の幅より若干幅が広く、かつ互いに同
   一外形寸法の帯状仕切板であり、この帯状仕切板を複数
   用意し、これら帯状仕切板を平面状に並べ、各帯状仕切
   板の幅方向両端部に別の帯状仕切板をそれぞれ立設し、
   それらの交点を一体化した後、前記立設した帯状仕切板
   間にさらに別の帯状仕切板を位置決めし、それらの交点
   を一体化し、これらの手順を繰り返して使用済燃料貯蔵
   ラックを組み立てることを特徴とする使用済燃料貯蔵ラ
   ックの製造方法。