JPH1039087A - 使用済燃料貯蔵設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラックの据付作業性，耐震性を向上する。 【解決手段】使用済燃料設備は、使用済燃料貯蔵セル４
を複数体平行に配列しブレース６で連結固定して、その
下面にシートプレート７を固定した使用済燃料貯蔵ラッ
ク１２、及びラック１２とボルト９或いは溶接により固
定される据付ベース８、ラックを支持するために壁５ま
たはラック１２に固定したサポート１０及びラック１２
に固定したスペーサ１１から構成される。 【効果】ラックを固定した据付ベースとプール床とを固
定しないためラック据付作業性が向上し、ラック据付及
び取替作業が大幅に軽減される。更に複数体のラックを
据付ける据付ベースを用いると据付作業性を向上しつ
つ、かつ高い耐震性を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所で発
生する使用済燃料集合体を貯蔵する使用済燃料貯蔵ラッ
ク及び使用済燃料貯蔵設備に係わり、とりわけラックの
据付作業及び耐震性を向上した及び使用済燃料貯蔵設備
に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所において、原子炉炉心から
取り出された使用済燃料集合体は、再処理工場に搬出さ
れるまでの間、原子力発電所内に設けられた使用済燃料
貯蔵プール内で冷却，保管される。この場合使用済燃料
集合体は燃料貯蔵プールの底部に設けられたステンレス
または中性子吸収材で使用済燃料貯蔵セルを構成した使
用済燃料貯蔵ラックに貯蔵される。

【０００３】従来技術では、例えば実開昭60−729595号
のように、燃料貯蔵ラックは断面正方形の角筒状である
燃料貯蔵セル、平板に燃料貯蔵セルを挿入するための穴
をあけた上下２枚の支持板から構成される。燃料貯蔵セ
ルは上下２段のラック支持板によって支持され、このラ
ック支持板を使用済燃料貯蔵プールの壁に取付けられた
埋込板に溶接で固定して使用済燃料貯蔵ラックとし、こ
の使用済燃料貯蔵ラックを燃料貯蔵プールの底部に設置
して燃料集合体を貯蔵している。このため燃料貯蔵プー
ルの壁に埋設された埋込金物に上下２枚のラック支持部
材を溶接によって固定する必要があるため据付に係わる
現地作業が多く、また、使用済燃料貯蔵ラックの取替工
事等を行う場合には、溶接部分の切り離し作業が困難で
あるという問題があった。また、特開昭62−190404号で
は、燃料貯蔵プール床に埋込まれたアンカにより取付ボ
ルトを介して使用済燃料貯蔵ラックを固定し、ラック間
にスペーサを設けた構造として使用済燃料を貯蔵してい
る。プール床にアンカを埋込んでいるため、プール建設
時のアンカ設定作業が非常に煩雑になるという問題があ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、使
用済燃料貯蔵セルを燃料貯蔵プール壁の埋込金物に固定
した上下２枚のラック支持部材によって支持する構造で
あるため、ラック支持部材を固定するための現地での溶
接作業が困難であり、プール壁或いはプール床のラック
固定用埋込金物によって使用済燃料貯蔵ラックを固定す
る場合には建設時の金物設定作業性が煩雑になるという
問題があった。

【０００５】本発明の目的は、使用済燃料貯蔵ラックの
構造を使用済燃料貯蔵プール壁及びプール床に溶接或い
はボルトにより固定せず、かつ耐震強度が大きくなる構
造とすることにより、使用済燃料貯蔵ラックの据付性，
耐震性を向上することが可能な使用済燃料貯蔵設備を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によるラックを使用済燃料貯蔵プール床面に
固定なしに設置することによってラックの据付作業が容
易となり、据付けに係わる作業性を向上することが可能
となる。

【０００７】前記ラックを複数体据付ベースに固定し、
更にラック同志を一体化しラックの重心位置を低くする
ことは、使用済燃料貯蔵プール床面に固定なしに設置し
た場合の耐震性を向上させる。また、燃料貯蔵プールの
壁とラックの間にサポートを設けること及び隣り合うラ
ック間にスペーサを設けてラックを支持することにより
使用済燃料貯蔵ラックの耐震性を更に高めることができ
る。

【０００８】請求項１の発明は、使用済燃料貯蔵ラック
をプール床面上に固定なしに設置するため、従来のプー
ル床面またはプール壁面に固定するラックに比して大幅
に据付工事の作業性を向上することができる。また、既
設ラックの取替えを行う場合に据付ベース上にラックを
固定することにより、既にプール床に設けられているラ
ック固定用基礎ボルトと新たに据付けられるラックの干
渉を防止することができる。また、燃料ラック取替工事
に係わる前記ラックの据付けについても作業性を向上す
ることができる。また、ラックとプール壁面との間に長
さの調整が可能なサポートを設け、ラックをプール壁面
から支持することにより地震時におけるラックの横揺れ
を抑制でき、ラックの耐震性を向上できる。また、ラッ
クとラックの間にスペーサを設けることにより複数のラ
ックを一体化でき、ラックの耐震性を更に向上できる。

【０００９】請求項２の発明は、セル下端の少なくとも
一面に冷却水取入口を設けることにより、セル内に冷却
水を導入することができ、前記セル内の燃料集合体の冷
却を効率良く行うことが可能となる。

【００１０】請求項３の発明は、複数体のラックをベー
スに固定して一体化することによりラック耐震性を向上
できる。

【００１１】請求項４の発明は、前記サポートを水平方
向の衝撃及び振動を吸収・減衰可能であるサポートとす
ることにより、地震時における横揺れを吸収・減衰する
ことができるため、地震時のラックの横揺れを抑制で
き、ラックの耐震性を更に向上できる。

【００１２】請求項５の発明は、前記スペーサを長さ調
整可能としたので、複数のラック同士を更に精度良く一
体化できるため、ラックの耐震性を向上できる。

【００１３】請求項６の発明は、前記スペーサによって
水平方向の衝撃及び振動を吸収・減衰可能であるため、
地震時における横揺れを吸収・減衰することができ、地
震時のラックの横揺れを抑制でき、ラックの耐震性を更
に向上できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１〜図７を参照して、本発明に
よる使用済燃料貯蔵ラック及びこの貯蔵ラックを備えた
使用済燃料貯蔵設備の実施例を説明する。その前に本発
明の理解を助けるために図８及び図９を参照して、従来
の使用済燃料貯蔵ラックの構造の概略と問題点を説明す
る。

【００１５】原子力発電所で発生する使用済燃料集合体
は、再処理工場に搬出されるまでの間、原子力発電所内
に設けられた使用済燃料貯蔵プールで冷却，保存され
る。

【００１６】図９及び図１０は従来の使用済燃料貯蔵ラ
ックの一構成例である。

【００１７】図８において、このラック２００は、使用
済燃料集合体を収納するラックセル２０１，水平にかつ
上下二段に配置されたラックセル２０１を支持する二枚
のラック支持板２０３，ラック支持板２０３を使用済燃
料貯蔵プール壁（以下、プール壁という）２０４に埋設
固定されてラックを支持するための埋込部材及びラック
支持板固定用継手部材(以下、継手部材という)２０２か
ら構成されている。ラック支持板２０３は、埋込部材に
継手部材２０２を介して溶接によって固定されている。
図９において、使用済燃料貯蔵ラック３０２は、燃料貯
蔵プールに予め設けられたアンカ３０６によりラック取
付ボルト３０４を介してプール床３０５に据付けられて
いる。３０３はラック間サポートである。３０３はラッ
ク間サポートである。

【００１８】継手部材２０２，ラック支持板２０３、若
しくはアンカ３０６を設けてラック２００，３０２を固
定及び支持しているため、ラックの据付時には作業が著
しく多くラックの据付けが困難である。また、ラックの
取替え時には溶接部を水中で切断する困難な作業が必要
であるという問題があった。そのため据付作業性の良い
使用済燃料貯蔵ラックが必要とされていた。

【００１９】図１及び図２は本発明における使用済燃料
貯蔵ラックの一実施例を示している。使用済燃料貯蔵ラ
ック（以下、ラックという）１２は、角筒体すなわち使
用済燃料貯蔵セル４を複数体平行配置して矩形板のブレ
ース６で連結固定して、その下面に平板のシートプレー
ト７を固定した構造である。ラック１２には、板材を溶
接或いはボルト固定によってＨ型または箱形の一体構造
とした据付ベース８の上にボルト９或いは溶接により固
定される。据付ベース８は、使用済燃料貯蔵プールの底
部３に固定なしに据付ける。ねじにより長さの調節が可
能なねじ式サポート１０がコンクリート製の使用済燃料
貯蔵プール壁５若しくはラック１２の一方に固定され
る。両側または片側がラック１２に固定されたスペーサ
１１が隣接するラック１２とラック１２の間に設けられ
ることによって水平方向からラック１２が支持され、複
数体のラックが一体化される。本実施例は、ラック１２
をプールの床３またはプール壁５に溶接或いはボルトに
より固定しないので、ラック１２の据付作業性を向上で
き、プール壁５若しくはプール床３にラック固定または
支持用の埋込金物を埋設する必要がない。また、据付ベ
ース８は一体或いはいくつかに分けて使用済燃料貯蔵プ
ール１に入れプール内で連結固定することができるた
め、べース据付場所までの空間またはベース吊込時の重
量に制限がある場合に有効である。

【００２０】図３は冷却水取入口を設けた使用済燃料貯
蔵セルの一例である。使用済燃料貯蔵セル４下端の少な
くとも一側面に冷却水２が流通できるような穴または切
り欠きを設けることによって形成される冷却水取入口２
１を持つ使用済燃料貯蔵セル４によって図１に示すラッ
ク１２を構成することにより、使用済燃料集合体の冷却
効率を向上することが可能である。

【００２１】図４及び図５にサポート１０の実施例を示
す。

【００２２】図４はねじ構造によって長さの調節可能な
ねじ式サポート１０の一例を示している。ねじ式サポー
ト１０は、円筒状雌型部材１０１及びねじ型部材１０２
及び雄型部材１０３によって構成される。雌型部材１０
１側若しくは雄型部材１０３側のいずれか一方がプール
壁５またはラック１２に固定される。円筒状雌型部材１
０１とねじ部材１０２の連結部にはそれぞれねじが切っ
てある。本例はねじ部材１０２は円筒の内外面にそれぞ
れねじを切ったものに円板とナットを固定した例を示す
ものである。雄型部材１０３は正方形板にねじを切った
丸棒を固定したもので、ねじ型部材１０２のナットを回
すことでねじ型部材１０２が回転しサポート全体の長さ
を調節でき、ラック１２を支持することが可能である。

【００２３】図５は水平方向の衝撃及び振動を吸収・減
衰可能な機構を有するサポートの一実施例である。図５
のばね水圧抵抗型サポート１１０（以下、サポート１１
０という）は円筒状雌型部材１１１と雄型部材１１２及
びばね１１４から構成され、円筒状雌型部材１１１の円
筒表面上には冷却水２が流通できる小孔１１３があけて
ある。サポート１１０の円筒状雌型部材１１１側をプー
ル壁５若しくはラック１２に固定すると、水平方向の衝
撃または振動が発生した場合において、衝撃及び振動に
よって加わる力が圧縮ならば小孔１１３から流出しよう
とする水の抵抗及びばね１１４の反力が、引張力ならば
小孔１１３に流入しようとする冷却水の抵抗がそれぞれ
ラックから加わった力を吸収・減衰する働きをする。サ
ポート１１０の雄型部材１１２側を固定した場合も同様
の効果がある。

【００２４】図６にサポート１１０において、円筒状雌
型部材１１１の小孔１１３を設けず、円筒状雌型部材１
１１と雄型部材１１２で粘性流体を密封したサポートの
一例を示す。ばね・油圧抵抗型サポート１２０（以下、
サポート１２０という）は、円筒状雌型部材１２１，雄
型部材１２２，ばね１１４及び粘性流体１２４で構成さ
れている。雄型部材１２２の円板１２５には、粘性流体
１２４が流通可能な小孔１２３があけられている。密封
された粘性流体１２４及びばね１１４の抵抗によって前
記サポート１１０と同様の効果が得られる。

【００２５】図７に、気体の圧縮性を利用して衝撃及び
振動を吸収・減衰するサポートの一例を示す。ガス圧抵
抗型サポート１３０(以下、サポート１３０という)は円
筒状雌型部材１２１，雄型部材１１２及び気体１３１に
より構成される。円筒状雌型部材１２１及び雄型部材１
１２によって密封された気体１３１がサポート１３０に
加わる前記外力に抗するため、サポート１１０と同様の
効果が得られる。

【００２６】図８に、隣接するラックとラックの間に両
側若しくは片側をラックに固定したスペーサを設けた燃
料貯蔵ラックの一実施例を示す。スペーサ１１は円筒若
しくは円柱１５２の両端に正方形の板１５１を張り付け
た構造で、スペーサ１１の両側若しくは片側を隣接する
ラック１２に固定することでラックを支持することがで
き、耐震性を向上できる。このスペーサを前記サポート
１０，サポート１１０，サポート１２０若しくはサポー
ト１３０で置き換えれば更に耐震性を向上できる。

【００２７】

【発明の効果】ラックを使用済燃料貯蔵プール床上に据
付ける際、ラックを固定した据付ベースとプール床とを
固定しないため溶接及びボルト固定作業が回避されてラ
ックの据付作業性が向上し、ラック据付及び取替工事に
係わる作業が大幅に軽減可能となる。またラック取替工
事においてプール底部に埋込金物及び基礎ボルト残留し
ている場所においても据付べースにより前記残留物を回
避できるため、残留物とラックとの干渉なしにラックを
据付けることが可能である。更に複数体のラックを据付
ける据付ベースを用いると前記作業数軽減により据付作
業性を向上しつつ、かつ複数体のラックを一体化するこ
とにより高い耐震性を得ることが可能となる。

【００２８】本発明による使用済燃料貯蔵ラックにおい
ては、冷却水取入口を下端に設けた使用済燃料セルを平
行配列してブレースで連結固定することによって冷却水
を流通しやすくでき燃料の冷却効率を上げることが可能
である。

【００２９】ラックまたはプール壁の一方にねじによっ
て長さ調節可能なサポートを固定することにより、サポ
ート長さを調節することで水平方向にラックを支持でき
るため耐震性を向上するとともに、プール底部にラック
を据付ける前にラック若しくはプール壁に上記サポート
を取付けることができるためプール内での溶接作業が回
避でき、ラック及びサポートの据付作業性を向上するこ
とが可能である。

【００３０】ラックまたはプール壁の一方に固定するサ
ポートを、ばね及びプール水の抵抗力を利用したばね・
水圧抵抗型、粘性流体をサポート内に封入し併せてばね
をサポート内に取付けてばね及び粘性流体の抵抗力を利
用したばね・油圧抵抗型、または気体をサポート内に封
入し気体の圧縮性による抵抗力を利用したガス圧抵抗型
の衝撃及び振動吸収・減衰機構を有するサポートとする
と、前記サポートにより地震及び予期せぬ要因によって
生じる水平方向の衝撃及び振動を吸収・減衰することが
でき耐震性を向上できるとともに、ねじ式サポートと同
様の良好な据付作業性を得ることが可能となる。

【００３１】隣り合うラックとラックの間に両側または
片側をラックに固定したスペーサを設けると複数体のラ
ックを一体化することができ、高い耐震性を得ることが
可能となる。スペーサを前記サペートと同様の支持機構
または衝撃及び振動吸収・減衰機構とすると、前記サポ
ートと同様の効果をラック間スペーサに持たせることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である使用済燃料貯蔵設備内
に設置された使用済燃料貯蔵ラックの据付状態を示す構
成図である。

【図２】図１の使用済燃料貯蔵ラックの平面図である。

【図３】冷却水取入口を設けた使用済燃料貯蔵セルの斜
視図である。

【図４】ねじ式サポートの実施例の局部断面構成図であ
る。

【図５】ばね・水圧抵抗型の吸収・減衰式サポートの実
施例の縦断面図である。

【図６】ばね・油圧抵抗型の吸収・減衰式サポートの実
施例の縦断面図である。

【図７】ガス圧抵抗型の吸収・減衰式サポートの実施例
の縦断面図である。

【図８】図１のラック間に設置されるスペーサの構成図
である。

【図９】従来例の使用済燃料貯蔵ラックの構成図であ
る。

【図１０】埋込金物でプール床にラックを固定する従来
技術による使用済燃料貯蔵設備の構成図である。

【符号の説明】

１，５，３０１…使用済燃料貯蔵プール、２…冷却水、
３…使用済燃料貯蔵プール床、４…使用済燃料貯蔵セ
ル、６…ブレース、７…シートプレート、８…据付ベー
ス、９…ラック固定ボルト、１０…ねじ式サポート、１
１…スペーサ、１２，３０２…使用済燃料貯蔵ラック、
２１…冷却水取入口、１０１…円筒状雌型部材、１０２
…ねじ部材、１０３，１１２，１２２…雄型部材、１１
０…ばね・水圧抵抗型サポート、１１１，１２１…円筒
状雌型部材、１１４…ばね、120…ばね・油圧抵抗型サ
ポート、１２４…粘性流体、１２５…円板、１３０…ガ
ス圧抵抗型サポート、１３１…気体、１５１…正方形板
部材、１５２…円筒若しくは円柱部材、２０１…ラック
セル、２０２…ラック支持板固定用継手部材、203…ラ
ック支持板、２０４…使用済燃料貯蔵プール壁、３０３
…ラック間サポート、３０４…ラック取付ボルト、３０
５…プール床、３０６…アンカ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海老名 圭徳 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子力発電所で発生する使用済燃料集合体
   を貯蔵し保管するために設けられている使用済燃料貯蔵
   設備において、 前記使用済燃料集合体を１体ずつ内部に収納する角筒を
   複数体平行に配列して矩形板のブレースで連結固定し、
   前記角筒の下面をシートプレートで固定して成る使用済
   燃料貯蔵ラックと、この使用済燃料貯蔵ラックを上に固
   定し、かつ使用済燃料貯蔵プール床上に載置される据付
   ベースと、なおかつ、前記ラックのプール壁側の側及び
   面プール壁の一方に固定された、ねじにより長さの調節
   が可能なサポートとを備え、隣接する前記ラックと前記
   ラックの間に両側または片側を前記ラックに固定したス
   ペーサを設けて複数体のラックを一体化して支持するこ
   とを特徴とする使用済燃料貯蔵設備。
2. 【請求項２】前記使用済燃料貯蔵設備において、 冷却水取入口を前記角筒の下端部の少なくとも１面に有
   する前記使用済燃料貯蔵ラックを設置することを特徴と
   した請求項１の使用済燃料貯蔵設備。
3. 【請求項３】前記ベースのプール床面への投影面積が前
   記ラックを複数体設置可能な大きさであるベース上に、
   前記ラックを複数体固定して使用済燃料貯蔵プール床上
   に固定なしに設置することを特徴とする請求項１または
   請求項２の使用済燃料貯蔵設備。
4. 【請求項４】ばね及び水圧，ばね及び油圧、またはガス
   圧により水平方向の衝撃及び振動を吸収・減衰可能であ
   る前記サポートを有することを特徴とした請求項１，２
   または３の使用済燃料貯蔵設備。
5. 【請求項５】請求項１に記載の前記スペーサをねじによ
   って長さ調節可能なサポートと同じ構造とし、前記スペ
   ーサの両側または片側を隣接した前記ラックに固定した
   請求項１〜請求項４のいずれかの使用済燃料貯蔵設備。
6. 【請求項６】請求項４に記載のサポートと同じ構造のス
   ペーサを有することを特徴とする請求項５の使用済燃料
   貯蔵設備。