JPS63128294A - 核燃料集合体の貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、核燃料集合体を貯蔵する装置に関し、特に、
該貯蔵装置のラック集合体の支持′Ｗｉ造に関するもの
である。

［従来の技術］ 原子力発電所の定期検査の際、原子炉から取り出された
核燃料集合体は、原子炉格納容器に隣接する核燃料取扱
建屋内の使用済み燃料貯蔵ピット（以下、ピットという
）の水中に設けられた使用済み核燃料貯蔵ラック（以下
、ラック集合体という）の鉛直セル（以下、セルという
）中に個別に収納されて貯蔵される。

第７図は、このようなラック集合体の従来の代表的な構
成を概略的に示している。第７図から諒解されるように
、複数のセル２がピット１内で支持枠体３によりブロッ
ク化されてラック集合体４として構成された後、該ラッ
ク集合体４は、支持枠体３とピットの側面もしくは側壁
１ａに設けられた埋込金物６とを強固なサポート５で連
結することによって、ピット側面１ａに固定されている
。

これ等のセル２内に収納される図示しない核燃料集合体
はラック集合体４の中で臨界未満に貯蔵しておく必要が
ある。セル２は一般的にステンレス鋼製の角形鋼管で形
成されているが、その場合、あまり中性子吸収効果が期
待できないので、上述の必要から、隣合う核燃料集合体
の間隔をある程度以下に狭くできず、限られた容積のピ
ット１に設置されるセル２の数はそう多くはない。

また、支持枠体３はもとより、埋込金物６、ピット側壁
１ｂ、サポート５等の構造物の強度は、地震力等の外力
に耐え得るように決められている。

これ等の強度は、核燃料集合体を収納するセル２の数、
即ちそこに収納される核燃料集合体の総重量に影響され
るものであり、従来のラック集合体では、これ等の構造
物の強度、即ち大きさをセル２の数に見合ったものとし
ている。

一方、種々の事情により、最近ではピット内にできるだ
け多くの核燃料集合体を貯蔵する必要性が生じており、
そのため、従来と同じ容積のピット１中により多くの核
燃料集合体を高密度で貯蔵する高密度ラック集合体が開
発されつつある。中性子吸収材を用いるこの高密度ラッ
ク集合体は、使用する中性子吸収材の種類により多少の
差があるが、従来のラック集合体に比べて約２〜４倍に
貯蔵能力が高められているので、その分、総重量か大き
くなる。従って、当然のことながら、地震等の外力が発
生した場合に、ラック集合体４の揺動によってピット側
壁１ｂに働くラック反力が従来に比べて約２〜４倍の増
加となり、従来と同じ強度の構造物では使用に耐えない
恐れがある。従って、埋込金物６、ピット側壁、支持枠
体３、サポート５等の構造物を従来より強固なものにす
る必要性がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、そのためピット側壁を厚くすると、原子炉燃料
取扱建屋全体が大きくなり、それに付随して、建屋建設
のために必要な掘削岩石量が増大したり、コンクリート
、鉄骨、鉄筋等の使用址が増大したり、燃料取扱建屋の
換気空調設備が大型化したりする結果となり、これ等は
全て原子炉施設建設のコストアップ要因であるので、問
題である。

また、第７図に示すように高密度ラック集合体をサポー
ト５を介して直接ピット側面１ｂの埋込金物６に取り付
は固定すると、サポート５及び支持枠体３にも直接地震
力が伝わるので、これ等の部材を強固にするため大きく
する必要がある。しかし、一般的に支持枠体３は棒部材
を格子状に組んだ構造のものであり、各棒部材が隣合う
セル２の僅かな隙間にも介装されているので、支持枠体
３を大きくすると隣合うセル２間の間隔が広がる。

このように、高密度化の努力はコスト面からも構造面か
らも制限されてしまっていた。

従って、本発明の目的は、原子炉施設の建設費を増大さ
せることなくピット内に可及的に多くの核燃料集合体を
貯蔵しろる核燃料集合体の貯蔵装置を提供することであ
る。

［問題点を解決するための手段」 上に述べた目的から、本発明による核燃料集合体の貯蔵
装置は、核燃料集合体を個別に受け入れる鉛直セルを多
数有し、格子部材で相互に結合され、貯蔵ピット内に設
置されるラック集合体と、該ラック集合体の下端部に水
平方向に展延して固着された台盤と、該台盤の下面及び
前記貯蔵ピットの底面の間に分布して配設された複数の
免震パッドと、前記台盤及び前記貯蔵ピットの側面間に
介装された緩衝部材とを有し、前記免震パッドが、水平
方向に延びた弾力部材と、該弾力部材をそれぞれ上下か
ら保持する上部保持部材及び下部保持部材とから構成さ
れている、ことを特徴とするものである。

［作用］ 核燃料集合体がラック集合体の各セル内に収納され貯蔵
されている横振動発生前の通常状態下では、各部は静止
している。地震が発生すると、ピットは水平方向に繰り
返し揺れ動き、この振動は、減衰しながらいずれ消滅す
る。

先ず左方向に揺れたと仮定すると、ピット底面が左方向
に移動し、免震パッドの最下部がピット底面と共に左方
向に移動するが、免震パッドは保持部材によって上下か
ら保持された弾力部材を有するので、該弾力部材が弾性
変形して左方向の揺れを吸収する。そのため、地震力が
絶縁され、免震パッド上にあるラック集合体には左方向
の揺れは実質的に伝わらす、該ラック集合体は原位置に
留とまる。次に、ピット側壁が右方向に揺れて、免震パ
ッドの最下部が右方向に揺れても、同様に弾力部材がそ
れを吸収し、ラック集合体は原位置に留とまる。

ピットは瞬時にして左右に振動を繰り返すが、その都度
、弾力部材が弾性変形をしてラック集合体を上に述べた
ように常時原位置に留とめ、ピットからの地震力がラッ
ク集合体に伝わるのを実質的に絶縁する。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。

第１図及び第２図は、本発明による核燃料集合体の貯蔵
装置の全体を示す平面図及び側面図で、好ましくはほう
素を含む水が張られた貯蔵ピット１内には４体のラック
集合体４が設置され、図示のように相互に適宜の連結器
又は緩衝体７で結合されている。この実施例では、ピッ
ト１内に４体のラック集合体４が設置されているが、１
体でも、４体以外の複数体でもよく、大形のラック集合
体４を１体使用した場合には、複数体のラック集合体４
を設置する場合にラック集合体間に生ずる隙間にも無駄
なくセル２を設置できるので、ピッ８１個当たりの核燃
料集合体貯蔵能力を更に高めることができ、また、連結
器７が不要になる。更に、核燃料集合体が新しい燃料集
合体の場合には、ピット１内に水を張る必要はない。

各ラック集合体４は、基本的には同一構造のものでよく
、好適な実施例においては、核燃料集合体く図示せず）
を個別に受け入れる複数の鉛直セル２と、該鉛直セル２
を相互に連結する格子部材である支持枠体３と、該鉛直
セル２の下端部２ａに溶接、ボルト締め等の適宜な手段
で結合され、同下端部２ａを支持して水平に展延する強
固な台盤８とから構成されている。支持枠体３は、第７
図に関連して説明した従来のものと同様に、棒部材を格
子状に組んだ構造のものであり、各棒部材が隣合うセル
２の間に延在しているが、本発明はこの構造に限定され
るものではなく、他の構造の支持枠体を使用することが
できる。台盤８の下面とピット１の底面１ｂとの間には
、台盤８とほぼ同じ広さに展延するように、本発明によ
る適数個の免震パッド９が相互に適当な間隔で離間して
設けられている。また、台盤８の側面もしくは端縁に対
向して、ピット１−の側面１ａに図示しない埋込金物が
設けられ、該埋込金物と台盤８の側面との間に、コイル
スプリング、液圧式ショックアブソーバ、金属クッショ
ン、ゴムクッション、石綿クッション等のようなもので
よいＭ衝部材（実施例ではコイルスプリング）１０が介
装されている。

次に、免震パッド９の詳細について第３図及び第４図を
参照して説明すると、各免震パッドっけ、鉄鋼、非鉄金
属、セラミックス、合成樹脂等の材料からなる保持部材
１２と、金属製クッション材、ゴム、合成樹脂、石綿等
の材料からなる弾力部材１３とを交互に重ね合わせたも
ので、各弾力部材１３が上下から保持部材１２によって
保持されている。

はぼ正方形の保持部材１２は、最上部及び最下部のもの
を除いて、細長い矩形断面の本体部１２ａと、該本体部
１２ａの周縁の上下に設けられた枠部１２ｂとからほぼ
断面■形に形成されている。一方、最上部、最下部の保
持部材１２は、同様の本体部１２ａと、該本体部１２ａ
の周縁の下部、上部に設けられた枠部１２ｂとから断面
［形に形成されている。かかる保持部材１２の本体部１
２ａ及び枠部１２ｂによって画成されるスペース内に弾
力部材１３が貼り付は等の適宜な手段によって取り付け
られる。また、最上部の保持部材１２はピット底面１ｂ
に、最下部の保持部材１２は台盤８の下面にそれぞれ溶
接等により取り付けられる。

好適な実施例においては、このような免震パッド９が、
第１図から諒解されるように各ラック集合体４について
９個、ピット１の底面１ｂ上に設置されている。各免震
パッド９は、ピット１の底面１ｂ及びラック集合体４の
台盤８の下面に、上述したように最下部及び最上部の保
持部材で固定されている。

尚、図示しないが、ラック集合体４に対する微小な鉛直
方向の地震力の伝播を絶縁するため、ゴムシート、合成
樹脂板、石綿シート、金属製クッション等の弾性シート
を、免震パッドとピット底面との間又は（及び）免震パ
ッドと台盤との間に敷設したり、ピット底面を保護する
ために、ステンレス鋼等から形成される保護板をピット
底面に敷設することができる。

次に、以上の構成を有する本発明による核燃料集合体の
貯蔵装置について、左右に地震力が働いたと仮定し、免
震パッド９の横振動に対する動作原理を、ラック集合体
の全体を示す第６Δ図〜第６Ｃ図を参照して説明する。

尚、第６八図〜第６Ｃ図における一点鎖線はラック集合
体４の横方向位置の基準を示す基準線４ａであり、二点
鎖線はピット側壁１ａの横方向位置の基準を示す基準線
ＩＣである。

核燃料集合体がラック集合体４の各セル２内に収納され
貯蔵されている横振動発生前の通常状態下では、各部は
第６八図に示す位置にあり静止している。

地震が発生すると、ピット１は水平方向に繰り返し揺れ
動き、この振動は、減衰しながらいずれ消滅する。先ず
左に揺れたと仮定すると、第６Ｂ図に示すように、ピッ
ト底面１ｂが基準線１ｃに対して左方向に移動し、ピッ
ト底面１ｂに装着された免震パッド９も左方向に移動す
る。この時、免震パッド９の最下部の保持部材１２はピ
ット底面１ｂと共に左方向に移動するが、この保持部材
と次の保持部材との間には弾力部材１３が配設されてい
るので、該弾力部材１３が自身の弾性変形によって左方
向の移動、即ち振動の幾分かを吸収するため、次の保持
部材の移動量は最下部の保持部材の移動量よりも減少す
る。かくして最上部の保持部材はピット底面１ｂが瞬時
に左方向にずれても実質的に原位置に留とまり、ラック
集合体４は実質的に静止状態に保たれる。

次に、第６Ｃ図に示すように、ピット側壁１ａが基準線
１ｃに対して右方向に揺れて基準線１ｃを越えると、免
震パッド９も右方向にずれるが、この時も、左方向の場
合と同様に、また、第５図から諒解されるように、弾力
部材１３の振動吸収作用によってラック集合体４は原位
置に留とまったままの静止状態を保つことができる。ピ
ット１は地震力により瞬時にして左右に振動を繰り返す
が、その都度、ラック集合体４は弾力部材１３の上に述
べた振動吸収作用によって常時原点に保持され、ピット
底面１ｂと共に揺れ動くことはない。接近するピット側
壁１ａとラック集合体４との衝突は緩衝部材１０によっ
て回避される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明による核燃料集合体の貯蔵設備に
おいては、水平方向に延びた弾力部材と、該弾力部材を
それぞれ上下から保持する上部保持部材及び下部保持部
材とから構成されている免震パッドをピット底面とラッ
ク集合体の台盤下面との間に介装したので、ピット底面
からラック集合体への地震力の伝播は実質的に絶縁され
、セル、ピット底面、ピット側壁、支持枠体等の強度（
大きさ）を小さくすることができる。従って、高密度ラ
ック集合体では勿論のこと、通常の密度のラツク集合体
においても、燃料取扱建屋を小さくすることが可能とな
り、原子炉施設の建設費が低減される。換言すれば、原
子炉施設の建設費を増大することなく、ピット内に貯蔵
される核燃料集合体の数を可及的に増すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による核燃料集合体の貯蔵装置の全体
を示す平面図、第２図は、第１図の貯蔵装置の側面図、
第３図は、第１図及び第２図の貯蔵設備で用いられてい
る免震パッドの詳細断面図、第４図は、第３図の免震パ
ッドの保持部材の断面図、第５図は、地震時において第
３図の免震パッドが右方向に揺れた場合の状態を示す断
面図、第６八図、第６Ｂ図及び第６Ｃ図は、第３図の実
施例について地震時の動作を説明するための種々の状態
におけるラック集合体の全体側面図、第７図は、従来の
核燃料集合体貯蔵装置を示す側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 核燃料集合体を個別に受け入れる鉛直セルを多数有し、
   格子部材で相互に結合された、貯蔵ピット内に設置され
   るラック集合体と、該ラック集合体の下端部に水平方向
   に展延して固着された台盤と、該台盤の下面及び前記貯
   蔵ピットの底面の間に分布して配設された複数の免震パ
   ッドと、前記台盤及び前記貯蔵ピットの側面間に介装さ
   れた緩衝部材とを有し、前記免震パッドが、水平方向に
   延びた弾力部材と、該弾力部材をそれぞれ上下から保持
   する上部保持部材及び下部保持部材とから構成されてい
   る、ことを特徴とする核燃料集合体の貯蔵装置。