JPS6349755Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は使用済み燃料の貯蔵ラツクに関し、特
に、沸騰水型原子炉で使用される種類の燃料集合
体を貯蔵するのに特に適する貯蔵ラツクの改良構
造に関するものである。

原子炉の使用済み燃料の再処理が遅れているた
めに、諸施設に対して、原子炉基地における使用
済み燃料貯蔵スペースをもつとよく利用すること
が要求されている。また、この遅れは、貯蔵容量
を増大して使用済み燃料の取扱い及び配置とそれ
に関連したコストとをより良く管理するという経
済的動機を与えた。そのためプラント設計者は、
先ず初めに、原子炉基地に含まれることが一般的
な使用済み燃料の貯蔵プールを、原子炉からその
寿命期間中に取り出されると予想される全量より
少ない多数の使用済み燃料集合体を受け容れる大
きさに作つた。燃料集合体は、それ等の間のスペ
ースが各燃料集合体を囲む水と共に燃料を非臨界
状態に維持するのに十分なように、あるピツチで
配置するか、又は中央部に配置していた。このよ
うなピツチで、水を冷却材としてのみ使用するこ
とによつて臨界以下に維持していた。コンパクト
貯蔵の必要性が増していたので、貯蔵容量拡大の
第１段階として、それぞれ燃料集合体の入るステ
ンレス鋼製セルを使用し、燃料集合体間の間隔を
減少させていた。この減少によつて、貯蔵プール
を大きくすることなく単に貯蔵ラツクの設計変更
で貯蔵容積を増大できた。再処理に関する種々の
決定の遅れが続いているので、ちようど１体の燃
料集合体を受け容れる大きさに作つたステンレス
鋼製容器又はセルの壁に中性子吸収物質を加える
ことによつて、貯蔵プールの割当てスペース内へ
の燃料集合体の密集度を大きくしている。この構
造によつてセルを今までの貯蔵ラツク構造よりも
小さいピツチで隔置させることができるので、貯
蔵容量は、貯蔵プールが約10年分の使用済み燃料
を収容しうる程度まで、増大する。使用済み燃料
貯蔵ラツクに対して安定性と支持を与えるため
に、使用済み燃料セルはＸ方向及びＹ方向に延び
る構造部材によつて互いに関し横方向に隔置され
ていて、このようにしてセルの支持を行なう。こ
うして形成された卵詰め枠状のセル配列は特定の
公差に合わせて設計した各セル内に１体の燃料集
合体を配置させるようにしている。しかし、構造
部材は、それがなければ燃料集合体貯蔵のために
もつと有効に利用できるスペースを未だ使つてい
る。また、この構造の燃料ラツクは相当な労働力
と物質量とを伴なつており、これが製造コストに
反映して比較的に高いものにしている。

従つて、本考案の主な目的は、所定スペース内
に比較的に多量の燃料集合体を貯蔵可能であり、
しかも、それにもかかわらず製造に比較的にコス
トがかからず、更に、中性子吸収物質が適所にあ
りセルの壁面上に適切に配置されていることを目
視により確認可能とする使用済み燃料ラツクモジ
ユールを提供することである。

この目的から本考案は、貯蔵プールに核燃料集
合体を貯蔵するための燃料ラツクモジユールであ
つて、基板と、該基板上に垂直に装着される複数
のセルとを備え、横断面が正方形である該セルの
各々は、前記基板に形成された冷却材流のための
開口に連通せしめられており、前記セルは、長手
方向の縁が互いに溶接された対のＬ形部材から形
成されると共に、隣接する前記セルの角部が該角
部の長さに沿つて互いに結合されていて、燃料ラ
ツクモジユールを形成しており、該燃料ラツクモ
ジユールにある前記セルの周辺列の外壁を除く各
セルの壁が該燃料ラツクモジユールにおいて隣接
するセルと共通しており、前記セルの壁には中性
子吸収物質が設けられるようになつている燃料ラ
ツクモジユールにおいて、該中性子吸収物質は、
前記燃料ラツクモジユールの周辺にある壁を除く
各Ｌ形部材の壁に設けられ、該各Ｌ形部材の壁上
に、前記中性子吸収物質が、該中性子吸収物質を
覆い且つ前記各Ｌ形部材の壁に溶接された被覆板
によつて保持されており、更に、前記各Ｌ形部材
の壁上の該中性子吸収物質の存在と適正な配置と
を検査しうるような配列で、少なくとも１つの点
検穴が前記各セルの壁に形成されていることを特
徴とするものである。

本考案の好適な実施例においては、セルは、長
手方向の縁に沿つて溶接され燃料集合体用の正方
形開口をつくるＬ形部材から形成されている。Ｌ
形部材の壁にある中性子吸収物質は次の隣接セル
からの中性子を捕獲することができる。セルの壁
が燃料集合体を受容する付加的なスペースをもた
らす。装置は、基板と、原子炉基地の使用済み燃
料プールに入つた後にこの基板に支持されるモジ
ユラ構造との水平調節を容易にするようになつて
いる。

本考案は添付図面に一例として示した好適な実
施例に関する下記の説明から一層容易に明らかと
なろう。

同一又は相当部分は同一符号で示されている図
面において、第１図〜第３図には、沸騰水型原子
炉で使用する形式の燃料集合体を特に収容しうる
ようになつているモジユラ構造の燃料ラツクが図
示されている。この燃料ラツクモジユールは、そ
れぞれが１体の燃料集合体を保持するように設計
されている多数のステンレス鋼製容器即ちセル１
６を支持する1.3cmの基板１４を備える、モジユ
ールに安定性と剛性とを与えるのは、基板組体
と、各セルの角部にあつて全セルを一体の構造に
結合する溶接部とである。モジユールの隅部にあ
る水平調節パツド２６と、基板下の適所にある中
間の水平調節パツド２８とによつて剛性を確実な
ものとし、基板を水平状態に水平出しすることに
よつてもモジユールの方形度と垂直度とが確保さ
れる。

第３図、第７図及び第１０図に示すように、基
板１４は、各セル内に収容されるようになつてい
る１体の燃料集合体の底部ノズル６４の形状に合
う大きさと構造とを有する多数の開口３０を含ん
でおり、これ等の開口３０は、燃料集合体の底端
即ち底部ノズル６４を受け容れて支持するほか
に、上方への自然循環流路を与えて、水その他の
冷却材による貯蔵燃料集合体の適切な冷却を確実
にしている。更に、開口３０は水平調節パツド２
６への接近を可能にし、基板１４の中央部にある
開口は内方の水平調節パツド２８への接近を可能
にする。後から詳細に説明するように、その他の
開口は切欠き部分又は溝３２を備える。溝３２
は、基板もしくはモジユールを持ち上げて別の場
所へ運ぶリフト装置を受け入れるように特に設計
されている。

第４図〜第６図に示したように、このモジユー
ルは、隣接セル間に何ら空間が存在しないが故
に、先行技術の構造のものと実質的に異なつてい
る。図示のセル１６は、燃料集合体の高さ以上に
延びるに足る長さを有し、且つ、燃料集合体の長
さ及び巾を若干だけ超える長さと巾とを有する多
数のＬ形部材３４から製造する。セルに強度及び
安定性を与えるため、セル壁は0.2mmのステンレ
ス鋼で造つてあるが、特定用途についての設計規
準に応じてセル壁の肉厚が異なるものを使用して
もよい。後述するように、セル壁外面に沿つてそ
の上に中性子吸収物質３６を取り付け、１体の燃
料集合体から隣接セル内にある他の燃料集合体へ
中性子が移動するのを補助的に禁止する。一つの
モジユールにあるセルの全ては、モジユール周辺
部のものを除いて、その四側辺の全てに中性子吸
収物質を持つている。

内方の各セルは二つのＬ形部材３４で造られて
おり、そして製造作業を簡単にするため双方のＬ
形部材の壁の外側辺に中性子吸収物質を取り付け
てある。一つのセルの形成を完成するには、この
ようにして製造した二つのＬ形部材の一方を他方
のＬ形部材の対応縦方向縁との接触状態、もしく
は実質的な接触状態にしておき、二つのＬ形部材
の接触縁を溶接部４２で互いに接合すれば、１体
の燃料集合体を収容するに足る大きさを持つた完
全なセルが形成される。内方のセルは四つの側壁
の全てにある中性子吸収物質３６で囲まれてい
る。従つて、これ等の側壁にある中性子吸収物質
が隣接セルにある燃料集合体からの中性子を吸収
する同一の機能を果たすことは明らかである。一
つの完全なモジユールのセルを上述した方法で製
造すると、第４図の実施例から、二つのＬ形部材
で囲まれ形成されているセルは一つおきであるこ
とが分かる。例えば、符号４４で示したセルは壁
４６，４８，５０及び５２で形成されていること
に注意されたい。各壁が各セルの一つの壁を構成
しており、これ等の壁がセル４４を囲んでいる。
Ｌ形部材によつてこのように形成したセルを
“Ｃ”と表示、この“Ｃ”セルの壁を共有するセ
ルを“Ｏ”と表示してある。

中性子吸収物質３６は、イリイノ州のブラン
ド・インダスリアル・サービス・インコーポレイ
テツド（Brand Industrial Services，Inc.）が製
造するエラストマー状のシリコンポリマー・マト
リクスであるボラフレツクス（Boraflex）が好
ましいが、希望に応じてその他の中性子吸収物質
を使用してもよい。ボラフレツクスは厚さが約
1.14mm（0.045in）であり、それが装着される側壁
のほぼ全長及び全巾にわたつて拡がつている。こ
のボラフレツクスを物理的損傷から守るため、約
0.89mm（0.035in）のステンレス鋼である被覆板５
４をＬ形部材の壁面に対して縁沿いに溶接する。
被覆板５４は第４図に示すようにＬ形部材の端の
手前で終了していてよいが、末端まで延びていて
もよい。点検穴５５（第１０図）は中性子吸収物
質が適切に置かれているかどうかを目視により確
認するために使用する。また、モジユール周辺部
にある一つおきの各セルは、セル全長にわたつて
延びるパネル５８（第４図）で塞がれている。

一つの使用済み燃料ラツクを形成するには、全
てのＬ形部材を組み立てて上述したセルとする。
そしてこの構造では、モジユール周辺部にあるセ
ルを除いた各セルの内部は、セルの内側壁又は外
側壁のどちらかに中性子吸収物質を配置せしめた
壁によつて境界されている。モジユール隅部のセ
ルはその外側壁に中性子吸収物質を必要としない
ので、隅部にあるＬ形部材は縦方向縁が隣接Ｌ形
部材に溶接されたステンレス鋼板のみから構成し
てある。このように溶接したとき、各隅部セルは
１体の燃料集合体を収容する大きさと形状になつ
ている。

第４図〜第６図はセルを形成するためにＬ形部
材をどのようにして相互に溶接するかを示してい
る。製造工程中に温度及び応力変動を受けた後の
ステンレス鋼材料の特性変化によつてステンレス
鋼材料に若干の歪が生じるので、Ｌ形部材の縦方
向縁が一つの垂直面に入るとは限らない。通常、
縦方向縁は第５図及び第６図に示すように全長に
沿つて溶接することができ、溶接部４２が隣接Ｌ
形部材３４を治金的に結合する。溶接すべき隣接
Ｌ形部材３４の間隔が溶接部４２のような単一溶
接部で橋渡しできる間隔よりも大きい場合には、
スペーサとしての約4.6mm（0.18in）のワイヤ６２
をＬ形部材の交叉部に形成された隙間に入れて溶
接する。そして、各Ｌ形部材とワイヤとの間に全
長にわたつて別の溶接部６３を形成し、モジユー
ルに安定性を与える。隣接Ｌ形部材間の間隔は変
わる場合があるので、種々の直径のワイヤその他
の適当な充填材料、又は種々の太さ及び長さの帯
材を隣接Ｌ形部材に溶接して両部材を一緒に保持
してもよい。

第３図、第７図及び第１０図に示した基板１４
は、各セル１６に入れられるようになつている燃
料集合体の底部ノズル６４を受ける開口３０を有
する。第１０図に示すように、開口３０は、底部
ノズル６４よりは大きいがその上方部６６よりは
小さい寸法のものである。開口３０の壁は底部ノ
ズル６４の側面を補完する形状の斜面６８を有し
ており、この斜面６８がモジユール内に置いた時
の燃料集合体を支持する表面領域になる。

更に、開口３０は、一つの場所から別の場所へ
基板１４のみを或は基板とセルとを運ぶリフト装
置の接近を可能にすべく部分的に変更されている
（第３図、第８図及び第１０図）。かかる接近を可
能にするため、四つの開口３０の各々は、図示し
ないリフト装置を受けるに足る大きさを有して反
対方向に指向する溝３２を備える。リフト装置は
溝３２を通つて嵌合するのに十分な長さのもので
あり、嵌合後に90゜回転すれば、持ち上げるため
基板１４の下側に係合する位置にくる。リフト装
置が基板に係合すると思われる領域において基板
１４に強度を付与するために、基板１４にある溝
３２と同一設計の昇降用開口を有する2.54cm
（1in）のステンレス鋼ブロツク７０（第９図）
を、第３図に示した四つの位置において基板の下
側に溶接する。持上げる基板及びモジユールの大
きさに応じて、もつと多数又は少数の開口を設け
てもよい。ステンレス鋼ブロツク７０はリフト装
置を保持する溝７１を含む。この溝７１は、リフ
ト装置を溝３２を通して挿入し基板持上げ位置へ
90゜回転させた後、該リフト装置の回転を阻止す
るように図示の態様で配設されている。基板を持
ち上げる時、基板を一つの位置から別の位置へ移
す間にリフト装置が揺れても、即ち振動しても、
溝７１はリフト装置の回転を阻止する。

基板１４の下にある水平調節装置は、水平調節
パツドが貯蔵プール床面の傾斜に従うように設計
されていると共に垂直軸及び水平軸に関する構造
の真の方形性を達成する故に、特開昭58−28697
号公報に記載された構造と類似している。第２図
及び第１０図に示したように、各隅部の水平調節
パツド２６は基板１４の水平調節のため貯蔵プー
ル床面７３上に置かれており、貯蔵プール床面上
の受台７２は拘束を受けずに自由に移動可能であ
る。受台は、垂直円筒壁７６につながる凹面７４
を含む。下端に球面８０を形成せしめた水平調節
ねじ７８はこの凹面７４に合う形状のものであ
る。水平調節ねじ７８の下端を受台７２に入れた
後、保持板８２を受台７２に溶接する。空間８４
を残してあるので、水平調節のため必要ならねじ
の下端をこの空間に進入させることができる。水
平調節ねじにあるねじ山８６が支持パツド９０の
ねじ山８８に噛み合つているので、溝９２内に工
具を入れて水平調節ねじ７８を回転させると、支
持パツド９０は垂直方向に移動する。支持パツド
９０は基板１４の底面に取り付けた４枚の板９４
の内面に溶接されており、基板１４の下側には半
径方向に隔置された支持腕９５が溶接部９６によ
り取り付けられている。

水平状態に基板１４を調節するため、水平調節
パツド２６を基板隅部の下に配設し、別のパツド
２８を基板中央領域の下の選択位置に入れる。基
板及びその上のセルの水平調節をするには、受台
７２の底面を傾斜させるように、即ち貯蔵プール
床面７３の傾斜及び高さに合わせるように、各水
平調節ねじ７８を所定量だけ所定方向に動かす。
床面に高低があれば、水平調節ねじ７８の軸心が
垂直面内に位置するまで、受台及び水平調節ねじ
の相補的形状の球面を互いに関し調節する。溝９
２に工具を挿入し水平調節ねじ（軸受として機能
する）を回転させることによつて、支持パツド９
０は板９４を介して基板を垂直方向に移動させ
る。従つて、基板は所望位置まで下動又は上動さ
せられる。この操作を各隅部のパツド及び中央領
域のパツドについて繰り返し、基板１４を調節し
て所望位置につける。

以上のように、本考案による各セルの構造はＬ
形部材３４から形成されており、該Ｌ形部材３４
はそこに設けられた中性子吸収物質３６と共に完
全にプレハブ式に製作しておくことができるの
で、所定スペース内に比較的に多量の燃料集合体
を貯蔵可能であるにもかかわらず製造に比較的に
コストがかからない燃料ラツクモジユールが提供
される。また、本考案によれば、Ｌ形部材３４の
外壁面には被覆板５４がポケツトを形成するよう
にその縁に沿つて溶接されており、中性子吸収物
質３６はこのポケツト内に在つて隠れているが、
セル壁（実施例では被覆板５４）には点検穴５５
が設けられているため、この点検穴５５を介して
目視により適切に配置された中性子吸収物質の存
在を一目瞭然で知ることができ、臨界に達するか
も知れないどんな可能性でも安全に排除すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のモジユラ使用済み燃料ラツク
の斜視図、第２図は第１図の使用済み燃料ラツク
の正面図、第３図は第１図及び第２図に示した使
用済み燃料ラツクの平面図、第４図は、モジユラ
構造にするために構造的に相互に接続する前にセ
ルをどのようにして形成しどのようにして位置決
めするかを説明する。第１図及び第２図のモジユ
ラ構造の一部の平面図、第５図は隣接セル間の隙
間が最適な大きさである場合に二つの隣接セルを
接続するのに用いる接続ワイヤの詳細図、第６図
は隣接セルが最適な大きさよりも密接している場
合にどのようにして隣接セルを溶接して一緒にす
るかを説明する。第５図に類似する図、第７図は
第３図に示したモジユラ構造の上部右側隅部の平
面図、第８図は、基板の下側に溶接されていてモ
ジユラ構造を支持すると共に、基板を持ち上げ一
つの場所から別の場所へ運ぶのに望まれる形状を
有する開口を含むブロツクの底面図、第９図は第
８図の−線断面図、第１０図は、基板及びそ
の上に装着されたセルの水平調節を行なうのに使
用する装置を示す、第７図の−線断面図であ
る。 １４……基板、１６……セル、３０……基板の
開口、３４……Ｌ形部材、３６……中性子吸収物
質、４６，４８，５０，５２……壁、５４……被
覆板、５５……点検穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 貯蔵プールに核燃料集合体を貯蔵するための燃
   料ラツクモジユールであつて、基板と、該基板上
   に垂直に装着される複数のセルとを備え、横断面
   が正方形である該セルの各々は、前記基板に形成
   された冷却材流のための開口に連通せしめられて
   おり、前記セルは、長手方向の縁が互いに溶接さ
   れた対のＬ形部材から形成されると共に、隣接す
   る前記セルの角部が該角部の長さに沿つて互いに
   結合されていて、燃料ラツクモジユールを形成し
   ており、該燃料ラツクモジユールにある前記セル
   の周辺列の外壁を除く各セルの壁が該燃料ラツク
   モジユールにおいて隣接するセルと共通してお
   り、前記セルの壁には中性子吸収物質が設けられ
   るようになつている燃料ラツクモジユールにおい
   て、該中性子吸収物質は、前記燃料ラツクモジユ
   ールの周辺にある壁を除く各Ｌ形部材の壁に設け
   られ、該各Ｌ形部材の壁上に、前記中性子吸収物
   質が、該中性子吸収物質を覆い且つ前記各Ｌ形部
   材の壁に溶接された被覆板によつて保持されてお
   り、更に、前記各Ｌ形部材の壁上の該中性子吸収
   物質の存在と適正な配置とを検査しうるような配
   列で、少なくとも１つの点検穴が前記各セルの壁
   に形成されていることを特徴とする燃料ラツクモ
   ジユール。