WO2012105119A1 - 核燃料貯蔵用ラック - Google Patents

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WO2012105119A1
WO2012105119A1 PCT/JP2011/077547 JP2011077547W WO2012105119A1 WO 2012105119 A1 WO2012105119 A1 WO 2012105119A1 JP 2011077547 W JP2011077547 W JP 2011077547W WO 2012105119 A1 WO2012105119 A1 WO 2012105119A1
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WO
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nuclear fuel
rack
fuel storage
side wall
cell
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Application number
PCT/JP2011/077547
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English (en)
French (fr)
Inventor
中村　正明
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/02—Details of handling arrangements
    • G21C19/06—Magazines for holding fuel elements or control elements
    • G21C19/07—Storage racks; Storage pools
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/34—Disposal of solid waste
    • G21F9/36—Disposal of solid waste by packaging; by baling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to a nuclear fuel storage rack stored in a state where a nuclear fuel assembly is stored in water in a storage pit of a nuclear fuel storage facility.
  • spent nuclear fuel (spent nuclear fuel rods) generated at a nuclear power plant is stored and stored in a nuclear fuel storage facility.
  • the spent nuclear fuel is stored in a rack cell of a fuel storage rack as a nuclear fuel assembly bundled by a grid and stored in a storage pit of the nuclear fuel storage facility.
  • water is stored in the storage pit, and a plurality of nuclear fuel storage racks are arranged and stored in the water.
  • the decay heat is cooled and removed and kept below the criticality, and the radiation is shielded.
  • the nuclear fuel storage rack is configured to form a plurality of rack cells extending vertically and arranged vertically and horizontally.
  • a nuclear fuel storage rack is manufactured by arranging boron-added stainless steel plates in a square lattice and connecting adjacent steel plates by welding, or by arranging rectangular tubes of boron-added stainless steel tubes in a staggered manner. It is manufactured by connecting the corner portions of adjacent rectangular tubes by welding (see, for example, Patent Document 1).
  • the above-described conventional fuel storage rack is formed by connecting boron-added stainless steel plates or square cylinders by welding. For this reason, distortion may occur due to heat at the time of welding and the quality such as radiation shielding performance may be deteriorated.
  • it is not permitted to manufacture a fuel storage rack by welding boron-added stainless steel having neutron absorption performance. For this reason, it is strongly desired to manufacture a fuel storage rack without welding.
  • a nuclear fuel storage rack includes a plurality of rack cells that store nuclear fuel assemblies, and the rack cells include a radiation absorber, and a nuclear fuel storage space that stores the nuclear fuel assemblies is provided.
  • a plurality of plate members erected so as to be formed, and a fastening mechanism for fastening the plurality of plate members.
  • the plate member includes a protruding portion that protrudes laterally outward from one side end and the other side end extending in the vertical direction, and a recess formed on the one side end side and the other side end side by the protruding portion. It is formed in preparation.
  • the fastening mechanisms protrude from the outer surface of each plate member to the outside in the lateral direction. Is configured to fasten.
  • each plate member side wall plate
  • the protrusions and recesses of each plate member are engaged, and the protrusions protruding outward from the outer surface of each plate member are fastened (connected) by a fastening mechanism. For this reason, a rack cell can be formed without using welding.
  • the protrusions and recesses of the plate members are engaged, and the protrusions protruding outward from the outer surface of the plate members are connected by a fastening mechanism, and welding is used.
  • a rack cell can be formed without this. For this reason, it is possible to eliminate the risk that distortion occurs due to welding and the quality such as radiation shielding performance deteriorates as in the prior art. As a result, a highly reliable nuclear fuel storage rack can be realized.
  • the rack cell is formed by engaging the protrusions and recesses of each plate member and assembling them, and protruding the protrusions outward from the outer surface of the plate member. For this reason, in a state where the nuclear fuel storage rack is stored in water, water can be interposed between adjacent rack cells as a moderator for decelerating fast neutrons. Thereby, not only can the neutrons be absorbed by the radiation absorbing material of each plate member of the rack cell, but also fast neutrons can be decelerated using this water as a water trap. As a result, criticality safety can be ensured.
  • FIG. 2 is a plan view of the nuclear fuel storage rack according to the first to third embodiments of the present invention, taken along line X1-X1 in FIG. It is a perspective view which shows the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a front view which shows the side wall board (plate member) of the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 1st Embodiment of this invention, and a nuclear fuel assembly. It is a perspective view which shows the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the nuclear fuel storage rack according to the first to third embodiments of the present invention, taken along line X1-X1 in FIG. It is a perspective view which shows the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a front view which shows the side wall board (plate member) of the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 1st Embodi
  • FIG. 6 is a plan view of the rack cell of the nuclear fuel storage rack according to the first embodiment of the present invention, taken along line X1-X1 in FIG. It is a perspective view which shows the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 3rd Embodiment of this invention. It is a front view which shows the side wall board (plate member) of the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 8 is a plan view of the rack cell of the nuclear fuel storage rack according to the third embodiment of the present invention, taken along line X1-X1 in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line X1-X1 of FIG. 15 and showing a modification of the rack cell of the nuclear fuel storage rack according to the second embodiment of the present invention. It is a top view which shows the modification of the securing metal fitting (fastening mechanism) of the rack cell of the nuclear fuel storage rack which concerns on 3rd Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the modification of the nuclear fuel storage rack which concerns on 5th Embodiment of this invention.
  • the present embodiment relates to a nuclear fuel storage rack for storing and storing spent nuclear fuel generated at, for example, a nuclear power plant in water in a storage pit of a nuclear fuel storage facility.
  • the nuclear fuel storage rack A of the present embodiment includes a rack cell 1 for storing a nuclear fuel assembly and a rack body 3 having a cell insertion hole 2 for storing the rack cell 1. Configured.
  • the rack body 3 is integrally provided on the base plate 4 with a rectangular flat plate-like base plate 4, a plurality of support legs 5 projecting downward from the lower surface of the base plate 4, and the vertical direction And a cell storage portion 6 in which a plurality of cell insertion holes 2 having a rectangular cross section extending in the horizontal direction (lateral direction) are arranged in the horizontal and vertical directions.
  • a plurality of cell insertion holes 2 having a rectangular cross section arranged in a horizontal and vertical direction are formed in the cell storage unit 6 by assembling stainless steel plates in a lattice shape, for example.
  • the cell storage part 6 is formed using a thin plate as much as possible while ensuring earthquake resistance.
  • the rack cell 1 of the present embodiment includes a plurality of side wall plates (plates) that are erected so as to form a nuclear fuel storage space (accommodating portion) 8 that accommodates the nuclear fuel assemblies 7. Member) 10, 11, 12, and 13, and a fastening mechanism 14 that fastens a plurality of side wall plates 10 to 13 of the cell body 9.
  • Nuclear fuel used in a pressurized water nuclear power generation facility particularly a nuclear fuel assembly 7 in which a plurality of nuclear fuel rods are bundled by a grid 15 has a rectangular rod shape (see FIG. 4).
  • the cell body 9 is formed by using the four side wall plates 10 to 13, and the nuclear fuel storage space 8 is formed in a square shape in cross section.
  • Each of the side wall plates 10 to 13 is made of boron-added stainless steel, aluminum added with boron (boron carbide), iron alloy or non-ferrous metal added with gadolinium, or iron alloy or non-ferrous metal added with both boron and gadolinium. It is formed using a material (radiation absorber) having excellent neutron absorption performance.
  • each side wall plate 10 to 13 of the present embodiment has a protruding portion 16 that protrudes laterally outward from one side end along the inner surface and outer surface (one surface and the other surface) on one side end side extending in the vertical direction T1.
  • the other side end side is also provided with a protruding portion 16 that protrudes laterally outward from the other side end along the inner surface and the outer surface.
  • each of the side wall plates 10 to 13 is formed by providing a plurality of projecting portions 16 at predetermined intervals in the vertical direction T1 on one side end side and the other side end side, respectively. That is, each of the side wall plates 10 to 13 is formed with protrusions 16 and recesses 17 that are alternately arranged in the vertical direction T1 on one side end side and the other side end side, respectively.
  • the side wall plates 10 to 13 are formed so that the pair of protrusions 16 on the one side end side and the other end side are arranged at the same height position in the vertical direction T1.
  • the first side wall plate 10 and the second side wall plate 12 are formed by disposing the protruding portion 16 (and the concave portion 17) at the same height in the vertical direction T1.
  • the 3rd side wall board 11 and the 4th side wall board 13 have formed the protrusion part 16 (and recessed part 17) in the same height position of the up-down direction T1, and are formed.
  • the third side wall plate 11 and the fourth side wall plate 13 are formed such that the protruding portion 16 is disposed at the height position of the concave portion 17 of the first and second side wall plates 10 and 12. That is, the first and second side wall plates 10 and 12 and the third and fourth side wall plates 11 and 13 are formed by shifting the arrangement of the protruding portion 16 and the concave portion 17.
  • each of the side wall plates 10 to 13 is formed such that the width dimension L1 from one end to the other end is slightly larger than the width dimension L2 of the nuclear fuel assembly 7 having a rectangular cross section, and the height from the lower end to the upper end is formed.
  • the dimension H1 is formed larger than the height dimension H2 of the nuclear fuel assembly 7.
  • the cell main body 9 engages the protrusion part 16 and the recessed part 17 in the same height position of the one side end side of the 1st side wall board 10, and the other side end side of the 3rd side wall board 11, and 1st side wall board 10 is engaged.
  • the protrusions 16 and the recesses 17 at the same height position on the other side end side of the plate 10 and the one side end side of the fourth side wall plate 13 are engaged with each other.
  • the cell main body 9 engages the protrusions 16 and the recesses 17 at the same height on the one side end side of the second side wall plate 12 and the other side end side of the fourth side wall plate 13, thereby The protrusions 16 and the recesses 17 at the same height position on the other side end side of the plate 12 and the one side end side of the third side wall plate 11 are engaged with each other. Then, while the adjacent side wall plates (10 and 11, 11 and 12, 12 and 13, 13 and 10) are orthogonal to each other, the protrusions 16 and the recesses 17 are engaged with each other as described above. Assemble the side wall plates 10-13. Thereby, the nuclear fuel storage space 8 having a rectangular cross section is formed.
  • the fastening mechanism 14 is a fastening tool for integrally fixing the four side wall plates 10 to 13 assembled as described above.
  • a bolt 14 a and a nut 14 b are used as the fastening mechanism 14.
  • the first side wall plate 10 and the second side wall plate 12 have the insertion holes 18 of the pair of projecting portions 16 facing each other at the same height position, the third side wall plate 11 and the first side wall plate 11.
  • the bolts 14a are respectively inserted into the insertion holes 18 of the pair of protrusions 16 facing each other at the same height position of the four side wall plates 13, and the nuts 14b are fastened.
  • the protrusions 16 of the first side wall plate 10 and the second side wall plate 12 and the protrusions 16 of the third side wall plate 11 and the fourth side wall plate 13 are fastened (connected) by the fastening mechanism 14.
  • the four side wall plates 10 to 13 that form the nuclear fuel storage space 8 having a square cross section are reliably and firmly integrated, and the rack cell 1 is formed.
  • the nuclear fuel assembly 7 is stored in the nuclear fuel storage space 8 of the rack cell 1, and the rack cell 1 is stored in the cell insertion hole 2 of the rack body 3. It is stored and stored in water (borate water or pure water). At this time, the rack cell 1 is formed without using welding. For this reason, distortion does not occur with welding as in the conventional case, and there is no possibility that quality such as radiation shielding performance will be deteriorated.
  • the rack cell 1 is formed in a state in which the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 10 to 13 are engaged and the protrusions 16 protrude outward from the outer surfaces of the side wall plates 10 to 13.
  • the nuclear fuel storage space 8 of the rack cell 1 is filled with water, and the outer surface of each side wall plate 10-13 and the cell insertion hole P between the inner surface of the two is also filled with water.
  • the nuclear fuel storage space 8 of the rack cell 1 and the space P between the outer surface of each of the side wall plates 10 to 13 and the inner surface of the cell insertion hole 2 are filled with water.
  • fast neutrons emitted from the nuclear fuel assembly 7 are decelerated and converted into thermal neutrons, and the neutrons are absorbed by the radiation absorbers such as boron and gadolinium added to the side wall plates 10 to 13. Since the radiation absorbing material having the above-described configuration efficiently absorbs neutrons, the storage interval of the nuclear fuel assembly 7 can be reduced, and the nuclear fuel can be stored densely.
  • the space P between the outer surface of each of the side wall plates 10 to 13 and the inner surface of the cell insertion hole 2 is filled with water.
  • water as a moderator (radiation moderator) for decelerating fast neutrons is interposed between adjacent rack cells 1 inserted into the respective cell insertion holes 2 of the rack body 3.
  • the neutrons are not only absorbed by the radiation absorbers of the side wall plates 10 to 13 of the rack cell 1 but also fast neutrons are decelerated by this water (water trap).
  • the nuclear fuel stored in the adjacent rack cell 1 is reliably prevented from becoming critical due to the influence of fast neutrons.
  • the protrusions 16 of the side wall plates 10 to 13 are engaged with the recesses 17 and the protrusions 16 protruding outward from the outer surfaces of the side wall plates 10 to 13 are fastened.
  • the rack cell 1 can be formed without connecting by the mechanism 14 and using welding. For this reason, it is possible to eliminate the risk that distortion occurs due to welding as in the prior art, and quality such as radiation shielding performance deteriorates. Therefore, a highly reliable nuclear fuel storage rack A can be realized.
  • the rack cell 1 is formed by engaging the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 10 to 13 and engaging the protrusions 16 outward from the outer surfaces of the side wall plates 10 to 13. For this reason, in a state where the rack cell 1 is stored in the nuclear fuel storage rack A and stored in water, water as a moderator for decelerating fast neutrons can be interposed between the adjacent rack cells 1. As a result, not only can the neutrons be absorbed by the radiation absorbers of the side wall plates 10 to 13 of the rack cell 1, but also fast neutrons can be decelerated using this water as a water trap. As a result, criticality safety can be ensured.
  • the rack cell 20 of the present embodiment includes a cell main body comprising a plurality of side wall plates 10 to 13 that form a nuclear fuel storage space 8 for storing the nuclear fuel assembly 7, as shown in FIGS. 9 and a fastening mechanism 21 that fastens the plurality of side wall plates 10 to 13 of the cell main body 9.
  • the nuclear fuel storage space 8 is formed in a square shape using four side wall plates 10 to 13, as in the first embodiment.
  • Each of the side wall plates 10 to 13 is made of boron-added stainless steel, aluminum added with boron (boron carbide), iron alloy or non-ferrous metal added with gadolinium, or iron alloy or non-ferrous metal added with both boron and gadolinium. It is formed using a material (radiation absorber) having excellent neutron absorption performance.
  • each of the side wall plates 10 to 13 of the present embodiment is formed with protrusions 16 and recesses 17 arranged alternately in the vertical direction T1 on one side end side and the other side end side, respectively.
  • the cell main body 9 engages each protrusion part 16 and the recessed part 17 while making adjacent side wall plates (10 and 11, 11 and 12, 12 and 13, 13 and 10) orthogonal, and four sheets Assemble the side wall plates 10-13.
  • the nuclear fuel storage space 8 having a rectangular cross section is formed.
  • the fastening mechanism 21 includes an L-shaped bracket 22 and a fastener 23.
  • the L-shaped bracket 22 is formed in an L-shaped cross section.
  • the one side 22a and the other side 22b orthogonal to the one side 22a are each formed with a length approximately equal to the length from the base end of the protruding portion 16 of the side wall plates 10 to 13 to the tip in the protruding direction.
  • the L-shaped bracket 22 of the present embodiment is formed with a length (height) in the direction of the axis O1 substantially equal to the height of each of the side wall plates 10-13.
  • a plurality of through holes 24 are formed in the one side portion 22a and the other side portion 22b of the L-shaped bracket 22 with a predetermined interval in the direction of the axis O1.
  • the L-shaped metal fitting 22 has one projecting portion 16 projecting outward from the outer surface of one side wall plate 10 to 13 in contact with the outer surface of one side portion 22a, and one projecting from the outer surface of the other side wall plate 10 to 13.
  • the other projecting portion 16 that projects perpendicularly to the portion 16 and projects outward is brought into contact with the outer surface of the other side portion 22b.
  • a plurality of through holes 24 respectively formed in the one side portion 22a and the other side portion 22b of the L-shaped metal fitting 22 are formed as protruding portions of the one side wall plate 10-13.
  • the 16 insertion holes 18 communicate with the insertion holes 18 of the protrusions 16 of the other side wall plates 10 to 13.
  • the L-shaped brackets 22 installed at the four corners of the cell body 9 are respectively inserted into the insertion holes 18 of the projecting portions 16 of the side wall plates 10 to 13 and the through-holes 24 of the L-shaped bracket 22 with bolts ( Nuts), small screws, rivets, or split pins 23 are inserted and fastened.
  • the protruding portions 16 of the adjacent side wall plates (10 and 11, 11 and 12, 12 and 13, 13 and 10) are fastened (connected) via the L-shaped bracket 22 and the fastener 23.
  • the four side wall plates 10 to 13 that form the nuclear fuel storage space 8 having a square cross section are reliably and firmly integrated, and the rack cell 20 is formed.
  • the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 10 to 13 are engaged with each other, and the outer side surfaces of the side wall plates 10 to 13 are moved outward.
  • the protruding protrusions 16 are connected to each other by the fastening mechanism 21, and the rack cell 20 can be formed without using welding. For this reason, it is possible to eliminate the risk that distortion occurs due to welding as in the prior art, and quality such as radiation shielding performance deteriorates. Therefore, a highly reliable nuclear fuel storage rack B can be realized.
  • the rack cell 20 is formed by engaging the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 10 to 13 and engaging the protrusions 16 outward from the outer surfaces of the side wall plates 10 to 13. For this reason, in the state which stored the rack cell 20 in the nuclear fuel storage rack B and stored in water, water can be interposed between the adjacent rack cells 20 as a moderator for decelerating fast neutrons. Thus, not only can the neutrons be absorbed by the radiation absorbers of the side wall plates 10 to 13 of the rack cell 20, but also the fast neutrons can be decelerated using this water as a water trap. As a result, criticality safety can be ensured.
  • the rack cell 30 of the present embodiment includes a cell main body 35 including a plurality of side wall plates (plate members) 31 to 34 that form a nuclear fuel storage space 8 that stores the nuclear fuel assembly 7, and a cell main body 35. And a fastening mechanism 36 for fastening the plurality of side wall plates 31 to 34.
  • the nuclear fuel storage space 8 is formed in a square cross section using four side wall plates 31-34.
  • Each of the side wall plates 31 to 34 is made of boron-added stainless steel, aluminum added with boron (boron carbide), iron alloy or non-ferrous metal added with gadolinium, or iron alloy or non-ferrous metal added with both boron and gadolinium. It is formed using a material (radiation absorber) having excellent neutron absorption performance.
  • each of the side wall plates 31 to 34 includes protrusions 16 and recesses 17 alternately arranged in the vertical direction T1 on one side end side and the other side end side, respectively. Is formed. Further, the first and second side wall plates 31 and 33 and the third and fourth side wall plates 32 and 34 are formed by shifting the arrangement of the protruding portion 16 and the concave portion 17.
  • the side wall plates 31 to 34 of the present embodiment are formed by providing slits (grooves) 37 in which each protruding portion 16 extends from the distal end to the proximal end side.
  • the slit 37 is formed at the approximate center in the height direction (length direction) of each protrusion 16.
  • the cell main body 35 is the same as the first and second embodiments, while the adjacent side wall plates (31 and 32, 32 and 33, 33 and 34, 34 and 31) are orthogonal to each other, the protruding portion 16 and the concave portion. 17 is engaged, and the four side wall plates 31 to 34 are assembled. Thereby, the nuclear fuel storage space 8 having a rectangular cross section is formed.
  • the fastening mechanism 36 of the present embodiment includes a plurality of lashing brackets 38 and fastening tools 39 as shown in FIGS. 7, 9 and 10.
  • the securing metal fitting 38 is formed using stainless steel or a material excellent in neutron absorption performance.
  • the lashing bracket 38 includes four rectangular flat plate-like lashing plates 40, 41, 42, and 43 and three hinges 44, 45, and 46 that rotatably connect the lashing plates 40 to 43. It is configured.
  • the lashing bracket 38 includes a first hinge 44 at one end of the first lashing plate 40 and the other end of the second lashing plate 41, and one end of the second lashing plate 41 and the third lashing plate 42.
  • the end is connected to the second hinge 45, and one end of the third lashing plate 42 and the other end of the fourth lashing plate 43 are connected to the third hinge 46 so as to be rotatable around a rotation axis extending in the vertical direction T1. Is formed.
  • the first lashing plate 40 is connected to the lower end of the rotation pin of the first hinge 44
  • the third lashing plate 42 is connected to the lower end of the rotation pin of the second hinge 45.
  • the securing metal fitting 38 is formed by arranging the plate 40 and the third securing plate 42 at the same height position in the vertical direction T1.
  • the second lashing plate 41 is connected to the upper ends of the rotation pins of the first hinge 44 and the second hinge 45
  • the lower ends of the rotation pins of the third hinge 46 are connected to the third lashing plate 42.
  • a fourth securing plate 43 is connected to the upper end of the rotation pin of the third hinge 46.
  • the securing metal fitting 38 arrange
  • the interval between the slits 37 between the protruding portions 16 adjacent to each other in the vertical direction, and the first The securing metal fitting 38 is formed such that the distances in the vertical direction T1 between the securing plate 40 and the third securing plate 42 and the second securing plate 41 and the fourth securing plate 43 are the same.
  • through holes 47 and 48 are formed on the other end side of the first lashing plate 40 and one end side of the fourth lashing plate 43, respectively.
  • the fourth lashing plate 43 is rotated by the third hinge 46 so that the through holes 47 and 48 of the first lashing plate 40 and the fourth lashing plate 43 communicate with each other, and bolts (nuts), machine screws
  • a fastener 39 such as a rivet or a split pin is inserted into the through holes 47 and 48.
  • the other end of the first lashing plate 40 and one end of the fourth lashing plate 43 are connected.
  • the first hinge 44 and the second hinge 45 are rotated up and down.
  • the first lashing plate 40 and the third lashing plate 42 are fitted into the lower slit 37 between the adjacent protrusions 16, and the second lashing plate 41 is fitted into the upper slit 37.
  • the fourth tying plate 43 is rotated by the third hinge 46, the fourth tying plate 43 is fitted into the upper slit 37, and the first tying plate 40 and the fourth tying plate 43 that are communicated with each other pass through.
  • the fastening tool 39 is inserted into the holes 47 and 48 to connect the first securing plate 40 and the fourth securing plate 43.
  • the protruding portions 16 of the adjacent side wall plates are fastened (connected) by the securing plates 40 to 43.
  • the four side wall plates 31 to 34 forming the nuclear fuel storage space 8 having a rectangular cross section are securely and firmly secured and integrated to form the rack cell 30.
  • bolts and nuts are used as the first hinge 44, the second hinge 45, and the third hinge 46 (rotary pins of the hinges 44, 45, 46).
  • each hinge 44, 45, 46 is comprised using a volt
  • the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 31 to 34 are engaged with each other, and the outer surfaces of the side wall plates 31 to 34 are engaged.
  • the rack cells 30 can be formed without using welding by connecting the protrusions 16 protruding outward from each other by the fastening mechanism 36. For this reason, it is possible to eliminate the risk that distortion occurs due to welding as in the prior art, and quality such as radiation shielding performance deteriorates. Therefore, a highly reliable nuclear fuel storage rack C can be realized.
  • the rack cell 30 is formed by engaging the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 31 to 34 and engaging the protrusions 16 outward from the outer surfaces of the side wall plates 31 to 34. For this reason, in a state where the rack cell 30 is stored in the nuclear fuel storage rack C and stored in water, water can be interposed between the adjacent rack cells 30 as a moderator for decelerating fast neutrons. As a result, not only can the neutrons be absorbed by the radiation absorbers of the side wall plates 31 to 34 of the rack cell 30, but also fast neutrons can be decelerated using this water as a water trap. As a result, criticality safety can be ensured.
  • the nuclear fuel storage rack D of the present embodiment is composed of a rack cell 1 that stores a nuclear fuel assembly 7, and has a plurality of cell insertion holes 2 for storing the rack cell 1.
  • the main body 3 is not provided.
  • the rack cell of the first embodiment is used as the rack cell 1.
  • the nuclear fuel storage rack D of the present embodiment is configured by arranging a plurality of rack cells 1 in the horizontal and vertical directions and connecting the adjacent rack cells 1 in the vertical and horizontal directions. Further, the adjacent rack cells 1 are connected by connecting the protruding portions 16 of the adjacent rack cells 1 arranged so as to abut each other on the same straight line in the vertical direction and the horizontal direction with the connecting metal fitting 50. They are connected to each other. At this time, the connecting metal fitting 50 is provided with a through hole 51 that communicates with the communication hole 18 of the protruding portion 16 where the tips of each other are attached.
  • the connecting metal fitting 50 is arranged at a predetermined position to allow the through hole 51 to communicate with the communication hole 18 of each projecting portion 16, and a fastener 52 such as a bolt (nut), a small screw, a rivet, or a split pin is inserted.
  • a fastener 52 such as a bolt (nut), a small screw, a rivet, or a split pin is inserted.
  • each protrusion 16 and the connecting metal fitting 50 of the adjacent rack cell 1 are fastened.
  • the adjacent rack cells 1 are connected via the connecting metal fitting 50 and the fastening tool 52, and the plurality of rack cells 1 arranged in the horizontal and vertical directions are integrally connected to form the nuclear fuel storage rack D of the present embodiment. Is formed.
  • the water (borate water or pure water) in the storage pit of the nuclear fuel storage facility is stored in a state where the nuclear fuel assembly 7 is stored in the nuclear fuel storage space 8 of each rack cell 1. ) Stored in and stored.
  • the rack cell 1, in particular, the nuclear fuel storage rack D is formed without using welding. For this reason, distortion does not occur with welding as in the conventional case, and there is no possibility that quality such as radiation shielding performance will be deteriorated.
  • the rack cell 1 is formed in a state in which the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 10 to 13 are engaged with each other and the protrusions 16 protrude outward from the outer surfaces of the side wall plates 10 to 13, and the tips of each other are butted together.
  • the nuclear fuel storage rack D is formed by connecting the protruding portions 16 of the adjacent rack cells 1 with the connecting metal fitting 50 and the fastening tool 52. Therefore, a space P is formed between the outer surfaces of the opposing side wall plates 10 to 13 of each rack cell 1 by the protrusions 16.
  • the nuclear fuel storage rack D according to this embodiment including the plurality of rack cells 1 storing the nuclear fuel assemblies 7 is stored in water, and the nuclear fuel storage space 8 of each rack cell 1 is filled with water, and adjacent rack cells are stored.
  • the space P between the side wall plates 10 to 13 facing each other is also filled with water.
  • the space P between the side wall plates 10 to 13 of the adjacent rack cells 1 facing each other is filled with water.
  • the fast neutrons emitted from the nuclear fuel assembly 7 are decelerated and converted into thermal neutrons, and the neutrons are absorbed by the radiation absorbers such as boron and gadolinium added to the side wall plates 10 to 13.
  • the protrusions 16 of the side wall plates 10 to 13 are engaged with the recesses 17 so that the protrusions 16 protruding outward from the outer surfaces of the side wall plates 10 to 13 are formed. It is formed by connecting a plurality of rack cells 1 that are connected by the fastening mechanisms 14 and 52 and are not used for welding. For this reason, it is possible to eliminate the risk that distortion occurs due to welding as in the prior art, and quality such as radiation shielding performance deteriorates. Therefore, a highly reliable nuclear fuel storage rack D can be realized.
  • the rack cell 1 is formed by engaging the protrusions 16 and the recesses 17 of the side wall plates 10 to 13 and engaging the protrusions 16 outward from the outer surfaces of the side wall plates 10 to 13. For this reason, in the state which stored the nuclear fuel storage rack D in water, the water as a moderator which decelerates a fast neutron can be interposed between the adjacent rack cells 1. As a result, not only can the neutrons be absorbed by the radiation absorbers of the side wall plates 10 to 13 of the rack cell 1, but also fast neutrons can be decelerated using this water as a water trap. As a result, criticality safety can be ensured.
  • the present embodiment relates to a nuclear fuel storage rack having the same configuration as that of the fourth embodiment.
  • symbol is attached
  • the nuclear fuel storage rack E of the present embodiment is configured by arranging a plurality of rack cells 1 in the horizontal and vertical directions and connecting the rack cells 1 adjacent in the vertical and horizontal directions. Moreover, the adjacent rack cell 1 is connected by connecting the protrusion parts 16 of the adjacent rack cell 1 arrange
  • the nuclear fuel storage rack E of the present embodiment is formed such that each rack cell 1 can be divided into a plurality of height directions.
  • the height of the rack cell 1 having a height of 4 m to 5 m is divided into a plurality of heights.
  • the rack cell 1 is formed with the joints M of the divided cells 53 adjacent in the vertical direction being stepped.
  • the seams M of the adjacent rack cells 1 are arranged at different height positions in the vertical direction T1, that is, the height positions of the seams M of the adjacent rack cells 1 are shifted so that each rack cell 1, particularly a nuclear fuel storage rack. E is formed.
  • the rack cell 1 is long in the height direction T1, and the nuclear fuel storage space 8 is not wide enough for a person to enter. For this reason, in the rack cell 1 of 4th Embodiment, a special tool is required in order to clamp
  • the nuclear fuel storage rack E of the present embodiment is formed so that the rack cell 1 can be divided. Therefore, in addition to the operational effects shown in the first to fourth embodiments, the divided cells 53 can be connected by the fasteners 52 and 14 while being stacked one after another, and the rack cell 1 shown in the first to fourth embodiments. In comparison with the above, it is possible to easily assemble the rack cell 1 and thus the nuclear fuel storage rack E without requiring a special tool. Assuming that the fastening tool 52 is fastened with a long ratchet wrench, the rack cell 1 is preferably formed with the height of the divided cell 53 being about 0.2 m to 1.5 m.
  • the nuclear fuel storage rack E is formed by shifting the height position of the seam M of the adjacent rack cells 1, it is possible to obtain an effect of blocking neutrons leaking from the seam M.
  • the insertion holes 18 are provided in all the protrusions 16 of the side wall plates 10 to 11, and in the second embodiment, the insertion holes of all the protrusions 16 are provided in the L-shaped metal fitting 22.
  • the L-shaped bracket 22 and the protruding portion 16 may be fastened by the fastening tool 23 only on the upper end side and the lower end side of the rack cell 20. At this time, L-shaped metal fittings may be provided only on the upper end side and the lower end side.
  • a space bar (spacer) 60 may be inserted between the upper and lower L-shaped brackets 22 as shown in FIGS.
  • the space bar 60 may be a steel pipe such as a square steel pipe, a steel bar, an angle steel, or an X bar, and the cross-sectional shape is not particularly limited.
  • the space bar 60 is made of stainless steel or a material excellent in neutron absorption capability.
  • the plate material forming the cell storage portion 6 of the rack body 3 and the protruding portions 16 of the first and second side wall plates 10 and 12 are used. Between the plate material and the projections 16 of the second and third side wall plates 12 and 11, between the plate material and the projections 16 of the third and fourth side wall plates 11 and 13, and between the plate material and the fourth and fourth. 1 Inserted between the side wall plates 13 and 10 and the protruding portion 16. Thereby, the rack cell 20 can be stably held, and the nuclear fuel storage space 8 can be preferably formed.
  • the space bar 60 may be inserted over the entire height of the rack cell 20. In this case, the L-shaped bracket 22 and the fastener 23 of this embodiment can be eliminated.
  • the fastening mechanisms 14, 21, 23, 36, 50, and 52 are installed substantially evenly from the upper end to the lower end of the rack cells 1, 20, and 30.
  • the fastening mechanisms 14, 21, 23, 36, 50, 52 may be provided only in the portion disposed at a height position substantially equal to the grid 15 of the nuclear fuel assembly 7. That is, the installation position of the fastening mechanism may be appropriately selected.
  • the securing bracket 38 of the fastening mechanism stage 36 includes four securing plates 40 to 43, and three hinges 44 that rotatably connect the adjacent securing plates 40 to 43. , 45, 46.
  • the securing bracket of the fastening mechanism includes a first securing plate 61 that is L-shaped in plan view, and a first end that is connected to one end of the first securing plate 61.
  • a second lashing plate 63 rotatably connected by a hinge 62, and fastened to through holes 64, 65 formed on the other end side of the first lashing plate 61 and one end side of the second lashing plate 63.
  • the cell body 35 may be secured by inserting the tool 39.
  • a nuclear fuel storage rack may be configured by connecting a plurality of the rack cells 20 and 30 of the second and third embodiments.
  • the rack cell 1 is formed with the joint M of the divided cells 53 that are vertically adjacent to each other being stepped.
  • the shape of the joint M of the divided cells 53 is not limited to this, and may be any shape.
  • the joint M may be formed obliquely.
  • the seam M may be formed in a different shape for each of the side wall plates 10 to 13 of the rack cell 1. Even in this case, it is possible to obtain an effect of blocking neutrons leaking from the joint M, as in the case of shifting the position of the joint M of the adjacent rack cells 1.
  • the present invention may of course combine the configurations of the first to fifth embodiments as appropriate, including the above modification.
  • the protrusions and recesses of each plate member are engaged, and the protrusions protruding outward from the outer surface of each plate member are connected by a fastening mechanism, and welding is used.
  • a rack cell can be formed. For this reason, it is possible to eliminate the risk that distortion occurs due to welding and the quality such as radiation shielding performance deteriorates as in the prior art. As a result, a highly reliable nuclear fuel storage rack can be realized.
  • the rack cell is formed by engaging the protrusions and recesses of each plate member, and projecting the protrusions outward from the outer surface of the plate member.

Abstract

　核燃料集合体を収納する複数のラックセル（１）を備えた核燃料貯蔵用ラックであって、ラックセル（１）は、放射線吸収材を含んでなり、核燃料集合体を収納する核燃料収納空間（８）を形成するように立設される複数の板部材（１０～１３）と、複数の板部材（１０～１３）を締結する締結手段（１４）とを備える。また、板部材（１０～１３）を、上下方向（Ｔ１）に延びる一側端と他側端からそれぞれ横方向外側に突出する突出部（１６）と、突出部（１６）によって一側端側と他側端側に形成される凹部（１７）とを備えて形成する。そして、締結手段（１４）によって、各板部材（１０～１３）の外面から横方向外側に突出する突出部（１６）同士を締結する。

Description

核燃料貯蔵用ラック
　本発明は、核燃料貯蔵施設の貯蔵ピット内の水中に、核燃料集合体を収納した状態で貯蔵される核燃料貯蔵用ラックに関する。本願は、２０１１年２月４日に、日本に出願された特願２０１１－０２２６２３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば、原子力発電所で発生した使用済み核燃料（使用済み核燃料棒）は、核燃料貯蔵施設に貯蔵して保管される。また、使用済み核燃料は、グリッドで束ねた核燃料集合体として燃料貯蔵用ラックのラックセル内に収納し、核燃料貯蔵施設の貯蔵ピット内に貯蔵される。このとき、貯蔵ピットには、水が貯留されており、複数の核燃料貯蔵用ラックを整列配置して水中に貯蔵する。これにより、崩壊熱を冷却除去して臨界未満で保持し、また、放射線を遮蔽するようにしている。
　核燃料貯蔵用ラックは、上下方向に延び、縦横に配列した複数のラックセルが形成されるように構成されている。例えば、核燃料貯蔵用ラックは、ボロン添加ステンレス鋼板を正方格子状に配設し、隣り合う鋼板同士を溶接で接続して製造されたり、ボロン添加ステンレス鋼管の角筒体を千鳥状に配設し、隣り合う角筒体のコーナー部同士を溶接で接続して製造される（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２００２－１８９０９８号公報
　しかしながら、上記した従来の燃料貯蔵用ラックは、ボロン添加ステンレス鋼製の板や角筒体を溶接で接続して形成される。このため、溶接時の熱などで歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれがあった。また、欧米では、中性子吸収性能を有するボロン添加ステンレス鋼を溶接して燃料貯蔵用ラックを製造することは許容されていない。
　このため、溶接することなく燃料貯蔵用ラックを製造することが強く望まれている。
　本発明の一態様によれば、核燃料貯蔵用ラックは、核燃料集合体を収納する複数のラックセルを備え、前記ラックセルは、放射線吸収材を含んでなり、前記核燃料集合体を収納する核燃料収納空間を形成するように立設される複数の板部材と、前記複数の板部材を締結する締結機構とを備える。また、前記板部材が、上下方向に延びる一側端と他側端からそれぞれ横方向外側に突出する突出部と、前記突出部によって一側端側と他側端側に形成される凹部とを備えて形成されている。また、隣り合う前記板部材の前記突出部と前記凹部を係合させて複数の板部材を組み付けた状態で、前記締結機構が、各板部材の外面から横方向外側に突出する前記突出部同士を締結するように構成されている。
　本発明の一態様においては、各板部材（側壁板）の突出部と凹部を係合させ、各板部材の外面から外側に突出した突出部同士を締結機構で締結（連結）する。このため、溶接を用いることなくラックセルを形成することができる。
　本発明の態様に係る核燃料貯蔵用ラックにおいては、各板部材の突出部と凹部を係合させ、各板部材の外面から外側に突出した突出部同士を締結機構で連結して、溶接を用いることなくラックセルを形成することができる。このため、従来のように、溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれを解消することができる。その結果、信頼性の高い核燃料貯蔵用ラックを実現することが可能になる。
　また、ラックセルが、各板部材の突出部と凹部を係合させて組み付け、板部材の外面から外側に突出部を突出させて形成される。このため、核燃料貯蔵用ラックを水中に貯蔵した状態で、隣り合うラックセルの間に、高速中性子を減速させる減速材として、水を介在させることができる。これにより、ラックセルの各板部材の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、この水をウォータートラップとして、高速中性子を減速させることができる。その結果、臨界安全性を確保することが可能になる。
本発明の第１から第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックを示す斜視図である。 図１のＸ１－Ｘ１線矢視図であり、本発明の第１から第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルの側壁板（板部材）と、核燃料集合体を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルを示す斜視図である。 図５のＸ１－Ｘ１線矢視図であり、本発明の第１実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルを示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルの側壁板（板部材）を示す正面図である。 図７のＸ１－Ｘ１線矢視図であり、本発明の第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルを示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルの固縛金具（締結機構）を示す平面図である。 本発明の第４実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックを示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックを示す平面図である。 本発明の第５実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルの変形例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルの変形例を示す斜視図である。 図１５のＸ１－Ｘ１線矢視図であり、本発明の第２実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルの変形例を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックのラックセルの固縛金具（締結機構）の変形例を示す平面図である。 本発明の第５実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックの変形例を示す斜視図である。
　以下、図１から図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックについて説明する。本実施形態は、例えば原子力発電所で発生した使用済み核燃料を核燃料貯蔵施設の貯蔵ピット内の水中に貯蔵して保管するための核燃料貯蔵用ラックに関する。
　本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＡは、図１及び図２に示すように、核燃料集合体を収納するラックセル１と、ラックセル１を収納するためのセル挿入孔２を有するラック本体３とを備えて構成されている。
　ラック本体３は、図１に示すように、方形平板状のベースプレート４と、ベースプレート４の下面から下方に突設された複数の支持脚部５と、ベースプレート４上に一体に設けられ、上下方向に延びる断面方形状のセル挿入孔２を水平方向（横方向）の縦横に複数配列してなるセル収納部６とを備えて構成されている。また、セル収納部６には、例えばステンレス鋼板の板材を格子状に組み付けることで、水平方向の縦横に整列配置された断面方形状のセル挿入孔２が複数形成されている。このとき、セル収納部６は、耐震性を確保しつつ極力薄板を用いて形成されていることが好ましい。
　一方、本実施形態のラックセル１は、図３及び図４に示すように、核燃料集合体７を収納する核燃料収納空間（収容部）８を形成するように立設される複数の側壁板（板部材）１０、１１、１２、及び１３からなるセル本体９と、セル本体９の複数の側壁板１０～１３を締結する締結機構１４とを備えて構成されている。
　加圧水型原子力発電施設に用いる核燃料、特に複数の核燃料棒をグリッド１５で束ねた核燃料集合体７は、方形棒状である（図４参照）。このため、セル本体９は、４枚の側壁板１０～１３を用いて形成され、核燃料収納空間８は、断面方形状に形成されている。
　また、各側壁板１０～１３は、ボロン添加ステンレス鋼、ボロン（炭化ホウ素）を添加したアルミニウム、ガドリニウムを添加した鉄合金又は非鉄金属、あるいはボロンとガドリニウムの双方を添加した鉄合金又は非鉄金属などの中性子吸収性能に優れる材料（放射線吸収材）を用いて形成されている。
　また、本実施形態の各側壁板１０～１３は、上下方向Ｔ１に延びる一側端側に、一側端から内面及び外面（一面及び他面）に沿って横方向外側に突出する突出部１６を設けて、他側端側にも、他側端から内面及び外面に沿って横方向外側に突出する突出部１６を設けて形成されている。　
　さらに、本実施形態において、各側壁板１０～１３は、一側端側と他側端側にそれぞれ、上下方向Ｔ１に所定の間隔をあけて複数の突出部１６を設けて形成されている。すなわち、各側壁板１０～１３は、一側端側と他側端側にそれぞれ、上下方向Ｔ１に交互に配設された突出部１６と凹部１７を備えて形成されている。
　さらに、このとき、一側端側と他端側の一対の突出部１６同士が上下方向Ｔ１の同じ高さ位置に配されるように、各側壁板１０～１３が形成されている。また、４枚の側壁板１０～１３のうち、第１側壁板１０と第２側壁板１２は、上下方向Ｔ１の同じ高さ位置に突出部１６（及び凹部１７）を配して形成されている。一方、第３側壁板１１と第４側壁板１３は、上下方向Ｔ１の同じ高さ位置に突出部１６（及び凹部１７）を配して形成されている。また、第３側壁板１１と第４側壁板１３は、第１及び第２側壁板１０、１２の凹部１７の高さ位置に突出部１６が配されるように形成されている。すなわち、第１及び第２側壁板１０、１２と、第３及び第４側壁板１１、１３とは、突出部１６と凹部１７の配置をずらして形成されている。
　また、各側壁板１０～１３の各突出部１６の所定位置には、内面から外面に貫通する挿通孔１８が形成されている。さらに、各側壁板１０～１３は、一側端から他側端の幅寸法Ｌ１を断面方形状の核燃料集合体７の幅寸法Ｌ２よりも僅かに大きくして形成され、下端から上端の高さ寸法Ｈ１を核燃料集合体７の高さ寸法Ｈ２よりも大きくして形成されている。
　そして、セル本体９は、第１側壁板１０の一側端側と第３側壁板１１の他側端側の同じ高さ位置にある突出部１６と凹部１７同士を係合させ、第１側壁板１０の他側端側と第４側壁板１３の一側端側の同じ高さ位置にある突出部１６と凹部１７同士を係合させる。さらに、セル本体９は、第２側壁板１２の一側端側と第４側壁板１３の他側端側の同じ高さ位置にある突出部１６と凹部１７同士を係合させ、第２側壁板１２の他側端側と第３側壁板１１の一側端側の同じ高さ位置にある突出部１６と凹部１７同士を係合させる。そして、隣り合う側壁板同士（１０と１１、１１と１２、１２と１３、１３と１０）を直交させながら、上記のように互いの突出部１６と凹部１７を係合させて、４枚の側壁板１０～１３を組み付ける。これにより、断面方形状の核燃料収納空間８が形成される。
　締結機構１４は、上記のように組み付けた４枚の側壁板１０～１３を一体に固定するための締付具である。そして、本実施形態では、この締結機構１４としてボルト１４ａとナット１４ｂが用いられている。４枚の側壁板１０～１３を組み付けた状態で、第１側壁板１０と第２側壁板１２の同じ高さ位置で対向する一対の突出部１６の挿通孔１８、第３側壁板１１と第４側壁板１３の同じ高さ位置で対向する一対の突出部１６の挿通孔１８にそれぞれボルト１４ａを挿通してナット１４ｂを締結する。これにより、第１側壁板１０と第２側壁板１２の突出部１６同士、第３側壁板１１と第４側壁板１３の突出部１６同士がそれぞれ、締結機構１４によって締結（連結）される。その結果、断面方形状の核燃料収納空間８を形成する４枚の側壁板１０～１３が、確実且つ強固に一体化し、ラックセル１が形成される。
　本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＡにおいて、ラックセル１の核燃料収納空間８に核燃料集合体７を収納し、ラックセル１をラック本体３のセル挿入孔２に収納した状態で、核燃料貯蔵施設の貯蔵ピット内の水（ほう酸水又は純水）中に貯蔵して保管される。そして、このとき、ラックセル１が溶接を用いずに形成されている。このため、従来のように溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれはない。
　また、図２に示すように、ラックセル１が各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させ、側壁板１０～１３の外面から外側に突出部１６が突出した状態で形成される。このため、ラックセル１をラック本体３のセル挿入孔２に収納した状態で、各側壁板１０～１３の突出部１６によって側壁板１０～１３の外面とセル挿入孔２の内面との間に空間Ｐが形成される。このため、ラックセル１をラック本体３のセル挿入孔２に収納して水中に貯蔵した状態で、ラックセル１の核燃料収納空間８が水で満たされ、各側壁板１０～１３の外面とセル挿入孔２の内面との間Ｐも水で満たされる。
　そして、このようにラックセル１の核燃料収納空間８と、各側壁板１０～１３の外面とセル挿入孔２の内面の間Ｐとに水が満たされている。これにより、核燃料集合体７から放出される高速中性子が減速して熱中性子に変換し、各側壁板１０～１３に添加されているボロン、ガドリニウムなどの放射線吸収材により、中性子が吸収される。上記した構成を有する放射線吸収材は、中性子を効率よく吸収するので、核燃料集合体７の貯蔵間隔を縮めることができ、核燃料を稠密に貯蔵することを可能にする。
　また、このとき、各側壁板１０～１３の外面とセル挿入孔２の内面との間Ｐが水で満たされている。これにより、ラック本体３の各セル挿入孔２に挿入して隣り合うラックセル１の間Ｐに、高速中性子を減速させる減速材（放射線減速材）としての水が介在する。そして、ラックセル１の各側壁板１０～１３の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、この水（ウォータートラップ）によって高速中性子を減速させる。その結果、隣のラックセル１に収納した核燃料に高速中性子が影響して臨界になることが確実に防止される。
　したがって、本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＡにおいて、各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させ、各側壁板１０～１３の外面から外側に突出した突出部１６同士を締結機構１４で連結し、溶接を用いることなくラックセル１を形成することができる。このため、従来のように溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれを解消することができる。よって、信頼性の高い核燃料貯蔵用ラックＡを実現することが可能になる。
　また、ラックセル１が、各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させて組み付け、側壁板１０～１３の外面から外側に突出部１６を突出させて形成される。このため、核燃料貯蔵用ラックＡにラックセル１を収納して水中に貯蔵した状態で、隣り合うラックセル１の間Ｐに、高速中性子を減速させる減速材としての水を介在させることができる。これにより、ラックセル１の各側壁板１０～１３の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、この水をウォータートラップとして高速中性子を減速させることができる。その結果、臨界安全性を確保することが可能になる。
　次に、図１、図２、図５及び図６を参照し、本発明の第２実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックについて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対してラックセルの構成のみが異なる。よって、本実施形態では、第１実施形態と同様の構成に対して同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　本実施形態のラックセル２０は、第１実施形態と同様、図５及び図６に示すように、核燃料集合体７を収納する核燃料収納空間８を形成する複数の側壁板１０～１３からなるセル本体９と、セル本体９の複数の側壁板１０～１３を締結する締結機構２１とを備えて構成されている。
　セル本体９は、第１実施形態と同様に、核燃料収納空間８が４枚の側壁板１０～１３を用いて断面方形状に形成されている。また、各側壁板１０～１３は、ボロン添加ステンレス鋼、ボロン（炭化ホウ素）を添加したアルミニウム、ガドリニウムを添加した鉄合金又は非鉄金属、あるいはボロンとガドリニウムの双方を添加した鉄合金又は非鉄金属などの中性子吸収性能に優れる材料（放射線吸収材）を用いて形成されている。
　また、本実施形態の各側壁板１０～１３は、一側端側と他側端側にそれぞれ、上下方向Ｔ１に交互に配設された突出部１６と凹部１７を備えて形成されている。そして、セル本体９は、隣り合う側壁板同士（１０と１１、１１と１２、１２と１３、１３と１０）を直交させながら互いの突出部１６と凹部１７を係合させて、４枚の側壁板１０～１３を組み付ける。これにより、断面方形状の核燃料収納空間８が形成される。
　一方、本実施形態において、締結機構２１は、Ｌ形金具２２と、締付具２３とで構成されている。Ｌ形金具２２は、断面Ｌ字状に形成されている。また、一辺部２２ａとこの一辺部２２ａに直交する他辺部２２ｂとがそれぞれ、側壁板１０～１３の突出部１６の基端から突出方向先端までの長さと略同等の長さで形成されている。また、本実施形態のＬ形金具２２は、軸線Ｏ１方向の長さ（高さ）を各側壁板１０～１３の高さと略同等の寸法にして形成されている。さらに、Ｌ形金具２２の一辺部２２ａと他辺部２２ｂにはそれぞれ、軸線Ｏ１方向に所定の間隔をあけて複数の貫通孔２４が形成されている。
　そして、この締結機構２１では、隣り合う側壁板同士（１０と１１、１１と１２、１２と１３、１３と１０）を直交させながら互いの突出部１６と凹部１７を係合させて４枚の側壁板１０～１３を組み付けたセル本体９の４つのコーナー部にそれぞれ、Ｌ形金具２２を設置する。このとき、Ｌ形金具２２は、その上端と下端を各側壁板１０～１３の上端と下端の高さ位置にそれぞれ合わせ、角部をコーナー部に合わせて設置される。さらに、Ｌ形金具２２は、一方の側壁板１０～１３の外面から外側に突出する一方の突出部１６に一辺部２２ａの外面を接触させ、他方の側壁板１０～１３の外面から一方の突出部１６に直交して外側に突出する他方の突出部１６に他辺部２２ｂの外面を接触させて設置される。また、上記した構成を有するＬ形金具２２を設置すると、Ｌ形金具２２の一辺部２２ａと他辺部２２ｂにそれぞれ形成された複数の貫通孔２４が、一方の側壁板１０～１３の突出部１６の挿通孔１８と他方の側壁板１０～１３の突出部１６の挿通孔１８に連通する。
　次に、セル本体９の４つのコーナー部にそれぞれ設置したＬ形金具２２を、互いに連通した側壁板１０～１３の突出部１６の挿通孔１８とＬ形金具２２の貫通孔２４に、ボルト（ナット）、小ネジ、リベット、又は割ピンなどの締付具２３を挿通して締結する。これにより、隣り合う側壁板（１０と１１、１１と１２、１２と１３、１３と１０）の突出部１６同士が、Ｌ形金具２２と締付具２３を介して締結（連結）される。その結果、断面方形状の核燃料収納空間８を形成する４枚の側壁板１０～１３が確実且つ強固に一体化し、ラックセル２０が形成される。
　そして、第１実施形態と同様、本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＢにおいても、各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させ、各側壁板１０～１３の外面から外側に突出した突出部１６同士を締結機構２１で連結して、溶接を用いることなくラックセル２０を形成することができる。このため、従来のように溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれを解消することができる。よって、信頼性の高い核燃料貯蔵用ラックＢを実現することが可能になる。
　また、ラックセル２０が、各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させて組み付け、側壁板１０～１３の外面から外側に突出部１６を突出させて形成される。このため、核燃料貯蔵用ラックＢにラックセル２０を収納して水中に貯蔵した状態で、隣り合うラックセル２０の間に、高速中性子を減速させる減速材として、水を介在させることができる。
　これにより、ラックセル２０の各側壁板１０～１３の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、この水をウォータートラップとして高速中性子を減速させることができる。その結果、臨界安全性を確保することが可能になる。
　次に、図７から図１０を参照し、本発明の第３実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックについて説明する。本実施形態は、第１及び第２実施形態に対してラックセルの構成のみが異なる。よって、本実施形態では、第１及び第２実施形態と同様の構成に対して同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　本実施形態のラックセル３０は、図７に示すように、核燃料集合体７を収納する核燃料収納空間８を形成する複数の側壁板（板部材）３１～３４からなるセル本体３５と、セル本体３５の複数の側壁板３１～３４を締結する締結機構３６とを備えて構成されている。
　セル本体３５は、核燃料収納空間８が４枚の側壁板３１～３４を用いて断面方形状に形成されている。また、各側壁板３１～３４は、ボロン添加ステンレス鋼、ボロン（炭化ホウ素）を添加したアルミニウム、ガドリニウムを添加した鉄合金又は非鉄金属、あるいはボロンとガドリニウムの双方を添加した鉄合金又は非鉄金属などの中性子吸収性能に優れる材料（放射線吸収材）を用いて形成されている。
　また、各側壁板３１～３４は、図７及び図８に示すように、一側端側と他側端側にそれぞれ、上下方向Ｔ１に交互に配設された突出部１６と凹部１７を備えて形成されている。
　また、第１及び第２側壁板３１、３３と、第３及び第４側壁板３２、３４とは、突出部１６と凹部１７の配置をずらして形成されている。
　さらに、本実施形態の側壁板３１～３４は、各突出部１６が先端から基端側に延びるスリット（溝）３７を設けて形成されている。また、このスリット３７は、各突出部１６の高さ方向（長さ方向）略中央に形成されている。そして、セル本体３５は、第１及び第２実施形態と同様、隣り合う側壁板同士（３１と３２、３２と３３、３３と３４、３４と３１）を直交させながら互いの突出部１６と凹部１７を係合させて、４枚の側壁板３１～３４を組み付ける。これにより、断面方形状の核燃料収納空間８が形成される。
　一方、本実施形態の締結機構３６は、図７、図９及び図１０に示すように、複数の固縛金具３８と締付具３９で構成されている。固縛金具３８は、ステンレス鋼や中性子吸収性能に優れる材料を用いて形成されている。固縛金具３８は、４枚の矩形平板状の固縛板４０、４１、４２、４３とこれら固縛板４０～４３を回動可能に接続する３つのヒンジ４４、４５、４６とを備えて構成されている。また、固縛金具３８は、第１固縛板４０の一端と第２固縛板４１の他端を第１ヒンジ４４で、第２固縛板４１の一端と第３固縛板４２の他端を第２ヒンジ４５で、第３固縛板４２の一端と第４固縛板４３の他端を第３ヒンジ４６でそれぞれ、上下方向Ｔ１に延びる回動軸周りに回動可能に接続して形成されている。
　また、このとき、第１固縛板４０が第１ヒンジ４４の回転ピンの下端に接続され、第３固縛板４２が第２ヒンジ４５の回転ピンの下端に接続され、これら第１固縛板４０と第３固縛板４２を上下方向Ｔ１の同じ高さ位置に配して、固縛金具３８が形成されている。さらに、第１ヒンジ４４の回転ピンと第２ヒンジ４５の回転ピンの上端に第２固縛板４１が接続され、第３固縛板４２に第３ヒンジ４６の回転ピンの下端が接続され、この第３ヒンジ４６の回転ピンの上端に第４固縛板４３が接続されている。これにより、固縛金具３８は、第２固縛板４１と第４固縛板４３を、上下方向Ｔ１の同じ高さ位置に配して、第１固縛板４０と第３固縛板４２よりも回転ピンの長さ分だけ上方に配して形成されている。
　また、突出部１６と凹部１７を係合させて４枚の側壁板３１～３４を組み付けてセル本体３５を形成した状態で、上下に隣り合う突出部１６同士のスリット３７の間隔と、第１固縛板４０及び第３固縛板４２と第２固縛板４１及び第４固縛板４３との上下方向Ｔ１の間隔が同じになるようにして、固縛金具３８が形成されている。
　さらに、第１固縛板４０の他端側と第４固縛板４３の一端側にはそれぞれ、貫通孔４７、４８が形成されている。そして、第３ヒンジ４６で第４固縛板４３を回動させ、第１固縛板４０と第４固縛板４３の互いの貫通孔４７、４８が連通し、ボルト（ナット）、小ネジ、リベット、割ピンなどの締付具３９を貫通孔４７、４８に挿通する。これにより、第１固縛板４０の他端と第４固縛板４３の一端が接続される。
　そして、突出部１６と凹部１７を係合させて４枚の側壁板３１～３４を組み付けてセル本体３５を形成した段階で、第１ヒンジ４４と第２ヒンジ４５で回動させながら、上下に隣り合う突出部１６同士の下方のスリット３７に第１固縛板４０と第３固縛板４２を嵌め込み、また、上方のスリット３７に第２固縛板４１を嵌め込む。さらに、第３ヒンジ４６で第４固縛板４３を回動させ、この第４固縛板４３を上方のスリット３７に嵌め込み、連通した第１固縛板４０と第４固縛板４３の貫通孔４７、４８に締付具３９を挿通して、第１固縛板４０と第４固縛板４３を接続する。
　これにより、隣り合う側壁板（３１と３２、３２と３３、３３と３４、３４と３１）の突出部１６同士が各固縛板４０～４３によって締結（連結）される。その結果、断面方形状の核燃料収納空間８を形成する４枚の側壁板３１～３４が確実且つ強固に固縛されて一体化し、ラックセル３０が形成される。また、本実施形態では、図７に示すように第１ヒンジ４４と第２ヒンジ４５と第３ヒンジ４６（各ヒンジ４４、４５、４６の回転ピン）として、ボルトとナットを用いている。そして、ボルト、ナットを用いて各ヒンジ４４、４５、４６を構成すると、締め付けることが可能になる。このため、この締め付けによってセル本体３５の形状を強固に保持することが可能になる。その結果、マテリアルハンドリングが容易になるという効果も得ることができる。
　そして、第１及び第２実施形態と同様、本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＣにおいても、各側壁板３１～３４の突出部１６と凹部１７を係合させ、各側壁板３１～３４の外面から外側に突出した突出部１６同士を締結機構３６で連結して、溶接を用いることなくラックセル３０を形成することができる。このため、従来のように溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれを解消することができる。よって、信頼性の高い核燃料貯蔵用ラックＣを実現することが可能になる。
　また、ラックセル３０が、各側壁板３１～３４の突出部１６と凹部１７を係合させて組み付け、側壁板３１～３４の外面から外側に突出部１６を突出させて形成される。このため、核燃料貯蔵用ラックＣにラックセル３０を収納して水中に貯蔵した状態で、隣り合うラックセル３０の間に、高速中性子を減速させる減速材として、水を介在させることができる。
　これにより、ラックセル３０の各側壁板３１～３４の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、この水をウォータートラップとして高速中性子を減速させることができる。その結果、臨界安全性を確保することが可能になる。
　次に、図１１及び図１２を参照し、本発明の第４実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックについて説明する。本実施形態では、第１から第３実施形態と同様の構成に対して同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＤは、図１及び図２に示すように、核燃料集合体７を収納するラックセル１で構成され、ラックセル１を収納するための複数のセル挿入孔２を有するラック本体３を備えずに構成されている。また、本実施形態では、ラックセル１として第１実施形態のラックセルを用いる。
　そして、本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＤは、ラックセル１を水平方向の縦横に複数整列配置し、縦横に隣り合うラックセル１同士を接続して構成されている。また、水平方向の縦方向及び横方向の同一直線上で、互いの先端同士を突き合わせて配設される隣り合うラックセル１の突出部１６同士を連接金具５０で接続することによって、隣り合うラックセル１同士が接続されている。このとき、連接金具５０には、互いの先端同士を付き合わせた突出部１６の連通孔１８に連通させる貫通孔５１が設けられている。そして、連接金具５０を所定位置に配置して各突出部１６の連通孔１８に貫通孔５１を連通させるとともに、ボルト（ナット）、小ネジ、リベット、割ピンなどの締付具５２を挿通することで、隣り合うラックセル１の各突出部１６と連接金具５０を締結する。これにより、連接金具５０及び締付具５２を介して、隣り合うラックセル１が接続され、水平方向の縦横に整列配置した複数のラックセル１が一体に接続されて本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＤが形成される。
　上記した構成を有する本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＤは、各ラックセル１の核燃料収納空間８に核燃料集合体７を収納した状態で、核燃料貯蔵施設の貯蔵ピット内の水（ほう酸水又は純水）中に貯蔵して保管される。そして、このとき、ラックセル１、特に核燃料貯蔵用ラックＤが溶接を用いずに形成されている。このため、従来のように溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれはない。
　また、ラックセル１が各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させ、側壁板１０～１３の外面から外側に突出部１６が突出した状態で形成され、互いの先端同士を突き合わせ、隣り合うラックセル１の突出部１６同士を連接金具５０及び締付具５２で接続して核燃料貯蔵用ラックＤが形成されている。このため、突出部１６によって、各ラックセル１の対向する側壁板１０～１３の外面同士の間に空間Ｐが形成される。よって、核燃料集合体７を収納した複数のラックセル１からなる本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＤは、水中に貯蔵した状態で、各ラックセル１の核燃料収納空間８が水で満たされ、隣り合うラックセル１の互いに対向する側壁板１０～１３の間Ｐも水で満たされる。
　そして、隣り合うラックセル１の互いに対向する側壁板１０～１３の間Ｐに水が満たされている。これにより、核燃料集合体７から放出される高速中性子を減速して熱中性子に変換し、各側壁板１０～１３に添加されているボロン、ガドリニウムなどの放射線吸収材により、中性子が吸収される。
　また、ラックセル１の各側壁板１０～１３の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、隣り合うラックセル１の互いに対向する側壁板１０～１３の間Ｐの水によって高速中性子を減速させる。これにより、隣のラックセル１に収納した核燃料に高速中性子が影響して臨界になることを確実に防止する。
　したがって、本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＤにおいては、各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させ、各側壁板１０～１３の外面から外側に突出した突出部１６同士を締結機構１４、５２で連結し、溶接を用いることなく形成した複数のラックセル１を接続して形成されている。このため、従来のように溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれを解消することができる。よって、信頼性の高い核燃料貯蔵用ラックＤを実現することが可能になる。
　また、ラックセル１は、各側壁板１０～１３の突出部１６と凹部１７を係合させて組み付け、側壁板１０～１３の外面から外側に突出部を突出させて形成される。このため、核燃料貯蔵用ラックＤを水中に貯蔵した状態で、隣り合うラックセル１の間に、高速中性子を減速させる減速材としての水を介在させることができる。これにより、ラックセル１の各側壁板１０～１３の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、この水をウォータートラップとして高速中性子を減速させることができる。その結果、臨界安全性を確保することが可能になる。
　次に、図１３を参照し、本発明の第５実施形態に係る核燃料貯蔵用ラックについて説明する。本実施形態は、第４実施形態と同様の構成を備えた核燃料貯蔵用ラックに関する。このため、本実施形態では、第４実施形態と同様の構成に対して同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＥは、図１３に示すように、ラックセル１を水平方向の縦横に複数整列配置し、縦横に隣り合うラックセル１同士を接続して構成されている。
　また、水平方向の縦方向及び横方向の同一直線上で、互いの先端同士を突き合わせて配設される隣り合うラックセル１の突出部１６同士を連接金具５０で接続することによって、隣り合うラックセル１同士が接続されている。
　一方、本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＥは、各ラックセル１が高さ方向を複数個に分割可能に形成されている。そして、本実施形態では、例えば高さが４ｍ乃至５ｍのラックセル１の高さを複数個に分割するように形成されている。さらに、このとき、上下に隣り合う分割セル５３の継ぎ目Ｍを段状にしてラックセル１が形成されている。また、隣り合うラックセル１の継ぎ目Ｍ同士が上下方向Ｔ１の異なる高さ位置に配して、すなわち、隣り合うラックセル１の継ぎ目Ｍの高さ位置をずらして、各ラックセル１、特に核燃料貯蔵用ラックＥが形成されている。
　第４実施形態（第１から第３実施形態も同様）では、ラックセル１が高さ方向Ｔ１に長尺であり、且つ核燃料収納空間８は人が入れるほど広くない。このため、第４実施形態のラックセル１においては、奥まった部分の締付具５２を締め付けるために特殊な工具を必要とする。
　これに対し、本実施形態の核燃料貯蔵用ラックＥは、ラックセル１が分割可能に形成されている。このため、第１から第４実施形態に示した作用効果に加え、分割セル５３を順次積み重ねつつ締付具５２、１４によって接続することができ、第１から第４実施形態に示したラックセル１と比較し、特殊な工具を要することなく容易にラックセル１ひいては核燃料貯蔵用ラックＥを組み立てることが可能になる。なお、長尺のラチェットレンチで締付具５２を締め付けることを想定すると、ラックセル１は、分割セル５３の高さを０．２ｍ乃至１．５ｍ程度にして形成されていることが望ましい。
　また、隣り合うラックセル１の継ぎ目Ｍの高さ位置をずらして核燃料貯蔵用ラックＥが形成されているため、継ぎ目Ｍから漏れる中性子を遮断する効果を得ることが可能になる。
　以上、本発明に係る核燃料貯蔵用ラックの第１から第５実施形態について説明したが、本発明は上記の第１から第５実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　例えば、第１及び第２実施形態では、各側壁板１０～１１の全ての突出部１６に挿通孔１８を設け、さらに第２実施形態では、Ｌ形金具２２に全ての突出部１６の挿通孔１８に連通する貫通孔２４を設け、全ての突出部１６とＬ形金具２２を締付具２３で締結するという説明を行った。これに対し、例えば図１４に示すように、ラックセル２０の上端側と下端側でのみ、締付具２３によってＬ形金具２２と突出部１６を締結するように構成してもよい。また、このとき、上端側と下端側にのみＬ形金具を配設してもよい。
　さらに、上記構成にした場合には、図１５及び図１６に示すように、上下のＬ形金具２２の間にスペースバー（スペーサ）６０を挿入するようにしてもよい。このスペースバー６０は、角鋼管などの鋼管、鋼棒、山形鋼、又はＸ棒などを用いればよく、特に断面形状を限定する必要はない。また、スペースバー６０は、ステンレス鋼又は中性子吸収能力に優れる材料からなる。
　そして、上記構成を有するスペースバー６０を、ラックセル２０をセル挿入孔２に挿入した際、ラック本体３のセル収納部６を形成する板材と第１及び第２側壁板１０、１２の突出部１６との間、板材と第２及び第３側壁板１２、１１の突出部１６との間、板材と第３及び第４側壁板１１、１３の突出部１６との間、板材と第４及び第１側壁板１３、１０の突出部１６との間に挿入する。これにより、ラックセル２０を安定して保持することを可能にし、好適に核燃料収納空間８を形成することを可能にする。なお、スペースバー６０は、ラックセル２０の全高にわたって挿入してもよい。この場合には、本実施形態のＬ形金具２２及び締付具２３を不要にすることもできる。
　また、第１から第５実施形態では、ラックセル１、２０、３０の上端から下端まで略均等に締結機構１４、２１、２３、３６、５０、５２を設置するように説明を行った。これに対し、地震時など、収納した核燃料集合体７からセル本体９に外力が作用する場合、使用済み核燃料棒を束ねるグリッド１５の高さ位置において核燃料集合体７からセル本体９に外力が作用する。このため、核燃料集合体７のグリッド１５と略同等の高さ位置に配される部分にのみ締結機構１４、２１、２３、３６、５０、５２を設けるようにしてもよい。すなわち、締結機構の設置位置は適宜選定すればよい。
　また、第３実施形態では、締結機構段３６の固縛金具３８が、４枚の固縛板４０～４３を備え、隣り合う固縛板４０～４３を回動可能に接続する３つのヒンジ４４、４５、４６を備えて構成されている。これに限らず、例えば図１７に示すように、締結機構の固縛金具が、平面視Ｌ字状の第１固縛板６１と、この第１固縛板６１の一端に他端を第１ヒンジ６２で回動可能に接続した第２固縛板６３とを備え、第１固縛板６１の他端側と第２固縛板６３の一端側に形成した貫通孔６４、６５に締付具３９を挿通することによってセル本体３５を固縛するように構成してもよい。
　さらに、第４及び第５実施形態では、第１実施形態のラックセル１を水平方向の縦横に複数整列配置し、縦横に隣り合うラックセル１同士を接続して核燃料貯蔵用ラックＤ、Ｅを構成するという説明を行った。これに限らず、第４及び第５実施形態と同様に、第２及び第３実施形態のラックセル２０、３０を複数接続して核燃料貯蔵用ラックを構成してもよい。
　さらに、第５実施形態では、上下に隣り合う分割セル５３の継ぎ目Ｍを段状にしてラックセル１が形成されている。これに限らず、分割セル５３の継ぎ目Ｍの形状は任意の形でよく、例えば図１８に示すように、斜めに継ぎ目Ｍを形成するようにしてもよい。また、ラックセル１の側壁板１０～１３ごとに異なる形状で継ぎ目Ｍを形成するようにしてもよい。この場合においても、隣り合うラックセル１の継ぎ目Ｍの位置をずらす場合と同様、継ぎ目Ｍから漏れる中性子を遮断する効果を得ることが可能になる。
　また、本発明は、上記の変更例を含め、第１から第５実施形態の構成を適宜組み合わせても勿論構わない。
　本実施形態の核燃料貯蔵用ラックによれば、各板部材の突出部と凹部を係合させ、各板部材の外面から外側に突出した突出部同士を締結機構で連結して、溶接を用いることなくラックセルを形成することができる。このため、従来のように、溶接に伴って歪みが生じ、放射線の遮蔽性能などの品質が低下するおそれを解消することができる。その結果、信頼性の高い核燃料貯蔵用ラックを実現することが可能になる。
　また、ラックセルが、各板部材の突出部と凹部を係合させて組み付け、板部材の外面から外側に突出部を突出させて形成される。このため、核燃料貯蔵用ラックを水中に貯蔵した状態で、隣り合うラックセルの間に、高速中性子を減速させる減速材として、水を介在させることができる。これにより、ラックセルの各板部材の放射線吸収材で中性子を吸収するだけでなく、この水をウォータートラップとして、高速中性子を減速させることができる。その結果、臨界安全性を確保することが可能になる。
１　ラックセル
２　セル挿入孔
３　ラック本体
４　ベースプレート
５　支持脚部
６　セル収納部
７　核燃料集合体
８　核燃料収納空間
９　セル本体
１０　側壁板（板部材）
１１　側壁板（板部材）
１２　側壁板（板部材）
１３　側壁板（板部材）
１４　締結機構
１５　グリッド
１６　突出部
１７　凹部
２０　ラックセル
２１　締結機構
２２　Ｌ形金具
２３　締付具
２４　貫通孔
３０　ラックセル
３１　側壁板（板部材）
３２　側壁板（板部材）
３３　側壁板（板部材）
３４　側壁板（板部材）
３５　セル本体
３６　締結機構
３７　スリット
３８　固縛金具
３９　締付具
４０　固縛板
４１　固縛板
４２　固縛板
４３　固縛板
４４　ヒンジ
４５　ヒンジ
４６　ヒンジ
４７　貫通孔
４８　貫通孔
５０　連接金具
５１　貫通孔
５２　締付具
５３　分割セル
６０　スペースバー
Ａ　核燃料貯蔵用ラック
Ｂ　核燃料貯蔵用ラック
Ｃ　核燃料貯蔵用ラック
Ｄ　核燃料貯蔵用ラック
Ｅ　核燃料貯蔵用ラック
Ｍ　継ぎ目
Ｏ１　軸線
Ｔ１　上下方向（高さ方向）

Claims (6)

  1. 　核燃料集合体を収納する複数のラックセルを備えた核燃料貯蔵用ラックであって、
    　前記ラックセルは、放射線吸収材を含んでなり、前記核燃料集合体を収納する核燃料収納空間を形成するように立設される複数の板部材と、前記複数の板部材を締結する締結機構とを備えてなり、
    　前記板部材が、上下方向に延びる一側端と他側端からそれぞれ横方向外側に突出する突出部と、前記突出部によって一側端側と他側端側に形成される凹部とを備えて形成され、
    　隣り合う前記板部材の前記突出部と前記凹部を係合させて複数の板部材を組み付けた状態で、前記締結機構が、各板部材の外面から横方向外側に突出する前記突出部同士を締結するように構成されている核燃料貯蔵用ラック。
  2. 　請求項１に記載の核燃料貯蔵用ラックにおいて、
    　各板部材の一側端側と他側端側の前記凹部にそれぞれ係合した２つの板部材の前記突出部同士を前記締結機構で締結するように構成されている核燃料貯蔵用ラック。
  3. 　請求項１に記載の核燃料貯蔵用ラックにおいて、
    　前記隣り合う板部材の前記突出部同士を前記締結機構で締結するように構成されている核燃料貯蔵用ラック。
  4. 　請求項１に記載の核燃料貯蔵用ラックにおいて、
    　各板部材の前記突出部にスリットが設けられ、
    　前記締結機構が、前記複数の板部材の前記突出部のスリットに嵌合させて前記突出部同士を締結する固縛板を備えている核燃料貯蔵用ラック。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の核燃料貯蔵用ラックにおいて、
    　板材を格子状に組み付けて水平方向の縦横に整列配置された複数のセル挿入孔を有するラック本体を備え、
    　前記ラック本体の前記セル挿入孔に前記ラックセルを挿入して収納するように構成されている核燃料貯蔵用ラック。
  6. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の核燃料貯蔵用ラックにおいて、
    　前記ラックセルを水平方向の縦横に整列配置するとともに、隣り合う前記ラックセルの前記突出部同士を接続して一体形成されている核燃料貯蔵用ラック。
PCT/JP2011/077547 2011-02-04 2011-11-29 核燃料貯蔵用ラック WO2012105119A1 (ja)

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