JP2005345397A - Spent fuel storage rack - Google Patents

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澄満 前田
Atsushi Saito
淳 齊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide sufficient earthquake resistance in a fuel rack storing a spent fuel assembly, to improve installation work and economy, and to simplify structure. <P>SOLUTION: Excessive vibration is suppressed by providing hangers for connection and support hardware on upper end parts of adjacent fuel racks to connect them, and supporting a horizontal load with respect to seismic force by other fuel racks. Seismic force transmitted from a nuclear power generating facility building is reduced by eliminating fixing to a fuel pool floor or wall, and installing a fuel rack body as it is. Work can be simplified and costs can be reduced by eliminating fixing work using foundation bolts and a common base, and positioning a connection part by the support hardware above the fuel rack. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、原子力発電設備で使用された燃料集合体を貯蔵する使用済燃料貯蔵ラックに関する。   The present invention relates to a spent fuel storage rack for storing a fuel assembly used in a nuclear power generation facility.

原子力発電設備において使用された燃料集合体は、燃料プール内に据付けられる燃料ラックへ貯蔵される。燃料ラックは、臨界安全上重要な機器であり、地震に対する健全性が強く要求されているため、燃料ラックの本体は燃料プール床あるいは壁と固定されている。これより、水平方向に地震力を受けた場合、燃料ラック自身に大きな振動が伝達される。これに耐えられるよう燃料ラック本体、および固定部は十分剛に製作され、燃料集合体保持や未臨界性維持を行っている。一方、特開平８−３３４５９６号公報〔特許文献１〕記載のように燃料ラック同士を上下２段に固定されたブラケットへピンを差し込むことにより互いを連結させ、剛性を高めることで耐震性を向上させ、燃料集合体保持や未臨界性維持を行うものがある。   The fuel assembly used in the nuclear power generation facility is stored in a fuel rack installed in the fuel pool. The fuel rack is an important device for criticality safety, and is strongly required to be sound with respect to earthquakes. Therefore, the main body of the fuel rack is fixed to the fuel pool floor or wall. As a result, when an earthquake force is applied in the horizontal direction, a large vibration is transmitted to the fuel rack itself. In order to withstand this, the fuel rack body and the fixed part are sufficiently rigid to maintain the fuel assembly and maintain subcriticality. On the other hand, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-334596 [Patent Document 1], the fuel racks are connected to each other by inserting pins into brackets fixed in two upper and lower stages, thereby improving the earthquake resistance by increasing the rigidity. To maintain fuel assemblies and maintain subcriticality.

近年は、燃料プール内のスペースを有効活用して燃料集合体の貯蔵容量を増加させるため、高密度燃料ラックへのリプレース工事（以下「リラッキング」という）が実施されている。従来、例えばＢＷＲでの燃料ラック固定方法における燃料プール床上の基礎ボルトは、燃料集合体を１本ずつ挿入し保管する燃料ラックの貯蔵セルの中心に位置するよう設置されており、燃料ラック据付け後、締付用工具を上方から貯蔵セル内へ通し、ナット等により基礎ボルトを締付け固定する。しかし、リラッキングの場合は既設燃料ラックから新しい高密度燃料ラックへの取替えとなり、燃料集合体の貯蔵密度増加に伴い、既設燃料ラックと高密度燃料ラックの貯蔵セル中心の間隔は異なる。したがって、既設燃料ラックを固定していた基礎ボルトと高密度燃料ラックの貯蔵セル中心は一致しないため、水面上方から締付用工具を使用したボルト締付作業は困難となる。この問題を解消するため、現在では図１０に示すように燃料プール９内において、燃料プール床２と新しく取替えられる燃料ラック１との間に据付用架台７（以下「共通ベース」という）を置いている。これは、共通ベース下部と基礎ボルト８をナット６ａにより締付後、共通ベース上部のラック取付け用ボルト５を燃料ラック１のラックベース４へ貫通させ、ナット６ｂで固定している。   In recent years, replacement work (hereinafter referred to as “re-racking”) for high-density fuel racks has been carried out in order to increase the storage capacity of fuel assemblies by effectively utilizing the space in the fuel pool. Conventionally, for example, the foundation bolt on the fuel pool floor in the fuel rack fixing method in BWR has been installed so as to be positioned at the center of the storage cell of the fuel rack in which the fuel assemblies are inserted and stored one by one. Then, pass the tightening tool from above into the storage cell, and tighten the base bolt with a nut or the like. However, in the case of reracking, the existing fuel rack is replaced with a new high-density fuel rack, and as the storage density of the fuel assembly increases, the distance between the storage cell centers of the existing fuel rack and the high-density fuel rack differs. Therefore, the base bolt that fixed the existing fuel rack does not coincide with the center of the storage cell of the high-density fuel rack, so that the bolt tightening operation using the tightening tool from above the water surface becomes difficult. In order to solve this problem, an installation stand 7 (hereinafter referred to as “common base”) is currently placed in the fuel pool 9 between the fuel pool floor 2 and the newly replaced fuel rack 1 as shown in FIG. ing. In this method, the lower portion of the common base and the foundation bolt 8 are tightened by the nut 6a, and then the rack mounting bolt 5 at the upper portion of the common base is passed through the rack base 4 of the fuel rack 1 and fixed by the nut 6b.

特開平８−３３４５９６号公報JP-A-8-334596

前述の公知例であるピンによる燃料ラック連結据付法は地震力に対して十分な強度を保持させるため、連結するピンの径の増加及びこれに伴いブラケット部の穴の配置や間隔の拡大から、据付け後、隣接する燃料ラック間の隙間は大きくなることが考えられる。燃料集合体の貯蔵密度増加を達成するためには、燃料ラックの稠密化と燃料ラック間の据付ギャップを小さくすることが必要となるが、前述の公知例においては、据付ギャップを小さくすることは困難であり、燃料プール内の限られた貯蔵スペースを有効に活用できないものと考えられる。次に燃料ラック据付け作業においては、燃料プール内へ部品脱落の可能性があり、さらにリラッキングで新たな燃料ラックに取替える必要がある場合、燃料ラック間に位置するピンの脱着作業は、工具と燃料ラックとの干渉問題や燃料ラック間での操作により作業進行の困難が予想される。   In order to maintain a sufficient strength against the seismic force, the fuel rack connection installation method using the pin, which is the above-mentioned known example, increases the diameter of the connecting pin, and accordingly, the arrangement of the holes in the bracket portion and the expansion of the interval, It is conceivable that the gap between adjacent fuel racks becomes larger after installation. In order to achieve an increase in the storage density of the fuel assembly, it is necessary to increase the density of the fuel racks and reduce the installation gap between the fuel racks. In the above-mentioned known example, it is necessary to reduce the installation gap. It is difficult and the limited storage space in the fuel pool cannot be used effectively. Next, in the fuel rack installation work, if there is a possibility that parts may fall into the fuel pool, and if it is necessary to replace the fuel rack with a new one by re-racking, the removal of the pin located between the fuel racks will require Difficulty in work progress is expected due to interference with the rack and operation between fuel racks.

例えばＢＷＲにおける従来技術の基礎ボルトによる固定方法によれば、直接燃料プール床と燃料ラックが固定されるため、地震力を受けた際、燃料ラックと原子炉建屋を繋ぐ基礎ボルトに対し、十分な強度を持たせる必要がある。また、この固定方法はプール建設時、基礎ボルトを有する埋込金物を燃料プール床に埋め込む設定作業が非常に煩雑になるという問題がある。   For example, according to the fixing method using the foundation bolt of the prior art in BWR, the fuel pool floor and the fuel rack are directly fixed. Therefore, when receiving the seismic force, the foundation bolt connecting the fuel rack and the reactor building is sufficient. It is necessary to have strength. In addition, this fixing method has a problem that setting work for embedding an embedded metal having a foundation bolt into the fuel pool floor is very complicated at the time of pool construction.

ＢＷＲにおける燃料プールは原子炉建屋上部に位置しており燃料プール内設備に対して許容重量が定められている。そのため、共通ベースを用いたリラッキングでは、高密度燃料ラック設置による燃料集合体の貯蔵増加量と共通ベース据付けに伴う重量増加によりこの許容値を超える場合も想定され、共通ベースを用いたリラッキングを現在の既設原子力発電設備全てに適用することは困難な場合も有り得る。また、燃料ラック及び共通ベースのボルト固定作業においては、燃料ラックと締付用工具との衝突や燃料プール内へのボルトの落下という人為的な事故に対する安全性が強く求められる。   The fuel pool in the BWR is located at the upper part of the reactor building, and an allowable weight is determined for the equipment in the fuel pool. Therefore, in the case of reracking using a common base, it is assumed that this allowable value may be exceeded due to the increase in storage of fuel assemblies due to the installation of high-density fuel racks and the increase in weight associated with the installation of the common base. It may be difficult to apply to all existing nuclear power generation facilities. Further, in the bolt fixing operation of the fuel rack and the common base, safety against human accidents such as collision between the fuel rack and the tightening tool and dropping of the bolt into the fuel pool is strongly demanded.

従って、燃料ラック据付けに関する作業が簡易且つ効率的であり、リラッキングにおいては共通ベースを使用しないで据付けられ、いずれも地震に対する安全性を維持した新しい固定方法を採用した燃料ラックが望まれていた。   Accordingly, there has been a demand for a fuel rack that employs a new fixing method that is simple and efficient in terms of fuel rack installation, is installed without using a common base in reracking, and maintains safety against earthquakes.

上記課題を解決するために、本発明は原子力発電設備内で使用された燃料集合体を貯蔵する使用済燃料貯蔵ラックにおいて、前記燃料ラック上端部に回転軸又は支持軸を有する連結用ハンガと、隣接するハンガを固定するサポート金物により、燃料ラック上方にてラック同士を連結固定することを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, the present invention provides a spent fuel storage rack for storing a fuel assembly used in a nuclear power generation facility, a connecting hanger having a rotating shaft or a support shaft at the upper end of the fuel rack, The racks are connected and fixed above the fuel racks with support hardware for fixing adjacent hangers.

また、本発明は使用済燃料貯蔵ラックにおいて、該使用済燃料貯蔵ラックの据付けにおいて基礎ボルト若しくは共通ベース及びナット等の固定部材を用いないことを特徴とするものである。   Further, the present invention is a spent fuel storage rack in which a fixing member such as a foundation bolt or a common base and a nut is not used for installation of the spent fuel storage rack.

また、本発明は使用済燃料貯蔵ラックにおいて、前記連結用ハンガは燃料ラック吊具と同等、またはそれ以下の高さを有したことを特徴とするものである。   In the spent fuel storage rack according to the present invention, the connecting hanger has a height equal to or lower than that of the fuel rack hanger.

また、本発明は使用済燃料貯蔵ラックにおいて、前記サポート金物は、連結脱着を行うためにその上部に作業用の取手が少なくとも１つ以上設けられていることを特徴とするものである。   In the spent fuel storage rack according to the present invention, the support hardware is provided with at least one work handle at an upper part thereof for connection / desorption.

また、本発明は使用済燃料貯蔵ラックにおいて、隣接する前記連結用ハンガと固定する前記サポート金物の高さを変えることで、燃料ラックをクロスに連結する手段を有することを特徴とするものである。   Further, the present invention is characterized in that in the spent fuel storage rack, there is provided means for connecting the fuel rack to the cross by changing the height of the support hardware fixed to the adjacent connecting hanger. .

また、本発明は使用済燃料貯蔵ラックにおいて、前記原子力発電設備が設置される地域の地震規模により、燃料ラックの連結方向，連結数を選択可能なことを特徴とするものである。   Further, the present invention is characterized in that in the spent fuel storage rack, the connection direction and the number of connections of the fuel racks can be selected according to the magnitude of the earthquake in the region where the nuclear power generation facility is installed.

本発明の使用済燃料貯蔵ラックによれば、燃料ラックをボルト等で燃料プール床あるいは壁に固定せず、隣接する燃料ラック同士を連結させる自立構造とすることにより、基礎ボルト用の埋込金物をなくすことができ、さらに据付け施工を簡易にすることができる。   According to the spent fuel storage rack of the present invention, the fuel rack is not fixed to the fuel pool floor or wall with bolts or the like, but is provided with a self-supporting structure in which adjacent fuel racks are connected to each other. Can be eliminated, and installation can be simplified.

また、本発明の使用済燃料貯蔵ラックによれば、燃料ラック，連結用ハンガ及びサポート金物を一体にすることで、従来使用される固定用ナットや連結用ピン等は不要となり、燃料ラックの据付け・取外し作業時の燃料プール内への部品落下を回避できる。また、連結するサポート金物がラック上部に位置するため、プール上方からの脱着作業の操作がしやすくなる。   Further, according to the spent fuel storage rack of the present invention, the fuel rack, the connecting hanger, and the support hardware are integrated, so that conventionally used fixing nuts, connecting pins, etc. are not required, and the fuel rack is installed.・ Parts falling into the fuel pool during removal work can be avoided. Further, since the support hardware to be connected is located at the upper part of the rack, it is easy to perform the operation of detaching from the upper side of the pool.

本発明の使用済燃料貯蔵ラックを適用した場合、リラッキング時、新しく据付ける燃料ラックは、基礎ボルトによる固定を行わず、基礎ボルトにより燃料ラックの水平方向の地震のみを支持することで、サポート金物による上方での連結支持と基礎ボルトによる下方での水平支持が成立する。従って、基礎ボルトに働く地震荷重が低減されるとともに、共通ベース省略に伴う据付け工程の大幅な短縮，共通ベース本体に関わるコスト削減によって、リラッキングに関わる費用の低減を達成できる。   When the spent fuel storage rack according to the present invention is applied, a new support rack is not fixed with foundation bolts at the time of re-racking, and only the horizontal earthquake of the fuel rack is supported by the foundation bolts. The upper connection support and the lower horizontal support using the foundation bolt are established. Accordingly, the seismic load acting on the foundation bolt is reduced, and the cost related to reracing can be reduced by drastically shortening the installation process due to the omission of the common base and the cost reduction related to the common base body.

従来の共通ベースを用いたリラッキングでは、工事後のラック頂部高さが高くなるため、燃料集合体移動時の燃料ラックとの干渉を防止するため、燃料集合体の移動に使用される燃料取替機の改造が必須となる。しかし、本発明の設置方法は、連結用ハンガを燃料ラック吊具の高さを同じにすることで、このような高さ変更に伴う干渉検討や改造工事は不要となり、これに伴う工程を削減することができる。   In conventional racking using a common base, the height of the top of the rack after construction is increased, so that replacement of the fuel used to move the fuel assembly is prevented in order to prevent interference with the fuel rack during movement of the fuel assembly. Modification of the machine is essential. However, the installation method of the present invention eliminates the need for interference examination and modification work associated with such height changes by reducing the height of the fuel rack suspension for the connecting hanger, thereby reducing the steps involved. can do.

また、本発明の使用済燃料貯蔵ラックによれば、連結用ハンガとサポート金物を燃料ラックへ適用することは、既存燃料ラックに大きな構造変更をすることなく、作業工程の簡略化を達成できる。また、従来技術のピンによる連結は、必要な強度を有するピン径やその本数等といった影響により燃料ラック間の据付けギャップは大きくなることが考えられるが、本発明では、燃料ラックの連結が上方であり、サポート金物の形状や連結用ハンガの取付け位置を検討することで、連結時の燃料ラック間の据付けギャップはピンによる連結よりも比較的小さくしやすく、燃料プール内の貯蔵スペースを有効活用できる。   Further, according to the spent fuel storage rack of the present invention, application of the connecting hanger and the support hardware to the fuel rack can achieve simplification of the work process without making a large structural change to the existing fuel rack. In addition, it is conceivable that the installation gap between the fuel racks becomes large due to the influence of the pin diameter having the required strength, the number of the pins, etc. in connection with the pins of the prior art. Yes, by examining the shape of the support hardware and the mounting position of the connecting hanger, the installation gap between the fuel racks during connection can be made relatively smaller than the connection using pins, and the storage space in the fuel pool can be used effectively. .

このように、本発明の使用済燃料貯蔵ラックによれば、各地の原子力発電設備に求められる耐震条件に合わせた連結手段を選択することができる。   As described above, according to the spent fuel storage rack of the present invention, it is possible to select a connection means that matches the seismic conditions required for each nuclear power generation facility.

以下、図１，図２を用いて本発明を詳細に述べる。図１は本発明の使用済燃料貯蔵ラックを新しく建設されるプラント（以下、「新設プラント」という）に適用した設置例を示す図である。燃料プール床２にはラック取付け用の基礎ボルトはなく、そのまま燃料ラック１を設置する。一方の燃料ラック上端面に取付けられた連結用ハンガ１０ａには、回転軸１１とサポート金物１２が取付けられており、隣接する燃料ラックの連結用ハンガ10ｂは、サポート金物１２を連結支持する支持軸１３が取付けられている。燃料ラック据付け時、それぞれの燃料ラックの連結用ハンガ１０ａ，１０ｂは必ず隣接するものとし、サポート金物１２のホルダー部１４を連結用ハンガ１０ｂの支持軸１３に結合させることによって燃料ラックの固定を行う。このサポート金物１２は、地震時において燃料ラック同士の振動により発生する水平方向の圧縮，引張及びせん断荷重に対して十分な強度を有するものとする。このような連結が他に設置される燃料ラックにも同様に行われる。この設置状態において地震を受けた場合、ある燃料ラックにおいて発生する転倒モーメントは、その横に位置する燃料ラックや他に周囲に配置される燃料ラックにより連結され、その結果、転倒が抑制される。このような複数の燃料ラック連結を施すことで、燃料ラックの転倒を相互に防止し、地震時における燃料ラックの横揺れを抑制し、耐震性を向上させる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an installation example in which the spent fuel storage rack of the present invention is applied to a newly constructed plant (hereinafter referred to as “new plant”). The fuel pool floor 2 has no foundation bolts for rack mounting, and the fuel rack 1 is installed as it is. A rotating hanger 11 and a support hardware 12 are attached to a connecting hanger 10 a attached to the upper end surface of one fuel rack, and a connecting hanger 10 b of an adjacent fuel rack connects and supports the support hardware 12. 13 is attached. When the fuel rack is installed, the connecting hangers 10a and 10b of the fuel racks must be adjacent to each other, and the holder 14 of the support hardware 12 is coupled to the support shaft 13 of the connecting hanger 10b to fix the fuel rack. . The support hardware 12 has sufficient strength against horizontal compression, tension, and shear load generated by vibration between fuel racks during an earthquake. Such a connection is similarly applied to other fuel racks installed. When an earthquake occurs in this installed state, the overturning moment generated in a certain fuel rack is connected by the fuel rack located beside it or other fuel racks arranged around it, and as a result, the overturning is suppressed. By providing such a plurality of fuel rack connections, it is possible to prevent the fuel racks from overturning, to suppress the rolling of the fuel racks during an earthquake, and to improve the earthquake resistance.

図２には、本発明をリラッキングに適用した場合の燃料ラック据付け実施例を示す。従来ならば、新しく置き換えられる燃料ラックは共通ベースを介し固定する方法が行われるが、前述と同様に、燃料ラック１をサポート金物１２によって連結し、燃料プール床２に直接設置する。その際、燃料ラックのラックベース４には、既設燃料ラックを固定していた基礎ボルト８を貫通させるのみとし、ナットなどによる固定は行わない。燃料ラックを基礎ボルト８に固定した場合、ボルトには地震力を受けた際、転倒モーメントに逆らって燃料ラックを支持する引張荷重とせん断荷重が発生するが、ナット等による固定を行わないことで、基礎ボルトへは引張荷重は発生しなくなり、水平方向のせん断荷重のみを負担することとなる。このため、基礎ボルトの強度に依存しないリラッキングが可能となる。   FIG. 2 shows an embodiment of fuel rack installation when the present invention is applied to reracing. Conventionally, a newly replaced fuel rack is fixed through a common base. As described above, the fuel rack 1 is connected by the support hardware 12 and directly installed on the fuel pool floor 2. At this time, the base bolt 8 that has fixed the existing fuel rack is only passed through the rack base 4 of the fuel rack, and is not fixed by a nut or the like. When the fuel rack is fixed to the foundation bolt 8, when the bolt receives a seismic force, a tensile load and a shear load are generated to support the fuel rack against the overturning moment. No tensile load is generated on the foundation bolt, and only the horizontal shear load is borne. For this reason, reracing independent of the strength of the foundation bolt is possible.

図３に、従来技術と本発明による据付施工フロー図を示す。新設プラントにおいて本発明を適用した場合、燃料ラックを燃料プール床に固定する埋込金物の設置(ステップ３１)が省略でき、ナットによる燃料ラックの固定作業（ステップ３３）はサポート金物の連結作業に置換される。また燃料ラックのリラッキングでは、共通ベースの据付けに関わる作業（ステップ３６，３７）が不要となり、すべての作業が燃料プール内の水中で行われることを考慮すると、リラッキング作業工程の大幅な短縮が可能となる。   FIG. 3 shows a flowchart of installation according to the prior art and the present invention. When the present invention is applied to a new plant, it is possible to omit the installation of the embedded metal fitting (step 31) for fixing the fuel rack to the fuel pool floor, and the fixing operation of the fuel rack with the nut (step 33) is a connecting work of the support hardware. Replaced. In addition, in the racking of the fuel rack, the work related to the installation of the common base (steps 36 and 37) becomes unnecessary, and considering that all the work is performed in the water in the fuel pool, the relacing work process can be greatly shortened. It becomes.

燃料ラックに連結用ハンガとサポート金物を適用した例を図４〜図６に示す。図４は角筒体１５を燃料集合体が１本ずつ収納可能な間隔で市松模様状に配列させた市松構造の燃料ラックにおいて、側面端の角筒体１５ａを連結用ハンガとして適用した一例である。この時、尚、燃料ラックを構成する材料には、中性子遮蔽（吸収）効果をもつ材料を用いても良い。既存構造の燃料ラックの角筒体を通常より長手方向に長くした角筒体１５ａにサポート金物１２，回転軸１１及び支持軸１３を取付け、角筒体１５ａの対角の２面は、サポート金物がないため通常のラック高さ（貯蔵セル高さ）と同じとする。図５は部材１７を、燃料集合体を１本ずつ収納可能な正方格子状に配列することで貯蔵セルを構成する板構造の燃料ラックにサポート金物を適用した一例であり、燃料ラック側面を構成する部材１７ａ，１７ｂを連結用ハンガとして使用したものである。図６は連結用ハンガとして鋼板１８ａ，１８ｂを既存板構造の燃料ラックへ適用した例を示す。この鋼板は燃料ラックを構成する部材と同一材質である必要はない。このような構造を有することで燃料ラック自身の大幅な構造変更を不要とし、簡単に取付ける事が可能となる。尚、上記各種の連結用ハンガについては回転軸１１，支持軸１３どちらをつけてもよい。この場合、ある燃料ラックの連結用ハンガには回転軸が構成され、連結する相手側燃料ラックに対応する軸は必ず支持軸となる必要がある。   Examples of connecting hangers and support hardware applied to the fuel rack are shown in FIGS. FIG. 4 shows an example in which the rectangular tube 15a at the side end is applied as a connecting hanger in a checkered structure fuel rack in which the rectangular tubes 15 are arranged in a checkered pattern at intervals that can store fuel assemblies one by one. is there. At this time, a material having a neutron shielding (absorption) effect may be used as a material constituting the fuel rack. The support hardware 12, the rotating shaft 11 and the support shaft 13 are attached to a rectangular cylinder 15a in which the rectangular cylinder of the fuel rack having the existing structure is longer than usual in the longitudinal direction. The two diagonal surfaces of the rectangular cylinder 15a are the support hardware. It is assumed that it is the same as the normal rack height (storage cell height). FIG. 5 shows an example in which the support hardware is applied to the plate-shaped fuel rack constituting the storage cell by arranging the members 17 in a square lattice shape that can store the fuel assemblies one by one. The members 17a and 17b to be used are used as connecting hangers. FIG. 6 shows an example in which steel plates 18a and 18b are applied to a fuel rack having an existing plate structure as connecting hangers. This steel plate does not need to be made of the same material as the members constituting the fuel rack. By having such a structure, it is not necessary to change the structure of the fuel rack itself, and it can be easily installed. In addition, about the above-mentioned various connection hangers, either the rotating shaft 11 or the support shaft 13 may be attached. In this case, the connecting hanger for a certain fuel rack has a rotating shaft, and the shaft corresponding to the mating fuel rack to be connected must be a support shaft.

サポート金物１２は回転軸１１により角筒体、あるいは鋼板と固定され、上下に開閉する機構をもつ。サポート金物１２の材料は、地震時に燃料ラック同士の振動により発生する引張荷重やせん断荷重に対して十分な強度を有する鋼材を用いる。連結用ハンガである角筒体１５ａ，部材１７ａ，１７ｂ及び鋼板１８ａ，１８ｂの高さは、燃料ラック吊具３の高さと同等又はそれ以下とする。これより、燃料集合体移動時の燃料ラックと燃料集合体との干渉評価を省略できる。   The support metal 12 is fixed to a rectangular tube or a steel plate by a rotating shaft 11 and has a mechanism that opens and closes up and down. As the material of the support hardware 12, a steel material having sufficient strength against a tensile load and a shear load generated by vibration between fuel racks at the time of an earthquake is used. The height of the rectangular cylinder 15a, the members 17a and 17b, and the steel plates 18a and 18b, which are connecting hangers, is equal to or less than the height of the fuel rack suspension 3. Thus, the interference evaluation between the fuel rack and the fuel assembly when the fuel assembly is moved can be omitted.

連結用ハンガ１５ａ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ及び１８ｂには、サポート金物の開閉範囲を制限する支持ピン１９が取付けられており、これにより燃料ラック本体又は隣接する燃料ラックとサポート金物の接触を防止する。また、サポート金物１２の上部には取手
２０が付いており、連結作業時はこの取手を使って操作を行う。 Support pins 19 for restricting the opening / closing range of the support hardware are attached to the connecting hangers 15a, 17a, 17b, 18a and 18b, thereby preventing contact between the fuel rack body or the adjacent fuel rack and the support hardware. . Further, a handle 20 is attached to the upper part of the support hardware 12, and the operation is performed using this handle at the time of connecting work.

図７に燃料プール内に本発明を適用した一例を示す。リラッキングにおける燃料ラックの連結作業者は、燃料プールの水面上方から作業を行う。作業者は、水中観察用ＣＣＤカメラ２１により状況を確認しながら連結用工具２２で取手２０を操作し、燃料ラック同士の連結取付け又は取外しを行う。このとき、連結用ハンガとサポート金物は燃料ラックと一体に構成しているため、従来の固定方法において使用されるナットやピン等といった部品を燃料プール内へ落下させるという事故は未然に防げる。さらに、連結用ハンガとサポート金物がラック上方に位置するため、連結作業性の向上が図れる。   FIG. 7 shows an example in which the present invention is applied to a fuel pool. A worker who connects the fuel racks in reracing works from above the water surface of the fuel pool. The operator operates the handle 20 with the connecting tool 22 while confirming the situation with the underwater observation CCD camera 21 to connect or remove the fuel racks. At this time, since the connecting hanger and the support hardware are integrally formed with the fuel rack, an accident of dropping parts such as nuts and pins used in the conventional fixing method into the fuel pool can be prevented. Furthermore, since the connecting hanger and the support hardware are located above the rack, the connection workability can be improved.

上記図７の燃料ラック同士の連結部詳細例を図８に示す。燃料ラック２３の連結用ハンガ部の回転軸に支持されたサポート金物１２ａは、燃料ラック２４の連結用ハンガ部の支持軸と連結される。前述燃料ラック２３のサポート金物１２ａに対して９０°向きの異なる方向に位置するサポート金物１２ｂは、燃料ラック２６と連結される。同様に燃料ラック２５（図７）は、燃料ラック２４，２６と連結する。このような連結が隣接する燃料ラック同士に行われる。尚、この機構はある燃料ラックに対して別の燃料ラックが隣接する場合に適用され、燃料ラックが隣接しない側の燃料ラック上端部は、本構造を有する必要はない。   FIG. 8 shows a detailed example of the connecting portion between the fuel racks of FIG. The support hardware 12 a supported on the rotating shaft of the connecting hanger part of the fuel rack 23 is connected to the supporting shaft of the connecting hanger part of the fuel rack 24. The support hardware 12b positioned in a different direction of 90 ° with respect to the support hardware 12a of the fuel rack 23 is connected to the fuel rack 26. Similarly, the fuel rack 25 (FIG. 7) is connected to the fuel racks 24 and 26. Such connection is made between adjacent fuel racks. This mechanism is applied when another fuel rack is adjacent to a certain fuel rack, and the upper end of the fuel rack on the side where the fuel rack is not adjacent does not need to have this structure.

図９に燃料ラック連結状態の平面図を示す。想定される地震の規模が大きい地域にある原子力発電設備で使用される燃料ラックは、地震力による倒れを防止するため、サポート金物１２ａ，１２ｂにて四方に隣接する燃料ラックと連結する（図９（ａ）参照）。しかし、比較的地震の規模が小さな原子力発電設備においては、上記のような連結方法をすべての燃料ラックに適用する必要はなく、一方向連結（例：サポート金物１２ａによる長手方向のみ連結）や、評価・解析等の検討結果より強度が求められる箇所の燃料ラックに対して本発明を適用してもよい（図９（ｂ）参照）。その際、連結が行われない燃料ラック上端部は本機構を有する必要はない。   FIG. 9 shows a plan view of the fuel rack connected state. A fuel rack used in a nuclear power generation facility in a region where a large scale of earthquake is assumed is connected to adjacent fuel racks in four directions with support hardware 12a and 12b in order to prevent a collapse due to seismic force (FIG. 9). (See (a)). However, in a nuclear power generation facility with a relatively small scale of earthquake, it is not necessary to apply the above connection method to all fuel racks, one-way connection (for example, connection only in the longitudinal direction by the support hardware 12a), The present invention may be applied to a fuel rack at a location where strength is required based on the examination results such as evaluation and analysis (see FIG. 9B). At this time, the upper end portion of the fuel rack that is not connected need not have this mechanism.

本発明の使用済燃料貯蔵ラックにおいては、例えば特開２００３−１２１５８６号記載の地震力を軽減する制御装置や特開平１１−８４０７０号記載の使用済燃料貯蔵ラック用壁サポート等（実施例の図８及び図１０符号２７）のような装置を必要に応じ組み合わせてもよい。これにより、燃料プールと燃料ラックの支持及び燃料ラック同士支持の支持が行われ、燃料ラックの耐震性に対する安全性は、本発明のみを実施した場合と比較し、さらに向上することが可能となる。   In the spent fuel storage rack of the present invention, for example, a control device for reducing seismic force described in JP-A No. 2003-121586, a wall support for spent fuel storage rack described in JP-A No. 11-84070, etc. 8 and FIG. 10 (27) may be combined as necessary. As a result, the support of the fuel pool and the fuel rack and the support of the fuel racks are supported, and the safety against the earthquake resistance of the fuel rack can be further improved as compared with the case where only the present invention is implemented. .

新設プラントにおいて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燃料ラックの据付状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the installation state of the fuel rack installed in the spent fuel storage facility which is one Example of this invention in a new installation plant. リラッキングにおいて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燃料ラックの据付状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the installation state of the fuel rack installed in the spent fuel storage equipment which is one Example of this invention in reracking. 新設プラントとリラッキングにおける従来技術及び本発明を適用した場合の燃料ラック据付施工を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the fuel rack installation construction at the time of applying the prior art in a new installation plant and reracking, and this invention. 連結用サポート金物及び連結用ハンガを有する市松構造の燃料ラックの実施例の構成図である。It is a block diagram of the Example of the fuel rack of a checkered structure which has the support hardware for connection, and the hanger for connection. 連結用ハンガを有した板構造の燃料ラックの実施例の構成図である。It is a block diagram of the Example of the fuel rack of the plate structure which has a hanger for connection. 連結用ハンガが鋼板である燃料ラックの実施例の構成図である。It is a block diagram of the Example of the fuel rack whose connection hanger is a steel plate. 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燃料ラックの連結状態および連結作業を表す概略図である。It is the schematic showing the connection state and connection operation | work of the fuel rack installed in the spent fuel storage equipment which is one Example of this invention. 図７の燃料ラック間上部の連結部における詳細図である。It is detail drawing in the connection part of the upper part between fuel racks of FIG. （ａ）地震力が大きい原子力発電設備での燃料ラック設置及び連結状態の平面図である。（ｂ）地震力が小さい原子力発電設備での燃料ラック設置及び連結状態の平面図である。(A) It is a top view of the fuel rack installation and connection state in a nuclear power generation facility with a large seismic force. (B) It is a top view of the fuel rack installation and connection state in the nuclear power generation equipment with a small seismic force. リラッキングにおいて従来技術である共通ベースを用いて使用済燃料貯蔵設備内に設置された従来例の燃料ラックの据付状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the installation state of the fuel rack of the prior art example installed in the spent fuel storage installation using the common base which is a prior art in reracing.

符号の説明Explanation of symbols

１，２３，２４，２５，２６…燃料ラック、２…燃料プール床、３…ラック吊具、４…ラックベース、５…ラック取付け用ボルト、６ａ，６ｂ…ナット、７…共通ベース、８…基礎ボルト、９…燃料プール、１０ａ…連結用ハンガ（回転軸側）、１０ｂ…連結用ハンガ（支持軸側）、１１…回転軸、１２，１２ａ，１２ｂ…サポート金物、１３…支持軸、１４…ホルダー部、１５，１５ａ…角筒体、１６…プレート、１７…部材、１７ａ…部材（連結用ハンガ回転軸側）、１７ｂ…部材（連結用ハンガ支持軸側）、１８ａ…鋼板（連結用ハンガ回転軸側）、１８ｂ…鋼板(連結用ハンガ支持軸側)、１９…支持ピン、２０…取手、２１…観察用ＣＣＤカメラ、２２…連結用工具、２７…燃料ラック用壁サポート、３０…燃料プール建設、３１…埋込金物設置作業、３２…燃料ラック据付け作業、３３…ボルト締付け作業、３４…燃料ラック連結作業、３５…ラック取外し作業、３６…共通ベース据付け作業、３７…共通ベース固定作業、３８…高密度燃料ラック据付け作業。
1, 23, 24, 25, 26 ... Fuel rack, 2 ... Fuel pool floor, 3 ... Rack suspension, 4 ... Rack base, 5 ... Rack mounting bolt, 6a, 6b ... Nut, 7 ... Common base, 8 ... Foundation bolt, 9 ... Fuel pool, 10a ... Connecting hanger (rotating shaft side), 10b ... Connecting hanger (supporting shaft side), 11 ... Rotating shaft, 12, 12a, 12b ... Support hardware, 13 ... Supporting shaft, 14 ... Holder part, 15, 15a ... Square tube, 16 ... Plate, 17 ... Member, 17a ... Member (connection hanger rotating shaft side), 17b ... Member (connection hanger support shaft side), 18a ... Steel plate (for connection) Hanger rotating shaft side), 18b ... steel plate (connecting hanger support shaft side), 19 ... support pin, 20 ... handle, 21 ... observation CCD camera, 22 ... connecting tool, 27 ... fuel rack wall support, 30 ... Fuel pool construction, 31 ... Metal fitting installation work, 32 ... Fuel rack installation work, 33 ... Bolt tightening work, 34 ... Fuel rack connection work, 35 ... Rack removal work, 36 ... Common base installation work, 37 ... Common base fixing work, 38 ... High density fuel Rack installation work.

Claims (6)

原子力発電設備内で使用された燃料集合体を貯蔵する使用済燃料貯蔵ラックにおいて、
前記燃料ラック上端部に回転軸又は支持軸を有する連結用ハンガと、
隣接するハンガを固定するサポート金物により、燃料ラック上方にてラック同士を連結固定することを特徴とする使用済燃料貯蔵ラック。 In a spent fuel storage rack for storing fuel assemblies used in nuclear power generation facilities,
A connecting hanger having a rotating shaft or a supporting shaft at the upper end of the fuel rack;
A spent fuel storage rack, wherein the racks are connected and fixed above the fuel rack by a support hardware for fixing adjacent hangers. 請求項１の使用済燃料貯蔵ラックにおいて、
該使用済燃料貯蔵ラックの据付けにおいて基礎ボルト若しくは共通ベース及びナット等の固定部材を用いないことを特徴とする使用済燃料貯蔵ラック。 The spent fuel storage rack of claim 1.
A spent fuel storage rack, wherein a fixing member such as a foundation bolt or a common base and a nut is not used in the installation of the spent fuel storage rack. 請求項１の使用済燃料貯蔵ラックにおいて、
前記連結用ハンガは燃料ラック吊具と同等、またはそれ以下の高さを有したことを特徴とする使用済燃料貯蔵ラック。 The spent fuel storage rack of claim 1.
The spent fuel storage rack, wherein the connecting hanger has a height equal to or less than that of a fuel rack suspension. 請求項１の使用済燃料貯蔵ラックにおいて、
前記サポート金物は、連結脱着を行うためにその上部に作業用の取手が少なくとも１つ以上設けられていることを特徴とする使用済燃料貯蔵ラック。 The spent fuel storage rack of claim 1.
The spent metal storage rack is characterized in that at least one work handle is provided on an upper portion of the support hardware to perform connection / desorption. 請求項１の使用済燃料貯蔵ラックにおいて、
隣接する前記連結用ハンガと固定する前記サポート金物の高さを変えることで、燃料ラックをクロスに連結する手段を有することを特徴とする使用済燃料貯蔵ラック。 The spent fuel storage rack of claim 1.
A spent fuel storage rack comprising means for connecting a fuel rack to a cross by changing a height of the support hardware fixed to the adjacent connecting hanger. 請求項１の使用済燃料貯蔵ラックにおいて、
前記原子力発電設備が設置される地域の地震規模により、燃料ラックの連結方向，連結数を選択可能なことを特徴とする使用済燃料貯蔵ラック。
The spent fuel storage rack of claim 1.
A spent fuel storage rack, wherein the connection direction and the number of connections of fuel racks can be selected according to the magnitude of an earthquake in a region where the nuclear power generation facility is installed.
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