JP2013246014A - Fuel storage rack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料集合体と一緒に制御棒を貯蔵することが可能な燃料貯蔵ラックに関する。 The present invention relates to a fuel storage rack capable of storing control rods together with a fuel assembly.
使用済燃料貯蔵ラック（以下、燃料貯蔵ラックという）は、原子力発電所で発電のために使用された燃料集合体を再処理工場へ運び出すまでの間、燃料集合体を燃料貯蔵プール内に安全に貯蔵するために用いられる。 The spent fuel storage rack (hereinafter referred to as the fuel storage rack) is used to safely place the fuel assembly in the fuel storage pool until the fuel assembly used for power generation at the nuclear power plant is transported to the reprocessing plant. Used for storage.
この燃料集合体を貯蔵の際、燃料集合体は、燃料貯蔵ラック内に収容され、水の中性子遮蔽効果の関係から燃料貯蔵プールの底部に冠水状態で貯蔵されている。この燃料貯蔵ラックは、例えば、燃料集合体の１体を収容可能とした角筒状のセルを複数格子状に結合して構成されたものである。 When storing this fuel assembly, the fuel assembly is accommodated in a fuel storage rack and stored in a flooded state at the bottom of the fuel storage pool due to the neutron shielding effect of water. This fuel storage rack is configured by, for example, connecting a plurality of rectangular tube-shaped cells that can accommodate one fuel assembly in a grid pattern.
燃料集合体は、この燃料貯蔵ラックのセル内に貯蔵される。また、燃料貯蔵ラックは想定されるいかなる状況下でも燃料集合体の未臨界性が保たれるように、貯蔵セルを構成する材料の中性子吸収特性および水の遮蔽効果に考慮しながら、可能な限り高密に貯蔵されることが望ましい。そのため、中性子吸収材としてホウ素を添加したステンレス鋼（ボロン添加ステンレス鋼（以下、B-SUSという）等を開発し、貯蔵密度向上を図っている。 The fuel assembly is stored in a cell of the fuel storage rack. In addition, the fuel storage rack should be as much as possible while taking into account the neutron absorption characteristics of the materials that make up the storage cell and the water shielding effect so that the subcriticality of the fuel assembly is maintained under any conceivable circumstances. It is desirable to store it densely. Therefore, stainless steel (boron-added stainless steel (hereinafter referred to as B-SUS)) with boron added as a neutron absorber has been developed to improve storage density.
一方、制御棒は、中性子吸収物質を平板状のブレード内に収容して、このブレードの４枚を十字状に結合したものである。この制御棒は十字状ブレードの上端に吊り上げハンドルを結合し、下端には落下速度リミッタが結合された構造となっている。 On the other hand, the control rod is obtained by accommodating a neutron absorbing material in a flat blade and connecting four of the blades in a cross shape. This control rod has a structure in which a lifting handle is coupled to the upper end of the cross-shaped blade, and a drop speed limiter is coupled to the lower end.
使用済燃料貯蔵プールの底部は燃料貯蔵ラックで満たされているため、制御棒は、ひな段と呼ばれる水深が浅い区画に設けた制御棒貯蔵ハンガに吊り下げられて、冠水状態で貯蔵されている。制御棒貯蔵ハンガは、溶接により強固に固定された制御棒貯蔵ハンガ本体と、ボルトにより本体に固定されたアームとで構成され、制御棒はアームに吊り下げられる。 Since the bottom of the spent fuel storage pool is filled with a fuel storage rack, the control rods are stored in a flooded state by being hung on control rod storage hangers provided in shallow sections called hina steps. . The control rod storage hanger is composed of a control rod storage hanger main body firmly fixed by welding and an arm fixed to the main body by bolts, and the control rod is suspended from the arm.
近年、原子力発電所の耐震安全基準は強化されており、燃料貯蔵ラックと制御棒貯蔵ハンガにおいても設計裕度向上が求められている。特に、制御棒貯蔵ハンガは、ボルトにより固定されたアームに制御棒を複数本吊り下げる構造となっており、耐震条件が厳しくなることへの対応としては貯蔵体数を減少させることで負荷を低減させることができる。しかし、制御棒貯蔵ハンガ一台あたりの貯蔵体数を減少させると、台数を多く設置する必要があり、プール内スペースが広く必要とする課題があった。上記の理由により、制御棒を使用済燃料貯蔵プール内に貯蔵する新たな方法の開発が求められている。 In recent years, the seismic safety standards for nuclear power plants have been strengthened, and improvement in design margin is also required for fuel storage racks and control rod storage hangers. In particular, the control rod storage hanger has a structure in which a plurality of control rods are suspended from an arm fixed by bolts, and the load is reduced by reducing the number of storage units in response to the severe earthquake resistance conditions. Can be made. However, when the number of storage bodies per control rod storage hanger is reduced, it is necessary to install a large number of units, and there is a problem that a large space in the pool is required. For these reasons, there is a need to develop new methods for storing control rods in a spent fuel storage pool.
しかし、制御棒貯蔵ハンガ１台あたりの制御棒貯蔵体数を減少させると、制御棒貯蔵ハンガの台数を多く設置する必要がある。そのためには、プール内のスペースを広く確保することが必要となってしまう。このような理由により、制御棒を使用済燃料貯蔵プール内に貯蔵する新たな方法の開発が求められている。 However, if the number of control rod storage bodies per control rod storage hanger is reduced, it is necessary to install a large number of control rod storage hangers. For this purpose, it is necessary to secure a large space in the pool. For these reasons, there is a need to develop new methods for storing control rods in the spent fuel storage pool.
従来技術として、特開昭６２−７６４９８号公報において沸騰水型原子炉用制御棒を貯蔵することを可能にした使用済燃料貯蔵ラックがある。上記技術では、使用済制御棒を燃料貯蔵ラック内に貯蔵することで中性子吸収材の一部として利用し、燃料貯蔵ラック構造部材の削減を図るとともに、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の貯蔵体数削減を図ったことを特徴としている。上記技術では制御棒を貯蔵するために、２種類の構造を発明している。１つは、制御棒を４枚のブレードに分割し、そのブレードを貯蔵可能なように燃料貯蔵ラック隔壁を２重とした構造である。もう一つは、制御棒を分割せずに貯蔵できるよう燃料貯蔵ラックの隔壁に凹型ガイドを備えた構造である。ただし、上記技術にも以下に示す課題が挙げられる。
・制御棒を中性子吸収剤として利用しているため、使用済燃料貯蔵ラック単体では臨界を確保することができない。
・制御棒の中性子吸収効果は年々劣化するため、燃料を長期間保管することができない。
・制御棒を倒立して挿入し、落下速度リミッタがラック上部を覆う構造のため、使用済燃料を挿入してからでなければ制御棒を挿入する事ができず、制御棒を取り出してからでなければ使用済燃料を取り出せないと、挿入、搬出が自由に行えない。
As a prior art, there is a spent fuel storage rack which makes it possible to store boiling water reactor control rods in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-76498. In the above technique, the spent control rod is stored in the fuel storage rack and used as part of the neutron absorber, thereby reducing the number of fuel storage rack structural members and storing the control rod stored in the control rod storage hanger. It is characterized by reducing the number of bodies. In the above technique, two types of structures have been invented to store the control rods. One is a structure in which the control rod is divided into four blades and the fuel storage rack partition walls are doubled so that the blades can be stored. The other is a structure in which a concave guide is provided in the partition wall of the fuel storage rack so that the control rod can be stored without being divided. However, the above-described techniques also have the following problems.
・ Because the control rod is used as a neutron absorber, the criticality cannot be secured with the spent fuel storage rack alone.
・ Because the neutron absorption effect of the control rod deteriorates year by year, fuel cannot be stored for a long time.
-Since the control rod is inserted upside down and the fall speed limiter covers the top of the rack, the control rod can only be inserted after the spent fuel is inserted. Otherwise, if the spent fuel cannot be taken out, insertion and removal cannot be performed freely.
上記特許文献１は沸騰水型原子炉用制御棒と燃料棒を１つの燃料貯蔵ラックに貯蔵することを可能にしたものである。
この特許文献１では、使用済制御棒を燃料貯蔵ラック内に貯蔵することで中性子吸収材の一部として利用し、燃料貯蔵ラック構造部材の削減を図っている。さらに、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の貯蔵体数削減を図ったものである。
In this
また、特許文献１では制御棒を貯蔵するために、２種類の構成となっている。１つは、制御棒を４枚のブレードに分割し、そのブレードを貯蔵可能なように燃料貯蔵ラック隔壁を２重とした構造である。もう１つは、制御棒を分割せずに貯蔵できるよう燃料貯蔵ラックの隔壁に凹型ガイドを備えた構造である。
Moreover, in
しかしながら、この特許文献１では以下のような課題がある。
However, this
すなわち、特許文献１は上述したように、中性子吸収物質を平板状のブレード内に収容して、このブレードの４枚を十字状に結合した制御棒をまず挿入し、その後制御棒の４カ所の空間に使用済燃料棒を挿入するようになっている。
That is, as described above,
このような構造の引用文献１の制御棒は十字状ブレードの上端に吊り上げハンドルを結合し、下端には落下速度リミッタが結合された構造となっている。そのため、使用済燃料棒を挿入すると、使用済燃料棒が落下速度リミッタの上に載った格好で収納されることになる。
The control rod of the cited
そのため、例えば特開平９−１６６９０号公報の場合、仮に制御棒を引き抜こうとした場合、制御棒を先に引き抜かないと使用済燃料棒を引く抜くことができない構造となっている。 For this reason, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-16690, if a control rod is to be pulled out, the spent fuel rod cannot be pulled out unless the control rod is pulled out first.
本発明の目的は、制御棒貯蔵ハンガを用いることなく制御棒を容易に引き抜くことができ、かつ中性子を確実に吸収することが可能な燃料貯蔵ラックを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel storage rack capable of easily pulling out a control rod without using a control rod storage hanger and capable of reliably absorbing neutrons.
上記目的を達成するために本発明は、使用済燃料棒を収容する貯蔵セルを備え、この貯蔵セルを複数個配列し、配列された前記貯蔵セル間に形成された空間に制御棒を収納した燃料貯蔵ラックにおいて、前記制御棒は４枚のブレードを十文字状に組み合わせて形成されてなり、前記貯蔵セルは前記十文字に組み合わされたそれぞれのブレードを挟むように設置されるとともに、前記貯蔵セル内に収納された前記使用済燃料棒の底部は前記燃料貯蔵ラックの底部に接触させたものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a storage cell for storing spent fuel rods, a plurality of the storage cells are arranged, and control rods are stored in a space formed between the arranged storage cells. In the fuel storage rack, the control rod is formed by combining four blades in a cross shape, and the storage cell is installed so as to sandwich each blade combined in the cross shape, The bottom of the spent fuel rod housed in the tank is brought into contact with the bottom of the fuel storage rack.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記貯蔵セル外周壁と平行にある２枚の仕切板同士は、外周壁から異なる距離離れており、同一直線上にないと良い。 In order to achieve the above object, the present invention is preferably such that the two partition plates parallel to the outer peripheral wall of the storage cell are separated from each other by different distances and are not on the same straight line.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記使用済燃料貯蔵セルの長辺方向の前記貯蔵セル壁に、一定長さの仕切板を接続すると良い。 In order to achieve the above object, the present invention is preferably configured such that a partition plate having a predetermined length is connected to the storage cell wall in the long side direction of the spent fuel storage cell.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記仕切板を前記燃料貯蔵ラック最上部に接続すると良い。 In order to achieve the above object, the present invention preferably connects the partition plate to the uppermost part of the fuel storage rack.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記貯蔵セルを構成する仕切板にフックを設置すると良い。 Moreover, in order to achieve the said objective, this invention, Preferably, it is good to install a hook in the partition plate which comprises the said storage cell.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記フックは、前記貯蔵セル壁と溶接により接続すると良い。 In order to achieve the above object, the present invention is preferably configured such that the hook is connected to the storage cell wall by welding.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記フックは、前記貯蔵セル壁上端に引掛けることで、前記貯蔵セル壁と接続すると良い。 In order to achieve the above object, the present invention is preferably configured such that the hook is connected to the storage cell wall by being hooked on an upper end of the storage cell wall.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記フックは、前記貯蔵セル壁に開けた貫通穴に差し込まれることで、前記仕切板と接続すると良い。 Moreover, in order to achieve the said objective, this invention, Preferably, the said hook is good to connect with the said partition plate by being inserted in the through-hole opened in the said storage cell wall.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記フックは、接続された貯蔵セル壁と対面側にラック上部方向への突起部を備えると良い。 In order to achieve the above object, the present invention is preferably configured such that the hook includes a protrusion in the rack upper direction on the side facing the connected storage cell wall.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記貯蔵セルは、構造部材として一部に角管を用いて上記貯蔵セルを構成すると良い。 In order to achieve the above object, the present invention is preferably configured such that the storage cell includes a square tube as a part of the structural member.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記貯蔵セルは、構造部材として一部にL型鋼を用いて上記貯蔵セルを構成すると良い。 Moreover, in order to achieve the said objective, this invention, Preferably, the said storage cell is good to comprise the said storage cell using a part of L-shaped steel as a structural member.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記貯蔵セルは、構造部材として例えば、中性子吸収材であるボロンを添加したステンレス鋼を使用すると良い。 In order to achieve the above object, in the present invention, the storage cell is preferably made of, for example, stainless steel to which boron as a neutron absorbing material is added as a structural member.
また上記目的を達成するために本発明は好ましくは、前記燃料貯蔵ラック底部に十字状の溝を構成すると良い。 In order to achieve the above object, the present invention preferably comprises a cross-shaped groove at the bottom of the fuel storage rack.
本発明によれば、制御棒貯蔵ハンガを用いることなく制御棒を容易に引き抜くことができ、かつ中性子を確実に吸収することが可能な燃料貯蔵ラックを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel storage rack capable of easily pulling out a control rod without using a control rod storage hanger and capable of reliably absorbing neutrons.
以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明に係る制御棒の斜視図であり、図１（ａ）はＢＷＲ用制御棒（沸騰水型原子力プラント）の斜視図である。図１（ｂ）はＡＢＷＲ用制御棒の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a control rod according to the present invention, and FIG. 1 (a) is a perspective view of a BWR control rod (boiling water nuclear power plant). FIG. 1B is a perspective view of an ABWR control rod.
図１（ａ）において、制御棒１６は内部に中性子吸収物質１６ａを収納したブレード１６ｂを備えている。このブレード１６ｂは４枚からなり、十文字状に組み合わされている。この十文字状のブレード１６ｂの上端には制御棒１６そのものを吊り上げるためのハンドル１６ｃが取り付けられ、下端には落下速度リミッタ１６ｄが取り付けられている。この形状の制御棒１６はＢＷＲプラント（沸騰水型原子力プラント）に使用されていた物である。
In FIG. 1 (a), the
図１（ｂ）において、ＡＢＷＲ用制御棒１６はＢＷＲ型制御棒１６とほぼ同じであるが、大きく異なる部分は落下速度リミッタがない点である。
In FIG. 1 (b), the
本実施例ではＡＢＷＲ型制御棒を使用することによって得られたものである。以下、本発明の実施例を図に沿って説明する。 In this embodiment, it is obtained by using an ABWR type control rod. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図２は使用済燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of the spent fuel storage rack.
図２において、燃料貯蔵ラック１９の筐体は外枠２０によって形成されている。外枠２０内はＹ隔壁２１とＸ隔壁２２によって格子状に複数個仕切られている。Ｙ隔壁２１とＸ隔壁２２とによって仕切られた一つの大きな空間を大貯蔵セル２３という。この大貯蔵セル２３の内部は仕切板２４（詳細は後述する）によって仕切られている。
In FIG. 2, the housing of the
ここでいう大貯蔵セル２３は、制御棒１６と使用済燃料棒１３を挿入可能な単位とする。大貯蔵セル２３をＸ方向、Ｙ方向それぞれに一定数隙間なく配列することで、燃料貯蔵ラック１９が構成されている。
The
図３は図２中の大貯蔵セル２３を拡大表示してＺ軸正方向から図示した詳細図であり、図３（ａ）は大貯蔵セルの上面図である。図６（ｂ）は大貯蔵セルの斜視図である。
FIG. 3 is a detailed view showing the
図３（ａ）において、大貯蔵セル２３内は４枚の仕切板２４によって４分割され、後述する使用済燃料棒１３と制御棒１６の制御棒貯蔵空間となる。ここで、使用済燃料貯蔵セル２５を鎖線で示した。また制御棒貯蔵空間２６を二点鎖線で示し、その中に制御棒１６が収納されている。
In FIG. 3A, the inside of the
図３（ｂ）に示すように、仕切板２４は大貯蔵セル２３内上下左右の位置に設置されるが、Ｙ方向同士、Ｘ方向同士の仕切板２４は同一線上になく、制御棒１６のブレードが挿入可能なように中心線２７から離れた位置に備えられる。つまり、１枚の仕切板２４によって一つの使用済燃料貯蔵セル２５と制御棒１６のブレードが挿入されるだけの＋字状の空間２６が形成されている。したがって、一つの大貯蔵セル２３に対して４枚の仕切板によって４つの使用済燃料貯蔵セル２５と制御棒１６が収納される空間２６が形成されている。
As shown in FIG. 3 (b), the
仕切板２４のＺ方向長さは燃料貯蔵ラック１９本体の高さと等しく、Ｘ-Ｙ平面上の長さは制御棒下部の落下速度リミッタ１６ｄと干渉しない長さとなっている。使用済燃料棒１３は、外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２、仕切板２４のいずれかにより形成された使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。制御棒１６は、４枚の仕切板２４に囲まれた貯蔵セルの中心位置である空間２６に挿入されて貯蔵される。
The length of the
本構造において、仕切板２４等の構造部材はアルミニウム合金やSUS等の一般の材料を利用することも可能であるが、B-SUS等（ボロンを含むステンレス鋼板）の中性子吸収材を用いることで燃料ラックをより緻密化することが可能である。また、大貯蔵セル２３は角管を用いて構成することも可能である。また、図示はしていなが燃料貯蔵ラック１９の底部に制御棒１６をはめ込むための十字状の溝を構成することで、制御棒１６を挿入するためのガイドとすることも可能である。
In this structure, the structural member such as the
以上のごとく本実施例によれば、燃料貯蔵ラック内に制御棒を貯蔵することができる。その結果、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の削減につながり、制御棒貯蔵ハンガの設計裕度向上または制御棒貯蔵ハンガの削減が可能になる。 As described above, according to this embodiment, the control rod can be stored in the fuel storage rack. As a result, the control rod stored in the control rod storage hanger can be reduced, and the design margin of the control rod storage hanger can be improved or the control rod storage hanger can be reduced.
また、燃料集合体の外周は燃料貯蔵ラックの構造部材で囲われており、使用済燃料から放出される中性子は構造部材を兼ねた中性子吸収材によって吸収することができる。したがって中性子吸収を制御棒に依存しないため長期間の使用済燃料の貯蔵に適用することができる。また、４枚の仕切板２４により、挿入された制御棒の位置を固定することが可能である。
Further, the outer periphery of the fuel assembly is surrounded by a structural member of the fuel storage rack, and neutrons emitted from the spent fuel can be absorbed by a neutron absorber that also serves as the structural member. Therefore, since neutron absorption does not depend on the control rod, it can be applied to long-term spent fuel storage. Further, the position of the inserted control rod can be fixed by the four
本実施形態は、実施例１の派生型である。実施例２の詳細図を図４に示す。 The present embodiment is a derivative type of the first embodiment. A detailed diagram of Example 2 is shown in FIG.
図４は実施例２に係る大貯蔵セルの上面図である。 FIG. 4 is a top view of the large storage cell according to the second embodiment.
図４において、本実施例では、幅の長さが異なる仕切板２４組み合わせたものである。例えば、４枚の小仕切板２４ａと大仕切板２４ｂとを中心線２７を境として対向する位置に設置することで、制御棒１６の周方向回転の抑制と、挿入された使用済燃料棒の位置固定を行うことが可能である。
In FIG. 4, in this embodiment, the
図４に示すように、小仕切板２４ａは、Ｘ-Ｙ平面上での長辺方向長さが大仕切板２４ｂと比較して短くなっている。また、Ｚ方向長さは任意に設定することが可能である。Ｚ方向取り付け位置も任意であるが、地震時における制御棒のたわみを考慮して、ラック最上部に取り付けることが好ましい。
As shown in FIG. 4, the
使用済燃料棒は外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２、大仕切板２４ｂ、小仕切板２４ａのいずれかにより形成される使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。使用済燃料貯蔵セル２５を点線正方形として図示する。制御棒１６は、大仕切板２４ｂ、小仕切板２４ａに囲まれた大貯蔵セル２３の中心位置である空間２６に挿入され貯蔵される。この空間２６は図４に示すように２点鎖線によって十字状空間となって図示されている。
The spent fuel rod is stored in a spent
このように本実施例によれば、仕切板２４ａ、２４ｂを備えることで第一実施形態と比較して制御棒の位置をより強固に固定することが可能であるとともに、使用済燃料が空間２６へ侵入することを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the
実施例３は、実施例２と同様に実施例１の派生型である。 The third embodiment is a derivative type of the first embodiment as in the second embodiment.
実施例３を図５を使って説明する。 A third embodiment will be described with reference to FIG.
図５は実施例３に係る大貯蔵セルの上面図である。 FIG. 5 is a top view of the large storage cell according to the third embodiment.
図５においては、本実施例は仕切板２４に制御棒１６を吊り下げるためのフック２８を設置することで制御棒１６の位置を固定するようにしたものである。フック２８は、溶接により仕切板２４と接合されている。このフック２８を仕切板５の上端に引っ掛けたり、または仕切板５に開けられた穴に差し込んだりといった接続方法が可能である。
In FIG. 5, in this embodiment, the position of the
図５に示すように、使用済燃料貯蔵セル２５は点線で示し、制御棒の収納空間２６は二点鎖線で示している。
As shown in FIG. 5, the spent
図６（ａ）〜（ｄ）に、考えられるフック形状の例を示す。 FIGS. 6A to 6D show examples of possible hook shapes.
図６（ａ）は仕切板２４に溶接された単純な形状のフック２８であり、単なる長方形となっている。
FIG. 6A shows a simple-shaped
図６（ｂ）は制御棒の位置を固定するため、および制御棒の脱落防止のためフック２８の先端に立ち上がり部を設けたものである。
In FIG. 6B, a rising portion is provided at the tip of the
図６（ｃ）はフック２８を仕切板２４の上端に引っ掛けるようにするために、折り曲げ部を設けたものである。
FIG. 6C shows a bent portion provided so that the
図６（ｄ）は仕切板２４に貫通穴を設け、この貫通穴にフック２８の一方を差し込むようにするとともに、差し込んだ状態でフック２８が傾斜しないように立ち上がり部を設けたものである。
In FIG. 6D, a through hole is provided in the
本実施形態において、制御棒を挿入する際は、フック２８と制御棒の干渉防止のためＸ-Ｙ平面上にて45度回転させて挿入する。したがって、制御棒の貯蔵は、使用済燃料が貯蔵される前に限られる。挿入された使用済燃料の移動に対しては、フック２８が障壁となることで使用済燃料と制御棒との接触を抑制することができる。
In this embodiment, when the control rod is inserted, it is rotated 45 degrees on the XY plane and inserted in order to prevent interference between the
このように本実施例によれば、フック２８を設けることで実施例１と比較して制御棒の位置をより強固に固定することが可能であるとともに、使用済燃料が制御棒貯蔵空間２６へ侵入することを防止できる。
Thus, according to the present embodiment, by providing the
実施例４について図７と図８を使って説明する。 A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
図７は実施例４に係る燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view of the fuel storage rack according to the fourth embodiment.
図８は実施例４に係る大貯蔵セルの上面図である。 FIG. 8 is a top view of the large storage cell according to the fourth embodiment.
図７において、外枠２０内をＹ隔壁２１によりＹ方向に、Ｘ隔壁２２によりＸ方向に仕切ることで使用済燃料貯蔵セル２５が構成されている。ここで、使用済燃料貯蔵セル２５は、制御棒１６と使用済燃料棒１３を挿入可能な単位とする。
In FIG. 7, a spent
図８において、大貯蔵セル２３をＸ方向、Ｙ方向それぞれに一定数隙間なく配列することで、燃料貯蔵ラック１９を構成している。この大貯蔵セル２３の四隅には、Ｚ方向長さが外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２と等しいL型隔壁２９が備えられて使用済燃料貯蔵セル２５が形成されている。使用済燃料棒１３は、外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２、およびL型隔壁２９のいずれかにより形成される使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。制御棒１６はL型隔壁２９に囲まれた制御棒貯蔵空間２６に挿入され貯蔵される。ここで、制御棒１６の制御棒貯蔵空間２６を二点鎖線にて図示する。
In FIG. 8, the
本構造において、Ｌ型隔壁２９はアルミニウム合金やSUS等の一般の材料を利用することも可能であるが、B-SUS等の中性子吸収材を用いることで燃料ラックをより緻密化することが可能である。また、大貯蔵セル２３は角管を用いて構成することも可能である。
In this structure, the L-shaped
本構造において、図示していなが燃料貯蔵ラック底部に制御棒をはめ込むための十字状の溝を構成することで、制御棒を挿入するためのガイドとすることも可能である。 In this structure, although not shown, a cross-shaped groove for fitting the control rod in the bottom of the fuel storage rack can be configured to serve as a guide for inserting the control rod.
このように本実施によれば、燃料貯蔵ラック内に制御棒を貯蔵することができる。その結果、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の削減につながり、制御棒貯蔵ハンガの設計裕度向上または制御棒貯蔵ハンガの削減が可能になる。また、燃料集合体の外周は燃料貯蔵ラックの構造部材で囲われており、使用済燃料から放出される中性子は構造部材にて吸収することができる。かつ上記構造部材同士は結合されているため、実施例１から実施例３以上に使用済燃料棒と制御棒とが接触することはない。 Thus, according to this embodiment, the control rod can be stored in the fuel storage rack. As a result, the control rod stored in the control rod storage hanger can be reduced, and the design margin of the control rod storage hanger can be improved or the control rod storage hanger can be reduced. Further, the outer periphery of the fuel assembly is surrounded by the structural member of the fuel storage rack, and neutrons emitted from the spent fuel can be absorbed by the structural member. And since the said structural members are couple | bonded, a spent fuel rod and a control rod do not contact from Example 1 to Example 3 or more.
実施例５は、実施例４の派生型であり、この実施例を図９、図１０を使って説明する。 The fifth embodiment is a derivative type of the fourth embodiment, and this embodiment will be described with reference to FIGS.
図９は実施例５に係る燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view of a fuel storage rack according to the fifth embodiment.
図１０は実施例５に係る燃料貯蔵ラックの上面図である。 FIG. 10 is a top view of the fuel storage rack according to the fifth embodiment.
図９において、外枠１９内を不連続なＹ隔壁２１と不連続なＸ隔壁２２により仕切ることで使用済燃料貯蔵セル２５を構成している。使用済燃料貯蔵セル２５をＸ方向、Ｙ方向それぞれに一定の間隙を設けながら配列することで燃料貯蔵ラック１９を構成している。
In FIG. 9, the spent
使用済燃料棒は使用済燃料貯蔵セル２５内の空間に挿入される。制御棒１６は、使用済燃料貯蔵セル２５間に設けられた制御棒貯蔵空間２６何に挿入される。
The spent fuel rod is inserted into a space in the spent
本実施例は実施例４と比較して、燃料貯蔵ラック１９自体のサイズが大きくなる。また、燃料貯蔵ラック１９内に使用済燃料、制御棒のいずれも挿入不可能なデッドスペース３０が発生するため、実施例４よりも貯蔵密度は小さくなる。一方で、実施例４と比較して、制御棒貯蔵空間２６の数量は増加するため燃料貯蔵ラック１９当たりの制御棒貯蔵可能体数は増加することになる。
In this embodiment, the size of the
図１０においては、制御棒貯蔵空間２６に発生してしまうデッドスペース３０を網掛けにて模式的に示した。
In FIG. 10, the
このように本実施によれば、燃料貯蔵ラック１９のサイズを大きくすることにより、実施例４と比較して、ラック一体当たりの制御棒貯蔵体数を増加させることができる。
As described above, according to the present embodiment, by increasing the size of the
実施例６について図１１、図１２を使って以下に説明する。 Example 6 will be described below with reference to FIGS.
図１１は実施例６に関わる燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 11 is a perspective view of a fuel storage rack according to the sixth embodiment.
図１２は図１１に示した貯蔵セルを拡大上面図である。 12 is an enlarged top view of the storage cell shown in FIG.
図１１において、外枠１内を不連続なＹ隔壁２１と不連続なＸ隔壁２２により仕切ることで使用済燃料貯蔵セル２５を構成している。使用済燃料貯蔵セル２５を一定の間隔を設けながら配列することで燃料貯蔵ラック１９を形成している。
In FIG. 11, a spent
使用済燃料は、Ｘ隔壁２１、Ｙ隔壁２２、外枠２０のいずれかにより構成される使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。制御棒１６は、使用済燃料貯蔵セル２５、または外枠２０と使用済燃料貯蔵セル２５とに囲まれ構成される制御棒貯蔵空間２６内に貯蔵される。つまり、この制御棒貯蔵空間２６は隣り合う使用済燃料貯蔵セル２５の角部に制御棒１６が収納される程度の隙間を形成して作られたものである。これにより、制御棒１６は図１２に示すように形で制御棒貯蔵空間２６内に収納されることになる。
The spent fuel is stored in a spent
制御棒１６は制御棒貯蔵空間２６内の中心に挿入され、使用済燃料貯蔵セル２５間の空隙に制御棒ブレードの端を挿入することで制御棒１６の位置は拘束される。この時、制御棒貯蔵空間２６には使用済燃料を貯蔵することも可能である。
The
なお、制御棒貯蔵空間２６に使用済燃料と制御棒のいずれかを挿入するかは任意に選択可能であるが、使用済燃料と制御棒を同時に貯蔵することはできない。
It should be noted that it is possible to arbitrarily select whether the spent fuel or the control rod is inserted into the control
本構造において、使用済燃料貯蔵セル２５などの構造部材はアルミニウム合金やSUS等の一般の材料を利用することも可能であるが、B-SUS等の中性子吸収材を用いることで燃料ラックをより緻密化することが可能である。また、使用済燃料貯蔵セル２５は、角管を用いることで形成してもよい。
In this structure, the structural member such as the spent
さらに、燃料貯蔵ラック底部に制御棒をはめ込むための十字状の溝を構成することで、制御棒を挿入するためのガイドとすることも可能である。 Furthermore, it is possible to provide a guide for inserting the control rod by forming a cross-shaped groove for fitting the control rod in the bottom of the fuel storage rack.
このように本実施例によれば、燃料貯蔵ラック内に制御棒を貯蔵することができる。その結果、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の削減につながり、制御棒貯蔵ハンガの設計裕度向上または制御棒貯蔵ハンガの削減が可能になる。 As described above, according to this embodiment, the control rods can be stored in the fuel storage rack. As a result, the control rod stored in the control rod storage hanger can be reduced, and the design margin of the control rod storage hanger can be improved or the control rod storage hanger can be reduced.
また、燃料集合体の外周は燃料貯蔵ラックの構造部材で囲われており、使用済燃料から放出される中性子は構造部材にて吸収することができる。また、挿入された使用済燃料の周囲には、外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２のいずれかが存在するため、地震時に使用済燃料と制御棒とが接触することはない。
Further, the outer periphery of the fuel assembly is surrounded by the structural member of the fuel storage rack, and neutrons emitted from the spent fuel can be absorbed by the structural member. Further, since any one of the
以上のごとく本発明によれば、落下速度リミッタがないＡＢＷＲ型の制御棒と燃料貯蔵ラックとを組み合わせたことによって使用済燃料棒と落下速度リミッタとの接触がなくなる。そのため制御棒を引く抜く場合、先に使用済燃料棒を引き抜かなくても使用済燃料棒を簡単に引く抜くことができる。また制御棒貯蔵ハンガを使わなくても制御棒を貯蔵できるため、従来必要としていた制御棒貯蔵ハンガを省略でき、大幅なコスト低減を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the combination of the ABWR type control rod having no drop speed limiter and the fuel storage rack eliminates contact between the spent fuel rod and the drop speed limiter. Therefore, when pulling out the control rod, the spent fuel rod can be easily pulled out without first pulling out the spent fuel rod. Further, since the control rod can be stored without using the control rod storage hanger, the conventionally required control rod storage hanger can be omitted, and the cost can be greatly reduced.
さらに本発明によれば、中性子吸収材で形成された燃料貯蔵ラック構成部材と中性子吸収材を内蔵する制御棒との組み合わせにより確実な中性子吸収を行うことができるものである。 Furthermore, according to the present invention, reliable neutron absorption can be performed by a combination of a fuel storage rack component formed of a neutron absorber and a control rod containing the neutron absorber.
１３…使用済燃料棒、 １６…制御棒、
１６ａ…中性子吸収物質、 １６ｂ…ブレード、
１６ｃ…ハンドル、 １６ｄ…落下速度リミッタ、
１９…燃料貯蔵ラック、 ２０…外枠、
２１…Ｙ隔壁、 ２２…Ｘ隔壁、
２３…大貯蔵セル、 ２４…仕切板、
２４ａ…小仕切板、 ２４ｂ…大仕切板、
２５…使用済燃料貯蔵セル、 ２６…制御棒貯蔵空間、
２７…中心線、 ２８…フック、
２９…L型隔壁、 ３０…デッドスペース。
13 ... spent fuel rods, 16 ... control rods,
16a ... Neutron absorbing material, 16b ... Blade,
16c ... handle, 16d ... drop speed limiter,
19 ... Fuel storage rack, 20 ... Outer frame,
21 ... Y partition, 22 ... X partition,
23 ... Large storage cell, 24 ... Partition plate,
24a ... small partition plate, 24b ... large partition plate,
25 ... spent fuel storage cell, 26 ... control rod storage space,
27 ... Center line, 28 ... Hook,
29 ... L-shaped partition, 30 ... Dead space.
本発明は、改良型沸騰水型原子力発電所において、燃料集合体と一緒に制御棒を貯蔵することが可能な燃料貯蔵ラックに関する。 The present invention relates to a fuel storage rack capable of storing control rods together with a fuel assembly in an improved boiling water nuclear power plant .
使用済燃料貯蔵ラック（以下、燃料貯蔵ラックという）は、原子力発電所で発電のために使用された燃料集合体を再処理工場へ運び出すまでの間、燃料集合体を燃料貯蔵プール内に安全に貯蔵するために用いられる。 The spent fuel storage rack (hereinafter referred to as the fuel storage rack) is used to safely place the fuel assembly in the fuel storage pool until the fuel assembly used for power generation at the nuclear power plant is transported to the reprocessing plant. Used for storage.
この燃料集合体を貯蔵の際、燃料集合体は、燃料貯蔵ラック内に収容され、水の中性子遮蔽効果の関係から燃料貯蔵プールの底部に冠水状態で貯蔵されている。この燃料貯蔵ラックは、例えば、燃料集合体の１体を収容可能とした角筒状のセルを複数格子状に結合して構成されたものである。 When storing this fuel assembly, the fuel assembly is accommodated in a fuel storage rack and stored in a flooded state at the bottom of the fuel storage pool due to the neutron shielding effect of water. This fuel storage rack is configured by, for example, connecting a plurality of rectangular tube-shaped cells that can accommodate one fuel assembly in a grid pattern.
燃料集合体は、この燃料貯蔵ラックのセル内に貯蔵される。また、燃料貯蔵ラックは想定されるいかなる状況下でも燃料集合体の未臨界性が保たれるように、貯蔵セルを構成する材料の中性子吸収特性および水の遮蔽効果に考慮しながら、可能な限り高密に貯蔵されることが望ましい。そのため、中性子吸収材としてホウ素を添加したステンレス鋼（ボロン添加ステンレス鋼（以下、B-SUSという）等を開発し、貯蔵密度向上を図っている。 The fuel assembly is stored in a cell of the fuel storage rack. In addition, the fuel storage rack should be as much as possible while taking into account the neutron absorption characteristics of the materials that make up the storage cell and the water shielding effect so that the subcriticality of the fuel assembly is maintained under any conceivable circumstances. It is desirable to store it densely. Therefore, stainless steel (boron-added stainless steel (hereinafter referred to as B-SUS)) with boron added as a neutron absorber has been developed to improve storage density.
一方、制御棒は、中性子吸収物質を平板状のブレード内に収容して、このブレードの４枚を十字状に結合したものである。この制御棒は十字状ブレードの上端に吊り上げハンドルを結合し、下端にはソケットが結合された構造となっている。 On the other hand, the control rod is obtained by accommodating a neutron absorbing material in a flat blade and connecting four of the blades in a cross shape. This control rod has a structure in which a lifting handle is coupled to the upper end of the cross-shaped blade and a socket is coupled to the lower end.
使用済燃料貯蔵プールの底部は燃料貯蔵ラックで満たされているため、制御棒は、ひな段と呼ばれる水深が浅い区画に設けた制御棒貯蔵ハンガに吊り下げられて、冠水状態で貯蔵されている。制御棒貯蔵ハンガは、溶接により強固に固定された制御棒貯蔵ハンガ本体と、ボルトにより本体に固定されたアームとで構成され、制御棒はアームに吊り下げられる。 Since the bottom of the spent fuel storage pool is filled with a fuel storage rack, the control rods are stored in a flooded state by being hung on control rod storage hangers provided in shallow sections called hina steps. . The control rod storage hanger is composed of a control rod storage hanger main body firmly fixed by welding and an arm fixed to the main body by bolts, and the control rod is suspended from the arm.
近年、原子力発電所の耐震安全基準は強化されており、燃料貯蔵ラックと制御棒貯蔵ハンガにおいても設計裕度向上が求められている。特に、制御棒貯蔵ハンガは、ボルトにより固定されたアームに制御棒を複数本吊り下げる構造となっており、耐震条件が厳しくなることへの対応としては貯蔵体数を減少させることで負荷を低減させることができる。しかし、制御棒貯蔵ハンガ一台あたりの貯蔵体数を減少させると、台数を多く設置する必要があり、プール内スペースが広く必要となる課題があった。上記の理由により、制御棒を使用済燃料貯蔵プール内に貯蔵する新たな方法の開発が求められている。 In recent years, the seismic safety standards for nuclear power plants have been strengthened, and improvement in design margin is also required for fuel storage racks and control rod storage hangers. In particular, the control rod storage hanger has a structure in which a plurality of control rods are suspended from an arm fixed by bolts, and the load is reduced by reducing the number of storage units in response to the severe earthquake resistance conditions. Can be made. However, reducing the number of reservoir per control rod storage hanger single, it is necessary to install a lot of number, there is a problem that the pool space is required widely. For these reasons, there is a need to develop new methods for storing control rods in a spent fuel storage pool.
従来技術として、特開昭６２−７６４９８号公報において沸騰水型原子炉用制御棒を貯蔵することを可能にした使用済燃料貯蔵ラックがある。上記技術では、使用済燃料棒を燃料貯蔵ラック内に貯蔵することで中性子吸収材の一部として利用し、燃料貯蔵ラック構造部材の削減を図るとともに、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の貯蔵体数削減を図ったことを特徴としている。上記技術では制御棒を貯蔵するために、２種類の構造を発明している。１つは、制御棒を４枚のブレードに分割し、そのブレードを貯蔵可能なように燃料貯蔵ラック隔壁を２重とした構造である。もう一つは、制御棒を分割せずに貯蔵できるよう燃料貯蔵ラックの隔壁に凹型ガイドを備えた構造である。As a prior art, there is a spent fuel storage rack which makes it possible to store boiling water reactor control rods in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-76498. In the above technique, spent fuel rods are stored in the fuel storage rack and used as part of the neutron absorber, thereby reducing the number of fuel storage rack structural members and storing the control rods stored in the control rod storage hanger. It is characterized by reducing the number of bodies. In the above technique, two types of structures have been invented to store the control rods. One is a structure in which the control rod is divided into four blades and the fuel storage rack partition walls are doubled so that the blades can be stored. The other is a structure in which a concave guide is provided in the partition wall of the fuel storage rack so that the control rod can be stored without being divided.
その他の従来技術として、特開平９−１６６６９０号公報において核燃料アセンブリと制御棒とを共に貯蔵することを可能にした装置がある。上記技術では、水平な下部プレートと、制御棒を各々が収容し得るようなハウジングを内部および間に形成するよう下部プレート上に固定された収納チューブと、核燃料アセンブリを支持可能な底板を各々が備える可動貯蔵ホルダと、下部プレートと４つのホルダからなる各グループとの間に配置されたベースプレートとを備えた構造である。As another conventional technique, Japanese Patent Laid-Open No. 9-166690 discloses an apparatus that makes it possible to store a nuclear fuel assembly and a control rod together. In the above technique, a horizontal lower plate, a storage tube fixed on the lower plate so as to form a housing in which each control rod can be accommodated, and a bottom plate capable of supporting a nuclear fuel assembly are formed. It is a structure provided with the movable storage holder provided and the base plate arrange | positioned between each group which consists of a lower plate and four holders.
上記特許文献１は沸騰水型原子炉用制御棒と燃料棒を１つの燃料貯蔵ラックに貯蔵することを可能にしたものである。
この特許文献１では、以下のような課題がある。
This
制御棒を中性子吸収剤として利用しているため、使用済燃料貯蔵ラック単体では未臨界性を確保することができない。また、制御棒の中性子吸収効果は年々劣化するため、燃料を長期間保管することができない。また、制御棒を倒立して挿入し、落下速度リミッタがラック上部を覆う構造のため、使用済燃料を挿入してからでなければ制御棒を挿入する事ができず、制御棒を取り出してからでなければ使用済燃料を取り出せないと、挿入、取り出しが自由に行えない。Since the control rod is used as a neutron absorber, subcriticality cannot be ensured with the spent fuel storage rack alone. Moreover, since the neutron absorption effect of the control rod deteriorates year by year, the fuel cannot be stored for a long time. Also, because the control rod is inserted upside down and the fall speed limiter covers the top of the rack, the control rod can only be inserted after the spent fuel is inserted. Otherwise, if the spent fuel cannot be taken out, insertion and removal cannot be performed freely.
次に、この特許文献２では以下のような課題がある。
Next,
すなわち、特許文献２は上述したように、中性子吸収物質を平板状のブレード内に収容して、このブレードの４枚を十字状に結合した制御棒をまず挿入し、その後制御棒の４カ所の空間に使用済燃料棒を挿入するようになっている。
That is, as described above, in
このような構造の特許文献２の制御棒は十字状ブレードの上端に吊り上げハンドルを結合し、下端には落下速度リミッタが結合された構造となっている。そのため、使用済燃料棒を挿入すると、使用済燃料棒が落下速度リミッタの上に載った格好で収納されることになる。
The control rod of
そのため、特許文献２の場合、仮に制御棒を引き抜こうとした場合、使用済燃料棒を先に引き抜かないと制御棒を引く抜くことができない構造となっている。
Therefore, in the case of
本発明の目的は、制御棒貯蔵ハンガを用いることなく制御棒、燃料を自由に挿入、取り出しすることができ、かつ中性子を確実に吸収することが可能な燃料貯蔵ラックを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel storage rack in which control rods and fuel can be freely inserted and removed without using a control rod storage hanger, and neutrons can be reliably absorbed.
上記目的を達成するために本発明は、使用済燃料棒を収容する貯蔵セルを備え、この貯蔵セルを複数個配列し、配列された前記貯蔵セル間に形成された空間に制御棒を収納した燃料貯蔵ラックにおいて、前記制御棒は４枚のブレードを十文字状に組み合わせて形成されており、前記貯蔵セルは前記十文字に組み合わされたそれぞれのブレードを挟むように設置されるとともに、前記貯蔵セルを構成する部材の一部は、水平方向において上記燃料集合体の一辺の長さに一定距離を加えた長さを有する又は一定の空隙を有しながら配列されているものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a storage cell for storing spent fuel rods, a plurality of the storage cells are arranged, and control rods are stored in a space formed between the arranged storage cells. in fuel storage rack, the control rod Ri Contact is formed by combining four blades crosswise, with the storage cells are disposed so as to sandwich the respective blades combined to the cross, the storage cells A part of the members constituting the fuel tank has a length obtained by adding a certain distance to the length of one side of the fuel assembly in the horizontal direction, or is arranged while having a certain gap .
本発明によれば、制御棒貯蔵ハンガを用いることなく制御棒、燃料を自由に挿入、取り出しすることができ、かつ中性子を確実に吸収することが可能な燃料貯蔵ラックを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel storage rack in which control rods and fuel can be freely inserted and removed without using a control rod storage hanger, and neutrons can be reliably absorbed.
以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明に係る制御棒の斜視図であり、図１（ａ）はＢＷＲ用制御棒（沸騰水型原子力プラント）の斜視図である。図１（ｂ）はＡＢＷＲ用制御棒（改良型沸騰水型原子力プラント）の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a control rod according to the present invention, and FIG. 1 (a) is a perspective view of a BWR control rod (boiling water nuclear power plant). FIG. 1B is a perspective view of an ABWR control rod (an improved boiling water nuclear power plant) .
図１（ａ）において、制御棒１６は内部に中性子吸収物質１６ａを収納したブレード１６ｂを備えている。このブレード１６ｂは４枚からなり、十文字状に組み合わされている。この十文字状のブレード１６ｂの上端には制御棒１６そのものを吊り上げるためのハンドル１６ｃが取り付けられ、下端には落下速度リミッタ１６ｄが取り付けられている。この形状の制御棒１６はＢＷＲプラント（沸騰水型原子力プラント）に使用されていた物である。
In FIG. 1 (a), the
図１（ｂ）において、ＡＢＷＲ用制御棒１６はＢＷＲ型制御棒１６とほぼ同じであるが、大きく異なる部分は落下速度リミッタがない点である。
In FIG. 1 (b), the
本実施例ではＡＢＷＲ型制御棒を使用することによって得られたものである。以下、本発明の実施例を図に沿って説明する。 In this embodiment, it is obtained by using an ABWR type control rod. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図２は使用済燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of the spent fuel storage rack.
図２において、燃料貯蔵ラック１９の筐体は外枠２０によって形成されている。外枠２０内はＹ隔壁２１とＸ隔壁２２によって格子状に複数個仕切られている。Ｙ隔壁２１とＸ隔壁２２とによって仕切られた一つの大きな空間を大貯蔵セル２３という。この大貯蔵セル２３の内部は仕切板２４（詳細は後述する）によって仕切られている。
In FIG. 2, the housing of the
ここでいう大貯蔵セル２３は、制御棒１６と使用済燃料棒を挿入可能な単位とする。大貯蔵セル２３をＸ方向、Ｙ方向それぞれに一定数隙間なく配列することで、燃料貯蔵ラック１９が構成されている。
The
図３は図２中の大貯蔵セル２３を拡大表示してＺ軸正方向から図示した詳細図であり、図３（ａ）は大貯蔵セルの平面図である。図６（ｂ）は大貯蔵セルの斜視図である。
FIG. 3 is a detailed view illustrating the
図３（ａ）において、大貯蔵セル２３内は４枚の仕切板２４によって４分割され、後述する使用済燃料棒１３と制御棒１６の貯蔵空間となる。ここで、使用済燃料貯蔵セル２５を鎖線で示した。また制御棒貯蔵空間２６を二点鎖線で示し、その中に制御棒１６が収納されている。
3 (a), the
図３（ｂ）に示すように、仕切板２４は大貯蔵セル２３内上下左右の位置に設置されるが、Ｙ方向同士、Ｘ方向同士の仕切板２４は同一線上になく、制御棒１６のブレードが挿入可能なように中心線２７から離れた位置に備えられる。つまり、１枚の仕切板２４によって一つの使用済燃料貯蔵セル２５と制御棒１６のブレードが挿入されるだけの＋字状の空間２６が形成されている。したがって、一つの大貯蔵セル２３に対して４枚の仕切板によって４つの使用済燃料貯蔵セル２５と制御棒１６が収納される空間２６が形成されている。
As shown in FIG. 3 (b), the
仕切板２４のＺ方向長さは燃料貯蔵ラック１９本体の高さと等しく、Ｘ-Ｙ平面上の長さは制御棒下部の落下速度リミッタ１６ｄと干渉しない長さとなっている。使用済燃料棒１３は、外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２、仕切板２４のいずれかにより形成された使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。制御棒１６は、４枚の仕切板２４に囲まれた貯蔵セルの中心位置である空間２６に挿入されて貯蔵される。
The length of the
本構造において、構造部材はアルミニウム合金やSUS等の一般の材料を利用することも可能であるが、B-SUS等（ボロンを含むステンレス鋼板）の中性子吸収材を用いることで燃料ラックをより緻密化することが可能である。また、大貯蔵セル２３は角管を用いて構成することも可能である。また、図示はしていないが燃料貯蔵ラック１９の底部に制御棒１６をはめ込むための十字状の溝を構成することで、制御棒１６を挿入するためのガイドとすることも可能である。
In this structure, structural member, it is also possible to use a general material such as an aluminum alloy or SUS, B-SUS such fuel rack by using the neutron absorbing material (stainless steel containing boron) more It can be densified. The
以上のごとく本実施例によれば、燃料貯蔵ラック内に制御棒を貯蔵することができる。その結果、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の削減につながり、制御棒貯蔵ハンガの設計裕度向上または制御棒貯蔵ハンガの削減が可能になる。 As described above, according to this embodiment, the control rod can be stored in the fuel storage rack. As a result, the control rod stored in the control rod storage hanger can be reduced, and the design margin of the control rod storage hanger can be improved or the control rod storage hanger can be reduced.
また、燃料集合体の外周は燃料貯蔵ラックの構造部材で囲われており、使用済燃料から放出される中性子は構造部材を兼ねた中性子吸収材によって吸収することができる。したがって中性子吸収を制御棒に依存しないため長期間の使用済燃料の貯蔵に適用することができる。また、４枚の仕切板２４により、挿入された制御棒の位置を固定することが可能である。
Further, the outer periphery of the fuel assembly is surrounded by a structural member of the fuel storage rack, and neutrons emitted from the spent fuel can be absorbed by a neutron absorber that also serves as the structural member. Therefore, since neutron absorption does not depend on the control rod, it can be applied to long-term spent fuel storage. Further, the position of the inserted control rod can be fixed by the four
本実施形態は、実施例１の派生型である。実施例２の詳細図を図４に示す。 The present embodiment is a derivative type of the first embodiment. A detailed diagram of Example 2 is shown in FIG.
図４は実施例２に係る大貯蔵セルの平面図である。 FIG. 4 is a plan view of the large storage cell according to the second embodiment.
図４において、本実施例では、幅の長さが異なる仕切板２４を組み合わせたものである。例えば、４枚の小仕切板２４ａと大仕切板２４ｂとを中心線２７を境として対向する位置に設置することで、制御棒１６の周方向回転の抑制と、挿入された使用済燃料棒の位置固定を行うことが可能である。
In FIG. 4, in this embodiment, the
図４に示すように、小仕切板２４ａは、Ｘ-Ｙ平面上での長辺方向長さが大仕切板２４ｂと比較して短くなっている。また、Ｚ方向長さは任意に設定することが可能である。Ｚ方向取り付け位置も任意であるが、地震時における制御棒のたわみを考慮して、ラック最上部に取り付けることが好ましい。
As shown in FIG. 4, the
使用済燃料棒は外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２、大仕切板２４ｂ、小仕切板２４ａのいずれかにより形成される使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。使用済燃料貯蔵セル２５を点線正方形として図示する。制御棒１６は、大仕切板２４ｂ、小仕切板２４ａに囲まれた大貯蔵セル２３の中心位置である空間２６に挿入され貯蔵される。この空間２６は図４に示すように２点鎖線によって十字状空間となって図示されている。
The spent fuel rod is stored in a spent
このように本実施例によれば、さらに仕切板２４ａを備えることで第一実施形態と比較して制御棒の位置をより強固に固定することが可能であるとともに、使用済燃料が空間２６へ侵入することを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the position of the control rod can be more firmly fixed as compared with the first embodiment by further including the
実施例３は、実施例２と同様に実施例１の派生型である。 The third embodiment is a derivative type of the first embodiment as in the second embodiment.
実施例３を図５を使って説明する。 A third embodiment will be described with reference to FIG.
図５は実施例３に係る大貯蔵セルの平面図である。 FIG. 5 is a plan view of the large storage cell according to the third embodiment.
図５においては、本実施例は仕切板２４に制御棒１６を吊り下げるためのフック２８を設置することで制御棒１６の位置を固定するようにしたものである。フック２８は、溶接により仕切板２４と接合されている。このフック２８は、溶接による固定の他にも、仕切板５の上端に引っ掛けたり、または仕切板５に開けられた穴に差し込んだりといった接続方法が可能である。
In FIG. 5, in this embodiment, the position of the
図５に示すように、使用済燃料貯蔵セル２５は点線で示し、制御棒の収納空間２６は二点鎖線で示している。
As shown in FIG. 5, the spent
図６（ａ）〜（ｄ）に、考えられるフック形状の例を示す。 FIGS. 6A to 6D show examples of possible hook shapes.
図６（ａ）は仕切板２４に溶接された単純な形状のフック２８であり、単なる長方形となっている。
FIG. 6A shows a simple-shaped
図６（ｂ）は制御棒の位置を固定するため、および制御棒の脱落防止のためフック２８の先端に立ち上がり部を設けたものである。
In FIG. 6B, a rising portion is provided at the tip of the
図６（ｃ）はフック２８を仕切板２４の上端に引っ掛けるようにするために、折り曲げ部を設けたものである。
FIG. 6C shows a bent portion provided so that the
図６（ｄ）は仕切板２４に貫通穴を設け、この貫通穴にフック２８の一方を差し込むようにするとともに、差し込んだ状態でフック２８が傾斜しないように立ち上がり部を設けたものである。
In FIG. 6D, a through hole is provided in the
本実施形態において、制御棒を挿入する際は、フック２８と制御棒の干渉防止のためＸ-Ｙ平面上にて45度回転させて挿入する。したがって、制御棒の貯蔵は、使用済燃料が貯蔵される前に限られる。挿入された使用済燃料の移動に対しては、フック２８が障壁となることで使用済燃料と制御棒との接触を抑制することができる。
In this embodiment, when the control rod is inserted, it is rotated 45 degrees on the XY plane and inserted in order to prevent interference between the
このように本実施例によれば、フック２８を設けることで実施例１と比較して制御棒の位置をより強固に固定することが可能であるとともに、使用済燃料が制御棒貯蔵空間２６へ侵入することを防止できる。
Thus, according to the present embodiment, by providing the
実施例４について図７と図８を使って説明する。 A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
図７は実施例４に係る燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view of the fuel storage rack according to the fourth embodiment.
図８は実施例４に係る大貯蔵セルの平面図である。 FIG. 8 is a plan view of the large storage cell according to the fourth embodiment.
図７において、外枠２０内をＹ隔壁２１によりＹ方向に、Ｘ隔壁２２によりＸ方向に仕切ることで大貯蔵セル２３が構成されている。ここで、大貯蔵セル２３は、制御棒１６と使用済燃料棒１３を挿入可能な単位とする。
In FIG. 7, the
図８において、大貯蔵セル２３をＸ方向、Ｙ方向それぞれに一定数隙間なく配列することで、燃料貯蔵ラック１９を構成している。この大貯蔵セル２３の四隅には、Ｚ方向長さが外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２と等しいL型隔壁２９が備えられて使用済燃料貯蔵セル２５が形成されている。使用済燃料棒は、外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２、およびL型隔壁２９のいずれかにより形成される使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。制御棒１６はL型隔壁２９に囲まれた制御棒貯蔵空間２６に挿入され貯蔵される。ここで、制御棒１６の制御棒貯蔵空間２６を二点鎖線にて図示する。
In FIG. 8, the
本構造において、構造部材はアルミニウム合金やSUS等の一般の材料を利用することも可能であるが、B-SUS等の中性子吸収材を用いることで燃料ラックをより緻密化することが可能である。また、大貯蔵セル２３は角管を用いて構成することも可能である。
In this structure, it is possible to use a general material such as aluminum alloy or SUS for the structural member , but it is possible to make the fuel rack more dense by using a neutron absorber such as B-SUS. . The
本構造において、図示はしていないが燃料貯蔵ラック底部に制御棒をはめ込むための十字状の溝を構成することで、制御棒を挿入するためのガイドとすることも可能である。 In this structure, by forming the cross-shaped groove for you have not been illustrated it can fit the control rods to the fuel storage rack bottom can also be a guide for inserting the control rods.
このように本実施によれば、燃料貯蔵ラック内に制御棒を貯蔵することができる。その結果、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の削減につながり、制御棒貯蔵ハンガの設計裕度向上または制御棒貯蔵ハンガの削減が可能になる。また、燃料集合体の外周は燃料貯蔵ラックの構造部材で囲われており、使用済燃料から放出される中性子は構造部材にて吸収することができる。かつ上記構造部材同士は結合されているため、実施例１から実施例３以上に使用済燃料棒と制御棒とが接触することはない。 Thus, according to this embodiment, the control rod can be stored in the fuel storage rack. As a result, the control rod stored in the control rod storage hanger can be reduced, and the design margin of the control rod storage hanger can be improved or the control rod storage hanger can be reduced. Further, the outer periphery of the fuel assembly is surrounded by the structural member of the fuel storage rack, and neutrons emitted from the spent fuel can be absorbed by the structural member. And since the said structural members are couple | bonded, a spent fuel rod and a control rod do not contact from Example 1 to Example 3 or more.
実施例５は、実施例４の派生型であり、この実施例を図９、図１０を使って説明する。 The fifth embodiment is a derivative type of the fourth embodiment, and this embodiment will be described with reference to FIGS.
図９は実施例５に係る燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view of a fuel storage rack according to the fifth embodiment.
図１０は実施例５に係る燃料貯蔵ラックの平面図である。 FIG. 10 is a plan view of the fuel storage rack according to the fifth embodiment.
図９において、外枠１９内を不連続なＹ隔壁２１と不連続なＸ隔壁２２により仕切ることで使用済燃料貯蔵セル２５を構成している。使用済燃料貯蔵セル２５をＸ方向、Ｙ方向それぞれに一定の間隙を設けながら配列することで燃料貯蔵ラック１９を構成している。
In FIG. 9, the spent
使用済燃料棒は使用済燃料貯蔵セル２５内の空間に挿入される。制御棒１６は、使用済燃料貯蔵セル２５間に設けられた制御棒貯蔵空間２６に挿入される。
The spent fuel rod is inserted into a space in the spent
本実施例は実施例４と比較して、燃料貯蔵ラック１９自体のサイズが大きくなる。また、燃料貯蔵ラック１９内に使用済燃料、制御棒のいずれも挿入不可能なデッドスペース３０が発生するため、実施例４よりも貯蔵密度は小さくなる。一方で、実施例４と比較して、制御棒貯蔵空間２６の数量は増加するため燃料貯蔵ラック１９当たりの制御棒貯蔵可能体数は増加することになる。
In this embodiment, the size of the
図１０においては、制御棒貯蔵空間２６に発生してしまうデッドスペース３０を網掛けにて模式的に示した。
In FIG. 10, the
このように本実施によれば、燃料貯蔵ラック１９のサイズを大きくすることにより、実施例４と比較して、ラック一体当たりの制御棒貯蔵体数を増加させることができる。
As described above, according to the present embodiment, by increasing the size of the
実施例６について図１１、図１２を使って以下に説明する。 Example 6 will be described below with reference to FIGS.
図１１は実施例６に関わる燃料貯蔵ラックの斜視図である。 FIG. 11 is a perspective view of a fuel storage rack according to the sixth embodiment.
図１２は図１１に示した貯蔵セルを拡大した平面図である。 12 is an enlarged plan view of the storage cell shown in FIG.
図１１において、外枠２０内を不連続なＹ隔壁２１と不連続なＸ隔壁２２により仕切ることで使用済燃料貯蔵セル２５を構成している。使用済燃料貯蔵セル２５を一定の間隔を設けながら配列することで燃料貯蔵ラック１９を形成している。
In FIG. 11, a spent
使用済燃料は、Ｘ隔壁２１、Ｙ隔壁２２、外枠２０のいずれかにより構成される使用済燃料貯蔵セル２５内に貯蔵される。制御棒１６は、使用済燃料貯蔵セル２５、または外枠２０と使用済燃料貯蔵セル２５とに囲まれ構成される制御棒貯蔵空間２６内に貯蔵される。つまり、この制御棒貯蔵空間２６は隣り合う使用済燃料貯蔵セル２５の角部に制御棒１６が収納される程度の隙間を形成して作られたものである。これにより、制御棒１６は図１２に示すような形で制御棒貯蔵空間２６内に収納されることになる。
The spent fuel is stored in a spent
制御棒１６は制御棒貯蔵空間２６内の中心に挿入され、使用済燃料貯蔵セル２５間の空隙に制御棒ブレードの端を挿入することで制御棒１６の位置は拘束される。この時、制御棒貯蔵空間２６には使用済燃料を貯蔵することも可能である。
The
なお、制御棒貯蔵空間２６に使用済燃料と制御棒のいずれかを挿入するかは任意に選択可能であるが、使用済燃料と制御棒を同時に貯蔵することはできない。
It should be noted that it is possible to arbitrarily select whether the spent fuel or the control rod is inserted into the control
本構造において、構造部材はアルミニウム合金やSUS等の一般の材料を利用することも可能であるが、B-SUS等の中性子吸収材を用いることで燃料ラックをより緻密化することが可能である。また、使用済燃料貯蔵セル２５は、角管を用いることで形成してもよい。
In this structure, structural member it is also possible to use a general material such as aluminum alloy and SUS, can be further densified fuel rack by using the neutron absorbing material such as B-SUS is there. The spent
さらに、燃料貯蔵ラック底部に制御棒をはめ込むための十字状の溝を構成することで、制御棒を挿入するためのガイドとすることも可能である。 Furthermore, it is possible to provide a guide for inserting the control rod by forming a cross-shaped groove for fitting the control rod in the bottom of the fuel storage rack.
このように本実施例によれば、燃料貯蔵ラック内に制御棒を貯蔵することができる。その結果、制御棒貯蔵ハンガに貯蔵する制御棒の削減につながり、制御棒貯蔵ハンガの設計裕度向上または制御棒貯蔵ハンガの削減が可能になる。 As described above, according to this embodiment, the control rods can be stored in the fuel storage rack. As a result, the control rod stored in the control rod storage hanger can be reduced, and the design margin of the control rod storage hanger can be improved or the control rod storage hanger can be reduced.
また、燃料集合体の外周は燃料貯蔵ラックの構造部材で囲われており、使用済燃料から放出される中性子は構造部材にて吸収することができる。また、挿入された使用済燃料の周囲には、外枠２０、Ｙ隔壁２１、Ｘ隔壁２２のいずれかが存在するため、地震時に使用済燃料と制御棒とが接触することはない。
Further, the outer periphery of the fuel assembly is surrounded by the structural member of the fuel storage rack, and neutrons emitted from the spent fuel can be absorbed by the structural member. Further, since any one of the
以上のごとく本発明によれば、落下速度リミッタがないＡＢＷＲ型の制御棒と燃料貯蔵ラックとを組み合わせたことによって使用済燃料棒と落下速度リミッタとの接触がなくなる。そのため制御棒を引く抜く場合、先に使用済燃料棒を引き抜かなくても使用済燃料棒を簡単に引く抜くことができる。また制御棒貯蔵ハンガを使わなくても制御棒を貯蔵できるため、従来必要としていた制御棒貯蔵ハンガを省略でき、大幅なコスト低減を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the combination of the ABWR type control rod having no drop speed limiter and the fuel storage rack eliminates contact between the spent fuel rod and the drop speed limiter. Therefore, when pulling out the control rod, the spent fuel rod can be easily pulled out without first pulling out the spent fuel rod. Further, since the control rod can be stored without using the control rod storage hanger, the conventionally required control rod storage hanger can be omitted, and the cost can be greatly reduced.
１６…制御棒、 １６ａ…中性子吸収物質、
１６ｂ…ブレード、 １６ｃ…ハンドル、
１６ｄ…落下速度リミッタ、 １９…燃料貯蔵ラック、
２０…外枠、 ２１…Ｙ隔壁、
２２…Ｘ隔壁、 ２３…大貯蔵セル、
２４…仕切板、 ２４ａ…小仕切板、
２４ｂ…大仕切板、 ２５…使用済燃料貯蔵セル、
２６…制御棒貯蔵空間、 ２７…中心線、
２８…フック、 ２９…L型隔壁、
３０…デッドスペース。
16 ... Control rod, 16a ... Neutron absorbing material,
16b ...
16d ... Falling speed limiter, 19 ... Fuel storage rack,
20 ... outer frame, 21 ... Y partition,
22 ... X partition, 23 ... Large storage cell,
24 ... partition plate, 24a ... small partition plate,
24b ... large partition plate, 25 ... spent fuel storage cell,
26 ... Control rod storage space, 27 ... Center line,
28 ... Hook, 29 ... L-shaped partition,
30 ... Dead space.
Claims (13)
前記制御棒は４枚のブレードを十文字状に組み合わせて形成されてなり、
前記貯蔵セルは前記十文字に組み合わされたそれぞれのブレードを挟むように設置されるとともに、
前記貯蔵セル内に収納された前記使用済燃料棒の底部は前記燃料貯蔵ラックの底部に接触することを特徴とする燃料貯蔵ラック。 A fuel storage rack comprising storage cells for storing spent fuel rods, arranging a plurality of the storage cells, and storing control rods in a space formed between the storage cells arranged,
The control rod is formed by combining four blades in a cross shape,
The storage cell is installed so as to sandwich each blade combined with the cross,
The fuel storage rack according to claim 1, wherein a bottom portion of the spent fuel rod accommodated in the storage cell is in contact with a bottom portion of the fuel storage rack.
前記貯蔵セル外周壁と平行にある２枚の仕切板同士は、外周壁から異なる距離離れており、同一直線上にないことを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 1.
The fuel storage rack, wherein the two partition plates parallel to the outer peripheral wall of the storage cell are different from each other by a different distance from the outer peripheral wall and are not on the same straight line.
前記使用済燃料貯蔵セルの長辺方向の前記貯蔵セル壁に、一定長さの仕切板を接続したことを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 1.
A fuel storage rack, wherein a partition plate having a fixed length is connected to the storage cell wall in the long side direction of the spent fuel storage cell.
前記仕切板を前記燃料貯蔵ラック最上部に接続したことを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 3.
A fuel storage rack, wherein the partition plate is connected to the uppermost part of the fuel storage rack.
前記貯蔵セルを構成する仕切板にフックを設置したことを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 1.
A fuel storage rack, wherein a hook is installed on a partition plate constituting the storage cell.
前記フックは、前記貯蔵セル壁と溶接により接続していることを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 5.
The fuel storage rack, wherein the hook is connected to the storage cell wall by welding.
前記フックは、前記貯蔵セル壁上端に引掛けることで、前記貯蔵セル壁と接続していることを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 5.
The fuel storage rack according to claim 1, wherein the hook is connected to the storage cell wall by being hooked on an upper end of the storage cell wall.
前記フックは、前記貯蔵セル壁に開けた貫通穴に差し込まれることで、前記仕切板と接続していることを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 5.
The fuel storage rack according to claim 1, wherein the hook is connected to the partition plate by being inserted into a through hole formed in the storage cell wall.
前記フックは、接続された貯蔵セル壁と対面側にラック上部方向への突起部を備えることを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack according to any one of claims 5 to 8,
The fuel storage rack according to claim 1, wherein the hook includes a protrusion in the rack upper direction on a side facing the connected storage cell wall.
前記貯蔵セルは、構造部材として一部に角管を用いて上記貯蔵セルを構成することを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 1.
2. The fuel storage rack according to claim 1, wherein the storage cell comprises a part of a square tube as a structural member.
前記貯蔵セルは、構造部材として一部にL型鋼を用いて上記貯蔵セルを構成することを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 1.
The fuel storage rack according to claim 1, wherein the storage cell is configured by partially using L-shaped steel as a structural member.
前記貯蔵セルは、構造部材として例えば、中性子吸収材であるボロンを添加したステンレス鋼を使用することを特徴とする燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 1.
The storage cell uses, for example, stainless steel added with boron as a neutron absorber as a structural member.
前記燃料貯蔵ラック底部に十字状の溝を構成することを特徴とした燃料貯蔵ラック。 The fuel storage rack of claim 1.
A fuel storage rack characterized in that a cross-shaped groove is formed at the bottom of the fuel storage rack.
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