JP7064991B2

JP7064991B2 - 燃料プールおよび燃料プールのライニング施工方法

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Publication number: JP7064991B2
Application number: JP2018142616A
Authority: JP
Inventors: 正明中村; 友 ▲高▼木; 勝彦谷口
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2022-05-11
Anticipated expiration: 2038-07-30
Also published as: JP2020020600A

Description

本発明は、燃料プールおよび燃料プールのライニング施工方法に関する。

例えば、原子力発電プラントにおいて、使用された使用済の燃料集合体や新たに使用する未使用の燃料集合体を、水中で一時的に貯蔵する燃料プールが原子炉建屋に設けられている。燃料プールは、コンクリートにより形成された貯水槽であって、水の漏洩を防ぐ目的で、コンクリート壁面がステンレス鋼板により形成されたライニングにより覆われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－１５４８３８号公報

ライニングは、厚さ４ｍｍ～５ｍｍ程度のステンレス鋼板を１層にてコンクリート壁面に張り付けた構成である。このため、ライニングにピンホールや割れなどが発生すると、燃料プール内に貯蔵された使用済の燃料集合体により放射化された汚染水がコンクリート壁面に到達し、コンクリートを侵食するおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、防水性能を向上することのできる燃料プールおよび燃料プールのライニング施工方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る燃料プールは、水中で核燃料を取り扱う燃料プールであって、水を貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体と、前記プール本体のコンクリート面を覆って配置されるライニングと、前記ライニングと前記コンクリート面との間に配置された内側シール層と、を備える。

本発明の一態様に係る燃料プールでは、前記内側シール層と前記コンクリート面との間に配置された内側保護層をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールでは、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された外側シール層をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールでは、前記外側シール層の前記コンクリート面とは相反する面に配置された外側保護層をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールでは、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された外側保護層をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールでは、前記プール本体の床において床面をなす板材をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールでは、前記プール本体の床において、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された緩衝材と、前記緩衝材を覆って床面をなす板材と、をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールでは、前記プール本体の縦壁において、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された緩衝材と、前記緩衝材を覆って縦壁面をなす板材と、をさらに備えることが好ましい。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る燃料プールのライニング施工方法は、水を貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体と、前記プール本体のコンクリート面を覆って配置されるライニングと、を備えて貯留した水中で核燃料を取り扱う燃料プールのライニング施工方法であって、前記ライニングの一方の面に内側シール層を塗布する工程と、前記内側シール層を前記コンクリート面に向けて前記コンクリート面を覆うように前記ライニングを配置する工程と、を含む。

本発明の一態様に係る燃料プールのライニング施工方法では、前記ライニングを配置する工程の前に、前記コンクリート面を覆うように内側保護層を配置する工程をさらに含むことが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールのライニング施工方法では、前記ライニングを配置する工程の後に、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する他方の面に外側シール層を塗布する工程をさらに含むことが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールのライニング施工方法では、外側シール層を配置する工程の後に、前記外側シール層を覆うように外側保護層を配置する工程をさらに含むことが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールのライニング施工方法では、前記ライニングを配置する工程の後に、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する他方の面を覆うように外側保護層を配置する工程をさらに含むことが好ましい。

本発明の一態様に係る燃料プールのライニング施工方法では、前記プール本体の床において床面をなす板材を配置する工程をさらに含むことが好ましい。

本発明の燃料プールによれば、ライニングにピンホールや割れなどが発生しても、当該ピンホールや割れを内側シール層が閉塞することで、燃料プールに貯留されている水がコンクリート面に到達する事態を防ぎ、コンクリートが侵食されることを防止する。この結果、本発明の燃料プールは、防水性能を向上することができる。

本発明の燃料プールのライニング施工方法によれば、コンクリート面に設置する前のライニングに対し、ライニングのコンクリート面に向く面に内側シール層を塗布する工程を含み、複雑な工程を含むことなく容易に燃料プールを得ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る燃料プールの側断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る燃料プールの平面図である。図３は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部を示す拡大断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図５は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図７は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図８は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図９は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図１０は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図１１は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図１２は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図１３は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図１４は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図１５は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。図１６は、本発明の実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る燃料プールの側断面図である。図２は、本実施形態に係る燃料プールの平面図である。

燃料プール２は、原子力発電プラントにおいて原子炉にて使用された使用済みの燃料集合体や、未使用の燃料集合体を収納した核燃料貯蔵用ラック１を、水中に配置することで燃料集合体を貯蔵する核燃料貯蔵設備である。また、燃料プール２は、原子力発電プラントにおいて原子炉にて使用された使用済みの燃料集合体を搬送するためのキャスク（図示せず）に対し、水中で燃料集合体を収容するための設備としても適用される。燃料集合体は、複数の燃料棒である核燃料が束ねられた集合体である。したがって、燃料集合体は、いわゆる核燃料である。即ち、燃料プール２は、水中で核燃料を取り扱うための設備である。

燃料プール２は、上述したように、水中で核燃料を取り扱うため、床面２ａおよび四方の縦壁面２ｂで囲まれている矩形状で上部が開放された中に水Ｗを貯留する。核燃料貯蔵設備の場合、この燃料プール２において、床面２ａに核燃料貯蔵用ラック１が配置される。核燃料貯蔵用ラック１は、上部が開放されて格子状に区画された複数の燃料収納部１ａが設けられている。または、核燃料貯蔵用ラック１は、上部が開放されて格子状に区画された複数の燃料収納部１ａに、筒型のセル（図示せず）が挿入される場合もある。そして、燃料プール２は、内部に水Ｗが貯留された状態で、核燃料貯蔵用ラック１の各燃料収納部１ａ（または各セル）に燃料集合体が立てられた状態で収納されて貯蔵される。

核燃料貯蔵用ラック１は、各燃料収納部１ａを有するラック本体１ｂの底面に支持脚１ｃが設けられており、核燃料貯蔵用ラック１は、複数（例えば、核燃料貯蔵用ラック１の四隅）設けられた支持脚１ｃによりラック本体１ｂが床面２ａに自立して支持されている。本実施形態では、支持脚１ｃは、床面２ａに対して摺動することが可能に設けられていることで、床面２ａに対して相対移動が可能とされており、核燃料貯蔵用ラック１は、いわゆるフリースタンディング方式のラックである。そして、核燃料貯蔵用ラック１は、ラック本体１ｂが直方体形状の外形をなし、燃料プール２において周りを矩形状に囲む４面の縦壁面２ｂから距離Ｌを隔てた状態で床面２ａに複数（図２では１２個）が矩形状に整列して配置されている。また、各核燃料貯蔵用ラック１は、互いのラック本体１ｂが所定間隔を空けて設けられている。このフリースタンディング方式の核燃料貯蔵用ラック１は、地震発生時に作用する水平力を水Ｗの流体負荷減衰効果と共に核燃料貯蔵用ラック１の摺動抵抗によって吸収することで高い耐震性を有する。

図３は、本実施形態に係る燃料プールの要部を示す拡大断面図である。

図３に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、を備える。

プール本体２１は、燃料プール２の床面２ａに沿うように水平に配置されたコンクリート面２１ａと、燃料プール２の４面の縦壁面２ｂに沿うように縦方向に配置された４面のコンクリート面２１ａと、を有する。図３では、床面２ａに沿うコンクリート面２１ａと、縦壁面２ｂに沿うコンクリート面２１ａとを共に示している。

ライニング２２は、厚さ４ｍｍ～６ｍｍ程度のオーステナイト系ステンレス鋼からなる板体である。ライニング２２は、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆うことで、貯留した水Ｗがコンクリート面２１ａに染み出ないようにし、コンクリート面２１ａを保護する。ライニング２２は、燃料プール２の床面２ａまたは縦壁面２ｂをなす。

内側シール層２３は、撥水性を有するもので、主に樹脂材からなり、例えば、三次元ポリマーからなるシリコーンレジン、ウレタンレジン、エポキシレジン、アクリルレジン、α-オレフィンレジン、エチレンレジン、ビニルレジン、塗料、にかわ、うるし、釉薬、松脂や、ワックスや、蝋や、溶射材の溶射などを適用することができる。なお、溶射に用いる溶射材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金あるいはアルミマグネシウム合金などの金属や、セラミックスや、プラスチックや、サーメットなどを適用することができる。

図３に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けてコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、を含む。

内側シール層２３を塗布する工程は、ライニング２２の一方の面（コンクリート面２１ａに向く面）に内側シール層２３をなす溶液を塗布する。また、ライニング２２を配置する工程は、コンクリート面２１ａに予め設けられた当金（図示せず）に対してライニング２２を溶接などにより接合することでライニング２２をコンクリート面２１ａに沿って配置する。

このように構成された燃料プール２によれば、ライニング２２にピンホールや割れなどが発生しても、当該ピンホールや割れを内側シール層２３が閉塞することで、燃料プール２に貯留されている水Ｗがコンクリート面２１ａに到達する事態を防ぎ、コンクリートが侵食されることを防止する。このように、本実施形態の燃料プール２は、防水性能を向上することができる。

また、本実施形態の燃料プール２のライニング施工方法によれば、コンクリート面２１ａに設置する前のライニング２２に対し、ライニング２２のコンクリート面２１ａに向く面に内側シール層２３を塗布する工程を含み、複雑な工程を含むことなく容易に本実施形態の燃料プール２を得ることができる。

図４は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図４に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、内側シール層２３とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側保護層２４と、を備える。

プール本体２１と、ライニング２２と、内側シール層２３と、については、上述したとおりであり説明を省略する。ライニング２２は、燃料プール２の床面２ａまたは縦壁面２ｂをなす。

内側保護層２４は、保護機能を有するもので、主に内側シール層２３よりも厚いシートからなり、例えば、シリコーンレジンからなるシートや、常温収縮し得る樹脂シートや、ポリスチレンや、天然ゴム又は合成ゴムや、天然粘土又は合成粘土や、アスファルトや、室温で硬化する液状ゴムであって放射線を遮蔽する機能を有するシリコーンゴムシートを適用することができる。なお、これらの材料は、発泡させて使用してもよい。アスファルトを使用する際は、シリコンコーティング又は塗料などで、アスファルトの表面を被膜で覆う。

図４に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、コンクリート面２１ａを覆うように内側保護層２４を配置する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けて内側保護層２４を介してコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、を含む。

内側シール層２３を塗布する工程は、上述したとおりであり説明を省略する。

内側保護層２４を配置する工程は、内側保護層２４をコンクリート面２１ａに仮止めする。ライニング２２を配置する工程は、内側シール層２３を塗布したライニング２２により内側シール層２３とコンクリート面２１ａとの間に内側保護層２４を挟むようにして、コンクリート面２１ａに予め設けられた当金（図示せず）に対してライニング２２を溶接などにより接合することでライニング２２をコンクリート面２１ａに沿って配置する。

しかも、本実施形態の燃料プール２によれば、ライニング２２に衝撃が加わった場合に内側保護層２４により内側シール層２３を保護する。また、内側保護層２４が放射線を遮蔽する機能を有する場合、ライニング２２にピンホールや割れなどが発生しても、放射線を遮蔽してプール本体２１のコンクリート側への放射線の照射を防止する。

しかも、本実施形態の燃料プール２のライニング施工方法によれば、コンクリート面２１ａに打設時などの凹凸が生じていても、コンクリート面２１ａを覆うように内側保護層２４を配置することで、ライニング２２に塗布した内側シール層２３をコンクリート面２１ａの凹凸で傷つけることを防止して内側シール層２３を保護することができる。

図５は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図５に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側シール層２５と、を備える。

プール本体２１と、ライニング２２と、内側シール層２３と、については、上述したとおりであり説明を省略する。

外側シール層２５は、内側シール層２３と同様であり、撥水性を有するもので、主に樹脂材からなり、例えば、三次元ポリマーからなるシリコーンレジン、ウレタンレジン、エポキシレジン、アクリルレジン、α-オレフィンレジン、エチレンレジン、ビニルレジン、塗料、にかわ、うるし、釉薬、松脂や、ワックスや、蝋や、溶射材の溶射などを適用することができる。外側シール層２５は、燃料プール２の縦壁面２ｂをなす。なお、溶射に用いる溶射材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金あるいはアルミマグネシウム合金などの金属や、セラミックスや、プラスチックや、サーメットなどを適用することができる。

図５に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けてコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する他方の面に外側シール層２５を塗布する工程と、を含む。

内側シール層２３を塗布する工程、およびライニング２２を配置する工程は、上述したとおりであり説明を省略する。

外側シール層２５を塗布する工程は、内側シール層２３を塗布する工程と同様であり、ライニング２２の他方の面（コンクリート面２１ａとは相反する面）に外側シール層２５をなす溶液を塗布する。この外側シール層２５を塗布する工程は、ライニング２２を配置する工程の後に行う。

このように構成された燃料プール２によれば、ライニング２２にピンホールや割れなどが発生しても、当該ピンホールや割れを内側シール層２３および外側シール層２５が閉塞することで、燃料プール２に貯留されている水Ｗがコンクリート面２１ａに到達する事態を防ぎ、コンクリートが侵食されることを防止する。このように、本実施形態の燃料プール２は、防水性能を向上することができる。

また、本実施形態の燃料プール２のライニング施工方法によれば、コンクリート面２１ａに設置する前のライニング２２に対し、ライニング２２のコンクリート面２１ａに向く面に内側シール層２３を塗布する工程と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に外側シール層２５を塗布する工程とを含み、複雑な工程を含むことなく容易に本実施形態の燃料プール２を得ることができる。

図６は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図６に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、内側シール層２３とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側保護層２４と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側シール層２５と、を備える。

プール本体２１と、ライニング２２と、内側シール層２３と、内側保護層２４と、外側シール層２５と、については、上述したとおりであり説明を省略する。外側シール層２５は、燃料プール２の縦壁面２ｂをなす。

図６に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、コンクリート面２１ａを覆うように内側保護層２４を配置する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けて内側保護層２４を介してコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する他方の面に外側シール層２５を塗布する工程と、を含む。

これらの工程は、上述したとおりであり説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図７に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側シール層２５と、外側シール層２５のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側保護層２６と、を備える。

プール本体２１と、ライニング２２と、内側シール層２３と、外側シール層２５と、については、上述したとおりであり説明を省略する。

外側保護層２６は、内側保護層２４と同様であり、保護機能を有するもので、主に内側シール層２３および外側シール層２５よりも厚いシートからなり、例えば、シリコーンレジンからなるシートや、常温収縮し得る樹脂シートや、ポリスチレンや、天然ゴム又は合成ゴムや、天然粘土又は合成粘土や、アスファルトや、室温で硬化する液状ゴムであって放射線を遮蔽する機能を有するシリコーンゴムシートを適用することができる。外側保護層２６は、燃料プール２の縦壁面２ｂをなす。これらの材料は、発泡させて使用してもよい。アスファルトを使用する際は、シリコンコーティング又は塗料などで、アスファルトの表面を被膜で覆う。

図７に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けてコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する他方の面に外側シール層２５を塗布する工程と、外側シール層２５を配置する工程の後に、外側シール層２５を覆うように外側保護層２６を配置する工程と、を含む。

内側シール層２３を塗布する工程、ライニング２２を配置する工程、および外側シール層２５を塗布する工程は、上述したとおりであり説明を省略する。

外側保護層２６を配置する工程は、外側保護層２６を外側シール層２５の外側に貼り付ける。外側シール層２５は、外側保護層２６を貼り付ける接着層を兼ねる。

しかも、本実施形態の燃料プール２によれば、ライニング２２に衝撃が加わった場合に外側保護層２６により内側シール層２３および外側シール層２５を保護する。また、外側保護層２６が放射線を遮蔽する機能を有する場合、ライニング２２にピンホールや割れなどが発生しても、放射線を遮蔽してプール本体２１のコンクリート側への放射線の照射を防止する。

図８は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図８に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、内側シール層２３とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側保護層２４と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側シール層２５と、外側シール層２５のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側保護層２６と、を備える。

プール本体２１と、ライニング２２と、内側シール層２３と、内側保護層２４と、外側シール層２５と、外側保護層２６と、については、上述したとおりであり説明を省略する。外側保護層２６は、燃料プール２の縦壁面２ｂをなす。

図８に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、コンクリート面２１ａを覆うように内側保護層２４を配置する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けて内側保護層２４を介してコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する他方の面に外側シール層２５を塗布する工程と、外側シール層２５を配置する工程の後に、外側シール層２５を覆うように外側保護層２６を配置する工程と、を含む。

これらの工程は、上述したとおりであり説明を省略する。

しかも、本実施形態の燃料プール２によれば、ライニング２２に衝撃が加わった場合に内側保護層２４および外側保護層２６により内側シール層２３および外側シール層２５を保護する。また、内側保護層２４または外側保護層２６が放射線を遮蔽する機能を有する場合、ライニング２２にピンホールや割れなどが発生しても、放射線を遮蔽してプール本体２１のコンクリート側への放射線の照射を防止する。

図９は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図９に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側保護層２６と、を備える。

プール本体２１と、ライニング２２と、内側シール層２３と、外側保護層２６と、については、上述したとおりであり説明を省略する。外側保護層２６は、燃料プール２の縦壁面２ｂをなす。

図９に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けてコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、ライニング２２を配置する工程の後に、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する他方の面を覆うように外側保護層２６を配置する工程と、を含む。

外側保護層２６を配置する工程は、ライニング２２の他方の面（コンクリート面２１ａとは相反する面）に外側保護層２６を貼り付ける。

しかも、本実施形態の燃料プール２によれば、ライニング２２に衝撃が加わった場合に外側保護層２６により内側シール層２３を保護する。また、外側保護層２６が放射線を遮蔽する機能を有する場合、ライニング２２にピンホールや割れなどが発生しても、放射線を遮蔽してプール本体２１のコンクリート側への放射線の照射を防止する。

図１０は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図１０に示す燃料プール２は、水Ｗを貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体２１と、プール本体２１のコンクリート面２１ａを覆って配置されるライニング２２と、ライニング２２とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側シール層２３と、内側シール層２３とコンクリート面２１ａとの間に配置された内側保護層２４と、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された外側保護層２６と、を備える。

プール本体２１と、ライニング２２と、内側シール層２３と、内側保護層２４と、外側保護層２６と、については、上述したとおりであり説明を省略する。外側保護層２６は、燃料プール２の縦壁面２ｂをなす。

図１０に示す構成を施工するには、ライニング２２の一方の面に内側シール層２３を塗布する工程と、コンクリート面２１ａを覆うように内側保護層２４を配置する工程と、内側シール層２３をコンクリート面２１ａに向けて内側保護層２４を介してコンクリート面２１ａを覆うようにライニング２２を配置する工程と、ライニング２２を配置する工程の後に、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する他方の面を覆うように外側保護層２６を配置する工程と、を含む。

これらの工程は、上述したとおりであり説明を省略する。

しかも、本実施形態の燃料プール２によれば、ライニング２２に衝撃が加わった場合に内側保護層２４および外側保護層２６により内側シール層２３を保護する。また、内側保護層２４または外側保護層２６が放射線を遮蔽する機能を有する場合、ライニング２２にピンホールや割れなどが発生しても、放射線を遮蔽してプール本体２１のコンクリート側への放射線の照射を防止する。

図１１は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図１１に示す燃料プール２は、図５に示す燃料プール２をプール本体２１の床に適用する場合に、外側シール層２５のコンクリート面２１ａとは相反する面に床面２ａをなす板材２７をさらに備える。

板材２７は、例えば、６ｍｍ以上好ましくは１０ｍｍ以上のオーステナイト系ステンレス鋼からなる。

板材２７を設けることで、ライニング２２に塗布した外側シール層２５を保護しつつ板材２７の表面が核燃料貯蔵用ラック１を載置する床面２ａとなる。したがって、図１１に示す燃料プール２は、図５に示す構成をプール本体２１の床に適用することができる。

図１２は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図１２に示す燃料プール２は、図６に示す燃料プール２をプール本体２１の床に適用する場合に、外側シール層２５のコンクリート面２１ａとは相反する面に床面２ａをなす板材２７をさらに備える。

板材２７を設けることで、ライニング２２に塗布した外側シール層２５を保護しつつ板材２７の表面が核燃料貯蔵用ラック１を載置する床面２ａとなる。したがって、図１２に示す燃料プール２は、図６に示す構成をプール本体２１の床に適用することができる。

図１３は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図１３に示す燃料プール２は、図７に示す燃料プール２をプール本体２１の床に適用する場合に、外側保護層２６のコンクリート面２１ａとは相反する面に床面２ａをなす板材２７をさらに備える。

板材２７を設けることで、外側保護層２６を保護しつつ板材２７の表面が核燃料貯蔵用ラック１を載置する床面２ａとなる。したがって、図１３に示す燃料プール２は、図７に示す構成をプール本体２１の床に適用することができる。

図１４は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図１４に示す燃料プール２は、図８に示す燃料プール２をプール本体２１の床に適用する場合に、外側保護層２６のコンクリート面２１ａとは相反する面に床面２ａをなす板材２７をさらに備える。

板材２７を設けることで、外側保護層２６を保護しつつ板材２７の表面が核燃料貯蔵用ラック１を載置する床面２ａとなる。したがって、図１４に示す燃料プール２は、図８に示す構成をプール本体２１の床に適用することができる。

図１５は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図１５に示す燃料プール２は、図９に示す燃料プール２をプール本体２１の床に適用する場合に、外側保護層２６のコンクリート面２１ａとは相反する面に床面２ａをなす板材２７をさらに備える。

板材２７を設けることで、外側保護層２６を保護しつつ板材２７の表面が核燃料貯蔵用ラック１を載置する床面２ａとなる。したがって、図１５に示す燃料プール２は、図９に示す構成をプール本体２１の床に適用することができる。

図１６は、本実施形態に係る燃料プールの要部の他の例を示す拡大断面図である。

図１６に示す燃料プール２は、図１０に示す燃料プール２をプール本体２１の床に適用する場合に、外側保護層２６のコンクリート面２１ａとは相反する面に床面２ａをなす板材２７をさらに備える。

板材２７を設けることで、外側保護層２６を保護しつつ板材２７の表面が核燃料貯蔵用ラック１を載置する床面２ａとなる。したがって、図１６に示す燃料プール２は、図１０に示す構成をプール本体２１の床に適用することができる。

ところで、図１５または図１６に示す燃料プール２は、外側保護層２６を緩衝材２９に変えることができる。

即ち、図１５または図１６に示す燃料プール２は、図３または図４に示す形態を適用したプール本体２１の床において、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された緩衝材２９と、緩衝材２９を覆って床面２ａをなす板材２７と、を備える。

緩衝材２９は、衝撃を吸収ためのもので、床面２ａに沿って配置されている。緩衝材２９は、例えば、コイルばねにより構成できる。コイルばねは、線状の材料を螺旋状に巻いたもので、本実施形態では、床面２ａに沿って配置された複数個の圧縮コイルばねを使用する。適宜な数のコイルばねを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。コイルばねは、複数巻としてもよい。コイルばねの材料は、ステンレス鋼が推奨される。

緩衝材２９は、例えば、皿ばねにより構成できる。皿ばねは、底のない皿のような形状にしたもので、円錐状の上側部分と下側部分に荷重を加え、高さを低くする方向にたわませることでばね作用が得られる。皿ばねは、形状の寸法比（径や高さ）を変えることで様々なばね特性が得られる。複数の皿ばねを積層して組み合せることにより、さらに様々なばね特性を得ることができ、全体の高さも変えることもできる。適宜な数の皿ばねを床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。皿ばねの材料は、ステンレス鋼が推奨される。

緩衝材２９は、例えば、板バネにより構成できる。板ばねは、板の曲げ変形を利用する板材を用いるもので、適切な個数の板ばねを積層して組み合せることにより、様々なばね特性を得ることができ、全体の高さも変えることもできる。適宜な数の板ばねを床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。板ばねの形状、重ね枚数、天地方向、両端部形状、および設置個数は適宜である。板ばねの材料は、ステンレス鋼が推奨される。

緩衝材２９は、例えば、メッシュばねにより構成できる、メッシュばねは、細い線材を帯状にメリヤス編みにて編み込んだもので、メッシュスプリングとも言う。メッシュばねは、ばね特性が大きなヒステリシスを持っていることから振動吸収の性能をもつ。適宜な数のメッシュばねを床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。メッシュばねの材料は、ステンレス鋼または銅合金が推奨される。

緩衝材２９は、例えば、竹の子ばねにより構成できる。竹の子ばねは、長方形断面の板を円錐状に巻いた竹の子のような形状をしたもので、バンブースプリングとも言う。竹の子ばねは、自身の占める空間容積に対して大きな荷重、吸収エネルギーを得ることができる。本実施形態では、床面２ａに沿って配置された複数個の竹の子ばねを使用する。適宜な数の竹の子ばねを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。竹の子ばねの材料は、ステンレス鋼が推奨される。

緩衝材２９は、例えば、円錐ばねにより構成できる。円錐ばねは、線状の材料を円錐状に巻いたものである。本実施形態では、床面２ａに沿って配置された複数個の円錐ばねを使用する。適宜な数の円錐ばねを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。円錐ばねの材料は、ステンレス鋼が推奨される。

緩衝材２９は、例えば、非金属ばねにより構成できる。非金属ばねは、プラスチックやゴムなどの高分子材料を、ばね材料として利用するもので、発砲させずに、自ら持っている弾力を利用する方法と、発泡させた発泡体として用いる方法がある。発泡は、連泡と短泡の２種類が考えられる。好ましくは連泡とする。プラスチック材料としては、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber-Reinforced Plastics）が用いられる。繊維強化プラスチックは、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass-Fiber-Reinforced Plastics）と炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon-Fiber-Reinforced Plastics）を用いる。炭素繊維強化プラスチックは、板ばねとして構成することもできる。板ばねとして利用する際は、好ましくは重ね板ばねとする。無機材料のセラミックスもばねとして利用できる。適宜な数の非金属ばねを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、鉄鋼または非鉄金属からなる蛇腹様に板ばねが重ね折りされたばね、あるいは、筒状の周りが軸方向で重ね折りされたベローズ様のばねにより構成できる。かかるばねを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、発泡金属により構成できる。発泡金属は、金属をガスで発泡させたものである。適宜な数の発泡金属を床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、発泡セラミックにより構成できる。発泡セラミックは、セラミックを発泡させたものである。適宜な厚さの発泡セラミックを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、気泡コンクリートにより構成できる。気泡コンクリートは、コンクリートを練り混ぜるときに、セメント、砂、砂利、水のほかに発泡剤を入れることでコンクリートの中に小さな気泡を混入させ、内部に多数の気泡を閉じこめ、多孔質化させたものである。適宜な厚さの気泡コンクリートを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、ポーラスコンクリートにより構成できる。ポーラスコンクリートは、コンクリートの細骨材量を減らして多孔質化させたものである。適宜な厚さのポーラスコンクリートを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、グラスウールマットにより構成できる。グラスウールマットは、ガラス繊維でできた、綿状の素材を用いてマット状に成形したものである。適宜な厚さのグラスウールマットを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、ゴムクッションにより構成できる。ゴムクッションは、天然ゴムまたはシリコンラバーなどの有機系材料をマット状に成形したもので、ラバークッションとも言う。適宜な厚さまたは数のゴムクッションを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、流動性のある有機系材料により構成できる。有機系材料は、例えば、シリコンコンパウンドからなり、これを床のライニング２２の上に流し込んで固めたのち、板材２７を敷設する。有機系材料は、発泡させずに用いる方法と、発泡体させて用いる方法が考えられる。

緩衝材２９は、例えば、コルク材などの木材により構成できる。木材は、コルクまたはバルサなどの柔らかな木材をチップ状、ペレット状又はマット状に成形したもので、適宜な厚さまたは数の木材クッションを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

緩衝材２９は、例えば、粘土により構成できる。粘土は、ペレット状又はマット状に成形したもので、適宜な厚さまたは数の粘土クッションを床面２ａに沿って配置し、床のライニング２２と板材２７の間に敷設する。

ここで、フリースタンディング方式の核燃料貯蔵用ラック１は、高い耐震性を有するが、地震動を受けて摺動する際、移動方向となる一端側が変位せず、反対の他端側が一端側を中心に回転するように傾斜して浮き上がるロッキング事象が発生する。ロッキング事象が発生すると、浮き上がった他端側が床面２ａに着底する際に床側に大きな衝撃力を付与するため、床面２ａや核燃料貯蔵用ラック１が損傷するおそれがある。

本実施形態によれば、ロッキング事象が発生して浮き上がった核燃料貯蔵用ラック１が床面２ａに着底する際の衝撃力を板材２７および緩衝材２９により吸収することができ、床面２ａや核燃料貯蔵用ラック１が損傷する事態を防ぐことができる。

また、本実施形態では、図１５または図１６に示す燃料プール２において外側保護層２６を緩衝材２９に変えた上記構成に追加し、図には明示しないが、図３または図４に示す形態を適用したプール本体２１の縦壁において、図１５または図１６に参照するように、ライニング２２のコンクリート面２１ａとは相反する面に配置された緩衝材２９と、緩衝材２９を覆って縦壁面２ｂをなす板材２７と、を備えてもよい。この場合、プール本体２１の縦壁において、床面２ａから少なくとも核燃料貯蔵用ラック１の高さＴ（図１参照）に至りライニング２２の外側に上述した緩衝材２９が配置され、緩衝材２９を覆う板材２７が配置されて縦壁面２ｂが構成される。

したがって、本実施形態によれば、ロッキング事象が発生して浮き上がった核燃料貯蔵用ラック１が縦壁面２ｂに衝突する際の衝撃力を板材２７および緩衝材２９により吸収することができ、縦壁面２ｂや核燃料貯蔵用ラック１が損傷する事態を防ぐことができる。

また、本実施形態では、少なくとも板材２７および緩衝材２９を配置した部分のライニング２２について、厚さを厚く構成する。ライニング２２の厚さは、６ｍｍから１０ｍｍ程度とすることが好ましいが、これよりも厚くしても差し支えない。

したがって、本実施形態によれば、少なくとも板材２７および緩衝材２９を配置した部分のライニング２２について、厚さを厚く構成することで、核燃料貯蔵用ラック１が衝突する際の衝撃力をより吸収することができ、ライニング２２自体や、床面２ａや、縦壁面２ｂが損傷する事態を防ぐことができる。

１核燃料貯蔵用ラック
１ａ燃料収納部
１ｂラック本体
１ｃ支持脚
２燃料プール
２ａ床面
２ｂ縦壁面
２１プール本体
２１ａコンクリート面
２２ライニング
２３内側シール層
２４内側保護層
２５外側シール層
２６外側保護層
２７板材
２９緩衝材
Ｗ水

Claims

水中で核燃料を取り扱う燃料プールであって、
水を貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体と、
前記プール本体のコンクリート面を覆って配置されるライニングと、
前記ライニングの前記コンクリート面側に塗布されて前記ライニングと前記コンクリート面との間に配置された内側シール層と、
を備える燃料プール。
前記内側シール層と前記コンクリート面との間に配置された内側保護層をさらに備える請求項１に記載の燃料プール。
前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された外側シール層をさらに備える請求項１または２に記載の燃料プール。
前記外側シール層の前記コンクリート面とは相反する面に配置された外側保護層をさらに備える請求項３に記載の燃料プール。
前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された外側保護層をさらに備える請求項１または２に記載の燃料プール。
前記プール本体の床において床面をなす板材をさらに備える請求項３～５のいずれか１つに記載の燃料プール。
前記プール本体の床において、
前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された緩衝材と、
前記緩衝材を覆って床面をなす板材と、
をさらに備える請求項１または２に記載の燃料プール。
前記プール本体の縦壁において、
前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する面に配置された緩衝材と、
前記緩衝材を覆って縦壁面をなす板材と、
をさらに備える請求項７に記載の燃料プール。
水を貯留するように上部が開放されたコンクリートからなるプール本体と、前記プール本体のコンクリート面を覆って配置されるライニングと、を備えて貯留した水中で核燃料を取り扱う燃料プールのライニング施工方法であって、
前記ライニングの一方の面に内側シール層を塗布する工程と、
前記内側シール層を前記コンクリート面に向けて前記コンクリート面を覆うように前記ライニングを配置する工程と、
を含む燃料プールのライニング施工方法。
前記ライニングを配置する工程の前に、前記コンクリート面を覆うように内側保護層を配置する工程をさらに含む請求項９に記載の燃料プールのライニング施工方法。
前記ライニングを配置する工程の後に、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する他方の面に外側シール層を塗布する工程をさらに含む請求項９または１０に記載の燃料プールのライニング施工方法。
外側シール層を配置する工程の後に、前記外側シール層を覆うように外側保護層を配置する工程をさらに含む請求項１１に記載の燃料プールのライニング施工方法。
前記ライニングを配置する工程の後に、前記ライニングの前記コンクリート面とは相反する他方の面を覆うように外側保護層を配置する工程をさらに含む請求項９または１０に記載の燃料プールのライニング施工方法。
前記プール本体の床において床面をなす板材を配置する工程をさらに含む請求項１１～１３のいずれか１つに記載の燃料プールのライニング施工方法。