(57)【要約】【課題】核燃料貯蔵ラックにおいて、構造の簡素化及び製造コストの上昇を抑制可能とする。【解決手段】枠体４４及びセル隔壁４５，４６により区画されて燃料集合体２０，３０を収納可能な複数のセル収容部４７，４７Ａと、枠体４４及びセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７，４７Ａの幅を調整可能なアダプタ６１，７１，８１，９１とを設ける。【選択図】図１
2014002017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁により区画されて核燃料を収納可能な複数のセル収容部と、
前記隔壁を挟持するように着脱自在に装着されて前記セル収容部の幅を調整可能なアダプタと、
を有することを特徴とする核燃料貯蔵ラック。
【請求項２】
前記セル収容部は、４つの前記隔壁により区画される四角柱形状をなし、前記４つの隔壁に前記アダプタがそれぞれ装着されることを特徴とする請求項１に記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項３】
前記複数のセル収容部の下部に台盤が固定され、前記台盤の下部に複数の脚部が固定され、前記台盤に前記セル収容部と外部とを連通する冷却水孔が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項４】
前記アダプタは、前記セル収容部に収容される前記核燃料との間に予め設定された所定隙間が確保されるようにその厚さが設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項５】
前記アダプタは、前記隔壁の各平面部に当接して前記セル収容部における幅方向の位置決めを行う位置決め部と、前記セル収容部に収容される前記核燃料の側部に接触して支持可能な支持部とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項６】
前記アダプタは、隣接する２つの前記セル収容部にそれぞれ収容される前記核燃料の各側部をそれぞれ支持する２つの前記支持部を有することを特徴とする請求項５に記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項７】
前記アダプタは、上端部に上方へ向かって前記セル収容部の幅が広くなる傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項８】
前記隔壁は、上端部に上方へ向かって厚さが小さくなる先細部が形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項９】
前記セル収容部の下部にかさ上げ架台が設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項１０】
前記アダプタは、前記セル収容部を構成する４つの前記隔壁に対向して装着されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項１１】
前記アダプタは、前記セル収容部を構成する４つの前記隔壁に対向すると共に幅方向にずれて装着されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【請求項１２】
前記セル収容部は、ＰＷＲ用核燃料を収容可能な幅に設定され、前記アダプタは、前記隔壁に装着されたときに、前記セル収容部にＢＷＲ用核燃料を収容可能な厚さに設定されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の核燃料貯蔵ラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の核燃料の集合体である燃料集合体を一時的に貯蔵する核燃料貯蔵ラックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントに使用される原子炉として、加圧水型原子炉や沸騰型原子炉などがある。この原子炉では、内部に多数の燃料集合体（核燃料）を配置すると共に、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、核燃料が核分裂することで発生した熱により軽水を加熱し、この加熱された軽水（蒸気）により発電を行っている。
【０００３】
このような原子炉では、新たに使用する未使用の燃料集合体（燃料棒）や既に使用された使用済の燃料集合体（燃料棒）を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。この燃料プールは、内部に多数の未使用の燃料集合体や使用済の燃料集合体を立てた状態で支持する核燃料貯蔵ラックが設置されている。このような核燃料貯蔵ラックは、一般的に、複数の隔壁を格子状に組み合わせることで複数のセルを形成し、この各セル内に燃料集合体を挿入して支持している。なお、燃料プールは、内部に使用済燃料集合体の崩壊熱を除去すると共に、放射線を遮蔽するために水が満たされている。
【０００４】
この燃料集合体は、原子炉の形式によりその大きさ（長さや幅）が相違することから、その原子炉専用の大きさの核燃料貯蔵ラックを製作して使用しているのが現状である。そのため、一つの原子力プラント内において形式の異なる原子炉がある場合、例えば、加圧水型原子炉で使用する燃料集合体を沸騰型原子炉に対応した燃料プールの核燃料貯蔵ラックに貯蔵することができず、不便である。このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−１２２２９６号公報
【特許文献２】実開平０２−０６３５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の核燃料貯蔵ラックは、ラックセル内にスペーサを介してアダプタを挿入して異なる形式の燃料集合体を支持するようにしている。しかし、別途、筒形状をなす専用のアダプタを製造することは、筒形状への成形加工を行わなければならないことから、制作上、高コスト化を招いてしまうおそれがある。また、このアダプタは、局所に設置されているスペーサを介してラックセルの壁部により支持されており、ここに局部応力が集中する。このことから、アダプタ及びラックセルの壁部は局部集中応力に耐え、かつ変形防止を考慮して十分な強度を確保する必要があるために厚くする必要があり、この点でも高コスト化を招いてしまうおそれがある。更に、アダプタ及びラックセルは、その壁部を厚くするとこれらの重量が増加することから、地震時の荷重も増加してしまい、核燃料貯蔵ラック及び燃料プールの構造強度に影響を及ぼすおそれがある。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、構造の簡素化及び製造コストの上昇を抑制可能とする核燃料貯蔵ラックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の核燃料貯蔵ラックは、隔壁により区画されて核燃料を収納可能な複数のセル収容部と、前記隔壁を挟持するように着脱自在に装着されて前記セル収容部の幅を調整可能なアダプタと、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、セル収容部を構成する隔壁にアダプタを装着するだけでセル収容部の幅が調整可能であることから、収容する核燃料の寸法に対応した厚さを有するアダプタを用意すればよく、構造を簡素化することができると共に、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００１０】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記セル収容部は、４つの前記隔壁により区画される四角柱形状をなし、前記４つの隔壁に前記アダプタがそれぞれ装着されることを特徴としている。
【００１１】
従って、セル収容部を構成する４つの隔壁の全てにアダプタを装着することで、セル収容部の大きさを、収容する核燃料に対して適正に調整することができる。
【００１２】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記複数のセル収容部の下部に台盤が固定され、前記台盤の下部に複数の脚部が固定され、前記台盤に前記セル収容部と外部とを連通する冷却水孔が形成されることを特徴としている。
【００１３】
従って、セル収容部が台盤を介して複数の脚部により支持され、台盤にセル収容部と外部とを連通する冷却水孔が形成されることで、核燃料貯蔵ラックをプールに設置したとき、核燃料を適正に支持することができると共に、効果的に冷却することができる。
【００１４】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記アダプタは、前記セル収容部に収容される前記核燃料との間に予め設定された所定隙間が確保されるようにその厚さが設定されることを特徴としている。
【００１５】
従って、アダプタと核燃料との間に所定隙間が確保されることで、セル収容部に対する核燃料の出し入れを容易に行うことができると共に、核燃料への過大な衝撃荷重の付与を抑制することができ、核燃料を安全に収容することができる。
【００１６】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記アダプタは、前記隔壁の各平面部に当接して前記セル収容部における幅方向の位置決めを行う位置決め部と、前記セル収容部に収容される前記核燃料の側部に接触して支持可能な支持部とを有することを特徴としている。
【００１７】
従って、アダプタは、位置決め部により隔壁に当接して位置決めされることで、セル収容部を適正な幅に調整することができ、このとき、支持部によりセル収容部に収容される核燃料を適正に支持することができる。
【００１８】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記アダプタは、隣接する２つの前記セル収容部にそれぞれ収容される前記核燃料の各側部をそれぞれ支持する２つの前記支持部を有することを特徴としている。
【００１９】
従って、一つのアダプタを隔壁に装着するだけで、２つのセル収容部に対して核燃料の支持部を構成することが可能となり、低コスト化を可能とすることができる。
【００２０】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記アダプタは、上端部に上方へ向かって前記セル収容部の幅が広くなる傾斜面が形成されることを特徴としている。
【００２１】
従って、アダプタの上端部に傾斜面を形成することで、この傾斜面を案内面として核燃料をアダプタにより幅が調整されたセル収容部に容易に収容することができる。
【００２２】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記隔壁は、上端部に上方へ向かって厚さが小さくなる先細部が形成されることを特徴としている。
【００２３】
従って、隔壁の上端部に先細部を形成することで、この隔壁にアダプタを容易に挿入することができる。
【００２４】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記セル収容部の下部にかさ上げ架台が設けられることを特徴としている。
【００２５】
従って、長さの短い核燃料をセル収容部に収容する場合、セル収容部の下部にかさ上げ架台を設け、このかさ上げ架台の上に核燃料を収容することで、この長さの短い核燃料の上端部の位置を、その他の核燃料と同様に、セル収容部の上端部に配置することとなり、燃料取扱工具による核燃料の出し入れを容易に行うことができる。
【００２６】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記アダプタは、前記セル収容部を構成する４つの前記隔壁に対向して装着されることを特徴としている。
【００２７】
従って、アダプタの組付性を向上することができる。
【００２８】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記アダプタは、前記セル収容部を構成する４つの前記隔壁に対向すると共に幅方向にずれて装着されることを特徴としている。
【００２９】
従って、４つのアダプタの幅を同寸法とすることができ、アダプタの種類を少なくして生産性を向上することができると共に、生産コストを低減することができる。
【００３０】
本発明の核燃料貯蔵ラックでは、前記セル収容部は、ＰＷＲ用核燃料を収容可能な幅に設定され、前記アダプタは、前記隔壁に装着されたときに、前記セル収容部にＢＷＲ用核燃料を収容可能な厚さに設定されることを特徴としている。
【００３１】
従って、セル収容部に異なる種類のＰＷＲ用核燃料とＢＷＲ用核燃料を容易に収容することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の核燃料貯蔵ラックによれば、隔壁により区画されて核燃料を収納可能な複数のセル収容部と、隔壁を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部の幅を調整可能なアダプタとを設けるので、収容する核燃料の寸法に対応した厚さを有するアダプタを用意すればよく、構造を簡素化することができると共に、製造コストの上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。
【図２】図２は、実施例１の核燃料貯蔵ラックを表す縦断面図である。
【図３】図３は、核燃料貯蔵ラックにおける隔壁の上部断面図である。
【図４】図４は、核燃料貯蔵ラックにおける台盤の正面図である。
【図５】図５は、核燃料貯蔵ラックにおける台盤の平面図である。
【図６】図６は、台盤における底部の断面図である。
【図７】図７は、台盤における底部の平面図である。
【図８】図８は、核燃料貯蔵ラックにおけるＢＷＲ用燃料集合体の支持状態を表す概略図である。
【図９】図９は、核燃料貯蔵ラックに装着される第１アダプタの正面図である。
【図１０】図１０は、第１アダプタの側面図である。
【図１１】図１１は、第１アダプタの断面を表す図９のXI−XI断面図である。
【図１２】図１２は、核燃料貯蔵ラックに装着される第２アダプタの正面図である。
【図１３】図１３は、第２アダプタの側面図である。
【図１４】図１４は、第２アダプタの断面を表す図１２のXIV−XIV断面図である。
【図１５】図１５は、アダプタが装着された核燃料貯蔵ラックによる燃料集合体に支持状態を表す水平断面図である。
【図１６】図１６は、原子炉格納容器を有する原子炉建屋の要部概略図である。
【図１７】図１７は、ＰＷＲ用燃料集合体の概略図である。
【図１８】図１８は、ＢＷＲ用燃料集合体の概略図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施例２に係る核燃料貯蔵ラックを表す縦断面図である。
【図２０】図２０は、実施例２の核燃料貯蔵ラックに使用されるかさ上げ架台の平面図である。
【図２１】図２１は、かさ上げ架台の縦断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施例３に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施例４に係る核燃料貯蔵ラックに装着される第１アダプタの正面図である。
【図２４】図２４は、第１アダプタの側面図である。
【図２５】図２５は、第１アダプタの斜視図である。
【図２６】図２６は、核燃料貯蔵ラックに装着される第２アダプタの正面図である。
【図２７】図２７は、第２アダプタの側面図である。
【図２８】図２８は、第２アダプタの断面を表す図２６のXXVIII−XXVIII断面図である。
【図２９】図２９は、実施例４の核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。
【図３０】図３０は、本発明の実施例５に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。
【図３１】図３１は、本発明の実施例６に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。
【図３２】図３２は、本発明の実施例７に係る核燃料貯蔵ラックを表す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る核燃料貯蔵ラックの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００３５】
図１は、本発明の実施例１に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図、図２は、実施例１の核燃料貯蔵ラックを表す縦断面図、図３は、核燃料貯蔵ラックにおける隔壁の上部断面図、図４は、核燃料貯蔵ラックにおける台盤の正面図、図５は、核燃料貯蔵ラックにおける台盤の平面図、図６は、台盤における底部の断面図、図７は、台盤における底部の平面図、図８は、核燃料貯蔵ラックにおけるＢＷＲ用燃料集合体の支持状態を表す概略図、図９は、核燃料貯蔵ラックに装着される第１アダプタの正面図、図１０は、第１アダプタの側面図、図１１は、第１アダプタの断面を表す図９のXI−XI断面図、図１２は、核燃料貯蔵ラックに装着される第２アダプタの正面図、図１３は、第２アダプタの側面図、図１４は、第２アダプタの断面を表す図１２のXIV−XIV断面図、図１５は、アダプタが装着された核燃料貯蔵ラックによる燃料集合体に支持状態を表す水平断面図、図１６は、原子炉格納容器を有する原子炉建屋の要部概略図、図１７は、ＰＷＲ用燃料集合体の概略図、図１８は、ＢＷＲ用燃料集合体の概略図である。
【００３６】
核燃料貯蔵ラックは、原子炉発電プラントの原子炉建屋に設けられる燃料プールに設置されるものである。そして、原子炉発電プラントは、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）と、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）が設けられている。そのため、核燃料貯蔵ラックは、ＰＷＲ用の核燃料（燃料集合体）を収容可能であると共に、ＢＷＲ用の核燃料（燃料集合体）を収容可能となっている。なお、加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。一方、沸騰水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、この軽水を炉心で沸騰させて蒸気を発生させ、この蒸気を直接タービン発電機に送って発電するものである。
【００３７】
実施例１では、加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、原子炉建屋に設けられる燃料プールに設置された核燃料貯蔵ラックに適用して説明する。
【００３８】
加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図１６に示すように、原子炉格納容器１１は、内部に加圧水型原子炉１２、蒸気発生器１３、加圧器１４などが収容されており、加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３は冷却水配管を介して連結され、一方の冷却水配管に加圧器１４が設けられ、他方の冷却水配管に冷却水ポンプが設けられている。従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１４により所定の高圧に維持された状態で冷却水配管を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は冷却水配管を通して加圧水型原子炉１２に戻される。
【００３９】
原子炉格納容器１１は、隣接して燃料取扱建屋（原子炉建屋）１５が設置され、この燃料取扱建屋１５内に使用済燃料プール１６が設けられており、この使用済燃料プール１６の内部に核燃料貯蔵ラック１７が設置されている。この核燃料貯蔵ラック１７は、加圧水型原子炉１２で使用された使用済の燃料（ＰＷＲ用燃料集合体）を一時的に貯蔵するものであり、この核燃料貯蔵ラック１７に貯蔵された使用済燃料は、使用済燃料プール１６に充填され、且つ、循環する冷却水により冷却可能となっている。
【００４０】
また、核燃料貯蔵ラック１７は、沸騰型原子炉（図示略）で使用された使用済の燃料（ＢＷＲ用燃料集合体）を一時的に貯蔵可能となっている。この場合、核燃料貯蔵ラック１７は、ＰＷＲ用燃料集合体とＢＷＲ用燃料集合体を同時に収容可能となっている。
【００４１】
ここで、ＰＷＲ用燃料集合体とＢＷＲ用燃料集合体について説明する。図１７に示すように、ＰＷＲ用燃料集合体２０は、複数の燃料棒２１が支持格子２２により格子状に束ねられて構成され、上端部に上部ノズル２３が固定される一方、下端部に下部ノズル２４が固定されている。また、ＰＷＲ用燃料集合体２０は、図示しないが、複数の燃料棒２１に対して、制御棒が挿入される複数の制御棒案内シンブルと、炉内計装用検出器が挿入される炉内計装用案内シンブルとが設けられている。そして、複数の制御棒は、上端部がまとめられて制御棒クラスタ２５となる。
【００４２】
一方、図１８に示すように、ＢＷＲ用燃料集合体３０は、複数の燃料棒３１がスペーサグリッド３２により格子状に束ねられて構成され、上端部に上部タイプレート３３が固定される一方、下端部に下部タイプレート３４が固定され、角筒状のチャンネルボックス３５内に収容されている。また、ＢＷＲ用燃料集合体３０は、燃料棒３１の束が中央部に中空管からなる水管３６を少数含んでおり、上部タイプレート３３にハンドル３７が固定され、下部タイプレート３４にノーズピース３８が固定されている。
【００４３】
実施例１の核燃料貯蔵ラック１７は、図１及び図２に示すように、ラック本体４１と台盤４２と複数（本実施例では、４個）の脚部４３とから構成されている。ラック本体４１は、四角筒形状をなす枠体４４内に複数のセル隔壁４５，４６が格子形状をなすように組み合わされることで、複数のセル収容部４７が区画形成されて構成されている。この場合、複数のセル収容部４７は、筒形状をなし、全ての幅及び長さ（高さ）が同形状で同寸法となっている。そして、ＰＷＲ用燃料集合体２０は、例えば、複数の燃料棒２１が１７×１７の正方格子状で配列されたものであり、セル収容部４７は、幅Ｗ１がＰＷＲ用燃料集合体２０の幅Ｗ２より若干大きい寸法となっている。即ち、セル収容部４７は、ＰＷＲ用燃料集合体２０を収容したとき、このセル収容部４７の壁面とＰＷＲ用燃料集合体２０の側面との間に所定の隙間Ｓ１が確保されるように、幅Ｗ１の寸法が設定されている。また、セル収容部４７は、ＰＷＲ用燃料集合体２０を保護するために、長さ（高さ）Ｌ１が、ＰＷＲ用燃料集合体２０を掴める範囲内でＰＷＲ用燃料集合体２０の長さＬ２より若干大きい寸法となっている。即ち、セル収容部４７は、ＰＷＲ用燃料集合体２０を収容したとき、上方に突出しないように、長さＬ１の寸法が設定されている。なお、セル隔壁４５，４６は、ステンレス鋼又はアルミニウム合金とするか、ホウ素又はこの化合物、カドリニウム又はこの化合物、カドミウム又はこの化合物などの中性子吸収能に優れる材料を単独にて、あるいは複合体を添加したアルミニウムまたはステンレス鋼などにより構成することが望ましい。
【００４４】
ところで、ＰＷＲ用燃料集合体２０は、複数の燃料棒２１が１７×１７の正方格子状で配列されたものに限らず、複数の燃料棒が１５×１５の正方格子状で配列されたものや、複数の燃料棒が１４×１４の正方格子状で配列されたものがあり、それらの幅は相違するものとなっている。また、ＢＷＲ用燃料集合体３０は、複数の燃料棒が例えば８×８又は７×７の正方格子状で配列されたものであり、それらの幅Ｗ２１はＰＷＲ用燃料集合体２０の幅Ｗ２より小さい寸法となっている。
【００４５】
また、枠体４４及びセル隔壁４５，４６は、その厚さＴ１が全て同じ寸法に設定されると共に、長さＬ１が全て同じ寸法に設定されている。この場合、枠体４４及びセル隔壁４５，４６は、その厚さＴ１や長さＬ１を全て同じ寸法に設定する必要はなく、枠体４４とセル隔壁４５，４６は、その厚さＴ１を異なる寸法に設定してもよい。即ち、セル隔壁４５，４６の厚さは、隣接する燃料集合体が臨界に達さないように設定することから、セル隔壁４５とセル隔壁４６は、同じ成分の材料を使用するのに限って同じ厚さに設定することが望ましい。一方、枠体４４は、セル隔壁４５，４６の半分の厚さで十分である。これにより地震などで隣接する核燃料貯蔵ラック１７同士が、仮に隙間なく密着した場合においても、セル隔壁４５，４６の厚さＴ１と同等な厚さを確保することができるため、隣接する燃料集合体の間隔をセル隔壁４５，４６と同様に維持し、燃料集合体が臨界に達さないようにすることができる。また、枠体４４及びセル隔壁４５，４６は、図３に示すように、上端部に上方へ向かって厚さが小さくなる先細部４８が形成されているので、燃料集合体をセル収容部４７，４７１に挿入しやすくなる。この先細部４８は、２つの傾斜面４８ａ，４８ｂにより形成されている。なお、この枠体４４及びセル隔壁４５，４６は、傾斜面４８ａの角度を平面部に対して６０度以下に設定することが好ましい。
【００４６】
台盤４２は、図４及び図５に示すように、基板５１と底板５２と四角筒形状をなす側板５３とにより中空の四角柱形状をなしている。そして、上部にラック本体４１が固定されている。この場合、ラック本体４１と台盤４２は、その外形幅が同寸法となっている。この台盤４２は、基板５１と底板５２に各セル収容部４７に対応して冷却水孔５４が形成されている。この冷却水孔５４は、図６から図８に示すように、楕円形状をなすと共に、上部に上方へ向かって拡径するテーパ面５４ａが形成されている。この場合、ラック本体４１のセル収容部４７にＢＷＲ用燃料集合体３０を収容したとき、下部タイプレート３４のノーズピース３８がテーパ面５４ａを介して楕円形状をなす冷却水孔５４に入り込むことで、台盤４２がＢＷＲ用燃料集合体３０を適正に支持でき、また、冷却水孔５４が楕円形状をなすことから、ノーズピース３８がこの冷却水孔５４を塞ぐことなく、隙間の開口から冷却水の流通が可能となる。なお、冷却水孔５４は、その形状が三角形、正方形及び長方形を含む多角形、円形、長円形、十字形、花弁形、または、これらに類似の形状、あるいは、これらを適宜に組み合わせた形状としてもよい。
【００４７】
また、台盤４２は、側板５３に各セル収容部４７に対応して冷却水孔５５が形成されている。更に、各冷却水孔５４，５５を区画するように、隔壁４５，４６に対応して格子形状をなす補強板５６，５７が固定されており、この補強板５６，５７にも冷却水孔５５が形成されている。また、台盤４２は、底板５２の下面における四隅に脚部４３がそれぞれ固定されている。そして、この各脚部４３に冷却水孔５５が形成されている。なお、ここでは、台盤４２の下部に４つの脚部４３を設けたが、脚部４３の設置位置、設置数は、適宜に変更してもよいものである。
【００４８】
また、実施例１の核燃料貯蔵ラック１７は、図１及び図２に示すように、枠体４４やセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７の幅を調整可能な４種類のアダプタ６１，７１，８１，９１を複数有している。この場合、セル収容部４７は、周囲の４つの枠体４４及びセル隔壁４５，４６にこのアダプタ６１，７１，８１，９１がそれぞれ装着可能となっている。本実施例では、セル収容部４７は、各アダプタ６１，７１，８１，９１が装着されることで、その幅が小さくなるセル収容部４７Ａに調整される。なお、このアダプタ６１，７１，８１，９１は、ステンレス鋼又はアルミニウム合金とするか、ホウ素又はこの化合物、カドリニウム又はこの化合物、カドミウム又はこの化合物などの中性子吸収能に優れる材料を単独にて、あるいは複合体を添加したアルミニウム又はステンレス鋼などにより構成することが望ましい。
【００４９】
アダプタ６１は、図９から図１１に示すように、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の各平面部に当接してセル収容部４７（４７Ａ）における幅方向の位置決めを行う位置決め部としての複数（本実施例では、２個）のリブ６２と、セル収容部４７Ａに収容される燃料集合体（例えば、ＢＷＲ用燃料集合体３０）の側部に接触して支持可能な支持部としての案内ガイド６３を有している。
【００５０】
案内ガイド６３は、板材を逆Ｕ字形状に形成したものであり、略平行をなす２つの案内面６４が形成されると共に、上端部に上方へ向かってその厚さが薄くなる２つの対称な傾斜面６５が形成されている。この場合、案内ガイド６３は、傾斜面６５の角度を案内面６４に対して６０度以下に設定することが好ましい。そのため、図２に示すように、セル収容部４７Ａは、アダプタ６１における案内ガイド６３の傾斜面６５により、その幅が上端部で広くなっている。
【００５１】
リブ６２は、板材の中央部に下方に開口した溝部６６を形成した逆Ｕ字形状をなし、案内ガイド６３の内側に幅方向に所定間隔をあけて２つ固定されている。このリブ６２は、溝部６６の幅Ｗ３が、セル隔壁４５，４６の厚さＴ１より若干大きく設定され、長さ（高さ）Ｌ３が枠体４４及びセル隔壁４５，４６の長さＬ１と同等または長く設定されている。そして、アダプタ６１は、その幅Ｗ６１と厚さＴ６１に設定されている。なお、セル収容部４７Ａの長さＬ３は、ＢＷＲ用燃料集合体３０を保護するために、ＢＷＲ用燃料集合体３０の長さと同等とするか、または、ＢＷＲ用燃料集合体３０を掴める範囲内で若干長くする。また、ＢＷＲ用燃料集合体３０は、長さがラック本体４１のセル収容部４７の長さＬ１より長い場合は、アダプタ６１をラック本体４１の上端よりも延伸して突出させるようにすればよい。
【００５２】
アダプタ７１は、アダプタ６１と同様の形状をなし、図示しないが、位置決め部としての２つのリブと、支持部としての案内ガイドを有している。そして、アダプタ７１は、図１に示すように、その幅Ｗ７１と厚さＴ７１に設定されている。
【００５３】
アダプタ８１は、図１２から図１４に示すように、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の各平面部に当接してセル収容部４７Ａにおける幅方向の位置決めを行う位置決め部としてのリブ８２と、セル収容部４７Ａに収容される燃料集合体（例えば、ＢＷＲ用燃料集合体３０）の側部に接触して支持可能な支持部としての案内ガイド８３を有している。
【００５４】
案内ガイド８３は、板材を逆Ｕ字形状に形成したものであり、厚さ方向における一方側に案内面８４が形成されると共に、上端部に上方へ向かってその厚さが薄くなる１つの傾斜面８５が形成されている。この場合、案内ガイド８３は、傾斜面８５の角度を案内面８４に対して６０度以下に設定することが好ましい。そのため、図１３に示すように、セル収容部４７Ａは、アダプタ８１における案内ガイド８３の傾斜面８５により、その幅が上端部で広くなっている。なお、このアダプタ８１は、図１、図２、図１３に示すように、核燃料貯蔵ラック１７の枠体４４または隔壁４５に装着されるものであり、枠体４４に装着されるものは、１つの傾斜面８５が形成されているが、隔壁４５に装着されるものは、厚さ方向に対称な２つの傾斜面８５が形成されている。この場合、製造コストを考慮し、全て２つの傾斜面８５が形成されたアダプタ８１としてもよい。
【００５５】
リブ８２は、板材の側部に溝部８６を形成されており、案内ガイド８３の内側に幅方向に所定間隔をあけて２つ固定されている。この場合、アダプタ８１は、この溝部８６が案内面８４とは反対側の平面部８７に位置している。なお、アダプタ８１が隔壁４５に装着されたとき、平面部８７は、ＰＷＲ用燃料集合体２０を支持する案内面として機能する。そして、アダプタ８１は、この溝部８６の幅Ｗ３が、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の厚さより若干大きく設定され、長さＬ３が枠体４４及びセル隔壁４５，４６の長さＬ１とほぼ同等に設定されている。そして、アダプタ８１は、その幅Ｗ８１と厚さＴ８１に設定されている。なお、セル収容部４７Ａは、その長さ（高さ）Ｌ３が、ＢＷＲ用燃料集合体３０を保護するために、ＢＷＲ用燃料集合体３０の長さと同等とするか、ＢＷＲ用燃料集合体３０を掴むのに支障のない範囲内で若干長くする。ＢＷＲ用燃料集合体３０は、その長さがラック本体４１のセル収容部４７より長い場合は、アダプタ８１をラック本体４１の上端から延伸した状態にて装着する。
【００５６】
アダプタ９１は、アダプタ８１と同様の形状をなし、図示しないが、位置決め部としての２つのリブと、支持部としての案内ガイドを有している。そして、アダプタ９１は、図１に示すように、その幅Ｗ９１と厚さＴ９１に設定されている。
【００５７】
実施例１の核燃料貯蔵ラック１７は、図１に示すように、一部のセル収容部４７に上述した４種類のアダプタ６１，７１，８１，９１を装着することで、このセル収容部４７の幅Ｗ１をセル収容部４７Ａの幅Ｗ１１に調整し、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容可能となっている。即ち、核燃料貯蔵ラック１７は、周囲の枠体４４に対してアダプタ８１，９１が装着され、セル隔壁４５にアダプタ７１，９１が装着され、セル隔壁４６にアダプタ６１が装着されることで、セル収容部４７の幅Ｗ１がＢＷＲ用燃料集合体３０を適正に収容できるセル収容部４７Ａの幅Ｗ１１に調整されている。
【００５８】
具体的に説明すると、図１５に示すように、核燃料貯蔵ラック１７のセル収容部４７は、枠体４４にアダプタ８１が装着され、一方のセル隔壁４５にアダプタ７１が装着され、他方のセル隔壁４５にアダプタ９１が装着され、セル隔壁４６にアダプタ６１が装着されることで、幅Ｗ１１（セル収容部４７Ａ）に調整されている。一方、ＢＷＲ用燃料集合体３０は、例えば、複数の燃料棒２１が８×８の正方格子状で配列されたものであり、その幅Ｗ２１となっている。従って、幅Ｗ１１に調整されたセル収容部４７Ａは、幅Ｗ２１を有するＢＷＲ用燃料集合体３０を適正に収容可能となっている。この場合、各アダプタ６１，７１，８１，９１が装着されたセル収容部４７Ａは、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容したとき、この各アダプタ６１，７１，８１，９１の案内面とＢＷＲ用燃料集合体３０の側面との間に所定の隙間Ｓ２が確保されるように、各アダプタ６１，７１，８１，９１の厚さＴ６１，Ｔ７１，Ｔ８１，Ｔ９１の寸法が設定されている。
【００５９】
この場合、アダプタ６１，８１が対向する位置に配置され、アダプタ７１，９１が対向する位置に配置されており、アダプタ７１，９１がアダプタ６１，８１の間に配置されている。そのため、アダプタ６１，８１の幅Ｗ６１，Ｗ８１が同寸法に設定され、アダプタ７１，９１の幅Ｗ７１，Ｗ９１が同寸法に設定される。また、アダプタ６１，８１の幅Ｗ６１，Ｗ８１は、セル収容部４７の幅Ｗ１とほぼ同等とするか若しくは装着しやすくするために若干小さく設定され、アダプタ７１，９１の幅Ｗ７１，Ｗ９１はＢＷＲ用燃料集合体３０のセル収容部４７Ａの幅Ｗ１１とほぼ同等とするか若しくは装着しやすくするために若干小さく設定される。
【００６０】
なお、その他のセル収容部４７Ａでも同様に、ＢＷＲ用燃料集合体３０を所定の隙間Ｓ２をもって適正に収容できるように、各アダプタ６１，７１，８１，９１の厚さＴ６１，Ｔ７１，Ｔ８１，Ｔ９１や幅Ｗ６１，Ｗ７１，Ｗ８１，Ｗ９１の寸法が設定されている。
【００６１】
ところで、ＰＷＲ用燃料集合体２０は、複数の燃料棒２１が１７×１７の正方格子状で配列されたものに限らず、複数の燃料棒２１が１４×１４の正方格子状で配列されたものがあり、また、ＢＷＲ用燃料集合体３０は、複数の燃料棒３１が８×８又は７×７などの正方格子状で配列されたものもあり、それらの幅は相違するものとなっている。
【００６２】
このように実施例１の核燃料貯蔵ラックにあっては、枠体４４及びセル隔壁４５，４６により区画されて各燃料集合体２０，３０を収納可能な複数のセル収容部４７，４７Ａと、枠体４４及びセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７の幅を調整可能なアダプタ６１，７１，８１，９１とを設けている。
【００６３】
従って、セル収容部４７を構成する枠体４４及びセル隔壁４５，４６にアダプタ６１，７１，８１，９１を装着するだけで、このセル収容部４７の幅Ｗ１をセル収容部４７Ａの幅Ｗ１１に調整可能であることから、ＰＷＲ用燃料集合体２０を収容するセル収容部４７に寸法の異なるＢＷＲ用燃料集合体３０を収容するとき、このＢＷＲ用燃料集合体３０の寸法に対応した厚さを有するアダプタ６１，７１，８１，９１を用意すればよく、構造を簡素化することができると共に、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００６４】
実施例１の核燃料貯蔵ラックでは、セル収容部４７を４つの隔壁４５，４６（または、枠体４４）により区画される四角柱形状とし、４つの隔壁４５，４６（または、枠体４４）にアダプタ６１，７１，８１，９１をそれぞれ装着している。従って、セル収容部４７の大きさを、収容するＢＷＲ用燃料集合体３０のセル収容部４７Ａに適正に調整することができる。
【００６５】
実施例１の核燃料貯蔵ラックでは、複数のセル収容部４７，４７Ａを構成するラック本体４１の下部に台盤４２を固定し、台盤４２の下部に複数の脚部４３を固定し、台盤４２にセル収容部４７，４７Ａと外部とを連通する冷却水孔５４，５５を形成している。従って、核燃料貯蔵ラック１７を使用済燃料プール１６に設置したとき、燃料集合体２０，３０を適正に支持することができると共に、効果的に冷却することができる。
【００６６】
実施例１の核燃料貯蔵ラックでは、アダプタ６１，７１，８１，９１は、セル収容部４７Ａに収容されるＢＷＲ用燃料集合体３０との間に所定の隙間Ｓ２が確保されるようにその厚さが設定されている。従って、アダプタ６１，７１，８１，９１とＢＷＲ用燃料集合体３０との間に所定の隙間Ｓ２が確保されることで、セル収容部４７Ａに対するＢＷＲ用燃料集合体３０の出し入れを容易に行うことができると共に、ＢＷＲ用燃料集合体３０への過大な衝撃荷重の付与を抑制することができ、ＢＷＲ用燃料集合体３０を安全に収容することができる。
【００６７】
実施例１の核燃料貯蔵ラックでは、アダプタ６１，７１，８１，９１は、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の各平面部に当接してセル収容部４７Ａにおける幅方向の位置決めを行うリブ６２，８２と、セル収容部４７Ａに収容されるＢＷＲ用燃料集合体３０の側部に接触して支持可能な案内ガイド６３，８３を有している。従って、アダプタ６１，７１，８１，９１は、リブ６２，８２により適正に位置決めされることで、セル収容部４７Ａを適正な幅に調整することができ、このとき、案内ガイド６３，８３によりセル収容部４７Ａに収容されるＢＷＲ用燃料集合体３０を適正に支持することができる。
【００６８】
実施例１の核燃料貯蔵ラックでは、アダプタ６１，７１，８１，９１は、隣接する２つのセル収容部４７Ａにそれぞれ収容されるＢＷＲ用燃料集合体３０の各側部をそれぞれ支持する２つの案内ガイド６３，８３を有している。従って、一つのアダプタ６１，７１，８１，９１を枠体４４及びセル隔壁４５，４６に装着するだけで、２つのセル収容部４７Ａに対してＢＷＲ用燃料集合体３０の案内ガイド６３，８３を構成することが可能となり、低コスト化を可能とすることができる。
【００６９】
実施例１の核燃料貯蔵ラックでは、アダプタ６１，７１，８１，９１は、上端部に上方へ向かってセル収容部４７Ａの幅が広くなる傾斜面６５，８５が形成されている。従って、アダプタ６１，７１，８１，９１の傾斜面６５，８５を案内面としてＢＷＲ用燃料集合体３０をアダプタ６１，７１，８１，９１により幅が調整されたセル収容部４７Ａに容易に収容することができる。なお、アダプタ６１，７１、８１，９１は、アダプタ７１，６１，９１，８１と入れ替えてもよい。
【００７０】
実施例１の核燃料貯蔵ラックでは、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の上端部に上方へ向かって厚さが小さくなる先細部４８を形成している。従って、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の先細部４８によるアダプタ６１，７１，８１，９１を容易に挿入することができる。
【実施例２】
【００７１】
図１９は、本発明の実施例２に係る核燃料貯蔵ラックを表す縦断面図、図２０は、実施例２の核燃料貯蔵ラックに使用されるかさ上げ架台の平面図、図２１は、かさ上げ架台の縦断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７２】
実施例２にて、図１９に示すように、核燃料貯蔵ラック１７は、ラック本体４１と台盤４２と４つ個の脚部４３とから構成されている。ラック本体４１は、四角筒形状をなす枠体４４内に複数のセル隔壁４５，４６が格子形状をなすように組み合わされることで、複数のセル収容部４７が区画形成されて構成されている。そして、このセル収容部４７，４７Ａは、ＰＷＲ用燃料集合体２０ＡとＢＷＲ用燃料集合体３０を収容可能となっている。
【００７３】
即ち、核燃料貯蔵ラック１７は、実施例１と同様に、枠体４４やセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７（４７Ａ）の幅を調整可能な４種類のアダプタ６１，７１，８１，９１（図１参照）を複数有している。このアダプタ６１，７１，８１，９１については、実施例１で説明したものと同様であることから、ここでの説明は省略する。
【００７４】
また、実施例２の核燃料貯蔵ラック１７は、セル収容部４７，４７Ａの下部に着脱自在なかさ上げ架台１０１が設けられている。このかさ上げ架台１０１は、図２０及び図２１に示すように、上端部の台座１０２と下端部の底座１０３とが円筒形状をなすかさ台１０４により連結されて構成されている。そして、台座１０２と底座１０３は、それぞれ中央部に冷却水穴１０５，１０６が形成され、かさ台１０４は、周面部に複数の冷却水孔１０７が形成されている。なお、冷却水穴１０５，１０６は、三角形、正方形及び長方形を含む多角形、円形、楕円形、長円形、十字形、花弁形、又はこれらに類似の形状、あるいはこれらを適宜に組み合わせた形状とすることができる。
【００７５】
そして、ＰＷＲ用燃料集合体２０Ａは、実施例１で説明したＰＷＲ用燃料集合体２０に対して、形式と幅は同様であるものの、長さが短く設定されている。そのため、核燃料貯蔵ラック１７は、このＰＷＲ用燃料集合体２０Ａを収容するセル収容部４７，４７Ａにおける台盤４２上にかさ上げ架台１０１を配置している。ＰＷＲ用燃料集合体２０Ａは、下部がかさ上げ架台１０１を介して台盤４２に支持され、側部がラック本体４１における枠体４４及びセル隔壁４５，４６に支持される。
【００７６】
この場合、かさ上げ架台１０１は、台座１０２及び底座１０３の幅がセル収容部４７，４７Ａの幅とほぼ同等または挿入しやすくするために若干小さい寸法に設定されている。また、かさ上げ架台１０１は、上部に支持されたＰＷＲ用燃料集合体２０Ａの上端位置がラック本体４１の上端よりも若干低くなるように、その長さ（高さ）が設定されている。これにより、セル収容部４７，４７Ａに収容されている燃料集合体を落下物から保護することができる。
【００７７】
このように実施例２の核燃料貯蔵ラックにあっては、枠体４４及びセル隔壁４５，４６により区画されて燃料集合体２０，３０を収納可能な複数のセル収容部４７，４７Ａと、枠体４４及びセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７，４７Ａの幅を調整可能なアダプタ６１，７１，８１，９１と、セル収容部４７の下部に設けられて長さの短いＰＷＲ用燃料集合体２０Ａを支持するかさ上げ架台１０１とを設けている。
【００７８】
従って、長さの短いＰＷＲ用燃料集合体２０Ａをセル収容部４７に収容する場合、セル収容部４７の下部にかさ上げ架台１０１を設け、このかさ上げ架台１０１の上にＰＷＲ用燃料集合体２０Ａを収容することで、この長さの短いＰＷＲ用燃料集合体２０Ａの上端部の位置を、その他のＢＷＲ用燃料集合体３０と同様に、セル収容部４７の上端部に配置することができ、燃料取扱工具によるＰＷＲ用燃料集合体２０Ａの出し入れを容易に行うことができる。
【００７９】
なお、この実施例２では、実施例１でＰＷＲ用燃料集合体２０を収容したセル収容部４７にかさ上げ架台１０１を配置し、長さの短いＰＷＲ用燃料集合体２０Ａを収容可能としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、アダプタ６１，７１，８１，９１が装着されて幅が調整されたセル収容部４７Ａにかさ上げ架台１０１を配置し、長さの短いＢＷＲ用燃料集合体を収容可能とすることもできる。この場合、アダプタ６１，７１，８１，９１はかさ上げ架台１０１のうえに載置され、その長さ（高さ）Ｌ３は、収容するＢＷＲ用燃料集合体３０の長さ（高さ）とほぼ同等又は若干長く設定される。または、アダプタ６１，７１，８１，９１は、台盤４２の上に載置され、アダプタ６１，７１，８１，９１の長さ（高さ）Ｌ３をラック本体４１とほぼ同等または若干長くした上で、かさ上げ架台１０１の台座１０２及び底座１０３の幅は、セル収容部４７１の幅Ｗ１１とほぼ同等または挿入しやすくするために若干小さい寸法に設定する。また、ラック本体４１（セル収容部４７，４７Ａ）の長さ（高さ）Ｌ１を、もっとも長い燃料集合体とほぼ同等又は若干長く設定し、これよりも短い燃料集合体を収容するときは、セル収容部４７，４７Ａにかさ上げ架台１０１を配置してもよい。
【実施例３】
【００８０】
図２２は、本発明の実施例３に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８１】
実施例３にて、図２２に示すように、核燃料貯蔵ラック１１０は、四角筒形状をなす枠体４４内に複数のセル隔壁４５，４６が格子形状をなすように組み合わされることで、複数のセル収容部４７が区画形成されて構成されている。そして、このセル収容部４７は、実施例１と同様に、枠体４４やセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７の幅を調整可能な４種類のアダプタ１１１，１２１，１３１，１４１を複数有している。この場合、セル収容部４７は、周囲の４つの枠体４４及びセル隔壁４５，４６にこのアダプタ１１１，１２１，１３１，１４１がそれぞれ装着可能となっている。
【００８２】
アダプタ１１１，１２１，１３１，１４１は、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の各平面部に当接してセル収容部４７（４７Ａ）における幅方向の位置決めを行う位置決め部としてのリブ１１２，１２２，１３２，１４２と、セル収容部４７Ａに収容される燃料集合体（例えば、ＢＷＲ用燃料集合体３０）の側部に接触して支持可能な支持部としての案内ガイド１１３，１２３，１３３，１４３を有している。
【００８３】
この場合、アダプタ１１１，１３１が対向する位置に配置され、アダプタ１２１，１４１が対向する位置に配置されている。また、対向するアダプタ１１１，１３１同士は、幅方向にずれて配置され、対向するアダプタ１２１，１４１同士は、幅方向にずれて配置されている。即ち、４つのアダプタ１１１，１２１，１３１，１４１は、セル収容部４７（４７Ａ）の幅方向の一方へずれて配置されることで、卍形状を形成している。そのため、４つのアダプタ１１１，１２１，１３１，１４１は、その幅が同寸法に設定され、厚さは、実施例１と同様に、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容したとき、所定の隙間が確保されるように設定される。
【００８４】
このように実施例３の核燃料貯蔵ラックにあっては、枠体４４及びセル隔壁４５，４６により区画されて燃料集合体２０，３０を収納可能な複数のセル収容部４７，４７Ａと、枠体４４及びセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７，４７Ａの幅を調整可能なアダプタ１１１，１２１，１３１，１４１とを設け、各アダプタ１１１，１２１，１３１，１４１がセル収容部４７，４７Ａの幅方向にずれて装着されている。
【００８５】
従って、セル収容部４７を構成する枠体４４及びセル隔壁４５，４６にアダプタ１１１，１２１，１３１，１４１を装着するだけで、セル収容部４７Ａの幅に調整可能であることから、異なる形式の燃料集合体を容易に収容することができ、このとき、アダプタ１１１，１２１，１３１，１４１をセル収容部４７Ａの幅方向にずらして装着することで、４つのアダプタ１１１，１２１，１３１，１４１の幅を同寸法とすることができ、アダプタ１１１，１２１，１３１，１４１の種類を少なくして生産性を向上することができると共に、生産コストを低減することができる。
【実施例４】
【００８６】
図２３は、本発明の実施例４に係る核燃料貯蔵ラックに装着される第１アダプタの正面図、図２４は、第１アダプタの側面図、図２５は、第１アダプタの斜視図、図２６は、核燃料貯蔵ラックに装着される第２アダプタの正面図、図２７は、第２アダプタの側面図、図２８は、第２アダプタの断面を表す図２６のXXVIII−XXVIII断面図、図２９は、実施例４の核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。なお、本実施例の核燃料貯蔵ラックの基本的な構成は、上述した実施例１とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した実施例１と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８７】
実施例４にて、図１及び図２９に示すように、核燃料貯蔵ラック２１０は、四角筒形状をなす枠体４４内に複数のセル隔壁４５，４６が格子形状をなすように組み合わされることで、複数のセル収容部４７が区画形成されて構成されている。また、核燃料貯蔵ラック２１０は、枠体４４やセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７，４７Ａの幅を調整可能な４種類のアダプタ２１１，２２１，２３１，２４１を複数有している。この場合、セル収容部４７は、周囲の４つの枠体４４及びセル隔壁４５，４６にこのアダプタ２１１，２２１，２３１，２４１がそれぞれ装着可能となっている。
【００８８】
アダプタ２１１は、図２３から図２５に示すように、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の各平面部に当接してセル収容部４７（４７Ａ）における幅方向の位置決めを行う位置決め部及びセル収容部４７Ａに収容される燃料集合体（例えば、ＢＷＲ用燃料集合体３０）の側部に接触して支持可能な支持部としての複数（本実施例では、２個）の案内ガイド２１２と、この２つの案内ガイド２１２を連結する接続金具２１３とを有している。
【００８９】
各案内ガイド２１２は、板材の外周部が逆Ｕ字形状に形成されたものであり、略平行をなす２つの案内面２１４が形成されると共に、上端部に上方へ向かってその厚さが薄くなる２つの対称な傾斜面２１５が形成されている。この場合、案内ガイド２１２は、傾斜面２１５の角度を案内面２１４に対して６０度以下に設定することが好ましい。また、各案内ガイド２１２は、中央部に下方に開口した溝部２１６が形成されることで逆Ｕ字形状をなし、溝部２１６の幅が、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の厚さより若干大きく設定され、長さが枠体４４及びセル隔壁４５，４６の長さとほぼ同等に設定されている。なお、核燃料貯蔵ラック２１０に収容される燃料集合体がラック本体４１よりも突出する場合は、燃料集合体がアダプタ２１１，２２１，２３１，２４１から突出することのないように、アダプタ２１１，２２１，２３１，２４１も長くする。また、ラック本体４１の長さよりも短い燃料集合体を収容する場合には、セル収容部４７，４７Ａ内の台盤４２上にかさ上げ架台１０１を載置して燃料集合体の上端をラック本体の上端近傍までかさ上げする。
【００９０】
この２つの案内ガイド２１２は、所定間隔をなすように複数の接続金具２１３により連結されている。この接続金具２１３は、各案内ガイド２１２における溝部２１６の両側を貫通して固定されている。
【００９１】
アダプタ２２１は、アダプタ２１１と同様の形状をなし、図２９に示すように、案内ガイド２２２と接続金具２２３を有しており、アダプタ２１１より狭い幅に設定されている。
【００９２】
アダプタ２３１は、図２６から図２８に示すように、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の各平面部に当接してセル収容部４７Ａにおける幅方向の位置決めを行う位置決め部及びセル収容部４７Ａに収容される燃料集合体（例えば、ＢＷＲ用燃料集合体３０）の側部に接触して支持可能な支持部としての２つの案内ガイド２３２及び支持板２３３と、２つの案内ガイド２３２を連結する接続金具２３４とを有している。
【００９３】
各案内ガイド２３２は、板材の一方側に案内面２３５が形成されると共に、上端部に上方へ向かってその厚さが薄くなる傾斜面２３６が形成されている。この場合、案内ガイド２３２は、傾斜面２３６の角度を案内面２３５に対して６０度以下に設定することが好ましい。また、各案内ガイド２３２は、案内面２３５と反対側に溝部２３７が形成されると共に、上端部が支持板２３３に固定されている。この場合、溝部２３７の幅は、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の厚さより若干大きく設定され、長さが枠体４４及びセル隔壁４５，４６の長さとほぼ同等に設定されている。
【００９４】
この２つの案内ガイド２３２は、所定間隔をなすように複数の接続金具２３４により連結されている。この接続金具２３４は、各案内ガイド２３２における溝部２３７の側方を貫通して固定されている。
【００９５】
実施例４の核燃料貯蔵ラック２１０は、図２９に示すように、セル収容部４７に上述した４種類のアダプタ２１１，２２１，２３１，２４１を装着することで、このセル収容部４７Ａの幅を調整し、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容可能となっている。即ち、核燃料貯蔵ラック２１０は、周囲の枠体４４に対してアダプタ２３１が装着され、セル隔壁４５にアダプタ２２１，２４１が装着され、セル隔壁４６にアダプタ２１１が装着されることで、セル収容部４７Ａの幅がＢＷＲ用燃料集合体３０を適正に収容できる幅に調整されている。なお、各アダプタ２１１，２２１，２３１，２４１が装着されたセル収容部４７Ａは、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容したとき、この各アダプタ２１１，２２１，２３１，２４１の案内面とＢＷＲ用燃料集合体３０の側面との間に所定の隙間Ｓ２が確保されるように、各アダプタ２１１，２２１，２３１，２４１の厚さの寸法が設定されている。
【００９６】
この場合、アダプタ２１１，２３１が対向する位置に配置され、アダプタ２２１，２４１が対向する位置に配置されており、アダプタ２２１，２４１がアダプタ２１１，２３１の間に配置されている。そのため、アダプタ２１１，２３１の幅がアダプタ６１，８１の幅Ｗ６１，Ｗ８１と同寸法に設定され、アダプタ２２１，２４１の幅がアダプタ７１，９１の幅Ｗ７１，Ｗ９１と同寸法に設定される。また、アダプタ２１１，２３１の幅は、セル収容部４７の幅Ｗ１とほぼ同等または挿入しやすくするために若干小さく設定され、アダプタ２２１，２４１の幅はセル収容部４７１の幅Ｗ１１とほぼ同等又は挿入しやすくするために若干小さく設定される。
【００９７】
このように実施例４の核燃料貯蔵ラックにあっては、枠体４４及びセル隔壁４５，４６により区画されてＰＷＲ用燃料集合体２０を収納可能な複数のセル収容部４７と、枠体４４及びセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてＢＷＲ用燃料集合体３０を収容可能なセル収容部４７Ａの幅に調整可能なアダプタ２１１，２２１，２３１，２４１とを設けている。
【００９８】
従って、セル収容部４７を構成する枠体４４及びセル隔壁４５，４６にアダプタ２１１，２２１，２３１，２４１を装着するだけで、このセル収容部４７の幅を、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容可能なセル収容部４７Ａの幅に調整可能であることから、ＰＷＲ用燃料集合体２０を収容するセル収容部４７に寸法の異なるＢＷＲ用燃料集合体３０を収容するとき、このＢＷＲ用燃料集合体３０の寸法に対応した厚さを有するアダプタ２１１，２２１，２３１，２４１を用意すればよく、構造を簡素化することができると共に、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００９９】
また、実施例４の核燃料貯蔵ラックでは、各アダプタ２１１，２２１，２３１，２４１の案内ガイド２１２，２２２，２３２，２４２における端面に案内面２１４，２２５，２３５，２４５と傾斜面２１５，２２７，２３６，２４７を形成している。従って、アダプタ２１１，２２１，２３１，２４１の材料量を少なくして低コスト化を可能とすることができる。なお、アダプタ２２１，２４１はアダプタ２１１，２３１と入れ替えてもよい。
【実施例５】
【０１００】
図３０は、本発明の実施例５に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０１】
実施例５にて、図３０に示すように、核燃料貯蔵ラック２６０は、四角筒形状をなす枠体４４内に複数のセル隔壁４５，４６が格子形状をなすように組み合わされることで、複数のセル収容部４７が区画形成されて構成されている。そして、このセル収容部４７は、実施例１と同様に、枠体４４やセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７（４７Ａ）の幅を調整可能な４種類のアダプタ２６１，２７１，２８１，２９１を複数有している。この場合、セル収容部４７は、周囲の４つの枠体４４及びセル隔壁４５，４６にこのアダプタ２６１，２７１，２８１，２９１がそれぞれ装着可能となっている。
【０１０２】
アダプタ２６１，２８１は、枠体４４及びセル隔壁４５，４６の各平面部に当接してセル収容部４７における幅方向の位置決めを行う位置決め部及びセル収容部４７Ａに収容される燃料集合体（例えば、ＢＷＲ用燃料集合体３０）の側部に接触して支持可能な支持部としての２つの案内ガイド２６２，２８２と、この２つの案内ガイド２６２，２８２を連結する接続金具２６３，２８４とを有している。また、アダプタ２７１，２９１は、枠体４４及びセル隔壁４５の各平面部に当接してセル収容部４７Ａにおける幅方向の位置決めを行う位置決め部及びセル収容部４７Ａに収容される燃料集合体（例えば、ＢＷＲ用燃料集合体３０）の側部に接触して支持可能な支持部としての２つの案内ガイド２７２，２９２及び支持板２７３，２９３と、２つの案内ガイド２７２，２９２を連結する接続金具２７３，２９４とを有している。
【０１０３】
この場合、アダプタ２６１，２８１が対向する位置に配置され、アダプタ２７１，２９１が対向する位置に配置されている。また、対向するアダプタ２６１，２８１同士は、幅方向にずれて配置され、対向するアダプタ２７１，２９１同士は、幅方向にずれて配置されている。即ち、４つのアダプタ２６１，２７１，２８１，２９１は、セル収容部４７の幅方向の一方へずれて配置されることで、卍形状を形成している。そのため、４つのアダプタ２６１，２７１，２８１，２９１は、その幅が同寸法に設定され、厚さは、実施例４と同様に、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容したとき、所定の隙間Ｓ２が確保されるように設定される。
【０１０４】
このように実施例５の核燃料貯蔵ラックにあっては、枠体４４及びセル隔壁４５，４６により区画されて燃料集合体２０，３０を収納可能な複数のセル収容部４７，４７Ａと、枠体４４及びセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７，４７Ａの幅を調整可能なアダプタ２６１，２７１，２８１，２９１とを設け、各アダプタ２６１，２７１，２８１，２９１がセル収容部４７の幅方向にずれて装着されている。
【０１０５】
従って、セル収容部４７を構成する枠体４４及びセル隔壁４５，４６にアダプタ２６１，２７１，２８１，２９１を装着するだけで、このセル収容部４７，４７Ａの幅が調整可能であることから、異なる形式の燃料集合体を容易に収容することができ、このとき、アダプタ２６１，２７１，２８１，２９１をセル収容部４７，４７Ａの幅方向にずらして装着することで、４つのアダプタ２６１，２７１，２８１，２９１の幅を同寸法とすることができ、アダプタ２６１，２７１，２８１，２９１の種類を少なくして生産性を向上することができると共に、生産コストを低減することができる。
【実施例６】
【０１０６】
図３１は、本発明の実施例６に係る核燃料貯蔵ラックを表す平面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０７】
実施例６にて、図３１に示すように、核燃料貯蔵ラック３００は、四角筒形状をなす枠体（図示略）内に複数のセル隔壁４５，４６が格子形状をなすように組み合わされることで、複数のセル収容部４７が区画形成されて構成されている。そして、このセル収容部４７は、セル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７（４７Ａ）の幅を調整可能な２種類のアダプタ３０１，３０２を複数有している。この場合、セル収容部４７は、周囲の４つのセル隔壁４５，４６にこのアダプタ３０１，３０２がそれぞれ装着可能となっている。
【０１０８】
この場合、アダプタ３０１，３０２は、実施例１におけるアダプタ８１，９１（図１参照）とほぼ同様の構成をなしている。そして、アダプタ３０１，３０２の厚さＴ３０１，Ｔ３０２をセル収容部４７の幅Ｗ１とセル収容部４７Ａの幅Ｗ１１の差にほぼ等しくすることで、ＢＷＲ用燃料集合体３０を収容するためのセル収容部４７Ａを形成している。なお、アダプタ３０１の幅Ｗ３０１は実施例１におけるアダプタ８１の幅Ｗ８１とほぼ同等であり、アダプタ３０２の幅Ｗ３０２はセル収容部４７の幅Ｗ１からアダプタ３０１の厚さＴ３０１を差し引いた値にほぼ同等である。また、アダプタ３０２は、アダプタ３０１に直交するように配置され、対向するアダプタ３０１，３０２は、それぞれ異なるセル収容部４７Ａ側に突出して配置されている。
【０１０９】
このように実施例６の核燃料貯蔵ラックにあっては、枠体及びセル隔壁４５，４６により区画されて燃料集合体２０，３０を収納可能な複数のセル収容部４７，４７Ａと、枠体及びセル隔壁４５，４６を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部４７，４７Ａの幅を調整可能なアダプタ３０１，３０２とを設け、２種類の各アダプタ３０１，３０２によりセル収容部４７Ａが形成されている。
【０１１０】
従って、セル収容部４７を構成する枠体及びセル隔壁４５，４６にアダプタ３０１，３０２を装着するだけで、このセル収容部４７，４７Ａの幅が調整可能であることから、異なる形式の燃料集合体を容易に収容することができ、このとき、２種類のアダプタ３０１，３０２を用意し、２つのアダプタ３０１，３０２によりセル収容部４７Ａを形成することで、アダプタの種類及び装着数量を減少することが可能となり、アダプタの製作費及び装着作業コストを削減することができる。
【実施例７】
【０１１１】
図３２は、本発明の実施例７に係る核燃料貯蔵ラックを表す縦断面図である。
【０１１２】
実施例７にて、図３２に示すように、核燃料貯蔵ラック３１０は、ラック本体３１１と台盤３１２と複数の脚部（図示略）とから構成されている。ラック本体３１１は、四角筒形状をなす複数のラックセル３２１が格子形状をなすように配置され、上部支持格子３２２と下部支持格子３２３により一体に固定されて構成されている。そして、各ラックセル３２１は、内部にセル収容部３１３が形成されている。台盤３１２は、基板３３１と底板３３２と四角筒形状をなす側板３３３とにより中空の四角柱形状をなし、内部に複数の補強板３３４が固定されて構成され、ラック本体３３１の下部に固定されている。そして、基板３３１と底板３３２と側板３３３と補強板３３４に冷却水孔３３５が形成されている。
【０１１３】
そして、核燃料貯蔵ラック３１０は、セル収容部３１３の幅を調整可能なアダプタ３４１を複数有しており、ＰＷＲ用燃料集合体２０に応じたセル収容部３１３の幅を、ＢＷＲ用燃料集合体３０に応じたセル収容部３１３Ａの幅に調整することができる。この場合、セル収容部３１３は、ラックセル３２１における周囲の４つの内壁に区画されて形成されている。アダプタ３４１は、隣接する２つのラックセル３２１の各壁部に対して上方から挟持するように装着可能となっている。このアダプタ３４１は、例えば、実施例１におけるアダプタ６１，７１（図１参照）とほぼ同様の構成をなしているが、長さ（高さ）がラックセル３２１（セル収容部３１３）の長さ（高さ）より長く設定されている。
【０１１４】
このように実施例７の核燃料貯蔵ラックにあっては、複数のラックセル３２１を格子形状に配置し、上部支持格子３２２と下部支持格子３２３により一体に固定することで燃料集合体２０，３０を収納可能な複数のセル収容部３１３，３１３Ａと、隣接する２つのラックセル３２１の壁部を挟持するように着脱自在に装着されてセル収容部３１３，３１３Ａの幅を調整可能なアダプタ３４１とを設けている。
【０１１５】
従って、セル収容部３１３を構成するラックセル３２１にアダプタ３４１を装着するだけで、セル収容部４７の幅をセル収容部４７Ａの幅に調整可能であることから、異なる形式の燃料集合体を容易に収容することができる。
【０１１６】
なお、上述した実施例では、セル収容部を区画する１つの隔壁に１つのアダプタを着脱自在としたが、複数のアダプタを結合し、平面視をＬ字形状、コ字形状、ロ字形状などとし、複数の隔壁に対して１つのアダプタを着脱自在としてもよい。また、直線状をなして隣接するセル収容部に対して、複数のアダプタを直線状に結合し、複数の隔壁に対して１つのアダプタを着脱自在としてもよい。
【０１１７】
また、上述した実施例では、アダプタの支持部に形成された案内面を鉛直方向に連続して形成したが、部分的に設けてもよい。また、セル収容部４７の幅をセル収容部４７Ａの幅に大きな差がない場合にはアダプタにリブを取付けないケースもあるものである。
【０１１８】
そして、上述した実施例では、セル収容部を複数の燃料棒が１７×１７の正方格子状で配列されたＰＷＲ用燃料集合体を収容可能な寸法としている。この場合、この形式の核燃料が最大寸法であることから、アダプタの寸法を考慮することで、それより小さい寸法の核燃料を全て収容することができる。但し、この構成に限定されるものではなく、セル収容部を別の形式の核燃料の寸法に対応して形成してもよい。また、セル収容部を複数の燃料棒が１７×１７の正方格子状で配列されたＰＷＲ用燃料集合体を収容可能な寸法とし、アダプタが装着されたセル収容部を複数の燃料棒が１４×１４の正方格子状で配列されたＰＷＲ用燃料集合体を収容可能な寸法としてもよい。即ち、上述した実施例の核燃料貯蔵ラックは、形式の異なるＰＷＲ用燃料集合体２０とＢＷＲ用燃料集合体３０を一緒に収容可能としたが、形式の異なるＰＷＲ用燃料集合体２０、または、ＢＷＲ用燃料集合体３０を一緒に収容可能としてもよい。また、アダプタは、ラックセルの構造強度を補強する効果を有し、隣接する燃料集合体の臨界を防止する機能も有している。
【符号の説明】
【０１１９】
１１  原子炉格納容器
１２  加圧水型原子炉
１３  蒸気発生器
１６  使用済燃料プール
１７，１１０，２１０，２６０，３００，３１０  核燃料貯蔵ラック
２０  ＰＷＲ用燃料集合体（核燃料）
３０  ＢＷＲ用燃料集合体（核燃料）
４１  ラック本体
４２  台盤
４３  脚部
４４  枠体
４５，４６  セル隔壁
４７，４７Ａ  セル収容部
５４，５５  冷却水孔
６１，７１，８１，９１，１１１，１２１，１３１，１４１  アダプタ
６２，８２，１１２，１２２，１３２，１４２  リブ（位置決め部）
６３，８３，１１３，１２３，１３３，１４３  案内ガイド（支持部）
１０１  かさ上げ架台
２１１，２２１，２３１，２４１，２６１，２７１，２８１，２９１  アダプタ
２１２，２２２，２３２，２４２，２６２，２７２，２８２，２９２  案内ガイド（位置決め部、支持部）
２１３，２２３，２３４，２４４，２６３，２７３，２８４，２９４  接続金具
２３３，２４３，２８３，２９３  支持板（位置決め部、支持部）
３０１，３０２  アダプタ
３１１  ラック本体
３１２  台盤
３２１  ラックセル
３１３，３１３Ａ  セル収容部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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