(57)【要約】本発明は、容器（１２）、及び、容器（１２）を貫通して延在する少なくとも１つのチューブ部材（２２）を含む核燃料貯蔵ユニット（１０）に関する。チューブ部材（２２）の両端が互いに離隔した位置において容器（１２）に開口することにより内部冷却材流路が画定され、少なくとも１つのチューブ部材（２２）の外面と容器（１２）の内面との間に核燃料収容空洞（２４）が画定されている。核燃料収容空洞（２４）の形状により、当該空洞（２４）内に収容される核燃料の装填密度及び幾何学的形状が核燃料の未臨界を維持するようなものとなっている。核燃料貯蔵ユニット（１０）は、さらに、少なくとも１つの核燃料装填通路（２６）を含む。核燃料装填通路（２６）は、貯蔵すべき核燃料が核燃料収容空洞（２４）に導入されるよう、核燃料収容空洞（２４）に連通している。
2008513765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器を貫通して延在する少なくとも１つのチューブ部材と、
少なくとも１つの核燃料装填通路と、を含み、
前記チューブ部材の両端が互いに離隔した位置において前記容器に開口することにより内部冷却材流路が画定され、前記少なくとも１つのチューブ部材の外面と前記容器の内面との間に核燃料収容空洞が画定され、
前記核燃料収容空洞の形状により、当該空洞内に収容される核燃料の装填密度及び幾何学的形状が核燃料の未臨界を維持できるようなものとなっており、
前記核燃料装填通路は、貯蔵すべき核燃料が前記核燃料収容空洞に導入されるよう、前記核燃料収容空洞に連通している核燃料貯蔵ユニット。
【請求項２】
前記容器が、側壁によって互いに接続された上部及び下部を含み、
前記少なくとも１つのチューブ部材が前記上部及び前記下部の間に延在し且つ前記上部及び前記下部に開口している請求項１に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項３】
互いに離隔すると共に前記容器の前記上部及び前記下部の間に延在し且つ前記上部及び前記下部に開口している複数のチューブ部材を含む請求項２に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項４】
閉ループ能動冷却システムとして機能する第１の運転モードと開ループ受動冷却システムとして機能する第２の運転モードとを有する冷却システムを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項５】
前記冷却システムが前記第１の運転モードにおいて低湿空気を冷却材として用いる請求項４に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項６】
前記容器を収容する中空のハウジングを含み、
前記ハウジングが、上部、下部、及び前記上部及び前記下部の間に延在する側壁を有し、
前記ハウジング内に、前記ハウジングを外側部分と前記容器が位置する内側部分とに分割する仕切りが設けられており、
前記外側部分及び前記内側部分が流体連通可能に接続されている請求項４又は５に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項７】
前記冷却システムが冷却空調ユニットを含み、
前記冷却空調ユニットが、前記ハウジングの前記内側部分に流体連通可能に接続された入口及び前記ハウジングの前記外側部分に流体連通可能に接続された出口を有すると共に、前記入口から高温の冷却材を受容し、冷却・空気調整された冷却材を前記出口に送出する請求項６に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項８】
前記仕切りが、前記ハウジングの前記上部から下方に前記下部と離隔した位置まで延在し、
前記ハウジングの前記外側部分及び前記内側部分の下端同士が、前記仕切りの下縁の近傍において、流体連通可能に接続されている請求項７に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項９】
前記仕切りが前記容器の外面から外側に離隔し且つ前記ハウジングの前記側壁の内面から内側に離隔していることにより、前記ハウジングと前記仕切りとの間及び前記仕切りと前記容器の前記外面との間に冷却材の流路が形成されている請求項８に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１０】
前記冷却空調ユニットの前記入口が、前記ハウジングの前記上部を貫通して前記ハウジングの前記内側部分に通じるハウジング出口に接続されており、
前記冷却空調ユニットの前記出口が、前記ハウジングの前記上部を貫通して前記ハウジングの前記外側部分に通じるハウジング入口に接続されている請求項７〜９のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１１】
前記冷却システムが、前記第１の運転モードにおいて即ち前記冷却空調ユニットが完全に機能する際には閉鎖され且つ前記第２の運転モードでは前記ハウジングの内部が大気と流体連通可能に接続されるよう開放される通気口を含む請求項７〜１０のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１２】
前記通気口が、前記ハウジングの前記外側部分へと通じる少なくとも１つの流入口、及び、前記ハウジングの前記内側部分の前記上部から通じる少なくとも１つの流出口を含み、
前記第２の運転モードにおいて、崩壊熱により加熱された空気が、前記少なくとも１つの流出口を介して前記核燃料貯蔵ユニットから排出され、前記少なくとも１つの流入口から前記ハウジングの前記外側部分に流入し且つ前記少なくとも１つの流出口から排出される前に崩壊熱を除去すべく前記容器上及び前記容器内を通って前記ハウジングの前記内側部分へと移動した冷気と自然循環により置換される請求項１１に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１３】
前記冷却空調ユニットが、前記ハウジングからの前記冷却材を冷却する少なくとも１つの空冷式熱交換器を含む請求項７〜１２のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１４】
前記ハウジングが、前記上部と前記下部との間の前記上部及び前記下部から離隔した位置に、前記容器を支持する肩部を含み、
前記容器の一部が前記肩部より上方に突出し、前記容器の残りの部分が前記肩部より下方に位置している請求項６〜１３のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１５】
前記仕切りの少なくとも一部が放射線遮蔽機能を有する材料から形成されている請求項６〜１４のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１６】
前記ハウジングの前記内側部分における前記容器より上方に設けられた横断型放射線遮蔽体を含み、
冷却材が通過可能な少なくとも１つの流路が前記横断型放射線遮蔽体を貫通している請求項６〜１５のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１７】
前記核燃料収容空洞と前記内部冷却材流路との間の熱移動経路が、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードとの両方において同じである請求項４に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核燃料貯蔵庫に関し、より詳細には、核燃料貯蔵ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に最終処理の前に核燃料を貯蔵するにあたって、核燃料は、未臨界を維持すること、崩壊熱が除去されること、放射性物質の閉じ込めが維持されること、並びに人々及び環境に対する放射線防護が十分であることが保証されるよう貯蔵されなければならない。
【０００３】
本願発明者は、現今の使用済核燃料の乾式貯蔵法では、内部に貯蔵される核燃料の体積又は質量が小さくて臨界に達しないことが保証されるほど十分に小さい可動コンテナ内に核燃料が貯蔵される、ということを認識している。また、このような比較的小さなコンテナが貯蔵所内に多数収容され、コンテナ同士の間隔は未臨界が保証されるよう選択される。
【０００４】
熱の除去は貯蔵所内の能動冷却システムによってなされる。また、コンテナは受動的手段によって冷却されてもよい。この場合、コンテナは、放射線遮蔽を実現すべく非常に分厚い材料からなる。
【０００５】
このような構成では、とりわけ多数のコンテナにコストがかかり且つ複雑な取扱設備が必要となるため、不経済である。
【０００６】
一方、当然のことながら、コストを抑えるためには、各コンテナにできる限り多くの燃料を収容して必要となるコンテナの数を減少させることが望ましい。
【０００７】
従来技術に係る他の貯蔵設備では、容器内に互いに離隔した複数の貯蔵容積又は貯蔵隔室を形成し、当該隔室内に核燃料を収容する。容器内に貯蔵される核燃料の全質量が臨界に達するほどであっても、各隔室に収容される核燃料の質量は小さく臨界に達することはない。さらに隔室間には、未臨界が保証されるよう、容器の材料によって遮蔽が施される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記容器は製造コストが高い。しかも、貯蔵すべき核燃料を個別の隔室に装填するため、複雑で高価な装填設備が必要になる。さらに隔室への装填が完了した後、放射線ストリーミングを回避するために隔室を密閉する必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、これらの問題を少なくとも軽減することができると考えられる手段を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明によると、容器と、容器を貫通して延在する少なくとも１つのチューブ部材と、少なくとも１つの核燃料装填通路と、を含み、チューブ部材の両端が互いに離隔した位置において容器に開口することにより内部冷却材流路が画定され、少なくとも１つのチューブ部材の外面と容器の内面との間に核燃料収容空洞が画定され、核燃料収容空洞の形状により、当該空洞内に収容される核燃料の装填密度及び幾何学的形状が核燃料の未臨界を保障するようなものとなっており、核燃料装填通路は、貯蔵すべき核燃料が核燃料収容空洞に導入されるよう、核燃料収容空洞に連通している核燃料貯蔵ユニットが提供される。
【００１１】
上記構成によると、核燃料収容空洞内に収容された核燃料の質量が臨界質量を実質的に超えたとしても、核燃料収容空洞の形状によって核燃料の未臨界が保証されるため、比較的小さい容量内に比較的大きな質量の核燃料を貯蔵することができる。
【００１２】
本願発明者の考えによると、本発明は、限定されるものではないが、特に球状燃料要素の使用において好適に適用される。大容量の単一の核燃料収容空洞を有する核燃料貯蔵ユニットの使用により、高価又は複雑な核燃料装填設備を用いなくても、核燃料収容空洞内に大容量の核燃料を装填することができる。さらに、冷却材が容器内を通過可能となるよう内部冷却材流路が設けられているため、崩壊熱が効率よく除去される。
【００１３】
容器は、側壁によって互いに接続された上部及び下部を含み、少なくとも１つのチューブ部材が上記上部及び下部の間に延在し且つ上記上部及び下部に開口してよい。
【００１４】
核燃料貯蔵ユニットは、互いに離隔すると共に容器の上部及び下部の間に延在し且つ上部及び下部に開口している複数のチューブ部材を含むことが好ましい。
【００１５】
容器の寸法、並びに、チューブ部材の寸法、数、及び配置は、貯蔵される核燃料の燃焼度クレジットを考慮し、核燃料収容空洞内に貯蔵された核燃料の装填密度及び幾何学的形状が当該核燃料の未臨界の維持及び適切な熱除去の実現を確実に保証するものとなるように、選択される。
【００１６】
核燃料貯蔵ユニットは、閉ループ能動冷却システムとして機能する第１の運転モードと開ループ受動冷却システムとして機能する第２の運転モードとを有する冷却システムを含んでよい。
【００１７】
冷却システムは、第１の運転モードにおいて、被処理空気、例えば相対湿度の低い（一般に相対湿度１０％未満の）空気を冷却材として用いてよい。この場合、腐食の可能性が低くなり、核燃料貯蔵ユニットの構成要素、特に容器を、比較的安価な材料により形成することができ、結果としてコストを抑えることができる、という効果が得られる。
【００１８】
核燃料貯蔵ユニットは、容器を収容する中空のハウジングを含み、ハウジングが、上部、下部、及び上部及び下部の間に延在する側壁を有してよい。ハウジング内に、ハウジングを外側部分と容器が位置する内側部分とに分割する仕切りが設けられており、外側部分及び内側部分が流体連通可能に接続されてよい。
【００１９】
冷却システムが冷却空調ユニットを含み、冷却空調ユニットが、ハウジングの内側部分に流体連通可能に接続された入口及びハウジングの外側部分に流体連通可能に接続された出口を有すると共に、入口から高温の冷却材を受容し、冷却・空気調整された冷却材を出口に送出してよい。
【００２０】
冷却空調ユニットは、ハウジングからの冷却材を冷却する少なくとも１つの熱交換器、一般には空冷式熱交換器を含んでよい。
【００２１】
本発明の好適な実施形態では、上記仕切りが、ハウジングの上部から下方に下部と離隔した位置まで延在し、ハウジングの外側部分及び内側部分の下端同士が、仕切りの下縁の近傍において、流体連通可能に接続されている。仕切りが容器の外面から外側に離隔し且つハウジングの側壁の内面から内側に離隔していることにより、ハウジングと仕切りとの間及び仕切りと容器の外面との間に冷却材の流路が形成されてよい。
【００２２】
冷却空調ユニットの入口は、ハウジングの上部を貫通してハウジングの内側部分に通じるハウジング出口に接続され、冷却空調ユニットの出口は、ハウジングの上部を貫通してハウジングの外側部分に通じるハウジング入口に接続されてよい。
【００２３】
冷却システムは、第１の運転モードにおいて即ち冷却空調ユニットが完全に機能する際には閉鎖され且つ第２の運転モードではハウジングの内部が大気と流体連通可能に接続されるよう開放される通気口を含んでよい。本発明の好適な実施形態では、通気口は、ハウジングの外側部分へと通じる少なくとも１つの流入口、及び、ハウジングの内側部分の上部から通じる少なくとも１つの流出口を含む。この場合、使用時において、冷却システムが受動モードのとき、ハウジングの内側部分にある空気は、容器内に貯蔵された核燃料が発生する崩壊熱によって加熱される。容器の内側部分にある加熱された空気は、流出口を介して核燃料貯蔵ユニットから排出される。加熱された空気は、ハウジングの外側部分からの冷気、換言すると、大気から流入口を介して導入された新鮮な空気と置換される。このような自然循環によって、容器上と容器内の流路とを通る冷気が安定して流れることが保証される。
【００２４】
ハウジングは、上部と下部との間の上部及び下部から離隔した位置に、容器を支持する肩部を含み、容器の一部が肩部より上方に突出し、容器の残りの部分が肩部より下方に位置してよい。
【００２５】
仕切りの少なくとも一部が、例えば鉛やコンクリートなどの放射線遮蔽機能を有する材料から形成されてよい。必要に応じて、ハウジングの内側部分における容器より上方に横断型放射線遮蔽体を設けてよく、冷却材が通過可能な少なくとも１つの流路が横断型放射線遮蔽体を貫通してよい。
【００２６】
容器の外側にハウジングを用いて放射線遮蔽を施すことによって、容器を従来技術に係るものよりもはるかに軽量で薄肉の構造とすることができ、結果として実質的なコスト削減が実現される。薄肉の構成によるさらなる効果は、核燃料収容空洞内の核燃料の熱が容器の壁を通って冷却材へと効率よく移動することである。
【００２７】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明について一例を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る核燃料貯蔵ユニットの縦断面図である。
【図２】図１のII‐IIに沿った横断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図中の参照番号１０は、概して、本発明に係る核燃料貯蔵ユニットである。核燃料貯蔵ユニット１０は、ハウジング１４内に収容された容器１２を含む。
【００３０】
容器１２は、細長く、くぼんだ上部１６、くぼんだ下部１８、並びに、上部１６及び下部１８に接続され且つこれらの間に延在した環状の円筒形側壁２０を有する。
【００３１】
複数のチューブ部材２２は、上部１６及び下部１８に接続され、且つ、上部１６及び下部１８に開口している。図２に最も良く示されているように、６つのチューブ部材２２が円周上に等間隔で配置されている。しかしながら、対象とする用途に応じて、異なる径を有する６より多い又は少ないチューブ部材２２を交互に配置してよい。
【００３２】
チューブ部材２２の外面と容器１２の内面との間に、核燃料収容空洞２４が画定されている。
【００３３】
核燃料貯蔵ユニット１０は少なくとも１つの核燃料装填通路（本実施形態におけるパイプ２６）をさらに含み、これにより貯蔵すべき核燃料が核燃料収容空洞２４に導入されるようになっている。当然のことながら、核燃料装填通路はどのような形状であってもよい。
【００３４】
ハウジング１４は、方形の上部２８、方形の下部３０、及び、上部２８及び下部３０の間に延在する側壁３２を含む。環状の肩部３４が、上部２８及び下部３０の中間において側壁３２から内側に向かって突出し、後に詳述するように容器１２の支持部を形成している。
【００３５】
概して参照番号３６で示される環状の円筒形仕切りは、上部２８に接続すると共に、上部２８から下方に、下部３０の上側において下部３０と離隔した位置まで延在することにより、ハウジング１４を鉛直方向に延在する外側部分３８と中心の内側部分４０とに分割している。容器１２はハウジング１４の内側部分４０に配置され、容器１２の外面と仕切り３６との間に径方向の間隙が形成されていることにより、容器１２と仕切り３６との間に環状の流路４２が画定されている。
【００３６】
円周上に沿って離隔配置され且つ径方向に突出した複数の支持部材４４は、側壁２０における上部１６に近接した位置に接続すると共に、側壁２０から径方向に外側に向かって突出している。支持部材４４は肩部３４上に支持されている。
【００３７】
核燃料貯蔵ユニット１０は、概して参照番号４６で示される冷却システムを含む。冷却システム４６は、閉ループ能動冷却システムとして機能する第１の運転モードと、受動冷却システムとして機能する第２の運転モードとを有する。
【００３８】
より詳細には、冷却システム４６は、ハウジング１４の上部に取り付けられた冷却空調ユニット４８を含む。冷却空調ユニット４８は、高温用出口５０に流体連通可能に接続された冷却材用入口を有する。出口５０は、上部２８を貫通してハウジング１４の内側部分４０に通じている。冷却空調ユニット４８は、上部２８を貫通して外側部分３８に通じるハウジング１４の入口５２（図中に２つ示されている）にそれぞれ接続された複数の出口をさらに含む。冷却空調ユニット４８は、熱交換器、一般には空冷式熱交換器を用いて、ハウジング１４からの冷却材を冷却する。したがって、概して冷却空調ユニット４８は大気に通じる空気流入口及び空気流出口を含み、これにより、大気から冷却空調ユニット４８内に冷気が流入し、加熱された空気は例えば排出ダクト５４を介して冷却空調ユニット４８から排出される。
【００３９】
冷却空調ユニット４８はさらに、第１の運転モードにおいて即ち冷却空調ユニット４８が冷却材を冷却し循環させるように機能する際には閉鎖され且つ第２の運転モードでは開放されるよう後に詳述するように配置された通気口を含む。当該通気口は、通気口５６を含む。
【００４０】
仕切り３６は、ハウジング１４の内部の少なくとも上方部分、即ちハウジング１４の内部の肩部３４よりも上方への連通が可能となるよう、放射線遮蔽体の形態であってよい。さらに、必要に応じて、出口５０を介した放射線ストリーミングを防止するため、ハウジング１４の内側部分４０における容器１２より上方に横断型の放射線遮蔽体５８を設けてよい。横断型放射線遮蔽体５８には、円周上に沿って離隔配置された複数の流路６０が貫通している。
【００４１】
タンクアンロードデバイス６２が、容器１２の下部から延出し、ハウジング１４の下部３０を貫通している。
【００４２】
使用時には、複数の核燃料要素６４、一般にはペブルベッド型原子炉において用いられる球状燃料要素が、パイプ２６を介して核燃料収容空洞２４内に導入される。冷却システム４６の第１の運転モードでは通気口５６が閉鎖され、冷却材、一般には被処理空気が、例えば冷却空調ユニット４８内に収容された１又は複数の電動送風機によって、強制的に循環する。これにより、冷却材は、冷却空調ユニット４８から入口５２を介してハウジング１４の外側部分３８へと流入する。冷却材は、ハウジング１４の仕切り３６と側壁３２との間において矢印６６に沿って下方へ移動する。外側部分３８の下部に到達した冷却材は、仕切り３６の下縁の下方を通ってハウジング１４の内側部分４０へと移動する。そして冷却材は、チューブ部材２２により画定された流路６７、及び、容器１２の外面と仕切り３６の内面との間を通って、上方に移動する。その後冷却材は、容器１２内の核燃料が発生する崩壊熱によって、加熱される。加熱された冷却材は、出口５０を通って冷却空調ユニット４８に流入し、冷却空調ユニット４８において冷却され、閉ループにて再びハウジングの外側部分に戻る。
【００４３】
何らかの理由により能動冷却が機能しなくなった場合、例えば冷却空調ユニット４８又は送風機が故障した場合、冷却システムは、自動的に第２の運転モードに入り、受動冷却システムとして機能する。第２の運転モードでは通気口５６が開放され、内側部分４０及び外側部分３８がそれぞれ出口５０及び入口５２を介して大気と流体連通可能に接続される。内側部分４０の空気は、容器１２内の核燃料が発生する崩壊熱により加熱されて上昇し、出口５０を介してハウジング１４の内側部分から出て大気へと排出される。この空気は、外側部分３８から移動してくる冷気と置換され、換言すると、大気から入口５２を介してハウジング１４内に流入した新鮮な空気と置換される。このように流路４２，６７の煙突効果により自然循環が確立されることによって、容器１２及び容器１２の内部に収容された核燃料を永久的に冷却することができる。
【００４４】
冷却空調ユニット４８の使用により、冷却空気を例えば含水率を下げるなどして処理し、容器１２の腐食を抑制することができる。このため、容器１２を薄肉の炭素鋼から形成することが可能となり、容器１２のコストを著しく削減することができる。当然のことながら、受動型の運転モードでは、大気から導入された空気は処理されず、さらに、冷却の観点からすれば受動冷却は永久に持続するものであるが、容器１２の腐食を抑制するためにはできるだけ早く能動冷却に戻すことが望ましい。
【００４５】
当然のことながら、使用済核燃料貯蔵システムは、所望の貯蔵容量を満たすために核燃料貯蔵ユニット１０を数個含んでよい。この場合、核燃料貯蔵ユニットは一般にそれぞれ独立して機能する。原子炉の作動時間が長くなるに伴って、より多くの使用済核燃料が生成され、必要とされる貯蔵容量がより大きくなることが理解されるであろう。核燃料貯蔵ユニットが核燃料要素を含まない場合、当該ユニットにかかる設備の量を削減することができ、さらに、各ユニットが核燃料要素を収容しなければならないときまでに設置を完了させることができる。これにより、初期資本コストを削減することができる。しかも、使用済核燃料が容器１２内で崩壊するため、総熱負荷量が減少する。ある時点で冷却空調ユニット４８の冷却容量を小さくすることがでるため、当該核燃料貯蔵ユニットの総運転コストを抑えることができる。
【００４６】
本願発明者の考えでは、本発明による効果として、異成分の中性子吸収材を用いなくても、核燃料の幾何学的形状及び装填密度によって、容器内に大容量の核燃料を収容し、未臨界を実現可能であることが挙げられる。つまり、核燃料貯蔵ユニットは熱除去及び未臨界実現という２つの機能を果たす。
【００４７】
容器の外側に適切な放射線遮蔽体を設けたため、容器は放射線遮蔽機能を有する材料から形成されなくてよい。この場合、容器は、比較的小さい構造負荷に耐えられるよう設計される必要がある。また、冷却空調ユニットにおいて冷却空気の含水率を下げることができるため、容器の材料が腐食する可能性が実質的に低くなる。この結果、容器を薄肉の炭素鋼から形成することが可能となり、核燃料貯蔵ユニットの製造コストを削減することができる。しかも、能動及び受動の両方の運転モードにおいて冷却空気が同じ経路を移動するので、核燃料貯蔵ユニットの構造を非常に簡素にすることができ、ひいては当該ユニットにかかるコストを非常に簡素にすることができる。
【００４８】
また、容器が比較的大きな単一の核燃料収容空洞を有するため、核燃料貯蔵ユニットへの核燃料の装填が非常に簡単である。このことは、貯蔵する核燃料が、核燃料収容空洞内において自動的に分散する球状要素の場合に特に当てはまる。
【００４９】
冷却システムは、能動冷却が機能しなくなった場合、永久に持続する受動冷却モードに自動的に切り換わるため、本質的に安全である。核燃料貯蔵ユニットの形状は特定の貯蔵所や必要とされる熱負荷に応じて変更可能であり、これにより当該核燃料貯蔵ユニットの設置及び操作にかかるコストを抑えることができる。また、大きなコンテナを複数用いることにより、単一の核燃料収容空洞を画定するコンテナの数を減少させることができるだけでなく、複雑な取扱・装填・荷降ろし設備も必要なくなる。
【図１】
2008513765.tif 000003
【図２】
2008513765.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月23日(2006.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器（１２）と、
前記容器（１２）を貫通して延在する少なくとも１つのチューブ部材（２２）と、
少なくとも１つの核燃料装填通路と、を含み、
前記チューブ部材（２２）の両端が互いに離隔した位置において前記容器（１２）に開口することにより内部冷却材流路が画定され、前記少なくとも１つのチューブ部材の外面と前記容器の内面との間に核燃料収容空洞（２４）が画定され、
前記核燃料装填通路は、貯蔵すべき核燃料が前記核燃料収容空洞に導入されるよう、前記核燃料収容空洞に連通しており、
閉ループ能動冷却システムとして機能する第１の運転モードと開ループ受動冷却システムとして機能する第２の運転モードとを有する冷却システム（４６）をさらに含む核燃料貯蔵ユニット（１０）。
【請求項２】
前記核燃料収容空洞（２４）が、臨界質量に達するのに十分な質量の核燃料を収容可能な大きさを有すると共に、当該空洞（２４）内に収容される核燃料（６４）の装填密度及び幾何学的形状が核燃料の未臨界を維持できるように形成されている請求項１に記載の核燃料貯蔵ユニット（１０）。
【請求項３】
前記容器（１２）が、側壁（２０）によって互いに接続された上部（１６）及び下部（１８）を含み、
前記少なくとも１つのチューブ部材（２２）が前記上部及び前記下部の間に延在し且つ前記上部及び前記下部に開口している請求項１又は２に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項４】
互いに離隔すると共に前記容器の前記上部（１６）及び前記下部（１８）の間に延在し且つ前記上部（１６）及び前記下部（１８）に開口している複数のチューブ部材（２２）を含む請求項３に記載の核燃料貯蔵ユニット（１０）。
【請求項５】
前記冷却システムが前記第１の運転モードにおいて低湿空気を冷却材として用いる請求項１〜４のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項６】
前記容器を収容する中空のハウジング（１４）を含み、
前記ハウジング（１４）が、上部（２８）、下部（３０）、及び前記上部及び前記下部の間に延在する側壁（３２）を有し、
前記ハウジング（１４）内に、前記ハウジングを外側部分（３８）と前記容器（１２）が位置する内側部分（４０）とに分割する仕切り（３６）が設けられており、
前記外側部分及び前記内側部分が流体連通可能に接続されている請求項３に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項７】
前記冷却システム（４６）が冷却空調ユニット（４８）を含み、
前記冷却空調ユニット（４８）が、前記ハウジングの前記内側部分（４０）に流体連通可能に接続された入口及び前記ハウジングの前記外側部分（３８）に流体連通可能に接続された出口を有すると共に、前記入口から高温の冷却材を受容し、冷却・空気調整された冷却材を前記出口に送出する請求項６に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項８】
前記仕切り（３６）が、前記ハウジングの前記上部（２８）から下方に前記下部と離隔した位置まで延在し、
前記ハウジングの前記外側部分及び前記内側部分の下端同士が、前記仕切りの下縁の近傍において、流体連通可能に接続されている請求項７に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項９】
前記仕切り（３６）が前記容器（１２）の外面から外側に離隔し且つ前記ハウジングの前記側壁（３２）の内面から内側に離隔していることにより、前記ハウジング（１４）と前記仕切り（３６）との間及び前記仕切り（３６）と前記容器（１２）の前記外面との間に冷却材の流路が形成されている請求項８に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１０】
前記冷却空調ユニット（４８）の前記入口が、前記ハウジングの前記上部（２８）を貫通して前記ハウジングの前記内側部分に通じるハウジング出口（５０）に接続されており、
前記冷却空調ユニットの前記出口が、前記ハウジングの前記上部を貫通して前記ハウジングの前記外側部分に通じるハウジング入口（５２）に接続されている請求項７〜９のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１１】
前記冷却システムが、前記第１の運転モードにおいて即ち前記冷却空調ユニットが完全に機能する際には閉鎖され且つ前記第２の運転モードでは前記ハウジングの内部が大気と流体連通可能に接続されるよう開放される通気口（５８）を含む請求項７〜１０のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１２】
前記通気口が、前記ハウジング（１４）の前記外側部分（３８）へと通じる少なくとも１つの流入口、及び、前記ハウジングの前記内側部分（４０）の前記上部から通じる少なくとも１つの流出口を含み、
前記第２の運転モードにおいて、崩壊熱により加熱された空気が、前記少なくとも１つの流出口を介して前記核燃料貯蔵ユニットから排出され、前記少なくとも１つの流入口から前記ハウジングの前記外側部分（３８）に流入し且つ前記少なくとも１つの流出口から排出される前に崩壊熱を除去すべく前記容器（１２）上及び前記容器（１２）内を通って前記ハウジングの前記内側部分（４０）へと移動した冷気と自然循環により置換される請求項１１に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１３】
前記冷却空調ユニット（４８）が、前記ハウジングからの前記冷却材を冷却する少なくとも１つの空冷式熱交換器を含む請求項７〜１２のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１４】
前記ハウジング（１４）が、前記上部と前記下部との間の前記上部及び前記下部から離隔した位置に、前記容器（１２）を支持する肩部（３４）を含み、
前記容器の一部が前記肩部より上方に突出し、前記容器の残りの部分が前記肩部より下方に位置している請求項６〜１３のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１５】
前記仕切り（３６）の少なくとも一部が放射線遮蔽機能を有する材料から形成されている請求項６〜１４のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１６】
前記ハウジング（１４）の前記内側部分に（４０）おける前記容器（１２）より上方に設けられた横断型放射線遮蔽体（５８）を含み、
冷却材が通過可能な少なくとも１つの流路（１６）が前記横断型放射線遮蔽体を貫通している請求項６〜１５のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【請求項１７】
前記核燃料収容空洞と前記内部冷却材流路との間の熱移動経路が、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードとの両方において同じである請求項１〜１６のいずれか一項に記載の核燃料貯蔵ユニット。
【国際調査報告】
2008513765.tif 000005
2008513765.tif 000006
2008513765.tif 000007