(57)【要約】【課題】燃料貯蔵プール内の収容貯蔵の稠密度および経済性を向上させる。【解決手段】複数の仕切板１、２、３を格子状に組み合わせて複数の角筒状のセルを形成し、各セル内に１個ずつ使用済み原子燃料を立てて配置するように構成された使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、各燃料が各セルの水平方向の中心からずれた位置に配置されるように構成されている。各セル内に配置される燃料の中心から遠い側の各セルの互いに隣接する二つの側面にスペーサ７が配置されている。仕切板の下方に配置された底板４があり、底板には各燃料の下端部を挿入する燃料下端部挿入穴５が形成されており、燃料下端部挿入穴は、各セルの水平方向の中心からずれた位置に配置されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の仕切板を格子状に組み合わせて複数の角筒状のセルを形成し、前記各セル内に１個ずつ使用済み原子燃料が配置されるように構成された使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、前記各燃料が前記各セルの長手方向に垂直な断面の中心からずれた位置に配置されるように構成されていること、を特徴とする使用済み燃料貯蔵ラック。
【請求項２】
請求項１に記載の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、前記各セル内に配置される燃料の中心から遠い側の各セルの互いに隣接する二つの側面にスペーサが配置されていること、を特徴とする使用済み燃料貯蔵ラック。
【請求項３】
請求項１または２に記載の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、前記仕切板の一端に配置された底板があり、その底板には前記各燃料の下端部を挿入する燃料下端部挿入穴が形成されており、これらの燃料下端部挿入穴は、前記各セルの中心からずれた位置に配置されていること、を特徴とする使用済み燃料貯蔵ラック。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、前記セルの隣接する２行２列のセルからなるセル群の中に配置される燃料集合体が前記セル群の中心に偏って配置されるように構成されていること、を特徴とする使用済み燃料貯蔵ラック。
【請求項５】
複数の仕切板を格子状に組み合わせて複数の角筒状のセルを形成し、前記各セル内に１個ずつ使用済み原子燃料を立てて配置する使用済み燃料配置方法において、前記各燃料を前記各セルの長手方向に垂直な断面の中心からずれた位置に配置すること、を特徴とする使用済み燃料配置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉より取り出された使用済み燃料集合体（以下、「燃料」という）を燃料貯蔵プール内などに収容貯蔵するための使用済み燃料貯蔵ラックに係り、特に稠密度と経済性を向上させた貯蔵ラックおよび使用済み燃料の配置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の使用済み燃料貯蔵ラックは、一般に、下部タイプレートを挿入した底板のセル中心位置にあいた穴以外に使用済み燃料のセル内配置を拘束するものはない。したがって、使用済み燃料はセル内において、下部タイプレートを支点としたあらゆる配置を取り得る。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の使用済み燃料貯蔵ラックでは、底板のセル中心位置に下部タイプレート挿入穴があけられている。使用済み燃料のセル内への挿入は使用済み燃料貯蔵ラック上部から行われ、下部タイプレートを下部タイプレート挿入穴に挿入して完了する。このように使用済み燃料貯蔵ラックでは、使用済み燃料の上端が拘束されていないため、使用済み燃料はセル内において下部タイプレートを支点としたあらゆる配置を取り得る。また、従来の使用済み燃料の配置方法は、下部タイプレート挿入穴を底板のセル中心位置にあけて、使用済み燃料がセル中央に配置される方法を取っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１２１７８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、最も中性子の実効増倍率が大きくなる使用済み燃料配置は、全ての使用済み燃料がセル中央に配置される場合であることが知られているが、使用済み燃料貯蔵ラックの構造上、実際に使用済み燃料はこの配置を取り得る。
【０００６】
したがって、未臨界を達成するためには、仕切板の厚さと仕切板に含まれる中性子吸収材の濃度で決まる仕切板の中性子吸収能力を、中央配置でも未臨界が達成されるように、その他の配置を想定した場合に比べ仕切板を厚くし中性子吸収材の濃度を高くする必要があった。このため、従来の使用済み燃料貯蔵ラックでは、厚い仕切板により収容効率が下がり、高濃度の中性子吸収材により高価になるという課題があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、燃料貯蔵プール内の収容貯蔵の稠密度および経済性を向上させた使用済み燃料貯蔵ラックおよび使用済み燃料の配置方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の一つの態様は、複数の仕切板を格子状に組み合わせて複数の角筒状のセルを形成し、前記各セル内に１個ずつ使用済み原子燃料が配置されるように構成された使用済み燃料貯蔵ラックにおいて、前記各燃料が前記各セルの長手方向に垂直な断面の中心からずれた位置に配置されるように構成されていること、を特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、複数の仕切板を格子状に組み合わせて複数の角筒状のセルを形成し、前記各セル内に１個ずつ使用済み原子燃料を立てて配置する使用済み燃料配置方法において、前記各燃料を前記各セルの長手方向に垂直な断面の中心からずれた位置に配置すること、を特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る使用済み燃料貯蔵ラックおよび使用済み燃料の配置方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、共通または類似する部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
まず、図１から図３を参照して本発明に係る使用済み燃料貯蔵ラックの第１の実施の形態を説明する。図１、２に示すように、この使用済み燃料貯蔵ラックは、互いに平行にほぼ等間隔で配置される複数の長尺仕切板１と、長尺仕切板１と直角方向に配置される側部仕切板３および複数の短尺仕切板２とが組み合わされて形成されている。ほぼ等間隔で配置されるこれらの仕切板１、２、３によって側面を囲まれ、横断面がほぼ正方形の多数の角筒状のセルが、格子状に配列されて形成される。
【００１２】
仕切板１、２、３のの一端、すなわち下端部には底板４が取り付けられていて、底板４には、各セル毎に一つの下部タイプレート挿入穴５が形成されている。各下部タイプレート挿入穴５はほぼ円形であって、各セルの中心からずれた位置（図１では、右下方向にずれた位置）にある。上記各セル内にそれぞれ１体の使用済み燃料６が上方から挿入され、燃料下端にある下部タイプレート（図示せず）が下部タイプレート挿入穴５に挿入されるようになっている。なお、図２の符号６ａは、燃料６の上端に取り付けられていて燃料６の吊り上げ吊り下ろしに使われるハンドルを示している。
【００１３】
各セルの互いに隣接する二つの仕切板１、２、３の側面にはスペーサ７が取り付けられている。各セルのスペーサ７は、各セルの下部タイプレート挿入穴５から遠い側（図１、２では、各セルの上側および左側）に配置されている。スペーサ７は、例えば図３に示すように、使用済み燃料６のセルへの挿入性および中性子の吸収、減速材効果をもつ水体積の抑制を考慮した中空の曲面板形状としている。
【００１４】
スペーサ７は、長尺仕切板１および側部仕切板３では、図３（ａ）に示すように、使用済み燃料６を挿入するセル幅ｗ毎にスペーサ７が軸方向に１個以上付いている。また短尺仕切板２にも、図３（ｂ）に示すように、スペーサ７が鉛直方向に１個以上付いている（図３ではそれぞれ、鉛直方向に２個ずつ示している）。
【００１５】
このような仕切板１、２、３と底板４から組み立てた使用済み燃料貯蔵ラックに使用済み燃料６を挿入すると、図２に示すように、使用済み燃料６は、スペーサ７と下部タイプレート挿入穴５によりセルの長手方向に垂直な断面の中心からずれた位置、すなわちセル内で偏心した位置に配置される。この偏心配置位置は他のセルの偏心配置位置とは独立に決定して良い。これにより、中性子の実効増倍率が最大となるセルの中央配置となることはないので、従来よりも中性子の実効増倍率は小さくなる。
【００１６】
［第２の実施の形態］
図４および図５を参照して本発明に係る使用済み燃料貯蔵ラックの第２の実施の形態を説明する。この実施の形態では、互いに隣接する２行２列の４個のセル（セル群）を一つの単位として、その中の４体の使用済み燃料６を長尺仕切板１と短尺仕切板２を挟んで隣り合うように配置する構造とする。このとき、図４に示すように使用済み燃料６の偏心配置に対応して下部タイプレート挿入穴５を底板４にあける。この使用済み燃料の配置は、他の偏心配置よりも中性子の実効増倍率が小さくなる。
【００１７】
第１の実施の形態と第２の実施の形態において、実効増倍率を従来の中央配置（基本配置）と比較すると、図６に示すようにいずれも実効増倍率が小さくなり、第１の実施の形態よりも第２の実施の形態の方がさらに実効増倍率が小さくなる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、従来よりも中性子の実効増倍率が小さくなるので、使用済み燃料貯蔵ラックの仕切板を薄くしたり、仕切板の中性子吸収材濃度を低くすることで、稠密度が高く安価な使用済み燃料貯蔵ラックを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る使用済み燃料貯蔵ラックの第１の実施の形態の平面図。
【図２】図１の使用済み燃料貯蔵ラックに使用済み燃料を挿入した状態を示す平面図。
【図３】図１の使用済み燃料貯蔵ラックのスペーサ付近の斜視図であって、（ａ）はスペーサを長尺仕切板または側部仕切板に取り付けた状態、（ｂ）はスペーサを短尺仕切板に取り付けた状態をそれぞれ示す図。
【図４】本発明に係る使用済み燃料貯蔵ラックの第２の実施の形態の平面図。
【図５】図４の使用済み燃料貯蔵ラックに使用済み燃料を挿入した状態を示す平面図。
【図６】本発明に係る使用済み燃料貯蔵ラックの第１、第２の実施の形態の効果を示すグラフ。
【符号の説明】
１…長尺仕切板、２…短尺仕切板、３…側部仕切板、４…底板、５…下部タイプレート挿入穴、６…使用済み燃料、６ａ…ハンドル、７…スペーサ。
【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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