(57)【要約】【課題】燃料集合体や燃料貯蔵セルの損傷を防ぐことのできる燃料貯蔵セル、燃料貯蔵ラック、及び、燃料貯蔵方法を提供することを目的とする。【解決手段】上部開口２１Ａを有する角筒状に形成され、上部開口２１Ａを通じて内部に燃料１３４が収容されるセル本体２１と、セル本体２１の上部開口２１Ａに装着されるキャップ体２２とを備え、キャップ体２２は、セル本体２１内に収容された燃料１３４の上部ノズル３３に向けてセル本体２１の軸方向に沿って延び、上部ノズル３３に形成される上部ピン穴３８，３８に挿入される上部ピン４３，４３を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部開口を有する角筒状に形成され、前記上部開口を通じて内部に燃料集合体が収容されるセル本体と、前記セル本体の前記上部開口に装着される装着体とを備え、
前記装着体は、前記セル本体内に収容された前記燃料集合体の上部ノズルに向けて前記セル本体の軸方向に沿って延び、前記上部ノズルに形成される穴部に挿入される上部ピンを備えることを特徴とする燃料貯蔵セル。
【請求項２】
前記上部ピンは、前記上部開口の対角に設けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項３】
前記セル本体の底部には、該セル本体内に収容された前記燃料集合体の下部ノズルに向けて前記セル本体の軸方向に沿って延び、前記下部ノズルに形成される穴部に挿入される下部ピンを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項４】
前記装着体は、前記セル本体の側壁と前記燃料集合体との間に配置される板部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項５】
前記燃料集合体を前記セル本体の中央部に配置し、前記板部は、前記セル本体の４つの側壁と前記燃料集合体との間にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項４に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項６】
前記燃料集合体を前記セル本体の隣り合う２つの側壁に寄せて配置し、前記板部は、前記セル本体の残りの２つの側壁と前記燃料集合体との間に配置されることを特徴とする請求項４に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項７】
前記板部は、下端部に下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４〜６のいずれか一項に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項８】
前記装着体は、前記燃料集合体のシンブル管に挿入されて該シンブル管を補強する補強部材を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項９】
前記装着体は、前記上部ノズルと対向して開口する天面開口と、この天面開口上に延在する支持リブとを備え、前記補強部材は前記支持リブに固定されることを特徴とする請求項８に記載の燃料貯蔵セル。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載された複数の燃料貯蔵セルを格子状に配列すると共に、これら複数の燃料貯蔵セルを一体に支持する支持部材とを備えることを特徴とする燃料貯蔵ラック。
【請求項１１】
上部開口を有する角筒状に形成されたセル本体に燃料集合体を収容し、前記上部開口に装着体を装着すると共に、該装着体に設けられた上部ピンを用いて、前記燃料集合体の上部の水平方向への変位を抑えたことを特徴とする燃料貯蔵方法。
【請求項１２】
前記セル本体に前記燃料集合体を収容する際に、前記セル本体の底部に設けられた下部ピンを用いて、前記燃料集合体の下部の水平方向への変位を抑えたことを特徴とする請求項１１に記載の燃料貯蔵方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉から取り出された使用済の燃料集合体、または原子炉に設置される未使用の燃料集合体が収容される燃料貯蔵セル、燃料貯蔵ラック、及び、燃料貯蔵方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントの１つとして、加圧水型原子炉があり、この加圧水型原子炉では、軽水を原子炉冷却材およ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している。
【０００３】
このような原子力発電プラントでは、加圧水型原子炉から取り出された使用済の燃料（燃料集合体）や、これから加圧水型原子炉に設置される未使用の燃料（燃料集合体）を一時的に貯蔵する燃料貯蔵設備が原子炉建屋に設けられる。燃料貯蔵設備は、燃料から放出される放射線を遮蔽するため、燃料プールの冷却水中に、燃料集合体を立てた状態で支持する燃料貯蔵ラックが設置される。
【０００４】
従来、この種の燃料貯蔵ラックとして、上部開口を有する角筒状に形成され、上部開口を通じて内部に燃料集合体が収容される燃料貯蔵セルを備え、この燃料貯蔵セルを立てた状態で複数配列したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−００２０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃料貯蔵セルの内面と燃料集合体の外面との間には、燃料集合体を燃料貯蔵セルに挿入するための隙間が存在する。燃料集合体は、例えば、複数の燃料棒がグリッドにより束ねられて構成され、これら燃料棒の上部に上部ノズルが固定される一方、下部に下部ノズルが固定される。燃料集合体は、比較的柔らかい構造を有するため、地震などにより横揺れが生じた場合、燃料集合体の上部が大きく変位すると共に、この変位が戻る際に鞭打ち現象が発生する。このため、燃料集合体が燃料貯蔵セルの内面に衝突することにより、燃料集合体に傷が付いたり、燃料貯蔵セルに大きな荷重が作用して燃料貯蔵セルが損傷したりするおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、燃料集合体や燃料貯蔵セルの損傷を防ぐことのできる燃料貯蔵セル、燃料貯蔵ラック、及び、燃料貯蔵方法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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、上部開口を有する角筒状に形成され、上部開口を通じて内部に燃料集合体が収容されるセル本体と、セル本体の上部開口に装着される装着体とを備え、装着体は、セル本体内に収容された燃料集合体の上部ノズルに向けてセル本体の軸方向に沿って延び、上部ノズルに形成される穴部に挿入される上部ピンを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、上部ピンが上部ノズルの穴孔に挿入されることにより、地震などの横揺れが生じた場合であっても、燃料集合体の上部ノズルの水平方向への変位を抑えることができる。このため、上部ノズルの燃料貯蔵セルの内面への衝突力を抑え、燃料集合体及び燃料貯蔵セルの損傷を防止できる。
【００１０】
この構成において、上部ピンは、上部開口の対角に設けられても良い。この構成によれば、セル本体内で燃料集合体が軸方向周りに回転することを防止できる。
【００１１】
また、セル本体の底部には、該セル本体内に収容された燃料集合体の下部ノズルに向けてセル本体の軸方向に沿って延び、下部ノズルに形成される穴部に挿入される下部ピンを備える構成としても良い。この構成によれば、下部ピンが下部ノズルの穴部に挿入されることにより、燃料集合体の下部ノズルの位置決め及び水平方向への変位の抑制を簡単に行うことができる。
【００１２】
また、装着体は、セル本体の側壁と燃料集合体との間に配置される板部を備える構成としても良い。この構成によれば、板部により、燃料集合体とセル本体との隙間を小さくすることができるため、燃料集合体の横揺れによる変位量を抑えることができる。
【００１３】
また、燃料集合体をセル本体の中央部に配置し、板部は、セル本体の４つの側壁と燃料集合体との間にそれぞれ配置された構成としても良い。この構成によれば、燃料集合体の周囲に形成される隙間を板部によって小さくすることができるため、燃料集合体の横揺れによる変位量を抑え、燃料集合体及び燃料貯蔵セルの損傷を防止できる。
【００１４】
また、燃料集合体をセル本体の隣り合う２つの側壁に寄せて配置し、板部は、セル本体の残りの２つの側壁と燃料集合体との間に配置される構成としても良い。この構成によれば、板材の数量を２つに低減した構成を実現でき、簡素化した構成で、燃料集合体及び燃料貯蔵セルの損傷を防止できる。
【００１５】
また、板部は、下端部に下方へ向かって厚さが小さくなる先細部が形成されても良い。この構成によれば、燃料集合体とセル本体の側壁との間に板材を容易に挿入することができ、板部の配置を容易に行うことができる。
【００１６】
また、装着体は、燃料集合体のシンブル管に挿入されて該シンブル管を補強する補強部材を備えても良い。この構成によれば、補強部材により、シンブル管並びに燃料集合体が補強され、地震などにより横揺れが生じた場合であっても、燃料集合体の水平方向への変位を抑えることができる。
【００１７】
また、装着体は、上部ノズルと対向して開口する天面開口と、この天面開口上に延在する支持リブとを備え、補強部材は支持リブに固定されても良い。この構成によれば、セル本体内に冷却水を給排する天面開口を設けつつ、補強部材を簡単に装着体に設けることができる。
【００１８】
また、本発明に係る燃料貯蔵ラックは、上記した複数の燃料貯蔵セルを格子状に配列すると共に、これら複数の燃料貯蔵セルを一体に支持する支持部材を備える。この構成によれば、燃料集合体の燃料貯蔵セルの内面への衝突力を抑え、燃料集合体及び燃料貯蔵セルの損傷を防止できる。
【００１９】
また、本発明に係る燃料貯蔵方法は、上部開口を有する角筒状に形成されたセル本体に燃料集合体を収容し、上部開口に装着体を装着すると共に、該装着体に設けられた上部ピンを用いて、燃料集合体の上部の水平方向への変位を抑えたことを特徴とする。この構成によれば、燃料集合体の燃料貯蔵セルの内面への衝突力を抑え、燃料集合体及び燃料貯蔵セルの損傷を防止できる。
【００２０】
また、上記構成において、セル本体に燃料集合体を収容する際に、セル本体の底部に設けられた下部ピンを用いて、燃料集合体の下部の水平方向への変位を抑えても良い。この構成によれば、燃料集合体の燃料貯蔵セルの内面への衝突力を抑え、燃料集合体及び燃料貯蔵セルの損傷を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上部ピンが上部ノズルの穴孔に挿入されることにより、地震などの横揺れが生じた場合であっても、燃料集合体の上部ノズルの水平方向への変位を抑えることができる。このため、上部ノズルの燃料貯蔵セルの内面への衝突力を抑え、燃料集合体及び燃料貯蔵セルの損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、原子炉格納容器を示す概略図である。
【図２】図２は、燃料貯蔵ラックを示す斜視図である。
【図３】図３は、燃料の構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る燃料貯蔵セルの燃料を収容した状態での縦断面図である。
【図５−１】図５−１は、図４のＡ方向視図である。
【図５−２】図５−２は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５−３】図５−３は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５−４】図５−４は、図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図５−５】図５−５は、図４のＥ−Ｅ線断面図である。
【図５−６】図５−６は、図４のＦ方向視図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る燃料貯蔵セルのキャップ体の構造を示す縦断面図である。
【図７−１】図７−１は、図６のＡ方向視図である。
【図７−２】図７−２は、図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８−１】図８−１は、実施形態１に係る燃料止め板の平面図である。
【図８−２】図８−２は、実施形態１に係る燃料止め板の側面図である。
【図９】図９は、補強ロッドの構成の一例を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、詰板の構成の一例を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、燃料貯蔵セルに収容された燃料に振動を与えた際の変位解析結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施形態２に係る燃料貯蔵セルの燃料を収容した状態での縦断面図である。
【図１３−１】図１３−１は、図１２のＡ方向視図である。
【図１３−２】図１３−２は、図１２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３−３】図１３−３は、図１２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１３−４】図１３−４は、図１２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３−５】図１３−５は、図１２のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１３−６】図１３−６は、図１２のＦ方向視図である。
【図１４】図１４は、実施形態２に係る燃料貯蔵セルのキャップ体の構造を示す縦断面図である。
【図１５−１】図１５−１は、図１４のＡ方向視図である。
【図１５−２】図１５−２は、図１４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１６−１】図１６−１は、実施形態２に係る燃料止め板の平面図である。
【図１６−２】図１６−２は、実施形態２に係る燃料止め板の側面図である。
【図１７】図１７は、実施形態３に係る燃料貯蔵セルのセル本体を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、実施形態３に係る燃料貯蔵セルを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は、原子炉格納容器を示す概略図、図２は、燃料貯蔵ラックを示す斜視図、図３は、燃料の構造を示す斜視図である。この図３では、燃料の高さ方向の中間部を省略して示す。原子炉格納容器１１１は、図１に示すように、その内部に、加圧水型原子炉１１２、蒸気発生器１１３、加圧器１１６などが収容される。また、原子炉格納容器１１１に隣接して燃料取扱建屋１３０が設置され、この燃料取扱建屋１３０に燃料貯蔵設備１３１が設けられる。
【００２５】
燃料貯蔵設備１３１は、コンクリート製の燃料プール１３２を有する。燃料プール１３２は、冷却水が満たされ、その中に燃料貯蔵ラック１０が設置される。燃料貯蔵ラック１０は、加圧水型原子炉１１２で使用された使用済または未使用の燃料１３４（図３）を冷却水中で一時的に貯蔵するものである。
【００２６】
燃料貯蔵ラック１０は、図２に示すように、ベースプレート１１と、ベースプレート１１の４つのコーナ部に配置されて下方に突設された４つの支持脚部１２と、ベースプレート１１の上に立てた状態で配列された複数の燃料貯蔵セル２０と、これら燃料貯蔵セル２０を束ねて支持する支持部材１３とを備えて構成される。燃料貯蔵セル２０は、上部が開口した角筒状に形成されたセル本体２１を備え、これらセル本体２１がベースプレート１１上に格子状（碁盤の目状）に配列される。支持部材１３は、ベースプレート１１の４つのコーナ部から上方に延びる支柱１４と、これら支柱１４を連結する連結材１５ａ，１５ｂとにより構成される。セル本体２１の内部には、燃料集合体としての燃料１３４（図３）が１つずつ貯蔵され、セル本体２１の上部開口にはキャップ体（装着体）２２が装着される。
【００２７】
燃料１３４は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized  Water  Reactor）用の燃料集合体として構成される。燃料１３４は、図３に示すように、複数の燃料棒３０と複数のシンブル管（制御棒案内管）３１とが複数の支持格子（グリッド）３２により、外形が矩形状に束ねられて構成される。シンブル管３１の上端部に上部ノズル３３が連結され、下端部に下部ノズル３４が連結される。
【００２８】
上部ノズル３３は、上面視で矩形状に形成され、上部ノズル３３の中央部には、上下方向（燃料の延出方向）に該上部ノズル３３を貫通し、シンブル管３１が連結されるシンブル孔３５と、燃料１３４を冷却する冷却水が流通するための流水孔３６とが形成される。また、上部ノズル３３は、４つのコーナ部のうち、対角上の位置する２つのコーナ部３７，３７にそれぞれ下方に向けて穿設される上部ピン穴（穴部）３８，３８が形成される。また、下部ノズル３４は、上部ノズル３３と同様に上面視で矩形状に形成され、下部ノズル３４の中央部には、図示は省略するが、上下方向（燃料の延出方向）に該下部ノズル３４を貫通し、シンブル管３１が連結されるシンブル孔と、燃料１３４を冷却する冷却水が流通するための多数の流水孔とが形成される。また、下部ノズル３４は、４つのコーナ部にそれぞれ下方に突出する脚部３９を備える。これら４つの脚部３９のうち、対角上の位置する２つの脚部３９，３９には、それぞれ上方に向けて穿設される下部ピン穴（穴部、後述する）が形成される。これらの上部ピン穴３８，３８及び下部ピン穴は、加圧水型原子炉１１２（図１）に燃料１３４を配置する際に、加圧水型原子炉１１２内に設けられた位置決めピン（不図示）がそれぞれ挿入されて燃料１３４の位置決めを行うためのものである。
【００２９】
燃料１３４は、上述したように、燃料プール１３２に設置された燃料貯蔵ラック１０の燃料貯蔵セル２０内に収容される。このため、燃料貯蔵セル２０（セル本体２１）の内面と燃料１３４の外面との間には、燃料１３４を燃料貯蔵セル２０に挿入するための隙間が存在する。燃料１３４は、比較的柔らかい構造を有するため、地震などにより横揺れが生じた場合、上記した隙間の分、燃料１３４の上部ノズル３３が水平方向に大きく変位すると共に、この変位が戻る際に鞭打ち現象が発生する。このため、燃料１３４が燃料貯蔵セル２０の内面に衝突することにより、燃料１３４に傷が付いたり、燃料貯蔵セル２０に大きな荷重が作用して燃料貯蔵セル２０が損傷したりするおそれがある。本実施形態に係る燃料貯蔵セル２０は、上記した問題を解消するものである。以下、本実施形態に係る燃料貯蔵セル２０について説明する。
【００３０】
［実施形態１］
図４は、実施形態１に係る燃料貯蔵セルの燃料を収容した状態での縦断面図、図５−１は、図４のＡ方向視図、図５−２は、図４のＢ−Ｂ線断面図、図５−３は、図４のＣ−Ｃ線断面図、図５−４は、図４のＤ−Ｄ線断面図、図５−５は、図４のＥ−Ｅ線断面図、図５−６は、図４のＦ方向視図である。また、図６は、燃料貯蔵セルのキャップ体の構造を示す縦断面図、図７−１は、図６のＡ方向視図、図７−２は、図６のＢ−Ｂ線断面図である。図８−１は、燃料止め板の平面図であり、図８−２は、燃料止め板の側面図である。なお、図４では、支持格子に支持される燃料棒及びシンブル管の一部を省略し、図５−３では、支持格子に支持される燃料棒の一部を省略して示す。
【００３１】
燃料貯蔵セル２０は、図４に示すように、セル本体２１と、このセル本体２１の上部開口２１Ａに装着されるキャップ体２２と、セル本体２１の底部に配置される燃料止め板２３とを備える。セル本体２１は、図５−１〜図５−６に示すように、４つの側壁２１０を備えて角筒状に形成され、図４に示すように、セル本体２１の下端部２１Ｂが燃料貯蔵ラック１０のベースプレート１１上に溶接などの手段により固着される。セル本体２１の内部には、ベースプレート１１の上に燃料止め板２３が配置され、この燃料止め板２３の上に燃料１３４が収容され、セル本体２１の上部開口２１Ａにキャップ体２２が装着される。
【００３２】
ベースプレート１１は、図５−６に示すように、セル本体２１の内側に連通する位置にベースプレート開口１１Ａが形成される。このベースプレート開口１１Ａは、使用済の燃料１３４の崩壊熱を除去するために、燃料プール１３２の冷却水をセル本体２１に給排する開口である。本実施形態では、ベースプレート開口１１Ａは、十字形状としたが、セル本体２１に冷却水を給排するに十分な開口面積を確保できれば、円形、楕円形、矩形など、どのような形状としても良い。
【００３３】
燃料止め板２３は、図５−５、図８−１に示すように、矩形状に形成されてセル本体２１の内側に配置される。燃料止め板２３は、セル本体２１の内側領域と同等の大きさに形成される。これにより、燃料止め板２３をセル本体２１の内側に配置するだけで、該燃料止め板２３の位置決めを簡単に行うことができる。燃料止め板２３は、中央部に形成された止め板開口２３Ａを備え、この止め板開口２３Ａは、燃料止め板２３をセル本体２１の内側に配置した際に、ベースプレート開口１１Ａと重なる位置、大きさ及び形状に形成される。また、燃料止め板２３は、図８−１、図８−２に示すように、止め板開口２３Ａを挟んで、燃料止め板２３の対角上に配置される下部ピン２５，２５を備える。この下部ピン２５，２５は、図４に示すように、セル本体２１内に収容された燃料１３４の下部ノズル３４に向けてセル本体２１の軸方向に沿って延びる。下部ピン２５，２５は、図５−４に示すように、下部ノズル３４の対角上の位置する２つの脚部３９，３９にそれぞれ形成された下部ピン穴３９Ａ，３９Ａに挿入可能な大きさ及び位置に形成される。これにより、セル本体２１内に収容された燃料１３４は、燃料止め板２３の下部ピン２５，２５が下部ノズル３４の下部ピン穴３９Ａ，３９Ａに挿入されるため、下部ノズル３４の位置決め及び水平方向への変位が抑えられる。本実施形態では、下部ノズル３４（燃料）は、セル本体２１内における、４つの側壁２１０からほぼ等間隔離れた中央部に位置決めされる。また、下部ピン２５，２５は、止め板開口２３Ａを挟んで、燃料止め板２３の対角上に配置されるため、セル本体２１内で燃料１３４が軸方向周りに回転する（ねじれる）ことを防止できる。
【００３４】
このように、下部ピン２５，２５を備えた燃料止め板２３を、セル本体２１の底部に設けることにより、既存の燃料貯蔵セルにおいても、燃料１３４の下部ノズル３４の位置決め及び水平方向への変位の抑制を簡単に行うことができる。ここで、セル本体２１の底部とは、燃料１３４の下部ノズル３４が載置される部位をいい、燃料貯蔵セルを新設する場合には、下部ノズル３４が載置される部位（例えばベースプレート１１）に直接、下部ピン２５，２５を設けても良い。
【００３５】
セル本体２１は、図４に示すように、各側壁２１０の上端部２１Ｃが側方に傾斜して上部開口２１Ａが上方に向かって広がって形成される。この上部開口２１Ａには、上記したキャップ体２２が装着される。キャップ体２２は、上部開口２１Ａに装着される本体部４０と、この本体部４０に固定される上部ピン４３と、本体部４０に固定される詰板（板部）４４と、本体部４０に固定される補強ロッド（補強部材）４５とを備えて構成される。
【００３６】
本体部４０は、図４、図７−１に示すように、矩形状の天板４１と、この天板４１の４つの側縁からそれぞれ下方に延びる側板４２とを備えてトレー形状に形成される。本体部４０は、図５−１に示すように、側板４２で囲まれた内側の大きさが、上端部２１Ｃで囲まれた上部開口２１Ａの外側の大きさと同等に形成されており、本体部４０と上部開口２１Ａとの嵌め合いによって、本体部４０（キャップ体２２）が装着される。天板４１の中央部には、天板開口（天面開口）４１Ａが形成されており、この天板開口４１Ａを通じて、セル本体２１に冷却水を給排される。本実施形態では、天板開口４１Ａは、十字形状としたが、セル本体２１に冷却水を給排するに十分な開口面積を確保できれば、円形、楕円形、矩形など、どのような形状としても良い。
【００３７】
キャップ体２２は、本体部４０の天板開口４１Ａを挟んで、上部開口２１Ａの対角上に配置される上部ピン４３，４３を備える。この上部ピン４３，４３は、天板４１の下面４１Ｂに、ねじ止めまたは溶接などの手段で固定されており、図４に示すように、セル本体２１内に収容された燃料１３４の上部ノズル３３に向けてセル本体２１の軸方向に沿って延びる。上部ピン４３，４３は、図５−２に示すように、上部ノズル３３の対角上の位置する２つの上部ピン穴３８，３８に挿入可能な大きさ及び位置に形成される。これにより、セル本体２１内に収容された燃料１３４は、キャップ体２２の上部ピン４３，４３が上部ノズル３３の上部ピン穴３８，３８に挿入されるため、上部ノズル３３の位置決め及び水平方向への変位が抑えられる。さらに、上部ピン４３，４３は、天板開口４１Ａを挟んで、上部開口２１Ａの対角上に配置されるため、セル本体２１内で燃料１３４が軸方向周りに回転する（ねじれる）ことを防止できる。
【００３８】
上部ピン４３が挿入される上部ピン穴３８、及び、下部ピン２５が挿入される下部ピン穴３９Ａは、それぞれ上部ノズル３３、下部ノズル３４に予め形成されるものであるため、既設の燃料貯蔵セル（セル本体）に、燃料止め板２３及びキャップ体２２を取り付けることができる。このため、燃料１３４に新たな部品を付加することなく、燃料１３４の変位を抑制することが可能となり、例えば、地震などにより横揺れが生じた場合、燃料１３４の上部ノズル３３及び下部ノズル３４の水平方向への変位を抑えることができる。従って、上部ノズル３３及び下部ノズル３４の燃料貯蔵セル２０の内面への衝突力を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル２０の健全性を高めることができる。
【００３９】
また、キャップ体２２は、本体部４０に固定されて、図４に示すように、セル本体２１の側壁２１０と燃料１３４との間に配置される詰板４４を備える。詰板４４は、天板４１の下面４１Ｂに、ねじ止めまたは溶接などの手段で固定される。本実施形態では、図５−２に示すように、燃料１３４は、セル本体２１の中央部に配置されるため、この燃料１３４とセル本体２１の４つの側壁２１０との間にそれぞれ４つの詰板４４が配置される。この詰板４４は、燃料１３４とセル本体２１との隙間を小さくするためのものであり、側壁２１０に沿って形成されることができる。詰板４４の厚みは、燃料１３４の外面とセル本体２１の側壁２１０の内面２１Ｄとの隙間の大きさを超えない程度に形成され、燃料１３４が横揺れによって変位する量を抑えることができる。ここで、燃料１３４の外面とは、上部ノズル３３の外面３３Ａ、下部ノズル３４の外面３４Ａ、及び、各支持格子３２の外面３２Ａのうち、セル本体２１の側壁２１０の内面２１Ｄとの隙間が最も大きい部位であり、本実施形態では、燃料１３４の外面は各支持格子３２の外面３２Ａである。
【００４０】
詰板４４は、下端部に下方へ向かって厚さが小さくなる先細部４４Ａを備える。この先細部４４Ａを備えることにより、燃料１３４の外面（支持格子３２の外面３２Ａ）とセル本体２１の側壁２１０の内面２１Ｄとの隙間に詰板４４を容易に挿入することができ、詰板４４の配置を容易に行うことができる。また、詰板４４は、下端部の先細部４４Ａが最下位の支持格子３２まで延伸する長さに形成される。この構成では、燃料１３４の高さ方向に間隔をあけて配置されるすべての支持格子３２について、該支持格子３２の外面３２Ａとセル本体２１の側壁２１０の内面２１Ｄとの隙間に詰板４４が配置されるため、燃料１３４の水平方向への変位を最小限に抑制できる。一方で、詰板４４の高さ方向への長さを長くすれば、その分、詰板４４の重量が増し、この詰板４４を備える燃料貯蔵セル２０、及び、燃料貯蔵ラック１０の重量が増加する。このため、詰板４４の高さ方向への長さは、必ずしも最下位の支持格子３２まで延伸せず、適宜な長さとすることで軽量化を図ってもよい。このように、詰板４４の高さ方向への長さを適宜な長さに短縮したとしても、燃料１３４の水平方向への変位を抑制することは可能である。
【００４１】
詰板４４は、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼などからなるステンレス鋼板によって形成することができる。また、これらステンレス鋼にボロン及び、又はガドリニウムを添加した材料を用いて燃料１３４の剛性を高めるとともに、中性子吸収能力を期待することもできる。
【００４２】
また、詰板４４は、図６に示すように、高さ方向に位置を変えて形成される切欠き４４Ｂを備える構成として、詰板４４の軽量化を図ることもできる。この場合、切欠き４４Ｂ，４４Ｂ間に形成される桟（領域）４４Ｃは、燃料１３４の支持格子３２に合致する高さ位置となる。このように、燃料１３４の支持格子３２に合致する高さ位置にのみ桟４４Ｃを渡し、その他の部分は詰板４４を切り欠くことにより、燃料１３４の水平方向への変位を最小限に抑制しつつ、詰板４４の軽量化を実現できる。なお、図６では、背面側に位置する詰板４４にのみ切欠き４４Ｂを形成したが、すべての詰板４４に切欠き４４Ｂを設けても良い。
【００４３】
また、キャップ体２２は、本体部４０に固定されて、図６に示すように、セル本体２１の軸方向（高さ方向）に沿って下方に延びる複数の補強ロッド４５を備える。この補強ロッド４５は、燃料１３４が備えるシンブル管（制御棒案内管）３１に挿入され、該燃料１３４の剛性を高めるものである。シンブル管３１は、図５−３に示すように、支持格子３２により支持される。支持格子３２は、格子状に形成された複数の支持領域３２Ｂを備えて構成され、所定位置の支持領域３２Ｂにシンブル管３１が支持され、残りの支持領域３２Ｂに燃料棒３０が支持される。
【００４４】
補強ロッド４５は、シンブル管３１の位置に合わせて本体部４０に固定される。ここで、本体部４０は、上部ノズル３３と対向して開口する天板開口４１Ａを備えるため、天板４１の下面４１Ｂに補強ロッド４５を固定することはできない。このため、本実施形態では、キャップ体２２は、図５−１，図７−１に示すように、天板開口４１Ａ上に延在するリブ体（支持リブ）４６を備える。このリブ体４６は、天板４１の上面に固定されて天板開口４１Ａに交差して架け渡される一対の主リブ４６Ａ，４６Ａと、これら主リブ４６Ａ，４６Ａ同士を連結する４つの補助リブ４６Ｂとを備えて一体に形成される。これにより、主リブ４６Ａ及び補助リブ４６Ｂは、天板開口４１Ａ上に延在して配置される。また、主リブ４６Ａは、図４に示すように、本体部４０の外周側に位置する端部に吊孔４７が形成される。このため、キャップ体２２は、吊孔４７にフックなどを掛けて吊り上げることができ、セル本体２１に対するキャップ体２２の脱着を容易に行うことができる。
【００４５】
補強ロッド４５は、図７−１、図７−２、図５−３に示すように、シンブル管３１の位置に合わせて、リブ体４６にねじ止めなどの手段によって固定される。補強ロッド４５は、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼などからなるステンレス鋼棒によって形成することができる。また、これらステンレス鋼にボロン及び、又はガドリニウムを添加した材料とすることで、核燃料の剛性を高めるとともに、中性子吸収能力を期待することもできる。この構成によれば、補強ロッド４５に中性子吸収材を添加することで、燃料１３４における中性子を吸収することから、燃料貯蔵セル２０に収容された燃料１３４の臨界安全性を高めることができる。また、補強ロッド４５は、ステンレス鋼管の内側に、適宜な厚さの帯鋼を用いたロール管を挿入して剛性を得てもよい。また、析出硬化系ステンレス鋼（例えばSUS630）などの高い強度を有する材料を用いた上で、図９に示すように、補強ロッド１４５は、中空の筒体１４５Ａと、この筒体１４５Ａの下端及び上端にそれぞれ取りつけられる下端栓１４５Ｂ、上端線１４５Ｃとを備え、筒体１４５Ａの中空部分に、ボロン化合物又はガドリニウム化合物、あるいは、これらとともに水を含む充填剤１４５Ｄを充填した構成としても良い。この構成では、補強ロッド１４５は、燃料１３４の補強と中性子吸収材の双方の機能を有する。なお、水は中性子吸収能を高める目的で高速中性子を減速して熱中性子に変換させる。このため、燃料プール１３２（図１）内の水が、万一、無くなった場合であっても、補強ロッド１４５の中空の筒体１４５Ａ内に水が充填されるため、中性子を減速させることができる。
【００４６】
なお、上記した燃料貯蔵セル２０及び燃料貯蔵ラック１０の質量増加を回避したい場合は、キャップ体２２は、本体部４０、上部ピン４３、詰板４４及び補強ロッド４５などの材料をチタン、アルミニウムなどの軽金属とし、軽量なものにしてもよい。また、詰板４４を発泡金属、細線を編み込んだ金属クッション材（例えば、三和テッキ株式会社製の「エラスティックメッシュ」）あるいは、中空構造体を用いた構成とすれば、更に軽量化を図ることもできる。この場合においても、剛性又は中性子吸収能力を高めるために、発泡金属、または、細線を編み込んだ金属クッション材を構成する金属にボロン及び、又はガドリニウムを添加してもよい。さらに、図１０に示すように、詰板２４４は、中空の詰板側板部２４４Ａと、この詰板側板部２４４Ａの下端及び上端にそれぞれ取りつけられる下端栓２４４Ｂ、上端線２４４Ｃとを備え、詰板側板部２４４Ａの中空部分に、ボロン化合物又はガドリニウム化合物、あるいは、これらとともに水を含む充填剤２４４Ｄを充填した構成としても良い。なお、水は中性子吸収能を高める目的で高速中性子を減速して熱中性子に変換させる。このため、燃料プール１３２（図１）内の水が、万一、無くなった場合であっても、詰板２４４の中空の詰板側板部２４４Ａ内に水が充填されるため、中性子を減速させることができる。
【００４７】
図１１は、燃料貯蔵セルに収容された燃料に振動を与えた際の変位解析結果を示すグラフである。この図１１において、変位量を示す線（Ａ）は、セル本体２１内に燃料１３４を収容した従来の状態での変位解析結果であり、線（Ｂ）は、セル本体２１内に収容した燃料１３４を、燃料止め板２３の下部ピン２５とキャップ体２２の上部ピン４３とで支持した状態での変位解析結果である。また、この図１１において、上枠線が上部ノズルの位置を示し、下枠線が下部ノズルの位置を示す。また各線（Ａ），（Ｂ）のプロットは、所定高さ間隔で配置された支持格子３２の位置を示す。
【００４８】
従来の構成では、図１１の線（Ａ）に示すように、下部ノズルの変位を基準とした場合に、燃料高さが高くなる、すなわち燃料１３４の上部ほど、基準線からの変位量が大きくなる。これに対し、燃料１３４を下部ピン２５と上部ピン４３とで支持した構成では、上部ノズル３３の変位量が抑えられることにより、燃料１３４の変位量は大幅に低減される。このため、例えば、地震などにより横揺れが生じた場合、燃料１３４の上部ノズル３３の水平方向への変位を抑えることができるため、上部ノズル３３の燃料貯蔵セル２０の内面への衝突力を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル２０の健全性を高めることができる。さらに、図１１には示していないが、上記した詰板４４及び補強ロッド４５を加えた構成とすることで、燃料１３４とセル本体２１とが一体的に変位することとなり、より一層、燃料１３４及び燃料貯蔵セル２０の損傷を効果的に防止することができる。
【００４９】
［実施形態２］
図１２は、実施形態２に係る燃料貯蔵セルの燃料を収容した状態での縦断面図、図１３−１は、図１２のＡ方向視図、図１３−２は、図１２のＢ−Ｂ線断面図、図１３−３は、図１２のＣ−Ｃ線断面図、図１３−４は、図１２のＤ−Ｄ線断面図、図１３−５は、図１２のＥ−Ｅ線断面図、図１３−６は、図１２のＦ方向視図である。また、図１４は、燃料貯蔵セルのキャップ体の構造を示す縦断面図、図１５−１は、図１４のＡ方向視図、図１５−２は、図１４のＢ−Ｂ線断面図である。図１６−１は、燃料止め板の平面図であり、図１６−２は、燃料止め板の側面図である。なお、図１２では、支持格子に支持される燃料棒及びシンブル管の一部を省略し、図１３−３では、支持格子に支持される燃料棒の一部を省略して示す。また、図１４では、正面側に位置する詰板を二点鎖線（想像線）で示す。
【００５０】
燃料貯蔵セル１２０は、図１２に示すように、セル本体２１と、このセル本体２１の上部開口２１Ａに装着されるキャップ体１２２と、セル本体２１の底部に配置される燃料止め板１２３とを備える。燃料貯蔵セル１２０は、図１３−１〜図１３−６に示すように、燃料１３４をセル本体２１の隣り合う２つの側壁３１０Ａ，３１０Ａに寄せた状態でセル本体２１に収容する点で、上記した実施形態１に係る燃料貯蔵セル２０と構成を異にする。上記した実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
ベースプレート開口１１Ａは、図１３−６に示すように、セル本体２１の隣り合う２つの側壁３１０Ａ，３１０Ａ側に寄せてベースプレート１１に形成される。燃料止め板１２３は、図１３−５、図１６−１に示すように、ベースプレート開口１１Ａと重なる位置、大きさ及び形状を有する止め板開口１２３Ａを備え、下部ピン２５，２５は、図１６−１、図１６−２に示すように、止め板開口１２３Ａを挟んで、燃料止め板１２３の対角上に配置される。
【００５２】
キャップ体（装着体）１２２は、図１２に示すように、上部開口２１Ａに装着される本体部４０を備え、この本体部４０に上部ピン４３と、リブ体４６を介して、補強ロッド（補強部材）４５とが固定される。上部ピン４３、補強ロッド４５及びリブ体４６は、セル本体２１内の燃料１３４の位置の変更に伴い、セル本体２１の隣り合う２つの側壁３１０Ａ，３１０Ａ側に寄せて設けられるが、その他は実施形態１の構成と同一である。
【００５３】
本実施形態では、燃料貯蔵セル１２０は、燃料１３４をセル本体２１の隣り合う２つの側壁３１０Ａ，３１０Ａに寄せた状態でセル本体２１に収容するため、セル本体２１の残りの２つの側壁３１０Ｂ，３１０Ｂと燃料１３４との間に大きな隙間が形成される。このため、キャップ体１２２は、図１３−１〜図１３−３、図１４に示すように、セル本体２１の２つの側壁３１０Ｂ，３１０Ｂと燃料１３４との間に配置される２つの詰板（板部）１４４，１４４を備える。この詰板１４４は、天板４１の下面４１Ｂに、ねじ止めまたは溶接などの手段で固定される。この詰板１４４は、燃料１３４とセル本体２１との隙間を小さくするためのものであり、側壁３１０Ｂに沿って形成される。詰板１４４の厚みは、燃料１３４の外面とセル本体２１の側壁３１０Ｂの内面２１Ｄとの隙間の大きさを超えない程度に形成され、燃料１３４が横揺れによって変位する量を抑えている。ここで、燃料１３４の外面とは、上部ノズル３３の外面３３Ａ、下部ノズル３４の外面３４Ａ、及び、各支持格子３２の外面３２Ａのうち、セル本体２１の側壁２１０の内面２１Ｄとの隙間が最も大きい部位であり、本実施形態では、燃料１３４の外面は各支持格子３２の外面３２Ａである。
【００５４】
また、詰板１４４は、図１２に示すように、下端部に下方へ向かって厚さが小さくなる先細部１４４Ａを備える。この先細部１４４Ａを備えることにより、燃料１３４の外面（支持格子３２の外面３２Ａ）とセル本体２１の側壁３１０Ｂの内面２１Ｄとの隙間に詰板１４４を容易に挿入することができ、詰板１４４の配置を容易に行うことができる。また、詰板１４４は、下端部の先細部１４４Ａが最下位の支持格子３２まで延伸する長さに形成される。この構成では、燃料１３４の高さ方向に間隔をあけて配置されるすべての支持格子３２について、該支持格子３２の外面３２Ａとセル本体２１の側壁３１０Ｂの内面２１Ｄとの隙間に詰板１４４が配置されるため、燃料１３４の水平方向への変位を最小限に抑制できる。一方で、詰板１４４の高さ方向への長さを長くすれば、その分、詰板１４４の重量が増し、この詰板１４４を備える燃料貯蔵セル１２０、及び、燃料貯蔵ラック１０の重量が増加する。このため、詰板１４４の高さ方向への長さは、必ずしも最下位支持格子３２まで延伸せず、適宜な長さとすることで軽量化を図ってもよい。このように、詰板１４４の高さ方向への長さを適宜な長さに短縮したとしても、燃料１３４の水平方向への変位を抑制することは可能である。
【００５５】
また、詰板１４４は、図１４に示すように、高さ方向に位置を変えて形成される切欠き１４４Ｂを備える構成として、詰板１４４の軽量化を図ることもできる。この場合、切欠き１４４Ｂ，１４４Ｂ間に形成される桟（領域）１４４Ｃは、燃料１３４の支持格子３２に合致する高さ位置となる。このように、燃料１３４の支持格子３２に合致するにのみ桟１４４Ｃを渡し、その他の部分は詰板１４４を切り欠くことにより、燃料１３４の水平方向への変位を最小限に抑制しつつ、詰板１４４の軽量化を実現できる。なお、図１４では、正面側に位置する詰板１４４（二点鎖線で示す）にのみ切欠き１４４Ｂを形成したが、２つの詰板１４４に切欠き１４４Ｂを設けても良い。
【００５６】
詰板１４４は、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼などからなるステンレス鋼板によって形成することができる。また、これらステンレス鋼にボロン及び、又はガドリニウムを添加した材料を用いて燃料１３４の剛性を高めるとともに、中性子吸収能力を期待することもできる。さらに、上記した燃料貯蔵セル１２０及び燃料貯蔵ラック１０の質量増加を回避したい場合は、キャップ体１２２は、本体部４０、上部ピン４３、詰板１４４及び補強ロッド４５などの材料をチタン、アルミニウムなどの軽金属とし、軽量なものにしてもよい。また、詰板１４４を発泡金属、細線を編み込んだ金属クッション材（例えば、三和テッキ株式会社製の「エラスティックメッシュ」）あるいは、中空構造体を用いた構成とすれば、更に軽量化を図ることもできる。この場合においても、剛性又は中性子吸収能力を高めるために、発泡金属、または、細線を編み込んだ金属クッション材を構成する金属にボロン及び、又はガドリニウムを添加してもよい。さらに、詰板１４４を、図１０で示したような中空構造とし、この中空部分に、ボロン化合物又はガドリニウム化合物、あるいは、これらとともに水を含む充填剤を充填した構成としても良い。なお、水は中性子吸収能を高める目的で高速中性子を減速して熱中性子に変換させる。このため、燃料プール１３２（図１）内の水が、万一、無くなった場合であっても、詰板の中空部分に水が充填されるため、中性子を減速させることができる。
【００５７】
このように、実施形態２に係る燃料貯蔵セル１２０では、セル本体２１の上部開口２１Ａに装着されるキャップ体１２２が、燃料１３４の上部ノズル３３に形成される上部ピン穴３８，３８に挿入される上部ピン４３，４３を備えるため、例えば、地震などにより横揺れが生じた場合、燃料１３４の上部ノズル３３の水平方向への変位を抑えることができる。このため、上部ノズル３３の燃料貯蔵セル１２０の内面への衝突力を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル１２０の損傷を防止できる。
【００５８】
さらに、燃料貯蔵セル１２０は、燃料１３４をセル本体２１の隣り合う２つの側壁３１０Ａ，３１０Ａに寄せて配置すると共に、キャップ体１２２は、セル本体２１の残りの２つの側壁３１０Ｂ，３１０Ｂと燃料１３４との間に配置される２つの詰板１４４，１４４を備える。この構成によれば、詰板１４４の数量を低減した構成を実現でき、簡素化した構成で、燃料１３４及び燃料貯蔵セル１２０の損傷を防止できる。なお、詰板１４４及び補強ロッド４５を加えた構成とすることで、燃料１３４とセル本体２１とが一体的に変位することとなり、より一層、燃料１３４及び燃料貯蔵セル１２０の損傷を効果的に防止することができる。
【００５９】
［実施形態３］
図１７は、実施形態３に係る燃料貯蔵セルのセル本体を示す斜視図であり、図１８は、実施形態３に係る燃料貯蔵セルを示す斜視図である。図１７及び図１８では燃料１３４の図示を省略する。本実施形態では、燃料貯蔵セル２２０（図１８）のセル本体２２１は、図１７に示すように、角筒状に形成されると共に４側面に複数の側面窓２３２を備えた、いわゆる鳥籠状の構造体である。具体的には、セル本体２２１は、上下に長手状に形成されたアングル材２３０を４隅に配置し、各アングル材２３０の長手方向の複数箇所を結合材により結合したものである。結合材としては、セル本体２２１の上端部で各アングル材２３０の間を塞ぐ筒状の上部結合材２３３と、セル本体２２１の下端部で各アングル材２３０の間を塞ぐ筒状の下部結合材２３４と、セル本体２２１の中間部で各アングル材２３０の途中を結合する板状の複数の中間結合材２３１と、が設けられる。なお、中間結合材２３１は、少なくとも燃料１３４の支持格子３２（図３）に合致する高さに配設される。また、上部結合材２３３及び下部結合材２３４は、それぞれ燃料１３４の上部ノズル３３及び下部ノズル３４（図３）に合致する高さに配設される。
【００６０】
各アングル材２３０は、セル本体２２１の４隅を形成するように、断面がＬ字形状に形成され、これらアングル材２３０と下部結合材２３４とがベースプレート１１の上に固着される。セル本体２２１（下部結合材２３４）の内側には、ベースプレート１１（図２、以下同じ）上に、矩形状に形成された燃料止め板２２３が配置され、この燃料止め板２２３及びベースプレート１１には、それぞれ止め板開口２２３Ａ及びベースプレート開口１１Ａが形成される。この実施形態３では、止め板開口２２３Ａ及びベースプレート開口１１Ａを円形に形成したが、上記した実施形態と同様に、セル本体２２１に冷却水を給排するに十分な開口面積を確保できれば、楕円形、矩形、十字形状など、どのような形状としても良いことは勿論である。また、上部結合材２３３は、その上端が側方に傾斜して上部開口２２１Ａが広がって形成される。このようなセル本体２２１では、上部開口２２１Ａから燃料１３４がそれぞれ挿入されてセル本体２２１内に収容される。セル本体２２１は、隣接する各アングル材２３０の間において、アングル材２３０と、中間結合材２３１、上部結合材２３３、下部結合材２３４とで囲まれた複数の側面窓２３２を備えて構成される。また、これら側面窓２３２の周囲に配置されるアングル材２３０、中間結合材２３１、上部結合材２３３、下部結合材２３４がセル本体の側壁を構成する。
【００６１】
この種のセル本体２２１は、セル本体２２１に使用される構造材料の使用量を低減するため、セル本体２２１の軽量化を実現できる。一方で、複数の側面窓２３２を備えた構成では、セル本体２２１内に収容される燃料（不図示）が側面窓２３２を通じて露出することとなる。このため、例えば、竜巻などが発生した場合には、竜巻による飛来物から燃料を防護することができないことが懸念された。
【００６２】
このため、実施形態３では、燃料貯蔵セル２２０は、上記したセル本体２２１と、このセル本体２２１の上部開口２２１Ａに装着されるキャップ体（装着体）２２（１２２を含む、以下同じ）とを備えて構成される。このキャップ体２２（１２２）は、上記した実施形態１のキャップ体２２（実施形態２のキャップ体１２２）と同一の構成であるため、同一の符号を付して説明を省略する。この構成では、図１８に示すように、キャップ体２２が備える詰板４４（上記した詰板１４４、２４４を含む、以下同じ）が複数の側面窓２３２（図１７）を覆うことにより、この側面窓２３２を通じて、燃料が露出することが防止される。従って、竜巻などが発生した場合であっても、詰板４４が燃料を覆うことにより、竜巻による飛来物が燃料に接触することが防止され、燃料を防護することが可能となる。この構成では、飛来物の影響を受ける範囲では、詰板４４に切欠き４４Ｂは形成されない。なお、図２において、最外周に位置する燃料貯蔵セル２０（１２０、２２０を含む、以下同じ）へは、燃料１３４を貯蔵せずに、キャップ体２２（１２２）のみを装着すれば、これら最外周に位置する燃料貯蔵セル２０よりも内側に位置する燃料貯蔵セル２０に貯蔵された燃料１３４を飛来物から保護する機能を高めることができる。この場合、最外周に位置する燃料貯蔵セル２０は、これらより内側の燃料貯蔵セル２０に貯蔵される燃料１３４のプロテクタとなりうる。
【００６３】
なお、実施形態３のセル本体２２１は、支持脚部１２を備える燃料貯蔵ラック１０（図２）に適用されるものである。支持脚部を備えていない燃料貯蔵ラック、すなわち、燃料プール１３２（図１）の底面に、燃料貯蔵ラックのベースプレートが直接載置される構成では、セル本体は、ベースプレートと下部結合材との間に、アングル材を延ばして側面窓を形成すると共に、下部結合材の下方に止め板開口が形成された燃料止め板を設けた構成とすることが良い。
【００６４】
以上、説明したように、本実施形態の燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０は、上部開口２１Ａ，２２１Ａを有する角筒状に形成され、上部開口２１Ａ，２２１Ａを通じて内部に燃料１３４が収容されるセル本体２１，２２１と、セル本体２１，２２１の上部開口２１Ａ，２２１Ａに装着されるキャップ体２２，１２２とを備え、キャップ体２２，１２２は、セル本体２１，２２１内に収容された燃料１３４の上部ノズル３３に向けてセル本体２１，２２１の軸方向に沿って延び、上部ノズル３３に形成される上部ピン穴３８，３８に挿入される上部ピン４３，４３を備える。このため、上部ピン４３，４３が上部ノズル３３の上部ピン穴３８，３８に挿入されることにより、例えば、地震などにより横揺れが生じた場合、燃料１３４の上部ノズル３３の水平方向への変位を抑えることができる。このため、上部ノズル３３の燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の内面への衝突力を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の損傷を防止できる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、上部ピン４３，４３は、上部開口２１Ａ，２２１Ａの対角に設けられるため、セル本体２１，２２１内で燃料１３４が軸方向周りに回転する（ねじれる）ことを防止できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、セル本体２１，２２１の底部に配置される燃料止め板２３，１２３は、該セル本体２１，２２１内に収容された燃料１３４の下部ノズル３４に向けてセル本体２１，２２１の軸方向に沿って延び、下部ノズル３４に形成される下部ピン穴３９Ａ，３９Ａに挿入される下部ピン２５，２５を備えるため、下部ピン２５，２５が下部ノズル３４の下部ピン穴３９Ａ，３９Ａに挿入されることにより、燃料１３４の下部ノズル３４の位置決め及び水平方向への変位を簡単に抑えることができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、キャップ体２２，１２２は、セル本体２１の側壁２１０，３１０Ｂと燃料１３４との間に配置される詰板４４，１４４を備えるため、この詰板４４，１４４により、燃料１３４とセル本体２１との隙間を小さくすることができ、燃料１３４の横揺れによる変位量を抑えることができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、燃料１３４をセル本体２１の中央部に配置し、詰板４４は、セル本体２１の４つの側壁２１０と燃料１３４との間にそれぞれ配置されため、燃料１３４の周囲に形成される隙間を詰板４４によって小さくすることができる。このため、燃料１３４の横揺れによる変位量を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル１２０の損傷を防止できる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、燃料１３４をセル本体２１の隣り合う２つの側壁３１０Ａ，３１０Ａに寄せて配置し、詰板１４４は、セル本体２１の残りの２つの側壁３１０Ｂ，３１０Ｂと燃料１３４との間に配置されるため、詰板１４４の数量を２つに低減した構成を実現でき、簡素化した構成で、燃料１３４及び燃料貯蔵セル１２０の損傷を防止できる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、詰板４４，１４４は、下端部に下方へ向かって厚さが小さくなる先細部４４Ａ，１４４Ａが形成されるため、支持格子３２の外面３２Ａとセル本体２１の側壁２１０，３１０Ｂの内面２１Ｄとの隙間に詰板４４，１４４を容易に挿入することができ、詰板４４，１４４の配置を容易に行うことができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、キャップ体２２，１２２は、燃料１３４のシンブル管３１に挿入されて該シンブル管３１を補強する補強ロッド４５を備えるため、この補強ロッド４５により、シンブル管３１並びに燃料１３４が補強され、例えば、地震などにより横揺れが生じた場合、燃料１３４の上部ノズル３３の水平方向への変位を抑えることができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、キャップ体２２，１２２は、上部ノズル３３と対向して開口する天板開口４１Ａと、この天板開口４１Ａ上に延在するリブ体４６とを備え、補強ロッド４５はリブ体４６に固定されるため、セル本体２１内に冷却水を給排する開口を設けつつ、補強ロッド４５を簡単に取り付けることができる。
【００７３】
また、本実施形態の燃料貯蔵ラック１０は、複数の上記燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０を格子状に配列すると共に、これら複数の燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０を一体に支持する支持部材１３とを備えるため、燃料１３４の燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の内面への衝突力を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の損傷を防止できる。
【００７４】
また、本実施形態によれば、上部開口２１Ａ，２２１Ａを有する角筒状に形成されたセル本体２１，２２１に燃料１３４を収容し、上部開口２１Ａ，２２１Ａにキャップ体２２，１２２を装着すると共に、該キャップ体２２，１２２に設けられた上部ピン４３，４３を用いて、燃料１３４の上部ノズル３３を水平方向への変位を抑えたため、燃料１３４の燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の内面への衝突力を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の損傷を防止できる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、セル本体２１，２２１に燃料１３４を収容する際に、セル本体２１，２２１の底部に配置される燃料止め板２３，１２３に設けられた下部ピン２５，２５を用いて、燃料１３４の下部ノズル３４の水平方向への変位を抑えたため、燃料１３４の燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の内面への衝突力を抑え、燃料１３４及び燃料貯蔵セル２０，１２０，２２０の損傷を防止できる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  燃料貯蔵ラック
１１  ベースプレート
１１Ａ  ベースプレート開口
１２  支持脚部
１３  支持部材
１４  支柱
１５ａ  連結材
２０、１２０、２２０  燃料貯蔵セル
２１、２２１  セル本体
２１Ａ、２２１Ａ  上部開口
２１Ｂ  下端部
２１Ｃ  上端部
２１Ｄ  内面
２２、１２２  キャップ体（装着体）
２３、１２３、２２３  燃料止め板
２３Ａ、１２３Ａ、２２３Ａ  燃料止め板開口
２５  下部ピン
３０  燃料棒
３１  シンブル管
３２  支持格子
３２Ａ  外面
３２Ｂ  支持領域
３３  上部ノズル
３４  下部ノズル
３５  シンブル孔
３６  流水孔
３７  コーナ部
３８  上部ピン穴（穴部）
３９  脚部
３９Ａ  下部ピン穴（穴部）
４０  本体部
４１  天板
４１Ａ  天板開口（天面開口）
４１Ｂ  下面
４２  側板
４３  上部ピン
４４、１４４、２４４  詰板（板部）
４４Ａ、１４４Ａ  先細部
４４Ｂ、１４４Ｂ  切欠き
４４Ｃ  桟
４５、１４５  補強ロッド（補強部材）
４６    リブ体（支持リブ）
４６Ａ  主リブ
４６Ｂ  補助リブ
４７  吊孔
１１１  原子炉格納容器
１１２  加圧水型原子炉
１１３  蒸気発生器
１１６  加圧器
１３０  燃料取扱建屋
１３１  燃料貯蔵設備
１３２  燃料プール
１３４  燃料
２１０、３１０Ａ、３１０Ｂ  側壁
２３０  アングル材
２３１  中間結合材
２３２  側面窓
２３３  上部結合材
２３４  下部結合材
【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５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図５−５】
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【図５−６】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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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１３−１】
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【図１３−２】
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【図１３−３】
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【図１３−４】
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【図１３−５】
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【図１３−６】
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【図１４】
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【図１５−１】
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【図１５−２】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１７】
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【図１８】
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