JPS623399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本考案は核燃料の貯蔵、ことに核燃料集合体を
プール内に貯蔵する技術に関する。

1979年12月４日付の米国特許第4177385号明細
書（特開昭54−50796号がこれに対応）には貯蔵
用プール内のエツグクレート型ステンレス鋼フレ
ームに核燃料を貯蔵する方法および装置が記載さ
れている。核燃料は最初は格子縞模様状に並べて
貯蔵するか、または低濃度燃料である場合には全
部の開口内に入れてしまつて貯蔵する。追加して
核燃料を貯蔵するには（または高濃度の核燃料を
貯蔵するには）、この核燃料をボツクスインサー
トを加えることによつてフレーム内の開口内に貯
蔵できる。ボツクスインサートにより開口間にフ
ラツクストラツプを形成するのである。さらに高
濃度の燃料はボツクスのまわりに核毒物質を加え
ることにより貯蔵することができる。

このような前記米国特許記載の方法および装置
はボツクスインサートの構造を簡易化することに
より、またこれに核毒物質を加えることにより著
しく改善できよう。

そこで本発明の目的は、手ごろで扱いやすい形
で原子力発電所へ輸送することができ到着後じん
速に組立ててフレーム内に挿入できる簡易なボツ
クスインサートを提供するにある。すなわち本発
明は、核燃料貯蔵用のフレームの開口よりも小さ
な横断面積を有する端部開放の四角形の容器とし
て配置される４個の垂直に延びる金属板を有し、
これらの金属板のそれぞれに、その実質的に長手
方向全長にわたつて延在するふたつの外方に突出
した一体のタブ部分と前記容器の各側部を形成す
る面部分とを包含せしめ、前記金属板を現場にお
いて組立てて隅部に外方に突出するリブを有する
剛性の容器を形成せしめて、前記リブを前記開口
を定める前記フレームの隅部に嵌めるように前記
フレーム内に挿入できるようにしたことを特徴と
する、核燃料集合体貯蔵用のフレーム内に挿入す
る核燃料集合体貯蔵用ボツクスインサートにあ
る。

以下本発明を添付図面に例示したその好適な実
施例について詳述する。

第１図および第２図はエツグクレート形のフレ
ーム１０がステンレス鋼の格子１２で形成された
様子を示す図である。これらの格子１２はフレー
ムの全高にわたつて延在し、一般に貯蔵しようと
する核燃料集合体の実効長に等しいかもしくはこ
れよりも長いものとしなければならない。支持棒
１４はフレーム１０の下部部分を貫通して、貯蔵
しようとする核燃料集合体を支持する。このよう
にしてフレーム１０は複数個の垂直に延在する四
角形の開口１６を形成している。

フレーム１０の貯蔵容積はボツクスインサート
２０の使用によつて最大とすることができる。第
３図は本発明の好適な実施例を示すもので、この
図において示すボツクスインサート２０は第１図
に示す格子１２により定められた開口１６内に配
置する。各ボツクスインサート２０は、同形では
あるがフレーム１０により与えられる開口１６よ
りも小さな断面積の端部開放の多角形の形に複数
個の金属板２２，２２′，２２″，２２（第３
図）を互いに結合することによつて形成される。
図示の実施例では、各開口１６は四角形であり、
従つて金属板２２，２２′，２２″，２２は正方
形を形成する。

第３図および第４図の金属板２２′を例にとつ
て以下詳述する。金属板２２′は面部分２４′を有
し、この面部分２４′は容器２６の側部のひとつ
を形成する。また金属板２２′は面部分２４′に対
し角度をなして外方に突出する一体のタブ部分２
８′を有する。金属板２２′は少なくとも貯蔵しよ
うとする核燃料集合体の長さにわたつて長手方向
に延在し、面部分２４′は少なくとも核燃料集合
体の横方向の寸法に対応する距離を横方向に延在
する。

各個の金属板２２，２２′，２２″，２２は原
子力発電所建設地へと荷積するために、またこの
現地において貯蔵するに非常に都合のよい形状と
してあることは容易に理解できよう。核燃料集合
体を貯蔵のためにフレーム１０内に置く直前に、
これら金属板をボツクスインサート２０として第
３図および第４図に示すように組立ててフレーム
の開口１６内に挿置するのである。

本発明の好適な実施例においては、金属板２
２′はとなりの金属板２２″に対し直角に配置さ
れ、これによりタブ部分２８′，２８″は金属板２
２′の実質的に全長にわたつて互いに合致する。
従つてこれらのタブ部分を金属板の長さにわたつ
て一定の間隔で点溶接により、またはボルト３０
により接合せしめるのである。次に他の金属板２
２を金属板２２″に対し直角にもち来たらし、
そのタブ部分を同様に接続し、さらに第４の金属
板２２を第３および第１の金属板に接続するので
ある。このようにしてボツクスインサート２０を
形成する。このボツクスインサート２０は剛性の
容器２６と複数個の外方に突出するリブ３２とを
形成する。

好適な実施例においては、各金属板２２は型番
304のステンレス鋼で作られ、約0.125−0.165cm
の範囲の厚さを有するものとする。本発明では下
述するようにリブ３２で剛性が与えられるので一
般に従来の燃料貯蔵フレームのボツクスインサー
トよりも可成り薄いステンレス鋼の使用が可能と
なる。

ボツクスインサート２０は開口１６内に置かれ
る。リブ３２はフレームの格子１２によつて形成
される開口の隅部内に嵌められる。第１にリブは
ボツクスインサート２０の容器２６に剛性を与え
る。フレームから金属板２２へ伝達される横方向
負荷はまず金属板の横方向に沿う圧縮力として伝
達される。これは一般に従来使用されているより
も薄い板材料の使用を可能とする。第２にリブ３
２は容器２６を格子１２に対し良く維持された間
隔を隔てた関係を保たせることとなる。これは、
容器２６内に配置されるべき核燃料集合体が、フ
レームの隣接開口１６ａ内に挿置した最も近いボ
ツクスインサート内に配置されるべき核燃料集合
体から最小限の分離をなされることを保証するも
のである（第１図参照）。

このように最小限の分離を保証することは、こ
のような核燃料貯蔵プールで減速媒体中において
隣接核燃料集合体と過度に中性子結合を生ずるこ
とをさけるために当業界で周知のフラツクストラ
ツプ効果を充分に発揮することを可能とする。

本発明の好適な実施例においては、隣接核燃料
集合体の中性子結合は、金属板２２″の面部分２
４′の外側に中性子吸収性の毒物質の層３６を設
けることによりさらに減少せしめることができ
る。この層は、たとえば米国ニユーヨーク州ナイ
アガラフオールズのザ・カーボランダム・コンパ
ニー（The Carborandum Company）のスプレ
ー技術によつて、この金属板の輸送時にこの金属
板に直接B₄Cをコーテイングすることによつて形
成され得る。他の方法としては、たとえばレイベ
ストス．マンハツタン．インダストリアル．プロ
ダクツ．コンパニー（Raybestos Manhattan、
Industrial Products Company）から入手できる
エチレンプロピレンジエンゴムのマトリツクス中
のB₄Cのシートとするか、米国イリノイ州パーク
リツジのブランド．インダストリアル．サービセ
ス．インコーポレテツド（Brand Industrial
Services，Inc.）から入手できる微粉末状B₄Cを
固定したポリメリツクシリコーンエンカプスラン
トとする。シートの形ではステンレス鋼の薄い箔
（図示せず）をシートの上にリベツト止めして面
部分２４′に対する位置をきめるようにすること
ができる。核毒物質の層３６の最大厚さは箔を含
めて一般に0.100−0.230cmの範囲であろう。

核燃料集合体をボツクスインサート２０の容器
２６内に置くのをさらに助ける手段して、金属板
の上端部に先のひらいた部分３８を形成するとよ
い。この部分３８は核燃料集合体をボツクスイン
サートへと下げてゆく時この核燃料集合体の下部
の案内部分として作用する。金属板２２の下端部
４０は、第１図に示すようにこの下端部が支持棒
１４上にただ乗るだけであるので、特別な構造が
要求されるものではない。

上述のように本発明によれば原子炉核燃料貯蔵
施設のフレーム内に置くボツクスインサートを簡
単なやり方で作ることができる。本発明の好適な
実施例においては金属板の面から45度の角度で延
びるタブ部分をそれぞれ有する４つの金属板を接
続することで形成した四角のボツクスインサート
を例示したが、本発明が一般に多角形の核燃料集
合体用のボツクスインサートに適用できることは
当業者にとつて明かであろう。

本発明によつて奏し得る特有の効果としては次
の諸点があげられる。

(イ) ボツクスインサートを形成する４枚の金属板
２２，２２′，２２″，２２はすべて同形であ
り、重ね合せた状態で現地まで輸送できるの
で、嵩張らず手ごろで扱いやすい。

(ロ) 現地に到着後これら金属板はそのタブ部分２
８′，２８″を合せて容易に組み立てることがで
きる。

(ハ) タブ部分で形成される外側に張り出すリブ３
２の存在のため、組み上つたボツクスインサー
トは剛性を高められる。このことは所要剛性を
一定とすれば金属板の厚さが薄くてもよいこと
になり、材料コストを低減せしめることにな
る。

(ニ) ボツクスインサートのリブ３２はフレームの
開口１６の隅部に嵌まるようになるので、これ
によつてもボツクスインサートの剛性は高めら
れる。またこのため必然的にボツクスインサー
トの面部分２４′とフレームの開口の壁との間
に、一定の間隔が四方のどの方向に対しても保
たれるので、その分だけ隣接開口の核燃料集合
体とこの開口の核燃料集合体との最小限の分離
距離が確保されることとなる。さらにこの間隔
により四方に水ギヤツプが確保され、フラツク
ストラツプ効果を高め得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は核燃料貯蔵フレームの一般的な構造を
示す平面図、第２図は第１図のフレームの一部拡
大側面図、第３図はボツクスインサートの平面
図、第４図は第３図のボツクスインサートのみの
立面図である。 １０……フレーム、１２……格子、１４……支
持棒、１６……開口、２０……ボツクスインサー
ト、２２，２２′，２２″，２２……金属板、２
４′……面部分、２６……容器、２８′，２８″…
…タブ部分、３０……ボルト、３２……リブ、３
４……隅部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 核燃料貯蔵用のフレーム１２の開口１６より
   も小さな横断面積を有する端部開放の四角形の容
   器として配置される４個の垂直に延びる金属板２
   ２，２２′，２２″，２２を有し、これらの金属
   板のそれぞれに、その実質的に長手方向全長にわ
   たつて延在するふたつの外方に突出した一体のタ
   ブ部分２８と前記容器の各側部を形成する面部分
   ２４とを包含せしめ、前記金属板を現場において
   組立てて隅部に外方に突出するリブ３２を有する
   剛性の容器を形成せしめて、前記リブを前記開口
   を定める前記フレームの隅部に嵌めるように前記
   フレーム内に挿入できるようにしたことを特徴と
   する、核燃料集合体貯蔵用のフレーム内に挿入す
   る核燃料集合体貯蔵用ボツクスインサート。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の核燃料集合体貯
   蔵用ボツクスインサートにおいて、前記金属板を
   約0.125−0.165cmの範囲の厚さでステンレス鋼で
   作つた、ボツクスインサート。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   核燃料集合体貯蔵用ボツクスインサートにおい
   て、前記金属板の面部分に、中性子吸収性の核毒
   物質の層をつけた、ボツクスインサート。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の核燃料集合体貯
   蔵用ボツクスインサートにおいて、前記核毒物質
   の層を約0.230cm以下の厚さとした、ボツクスイ
   ンサート。