特許 6783199 核燃料貯蔵用ラック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6783199

(24)【登録日】2020年10月23日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】核燃料貯蔵用ラック

(51)【国際特許分類】

   G21C 19/07 20060101AFI20201102BHJP

【ＦＩ】

   G21C19/07 600

   G21C19/07 500

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-143498(P2017-143498)

(22)【出願日】2017年7月25日

(65)【公開番号】特開2019-27789(P2019-27789A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷口 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 友

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 晃久

【審査官】 藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２２０８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４９９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８６０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５２４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３１０９４７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｃ １９／００−１９／５０

Ｆ１６Ｆ １５／００−１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯蔵ピット内の水中において縦壁面から距離を隔てた状態で床面に複数配置される核燃料貯蔵用ラックであって、
最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングを生じさせるように形成された支持構造を備える核燃料貯蔵用ラック。

【請求項2】

前記支持構造は、最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させる請求項１に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項3】

前記支持構造は、ラック本体における重量配分を非対称とすることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させる請求項２に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項4】

前記支持構造は、最も近い前記縦壁面寄りに近づくにつれてラック本体の重量配分を大きく変位させることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させる請求項２又は３に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項5】

前記支持構造は、前記ラック本体のベースプレートの下側にウェイトを付けることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させる請求項３又は４に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項6】

前記支持構造は、最も近い前記縦壁面寄りで前記ラック本体の外周板の重量を重くすることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させる請求項３又は４に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項7】

前記支持構造は、最も近い前記縦壁面に近づくにつれて前記床面との摩擦係数が大きくなるように形成される請求項１〜６の何れか一項に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項8】

前記支持構造は、ラック本体の底面に設けられた複数の支持脚を含み、
前記支持脚の前記床面に接触する脚面部の面積が、最も近い前記縦壁面に近づくにつれて大きくなることで前記床面との摩擦係数が大きくなるように形成される請求項７に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項9】

前記支持構造は、最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングする回転中心をラック本体の重心に近づけるように変位させる請求項１〜８の何れか一項に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項10】

前記支持構造は、ラック本体の底面に設けられた複数の支持脚を含み、
前記支持脚が、ラック本体の底面に非対称となるように配置されることで最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングする回転中心をラック本体の重心に近づけるように変位させる請求項９に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【請求項11】

前記支持構造は、ラック本体の底面に設けられた複数の支持脚を含み、
前記支持脚の前記床面に接触する脚面部が、最も近い前記縦壁面側において球面座で支持されていることで最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングする回転中心をラック本体の重心に近づけるように変位させる請求項９に記載の核燃料貯蔵用ラック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、核燃料を貯蔵ピット内の水中に立てた状態で貯蔵するために当該核燃料を支持する核燃料貯蔵用ラックに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、核燃料貯蔵用ラックが貯蔵ピットの床面（底面）に対して摺動可能に載置され、地震発生時に作用する水平力を水の流体抵抗と共に核燃料貯蔵用ラックの摺動抵抗によって吸収する、いわゆるフリースタンディングラックが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２２０８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した特許文献１に記載のようなフリースタンディング方式の核燃料貯蔵用ラックは、高い耐震性を有するが、地震レベルが大きくなるほど滑り量が大きくなり、貯蔵ピットの縦壁面への衝突や接近を回避するために滑り量分を考慮して縦壁面から距離を大きくする必要があった。このため、核燃料の貯蔵スペースが貯蔵ピットの内側に向かって狭くなり貯蔵ピット内での核燃料の貯蔵体数が少なくなる問題がある。また、貯蔵ピット内での核燃料の貯蔵体数を確保するためには、貯蔵ピットの大きさが大きくなる問題がある。

【0005】

本発明は上述した課題を解決するものであり、貯蔵ピットの縦壁面への衝突や接近を防ぐことのできる核燃料貯蔵用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】

【0006】

上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックは、貯蔵ピット内の水中において縦壁面から距離を隔てた状態で床面に複数配置される核燃料貯蔵用ラックであって、最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングを生じさせるように形成された支持構造を備える。

【0007】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させることが好ましい。

【0008】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、ラック本体における重量配分を非対称とすることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させることが好ましい。

【0009】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、最も近い前記縦壁面寄りに近づくにつれてラック本体の重量配分を大きく変位させることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させることが好ましい。

【0010】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、前記ラック本体のベースプレートの下側にウェイトを付けることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させることが好ましい。

【0011】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、最も近い前記縦壁面寄りで前記ラック本体の外周板の重量を重くすることで最も近い前記縦壁面寄りにラック本体の重心位置を変位させることが好ましい。

【0012】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、最も近い前記縦壁面に近づくにつれて前記床面との摩擦係数が大きくなるように形成されることが好ましい。

【0013】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、ラック本体の底面に設けられた複数の支持脚を含み、前記支持脚の前記床面に接触する脚面部の面積が、最も近い前記縦壁面に近づくにつれて大きくなることで前記床面との摩擦係数が大きくなるように形成されることが好ましい。

【0014】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングする回転中心をラック本体の重心に近づけるように変位させることが好ましい。

【0015】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、ラック本体の底面に設けられた複数の支持脚を含み、前記支持脚が、ラック本体の底面に非対称となるように配置されることで最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングする回転中心をラック本体の重心に近づけるように変位させることが好ましい。

【0016】

また、本発明の一態様に係る核燃料貯蔵ラックでは、前記支持構造は、ラック本体の底面に設けられた複数の支持脚を含み、前記支持脚の前記床面に接触する脚面部が、最も近い前記縦壁面側において球面座で支持されていることで最も近い前記縦壁面側に向けてロッキングする回転中心をラック本体の重心に近づけるように変位させることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の核燃料貯蔵用ラックは、地震発生時に水平力が作用した場合、貯蔵ピットの床面に沿って水平方向に摺動する。このとき、本発明の核燃料貯蔵用ラックによれば、最も近い縦壁面側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えているため、最も近い縦壁面側に近づく方向に水平力が作用した場合、当該方向（最も近い縦壁面側）に上部が傾くように回転するロッキングが生じ易くなり、その一方で、最も近い縦壁面側から離れる方向に水平力が作用した場合には、ロッキングが生じ難くなる。このため、核燃料貯蔵用ラックは、最も近い縦壁面側に向けたロッキングの反動を含み、最も近い縦壁面側から離れる方向に移動する。この結果、貯蔵ピットの縦壁面への衝突や接近を防ぐことができる。そして、縦壁面から余分に遠ざけて配置しなくてもよいことから貯蔵ピット内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピットが大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピットの大きさを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、貯蔵ピットの側断面図である。

【図2】図２は、貯蔵ピットの平面図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態１に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態１に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態１に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【図6】図６は、本発明の実施形態２に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。

【図7】図７は、本発明の実施形態２に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態２に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【図9】図９は、本発明の実施形態３に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。

【図10】図１０は、本発明の実施形態３に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。

【図11】図１１は、本発明の実施形態３に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【図12】図１２は、本発明の実施形態４に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。

【図13】図１３は、本発明の実施形態４に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。

【図14】図１４は、本発明の実施形態４に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

図１は、貯蔵ピットの側断面図である。図２は、貯蔵ピットの平面図である。

【0021】

貯蔵ピット１０１は、原子力発電プラントにおいて原子炉にて使用された使用済みの燃料集合体や、未使用の燃料集合体が貯蔵される。燃料集合体は、複数の燃料棒である核燃料が束ねられた集合体である。したがって、燃料集合体は、いわゆる核燃料である。貯蔵ピット１０１は、矩形状で上部が開放されたコンクリート躯体のプールとして構成されている。貯蔵ピット１０１は、床面１０１ａおよび周囲の側壁の縦壁面１０１ｂを有している。この貯蔵ピット１０１において、床面１０１ａに核燃料貯蔵用ラック１が配置される。核燃料貯蔵用ラック１は、上部が開放されて格子状に区画された複数の燃料収納部１ａが設けられている。そして、貯蔵ピット１０１は、内部に水Ｗが貯留された状態で、核燃料貯蔵用ラック１の各燃料収納部１ａに燃料集合体が立てられた状態で収納されて貯蔵される。

【0022】

貯蔵ピット１０１は、その床面１０１ａおよび縦壁面１０１ｂの内面であるコンクリート面にライニングが張り付けられている。ライニングは、厚さ６ｍｍ程度のオーステナイト系ステンレス鋼からなり、貯蔵ピット１０１の床面１０１ａおよび縦壁面１０１ｂの内面を保護するものである。

【0023】

核燃料貯蔵用ラック１は、各燃料収納部１ａを有するラック本体１ｂの底面に支持脚１ｃが設けられており、支持脚１ｃによりラック本体１ｂが床面１０１ａに自立して支持されている。支持脚１ｃは、床面１０１ａに対して摺動することが可能に設けられていることで、床面１０１ａに対して相対移動が可能とされた、いわゆるフリースタンディング方式のラックである。そして、核燃料貯蔵用ラック１は、ラック本体１ｂが直方体形状の外形をなし、貯蔵ピット１０１の周りを矩形状に囲む４面の縦壁面１０１ｂから距離Ｌを隔てた状態で床面１０１ａに複数（図２では１２個）が矩形状に整列して配置されている。また、各核燃料貯蔵用ラック１は、互いのラック本体１ｂが所定間隔を空けて設けられている。

【0024】

ところで、フリースタンディング方式の核燃料貯蔵用ラック１は、地震発生時に作用する水平力を水の流体抵抗と共に核燃料貯蔵用ラック１の摺動抵抗によって吸収することで高い耐震性を有する。その反面、地震レベルが大きくなるほど滑り量が大きくなるため、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近が課題となっている。核燃料貯蔵用ラック１が貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂに衝突すると、縦壁面１０１ｂのライニングが損傷して当該縦壁面１０１ｂの保護ができなくなる。また、核燃料貯蔵用ラック１が貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂに接近すると、貯蔵ピット１０１の壁の向こう側に存在する通路などに核燃料が近くなり放射線の影響が生じるおそれがある。一方、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を回避するために、核燃料貯蔵用ラック１の滑り量分を考慮して縦壁面１０１ｂからラック本体１ｂの距離Ｌを大きくすると、核燃料の貯蔵スペースが貯蔵ピット１０１の内側に向かって狭くなるため貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数が少なくなる課題が生じる。以下の各実施形態では、この課題を解決するための核燃料貯蔵用ラック１を提供する。

【0025】

［実施形態１］
図３は、実施形態１に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。図４は、実施形態１に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。図５は、実施形態１に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【0026】

本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えるものである。ここで、「最も近い縦壁面１０１ｂ側」とは、上述したように、貯蔵ピット１０１の床面１０１ａに配置された核燃料貯蔵用ラック１において、そのラック本体１ｂの側面が向く縦壁面１０１ｂに対して距離が最も短い側であることを意味する。なお、貯蔵ピット１０１において２つの縦壁面１０１ｂが角をなす角部に対し、ラック本体１ｂの２つの側面がなす角を向けるように核燃料貯蔵用ラック１が配置されている場合は、２つの側面の各縦壁面１０１ｂに向く側であって各縦壁面１０１ｂがなす角部側を「最も近い縦壁面１０１ｂ側」とする。

【0027】

具体的に、支持構造は、核燃料貯蔵用ラック１（ラック本体１ｂ）の重心Ｇを最も近い縦壁面１０１ｂ寄りに変位させる。図３から図５では、最も近い縦壁面１０１ｂ寄りで色彩を濃くした領域に重心Ｇを変位させた形態を示している。重心Ｇを変位させる位置は、核燃料貯蔵用ラック１の中心（中央）よりも最も近い縦壁面１０１ｂ寄りである。支持構造は、例えば、ラック本体１ｂにおける重量配分を非対称とすることで最も近い縦壁面１０１ｂ寄りにラック本体１ｂの重心位置を変位させるように構成される。また、支持構造は、例えば、最も近い前記縦壁面寄りに近づくにつれてラック本体の重量配分を大きく変位させるように構成される。支持構造による重心Ｇの変位は、例えば、核燃料貯蔵用ラック１において燃料集合体を最も近い縦壁面１０１ｂ寄りに集めて燃料収納部１ａに収納することで実現できる。また、支持構造による重心Ｇの変位は、例えば、燃料集合体が収納される前の核燃料貯蔵用ラック１においてダミーの燃料集合体を最も近い縦壁面１０１ｂ寄りに集めて燃料収納部１ａに収納することで実現できる。また、支持構造による重心Ｇの変位は、例えば、核燃料貯蔵用ラック１においてラック本体１ｂの周囲を構成する板材（外周板）を最も近い縦壁面１０１ｂ寄りで重くなるように厚くしたり重い材料を用いたりして板材の重量を重くすることで実現できる。また、支持構造による重心Ｇの変位は、例えば、核燃料貯蔵用ラック１においてラック本体１ｂの底部（ベースプレート）の下側の最も近い縦壁面１０１ｂ寄りに重り（ウェイト）を付けることで実現できる。

【0028】

そして、核燃料貯蔵用ラック１は、地震発生時に水平力が作用した場合、床面１０１ａに沿って水平方向に摺動する。このとき、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１によれば、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えているため、図４に実線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側に近づく方向に水平力が作用した場合、重心Ｇを最も近い縦壁面１０１ｂ寄りに変位させていることから、当該方向（最も近い縦壁面１０１ｂ側）にラック本体１ｂの上部が傾くように回転するロッキングが生じ易くなり、その一方で、図４に一点鎖線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に水平力が作用した場合には、ロッキングが生じ難くなる。このため、核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けたロッキングの反動を含み、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に移動する。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができる。そして、縦壁面から余分に遠ざけて配置しなくてもよいことから、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。

【0029】

また、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、上述したように、ラック本体１ｂが直方体形状の外形をなし、貯蔵ピット１０１の周りを矩形状に囲む４面の縦壁面１０１ｂから距離Ｌを隔てた状態で床面１０１ａに複数（図２では１２個）が整列して配置されている。したがって、支持構造である重心Ｇの変位は、図５に示すように、貯蔵ピット１０１の２面の各縦壁面１０１ｂがなす角部にラック本体１ｂの角部が向く核燃料貯蔵用ラック１１においては、最も近い各縦壁面１０１ｂ側寄りであって各縦壁面１０１ｂがなす角部寄りに重心Ｇを変位させる。そして、貯蔵ピット１０１の１面の縦壁面１０１ｂにラック本体１ｂの１面が向く核燃料貯蔵用ラック１２においては、最も近い縦壁面１０１ｂ側寄りに重心Ｇを変位させる。また、縦壁面１０１ｂに面せず核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２に囲まれる中央の核燃料貯蔵用ラック１３にあっては、支持構造である重心Ｇの変位は実施しない。このようにすることで、核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２は、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向であって、貯蔵ピット１０１の中央（中央の核燃料貯蔵用ラック１３）に向けて移動することになる。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができ、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。

【0030】

なお、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３同士が衝突する事象については、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の強度を高めたり、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の間にダンパーなどの緩衝部材を介在したりすることにより、当該衝突により核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３が損傷しないようにする。

【0031】

［実施形態２］
図６は、実施形態２に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。図７は、実施形態２に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。図８は、実施形態２に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【0032】

本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えるものである。「最も近い縦壁面１０１ｂ側」の定義は実施形態１の記載と同じである。具体的に、支持構造は、核燃料貯蔵用ラック１の支持脚１ｃについて最も近い縦壁面１０１ｂに近づくにつれて支持脚１ｃの床面１０１ａに接触する脚面部と床面１０１ａとの摩擦係数が大きくなるように構成される。支持構造は、例えば、最も近い前記縦壁面寄りに近づくにつれて脚面部の面積が大きくなるように構成される。図６から図８では、最も近い縦壁面１０１ｂ寄りで色彩を濃くした支持脚１ｃについて色彩のない支持脚１ｃよりも摩擦係数を大きくした形態を示している。摩擦係数を大きくするには、例えば、支持脚１ｃにおいて、支持脚１ｃ全体または支持脚１ｃの床面１０１ａに接触する部分の材質や表面粗さを変更することで実現できる。

【0033】

そして、核燃料貯蔵用ラック１は、地震発生時に水平力が作用した場合、床面１０１ａに沿って水平方向に摺動する。このとき、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１によれば、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えているため、図７に実線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側に近づく方向に水平力が作用した場合、最も近い縦壁面１０１ｂ寄りに床面１０１ａとの摩擦係数を大きくしていることから、当該方向（最も近い縦壁面１０１ｂ側）にラック本体１ｂの上部が傾くように回転するロッキングが生じ易くなり、その一方で、図７に一点鎖線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に水平力が作用した場合には、ロッキングが生じ難くなる。このため、核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けたロッキングの反動を含み、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に移動する。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができる。そして、縦壁面から余分に遠ざけて配置しなくてもよいことから、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。

【0034】

また、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、上述したように、ラック本体１ｂが直方体形状の外形をなし、貯蔵ピット１０１の周りを矩形状に囲む４面の縦壁面１０１ｂから距離Ｌを隔てた状態で床面１０１ａに複数（図２では１２個）が整列して配置されている。したがって、支持構造である摩擦係数は、図８に示すように、貯蔵ピット１０１の２面の各縦壁面１０１ｂがなす角部にラック本体１ｂの角部が向く核燃料貯蔵用ラック１１においては、最も近い各縦壁面１０１ｂ側寄りであって各縦壁面１０１ｂがなす角部寄りに床面１０１ａとの摩擦係数を大きくする。そして、貯蔵ピット１０１の１面の縦壁面１０１ｂにラック本体１ｂの１面が向く核燃料貯蔵用ラック１２においては、最も近い縦壁面１０１ｂ側寄りに床面１０１ａとの摩擦係数を大きくする。また、縦壁面１０１ｂに面せず核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２に囲まれる中央の核燃料貯蔵用ラック１３にあっては、支持構造である摩擦係数の変更を実施しない。このようにすることで、核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２は、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向であって、貯蔵ピット１０１の中央（中央の核燃料貯蔵用ラック１３）に向けて移動することになる。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができ、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。なお、図８において、支持脚１ｃは、直方体形状のラック本体１ｂの底面の角部４箇所に設けた構成であるが、支持脚１ｃの数はラック本体１ｂが床面１０１ａに安定して自立することができればよく限定されない。

【0035】

なお、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３同士が衝突する事象については、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の強度を高めたり、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の間にダンパーなどの緩衝部材を介在したりすることにより、当該衝突により核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３が損傷しないようにする。

【0036】

［実施形態３］
図９は、実施形態３に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。図１０は、実施形態３に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。図１１は、実施形態３に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【0037】

本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えるものである。「最も近い縦壁面１０１ｂ側」の定義は実施形態１の記載と同じである。具体的に、支持構造は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１（ラック本体１ｂ）の重心Ｇに近づけるように変位させる。支持構造によるロッキングの回転中心Ｃの変位は、例えば、図９から図１１に示すように、核燃料貯蔵用ラック１の支持脚１ｃについて最も近い縦壁面１０１ｂ寄りのもの（最も近い縦壁面１０１ｂ側に向くラック本体１ｂの側面の下に位置する支持脚１ｃ）を当該縦壁面１０１ｂから遠ざけるようにラック本体１ｂの底面において非対称な配置とすることで、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位することを実現できる。支持脚１ｃがラック本体１ｂの底面において対称な配置の場合は、ロッキングの回転中心が各支持脚１ｃの外側端に均等に位置する。図９から図１１では、最も近い縦壁面１０１ｂ寄りで色彩を濃くした支持脚１ｃについて当該縦壁面１０１ｂから遠ざける配置とした形態を示している。

【0038】

そして、核燃料貯蔵用ラック１は、地震発生時に水平力が作用した場合、床面１０１ａに沿って水平方向に摺動する。このとき、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１によれば、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えているため、図１０に実線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側に近づく方向に水平力が作用した場合、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位させていることから、当該方向（最も近い縦壁面１０１ｂ側）にラック本体１ｂの上部が傾くように回転するロッキングが生じ易くなり、その一方で、図１０に一点鎖線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に水平力が作用した場合には、ロッキングが生じ難くなる。このため、核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けたロッキングの反動を含み、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に移動する。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができる。そして、縦壁面から余分に遠ざけて配置しなくてもよいことから、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。

【0039】

また、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、上述したように、ラック本体１ｂが直方体形状の外形をなし、貯蔵ピット１０１の周りを矩形状に囲む４面の縦壁面１０１ｂから距離Ｌを隔てた状態で床面１０１ａに複数（図２では１２個）が整列して配置されている。したがって、支持構造である回転中心Ｃの変位は、図１１に示すように、貯蔵ピット１０１の２面の各縦壁面１０１ｂがなす角部にラック本体１ｂの角部が向く核燃料貯蔵用ラック１１においては、最も近い各縦壁面１０１ｂ側寄りであって各縦壁面１０１ｂがなす角部寄りの支持脚１ｃを当該角部から遠ざけて最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位させる。そして、貯蔵ピット１０１の１面の縦壁面１０１ｂにラック本体１ｂの１面が向く核燃料貯蔵用ラック１２においては、最も近い縦壁面１０１ｂ側寄りの支持脚１ｃを当該縦壁面１０１ｂから遠ざけて最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位させる。また、縦壁面１０１ｂに面せず核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２に囲まれる中央の核燃料貯蔵用ラック１３にあっては、支持構造である回転中心Ｃの変位を実施しない。このようにすることで、核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２は、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向であって、貯蔵ピット１０１の中央（中央の核燃料貯蔵用ラック１３）に向けて移動することになる。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができ、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。なお、図１１において、支持脚１ｃは、直方体形状のラック本体１ｂの底面の角部４箇所と四辺４箇所の計８箇所に設けた構成であるが、支持脚１ｃの数はラック本体１ｂが床面１０１ａに安定して自立することができればよく限定されない。

【0040】

なお、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３同士が衝突する事象については、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の強度を高めたり、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の間にダンパーなどの緩衝部材を介在したりすることにより、当該衝突により核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３が損傷しないようにする。

【0041】

［実施形態４］
図１２は、実施形態４に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す側面図である。図１３は、実施形態４に係る核燃料貯蔵用ラックの動作を示す側面図である。図１４は、実施形態４に係る核燃料貯蔵用ラックにおける支持構造を示す平面図である。

【0042】

本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えるものである。「最も近い縦壁面１０１ｂ側」の定義は実施形態１の記載と同じである。具体的に、支持構造は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位させる。支持構造によるロッキングの回転中心Ｃの変位は、例えば、図１２から図１４に示すように、核燃料貯蔵用ラック１の支持脚１ｃについて最も近い縦壁面１０１ｂ寄りのもの（最も近い縦壁面１０１ｂ側に向くラック本体１ｂの側面の下に位置する支持脚１ｃ）を、床面１０１ａに接触する脚面部１ｃｂを球面座１ｃａで揺動可能に支持する構成とし、その他の支持脚１ｃについて球面座１ｃａを用いず脚面部１ｃｂを大形とすることで、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃ（球面座１ｃａの揺動の支持部に相当）を核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位することを実現できる。支持脚１ｃがラック本体１ｂの底面において対称な配置の場合は、ロッキングの回転中心が各支持脚１ｃの外側端に均等に位置する。なお、その他の支持脚１ｃについて脚面部１ｃｂを大形とせず球面座１ｃａを用いないことでも、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃ（球面座１ｃａの揺動の支持部に相当）を核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位することを実現できる。図１２から図１４では、最も近い縦壁面１０１ｂ寄りで色彩を濃くした支持脚１ｃについて球面座１ｃａを用いず脚面部１ｃｂを大形とした形態を示している。

【0043】

そして、核燃料貯蔵用ラック１は、地震発生時に水平力が作用した場合、床面１０１ａに沿って水平方向に摺動する。このとき、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１によれば、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングを生じさせる支持構造を備えているため、図１３に実線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側に近づく方向に水平力が作用した場合、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位させていることから当該方向（最も近い縦壁面１０１ｂ側）にラック本体１ｂの上部が傾くように回転するロッキングが生じ易くなり、その一方で、図１３に一点鎖線で示すように、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に水平力が作用した場合には、ロッキングが生じ難くなる。このため、核燃料貯蔵用ラック１は、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けたロッキングの反動を含み、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向に移動する。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができる。そして、縦壁面から余分に遠ざけて配置しなくてもよいことから、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。

【0044】

また、本実施形態の核燃料貯蔵用ラック１は、上述したように、ラック本体１ｂが直方体形状の外形をなし、貯蔵ピット１０１の周りを矩形状に囲む４面の縦壁面１０１ｂから距離Ｌを隔てた状態で床面１０１ａに複数（図２では１２個）が整列して配置されている。したがって、支持構造である回転中心Ｃの変位は、図１４に示すように、貯蔵ピット１０１の２面の各縦壁面１０１ｂがなす角部にラック本体１ｂの角部が向く核燃料貯蔵用ラック１１においては、当該角部をなす各縦壁面１０１ｂ寄りの支持脚１ｃ（当該角部をなす各縦壁面１０１ｂ側に向くラック本体１ｂの側面の下に位置する支持脚１ｃ）に球面座１ｃａを用いて、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位させる。そして、貯蔵ピット１０１の１面の縦壁面１０１ｂにラック本体１ｂの１面が向く核燃料貯蔵用ラック１２においては、最も近い縦壁面１０１ｂ側寄りの支持脚１ｃ（最も近い縦壁面１０１ｂ側に向くラック本体１ｂの側面の下に位置する支持脚１ｃ）に球面座１ｃａを用いて、最も近い縦壁面１０１ｂ側に向けてロッキングする回転中心Ｃを核燃料貯蔵用ラック１の重心Ｇに近づけるように変位させる。また、縦壁面１０１ｂに面せず核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２に囲まれる中央の核燃料貯蔵用ラック１３にあっては、支持構造である回転中心Ｃの変位を実施しない。このようにすることで、核燃料貯蔵用ラック１１および核燃料貯蔵用ラック１２は、最も近い縦壁面１０１ｂ側から離れる方向であって、貯蔵ピット１０１の中央（中央の核燃料貯蔵用ラック１３）に向けて移動することになる。この結果、貯蔵ピット１０１の縦壁面１０１ｂへの衝突や接近を防ぐことができ、貯蔵ピット１０１内での核燃料の貯蔵体数を確保することができ、かつ貯蔵ピット１０１が大きくなる事態を防ぎ貯蔵ピット１０１の大きさを小さくすることができる。なお、図１４において、支持脚１ｃは、直方体形状のラック本体１ｂの底面の角部４箇所と四辺４箇所の計８箇所に設けた構成であるが、支持脚１ｃの数はラック本体１ｂが床面１０１ａに安定して自立することができればよく限定されない。

【0045】

なお、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３同士が衝突する事象については、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の強度を高めたり、核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３の間にダンパーなどの緩衝部材を介在したりすることにより、当該衝突により核燃料貯蔵用ラック１１，１２，１３が損傷しないようにする。

【0046】

なお、上述した実施形態１から実施形態４は、少なくとも２つを適宜組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0047】

１（１１，１２，１３） 核燃料貯蔵用ラック
１ａ 燃料収納部
１ｂ ラック本体
１ｃ 支持脚
１ｃａ 球面座
１ｃｂ 脚面部
１０１ 貯蔵ピット
１０１ａ 床面
１０１ｂ 縦壁面
Ｃ 回転中心
Ｇ 重心
Ｌ 距離
Ｗ 水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】