(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】
(24)【登録日】2022-12-15
(45)【発行日】2022-12-23
(54)【発明の名称】使用済み燃料収納容器
(51)【国際特許分類】
G21C 19/32 20060101AFI20221216BHJP
G21F 5/008 20060101ALI20221216BHJP
G21F 9/36 20060101ALI20221216BHJP
【ＦＩ】
G21C19/32 040
G21F5/008
G21F9/36 501H
G21F9/36 501G
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019085985
(22)【出願日】2019-04-26
(65)【公開番号】P2020180945
(43)【公開日】2020-11-05
【審査請求日】2021-12-06
(73)【特許権者】
【識別番号】507250427
【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】根布 景
(72)【発明者】
【氏名】菅野 智
(72)【発明者】
【氏名】平沼 健
(72)【発明者】
【氏名】細井 秀章
(72)【発明者】
【氏名】石井 佳彦
【審査官】後藤 大思
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０１６３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３４９４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０７２４７１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｃ １９／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
収納容器本体と、前記収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を１体ごとに収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、
前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状に組み付けることで構成されており、
前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
平行に設置される前記バスケットプレートの複数にまたがって前記収納容器本体の軸に対して垂直方向に貫通する切り込みを有しており、
前記バスケットプレートは、バスケットプレート同士を直交させて差し込むことで格子状に組み付けるためのスリットを有し、
一対の前記スリットの間にある前記バスケットプレートに前記切り込みが形成されている
ことを特徴とする使用済み燃料収納容器。
【請求項2】
収納容器本体と、
前記収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を１体ごとに収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、
前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状に組み付けることで構成されており、
前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
平行に設置される前記バスケットプレートの複数にまたがって前記収納容器本体の軸に対して垂直方向に貫通する切り込みを有しており、
前記切り込みを通して、前記バスケットプレートの長手方向に延在する補強部材が配置されている
ことを特徴とする使用済み燃料収納容器。
【請求項3】
収納容器本体と、
前記収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を１体ごとに収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、
前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状に組み付けることで構成されており、
前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
平行に設置される前記バスケットプレートの複数にまたがって前記収納容器本体の軸に対して垂直方向に貫通する切り込みを有しており、
前記収納容器本体の最上部では、補強部材が、前記バスケットプレートの上側の前記切り込みと前記収納容器本体の上部内面との間に固定されているか、または、
前記収納容器本体の最下部では、補強部材が、前記バスケットプレートの下側の前記切り込みと前記収納容器本体の下部内面との間に固定されているかのうちの少なくとも何れかである
ことを特徴とする使用済み燃料収納容器。
【請求項4】
収納容器本体と、
前記収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を１体ごとに収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、
前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状に組み付けることで構成されており、
前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
平行に設置される前記バスケットプレートの複数にまたがって前記収納容器本体の軸に対して垂直方向に貫通する切り込みを有しており、
前記バスケットプレートの前記切り込みを通して、前記バスケットプレートの長手方向に延在する補強部材が配置され、
前記補強部材は、断面形状がＨ型であり、ウェブ部と前記ウェブ部の両端部に設けられるフランジ部とを有し、
使用済み燃料収納容器の水平姿勢での落下によって前記補強部材に生じる曲げ応力を前記フランジ部で受ける
ことを特徴とする使用済み燃料収納容器。
【請求項5】
収納容器本体と、
前記収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を１体ごとに収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、
前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状に組み付けることで構成されており、
前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
平行に設置される前記バスケットプレートの複数にまたがって前記収納容器本体の軸に対して垂直方向に貫通する切り込みを有しており、
前記バスケットプレートの前記切り込みを通して、前記バスケットプレートの長手方向に延在する補強部材が配置され、
前記補強部材の端部が、前記収納容器本体の内周面に沿った形状に加工されている
ことを特徴とする使用済み燃料収納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、使用済み燃料収納容器に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電所施設の原子炉炉心で一定期間使用された燃料は、炉心から取り出される。取り出された炉心は、使用済み燃料集合体を貯蔵する燃料ピットなどに一時保管される。その後、所定期間冷却された使用済み燃料集合体は、最終的に再処理工場に搬入されて再処理される。再処理により、使用済み燃料集合体からウランとプルトニウムが取り出される。ウランとプルトニウムは、再資源として利用される。
【0003】
原子力発電所の敷地内または敷地外において使用済み燃料集合体を管理し貯蔵する方式として、金属キャスク貯蔵、コンクリートキャスク貯蔵、ボールト貯蔵などの乾式貯蔵方式と、水プールなどの湿式貯蔵方式がある。
【0004】
貯蔵コスト、電源が喪失したときの安全性や長期にわたる貯蔵安定度を考慮した場合、電源を使用せず、空気で冷却可能な乾式貯蔵方式が有利である。乾式貯蔵方式のうち、現在国内で実用化されているものは、金属製キャスクに使用済み燃料を収納する金属キャスク貯蔵方式である。
【0005】
金属製キャスクは下記のように用いられる。
金属製の円筒型の容器内に格子状のバスケットが構成される。そして、各格子に使用済み燃料集合体が１体ごとに挿入される。そして、二重構造の金属製の蓋で密閉される構造である。バスケットは、中性子吸収材を含んだ材料を用いて構成される。バスケット内に使用済み燃料集合体を装荷した際に、使用済み燃料集合体から発生する中性子をバスケットで十分に吸収して未臨界性を確保するように設計されている。
金属製の円筒型の容器内に格子状のバスケットが構成される。そして、各格子に使用済み燃料集合体が１体ごとに挿入される。そして、二重構造の金属製の蓋で密閉される構造である。バスケットは、中性子吸収材を含んだ材料を用いて構成される。バスケット内に使用済み燃料集合体を装荷した際に、使用済み燃料集合体から発生する中性子をバスケットで十分に吸収して未臨界性を確保するように設計されている。
【0006】
使用済み燃料集合体は、崩壊熱を発生するが、バスケットを介して、内部の熱が金属製キャスクの表面に伝わる。金属製キャスクの表面からは、周囲へのふく射による放熱や空気の自然対流による冷却によって熱が逃がされる。また、金属製キャスクは、輸送中の万一の落下の際に受ける高い衝撃荷重に対しても、破損しないように十分な構造強度を有している。
【0007】
キャスクに使用済み燃料集合体を装荷する際には、放射線を遮蔽するために水中で実施する。加圧水型原子炉（ＰＷＲ）に使用される燃料集合体は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の燃料集合体に比べて幅が大きい。そのため、水中でバスケット内に装荷された加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の使用済み燃料集合体が相互に近付き過ぎると臨界になる可能性がある。そのため、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の使用済み燃料集合体は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の使用済み燃料集合体に比べて、隣り合う燃料集合体同士の間隔を離して配置する必要がある。以下、この間隔を水ギャップと称す。
【0008】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の使用済み燃料集合体を収容するバスケットとしては、大別して２種類ある。
１つは、例えば、特許文献１に開示されているような、使用済み燃料集合体が入る間隔を離した複数の角パイプによってバスケットを構成するものである。
１つは、例えば、特許文献１に開示されているような、使用済み燃料集合体が入る間隔を離した複数の角パイプによってバスケットを構成するものである。
【0009】
他の１つは、特許文献２の図２に開示されているような、スリットを有する中空のバスケットプレートを直交させて差し込み、バスケットを構成するものである。後者の場合、バスケットプレートを順に積み上げてバスケットを製作するため、間隔精度の高いバスケットを製作しやすい。
【0010】
バスケット構造としては、特許文献３、４に開示されたものも知られている。
特許文献３のバスケット構造では、部品を組み合わせることで中空としたバスケットプレート（図３、図５）を用いて、プレートに形成したスリットによって格子状のバスケット（図６）を形成している。
特許文献３のバスケット構造では、部品を組み合わせることで中空としたバスケットプレート（図３、図５）を用いて、プレートに形成したスリットによって格子状のバスケット（図６）を形成している。
【0011】
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】特開２００６―２００９３９号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
ところで、特許文献１では、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の使用済み燃料集合体よりも重く幅の広い加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の使用済み燃料集合体を対象とした場合に、より重い荷重を支持するためにバスケットプレートをより厚く構成してバスケットに十分な強度を持たせる必要がある。このため、使用済み燃料収納容器の重量が増大するという課題がある。
【0014】
特許文献２では、バスケットプレートの中空部分が水ギャップとして作用する。この中空部分は、容器の軸方向と直交する方向に開口（図５、図６）しているため、燃料ピット内で使用済み燃料集合体をバスケット内に装荷した後に水を排出する際に、水の排出に時間を要する可能性がある。
【0015】
特許文献３および特許文献４では、水ギャップとして設けた中空部分が、容器の軸方向と直交する方向に開口している。そのため、燃料ピット内で使用済み燃料集合体をバスケット内に装荷した後に水を排出する際に、水の排出に時間を要する可能性がある。
【0016】
また、特許文献３および特許文献４では、対向する２枚のバスケットプレート間をつなぐ部材を、成型または接続しており、バスケットプレートの加工工数が増える問題がある。
本発明は、バスケットの製作が容易で経済的に水ギャップを形成可能かつ収納容器本体の重量を抑制する経済的な使用済み燃料格納容器を提供することを目的とする。
本発明は、バスケットの製作が容易で経済的に水ギャップを形成可能かつ収納容器本体の重量を抑制する経済的な使用済み燃料格納容器を提供することを目的とする。
【0017】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、製作容易で低重量の使用済み燃料格納容器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
前記課題を解決するため、本発明の使用済み燃料収納容器は、収納容器本体と、 前記
収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を１体ごとに収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、 前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状
に組み付けることで構成されており、前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸
方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
平行に設置される前記バスケットプレートの複数にまたがって前記収納容器本体の軸に
対して垂直方向に貫通する切り込みを有しており、前記バスケットプレートは、バスケットプレート同士を直交させて差し込むことで格子状に組み付けるためのスリットを有し、一対の前記スリットの間にある前記バスケットプレートに前記切り込みが形成されている。
収納容器本体内に設けられ、使用済み燃料集合体を１体ごとに収納する区画部が複数設けられたバスケットと、を備え、 前記バスケットは、複数のバスケットプレートを格子状
に組み付けることで構成されており、前記バスケットプレートは、前記収納容器本体の軸
方向に開口する水ギャップを形成して対向配置される一対のプレートで構成されており、
平行に設置される前記バスケットプレートの複数にまたがって前記収納容器本体の軸に
対して垂直方向に貫通する切り込みを有しており、前記バスケットプレートは、バスケットプレート同士を直交させて差し込むことで格子状に組み付けるためのスリットを有し、一対の前記スリットの間にある前記バスケットプレートに前記切り込みが形成されている。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、製作容易で低重量の使用済み燃料格納容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の第１実施形態に係る使用済み燃料収納容器の概略構造の一部切断斜視図。
【図2】第１実施形態に係る使用済み燃料収納容器の上面視の模式横断面図。
【図3】バスケットの構成の一部を示す拡大斜視図。
【図4】バスケットの構成の一部の拡大斜視図。
【図5】第２実施形態に係る組立て前のバスケットの構成の一部を示す拡大斜視図。
【図6】第２実施形態に係る組立て前のバスケットの構成の一部を示す拡大斜視図。
【図7】第２実施形態に係る組立て後のバスケットの構成の一部を示す拡大斜視図。
【図8】第３実施形態に係るバスケットの構成の一部の拡大斜視図。
【図9】第４実施形態に係る補強部材の一部の拡大斜視図。
【図10】第５実施形態に係るバスケットの構成の一部拡大斜視図。
【図11】第６実施形態に係る使用済み燃料収納容器の上面視の模式横断面図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明は、原子力発電所から発生する使用済み燃料集合体の輸送や貯蔵に用いる使用済み燃料収納容器に係る。
特に、本発明は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の使用済み燃料の輸送や貯蔵に用いるのに好適な使用済み燃料収納容器に関する。
特に、本発明は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の使用済み燃料の輸送や貯蔵に用いるのに好適な使用済み燃料収納容器に関する。
【0022】
以下、本発明に係る使用済み燃料収納容器の実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態において、同様の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。以下の各実施形態においては、本発明の使用済み燃料収納容器に収納される燃料集合体を加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の使用済み燃料集合体とした場合について説明する。なお、一部の図面において断面を示すハッチングを省略している。
【0023】
【0024】
使用済み燃料収納容器（キャスク）１は、使用済み燃料集合体１００の貯蔵または輸送に使用するものである。
使用済み燃料収納容器１は、筒状の収納容器本体（内筒）１０の内側に、バスケット１２を備えている。
使用済み燃料収納容器１は、筒状の収納容器本体（内筒）１０の内側に、バスケット１２を備えている。
【0025】
バスケット１２には、使用済み燃料集合体１００を装荷するための区画部１１が複数設けられている。区画部１１は、上下に長い断面矩形の使用済み燃料集合体１００が装荷される上下に長い空間である。
【0026】
バスケット１２に入れられる使用済み燃料集合体１００を覆う収納容器本体１０は、使用済み燃料集合体１００から発生するγ線を遮蔽する機能を有している。収納容器本体１０は、例えば、合金鋼製の円筒状容器である。収納容器本体１０の側面外周には外筒１３が配置されている。収納容器本体１０と外筒１３とは、伝熱経路にもなる伝熱フィン１４で連結されている。
【0027】
また、収納容器本体１０と外筒１３および伝熱フィン１４で囲われる空間部には、中性子遮へい材１５が充填されている。本第１実施形態では、中性子遮へい材１５としてレジンが使用されている。中性子遮へい材１５により、使用済み燃料集合体１００から発生する中性子が遮へいされる。中性子遮へい材１５は、例えば、中性子吸収能力の高いホウ素（ボロン）を含む樹脂で形成されている。
【0028】
収納容器本体１０の上部開口は、内側から使用済み燃料集合体１００に直接対向する一次蓋１６、二次蓋１７および三次蓋１８で塞がれている。各蓋（１６、１７、１８）は図示しないボルトを締結して取り付けられている。
【0029】
＜バスケット１２＞
次に、バスケット１２について説明する。
図２に、第１実施形態に係る使用済み燃料収納容器１の上面視の模式横断面図を示す。図３にバスケット１２の構成の一部を示す拡大斜視図を示す。
バスケット１２は、図２、図３に示すように、板状のバスケットプレート２００を複数直交させて格子状に組み付けることで、使用済み燃料集合体１００を１体ごとに収納する複数の区画部１１を形成している。
次に、バスケット１２について説明する。
図２に、第１実施形態に係る使用済み燃料収納容器１の上面視の模式横断面図を示す。図３にバスケット１２の構成の一部を示す拡大斜視図を示す。
バスケット１２は、図２、図３に示すように、板状のバスケットプレート２００を複数直交させて格子状に組み付けることで、使用済み燃料集合体１００を１体ごとに収納する複数の区画部１１を形成している。
【0030】
図２に示すように、各区画部１１は、上面視で四角筒状の開口１１ａを備えている。開口１１ａは使用済み燃料集合体１００を収納可能な大きさを有している。
バスケットプレート２００は、一対のプレート２００ａ、２００ｂで構成される。一対のプレート２００ａ、２００ｂは、平板状の金属板である。プレート２００ａ、２００ｂは、収納容器本体１０の軸方向に開口する水ギャップ２０１を形成して対向配置されている。水ギャップ２０１は、隣り合う使用済み燃料集合体１００の間に位置しており、使用済み燃料集合体１００の未臨界性を担保している。
バスケットプレート２００は、一対のプレート２００ａ、２００ｂで構成される。一対のプレート２００ａ、２００ｂは、平板状の金属板である。プレート２００ａ、２００ｂは、収納容器本体１０の軸方向に開口する水ギャップ２０１を形成して対向配置されている。水ギャップ２０１は、隣り合う使用済み燃料集合体１００の間に位置しており、使用済み燃料集合体１００の未臨界性を担保している。
【0031】
図２に示すように、収納容器本体１０は、内壁１０ｎに鉛直軸方向（図２の紙面表裏面方向）に延在する溝２０４を有している。バスケットプレート２００の端部２００ｔを溝２０４に挿入することで、バスケット１２の全体が収納容器本体１０内で回転することを抑制できる。
バスケットプレート２００の材料としては、強度あるいは熱伝導率、またはその両方が高い材料が好ましい。
バスケットプレート２００の材料としては、強度あるいは熱伝導率、またはその両方が高い材料が好ましい。
【0032】
本実施形態では、バスケットプレート２００を炭素鋼板で形成してあるが、ホウ素含有アルミニウム合金などの熱伝導率が高い材料の板を貼りあわせた二層構造としてもよい。また、隣り合うプレート２００ａ、２００ｂで材料を異ならせてもよい。例えば、ホウ素含有ステンレス鋼からなるプレート２００ａと熱伝導率の高いアルミニウム合金からなるプレート２００ｂとを隣り合わせに配置してもよい。また、炭素鋼からなるプレート２００ａと、アルミニウム合金もしくはホウ素含有アルミニウム合金からなるプレート２００ｂとを隣あわせに配置することも可能である。
【0033】
また、図２に示すバスケットプレート２００の板厚さを、それぞれ寸法公差の範囲内で同じとしたが、プレート２００ａ、２００ｂごとに板厚さが異なってもよい。
【0034】
図３に示すバスケットプレート２００である一対のプレート２００ｃ、２００ｄも、上述の一対のプレート２００ａ、２００ｂと同様である。
バスケットプレート２００（２００ａ、２００ｂ、２００ｃまたは２００ｄ）の上部および下部の所定位置には、それぞれ組み付け用のスリット３０１、３０２が形成されている。スリット３０１、３０２は、上下方向に延びる長形の形状を有している。
バスケットプレート２００（２００ａ、２００ｂ、２００ｃまたは２００ｄ）の上部および下部の所定位置には、それぞれ組み付け用のスリット３０１、３０２が形成されている。スリット３０１、３０２は、上下方向に延びる長形の形状を有している。
【0035】
スリット３０１、３０２は、上下方向に延びて所定の間隔で形成されている。スリット３０１およびスリット３０２は、収納容器本体１０の軸ｃ０方向（図１参照）に延在しており、図３に示すように、組付け時に対応するバスケットプレート２００を差し込むことができる幅を有している。
【0036】
バスケット１２（図２参照）を作成する際には、図３に示すように、上下方向にバスケットプレート２００のスリット３０１およびスリット３０２と、バスケットプレート２００のスリット３０２およびスリット３０１同士がそれぞれ合致するように直交させて差し込む。これにより、バスケットプレート２００同士を上下方向（収納容器本体１０の軸ｃ０方向（図１参照））に嵌め合わせる。
【0037】
図４に、バスケット１２の構成の一部の拡大斜視図を示す。
バスケットプレート２００の端部２００ｔを収納容器本体１０の溝２０４に上方から配置し、図４に示すように、収納容器本体１０の軸ｃ０（図１参照）方向に順次積み重ねて全体が格子状（図２参照）となるように組み立てる。これにより、板材のバスケットプレート２００で水ギャップ２０１（図２参照）を形成することができる。
バスケットプレート２００の端部２００ｔを収納容器本体１０の溝２０４に上方から配置し、図４に示すように、収納容器本体１０の軸ｃ０（図１参照）方向に順次積み重ねて全体が格子状（図２参照）となるように組み立てる。これにより、板材のバスケットプレート２００で水ギャップ２０１（図２参照）を形成することができる。
【0038】
図３に示すように、バスケットプレート２００には、上端が凹む形状の切り込み３０３ａと下端が凹む形状の切り込み３０３ｂが形成されている。
切り込み３０３ａ、３０３ｂの空間を形成することで、バスケットプレート２００の重量を低減することができる。
切り込み３０３ａ、３０３ｂの空間を形成することで、バスケットプレート２００の重量を低減することができる。
【0039】
また、切り込み３０３ａによって、水ギャップ２０１内に存在する水の体積を切り込み３０３ａの空間分増加させることができる。同様に、切り込み３０３ｂによって、水ギャップ２０１内に存在する水の体積を切り込み３０３ｂの空間分増加させることができる。そのため、燃料集合体１００の未臨界性を向上することができる。
【0040】
使用済み燃料収納容器１が水平となった場合、水平となったプレート２００ｃ、プレート２００ｄおよび燃料集合体１００の重量は、スリット３０１（図３参照）を介してバスケットプレート２００に伝えられ、バスケットプレート２００によって支持される。このとき、バスケットプレート２００における対向するスリット３０１間のバスケットプレート２００の一部を切り込み３０３ａ、３０３ｂのように切り欠いても、重量による荷重は残った部位によってバスケットプレート２００に伝達される。そのため、強度上の問題を生じることなくバスケットプレート２００の重量を低減できる。図３に示すバスケットプレート２００とプレート２００ｃ、２００ｄとを嵌め合わせた状態は、図４のようになる。
【0041】
また、図３および図４の切り込み３０３ａ、３０３ｂのように、一対のスリット３０１の間の位置に切り込みを形成する場合、バスケットプレート２００の中央に貫通孔状の切り込みを形成することに比べて、加工が容易となる特徴がある。つまり、スリット３０１の加工と同時に、切り込み３０３ａ、３０３ｂをそれぞれ製作できる。そのため、他の位置に切り込みを形成するのに比べて、加工時間および加工費を低減できる特徴がある。
また、水ギャップ２０１が収納容器本体１０の軸ｃ０方向（図１参照）に開口しているので、燃料ピット内で使用済み燃料集合体１００をバスケット１２に装荷した後の水の排出性に優れる。
また、使用済み燃料集合体１００を装荷した後に使用済み燃料収納容器１を図１に示すように立てて貯蔵する場合には、水ギャップ２０１が鉛直方向（収納容器本体１０の軸ｃ０方向）に開口している。このため、収納容器本体１０の内部で気体が自然対流する効果を利用でき、除熱性能の向上も期待できる。
また、水ギャップ２０１が収納容器本体１０の軸ｃ０方向（図１参照）に開口しているので、燃料ピット内で使用済み燃料集合体１００をバスケット１２に装荷した後の水の排出性に優れる。
また、使用済み燃料集合体１００を装荷した後に使用済み燃料収納容器１を図１に示すように立てて貯蔵する場合には、水ギャップ２０１が鉛直方向（収納容器本体１０の軸ｃ０方向）に開口している。このため、収納容器本体１０の内部で気体が自然対流する効果を利用でき、除熱性能の向上も期待できる。
【0042】
以上より、バスケット１２の製作が容易で経済的に水ギャップ２０１（図２参照）を形成可能であり、収納容器本体１０で覆われる構造体の重量を抑制できる経済的な使用済み燃料格納容器１を提供できる。
【0043】
＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を、図５、図６および図７を用いて説明する。
図５に、第２実施形態に係る組立て前のバスケット１２の構成の一部を示す拡大斜視図を示す。
使用済み燃料収納容器１が水平姿勢で落下して衝撃力を受ける場合、燃料集合体１００の質量に由来する荷重は、水平となったバスケットプレート２００、例えば図５のバスケットプレート２００ｃで受ける。この時バスケットプレート２００ｃは曲げ応力を受ける。この時、バスケットプレート２００ｃと対向するバスケットプレート２００ｄで形成される水ギャップ２０１の間に、補強部材４０１を、収納容器本体１０の軸ｃ０方向と垂直に配置することで、曲げ応力をバスケットプレート２００ｃ、補強部材４０１およびバスケットプレート２００ｄの３部品で受け持つことができる。このことにより、バスケットプレート２００ｃの板厚を薄くしても、水平荷重を受け持つことができる。このため、バスケットプレートの重量を低減することが可能となる。補強部材４０１とバスケットプレート２００の固定には、例えばネジによる固定などが可能であるが、他の方法でもよい。
次に、補強部材４０１を、収納容器本体１０の軸ｃ０方向と垂直に配置する場合の簡便な方法を示す。
図６に、第２実施形態に係る組立て前のバスケット１２の構成の一部を示す拡大斜視図を示し、図７に、本発明の第２実施形態に係る組立て後のバスケットの構成の一部を示す拡大斜視図を示す。
第２実施形態のバスケットプレート２００には、上部の切り込み３０３ａと下部の切り込み３０３ｂとが形成されている。切り込み３０３ａと切り込み３０３ｂは、バスケットプレート２００と平行に並ぶすべてのバスケットプレート２００に、収納容器本体１０の軸ｃ０（図１参照）の垂直方向に貫通するように形成される。そのため、図７に示すように、上部の切り込み３０３ａと下部の切り込み３０３ｂとを通して、補強部材４０１を設置することが可能となる。
本発明の第２実施形態を、図５、図６および図７を用いて説明する。
図５に、第２実施形態に係る組立て前のバスケット１２の構成の一部を示す拡大斜視図を示す。
使用済み燃料収納容器１が水平姿勢で落下して衝撃力を受ける場合、燃料集合体１００の質量に由来する荷重は、水平となったバスケットプレート２００、例えば図５のバスケットプレート２００ｃで受ける。この時バスケットプレート２００ｃは曲げ応力を受ける。この時、バスケットプレート２００ｃと対向するバスケットプレート２００ｄで形成される水ギャップ２０１の間に、補強部材４０１を、収納容器本体１０の軸ｃ０方向と垂直に配置することで、曲げ応力をバスケットプレート２００ｃ、補強部材４０１およびバスケットプレート２００ｄの３部品で受け持つことができる。このことにより、バスケットプレート２００ｃの板厚を薄くしても、水平荷重を受け持つことができる。このため、バスケットプレートの重量を低減することが可能となる。補強部材４０１とバスケットプレート２００の固定には、例えばネジによる固定などが可能であるが、他の方法でもよい。
次に、補強部材４０１を、収納容器本体１０の軸ｃ０方向と垂直に配置する場合の簡便な方法を示す。
図６に、第２実施形態に係る組立て前のバスケット１２の構成の一部を示す拡大斜視図を示し、図７に、本発明の第２実施形態に係る組立て後のバスケットの構成の一部を示す拡大斜視図を示す。
第２実施形態のバスケットプレート２００には、上部の切り込み３０３ａと下部の切り込み３０３ｂとが形成されている。切り込み３０３ａと切り込み３０３ｂは、バスケットプレート２００と平行に並ぶすべてのバスケットプレート２００に、収納容器本体１０の軸ｃ０（図１参照）の垂直方向に貫通するように形成される。そのため、図７に示すように、上部の切り込み３０３ａと下部の切り込み３０３ｂとを通して、補強部材４０１を設置することが可能となる。
【0044】
図６の場合、補強部材４０１は、バスケットプレート２００の上側に形成された切り込み３０３ａに設置される。また、バスケットプレート２００と垂直に組み合わされるプレート２００ｃとプレート２００ｄとが形成する水ギャップ２０１内に、補強部材４０１が設置されることになる。図６に示すバスケットプレート２００を、格子状に組み付けた結果を図７に示す。補強部材４０１は、バスケットプレート２００の上部に形成された切り込み３０３ａと、バスケットプレート２００の上部に組み付けられるプレート２００ｅの下部に形成される切り込み３０３ｂとによって挟まれることで、上下方向の移動が拘束される。
【0045】
こうして、補強部材４０１が収納容器本体１０の軸ｃ０（図１参照）の垂直方向に配置される。使用済み燃料収納容器１が水平姿勢で落下して衝撃力を受ける場合、燃料集合体１００の質量に由来する荷重は、水平となったバスケットプレート２００、例えば図７のプレート２００ｃまたはプレート２００ｄに負荷され、バスケットプレート２００には曲げ応力が生じる。
【0046】
バスケットプレート２００はこの曲げ応力によって破壊されないことが要求されるが、補強部材４０１を設置することで、曲げ応力を補強部材４０１でも受け持つことができる。また、補強部材４０１を通して、バスケットプレート２００と対向に設置されるバスケットプレート２００(例えばプレート２００ｃに対するプレート２００ｄ)によっても曲げ応力を受け持つことができる。
【0047】
バスケットプレート２００はスリット３０１を介して組み合わせるため、スリット３０２を有する部分は上記の曲げ応力を受け持つことができない欠点があった。この欠点を補うように、強度を保つためにバスケットプレート２００の板厚を厚くすることは、使用済み燃料収納容器１の重量が増加することにつながり、運搬上不利となる。
【0048】
これに対して、第２実施形態の補強部材４０１を設置することで、バスケットプレート２００の全体の板厚を薄くし、使用済み燃料収納容器１の総重量を低減できる可能性がある。
このため、使用済み燃料収納容器１を運搬するクレーン容量に余裕が生まれる。この重量低減によって、強度以外の性能、例えば遮蔽や伝熱の性能を向上させる部品を付加する設計も可能となり、使用済み燃料収納容器１の性能向上も期待できる。
このため、使用済み燃料収納容器１を運搬するクレーン容量に余裕が生まれる。この重量低減によって、強度以外の性能、例えば遮蔽や伝熱の性能を向上させる部品を付加する設計も可能となり、使用済み燃料収納容器１の性能向上も期待できる。
【0049】
＜バスケット１２の組立順序＞
バスケット１２の組立順序を、図７を用いて説明する。
まず、バスケットプレート２００を使用済み燃料収納容器１の内部に挿入して固定する。固定には、収納容器本体１０の内面１０ｎ（図１参照）に鉛直方向に溝２０４（図２参照）を形成することで、バスケットプレート２００の長手方向端部２００ｔを溝２０４に嵌合して固定する方法が挙げられるが、他の方法を用いてもよい。
バスケット１２の組立順序を、図７を用いて説明する。
まず、バスケットプレート２００を使用済み燃料収納容器１の内部に挿入して固定する。固定には、収納容器本体１０の内面１０ｎ（図１参照）に鉛直方向に溝２０４（図２参照）を形成することで、バスケットプレート２００の長手方向端部２００ｔを溝２０４に嵌合して固定する方法が挙げられるが、他の方法を用いてもよい。
【0050】
なお、収納容器本体１０の内面１０ｎ（図１参照）に設けられた鉛直方向の溝２０４に、バスケットプレート２００の長手方向端部２００ｔを嵌合して組立てられるので、組立てが容易である。
次に、プレート２００ｃおよびプレート２００ｄをバスケットプレート２００のスリット３０１に各々挿入し、スリット３０１を介してバスケットプレート２００と嵌め合わせることで固定する。
次に、プレート２００ｃおよびプレート２００ｄをバスケットプレート２００のスリット３０１に各々挿入し、スリット３０１を介してバスケットプレート２００と嵌め合わせることで固定する。
【0051】
その後、プレート２００ｃとプレート２００ｄとの間の水ギャップ２０１内に、補強部材４０１を挿入する。バスケット２００の上部に切り込み３０３ａがあるため、補強部材４０１を上から挿入することが可能となる。
その後、プレート２００ｅのスリット３０２をプレート２００ｃおよび２００ｄのスリット３０１に挿入し、プレート２００ｅをプレート２００ｃおよび２００ｄに嵌め合わせる。
その後、プレート２００ｅのスリット３０２をプレート２００ｃおよび２００ｄのスリット３０１に挿入し、プレート２００ｅをプレート２００ｃおよび２００ｄに嵌め合わせる。
【0052】
プレート２００ｅの下側に切り込み３０３ｂ（図７参照）があるため、バスケットプレート２００の上側から問題なく補強強材４０１をバスケットプレート２００間に組み込むことが可能となっている。このように、バスケットプレート２００の上部および下部に、補強部材４０１を挿入するための切り込み３０３ａと切り込み３０３ｂとを形成することで、組立て時の加工が不要な簡便な組立てが可能となる。
【0053】
また、収納容器本体１０内部の最上部では、バスケットプレート２００の上辺が一次蓋１６（図１参照）の内面に接する。また、バスケットプレート２００にスリット３０１を介して嵌め合わされるプレート２００ｃおよびプレート２００ｄは、他のバスケットプレート２００の下半分のみで構成される。
【0054】
このような場合、補強部材４０１は、バスケットプレート２００の上部の切り込み３０３ａと、一次蓋１６の内面によって固定される。また、補強部材４０１の高さ寸法は、切り込み３０３ａの形状に合わせた寸法とする。また、補強部材４０１および切り込み３０３ａの各寸法を、必要に応じて強度を保つことができる寸法を確保できるように設計段階で調整することは容易である。
【0055】
同様に、収納容器本体１０内部の最下部では、バスケットプレート２００の下辺が収納容器本体１０の内面に接する。また、バスケットプレート２００にスリット３０１を介して嵌め合わされるプレート２００ｃおよびプレート２００ｄは、他のバスケットプレート２００の上半分のみで構成される。
【0056】
このような場合、補強部材４０１は、バスケットプレート２００の下部の切り込み３０３ｂと、収納容器本体１０の内面によって固定される。また、補強部材４０１の高さ寸法は、切り込み３０３ｂの形状に合わせた寸法とする。また、補強部材４０１および切り込み３０３ｂの各寸法を、必要に応じて強度を保つことができる寸法を確保できるように設計段階で調整することは容易である。
【0057】
このようにして、バスケットプレート２００の長手方向に延在する補強部材４０１が、複数本、収納容器本体１０の軸ｃ０方向に並んで配置されていることで、バスケット１２全体の強度が向上する。
なお、収納容器本体１０内部の最上部と最下部に補強部材４０１を設ければ、バスケット１２の上部と下部の補強が行える。
なお、収納容器本体１０内部の最上部と最下部に補強部材４０１を設ければ、バスケット１２の上部と下部の補強が行える。
【0058】
ここで、補強部材４０１は収納容器本体１０内部の最上部または最下部の何れかに設ける構成としてもよい。
【0059】
＜＜第３実施形態＞＞
図８に、第３実施形態に係るバスケット２００の構成の一部の拡大斜視図を示す。
第３実施形態を、図８を用いて説明する。
図８は、第２実施形態のバスケットプレート２００（２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ）を菓子折り状に組み付けた状態である。
図８に、第３実施形態に係るバスケット２００の構成の一部の拡大斜視図を示す。
第３実施形態を、図８を用いて説明する。
図８は、第２実施形態のバスケットプレート２００（２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ）を菓子折り状に組み付けた状態である。
【0060】
このとき、切り込み３０３ａおよび切り込み３０３ｂに挿入された補強部材４０１は、図８に示す補強部材４０１ａ、４０１ｂのように、使用済み燃料収納容器１の軸ｃ０（図１参照）方向に複数あってもよい。補強部材４０１ａ、４０１ｂは、それぞれ横断面Ｈ字形状を有し、使用済み燃料収納容器１の軸ｃ０に垂直な方向に延びる形状を有している。
【0061】
補強部材４０１ａ、４０１ｂは必要な強度を受け持つために、荷重によって必要となる断面寸法が決まるが、必要寸法を満たすために補強部材４０１ａ、４０１ｂを一体化する必要はない。また、第２実施形態と同様に、組立時には、補強部材４０１ａ、４０１ｂを使用済み燃料収納容器１の上部からバスケットプレート２００ｃとバスケットプレート２００ｄの間に挿入し、最後にバスケットプレート２００ｅを組み付けることで、簡便な組立が可能である。
【0062】
＜＜第４実施形態＞＞
図９に、第４実施形態に係る補強部材４０１の一部の拡大斜視図を示す。
図９に、第４実施形態に係る補強部材４０１の一部の拡大斜視図を示す。
【0063】
第４実施形態を、図９を用いて説明する。
第４実施形態は、第２実施形態および第３実施形態に示した補強部材４０１の断面形状を示している。補強部材４０１は、使用済み燃料収納容器１が水平姿勢で落下した場合には、使用済み燃料集合体１００やバスケットプレート２００の重量によって、曲げ応力が発生する。第４実施形態では、補強部材４０１の横断面をＨ型とし、曲げの中立軸にはＨ断面のウェブ部４０３を配し、曲げ応力が高くなる位置にはフランジ４０２ａおよび４０２ｂを配置する。
第４実施形態は、第２実施形態および第３実施形態に示した補強部材４０１の断面形状を示している。補強部材４０１は、使用済み燃料収納容器１が水平姿勢で落下した場合には、使用済み燃料集合体１００やバスケットプレート２００の重量によって、曲げ応力が発生する。第４実施形態では、補強部材４０１の横断面をＨ型とし、曲げの中立軸にはＨ断面のウェブ部４０３を配し、曲げ応力が高くなる位置にはフランジ４０２ａおよび４０２ｂを配置する。
【0064】
補強部材４０１の断面形状は、想定される曲げ応力に耐え得る形状であればよいため、強度上は形状を制限する必要はない。
しかし、図９に示すような断面とすることにより、曲げ応力を受ける位置に部材の質量を集中することができるため、補強部材４０１の強度質量比が向上するメリットがある。ひいては使用済み燃料収納容器１全体の強度質量比が向上することを意味する。
しかし、図９に示すような断面とすることにより、曲げ応力を受ける位置に部材の質量を集中することができるため、補強部材４０１の強度質量比が向上するメリットがある。ひいては使用済み燃料収納容器１全体の強度質量比が向上することを意味する。
【0065】
また、補強部材４０１を、Ｈ型断面とする利点は、長方形断面の部材から削り出しで補強部材を製作する場合に、加工冶具を部材側面に当てることで加工できるため、他の断面形状、例えば中空断面に比較して加工が容易となり、加工費を低減できる。
【0066】
＜＜第５実施形態＞＞
図１０に、第５実施形態に係る補強部材４０１の構成の一部拡大斜視図を示す。
図１０を用いて第５実施形態を説明する。
第５実施形態は、補強部材４０１のウェブ部４０３に、貫通孔４０４を形成したものである。
図１０に、第５実施形態に係る補強部材４０１の構成の一部拡大斜視図を示す。
図１０を用いて第５実施形態を説明する。
第５実施形態は、補強部材４０１のウェブ部４０３に、貫通孔４０４を形成したものである。
【0067】
使用済み燃料収納容器１に使用済み燃料集合体（燃料棒）１００を装荷する場合、冷却水で満たされた燃料貯蔵プール内で行われる。その際、収納容器本体１０の内部の水を排水する必要がある。
【0068】
第５実施形態の貫通孔４０４は、収納容器本体１０の軸ｃ０の向きにウェブ部４０３を貫通している。そのため、貫通孔４０４が無い場合に比べて、収納容器本体１０からの排水時間を短縮することができる。
また、図９に示したような補強部材４０１の断面がＨ型の場合、ウェブ部４０３の中心は、収納容器水平落下時に受ける曲げ応力が低い位置であり、補強部材４０１の強度特性を著しく失うことは無い。そのため、ウェブ部４０３に貫通孔を設けることで、他の位置に貫通孔４０４を設けるよりも強度特性を向上できる。
また、図９に示したような補強部材４０１の断面がＨ型の場合、ウェブ部４０３の中心は、収納容器水平落下時に受ける曲げ応力が低い位置であり、補強部材４０１の強度特性を著しく失うことは無い。そのため、ウェブ部４０３に貫通孔を設けることで、他の位置に貫通孔４０４を設けるよりも強度特性を向上できる。
【0069】
＜＜第６実施形態＞＞
図１１に、第６実施形態に係る使用済み燃料収納容器１の上面視の模式横断面図を示す。
図１１を用いて、第６実施形態を説明する。
第６実施形態は、補強部材４０１がバスケットプレート２００に組み込まれた状態を示す。
図１１に、第６実施形態に係る使用済み燃料収納容器１の上面視の模式横断面図を示す。
図１１を用いて、第６実施形態を説明する。
第６実施形態は、補強部材４０１がバスケットプレート２００に組み込まれた状態を示す。
【0070】
ここで、補強部材４０１の端部４０１ｔは、収納容器本体１０の内面１０ｎに沿う形に加工されている。これにより、補強部材４０１が自身の軸方向（補強部材４０１の長手方向）に動くことを抑制できる。
【0071】
また、最外周に位置するバスケットプレート２０５は、バスケットプレート２０５を下方として使用済み燃料収納容器１が水平姿勢で落下した場合、燃料集合体１００の荷重をバスケットプレート２０５のみで受け持つため、強度上必要とする板厚とすることが望ましい。
【0072】
＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態では、様々な構成を説明したが、少なくとも一部を採用してもよい。例えば、説明した構成を、適宜を組み合わせて構成してもよい。
１．前記実施形態では、様々な構成を説明したが、少なくとも一部を採用してもよい。例えば、説明した構成を、適宜を組み合わせて構成してもよい。
【0073】
２．前記実施形態で説明した構成は、本発明の一例であり、特許請求の範囲で記載した範囲内でその他の様々な形態が可能である。
【符号の説明】
【0074】
１ 使用済み燃料収納容器
１０ 収納容器本体
１０ｎ 内壁面（内周面）
１１ 区画部
１２ バスケット
１６ 一次蓋
１００ 使用済み燃料集合体
２００ バスケットプレート
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ プレート
２０１ 水ギャップ
２０４ 収納容器本体の溝
３０１、３０２ バスケットプレートのスリット
３０３ａ バスケットプレートの切り込み（上側の切り込み）
３０３ｂ バスケットプレートの切り込み（下側の切り込み）
４０１ 補強部材
４０１ａ 位置決め板の突出部
４０１ｔ 補強部材の端部
４０２ 補強部材のフランジ部
４０３ 補強部材のウェブ部
４０４ 補強部材の貫通孔
ｃ０ 軸
１０ 収納容器本体
１０ｎ 内壁面（内周面）
１１ 区画部
１２ バスケット
１６ 一次蓋
１００ 使用済み燃料集合体
２００ バスケットプレート
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ プレート
２０１ 水ギャップ
２０４ 収納容器本体の溝
３０１、３０２ バスケットプレートのスリット
３０３ａ バスケットプレートの切り込み（上側の切り込み）
３０３ｂ バスケットプレートの切り込み（下側の切り込み）
４０１ 補強部材
４０１ａ 位置決め板の突出部
４０１ｔ 補強部材の端部
４０２ 補強部材のフランジ部
４０３ 補強部材のウェブ部
４０４ 補強部材の貫通孔
ｃ０ 軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】