特許 7603688 核燃料集合体を貯蔵および／または輸送するためのコストが削減された設計貯蔵デバイス

(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】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】核燃料集合体を貯蔵および／または輸送するためのコストが削減された設計貯蔵デバイス

(51)【国際特許分類】

   G21C 19/32 20060101AFI20241213BHJP

   G21F 5/012 20060101ALI20241213BHJP

   G21F 9/36 20060101ALI20241213BHJP

【ＦＩ】

G21C19/32 040

G21F5/012

G21F9/36 501H

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022533573

(86)(22)【出願日】2020-12-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-08

(86)【国際出願番号】 FR2020052337

(87)【国際公開番号】W WO2021116593

(87)【国際公開日】2021-06-17

【審査請求日】2023-11-14

(31)【優先権主張番号】1914132

(32)【優先日】2019-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】308021394

【氏名又は名称】オラノ・ニュークリア・パッケージズ・アンド・サービシズ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】マルセル・タルディー

(72)【発明者】

【氏名】ステファヌ・ナレ

【審査官】中尾 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－２８５４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０１０２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１０２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０１３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３６２８６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７７３１３３４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｃ １９／３２

Ｇ２１Ｆ ５／０１２

Ｇ２１Ｆ ９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

核燃料集合体（２）を輸送および／または貯蔵するための貯蔵デバイス（１）であって、前記貯蔵デバイスは、核燃料集合体を輸送および／または貯蔵するために容器（２００）のキャビティ内に収容されるように意図され、核燃料集合体（２）をそれぞれが受け入れるように意図されたＮ個の隣接し合うハウジング（４、４’）を含み、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジングのうちの少なくともいくつか（Ｎ）が、前記貯蔵デバイスの中心長手方向軸線（３）に対して平行である積み重ね方向（２０）に沿ってインターロックされ積み重ねられた、切欠部を有する平坦バー（１４ａ、１４ｂ）から作製される、貯蔵デバイス（１）において、
Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）を貫通する前記貯蔵デバイスの少なくとも１つの横断面内において、隣接し合う前記ハウジングのうちの少なくとも１つが内方ハウジング画成表面（１０）を有するか、またはＮ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの複数のハウジングのそれぞれが、内方ハウジング画成表面（１０）を有し、前記内方ハウジング画成表面（１０）は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）の第１の表面（１４ａ’）であって、前記第１の平坦バー（１４ａ）の前記第１の表面（１４ａ’）の対向側の第２の表面（１４ａ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ａ’）と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）の第１の表面（１４ｂ’）であって、前記第２の平坦バー（１４ｂ）の前記第１の表面（１４ｂ’）の対向側の第２の表面（１４ｂ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ｂ’）と
により部分的に形成されることを特徴とする、貯蔵デバイス（１）。

【請求項2】

Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のそれぞれを貫通する前記貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれにおいて、隣接し合う前記ハウジングのうちの少なくとも１つが、内方ハウジング画成表面（１０）を有するか、またはＮ個の隣接し合う前記ハウジングのうちの複数のハウジングのそれぞれが、内方ハウジング画成表面（１０）を有し、前記内方ハウジング画成表面（１０）は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）の第１の表面（１４ａ’）であって、前記第１の平坦バー（１４ａ）の前記第１の表面（１４ａ’）の対向側の第２の表面（１４ａ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ａ’）と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）の第１の表面（１４ｂ’）であって、前記第２の平坦バー（１４ｂ）の前記第１の表面（１４ｂ’）の対向側の第２の表面（１４ｂ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ｂ’）と
により部分的に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項3】

Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）は、周縁ハウジング（４’）および内方ハウジング（４）に区分されること、および
Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）を貫通する前記貯蔵デバイスの１つの横断面内において、またはＮ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のそれぞれを貫通する前記貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれの中において、前記周縁ハウジング（４’）の少なくとも５０％のそれぞれが、内方ハウジング画成表面（１０）を有し、前記内方ハウジング画成表面（１０）は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）の第１の表面（１４ａ’）であって、前記第１の平坦バー（１４ａ）の前記第１の表面（１４ａ’）の対向側の第２の表面（１４ａ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ａ’）と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）の第１の表面（１４ｂ’）であって、前記第２の平坦バー（１４ｂ）の前記第１の表面（１４ｂ’）の対向側の第２の表面（１４ｂ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ｂ’）と
により部分的に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項4】

Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）を貫通する前記貯蔵デバイスの１つの横断面内において、またはＮ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のそれぞれを貫通する前記貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれの中において、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジングの少なくとも５０％のそれぞれが、内方ハウジング画成表面（１０）を有し、前記内方ハウジング画成表面（１０）は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）の第１の表面（１４ａ’）であって、前記第１の平坦バー（１４ａ）の前記第１の表面（１４ａ’）の対向側の第２の表面（１４ａ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ａ’）と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）の第１の表面（１４ｂ’）であって、前記第２の平坦バー（１４ｂ）の前記第１の表面（１４ｂ’）の対向側の第２の表面（１４ｂ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ｂ’）と
により部分的に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項5】

Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）を貫通する前記貯蔵デバイスの１つの横断面内において、またはＮ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のそれぞれを貫通する前記貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれの中において、隣接し合う前記ハウジングのうちの少なくとも１つが、概ね正方形または矩形の断面を有する内方ハウジング画成表面（１０）を有するか、または、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジングのうちの複数のハウジングのそれぞれが、概ね正方形または矩形の断面を有する内方ハウジング画成表面（１０）を有し、前記内方ハウジング画成表面（１０）は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）の第１の表面（１４ａ’）であって、前記第１の平坦バー（１４ａ）の前記第１の表面（１４ａ’）の対向側の第２の表面（１４ａ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ａ’）と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）の第１の表面（１４ｂ’）であって、前記第２の平坦バー（１４ｂ）の前記第１の表面（１４ｂ’）の対向側の第２の表面（１４ｂ”）が、Ｎ個の隣接し合う前記ハウジング（４、４’）のうちの１つ以上の他のハウジングの前記内方ハウジング画成表面（１０）の形成に寄与する、第１の表面（１４ｂ’）と、
切欠部を有する２つの他の平坦バー（１４ａ、１４ｂ）と
により形成されることと、
前記第１の平坦バー（１４ａ）、前記第２の平坦バー（１４ｂ）、および前記２つの他の平坦バー（１４ａ、１４ｂ）が、概ね正方形または矩形の断面を有する前記内方ハウジング画成表面（１０）の４つの側部（１０ａ～１０ｄ）をそれぞれ形成することと
を特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項6】

切欠部を有する前記２つの他の平坦バー（１４ａ、１４ｂ）は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する２つの第１の平坦バー（１４ａ）、または
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する２つの第２の平坦バー（１４ｂ）、または
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）およびホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）
によりそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項５に記載の貯蔵デバイス。

【請求項7】

前記貯蔵デバイスの内部で積み重ねられインターロックされた切欠部を有する前記平坦バー（１４ａ、１４ｂ）は、好ましくは同一のホウ素含有量においてホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）、またはホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項8】

切欠部を有する少なくとも１つの第１の平坦バー（１４ａ）が、好ましくはホウ素を含むアルミニウム合金から単一ピースで作製されることを、および／または切欠部を有する少なくとも１つの第１の平坦バー（１４ａ）が、好ましくはアルミニウム合金材料上に施されたホウ素を含むコーティングを備えることを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項9】

切欠部を有する少なくとも１つの第２の平坦バー（１４ｂ）が、ホウ素を含まないアルミニウム合金から作製されることを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項10】

前記積み重ねられインターロックされた平坦バー（１４ａ、１４ｂ）は、隣接し合う前記ハウジング（４、４’）を分割するためのパーテーション（９、１１）を共に形成し、各パーテーションは、前記貯蔵デバイスの全高に沿ってまたは実質的に前記全高に沿って延在し、各パーテーションは、
切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）の積み重ねにより、または
切欠部を有する第２の平坦バー（１４ｂ）の積み重ねにより、または
切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）および第２の平坦バー（１４ｂ）の交互配置により、または
切欠部を有する第１の平坦バー（１４ａ）および第２の平坦バー（１４ｂ）の交互配置であって、好ましくは鋼から作製された構造要素（２４）が、前記第１の平坦バー（１４ａ）と前記第２の平坦バー（１４ｂ）との間にさらに配置される、第１の平坦バー（１４ａ）および第２の平坦バー（１４ｂ）により
形成されることを特徴とする、請求項１に記載の貯蔵デバイス。

【請求項11】

核燃料集合体を貯蔵および／または輸送するための容器（２００）であって、前記容器は、請求項１に記載の貯蔵デバイス（１）が収容されるキャビティ（２１０）を備える、容器（２００）。

【請求項12】

請求項１１に記載の容器（２００）と、前記容器（２００）の貯蔵デバイス（１）の隣接し合うハウジング（４、４’）内に配置された核燃料集合体（２）とを備える、輸送物（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、核燃料集合体の、好ましくは燃料が照射済みである使用済み集合体の、輸送および／または貯蔵の分野に関する。

【背景技術】

【0002】

貯蔵「バスケット」または貯蔵「ラック」としても知られるかかるデバイスは、核燃料集合体をそれぞれ受け入れることが可能な複数の隣接し合うハウジングを備える。

【0003】

容器のキャビティ内に収容されるように意図されたこの貯蔵デバイスは、３つの基本機能を同時に果たすことが可能となるように設計される。次に、これらの機能を簡単に説明する。

【0004】

第１に、これは、燃料集合体により放出させる熱を熱伝達する機能からなる。一般的に、アルミニウムまたはその合金のうちの１つが、良好な熱伝導性を理由として使用される。

【0005】

第２の機能は、中性子吸収と、貯蔵デバイスが燃料集合体で装填された場合に貯蔵デバイスを臨界未満に維持する問題とに関する。これは、ホウ素などの中性子吸収材を使用して実施される。

【0006】

最後に、第３の基本機能は、デバイスの機械強度に関する。デバイスの全体的な機械強度は、特にいわゆる「自由落下」試験に関して核物質の輸送／貯蔵のための規制上の安全要件に準拠しなければならない点を指摘しておく。

【0007】

先行技術からは、積み重ねられインターロックされた切欠部を有する構造アセンブリを使用して作製されるステージ同士を重畳することによりバスケットを形成することが知られている。これらのアセンブリは、さらに中性子吸収機能を果たすために、および求められる実効増倍率「ｋｅｆｆ」を達成するために、ある特定のホウ素濃度を有する同一のアルミニウムベース材料を使用して作製される。

【0008】

しかし、ホウ素を含む切欠部を有するかかる構造アセンブリの実施形態は、とりわけ高コストであることが判明しており、貯蔵デバイスの製造コスト全体に大きな影響を与える。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって、本発明の目的は、先行技術の実施形態に関連する上述の欠点を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

これを目的として、本発明は、核燃料集合体を輸送および／または貯蔵するための貯蔵デバイスに関する。この貯蔵デバイスは、核燃料集合体を輸送および／または貯蔵するために容器のキャビティ内に収容されるように意図され、核燃料集合体をそれぞれが受け入れるように意図されたＮ個の隣接し合うハウジングを含む。Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくともいくつかが、貯蔵デバイスの中心長手方向軸線に対して平行である積み重ね方向にインターロックされ積み重ねられた、切欠部を有する平坦バーを用いて作製される。

【0011】

本発明によれば、Ｎ個の隣接し合うハウジングを貫通する貯蔵デバイスの少なくとも１つの横断面内において、これらの隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ、好ましくはこれらのＮ個の隣接し合うハウジングのうちの複数のハウジングのそれぞれが、内方ハウジング画成表面を有し、この内方ハウジング画成表面は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バーの第１の表面であって、この第１の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バーの第１の表面であって、この第２の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と
により部分的に形成される。

【0012】

したがって、本発明の独自性は、特にホウ素を用いずに作製された切欠部を有する少なくとも１つの第２の平坦バーを提供することによる、核燃料集合体を受け入れるように意図された単一のハウジングを形成するこれらの平坦バーの不均質性に存する。この原理は、予期せぬ観測から得られたものである。実際に、製造コストは、ハウジングがホウ酸塩処理されていない平坦バーと、ある一定のホウ素含有量を有する他の平坦バーとを用いて作製された場合には、すべての平坦バーが前記一定のホウ素含有量未満の含有量にてホウ素を含む、同一の実効倍増率をもたらす従来の解決策と比較すると大幅に削減されることが判明している。換言すれば、本発明は、ホウ酸塩処理されていない平坦バーと、先行技術の均等な性能を有する解決策において提供される均質な含有量を上回るホウ素含有量を有するホウ酸塩処理された平坦バーとを連携させることを可能にする。

【0013】

有利には、この原理は、臨界に関して高い性能を有する貯蔵デバイスでありながら、貯蔵デバイスの作製コストを削減することを助ける。

【0014】

また、本発明は、以下のオプションの特徴のうちの少なくとも任意の１つを単独においてまたは組合せにおいて提供する。

【0015】

好ましくは、Ｎ個の隣接し合うハウジングのそれぞれを貫通する貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれと、これらの隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ、好ましくはこれらのＮ個の隣接し合うハウジングのうちの複数のハウジングのそれぞれが、内方ハウジング画成表面を有し、この内方ハウジング画成表面は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バーの第１の表面であって、この第１の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バーの第１の表面であって、この第２の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と
により部分的に形成される。

【0016】

さらに好ましくは、この特徴は、貯蔵デバイスのすべての横断面においてまたは実質的にすべてのこれらの平面において観察される。

【0017】

好ましくは、Ｎ個の隣接し合うハウジングは、周縁ハウジングおよび内方ハウジングに区分される。Ｎ個の隣接し合うハウジングを貫通する貯蔵デバイスの１つの横断面内において、またはＮ個の隣接し合うハウジングのそれぞれを貫通する貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれにおいて、周縁ハウジングの少なくとも５０％のそれぞれが、内方ハウジング画成表面を有し、この内方ハウジング画成表面は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バーの第１の表面であって、この第１の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バーの第１の表面であって、この第２の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と
により部分的に形成される。

【0018】

好ましくは、Ｎ個の隣接し合うハウジングを貫通する貯蔵デバイスの１つの横断面内において、またはＮ個の隣接し合うハウジングのそれぞれを貫通する貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれの中において、Ｎ個の隣接し合うハウジングの少なくとも５０％のそれぞれが、内方ハウジング画成表面を有し、内方ハウジング画成表面は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バーの第１の表面であって、この第１の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バーの第１の表面であって、この第２の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と
により部分的に形成される。

【0019】

好ましくは、Ｎ個の隣接し合うハウジングを貫通する貯蔵デバイスの１つの横断面内において、またはＮ個の隣接し合うハウジングのそれぞれを貫通する貯蔵デバイスの複数の横断面のそれぞれの中において、これらの隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ、好ましくはこれらのＮ個の隣接し合うハウジングのうちの複数のハウジングのそれぞれが、概ね正方形または矩形の断面を有する内方ハウジング画成表面を有し、この内方ハウジング画成表面は、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バーの第１の表面であって、この第１の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バーの第１の表面であって、この第２の平坦バーの第１の表面の対向側の第２の表面が、Ｎ個の隣接し合うハウジングのうちの少なくとも１つ以上の他のハウジングの内方ハウジング画成表面の形成に寄与する、第１の表面と、
切欠部を有する２つの他の平坦バーと
により形成される。

【0020】

さらに、第１の平坦バー、第２の平坦バー、および２つの他の平坦バーが、概ね正方形または矩形の断面を有する内方ハウジング画成表面の４つの側部をそれぞれ形成する。

【0021】

好ましくは、切欠部を有する前記２つの他の平坦バーは、
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する２つの第１の平坦バー、
ホウ素を用いずに作製された切欠部を有する２つの第２の平坦バー、または
ホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バーおよびホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バー
によりそれぞれ形成される。

【0022】

好ましくは、貯蔵デバイスの内部で積み重ねられインターロックされた切欠部を有する平坦バーは、好ましくは同一のホウ素含有量においてホウ素を用いて作製された切欠部を有する第１の平坦バー、またはホウ素を用いずに作製された切欠部を有する第２の平坦バーのいずれかである。

【0023】

好ましくは、切欠部を有する少なくとも１つの第１の平坦バーが、好ましくはホウ素を含むアルミニウム合金から単一ピースで作製されることを、および／または切欠部を有する少なくとも１つの第１の平坦バーが、好ましくはアルミニウム合金材料上に施されたホウ素を含むコーティングを備える。

【0024】

好ましくは、切欠部を有する少なくとも１つの第２の平坦バーが、ホウ素を含まないアルミニウム合金から作製される。

【0025】

好ましくは、積み重ねられインターロックされた平坦バーは、隣接し合うハウジングを画定するパーテーションを共に形成し、各パーテーションは、貯蔵デバイスの全高に沿ってまたは実質的にこの全高に沿って延在し、各パーテーションは、
切欠部を有する第１の平坦バーの積み重ねにより、
切欠部を有する第２の平坦バーの積み重ねにより、
切欠部を有する第１の平坦バーおよび第２の平坦バーの交互配置により、または
切欠部を有する第１の平坦バーおよび第２の平坦バーの交互配置であって、好ましくは鋼から作製された構造要素が、これらの第１の平坦バーと第２の平坦バーとの間にさらに配置される、第１の平坦バーおよび第２の平坦バーにより
形成される。

【0026】

これに関して、第１の平坦バー同士のホウ素総含有量が同一のパーテーション内において一定に留まることが好ましい場合であっても、それぞれが異なるホウ素含有量を有する切欠部を有する第１の平坦バー同士を、この同一のパーテーション内に設けることが可能となる。さらにより好ましくは、これらの第１の平坦バーのホウ素総含有量は、貯蔵デバイス全体の中で一定に留まる。

【0027】

また、本発明は、核燃料集合体を貯蔵および／または輸送するための容器に関する。この容器は、上述の貯蔵デバイスが中に収容されるキャビティを備える。

【0028】

また、本発明は、かかる容器と、この容器の貯蔵デバイスの隣接し合うハウジング内に配置された核燃料集合体とを備える、輸送物に関する。

【0029】

本発明のさらなる利点および特徴が、以下の非限定的な詳細な説明において明らかにされる。

【0030】

この説明は、添付の図面を参照とする。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】特に核燃料集合体を貯蔵および／または輸送するための貯蔵デバイスを備える、本発明による輸送物の概略断面図である。

【図2】本発明の好ましい第１の実施形態による貯蔵デバイスの部分斜視図である。

【図3】図２の横断面Ｐに沿った部分断面図である。

【図4】図２および図３に示す貯蔵デバイスの一部の斜視図である。

【図5】図３に示す部分断面図の部分拡大図である。

【図6】本発明の好ましい第２の実施形態の形態における貯蔵デバイスが提示された、図２の部分斜視図と同様の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１を参照すると、照射済み核燃料集合体２を貯蔵および／または輸送するための容器２００を備える輸送物１００が示される。この容器２００は本体２０２を有し、本体２０２は、側部本体２０４、底部２０６、および取外し可能な蓋２０８により形成される。底部２０６および蓋２０８は、容器の中心長手方向軸線３に沿って相互に離間され、側部本体２０４は、この中心長手方向軸線３を中心として延在する。

【0033】

容器２００は、その本体内部にキャビティ２１０を画成し、本説明において以降で「バスケット」と呼ばれることになる貯蔵デバイス１は、このキャビティ２１０内に収容される。以降において詳述するように、バスケット１は、核燃料集合体２のうちの１つを受け入れるようにそれぞれが意図された複数の隣接し合うハウジングを備える。バスケット１が容器２００のキャビティ２１０内に収容され、核燃料集合体２がバスケット１の隣接し合うハウジング内に配置された場合に、この輸送物１００は「装填された」と呼ばれる。

【0034】

参考までに、この容器は、容器の軸方向端部に衝撃吸収カバー２１２を有することが可能であり、これらのカバー２１２はそれぞれ、この容器の本体２０２の蓋２０８および底部２０６を覆う点を指摘しておく。

【0035】

本発明の特殊性は、照射済み核燃料集合体を輸送および／または貯蔵するためのバスケット１の設計にあり、次にまず図２および図３を参照としてこれを説明する。

【0036】

図２および図３に示すように、バスケット１は、軸線３に対して平行に配設された複数の隣接し合うハウジング４、４’を備える。さらにこの軸線３は、バスケットの中心長手方向軸線に対応する。

【0037】

この場合においては、隣接し合うハウジングの個数Ｎは、６９個であるが、この個数は、例えば１０～１００の間のいずれかであるなどにより、異なる個数であることが可能であることが明らかである。

【0038】

ハウジング４、４’はそれぞれ、正方形断面を有する少なくとも１つの燃料集合体２を、および好ましくは１つのみの燃料集合体２を受け入れることが可能である。したがって、ハウジング４、４’は、概ね正方形または矩形の形状の横断面を有する内方ハウジング画成表面１０を有する。「内方ハウジング画成表面１０」という用語は、燃料集合体２（図３では２つの燃料集合体２が示される）の外方表面に直接的に対面して配置されるバスケット要素の表面を示す。

【0039】

したがって、ハウジング４、４’は、相互に並置されるように設けられる。ハウジング４、４’は、複数の相互に平行な第１の分割パーテーション９と、第１のパーテーション９に対して垂直である複数の相互に平行な第２の分割パーテーション１１とにより作製される。

【0040】

第１のパーテーション９および第２のパーテーション１１は、軸線３に対していずれも平行である。図２および図３に示す実施形態では、８個の第１のパーテーション９および８個の第２のパーテーション１１が設けられる。これらのパーテーション９、１１は、４個の周縁パーテーション１３と周縁ハウジング４’をそれぞれが形成する４個のチューブ１５とによって完全なものとなる。これに関して、Ｎ個の隣接し合うハウジングは、Ｎ１個の周縁ハウジング４’と、Ｎ２個の内方ハウジング４とに区分される点を指摘しておく。ここでは、Ｎ個の隣接し合うハウジングは、２４個の周縁ハウジング４’と４５個の内方ハウジング４とからなる。「周縁ハウジング」という用語は、バスケット１の仮想周縁ラインにより横切られる、および内方ハウジング４を囲む閉鎖周縁列のハウジング４’を画成するハウジングを示す。したがって、Ｎ１個の周縁ハウジング４’は、ここでは５個のハウジング４’の４個の周縁セグメントと、前記周縁セグメントの端部同士の間に配置されたチューブ１５のうちの１つによりそれぞれが画成される４個のハウジング４’とに区分される。

【0041】

第１の分割パーテーション９および第２の分割パーテーション１１は、軸線３に沿って積み重ねられインターロックされた平坦バー１４ａ、１４ｂを使用して作製される。より具体的には、切欠部を有するこれらの平坦バーをこのように積み重ねることにより、Ｎ２個の内方ハウジング４のすべてを画成することが可能となり、さらにチューブ１５により画成される周縁ハウジング４’を除き、周縁ハウジング４’の画成にも部分的に寄与する。

【0042】

バスケット１の平坦バー１４ａ、１４ｂのうちのいくつかのみを示す図４において示されるように、これらの平坦バー１４ａ、１４ｂのそれぞれが、その底部エッジおよび頂部エッジに切欠部１６を有する。この場合に、平坦バー１４ａ、１４ｂのこれらの切欠部１６は、対として協働することによりいわゆる「マトリクス」構造部を形成し、平坦バー１４ａ、１４ｂは、直交方向において積み重ねられインターロックされる。

【0043】

好ましいこの第１の実施形態では、平坦バー１４ａ、１４ｂを積み重ねインターロックすることにより得られる各パーテーション９、１１は、好ましくは一連の複数の第１の平坦バー１４ａにより、または一連の複数の第２の平坦バー１４ｂにより形成される。この場合に、かように形成された各パーテーションは、バスケット１の全高に沿って延在し、バスケット１の全高方向は、実質的にこの全高に沿って軸線３に対して平行である。横断方向においては、各分割パーテーション９、１１は、やはりバスケット１の全幅に沿って局所的に延在し、これは、これらのパーテーションを形成する各平坦バー１４ａ、１４ｂに関しても当てはまる。したがって、第１の平坦バー１４ａおよび第２の平坦バー１４ｂは、軸線３に対して平行な、バスケット１の高さ方向に対応する積み重ね方向２０に沿って積み重ねられる。好ましくは、すべての第１の平坦バー１４ａは、すべての第２の平坦バー１４ｂが第１の平坦バーとは異なる単一材料から作製されるのと同様に、単一の材料から作製される。

【0044】

第１の平坦バー１４ａの場合に、これらのバー１４ａはホウ素を含む。好ましくは、第１の平坦バー１４ａは、ホウ素を含むアルミニウム合金からなる単一ピースから作製される。この場合に、ホウ素は、平坦バー１４ａ内に均質的に分散され得るか、または不均質に分散され得る。この合金中のホウ素含有量は、例えば求められる実効増倍率「Ｋｅｆｆ」、第１の平坦バー１４ａの個数と第２の平坦バー１４ｂの個数との間の比率、バスケット内部における第１の平坦バー１４ａの位置等の複数の基準に従って適合化される。示唆的な例としては、ホウ素質量含有量は、合金中において１６％以上を達成することが可能であるが、この数値は数パーセントだけ低下させることもまた可能である。

【0045】

代替的には、単一ピースであるのではなく、各第１の平坦バー１４ａが、ホウ素を含む表面コーティングを備える単一ピース平坦バーであることが可能である。このシナリオでは、単一ピース平坦バーは、アルミニウム合金から作製されることが可能であり、このコーティングは、例えば炭化ホウ素粒子の高温スパッタリングまたは低温スパッタリングなどの任意の既知の技術により堆積することが可能である。

【0046】

好ましくは、ホウ素含有量は、バスケット１の第１の平坦バー１４ａのすべてについて同一または実質的に同一である。

【0047】

第２の平坦バー１４ｂの場合に、これらのバー１４ｂはホウ素を含まない。さらに、第２の平坦バー１４ｂは、いかなる他の中性子吸収元素をも含まず、すなわち中性子吸収元素から免れている。「中性子吸収元素」という用語は、熱中性子に関して１００バーン超の有効断面積を有する元素を示す。示唆的な例としては、第２の平坦バー１４ｂは、ホウ素、ガドリニウム、ハフニウム、カドミウム、インジウム等を含まないアルミニウム合金からなる。

【0048】

第２の平坦バー１４ｂに関して、これらのバー１４ｂは、好ましくはアルミニウム合金から作製されるが、したがってホウ素を含まない。

【0049】

これに関して、「平坦バー」は、平坦状の全体形状の要素を示し、その要素の両表面間における厚さは、厚さ方向に対して直交方向かつ相互に直交方向である２つの他の方向における各寸法よりも小さい寸法である点を指摘しておく。さらに、各平坦バーごとに、平坦バーは、単一の平坦要素からまたは厚さ方向における複数の平坦要素のオーバーレイからなるものであってもよい。別の代替例によれば、平坦バーは、相補的断面の平坦バーを収容するチューブ状要素からなるものが可能である。好ましくは、各平坦バーが、切欠部を形成する中空ゾーン以外において中実または実質的に中実である。

【0050】

本発明の特殊性のうちの１つは、バスケット１のパーテーション９、１１のそれぞれを作製するために、第１の平坦バー１４ａと第２の平坦バー１４ｂとの間で賢明な選択を行う点にある。通則的に、ホウ素を含む第１の平坦バー１４ａから作製されるパーテーションの密度は、バスケットの周縁部よりも中心部において、より高い。また、いくつかの内方ハウジング４および周縁ハウジング４’は、ホウ素を含む第１の平坦バー１４ａとホウ素を含まない第２の平坦バー１４ｂとを組み合わせることにより作製される。

【0051】

さらに具体的には、図５の切断面Ｐなどのバスケット１の少なくとも１つの横断面において、および好ましくはバスケット１のこれらのすべての横断面または実質的にこれらのすべての横断面において、Ｎ２個の内方ハウジング４のうちの少なくとも１つの内方ハウジング画成表面１０は、第１の平坦バー１４ａおよび第２の平坦バー１４ｂにより部分的に形成される。

【0052】

この設計をより具体的に説明するために、図５のハウジング４を参照とする。ここでは、燃料集合体２が示されている。このハウジング４に関して、バスケットの横断面内において、内方ハウジング画成表面１０は、第２の平坦バー１４ｂおよび３個の平坦バー１４ａによりそれぞれ形成された４個の側部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによって形成される。

【0053】

さらに具体的には、やはり横断面において、内方ハウジング画成表面１０の第１の側部１０ａは、第２の平坦バー１４ｂの第１の表面１４ｂ’により作製される。第１の表面１４ｂ’の対向側の前記第２の平坦バー１４ｂの第２の表面１４ｂ”は、バスケットの１つ以上の他の隣接し合うハウジング４、４’の内方ハウジング画成表面１０の形成にも寄与する点に留意されたい。同様に、内方ハウジング画成表面１０の第２の側部１０ｂ、第３の側部１０ｃ、および第４の側部１０ｄは、３個の第１の平坦バー１４ａの第１の表面１４ａ’によりそれぞれ作製される。また、第１の表面１４ａ’の対向側のこれらの第１の平坦バー１４ａのそれぞれの第２の表面１４ａ”は、バスケットの１つ以上の他の隣接し合うハウジング４、４’の内方ハウジング画成表面１０の形成にも寄与する。

【0054】

したがって、バスケット１の中心付近または中心上に配置されたいくつかのハウジング４が、第１の平坦バー１４ａのみから作製されることが可能であるとしても、より周縁部の付近に位置するハウジング４は、第１の平坦バー１４ａから作製された１つ以上のパーテーションと、第２の平坦バー１４ｂから作製された１つ以上のパーテーションとの組合せの結果として得ることが可能である。

【0055】

したがって、図５の装填されたハウジング４の例においては、ハウジング４は、ホウ素を含まない第２の平坦バー１４ｂから作製された単一の分割パーテーション９と、ホウ素を含む第１の平坦バー１４ａから作製された３個の分割パーテーション９、１１とからなる。代替的には、種々のタイプのパーテーションの組合せから結果的に得られるこれらの内方ハウジング４に関して、内方ハウジング４は、ホウ素を含まない第２の平坦バー１４ｂから作製された２つの分割パーテーション９、１１と、ホウ素を含む第１の平坦バー１４ａから作製された２つの分割パーテーション９、１１とからなることが可能である。この後者の場合に、同一タイプのパーテーションが、対として直に連続し直交することが、または対として平行であることが可能である。

【0056】

上記から分かるように、図３および図５の横断面などの横断面内において、複数のハウジング４、４’の内方画成表面１０は、平坦バー１４ａ、１４ｂの関連する表面１４ａ’、１４ａ”、１４ｂ’、１４ｂ”にそれぞれ対応する４個のラインセグメント１０ａ～１０ｄの形態をとる。

【0057】

好ましくは、異なるタイプの分割パーテーション９、１１を組み合わせることは、バスケットのＮ個のハウジング４、４’の少なくとも５０％と、周縁ハウジング４’の少なくとも５０％とに関する。さらに、これらのハウジング４’のうちのいくつかが、例えばアルミニウム合金から作製された周縁パーテーション１３によっても閉じられる点を指摘しておく。

【0058】

一部がホウ素を含み他のものがホウ素を含まない分割パーテーション９、１１のこのような組合せにより、製造コストが削減されるとともに、臨界未満の維持に関して高い性能が実現される。

【0059】

本発明の一般原理に依然として準拠する、図６に示す第２の実施形態によれば、分割パーテーションは、かならずしもすべてが同一タイプの平坦バー１４ａ、１４ｂを用いて作製される必要がない。実際に、これらの分割パーテーション９、１１のうちの少なくともいくつかが、積み重ね方向２０に沿って第１の平坦バー１４ａおよび第２の平坦バー１４ｂを交互配置することによって作製される。この場合では、構造要素２４が、図６に示すように２つの直に連続する平坦バー１４ａ、１４ｂ間の積み重ねに導入され得る。好ましくは鋼から作製されるこれらの構造要素２４は、平坦バー１４ａ、１４ｂの切欠部１６に挿入されるバーの形態をとることが可能である。

【0060】

当然ながら、当業者は、もっぱら非限定的な例として上述した貯蔵デバイス１に対して様々な修正を加えることが可能である。

【符号の説明】

【0061】

１ 貯蔵デバイス、バスケット
２ 核燃料集合体
３ 中心長手方向軸線
４ 内方ハウジング
４’ 周縁ハウジング
９ 第１の分割パーテーション
１０ 内方ハウジング画成表面
１０ａ 第１の側部、ラインセグメント
１０ｂ 第２の側部、ラインセグメント
１０ｃ 第３の側部、ラインセグメント
１０ｄ 第４の側部、ラインセグメント
１１ 第２の分割パーテーション
１３ 周縁パーテーション
１４ａ 第１の平坦バー
１４ａ’ 第１の表面
１４ａ” 第２の表面
１４ｂ 第２の平坦バー
１４ｂ’ 第１の表面
１４ｂ” 第２の表面
１５ チューブ
１６ 切欠部
２０ 積み重ね方向
２４ 構造要素
１００ 輸送物
２００ 容器
２０２ 本体
２０４ 側部本体
２０６ 底部
２０８ 蓋
２１０ キャビティ
２１２ 衝撃吸収カバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】