JP2000266878A - 燃料集合体輸送用セパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃料集合体輸送用セパレータにおいて、機械に
よる半自動の取扱いに必要な外枠の剛性を有し、かつ金
属製セパレータに比して、製造性が良く低価格で、燃料
棒の摩耗、損傷の可能性の少ない、高温環境下で使用可
能な構造を提供する。 【解決手段】セパレータ７はコ字形の金属製外枠１０
３、耐熱性樹脂製ベース１０２、耐熱性樹脂製板ばね１
０１を有し、金属製外枠と耐熱性樹脂製ベースは断面形
状がコ字形をした金属製保持部材１０４を、ベース１０
２と外枠１０３の底板１０３ａの両側部に１つづつ、各
側部を上下から挟み込むように嵌め込み、底板１０３ａ
と金属製保持部材１０４はスポット溶接１１０で接合す
ることにより固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉で
使用される燃料集合体の輸送時及び取扱い時に使用する
燃料集合体輸送用セパレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉で使用される燃料集合体
の輸送時及び取扱い時には、燃料集合体にセパレータを
装着することにより振動を緩衝し、燃料棒、スペーサの
ループ状ばね等が損傷することを防いでいる。セパレー
タは複数枚の板ばねをコの字型の外枠の内側に並置して
装着したものであり、板ばねが燃料棒間に挿入されるこ
とによって、燃料棒の振動を板ばねの反力で吸収するも
のである。セパレータが装着された状態の燃料集合体
は、ホルダと呼ばれる輸送用の箱状構造物に横置きに収
納され、燃料輸送用容器に入れられて輸送される。この
とき、ホルダ内の緩衝材の上にセパレータが装着された
部位を乗せて、スペーサ等に直接加重がかからない状態
で輸送される。

【０００３】上記板ばねは、適度な弾性を持つ板に、リ
ブ構造もしくは波状構造が備えられている。このリブ構
造、波状構造はその高さが燃料棒間隔より若干大きく、
板ばねは、リブ構造等の部分が燃料棒に押さればね板が
湾曲することによって燃料棒を適度に保持し、振動を緩
衝する。

【０００４】現在使用されているウラン燃料集合体用の
セパレータの素材としては、ポリエチレンのような非耐
熱性樹脂材が用いられている。

【０００５】ＭＯＸ燃料集合体の輸送時及び取扱い時に
おいては、ＭＯＸ燃料棒が発熱するために、耐熱性の観
点から非耐熱性樹脂製のセパレータは使用できない。Ｍ
ＯＸ燃料集合体の場合、燃料棒表面温度が約150℃とな
るため、このような高温においても、使用が可能なセパ
レータとして、以下に挙げるような従来技術が提案され
ている。

【０００６】高温環境下で使用可能なセパレータの第１
の従来技術としては、特開平８−２０１５７４号公報に
記載のものがあり、温度による機械的特性の変化の少な
い耐熱性に優れた金属材料を用いたセパレータが提案さ
れている。

【０００７】高温環境下で使用可能なセパレータの第２
の従来技術としては、例えば、特開平４−５４４９０号
公報に記載のものがあり、少なくとも板ばねの芯部材は
金属製として高温におけるばね反力を保持し、少なくと
も燃料棒に接する部位に耐熱性樹脂材を用いて、輸送時
及び取扱い時の振動等による摩耗、損傷の可能性を少な
くしたセパレータが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】現在ウラン燃料集合体
で用いられている非耐熱性樹脂製セパレータは、射出成
型により成型され、製造性が良くコストも低いが、上述
のように耐熱性の観点からＭＯＸ燃料集合体には適用不
可能である。また、非耐熱性樹脂材に替えて、上述のよ
うな高温環境下でも十分健全性を保つことのできる、ポ
リアミドイミド、ポリフェニルサルホン等の耐熱性樹脂
材を使用する場合でも、ＭＯＸ燃料集合体に適用される
セパレータは、機械を用いて半自動の取扱いがなされる
ため、その時に要求される外枠の剛性が得られない可能
性がある。

【０００９】特開平８−２０１５７４号公報に記載のよ
うな、現在ＭＯＸ燃料集合体に適用が検討されている金
属製セパレータは、耐熱性に優れ、上記の半自動取扱い
にて要求される外枠の剛性を確保できるが、燃料棒との
接触部位が金属同士の接触となり、輸送時及び取扱い時
の振動等による燃料棒の摩耗、損傷を防ぐため高度な振
動管理が必要となる。また、金属セパレータは多くの部
品をプレス加工した後溶接等により完成品に組み立てら
れるが、上記樹脂材を用いた射出成型加工に比べて製造
コストが大幅に高くなる。

【００１０】振動による燃料棒の摩耗、損傷を防ぐ観点
からは、特開平４−５４４９０号公報に記載のような、
板ばねの少なくとも心材は金属とし、少なくとも燃料棒
に接する部位には耐熱性樹脂材を用いたセパレータが検
討されているが、依然として、構造は複雑で工程数も多
く高価である。

【００１１】本発明の目的は、機械による半自動の取扱
いに必要な外枠の剛性を有し、かつ金属製セパレータに
比して、製造性が良く低価格で、燃料棒の摩耗、損傷の
可能性の少ない、高温環境下で使用可能な燃料集合体輸
送用セパレータを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、コ字形の外枠の内側に板ばねを板
厚方向に並列して所定枚数配置した燃料集合体輸送用セ
パレータにおいて、前記コ字形の外枠を金属製とし、前
記板ばねを耐熱樹脂製とし、前記板ばねが装着される耐
熱樹脂製の板状のベースと、この耐熱樹脂製のベースを
前記コ字形の金属製外枠の底板上に一体的に組み合わせ
る保持手段とを設けたものとする。

【００１３】コ字形の外枠を金属製とすることにより、
機械を用いた半自動の取扱いに十分な剛性が得られる。
また、コ字形の金属製外枠の内側に耐熱性樹脂製の板ば
ねを耐熱性樹脂製のベースに装着した上で一体化するこ
とにより、セパレータの燃料棒との接触部位は耐熱性樹
脂材となり、燃料棒の振動による摩耗、損傷の可能性が
低減する。更に、ベース及び板ばねを耐熱性樹脂製とす
ることにより、射出成型により安価に製造できる。

【００１４】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記保持手段は、前記耐熱樹脂製のベースと前記金属製
外枠の底板の両側部を挟み込むように嵌め込まれる金属
製保持手段であり、前記金属製外枠の底板と金属製保持
手段とを接合することで、金属製外枠と耐熱性樹脂製の
ベースを一体化する。

【００１５】このように溶接等で比較的容易に接合でき
る金属同士により保持手段と外枠の底板を接合し、直接
接合することの難しい、金属部材（外枠の底板）と樹脂
部材（ベース）の接合を、金属製保持手段を用いて間接
的に固定したことにより、信頼性が高く、工程、部品数
とも比較的少数となり、安価な構造を提供できる。

【００１６】（３）また、上記（２）において、好まし
くは、前記金属製保持手段は、横断面形状がコ字形をし
た２つの金属製保持部材であり、これら２つの保持部材
が前記耐熱樹脂製のベースと前記コ字形の金属製外枠の
底板の各側部を挟み込むように別々に嵌め込まれてい
る。

【００１７】これにより上記（２）で述べた作用を実現
する金属製保持手段の具体的構造が提供される。

【００１８】（４）更に、上記（２）において、好まし
くは、前記金属製保持手段は、横断面形状がコ字形をし
た両側部を持つ単一の金属製保持部材であり、この金属
製保持部材が前記コ字形をした両側部で前記耐熱樹脂製
のベースと前記金属製外枠の底板の両側部を挟み込むよ
うに嵌め込まれている。

【００１９】これにより上記（２）で述べた作用を実現
する金属製保持手段の具体的構造が提供されるととも
に、金属製保持手段を単一の金属製保持部材で構成する
ことにより、金属製外枠と耐熱性樹脂製ベースの一体化
がより確実なものとなり、信頼性を向上することができ
る。

【００２０】（５）上記（４）において、好ましくは、
前記金属製のコ字形外枠の両側板の根元部に、前記金属
製保持部材を長手方向に挿通させるための溝を設ける。

【００２１】これにより上記（４）のように金属製保持
手段を単一の金属製保持部材で構成した場合であって
も、その金属製保持部材を金属製外枠に対して長手方向
に挿入できるようになり、製造性をより向上することが
できる。

【００２２】（６）また、上記（２）〜（５）におい
て、好ましくは、前記耐熱性樹脂製のベースの燃料棒側
の面は、前記金属製保持手段の燃料棒側の面よりも突出
させる。

【００２３】これにより燃料棒に金属材が確実に接触し
ない構造とすることができ、燃料棒の振動による摩耗、
損傷をより確実に避けることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００２５】本発明の第１の実施形態を図１〜図６によ
り説明する。

【００２６】図１は本発明の第１の実施形態による燃料
集合体輸送用セパレータを示す図であり、図１（ａ）は
セパレータの平面図、図１（ｂ）はセパレータの正面
図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【００２７】図１（ａ）及び（ｂ）において、符号７で
示される本実施形態の燃料集合体輸送用セパレータはそ
の基本構成として９枚の板ばね１０１とコ字形外枠１０
３とを有し、９枚の板ばね１０１はコ字形の外枠１０３
の内側に板厚方向に並列して配置されている。また、各
板ばね１０１には、桁足と呼ばれる凸部１０１ａ、１０
１ｂが、板の長手方向全長に渡って、片面の中心に１つ
（凸部１０１ａ）、もう一方の片面の端部に近い場所に
対称に２つ（凸部１０１ｂ）設けられている。板ばね１
０１のうち、中心部の３枚の板ばね１０１ｂは、燃料集
合体に挿入時に水ロッドに干渉しないように、他の６枚
の板ばね１０１ａに比べて短くなっている。

【００２８】図２はＭＯＸ燃料集合体と本実施形態の燃
料集合体輸送用セパレータ７の使用状況を示す図であ
る。

【００２９】図２において、ＭＯＸ燃料集合体１は、８
行８列（以下適宜、８×８のように示す）の正方格子状
に配列され内部にＭＯＸ燃料ペレット（図示せず）を充
填した６０本の燃料棒２と、燃料集合体１の横断面中央
に位置する水ロッド３（図３及び図４参照）と、これら
燃料棒２及び水ロッド３の相互の径方向間隔を保持する
よう上下方向に隔てて複数個配置された燃料スペーサ４
と、燃料棒２及び水ロッド３からなる燃料バンドルの上
端部及び下端部をそれぞれ保持する上部タイプレート５
及び下部タイプレート６とを備えている。

【００３０】燃料集合体輸送用セパレータ７は、隣り合
う燃料スペーサ４の間に、正方格子の側面を覆うように
四方から挿入されている。

【００３１】ＭＯＸ燃料集合体１にセパレータ７を使用
する効果につて図３〜図６により説明する。

【００３２】図３はＭＯＸ燃料集合体１の燃料スペーサ
４における横断面図（図２中III−III線断面図）であ
る。燃料スペーサ４中には、８×８正方格子状に円筒部
材のセル８が接合されており、各セル８には燃料棒２の
径方向の位置を支持するためのセルストップ９が設けら
れており、隣接するセル８との接合部のうち、一ヶ所に
おいて隣接するセル８同志をまたぐ形でループ状ばね１
０の反力を受けて、セルストップ９に押しつけられ、セ
ル８の中央に燃料棒２が固定される。

【００３３】燃料集合体を例えば加工工場から原子力発
電所まで輸送する際には、輸送時及び取扱い時の振動及
び衝撃により、燃料棒径方向にループ状ばね１０が繰り
返し変形して疲労損傷したり、過度の圧縮力を受けて塑
性変形を生ずる可能性があり、そのままでは燃料集合体
の健全性を保証できない。

【００３４】そこで、輸送時及び取扱い時の燃料棒径方
向に働く外力に対して、ループ状ばね１０の支持力を補
助し、ループ状ばね１０の変形を小さく抑えるようにす
るために、図４に示すように、燃料集合体輸送用セパレ
ータ７を燃料集合体の側面に装着し、燃料棒２の間に板
ばね１０１を挿入させる。

【００３５】図４は燃料集合体１にセパレータ７が挿入
された様子を示す横断面図（図２中VI−VI線断面図）で
ある。

【００３６】図４において、板ばね１０１のうちの中心
部の３枚は、前述したように、燃料集合体１に挿入時に
板ばね１０１が水ロッド３に干渉しないように、他の６
枚の板ばね１０１に比べて短くなっている。図１の燃料
集合体に装着前の板ばね１０１の両面の凸部１０１ａ，
１０１ｂ間の高さｄ２は燃料棒２の間隔ｄ１より大きく
され（ｄ１＜ｄ２）、装着時に各板ばね１０１は、図５
で示すように弓形に湾曲して反力を持ち、板ばね反力の
ばね定数をｋ１とすると、ｋ１×（ｄ２ーｄ１）だけの
圧縮応力を燃料棒１０１に及ぼして適度に燃料棒を保持
する。図５は図４中V−V線断面図である。

【００３７】このようにループ状ばね１０が燃料棒２か
ら外力を受けて圧縮変形をするときに、外力を伝える燃
料棒２に接触する２枚の板ばね１０１が抵抗力として働
くため、圧縮変形を小さく抑えることができる。

【００３８】また、本実施形態のセパレータ７は、コ字
形の外枠１０３に面する最外部にも板ばね１０１が設け
られ、ＭＯＸ燃料集合体１の最外周の燃料棒２も２枚の
板ばね１０１により保護され、確実に燃料棒２の損傷を
防ぐことができる。更に、最外周の燃料棒配列の両端位
置にも板ばね１０１が存在することにより、最外周燃料
棒間の寸法公差も無理なく吸収できる構造となってい
る。

【００３９】このセパレータ７が装着された燃料集合体
１は、燃料ホルダ内に横置きされた状態で輸送される。
その状態を模式的に図６に示す。ここで、スペーサ４の
前後にセパレータ７がそれぞれ上下左右から合計４個挿
入された状態で、セパレータ７がホルダ内緩衝材８の上
に乗せられ、スペーサ４に荷重がかからない状態で輸送
され、輸送中の燃料集合体の健全性を保持する。燃料集
合体輸送用セパレータ７の外部の幅ｗ６は燃料スペーサ
４の外部の幅ｗ５より大きく作られ、これにより輸送時
にＭＯＸ燃料集合体１を横置きにしたときに、燃料スペ
ーサ４が確実に接地することがなく、振動が直接スペー
サに伝わらないようにしてスペーサを保護している。

【００４０】図１に戻り、本実施形態の燃料集合体輸送
用セパレータ７の詳細構造を説明する。セパレータ７
は、９枚の板ばね１０１が装着される板状のベース１０
２を更に備え、この板状のベース１０２をコ字形外枠１
０３の底板１０３ａに一体的に組み合わせることにより
板ばね１０１は外枠１０３に支持されている。なお、図
１では板ばね１０１とベース１０２の装着部分における
接合構造（後述）は図示を省略している。

【００４１】板ばね１０１及びベース１０２は耐熱樹脂
製であり、素材として、ＭＯＸ燃料集合体のように、発
熱により輸送中に約１５０℃の高温環境下にさらされる
条件でも十分に健全性を保つことのできる、ポリアミド
イミド、ポリフェニルサルホン等の耐熱性樹脂材が用い
られている。

【００４２】外枠１０３は金属製であり、素材として、
ステンレス材等の、機械を用いた半自動の取扱いに耐え
得る十分な剛性を保つことのできる金属材が用いられて
いる。

【００４３】板ばね１０１の先端部は、燃料集合体に挿
入しやすいように、面取りがなされている。板ばね１０
１には、前述したように凸部１０１ａ、１０１ｂが、片
面の中心に１つ（凸部１０１ａ）、もう一方の片面の端
部に近い場所に対称に２つ（凸部１０１ｂ）設けられ、
板ばね１０１の両面の凸部１０１ａ，１０１ｂ間の高さ
ｄ２は燃料棒２の間隔ｄ１より大きくされ（ｄ１＜ｄ
２）、セパレータ７を燃料集合体に挿入した際、図５で
示したように、板ばね１０１は弓形に湾曲して反力を持
ち、燃料棒を適度に保持する。板ばね１０１のうち、中
心部の３枚の板ばね１０１ｂは、図４で説明したよう
に、燃料集合体に挿入時に板ばね１０１が水ロッド３に
干渉しないように、他の６枚の板ばね１０１ａに比べて
短くなっている。

【００４４】外枠１０３は、ベース１０２及び両端の２
枚の板ばね１０１を覆う形で、コ字形となっていて、セ
パレータ全体の剛性を確保する。

【００４５】板ばね１０１が装着されるベース１０２は
金属製外枠１０３の底板１０３ａに金属製保持部材１０
４により一体的に組み合わせられる。金属製保持部材１
０４は長手方向から見た断面形状がコ字形をした部材で
あり、図１（ｃ）の断面図に示すように、ベース１０２
と外枠１０３の底板１０３ａの両側部に１つづつ設けら
れ、それぞれ、各側部を上下から挟み込むように嵌め込
まれている。また、外枠１０３の底板１０３ａと金属製
保持部材１０４はスポット溶接１１０により固定的に接
合されている。こうして、スポット溶接１１０で比較的
容易に接合できる金属同士により金属製保持部材１０４
と外枠１０３の底板１０３ａを接合し、直接接合するこ
との難しい金属（外枠１０３）と樹脂材（ベース１０
２）を、金属製保持部材１０４を用いて間接的に固定す
ることにより、信頼性が高く、製造性の良い安価な構造
を提供する。

【００４６】図１のベース１０２の板ばね側（燃料棒
側）の面１０２ａは、燃料棒表面と金属の接触を避ける
ため、金属製保持部材１０４の面１０４ａより若干高く
なっている。これにより、図４及び図５に示すように、
セパレータ７の燃料棒２と接触する部位は、耐熱性樹脂
製の板ばね１０１及びベース１０２であり、金属部分は
燃料棒２に接触しない構造となり、燃料棒２の振動によ
る摩耗、損傷をより確実に避けることができる。

【００４７】また、板ばね１０１はセパレータ１つにつ
き９枚設けられており、燃料集合体に装着された時に、
先に図４及び図５で説明したように、最外周の燃料棒２
の外側にも板ばね１０１が接する構造となっており、全
ての燃料棒２が２枚の板ばね１０１により保護されて、
確実に燃料棒２の損傷を防ぐことができる。更に、最外
周の燃料棒配列の両端位置にも板ばね１０１が存在する
ことにより、最外周燃料棒間の寸法公差も無理なく吸収
できる構造となっている。

【００４８】本発明の第２の実施形態を図７により説明
する。本実施形態は、第１の実施形態よりも更に信頼
性、製造性を向上させたものである。図中、図１に示す
部材と同等のものには同じ符号を付している。また、図
７（ａ）はセパレータの平面図、図７（ｂ）はセパレー
タの正面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面
図、図７（ｄ）はセパレータの側面図である。ただし、
図１と同様、板ばねとベースの装着部分の接合構造（後
述）は図示を省略している。

【００４９】本実施形態において、板ばね１０１、ベー
ス１０２、外枠１０３の材質、形状等は、図１の実施形
態のものと実質的に同じである。

【００５０】板ばね１０１が装着されるベース１０２は
金属製外枠１０３の底板１０３ａに金属製保持部材１０
４Ａにより一体的に組み合わせられる。金属製保持部材
１０４Ａは図１に示した第１の実施形態の２つの金属製
保持部材１０４を一体とした形状を有している。即ち、
金属製保持部材１０４Ａは、長手方向から見た横断面形
状がコ字形をした両側部を持つ単一の金属製保持部材で
あり、コ字形をした両側部でベース１０２と外枠１０３
の底板１０３ａの両側部を上下から挟み込むように嵌め
込まれている。

【００５１】金属製外枠１０３の両側板１０３ｂの根元
部には、金属製保持部材１０４Ａを長手方向に挿通させ
ることのできる溝１０５が設けられている。この溝１０
５を通して単一の金属製保持部材１０４Ａを、耐熱性樹
脂製ベース１０２と金属製外枠１０３の底板１０３ａを
挟み込む形で長手方向に挿入し、金属製外枠１０３と金
属製保持部材１０４Ａとをスポット溶接１１０で接合す
ることにより、耐熱性樹脂製ベース１０２と金属製外枠
１０３とが一体化される。

【００５２】金属製保持部材１０４Ａを単一部品とした
ことにより、図１の実施形態に比べて更に、耐熱性樹脂
製ベース１０２と金属製外枠１０３との一体化の信頼性
が向上し、かつ部品数を低減し製造性を向上している。
また、金属製外枠１０３の両側板１０３ｂの根元部に溝
１０５を設けることにより、金属製外枠１０３に対して
長手方向に金属製保持部材１０４Ａを挿入することが可
能となり、単一部品としての金属製保持部材１０４Ａを
用いることが可能となっている。

【００５３】図１の実施形態と同様、本実施形態におい
ても、ベース１０２の板ばね側（燃料棒側）の面１０２
ａは、燃料棒表面と金属の接触を避けるため、金属製保
持部材１０４Ａの面１０４ａより若干高くなっており、
燃料棒２の振動による摩耗、損傷をより確実に避けるこ
とができる。

【００５４】また、本実施形態においても、板ばね１０
１はセパレータ１つにつき９枚設けられており、燃料集
合体に装着された時に、先に図４及び図５で説明したよ
うに、最外周の燃料棒２の外側にも板ばね１０１が接す
る構造となっており、全ての燃料棒２が２枚の板ばね１
０１により保護されて、確実に燃料棒２の損傷を防ぐこ
とができる。更に、最外周の燃料棒配列の両端位置にも
板ばね１０１が存在することにより、最外周燃料棒間の
寸法公差も無理なく吸収できる構造となっている。

【００５５】次に、耐熱性樹脂製板ばね１０１と耐熱性
樹脂製ベース１０２の接合構造についての実施形態を図
８〜図１０を用いて説明する。

【００５６】図８（ａ）は板ばね１０１の正面図、図８
（ｂ）は板ばね１０１の平面図、図８（ｃ）は板ばね１
０１の側面図である。また、図９（ａ）はベース１０２
の正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＣ−Ｃ線断
面図である。

【００５７】板ばね１０１は、その下端部に１対の嵌合
部１１を備えている。一方、ベース１０２には嵌合穴２
１が板ばねの装着位置に合わせて２つづつ等間隔に備え
られている。本実施例では、板ばねは等間隔に合計９枚
が装着される。ベース長手方向の両端の嵌合穴２１の端
側面は、金属製外枠にベース１０２が接合された時に金
属製外枠の側板１０３ｂによりふさがれる構造となって
いる。板ばね１０１の嵌合部１１の先端には、外向きに
爪状の構造１２が設けられており、ベース１０２の嵌合
穴２１の下面側の外側に設けられた段差２２に引っかか
る構造となっている。

【００５８】図１０（ａ）にベース１０２に板ばね１０
１が装着された時の、図９のＣ−Ｃ線断面図を示す。こ
れを用いて、この嵌合構造の詳細を説明する。嵌合穴２
１に備えられた段差２２において、２つの嵌合穴２１の
ベース下面側の側面間寸法をｗ１、２つの嵌合穴２１の
ベース上面側の側面間寸法をｗ２とすると、ｗ１＞ｗ２
である。１対の嵌合部１１間の最大幅をｗ３、１対の嵌
合部１１の付け根端の側面間の寸法をｗ４とすると、ｗ
１＞ｗ３＞ｗ２＞ｗ４となっており、図１０（ａ）に示
した装着時の状態で、板ばね嵌合部の爪１２が、ベース
嵌合部の段差２２に引っかかり板ばね１０１を板ばね長
手方向に束縛し板ばね１０１がベース１０２から外れる
のを防いでいる。板ばね１０１のベース１０２への装着
は、図１０（ｂ）に示すように、板ばね嵌合部１１は、
弾性曲げ変形により、両爪間の寸法ｗ３はｗ２より小さ
く縮めることが可能で、その状態で、ベース１０２に押
し込まれた後、図１０（ａ）のように、板ばね１０１の
嵌合部１１の爪１２が、ベース１０２の嵌合穴２１の段
差２２に引っかかって、板ばね１０１が外れないように
ベース１０２に装着された状態となる。また、嵌合穴２
１のベース長手方向の幅をｈ１とし、板ばね嵌合部１１
の厚さをｄ３とすると、このｈ１、ｄ３は、ｈ１＞ｄ３
を満たすように設定されており、板ばね１０１は、ｈ１
−ｄ３の幅を板ばね厚さ方向に自由に摺動できる構造と
なっている。板ばね嵌合部１１の根元部は、上記のよう
に、装着時に弾性曲げ変形がなされることを考慮し、板
ばね下端部より上方に切り込んで設けられており、応力
の集中を防ぐため円弧形に加工されている。

【００５９】以上、何れの実施形態においても、金属
材、耐熱性樹脂材双方の特徴を生かし、短所を補い合っ
て、ＭＯＸ燃料集合体のような、発熱する燃料集合体の
輸送時及び取扱い時の使用に耐え、燃料集合体の健全性
を保持することのできる燃料集合体輸送用セパレータの
具体的構造を提供できるに至った。

【００６０】

【発明の効果】（１）本発明によれば、コ字形の外枠が
金属製であるため、機械を用いた半自動の取扱いに十分
な剛性が得られる。また、金属製外枠の内側に耐熱性樹
脂製の板ばねを耐熱性樹脂製のベースに装着した上で一
体化したので、セパレータの燃料棒との接触部位は耐熱
性樹脂材となり、燃料棒の振動による摩耗、損傷の可能
性を低減できる。更に、ベース及び板ばねが耐熱性樹脂
製であるため、射出成型により安価に製造できる。

【００６１】（２）また、本発明によれば、溶接等で比
較的容易に接合できる金属同士により保持手段と外枠の
底板を接合し、直接接合することの難しい、金属部材
（外枠の底板）と樹脂部材（ベース）の接合を、金属製
保持手段を用いて間接的に固定したので、信頼性が高
く、工程、部品数とも比較的少数となり、安価な構造を
提供できる。

【００６２】（３）更に、本発明によれば、上記（２）
で述べた効果を実現する金属製保持手段の具体的構造が
提供される。

【００６３】（４）また、本発明によれば、上記（２）
で述べた効果を実現する金属製保持手段の具体的構造が
提供されるとともに、金属製保持手段を単一の金属製保
持部材で構成したので、金属製外枠と耐熱性樹脂製ベー
スの一体化がより確実なものとなり、信頼性を向上する
ことができる。

【００６４】（５）また、本発明によれば、金属製保持
手段を単一の金属製保持部材で構成した場合であって
も、その金属製保持部材を金属製外枠に対し長手方向に
挿入できるようになり、製造性をより向上することがで
きる。

【００６５】（６）更に、本発明によれば、燃料棒に金
属材が確実に接触しない構造とすることができ、燃料棒
の振動による摩耗、損傷をより確実に避けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による燃料集合体輸送
用セパレータの構造を示し、図１（ａ）はセパレータの
平面図、図１（ｂ）はセパレータの正面図、図１（ｃ）
は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】燃料集合体輸送用セパレータを備えたＭＯＸ燃
料集合体の構造を示す概略図である。

【図３】図２のIII−III線断面図である。

【図４】図２のVI−VI線断面図である。

【図５】図４のV−V線断面図である。

【図６】燃料集合体輸送用セパレータを装着したＭＯＸ
燃料集合体を燃料輸送用ホルダに横置きした状態を示す
概略図である。

【図７】本発明の第２の実施形態による燃料集合体輸送
用セパレータの構造を示し、図７（ａ）はセパレータの
平面図、図７（ｂ）はセパレータの正面図、図７（ｃ）
は図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図７（ｄ）はセパレー
タの側面図である。

【図８】本発明のセパレータにおける耐熱性樹脂製板ば
ねと耐熱性樹脂製ベースの接合構造の一実施形態を説明
するための板ばね側の嵌合部の構造を示す図であり、図
８（ａ）は板ばねの正面図、図８（ｂ）は板ばねの平面
図、図８（ｃ）は板ばねの側面図である。

【図９】本発明のセパレータにおける耐熱性樹脂製板ば
ねと耐熱性樹脂製ベースの接合構造の一実施形態を説明
するためのベース側の嵌合部の構造を示す図であり、図
９（ａ）はベースの正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の
Ｃ−Ｃ線断面図である。

【図１０】本発明のセパレータにおける耐熱性樹脂製板
ばねと耐熱性樹脂製ベースの接合構造の一実施形態を説
明するための図であり、図１０（ａ）は耐熱性樹脂製板
ばねと耐熱性樹脂製ベースの嵌合状態を示す、板ばねが
ベースに装着された際の図８のＣ−Ｃ線断面相当図であ
り、図１０（ｂ）は板ばねを、ベースの嵌合穴に嵌合す
る時の様子を示す図である。

【符号の説明】

１…ＭＯＸ燃料集合体 ２…燃料棒 ３…水ロッド ４…燃料スペーサ ５…上部タイプレート ６…下部タイプレート ７…燃料集合体輸送用セパレータ ８…円筒部材 ９…セルストップ １０…ループ状ばね １０１…耐熱性樹脂製板ばね １０２…耐熱性樹脂製ベース １０３…金属製外枠 １０３ａ…底板 １０３ｂ…側板 １０４…金属製保持部材 １０５…金属製保持部材挿通溝 １１…嵌合部 １２…嵌合部の爪状構造 ２１…嵌合穴 ２２…段差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 敦也 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 磯辺 裕介 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コ字形の外枠の内側に板ばねを板厚方向に
   並列して所定枚数配置した燃料集合体輸送用セパレータ
   において、 前記コ字形の外枠を金属製とし、前記板ばねを耐熱樹脂
   製とし、前記板ばねが装着される耐熱樹脂製の板状のベ
   ースと、この耐熱樹脂製のベースを前記金属製外枠の底
   板上に一体的に組み合わせる保持手段とを設けたことを
   特徴とする燃料集合体輸送用セパレータ。
2. 【請求項２】請求項１記載の燃料集合体輸送用セパレー
   タにおいて、前記保持手段は、前記耐熱樹脂製のベース
   と前記金属製外枠の底板の両側部を挟み込むように嵌め
   込まれる金属製保持手段であり、前記金属製外枠の底板
   と金属製保持手段とを接合することで、金属製外枠と耐
   熱性樹脂製のベースを一体化することを特徴とする燃料
   集合体輸送用セパレータ。
3. 【請求項３】請求項２記載の燃料集合体輸送用セパレー
   タにおいて、前記金属製保持手段は、横断面形状がコ字
   形をした２つの金属製保持部材であり、これら２つの保
   持部材が前記耐熱樹脂製のベースと前記金属製外枠の底
   板の各側部を挟み込むように別々に嵌め込まれているこ
   とを特徴とする燃料集合体輸送用セパレータ。
4. 【請求項４】請求項２記載の燃料集合体輸送用セパレー
   タにおいて、前記金属製保持手段は、横断面形状がコ字
   形をした両側部を持つ単一の金属製保持部材であり、こ
   の金属製保持部材が前記コ字形をした両側部で前記耐熱
   樹脂製のベースと前記金属製外枠の底板の両側部を挟み
   込むように嵌め込まれていることを特徴とする燃料集合
   体輸送用セパレータ。
5. 【請求項５】請求項４記載の燃料集合体輸送用セパレー
   タにおいて、前記コ字形の金属製外枠の両側板の根元部
   に、前記金属製保持部材を長手方向に挿通させるための
   溝を設けたことを特徴とする燃料集合体輸送用セパレー
   タ。
6. 【請求項６】請求項２〜５のいずれか１項記載の燃料集
   合体輸送用セパレータにおいて、前記耐熱性樹脂製のベ
   ースの燃料棒側の面は、前記金属製保持手段の燃料棒側
   の面よりも突出していることを特徴とする燃料集合体輸
   送用セパレータ。