JP2001166089A - バスケット、その固定器具およびその挿入装置並びにその挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＷＲ用の使用済み核燃料集合体を確実に保
持できる強度を有したバスケット構造をもち、簡易な構
成で伝熱性と未臨界性とを担保すること。 【解決手段】 使用済み核燃料集合体１が挿入可能な矩
形の内部断面形状をもつとともに、外部壁面の長手方向
にあり溝３ａを有した中性子吸収材を含む角パイプ状の
バスケット２をキャビティ内に挿入し、各外部壁面を相
互に隣接させた状態において、あり溝３ａの結合によっ
て空隙部３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃焼を終えた使
用済核燃料集合体を収納、運搬、貯蔵するキャスクを構
成するバスケット、バスケットの固定器具およびバスケ
ットの挿入装置並びにバスケットの挿入方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉内で所定の燃焼を終え使用できな
くなった核燃料集合体を、使用済核燃料という。使用済
核燃料は、崩壊熱によって発熱しており、また高レベル
放射性物質を多量に含んでいるので、所定の減衰に達す
るまでの期間、原子力発電所内のプールで冷却される。
その後、遮蔽容器であるキャスクに収納され、トラック
や船舶等で再処理施設に搬送、貯蔵される。使用済核燃
料集合体をキャスク内に収容するにあたっては、バスケ
ットと称する格子状断面を有する保持要素を用いる。こ
の使用済核燃料集合体は、バスケットに形成した複数の
収納空間であるセルに１体ずつ挿入され、これによっ
て、輸送中や保管中の振動などに対する適切な保持力を
確保している。

【０００３】このようなキャスクの従来例としては、
「原子力ｅｙｅ」（平成１０年４月１日発行：日刊工業
出版プロダクション）や特開昭６２−２４２７２５号公
報などにて様々な種類のものが開示されている。

【０００４】図３５は、キャスクの一例を示す斜視図で
ある。図３６は、図３５に示したキャスクの軸方向断面
図である。キャスク３００は、筒形状の胴本体３０１
と、胴本体３０１の外周に設けた中性子遮蔽体であるレ
ジン３０２と、その外筒３０３、底部３０４および蓋部
３０５から構成されている。胴本体３０１および底部３
０４は、γ線遮蔽体である炭素鋼製の鍛造品である。ま
た、蓋部３０５は、ステンレス製等の一次蓋３０６およ
び二次蓋３０７からなる。胴本体３０１と底部３０４
は、突き合わせ溶接によって結合してある。一次蓋３０
６および二次蓋３０７は、胴本体３０１に対してステン
レス製等のボルトによって固定されている。蓋部３０５
と胴本体３０１との間には、金属製のＯリングが介在
し、内部の気密を保持している。

【０００５】胴本体３０１と外筒３０３との間には、熱
伝導を行う複数の内部フィン３０８が設けられている。
内部フィン３０８は、熱伝導効率を高めるため、その材
料には銅を用いる。レジン３０２は、この内部フィン３
０８によって形成される空間に流動状態で注入され、熱
硬化反応等で固化形成する。バスケット３０９は、複数
の角パイプ３１０を図３６に示すように束状に集合させ
た構造であり、胴本体３０１のキャビティ３１１内に緩
やかな拘束状態で挿入してある。

【０００６】角パイプ３１０は、挿入した使用済核燃料
集合体が臨界に達しないように中性子吸収材（ホウ素：
Ｂ）を混合したアルミニウム合金からなる。なお、キャ
スク本体３１２の両側には、キャスク３００を吊り下げ
るためのトラニオン３１３が設けられている（一方のみ
を図示）。また、キャスク本体３１２の両端部には、内
部に緩衝材として木材などを組み込んだ緩衝体３１４が
取り付けられている（一方のみを図示）。なお、３１５
は使用済核燃料集合体が収容されるセルである。

【０００７】ところで、軽水型原子力発電には、沸騰水
型原子力発電（ＢＷＲ：boiling water reactor）と、
加圧水型原子力発電（ＰＷＲ：pressurized water reac
tor）とがある。上述したキャスク３００は、主とし
て、沸騰水型原子力発電（ＢＷＲ：boiling water reac
tor）に用いられた使用済核燃料集合体を収容するキャ
スクである。ＢＷＲ用の核燃料集合体は、図３７に示す
構成をもつ。

【０００８】図３７は、ＰＷＲ用のキャスクの軸方向断
面図である。図３７において、ＰＷＲ用のキャスク４０
０のキャビティ４１１内には、半径方向に延びるプレー
ト４１７を交互に組み合わせて断面が矩形状のセル４１
５を形成したバスケット４０９を有する。各プレート４
１７は、ＢＷＲ用の角パイプ３１０と同様に、中性子吸
収材であるＢ（ホウ素）を混合したアルミニウム合金に
よって構成される。ただし、各プレート４１７は、冷却
水流路４１６の貫通孔、いわゆるウォーターゾーンを有
しており、冠水時には、各バスケット４０９内およびこ
の貫通孔に水を満たすことで、中性子の減速を行い、プ
レート４１７およびレジン４０２による中性子吸収を効
率的に行うようにしている。なお、各バスケット４０９
内およびこの冷却水流路４１６に満たされた水は、所定
の冷却期間経過後、水抜きが行われ、乾燥される。

【０００９】冷却水流路４１６を設けたのは、ＰＷＲ用
の核燃料集合体のウラン濃縮度が、ＢＷＲ用の核燃料集
合体に比して高いこと、およびＰＷＲ用の核燃料集合体
のウラン装荷量も多く、核燃料集合体の中性子吸収断面
積も大きいため、核燃料集合体を配列した体系の反応度
が高くなるためである。ここで、図３７に示す距離ｄｄ
は、使用済核燃料集合体が未臨界となることを担保する
距離であり、ＰＷＲ用の距離ｄｄは、ＢＷＲ用の距離に
比して大きな距離を持たせる必要がある。また、各セル
４１５の配置が格子状でなく、位置ずれをしているの
は、ＢＷＲの使用済核燃料集合体に比してその集合体断
面積が大きいＰＷＲ用の使用済核燃料集合体を効率的に
キャビティ４１１に配置するためである。

【００１０】図３８は、ＰＷＲ用のバスケットの組立の
一例を示す部分組立斜視図である。図３８に示すＰＷＲ
用のバスケットでは、切り欠き部５０２を有したＨ型プ
レート５０１を用い、この切り欠き部５０２を縦横相互
に組み合わせることによってバスケットを形成するもの
がある。この場合、流路５０３には、キャスクへの燃料
取出や装荷の際の冠水時に、中性子減速材としての水が
満たされる。なお、このＨ型プレート５０１は、Ｂ（ホ
ウ素）等の中性子吸収材を混合したＡｌ合金によって形
成される。

【００１１】さらに、図３９は、ＰＷＲ用のキャスクに
用いられるバスケットの他の部分組立構成図である。図
３９に示すバスケットは、Ｈ型プレート６０１の切り欠
き部６０２に係合によって組み立てられるが、切り欠き
部６０２の係合のみでは、各Ｈ型プレートの上部および
下部に位置するＨ型プレートとの位置ずれが生じ、強度
上も弱いため、各係合部に貫通する支持棒６０４を介在
させ、全てのＨ型プレート６０１の位置ずれが生じない
ようにしている。

【００１２】また、図４０は、他のＰＷＲ用のバスケッ
トの部分平面図を示す。図４１は、図４０に示した他の
ＰＷＲ用のバスケットのＢ−Ｂ線断面図を示す。図４０
および図４１において、バスケット７０２は、角パイプ
によって構成される。バスケット７０２の内部は、ＰＷ
Ｒ用の使用済核燃料集合体が挿入される空間であるセル
７０１を形成している。支持板７０３は、バスケット７
０２に垂直な平面に広がる平板であり、バスケット７０
２が挿入される貫通孔を有し、キャビティの断面形状を
有し、バスケット７０２を保持する。支持板７０３とバ
スケット７０２の外部壁面とによって形成される空間
は、ウォーターゾーン７０４を形成する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＰＷＲ用キャスクにおけるバスケット構造は、
Ｈ型プレート５０１，６０１を格子状に組み合わせてい
るため、形成されたバスケット構造の強度が弱く、必要
な強度を得るためには、部材の板厚が厚くなり、構造材
が重くなるという問題点があった。

【００１４】また、Ｈ型プレート５０１，６０１を格子
状に組み合わせて形成する作業は、多大な時間と労力と
がかかるという問題点があった。

【００１５】一方、角パイプを用いた従来のＰＷＲ用の
バスケット構造は、支持板７０３によって支持するが、
この支持板７０３と各バスケット７０２とを個別に溶接
する必要があり、バスケットを形成する作業に多大な時
間と労力とがかかるという問題点があった。

【００１６】また、ＢＷＲ用のバスケットに用いる角パ
イプの構造は、簡単な構造であるため、容易に角パイプ
を形成することができるが、ＰＷＲ用に角パイプと角パ
イプとの間にウォーターゾーンを持たせるための部材を
角パイプと一緒に組み立てる必要があり、組立作業に多
大な時間と労力とがかかるという問題点もあった。

【００１７】さらに、角パイプによってバスケットを形
成する場合、各角パイプは、キャビネット内で密に配置
して、崩壊熱の熱伝導性を高める必要があるために、角
パイプを高精度に製作するが、各角パイプには製造誤差
を含む。この結果、全ての角パイプをキャビネット内に
挿入できないこともあり、角パイプの挿入組合せを変え
たりして、挿入を何度も繰り返す作業を行う場合が生
じ、バスケットの形成に多大な時間と労力がかかるとと
もに、角パイプの挿入時に変形したり、あるいは角パイ
プ間に想定以上の隙間が生じ、熱伝導性が悪くなるとい
う問題点があった。

【００１８】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
ＰＷＲ用の使用済核燃料集合体を確実に保持できる強度
を有したバスケット構造をもち、簡易な構成で伝熱性と
未臨界性とを担保することができるバスケット、このバ
スケットの固定に用いる固定器具、このバスケットの挿
入装置、およびこのバスケットの挿入方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかるバスケットは、外周に中性子遮蔽
体を有し、かつγ線の遮蔽を行う胴本体のキャビティ内
に、中性子吸収能と熱伝導性とを持たせて使用済核燃料
集合体の収納を行うバスケットにおいて、前記使用済核
燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとと
もに外部壁面の長手方向に、あり溝を有した中性子吸収
成分を含む角パイプをキャビティ内に挿入し、各外部壁
面を相互に隣接させた状態において前記あり溝の結合に
よって空隙部（ウォーターゾーン）を形成することを特
徴とする。

【００２０】この発明によれば、角パイプが、使用済核
燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとと
もに外部壁面の長手方向に、あり溝を有した中性子吸収
成分を含み、この角パイプをキャビティ内に挿入し、各
外部壁面を相互に隣接させた状態において前記あり溝の
結合によって空隙部を形成し、ＰＷＲ用のバスケット構
造となるようにしている。

【００２１】また、請求項２にかかるバスケットの固定
器具は、外周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線の遮蔽を
行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能を有し、外
部壁面の長手方向に、あり溝を有した複数の角パイプに
よって格子状セルを構成するバスケットを相互にクラン
プして固定するバスケットの固定器具において、ボルト
と、中央部において前記ボルトが螺合し、前記バスケッ
トの切り欠き部分方向にガイドする第１のガイド機構を
有する底板と、前記ボルトの頂部と前記底板との間に介
在し、前記ボルトが貫通して前記底板方向に凸のくさび
形状を有するとともに、前記切り欠き部分方向の側面に
それぞれ第２のガイド機構を有するくさび部材と、前記
第１のガイド機構に嵌合するとともに、一端で前記第２
のガイド機構に嵌合し、他端に双方の切り欠き部分を押
し広げるＶ字型クランプ溝を有するクランプ部材とを備
え、あり溝によって形成されるバスケット間の空隙部に
当該固定器具を配置し、前記ボルトの回動によって前記
くさび材を底板方向に移動し、この移動によって各クラ
ンプ部材が前記第１および第２のガイド機構によって切
り欠き部分側にそれぞれ双方向にガイドされ、対向する
バスケットをクランプすることを特徴とする。

【００２２】この発明によれば、あり溝によって形成さ
れるバスケット間の空隙部に固定器具を配置し、ボルト
の回動によってくさび材を底板方向に移動し、この移動
によって各クランプ部材が前記第１および第２のガイド
機構によって切り欠き部分側にそれぞれ双方向にガイド
され、対向するバスケットをクランプし、バスケット間
を密に接合できるようにしている。

【００２３】また、請求項３にかかるバスケットの固定
器具は、上記の発明において、前記ボルトは、その頂部
にスリットを有し、前記スリットに挿入して前記ボルト
をねじ回すドライバをさらに備えたことを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、ドライバによって、ボ
ルトをねじ回し、これによって、バスケットのクランプ
を行えるようにしている。

【００２５】また、請求項４にかかるバスケットは、外
周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線の遮蔽を行う胴本体
のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導性とを持たせ
て使用済核燃料集合体の収納を行うバスケットにおい
て、前記使用済核燃料集合体が挿入可能な内部断面形状
をもつとともに各外部壁面の長手方向に複数の溝部を有
した中性子吸収成分を含む角パイプをキャビティ内に挿
入し、各外部壁面を相互に隣接させた状態において前記
複数の溝部の結合によって空隙部を形成することを特徴
とする。

【００２６】この発明によれば、角パイプが、使用済核
燃料集合体が挿入可能な内部断面形状をもつとともに外
部壁面の長手方向に複数の溝部を有した中性子吸収成分
を含み、この角パイプをキャビティ内に挿入し、各外部
壁面を相互に隣接させた状態において前記溝部の結合に
よって複数の空隙部を形成し、ＰＷＲ用のバスケット構
造となるようにしている。

【００２７】また、請求項５にかかるバスケットは、上
記の発明において、前記角パイプの外部壁面であって、
前記複数の溝部以外の部分の断面形状は、凹凸形状であ
り、各角パイプの隣接時にそれぞれ対応して係合する形
状であることを特徴とする。

【００２８】この発明によれば、複数の溝部以外の外部
壁面は、凹凸形状であって各角パイプ間がそれぞれ対応
して係合する形状となっている。

【００２９】また、請求項６にかかるバスケットは、外
周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線の遮蔽を行う胴本体
のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導性とを持たせ
て使用済核燃料集合体の収納を行うバスケットにおい
て、両短辺端面を貫通する複数の貫通孔を有する複数の
板状部材の長辺端面を互いに係合させ、前記使用済核燃
料集合体が挿入可能な矩形断面形状をもつ複数の格子状
セルを形成することを特徴とする。

【００３０】この発明によれば、両短辺端面を貫通する
複数の貫通孔を有する複数の板状部材の長辺端面を互い
に係合させることによって、使用済核燃料集合体が挿入
可能な矩形断面形状をもつ複数の格子状セルを形成する
バスケット構造となるようにしている。

【００３１】また、請求項７にかかるバスケットは、上
記の発明において、各前記板状部材の各係合断面形状
は、係合断面形状の中心を軸に９０度単位の回転対称形
状に４分割した形状であることを特徴とする。

【００３２】この発明によれば、各板状部材の各係合断
面形状は、係合断面形状の中心を軸に９０度単位の回転
対称形状に４分割した形状として、全ての板状部材を同
一形状部材としている。

【００３３】また、請求項８にかかるバスケットは、上
記の発明において、各前記板状部材の各係合断面形状
は、各前記板状部材の係合を互いに拘束する先太りの突
起形状を有することを特徴とする。

【００３４】この発明によれば、各板状部材の各係合断
面形状は、各板状部材の係合を互いに拘束する先太りの
突起形状をもち、この突起形状によって各板状部材を強
固に結合するようにしている。

【００３５】また、請求項９にかかるバスケットは、上
記の発明において、前記板状部材は、長辺端部形状が異
なる２種の板状部材を有し、該２種の板状部材は、長辺
端部の長手方向に沿って互いに係合するテーパ形状を有
することを特徴とする。

【００３６】この発明によれば、板状部材は、長辺端部
形状が異なる２種の板状部材からなり、各２種の板状部
材は、長辺端部の長手方向に沿って互いに係合するテー
パ形状によって密に結合されるようにしている。

【００３７】また、請求項１０にかかるバスケットは、
上記の発明において、各前記板状部材は、各板状部材の
係合面近傍であって、一短辺端面から長手方向に沿って
他短辺端面近傍に至るまで空けられ、高圧流体が注入さ
れる流体受入穴を有し、当該流体受入穴の近傍の係合面
に間隙部を形成することを特徴とする。

【００３８】この発明によれば、各板状部材の係合面近
傍に高圧流体が注入される流体受入穴が設けられ、この
流体受入穴に高圧流体を注入すると、流体受入穴近傍が
塑性変形し、流体受入穴の近傍の係合面に設けられた間
隙部を埋め込み、この埋め込みによって、板状部材間を
拘束した結合が強固に行われるようにしている。

【００３９】また、請求項１１にかかるバスケットは、
外周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線の遮蔽を行う胴本
体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導性とを持た
せて使用済核燃料集合体の収納を行うバスケットにおい
て、両短辺端面を貫通する複数の貫通孔を有し、格子状
に組み合わせて前記使用済核燃料集合体が挿入可能な矩
形断面形状をもつ複数の格子状セルを形成する複数の板
状部材と、四方の各板状部材の長辺端部を係合して各板
状部材を結合する複数の結合部材とを備えたことを特徴
とする。

【００４０】この発明によれば、結合部材と各板状部材
との係合によって結合部材と各板状部材とを拘束し、結
合部材を介して板状部材による格子状セルを強固に形成
するようにしている。

【００４１】また、請求項１２にかかるバスケットは、
上記の発明において、前記板状部材の各係合断面形状あ
るいは前記結合部材の各係合断面形状は、先太りの突起
形状を有することを特徴とする。

【００４２】この発明によれば、板状部材の各係合断面
形状あるいは結合部材の各係合断面形状を先太りの突起
形状として、板状部材間の係合あるいは板状部材と結合
部材との間の係合を拘束するようにしている。

【００４３】また、請求項１３にかかるバスケットは、
上記の発明において、前記板状部材は、少なくとも各板
状部材間で係合する係合面を有することを特徴とする。

【００４４】この発明によれば、板状部材は、少なくと
も各板状部材間で係合する係合面を有するようにし、結
合部材を介するのみでなく、板状部材どうしでも係合さ
せて、さらにバスケット強度を強固にするようにしてい
る。

【００４５】また、請求項１４にかかるバスケットは、
上記の発明において、前記板状部材の長辺端部は、長手
方向に延びるテーパを形成する第１のテーパ部を有し、
前記結合部材は、前記第１のテーパ部に対応して係合す
るテーパを形成する第２のテーパ部を有することを特徴
とする。

【００４６】この発明によれば、板状部材の長辺端部が
有する第１のテーパ部によるテーパ形状と、結合部材の
第２のテーパ部によるテーパ形状とが互いに対応して係
合するようにし、板状部材と結合部材との結合を強固に
するようにしている。

【００４７】また、請求項１５にかかるバスケットは、
上記の発明において、前記結合部材は、各板状部材との
係合面近傍であって、一端面から長手方向に沿って他端
面近傍に至るまで空けられ、高圧流体が注入される流体
受入穴を有し、当該流体受入穴の近傍の係合面に間隙部
を形成することを特徴とする。

【００４８】この発明によれば、結合部材に設けられ、
各板状部材との係合面近傍に設けられた流体受入穴に高
圧流体が注入されると、流体受入穴近傍が塑性変形し、
流体受入穴近傍の係合面に設けられた間隙部を埋め込
み、この埋め込みによって結合部材と各板状部材との間
を拘束し、結合を強固にするようにしている。

【００４９】また、請求項１６にかかるバスケットは、
上記の発明において、前記角パイプ、前記板状部材、ま
たは前記結合部材は、押出加工によって成形され、Ａｌ
またはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつＢ（ボロ
ン）またはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合
材またはアルミニウム合金によって構成されることを特
徴とする。

【００５０】この発明によれば、角パイプ、板状部材、
または結合部材は、押出加工によって成形され、Ａｌま
たはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化
合物の粉末を添加したアルミニウム複合材またはアルミ
ニウム合金によって構成されるようにし、中性子吸収能
を持たせ、あるいは塑性加工を容易にしている。

【００５１】また、請求項１７にかかるバスケットの挿
入装置は、外周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線の遮蔽
を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導
性とを持たせて使用済核燃料集合体の収納を行う角パイ
プによるバスケットを前記キャビティ内に挿入する際、
前記角パイプを径方向に収縮した収縮角パイプを少なく
とも一つ挿入し、該収縮角パイプを径方向に拡開して複
数の角パイプを結合するバスケットの挿入装置におい
て、前記収縮角パイプの端部開口部を閉成するととも
に、一端部に高圧流体を流入させる貫通孔を有した閉成
部材と、前記収縮角パイプおよび前記閉成部材によって
画成された内部に挿入され、前記貫通孔を介して流入す
る高圧流体を伸縮可能に保持する流体保持部と、前記高
圧流体を前記流体保持部に流入する高圧流体供給手段と
を備えたことを特徴とする。

【００５２】この発明によれば、閉成部材が、収縮角パ
イプの端部開口部を閉成し、収縮角パイプと閉成部材と
によって画成される内部空間を流体保持部によって形成
し、閉成部材の一端部に設けられた貫通孔を介し、高圧
流体供給手段から供給される高圧流体を当該内部空間に
注入すると、収縮角パイプが径方向に拡開し、収縮角パ
イプを核燃料集合体が挿入される形状に復させるととも
に、複数の角パイプの結合が密になるようにしている。

【００５３】また、請求項１８にかかるバスケットの挿
入装置は、上記の発明において、前記収縮角パイプの前
記使用済核燃料集合体の挿入側端部を拡開する拡開手段
をさらに備えたことを特徴とする。

【００５４】この発明によれば、拡開手段が、収縮角パ
イプにおける使用済核燃料集合体の挿入側端部を拡開す
るようにし、拡開が十分に行えなかった挿入側端部を拡
開し、核燃料集合体の挿入が確実に行えるようにしてい
る。

【００５５】また、請求項１９にかかるバスケットの挿
入装置は、上記の発明において、前記閉成部材は、前記
流体保持部内部に加熱手段をさらに備えたことを特徴と
する。

【００５６】この発明によれば、高圧流体による拡開が
十分に行うことができなかった場合に、加熱手段が、高
圧流体を加熱して加圧し、拡開を確実に行うようにして
いる。

【００５７】また、請求項２０にかかるバスケットの挿
入装置は、上記の発明において、前記収縮角パイプに隣
接する角パイプに、当該角パイプの内部形状をもつ柱状
部材であるバックアップ材をさらに備え、前記収縮角パ
イプの拡開時に前記バックアップ材を前記隣接する角パ
イプ内に挿入することを特徴とする。

【００５８】この発明によれば、収縮角パイプに隣接す
る角パイプに、当該角パイプの内部形状をもつ柱状部材
であるバックアップ材を挿入して、収縮角パイプの拡開
時に、隣接する角パイプの塑性変形を防止し、角パイプ
の結合が正規に密になるようにしている。

【００５９】また、請求項２１にかかるバスケットの挿
入方法は、外周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線の遮蔽
を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と熱伝導
性とを持たせて使用済核燃料集合体の収納を行う角パイ
プによるバスケットを前記キャビティ内に挿入するバス
ケットの挿入方法において、前記角パイプを径方向に収
縮した収縮角パイプを挿入する空間を少なくとも一つ残
して複数の前記角パイプを前記キャビティ内に挿入する
第１の挿入工程と、前記収縮角パイプを前記キャビティ
内に挿入する第２の挿入工程と、前記収縮角パイプの内
部に高圧流体を流入して当該収縮角パイプを拡開する拡
開工程とを含むことを特徴とする。

【００６０】この発明によれば、第１の挿入工程によっ
て、角パイプを径方向に収縮した収縮角パイプを挿入す
る空間を少なくとも一つ残して複数の前記角パイプをキ
ャビティ内に挿入し、第２の挿入工程によって、収縮角
パイプをキャビティ内に挿入し、拡開工程によって、収
縮角パイプの内部に高圧流体を流入して当該収縮角パイ
プを拡開するようにしている。

【００６１】また、請求項２２にかかるバスケットの挿
入方法は、上記の発明において、前記角パイプの内部形
状をもつ柱状部材であるバックアップ材を前記収縮角パ
イプに隣接する角パイプに挿入する第３の挿入工程をさ
らに含むことを特徴とする。

【００６２】この発明によれば、第３の挿入工程によっ
て、角パイプの内部形状をもつ柱状部材であるバックア
ップ材を収縮角パイプに隣接する角パイプに挿入し、そ
の後、拡開工程を行うようにして、収縮角パイプの拡開
時に、隣接する角パイプの塑性変形を防止し、角パイプ
の結合が正規に密になるようにしている。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明にかかるバスケット、その固定器具およびその挿入
装置並びにその挿入方法の好適な実施の形態を詳細に説
明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定さ
れるものではない。

【００６４】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１であるバスケットを隣接配置した状態の部分断
面図である。図２は、この発明の実施の形態１であるバ
スケットの斜視図である。図１および図２において、バ
スケット２は、押出加工によって成形された角パイプ状
のＢ（ボロン）−Ａｌ（アルミニウム）材によって構成
される。バスケット２の４つの外部側面には、長手方向
にあり溝３ａが形成される。したがって、図１に示すよ
うに、各バスケット２を隣接配置すると、各バスケット
２間の長手方向側面には、空隙部３が形成される。ま
た、各バスケット２のコーナ部分では、切り欠き部分の
側面によって各バスケット２が密接に結合した状態を形
成する。なお、バスケット２内には、使用済の核燃料集
合体１が収納される。

【００６５】図１に示した隣接配置の関係をもって、キ
ャスクのキャビティ内に各バスケット２が挿入される
が、この隣接配置の状態を保持するため、各バスケット
２間は、空隙部３を利用し、後述するバスケットの固定
器具を用いて密に固定される。

【００６６】なお、バスケット２には、ＡｌまたはＡｌ
合金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉
末を添加したＡｌ複合材またはＡｌ合金を用いるが、中
性子吸収材としては、ボロンの他にカドミウムを用いる
ことができる。

【００６７】ここで、図３に示すフローチャートを参照
して、バスケット２の製造方法について説明する。ま
ず、アトマイズ法などの急冷凝固法によってＡｌまたは
Ａｌ合金粉末を作製する（ステップＳ１０１）ととも
に、ＢまたはＢ化合物の粉末を用意し（ステップＳ１０
２）、これら両粒子をクロスロータリーミキサー等によ
って１０〜２０分間混合する（ステップＳ１０３）。

【００６８】ＡｌまたはＡｌ合金には、純Ａｌ地金、Ａ
ｌ−Ｃｕ系Ａｌ合金、Ａｌ−Ｍｇ系Ａｌ合金、Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系Ａｌ合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金、Ａ
ｌ−Ｆｅ系Ａｌ合金などを用いることができる。また、
ＢまたはＢ化合物には、Ｂ₄Ｃ、Ｂ₂Ｏ₃などを用いるこ
とができる。ここで、Ａｌに対するボロンの添加量は、
１．５重量％以上、９重量％以下とするのが好ましい。
１．５重量％以下では十分な中性子吸収性能が得られ
ず、９重量％を超えると引っ張りに対する延びが低下す
るためである。

【００６９】つぎに、混合粉末をラバーケース内に封入
し、ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）によって常温で全
方向から均一に高圧をかけ、粉末成形を行う（ステップ
Ｓ１０４）。ＣＩＰの成形条件は、成形圧力を１００〜
２００ＭＰａとし、成形品の直径が６００ｍｍ、長さ１
５００ｍｍになるようにする。ＣＩＰによって全方向か
ら均一に圧力を加えることによって、成形密度のばらつ
きが少ない高密度な成形品を得ることができる。

【００７０】続いて、粉末成形品を缶に真空封入し、３
００℃まで昇温する（ステップＳ１０５）。この脱ガス
工程によって缶内のガス成分および水分を除去する。つ
ぎの工程では、真空脱ガスした成形品をＨＩＰ（Hot Is
ostatic Press）によって再形成する（ステップＳ１０
６）。ＨＩＰの成形条件は、温度４００℃〜４５０℃、
時間３０ｓｅｃ、圧力６０００ｔｏｎとし、成形品の直
径が４００ｍｍになるようにする。続いて、缶を除去す
るために外削、端面削を施し（ステップＳ１０７）、ポ
ートホール押出機を用いてビレットを熱間押出しする
（ステップＳ１０８）。この場合の押出条件として、加
熱温度を５００℃〜５２０℃、押出速度を５ｍ／ｍｉｎ
とする。なお、この条件は、Ｂの含有量によって適宜変
更する。また、上述した工程のうち、要求される品質に
合わせて、たとえばＣＩＰを省略する等の工程の簡略化
を行うようにしてもよい。

【００７１】つぎに、押出成形後、引張矯正を施す（ス
テップＳ１０９）とともに、非定常部および評価部を切
断し、図２に示した製品とする（ステップＳ１１０）。

【００７２】なお、このバスケット２の他の製造方法と
して、本願出願人により平成１１年５月２７日付け
（「バスケット及びキャスク」）で既に出願済みのもの
があるから、そちらを参照して製造してもよい。

【００７３】このバスケット２では、ＰＷＲ用のバスケ
ットに必要なウォーターゾーンとしての空隙部３をバス
ケットの長手方向側面の密な接触によって形成できるの
で、キャビティの形状に容易に組み立てることができ
る。

【００７４】つぎに、図４および図５を参照して、バス
ケットの固定器具およびドライバについて説明する。図
４は、固定器具１０の構成を示す図であり、図４（ａ）
は、固定器具１０の平面図であり、図４（ｂ）は、固定
器具１０の正面図であり、図４（ｃ）は、固定器具１０
の右側面図である。また、図５は、固定器具１０とドラ
イバ２０との関係を示す図であり、図５（ａ）は、ドラ
イバ２０の正面図であり、図５（ｂ）は、ドライバ２０
の左側面図であり、図５（ｃ）は、固定器具１０の正面
図である。

【００７５】図４に示す固定器具１０は、図１に示した
空隙部３に配置され、各バスケット２をクランプして固
定する器具である。図４において、ボルト４は、くさび
５が有する貫通孔を介して底板７に螺合する。底板７
は、中央部においてボルト４と螺合し、上面両側部に長
手方向にガイドするガイド８を有する。二つのクランプ
６は、その底面において、それぞれ底板７のガイド８に
嵌合する、あり溝を有してガイド機構を構成するととも
に、内側側面にガイド９を有し、このガイド９に嵌合す
るくさび５の側面に有する、あり溝に対してガイド機構
を構成する。くさび５は、底板７側を凸とするくさび形
状を有する。

【００７６】ボルト４の回動によってボルト４は上下運
動するが、ボルト４が下降すると、これに伴ってくさび
５も下降し、ガイド９のガイド機構によってクランプ６
は押し広げられる。一方、クランプ６は、底板７のガイ
ド８によるガイド機構によって押し広げられる方向がそ
れぞれ外側に向けられる。したがって、ボルト４の回転
によって、くさび５が下降し、クランプ６が外側に押し
広げられることになる。

【００７７】図５において、ボルト４を回転させるため
ドライバ２０は、操作軸２０ａとこの操作軸の軸方向に
結合したボルト回転金具２０ｂとで構成される。ボルト
回転金具２０ｂは、プロペラ状に加工されている。スリ
ット４ａは、ボルト回転金具２０ｂの先端が回転された
形状の切れ込みを有し、ドライバ２０による回転操作を
容易にしている。

【００７８】図６は、固定器具１０によるバスケット２
に対するクランプ動作を示す図である。図６において、
固定器具１０は、隣接配置されたバスケット２間に形成
される空隙部３に配置される。クランプ６の先端は、Ｖ
字形状をなし、バスケット２の切り欠き部分の突起に対
応した形状をもつため、ボルト４の回転によってクラン
プ６が押し広げられると、対向する空隙部３に配置され
た固定器具１０のクランプ６の押し広がりに伴って、バ
スケット２ａ，２ｂとバスケット２ｃ，２ｄとをクラン
プし、面Ｓａが密に接合される。この場合、クランプ６
の先端は、切り欠き部分の突起に対応したＶ字形状であ
るため、バスケット２ａ，２ｂあるいはバスケット２
ｃ，２ｄがずれることを防止し、一連の面Ｓｂに対する
クランプが実行される。

【００７９】同様にして、バスケット２ａ，２ｃおよび
バスケット２ｂ，２ｄの間に形成される各空隙部３に配
置された固定器具１０のクランプによって面Ｓａも密に
接合されることなる。この結果、バスケット２ａ〜２ｄ
は、切り欠き部分において密に結合され、バスケット間
における高い熱伝導性を保持できる。

【００８０】なお、空隙部３は、特にＰＷＲ用のキャス
クの場合に軽水を満たすウォーターゾーンとして用いる
ことができる。ＰＷＲでは、ウランの濃縮度が高いた
め、未臨界に維持する際、軽水による中性子の減速を行
い、バスケットに含まれるボロンによる中性子の減衰、
吸収を効率よく行わせることができる。また、クランプ
６の両端のＶ字溝にさらに凹部を設け、これによって冠
水時の水抜けを容易にするとともに、あり溝とのなじみ
を良くするようにしてもよい。

【００８１】この実施の形態１によれば、角パイプ状の
バスケット２の外部側面に、あり溝３ａをもたせた形状
をもつバスケット２を隣接配置するという簡易な構成に
よって、中性子の減衰、吸収効果と、十分な熱伝導性を
得ることができるとともに、空隙部３をウォーターゾー
ンとして利用することもできる。また、この実施の形態
１によれば、あり溝によって生成される切り欠き部分の
突起形状を有効活用してバスケットをクランプしている
ので、簡易な構成によって隣接するバスケット２の結合
を確実に行うことができる。

【００８２】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。図７は、この発明の実施の
形態２であるバスケットの径方向断面の一部を示す図で
ある。図７において、バスケット１２は、角パイプ状を
なし、バスケット１２の外部側面どうしが互いに結合さ
れる。なお、各バスケット１２の長手方向の長さは、同
一である。バスケット１２には、使用済の核燃料集合体
１１が挿入されて収納されるように、ある程度のクリア
ランスが設けられたセルを形成し、その断面形状は矩形
である。なお、バスケット１２の内部断面形状は、矩形
に限らず、たとえば各種の多角形形状であってもよい
し、バスケット１２の外部断面形状も、矩形に限らず、
各種の多角形形状であってもよい。

【００８３】各バスケット１２の外部側面には、複数の
切り欠き部１４が形成される。この切り欠き部１４は、
各バスケット１２の外部側面どうしが隣接配置され、向
き合って結合されるので、空隙部１３を形成する。この
空隙部１３は、各バスケット１２の外部側面に設けられ
た切り欠き部１４に対応する個数分、形成される。図７
では、各外部側面の係合面において、二つの空隙部１３
が形成されている。切り欠き部１４以外の外部側面に
は、長手方向に延びる突起部１５およびコーナー部分が
形成される。この突起部１５およびコーナー部分は、各
バスケット１２の結合時に係合し、熱伝導性を確保する
とともに、各バスケット１２間の機械的強度を保持する
ことになる。特に、バスケット１２が水平状態にある場
合、核燃料集合体１１が、角パイプを形成する４面のう
ちの一つの面に荷重されるが、この場合に突起部１５ど
うしの係合によって一層強度が増し、核燃料集合体１１
を確実に保持することができる。

【００８４】一方、バスケット１２は、ＡｌまたはＡｌ
合金粉末に中性子吸収性能をもつＢ（ボロン）またはＢ
化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材またはアル
ミニウム合金によって構成される。また、空隙部１３お
よびバスケット１２内には、使用済の核燃料集合体１１
の冷却期間において、水が満たされ、核燃料集合体１１
から放射される中性子を減速させ、バスケット１２内に
添加されたＢによる中性子吸収を効率的に行わせる。こ
れによって、核燃料集合体１１間における未臨界を担保
するための距離を保持することができる。

【００８５】つぎに、図８を参照して、この実施の形態
２の変形例について説明する。図８は、この発明の実施
の形態２の変形例であるバスケットの径方向断面の一部
を示す図である。図８に示すバスケット２２は、図７に
示したバスケット１２と同様に、角パイプ形状をなし、
バスケット２２の外部側面どうしが互いに結合された状
態で、各外部側面間に複数の空隙部２３を形成する。図
８に示すバスケット２２が、図７に示したバスケット２
２と異なる点は、突起部２５およびコーナー部分が結合
に互いに嵌合するように、その断面が凹凸形状となって
いる点である。この凹凸形状は、各バスケット２２の結
合時にそれぞれ対応して嵌合する形状となっている。こ
の変形例によれば、さらに各バスケット２２間の位置ず
れをなくすことができ、バスケット２２の結合状態を一
層強くすることができる。

【００８６】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２
では、いずれも角パイプ形状のバスケットを互いに係合
させてバスケット全体を形成するようにしていたが、こ
の実施の形態３では、板状部材を互いに係合させてバス
ケット全体を形成するようにしている。

【００８７】図９は、この発明の実施の形態３であるバ
スケットの径方向断面の一部を示す図である。図９にお
いて、板状部材３２は、その短辺端面を貫通する貫通孔
である空隙部３３を複数有し、図９では、三つの空隙部
３３を有する。板状部材３２の両長辺端部は、断面が三
角であり、最端部が直角をなす。複数の板状部材３２
は、両長辺端部を互いに９０度の角度をもって密に係合
させることができ、この係合によって、核燃料集合体３
１が挿入されるセルを形成する。なお、キャスクの底板
には、各板状部材３２の配置位置に対応した凹部が形成
されおり、この凹部に各板状部材３２がはめ込まれるよ
うになっており、板状部材３２を用いたバスケット組立
を容易に行えるようにしてもよい。

【００８８】図１０は、図９に示したバスケットの部分
拡大図である。図１０において、板状部材３２の両長辺
端部は、その断面が９０度単位の回転対称形状であり、
係合面３７を「×」状に形成して密に係合する。また、
ウォーターゾーンとしての空隙部３３の形成に伴って、
結合部３６が形成される。核燃料集合体３１の垂直荷重
は、各板状部材３２の上辺部３４と下辺部３５とによっ
て支持されるが、空隙部３３の間の結合部３６によって
上辺部３４と下辺部３５とが結合されて構造強度が増し
ているため、確実に核燃料集合体３１を保持することが
できる。なお、板状部材３２の厚さｄは、核燃料集合体
３１が未臨界となることを担保する距離である。

【００８９】一方、板状部材３２は、ＡｌまたはＡｌ合
金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末
を添加したアルミニウム複合材またはアルミニウム合金
によって構成される。また、空隙部３３、および板状部
材３２によって形成される格子状セル内には、使用済の
核燃料集合体３１の冷却期間において、水が満たされ、
核燃料集合体３１から放射される中性子を減速させ、板
状部材３２内に添加されたＢによる中性子吸収を効率的
に行わせる。これによって、核燃料集合体３１間におけ
る未臨界を担保するための距離を保持することができ
る。

【００９０】つぎに、この実施の形態３における第１の
変形例について説明する。図１１は、この発明の実施の
形態３における第１の変形例であるバスケットの径方向
断面の一部を示す図である。図１１に示した板状部材４
２は、板状部材３２と同じ外部形状を有するが、空隙部
４３の形状が異なる。すなわち、この第１の変形例で
は、空隙部３３をさらに断面を斜めに二分割し、三角柱
の空隙部４３としている。この結果、一つの板状部材に
対して倍の個数の空隙部４３が形成されるとともに、結
合部３６に対応する垂直結合部４６に加えて、斜め結合
部４８が新たに形成される。このため、実施の形態３の
板状部材３２に比して、さらに強度の高い板状部材４２
とすることができる。

【００９１】つぎに、この実施の形態３における第２の
変形例について説明する。図１２は、この発明の実施の
形態３における第２の変形例であるバスケットの径方向
断面の一部を示す図である。図１２において、板状部材
５２は、板状部材３２と同様に三つの空隙部５３を有す
るが、板状部材５２の両長辺端部が、その断面を９０度
単位の回転対称形状とし、係合面５７を「卍」状に形成
して密に係合する点が、板状部材３２と異なる。この
「卍」状の係合面５７によって各板状部材５２間の位置
ずれを小さくすることができる。

【００９２】また、図１３は、この発明の実施の形態３
における第３の変形例であるバスケットの径方向断面の
一部を示す図である。図１３において、板状部材６２
は、板状部材３２と同様に三つの空隙部６３を有する
が、板状部材６２の両長短部が、その断面を９０度単位
の回転対称形状とし、係合面６７の内部を「卍」状に形
成するとともに、「卍」状の周囲を半円状に形成して密
に係合する点が、板状部材３２と異なる。この係合面６
７の形状によって各板状部材６２間の位置ずれをさらに
小さくすることができる。

【００９３】この実施の形態３によれば、板状部材の両
長辺端部を係合させて組み合わせることによってバスケ
ットを形成するとともに、各板状部材に複数の空隙部を
設けるようにしているので、簡易な部材によってバスケ
ットを形成することができるとともに、空隙部間の結合
部によって板状部材の強度を増すことができる。また、
各板状部材の係合面の断面形状を「卍」状等の形状とす
ることによって各板状部材間の位置ずれを小さくするこ
とができる。

【００９４】（実施の形態４）つぎに、この発明の実施
の形態４について説明する。上述した実施の形態３で
は、係合面の断面形状を９０度単位の回転対称形状とし
て各板状部材を格子状に係合してバスケットを形成する
ようにしていたが、この実施の形態４では、さらに、各
板状部材が互いに位置ずれしないように拘束して係合さ
せるようにしている。

【００９５】図１４は、この発明の実施の形態４である
バスケットの径方向断面の一部を示す図である。図１４
において、板状部材７２は、その短辺端面を貫通する貫
通孔である空隙部７３を複数有し、図１４では、二つの
空隙部７３を有する。板状部材７２の両長辺端部は、係
合面７７の断面形状を９０度単位の回転対称形状にする
とともに、各板状部材７２間の係合面７７に、先太りの
断面形状を持たせるようにしている。この結果、各板状
部材７２の両長辺端部は、確実に係合し、位置ずれもな
くなる。各板状部材７２を格子状に係合させる場合、た
とえば４つの板状部材７２のうちの三つの板状部材７２
をまず係合させ、残る一つの板状部材７２を長手方向
（軸方向）からスライドさせて挿入し、係合を完了させ
る。

【００９６】この板状部材７２は、実施の形態３と同様
に、空隙部７３の形成に伴って、結合部７６が形成され
る。核燃料集合体７１の垂直荷重は、各板状部材７２の
上辺部７４と下辺部７５とによって支持されるが、空隙
部７３の間の結合部７６によって上辺部７４と下辺部７
５とが結合されて構造強度が増しているため、確実に核
燃料集合体７１を保持することができる。

【００９７】一方、板状部材７２は、ＡｌまたはＡｌ合
金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末
を添加したアルミニウム複合材またはアルミニウム合金
によって構成される。また、空隙部７３、および板状部
材７２によって形成される格子状セル内には、使用済の
核燃料集合体７１の冷却期間において、水が満たされ、
核燃料集合体７１から放射される中性子を減速させ、板
状部材７２内に添加されたＢによる中性子吸収を効率的
に行わせる。これによって、核燃料集合体７１間におけ
る未臨界を担保するための距離を保持することができ
る。

【００９８】つぎに、この実施の形態４における変形例
について説明する。図１５は、この発明の実施の形態４
における変形例であるバスケットの径方向断面の一部を
示す図である。図１５に示した板状部材８２は、板状部
材７２と同様に、係合面８７の断面形状を９０度単位の
回転対称形状にするとともに、各板状部材８２間の係合
面８７に、先太りの断面形状を持たせるようにしている
が、先太りの断面形状が円形に近いため、各板状部材８
２の係合は、全て長手方向（軸方向）からスライドさせ
て係合させる必要がある。この結果、各板状部材８２の
係合をさらに確実に行うことができ、各板状部材８２間
の位置ずれを確実になくすことができる。

【００９９】この実施の形態４によれば、板状部材の両
長辺端部を互いに拘束させた係合組合せを行うことによ
ってバスケットを形成するとともに、各板状部材に複数
の空隙部を設けるようにしているので、各板状部材間の
位置ずれを確実になくすことができるとともに、空隙部
間の結合部によって板状部材の強度を増すことができ
る。

【０１００】（実施の形態５）つぎに、この発明の実施
の形態５について説明する。上述した実施の形態３，４
では、係合面の断面形状を９０度単位の回転対称形状と
して各板状部材を格子状に係合してバスケットを形成す
るようにしていたが、この実施の形態５では、係合面を
長手方向のテーパ面として係合するようにしている。

【０１０１】図１６は、この発明の実施の形態５である
バスケットを構成する板状部材の平面図である。この実
施の形態５では、２種類の板状部材を組み合わせてバス
ケットを構成する。図１６（ａ）は、一つの板状部材９
２ａの平面図であり、図１６（ｂ）は、他の板状部材９
２ｂの平面図である。板状部材９２ａ，９２ｂは、その
短辺端面を貫通する貫通孔である複数の空隙部９３ａ，
９３ｂをそれぞれ有する。板状部材９２ａ，９２ｂの長
辺端部は、その断面がそれぞれ対応して互いに拘束して
係合する形状となっているとともに、テーパ部９４，９
５を有する。テーパ部９４は、長手方向に沿い下方に向
かって先細りとなるテーパ形状をなし、テーパ部９５
は、これに対応し、長手方向に沿い上方に向かって先細
りとなるテーパ形状をなす。ただし、テーパ部は必要に
応じて省略することもできる。

【０１０２】図１７は、板状部材９２ａ，９２ｂを組み
合わせた状態を示す図である。図１７に示すように、バ
スケットは、二つの板状部材９２ａと二つの板状部材９
２ｂとを用いて組み合わせる。板状部材９２ｂの組合せ
によってバスケットの一面が形成され、これに直交する
バスケットの面が板状部材９２ａの組合せによって形成
される。組合せは、まず板状部材９２ｂの長辺端部を当
接させた状態にし、この状態で板状部材９２ａを上部か
らスライドさせて挿入することによって格子状セルが完
成する。

【０１０３】図１８は、係合状態を示すＡ−Ａ線断面図
である。図１８に示すように板状部材９２ａと板状部材
９２ｂとの間には、テーパ部９４，９５との係合面であ
るテーパ面９６が形成される。これにより、板状部材９
２ａが板状部材９２ｂ間の結合を強固にするテーパとし
て機能するとともに、板状部材９２ａ自体も強固に結合
されることになる。

【０１０４】この実施の形態５によれば、板状部材の長
辺端部に互いに係合するテーパ部を設けるようにしてい
るので、一層強固に結合したバスケットを構成すること
ができる。

【０１０５】（実施の形態６）つぎに、この発明の実施
の形態６について説明する。上述した実施の形態３，４
では、係合面の断面形状を９０度単位の回転対称形状と
して各板状部材を格子状に係合してバスケットを形成す
るようにしていたが、この実施の形態６では、係合面の
塑性変形によって板状部材間の結合強度をさらに高めて
いる。

【０１０６】図１９は、この発明の実施の形態６である
バスケットを構成する板状部材の平面図であり、塑性変
形による形状変化前後の状態を示す図である。図１９
（ａ）は、塑性変形前における板状部材間の係合状態を
示し、図１９（ｂ）は、塑性変形後における板状部材間
の係合状態を示している。この板状部材１０２は、実施
の形態３〜５と同様に、複数の空隙部１０３を有する。
図１９（ａ）に示すように、各板状部材１０２の長辺端
部の断面形状は、一部が凸部となり、９０度単位で回転
対称形状であり、長辺端部どうしは、互いに係合され
る。係合面１０７間に間隙部１０４が形成されるととも
に、間隙部１０４の近傍に流体受入穴１０１を有する。
この流体受入穴１０１は、一短辺端部を開口とし、他短
辺端部側近傍に至るまで長手方向に沿って設けられてい
る。なお、他短辺端部側も開口とし、治具等で高圧流体
の注入時のみ、この他短辺端部側の開口を閉成するよう
にしてもよい。

【０１０７】流体受入穴１０１には、その後高圧流体が
注入され、間隙部１０４と流体受入穴１０１間の近傍を
塑性変形し、間隙部１０４を埋める形状となる。また、
流体受入穴１０１は、塑性変形によって断面が楕円形状
の流体受入穴１０１ａとなる。この結果、間隙部１０４
が狭まり、板状部材１０２間を互いに拘束する係合面が
形成され、板状部材１０２は互いに密に結合されること
になる。なお、図１９では、間隙部１０４がその断面形
状を三角形状としているが、当初から間隙部１０４側に
凸の形状を持たせるようにしてもよい。この形状の場合
は、板状部材１０２間を互いに拘束する形状であるた
め、板状部材１０２間の係合は、長手方向からスライド
させて行うことになる。

【０１０８】なお、板状部材１０１は、ＡｌまたはＡｌ
合金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉
末を添加したアルミニウム複合材またはアルミニウム合
金によって構成される。この場合、アルミニウムは伸び
が大きいので塑性変形が容易であり、板状部材１０１と
して好適である。

【０１０９】この実施の形態６によれば、板状部材１０
２に設けられた流体受入穴１０１に高圧流体を注入して
係合面１０７を塑性変形させ、これによって板状部材１
０２間を互いに拘束し、結合強度を一層高めることがで
きる。

【０１１０】（実施の形態７）つぎに、この発明の実施
の形態７について説明する。上述した実施の形態３〜６
では、いずれも板状部材の長辺端部形状を用い、互いに
結合させてバスケットを構成するようにしていたが、こ
の実施の形態７では、新たに結合部材を用いて各板状部
材間を結合させるようにしている。

【０１１１】図２０は、この発明の実施の形態７である
バスケットの結合状態を示す一部平面図である。図２０
において、板状部材１１２は、実施の形態３〜６と同様
に、複数の空隙部１１３を有する。結合部材１１０は、
各板状部材１１２の長辺端部を拘束させて係合させる断
面形状を有する柱状部材である。板状部材１１２の長辺
端部は、結合部材１１０の形状に対応した形状を有し、
結合部材１１０の断面形状が先太り形状となる一部円柱
状の突起部が挿入される形状となっている。また、結合
部材１１０の一部円柱状の突起部以外の係合面は、隣接
する板状部材１１２と互いに係合するようになってい
る。

【０１１２】図２０に示すバスケット形状を構成する場
合、板状部材１１２をまず係合させ、その後、結合部材
１１０を上部から挿入することによって、各板状部材１
１２間の係合を強固にする。なお、図２０では、結合部
材１１０側に先太りの突起部を設けるようにしていた
が、逆に、板状部材１１２側に先太りの突起部を設ける
ようにしてもよい。

【０１１３】図２１〜図２３は、この発明の実施の形態
７の第１の変形例から第３の変形例であるバスケットの
結合状態を示す一部平面図である。図２０に示した結合
部材１１０の断面形状は、円形の先太り形状であった
が、図２１〜図２３に示す結合部材１２０，１３０，１
４０の断面形状は、台形の先太り形状としている。ま
た、図２２に示す結合部材１３０の断面形状は、図２１
に示した結合部材１２０の断面形状を全体に縮小した形
状としている。また、図２３に示す結合部材１４０の断
面形状は、図２１に示した結合部材１２０の断面形状に
おける台形の高さを低くした形状としている。結合部材
１１０〜１４０のいずれも、その断面形状を先太りとし
ている点で共通する。

【０１１４】この実施の形態７によれば、断面形状が先
太り形状をもつ突起部を有した結合部材を新たに設け
て、各板状部材の係合を拘束するようにしているので、
板状部材の形状を複雑にしなくても、簡易な構成によっ
て板状部材間の結合強度を高めることができる。

【０１１５】（実施の形態８）つぎに、この発明の実施
の形態８について説明する。上述した実施の形態７で
は、結合部材を用いて各板状部材間の結合を行うように
していたが、この実施の形態８では、さらに実施の形態
５に対応させて、係合面をテーパ面としている。ただ
し、テーパ部は必要に応じて省略してもよい。

【０１１６】図２４は、この発明の実施の形態８である
バスケットを構成する板状部材と結合部材の平面図であ
る。図２４（ａ）は、板状部材１５２の平面図を示し、
図２４（ｂ）は、結合部材１５０の平面図である。板状
部材１５２は、実施の形態３〜７と同様に、複数の空隙
部１５３を有する。板状部材１５２は、長辺端部が結合
部材１５０に対応する形状を有し、上部側を先細りとす
るテーパ部１５４を有する。一方、結合部材１５０は、
板状部材１５２の長辺端部を拘束して係合させるため
に、断面形状が先太り形状となる突起部を四方に有する
とともに、テーパ部１５４に係合するテーパ部１５５を
有する。

【０１１７】板状部材１５２および結合部材１５０を用
いて、図２５に示すバスケット形状を構成する。この場
合、板状部材１５２をまず格子状に係合させ、その後、
係合部分に結合部材１５０を上部から挿入することによ
って、各板状部材１１２間の係合を強固にする。ここ
で、テーパ部１５４，１５５のテーパ面が係合すること
になる。なお、テーパ面が逆になるように板状部材１５
２と結合部材１５０とのテーパ部１５４，１５５を形成
するようにしてもよい。この場合、結合部材１５０間に
板状部材１５２を挿入してバスケットを形成することに
なる。

【０１１８】この実施の形態８によれば、断面形状が先
太り形状をもつ突起部とテーパ部とを有した結合部材を
新たに設け、この結合部材のテーパ部と板状部材のテー
パ部とをテーパ面によって結合するようにしているの
で、板状部材間の結合強度を高めることができる。ただ
し、テーパ部１５４，１５５は必要に応じて省略しても
よい。

【０１１９】（実施の形態９）つぎに、この発明の実施
の形態９について説明する。上述した実施の形態７，８
では、結合部材を用いて各板状部材間の結合を行うよう
にしていたが、この実施の形態８では、さらに実施の形
態６に対応させて、結合部材に流体受入穴を設け、この
流体受入穴に高圧流体を注入することによって各板状部
材間の結合を行うようにしている。

【０１２０】図２６は、この発明の実施の形態９である
バスケットを構成する板状部材と結合部材の塑性変形前
後の結合状態を示す図である。図２６（ａ）は、塑性変
形前の結合状態を示し、図２６（ｂ）は、塑性変形後の
結合状態を示す図である。結合部材１６０は、隣接する
板状部材１６２の係合面に対応して延びるスター状の断
面形状をなし、先太り突起形状を有する。板状部材１６
２は、突起形状の間の凹部形状に係合される。結合部材
１６０の突起形状部分には、高圧流体が注入される流体
受入穴１６１が長手方向に沿って形成される。この流体
受入穴１６１は、一短辺端部を開口とし、他短辺端部側
近傍に至るまで長手方向に沿って設けられている。な
お、他短辺端部側も開口とし、治具等で高圧流体の注入
時のみ、この他短辺端部側の開口を閉成するようにして
もよい。

【０１２１】また、結合部材１６０は、流体受入穴１６
１の近傍の両係合面に、この係合面に垂直な方向に延び
る半円突起形状を有する。一方、板状部材１６２の長辺
端部であって、結合部材１６０の半円突起形状に対応し
た凹部形状をなし、半円突起形状と凹部形状との間に間
隙部１６４を形成する。

【０１２２】この状態において、流体受入穴１６１の開
口部から高圧流体を注入すると、流体受入穴１６１の拡
開によって流体受入穴１６１の近傍が間隙部１６５を狭
めるように塑性変形し、流体受入穴１６１は、楕円形状
の流体受入穴１６１ａとなる。この結果、結合部材１６
０と板状部材１６２とが互いに拘束された状態で強固に
結合される。なお、板状部材１６１および結合部材１６
０は、ＡｌまたはＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつ
ＢまたはＢ化合物の粉末を添加したアルミニウム複合材
またはアルミニウム合金によって構成される。この場
合、アルミニウムは伸びが大きいので塑性変形が容易で
あり、板状部材１６２および結合部材１６０として好適
である。

【０１２３】この実施の形態９によれば、結合部材１６
０を用いて板状部材１６２を結合する際、結合部材１６
０に設けられた流体受入穴１６１に高圧流体を注入して
塑性変形させ、これによって板状部材１６２と結合部材
１６０とを互いに拘束することができる。

【０１２４】なお、上述した実施の形態３〜９において
示した板状部材の長辺端部形状および結合部材の形状
は、４つの板状部材を結合する全ての方向に同じ形状と
するようにしたが、各結合部位毎に異なる形状を適宜組
み合わせるようにしてもよい。たとえば、実施の形態７
で示した図２０の板状部材１１２を図上、上下方向に用
い、図２２の板状部材１３２を図上、左右方向に用い、
結合部材として図上、上下方向には結合部材１１０の形
状にし、左右方向には結合部材１３０の形状にした結合
部材を新たに形成すればよい。

【０１２５】（実施の形態１０）つぎに、この発明の実
施の形態１０について説明する。キャスクのキャビティ
内に角パイプ状のバスケットを挿入してバスケット全体
を形成する場合、角パイプの製造誤差があることから、
全ての角パイプが挿入しきれない場合があり、全ての角
パイプが挿入される組合せを見い出すまでに時間と労力
がかかった。一方、角パイプどうしは熱伝導性を確保す
るため、キャビティ内で密に配置させることが要求され
る。

【０１２６】そこで、この実施の形態１０では、図２７
に示すように、まず角パイプ状のバスケット１７１を収
縮させた収縮バスケット１７２を用意しておく。この収
縮バスケット１７２の収縮処理は、バスケット１７１の
外部壁面に対して圧力をかけることによって行うことが
できる。バスケット１７１は、ＡｌまたはＡｌ合金粉末
に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を添加
したアルミニウム複合材またはアルミニウム合金によっ
て構成される。アルミニウムは伸びが大きいので塑性変
形が容易であり、収縮バスケット１７２の形成に好適で
ある。バスケット１７１の断面形状が正方形で縦および
横の長さが「Ａ」である場合、収縮バスケットの縦およ
び横の長さが「Ｂ」となる場合、膨張代αは、α＝Ａ−
Ｂとなる。

【０１２７】バスケット全体を形成する場合、たとえば
図２８に示すように、キャビネット内の断面中央に挿入
すべきバスケット以外の全てのバスケット１７１をキャ
ビネット内に挿入する。その後、収縮バスケット１７２
を、キャビネット内の断面中央に挿入する。収縮バスケ
ット１７２は、膨張代αを有するため、容易に挿入する
ことができる。

【０１２８】その後、高圧流体によって収縮バスケット
１７２の内壁面を拡開し、バスケット１７１とほぼ同じ
形状の拡管バスケット１７３を形成する。これによっ
て、各バスケット１７１は、拡管バスケット１７３の拡
開によって互いに密に結合することになる。

【０１２９】この収縮バスケット１７２の拡開は、図２
９および図３０に示す拡管装置によって行うことができ
る。図２９は、拡管装置の拡管部１９０の概要構成を示
す断面図である。また、図３０は、拡管部１９０の詳細
構成および拡管装置の全体構成を示す図である。収縮バ
スケット１７２における核燃料集合体の挿入側開口部
は、トッププレート１８１によって、この挿入側開口部
を閉成する。一方、他端の開口部は、エンドプレート１
８２によって閉成される。タイロッド１８３は、トップ
プレート１８１およびエンドプレート１８２の各中央部
を貫き、トッププレート１８１およびエンドプレート１
８２の位置を保持し、固定する。収縮バスケット１７
２、トッププレート１８１およびエンドプレート１８２
によって画成される内部空間は、伸縮可能な部材、たと
えばゴム袋１８４によって包まれる。

【０１３０】タイロッド１８３のトッププレート１８１
側には、ゴム袋１８４と外部空間とを連通する貫通孔を
有する。また、タイロッド１８３内には、長手方向に沿
ってヒータ１８５が配線され、ヒータ１８５は、外部の
電源１８９に接続される。一方、タイロッド１８３の貫
通孔には、高圧流体が供給される管が接続される。高圧
流体は、図示しない高圧流体源から供給され、昇圧装置
１８６によって昇圧された高圧流体が貫通孔を介してゴ
ム袋１８４の内部空間に供給される。ゴム袋１８４の内
部空間に対する高圧流体の供給を制御するために、貫通
孔と昇圧装置１８６との間に、圧力指示計１８７と弁１
８８ａとリリーフ弁１８８ｂとが設けられる。高圧流体
の供給制御を行う操作者は、圧力指示計１８７が示す圧
力をもとに、弁１１８ａで高圧流体を供給し、リリーフ
弁１８８ｂによる減圧を行うことによって、ゴム袋１８
４の内部空間に供給される高圧流体の圧力量を制御す
る。この高圧流体の圧力量制御によって、ゴム袋１８４
内には高圧流体が満たされ、収縮バスケット１７２の内
部壁面に圧力がかかり、収縮バスケット１７２が拡管
し、拡管バスケット１７３の形状に塑性加工される。

【０１３１】なお、拡管装置の設計圧力の上限圧力によ
っても、収縮バスケット１７２の拡管が完了しない場合
には、さらに電源１８９によってヒータ１８５に通電
し、ゴム袋１８４内に満たされた高圧流体を加熱する。
この加熱によって高圧流体は、さらに圧力が昇圧され、
加熱温度に対応した拡管を行うことができる。すなわ
ち、ヒータ１８５を用いて、収縮バスケット１７２の拡
管処理の補助を行う。

【０１３２】ところで、収縮バスケット１７２の拡管
は、ゴム袋１８４の内部空間形状から、収縮バスケット
１７２の端部、すなわちトッププレート１８１側とエン
ドプレート１８２側は拡管し難く、拡管バスケット１７
３は両端部が先細り形状となる。この先細り形状をもっ
た拡管バスケット１７３では、開口部の開口が十分でな
いため、核燃料集合体を挿入することができない。な
お、図３１に示すように、核燃料集合体１８０の先端部
である下部タイプレート１８０ａは、先細り形状である
ため、拡管バスケット１７３のエンドプレート１８２側
は先細り形状のままであっても支障ない。また、キャビ
ティ内でバスケット間の隙間が設定より大きい箇所に対
して、この拡管装置を用いれば、バスケット間の隙間を
所望の隙間に修正することができる。

【０１３３】拡管バスケット１７３のトッププレート１
８１側は、図３２に示す拡管治具２００を用いて拡管す
る。図３２は、拡管バスケット１７３のトッププレート
１８１側の拡管治具２００が配置された状態の斜視図で
ある。また、図３３は、拡管治具２００が配置された状
態の部分断面図である。

【０１３４】拡管治具２００を用いてトッププレート１
８１側の先細り形状を拡管する場合、まず拡管装置を取
り外し、トッププレート１８１側の開口部に拡管治具２
００を配置する。拡管治具２００は、押し板２０２，２
０３と、各押し板２０２，２０３を拡げるミニシリンダ
２０１から構成される。ミニシリンダ２０１を駆動させ
て押し板２０２，２０３を押し拡げることによって、開
口部が拡管される。ただし、拡管治具２００による拡管
は、対向する二つの壁面対のみを拡開するので、徐々
に、かつ交互に、直交する壁面対に対する拡管処理を行
う。

【０１３５】なお、拡管装置によって収縮バスケット１
７２を拡管する際、収縮バスケット１７２の周辺に位置
するバスケット１７１は収縮バスケット１７１と同じ材
質であるため、バスケット１７１が塑性変形してしまう
可能性がある。このため、拡管時に、収縮バスケット１
７２の周辺に位置するバスケット１７１のセル内にバッ
クアップ材２１０を挿入する。たとえば、図３４に示す
ように、収縮バスケット１７２の四方に隣接する４つの
バスケット１７１のセル内にバックアップ材２１０を挿
入する。このバックアップ材２１０の外部とバスケット
１７１の内部とは、隙間がない方がよい。ただし、バッ
クアップ材２１０がバスケット１７１内に挿入できなく
なるので、所定のクリアランスを設けるようにする。ま
た、バックアップ材２１０の熱膨張率が大きいときは、
バックアップ材２１０内部にヒータを埋め込み、挿入後
に通電を行うことによって、バックアップ材２１０とバ
スケット１７１との間の間隙をなくすようにしてもよ
い。なお、対向するバックアップ材２１０の端部間を互
いに結合させる部材、たとえば押さえ板をボルト締めす
るようにして、収縮バスケットの拡管を一層、矩形に近
づけることができる。また、バックアップ材２１０の断
面形状をバスケット１７１の断面形状に比して一部小さ
くし、収縮バスケット１７２の半径方向に沿ってバック
アップ材２１０とバスケット１７１との間に隙間を設
け、この隙間をボルト締め等で外側から収縮バスケット
１７２方向に押圧することによって、収縮バスケット１
７２の周囲のバスケット１７１を固定し、これによって
収縮バスケット１７２の拡管を一層、矩形に近づけるよ
うにしてもよい。

【０１３６】この実施の形態１０によれば、拡管装置に
よって収縮バスケット１７２全体を拡管し、キャビティ
へのバスケット挿入を容易にするとともに、熱伝導性お
よび核燃料集合体の保持を確実に行うことができる。挿
入側開口部を拡管治具２００によって拡管するようにし
ているので、核燃料集合体の挿入を確実に行うことがで
きる。また、バックアップ材を用いることによって収縮
バスケット１７２以外のバスケット１７１の塑性変形が
防止され、バスケット１７１の極端な変形をなくし、バ
スケット間の密な配置を確実にできる。

【０１３７】なお、上述した実施の形態１〜９は、基本
的にＰＷＲ用のキャスク内のバスケットに用いられるも
のであるが、実施の形態１０は、ＰＷＲ用のバスケット
に限らず、ＢＷＲ用のバスケットにも適用できる。

【０１３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
バスケット（請求項１）によれば、使用済核燃料集合体
が挿入可能な矩形の内部断面形状をもつとともに外部壁
面の長手方向に、あり溝を有した中性子吸収成分を含む
角パイプを、キャビティ内に挿入し、各外部壁面を相互
に隣接させた状態において前記あり溝の結合によって空
隙部を形成し、ＰＷＲ用のバスケット構造となるように
しているので、使用済核燃料集合体の冷却期間において
空隙部を用いて中性子の減速を有効に行うことができる
とともに、あり溝の結合によって生じた空隙部は、テー
パ状となり、このテーパ状の突起部分を有効利用して各
バスケットをクランプする機構を配置することが可能で
あり、これによって各バスケットの結合を密にすること
ができ、熱伝導性およびバスケット強度を高めることが
できるという効果を奏する。

【０１３９】また、この発明にかかるバスケットの固定
器具（請求項２）によれば、あり溝によって形成される
バスケット間の空隙部に固定器具を配置し、ボルトの回
動によってくさび材を底板方向に移動し、この移動によ
って各クランプ部材が前記第１および第２のガイド機構
によって切り欠き部分側にそれぞれ双方向にガイドさ
れ、対向するバスケットをクランプし、バスケット間を
密に接合できるようにしているので、簡易な構成によっ
てバスケットに要求される十分な熱伝導性を満足させる
ことができるという効果を奏する。

【０１４０】また、この発明にかかるバスケットの固定
器具（請求項３）によれば、ドライバによって、ボルト
をねじ回し、これによって、バスケットのクランプを行
えるようにしているので、バスケットに対するクランプ
を容易に行うことができるという効果を奏する。

【０１４１】また、この発明にかかるバスケット（請求
項４）によれば、使用済核燃料集合体が挿入可能な内部
断面形状をもつとともに外部壁面の長手方向に複数の溝
部を有した中性子吸収材を含む角パイプを、キャビティ
内に挿入し、各外部壁面を相互に隣接させた状態におい
て前記溝部の結合によって複数の空隙部を形成し、ＰＷ
Ｒ用のバスケット構造となるようにしているので、複数
の空隙部間を仕切る部分によって各バスケットがさらに
結合されるため、熱伝導性およびバスケット強度が高ま
るという効果を奏する。

【０１４２】また、この発明にかかるバスケット（請求
項５）によれば、複数の溝部以外の外部壁面は、凹凸形
状であって各角パイプ間がそれぞれ対応して係合する形
状となっているので、各角パイプ間の位置ずれをなくす
ことができるという効果を奏する。

【０１４３】また、この発明にかかるバスケット（請求
項６）によれば、両短辺端面を貫通する複数の貫通孔を
有する複数の板状部材の長辺端面を互いに係合させるこ
とによって、使用済核燃料集合体が挿入可能な矩形断面
形状をもつ複数の格子状セルを形成するバスケット構造
となるようにしているので、簡易な構成によって熱伝導
性とバスケット強度を高めたＰＷＲ用のバスケットを形
成することができるという効果を奏する。

【０１４４】また、この発明にかかるバスケット（請求
項７）によれば、各板状部材の各係合断面形状は、係合
断面形状の中心を軸に９０度単位の回転対称形状に４分
割した形状として、全ての板状部材を同一形状部材とし
ているので、各板状部材の製造と組立にかかる労力と時
間を低減することができるという効果を奏する。

【０１４５】また、この発明にかかるバスケット（請求
項８）によれば、各板状部材の各係合断面形状は、各板
状部材の係合を互いに拘束する先太りの突起形状をも
ち、この突起形状によって各板状部材を強固に結合する
ようにしているので、軽くて、熱伝導性が高いバスケッ
ト構造を容易に形成することができるという効果を奏す
る。

【０１４６】また、この発明にかかるバスケット（請求
項９）によれば、板状部材は、長辺端部形状が異なる２
種の板状部材からなり、各２種の板状部材は、長辺端部
の長手方向に沿って互いに係合するテーパ形状によって
密に結合されるようにしているので、軽くて、熱伝導性
が高いバスケット構造を容易に形成することができると
いう効果を奏する。

【０１４７】また、この発明にかかるバスケット（請求
項１０）によれば、各板状部材の係合面近傍に高圧流体
が注入される流体受入穴が設けられ、この流体受入穴に
高圧流体を注入すると、流体受入穴近傍が塑性変形し、
流体受入穴の近傍の係合面に設けられた間隙部を埋め込
み、この埋め込みによって、板状部材間を拘束した結合
が強固に行われるようにしているので、軽くて、熱伝導
性が高いバスケット構造を容易に形成することができる
という効果を奏する。

【０１４８】また、この発明にかかるバスケット（請求
項１１）によれば、結合部材と各板状部材との係合によ
って結合部材と各板状部材とを拘束し、結合部材を介し
て板状部材による格子状セルを強固に形成するようにし
ているので、軽くて、熱伝導性が高いバスケット構造を
容易に形成することができるという効果を奏する。

【０１４９】また、この発明にかかるバスケット（請求
項１２）によれば、板状部材の各係合断面形状あるいは
結合部材の各係合断面形状を先太りの突起形状として、
板状部材間の係合あるいは板状部材と結合部材との間の
係合を拘束するようにしているので、軽くて、熱伝導性
が高いバスケット構造を容易に形成することができると
いう効果を奏する。

【０１５０】また、この発明にかかるバスケット（請求
項１３）によれば、板状部材は、少なくとも各板状部材
間で係合する係合面を有するようにし、結合部材を介す
るのみでなく、板状部材どうしでも係合させて、さらに
バスケット強度を強固にするようにしているので、軽く
て、熱伝導性が高いバスケット構造を容易に形成するこ
とができるという効果を奏する。

【０１５１】また、この発明にかかるバスケット（請求
項１４）によれば、板状部材の長辺端部が有する第１の
テーパ部によるテーパ形状と、結合部材の第２のテーパ
部によるテーパ形状とが互いに対応して係合するように
し、板状部材と結合部材との結合を強固にするようにし
ているので、軽くて、熱伝導性が高いバスケット構造を
容易に形成することができるという効果を奏する。

【０１５２】また、この発明にかかるバスケット（請求
項１５）によれば、結合部材に設けられ、各板状部材と
の係合面近傍に設けられた流入受入穴に高圧流体が注入
されると、流体受入穴近傍が塑性変形し、流体受入穴近
傍の係合面に設けられた間隙部を埋め込み、この埋め込
みによって結合部材と各板状部材との間を拘束し、結合
を強固にするようにしているので、軽くて、熱伝導性が
高いバスケット構造を容易に形成することができるとい
う効果を奏する。

【０１５３】また、この発明にかかるバスケット（請求
項１６）によれば、角パイプ、板状部材、または結合部
材は、押出加工によって成形され、ＡｌまたはＡｌ合金
粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合物の粉末を
添加したアルミニウム複合材またはアルミニウム合金に
よって構成されるようにし、中性子吸収能を持たせ、あ
るいは塑性加工を容易にしているので、軽くて、熱伝導
性が高いバスケット構造を容易に形成することができる
という効果を奏する。

【０１５４】また、この発明にかかるバスケットの挿入
装置（請求項１７）によれば、閉成部材が、収縮角パイ
プの端部開口部を閉成し、収縮角パイプと閉成部材とに
よって画成される内部空間を流体保持部によって形成
し、閉成部材の一端部に設けられた貫通孔を介し、高圧
流体供給手段から供給される高圧流体を当該内部空間に
注入すると、収縮角パイプが径方向に拡開し、収縮角パ
イプを核燃料集合体が挿入される形状に復させるので、
複数の角パイプの配置が密になり、熱伝導性とバスケッ
ト強度とが高くなる。また、角パイプの挿入時には角パ
イプによるバスケット構造の形成が容易になるという効
果を奏する。

【０１５５】また、この発明にかかるバスケットの挿入
装置（請求項１８）によれば、拡開手段が、収縮角パイ
プにおける使用済核燃料集合体の挿入側端部を拡開する
ようにし、拡開が十分に行えなかった挿入側端部を拡開
し、核燃料集合体の挿入が確実に行えるようにしている
ので、拡開された角パイプに対する核燃料集合体の挿入
を確実に行うことができるという効果を奏する。

【０１５６】また、この発明にかかるバスケットの挿入
装置（請求項１９）によれば、高圧流体による拡開が十
分に行うことができなかった場合に、加熱手段が、高圧
流体を加熱して加圧し、拡開を確実に行うようにしてい
るので、収縮角パイプの拡開を確実に行うことができる
という効果を奏する。

【０１５７】また、この発明にかかるバスケットの挿入
装置（請求項２０）によれば、収縮角パイプに隣接する
角パイプに、当該角パイプの内部形状をもつ柱状部材で
あるバックアップ材を挿入して、収縮角パイプの拡開時
に、隣接する角パイプの塑性変形を防止し、角パイプの
配置が密になるようにしているので、熱伝導性が高いバ
スケット構造を容易に形成することができるという効果
を奏する。

【０１５８】また、この発明にかかるバスケットの挿入
方法（請求項２１）によれば、第１の挿入工程によっ
て、角パイプを径方向に収縮した収縮角パイプを挿入す
る空間を少なくとも一つ残して複数の前記角パイプをキ
ャビティ内に挿入し、第２の挿入工程によって、収縮角
パイプをキャビティ内に挿入し、拡開工程によって、収
縮角パイプの内部に高圧流体を流入して当該収縮角パイ
プを拡開するようにしているので、キャビティへの角パ
イプの挿入が容易で、熱伝導性が高いバスケット構造を
容易に形成できるという効果を奏する。

【０１５９】また、この発明にかかるバスケットの挿入
方法（請求項２２）によれば、第３の挿入工程によっ
て、角パイプの内部形状をもつ柱状部材であるバックア
ップ材を収縮角パイプに隣接する角パイプに挿入し、そ
の後、拡開工程を行うようにして、収縮角パイプの拡開
時に、隣接する角パイプの塑性変形を防止し、角パイプ
の結合が正規に密になるようにしているので、キャビテ
ィへの角パイプの挿入が容易で、熱伝導性が高いバスケ
ット構造を容易に形成することができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１であるバスケットを隣
接配置した状態を示す部分断面図である。

【図２】図１に示したバスケットを示す斜視図である。

【図３】図１に示したバスケットの製造方法を示すフロ
ーチャートである。

【図４】この発明の実施の形態１である固定器具の構成
を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態１である固定器具とドラ
イバとの関係を示す図である。

【図６】この発明の実施の形態である固定器具によるバ
スケットに対するクランプ動作を説明する図である。

【図７】この発明の実施の形態２であるバスケットの径
方向断面の一部を示す図である。

【図８】この発明の実施の形態２の変形例であるバスケ
ットの径方向断面の一部を示す図である。

【図９】この発明の実施の形態３であるバスケットの径
方向断面の一部を示す図である。

【図１０】図９に示したバスケットを示す部分拡大図で
ある。

【図１１】この発明の実施の形態３における第１の変形
例であるバスケットの径方向断面の一部を示す図であ
る。

【図１２】この発明の実施の形態３における第２の変形
例であるバスケットの径方向断面の一部を示す図であ
る。

【図１３】この発明の実施の形態３における第３の変形
例であるバスケットの径方向断面の一部を示す図であ
る。

【図１４】この発明の実施の形態４であるバスケットの
径方向断面の一部を示す図である。

【図１５】この発明の実施の形態４の変形例であるバス
ケットの径方向断面の一部を示す図である。

【図１６】この発明の実施の形態５であるバスケットを
構成する板状部材を示す平面図である。

【図１７】図１６に示した板状部材を組み合わせた状態
を示す図である。

【図１８】図１７に示した係合状態を示すＡ−Ａ線断面
図である。

【図１９】この発明の実施の形態６であるバスケットを
構成する板状部材の平面図であり、塑性変形による形状
変化前後の状態を示す図である。

【図２０】この発明の実施の形態７であるバスケットの
結合状態を示す一部平面図である。

【図２１】この発明の実施の形態７の第１の変形例であ
るバスケットの結合状態を示す一部平面図である。

【図２２】この発明の実施の形態７の第２の変形例であ
るバスケットの結合状態を示す一部平面図である。

【図２３】この発明の実施の形態７の第３の変形例であ
るバスケットの結合状態を示す一部平面図である。

【図２４】この発明の実施の形態８であるバスケットを
構成する板状部材と結合部材を示す平面図である。

【図２５】図２４に示した板状部材と結合部材とを組み
合わせた状態を示す図である。

【図２６】この発明の実施の形態９であるバスケットを
構成する板状部材と結合部材の塑性変形前後の結合状態
を示す図である。

【図２７】収縮バスケットの断面形状を示す図である。

【図２８】収縮バスケットの配置位置を示す図である。

【図２９】拡管装置の拡管部の概要構成を示す図であ
る。

【図３０】拡管部の詳細構成および拡管装置の全体構成
を示す図である。

【図３１】核燃料集合体と拡管バスケットとの関係を示
す図である。

【図３２】拡管治具の配置を示す斜視図である。

【図３３】拡管治具の配置を示す断面図である。

【図３４】収縮バスケットとバックアップ材との関係を
示す図である。

【図３５】従来のキャスクの一例を示す斜視図である。

【図３６】図３５に示したキャスクを示す軸方向断面図
である。

【図３７】従来におけるＰＷＲ用のキャスクを示す軸方
向断面図である。

【図３８】従来におけるＰＷＲ用のバスケットの組立の
一例を示す部分組立斜視図である。

【図３９】従来におけるＰＷＲ用のキャスクに用いられ
るバスケットの他の部分を示す組立構成図である。

【図４０】従来における他のＰＷＲ用のバスケットを示
す部分平面図である。

【図４１】図４０に示した他のＰＷＲ用のバスケットを
示すＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８
１，１８０ 核燃料集合体 ２，１２，２２，１７１ バスケット ３，１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８
３，９３ａ，９３ｂ，１０３，１１３，１２３，１３
３，１４３，１５３，１６３ 空隙部 ３ａ あり溝 ４ ボルト ４ａ スリット ５ くさび ６ クランプ ７ 底板 ８，９ ガイド １０ 固定治具 １４ 切り欠き部 １５ 突起部 ２０ ドライバ ２０ａ 操作軸 ２０ｂ ボルト回転金具 ２６ 嵌合面 ３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２ａ，９２
ｂ，１０２，１１２，１２２，１３２，１４２，１５
２，１６２ 板状部材 ３６，４６，５６，６６，７６，８６ 結合部 ３７，４７，５７，６７，７７，８７，１０７ 係合面 ４６ 垂直結合部 ４８ 斜め結合部 ９４，９５，１５４．１５５ テーパ部 ９６ テーパ面 １０１，１６１ 流体受入穴 １０４，１６４ 間隙部 １０５，１６５ 塑性変形部 １１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０ 結
合部材 １７２ 収縮バスケット １７３ 拡管バスケット １８１ トッププレート １８２ エンドプレート １８３ タイロッド １８４ ゴム袋 １８５ ヒータ １８６ 昇圧装置 １８７ 圧力指示計 １８８ａ 弁 １８８ｂ リリーフ弁 １８９ 電源 １９０ 拡管部 ２００ 拡管治具 ２０１ ミニシリンダ ２０２，２０３ 押し板 ２１０ バックアップ材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上 弘一 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 大亀 信二 神戸市兵庫区小松通五丁目１番16号 株式 会社神菱ハイテック内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャスクのキャビティ内に使用済核燃料
   集合体の収納を行うバスケットにおいて、 前記使用済核燃料集合体が挿入可能な矩形の内部断面形
   状をもつとともに外部壁面の長手方向に、あり溝を有し
   た中性子吸収成分を含む角パイプをキャビティ内に挿入
   し、各外部壁面を相互に隣接させた状態において前記あ
   り溝の結合によって空隙部を形成することを特徴とする
   バスケット。
2. 【請求項２】 キャスクのキャビティ内に、中性子吸収
   能を有し、外部壁面の長手方向に、あり溝を有した複数
   の角パイプによって格子状セルを構成するバスケットを
   相互にクランプして固定するバスケットの固定器具にお
   いて、 ボルトと、 中央部において前記ボルトが螺合し、前記バスケットの
   切り欠き部分方向にガイドする第１のガイド機構を有す
   る底板と、 前記ボルトの頂部と前記底板との間に介在し、前記ボル
   トが貫通して前記底板方向に凸のくさび形状を有すると
   ともに、前記切り欠き部分方向の側面にそれぞれ第２の
   ガイド機構を有するくさび部材と、 前記第１のガイド機構に嵌合するとともに、一端で前記
   第２のガイド機構に嵌合し、他端に双方の切り欠き部分
   を押し広げるＶ字型クランプ溝を有するクランプ部材
   と、 を備え、 あり溝によって形成されるバスケット間の空隙部に当該
   固定器具を配置し、前記ボルトの回動によって前記くさ
   び材を底板方向に移動し、この移動によって各クランプ
   部材が前記第１および第２のガイド機構によって切り欠
   き部分側にそれぞれ双方向にガイドされ、対向するバス
   ケットをクランプすることを特徴とするバスケットの固
   定器具。
3. 【請求項３】 前記ボルトは、その頂部にスリットを有
   し、前記スリットに挿入して前記ボルトをねじ回すドラ
   イバをさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の
   バスケットの固定器具。
4. 【請求項４】 キャスクのキャビティ内に使用済核燃料
   集合体の収納を行うバスケットにおいて、 前記使用済核燃料集合体が挿入可能な内部断面形状をも
   つとともに各外部壁面の長手方向に複数の溝部を有した
   中性子吸収成分を含む角パイプをキャビティ内に挿入
   し、各外部壁面を相互に隣接させた状態において前記複
   数の溝部の結合によって空隙部を形成することを特徴と
   するバスケット。
5. 【請求項５】 前記角パイプの外部壁面であって、前記
   複数の溝部以外の部分の断面形状は、凹凸形状であり、
   各角パイプの隣接時にそれぞれ対応して係合する形状で
   あることを特徴とする請求項４に記載のバスケット。
6. 【請求項６】 キャスクのキャビティ内に使用済核燃料
   集合体の収納を行うバスケットにおいて、 両短辺端面を貫通する複数の貫通孔を有する複数の板状
   部材の長辺端面を互いに係合させ、前記使用済核燃料集
   合体が挿入可能な矩形断面形状をもつ複数の格子状セル
   を形成することを特徴とするバスケット。
7. 【請求項７】 各前記板状部材の各係合断面形状は、係
   合断面形状の中心を軸に９０度単位の回転対称形状に４
   分割した形状であることを特徴とする請求項６に記載の
   バスケット。
8. 【請求項８】 各前記板状部材の各係合断面形状は、各
   前記板状部材の係合を互いに拘束する先太りの突起形状
   を有することを特徴とする請求項７に記載のバスケッ
   ト。
9. 【請求項９】 前記板状部材は、長辺端部形状が異なる
   ２種の板状部材を有し、該２種の板状部材は、長辺端部
   の長手方向に沿って互いに係合するテーパ形状を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載のバスケット。
10. 【請求項１０】 各前記板状部材は、各板状部材の係合
    面近傍であって、一短辺端面から長手方向に沿って他短
    辺端面近傍に至るまで空けられ、高圧流体が注入される
    流体受入穴を有し、当該流体受入穴の近傍の係合面に間
    隙部を形成することを特徴とする請求項６または７に記
    載のバスケット。
11. 【請求項１１】 キャスクのキャビティ内に使用済核燃
    料集合体の収納を行うバスケットにおいて、 両短辺端面を貫通する複数の貫通孔を有し、格子状に組
    み合わせて前記使用済核燃料集合体が挿入可能な矩形断
    面形状をもつ複数の格子状セルを形成する複数の板状部
    材と、 四方の各板状部材の長辺端部を係合して各板状部材を結
    合する複数の結合部材と、 を備えたことを特徴とするバスケット。
12. 【請求項１２】 前記板状部材の各係合断面形状あるい
    は前記結合部材の各係合断面形状は、先太りの突起形状
    を有することを特徴とする請求項１１に記載のバスケッ
    ト。
13. 【請求項１３】 前記板状部材は、少なくとも各板状部
    材間で係合する係合面を有することを特徴とする請求項
    １１または１２に記載のバスケット。
14. 【請求項１４】 前記板状部材の長辺端部は、長手方向
    に延びるテーパを形成する第１のテーパ部を有し、前記
    結合部材は、前記第１のテーパ部に対応して係合するテ
    ーパを形成する第２のテーパ部を有することを特徴とす
    る請求項１１に記載のバスケット。
15. 【請求項１５】 前記結合部材は、各板状部材との係合
    面近傍であって、一端面から長手方向に沿って他端面近
    傍に至るまで空けられ、高圧流体が注入される流体受入
    穴を有し、当該流体受入穴の近傍の係合面に間隙部を形
    成することを特徴とする請求項１１または１２に記載の
    バスケット。
16. 【請求項１６】 前記角パイプ、前記板状部材、または
    前記結合部材は、押出加工によって成形され、Ａｌまた
    はＡｌ合金粉末に中性子吸収性能をもつＢまたはＢ化合
    物の粉末を添加したアルミニウム複合材またはアルミニ
    ウム合金によって構成されることを特徴とする請求項
    １，４〜１５のいずれか一つに記載のバスケット。
17. 【請求項１７】 外周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線
    の遮蔽を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と
    熱伝導性とを持たせて使用済核燃料集合体の収納を行う
    角パイプによるバスケットを前記キャビティ内に挿入す
    る際、前記角パイプを径方向に収縮した収縮角パイプを
    少なくとも一つ挿入し、該収縮角パイプを径方向に拡開
    して複数の角パイプを結合するバスケットの挿入装置に
    おいて、 前記収縮角パイプの端部開口部を閉成するとともに、一
    端部に高圧流体を流入させる貫通孔を有した閉成部材
    と、 前記収縮角パイプおよび前記閉成部材によって画成され
    た内部に挿入され、前記貫通孔を介して流入する高圧流
    体を伸縮可能に保持する流体保持部と、 前記高圧流体を前記流体保持部に流入する高圧流体供給
    手段と、 を備えたことを特徴とするバスケットの挿入装置。
18. 【請求項１８】 前記収縮角パイプの前記使用済核燃料
    集合体の挿入側端部を拡開する拡開手段をさらに備えた
    ことを特徴とするバスケットの挿入装置。
19. 【請求項１９】 前記閉成部材は、前記流体保持部内部
    に加熱手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１７
    または１８に記載のバスケットの挿入装置。
20. 【請求項２０】 前記収縮角パイプに隣接する角パイプ
    に、当該角パイプの内部形状をもつ柱状部材であるバッ
    クアップ材をさらに備え、前記収縮角パイプの拡開時に
    前記バックアップ材を前記隣接する角パイプ内に挿入す
    ることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一つに
    記載のバスケットの挿入装置。
21. 【請求項２１】 外周に中性子遮蔽体を有し、かつγ線
    の遮蔽を行う胴本体のキャビティ内に、中性子吸収能と
    熱伝導性とを持たせて使用済核燃料集合体の収納を行う
    角パイプによるバスケットを前記キャビティ内に挿入す
    るバスケットの挿入方法において、 前記角パイプを径方向に収縮した収縮角パイプを挿入す
    る空間を少なくとも一つ残して複数の前記角パイプを前
    記キャビティ内に挿入する第１の挿入工程と、 前記収縮角パイプを前記キャビティ内に挿入する第２の
    挿入工程と、 前記収縮角パイプの内部に高圧流体を流入して当該収縮
    角パイプを拡開する拡開工程と、 を含むことを特徴とするバスケットの挿入方法。
22. 【請求項２２】 前記角パイプの内部形状をもつ柱状部
    材であるバックアップ材を前記収縮角パイプに隣接する
    角パイプに挿入する第３の挿入工程をさらに含むことを
    特徴とする請求項２１に記載のバスケットの挿入方法。