JP2007286061A - 輸送パッケージ直立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料集合体輸送パッケージの装填または取出し用の再使用可能な直立装置を提供する。
【解決手段】直立装置は固定ビーム構造上を並進可能な基部と、作業用フロアに固定された基部に取付けられる２つの安定化アームを有する。安定化アームは、ばね減衰装置と、輸送パッケージが直立姿勢になるとまっすぐになるエルボージョイントとを有する。リードねじを手で調整すると基部が並進するため、基部を最も有利な位置に配置できる。輸送パッケージを基部前部の枢着ブロックに挿入し、トラニオンにより枢着ブロックに固定し、係止ピンにより支持アームに固定する。
【選択図】図７

Description

発明の背景

発明分野

本発明は原子燃料コンポーネント用輸送容器の取扱い装置に係り、さらに詳細には、かかる輸送容器を横向き姿勢と立向き姿勢との間で容易に並進させるための直立装置に係る。

関連技術

多量の核分裂性物質Ｕ²³⁵及び／またはその濃縮物質を含む未照射原子燃料要素及び集合体の輸送及び貯蔵にあたり、潜在的事故発生条件下だけでなく通常の使用時においても臨界が確実に回避されるようにする必要がある。例えば、燃料輸送容器は、燃料集合体の設計毎に特定の最大濃縮燃料物質（即ち、重量及び重量パーセントのＵ²³⁵）を輸送するものとして原子力規制委員会（ＮＲＣ）により認可されている。新設計の輸送容器につき認可を得るには、新型容器の設計が１０ＣＦＲ第７１条に規定されたものを含むＮＲＣ規則を満足することをＮＲＣが満足するように実証しなければならない。これらの規則は、収納される燃料集合体を臨界未満状態に維持するために輸送容器及びその内部支持構造が耐える必要のある最大想定事故を規定している。

ＴＲＡＶＥＬＬＥＲ（商標）という名前の新型の未照射燃料輸送パッケージが設計され最近認可されている。この輸送パッケージ、ＴＲＡＶＥＬＬＥＲは、実際の火災テストで認可された最初のパッケージであることからわかるように未照射燃料輸送における最新のテクノロジーを具現したものである。新型設計のパッケージは１個の燃料集合体を運ぶものであり、特異な取扱いを必要とする。

この輸送パッケージ、ＴＲＡＶＥＬＬＥＲは、コアコンポーネントのあるなしにかかわらず単一の未照射燃料集合体を安全に輸送するために設計された再使用可能な輸送パッケージである。このパッケージは衝撃及び振動隔離機構も備えており、通常の取扱い及び輸送時において燃料集合体を損傷から保護する。このパッケージは、アルミニウム製の正方形の内部クラムシェルがゴム製衝撃吸収取付け装置により外側パックに固着されたものである。外側パックは、衝撃と熱から保護するために独立気泡ポリウレタンフォームを包み込む外側及び内側ステンレス鋼シェルより成る。このクラムシェルは、Ｖ字形基部、２つのヒンジ付きドア、底部及び頂部プレート及びヒンジ付き頂部アクセスドアより成るアルミニウム構造である。これらのドアは９０度回転型締付け具によりラッチされる。ナットの両側のばね付勢プランジャーは、輸送及び取扱い時に各ナットを積極的に拘束し、ラッチが不用意に開閉しないようにする。この輸送パッケージ、ＴＲＡＶＥＬＬＥＲの設計をさらに完全に理解するには、２００４年６月８日付けの米国特許第６，７４８，０４２号を参照されたい。

この輸送パッケージ、ＴＲＡＶＥＬＬＥＲは、輸送時の横向き姿勢において、公称幅が２７．１インチ（６８．８３ｃｍ）、公称高さが３９．３インチ（９９．８２ｃｍ）である。輸送容器の長さは輸送される燃料集合体の長さにより異なるが、通常は、１９７インチ（５００．３８ｃｍ）と２２６インチ（５７４．０４ｃｍ）の間である。輸送パッケージ、ＴＲＡＶＥＬＬＥＲ１０を取扱うために外側パック１２上にある特徴部分は図１に図示されている。フォークリフトを受け入れるブラケット１４は外側パック１２の底部にある。さらに、各輸送パッケージの頂部の外側パック１２上には吊り上げ用の目穴１６が設けられている。吊り上げ用目穴は合計８個あるが、外側パックの各頂端にそれぞれ２個設けられている。燃料集合体は、パッケージが立向き姿勢で該パッケージに装填され、また該パッケージから取り出される。パッケージ１０を直立させるために、パッケージ１０の前方端部２２に２つの吊り上げ用リング１８がボルト付けされている。

このパッケージが無期限に再使用可能となるべくパッケージ及びその内容物の損傷を回避するために、燃料集合体の装填及び取出し作業用としてパッケージを直立させる特殊な装置が望まれる。

発明の概要

従って、本発明の目的は、輸送用パッケージまたはその内容物が損傷しないようにパッケージを確実に直立させ得る再使用可能な直立装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、燃料集合体の装填及び取出しを容易にするためにパッケージを直立姿勢にできるかかる直立装置を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、直立装置によくある重心が急にコーナーの外側に移動しないようにしたかかる直立装置を提供することである。

上記及び他の目的は、原子燃料集合体及びコアコンポーネントの輸送容器への装填及び取出しを容易にするために使用される本発明の直立装置により達成される。本発明の装置は、装填または取出し作業が行われる施設のフロアに固定された固定ビーム構造に取付けられた並進基部を有する構造用コンポーネントである。同時に直立姿勢にされるパッケージ毎に２つの安定化アームが設けられ、そのうちの少なくとも１つは直立構造によくある重心が急にコーナーの外側に移動しないようにするばね減衰器を含む。パッケージの一方または両方の安定化アームは、パッケージが直立姿勢になるとまっすぐになる簡単なエルボージョイントを備えるように設計されている。直立装置の基部を水平方向に並進させる手で調節可能なリードねじにより並進運動が得られる。基部が並進するため、作業員はパッケージを所望の作業領域にできるだけ近い所に位置決めして人間工学的に見て適正な態様で開包することができる。パッケージの前方脚部は直立装置の基部の前部にある枢着ヨーク内に挿入されるが、このパッケージはトラニオンによりヨークに固定される。安定化支持アームは、係止ピンにより、ヨークが固定される位置から離隔した場所でパッケージの側部に固定される。パッケージが一旦直立姿勢にされると、安定化バーがアームを完全伸張位置に係止する定位置にピン止めされ、これによりパッケージの装填または取出しが容易になる。

輸送キャスクにより与えられるようなさらなるが支持ないため、原子燃料集合体は燃料棒及び案内シンブルが曲がらないように立向き姿勢で移動させる必要がある。しかしながら、図１の示すＴＲＡＶＥＬＬＥＲのような単一の燃料集合体輸送パッケージは、外側パック１２が細長い形状のため水平姿勢で輸送する方が安定度が高い。従って、ＴＲＡＶＥＬＬＥＲ１０のような輸送パッケージは、装填及び取出しのために直立させて立向き姿勢にしなければならない。本発明により従って構成された再使用可能な直立装置２４は、原子燃料パッケージの装填及び取出しを容易にするために使用される。図２に示す直立装置２４は、並進基部２６が固定ビーム構造２８に取付けられた構造コンポーネントである。並進基部２６は少なくとも２つの安定化または支持アーム３０、３２を有し、これらは基部のコーナー近くに固着された並進基部２６の背部に位置する取付け用部材３６にボルト付けされている。基部２６はボルト３８によりフロアの装填及び取出し場所に装着される。少なくとも一方の安定化アーム３０は、直立装置によくある重心が急にコーナーの外側に移動しないようにするばね減衰部材３４を備えている。安定化アームは共に、輸送パッケージ１０が直立姿勢にされるとまっすぐになる簡単なエルボージョイント４０を持つように設計されている。並進基部の目的は、種々の燃料を取扱うプラントの作業員が輸送パッケージを装填及び取出しプラットフォームに十分に近い所に位置決めして人間工学的に適正なパッケージの開包を行えるようにすることである。

輸送パッケージを直立させるために、該パッケージ上の脚部を並進基部２６の前部のコーナーに隣接する場所にある枢着ブロック４２に挿入する。輸送パッケージ１０の前部は燃料集合体の下部ノズルが着座する脚部を下方に備えているが、それらはパッケージが水平姿勢をとっているときその前部を支持する。脚部１１の前方部分は、後述するように、トラニオンまたは係止ピンにより取付けブロックまたはヨーク４２内に固定される。パッケージが一旦直立姿勢にされると、安定化または支持アームはエルボージョイントのところで定位置にピン止めされるため、パッケージの装填または取出しが容易になる。

さらに詳細には、固定ビーム構造３８は、直交方向に延びる矩形後部ビーム４６により後部に接続された２つの平行な矩形側部ビーム４４より成る。側部ビーム４４には、その細長い実質的に長さ方向に軌道またはレール４８が、側部ビームの対向表面上を延びている。並進基部２６の下側上の車輪５０は軌道４８上に載っている。ハンドル５２によりウォーム歯車またはリードねじが回転するが、並進基部２６がそれにつれて移動して車輪５０が直立装置２４の前方または後方の何れかに駆動する。基部２６を並進させる並進機構は、該装置が作業フロアに一旦固定されるとその位置決めを容易にする本発明のオプションとしての特徴であることを理解されたい。あるいは、基部２６を作業用フロアに固定することが可能である。

円形のブラケット５４が各支持アームの基部に固定されるが、該ブラケットには支持アームの取付け部材３６の一部として延びる２つの平行な離隔プレートの間を延びそれに固着されたピンにより捕捉される中央孔がある。取付け部材３６は４つの取付けねじ５６により基部２６の上側表面に固定されている。このため、支持アーム取付け部材３６により支持アームは側部ビーム４４に平行な平面内で回転可能である。好ましくは、支持アーム３０、３２の一方または両方は、隣接する結合部５８と６０とを接続するピンジョイントを構成する簡単なエルボー４０を有する。このエルボー４０は、結合部５８及び６０に固定され、支持アーム３０及び３２が完全伸張状態になると整列する係合用開口６２を有する。支持アーム３０及び３２が完全伸張状態になると、係止ピン６４を開口６２に挿入することにより支持アーム３０、３２を完全伸張状態で係止することができる。ばね減衰部材３４は、管状の支持アーム３０内を延び、一方の端部を支持アームの下部に、もう一方の端部を結合部６０に固着されたばね６６より成る。係止機構６２、６４並びにばね減衰部材３４は、支持アーム３０、３２の一方または両方に設けることが可能である。ヨークまたは枢着ブロック４２は、取付けボルト６８により基部２６の上側表面に固着された各前方コーナー近くに配置されている。ヨークまたは枢動ブロック４２は、基部２６から垂直に延びる２つの平行なプレートより成り、それぞれに、後述するような、輸送パッケージの下方脚部に固着されたトラニオン７０が着座できるサイズのスロットがある。

直立装置の動作
輸送パッケージは、水平姿勢にある時、燃料取扱い領域のフロア上で水平に維持されるはずである。図３は、同じ側部ビーム４４を共用する２つの直立装置上に並置された２つの輸送パッケージを示す。図３に示す直立装置はそれ以外の点で上述したものと同一である。直立装置２４を図３に示すように並進可能にするため持ち上げる場合、水平支持スタンドを直立装置の後方に配置して輸送パッケージの上部ノズル端部２２にある脚部を支持して（水平支持スタンドは図３には図示しない）、輸送パッケージが水平な平面上で水平状態に維持されるようにする必要がある。図４を参照して、トラニオン７２の雄半部を輸送パッケージの脚部１１の孔部７６に挿入することにより、トラニオンを輸送パッケージの下部ノズル端部の脚部１１に設けられた孔部に取付ける。その後、トラニオンの螺設雌半部７４を雄半部に固着し、固く締まるまで回転させる。輸送パッケージを、トラニオンが枢動装着ブロックまたはヨーク４２のノッチ内に着座し、支持アーム３０及び３２が迅速解放ピンにより輸送パッケージの各側部に接続されるようにして、直立装置上に装着する。迅速開放ピンは、図５からわかるように、フォークリフトのポケット１４に隣接して支持アーム３０、３２上の取付けブロック７８に接続される。図６は、輸送パッケージ２２の頂端部に支持される吊上げリング１８を示す。吊上げリング１８は、輸送パッケージ１０の後端部の吊り上げに使用されるクレーンのスリングに固定される。

図７からわかるように、指示アーム３０、３２は吊上げ機が輸送パッケージ１０の後端部２２を吊上げリング１８により吊上げると伸張状態になる。輸送パッケージは頂部ノズル端部がゆっくりと持ち上げられてほぼ垂直の姿勢になる。クレーンのケーブルがほぼ垂直方向の整列関係を維持するように十分小さいステップでクレーンの運動を垂直及び水平方向において協調させなければならない。トラニオンが持ち上げられて直立装置のヨーク４２からはずれないように注意する必要がある。図８に示すように、対角線方向の支持アームが完全伸張状態になると、吊上げ作業を停止し、迅速解放ピンを支持アーム３０及び３２のエルボージョイント４０の孔部に挿入して、輸送パッケージが垂直姿勢で固定されるようにする。その後、頂部の吊上げリング１８をオーバーヘッドクレーンから取り外すことができる。この操作を逆方向に行うと輸送パッケージ１０が下降して水平姿勢になる。

本発明の特定実施例を詳細に説明したが、これら詳細事項に対する種々の変形例及び設計変更を本願の教示全体から想到できることを当業者は理解されたい。例えば、任意数の直立装置を図２に示すように隣接する基部が共通の側部ビーム４４を共用するように接続することが可能である。さらに、支持アーム３０及び３２の一方または両方がばね減衰部材を有し、何れかまたは両方のアームが係止機構などを備えるようにしてもよい。従って、図示説明した特定実施例は単なる例示であって本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は頭書の特許請求の範囲及び任意または全ての均等物の全範囲を与えられるべきである。

輸送パッケージの斜視図である。 本発明の直立装置の斜視図である。 本発明の直立装置上に並置関係に支持された２つの輸送パッケージの斜視図である。 前方端部の脚部を示す斜視図であり、輸送パッケージと本発明の直立装置上の前方ヨークとの間のトラニオン接続を示す。 輸送パッケージ上のフォークリフト用下部ブラケットを拡大図であり、輸送パッケージと本発明の直立装置の支持アームとの間の接続を示す。 吊上げリングの位置を示す輸送パッケージの端面図である。 本発明の直立装置により持ち上げ途上の輸送パッケージの斜視図である。 本発明の直立装置の支持アームが完全伸張状態で係止位置になったほぼ立向き姿勢に持ち上げられた輸送パッケージを示す斜視図である。

Claims (12)

1. 横向き姿勢と立向き姿勢との間で並進させる際に輸送パッケージを支持するための細長い原子力コンポーネント輸送パッケージ直立装置であって、
   上側表面、第１の端部、第２の端部、第１の側部及び第２の側部を有する基部と、
   基部の第１の端部と第１の側部との交差部に近接して基部に固着され、輸送パッケージの第１の側部上の第１の端部の下側に枢着するように形成された第１のヨークと、
   基部の第１の端部と第２の側部との交差部に近接して基部に固着され、輸送パッケージの第２の側部上の第１の端部の下側に枢着するように形成された第２のヨークと、
   基部の第２の端部と第１の側部との交差部に近接して基部に枢着され、輸送パッケージの第１の端部から第１の距離だけ離隔した所で輸送パッケージの第１の側部に枢着するように形成され、第１の枢動ジョイントを介して接続された少なくとも２つの結合部を有する第１の支持アームと、
   基部の第２の端部と第２の側部との交差部に近接して基部に枢着され、輸送パッケージの第１の端部から第１の距離だけ離隔した所で輸送パッケージの第２の側部に枢着するように形成され、第２の枢動ジョイントを介して接続された少なくとも２つの結合部を有する第２の支持アームと、
   輸送パッケージが横向き姿勢と立向き姿勢との間で並進される際に直立装置を定位置に固定する手段とよりなる直立装置。
2. 第１の支持アームは、第１の平面内を枢動するように第１のジョイントを介して基部に接続され、第２の支持アームは第２の平面内を枢動するように第２のジョイントを介して基部に接続される請求項１の直立装置。
3. 第１の支持アーム及び第２の支持アームは、結合部が完全伸張状態にある時作動されて結合部を定位置で係止する係止部材を有する請求項１の直立装置。
4. 第１の支持アーム上の係止部材は第１のジョイントの両側にあるアイレットより成り、各アイレットの開口は第１の支持アーム上の結合部が完全伸張状態になるともう一方のアイレットの開口と同軸的に整列するため、第１の支持アームが完全に伸張状態になると係止ピンをアイレットに挿入して第１の支持アームの結合部を係止できる請求項３の直立装置。
5. 第１の支持アームの結合部は完全伸張位置にばねにより偏移されている請求項１の直立装置。
6. 第１の支持アームの結合部のうち少なくとも一方は中空管であり、該中空管には一端が中空管の内部にあってその管を貫通し、他端が第１のジョイントにわたるもう一方の結合部に接続されたばねが設けられている請求項５の直立装置。
7. 基部の第１の側部と第２の側部とに平行な軌道を有し、基部は軌道に沿って基部の第１の端部と第２の端部とに垂直な方向に並進可能である請求項１の直立装置。
8. 基部を軌道に沿って並進させる手段を備えた請求項７の直立装置。
9. 基部を軌道に沿って並進させる手段はウォームねじ駆動装置である請求項８の直立装置。
10. 輸送パッケージ上の脚部を第１のヨークに固定するトラニオンを備えた請求項１の直立装置。
11. 輸送パッケージの第１の側部を第１の端部から第１の距離だけ離隔した所で接続する係止ピンを備えた請求項１の直立装置。
12. 直立装置を定位置に固定する手段は直立装置をフロア構造にボルトにより固定するボルトより成る請求項１の直立装置。

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