JP2012255701A - Transport container for nuclear fuel pellet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力発電用燃料の燃料集合体に用いられる核燃料ペレットを輸送するための核燃料ペレットの輸送容器に関するものである。 The present invention relates to a nuclear fuel pellet transport container for transporting nuclear fuel pellets used in a fuel assembly for nuclear power generation fuel.
原子力発電用燃料に使用される燃料集合体は、通常、核燃料工場内の設備で核燃料ペレットから燃料集合体まで一貫して製造される。しかし、工場の生産能力や製造スケジュールとの関係から、他の核燃料工場で製造された核燃料ペレットを搬入して燃料棒や燃料集合体を製造する場合がある。 Fuel assemblies used for nuclear power generation fuel are usually manufactured from nuclear fuel pellets to fuel assemblies in a unit in a nuclear fuel factory. However, there are cases in which fuel rods and fuel assemblies are manufactured by carrying nuclear fuel pellets manufactured at other nuclear fuel factories because of the relationship with the production capacity and manufacturing schedule of the factories.
この場合、核燃料ペレットを輸送する必要が生じるが、輸送に当たっては、法的基準を満足する未臨界性が確保される輸送容器を使用する必要があり、輸送容器について種々の提案がされている(例えば、特許文献1、2)。
In this case, it is necessary to transport nuclear fuel pellets. However, in transport, it is necessary to use transport containers that ensure subcriticality that satisfies legal standards, and various proposals have been made regarding transport containers ( For example,
具体的な一例として、二酸化ウラン等の核燃料ペレットの輸送容器には、未臨界性を確保するために、高い中性子吸収能力を有するボロン添加ステンレス鋼製の板(中性子吸収板)が使用されている。 As a specific example, a transport container for nuclear fuel pellets such as uranium dioxide uses a boron-added stainless steel plate (neutron absorber plate) having high neutron absorption capability to ensure subcriticality. .
このような核燃料ペレットの輸送容器は、ステンレス製の外容器の内側に緩衝材を介してステンレス製の内容器を収納した2重構造となっており、内容器には、核燃料ペレットが収納されたペレット収納容器2個を並べて収納できるようになっている。 Such a nuclear fuel pellet transport container has a double structure in which a stainless steel inner container is housed inside a stainless steel outer container via a buffer material, and the nuclear fuel pellets are housed in the inner container. Two pellet storage containers can be stored side by side.
そして、ボロン添加ステンレス鋼製の中性子吸収板を、内容器の内面全体および2個のペレット収納容器の間に配置することにより、未臨界性を確保している。 And subcriticality is ensured by arrange | positioning the neutron absorption board made from a boron addition stainless steel between the whole inner surface of an inner container, and two pellet storage containers.
しかし、ボロン添加ステンレス鋼製の中性子吸収板は、通常のステンレス鋼よりも脆いため、輸送容器の輸送中や取扱中に落下等の事故により輸送容器が大きな衝撃を受けた場合、中性子吸収板に割れや亀裂が発生する恐れがある。 However, since the neutron absorber plate made of boron-added stainless steel is more brittle than normal stainless steel, if the transport container receives a large impact due to an accident such as dropping during transport or handling of the transport container, the neutron absorber plate There is a risk of cracks and cracks.
割れや亀裂が発生したボロン添加ステンレス鋼は、中性子吸収板としての機能が低下あるいは喪失し、所定の中性子吸収能力を得ることができなくなる可能性がある。 The boron-added stainless steel in which cracks and cracks have occurred may have a reduced or lost function as a neutron absorbing plate and may not be able to obtain a predetermined neutron absorbing ability.
特に、ボロン添加ステンレス鋼製の中性子吸収板は、重量物であるペレット収納容器(核燃料領域)の近傍に配置されるため、割れや亀裂が発生する可能性が高くなる。 In particular, a boron-added stainless steel neutron absorber plate is disposed in the vicinity of a heavy pellet pellet container (nuclear fuel region), so that the possibility of occurrence of cracks and cracks increases.
そこで、ボロン添加ステンレス鋼製の中性子吸収板を核燃料領域から離して配置することにより衝撃を和らげ、割れや亀裂の発生を抑えることも考えられるが、この場合には、中性子吸収効果(中性子吸収能力)が低下する。 Therefore, it may be possible to reduce the impact and suppress the occurrence of cracks and cracks by placing a boron-added stainless steel neutron absorber plate away from the nuclear fuel region. In this case, however, the neutron absorption effect (neutron absorption capability) ) Decreases.
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、中性子吸収板が受ける衝撃による中性子吸収板の割れや亀裂の発生を抑制し、核燃料領域近傍での高い中性子吸収効果の維持が可能な核燃料ペレットの輸送容器を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention suppresses the generation of cracks and cracks in the neutron absorber plate due to the impact received by the neutron absorber plate, and transports nuclear fuel pellets capable of maintaining a high neutron absorption effect near the nuclear fuel region. It is an object to provide a container.
本発明者は、以下の各請求項に示す発明により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求項毎に説明する。 The present inventor has found that the above problems can be solved by the inventions described in the following claims, and has completed the present invention. Hereinafter, each claim will be described.
請求項1に記載の発明は、
外容器と、
前記外容器に収容されると共に、ペレット収納容器を格納する複数のペレット収納容器格納室を有する内容器と、
前記内容器の内面および前記ペレット収納容器格納室間に固定して配置されるボロン添加ステンレス鋼製の中性子吸収板と
を備えた核燃料ペレットの輸送容器であって、
前記中性子吸収板の固定力が、前記中性子吸収板が外部からの力により破損する前に、前記中性子吸収板が外部からの力により前記固定個所から外れる大きさに設定されていることを特徴とする核燃料ペレットの輸送容器である。
The invention described in
An outer container,
An inner container having a plurality of pellet storage container storage chambers for storing the pellet storage container, and being housed in the outer container;
A nuclear fuel pellet transport container comprising a boron-added stainless steel neutron absorbing plate disposed between the inner surface of the inner container and the pellet storage container storage chamber,
The fixing force of the neutron absorber plate is set such that the neutron absorber plate is detached from the fixed portion by an external force before the neutron absorber plate is damaged by an external force. It is a transport container for nuclear fuel pellets.
本請求項の発明においては、外部からの力による内容器の変形やペレット収納容器の衝撃により中性子吸収板に割れや亀裂が発生する前に、中性子吸収板が内容器から外れる大きさの固定力で固定されているため、外部からの力による中性子吸収板の割れや亀裂の発生を抑制することができる。このため、中性子吸収板を核燃料領域近傍に配置させながら中性子吸収効果を維持することができる。なお、ここでいう固定手段には、本発明の実施の形態に記載した接着剤、ねじ、トレッド溝などが含まれる。 In the invention of this claim, the fixing force is such that the neutron absorber plate is detached from the inner container before the neutron absorber plate is cracked or cracked due to deformation of the inner container due to external force or impact of the pellet container. Therefore, the neutron absorber plate can be prevented from cracking or cracking due to external force. For this reason, the neutron absorption effect can be maintained while arranging the neutron absorber plate in the vicinity of the nuclear fuel region. The fixing means here includes the adhesive, screw, tread groove and the like described in the embodiment of the present invention.
請求項2に記載の発明は、
前記内容器の固定箇所から外れた前記中性子吸収板の移動を中性子吸収効果が及ぶ範囲内に規制する隙間が、前記内容器に収容される前記ペレット収納容器と前記内容器との間に形成されるように、前記内容器の内寸法が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の核燃料ペレットの輸送容器である。
The invention described in
A gap is formed between the pellet storage container and the inner container that is accommodated in the inner container so as to restrict the movement of the neutron absorbing plate that is out of the fixed position of the inner container to the extent that the neutron absorption effect reaches. 2. The nuclear fuel pellet transport container according to
本請求項の発明においては、外部からの力により中性子吸収板が内容器から外れた場合でも、内容器内での中性子吸収板の移動が中性子吸収効果が及ぶ範囲内に規制される適正な空間が設けられているため、中性子吸収板を中性子吸収効果の高い位置に留めることができる。 In the invention of this claim, even when the neutron absorber plate is detached from the inner vessel by an external force, an appropriate space in which the movement of the neutron absorber plate within the inner vessel is regulated within a range in which the neutron absorption effect is exerted. Therefore, the neutron absorbing plate can be held at a position where the neutron absorption effect is high.
請求項3に記載の発明は、
中性子吸収板が、複数枚のボロン添加ステンレス鋼製の薄板を積層して構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の核燃料ペレットの輸送容器である。
The invention according to claim 3
3. The nuclear fuel pellet transport container according to
本請求項の発明においては、外部からの力による内容器の変形やペレット収納容器の衝突により中性子吸収板の割れや亀裂が発生する前に、中性子吸収板が内容器から外れることに加え、複数枚のボロン添加ステンレス鋼製の薄板を積層することにより、中性子吸収板全体の柔軟性が高められているため、外部からの力による中性子吸収板の割れや亀裂の発生を一層抑制することができる。 In the invention of this claim, in addition to the neutron absorber plate coming off from the inner vessel before the neutron absorber plate is cracked or cracked due to deformation of the inner vessel due to external force or collision of the pellet container, a plurality of By laminating a single sheet of boron-added stainless steel, the flexibility of the neutron absorber plate as a whole is enhanced, so that the generation of cracks and cracks in the neutron absorber plate due to external force can be further suppressed. .
本発明によれば、核燃料領域近傍での高い中性子吸収効果の維持と、中性子吸収板が受ける衝撃に対して中性子吸収板の割れや亀裂の発生を抑制し、高い中性子吸収効果の維持が可能な核燃料ペレットの輸送容器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to maintain a high neutron absorption effect in the vicinity of the nuclear fuel region, and to suppress the generation of cracks and cracks in the neutron absorber plate against the impact received by the neutron absorber plate. A nuclear fuel pellet transport container can be provided.
以下、一実施の形態に基づき、図面を参照しつつ本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, based on an embodiment, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は一実施の形態における核燃料ペレットの輸送容器にペレット収納容器が収納された状態を示す斜視図である。図2〜図4は、それぞれ本発明の一実施の形態における核燃料ペレットの輸送容器の内容器を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は部分拡大断面図である。図5は、一実施の形態における核燃料ペレットの輸送容器の内容器の一部断面を示す拡大断面図である。 FIG. 1 is a perspective view illustrating a state in which a pellet storage container is stored in a nuclear fuel pellet transport container according to an embodiment. 2-4 is a figure which shows the inner container of the transport container of the nuclear fuel pellet in one embodiment of this invention, respectively, (a) is a perspective view, (b) is a partial expanded sectional view. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a partial cross-section of the inner container of the nuclear fuel pellet transport container according to the embodiment.
1.核燃料ペレットの輸送容器の全体構成
図1に示すように、核燃料ペレットの輸送容器1は、ステンレス製の外容器2の内側に断熱材3a及び緩衝材3bを配置し、この外容器2の中にステンレス製の内容器4を収納した構成にされている。
1. 1. Overall configuration of nuclear fuel pellet transport container As shown in FIG. 1, the nuclear fuel
外容器2は、上部が開口した筐体2aと、筐体2aにねじ止めされる外容器上蓋2bとを備えている。
The
内容器4は、上部が開口した筐体4aと、筐体4aにねじ止めされる内容器上蓋4bと、2個のペレット収納容器5を並べた状態で収納するための2つのペレット収納容器格納室4cを備えている。
The
図2(a)、図3(a)、図4(a)に示すように、内容器4の内側面には、ボロン添加ステンレス鋼製の側壁用中性子吸収板6が固定されており、2つのペレット収納容器格納室4cは、ボロン添加ステンレス鋼製の仕切用中性子吸収板7で仕切られている。
As shown in FIGS. 2 (a), 3 (a), and 4 (a), a
なお、側壁用中性子吸収板6及び仕切用中性子吸収板7には、ゴムなどの緩衝材からなる保護板8が取り付けられている。
A
そして、図3(b)、図4(b)に示すように、側壁用中性子吸収板6は、柔軟性を発揮させるためにボロン添加ステンレス鋼製の複数枚の薄板6aを積層した積層構造となっている。
And as shown in FIG.3 (b) and FIG.4 (b), the
また、図2(b)に示すように、仕切用中性子吸収板7も側壁用中性子吸収板6と同様に、ボロン添加ステンレス鋼製の複数枚の薄板7aを積層した積層構造になっている。
Further, as shown in FIG. 2B, the partitioning
このように側壁用中性子吸収板6および仕切用中性子吸収板7を積層構造にすることにより、中性子吸収板全体の柔軟性が高められるため、割れや亀裂の発生を抑制することができて、中性子吸収効果を充分に維持することができる。
Since the side wall neutron absorber
以下、中性子吸収板を固定するための態様を、側壁用中性子吸収板6と仕切用中性子吸収板7とに分けて説明する。
Hereinafter, the mode for fixing the neutron absorber plate will be described separately for the side wall
2.側壁用中性子吸収板を固定するための態様
(第1の態様)
第1の態様においては、側壁用中性子吸収板6が接着剤もしくは同等機能の溶剤で内容器4の内側面に接着されている。接着剤等の接着力は、核燃料ペレットの輸送容器1が所定値を超える衝撃力を受けた場合に、側壁用中性子吸収板6が内容器4の内側面から外れるように設定される。これにより、衝撃力によって側壁用中性子吸収板6が損傷する前に、側壁用中性子吸収板6が内容器4から外れ、中性子吸収効果を維持することができる。
2. Aspect for fixing side wall neutron absorber plate (first aspect)
In the first embodiment, the
選択する接着剤等は、解析上考慮すべき最高温度等の環境に適合した使用環境の接着剤等が選択される。また、想定される輸送容器1の変形や衝撃を考慮して適切な接着力の接着剤等が選択される。なお、輸送容器1に高温時が想定される場合は、引火性ガスを湧出する接着剤等は使用しない。接着剤等の塗布面積は、想定される内容器4の変形等や接着剤等の強度を考慮して決定される。特に塗布面積により中性子吸収板6、7が剥離するタイミングをコントロールする場合は、接着時の面積を管理しておく。
As the adhesive or the like to be selected, an adhesive or the like in a use environment suitable for the environment such as the maximum temperature to be considered in the analysis is selected. In addition, an adhesive having an appropriate adhesive force is selected in consideration of the assumed deformation and impact of the
(第2の態様)
第2の態様においては、図2に示すように、側壁用中性子吸収板6が、ねじ9により内容器4の内面に取り付けられている。ねじ9の強度については、核燃料ペレットの輸送容器1が所定値を超える衝撃力を受けた場合に、ねじ9が破断して側壁用中性子吸収板6が内容器4の内側面から外れるように設定される。これにより、第1の態様と同様に、中性子吸収効果を維持することができる。
(Second aspect)
In the second mode, as shown in FIG. 2, the side wall
ねじ7の材質、サイズ及び本数は、解析上想定される衝撃や変形に基づいて決定される。また、側壁用中性子吸収板6に形成するねじ孔は側壁用中性子吸収板6の強度低下を招かないよう考慮して加工される。
The material, size and number of the
(第3の態様)
第3の態様においては、図3に示すように、側壁用中性子吸収板6が、止め具10により固定されており、止め具10が内容器4の内面に溶接等により固定されている。止め具10による側壁用中性子吸収板6の固定力については、核燃料ペレットの輸送容器1が所定値を超える衝撃力を受けた場合に、側壁用中性子吸収板6が内容器4の内側面から外れるように設定される。これにより、第1の態様等と同様に、中性子吸収効果を維持することができる。
(Third aspect)
In the third aspect, as shown in FIG. 3, the side wall
止め具10の形状および位置は、核燃料ペレットの輸送容器1が衝撃を受けても側壁用中性子吸収板6に損傷を与えないように決定される。また、止め具10の溶接強度は、解析上想定される衝撃や変形に基づいて決定される。また、止め具10の溶接時の熱が側壁用中性子吸収板6に影響を与えないように取り付けられる。
The shape and the position of the
3.仕切用中性子吸収板を固定するための態様
(第4の態様)
第4の態様においては、図4に示すように、仕切用中性子吸収板7が、内容器4の側面や底面に止め具11およびねじ12により固定されている。止め具11は溶接により内容器4の側面や底面に取り付けられている。止め具11およびねじ12による仕切用中性子吸収板7の固定力については、核燃料ペレットの輸送容器1が所定値を超える衝撃力を受けた場合に、仕切用中性子吸収板7が内容器4から外れるように設定される。これにより、第1の態様等と同様に、中性子吸収効果を維持することができる。
3. Aspect for fixing the partitioning neutron absorber plate (fourth aspect)
In the fourth aspect, as shown in FIG. 4, the partitioning
止め具11の溶接強度、ねじ12の材質、サイズ及び本数は、解析上想定される衝撃に基づいて決定される。なお、止め具11はペレット収納容器5を出し入れする際にガイドを兼ねる等の複数機能を持たせてもよい。
The welding strength of the
(第5の態様)
第5の態様においては、図5に示すように、内容器4の内面に一対のトレンチ溝13が形成されており、仕切用中性子吸収板7の両側縁部がトレンチ溝13に嵌め込まれることにより仕切用中性子吸収板7が内容器4に固定されている。なお、トレンチ溝13は内容器4の相対向する側壁板のそれぞれ内面に縦方向の全長にわたって形成された溝である。
(Fifth aspect)
In the fifth aspect, as shown in FIG. 5, a pair of
トレンチ溝13による仕切用中性子吸収板7の固定力については、核燃料ペレットの輸送容器1が所定値を超える衝撃力を受けた場合に、側壁用中性子吸収板6が内容器4の内側面から外れるようにトレンチ溝13の深さ、幅及び断面形状等が設定される。これにより、第1の態様等と同様に、中性子吸収効果を維持することができる。
Regarding the fixing force of the partitioning
4.内容器の内寸法の設定
内容器4の内寸法を適切に設定することにより、上記のように内容器4から外れた中性子吸収板6、7の移動を規制することができる。具体的には、ペレット収納容器5と内容器4との間に側壁用中性子吸収板6の移動を規制できる大きさの隙間を形成することにより、外部からの力により側壁用中性子吸収板6が内容器4から外れた場合でも、内容器4内での側壁用中性子吸収板6の移動が規制されて、側壁用中性子吸収板6を中性子吸収効果の高い位置に留めることができる。
4). Setting of the inner dimension of the inner container By appropriately setting the inner dimension of the
内容器4から外れた仕切用中性子吸収板7については、2個のペレット収納容器5の間の隙間の大きさを適切に設定することにより、仕切用中性子吸収板7が外れた場合でも、内容器4内での仕切用中性子吸収板7の移動が規制されて、中性子吸収効果を維持することができる。
About the partitioning
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記の一実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一及び均等の範囲内において、上記の一実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to said one Embodiment. Various modifications can be made to the above-described embodiment within the same and equivalent scope as the present invention.
1 核燃料ペレットの輸送容器
2 外容器
2a 外容器の筐体
2b 外容器上蓋
3a 断熱材
3b 緩衝材
4 内容器
4a 内容器の筐体
4b 内容器上蓋
4c ペレット収納容器格納室
5 ペレット収納容器
6 側壁用中性子吸収板
6a 側壁用中性子吸収板の薄板
7 仕切用中性子吸収板
7a 仕切用中性子吸収板の薄板
8 保護板
9、12 ねじ
10、11 止め具
13 トレンチ溝
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記外容器に収容されると共に、ペレット収納容器を格納する複数のペレット収納容器格納室を有する内容器と、
前記内容器の内面および前記ペレット収納容器格納室間に固定して配置されるボロン添加ステンレス鋼製の中性子吸収板と
を備えた核燃料ペレットの輸送容器であって、
前記中性子吸収板の固定力が、前記中性子吸収板が外部からの力により破損する前に、前記中性子吸収板が外部からの力により前記固定個所から外れる大きさに設定されていることを特徴とする核燃料ペレットの輸送容器。 An outer container,
An inner container having a plurality of pellet storage container storage chambers for storing the pellet storage container, and being housed in the outer container;
A nuclear fuel pellet transport container comprising a boron-added stainless steel neutron absorbing plate disposed between the inner surface of the inner container and the pellet storage container storage chamber,
The fixing force of the neutron absorber plate is set such that the neutron absorber plate is detached from the fixed portion by an external force before the neutron absorber plate is damaged by an external force. Transport container for nuclear fuel pellets.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011128510A JP5627538B2 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | Nuclear fuel pellet transport container |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016183875A (en) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 三菱重工業株式会社 | Radioactive substance storage basket and radioactive substance storage container |
WO2023214610A1 (en) * | 2022-05-03 | 2023-11-09 | 한전원자력연료 주식회사 | Transport container for fresh nuclear fuel assembly for light-water reactor |
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2011
- 2011-06-08 JP JP2011128510A patent/JP5627538B2/en active Active
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JP2016183875A (en) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 三菱重工業株式会社 | Radioactive substance storage basket and radioactive substance storage container |
WO2023214610A1 (en) * | 2022-05-03 | 2023-11-09 | 한전원자력연료 주식회사 | Transport container for fresh nuclear fuel assembly for light-water reactor |
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