JP2016042027A - 格子部拘束機構、格子部拘束方法および燃料ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な準備で単一の燃料ホルダで複数の設計タイプの燃料体を収納可能とする燃料ホルダを提供する。【解決手段】燃料ホルダは、燃料体を囲むように印加側平板部２１ａと受け側平板部とを含む４つの平板部を有する筒状体と、下部タイプレート拘束部と、上部タイプレート格子部を拘束可能に形成された格子部拘束機構１００とを有する。格子部拘束機構１００は、上部タイプレート格子部の第１の辺に密着する上部タイプレート押し付け部材１０１と、印加側平板部に形成された開口に着脱自在に取り付けられ長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された上部タイプレート保持部材１０２と、貫通孔を通じて上部タイプレート押し付け部材１０１を押し付け可能に形成された上部タイプレート締め付け部材１０３と、付加された荷重を受ける上部タイプレート受け側部材とを有する。【選択図】図５

Description

本発明は、格子部拘束機構、格子部拘束方法およびこれを用いた燃料ホルダに関する。

沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉等に用いられる原子炉用の燃料、特に混合酸化物燃料の新燃料を燃料加工工場から原子力発電所に輸送する際は、組み立てられた燃料体を燃料ホルダ内に収納して燃料体を保護する。燃料体を収納した燃料ホルダは、燃料輸送容器に収納されて輸送される。このように燃料ホルダは、燃料体の輸送のために用いられる。

図１４は、一般的な沸騰水型原子炉用の燃料体の側面図である。図１４に示すように、沸騰水型原子炉用の燃料体１０は、複数本の燃料棒１１が８×８、９×９などの正方格子状に配列されている。また、横断面の中央部には燃料棒１１に代わって２本のウォータロッド１２が設けられている。燃料棒１１およびウォータロッド１２のそれぞれの上端部は上部タイプレート１３に、それぞれの下端部は下部タイプレート１５により支持されている。また、上部タイプレート１３と下部タイプレート１５の間の領域は、軸方向に適度な間隔をおいて配置される７個から８個程度の複数個のスペーサ１４により支持されている。

図１５は、従来の燃料ホルダの例を示す縦断面図、図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視横断面図である。燃料ホルダ内には、第１の印加側平板部２１ａ、第２の印加側平板部２１ｂ、第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄの合計４つの壁面により正方形断面の筒状の燃料体１０の収納領域が形成されている。従来の燃料ホルダでは、下部タイプレート１５が円錐形のノズル形状になっている領域、すなわち、燃料体１０の下端部で、下部タイプレート押し付け部材５１および下部タイプレート受け側部材５３によって位置決めされている（特許文献１、特許文献２）。燃料体１０の上端部は、上部タイプレート押し付け部材３１、上部タイプレート受け側部材３３および上部タイプレート締め付け部材３２によって固定されている。また、燃料ホルダが水平よりも４５度傾斜した状態で燃料輸送容器に装荷され、輸送される方法が知られている（特許文献１）。

特許第３１４２４９３号公報 特許第５５３０４６６号公報

一般に、現在使用されている沸騰水型原子炉の燃料体１０には、例えば、燃料棒の配列が８×８、９×９、さらには１０×１０とされているものがある。燃料体１０の軸方向の全長は設計間で大きくは変わらないのが一般的であるが、燃料体１０を構成する下部タイプレート１５や上部タイプレート１３の軸方向寸法が異なる場合がある。これらの燃料棒配列の異なる設計間では、燃料体１０の下端部を起点とした軸方向位置に関し、上部タイプレート格子部１３ｂの位置が数十ｍｍ程度異なる場合がある。

上部タイプレート格子部１３ｂの側面を固縛する場合、ボルトなどの上部タイプレート締め付け部材３２を挿通するための穴の位置を上部タイプレート格子部１３ｂの位置に合わせるように、燃料ホルダ、上部タイプレート格子部拘束部３０を設計する必要がある。一方、燃料体１０の設計タイプの数に対応するように上部タイプレート締め付け部材３２を挿通するための穴を複数開けようとする場合を考える。この際、必要な押付け力や強度の観点で設定したねじの規格から、互いに隣接する穴どうしの間に十分な肉厚を確保できず、燃料ホルダの壁面に必要なねじ穴を近接して開けられない場合があった。このため、設計タイプごとに燃料ホルダの製造を行う必要があった。

本発明は、上記の技術的認識に基づいてなされたものであり、簡単な準備のみで、単一の燃料ホルダを用いて複数の設計タイプの燃料体を収納可能とすることを目的とする。

上述の目的を達成するため、本実施形態は、正方格子状に配列された複数の燃料棒と、前記燃料棒のそれぞれの上端を固定して断面が正方形状の上部タイプレート格子部を有する上部タイプレートと、前記燃料棒のそれぞれの下端を固定して断面が正方形状の下部タイプレート側面平坦部を有する下部タイプレートと、上部タイプレートと下部タイプレートとの間で長手方向に互いに間隔をあけて設けられ前記燃料棒を前記長手方向に垂直な方向について拘束する複数の燃料スペーサとを具備する新燃料の燃料体を輸送するために該燃料体を収納する燃料ホルダであって、前記燃料体の長手方向に沿って延びて前記燃料体を囲むように印加側平板部と印加側平板部に対向する受け側平板部とを含む４つの平板部を有し前記長手方向に垂直な方向に開閉可能に形成され、横断面が長方形の筒状体と、前記燃料体の下部タイプレートに対して前記長手方向に垂直な方向から押し付け荷重を付加して前記下部タイプレートを軸方向および軸方向に垂直な方向について拘束可能に形成された下部タイプレート拘束部と、前記燃料体の上部タイプレート格子部に対して前記長手方向に垂直な方向から押し付け荷重を付加して前記上部タイプレート格子部を軸方向に垂直な方向について拘束可能に形成された格子部拘束機構と、を備えて、前記格子部拘束機構は、前記上部タイプレート格子部の第１の辺に密着しかつ前記長手方向に延びる上部タイプレート押し付け部材と、前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された上部タイプレート保持部材と、前記貫通孔を通じて前記上部タイプレート押し付け部材を押し付け可能に形成された上部タイプレート締め付け部材と、前記上部タイプレート押し付け部材と前記燃料体を挟んで反対側に設けられて前記上部タイプレート格子部の前記第１の辺の反対側の第２の辺を支持して前記受け側平板部に支持されて付加された荷重を受ける上部タイプレート受け側部材と、を有することを特徴とする。

また、本実施形態は、正方格子状に配列された複数の燃料棒と、前記燃料棒のそれぞれの上端を固定して断面が正方形状の上部タイプレート格子部を有する上部タイプレートと、前記燃料棒のそれぞれの下端を固定して断面が正方形状の下部タイプレート側面平坦部を有する下部タイプレートと、上部タイプレートと下部タイプレートとの間で長手方向に互いに間隔をあけて設けられ前記燃料棒を前記長手方向に垂直な方向について拘束する複数の燃料スペーサとを具備する新燃料の燃料体の輸送のために、前記燃料体の長手方向に沿って延びて前記燃料体を囲むように印加側平板部および印加側平板部に対向する受け側平板部を含む４つの平板部を有し前記長手方向に垂直な方向に開閉可能に形成され横断面が長方形の筒状体を有する燃料ホルダが収納する前記燃料体の上部タイプレート格子部を拘束する格子部拘束機構であって、前記上部タイプレート格子部の第１の辺に密着しかつ前記長手方向に延びる上部タイプレート押し付け部材と、前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された上部タイプレート保持部材と、前記貫通孔を通じて前記上部タイプレート押し付け部材を押し付け可能に形成された上部タイプレート締め付け部材と、前記上部タイプレート押し付け部材と前記燃料体を挟んで反対側に設けられて前記上部タイプレート格子部の前記第１の辺の反対側の第２の辺を支持して前記受け側平板部に支持されて付加された荷重を受ける上部タイプレート受け側部材と、を有することを特徴とする。

また、本実施形態は、正方格子状に配列された複数の燃料棒と、上部タイプレートと、下部タイプレートと、複数の燃料スペーサとを有する新燃料の燃料体を長さ方向を水平にして格子部拘束機構を有する燃料ホルダ内に拘束した状態で輸送するために、前記燃料体の長手方向に沿って延びて前記燃料体を囲むように印加側平板部および印加側平板部に対向する受け側平板部を含む４つの平板部を有し前記長手方向に垂直な方向に開閉可能に形成され横断面が長方形の筒状体を有する前記燃料ホルダで前記燃料体の上部タイプレート格子部を拘束する格子部拘束方法であって、前記格子部拘束機構は、前記上部タイプレート格子部の第１の辺に密着しかつ前記長手方向に延びる上部タイプレート押し付け部材と、前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された上部タイプレート保持部材と、前記貫通孔を通じて前記上部タイプレート押し付け部材を押し付け可能に形成された上部タイプレート締め付け部材と、前記上部タイプレート押し付け部材と前記燃料体を挟んで反対側に設けられて前記上部タイプレート格子部の前記第１の辺の反対側の第２の辺を支持して前記受け側平板部に支持されて付加された荷重を受ける上部タイプレート受け側部材と、を有しており、当該格子部拘束方法は、燃料体の長さの確認結果に基づいて、前記上部タイプレート格子部に押し付け荷重を付加する前記格子部拘束機構の上部タイプレート締め付け部材の位置が前記上部タイプレート格子部の位置に合うように、前記格子部拘束機構の上部タイプレート保持部材の取り付け状態を調整するための取り付け状態調整ステップと、前記取り付け状態調整ステップの後に、前記燃料体を前記燃料ホルダ内に収納する収納ステップと、前記収納ステップの後に、前記燃料ホルダの前記格子部拘束機構によって前記燃料体を拘束する拘束ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な準備のみで、単一の燃料ホルダを用いて複数の設計タイプの燃料体を収納可能となる。

第１の実施形態に係る燃料ホルダに燃料体を収納した状態の構成を示す縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視横断面図である。 第１の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の拘束対象である上部タイレートの構造の例を示す正面図である。 図３の平面図である。 第１の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の構成を示す格子部拘束機構の取り付け面を外面から見た図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線矢視縦断面図である。 第１の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の別タイプの燃料を拘束する場合の構成を示す格子部拘束機構の取り付け面を外面から見た図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視縦断面図である。 第１の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の上部タイプレート受け側部材の寸法を説明する縦断面図である。 第１の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束方法の手順を示すフロー図である。 第２の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の構成を示す縦断面図である。 第２の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の変形例の構成を示す縦断面図である。 第３の実施形態に係る燃料ホルダの上部タイプレート格子部拘束機構の構成を示す縦断面図である。 一般的な沸騰水型原子炉用の燃料体の側面図である。 従来の燃料ホルダに燃料体を収納した状態の構成の例を示す縦断面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視横断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る格子部拘束機構、格子部拘束方法および燃料ホルダについて説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る燃料ホルダ２０に燃料体１０を収納した状態の構成を示す縦断面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視横断面図である。燃料体１０は、たとえば図１４に示すものであり、図示しない原子炉の炉心内では、図１の左方向を上側にして配される。また、後述するように燃料体１０を燃料ホルダ２０に収納する際にも、燃料体１０および燃料ホルダ２０は図１の左側を上側にして取り扱われる。また、燃料体１０を収納して拘束した状態の燃料ホルダ２０を図示しない燃料輸送容器に収納する際も同様である。

燃料ホルダ２０を燃料輸送容器に収納した後は、燃料輸送容器は横倒しにされ輸送される。輸送先の原子力発電所において燃料体１０が取り出される際は、以上の逆の流れとなる。したがって、図１および図２は、燃料輸送容器内に収納されて輸送されている際の姿勢を示している。なお、図１は、図２におけるＩ−Ｉ矢視の断面図である。

燃料ホルダ２０は、外枠を構成する筒状体２１と上蓋２２および底板２３、上部タイプレート１３を拘束する格子部拘束機構１００、燃料スペーサ１４を拘束する燃料スペーサ拘束部４０、および下部タイプレート１５を拘束する下部タイプレート拘束部５０を有する。

筒状体２１は、４つの平板部を有し、横断面が長方形であり、長手方向に延びている。ここで、長手あるいは長手方向とは、以下、収納する燃料体１０の燃料棒１１の長手あるいはその方向、すなわち燃料体１０が炉心に装荷された状態における鉛直方向に対応する方向をいうものとする。また、筒状体２１の断面形状の長方形は正方形を含む。たとえば、筒状体２１を図２のように４５度に傾けている場合は、断面形状は正方形が望ましい。

４つの平板部のうち、互いに隣接する第１の印加側平板部２１ａと第２の印加側平板部２１ｂが長手側の一辺で互いに垂直に結合し、印加側曲げ板２５を形成している。互いに隣接する第１の受け側平板部２１ｃと第２の受け側平板部２１ｄが長手側の一辺で互いに垂直に結合し、受け側曲げ板２６を形成している。また、第１の印加側平板部２１ａと第１の受け側平板部２１ｃとが互いに対向しており、第２の印加側平板部２１ｂと受け側平板部２１ｄとが互いに対向している。

このように筒状体２１を形成する印加側曲げ板２５と受け側曲げ板２６は、２つの稜線部で結合している。第１の印加側平板部２１ａと受け側平板部２１ｄが結合する稜線部である第１の結合部２１ｆにはヒンジ２１ｇが設けられ、第１の結合部２１ｆは回動可能に形成されている。また、第２の印加側平板部２１ｂと第１の受け側平板部２１ｃが結合する稜線部である第２の結合部２１ｈは接離可能に形成されている。上蓋２２は長方形の板状で、筒状体２１の上端で筒状体２１と着脱可能に結合されている。底板２３は長方形の板状で、筒状体２１の下端で筒状体と結合し、印加側曲げ板２５とは切り離し可能に形成されている。

上部タイプレート１３を拘束する格子部拘束機構１００は、図３で詳細を説明する上部タイプレート格子部１３ｂを長手方向に垂直で外側からの押し付け力を加える部分と、第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄの内側に設けられ、押し付けられた上部タイプレート格子部１３ｂからの荷重を受ける上部タイプレート受け側部材１０４を有する。押し付け力を加える部分は第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂ側に設けられている。また、上部タイプレート受け側部材１０４は、第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄの内側に設けられている。

燃料スペーサ拘束部４０は、それぞれの燃料スペーサ１４に対して、長手方向に垂直な外側からの押し付け力を加える燃料スペーサ押し付け部材４１と、押し付け力を加えられた燃料スペーサ１４からの荷重を受ける燃料スペーサ受け側部材４２を有する。燃料スペーサ押し付け部材４１は第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂの内側に設けられる。また、燃料スペーサ受け側部材４２は第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄの内側に設けられている。燃料スペーサ押し付け部材４１は、たとえば、板バネを有して印加側曲げ板２５と受け側曲げ板２６を閉じたときに板バネが圧縮されることにより圧縮荷重を燃料スペーサ１４に伝達する。

下部タイプレート拘束部５０は、下部タイプレート側面平坦部１５ａに対して、長手方向に垂直な外側からの押し付け力を加える下部タイプレート押し付け部材５１と、第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂにそれぞれ支持されて下部タイプレート押し付け部材５１を下部タイプレート側面平坦部１５ａに押し付ける下部タイプレート締め付け部材５２と、押し付け力を加えられた下部タイプレート側面平坦部１５ａからの荷重を受け下部タイプレート受け側部材５３を有する。下部タイプレート押し付け部材５１は第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂの内側に設けられる。また、下部タイプレート受け側部材５３は第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄの内側に設けられている。

燃料ホルダ２０は、図２に示すように、長手方向を水平にして、第１の印加側平板部２１ａ、第２の印加側平板部２１ｂ、第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄが平面に対して４５度傾斜するように、かつ印加側曲げ板２５を上、受け側曲げ板２６を下にした状態で、燃料輸送容器に収納される。こうすることによって、燃料体１０の自重が、格子部拘束機構１００、燃料スペーサ拘束部４０、および下部タイプレート拘束部５０による燃料体１０への押し付け荷重の伝達を阻害する方向に働かず、有効に拘束ができる。なお、４５度傾斜した場合を例にとって示しているが、これには限定されない。たとえば、傾斜なしで１辺を底面とするような姿勢でもよい。いずれにしても、燃料体１０の自重が燃料体１０への押し付け荷重の伝達を阻害する方向に働かない方向であればよい。

また、押し付け力を加える部分が第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂ側に、また、上部タイプレート受け側部材１０４は、第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄの内側に設けられている場合を示しているが、これには限定されない。すなわち、拘束力が確保されていれば、押し付け力を加える部分が第１の印加側平板部２１ａあるいは第２の印加側平板部２１ｂのいずれか側に設けられ、これに対向する位置、すなわち第１の受け側平板部２１ｃおよび第２の受け側平板部２１ｄのいずれかの面の内側に上部タイプレート受け側部材１０４が設けられている場合でもよい。

図３は、本実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の拘束対象である上部タイレートの構造の例を示す正面図である。また、図４は、図３の平面図である。上部タイプレート１３は、燃料体１０の取り扱い時の揚重機のフック等と取り合うハンドル部１３ａと、燃料棒１１（図１４）の上端部を拘束する上部タイプレート格子部１３ｂを有する。図４に示すように、上部タイプレート格子部１３ｂの断面は、正方形に包絡される形状である。また、上部タイプレート格子部１３ｂの側面は、完全な平面ではなく、１つの辺あたり２か所に凸部を有する形状である。

したがって、上部タイプレート格子部１３ｂの側面に上部タイプレート押し付け部材１０１を密着させると上部タイプレート格子部１３ｂとは２か所で接触する。この状態で、中央部に押し付け荷重Ｆを印加すれば、荷重は、均等に上部タイプレート格子部１３ｂに伝達される。また、上部タイプレート格子部１３ｂから上部タイプレート受け側部材１０４へも接触するする２か所を介して荷重が伝達され、伝達された荷重は、上部タイプレート受け側部材１０４から第１の受け側平板部２１ｃへ接触面で分散して伝達される。

図５は、第１の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の構成を示す格子部拘束機構の取り付け面を外面から見た図である。また、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線矢視縦断面図である。なお、上部タイプレート受け側部材１０４は図９で説明するものとし図６では図示を省略しており、上部タイプレート格子部１３ｂに押し付け力を印加する機構の部分を示している。

格子部拘束機構１００は、上部タイプレート押し付け部材１０１、上部タイプレート保持部材１０２、上部タイプレート締め付け部材１０３、および上部タイプレート受け側部材１０４（図９）を有する。上部タイプレート押し付け部材１０１は、上部タイプレート格子部１３ｂの側部に接触し、上部タイプレート格子部１３ｂに長手方向に垂直な押し付け荷重を印加する。

上部タイプレート保持部材１０２は、広がり部１０２ａおよび嵌合部１０２ｂを有する。嵌合部１０２ｂは、第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂのそれぞれに厚み方向に貫通するように形成されたトラック形状あるいは長円形の開口部に嵌合する部分であり、第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂとほぼ同等ないしわずかに薄い厚みを有する。広がり部１０２ａは嵌合部１０２ｂの内側の部分であり、かつ嵌合部１０２ｂより平面方向に広がっており、段差部を形成している。この広がっている部分は、第１の印加側平板部２１ａおよび第２の印加側平板部２１ｂの内側の面に接している。

上部タイプレート保持部材１０２には、厚み方向に貫通するねじ孔が形成されている。なお、以下、ねじ孔として説明するが、ねじ孔に限定されない。すなわち、外部から上部タイプレート押し付け部材１０１を押し付ける作用をするジャッキを第１の印加側平板部２１ａなどに取り付けて、押し付け部分が貫通する際の貫通孔であってもよい。

今、複数の型式の燃料体１０の中で、下部タイプレート拘束部５０によって軸方向が拘束された場合に、下部タイプレート拘束部５０による拘束位置から上部タイプレート格子部１３ｂが最も遠いものの長手方向の上部タイプレート格子部１３ｂと、最も近いものの長手方向の上部タイプレート格子部１３ｂとの位置の差をΔＹとする。

図５に示すように、上部タイプレート保持部材１０２に形成された実線で示すねじ孔の中心と、上部タイプレート保持部材１０２の向きを長手方向に入れ替えたときの２点鎖線で示すねじ孔の中心との間の距離をΔＹとしている。すなわち、ねじ孔の中心位置は、嵌合部１０２ｂの中心点Ｃから長手方向の長さの差ΔＹの半分すなわちΔＹ／２だけ偏心した位置である。図５、図６は、上部タイプレート格子部１３ｂが下部タイプレート拘束部５０による拘束位置から最も遠い型式の燃料体の場合を示している。

ここで、ねじ孔の縁から嵌合部１０２ｂの長手方向の端部までの間隔をΔＺ、段差部における嵌合部１０２ｂの長手方向の端部から広がり部１０２ａの長手方向の端部までの間隔をΔＸ、上部タイプレート格子部１３ｂの厚さをＴとすると、上部タイプレート押し付け部材１０１の長手方向の長さＨ１は、Ｈ１≧Ｔ＋ΔＹ＋２ΔＺの条件を満たすように形成される。なお、縁部を設けない場合は、Ｈ１≧Ｔ＋ΔＹ＋２ΔＸの条件を満たすように形成すればよい。これにより、上部タイプレート押し付け部材１０１の長手方向の長さＨ１は、上部タイプレート格子部１３ｂを包絡する。

上部タイプレート締め付け部材１０３は、ねじ孔のめねじに対応したおねじが形成されているたとえばボルトである。上部タイプレート締め付け部材１０３の外側頂部にはたとえば六角穴が形成され、挿入状態で回転による締め付けが可能である。

上部タイプレート締め付け部材１０３の内側頂部は上部タイプレート押し付け部材１０１に接しており、上部タイプレート締め付け部材１０３を回転させることにより上部タイプレート締め付け部材１０３が上部タイプレート押し付け部材１０１側に移動する。これに押されて上部タイプレート押し付け部材１０１が上部タイプレート格子部１３ｂに接した状態で上部タイプレート格子部１３ｂ側に移動する。この結果、上部タイプレート格子部１３ｂに対する押し込み荷重が増大する。

図７は、別タイプの燃料を拘束する場合の構成を示す格子部拘束機構の取り付け面を外面から見た図である。また、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視縦断面図である。この場合、上部タイプレート保持部材１０２の向きが、長手方向に反対側になっている。すなわち、開口部の中心点Ｃを通る開口面に垂直な軸の周りに１８０度回転した関係となっている。したがって、この場合も、ねじ孔の中心は中心点ＣからΔＹ／２だけ偏心している。また、図７、図８は、上部タイプレート格子部１３ｂが下部タイプレート拘束部５０による拘束位置から最も近い型式の燃料体の場合を示している。

ここで、燃料ホルダ２０が、２つの型式の燃料体１０を取り扱う場合を示したが、上部タイプレート格子部１３ｂがこれら２種類の型式の燃料体の中間的な位置にある場合には、上部タイプレート保持部材１０２を交換するだけで対応できる。また、４つの型式を取り扱う場合も、同様に、２種類ずつ取り扱う上部タイプレート保持部材１０２を２種類準備すれば対応可能である。すなわち、燃料ホルダ２０が、複数の型式の燃料体１０を取り扱う場合の格子部拘束機構１００の取り付け状態の調整としては、上部タイプレート保持部材１０２の取り付け方向の調整、上部タイプレート保持部材１０２の交換あるいはこれらの組合せなどがある。

図９は、上部タイプレート受け側部材１０４の寸法を説明する縦断面図である。上部タイプレート受け側部材１０４の長手方向の長さＨ２は、上部タイプレート格子部１３ｂの厚みＴと、上部タイプレート格子部１３ｂの位置の差ΔＹとの合計値よりも大きい値に設定されている。この結果、上部タイプレート受け側部材１０４は、すべての型式の燃料体１０の上部タイプレート格子部１３ｂからの荷重を受けることができる。

図１０は、本実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束方法の手順を示すフロー図である。まず、燃料体１０の長さを確認する（ステップＳ０１）。具体的には、８×８燃料か、９×９燃料かなど、燃料の型式による上部タイプレート格子部１３ｂの位置を確認する。

また、燃料ホルダ２０の上蓋２２を取り外し、筒状体２１を開放する（ステップＳ０２）。ここで、筒状体２１の開放は、筒状体２１を形成する印加側曲げ板２５と受け側曲げ板２６を、第１の結合部２１ｆのヒンジ２１ｇを中心に、第２の結合部２１ｈを開放する。このような状態で、燃料ホルダ２０を直立状態に置く。ここで、燃料ホルダ２０は、ステップＳ０２の最初に直立状態としてもよい。あるいは、ステップＳ０２の途中、あるいは最後に直立状態としてもよい。

次に、ステップＳ０１の燃料体１０の長さの確認結果に基づいて、格子部拘束機構１００の取り付け状態の調整を行う（ステップＳ０３）。すなわち、上部タイプレート押し付け部材１０１の位置が上部タイプレート格子部１３ｂの位置に合うように、格子部拘束機構１００の取り付け状態を調整する。具体的には、上部タイプレート保持部材１０２の方向を設定、あるいは上部タイプレート保持部材１０２の交換、あるいはこれらの両者の実施等を行う。

次に、燃料体１０と燃料ホルダ２０を近接させて、燃料体１０を燃料ホルダ２０内に収納する（ステップＳ０４）。燃料体１０は、上部タイプレート１３のハンドル部１３ａで鉛直方向に吊り下げられた状態で燃料ホルダ内に収納される。この際、燃料体１０を移動させても、燃料ホルダ２０を移動させても、あるいは両者を同時に移動させ、互いに近接させてもよい。

次に、筒状体２１を閉じて、上蓋２２を取り付ける（ステップＳ０５）。その後に、格子部拘束機構１００により燃料ホルダ２０内に燃料体１０を拘束する（ステップＳ０６）。すなわち、燃料ホルダ２０の格子部拘束機構１００、燃料スペーサ拘束部４０および下部タイプレート拘束部５０のそれぞれにおいて燃料体１０を拘束状態とする。

すなわち、格子部拘束機構１００においては、上部タイプレート締め付け部材１０３を押し込むことによって上部タイプレート押し付け部材１０１を上部タイプレート格子部１３ｂに押し付ける。

燃料スペーサ拘束部４０においては、筒状体２１を閉じることによってたとえば板バネを有する燃料スペーサ押し付け部材４１により燃料スペーサ１４に押し付け力が印加される。下部タイプレート拘束部５０については、下部タイプレート締め付け部材５２を押し込むことによって下部タイプレート押し付け部材５１を下部タイプレート１５に押し付ける。

次に、上部タイプレート締め付け部材１０３および下部タイプレート締め付け部材５２の異常の有無を確認する（ステップＳ０７）。たとえば、上部タイプレート締め付け部材１０３の位置が上部タイプレート格子部１３ｂの側部から外れている場合は、上部タイプレート締め付け部材１０３の正常な押し込み代よりさらに押し込まれている可能性がある。同様に、下部タイプレート締め付け部材５２の位置が下部タイプレート１５の側部から外れている場合は、下部タイプレート締め付け部材５２の正常な押し込み代よりさらに押し込まれている可能性がある。したがって、それぞれの押し込み状態をあらかじめ確認した正常な押し込み代と比較することによって異常の有無を確認することができる。

次に、燃料ホルダ２０を燃料輸送容器内に収納する（ステップＳ０８）。その後に、燃料輸送容器を横倒しにして、輸送する（ステップＳ０９）。

以上のように、本実施形態によれば、簡単な準備のみで、単一の燃料ホルダを用いて複数の設計タイプの燃料体を収納することができる。

［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態に係る燃料ホルダの格子部拘束機構の構成を示す縦断面図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、複数のロッド状の調整ガイド１１１をさらに有する。調整ガイド１１１は、第１の印加側平板部２１ａの面に垂直に内側に向けて第１の印加側平板部２１ａに埋め込まれている。調整ガイド１１１は、長手方法に垂直な方向については、複数個が互いに間隔をあけて長手方向に同一位置に複数設けられていてもよい。

上部タイプレート押し付け部材１０１の長手方向の両端部近傍にはガイド穴が形成されている。調整ガイド１１１はそれぞれのガイド穴に対応する位置に設けられており、ガイド穴に挿入されている。上部タイプレート押し付け部材１０１は、複数の調整ガイド１１１それぞれについて、各ガイド穴とそれに対応する調整ガイド１１１との相対変位が均一となるように、図示しないばね機構等を介して第１の印加側平板部２１ａに取り付けられている。

図１２は、格子部拘束機構の変形例の構成を示す縦断面図である。上述の上部タイプレート押し付け部材１０１の変位を均一にする方法として、図１２に示すように、上部タイプレート押し付け部材１０１の軸方向の両端に張り出し部１０１ａを設け、それらに対応して、張り出し部１０１ａを支えるようにＬ字の断面形状を有するフック状の調整ガイド１１２を第１の印加側平板部２１ａに設けてもよい。

また、ロッド状の調整ガイド１１１を用いる本第２の実施形態、あるいは、フック状の調整ガイド１１２を用いる変形例の場合のいずれにおいても、上部タイプレート押し付け部材１０１の上部タイプレート格子部１３ｂ側への均等な変位をさらに確実にするために、板バネあるいはコイルばねを用いた機構等をさらに使用してもよい。

以上、第１の印加側平板部２１ａに取り付けられる格子部拘束機構１００について説明したが、第２の印加側平板部２１ｂに取り付けられる格子部拘束機構１００についても同様である。

以上のように構成された本第２の実施形態、あるいはその変形例においては、上部タイプレート締め付け部材１０３によって上部タイプレート押し付け部材１０１を押し込んだ場合に、上部タイプレート押し付け部材１０１は上部タイプレート格子部１３ｂ側に均等に変位する。このため、締め付け時に上部タイプレート押し付け部材１０１が傾くことなく正常に上部タイプレート格子部１３ｂを拘束することができる。

［第３の実施形態］
図１３は、第２の実施形態に係る燃料ホルダの上部タイプレート格子部拘束機構の構成を示す縦断面図である。本第３の実施形態は、第１の実施形態の変形である。本実施形態における上部タイプレート押し付け部材１０１ｂおよび上部タイプレート受け側部材１０４ａは、上部タイプレート格子部１３ｂに対向する面に凹部が形成されている。

上部タイプレート格子部１３ｂの側面は、平面的な部分に２か所の凸部が形成されている。第１の実施形態における上部タイプレート押し付け部材１０１および上部タイプレート受け側部材１０４は上部タイプレート格子部１３ｂに対向する面は平板状であるためそれぞれ上部タイプレート格子部１３ｂの２か所の凸部で上部タイプレート格子部１３ｂに接触する。本第３の実施形態では、この第１の実施形態では接触する部分に凹部が形成されており、この結果、上部タイプレート押し付け部材１０１ｂおよび上部タイプレート受け側部材１０４ａはそれぞれ、上部タイプレート格子部１３ｂの平面的なたとえば図のように３か所の部分に接触する。なお、図１３には、上部タイプレート押し付け部材１０１ｂおよび上部タイプレート受け側部材１０４ａが、上部タイプレート格子部１３ｂの平面部に接触する場合を図示したが、これらのうちの一部で接触するようにしてもよい。

また、上部タイプレート押し付け部材１０１ｂおよび上部タイプレート受け側部材１０４ａが、上部タイプレート格子部１３ｂの平面部のみならず２か所の凸部にも接触するように、凹部の深さを調整してもよい。

以上のように構成された本実施形態では、上部タイプレート押し付け部材１０１ｂおよび上部タイプレート受け側部材１０４ａがそれぞれ、上部タイプレート格子部１３ｂに接触する部分が増えるため、上部タイプレート格子部１３ｂへの押し付け荷重が分散して伝達される。

［その他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。たとえば、各実施形態では、８×８燃料と９×９燃料ではスペーサの位置がほとんど変わらないことから、格子部拘束機構を上部タイプレートの格子部のみに適用した場合を示したが、これに限定されない。

たとえば、１０×１０燃料では燃料スペーサ１４の長手方向の位置が、８×８燃料と９×９燃料などのスペーサの長手方向の位置が異なる。したがって、このような場合は、さらに燃料スペーサ１４にも本発明による格子部拘束機構を適用してもよい。すなわち、燃料スペーサ拘束機構として、燃料スペーサ押し付け部材と、燃料スペーサ保持部材と、燃料スペーサ締め付け部材と、燃料スペーサ受け側部材とを有する構成であってもよい。

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第２の実施形態の特徴である調整ガイド１１１あるいは調整ガイド１１２を設ける形態と、第３の実施形態の特徴である上部タイプレート押し付け部材１０１ｂと上部タイプレート受け側部材１０４ａを有する形態を組み合わせてもよい。

これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…燃料体、１１…燃料棒、１２…ウォータロッド、１３…上部タイプレート、１３ａ…ハンドル部、１３ｂ…上部タイプレート格子部、１４…燃料スペーサ、１５…下部タイプレート、１５ａ…下部タイプレート側面平坦部、２０…燃料ホルダ、２１…筒状体、２１ａ…第１の印加側平板部、２１ｂ…第２の印加側平板部、２１ｃ…第１の受け側平板部、２１ｄ…第２の受け側平板部、２１ｆ…第１の結合部、２１ｇ…ヒンジ、２１ｈ…第２の結合部、２２…上蓋、２３…底板、２５…印加側曲げ板、２６…受け側曲げ板、３０…上部タイプレート格子部拘束部、３１…上部タイプレート押し付け部材、３２…上部タイプレート締め付け部材、３３…上部タイプレート受け側部材、４０…燃料スペーサ拘束部、４１…燃料スペーサ押し付け部材、４２…燃料スペーサ受け側部材、５０…下部タイプレート拘束部、５１…下部タイプレート押し付け部材、５２…下部タイプレート締め付け部材、５３…下部タイプレート受け側部材、１００…格子部拘束機構、１０１…上部タイプレート押し付け部材、１０１ａ…張り出し部、１０１ｂ…上部タイプレート押し付け部材、１０２…上部タイプレート保持部材、１０２ａ…広がり部、１０２ｂ…嵌合部、１０３…上部タイプレート締め付け部材、１０４、１０４ａ…上部タイプレート受け側部材、１１１、１１２…調整ガイド

Claims (8)

1. 正方格子状に配列された複数の燃料棒と、前記燃料棒のそれぞれの上端を固定して断面が正方形状の上部タイプレート格子部を有する上部タイプレートと、前記燃料棒のそれぞれの下端を固定して断面が正方形状の下部タイプレート側面平坦部を有する下部タイプレートと、上部タイプレートと下部タイプレートとの間で長手方向に互いに間隔をあけて設けられ前記燃料棒を前記長手方向に垂直な方向について拘束する複数の燃料スペーサとを具備する新燃料の燃料体を輸送するために該燃料体を収納する燃料ホルダであって、
   前記燃料体の長手方向に沿って延びて前記燃料体を囲むように印加側平板部と印加側平板部に対向する受け側平板部とを含む４つの平板部を有し前記長手方向に垂直な方向に開閉可能に形成され、横断面が長方形の筒状体と、
   前記燃料体の下部タイプレートに対して前記長手方向に垂直な方向から押し付け荷重を付加して前記下部タイプレートを軸方向および軸方向に垂直な方向について拘束可能に形成された下部タイプレート拘束部と、
   前記燃料体の上部タイプレート格子部に対して前記長手方向に垂直な方向から押し付け荷重を付加して前記上部タイプレート格子部を軸方向に垂直な方向について拘束可能に形成された格子部拘束機構と、
   を備えて、
   前記格子部拘束機構は、
   前記上部タイプレート格子部の第１の辺に密着しかつ前記長手方向に延びる上部タイプレート押し付け部材と、
   前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された上部タイプレート保持部材と、
   前記貫通孔を通じて前記上部タイプレート押し付け部材を押し付け可能に形成された上部タイプレート締め付け部材と、
   前記上部タイプレート押し付け部材と前記燃料体を挟んで反対側に設けられて前記上部タイプレート格子部の前記第１の辺の反対側の第２の辺を支持して前記受け側平板部に支持されて付加された荷重を受ける上部タイプレート受け側部材と、
   を有することを特徴とする燃料ホルダ。
2. 前記上部タイプレート保持部材が
   前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に、前記開口の開口面に垂直な軸周りに互いに１８０度回転した関係の２つの状態に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ホルダ。
3. 前記上部タイプレート押し付け部材の前記長手方向の長さまたは上部タイプレート受け側部材の前記長手方向の長さの少なくとも一方は、前記上部タイプレート格子部の厚みと、前記燃料体の種類による格子部位置の差異との合計値よりも大きい値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の燃料ホルダ。
4. 前記上部タイプレート保持部材の前記貫通孔の内面にはめねじが形成され、前記上部タイプレート締め付け部材の外面には前記めねじに対応するおねじが形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料ホルダ。
5. 前記上部タイプレート保持部材は、前記開口に嵌合する嵌合部と、前記印加側平板部より内側にあって前記開口より広がりの大きな広がり部とを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の燃料ホルダ。
6. 前記燃料スペーサを前記長手方向に垂直な方向について拘束する燃料スペーサ拘束機構をさらに備え、
   前記燃料スペーサ拘束機構は、
   前記燃料スペーサの第１の辺に密着しかつ前記長手方向に延びる燃料スペーサ押し付け部材と、
   前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された燃料スペーサ保持部材と、
   前記貫通孔を通じて前記燃料スペーサ押し付け部材を押し付け可能に形成された燃料スペーサ締め付け部材と、
   前記燃料スペーサ押し付け部材と前記燃料体を挟んで反対側に設けられて前記上部タイプレート格子部の前記第１の辺の反対側の第２の辺を支持して前記受け側平板部に支持されて付加された荷重を受ける燃料スペーサ受け側部材と、
   を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の燃料ホルダ。
7. 正方格子状に配列された複数の燃料棒と、前記燃料棒のそれぞれの上端を固定して断面が正方形状の上部タイプレート格子部を有する上部タイプレートと、前記燃料棒のそれぞれの下端を固定して断面が正方形状の下部タイプレート側面平坦部を有する下部タイプレートと、上部タイプレートと下部タイプレートとの間で長手方向に互いに間隔をあけて設けられ前記燃料棒を前記長手方向に垂直な方向について拘束する複数の燃料スペーサとを具備する新燃料の燃料体の輸送のために、前記燃料体の長手方向に沿って延びて前記燃料体を囲むように印加側平板部および印加側平板部に対向する受け側平板部を含む４つの平板部を有し前記長手方向に垂直な方向に開閉可能に形成され横断面が長方形の筒状体を有する燃料ホルダが収納する前記燃料体の上部タイプレート格子部を拘束する格子部拘束機構であって、
   前記上部タイプレート格子部の第１の辺に密着しかつ前記長手方向に延びる上部タイプレート押し付け部材と、
   前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された上部タイプレート保持部材と、
   前記貫通孔を通じて前記上部タイプレート押し付け部材を押し付け可能に形成された上部タイプレート締め付け部材と、
   前記上部タイプレート押し付け部材と前記燃料体を挟んで反対側に設けられて前記上部タイプレート格子部の前記第１の辺の反対側の第２の辺を支持して前記受け側平板部に支持されて付加された荷重を受ける上部タイプレート受け側部材と、
   を有することを特徴とする格子部拘束機構。
8. 正方格子状に配列された複数の燃料棒と、上部タイプレートと、下部タイプレートと、複数の燃料スペーサとを有する新燃料の燃料体を長さ方向を水平にして格子部拘束機構を有する燃料ホルダ内に拘束した状態で輸送するために、前記燃料体の長手方向に沿って延びて前記燃料体を囲むように印加側平板部および印加側平板部に対向する受け側平板部を含む４つの平板部を有し前記長手方向に垂直な方向に開閉可能に形成され横断面が長方形の筒状体を有する前記燃料ホルダで前記燃料体の上部タイプレート格子部を拘束する格子部拘束方法であって、
   前記格子部拘束機構は、
   前記上部タイプレート格子部の第１の辺に密着しかつ前記長手方向に延びる上部タイプレート押し付け部材と、
   前記印加側平板部に形成された前記長手方向に延びた開口に着脱自在に取り付けられ、前記長手方向の中心位置から偏心している位置に厚み方向に貫通孔が形成された上部タイプレート保持部材と、
   前記貫通孔を通じて前記上部タイプレート押し付け部材を押し付け可能に形成された上部タイプレート締め付け部材と、
   前記上部タイプレート押し付け部材と前記燃料体を挟んで反対側に設けられて前記上部タイプレート格子部の前記第１の辺の反対側の第２の辺を支持して前記受け側平板部に支持されて付加された荷重を受ける上部タイプレート受け側部材と、
   を有しており、
   当該格子部拘束方法は、
   燃料体の長さの確認結果に基づいて、前記上部タイプレート格子部に押し付け荷重を付加する前記格子部拘束機構の上部タイプレート締め付け部材の位置が前記上部タイプレート格子部の位置に合うように、前記格子部拘束機構の上部タイプレート保持部材の取り付け状態を調整するための取り付け状態調整ステップと、
   前記取り付け状態調整ステップの後に、前記燃料体を前記燃料ホルダ内に収納する収納ステップと、
   前記収納ステップの後に、前記燃料ホルダの前記格子部拘束機構によって前記燃料体を拘束する拘束ステップと、
   を有することを特徴とする格子部拘束方法。

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