JP2016042038A - 燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の異なる規格の燃料体を収容することができる燃料ホルダならびにこの燃料ホルダの使用方法およびこの燃料ホルダに収容された燃料体の輸送方法を提供する。【解決手段】燃料ホルダ１１の底部２には、円筒部１５の中心軸に平行な燃料体１０の規格毎に異なる燃料体１０の中心軸Ｘ，Ｘ１が周側部１７の中心軸に一致した状態で緩衝体５が逆角錐部１３および三又部１６を内挿するように、燃料体１０の各規格の中心軸Ｘ，Ｘ１に合わせて緩衝体５を移動・固定するための固定用穴２５−１ｂおよび固定用穴２５−２ｂ，２５−１ｂ１が設けられている。そして図２Ａに示すように、この固定用穴２５−１ｂおよび固定用穴２５−２ｂに対応するように緩衝体５には固定用穴２５−１ａ，２５−２ａが設けられている。【選択図】 図２Ｂ

Description

本発明は、原子炉用燃料体の輸送にあたり燃料体を直接収納する燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法に関する。

異なる規格に従って形成された燃料集合体のいずれであっても、これら複数種類の燃料集合体をともに収容することができ、しかも燃料集合体を収容した燃料ホルダを輸送する際に、燃料ホルダの軸線方向に大きな加速力が作用しても、燃料集合体が長手方向に移動して上蓋に衝突することを防止することのできる燃料ホルダとして、特許文献１に、ノーズピースまたは下部タイプレートの中空部内周面を係止することにより、燃料集合体が軸線方向の底部とは反対方向に移動するのを防止する移動防止部材を有することを特徴とする燃料ホルダが開示されている。

特許第５４６０７５５号公報

沸騰水型原子炉に用いられる燃料体は、製造・検査の後に燃料ホルダに収容され、さらにこの燃料ホルダごと輸送容器に装填されて需要地へ搬送される。この燃料ホルダで輸送される燃料体は、多数の燃料棒がその両端部において上部タイプレートと下部タイプレート、その中間部では支持格子とにより束ねられ、各燃料棒の間隔保持がなされている。

燃料ホルダは、長尺状の内部空間を有し、この内部空間に燃料体が収容される。また、燃料体の軸線方向の先端部と燃料ホルダの軸線方向の頂部内壁面との間にはギャップが設けられている。

従来は、燃料体を燃料ホルダに収容して需要地へと搬送する際に、燃料体を長尺状の燃料ホルダの側面方向から拘束することにより、燃料体が燃料ホルダ内で移動しないようにしていた。しかし、燃料体を燃料ホルダの側面方向から拘束するという従来の方法では、例えば、燃料ホルダを装荷したトレーラ等が急停止した場合等、大きな加速力が燃料体にかかった場合には、燃料体の先端部と燃料ホルダの頂部との間にギャップがあるため、燃料体が燃料ホルダの軸線方向に移動して、燃料ホルダの頂部内壁面に衝突するおそれがあった。

これに対し、燃料体を収納した燃料ホルダが落下等した場合でも収納されている燃料体が移動し燃料ホルダ頂部に衝突することを防止して落下時の衝撃を吸収するために、燃料体の下部タイプレートと燃料ホルダの頂部との間に緩衝材が設けられている。

また、上述した特許文献１のように、ノーズピースまたは中空部の内周面を係止することにより、燃料体が軸線方向の底部とは反対方向に移動するのを防止する技術がある。

しかしながら、規格の異なる燃料体を収納可能な燃料ホルダにおける下部緩衝体の具体的な設置構造については開示されていない。

この発明は上記問題に鑑みなされたものであって、複数種類の異なる規格の燃料体を収容することができる燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法を提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、燃料棒を整列させて断面方向の位置を確定させる格子面を有する支持部と、円筒部と、前記支持部から前記円筒部に向かって減幅する逆角錐状の中空部を有する逆角錐部と、複数方向に支柱として分岐し、それら各支柱が前記円筒部に結合されてなるノーズピースからなる下部支持格子とを備えた軽水型原子炉用の燃料体を収容可能に形成されてなり、底部と、この底部の縁端より立ち上がる側壁と、前記底部から前記燃料体の軸線方向に延在し、前記逆角錐部および前記ノーズピースを内挿する筒状の周側部を有する緩衝体とを備えた燃料ホルダであって、前記円筒部の中心軸に平行な前記燃料体の規格毎に異なる前記燃料体の中心軸が前記周側部の中心軸に一致した状態で前記緩衝体が前記逆角錐部および前記ノーズピースを内挿するように、前記燃料体の各規格の中心軸に合わせて前記緩衝体を移動・固定するための緩衝体固定用穴を前記底部に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、複数種類の異なる規格の燃料体のいずれも収容することができる互換性を有する燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法が提供される。

本発明の実施形態における燃料体を収容した燃料ホルダの概略断面図である。 本発明の実施形態における燃料ホルダおよび燃料体の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態における燃料ホルダの下部緩衝体の上面図である。 本発明の実施形態における下部緩衝体の燃料ホルダへの固定構造を説明する燃料ホルダ底面の上面図である。 本発明の実施形態における燃料ホルダ底面の他の形態を説明する上面図である。 本発明の実施形態における燃料ホルダ底面の他の形態を説明する上面図である。 図４Ａに示す本発明の実施形態における燃料ホルダ底面の他の形態を説明する上面図である。 本発明の実施形態における燃料体を収容した燃料ホルダの他の形態の概略断面図である。 本発明の実施形態における燃料ホルダおよび燃料体の他の形態の部分拡大断面図である。 本発明の実施形態における燃料ホルダの下部緩衝体の他の形態の上面図である。 図５に示す本発明の実施形態における燃料ホルダの他の形態に設けられた係止部材の一実施形態の概略を示す図である。 図５に示す本発明の実施形態における燃料ホルダの他の形態に設けられた係止部材の他の実施形態の概略を示す図である。 図５に示す本発明の実施形態における燃料ホルダの他の形態に設けられた係止部材の他の実施形態の概略を示す図である。

本発明の燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法の実施形態を、図１乃至図７Ｃを用いて説明する。

最初に、複数種類の異なる規格の燃料体を収容することができる燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法の実施形態について図１乃至図４Ｂを参照して以下説明する。

図１Ａおよび図１Ｂは、燃料ホルダおよび燃料体の一部断面概略図である。図２Ａは、燃料ホルダの下部緩衝体の上面図である。図２Ｂは、下部緩衝体の燃料ホルダへの固定構造を説明する燃料ホルダ底面の上面図である。

まず、燃料体の構成について説明する。

図１Ａおよび図１Ｂにおいて、燃料ホルダ１に収容される燃料体１０は、軽水型原子炉に使用される燃料体であり、複数の燃料棒１１および水管（図示せず）が上部支持板６、支持格子７および下部支持板８で束ねられて構成されている。

下部支持板８は、燃料棒１１を束ねて断面方向の位置を確定させる格子面９Ａを有する略角筒状の格子部９と、円筒部１５と、格子部９の格子面９Ａとは反対側に位置する端部から円筒部１５に向かって減幅する逆角錐状の中空部１２を有する逆角錐部１３と、複数方向に支柱１４として分岐し、それら支柱１４が円筒部１５に結合されてなる三又部１６とを備えている。

この下部支持板８は、燃料体１０が沸騰水型原子炉に設置されているときに、液体例えば冷却水が下方から流入し、円筒部１５および中空部１２を通過して燃料棒１１が冷却されるように設計されている。

燃料体１０の規格としては、軽水型原子炉の種類および大きさに応じて適宜の規格を採用することができる。例えば、８×８燃料ならびに９×９燃料のＳ格子、Ｃ格子、Ｎ格子およびＤ格子等を挙げることができる。軽水型原子炉に使用される燃料体１０は、その規格によって燃料体１０の外形寸法が例えば１〜２ｍｍ異なることがあり、下部支持板８ではＳ格子用とＣ格子、Ｎ格子およびＤ格子用との２種類に分けることができる。

ここで、下部支持板８における格子部９の格子面９Ａおよび逆角錐部１３は、燃料体１０の規格によってその形状が異なる。ただし、格子部９の格子面９Ａと後述する燃料ホルダ１の底部２との間の距離は、燃料体１０が軽水型原子炉への設置位置に適合するように設計されているので、いずれの規格に従って形成された燃料体１０であっても同じ距離となっている。

燃料棒１１は、金属製の長尺な被覆管の中に複数の円柱状の燃料ペレットが封じ込められて構成されている。燃料ペレットは、例えばプルトニウム酸化物（ＰｕＯ_２）とウラン酸化物（ＵＯ_２）とを混合したＭＯＸ燃料により形成されるが、ウラン酸化物（ＵＯ_２）のみから形成されているものであってもよい。

三又部１６は、例えば３方向に分岐した、同形同大の３つの支柱１４を有し、これら曲成された支柱１４の先端が円筒部１５の端面に結合され、複数の支柱１４でアーチ状の橋を形成している。三又部１６は、原子炉や燃料ホルダ１に設置される際に、燃料体１０の位置決めをするのに好適な形状を有している。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、燃料ホルダ１は、その内部空間に燃料体１０を収容することができるように構成されている。燃料ホルダ１は、底部２と、この底部２の縁端より立ち上がり、かつ軸線Ｘ方向に延在する側壁３と、側壁３における底部２とは反対側に設けられた頂部４とを備えている。また、燃料ホルダ１は、緩衝体５が底部２に設けられている。

この燃料ホルダ１における底部２は、略正方形に形成され、その端縁から立ち上がる側壁３は略四角筒状に形成され、側壁３の一端開口部は頂部４により閉鎖されている。底部２、側壁３および頂部４は、通常の場合、異なる規格で形成された燃料体のうちもっとも大きな規模の燃料体を収容することができる大きさの収容空間を形成できるように設計されている。

緩衝体５は、底部２から燃料体１０の軸線Ｘ方向に延在し、逆角錐部１３および三又部１６を内挿する筒状の周側部１７と、この周側部１７の上方開口端の一部を塞ぐ支持板（不図示）を有する。燃料体１０が燃料ホルダ１に収容された場合には、円筒部１５が支持板により支持され、周側部１７により包囲される空間に三又部１６が内挿される。支持板の内周面には、燃料体１０を燃料ホルダ１に挿入した際に三又部１６の位置決めができるように、支柱１４が挿入される凹部が形成されている。

燃料ホルダ１の底部２、側壁３、頂部４および緩衝体５は、燃料体１０を収容するときから、燃料体１０を搬送するときまでの温度条件、要求される機械的強度等を満足する材料であれば特に限定されず採用することができる。

また、底部２と頂部４とは、それぞれが側壁３に固定されている。なお、固定の手段は特に限定されず、接着、溶着、係合、嵌合または螺合等の公知の手段またはこの発明の技術分野における通常の知識を有する者により容易に想到可能な手段を採用することができる。

また、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、燃料ホルダ１内において、燃料体１０における上部支持板６、支持格子７および下部支持板８は、通常、固定板１８等により燃料ホルダ１に対して上下方向に移動しないよう固定的に支持されている。

本実施形態では、規格毎の燃料ホルダ１を準備することを回避するため、緩衝体５の容器内の位置を調整するための構造を有している。本実施形態の緩衝体５の具体的構造について図２Ａおよび図２Ｂを参照して以下説明する。なお、本実施形態では、説明の都合上、中心軸ＸおよびＸ１の二つの規格の燃料体を保管できる燃料ホルダを例に説明するが、中心軸や燃料体の規格数はもちろんこれに限定されず、任意の規格数の燃料体に対応可能である。

具体的には、図２Ｂに示すように、燃料ホルダ１１の底部２には、円筒部１５の中心軸に平行な燃料体１０の規格毎に異なる燃料体１０の中心軸Ｘ，Ｘ１が周側部１７の中心軸に一致した状態で緩衝体５が逆角錐部１３および三又部１６を内挿するように、燃料体１０の各規格の中心軸Ｘ，Ｘ１に合わせて緩衝体５を移動・固定するための固定用穴２５−１ｂおよび固定用穴２５−２ｂ，２５−１ｂ１が設けられている。そして図２Ａに示すように、この固定用穴２５−１ｂおよび固定用穴２５−２ｂに対応するように緩衝体５には固定用穴２５−１ａ，２５−２ａが設けられている。

図２Ａおよび図２Ｂにおいて、中心軸Ｘを形成する緩衝体５が底部２に設置される際には、緩衝体５の固定用穴２５−１ａの４つを使用して、図２Ｂの底部２に設置されている固定用穴２５−１ｂの４つとを組み合わせて、中心軸Ｘを形成することを可能としている。これに対し、もう一つの中心軸Ｘ１を形成する際には、同じ緩衝体５の固定用穴２５−２ａと緩衝体５の中心軸に対して固定用穴２５−２ａと同じ角度ではない３つの固定用穴２５−１ａを使用して、図２Ｂの添付に設定されている固定用穴２５−２ｂおよび３つの固定用穴２５−１ｂ１とを組み合わせて、中心軸Ｘ１を形成することを可能としている。

固定穴のうち、底部２に設けられた固定用穴２５−１ｂと固定用穴２５−２，２５−１ｂ１とは、燃料体１０の各規格の中心軸Ｘ，Ｘ１に合わせて緩衝体５を移動・固定する際に緩衝体５の組付け位置を誤らないように、異なるサイズの穴となっている。

固定用穴２５−１ａと固定用穴２５−１ｂとの固定方法や、固定用穴２５−２ａ、３つの固定用穴２５−１ａと固定用穴２５−２ｂおよび３つの固定用穴２５−１ｂ１とは、ボルトおよびナットでの螺合で締結することで固定している。しかし固定方法はこの螺合での締結に限られず、緩衝体５の位置が交換可能かつ固定可能であればよく、固定用穴を通過した棒材の嵌合等、所定の強さの固定が可能な手段を採用することができる。

次に、上述の燃料ホルダ１の使用方法および燃料体１０の輸送方法の一例を説明する。

ある規格で形成された燃料体１０をこの燃料ホルダ１に収容する場合を想定する。

まず、燃料ホルダ１をその軸線方向が上下方向になるように縦置き状態にして、側壁３を開放し、燃料体１０を燃料ホルダ１の収容空間に配置する。このとき、三又部１６が緩衝体５の凹部に嵌るように、また、固定板１８と上部格子板６、固定板１８と下部格子板８の側面とがそれぞれ当接するように、燃料体１０を配置する。

燃料体１０を配置した後には、４つの側壁３が互いに直交する状態で固定する。燃料体１０を配置する前の側壁３は、相互に固定されていてもよく、固定されていなくともよい。また、側壁３は、それぞれ底部２と固定される端縁から頂部４に固定される端縁まで一体に形成されていてもよく、また複数の側壁により形成され、燃料体１０を配置した後に、溶接または係合等の公知の手段により固定されてもよい。

燃料体１０を配置する前の底部２は、すべての側壁３に固定されていてもよく、すべての側壁３に固定されていなくともよく、一部の側壁に固定されていてもよい。燃料体１０が配置された後には、底部２とすべての側壁３とは、溶接または係合等の公知の手段により固定される。なお、頂部４についても、底部２と同様にして固定される。

燃料体１０が収容された燃料ホルダ１は、さらに輸送容器に装荷されて、トレーラ、船舶等の輸送手段により、原子力発電所や他の核燃料施設等の需要地に搬送される。一つの輸送容器に装荷される燃料ホルダ１の数は、輸送容器の種類により異なり、例えば４個、９個および１２個等が挙げられ、本実施形態の燃料ホルダ１は従来公知の輸送容器により搬送される。

次に、この形態の燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法の効果について説明する。

この実施形態に係る燃料ホルダ１によれば、異なる規格に従って形成された各種の燃料体１０をいずれも収容することのできる互換性を有した共用ホルダとして使用することができる。

また、この実施形態に係る燃料ホルダ１を使用することによって、いずれの規格に従って形成された燃料体１０も収容することができる。したがって、規格の異なる燃料体１０毎に燃料ホルダ１を製造する必要がない、との効果が得られる。また、燃料体１０を燃料ホルダ１に収容する際に、規格の異なる燃料体１０に合わせて燃料ホルダ１を選択するといった煩雑な作業がない、との効果も得られる。更に、いずれの規格に従って形成された燃料体１０であっても一種類の燃料ホルダ１を使用することが出来るので、燃料ホルダ１の検査方法、管理方法等が一様になり、メンテナンスの煩雑さがなくなる、との効果も得られる。

更にこの実施形態に係る燃料ホルダ１を用いて燃料体を輸送する場合、いずれの規格に従って形成された燃料体１０であっても、これら複数種類の燃料体１０のいずれをも収容することができる。したがって、規格の異なる燃料体１０毎に燃料ホルダ１を製造する必要がない。また、燃料体１０を燃料ホルダ１に収容する際に、規格の異なる燃料体１０に合わせて燃料ホルダ１を選択するといった煩雑な作業がない。

例えば、従来のようにある規格Ｘに従って製造された燃料体しか収容することのできない燃料ホルダＡを１０本用意するとともに別の規格に従って製造された燃料体Ｙしか収容することのできない燃料ホルダＢを１０本用意しておいた場合を考える。この場合、燃料体Ｘ１０体を需要地Ｐに、燃料体Ｙ１０体を需要地Ｒに輸送する場合には問題は生じない。しかし、燃料体Ｘを２箇所の需要地Ｐ，Ｒに１０体ずつ配送する必要がある場合、一方の需要地Ｐに１０体の燃料体Ｘを燃料ホルダＡに収容して配送していると、他方の需要地Ｒに配送する燃料体Ｘを収容する燃料ホルダＡが足りない状態となるので、一方の需要地Ｐへの燃料体Ｘの配送を完了して燃料体Ｘの積載地（燃料工場を含む）に燃料ホルダＡが戻ってくるまで、他方の需要地Ｒに配送すべき燃料体Ａを待機せざるを得なかった。しかしながら、この実施形態に係る燃料体の輸送方法は、ＸおよびＹいずれの規格にしたがって製造された燃料体であってもこれを燃料ホルダに収容することができ、燃料体ＸおよびＹいずれに対しても燃料ホルダを共用することができる。このため、配送すべき全ての燃料体Ｘを規格に依らずに積載地において積載することができる。結果として、需要地Ｐに配送する燃料体Ｘを収容する燃料ホルダは足りているが、需要地Ｒに配送する燃料体Ｘを収容する燃料ホルダが足りないという状態に陥ることが無く、燃料体Ａの積載地における出荷を待つ間の待機時間を削減することができる。

同様の効果が得られる他の形態について図３を参照して以下説明する。図３は、燃料ホルダ底面の他の形態を説明する上面図である。

一つ目としては、例えば、底部２に形成する固定穴は、図３に示すように、緩衝体５の底部２に対する組付け位置を調整可能とするよう各中心軸Ｘ，Ｘ１で共用するための溝状固定穴２５−３ｂとすることができる。

この溝状固定穴２５−３ｂは、各軸を形成する穴の直径を大きくする必要がある場合にあたって、固定穴同士の距離が近い場合に、大きな直径の穴を複数形状することが加工上好ましくないと考えられる場合に好適な構造である。溝状固定穴２５−３ｂは、必要な範囲を溝状にして設置されている。なお、底部２に設ける全ての穴を溝状固定穴にしてもよいし、位置決めを容易にするために１つ以上の固定穴は図２Ｂで示すような通常の固定穴としてもよい。

また、同様の効果が得られる更なる他の形態について図４Ａおよび図４Ｂを用いて以下説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、燃料ホルダ底面の他の形態を説明する上面図である。

例えば、元の規格の穴にアダプタ２６を少なくとも１つ以上を用いることで、他の規格の軸を設定し、緩衝体５を設置することを可能としている。

具体的には、図４Ａに示すように、底部２に固定用穴２５−１ｃを設け、その４つの穴を使用することで、中心軸Ｘを形成することを可能とする。これに対し、図４Ｂに示すように、その固定用穴２５−１ｃに中心軸Ｘから所定の方向に穴の中心位置を偏芯させたアダプタ２６を設置することにより中心軸Ｘ１を形成することを可能とする。なお、アダプタ２６が差し込まれる固定用穴２５−１ｃの周囲は、アダプタ２６が底部２より突出することを防止する凹部２７が形成されていることが望ましい。また、アダプタ２６を４つ使用する時は、固定する穴の大きさを同じ軸を形成するもので同じ規格のものとすることが望ましい。

次に、異なる規格に従って形成された各種の燃料体をいずれも収容できる形態に加えて、燃料体を収容した燃料ホルダを輸送する際に、燃料ホルダの軸線方向に大きな加速力が作用しても、燃料体が軸線方向に移動して頂部に衝突することを防止することができる燃料ホルダやその使用方法ならびに燃料体の輸送方法について図５乃至図７Ｃを用いて以下説明する。

図５は、燃料ホルダおよび燃料体の一部断面概略図である。図６Ａおよび図６Ｂは、図５に示す燃料ホルダ１Ａおよび燃料体１０において、係止部材１９で固定した状態を示す要部一部断面概略図である。図７Ａ乃至図７Ｃは、図５に示す燃料ホルダ１Ａに設けられた係止部材１９の実施形態の概略を示す図である。

図５，図６Ａおよび図６Ｂに示すように、この実施形態の燃料ホルダ１Ａは、下部支持板８の格子面９Ａを係止することにより、燃料体１０が軸線方向の底部２とは反対方向に移動することを防止するための係止部材１９を有している。燃料体１０と燃料ホルダ１Ａとの関係において、燃料ホルダ１Ａの底部２から格子面９Ａまでの高さは、上述したように、いずれの規格に従って形成された燃料体１０であっても、距離が同一である。この係止部材１９は、格子面９Ａにおける燃料体１０の燃料棒１１の間の空間に入り込むことで下部支持板８の格子面９Ａを係止して、燃料体１０が軸線方向の底部２とは反対方向に移動することを防止する。

係止部材１９は、底部２に設けられた挿通穴２４を通過して燃料ホルダ１Ａに締結された基端部２０ａと、この基端部２０ａから燃料体の中心軸Ｘに直交するよう存在する格子面９Ａの燃料棒１１間を通過し、反対面から底面２へ伸び底面２に設けられた挿通穴２４等に締結されることが可能な端部２３ａと、格子面９Ａにおける燃料体１０の燃料棒１１の間の空間に入り込むことで下部支持板８の格子面９Ａを係止するベルト２２ａとを有する。図５および図７Ａに示すように、係止部材１９におけるベルト２２ａは、格子部９の格子面９Ａに端栓が挿入されている燃料棒２２の間を通り、下部支持板８と緩衝体５を巻くように設置された帯状の部材であり、燃料体１０が軸線Ｘ方向の底部２とは反対側に移動しないように格子面９Ａを係止している。

なお、基端部２０ａは、底部２の代わりに周側部１７に固定することも可能である。また、ベルト２２ａは、紐状に形成されたものであってもよい。

なお、上述したように、格子部９の格子面９Ａと底面２の間の距離は、燃料体１０の沸騰水型原子炉への設置位置に適合するように設計されているので、燃料体の規格毎に差異がない。したがって、ある燃料体を収容したときに、係止部材１９が燃料棒間を通過できる幅であるならば、他の規格による燃料体も同様に係止部材１９を設置することができるため、異なる規格に従って形成された各種の燃料体をいずれも収容することができる。

また、図５に示すように、燃料体１０は燃料ホルダ１Ａに収容されると、固定板１８等により燃料体１０の側面方向から緩やかに固定される。しかし、燃料ホルダ１Ａが装荷されたトレーラ等が急停止した場合等に、燃料ホルダの軸線Ｘ方向に大きな加速力が生じると、固定板１８等による側面方向からの固定だけでは燃料体１０が燃料ホルダ１Ａの内部で軸線Ｘ方向に移動するのを抑制できない場合がある。しかし、本実施形態の燃料ホルダ１Ａは、図５および図６Ａに示すように格子部９の格子面９Ａを係止するように係止部材１９が設置されているので、燃料体１０が上部タイプレート６の方向に移動する力が働いても、係止部材１９が格子部９の上部タイプレート６方向への移動を阻止することができる。

また、この係止部材１９は、必要な固定強度に合わせて１本から燃料棒間の数まで増加させることができる。また、必要な固定強度に合わせて、一方向だけでなくそれに直交する方向にも１本以上設置可能である。

また、係止部材１９で十分な保持力が得られる場合は、下部支持板８の固定板１８を省略することもできる。

なお、ベルト状であることから比較的容易に調整して設置することが可能である。挿通穴２４は底部２の外側に係止部材１９の基端部２０ａを通し、底部外面への固定の手段は特に限定されず、係合、嵌合または螺合等の公知の手段またはこの発明の技術分野における通常の知識を有する者により容易に想定可能な手段を採用することができる。一例としては、端部２３ａに所定の大きさの穴を設けボルトにより底部２裏面に固定するなどがある。

また、この実施形態の係止部材１９として、基端部２０ａが底部２に設けられている形態について説明したが、基端部２０ａは底部２の緩衝体５の外周側に設けられた挿通穴２４を通過して底部２の外周側でボルト等によって締結される、底部２の外周側で基端部２０ａと端部２３ａとがバックル等により固定するよう設けられていてもよい。

また、係止部材１９の材料、形状および太さは、軸線Ｘ方向に大きな加速力が作用しても燃料体１０が軸線Ｘ方向に移動して頂部に衝突するのを防止することができるように、適宜設定される。係止部材１９の材料は、燃料ホルダ内の温度条件、燃料体の質量や加速度等を鑑みて材料を決定することができ、例えば炭素繊維に代表される高強度および耐熱特性を有する材料を採用することができる。係止部材１９の形状および太さは、帯状、紐状等の長尺形を挙げることができ、一部に繊維を編み込んで形状を変化させてもよく、その長さは適宜設定される。

次に、燃料ホルダ１Ａの使用方法および燃料体１０の輸送方法の一例を説明する。

ある規格で形成された燃料体１０をこの燃料ホルダ１Ａに収容する場合を想定する。

まず、燃料ホルダ１Ａをその軸線方向が上下方向になるように縦置き状態にして、側壁３を開放し、燃料体１０を燃料ホルダ１Ａの収容空間に配置する。このとき、三又部１６が緩衝体５の凹部に嵌るように、また、固定板１８と上部格子板６、固定板１８と下部格子板８の側面とがそれぞれ当接するように、燃料体１０を配置する。

燃料体１０を配置した後には、４つの側壁３が互いに直交する状態で固定する。燃料体１０を配置する前の側壁３は、相互に固定されていてもよく、固定されていなくともよい。また、側壁３は、それぞれ底部２と固定される端縁から頂部４に固定される端縁まで一体に形成されていてもよく、また複数の側壁により形成され、燃料体１０を配置した後に、溶接または係合等の公知の手段により固定されてもよい。

燃料体１０を配置する前の底部２は、すべての側壁３に固定されていてもよく、すべての側壁３に固定されていなくともよく、一部の側壁に固定されていてもよい。燃料体１０が配置された後には、底部２とすべての側壁３とは、溶接または係合等の公知の手段により固定される。なお、頂部４についても、底部２と同様にして固定される。

燃料体１０が燃料ホルダ１Ａの収容空間に配置された後に、係止部材１９の端部２３ａおよびベルト２２ａを、燃料体１０の格子部９における格子面９Ａの燃料棒１１間を通過させ、反対面に到達すると燃料体１０の下方、つまり底部２側へ伸ばし、底部２に設けられた穴２４等に挿通する。係止部材１９の基端部２０ａおよび端部２３は、底部２の外側でも内側でもどちらかでラチェット（歯車）式など公知の手段により締め上げることのできる機構と共に設置される。

燃料体１０が収容された燃料ホルダ１Ａは、さらに輸送容器に装荷されて、トレーラ、船舶等の輸送手段により、原子力発電所や他の核燃料施設等の需要地に搬送される。一つの輸送容器に装荷される燃料ホルダ１Ａの数は、輸送容器の種類により異なり、例えば４個、９個および１２個等が挙げられ、本実施形態の燃料ホルダ１Ａは従来公知の輸送容器により搬送される。

次に、この形態の燃料ホルダとその使用方法ならびに燃料体の輸送方法の効果について説明する。

上述の特許文献１に記載の方法では、衝撃的な加速度が生じた場合、燃料体の燃料棒搭載部が三又部と容易に分断し移動すること、下部タイプレート内周面に挿入される接触部は十分な摩擦力が得られずに移動する、との問題があり、十分な保持機構とならないとの問題があった。

これに対し、この実施形態に係る燃料ホルダ１Ａでは、規格の異なる燃料体１０毎に底部２からの距離に相違のない格子部９の格子面９Ａを係止することで燃料体１０が軸線方向の底部２とは反対方向に移動するのを防止する係止部材１９を有している。これによって、異なる規格に従って形成された各種規格の燃料体１０のいずれも収容することのできる互換性を有する共用ホルダとして使用することができる。しかも、燃料体１０を収容した燃料ホルダ１Ａを輸送する際に、燃料ホルダ１Ａの軸線方向に大きな加速力が作用しても、燃料体１０が軸線方向（上部タイプレート６の方向）に移動して燃料ホルダ１Ａの頂部４に衝突することを防止することができ、安全な燃料体１０の輸送が可能となる。

また、この実施形態に係る燃料ホルダ１Ａの使用方法によれば、上述の燃料ホルダ１の使用方法で得られる効果に加えて、係止部材１９を有する燃料ホルダ１Ａに燃料体を収容して輸送することで燃料体を収容した燃料ホルダを輸送する際に、燃料ホルダの軸線方向に大きな加速力が作用しても燃料体が軸線方向に移動して頂部に衝突することを防止することができる、との効果が得られる。

更に、この実施形態に係る燃料体１０の輸送方法によれば、上述の燃料体１０の輸送方法で得られる効果に加えて、燃料体を収容した燃料ホルダを輸送する際に、燃料ホルダの軸線方向に大きな加速力が作用しても燃料体が軸線方向に移動して頂部に衝突することを防止することができる、との効果が得られる。

同様の効果が得られる他の形態について以下説明する。係止部材１９は、図７Ａに示すような１本のベルト２２ａに限られず、例えば、図７Ｂに示すように、底部２または周側部１７に設けられた基端部２０ｂと、格子面９Ａの燃料棒１１間の冷却水を流すための穴や凹み部２１に嵌合するフック状端部２３ｂを少なくとも一つ有している実施形態とすることができる。

また、同様の効果が得られる更なる他の形態として、図７Ｃに示すような熊手状２２ｃの実施形態がある。この実施形態では、基端部２０ｃを燃料ホルダ１Ａの底部２の外側に設置し、複数の帯状である端部２３ｃの各々を燃料ホルダ１Ａ内へ挿通孔２４を通過させ、燃料体１０の燃料棒１１間の隙間を通すことができる。

係止部材１９は、図７Ａに示すようなベルト２２ａや図７Ｂに示すようなフック状端部２３ｂおよび図７Ｃに示すような熊手状２２ｃのような形態を少なくともいずれか一つ以上を組み合わせてもよく、必要強度に応じて適宜選択することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。

１，１Ａ…燃料ホルダ、
２…底部、
３…側壁、
４…頂部、
５…緩衝体、
６…上部支持格子、
７…支持格子、
８…下部支持格子、
９…格子部、
９Ａ…格子面、
１０…燃料体、
１１…燃料棒、
１２…中空部、
１３…逆角錐部、
１４…支柱、
１５…円筒部、
１６…三又部、
１７…周側部、
１８…固定版、
１９…係止部材、
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…基端部、
２１…凹部または孔部、
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…ベルト
２３ａ，２３ｃ…端部、
２３ｂ…フック状端部、
２４…挿通穴、
２５−１ａ，２５−２ａ…固定用穴（緩衝体側）、
２５−１ｂ，２５−１ｂ１，２５−２ｂ，２５−１ｃ…固定用穴（底側）、
２５−３ｂ…溝状固定穴（底側）、
２６…アダプタ、
２７…凹部。

Claims (10)

1. 燃料棒を整列させて断面方向の位置を確定させる格子面を有する支持部と、円筒部と、前記支持部から前記円筒部に向かって減幅する逆角錐状の中空部を有する逆角錐部と、複数方向に支柱として分岐し、それら各支柱が前記円筒部に結合されてなるノーズピースからなる下部支持格子とを備えた軽水型原子炉用の燃料体を収容可能に形成されてなり、
   底部と、この底部の縁端より立ち上がる側壁と、前記底部から前記燃料体の軸線方向に延在し、前記逆角錐部および前記ノーズピースを内挿する筒状の周側部を有する緩衝体とを備えた燃料ホルダであって、
   前記円筒部の中心軸に平行な前記燃料体の規格毎に異なる前記燃料体の中心軸が前記周側部の中心軸に一致した状態で前記緩衝体が前記逆角錐部および前記ノーズピースを内挿するように、前記燃料体の各規格の中心軸に合わせて前記緩衝体を移動・固定するための緩衝体固定用穴を前記底部に設けた
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
2. 請求項１に記載の燃料ホルダにおいて、
   前記燃料体の各規格の中心軸に合わせて前記緩衝体を移動・固定する際に前記緩衝体の組付け位置を誤らないように、前記燃料体の各中心軸毎に異なるサイズの前記緩衝体固定用穴を複数設けた
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
3. 請求項１に記載の燃料ホルダにおいて、
   前記緩衝体固定用穴は、前記緩衝体の前記底部に対する組付け位置を調整可能とするよう各中心軸で共用する溝状とした
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
4. 請求項１に記載の燃料ホルダにおいて、
   前記緩衝体固定用穴は、前記燃料体の各中心軸毎に偏芯可能なアダプタが設けられた
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料ホルダにおいて、
   前記燃料体が前記軸線方向の前記底部とは反対方向に移動することを防止するよう前記下部支持格子の前記格子面を係止する係止部材を更に設けた
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
6. 請求項５に記載の燃料ホルダにおいて、
   前記係止部材は、前記格子面における前記燃料体の前記燃料棒の間の空間に入り込むことで前記下部支持格子の前記格子面を係止して、前記燃料体が前記軸線方向の前記底部とは反対方向に移動することを防止する
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
7. 請求項６に記載の燃料ホルダにおいて、
   前記係止部材は、前記底部または前記周側部に固定された基端部およびこの基端部から軸線方向に延在する帯状または紐状に形成された少なくとも一以上のベルトを少なくとも一つ有する
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
8. 請求項６または７に記載の燃料ホルダにおいて、
   前記係止部材は、前記底部または前記周側部に設けられた基端部および前記格子面の前記燃料棒間の凹部または孔部に嵌合するフック状端部を少なくとも一つ有する
   ことを特徴とする燃料ホルダ。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の燃料ホルダに燃料体を収容することを特徴とする燃料ホルダの使用方法。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の燃料ホルダに燃料体を収容して、輸送することを特徴とする燃料体の輸送方法。

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