JP2016191569A - Cask basket - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用済み核燃料集合体を輸送および貯蔵するために用いられるキャスク用バスケットに関するものである。 The present invention relates to a cask basket used for transporting and storing spent nuclear fuel assemblies.
原子炉から取り出された使用済み核燃料集合体は、放射線を出すとともに崩壊熱を発する状態であるため、使用済み核燃料集合体の輸送および貯蔵の際には、キャスクと呼ばれる専用の容器が用いられる。このキャスクには、放射線を遮蔽する機能や崩壊熱による過大な温度上昇を抑制する機能が不可欠であるとともに、破損などがないよう十分な強度が求められる。 Since the spent nuclear fuel assembly taken out from the nuclear reactor is in a state of emitting radiation and generating decay heat, a dedicated container called a cask is used for transporting and storing the spent nuclear fuel assembly. The cask has a function of shielding radiation and a function of suppressing an excessive temperature rise due to decay heat, and a sufficient strength is required so as not to be damaged.
キャスクはこれらの機能を担保するため、たとえば図9に示すように、燃料棒を収容する角パイプ101と、角パイプ101の束からなる束体111と、この束体111を防護する胴体112と、この胴体112を覆うとともに中性子の放射を遮蔽する中性子遮蔽体113と、最外周部を覆い熱放出用フィンを有する外殻ケーシング114と、両端部に内装されて落下の衝撃を吸収する緩衝体115と、を具備している。
In order to secure these functions, for example, as shown in FIG. 9, the cask has a
従来では、バスケットを構成する角パイプの製造方法として、鋼製板材やステンレス製板材、アルミニウム合金製板材がそれぞれ折り曲げて矩形断面に成形し溶接により接合したり、2本のチャンネル形断面の成形材を突合せ溶接して接合し、矩形断面成形するのが一般的である。しかし、溶接不良があれば、角パイプの強度を損ない破損の原因となる。そのため、溶接により角パイプを製作する場合には、溶接状態を確認するために検査が義務付けられている。このように、溶接を用いて製作する角パイプは、製造や検査に長時間を要し、製作コストがかかる原因となっていた。 Conventionally, as a manufacturing method of a square pipe constituting a basket, a steel plate material, a stainless steel plate material, and an aluminum alloy plate material are bent and formed into a rectangular cross section and joined by welding, or two channel-shaped cross-section molding materials Are generally joined by butt welding to form a rectangular cross section. However, if there is poor welding, the strength of the square pipe is impaired, causing damage. Therefore, when a square pipe is manufactured by welding, an inspection is required to confirm the welding state. As described above, the square pipe manufactured by welding takes a long time for manufacturing and inspection, which causes a manufacturing cost.
また、溶接しないで角パイプを成形する方法は、たとえば特許文献2に開示されている。この発明は、図10に示すように、引抜き成形されたアルミニウム合金製の角パイプ本体106を使用している。また角パイプ本体106には、中性子吸収部材107を収容する収容スペース108が形成されている。特許文献2に開示された発明によれば、溶接が不要で、検査などの期間が短縮されるものの、角パイプ本体106自体が複雑な断面形状で、引抜き成形時の精度が求められるとともに、精度が低い場合には、矯正固定が必要となり、製作コストを高める要因となるおそれがある。
Moreover, the method of shape | molding a square pipe without welding is disclosed by patent document 2, for example. As shown in FIG. 10, the present invention uses a
本発明は、角パイプを結合部を介して組み立てることにより、溶接を用いず製作コストを削減することができるキャスク用バスケットを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the basket for casks which can reduce a manufacturing cost without using welding by assembling a square pipe via a connection part.
この目的を達成するため、請求項1に係る発明は、
複数の角パイプの側面が互いに対面されて配置されることにより、角パイプの束体が形成されたキャスク用バスケットであって、
角パイプは、互いに対向する一対の第一の長板部材と、互いに対向する一対の第二の長板部材が、結合部を介して矩形断面に組み立てられ、
上記角パイプの四隅で、第一の長板部材の両長縁部から第二の長板部材の両長縁部がそれぞれ面一状に突出されることにより互いに対向する当該両長縁部間に、中性子吸収部材を収容する収容部が形成されたことを特徴とする。
In order to achieve this object, the invention according to claim 1
A cask basket in which a bundle of square pipes is formed by arranging the side surfaces of a plurality of square pipes facing each other,
In the square pipe, a pair of first long plate members opposed to each other and a pair of second long plate members opposed to each other are assembled into a rectangular cross section via a coupling portion,
At the four corners of the square pipe, the two long edges of the second long plate member protrude from the two long edges of the first long plate member to be flush with each other. In addition, an accommodating portion for accommodating the neutron absorbing member is formed.
請求項2に係る発明は、請求項1に係るキャスク用バスケットであって、
結合部は、
第一の長板部材の両長縁部に所定間隔をあけて突出され、長さ方向の一方の端部に鉤部が形成された複数の爪部と、
第二の長板部材の両長縁部に形成されて上記爪部がそれぞれ係合される複数のスリットと、
上記スリットの長さ方向の他方に係合され、上記爪部の鉤部を上記スリットの長さ方向の一方の端部に押し付けて上記スリットから上記爪部を抜け止めする固定片と、を具備したことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a cask basket according to claim 1,
The joint is
A plurality of claw portions that are projected at predetermined intervals on both long edge portions of the first long plate member, and a collar portion is formed on one end portion in the length direction;
A plurality of slits formed on both long edge portions of the second long plate member and engaged with the claw portions, respectively;
A fixing piece that is engaged with the other of the slits in the length direction, and that presses the collar portion of the claw portion against one end portion in the length direction of the slit to prevent the claw portion from coming off from the slit. It is characterized by that.
請求項3に係る発明は、請求項2に係るキャスク用バスケットであって、
束体の角パイプは、隣接する角パイプが軸心周りに90度回転されて配置され、
収容部が、隣接する角パイプの第一の長板部材で閉鎖されたことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is a cask basket according to claim 2,
The bundled square pipes are arranged with adjacent square pipes rotated 90 degrees around the axis,
The accommodating portion is closed by a first long plate member of an adjacent square pipe.
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に係るバスケットを具備したキャスクであって、
束体の外周に、所定間隔をあけて配置された略扇形断面の複数のブロック体と、
上記周方向に配置された二つの上記ブロック体間に締結されて上記束体を拘束する複数本のバンド部材と、を具備したことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is a cask comprising the basket according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of block bodies having a substantially fan-shaped cross section arranged at predetermined intervals on the outer periphery of the bundle body,
And a plurality of band members fastened between the two block bodies arranged in the circumferential direction to restrain the bundle.
請求項5に係る発明は、請求項4に係るキャスクであって、
角パイプの構成部材は炭素鋼製または炭素鋼系合金鋼であり、
ブロック体はアルミニウム合金製であることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is a cask according to claim 4,
The component of the square pipe is made of carbon steel or carbon steel alloy steel,
The block body is made of an aluminum alloy.
請求項1に係る発明によれば、角パイプを、第一の長板部材と第二の長板部材とを係合部を介して係合し組み立てることにより、溶接も不要で製作期間を短縮できて、製作コストを削減することができる。また角パイプの四隅で、第二の長板部材を第一の長板部材の両縁部から突出させる簡単な構造で、中性子吸収部材の収容部を形成することができ、製作コストの削減に寄与することができる。 According to the first aspect of the present invention, the square pipe is assembled by engaging the first long plate member and the second long plate member via the engaging portion, so that welding is unnecessary and the production period is shortened. This can reduce the manufacturing cost. In addition, with a simple structure in which the second long plate member protrudes from both edges of the first long plate member at the four corners of the square pipe, it is possible to form the accommodating portion of the neutron absorbing member, thereby reducing the manufacturing cost. Can contribute.
請求項2に係る発明によれば、第一の長板部材に形成された爪部を、第二の長板部材に形成されたスリットに係合し、固定片をスリットに嵌合固定して爪部をスリットから抜け止めすることにより、角パイプを組み立てることにより、単純な構造で、4枚の長板部材を強固に締結して高強度な角パイプを形成することができ、製作コストを削減することができる。 According to the invention of claim 2, the claw portion formed on the first long plate member is engaged with the slit formed on the second long plate member, and the fixing piece is fitted and fixed to the slit. By assembling the square pipe by preventing the claw from coming off from the slit, it is possible to form a high-strength square pipe by simply fastening the four long plate members with a simple structure. Can be reduced.
請求項3に係る発明によれば、複数の角パイプは軸心周りに90°回転させた角パイプを交互配置することで、収納部を閉鎖することができ、中性子吸収部材を収容部に安定して収容することができる。 According to the invention of claim 3, the plurality of square pipes can be closed by alternately arranging the square pipes rotated by 90 ° around the axis, and the neutron absorbing member can be stabilized in the storage part. Can be accommodated.
請求項4に係る発明によれば、束体の外周部に複数のブロック体を配置し、これらブロック体をバンド部材により連結して束体の外周部を拘束するので、熱膨張による束体の周方向の応力を抑え込むことなく束体を確実に保持することができる。 According to the invention which concerns on Claim 4, since several block bodies are arrange | positioned in the outer peripheral part of a bundle body, these block bodies are connected by a band member, and the outer peripheral part of a bundle body is restrained, Therefore The bundle can be reliably held without suppressing the stress in the circumferential direction.
請求項5に係る発明によれば、角パイプを炭素鋼または炭素鋼系合金鋼により形成することで、束体の強度を確保することができ、またブロック体をアルミニウム合金製とすることで、バスケットの熱伝導性を高めることができる。さらに、熱膨張係数が比較的小さい角パイプからなる束体を、熱膨張係数が比較的大きい複数のブロック体で周囲を囲み、ブロック体間をバンド部材で拘束することにより、崩壊熱による径方向の熱膨張を吸収して、確実に束体を保持することができる。 According to the invention according to claim 5, by forming the square pipe from carbon steel or carbon steel alloy steel, the strength of the bundle can be secured, and the block body is made of an aluminum alloy. The thermal conductivity of the basket can be increased. Furthermore, a bundle of square pipes having a relatively small coefficient of thermal expansion is surrounded by a plurality of blocks having a relatively large coefficient of thermal expansion, and the blocks are constrained by a band member so that the radial direction due to decay heat The bundle can be securely held by absorbing the thermal expansion of the.
本発明に係るキャスク用バスケット10の全体構成を図1〜図8を参照して説明する。
図1および図5に示すように、キャスク用バスケット(以下、単にバスケットという)10は、使用済み核燃料集合体を収容する複数の角パイプ40を、それぞれの側面を互いに対面して配置することにより束体11が形成されている。角パイプ40は、図2に示すように、互いに対向して配置される一対の第一の長板部材41と、互いに対向して配置される一対の第二の長板部材42とが、図3および図4に示す複数の結合部20を介して矩形(正方形)断面に組み立てられている。そして、角パイプ40の四隅では、第一の長板部材41の両長縁部から第二の長板部材42の両長縁部が面一状に突出され、互いに対向する第二の長板部材42の両長縁部間に、中性子吸収部材12を収容する収容部13が形成される。
An overall configuration of a
As shown in FIGS. 1 and 5, a cask basket (hereinafter simply referred to as a basket) 10 includes a plurality of
図6に示すように束体11は、隣接する角パイプ40が軸心周りに90度互いに回転されて配置される。そして中性子吸収部材12を収容する各収容部13は、隣接する角パイプ40の第一の長板部材41でそれぞれ閉鎖される。これにより、中性子吸収部材12を安定して収容することができる。
As shown in FIG. 6, the
そして、束体11の外周部には、所定間隔をあけて大小2種類の略扇形断面のブロック体14A,14Bが複数個、図ではブロック体14A,14Bが4個ずつ合計8個配置され、隣接する大型のブロック体14A間にバンド部材44が締結されて上記束体11の外周部が拘束されている。
And on the outer periphery of the
ここで、角パイプ40の構成部材はたとえば炭素鋼製であり、第一の長板部材41および第二の長板部材42は、たとえば、ステンレス鋼より熱伝導性の高いSGVを材質として用い、ボロン化合物を含むアルミニウム合金製の中性子吸収部材12を介在させることで、除熱性能と併せて強度を確保している。なお、ブロック体14A,14Bは高熱伝動率のアルミニウム合金製である。
Here, the constituent members of the
ここで、角パイプ40の結合部20の詳細を図2〜図4を参照して説明する。
第一の長板部材41は、図2および図3に示すように、長尺状の板材で、両長縁部に所定間隔をあけて複数個、図では片側4個、合計8個の爪部15が面一状にそれぞれ突出されている。これら爪部15の長さ方向の一方の端部、図では下端部に鉤部16がそれぞれ形成されている。これら鉤部16は、外端部から中心部に向かって上方に傾斜するテーパ面により構成されている。また爪部15の上方に、後述する固定片43を嵌め込むための矩形の切欠き部18がそれぞれ形成されている。そして切欠き部18の奥側にねじ孔19が穿設されている。
Here, the detail of the coupling |
As shown in FIGS. 2 and 3, the first
一方、第二の長板部材42の両長縁部には、爪部15がそれぞれ係合される長さ方向の複数のスリット21が所定間隔ごとに形成されている。これらスリット21の下端部には、鉤部16を抜け止めするために、表面から裏面上方に傾斜するテーパ状の係止面22がそれぞれ形成される。
On the other hand, on both long edges of the second
そして鉤部16をスリット21から抜け止めするとともに第一の長板部材41と第二の長板部材42を強固に締結するための固定片43が設けられている。これら固定片43は、第一の長板部材41と同一厚みの板材で、先端側がその厚み分だけクランク形に折り曲げられて、スリット21の上端側に係合される係合部43aが形成される。係合部43aは、その突出幅が第二の長板部材42の厚みと同一に形成されており、裏面側からスリット21に係合されてもその反対側の第二の長板部材42の表面に突出されることはない。また固定片43の基端面には、スリット21に嵌合された状態でねじ孔19に一致する透孔43bが形成されている。したがって、スリット21に爪部15を嵌め込み、スリット21の上部空間に固定片43の係合部43aを嵌め入れることで、スリット21の係止面22に鉤部16が押し付けられる。さらに、締結具である締結ボルト43cを、透孔43bを介してねじ孔19に取り付けることにより、係合部43aがスリット21に嵌合された状態で固定片43を固定することができる。これにより、結合部20を介して第一の長板部材41と第二の長板部材42とを強固に締結することができる。
And the fixing
なお、収容部13に収容される中性子吸収部材12は、先に述べたように、ボロン化合物を含有したアルミニウム合金製の板材で、使用済核燃料の臨界を防止するためのものである。そして図7に示すように、中性子吸収部材12で固定片43が配置される部分に、干渉を回避する切り欠き部12aが形成されている。
In addition, the
図8に示すように、このバスケット10は、炭素鋼製の角パイプ40からなる束体11の外周部に、内面に角パイプ40が嵌合する階段部が形成された大型ブロック体14Aと、内面が接線方向に沿う平面に形成された小型ブロック体14Bが交互に配置されている。また大型ブロック体14Aに、周方向に所定間隔をあけて一対の取付用凹部14aが形成されている。そしてバンド部材44の両端部が、小型ブロック体14Bを挟んで隣接する大型ブロック体14Aの取付用凹部14aに締結具である取付ボルト14bを介して固定される。これにより、熱膨張率の比較的低い炭素鋼製の角パイプ40からなる束体11を、熱膨張率の高いアルミ合金製のブロック体14A,14Bで囲み、外周部を鋼製のバンド部材44で拘束することにより、熱膨張による周方向の応力を抑え込まないで束体11を保持することができる。これにより、熱膨張による角パイプ40の変形が生じることがなく、結合部20の破損や強度を損なうことがない。
As shown in FIG. 8, the
上記実施例によれば、角パイプ40を第一の長板部材41と第二の長板部42材とを、係合部20を介して組み立てることにより、溶接も不要で製作期間を短縮できて、製作コストを削減することができる。また角パイプ40の四隅で、第二の長板部材42を第一の長板部材41の両縁部から突出させることで、簡単な構造で、一対の第二の長板部材42の縁部間に中性子吸収部材12の収容部13を形成することができる。
According to the above embodiment, by assembling the
また結合部20では、第一の長板部材41に形成された爪部15を、第二の長板部材42に形成されたスリット21に係合し、固定片43により爪部15をスリット21から抜け止めして、一対の第一の長板部材41と一対の第二の長板部材42とを締結し、矩形断面の角パイプ40を組み立てるため、単純な連結構造で、角パイプ40を強固に組み立てることができ、製作コストを削減することができる。
Further, in the
さらに束体11を構成する複数の角パイプ40は、正立姿勢の角パイプ40と、軸心周りに90°回転させた転倒姿勢の角パイプ40を交互配置することで、収納部13を閉鎖して、中性子吸収部材13を安定して保持することができる。
Further, the plurality of
さらに、束体11の外周部に複数のブロック体14A,14Bを配置し、これらブロック体14A,14Bのうち、隣接する大型のブロック体14A同士をバンド部材44により連結して角パイプ40を拘束するので、熱膨張による束体11の周方向の応力を抑え込むことなく束体11を確実に保持できて、角パイプ40に悪影響を与えることがない。
Further, a plurality of
角パイプ40の構成部材を炭素鋼により形成することで、束体11の強度を確保することができ、またブロック体14A,14Bをアルミニウム合金製とすることで、バスケット10の熱伝導性を高めることができる。さらに、熱膨張係数が比較的小さい炭素鋼製の角パイプ40からなる束体11を、熱膨張係数が比較的大きいアルミニウム合金製のブロック体14A,14Bで周囲を囲み、バンド部材44で拘束することにより、崩壊熱による径方向の熱膨張を吸収して、確実に束体11を保持することができる。
By forming the constituent members of the
なお、ここで、角パイプ40の構成部材である第一の長板部材41や第二の長板部材42を炭素鋼としたが、炭素鋼系合金鋼であってもよい。また中性子吸収部材21をボロンやボロン化合物を含有したアルミニウム合金製としたが、ホウ素やホウ素化合物を含有したアルミニウム合金製や、カドミウムやサマリウムを含有したアルミニウム合金製としてもよい。
Here, although the first
10 バスケット
11 束体
12 中性子吸収部材
13 収容部
14A (大型)ブロック体
14B (小型)ブロック体
15 爪部
16 鉤部
18 切り欠き部
20 結合部
21 スリット
22 係止面
40 角パイプ
41 第一の長板部材
42 第二の長板部材
43 固定片
43a 係合部
44 バンド部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
角パイプは、互いに対向する一対の第一の長板部材と、互いに対向する一対の第二の長板部材が、結合部を介して矩形断面に組み立てられ、
上記角パイプの四隅で、第一の長板部材の両長縁部から第二の長板部材の両長縁部がそれぞれ面一状に突出されることにより互いに対向する当該両長縁部間に、中性子吸収部材を収容する収容部が形成された
ことを特徴とするキャスク用バスケット。 A cask basket in which a bundle of square pipes is formed by arranging the side surfaces of a plurality of square pipes facing each other,
In the square pipe, a pair of first long plate members opposed to each other and a pair of second long plate members opposed to each other are assembled into a rectangular cross section via a coupling portion,
At the four corners of the square pipe, the two long edges of the second long plate member protrude from the two long edges of the first long plate member to be flush with each other. A cask basket characterized in that an accommodating portion for accommodating a neutron absorbing member is formed.
第一の長板部材の両長縁部に所定間隔をあけて突出され、長さ方向の一方の端部に鉤部が形成された複数の爪部と、
第二の長板部材の両長縁部に形成されて上記爪部がそれぞれ係合される複数のスリットと、
上記スリットの長さ方向の他方に係合され、上記爪部の鉤部を上記スリットの長さ方向の一方の端部に押し付けて上記スリットから上記爪部を抜け止めする固定片と、を具備した
ことを特徴とする請求項1記載のキャスク用バスケット。 The joint is
A plurality of claw portions that are projected at predetermined intervals on both long edge portions of the first long plate member, and a collar portion is formed on one end portion in the length direction;
A plurality of slits formed on both long edge portions of the second long plate member and engaged with the claw portions, respectively;
A fixing piece that is engaged with the other of the slits in the length direction, and that presses the collar portion of the claw portion against one end portion in the length direction of the slit to prevent the claw portion from coming off from the slit. The cask basket according to claim 1, wherein the basket is a basket.
収容部が、隣接する角パイプの第一の長板部材で閉鎖された
ことを特徴とする請求項2記載のキャスク用バスケット。 The bundled square pipes are arranged with adjacent square pipes rotated 90 degrees around the axis,
The cask basket according to claim 2, wherein the accommodating portion is closed by a first long plate member of an adjacent square pipe.
上記周方向に配置された二つの上記ブロック体間に締結されて上記束体を拘束する複数本のバンド部材と、を具備した
ことを特徴とするキャスク用バスケット。 A plurality of block bodies having a substantially fan-shaped cross section arranged at predetermined intervals on the outer periphery of the bundle body,
A cask basket, comprising: a plurality of band members fastened between the two block bodies arranged in the circumferential direction to restrain the bundle.
ブロック体はアルミニウム合金製である
ことを特徴とする請求項4記載のキャスク用バスケット。 The component of the square pipe is made of carbon steel or carbon steel alloy steel,
The cask basket according to claim 4, wherein the block body is made of an aluminum alloy.
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