JP3001569B1 - 原子燃料棒輸送用保護具 - Google Patents

原子燃料棒輸送用保護具

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JP3001569B1
JP3001569B1 JP11041943A JP4194399A JP3001569B1 JP 3001569 B1 JP3001569 B1 JP 3001569B1 JP 11041943 A JP11041943 A JP 11041943A JP 4194399 A JP4194399 A JP 4194399A JP 3001569 B1 JP3001569 B1 JP 3001569B1
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水 春 雄 清
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日本ニユクリア・フユエル株式会社
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

【要約】 【課題】 燃料棒を輸送する際の燃料棒の収納時間を短
縮し、収納本数の制約を低減し、或は品質上の欠陥が発
生することを防止し、燃料棒の輸送を効率よく行うこと
ができるようにすること。 【解決手段】 中性子吸収材を混合した弾力性のある高
分子化合物により形成され、上面に深さが燃料棒の直径
の約2/3以上である燃料棒係合用の複数の溝22が形
成された下部保護部材20と、これと同一材質により形
成され、下面に複数の溝24が形成された上部保護部材
23により保護具を構成する。そして上下部保護部材を
セットにして容器内に複数個積層収納し、燃料棒を多段
状に収納する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子燃料棒の輸送
用保護具に係り、特に原子燃料棒を係合する保護部材を
有する輸送用保護具に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、沸騰水型軽水炉用の8×8型燃
料棒集合体は、図6に示すように、60本の細長い燃料
棒1と中央部に配設された大径のウオータロッド2とを
束状に収束することにより構成され、各燃料棒1はその
両端を上部タイプレート3及び下部タイプレート4に装
着するとともに、中間部にスペーサ5を設けることによ
って所定間隔に保持固定され、それがチャンネルボック
ス6内に収納されている。
【0003】上記燃料棒は、図7に示すように、ジルコ
ニウム合金製の被覆管7の両端がそれぞれ端栓8及び9
によって密封され、その内部に多数個の核燃料ペレット
10及びスプリング11が装填されている。
【0004】ところで、原子力発電所で使用する燃料集
合体は、一般的に一つの燃料加工工場で製作され、製作
した燃料集合体を発電所に輸送して発電所で使用してい
るため、輸送については燃料集合体のみを対象に行って
いた。しかし、近年他の燃料加工工場で製作した燃料棒
を輸送し、別の燃料加工工場で組立てて燃料集合体とす
ることが行われるようになり、燃料集合体に組立てる前
の燃料棒自体を輸送することが必要となって来た。
【0005】しかしながら、燃料棒の輸送は、輸送対象
物が核燃料物質であり、輸送容器中の輸送物質の特殊性
から輸送容器内部での核燃料物質の物理的・化学的形
状、濃縮度、重量、密度と存在位置を考慮して、通常時
及び事故時における遮蔽及び未臨界安全性を担保する必
要があるため、既に燃料集合体の輸送について使用許可
されている輸送容器でも、それをそのまま燃料棒の輸送
に使用することはできない。
【0006】そこで従来、原子燃料棒を輸送する場合、
燃料集合体として仮組みして燃料集合体用の輸送容器
に収納して輸送する方法、原子燃料棒外形寸法に対し
微小量大き目の内径をもつ鋼製の管内に燃料棒を装入し
て、その鋼製の管をさらに輸送容器の金属製の内部容器
に入れ、その内部容器をさらに外部容器に入れて輸送す
る方法、或は新たに設計製造された燃料棒用の輸送容
器を使用する方法がとられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、の方法で
は、燃料集合体の仮組みするための作業時間が必要であ
り、仮組後はその移動時にクレーンを使用し立てた状態
で取り扱う必要があり、取り扱う区域に制約されてしま
う。また、仮組みするため最大でも燃料集合体で使用す
る燃料棒の本数以下であり、濃縮度により仮組みできる
本数は半数以下となり、輸送容器当りの燃料棒の収納本
数に制約されてしまう等の問題がある。
【0008】また、の方法では燃料棒に比較して管外
径寸法が大きくなり、燃料棒の収納本数が減少し、かつ
鋼製の管の重量分重量が増加して、輸送できる燃料棒の
本数が減少した上、逆に輸送容器の重量が増加し、品質
上も鋼製の管内部で原子燃料棒が固定されるように管端
に詰め物やホルダを設置しても、輸送中に振動の影響で
鋼製の管と燃料棒の円筒面にこすれ傷が発生する等の問
題がある。また、長尺体の支持装置として、半円状の切
欠部を有する中敷を使用することも提案されているけれ
ども、燃料棒の場合、その未臨界性を担保するために
は、鋼製の管に入れたときよりも燃料棒の間隔を広くと
らなければならないため、輸送効率が低下することにな
る。
【0009】さらに、の方法では、燃料棒の輸送容器
を新たに製作することになるので、輸送に使用できるよ
うにするための各種検査が必要で、膨大な開発費用が発
生する等の問題がある。
【0010】本発明は、このような点に鑑み、燃料棒を
輸送する際の燃料棒の収納時間を短縮し、収納本数の制
約を低減し、或は品質上の欠陥が発生することを防止
し、燃料棒の輸送を効率よく行うことができる燃料棒輸
送用保護具を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、中性子吸収材
を混合した弾力性のある高分子化合物により形成され、
上面に深さが燃料棒の直径の約2/3以上である燃料棒
係合用の複数の溝が形成された下部保護部材と、その下
部保護部材と同一材質により形成され、下面に上記下部
保護部材の溝に係合された燃料棒に係合する複数の溝が
形成された上部保護部材とからなり、上記下部保護部材
と上部保護部材をセットにして、これを容器内に複数個
積層収納し、多数本の燃料棒を多段状に収納するように
したことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。
【0013】図1において、符号20は本発明の燃料棒
輸送用保護具の下部保護部材であって、その下部保護部
材20は、中性子吸収材であるボロン1%を成型過程で
混合したポリウレタン樹脂等の弾力性のある高分子化合
物によって形成されており、後述する蓋付き燃料棒トレ
イの底面と同一幅で、燃料棒の長さより長い板状に形成
してある。上記下部保護部材20の下面は平坦であり、
上面には8本の燃料棒21を固定収納する8列(図にお
いては5列)の長手方向に延びる溝22が平行に設けら
れている。
【0014】上記下部保護部材20の溝22の深さH
は、図2に示すように、燃料棒21の直径の2/3以上
としてあり、また溝22の大きさは断面で燃料棒の直径
より若干小さく形成されている。
【0015】また、図1において、符号23は上部保護
部材であって、その上部保護部材23は下部保護部材2
0と同一材質で同一平面形状に形成されており、上面が
平坦で、下面に下部保護部材20の溝22と対応する位
置に同一間隔で燃料棒21の径と同一の半円状の溝24
が設けられている。そして、その溝24の深さは燃料棒
21の直径の約1/3としてある。
【0016】一方、図3及び図4は燃料棒の輸送に使用
する蓋付きの燃料棒トレイの斜視図及び側面図であり、
この燃料棒トレイ25は例えばSUS板材により形成さ
れ、燃料集合体用輸送容器の内容器に収納できる大きさ
であり、約0.2m×0.2m×4mの長方体形状で、
上面を除き5面は溶接等で固着されている。上面には蓋
25aが設けられており、その蓋25aは側壁面に蝶番
26を介して開閉可能に取り付けられており、閉めたと
きには固定治具27により固定可能としてある。また、
上記燃料棒トレイ25の上部端栓側の面或は一側部には
クレーンでその燃料棒トレイを吊り上げるためのフック
28が取り付けられている。そこで、燃料棒21の輸送
に際しては、蓋付き燃料棒トレイ25の蓋25aをあ
け、下部保護部材20を敷き、その下部保護部材20の
各溝22に燃料棒21を順次係合保持させる。この場
合、溝22の深さが燃料棒21の直径の2/3以上あ
り、溝22の直径が燃料棒21の直径より若干小さめに
してあるため、下部保護部材20の弾性によって燃料棒
が保持固定される。
【0017】そこで、上記燃料棒21が係合された下部
保護部材20上に上部保護部材23を載置する。以後、
同様な操作を繰り返し、下部保護部材20と上部保護部
材23とをセットとして順次燃料棒を保持した保持具を
積み重ねる。
【0018】このようにして、保護部材を燃料棒トレイ
25の上面まで入れ込んだら、蓋25aを閉め、固定治
具で蓋が開かないようにし、図示しない搬送装置或はク
レーンで、輸送容器に梱包する区域へ移送する。なお、
この時クレーンで移動させる場合は、フック28を利用
して燃料棒トレイを横の状態或は縦の状態で搬送する。
【0019】梱包区域においては、図5に示すように、
移送されてきた燃料棒トレイ25を燃料集合体用の輸送
容器の内容器30に収納し、内容器30の内面に設けら
れている内容器緩衝材31と燃料棒トレイ25の外面が
ほぼ密着状態となるようにされる。
【0020】そこで、上記内容器30に蓋32を装着
し、その内容器30を燃料集合体用輸送容器の外容器3
3に収納し、蓋34によって密閉する。
【0021】一方、輸送容器から燃料棒を取り出すとき
は逆の操作を行う。
【0022】ところで、本実施の形態においては、中性
子吸収材としてボロンを混合したものを示したが、ガド
リニウムやガドミウム等を混合してもよく、また燃料棒
トレイ当たり8本×8段の64本を収納するようにした
が、燃料棒が細くなった場合には1段当たりの本数を増
加することができ、段数も増加させることができる。ま
た、輸送容器の梱包場所に燃料棒を取り扱える装置があ
れば、燃料棒トレイを使用しなくてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は中性子吸
収材を混合した弾力性のある高分子化合物により形成さ
れた下部保護部材の上面に、深さが燃料棒の直径の約2
/3以上の複数の溝を形成し、その溝に燃料棒を係合保
持させるようにしたので、燃料棒の位置を確定すること
ができ、臨界解析上の要求を満足させることができ、し
かも、上述のように中性子吸収材入りの弾力性のある高
分子化合物によって保護部材が形成されているため、収
納本数を増やしても未臨界性を担保できる。さらに、上
記弾力性によって燃料棒に対してバネ効果があり、輸送
時の大きな衝撃を吸収でき、燃料棒に及ぼされる衝撃力
を緩和することができ、また、保護部材の溝に燃料棒を
係合させるだけであるから、梱包の作業性を向上でき、
輸送用容器としては、既存の燃料集合体用の容器を使用
でき、新たな輸送容器を製作する必要もない等の効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原子燃料棒保持部材を積層した状態を
示す断面図。
【図2】本発明における下部保護部材の拡大斜視部分
図。
【図3】蓋付き燃料棒トレイ斜視図。
【図4】蓋付き燃料棒トレイ側面図。
【図5】原子燃料棒トレイを輸送用容器に収納した状態
を示す断面図。
【図6】燃料集合体の縦断面図。
【図7】燃料棒の縦断側面図。
【符号の説明】
20 下部保護部材 21 燃料棒 22 溝 23 上部保護部材 24 溝 25 燃料棒トレイ 26 蝶番 27 固定治具 28 フック 30 輸送容器の内容器 31 内容器緩衝材 33 外容器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中性子吸収材を混合した弾力性のある高分
    子化合物により形成され、上面に深さが燃料棒の直径の
    約2/3以上である燃料棒係合用の複数の溝が形成され
    た下部保護部材と、その下部保護部材と同一材質により
    形成され、下面に上記下部保護部材の溝に係合された燃
    料棒に係合する複数の溝が形成された上部保護部材とか
    らなり、上記下部保護部材と上部保護部材をセットにし
    て、これを容器内に複数個積層収納し、多数本の燃料棒
    を多段状に収納するようにしたことを特徴とする、原子
    燃料棒輸送用保護具。
  2. 【請求項2】上部保護部材及び下部保護部材は、中性子
    吸収材としてボロン、ガドリニウム、カドミウム等を混
    合した高分子化合物によって形成され、燃料棒の長さよ
    り長い板状であることを特徴とする、請求項1記載の原
    子燃料棒輸送用保護具。
  3. 【請求項3】下部保護部材の溝の大きさが、断面で燃料
    棒の直径より若干小さいことを特徴とする、請求項1記
    載の原子燃料棒輸送用保護具。
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