JP4048348B2 - 核燃料輸送用コンテナの端部支持システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は核燃料アセンブリを輸送するためのコンテナに関し、特に、核燃料アセンブリの外部木製コンテナの端部支持システムに関する。
【０００２】
【発明の背景】
核燃料アセンブリを輸送するときには一般にコンテナが使用されている。通常、各コンテナは、１つの核燃料アセンブリを搬送する溝を２つ有する内部金属ボックスを含む。通常、そのような１対の核燃料アセンブリが内部金属ボックス内で互いに隣接する関係で配列されている。輸送するときには、木製フレーム要素と、それらのフレーム要素を互いに結合するパネルと、外部コンテナに対する内部ボックスの動きを防止するための充填材とから形成される外部コンテナにより核燃料アセンブリを積載した内部金属ボックスを梱包するのが普通である。外部コンテナは金属ボルトで密閉され、更に金属ストラップで締結される。
【０００３】
様々な認可機関により要求されるいくつかの落下試験及び耐火試験の結果、外部コンテナの保全性が損なわれてはならないとする国内外の法的認可条件の全てに適合することは極めて重要になってきている。例えば、法的認可規制によれば、４フィート及び３０フィートの落下試験において、試験中、内部金属ボックスは木製外部コンテナの内部に完全に収納されていなければならない。最近の落下試験で、従来の外部木製コンテナの中にこの落下試験の要求を満たさないものがあることが実証された。すなわち、落下試験中、内部金属ボックスが外部木製コンテナからはずれたり、外部木製コンテナに割れ目が形成されたりする事態はあって名ならないことなのである。しかし、予備試験においては、木製外部コンテナの端部がはずれて、実際に核燃料アセンブリを収納している内部金属ボックスを収容しきれなくなることが認められた。木製外部コンテナの端部にある木製エンドフレームは特に損傷しやすいと思われ、場合によっては木製コンテナから完全にはずれて、内部金属ボックスを露出させてしまうこともある。従って、輸送用コンテナが様々な法的規制条件に従うように落下試験中にエネルギーを吸収することができ且つコンテナ端部の損傷を抑制することができる核燃料輸送用コンテナの端部支持システムが必要とされている。
【特許文献１】
特開平０１−１６２１９５号公報
【０００４】
【発明の概要】
本発明の好ましい一実施例によれば、法的認可規制の要求に適合するように木製コンテナ端部の保全性を十分に維持する、核燃料アセンブリ輸送用コンテナの端部支持システムが提供される。これを実現するため、各端部支持システムは、木製輸送用コンテナの端部を形成する木製フレーム要素の上に重なる金属エンドフレームを含む。木製コンテナの端部は、各々がエンドフレームの内面に固着されるパネルを有する複数の木製フレーム要素、通常は２×４から形成される直線状のエンドフレームを具備することが理解されるであろう。従来、エンドパネルは合板から形成されている。木製エンドフレームは、コンテナの両側面、上面及び底面に沿って形成された、長手方向に延出する木製構造フレーム要素に固着される。本発明の各端部支持システムは、互いに固着されて直線で囲まれたフレームを形成する上下左右の金属プレートから形成される金属エンドフレームを含む。相対向するプレート、例えば、側面プレートの間に金属の横材が延出しており、横材はコンテナのエンドパネルを補強するためにエンドパネルと係合自在である補強部材を支持している。更に、補強部材の対向端部は木製エンドフレームの対向側部で、木製フレーム部材の縁部と係合する。各金属エンドフレームが木製エンドフレーム要素の上に重なった状態で、例えば、複数個の金属ねじによって金属エンドフレームを木製エンドフレーム要素に固着することにより、木製エンドフレームは十分に補強される。
【０００５】
更に、金属プレートから形成された少なくとも４本のアームが金属エンドフレームに固着される。アームは金属エンドフレームから垂直方向に延出して、長手方向に延出する木製構造フレーム要素に沿ってコンテナの対向側部の上に重なって位置している。アームは、エンドフレームと同様に、例えば、複数個の金属ねじによって木製フレーム要素に固着される。従って、金属エンドフレームと側方支持アームは木製コンテナの対向端部の各々に対して端部支持システムを構成するのである。各端部支持システムはコンテナの端部を補強して、その保全性を確保すると共に、法的認可規制に十分に従うようにコンテナ端部における裂け目の形成を防止する。
【０００６】
本発明による好ましい一実施例では、 核燃料を輸送するためのコンテナの端部支持システムであって、互いにほぼ平行であり且つ互いに離間して配置された第１及び第２の細長い金属プレート、及び互いにほぼ平行であり且つ互いに離間して配置された第３及び第４の金属プレートであって、第３のプレートは第１及び第２のプレートの端部に対向端部が固着され、且つ第４のプレートは第１及び第２のプレートの対向端部に対向端部が固着されることにより、ほぼ直線で囲まれた金属エンドフレームを形成するものと、第３及び第４のプレートの端部の中間の場所で第３及び第４のプレートに対向端部がそれぞれ固着され、第１及び第２のプレートとほぼ平行に延出し、且つ金属エンドフレームにより規定される平面内にほぼ位置している細長い金属横材プレートと、横材プレートに固着され、その一方の側から前記平面からほぼ出るように突出し、横材プレートの対向端部の中間の、第３及び第４のプレートの内側に配置されている金属補強部材と、金属エンドフレームに結合され且つ金属エンドフレームの対向側部に沿って金属エンドフレームに対してほぼ垂直に延出して、コンテナに固着されるべき少なくとも１対の金属支持部とを具備するシステムが提供される。
【０００７】
本発明の別の好ましい実施例においては、核燃料を輸送するためのコンテナであって、両側面と、上面と、底面と、対向端部とを有する細長いコンテナ本体であって、金属エンドフレームがコンテナ本体の対向端部の各々を補強し、金属エンドフレームは、互いにほぼ平行であり且つ互いに離間して配置された第１及び第２の細長い金属プレートと、互いにほぼ平行であり且つ互いに離間して配置された第３及び第４の金属プレートとを具備し、第３のプレートは第１及び第２のプレートの端部に対向端部が固着され、且つ第４のプレートは第１及び第２のプレートの対向端部に対向端部が固着されることにより、ほぼ直線で囲まれた構成で金属エンドフレームを形成しているものと、第３及び第４のプレートに、第３及び第４のプレートの端部の中間の場所で対向端部がそれぞれ固着され、第１及び第２のプレートとほぼ平行に延出し、且つ金属エンドフレームにより規定される平面内にほぼ位置している細長い金属横材プレートと、横材プレートに固着され、横材プレートの一方の側から、ほぼ前記平面から出るように突出し、且つ横材プレートの対向端部の中間の、第３及び第４のプレートの内側に配置されている金属補強部材と、金属エンドフレームに結合され且つ金属エンドフレームの対向側部に沿って金属エンドフレームに対してほぼ垂直に延出して、コンテナに固着されるべき少なくとも１対の支持部とを具備し、金属エンドフレームは、支持部がコンテナ本体の端部の対向側部にまたがって支えるように、好ましくは複数個の金属ねじによってコンテナ本体の端部にそれぞれ固着されるコンテナが提供される。
【０００８】
本発明の更に別の好ましい実施例においては、 核燃料を輸送するためのコンテナであって、両側面と、上面と、底面と、対向端部とを有する細長いコンテナ本体と、コンテナ本体の対向端部の各々の上に重なって位置して各端部を補強し、且つ１つの平面内にある金属エンドフレームであって、コンテナ本体の端部及び側面の少なくとも一部は木製フレーム要素から形成されているものと、金属エンドフレームに固着され、金属エンドフレームの一方の側から、前記平面からほぼ出るように突出し、且つ金属エンドフレームの対向縁部の中間に配置されている補強部材と、金属エンドフレームに結合され且つ金属エンドフレームの対向側部に沿って金属エンドフレームに対してほぼ垂直に延出して、コンテナに固着されるべき少なくとも１対の金属支持部とを具備し、金属エンドフレーム及び金属支持部の各々は、金属支持部がコンテナ本体の端部の対向側部にまたがって支えるようにコンテナ本体の端部及び側面に沿って木製フレーム要素にそれぞれ固着されており、補強部材はコンテナ本体を補強するためにコンテナ本体の少なくとも一部と係合しているコンテナが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
そこで図面、特に図１及び図３を参照すると、核燃料アセンブリを輸送するためのコンテナ１０が示されている。コンテナ１０は、内部金属ボックス（図示せず）を収容するコンテナ本体１１を含む。金属ボックスの中には、燃料棒と、機械設備とを各々が含む１対の燃料アセンブリ（同様に図示せず）が互いに隣接する関係で配置されている。内部金属ボックスはコンテナ１０の中に封入されている。コンテナ本体１１の上面と側面は好ましくは合板から形成されたパネル１２及び１４を含み、底部１６（図３）がある。内部金属ボックスをコンテナ１０内部に封入するために、上面、底面及び側面はコンテナ１０の内面に沿ってハニカム構造１８と、フォームパッド２０とにより裏張りされている。コンテナ１０は、外側構造木製フレーム要素を更に含む。例えば、コンテナの上部と側面に沿って細長い木製２×４要素２２及び２４がそれぞれ設けられている。コンテナの底部１６は木製プランク１６から形成されているのが好ましい。また、例えば、フォークリフトにより容易にコンテナを持ち上げることができるようにするため、コンテナの底面の下方にはスキッド２７（図２及び図４）が配置されている。
【００１０】
コンテナ１０の端部には、木製フレーム要素から形成された直線で囲まれたエンドフレーム２９（図３）が設けられている。例えば、各直線状エンドフレーム２９は、互いに離間して配置された１対の垂直木製２×４要素３０と、木製エンドフレームの上下のフレーム要素を形成する１対の水平２×４要素３２とから形成されているのが好ましい。更に、木製エンドフレーム２９の、木製２×４要素３０及び３２の内側端面に沿って、パネル、例えば、合板パネル３４が固着されている。図示されているように木製フレーム要素と、合板パネルと、ストラップと、ハニカム構造と、フォームパネルとを含むコンテナ１０の構成は、以下に説明するコンテナ端部支持システムを除いて従来通りのものである。
【００１１】
本発明に従って、端部支持システム３６は、コンテナの端部を補強し且つ法的認可規則の所要の落下試験に十分に適合する構造の保全性を確保するために、コンテナ１０の対向端部に装着される。図３及び図４を参照して説明すると、各端部支持システム３６は、互いに離間してほぼ平行に延出する第１の金属プレート４０及び第２の金属プレート４６を含む金属端部材又はエンドフレーム３８を具備する。各々の金属エンドフレーム３８は、同様に互いに離間してほぼ平行に延出する第３の金属プレート４４及び第４の金属プレート４６を更に含む。プレート４４及び４６の対向端部は金属プレート４０及び４２にそれぞれ固着されている。例えば、第３の金属プレート４４はその端部で第１及び第２のプレート４０及び４２の端部にそれぞれ溶接されていても良い。第４のプレート４６は第１及び第２のプレート４０及び４２の対向端部に溶接されて、１つの平面内に位置するほぼ直線で囲まれたエンドフレームを形成すれば良い。図示されているように、プレート４０及び４２はコンテナの端面でコンテナの上面に沿って延出する水平のプレートであり、プレート４４及び４６はコンテナ１０の端面でコンテナの対向側部に沿って延出する垂直のプレートである。
【００１２】
２つの側面プレート４４及び４６の間に、金属横材４８も延出している。金属横材４８は側面プレート４４及び４６の上に重なり合い、それらのプレートに溶接されているのが好ましい。溝形材の形態をとるのが好ましい補強部材５０は以下に説明する目的のために横材４８の内面に沿って固着されており、横材４８の両端には至らない長さを有する。
【００１３】
金属支持部は、金属エンドフレームをコンテナの端部に固着するために、金属エンドフレームに対してほぼ垂直の方向に延出している。この目的のために、コンテナ１０の対向側部に沿って少なくとも２つの支持部が延出しており、各支持部は１対の支持アームを具備するのが好ましい。例えば、金属エンドフレーム３６の四隅から端部支持フレームの平面に対してほぼ垂直の方向に４本の支持アーム５２、５４、５６及び５８が延出している。支持アームは、コンテナ１０の側面を形成する木製フレーム要素と重なり合う関係でコンテナ１０の側面に沿って延出する金属プレートから構成されている。アームはコンテナの側面と平行な平面に位置する。図４に示すように、金属プレート４０、４２、４４及び４６と、アーム５２、５４、５６及び５８とは、図３に示すように端部支持システム３６を木製コンテナ１０の木製エンドフレーム２４、２６、２９、３０及び３２に固定するためのねじを受け入れる複数の穴、例えば、穴６０を有する。
【００１４】
端部支持システム３６をコンテナ１０の端部に装着するときには、プレート４０及び４２が上下の木製フレーム要素３２の上に重なり且つプレート４４及び４６が側面の木製フレーム要素３０の上に重なるように端部支持システム３６をコンテナの端部に嵌合する。アーム５２、５４、５６及び５８は細長い木製フレーム要素１６及び２４の一部と重なり合うコンテナの対向側部に沿って延出している。尚、端部支持アセンブリ３６の上縁部、すなわち、金属プレート４０は外側コンテナ１０のカバーの下方に位置していることに注意する（図２）。更に、アーム５２、５４、５６及び５８はコンテナ１０の側面にまたがって押さえていることが理解されるであろう。
【００１５】
端部支持アセンブリ３６をコンテナの端部に装着したならば、金属エンドフレーム３６をコンテナの端部に固着するために、金属エンドフレームの穴６０に対応するねじを挿入する。ねじは、ねじ頭の下方に複数のリブを有する平頭８×８０mmねじであるのが好ましい。図４に示すように、アーム５２、５４、５６及び５８に沿ったねじ穴６０は、アームの長さに沿って１対の穴の後に１つの穴が続くという交互パターンを描いて形成されていることがわかるであろう。これにより、木製フレーム要素が割れる危険をできる限り少なくし、木への固着を確実にしている。
【００１６】
図２を見ると、最終的な固着が完了した段階で、補強部材５０、すなわち、溝形材は、木製の側面フレーム要素３０を補強するためにその対向端部がフレーム要素３０の内縁部に当接する状態でフレーム要素３０の間に配置されていることがわかるであろう。更に、溝形材はコンテナの長手方向にエンドパネル３４に当接するような深さを有する。これにより、溝形材は木製の側面フレーム要素３０及びエンドパネル３４の双方の補強を確実にしている。プレート、横材及びアームと、金属エンドフレームのプレート及びアームをコンテナの端部に固着するために使用される複数の金属ねじとの構造的関係が上記のようなものであることにより、コンテナの端部の構造的保全性は核に関わる法規制条件により課される落下試験の要件の範囲内に維持され且つ保証される。図示されるように、コンテナ１０は対向端部に端部支持アセンブリを有するばかりでなく、長手方向に間隔を置いて締結されているため、これも外側コンテナの保全性を維持する上で有益である。
【００１７】
本発明を現時点で最も実用的で好ましい実施例であると考えられるものに関連させて説明したが、本発明は開示された実施例には限定されず、特許請求の範囲の趣旨の範囲内に含まれる様々な変形及び等価の構成を包含するものであることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 輸送用コンテナの対向端部に装着される本発明の好ましい一実施例に従って構成された端部支持システムを有する核燃料アセンブリの輸送用コンテナの側面図。
【図２】 図１の輸送用コンテナの斜視図。
【図３】 木製外側コンテナの内部を一部図示し且つコンテナの一端部から端部支持システムを取り除いた状態を示す、図２に類似する一部切り欠き図。
【図４】 本発明の好ましい一実施例に従って構成された端部支持システムの斜視図。
【符号の説明】
１０・・・コンテナ、１１・・・コンテナ本体、２２、２４・・・木製２×４要素、２９・・・直線状エンドフレーム、３０・・・垂直木製２×４要素、３２・・・水平２×４要素、３４・・・合板パネル、３６・・・端部支持システム、３８・・・金属エンドフレーム、４０・・・第１の金属プレート、４２・・・第２の金属プレート、４４・・・第３の金属プレート、４６・・・第４の金属プレート、４８・・・横材、５０・・・補強部材、５２、５４、５６、５８・・・支持アーム

Claims (13)

1. 核燃料を輸送するためのコンテナ（１０）の端部支持システム（３６）において、
   互いに平行であり且つ互いに離間して配置された第１及び第２の細長い金属プレート（４０、４２）、前記第１及び第２のプレート（４０、４２）の端部に対向端部が固着された第３のプレート（４４）及び、前記第３のプレートに平行であり且つ離間して配置され、前記第１及び第２のプレート（４０、４２）の対向端部に対向端部が固着された第４の金属プレート（４６）で囲まれた金属エンドフレーム（３８）と、
   前記第３及び第４のプレートの端部の中間の場所で前記第３及び第４のプレートに対向端部がそれぞれ固着され、前記第１及び第２のプレートと平行に延出し、且つ前記金属エンドフレームにより規定される平面内に位置している細長い金属横材プレート（４８）と、
   前記横材プレートに固着され、その一方の側から前記平面から出るように突出し、前記横材プレートの対向端部の中間の、前記第３及び第４のプレートの内側に配置されている金属補強部材（５０）と、
   前記金属エンドフレームに結合され且つ前記金属エンドフレームの対向側部に沿って前記金属エンドフレームに対して垂直に延出して、前記コンテナの側面に固着されるべき少なくとも一対の金属支持部（５２、５６）とを具備するシステム。
2. 前記補強部材及び前記支持部は前記金属エンドフレームの平面から同じ方向に突出している請求項１記載のシステム。
3. 前記補強部材は細長く、前記横材プレートの中央領域に沿って延出して、その対向端部は前記横材プレートの端部には至らない長さで終わっている請求項１記載のシステム。
4. 前記補強部材は溝形材である請求項３記載のシステム。
5. 前記金属支持部（５２、５４、５６、５８）のうち一対は前記金属エンドフレームの対向側部にそれぞれ固着されている請求項１記載のシステム。
6. 前記金属支持部は、前記金属エンドフレームに対してその四隅に隣接して固着された４本のアーム（５２、５４、５６、５８）である請求項１記載のシステム。
7. 核燃料を輸送するためのコンテナ（１０）において、
   両側面と、上面と、底面と、対向端部とを有する細長いコンテナ本体（１１）と、
   前記コンテナ本体の前記対向端部の各々を補強するため、互いに平行であり且つ互いに離間して配置された第１及び第２の細長い金属プレート（４０、４２）、前記第１及び第２のプレート（４０、４２）の端部に対向端部が固着された第３のプレート（４４）及び、前記第３のプレートに平行であり且つ離間して配置され、前記第１及び第２のプレート（４０、４２）の対向端部に対向端部が固着された第４の金属プレート（４６）で囲まれた金属エンドフレーム（３８）と、
   前記第３及び第４のプレート（４４、４６）に、前記第３及び第４のプレートの端部の中間の場所で対向端部がそれぞれ固着され、前記第１及び第２のプレートと平行に延出し、且つ前記金属エンドフレームにより規定される平面内に位置している細長い金属横材プレート（４８）と、
   前記横材プレートに固着され、前記横材プレートの一方の側から、前記平面から出るように突出し、且つ前記横材プレートの前記対向端部の中間の、前記第３及び第４のプレートの内側に配置されている金属補強部材（５０）と、
   前記金属エンドフレームに結合され且つ前記金属エンドフレームの対向側部に沿って前記金属エンドフレームに対して垂直に延出して、前記コンテナに固着されるべき少なくとも一対の支持部（５２、５６）とを具備し、
   前記金属エンドフレームは、前記支持部が前記コンテナ本体の端部の対向側部にまたがって支えるように前記コンテナ本体の端部にそれぞれ固着されるコンテナ。
8. 前記コンテナ本体の前記端部及び前記側面の少なくとも一部は木製フレーム要素（３０、３２、２２、２４）から形成されており、前記金属エンドフレーム及び前記支持部は前記コンテナ本体の前記端部及び前記側面に沿って前記木製フレーム要素にそれぞれ固着されている請求項７記載のコンテナ。
9. 前記コンテナ本体の各々の端部は前記金属プレートの下方の、前記金属エンドフレームの前記平面と平行な平面内にそれぞれ位置する木製フレーム要素（３０、３２）を含み、前記補強部材は一対の前記木製フレーム要素（３０）の間に延出している請求項７記載のコンテナ。
10. 前記コンテナ本体の各々の端部は、前記金属プレートの下方の、前記金属エンドフレームの前記平面と平行な平面内にそれぞれ位置し且つ木製エンドフレーム（２９）を形成する木製エンドフレーム要素（３０、３２）と、前記コンテナ本体の各端部にあり、前記木製エンドフレーム要素（３０、３２）の、前記金属エンドフレームとは反対側の側面に固着されるエンドパネル（３４）とを含み、前記補強部材（５０）は前記エンドパネルを補強するために前記金属エンドフレームの平面から突出している請求項７記載のコンテナ。
11. 前記補強部材は前記木製エンドフレームの一対の前記木製エンドフレーム要素（３０）の間に延出し且つ溝形材である請求項１０記載のコンテナ。
12. 前記金属支持部は、前記金属エンドフレームに対してその四隅に隣接して固着された４本のアーム（５２、５４、５６、５８）である請求項７記載のコンテナ。
13. 核燃料を輸送するためのコンテナにおいて、
    両側面と、上面と、底面と、対向端部（３０、３２）とを有する細長いコンテナ本体（１１）であって、前記対向端部（３０、３２）及び前記両側面の少なくとも一部は木製フレーム要素（２２、２４）から形成されたコンテナ本体（１１）と、
    前記コンテナ本体の前記対向端部の各々の上に重なって位置して各端部を補強し、且つ１つの平面内にある金属エンドフレーム（３６）と、
    前記金属エンドフレームに固着され、前記金属エンドフレームの一方の側から、前記平面から出るように突出し、且つ前記金属エンドフレームの対向縁部の中間に配置されている補強部材（５０）と、
    前記金属エンドフレームに結合され且つ前記金属エンドフレームの対向側部に沿って前記金属エンドフレームに対して垂直に延出して、前記コンテナに固着されるべき少なくとも一対の金属支持部（５２、５６）とを具備し、
    前記金属エンドフレーム（３６）及び前記金属支持部（５２、５６）の各々は、前記金属支持部が前記コンテナ本体の端部の対向側部にまたがって支えるように前記コンテナ本体の前記端部（３０、３２）及び前記側面（２２、２４）に沿って前記木製フレーム要素にそれぞれ固着されており、前記補強部材（５０）は前記コンテナ本体を補強するために前記コンテナ本体の少なくとも一部と係合しているコンテナ。

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