JP5530466B2 - 燃料ホルダ、燃料ホルダの使用方法、及び燃料集合体の輸送方法 - Google Patents

Description

この発明は、燃料ホルダ、燃料ホルダの使用方法、及び燃料集合体の輸送方法に関し、より詳しくは、燃料集合体がその軸線方向に移動するのを防止する固定板を有し、この固定板における当接面の軸線方向の位置が変位可能に形成されて成ることにより、いずれの規格に従って形成された燃料集合体に対しても共用することのできる燃料ホルダ、この燃料ホルダの使用方法、及び燃料集合体の輸送方法に関する。

沸騰水型原子炉に用いられる燃料集合体は、燃料ホルダに収容され、さらにこの燃料ホルダは輸送容器に装填されて需要地へ搬送される。燃料集合体は、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集合体が収容される。また、燃料集合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ギャップが設けられている。

従来は、燃料集合体を燃料ホルダに収容して需要地へと搬送する際に、燃料集合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、燃料集合体が燃料ホルダ内で移動しないようにしていた。しかし、燃料集合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集合体にかかった場合には、燃料集合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、燃料集合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。

このような課題を解決する手段として、特許文献１には、「下部タイプレートを締め付ける締め付け板のうち少なくとも１つを下部タイプレートに設けられたフィンガースプリングに接触しない寸法の段付き板状とすると共にこの段付き板状締め付け板を前記下部タイプレートの段部に配置して燃料体の軸方向変位を前記下部タイプレート部で拘束する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の沸騰水型原子炉燃料体の輸送方法。」（特許文献１の請求項４）が記載されている。

ところで、現状で開発されている燃料集合体には沸騰水型原子炉の種類に応じて複数種類の規格があり、例えば燃料集合体の外形寸法は、その規格毎に数ｍｍの違いがある。したがって、特定の規格の燃料集合体に合わせて燃料ホルダの各種寸法が決定されている。

例えば、特許文献１に記載されている、下部タイプレートを締め付ける締め付け板は、下部タイプレートの側面方向から任意の締め付け力を負荷できるようになっているので、燃料集合体の規格毎に側面方向の外形寸法の違いがあっても、この締め付け板を側面方向に変位させることにより、燃料集合体を側面方向から固定をすることができる。したがって、燃料集合体における下部タイプレートの側面方向の寸法に関しては、燃料集合体の規格毎の外形寸法に合わせて燃料ホルダの寸法を変更しなくてもよい。一方、燃料集合体の軸線方向の移動を防止するための段付き板状締め付け板は、特定の規格に従って形成された燃料集合体の外形寸法に合わせて、段付き板状締め付け板が下部タイプレートの段部に当接されるように、段付き板状締め付け板の軸線方向の位置決めがなされている。したがって、ある規格に従って形成された燃料集合体の外形寸法に合わせて形成された燃料ホルダに、他の規格の燃料集合体を収容すると、下部タイプレートの段部の位置がずれるので、段付き板状締め付け板を段部に当接させることができなくなってしまう。

このように燃料集合体の規格毎に段部の位置が変位することから、通常の場合、ある規格に従って形成された燃料集合体を収容する燃料ホルダは、燃料集合体の外形寸法に合わせて厳密に設計されている。そのため、その燃料ホルダに他の規格による燃料集合体を収容するという発想がなく、現実には燃料集合体の規格毎にその燃料集合体にだけ適合するように各種寸法を有する燃料ホルダを製作する必要がある。

また、ある規格による燃料集合体をその燃料集合体に適合する燃料ホルダに収容しているときには、他の規格による燃料集合体を収容する燃料ホルダは使用されずに遊休状態となる。遊休状態の燃料ホルダは、保管場所を必要とする等の問題を生じる。

特許第３１４２４９３号

この発明の課題は、ある規格に従って形成された燃料集合体及び他の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るとの互換性を有し、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のできる燃料ホルダ、この燃料ホルダの使用方法、及びこの燃料ホルダに収容された燃料集合体の輸送方法を提供することである。燃料ホルダについてさらにいうと、この発明の課題は、規格の異なるいずれの燃料集合体であってもこれを収容することができ、いずれの燃料集合体に対しても共用することのできる燃料ホルダを提供すること、である。

前記課題を解決するための手段は、
（１）略角筒状のグリッドの側面に形成された段差面を有する沸騰水型原子炉燃料体用下部タイプレートを備えた燃料集合体を収容可能な収容空間を形成するところの、互いに直交する４個の側壁を有する収容殻と、
前記側壁における内壁面に設けられ、前記段差面に当接する当接面を有し、前記燃料集合体がその軸線方向に移動するのを防止する固定板と、を有し、
前記固定板は、規格の異なる前記燃料集合体それぞれの前記段差面の位置に合わせて前記当接面の前記軸線方向の位置を変位可能であり、前記当接面が前記段差面に当接される位置で固定されることを特徴とする燃料ホルダである。

前記（１）の好適な態様としては、
（２） 前記固定板は、前記固定板の前記内壁面に当接する面から突出するガイド部を有し、固定手段により前記軸線方向の位置が固定できるように形成されて成り、
前記側壁は、前記ガイド部を内挿し、前記ガイド部を前記軸線方向に移動可能な大きさを有するガイド用穴を有することを特徴とする前記（１）に記載の燃料ホルダであり、
（３） 前記固定板は、前記内壁面に直交する回転軸を中心に回転する回転板であり、
前記回転軸は、前記収容空間内に、ある規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、ある規格に従って形成された燃料集合体における段差面Ｌ_１から前記回転軸までの前記軸線方向の距離がｔ_１であり、かつ、前記収容空間内に、他の規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、他の規格に従って形成された燃料集合体における段差面Ｌ_２から前記回転軸までの前記軸線方向の距離がｔ_２である位置に設けられ、
前記回転板は、前記回転軸からの距離がｔ_１であり、かつ、前記段差面Ｌ_１に当接可能に形成された第１当接面と、前記回転軸からの距離がｔ_２であり、かつ、前記段差面Ｌ_２に当接可能に形成された第２当接面とを有することを特徴とする前記（１）に記載の燃料ホルダであり、
（４） 前記固定板は、固定手段により前記軸線方向の位置が固定できるように形成されて成ることを特徴とする前記（３）に記載の燃料ホルダである。

前記他の課題を解決するための手段は、
（５） 前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の燃料ホルダに前記燃料集合体を収容することを特徴とする燃料ホルダの使用方法である。

前記さらに別の課題を解決するための手段は、
（６） 前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の燃料ホルダに前記燃料集合体を収容して、輸送することを特徴とする燃料集合体の輸送方法である。

この発明に係る燃料ホルダは、沸騰水型原子炉燃料体用下部タイプレートにおけるグリッドの側面に形成された段差面に当接する当接面を有する固定板を備え、この固定板は、規格の異なる前記燃料集合体それぞれの前記段差面の位置に合わせて前記当接面の前記軸線方向の位置を変位可能であり、前記当接面が前記段差面に当接される位置で固定できるように形成されて成り、燃料集合体がその軸線方向に移動するのを防止する。したがって、この発明に係る燃料ホルダは、異なる規格に従って形成された各種の燃料集合体をいずれも収容することのできる共用ホルダとして使用されることができ、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。

この発明に係る燃料ホルダの使用方法は、前記固定板を有する燃料ホルダに燃料集合体を収容して輸送するので、いずれの規格に従って形成された燃料集合体であっても、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。したがって、規格の異なる燃料集合体毎に燃料ホルダを製造する必要がない。また、燃料集合体を燃料ホルダに収容する際に、規格の異なる燃料集合体に合わせて燃料ホルダを選択するといった煩雑な作業がない。また、いずれの規格に従って形成された燃料集合体であっても一種類の燃料ホルダを使用することが出来るので、燃料ホルダの検査方法、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。

この発明に係る燃料集合体の輸送方法は、前記固定板を有する燃料ホルダに燃料集合体を収容して輸送するので、いずれの規格に従って形成された燃料集合体であっても、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。したがって、規格の異なる燃料集合体毎に燃料ホルダを製造する必要がない。また、燃料集合体を燃料ホルダに収容する際に、規格の異なる燃料集合体に合わせて燃料ホルダを選択するといった煩雑な作業がない。

また、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集合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集合体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に、燃料集合体Ｘ１０体を需要地Ｐに、燃料集合体Ｙ１０体を需要地Ｒに輸送する場合には問題ないが、燃料集合体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体の燃料集合体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に配送する燃料集合体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への燃料集合体Ｘの配送を完了して燃料集合体Ａ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に配送すべき燃料集合体Ｘを待機せざるを得なかった。しかしながら、この発明に係る燃料集合体の輸送方法は、Ｘ及びＹいずれの規格にしたがって製造された燃料集合体であってもこれを燃料ホルダに収容することができ、燃料集合体Ｘ及び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ので、配送すべき全ての燃料集合体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に配送する燃料集合体Ｘを収容する燃料ホルダは足りているが、需要地Ｒに配送する燃料集合体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、燃料集合体Ｘ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。

図１は、この発明に係る燃料ホルダの一実施態様を示す、燃料ホルダ及び燃料集合体の一部断面概略図である。 図２は、燃料集合体を燃料ホルダにおける下部タイプレート付近を拡大して示した要部一部断面概略図である。 図３（ａ）は、図１に示す燃料ホルダの固定板を燃料ホルダの内部から見たときの要部概略図である。図３（ｂ）は、図１に示す燃料ホルダの固定板を燃料ホルダの外側から見たときの要部概略図である。 図４は、この発明に係る燃料ホルダの別の実施態様を示し、燃料ホルダ及び燃料集合体における下部タイプレート付近を拡大して示した要部一部断面概略図である。 図５（ａ）は、図４に示す燃料ホルダの固定板を燃料ホルダの内部から見たときの要部概略図である。図５（ｂ）は、図４に示す燃料ホルダの固定板を燃料ホルダの外側から見たときの要部概略図である。 図６（ａ）は、図４に示す燃料ホルダ及び燃料集合体における下部タイプレート付近を拡大して示した要部一部断面概略図である。図６（ｂ）は、図４に示す燃料ホルダにおいて、固定板を１８０°回転させた後の状態を示す要部一部断面概略図である。 図７は、図６に示す燃料ホルダの固定板を燃料ホルダの内部から見たときの要部断面概略図である。 図８は、この発明に係る燃料ホルダのさらに別の実施態様を示し、燃料ホルダの固定板を燃料ホルダの内部から見たときの要部概略図である。

以下においては、図面を参照しつつこの発明に係る燃料ホルダを説明する。
図１は、この発明に係る燃料ホルダの一実施態様を示す、燃料ホルダ及び燃料集合体の一部断面概略図である。図２は、図１に示す燃料ホルダ及び燃料集合体における下部タイプレート付近を拡大して示した要部一部断面概略図である。

図１及び図２に示すように、この燃料ホルダ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Ｏ方向に延在する収容殻３と、収容殻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、収容殻３と底部２と頂部４とに囲まれる内部空間に燃料集合体１０を収容することができるように構成されている。また、燃料ホルダ１に収容された燃料集合体１が軸線Ｏ方向に移動するのを防止する固定板５が、収容殻３に設けられている。なお、この燃料ホルダ１はこの発明に係る燃料ホルダの一実施態様である。

この燃料ホルダ１に収容される燃料集合体１０は、沸騰水型原子炉に使用される燃料集合体であり、複数の燃料棒１１及び水管（図示せず。）が上部タイプレート６、支持格子７、及び下部タイプレート８で束ねられて構成されている。

下部タイプレート８は、燃料棒１１を束ねる略角筒状のグリッド９と、このグリッド９の端部から円筒部１５に向かって減幅する中空逆角錐状の逆角錐部１３と、円筒部１５に結合されてなるノーズピース１６とを備える。下部タイプレート８は、燃料集合体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され、円筒部１５及び逆角錐部１３を通って、冷却水が導入されて燃料棒１１が冷却されるように設計されている。

グリッド９は、略各筒状に形成され、燃料ホルダ１の収容殻３に対向する４つの側面１４に、それぞれ突起部１７を備える。突起部１７は、側面１４から垂直に立ち上がり、上部タイプレート６側に面した段差面１２を有する。この燃料集合体１０は、４つの側面１４に突起部１７を有するが、相対向する２つの側面又は３つの側面に突起部が形成されることもある。また、この燃料集合体１０は、グリッド９と逆角錐部１３との境界に段差面１２が形成されているが、段差面１２の位置は特に限定されず、グリッド９における軸線Ｏ方向の中心付近に段差面が形成されていることもある。

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、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。

燃料集合体１０の規格としては、沸騰水型原子炉の種類及び大きさに応じて適宜の規格を採用することができ、例えば、８×８燃料、並びに９×９燃料のＳ格子、Ｃ格子、Ｎ格子、及びＤ格子等を挙げることができる。沸騰水型原子炉に使用される燃料集合体はその規格によって、燃料集合体の外形寸法が例えば数ｍｍ異なることがある。特に、下部タイプレートにおけるグリッド９及び逆角錐部１３は、燃料集合体の規格によってその形状が異なる。したがって、グリッド９の側面に形成された段差面１２の軸線Ｏ方向の位置は、燃料集合体の規格によって、数ｍｍ程度異なることがある。

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り、かつ軸線Ｏ方向に延在する収容殻３は、互いに直交する４つの側壁１８を有し、収容殻３の一端開口部は頂部４により閉鎖されている。底部２には、円筒状の緩衝体２０が設けられており、燃料集合体１０が収容される場合には、この緩衝体２０の内部にノーズピース１６が内挿されて、緩衝体２０の上部端縁に円筒部１５が当接される。底部２、収容殻３、及び頂部４は、通常の場合、異なる規格で形成された燃料集合体のうちもっとも大きな規模の燃料集合体を収容することができる大きさの収容空間となるように、設計される。

底部２と頂部４とはそれぞれが側壁１８に固定されているのが好ましい。なお、固定手段としては特に限定されず、接着、溶着、係合、嵌合又は螺合等の公知の手段又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。

固定板５は、４つの側壁１８の内壁面１９それぞれに設けられ、下部タイプレート８に形成された段差面１２に当接するように形成されている。固定板５には、グリッド９の側面方向に移動可能である押え板とグリッド９の側面方向に移動不可である受け板とがある。押え板は２つの側壁１８に少なくとも設けられ、３つ又は４つの側壁に設けられてもよい。押え板は、隣接する２つの側壁に設けられて、押え板と受け板とが対向するように配置されることが多い。燃料集合体１０が燃料ホルダ１に収容されると、押え板をグリッド９の側面方向に移動することにより、グリッド９の側面に押え板と受け板とが当接されて燃料集合体１０は押え板と受け板とにより側面方向から拘束される。また、固定板５が段差面１２に当接することにより、燃料集合体１０が軸線Ｏの上部タイプレート６の方向に移動するのを防止する。

この実施態様の固定板５について、さらに詳しく説明する。図３（ａ）は、図１に示す固定板を燃料ホルダの内部から見たときの要部概略図であり、図３（ｂ）は、図１に示す固定板を燃料ホルダの外側から見たときの要部概略図である。図２及び図３に示すように、固定板５は、長方形板状の第１板２１と、この第１板２１における燃料ホルダ１の内壁面１９に当接する第１面２２から突出するガイド部２３と、第１面２２とは反対側の第２面２４上に設けられ、第１板２１より幅の小さい第２板２５とを有する。第２板２５における第１板２１が設けられている面とは反対側の面は、グリッド９を側面方向から押える押え面２６として、グリッド９の側面１４に接触するように形成されている。押え面２６の端縁から第１板２１に向かって延在する４つの面のうち軸線Ｏの底部２方向に向かう面は、当接面２７として突起部１７の段差面１２に当接するように配置される。ガイド部２３は、側壁１８に設けられたガイド用穴３１に内挿され、固定手段３２により所定の位置に固定される。

図３（ｂ）に示すように、ガイド用穴３１は、側壁１８を貫通する穴であり、ガイド用穴の平面形状は、その内部をガイド部をスライドさせることができる限り特に限定されない。ガイド用穴３１の軸線Ｏに直交する方向の長さは、ガイド部２３の軸線Ｏに直交する方向の長さとほぼ等しく、ガイド用穴３１にガイド部２３が嵌め込まれている。ガイド用穴３１の軸線Ｏ方向の長さは、ガイド部２３の軸線Ｏ方向の長さよりも大きく、ガイド部２３がガイド用穴３１に嵌め込まれた状態で、軸線Ｏ方向にスライドできるように形成されている。ガイド用穴３１は、いずれの規格に従って形成された燃料集合体が収容されても、固定板５の軸線Ｏ方向の位置を変位させて、固定板５の当接面２７が燃料集合体の段差面に当接するように、その軸線Ｏ方向の長さが設定されている。ガイド部２３がガイド用穴３１内の所定の位置に位置決めされると、固定手段３２により、ガイド部２３が軸線Ｏ方向に移動しないように、固定される。

底部２、側壁３、頂部４、緩衝体２０、及び固定板５等の燃料ホルダ１を構成する部材は、燃料集合体１０を収容するときから、燃料集合体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、例えば、ステンレス鋼、ホウ素含有ステンレス鋼、及び耐熱ニッケル基合金等を採用することができる。

この実施態様の固定板５の位置は、次のように変位させることができる。まず、燃料集合体１０の規格毎の寸法に合わせて、固定板５の当接面２７と突起部１７の段差面１２とが当接するように、ガイド部２３を軸線Ｏ方向にスライドさせる。所定の位置までガイド部２３をスライドさせた後に、ガイド部２３が軸線Ｏ方向に移動しないように、固定手段３２で固定する。次いで、燃料集合体１０を燃料ホルダ１に収容する。燃料集合体１０は、燃料ホルダ１を縦置きにして収容されることが多く、その場合には燃料集合体１０の下部タイプレート８を下にして、燃料ホルダ１に収容される。次いで、固定板５のうちグリッド９の側面方向に移動可能な押え板を移動させて、押え板と受け板とがグリッド９の側面に当接するように調節する。

このように、本発明に係る燃料ホルダによれば、いずれの規格に従って形成された燃料集合体を収容する場合であっても、ガイド部２３を軸線Ｏ方向にスライドさせて、当接面２７と段差面１２とを当接させることができるので、異なる規格に従って形成された各種の燃料集合体をいずれも収容することのできる共用ホルダとして使用されることができ、しかも燃料ホルダに軸線Ｏ方向の大きな加速力が生じた場合に、燃料集合体１０が燃料ホルダ１の内部で移動するのを防止することができ、規格の異なる燃料集合体毎に燃料ホルダを製造する必要がない。

この実施態様のガイド部２３とガイド用穴３１とは、ガイド部２３がガイド用穴３１内をスライドできるように形成されているが、この他の実施態様の一例として、ガイド部２３がねじであり、ガイド用穴３１がねじ穴であり、ねじ穴が側壁の複数個所に形成されることにより、燃料集合体の規格に応じて、所定のねじ穴にねじを螺合することで、押し板が所定の位置に固定されるようにしてもよい。

また、この実施態様の固定板５は、第１板２１と第２板２５とにより段部付の板を形成しているが、段差面１２に当接する当接面２７を有する限り、固定板の形状は特に限定されず、一枚の板により長方形板状に形成されていてもよい。

また、上記においては、固定板５を燃料集合体１０の規格毎の適合した位置に固定した後に、燃料集合体１０を燃料ホルダ１に収容する方法を説明したが、まず燃料集合体１０を燃料ホルダ１に収容した後に、固定板５をスライドさせて好適な位置に固定するようにしてもよい。

次に、燃料ホルダ１の使用方法、並びに燃料集合体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集合体をこの燃料ホルダに収容する場合を想定する。

まず、燃料集合体１０の規格毎の寸法に合わせて、固定板５の当接面２７と突起部１７の段差面１２とが当接するように、ガイド部２３を軸線Ｏ方向にスライドさせる。所定の位置までガイド部２３をスライドさせた後に、ガイド部２３が軸線Ｏ方向に移動しないように、固定手段３２で固定する。
次いで、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１８を開放し、燃料集合体１０を燃料ホルダ１の収容空間に配置する。このとき、ノーズピース１６を緩衝体２０の内部に挿入し、円筒部１５が緩衝体２０の上部端縁に当接するようにする。また、押え板３３及び受け板３４と上部タイプレート６の側面と、固定板５と下部タイプレート８の側面１４とがそれぞれ当接するように、燃料集合体１０を配置する。

燃料集合体１０を燃料ホルダ１に配置した後には、４つの側壁１８が互いに直交する状態で固定される。燃料集合体１０を配置する前の側壁１８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。つまり、燃料集合体１０を配置する前の側壁１８は、例えば各側壁１８がそれぞれ分離されている態様、隣接することになる側壁１８同士の２個ずつの側壁１８が固定されている態様、３つの側壁１８が固定されており、１つの側壁１８のみが分離されている態様、及び４つの側壁１８が互いに直交するように固定されている態様のいずれであってもよい。また、側壁１８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、燃料集合体１０を配置した後に、側壁同士が溶接又は係合等の公知の手段により固定されてもよい。

燃料集合体１０を配置する前の底部２は、４つの側壁１８すべてに固定されていてもよく、４つの側壁１８すべてに固定されていなくともよく、一部の側壁１８に固定されていてもよい。燃料集合体１０が配置された後には、底部２とすべての側壁１８とは、溶接又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。

次いで、固定板５のうちグリッド９の側面方向に移動可能な押え板を変位させて、押え板と受け板とがグリッド９の側面に当接するように調節する。

燃料集合体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、原子力発電所及び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個及び１２個等が挙げられ、この発明の燃料ホルダ１は従来公知の輸送容器により搬送される。

この燃料ホルダ１の使用方法及び輸送方法によると、燃料集合体の規格によって下部タイプレート８の段差面１２の軸線Ｏ方向の位置が変わっても、固定板５の軸線Ｏ方向の位置を変位させて、固定板５の当接面２７が下部タイプレート８における段差面１２に当接させることができるので、いずれの規格に従って形成された燃料集合体であっても、これら複数種類の燃料集合体を共に収容することができ、しかも燃料集合体に大きな加速力が作用した場合等に、燃料集合体が頂部４（図１参照。）の方向に移動するのを防止することができ、規格の異なる燃料集合体毎に燃料ホルダを製造する必要がない。また、規格の異なる燃料集合体毎に燃料ホルダを選択するといった煩雑な作業がない。また、いずれの規格に従って形成された燃料集合体であっても一種類の燃料ホルダを使用することができるので、燃料ホルダの検査方法、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。

また、この燃料集合体１０の輸送方法によると、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集合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集合体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に、燃料集合体Ｘ１０体を需要地Ｐに、燃料集合体Ｙ１０体を需要地Ｒに輸送する場合には問題ないが、燃料集合体Ｘを２箇所の需要地Ｐ，Ｒに１０本ずつ配送する必要がある場合、一方の需要地Ｐに１０体の燃料集合体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に配送する燃料集合体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への燃料集合体Ｘの配送を完了して燃料集合体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に配送すべき燃料集合体Ｘを待機せざるを得なかった。しかしながら、この発明に係る燃料集合体の輸送方法は、Ｘ及びＹいずれの規格にしたがって製造された燃料集合体であってもこれを燃料ホルダに収容することができ、燃料集合体Ｘ及び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ので、配送すべき全ての燃料集合体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に配送する燃料集合体Ｘを収容する燃料ホルダは足りているが、需要地Ｒに配送する燃料集合体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、燃料集合体Ｘ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。

次に、この燃料ホルダ１における固定板の第２の実施態様について、図を参照しつつ説明する。図４は、この発明に係る燃料ホルダの別の実施態様を示し、燃料集合体及び燃料
ホルダの下部タイプレート付近を拡大して示した要部一部断面概略図である。図５（ａ）は、図４に示す固定板を燃料ホルダの内部から見たときの要部概略図であり、図５（ｂ）は、図４に示す固定板を燃料ホルダの外側から見たときの要部概略図である。

図４及び図５に示す第２の実施態様の固定板２０５と図３に示す第１の実施態様の固定板５とは、規格の異なる燃料集合体それぞれの段差面に当接するように、当接面の軸線Ｏ方向の位置が変位可能に形成されている点において同一である。

図４及び図５に示すように、第２の実施態様の固定板２０５は、円盤状の第１回転板２２１と、この第１回転板２２１における燃料ホルダ２０１の内壁面２１９に当接する第１面２２２とは反対側の第２面２２４上に設けられた長方形板状の第２回転板２２５と、第１回転板２２１と第２回転板２２５とを一体にして回転させることのできる回転棒２２３と、固定板２０５が回転しないように固定するための固定手段２３２を有する。

第２回転板２２５における第１回転板２２１が設けられている面とは反対側の面は、グリッド２０９を側面方向から押える押え面２２６として、グリッド２０９の側面２１４に接触するように形成されている。第２回転板２２５の端縁から第１回転板２２１に向かって延在する４つの面のうち軸線Ｏの底部２０２に向かう面は、第１当接面２２７として、ある規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合の段差面Ｌ_１に当接するように設計されている。第１当接面２２７とは反対側の頂部２０４(図示せず)に向かう面は、第２当接面２２８として、後述する回転棒２２３に沿った回転軸Ｘを中心として回転を行った後に他の規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合の段差面Ｌ_２に当接するように設計されている。

固定手段２３２は、内壁面２１９に直交するように設けられ、燃料ホルダ２０１の内部から見て、長方形板状の第２回転板２２５の軸線方向に回転棒２２３と共に一直線上に並び、回転棒２２３を中心にして両側に設けられている。

回転棒２２３は、第１回転板２２１の中心に内壁面２１９に直交するように設けられ、図４及び図５（ｂ）に示すように、側壁２１８に設けられた穴２３１に挿通されている。 固定板２０５は、この回転棒２２３に沿った回転軸Ｘを中心にして、回転されることができる。長方形板状の第２回転板２２５は、円盤状の第１回転板２２１の第２面２２４上に、第１回転板２２１の中心と第２回転板２２５の中心すなわち第２回転板２２５における２つの対角線の交点とが一致せずに、ずれた状態で設けられている。したがって、長方形板状の第２回転板２２５の中心と回転軸Ｘとは一致していない。一例を示すと、図４及び図５（ａ）に示すように、第２回転板２２５は第１回転板２２１に対して底部２０２側に寄り、回転軸Ｘは第２回転板２２５の中心から頂部２０４（図示せず）側にずれている。したがって、回転軸Ｘから第１当接面２２７までの距離ｔ_１と回転軸Ｘから第２当接面２２８までの距離ｔ_２とは同一でなく、ｔ_１＞ｔ_２である。

回転軸Ｘを有する回転棒２２３は、ある規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、その燃料集合体の段差面Ｌ_１から回転軸Ｘまでの軸線Ｏ方向の距離がｔ_１であり、かつ、他の規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、その燃料集合体の段差面Ｌ２から回転軸Ｘまでの軸線Ｏ方向の距離がｔ_２である位置に設けられている。

この第２の実施態様の固定板２０５における当接面の位置は、次のようにして変位させることができる。ある規格に従って形成された燃料集合体を収容する場合には、例えば、図４及び図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１当接面２２７が底部２０２に向かって軸線Ｏに直交するように、固定板２０５を配置する。回転軸Ｘは段差面Ｌ_１から距離ｔ_１の位置に配置されており、回転軸Ｘと第１当接面２２７との距離はｔ_１であるので、第１当接面２２７と段差面Ｌ_１とが当接する。このとき、固定板２０５が回転軸Ｘを中心にして回転しないように、固定手段２３２で固定しておくのがよい。

他の規格に従って形成された燃料集合体を収容する場合には、固定手段２３２を外し、固定板２０５を回転可能にした後に、固定板２０５を回転軸Ｘを中心にして１８０°回転させる。図６（ｂ）及び図７は、図４及び図５に示す固定板２０５を１８０°回転した後の状態を示す。図６（ａ）は、図４に示す、燃料集合体及び燃料ホルダの下部タイプレート付近を拡大して示した要部一部断面概略図である。図６（ｂ）及び図７に示すように、固定板２０５は、第２当接面２２８が底部２０２に向かって軸線Ｏに直交するように、配置される。他の規格に従って形成された燃料集合体３１０が燃料ホルダ２０１の収容空間内に収容されると、図６（ａ）に示す燃料集合体２０１における段差面Ｌ_１の軸線Ｏ方向の位置に対して、図６（ｂ）に示すように、段差面Ｌ_２の軸線Ｏ方向の位置が、例えば頂部方向に数ｍｍ程度変位する。回転軸Ｘは段差面Ｌ_２から距離ｔ_２の位置に配置されており、回転軸Ｘと第２当接面２２８との距離はｔ_２であるので、第２当接面２２８と段差面Ｌ_２とが当接する。

このように、この実施態様の燃料ホルダ２０１によれば、固定板２０５を回転させることにより、当接面の軸線Ｏ方向の位置を変位させることができるので、２種類の異なる規格の燃料ホルダを、１種類の燃料ホルダ２０１で共用することができ、しかも燃料ホルダ２０１に軸線Ｏ方向の大きな加速力が生じた場合に、燃料集合体２１０が燃料ホルダ２０１の内部で移動するのを防止することができる。

なお、この実施態様の固定板２０５は、第１回転板２２１と第２回転板２２５とにより段部付の板を形成しているが、段差面に当接する当接面を有する限り、固定板の形状は特に限定されず、例えば、第２回転板２２５のみで形成されていてもよい。

また、この実施態様の固定手段２３２は、回転棒２２３の両側に設けられているが、燃料集合体２１０を燃料ホルダ２０１収容した後に固定板２０５が回転しない限り、その数及び手段に特に限定はなく、固定手段は１つであってもよいし、場合によっては特に設置する必要がないこともある。

この実施態様の燃料ホルダ２０１は、２種類の異なる規格の燃料ホルダを収容することができるが、３種類以上の異なる規格の燃料ホルダを収容することができるように設計することもできる。すなわち、第２の実施態様の固定板２０５は、相対向する２つの面に第１当接面２２７と第２当接面２２８とをそれぞれ有するので、固定板２０５を１８０°回転させることにより、いずれか一方の面が燃料集合体２１０の段差面Ｌ_１、Ｌ_２に当接するように設計されているが、例えば、図８に示すように、長方形板状の固定板３０５の４つの側面が当接面３２７，３２８，３２９，３３０となるように設計されてもよい。

図８に示す第３の実施態様の燃料ホルダ３０１は、４つの当接面３２７，３２８，３２９，３３０を有する点以外は、第２の実施態様の固定板２０５と同様の構成をしている。
固定板３０５の回転軸Ｘ_２は、長方形板状の第２回転板３２５の中心すなわち第２回転板３２５における２つの対角線の交点に一致せず、長方形板状の第２回転板３２５の中心から、図８における左右方向及び上下方向にずれている。例えば、回転軸Ｘ_２から第１当接面３２７までの距離をｔ_１、回転軸Ｘ２から第２当接面３２８までの距離をｔ_２、回転軸Ｘ３から第３当接面３２９までの距離をｔ_３、回転軸Ｘ_４から第４当接面３３０までの距離をｔ_２とすると、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４はいずれも等しくなく、ｔ_３＞ｔ_４＞ｔ_１＞ｔ_２となっている。

また、回転軸Ｘ２を有する回転棒３２３は、ある規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、その燃料集合体の段差面Ｌ_１から回転軸Ｘ_２までの軸線Ｏ方向の距離がｔ_１であり、かつ、他の規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、その燃料集合体の段差面Ｌ_２から回転軸Ｘ_２までの軸線Ｏ方向の距離がｔ_２であり、かつ、さらに他の規格に従って形成された燃料集合体に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、その燃料集合体の段差面Ｌ_３から回転軸Ｘ_２までの軸線Ｏ方向の距離がｔ_３であり、かつ、さらにまた別の規格に従って形成された燃料集合体に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、その燃料集合体の段差面Ｌ_４から回転軸Ｘ_３までの軸線Ｏ方向の距離がｔ_４である位置に設けられている。

ある規格に従って形成された燃料集合体を収容する場合には、例えば、第１当接面３２７が底部３０２に向かって軸線Ｏに直交するように、配置する。このとき、燃料集合体の段差面Ｌ_１と固定板３０５における第１当接面３２７とが当接する。次に、他の規格に従って形成された燃料集合体を収容する場合には、例えば、第３当接面３２９が底部３０２に向かって軸線Ｏに直交するように、回転軸Ｘ_２を中心にして固定板３０５を９０°回転させて、配置する。このとき、燃料集合体の段差面Ｌ_３と固定板３０５における第３当接面３２９とが当接する。同様にして、固定板３０５を９０°ずつ回転させていくと、固定板３０５における当接面の軸線Ｏ方向の位置を合計で４か所の異なる位置に変位させることができる。

１，２０１，３０１ 燃料ホルダ
２，２０２，３０２ 底部
３，２０３ 収容殻
４，２０４，３０４ 頂部
５，２０５，３０５ 固定板（押え板又は受け板）
６ 上部タイプレート
７ 支持格子
８，２０８，３０８ 下部タイプレート
９，２０９，３０９ グリッド
１０，２１０，３１０ 燃料集合体
１１，２１１，３１１ 燃料棒
１２，２１２，３１２ 段差面
１３，２１３，３１３ 逆角錐部
１４，２１４，３１４ 側面
１５，２１５，３１５ 円筒部
１６，２１６，３１６ ノーズピース
１７，２１７，３１７ 突起部
１８，２１８，３１８ 側壁
１９，２１９，３１９ 内壁面
２０ 緩衝体
２１ 第１板
２２，２２２ 第１面
２３ ガイド部
２４，２２４ 第２面
２５ 第２板
２６，２２６ 押え面
２７ 当接面
３１ ガイド用穴
３２，２３２ 固定手段
３３ 押え板
３４ 受け板
２２１，３２１ 第１回転板
２２３，３２３ 回転棒
２２５，３２５ 第２回転板
２２７，３２７ 第１当接面
２２８，３２８ 第２当接面
３２９ 第３当接面
３３０ 第４当接面
２３１ 穴

Claims (6)

1. 略角筒状のグリッドの側面に形成された段差面を有する沸騰水型原子炉燃料体用下部タイプレートを備えた燃料集合体を収容可能な収容空間を形成するところの、互いに直交する４個の側壁を有する収容殻と、
   前記側壁における内壁面に設けられ、前記段差面に当接する当接面を有し、前記燃料集合体がその軸線方向に移動するのを防止する固定板と、を有し、
   前記固定板は、規格の異なる前記燃料集合体それぞれの前記段差面の位置に合わせて前記当接面の前記軸線方向の位置を変位可能であり、前記当接面が前記段差面に当接される位置で固定されることを特徴とする燃料ホルダ。
2. 前記固定板は、前記固定板の前記内壁面に当接する面から突出するガイド部を有し、固定手段により前記軸線方向の位置が固定できるように形成されて成り、
   前記側壁は、前記ガイド部を内挿し、前記ガイド部を前記軸線方向に移動可能な大きさを有するガイド用穴を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料ホルダ。
3. 前記固定板は、前記内壁面に直交する回転軸を中心に回転する回転板であり、
   前記回転軸は、前記収容空間内に、ある規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、ある規格に従って形成された燃料集合体における段差面Ｌ_１から前記回転軸までの前記軸線方向の距離がｔ_１であり、かつ、前記収容空間内に、他の規格に従って形成された燃料集合体を収容した場合に、他の規格に従って形成された燃料集合体における段差面Ｌ_２から前記回転軸までの前記軸線方向の距離がｔ_２である位置に設けられ、
   前記回転板は、前記回転軸からの距離がｔ_１であり、かつ、前記段差面Ｌ_１に当接可能に形成された第１当接面と、前記回転軸からの距離がｔ_２であり、かつ、前記段差面Ｌ_２に当接可能に形成された第２当接面とを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料ホルダ。
4. 前記固定板は、固定手段により前記軸線方向の位置が固定できるように形成されて成ることを特徴とする請求項３に記載の燃料ホルダ。
5. 前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料ホルダに前記燃料集合体を収容することを特徴とする燃料ホルダの使用方法。
6. 前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料ホルダに前記燃料集合体を収容して、輸送することを特徴とする燃料集合体の輸送方法。

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