JP6442762B2 - 燃料ホルダ - Google Patents

Description

本発明は原子炉用の燃料体を輸送する際に用いられる燃料ホルダに関する。

一般に原子炉用の燃料体を輸送する場合には燃料輸送容器が用いられる。燃料輸送容器６０は、図７、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、仕切壁５２で区画された矩形状の複数のバスケット孔５１を備え、燃料体を内部に収容する角筒状の燃料ホルダ１０がバスケット孔５１に装荷される。燃料体は燃料ホルダ１０によって保護された状態で燃料輸送容器６０に装荷されて輸送に供される。

一つの燃料ホルダ１０には一つの燃料体が収納され、燃料ホルダ１０を燃料輸送容器６０のバスケット孔５１に装荷する際は、燃料輸送容器６０を直立状態にして、上部から装荷される。燃料ホルダ１０の装荷作業が完了した後は、燃料輸送容器６０は横倒しされ、略水平状態で大型車両等に搭載され輸送される。

そのため、直立状態の燃料輸送容器６０のバスケット孔５１へ燃料ホルダ１０を装荷する際には、燃料ホルダ１０が輸送時に底面側となる方向に位置するように、燃料ホルダ１０を予めバスケット孔５１内で片寄せしておく必要がある。

このような片寄せ手段として、燃料ホルダ１０を矩形状のバスケット孔５１の１角に片寄せするために、バスケット孔５１下部の隣接する２辺に下部テーパガイド部５５と下部平行ガイド部５６からなる下部ガイド５４を設けるとともに、対応する燃料ホルダ１０の側板４の上部にはバスケット孔５１の内面に当接する上部テーパガイド部４６と上部平行ガイド部４７からなる上部ガイド４５を設け、燃料ホルダ１０を直立した燃料輸送容器６０のバスケット孔５１内に収納させる過程で、燃料ホルダ１０を輸送時に底面側となる方向へ片寄せする手段が提案されている（特許文献１）。

特許第３０８０８９５号公報

上述した従来の片寄せ手段では、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１に装荷する過程で、上部ガイド部４５と下部ガイド５４により、燃料ホルダ１０はバスケット孔５１の一角に、すなわちバスケット孔５１の隣接する２つの仕切板の内壁面に押し付けるように挿入されることで、所望の方向に片寄せされる。

しかしながら、燃料ホルダ１０の外幅寸法及びバスケット孔５１の内幅寸法は製造誤差等によって、軸方向に沿っての曲りや捻れ等による変形が生じ、燃料ホルダ１０がバスケット孔５１の内壁面と接触する際に、局所的に内壁面への押付圧が高くなり、摩擦抵抗が大きくなることで、燃料ホルダ１０の外表面又はバスケット孔５１の内壁面に接触痕あるいは接触による損耗が生じる可能性がある。

ところで、燃料ホルダ１０及び燃料輸送容器６０は複数の燃料体の輸送に繰り返し使用されることから、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１へ装荷する際又は取り出す際に、燃料ホルダ１０の外表面又はバスケット孔５１の内壁面に接触痕が繰り返し生じたり、毎回同じ場所で接触が生じて部材が損耗する可能性がある。そのため、燃料ホルダ１０又はバスケット孔５１を随時検査して接触痕及び損耗の状態を確認し、必要に応じて補修する必要がある。

そのため現場では、損傷確認検査を輸送毎に実施し、検査結果によっては補修を行う必要があるが、この検査作業や補修作業に多大な労力と時間及び費用を要するという課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１に装荷又は取り出す際に、燃料ホルダ１０及び／又はバスケット孔５１の損傷を抑制することができる燃料ホルダ１０を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る燃料ホルダは、原子炉用の燃料体を内部に収納し、燃料輸送容器のバスケット孔に装荷される角筒状の燃料ホルダにおいて、隣接するバスケット孔の内壁面に設けられた下部ガイドと対向する燃料ホルダの隣接する側板の上部及び下部に、当該燃料ホルダをバスケット孔の内壁面に押し付ける上部ガイド及び下部ローラガイドを設け、円筒状のローラと、前記ローラを回転可能に軸支するケースと、前記ローラの一部が前記バスケット孔の内壁面側に突出する開口を有するケース蓋と、前記ケースを弾性的に支持するスプリングと、からなる摺動構造体を、前記上部ガイド及び下部ローラガイドが設けられた前記隣接する側板に対向する他の隣接する側板の長手方向に複数設けたことを特徴とする。

本発明によれば、燃料ホルダの側板に摺動構造体を設けたことで、燃料ホルダをバスケット孔の一角に片寄せしながら装荷する際及びバスケット孔から取り出す際に、燃料ホルダ又はバスケット孔に摩擦や接触による損傷が発生するのを抑制することができる。これにより、検査作業又はメンテ作業の軽減化を図り、輸送効率を向上させることが可能となる。

バスケット孔に装荷された本発明の実施形態に係る燃料ホルダの模式図。 （ａ）は本発明の実施形態に係る燃料ホルダの概観図、（ｂ）はその一部拡大図。 （ａ）は本発明の実施例１に係る摺動構造体の概観図、（ｂ）はその断面図。 （ａ）は本発明の実施例２に係る摺動構造体の概観図、（ｂ）はその断面図。 本発明の実施例３に係る摺動構造体の断面図。 本発明の実施例４に係る摺動構造体の断面図。 燃料輸送容器の要部拡大図。 （ａ）はバスケット孔に装荷された従来の燃料ホルダの模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図。

以下、本発明に係る燃料ホルダの実施形態について図面を参照して説明する。
［燃料ホルダの構成］
図１は、本実施形態に係る燃料ホルダ１０を燃料輸送容器６０のバスケット孔５１へ挿入した際の断面図で、図２（ａ）は本実施形態に係る燃料ホルダ１０の概観図、図２（ｂ）はその一部拡大図である。

本実施形態に係る燃料ホルダ１０は、図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、４つの側板４からなる断面が矩形状の角筒体と、燃料ホルダ１０の上部を開閉可能に閉止する上蓋１４と、各側板４に設けられた複数の放熱窓５と、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１の上部に係合締結するフランジ２と、側板４の軸方向に沿って設けられた複数の摺動構造体１と、側板４の上部に設けられた上部平行ガイド部４７及び上部テーパガイド部４６からなる上部ガイド４５と、側板４の下部に設けられバスケット孔５１の下部ガイド５４と回転接触する下部ローラガイド３と、から構成される。

また、バスケット孔５１を区画する４つの仕切壁５２のうち、隣接する２つの仕切壁５２の下部には、挿入される燃料ホルダ１０をバスケット孔５１の一角に片寄せするための下部テーパガイド部５５と下部平行ガイド部５６からなる下部ガイド５４が設けられている。

ここで、上部ガイド４５と下部ローラガイド３は、下部ガイド５４と同一側で、燃料ホルダ１０が隣接する２つの側板４の上部及び下部に設けられ、摺動構造体１は、上部ガイド４５と下部ローラガイド３が設けられた隣接する側板４と対向する他の２つの隣接する側板４に設けられる。

摺動構造体１は、側板４の長手方向に沿って複数設けられるが、その数は燃料ホルダ１０の寸法や摩擦係数等に応じて適宜増減可能である。また、摺動構造体１は、側板４の同一高さにおいてもそれぞれ複数設置することが望ましい。本実施形態では、摺動構造体１は同一高さで２つ設けられているが、これに限定されず、摺動構造体１を同一高さで３つ以上設けてもよく、又は摺動構造体１を１つのみとしてもよい。
さらに、摺動構造体１を側板４の上方及び下方にのみ設置し、中央部近傍を省略してもよい。

燃料ホルダ１０をバスケット孔５１に装過する際、側板４の上部および下部に設けられた上部ガイド４５及び下部ローラガイド３が、バスケット孔５１の内壁面又は下部ガイド５４と接触し、燃料ホルダ１０はバスケット孔５１の一角に押し付けられることで片寄せされるとともに、摺動構造体１がバスケット孔５１の内壁面に接触することで摩擦抵抗を低減した状態でバスケット孔５１内にスムースに挿入される。

［摺動構造体の構成及び作用］
（実施例１）
図３（ａ）、（ｂ）は実施例１に係る摺動構造体１の構成図である。

本実施例１に係る摺動構造体１は、軸６ａを有する円筒状のローラ６と、ローラ６を回転可能に軸支するケース７と、ローラ６の一部を突出させる開口を有するケース蓋１６とから構成され、側板４に設けられた開口に嵌合固定される。ローラ６の突出量は軸６ａの設置位置やケース蓋１６の開口面積を変更することで、適宜調節可能である。
ローラ６は金属製で、ローラ６が接触するバスケット孔５１の材質との摩擦抵抗が小さい材料を用いるのが好ましい。

本実施例１によれば、ローラ６は燃料ホルダ１０の挿入方向に回転性能を有するため、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１に装荷する際にバスケット孔５１の内壁面との摩擦抵抗が低減することで、接触痕あるいは接触による損耗を防止することができる。

（実施例２）
図４（ａ）、（ｂ）は実施例２に係る摺動構造体１の構成図である。
本実施例２に係る摺動構造体１は、球状のボール９と、ボール９を転動可能に保持するケース７と、ボール９の一部を突出させる開口を有するケース蓋１６、とから構成され、側板４に設けられた開口に嵌合固定される。ボール９の突出量はケース７の内部寸法やケース蓋１６の開口面積を変更することで、適宜調節可能である。

本実施例２によれば、ボール９は上下左右斜め方向のいずれにも回転性能を有するため、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１に装荷する際に、各方向においてバスケット孔５１の内壁面との摩擦抵抗が低減することで、接触痕あるいは接触による損耗を効果的に防止することができる。

（実施例３）
図５は実施例３に係る摺動構造体１の構成図である。
本実施例３に係る摺動構造体１は、実施例２の摺動構造体１において、ボール９を、多数の小径のベアリングボール１３で囲繞したボールベアリング構造としている。

本実施例３によれば、ボール９は、上下左右斜め方向のいずれにも回転性能を有し、かつ、ボールベアリング構造により摩擦抵抗も大幅に低減するため、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１に装荷する際に、接触痕あるいは接触による損耗をより効果的に防止することができる。
なお、このボールベアリング構造を実施例１のローラ６に適用してもよいことはもちろんである。

（実施例４）
図６は実施例４に係る摺動構造体１の構成図である。
本実施例４に係る摺動構造体１は、実施例３の摺動構造体１において、ケース７を弾性的に支持するスプリング等の弾性体１１を設けたプランジャ構造としている。

本実施例４において、バスケット孔５１の壁面から荷重を受けたボール９は、小径のベアリングボール１３及びケース７とともに、弾性体ケース１５内に配置された弾性体１１が撓むことによって燃料ホルダ１０の内面へ移動することで、過度な荷重が負荷された場合に摺動構造体１が破損することを防止できる。

また、弾性体１１は、輸送時に燃料ホルダ１０及び収納された燃料体の合計の重量が付加されたときに、摺動構造体１の突出部がケース１５内部に収納されるような弾性力とすることが望ましい。これにより、燃料ホルダ１０の外側面全体でバスケット孔５１の内壁面と接することができるため、燃料ホルダ１０を安定的に支持することができる。
なお、ケース７を弾性体１１によって弾性的に支持するプランジャ構造は、実施例４に限定されず、実施例１乃至３の摺動構造体１に適用してもよい。

本実施例４によれば、摺動構造体１をプランジャ構造としたことにより、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１に装荷する際及び燃料輸送容器６０の輸送時に、接触痕あるいは接触による損耗をより効果的に防止することができる。

また、上記実施例１〜実施例４において、潤滑剤を追加注入することなくローラ６及びボール９の回転性能を向上又は維持するために、ローラ６やボール９の表面又はローラ６とローラ軸６ａの接触面又はボール９とケース７の接触面を高硬度のメッキ処理を施したり、ローラ６と軸との間にオイルレスのブッシュやベアリング等を使用してもよい。その際、メッキ材はハードクロム等のバスケット孔５１を形成しているステンレス等の構造材より硬度のある材質が望ましい。

また、下部ローラガイド３は、ローラの代わりに図４に示すようなボールを用いてもよく、さらに、図５及び図６に示すようなベアリング構造又はプランジャ構造としてもよい。
また、バスケット孔５１の内壁面に接触する上部ガイド４５の上部平行ガイド４７に、スプリング等の弾性部材を設けてもよい。

［効果］
本実施形態によれば、燃料ホルダ１０の隣接する側板４に複数の摺動構造体１を設けたことで、燃料ホルダ１０をバスケット孔５１の一角に片寄せしながら装荷する際及びバスケット孔５１から取り出す際に、燃料ホルダ１０又はバスケット孔５１に摩擦や接触による損傷が発生するのを抑制することができる。
これにより、検査作業又はメンテ作業の軽減化を図り、輸送効率を向上させることが可能となる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…摺動構造体、２…フランジ、３…下部ローラガイド、４…側板、５…放熱窓、６…ローラ、７…ケース、８…燃料ホルダ外側面、９…ボール、１０…燃料ホルダ、１１…弾性体、１２…大ボール、１３…ベアリングボール、１４…上蓋、１５…ケース、１６…ケース蓋、４５…上部ガイド、４６…上部テーパガイド部、４７…上部平行ガイド部、５１…バスケット孔、５２…仕切壁、５４…下部ガイド、５５…下部テーパガイド部、５６…下部平行ガイド部、６０…燃料輸送容器。

Claims (4)

1. 原子炉用の燃料体を内部に収納し、燃料輸送容器のバスケット孔に装荷される角筒状の燃料ホルダにおいて、
   隣接するバスケット孔の内壁面に設けられた下部ガイドと対向する燃料ホルダの隣接する側板の上部及び下部に、当該燃料ホルダをバスケット孔の内壁面に押し付ける上部ガイド及び下部ローラガイドを設け、
   円筒状のローラと、前記ローラを回転可能に軸支するケースと、前記ローラの一部が前記バスケット孔の内壁面側に突出する開口を有するケース蓋と、前記ケースを弾性的に支持するスプリングと、からなる摺動構造体を、前記上部ガイド及び下部ローラガイドが設けられた前記隣接する側板に対向する他の隣接する側板の長手方向に複数設けたことを特徴とする燃料ホルダ。
2. 前記摺動構造体は、球状のボールと、前記ボールを転動可能に保持するケースと、前記ボールの一部が前記バスケット孔の内壁面側に突出する開口を有するケース蓋と、からなることを特徴とする請求項１記載の燃料ホルダ。
3. 前記ローラ及びボールを複数のベアリング球で囲繞したことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料ホルダ。
4. 前記燃料ホルダの隣接する側板において、前記摺動構造体を同一高さにおいて複数設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料ホルダ。

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