JPH01162195A - 炉心構成要素用の輸送コンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に原子炉に関し、特に、原子炉の炉心構成
要素、例えば制御棒クラスタアセンブリやバーナプルポ
イズンクラスタアセンブリ等を運搬するための輸送コン
テナに関するものである。

先ｊ」１術ｎ朋− 典型的な原子炉において、炉心は多数の細長い燃料集合
体を備えており、各燃料集合体は上部及び下部ノズルか
ら構成され、また、両ノズルの間で縦方向に延びると共
に互いに横方向に離隔された複数の細長い案内シンプル
と、該案内シンプルに沿って軸方向に互いに離隔された
複数の横向きの支持格子とを有している。また、各燃料
集合体は複数の細長い燃料要素、即ち燃料棒から成り、
これらの燃料棒は、相互に及び案内シンプルから横方向
に隔てられて上部ノズルと下部ノズルとの間で支持格子
により支持されている。これらの燃料棒は、それぞれ、
核分裂性物質を収容しており、高核分裂率を維持し、も
って熱の形で多量のエネルギの放出を維持するのに十分
な中性子束を炉心内に生じさせるように、組織化された
成る配列に群別されている。炉心に発生される熱の幾ら
かを抜き出して有用な仕事を行わせるために、液状の冷
却材が炉心を通って上方に圧送される。

炉心内の熱発生率は核分裂率と比例し、核分裂率は更に
炉心内の中性子束により決定されるので、原子炉始動時
、運転中、停止時における熱発生の制御は中性子束を変
えることにより達成される。

これは、−ｍに、中性子吸収材を含む制御棒クラスタア
センブリ　（以下、ｒ制御アセンブリ」と称する）の制
御棒を用いて過剰中性子を吸収することにより行われる
。また、案内シンプルは燃料気合体の構成要素である他
に、炉心内に中性子吸収制御棒の挿入を可能とする経路
も提供する。中性子束のレベル、即ち炉心の熱出力は、
通常、案内シンプルに対して制御棒を抜き差しすること
により調整される。

また、中性子束が炉心の寿命の終わりまで減損された時
に、長期間に亘り炉心の運転を継続するのに十分な反応
度が残っているよう、始動時に炉心内に過剰な量の中性
子束を設定することが従来の慣行である。この慣行の観
点から、成る原子炉の場合には、パーナブルポイズンク
ラスタアセンブリ　（以下、「ポイズンアセンブリＪと
称する）の可燃性吸収棒若しくはポイズン棒が幾つかの
燃料気合体の案内シンプル内に挿入され、他の燃料集合
体における案内シンプル内の制御棒を補助して寿命全体
に亘り炉心の中性子束若しくは反応度を比較的に一定に
維持するようになっている。可燃性吸収棒は、制御棒と
同様に中性子吸収材を含んでいる。可燃性吸収棒が制御
棒と異なる点は、可燃性吸収棒が炉心内での使用期間中
、案内シンプル内で固定位置に保持される点である。

前述の制御アセンブリ及びポイズンアセンブリのような
炉心構成要素を製造場所から原子炉の敷地まで移送する
ことは、勿論必要である。従来長い間、炉心構成要素は
木製のコンテナで運ばれていた。木製コンテナは典型的
には内箱と外箱とを備えている。このようなコンテナの
使用に係る近年の問題点は、炉心構成要素がおが屑及び
水分とゝ　　　　　共に原子炉の敷地に到着するという
点である。また、組立体の棒類は合板のスペーサにより
支持されているので、コンテナ内での構成要素の長期間
の貯蔵は、合板の粘着物質から解は出るハロゲンや他の
要素で汚染される可能性があるので、推奨できない。

従って、原子炉の炉心構成要素を運ぶための輸送コンテ
ナの構成について他の手段が必要とされている。放射性
物質の輸送及び貯蔵のためのコンテナの構成については
従来から色々と案出されている。かかる従来のコンテナ
の代表的なものは、米国特許第３，７５４，１４１号、
同第３，８２８，１９７号、同第３．９３５，４６７号
、　同第３，９７１，９５５号、同第４，１９０，１６
０号、同第４．２１８．６２２号、同第４，６２５，１
２２号、同第４．６２７，９５８号、独国特許第３，１
３１．１２６号、仏国第２．４８８，９７９号及び日本
国特許第２３９．３フッ号の各明細書に開示されている
。しかしながら、これらの従来構成はいずれも、原子炉
の炉心構成要素の輸送若しくは運搬に適用可能な適当な
他の手段は提供していない。

ａｌ」 本発明は前述の必要性を満足するよう設計された炉心構
成要素用輸送コンテナを提供する０本発明の輸送コンテ
ナは全体の形状が円筒形であり、合成樹脂材料から作ら
れ、炉心構成要素の輸送負荷及び取扱い負荷を最小限と
するように設計されている。また、このコンテナは気密
状態に封止することができ、木製コンテナよりも相当に
安価で内部汚染が少ない。

従って、本発明は、共通取付°構造体と、該共通取付構
造体により支持されそこから共通の方向に延びる複数の
互いに隔てられた細長い部材とを有する炉心構成アセン
ブリを収容し支持するのに用いられる輸送コンテナに向
けられている。この輸送コンテナは、（ａ）閉鎖底部及
び開放頂部を有し且つ炉心構成アセンブリの細長い部材
を受け入れるようになっている合成樹脂材料から成る剛
性で円筒形の本体と、（ｂ）前記本体内に挿入され、前
記輸送コンテナの移送中に炉心構成アセンブリの細長い
部材を受け入れて安定化させるための複数の合成樹脂材
料製の細長い管と、（Ｃ）前記本体内に横向きに固定さ
れると共に該本体に沿って軸線方向に互いに離隔されて
配置されている複数の発泡合成樹脂材料製の剛性で平ら
な円筒形スペーサ板であって、前記管を受け入れ前記本
体内に互いに対して横方向に並列離隔間係に配置し且つ
前記本体の前記閉鎖底部と前記開放頂部との間で延設す
るよう複数の開口がそれぞれ穿設されていると共に、前
記炉心構成要素の部材を前記管内に収容した場合に該部
材を横方向に離隔し支持するようになっている前記スペ
ーサ板と、（ｄ）相対する側に閉鎖頂部及び開放底部を
有し、該開放底部が前記本体の前記開放頂部上に取り付
けられる合成樹脂材料がら成る剛性で円筒形の蓋であっ
て、前記本体に取り付けられた場合に前記炉心構成アセ
ンブリの共通取付構造体を受け入れるよう、中空となっ
ている前記蓋と、（ｅ）前記本体に対して前記蓋を掛止
及び離脱できるように作動する、前記蓋及び前記本体に
設けられた固定手段と、（ｆ）前記蓋の開放底部と前記
本体の開放頂部との間に配置され、前記固定手段の作動
により前記蓋を前記本体に掛止した際に該本体と蓋との
間に気密シールを提供するようになっている封止要素と
、を備えている。

更に詳細には、本体、蓋及び管の合成樹脂材料はポリエ
チレンである。更に、本体は、その開放頂部の回りに取
着された環状リムと、該リムの内側であって、本体の開
放頂部を画定する縁部の上方に配置された合成樹脂材料
製の剛性で平らな支持板とを備えている。支持板は、ス
ペーサ板の開口と一致する複数の開口を有し、共通取付
構造体が蓋内に収容された場合に該構造体を支持する。

スペーサ板の１つはリムの内側であって、支持板と本体
縁部との間に配置される。また、封止要素はリムの上縁
部に配置される環状ガスケットである。

更にまた、蓋には、炉心構成アセンブリの共通取付構造
体を支持するための発泡合成樹脂材料から成る構造体が
内設されている。また、固定手段は複数のオーバーセン
タリングロック機構を備えている。更に、輸送コンテナ
は、外部持上＋−ｙ　ａ　ｔｉと連結するために、本体
及び蓋の少なくとも一方に配置された取着手段を備え、
該コンテナの移送を容易化している。

本発明の上記利点や効果及びその他の利点や効果は、本
発明の一実施例を示している図面に沿っての以下の詳細
な説明を読むことによって、当業者にとって明らかとな
るであろう。

日の−−＃ 以下の説明において、同一の参照符号は、全図面を通し
て同一または相当部分を示している。また、以下の説明
において、「前方」、「後方」、「左方」、「右方」、
「上方」、「下方」等の語は便宜上の言葉であり、限定
的な語として理解されるべきものではない。

の　　　　　　ム 図面、特に第１図を参照すると、従来の燃料集合体が、
正面図で、垂直方向に短縮した形で符号２０により総括
的に示されている。この燃料集合体２０は加圧水型原子
炉（Ｐ　Ｗ　Ｒ）に用いられる型式であり、基本的に、
原子炉（図示しない）の炉心領域における下部炉心板（
図示しない）上に燃料集合体２０を支持するための下端
構造、即ち下部ノズル２２と、この下部ノズル２２から
上方に向がって突き出して長手方向に延びる複数の案内
管、即ち案内シンプル２４とを備えている。更に、この
燃料集合体２０は、案内シンプル２４に沿って軸線方向
に互いに隔てられた複数の横向きの支持格子２６と、該
支持格子２６によって互いに横方向に隔てられ且つ支持
された細長い燃料棒２８の組織化された配列とを備えて
いる。また、燃料集合体２０は、その中心部に配置され
ている計装管３０と、案内シンプル２４の上端に取り付
けられる上端構造、即ち上部ノズル３２とを備えている
。燃料集合体２０は、各部材のこのような配列によって
、構成部材を損傷させることなく普通に取り扱うことの
できる一体ユニットを形成している。

上述したように、燃料集合体２０において前記配列の燃
料棒２８は、燃料集合体２０の長手方向に沿って隔てら
れた支持格子２６によって相互に離間された関係に保持
されている。各燃料棒２８は核燃料ベレット３４を具備
しており、燃料棒２８の両端は、該燃料棒１８を気密に
封止するように、上部端栓３６と下部端栓３８により閉
じられている。一般に、燃料棒２８内に燃料ベレット３
４を隙間なく、積重体の関係で保持するために、プレナ
ムばね４０が上部端栓３６と燃料ペレット３４との間に
配置されている。核分裂性物質から構成された燃料ペレ
ット３４はＰＷＲの反応出力の発生を担っている。Ｆ心
で発生される熱を抜き出して有用な仕事を行わせるため
に、水またはホウ素含有水のような液状の減速・冷却材
が炉心の燃料集合体を通って上方に圧送される。

の　　・ポ　ズン　センダ１ 次に、第１図と共に、第２図及び第３図について説明す
る。ｐｗＲにおいては、原子炉の始動時、運転中及び停
止時での熱発生を制御することが望まれている。この熱
発生制御は炉心内の中性子束を変化させることにより行
われ、この中性子束の変化は、制御アセンブリ４２を用
いて過剰中性子を吸収することにより達成される。制御
アセンブリ４２は米国特許第４，３２６，９１９号明細
書に開示されているが、本願では、燃料集合体２０に取
り付けられた状態が第１図に示されており、燃料集合体
２０から分離した状態が第２図に示されている。

より詳細には、制御アセンブリ４２は成る配列の制御棒
４４を具備し、これらの制御棒４４は、案内シンプル２
４のパターンに一致したパターンで配列され、且つスパ
イダサブアセンブリ４８のアーム若しくはフルーグ４Ｂ
によりその上端のみで支持されている。制御棒４４はそ
れぞれ中性子吸収材を含み、スパイダサブアセンブリ４
８から下方に互いにほぼ平行に延びている。スパイダサ
ブアセンブリ４８は更に制御棒駆動機構（図示しない）
に連結され、炉心出力を調整するために、燃料集合体２
０の中空の案内シンプル２４に対して制御棒４４を垂直
方向に抜差しさせるよう周知の態様（ステッピング作動
と呼ばれている）で作動される。

ここで、第４図及び第５図を参照する。ＰＷＲの運転に
おいては、ウラン燃料をより有効に利用し、それによっ
て燃料コストを低減するために、炉心の寿命をできるだ
け長く延ばすことが望まれている。この目的を達成する
ために、炉心内に最初に過剰の反応度を与え、同時にそ
の寿命全体に亘り反応度を比較的に一定に維持するため
の手段を提供することが一般的な慣行である。前記手段
は一般にポイズンアセンブリ５Ｇの形をとり、これは、
抑えサブアセンブリ５４により支持された長さが短縮さ
れた複数の可燃性吸収棒５２を備えている。

並列離隔関係に吸収棒５２を支持する抑えサブアセンブ
リ５４は、穿孔された下部支持板５６を有しており、こ
の支持板５６は上部ノズル３２のアダプタ板５８に載置
される。抑えサブアセンブリ５４はまた、支持板５６の
中央開口６２に下端が取り付けられそこから上方に延び
ているスリーブ６０と、上部抑え板６４とを備えている
。従って、上部抑え板６４を介して作用する上部炉心板
（図示しない）により圧縮されるコイルばね６６により
、支持板４２は上部ノズル３２のアダプタ板５８に対し
て押し付けられる。このような構成によって、燃料集合
体２０の案内シンプル２４のパターンと一致するパター
ンで支持板５６に取り付けられ且つ案内シンプル２４内
に挿入される吸収棒５２が上方に向かう冷却材の流体力
により燃料集合体２０から押し出されるということはな
い。

Ｉ゛１　　　　　　の　゛コンーナ 第６図〜第１３図を参照すると、本発明の輸送コンテナ
（以下、単に「コンテナ」とも称する）が符号６８で総
括的に示されている。コンテナ６８は、制御アセンブリ
４２又はポイズンアセンブリ５０のような炉心構成要素
を製造工場から原子炉の敷地へ容易に移送するために収
容し支持する場合に用いるのに特に適している。−例と
して、第１３図には、制御アセンブリ４２がコンテナ６
８内で支持されている状態が想像線で示されている。以
下、コンテナ６８の構成が制御アセンブリ４２との使用
に関連して述べられているが、ポイズンアセンブリ５０
に関しても同様に有効であることを理解されたい。

構成に関して述べるならば、輸送コンテナ６８は、剛性
の円筒形本体７０と、剛性の円筒形端部キャップ若しく
は蓋７２と、複数の細長い管７４と、複数の剛性で平ら
な円筒形スペーサ板７６の形態をとるスペーサ手段と、
複数のオーバーセンタリングロック機構７８の形態の固
定手段と、環状のガスケット８０の形態の封止手段と、
アイリング８２の形態の取着手段とを備えている。アイ
リング８２は！！７２に固着され、コンテナ６８を容易
に持ち上げるために外部機構（図示しない）と連結でき
るようになっている。

より詳細には、円筒形の本体７０は、ポリエチレンのよ
うな適当な合成樹脂材料から構成されるのが好適である
０本体７０は、平らな閉鎖底部８６を画成する下端キャ
ップ８６を、本体７０の開放頂部９２を画成する上縁部
９０を有する継ぎ目のない直立の側壁８８の下端に固着
することにより形成されている。

また、環状のリム９４が本体７０の開放頂部９２の回り
に取着され、前記上様部９０の上方に延びている。

好適には、環状ガスケット８０はリム９４の上縁部９６
に配置される０本体７０は、第１３図に示されるように
、制御アセンブリ４２の細長い制御棒４４を受け入れる
のに十分な長さと径を有している。

コンテナ６８の蓋フ２は、ポリエチレンのような適当な
合成樹脂材料から作られるのが好適である。

Ｍ７２は、閉鎖頂部１０２と開放底部１０４を画成する
ように上端壁９８を継ぎ目のない外部側壁１００に一体
的に結合することにより形成されている。蓋７２はその
外部側壁１００の下縁部１０６で本体７ｏのリム９４の
上縁部９８上に取付可能となっている。実際には、環状
ガスケット８０が側壁８８の上縁部９６と側壁１００の
下縁部１０６との間に配置される。また、蓋７２は外部
側壁１００の内部に固定された継ぎ目のない内部側壁１
０８を有し、その下縁部１１０は外部側壁１００の下縁
部１０６よりも下方に延びている。蓋７２が本体フ０に
取り付けられた場合、蓋７２の内部側壁１０８の下縁部
１０６は木板７０の側壁８８の上縁部９８及び、該上縁
部９８上に載置された環状ガスケット８０よりも下方に
延びている。

更に、蓋７２は好適にはエタフォーム（ｅｔｈａｆｏｒ
ｍ）のような適当な発泡合成樹脂材料から作られた円筒
形スラブ１１２の形の構造体を備え、このスラブ１１２
は蓋７２内の内部側壁１０Ｂの上端部分に固定されてい
る。蓋７２は中央凹部１１４を有し、註凹部１１４は、
制御アセンブリ４２が本体７０に取り付けられた場合に
、そのスパイダサブアセンブリ４８の上端を受け入れ支
持するように画成されている。必要ならば、スラブ１１
２はスパイダサブアセンブリ４８（ＲＣＣハブ）及びバ
ーナプルポイズン抑え板６４の両者に適合可能としても
良い。

コンテナ６８の細長い管７４もまたポリエチレン合成樹
脂材料から作られると良い、制御アセンブリ４２の細長
い制御棒４４を受け入れると共に、コンテナ６８の移送
中に制御棒４４を安定化させるよう、これらの管７４は
本体７０内に配置されている。各管７４は本体７０の側
壁８８の長さよりもやや短い、管フ４は、好適には発泡
合成樹脂材料から作られた複数の円筒形スペーサ板７６
によって、互いに所望の並列離隔関係に保持されている
。スペーサ板７６は、本体フ０の側壁８８の内部に取着
された場合、本体フ０内で横方向に動かないように配置
され、本体７０に沿って軸線方向に互いに間隔が置かれ
ている。各スペーサ板７６には、制御棒４４の配列のパ
ターンと一致するパターンで画成された複数の開口１１
６が穿設されている。従って、スペーサ板７６の開口１
１６に摺動可能に挿入されて取り付けられた管７４は、
制御棒４４の配列のパターンと一致する所望の横向き並
列離隔関係で保持される。このように、スペーサ板７６
は管７４を側方から支持し、よって制御アセンブリ４２
が本体７０内に取り付けられた際に制御アセンブリ４２
の制御棒４４を側方から支持するよう機能する。

各オーバーセンタリングロック機構７８は、本体のリム
９６上の部片１２０に枢動可能に取り付けられた作動ハ
ンドル１１８を有している。また、リング要＄１２２が
このハンドル１１８に枢動可能に結合されている０本体
７０上の部片１２０と整列して蓋７２の側壁１００の下
縁部１０６に設けられた他の部片１２４は、その上端に
形成された凹状切欠き１２６を有している０本体フ０に
蓋フ２を据え付けた後、本体フＯに蓋７２を掛止するた
めに、まず、各リング要素１２２の上端が切欠き１２６
の上方に配置されるよう、該リング要素１２２を上方に
枢動する０次いで、作動ハンドル１１８をオーバーセン
タを越えて下方に倒し、蓋７２の側壁１００の外面に接
触させて第６図に示される位置とすると、リング要素１
２２の上端は切欠き１２６内に捕捉される。また、ハン
ドル１１８を逆方向に回動させることにより、各リング
要素１２２は切欠き１２６から解除され、それによって
蓋７２は本体フ０から非掛止状態とされる。

コンテナ６８内で制御アセンブリ４２のスパイダサブア
センブリ（共通取付構造体）４８を支持するために、ポ
リエチレン合成樹脂材料から成る剛性の円筒形の平坦な
支持板１２８が、本体７０のリム９４内であって本体側
壁８８の上縁部９０の上方に配置されている。この支持
板１２８は、スペーサ板７６を貫通する開口１１６と一
致するパターンで複数の穴１３０を有している。直径が
他のスペーサ板よりも瓜かに大きい１つのスペーサ板７
６が、リム９４の内側で、支持板１２８及び本体側壁８
８の上縁部９０の上に接して配置されている。また、支
持板′１２８及び最上部のスペーサ板７Ｂには比較的に
大きな直径の中央開口１３２が穿設されており、そこか
ら短い通路１３４が径方向に延びている。開口１３２と
通路１３４とはそれぞれ、制御アセンブリ４２の中央支
柱１３６とフルーグ４６の下縁部を着座させる。

尚、窒素のような乾燥ガスでコンテナ６８を浄化し満た
すのを容易にするために、コンテナ６８の上端部と底端
部とにそれぞれ、充填パルプと排出バルブを配設しても
良い。

本発明及びこれに付随する多くの利点は、上の説明から
理解されるであろう、また、本発明の精神および範囲を
逸脱することなく、或はその実質的な利点を犠牲にする
ことなく形態、構成及び配列に関し、種々の変更が可能
であることは明らかであり、よって、以上に述べられた
形態は単に本発明の好適な実施例に過ぎない。

【図面の簡単な説明】

第１図は明瞭化のために一部を切り欠いて垂直方向に短
縮して示した従来一般の燃料集合体の一部断両立面図、
第２図は第１図の燃料集合体から取り外された従来一般
の制御アセンブリの立面図であって、制御棒を垂直方向
に短縮して示す図、第３図は第２図の３−３線に沿って
見た制御アセンブリの平面図、第４図は第１図の燃料集
合体に挿入可能な従来のポイズンアセンブリの立面図で
あって可燃性吸収棒を垂直方向に短縮して示す図、第５
図は第４図の５−５線に沿って見たポイズンアセンブリ
の平面図、第６図は第２図〜第５図に示される制御アセ
ンブリ及びポイズンアセンブリのような炉心構成要素の
ための本発明に従った輸送コンテナの立面図で５って、
垂直方向に短縮して示す図、第７図は第６図の７−７線
に沿って見た輸送コンテナの平面図、第８図は第６図の
輸送コンテナの拡大分解縦断面図、第９図は第８図の９
−９線に沿っての輸送コンテナの本体の拡大断面図、第
１０図は第８図の１０−１０線に沿っての輸送コンテナ
の本体の拡大断面図、第１１図は第８図の１１−１１線
に沿って見た輸送コンテナの本体の拡大平面図、第１２
図は第８図の１２−１２線に沿っての輸送コンテナの蓋
の拡大断面図、第１３図は第６図の輸送コンテナの拡大
縦断面図であって、内部に配置された制御アセンブリを
想像線で示す図である。 図中、 ２０・・・燃料集合体 ４２・・・制御アセンブリ（炉心構成要素）４４・・・
制御棒 ４８・・・スパイダサブアセンブリ（共通取付構造体）
５０・・・ポイズンアセンブリ（炉心構成要素）５２・
・・可燃性吸収棒 ５４・・・抑えサブアセンブリ（共通取付構造体）６８
・・・輸送コンテナ　　７０・・・本体７２・・・蓋　
　　　　　７４・・・管７６・・・スペーサ板（スペー
サ手段）７８・・・オーバーセンタリングロック機構（
固定手段） ８０・・・ガスケット　　　８２・・・アイリングＦＩ
Ｇ、　９ １Ａ４ ＋３４ ＦＩＧ、　ＩＱ ＦＩＧ、　１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原子炉の炉心構成要素を輸送するための輸送コンテナで
   あつて、 （ａ）相対する側に閉鎖端部及び開放端部を有し且つ炉
   心構成要素を受け入れるようになつている剛性で管状の
   本体と、 （ｂ）前記本体内に挿入され、前記輸送コンテナの移送
   中に炉心構成要素の部材を受け入れて安定化させるため
   の複数の細長い管と、 （ｃ）前記管を受け入れ前記本体内に互いに対して並列
   離隔関係に配置し且つ前記本体の前記閉鎖端部と前記開
   放端部との間で延設するよう複数の開口が穿設されてい
   ると共に前記本体内に横方向に配置されるスペーサ手段
   であつて、前記炉心構成要素の部材を前記管内に収容し
   た場合に該部材を横方向に離隔し支持するようになって
   いる前記スペーサ手段と、 （ｄ）相対する側に閉鎖端部及び開放端部を有し、該開
   放端部が前記本体の前記開放端部上に取り付けられる剛
   性で管状の蓋であって、前記本体に取り付けられた場合
   に前記炉心構成要素の共通取付構造体を受け入れるよう
   、中空となっている前記蓋と、 （ｅ）前記本体に対して前記蓋を掛止及び離脱できるよ
   うに作動する、前記蓋及び前記本体に設けられた固定手
   段と、 を備える炉心構成要素用の輸送コンテナ。