JPH0431790A - 原子燃料集合体輸送用保護治具 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子燃料集合体輸送用保護治具に係り、特に
耐熱性を有する原子燃料集合体輸送用保護治具に関する
。

（従来の技術） 第９図は燃料集合体の縦断側面図であり、多数本の燃料
棒１０が縦・横等間隔に配列されており、その上下複数
個所に第１０図に示すようなスペーサ１１が装着され、
そのスペーサ１１によって各燃料棒１０の間隔が保持さ
れている。上記スペーサ１１には燃料棒１０が挿通され
るセル１２内に少なくとも１個のスプリング要素１３が
設けられており、このスプリング要素１３によって燃料
棒１０がセル１２の内壁面に押圧固定されるようになっ
ている。

ところが、このような燃料集合体においては、その輸送
時においてトラック等の運搬装置の振動が燃料集合体に
達し、重力加速度Ｇ値の変動によっては燃料棒の振動に
より燃料棒表面とスプリング等セル内部材との間に微小
な摺動が発生し、燃料棒の表面にわずかながらも傷を付
ける可能性がある。特に、最近では、燃料棒に高耐蝕被
覆管が採用されており、このような傷が性能低下の要因
にもなる可能性がある。

そこで、従来燃料集合体の輸送に際しては、第１１図に
示すように、高さが燃料棒間隔よりわずかに大きい波形
の弾性を有するポリエチレン等のプラスチック板１４を
各燃料棒１０間に挿入し、プラスチック板１４の弾性力
によって燃料棒１０を押圧し、高いＧ値発生時において
も燃料棒１０をセル１２内に固定し、燃料棒が振動して
も、燃料棒表面とセル部材との間の摺動が起りにくいよ
うにし、傷の発生を防止するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、ＭＯｘ燃料等においては、Ｐｕ−２３８、Ａ
ｍ−２４１等の同位元素の崩壊熱によって、輸送中の燃
料集合体であっても燃料棒の表面温度が１００℃〜２０
０℃まで上昇し得ることがある。したがって、従来の熱
可塑性のプラスチック板からなる隔離板では、例えばポ
リエチレンの使用可能耐熱温度がせいぜい６０℃〜７０
℃であることから、その使用が不可能であることがある
。また、比較的弾性の高いプラスチック材料を用いても
高温度には耐えに＜＜、長時間の輸送中弾性を維持する
ことは困難である。さらに、ポリイミド系などの高耐熱
プラスチック材は硬度が高くなり、ゴム的弾性を有する
エラストマー的特性の材料を得ることも困難である。

本発明はこのような点に鑑み、燃料集合体が高温となる
ようなものにおいても、長時間の輸送時に十分使用する
ことができる原子燃料集合体輸送用保護治具を得ること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、多数本の燃料棒を縦横おおむね等間隔に支持
した原子燃料集合体の輸送時に、各燃料棒間に挿入し燃
料棒を支持拘束する原子燃料集合体輸送用保護治具にお
いて、金属薄板の両面に複数の耐熱性プラスチックのリ
ブを、互いに平行に且つ一方の面のリブの位置のほぼ中
間位置に他方の面のリブが存在するように表裏で互い違
いに固着するとともに、表裏のリブの表面間の寸法を燃
料棒間隔より大きくしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、射出成形によってリブを形成するとき
、金属薄板のリブ固着位置に形成された複数の穴を経て
リブ形成面の反対側に射出されたプラスチックによって
、上記リブが金属薄板に固着されていることを特徴とす
る。

本発明はさらに、金属薄板の両面に互いに平行な複数の
切り起し湾曲片を交互に突出形成させ、各切り起し湾曲
片の表面側にプラスチック層を形成したことを特徴とす
る。

また、本発明は、互いに平行な複数の切り起し湾曲片を
一面側に突出形成させた二枚の金属薄板を、上記切り起
し湾曲片が互いに反対側に向くように重合接着するとと
もに、各切り起し湾曲片の表面側にプラスチック層を形
成したことを特徴とする。

さらに本発明は、金属薄板におけるリブまたは切り起し
湾曲片の列と直交する端縁部が、枠体に組み込まれてい
ることを特徴とする。

また、金属薄板には複数個の放熱用開口が形成されてい
ることを特徴とする。

さらに、本発明は、金属薄板の代りに高耐熱プラスチッ
クフィルムを使用したことを特徴とする。

（作　用ン 金属薄板の両面にリブ等を設けた保護治具を各燃料棒間
に挿入すると、各リブ或いは切り起し湾曲片等が各燃料
棒に押圧され、各燃料棒の移動が確実に防止される。し
かもこの場合、金属薄板は燃料集合体により発生する熱
によってその弾性が阻害されるようなことがないので、
長時間の輸送に際しても上記リブを介する燃料棒への押
圧力は変らず、燃料棒を確実に保護することができる。

（実施例） 以下、第１図乃至第８図を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。

第１図は本発明の保護治具の一実施例を示す図であり、
この保護治具２ｏにおいては、板ばねとなる金属薄板２
１例えばインコネル板の両面に複数本のポリイミド製の
リブ２２ａ、２２ｂが互いに平行に接着されている。す
なわち、上記金属薄板２１の一面には所定間隔をもって
複数本のポリイミド製のリブ２２ａが互いに平行に接着
されており、さらにその金属薄板２１の他面側には、上
記リブ２２ａの位置のほぼ中間位置にリブ２２ｂが接着
され、各リブ２２ａ、２２ｂが金属薄板２１の表裏で互
い違いになるようにしである。

またこの場合、金属薄板２１の一面に接着されたリブ２
２ａの表面と他面に接着されたリブ２２ｂの表面間の寸
法ｔは、燃料集合体の各燃料棒列間の間隔より大きくな
るようにしである。

しかして、上記保護治具２０を燃料集合体に取り付ける
には、第２図に示すように、保護治具２０を燃料棒１０
の列間にリブ２２ａ、２２ｂと平行方向に差し込む。こ
の場合、表裏のリブを含む保護治具２０の厚さが燃料棒
の間隔より大きいため、リブ２２ａ、２２ｂの接着位置
でリブ２２ａ、２２ｂの裏側が凸状になるように金属薄
板２１が曲がり、板ばねとして作用して各リブ２２ａ、
２２ｂが各燃料棒１０に圧接される。

上記保護治具２０は、燃料棒に対する所定の押圧力が得
られるように、板の厚さ、リブ間隔、リブ高さを選択す
るとともに、燃料集合体にかかる振動の小さい周波数領
域に共振周波数があるようにそれらを選択することがで
きる。また、この実施例では、リブが耐熱性のプラスチ
ックであり、また金属製のインコネル板を基板としてい
るので、燃料棒が２００℃程度になっても材質が劣化せ
ず、自由状態の寸法も維持でき、このため長時間にわた
りばね特性を維持でき、燃料棒を所定の押圧力で押し付
け、燃料棒に加速度が加わっても燃料棒の振動を低減し
、燃料棒表面とスペーサセル部材間の擦れなどによる傷
を最大限防止することができる。しかも、従来のものの
ように波形板でないため、曲げ加工も不要で加工誤差も
発生せず、材質的にも安定したものとすることができる
。

上記実施例においては、インコネル板の如き金属薄板２
１にポリイミド製リブ２２ａ、２２ｂを接着したものを
示したが、第３図に示すように、金属薄板２１のリブ固
着位置に複数の小孔２３を穿設しておき、その位置に射
出成形でリブ２２ａ。

２２ｂを形成するようにしてもよい。

すなわち、第４図に示すように、上型２４ａの下面およ
び下型２４ｂの上面にリブ形成用の空洞２５および小リ
ブ形成用の空洞２６を交互に形成し、上型２４ａと下型
２４ｂ間に、上記小孔２３を設けた金属薄板２１をその
小孔２３が上記空洞２５と２６とを連通ずる位置にくる
ように挟持し、上記空洞２５にプラスチック材を射出成
形する。

すると、このプラスチック材の一部が小孔２３を経て小
リブ形成用の空洞２６内に流入し、その空洞２６内で高
さが小さなリブ２７が形成され、金属薄板２１上に射出
成形されたリブ２２ａ。

２２ｂが小さなリブ２７によって保持され、金属薄板２
１へのリブ２２ａ、２２ｂの固着を行なうことができる
。

しかして、この場合金属薄板２１へのリブを接着する必
要がなく、リブ成形と同時に金属薄板２１への固着を行
なうことができる。また、プラスチック製のリブを有す
る金属薄板２１は、金属薄板２１にリブ部を有するプラ
スチック板を両面からサンドイッチ状に接着させたもの
でもよい。

この場合、金属薄板２１とプラスチック板の接着面積が
大きくなり、接着力を強化することができる。

また、金属薄板２１としてはインコネル板にかぎらず、
ステンレス等錆びない材質で所定の板ばね定数が得られ
るものを使用することができ、またリブも所定の耐熱性
が得られるものであればポリイミド以外の材料を使用す
ることができる。

さらに、金属薄板２１には、第３図に示すように、リブ
が形成されていない部分に複数の放熱用開口２８を形成
してもよい。この場合この保護治具２０を燃料集合体に
装着したとき、燃料棒で発生される熱が上記放熱用開口
２８を経て放散され、燃料集合体の発熱を低くおさえる
ことができる。

第５図および第６図は本発明の他の実施例を示す図であ
り、金属薄板２１には、その金属薄板２１から打ち抜き
切り起こされ先端部が凸曲された互いに平行な複数本の
切り起し湾曲片３０ａ。

３０ｂが突出形成されている。その切り起し湾曲片３０
ａ、３０ｂはその１本おきの切り起し湾曲片３０ａが金
属薄板２１の表面側に突出され、それらの間の切り起し
湾曲片３０ｂが裏面側に突出されている。そして、上記
各切り起し湾曲片３０ａ、３０ｂの表面にはプラスチッ
ク層３１が層着されている。また、このプラスチック層
３１は金属薄板全面に設けてもよい。この場合にはプラ
スチック層を設けた後、打ち抜き成形によって加工する
ことができる。

また、上記実施例においては１枚の金属薄板２１の両側
に切り起し湾曲片を突出させたものを示したが、第７図
に示すように、−面側に互いに平行な複数本の切り起し
湾曲片３０ａ、３０ｂを突出形成させた２枚の金属薄板
２１を、互いに上記切り起し湾曲片３０ａ、３０ｂが互
いに反対側に突出するように重ね合せて接着し、各切り
起し湾曲片３０ａ、３０ｂの表面にプラスチック層３１
を設けてもよい。また、これについても金属薄板全面に
プラスチック層を設けたものでもよい。

しかして、この場合もこの保護治具を各燃料棒の列間に
挿入すると、各燃料棒が切り起し湾曲片の弾性によって
押圧され、各燃料棒の振動、摺動等が防止される。しか
も、この切り起し湾曲片は金属薄板によって形成されて
いるので、輸送時における燃料棒の発熱によってそのば
ね特性が損なわれるようなこともない。

第８図は本発明のさらに他の実施例を示す図であって、
燃料集合体にその一側方から嵌合装着し得るような断面
形状を有する枠体３３に、例えば第１図に示したような
保護治具における金属薄板２１のリブ２２ａ、２２ｂの
列と直交する端縁部が、燃料集合体の各燃料棒列と等間
隔に複数列にわたって係合組み込まれている。

しかして、この場合上記枠体３３をもって燃料集合体の
一側方からその燃料集合体に嵌合させると、各金属薄板
２１が各燃料棒間に同時に挿入係合される。したがって
、各燃料棒間にそれぞれ保護治具を挿入するものに比し
、その装着作業時間を大幅に短縮できる。

また、上記各実施例においては、金属薄板を使用したも
のを示したが、その金属薄板の代りに延伸加工等により
射出成形加工では得られない高い強度を有する高耐熱プ
ラスチックフィルムを使用することもできる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、発熱性のある燃料
棒を用いた燃料集合体に適用した場合にも、輸送時等に
おいてばね特性が変化することがなく、燃料棒の振動を
確実に低減させ、振動による燃料棒表面への傷の発生を
防止することができる。

図、第９図は燃料集合体の概略構成を示す側面図、第１
０図はスペーサの平面図、第１１図は従来の保護治具を
装着した燃料集合体の部分図である。

１０・・・燃料棒、１１・・・スペーサ、１２・・セル
、２０・・・保護治具、２１・・・金属薄板、２２ａ。

２２ｂ・・・リブ、２３・・・小孔、３０ａ、３０ｂ・
・・切り起し湾曲片、３１・・・プラスチック層、３３
・・・枠体。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数本の燃料棒を縦横おおむね等間隔に支持した原
   子燃料集合体の輸送時に、各燃料棒間に挿入し燃料棒を
   支持、拘束する原子燃料集合体輸送用保護治具において
   、金属薄板の両面に複数の耐熱性プラスチックのリブを
   、互いに平行に且つ一方の面のリブの位置のほぼ中間位
   置に他方の面のリブが存在するように表裏で互い違いに
   固着するとともに、表裏のリブの表面間の寸法を燃料棒
   間隔より大きくしたことを特徴とする、原子燃料集合体
   輸送用保護治具。 ２、金属薄板にはリブ固着位置に複数の穴が形成されて
   おり、射出成形によりリブを形成するとき、上記穴を経
   てリブ形成面の反対側に射出されたプラスチックによっ
   て、上記リブが金属薄板に固着されていることを特徴と
   する、請求項１記載の原子燃料集合体輸送用保護治具。 ３、多数本の燃料棒を縦横おおむね等間隔に支持した原
   子燃料集合体の輸送時に、各燃料棒間に挿入し燃料棒を
   支持、拘束する原子燃料集合体輸送用保護治具において
   、金属薄板の両面に互いに平行な複数の切り起し湾曲片
   を交互に突出形成させ、各切り起し湾曲片の表面側にプ
   ラスチック層を形成したことを特徴とする、原子燃料集
   合体輸送用保護治具。 ４、多数本の燃料棒を縦横おおむね等間隔に支持した原
   子燃料集合体の輸送時に、各燃料棒間に挿入した燃料棒
   を支持、拘束する原子燃料集合体輸送用保護治具におい
   て、互いに平行な複数の切り起し湾曲片を一面側に突出
   形成させた二枚の金属薄板を、上記切り起し湾曲片が互
   いに反対側に向くように重合接着するとともに、各切り
   起し湾曲片の表面側にプラスチック層を形成したことを
   特徴とする、原子燃料集合体輸送用保護治具。 ５、金属薄板におけるリブまたは切り起し湾曲片の列と
   直交する端縁部が、枠体に係合組み込まれていることを
   特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原
   子燃料集合体輸送用保護治具。 ６、金属薄板には複数個の放熱用開口が形成されている
   ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記
   載の原子燃料集合体輸送用保護治具。 ７、金属薄板の代りに高耐熱プラスチックフィルムを使
   用したことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１
   項に記載の原子燃料集合体輸送用保護治具。