JPH0731263B2 - 原子燃料集合体輸送用保護治具 - Google Patents

原子燃料集合体輸送用保護治具

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JPH0731263B2
JPH0731263B2 JP2138130A JP13813090A JPH0731263B2 JP H0731263 B2 JPH0731263 B2 JP H0731263B2 JP 2138130 A JP2138130 A JP 2138130A JP 13813090 A JP13813090 A JP 13813090A JP H0731263 B2 JPH0731263 B2 JP H0731263B2
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真司 荒井
英男 糸川
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日本ニユクリア・フユエル株式会社
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Fuel Cell (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

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,Am−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℃〜200℃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くく、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) 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して燃料棒への押
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20においては、板ばねとなる金属薄板21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てある。
またこの場合、金属薄板21の一面に接着されたリブ22a
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
うにしてある。
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21
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とを連通す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21へのリブ22a,22
b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
起された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30a,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、一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,30
b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、その金属薄板の代わ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。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の保護治具の一実施例を示す斜視図、第
2図は第1図に示す保護治具を燃料集合体に装着した状
態を示す説明図、第3図は本発明の保護治具の他の実施
例を示す部分切欠き斜視図、第4図は第3図の保護治具
の製造説明図、第5図は本発明のさらに他の実施例を示
す斜視図、第6図は第5図のVI−VI線に沿う断面図、第
7図、第8図はそれぞれ本発明のさらに他の実施例を示
す図、第9図は燃料集合体の概略構成を示す側面図、第
10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。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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
    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、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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。
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