JP6132356B2

JP6132356B2 - 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

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Publication number: JP6132356B2
Application number: JP2014157093A
Authority: JP
Inventors: 貴大野崎; 浩順井坂
Original assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Current assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: JP2016033502A

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、異なる規格に従って形成された燃料集合体の内のいずれの燃料集合体をもガタつきなく収容することのできる燃料ホルダ、燃料ホルダの使用方法、及び燃料集合体の輸送方法、特に沸騰水型原子炉に使用される燃料集合体を収容することのできる燃料ホルダ、燃料ホルダの使用方法、及び燃料集合体の輸送方法に関する。

特許文献１には、「混合酸化物燃料体を断面が四角形状の燃料保護容器に収容すると共に燃料輸送容器のバスケットに収納して輸送する燃料輸送容器において、前記燃料輸送容器を水平にしたときに各バスケット孔断面の一辺が水平よりおよそ45度傾斜して、各燃料保護容器がそれぞれＶ字型のバスケット孔壁で自重を支持されると共に、上側二つの外面とバスケット孔壁との間でバスケット孔内における燃料保護容器の動きを拘束する固縛装置を設けたことを特徴とする混合酸化物燃料輸送容器」が記載されている（特許文献１の請求項１参照。）。

特許文献２には、「沸騰水型原子炉燃料体を縦長形状の内容器等に収納して輸送容器で輸送する輸送方法において、前記輸送容器を水平にしたときに前記燃料体及び内容器等の垂直方向断面の一辺が水平よりおよそ45度傾斜していて、上方より前記燃料体を締め付けることにより前記燃料体を前記内容器等に固縛する工程を含むことを特徴とする沸騰水型原子炉燃料体の輸送方法」が記載されている（特許文献２の請求項１参照。）。

特許文献３には、「沸騰水型原子炉用混合酸化物燃料体の輸送にあたり燃料体を直接収納する燃料保護容器において、燃料保護容器内壁と燃料体本体部との間に厚さが２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲内のゴム系材料から成る保護体を設置し、この保護体の温度変化による厚さ方向の伸び量と、前記燃料保護容器と前記燃料体本体部との間の温度変化による伸び差を同程度に設定したことを特徴とする沸騰水型原子炉用混合酸化物燃料体の燃料保護容器。」（特許文献３の請求項５参照。）及び「沸騰水型原子炉用混合酸化物燃料体の輸送にあたり燃料体を直接収納する燃料保護容器において、燃料保護容器内壁と燃料体本体部との間に厚さが７ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲内のフェノール樹脂系材料から成る保護体を設置したことを特徴とする沸騰水型原子炉用混合酸化物燃料体の燃料保護容器。」（特許文献３の請求項６参照。）が記載されている。

特許文献４には、「燃料輸送容器のバスケット孔に収納されて輸送可能な角筒状の燃料保護容器を設け、上記燃料保護容器は、内部に収納される燃料体の上部タイプレートおよび下部タイプレートに相当する位置にタイプレート締付機構をそれぞれ備え、タイプレート締付機構は収納された燃料体に向って進退自在な締付具を備えたことを特徴とする原子炉燃料の燃料保護装置。」が記載されている（特許文献４の請求項１０参照。）。

特許第３０８０８９４号特許第３１４２４９３号特許第３０８０８９７号特許第３０８０８９５号

ところで、沸騰水型原子炉及び加圧水型原子炉等の軽水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。現状で開発されている燃料集合体には沸騰水型原子炉及び加圧水型原子炉それぞれの原子炉ごとに複数種類の規格がある。ある規格に従って形成された燃料集合体は、他の規格に従って形成された燃料集合体の外形寸法と相違している。上述したような燃料ホルダは、特定の規格の燃料集合体に合わせて各種寸法が決定されていた。したがって特定の規格に従って形成された燃料集合体をガタつきなく収容することができるように設計された特定の燃料ホルダは、他の規格の燃料集合体を収容するとガタつきを生じてしまう。故に、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前記燃料集合体の寸法に合わせて厳密に設計されているので、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が用意されていた。

したがって、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。

この発明が解決しようとする課題は、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、しかもガタつきなく燃料集合体を収容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を使用して燃料集合体を輸送する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、この発明が解決しようとする課題は、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）収容殻と、受け板と、付勢手段とを備えた燃料ホルダであって、
前記収容殻は、規格の異なるいずれの燃料集合体をも収容することのできる収容空間を形成するところの、互いに直交する４個の内壁面を有し、
前記受け板は、４個の内壁面のうち隣接する内壁面それぞれに設けられ、
前記付勢手段は、前記受け板が設けられていない２個の内壁面それぞれに設けられ、かつ、前記２個の内壁面それぞれに相対向する他の内壁面に向かう付勢力を有し、
前記受け板及び前記付勢手段は、規格の異なるいずれの燃料集合体であっても上部タイプレートのグリッドの外周面に当接可能な大きさを有し、前記グリッドを固定可能であることを特徴とする燃料ホルダである。

前記他の課題を解決するための手段は、
（２）前記（１）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、
（３）前記（１）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、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る。
この発明に係る燃料ホルダは、受け板及び付勢手段が、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、上部タイプレートのグリッドの外周面に当接可能な大きさを有し、前記グリッドを固定可能であるので、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、ガタつきなく収容することができる。

この発明に係る燃料ホルダの使用方法は、固定板と付勢手段とが、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、上部タイプレートのグリッドの外周面に当接可能な大きさを有し、前記グリッドを固定可能であるので、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、ガタつきなく収容することができる。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、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、ガタつきなく収容することのできる燃料ホルダに燃料集合体を収容して輸送するので、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本を需要地Ｐに、燃料集合体Ｙ１０本を需要地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本の燃料集合体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（ＭＯＸ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Ａ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Ａ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Ａが足りないという状態に陥ることが無く、燃料集合体Ａ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形態を示す断面概略図である。図２は、図１に示した燃料ホルダ及び燃料集合体を、燃料集合体の長手方向に直交し、かつ上部タイプレートのグリッドを通る切断面で切断して得られる断面概略説明図である。図３（ａ）は、従来の燃料ホルダに８×８燃料である燃料集合体を装荷した状態の上部タイプレート付近を示す要部断面概略説明図である。図３（ｂ）は、従来の燃料ホルダに９×９燃料である燃料集合体を装荷した状態の上部タイプレート付近を示す要部断面概略説明図である。図４（ａ）は、この発明に係る燃料ホルダの一実施形態である燃料ホルダに、８×８燃料である燃料集合体を装荷した状態の上部タイプレート付近を示す要部断面概略説明図である。図４（ｂ）は、この発明に係る燃料ホルダの一実施形態である燃料ホルダに、９×９燃料である燃料集合体を装荷した状態の上部タイプレート付近を示す要部断面概略説明図である。

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断面概略説明図である。図２は、図１に示した燃料ホルダ及び燃料集合体を、燃料集合体の長手方向に直交し、かつ上部タイプレートのグリッドを通る切断面で切断して得られる断面概略説明図である。

図１及び図２に示すように、燃料ホルダ１は、軸Ｏ方向に延在する収容殻２、受け板３、及び付勢手段４を備えている。また、燃料ホルダ１は、燃料集合体１００を収容すると共に、燃料集合体１００の固定及び輸送に必要な部材であるところの固定板５、緩衝材７、台座８、頂部９、及び底部１０を備えている。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１００は、例えば、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１０４及び水管（図示せず）が上部タイプレート１０１、複数の支持格子１０２、及び下部タイプレート１０３で束ねられて構成されている。

上部タイプレート１０１は、グリッド１０５とハンドル１０６とを有する。グリッド１０５は、略方形板状体であり、複数の貫通孔を有する。この貫通孔に複数の燃料棒１０４及び水管が嵌入されて、上部タイプレート１０１と燃料棒１０４及び水管とが固定されている。ハンドル１０６は、燃料集合体１００を鉛直状態で移動するときの被保持部としての役割を有する。ハンドル１０６は、コの字形状を有し、平面視略方形のグリッド１０５の対角位置でグリッド１０５に結合している。

下部タイプレート１０３は、下部グリッド１０７と、下部グリッド１０７の端部から円筒部１０９に向かって減幅する中空角錐状の逆角錐部１０８と、円筒部１０９に結合されてなるノーズピース部（図示せず）とを有する。下部グリッド１０７は、略方形板状体であり、複数の貫通孔を有する。この貫通孔に複数の燃料棒１０４及び水管が嵌入されて、下部タイプレート１０３と燃料棒１０４及び水管とが固定されている。

燃料棒１０４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ている。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。

燃料集合体の規格としては、例えば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１００は、その規格によって、燃料集合体１００の外形寸法が例えば数ｍｍ〜数十ｍｍ異なることがある。特に、下部タイプレート１０３の円筒部１０９から上部タイプレート１０１のグリッド１０５までの長手方向長さは、燃料集合体１００の規格によって異なる。

図１及び図２に示すように、この燃料ホルダ１の収容殻２は、収容殻２の軸線Ｏ方向に直交する断面が正方形を成す筒体である。収容殻２は、互いに直交する４個の内壁面２１、２２、２３及び２４を有する。収容殻２は、互いに異なる規格に従って形成された複数の燃料集合体のいずれの燃料集合体をも収容することのできる収容空間Ｓを形成している。すなわち、燃料ホルダ１は、互いに異なる規格に従って形成された燃料集合体のうち最も大きな燃料集合体を収容できるように設計されている。

図２に示すように、燃料集合体１００を収容する前段階において、各内壁面２１、２２、２３及び２４を与える４個のパネル部材は、相互に固定されていても良く、固定されていなくても良い。もっとも、燃料集合体１００を収容した後の収容殻２は、輸送時等に収容殻２に作用する衝撃等によって、内壁面２１、２２、２３及び２４が互いに直交しなくなるような変形を生じることがないように、適宜の補強材を内壁面の適宜個所に設けておくのが好ましい。

図１に示すように、燃料集合体１００を収容殻２に収容したときに、頂部９は収容殻２における上部タイプレート１０１側の開口部を閉鎖し、底部１０は収容部２における下部タイプレート１０３側の開口部を閉鎖する。頂部９及び底部１０は、それぞれが収容殻２に固定されているのが好ましい。なお、頂部９及び底部１０と収容殻２との固定手段は、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。

燃料集合体１００の収容殻２への収容は、通常、収容殻２と燃料集合体１００とを直立させて行われることが多い。底部１０の内部に取り付けられて成る台座８は、燃料集合体１００を直立させたときに、下部タイプレート１０３のノーズピース部を内挿し、燃料集合体１００の円筒部１０９を支持可能なように形成されている。

緩衝材７は、複数の燃料ホルダを収容する輸送容器に燃料ホルダを搬送する際に燃料ホルダが落下した場合、及び輸送容器を目的地まで搬送する際に輸送容器が落下した場合等に、落下時の衝撃を吸収するために設けられている。

収容殻２の内壁面２１、２２、２３及び２４には、受け板３、付勢手段４、及び固定板５等の固定手段が設けられている。固定板５は、内壁面２１、２２、２３及び２４における１つあるいは複数の支持格子１０２及び下部グリッド１０７の外周面に当接する位置に設けられている。受け板３及び付勢手段４は、内壁面２１、２２、２３及び２４における上部タイプレート１０１のグリッド１０５の外周面に当接する位置に設けられている。これらの固定手段により燃料集合体１００が燃料ホルダ１に固定的に支持される。それによって、輸送時の振動等が燃料集合体１００に伝播したときに、上部タイプレート１０１から下部タイプレート１０３までの間に位置する燃料棒１０４及び水管（図示せず。）が装入されている部位が撓み、機械的損傷が生じるのを防止することができる。

この実施形態の固定板５は、すべての支持格子１０２及び下部タイプレート１０３に当接して、燃料集合体１００を燃料集合体１００の長手方向に直交する４方向から支持している。固定板５は、燃料集合体１００を燃料ホルダ１に固定的に支持することができる限り、複数の支持格子１０２のうちの少なくとも一つの支持格子１０２に当接するように設けられていればよく、また、燃料集合体１００の長手方向に直交する２方向から支持するように設計されていてもよい。また、この実施形態の固定板５は、下部タイプレート１０３を燃料集合体１００の長手方向に直交する４方向から支持しているが、２方向から支持するように設計されていてもよい。

固定板５の形状は、支持格子１０２及び下部タイプレート１０３を固定することができる限り、特に限定されない。固定板５の形状としては、例えば、方形板状、円形板状等を挙げることができる。固定板５が設けられた内壁面２１及び２２と、これに対向する内壁面２３及び２４に設けられた固定板５とのうちの一方の固定板５は、対向する内壁面２３及び２４又は２１及び２２に向かって付勢力を有する付勢部材によって形成されてもよい。付勢部材として、例えば、ネジ等の締め付け部材、板バネ、空気バネ、コイルバネ等を挙げることができる。

図２に示すように、受け板３は、４個の内壁面２１、２２、２３及び２４のうち、隣接する２個の内壁面２１及び２２それぞれに設けられている。受け板３の内壁面２１及び２２への固定態様は、燃料集合体１００の輸送時に収容殻２から受け板３に伝播する衝撃又は振動等によって受け板３が内壁面２１及び２２から離脱しないような固定態様であれば良い。受け板３の内壁面２１及び２２への固定態様としては、例えば係合、接着又は溶着等の適宜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。この実施形態の受け板３の形状は、方形板状であるが、上部タイプレート１０１を支持することができる限り特に限定されず、例えば、多角形板状、円形板状等であってもよい。

付勢手段４は、４個の内壁面２１、２２、２３及び２４のうち、受け板３が設けられていない隣接する２個の内壁面２３及び２４それぞれに設けられている。付勢手段４は、付勢手段４が設けられた内壁面２３及び２４それぞれに相対向する内壁面２３及び２４に向かう付勢力を有している。つまり、内壁面２３に設けられた付勢手段４は内壁面２１に向かう付勢力を有していると共に、内壁面２４に設けられた付勢手段４は内壁面２２に向かう付勢力を有している。

付勢手段４としては、付勢手段４が設けられた内壁面２３及び２４それぞれに相対向する内壁面２１及び２２に向かう付勢力を有し、グリッド１０５を固定することができる限り特に限定されない。付勢手段４としては、図２に示すネジによる締め付け部材以外に、例えば、板バネ、空気バネ、コイルバネ等を挙げることができる。なお、付勢手段４の内壁面２３及び２４に対する固定態様は、燃料集合体１００の輸送時に収容殻２から付勢手段４に伝播する衝撃又は振動等によって付勢手段４が内壁面２１及び２２から離脱しないような固定態様であれば良い。付勢手段４の内壁面２３及び２４への固定態様としては、例えば係合、接着又は溶着等の適宜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。

ところで、燃料集合体１００は、燃料ホルダ１をその底部１０が下になるように直立状態にして、燃料ホルダ１に装荷されることが多い。下部タイプレート１０３の円筒部１０９が燃料ホルダ１の台座８に当接するように燃料集合体１００を配置した場合、燃料集合体１００は、円筒部１０９からグリッド１０５までの長手方向の長さが燃料集合体の規格によって異なるので、ある規格に従って形成された燃料集合体と他の規格に従って形成された燃料集合体とは、グリッド１０５の位置が異なる。

図３（ａ）は、従来の燃料ホルダに８×８燃料である燃料集合体を装荷した状態の上部タイプレート付近を示す要部断面概略説明図である。図３（ｂ）は、従来の燃料ホルダに９×９燃料である燃料集合体を装荷した状態の上部タイプレート付近を示す要部断面概略説明図である。

図３（ａ）に示すように、例えば、８×８燃料である燃料集合体１００ａは、９×９燃料である燃料集合体１００ｂに比べて、下部タイプレート１０３ａの円筒部１０９ａから上部タイプレート１０１ａのグリッド１０５ａまでの長手方向長さが短い。したがって、下部タイプレート１０３ａの円筒部１０９ａが燃料ホルダの台座１０ａに当接するように燃料集合体１００ａを装荷した場合、８×８燃料のグリッド１０５ａの位置は９×９燃料のグリッド１０５ｂの位置よりも低い位置に配置される。

したがって、８×８燃料の燃料集合体１００ａのグリッド１０５ａが配置される位置に合わせて受け板３ａ及び付勢手段４ｂが設けられてなる燃料ホルダ１ａに９×９燃料の燃料集合体１００ｂを装荷すると、受け板３ａ及び付勢手段４ａがグリッド１０５ｂではなく燃料棒１０４ｂの表面に当接し、グリッド１０５ｂを固定することができない。そのため、従来は、８×８燃料の燃料集合体１００ａのグリッド１０５ａが配置される位置に合わせて受け板３ａ及び付勢手段４ａが設けられてなる、８×８燃料の燃料集合体１００ａ専用の燃料ホルダ１ａと、９×９燃料の燃料集合体１００ｂのグリッド１０５ｂが配置される位置に合わせて受け板３ｂ及び付勢手段４ｂが設けられてなる、９×９燃料の燃料集合体１００ｂ専用の燃料ホルダ１ｂとを別々に準備していた。

一方、図４に示すように、この実施形態の燃料ホルダ１における受け板３と付勢手段４とは、例えば、８×８燃料である燃料集合体１００ａ（図４（ａ））及び９×９燃料である燃料集合体１００ｂ（図４（ｂ））のいずれの燃料集合体１００ａ、１００ｂであっても、上部タイプレート１０１ａ、１０１ｂのグリッド１０５ａ、１０５ｂの外周面に当接可能な大きさを有し、グリッド１０５ａ、１００ｂを固定可能に形成されている。

すなわち、この燃料ホルダ１における受け板３及び付勢手段４は、規格の異なるすべての燃料集合体１００のグリッド１０５の外周面に当接可能な軸Ｏ方向長さを少なくとも有し、規格の異なるすべての燃料集合体１００のグリッド１０５を受け板３と付勢手段４とで固定することができる。具体的には、規格の異なるいずれの燃料集合体１００に対しても、受け板３及び付勢手段４は、グリッド１０５の外周面における軸Ｏ方向の全面に当接する長さを有するのが好ましい。受け板３及び付勢手段４は、それぞれのグリッド１０５に当接する面が３０〜８０ｍｍの軸Ｏ方向長さを有するのが好ましい。

図２に示すように、この実施形態の付勢手段４は、ネジによる締め付け部材で形成されており、押え部４１と締め付け部４２と枠体４３とを有する。押え部４１は、板状体であり、その外周部が枠体４３に嵌め合わされている。枠体４３は、内壁面２３及び２４に接合され、押え部４１が内壁面２３及び２４から脱落しないように形成されている。枠体４３は、例えば、図２に示すように、断面略Ｌ字状の形状を有し、枠体４３で囲まれる空間に押え部４１が配置される。締め付け部４２は、例えば円筒状のネジであり、収容殻２に形成されたネジ穴４４に嵌合されている。付勢手段４は、例えばネジ４２を回して締め付けることにより、押え部４１を介してグリッド１０５を外周面から押圧し、付勢手段４と受け板３とでグリッド１０５を拘束する。したがって、グリッド１０５の外周面に当接する押え部４１すなわち枠体４３から露出している押え部４１の軸Ｏ方向長さは、規格の異なるすべての燃料集合体１００のグリッド１０５の外周面に当接可能な長さを少なくとも有するのが好ましく、規格の異なるすべての燃料集合体１００のグリッド１０５の外周面の全面に当接可能な長さを少なくとも有するのが特に好ましい。締め付け部４２は、押え部４１を介して規格の異なるすべての燃料集合体１００のグリッド１０５を外周面から押圧可能な大きさを有すればよく、例えば、１０〜３０ｍｍの直径を有するのが好ましい。

なお、収容殻２、頂部９、底部１０、緩衝材７、台座８、受け板３、付勢手段４、固定板５等の燃料ホルダ１を構成する材料は、燃料集合体１００を収容するときから、燃料集合体１００を輸送するときまでの温度条件、要求される機械的強度、及び未臨界性等を満足する材料であれば特に制限されず、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。

この実施形態の燃料ホルダ１は、互いに異なる規格に従って形成された各種の燃料集合体１００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る。
この実施形態の燃料ホルダ１は、受け板３及び付勢手段４が、いずれの規格に従って形成された燃料集合体１００であっても、上部タイプレート１０１のグリッド１０５の外周面に当接可能な大きさを有し、前記グリッド１０５を固定可能であるので、いずれの規格に従って形成された燃料集合体１００であっても、ガタつきなく収容することができる。

この発明に係る燃料ホルダは図４に示される実施形態の燃料ホルダ１に特に限定されず、この発明の課題を解決することができる限り、適宜変更することができる。

次に、燃料ホルダ１の使用方法、並びに燃料集合体５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１に収容する場合を想定する。
まず、付勢手段４における締め付け部４２を緩めておく。次いで、燃料ホルダ１をその軸Ｏ方向が上下方向になるように縦置き状態にして、収容殻２のうちの一つのパネル部材を開放し、燃料集合体１００を燃料ホルダ１の収容空間Ｓに配置する。このとき、ノーズピース部を台座８の内部に挿入し、円筒部１０９が台座８に当接するようにする。

燃料集合体１００を燃料ホルダ１に配置した後の収容殻２は４つのパネル部材が互いに直交する状態が固定されている必要があるが、燃料集合体１００を配置する前の収容殻２は、各パネル板が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１００を配置する前の収容殻２は、例えば各パネル部材がそれぞれ分離されている態様、隣接することになる２つのパネル部材と他の２つのパネル部材がそれぞれ固定されている態様、３つのパネル部材が固定されており、１つのパネル部材のみが分離されている態様、及び４つのパネル部材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良い。また、パネル部材同士の固定態様は、隣接する端縁の全長が結合されて一体に形成されてもよいし、隣接する端縁における特定の複数箇所が互いに結合されていてもよい。

燃料集合体１００を配置する前の底部１０は、４つのパネル部材すべてに固定されていてもよく、４つのパネル部材すべてに固定されていなくともよく、一部のパネル部材に固定されていてもよい。燃料集合体１００が燃料ホルダ１に配置された後には、底部１０とすべてのパネル部材とは、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９についても、底部１０と同様にパネル部材に固定される。

次いで、付勢手段４における締め付け部４２を締め付けて、押え部４１と受け板３とをグリッド１０５の側面すなわち外周面に当接させ、適度な押圧力でグリッド１０５を固定するように調整する。

燃料集合体１００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各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、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の使用方法によると、燃料集合体１００の規格によって上部タイプレート１０１のグリッド１０５の軸Ｏ方向の位置が変わっても、受け板３及び付勢手段４がグリッド１０５の外周面に当接可能な大きさを有し、前記グリッド１０５を固定可能であるので、いずれの規格に従って形成された燃料集合体１００であっても、ガタつきなく収容することができ、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。

この燃料集合体１００の輸送方法によると、いずれの規格に従って形成された燃料集合体１００であっても、ガタつきなく収容することのできる燃料ホルダ１に燃料集合体１００を収容して輸送するので、規格の異なる燃料集合体１００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、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本を需要地Ｐに、燃料集合体Ｙ１０本を需要地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本の燃料集合体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（ＭＯＸ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Ａ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Ａ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Ａが足りないという状態に陥ることが無く、燃料集合体Ａ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。

１燃料ホルダ
２収容殻
３受け板
４付勢手段
５固定板
７緩衝材
８台座
９頂部
１０底部
２１、２２、２３、２４内壁面
４１押え部
４２締め付け部、ネジ
４３枠体
４４ネジ穴
１００燃料集合体
１０１上部タイプレート
１０２支持格子
１０３下部タイプレート
１０４燃料棒
１０５グリッド
１０６ハンドル
１０７下部グリッド
１０８逆角錐部
１０９円筒部

Claims

収容殻と、受け板と、付勢手段とを備えた燃料ホルダであって、
前記収容殻は、下部タイプレートから上部タイプレートまでの長手方向長さの異なるいずれの燃料集合体をも収容することのできる収容空間を形成するところの、互いに直交する４個の内壁面を有し、
前記受け板は、４個の内壁面のうち隣接する内壁面それぞれに設けられ、
前記付勢手段は、前記受け板が設けられていない２個の内壁面それぞれに設けられるとともに、相対向する他の内壁面に向かう付勢力を有する締め付け部と、断面略Ｌ字状の形状を有する枠体と、前記枠体と前記内壁面とで形成される空間に配置された押え部と、を有し、
前記締め付け部を相対向する他の内壁面に向かって付勢させることで、前記押え部を前記上部タイプレートのグリッドの外周面に当接させて、前記グリッドを受け板と押え部とで固定可能とするものであり、
前記受け板及び前記枠体から露出している前記押え部は、前記長手方向の長さが３０ｍｍ〜８０ｍｍであることを特徴とする燃料ホルダ。
請求項１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。
請求項１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。