(57)【要約】【課題】輸送容器が落下した際の燃料棒の変形を低減すること。【解決手段】燃料棒集合体変形抑制器具１００は、スパンに設けられ、第２方向に配列される複数の燃料棒の隙間に、第１方向に向かって挿入される第１部材１１１と、第１部材１１１が設けられるスパンに設けられ、第１方向に配列される複数の燃料棒の隙間に、第２方向に向かって挿入される第２部材１２１と、を備え、第１部材１１１と第２部材２１との少なくとも一方が、スパンの燃料棒の部分のうち、軸方向の中央部に設けられ、第１部材１１１の軸方向の長さと第２部材１２１の軸方向の長さとの合計は、スパンの軸方向の長さの半分以上、かつ、スパンの軸方向の長さ以下である。【選択図】図３
2010169447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する第１方向と第２方向とに並んで配置され、隣接し合うそれぞれの側周部との間に隙間を有すると共に、各中心軸が平行に配列される複数の燃料棒と、
前記中心軸の方向である軸方向に間隔をあけて複数設けられて、複数の前記燃料棒を束ねるグリッドと、
を含んで構成される加圧水型原子炉用燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体変形抑制器具であって、
隣接し合う２つの前記グリッドの間であるスパンに設けられ、前記第２方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第１方向に向かって挿入される第１部材と、
前記第１部材が設けられる前記スパンに設けられ、前記第１方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第２方向に向かって挿入される第２部材と、
を備え、
前記第１部材と前記第２部材との少なくとも一方が、前記スパンの前記燃料棒の部分のうち、前記軸方向の中央部に設けられ、
前記第１部材の前記軸方向の長さと前記第２部材の前記軸方向の長さとの合計は、前記スパンの前記軸方向の長さの半分以上、かつ、前記スパンの前記軸方向の長さ以下であることを特徴とする燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項２】
前記スパンは、前記軸方向に並んで複数形成され、
前記第１部材及び前記第２部材は、複数の前記スパンのうちの少なくとも、前記燃料棒の一方の端部側の第１スパンと、前記燃料棒の他方の端部側の第２スパンとの２つのスパンに設けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項３】
前記第１部材及び前記第２部材は、
複数の前記スパンのうち、前記第１スパンに隣接した第１隣接スパンと、前記第２スパンに隣接した第２隣接スパンとにも設けられることを特徴とする請求項２に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項４】
１つの前記スパン内で、前記第１部材は、前記軸方向で複数箇所に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項５】
１つの前記スパン内で、前記第２部材は、前記軸方向で複数箇所に設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項６】
複数の前記第１部材が第１連結部材に固定されて構成される第１ユニットと、
複数の前記第２部材が第２連結部材に固定されて構成される第２ユニットと、
の２つのユニットを備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項７】
前記ユニットは、
前記ユニットの前記軸方向の移動を規制すると共に、前記加圧水型原子炉用燃料棒集合体から取り外しできるように前記ユニットを前記スパンに支持する取付部を備えることを特徴とする請求項６に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項８】
前記グリッドは、前記中心軸と平行な側壁を有し、
前記取付部は、前記側壁の両面を挟むことで前記グリッドに取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項９】
前記加圧水型原子炉用燃料棒集合体は、
前記燃料棒の端部に設けられるノズルを含んで構成され、
前記取付部は、前記ノズルの少なくとも一部を挟むことで前記ノズルに取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項１０】
前記取付部は、
前記燃料棒の前記側周部を前記燃料棒の径方向両側から挟むことで前記燃料棒に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項１１】
前記取付部は、
複数の前記燃料棒から構成される燃料棒群のうちの１つ前記燃料棒に一方方向の力を与え、前記一方方向の力が与えられる前記燃料棒とは別の前記燃料棒に前記一方方向とは反対方向の力を与えることで前記燃料棒群に取り付けられることを特徴とする請求項７に記載の燃料棒集合体変形抑制器具。
【請求項１２】
燃料棒集合体変形抑制器具が取り付けられている加圧水型原子炉用燃料棒集合体を格納するバスケットと、
前記バスケットを格納する胴本体と、
を備える輸送容器であって、
前記加圧水型原子炉用燃料棒集合体は、
互いに交差する第１方向と第２方向とに並んで配置され、隣接し合うそれぞれの側周部との間に隙間を有すると共に、各中心軸が平行に配列される複数の燃料棒と、
前記中心軸の方向である軸方向に間隔をあけて複数設けられて、複数の前記燃料棒を束ねるグリッドと、を含んで構成され、
前記燃料棒集合体変形抑制器具は、
隣接し合う２つの前記グリッドの間であるスパンに設けられ、前記第２方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第１方向に向かって挿入される第１部材と、
前記第１部材が設けられる前記スパンに設けられ、前記第１方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第２方向に向かって挿入される第２部材と、
を備え、
前記第１部材と前記第２部材との少なくとも一方が、前記スパンの前記燃料棒の部分のうち、前記軸方向の中央部に設けられ、
前記第１部材の前記軸方向の長さと前記第２部材の前記軸方向の長さとの合計は、前記スパンの前記軸方向の長さの半分以上、かつ、前記スパンの前記軸方向の長さ以下であることを特徴とする輸送容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水型原子炉用燃料棒集合体を構成する燃料棒の変形を抑制する燃料棒集合体変形抑制器具、及び輸送容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料棒集合体を輸送する場合、燃料棒集合体は、輸送容器に格納されて輸送される。ここで、輸送容器は、クレーンによって吊り上げられることがある。輸送容器は、落下することがないように、細心の注意が払われて輸送されており、現在でも、燃料棒集合体の輸送には十分な安全が確保されている。しかしながら、燃料棒集合体をより安全に輸送するためには、輸送容器が落下することを想定しておく必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、輸送中の振動による燃料棒集合体のダメージを低減するための技術として、燃料棒間に嵌合弾接される弾接用金属製屈曲格子板を備える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、燃料棒集合体の部分のうち、輸送容器が落下した際に変形しやすい部分は、隣接し合う２つのグリッドの間であるスパンの軸方向の中央部である。しかしながら、特許文献１の技術は、スパンの軸方向の中央部に、輸送用セパレータは設けられておらず、仮に輸送容器が落下した場合、燃料棒の変形の低減が不十分となるおそれが考えられる。
【０００６】
また、仮に特許文献１の輸送用セパレータが、スパンの軸方向の中央部に設けられる場合であっても、特許文献１の技術は、輸送容器の落下の衝撃によって輸送用セパレータがスパンの軸方向の中央部から移動するおそれがある。輸送容器の落下の衝撃によって輸送用セパレータがスパンの軸方向の中央部から移動した場合、特許文献１の技術では、燃料の変形を低減できない。
【０００７】
このように、特許文献１では、輸送容器が落下した場合を想定しておらず、輸送容器が落下した場合を想定すると、燃料棒の変形の低減が不十分となるおそれが考えられる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、輸送容器が落下した際の燃料棒の変形を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、互いに交差する第１方向と第２方向とに並んで配置され、隣接し合うそれぞれの側周部との間に隙間を有すると共に、各中心軸が平行に配列される複数の燃料棒と、前記中心軸の方向である軸方向に間隔をあけて複数設けられて、複数の前記燃料棒を束ねるグリッドと、を含んで構成される加圧水型原子炉用燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体変形抑制器具であって、隣接し合う２つの前記グリッドの間であるスパンに設けられ、前記第２方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第１方向に向かって挿入される第１部材と、前記第１部材が設けられる前記スパンに設けられ、前記第１方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第２方向に向かって挿入される第２部材と、を備え、前記第１部材と前記第２部材との少なくとも一方が、前記スパンの前記燃料棒の部分のうち、前記中心軸方向の中央部に設けられ、前記第１部材の前記中心軸方向の長さと前記第２部材の前記中心軸方向の長さとの合計は、前記スパンの前記中心軸方向の長さの半分以上、かつ、前記スパンの前記中心軸方向の長さ以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る輸送容器は、燃料棒集合体変形抑制器具が取り付けられている加圧水型原子炉用燃料棒集合体を格納するバスケットと、前記バスケットを格納する胴本体と、を備える輸送容器であって、前記加圧水型原子炉用燃料棒集合体は、互いに交差する第１方向と第２方向とに並んで配置され、隣接し合うそれぞれの側周部との間に隙間を有すると共に、各中心軸が平行に配列される複数の燃料棒と、前記中心軸の方向である軸方向に間隔をあけて複数設けられて、複数の前記燃料棒を束ねるグリッドと、を含んで構成され、前記燃料棒集合体変形抑制器具は、隣接し合う２つの前記グリッドの間であるスパンに設けられ、前記第２方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第１方向に向かって挿入される第１部材と、前記第１部材が設けられる前記スパンに設けられ、前記第１方向に配列される複数の前記燃料棒の前記隙間に、前記第２方向に向かって挿入される第２部材と、を格納するバスケットと、を備え、前記第１部材と前記第２部材との少なくとも一方が、前記スパンの前記燃料棒の部分のうち、前記中心軸方向の中央部に設けられ、前記第１部材の前記中心軸方向の長さと前記第２部材の前記中心軸方向の長さとの合計は、前記スパンの前記中心軸方向の長さの半分以上、かつ、前記スパンの前記中心軸方向の長さ以下であることを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具及び輸送容器は、第１部材が燃料棒の第２方向の移動を規制して、燃料棒の第２方向の変形を抑制できる。また、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具及び輸送容器は、第２部材が燃料棒の第１方向の移動を規制して、燃料棒の第１方向の変形を抑制できる。
【００１２】
また、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具及び輸送容器は、輸送中の振動や落下時の衝撃によって、燃料棒集合体変形抑制器具が中心軸方向に移動しても、第１部材と第２部材との少なくとも一方が、スパンの燃料棒の部分のうち、中心軸方向の中央部に位置する。これにより、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具及び輸送容器は、スパンの燃料棒の部分のうち、最も燃料棒が変形しやすい中心軸方向の中央部での燃料棒の変形を抑制できる。
【００１３】
本発明の好ましい態様としては、前記スパンは、前記中心軸方向に並んで複数形成され、前記第１部材及び前記第２部材は、複数の前記スパンのうちの少なくとも、前記燃料棒の一方の端部側の第１スパンと、前記燃料棒の他方の端部側の第２スパンとの２つのスパンに設けられることが望ましい。
【００１４】
ここで、燃料棒は、一方の端部側の第１スパンでの変形量と、他方の端部側の第２スパンでの変形量とが、他のスパンでの変形量に比べて大きくなる傾向がある。本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、第１スパンと、第２スパンとの２つのスパンに設けられることにより、燃料棒が変形しやすい部分での燃料棒の変形を抑制できる。
【００１５】
本発明の好ましい態様としては、前記第１部材及び前記第２部材は、複数の前記スパンのうち、前記第１スパンに隣接した第１隣接スパンと、前記第２スパンに隣接した第２隣接スパンとにも設けられることが望ましい。
【００１６】
ここで、燃料棒は、第１隣接スパンでの変形量及び第２隣接スパンでの変形量も、第１スパン及び第２スパンを除いた他のスパンでの変形量よりも、比較的大きくなる傾向がある。本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、第１隣接スパンと、第２隣接スパンとの２つのスパンにも設けられることにより、燃料棒が変形しやすい部分での燃料棒の変形を抑制できる。
【００１７】
本発明の好ましい態様としては、１つの前記スパン内で、前記第１部材は、前記中心軸方向で複数箇所に設けられることが望ましい。
【００１８】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、１つのスパンの軸方向で、第１部材が設けられる箇所の数が増える。これにより、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、１つのスパンの軸方向で第２方向への燃料棒の変形を抑制できる箇所が増える。
【００１９】
本発明の好ましい態様としては、１つの前記スパン内で、前記第２部材は、前記中心軸方向で複数箇所に設けられることが望ましい。
【００２０】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、１つのスパンの軸方向で、第２部材が設けられる箇所の数が増える。これにより、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、１つのスパンの軸方向で第１方向への燃料棒の変形を抑制できる箇所が増える。
【００２１】
本発明の好ましい態様としては、複数の前記第１部材が第１連結部材に固定されて構成される第１ユニットと、複数の前記第２部材が第２連結部材に固定されて構成される第２ユニットと、の２つのユニットを備えることが望ましい。
【００２２】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、複数の第１部材及び複数の第２部材を、一気に前記隙間に挿入できる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、複数の第１部材及び複数の第２部材を、一つずつ前記隙間に挿入するよりも、複数の第１部材及び複数の第２部材を、前記隙間に挿入するために要する時間及び手間を低減できる。
【００２３】
本発明の好ましい態様としては、前記ユニットは、前記ユニットの前記中心軸方向の移動を規制すると共に、前記加圧水型原子炉用燃料棒集合体から取り外しできるように前記ユニットを前記スパンに支持する取付部を備えることが望ましい。
【００２４】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、第１部材及び第２部材の軸方向の移動を規制できる。
【００２５】
本発明の好ましい態様としては、前記グリッドは、前記中心軸と平行な側壁を有し、前記取付部は、前記側壁の両面を挟むことで前記グリッドに取り付けられることが望ましい。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様としては、前記加圧水型原子炉用燃料棒集合体は、前記燃料棒の端部に設けられるノズルを含んで構成され、前記取付部は、前記ノズルの少なくとも一部を挟むことで前記ノズルに取り付けられることが望ましい。
【００２７】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、燃料棒の側周部に接触することなく、燃料棒集合体に取り付けられる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、燃料棒に取付部の跡が残るおそれを抑制できる。
【００２８】
本発明の好ましい態様としては、前記取付部は、前記燃料棒の前記側周部を前記燃料棒の径方向両側から挟むことで前記燃料棒に取り付けられることが望ましい。
【００２９】
また、本発明の好ましい態様としては、前記取付部は、複数の前記燃料棒から構成される燃料棒群のうちの１つ前記燃料棒に一方方向の力を与え、前記一方方向の力が与えられる前記燃料棒とは別の前記燃料棒に前記一方方向とは反対方向の力を与えることで前記燃料棒群に取り付けられることが望ましい。
【００３０】
ここで、グリッドやノズルは、燃料棒群から離れる方向である外側に張り出している。上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体変形抑制器具は、前記取付部がグリッドやノズルよりも内側に配置されるため、前記ユニットがグリッドやノズルよりも前記外側に張り出す体積が低減される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、輸送容器が落下した際の燃料棒の変形を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、キャスクを示す斜視図である。
【図２】図２は、燃料棒集合体を示す構成図である。
【図３】図３は、実施形態１の燃料棒集合体変形抑制器具を示す斜視図である。
【図４】図４は、燃料棒集合体変形抑制器具を軸方向に投影した投影図である。
【図５】図５は、燃料棒集合体変形抑制器具が取り付けられた燃料棒集合体を示す斜視図である。
【図６】図６は、燃料棒の中心軸と第１方向の仮想の直線とを含む面で、第３取付部及び第２ノズルを切って示す断面図である。
【図７】図７は、第４取付部を示す斜視図である。
【図８】図８は、第５取付部を示す斜視図である。
【図９】図９は、第５取付部が燃料棒群に取り付けられる様子を、燃料棒の中心軸に直交する平面で切って示す断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態２の燃料棒集合体変形抑制器具を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態２の他の燃料棒集合体変形抑制器具を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明にかかる燃料棒集合体用緩衝部材及び輸送容器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３４】
（実施形態１）
図１は、キャスクを示す斜視図である。図２は、燃料棒集合体を示す構成図である。図１に示すキャスク９００は、図１に示す輸送容器９００は、図２に示す燃料棒集合体８００を格納する輸送容器の一つであり、リサイクル燃料を輸送するための容器である。図１に示すキャスク９００は、胴本体９１０と、底部９２０と、蓋部９３０と、バスケット９４０とを含んで構成される。
【００３５】
胴本体９１０は、筒状に形成される。底部９２０は、胴本体９１０の一方の端部に隙間なく設けられる。蓋部９３０は、胴本体９１０の他方の端部に隙間なく設けられる。バスケット９４０は、胴本体９１０と、底部９２０と、蓋部９３０とに囲まれる空間に設けられる。バスケット９４０は、複数のセル９４１を含んで構成される。キャスク９００は、各セル９４１に図２に示す燃料棒集合体８００が格納される。
【００３６】
図２に示す燃料棒集合体８００は、加圧水型原子炉用の燃料棒集合体である。燃料棒集合体８００は、燃料棒８０１と、グリッド８１０と、ノズル８５０とを含んで構成される。燃料棒集合体８００は、複数の燃料棒８０１を含んで構成される。
【００３７】
燃料棒８０１は、それぞれの中心軸が互いに平行になるように並んで配列される。以下、燃料棒８０１の中心軸方向を単に軸方向という。ここで、軸方向と直交する方向を第１方向とし、軸方向と直交し、かつ第１方向と交差する方向を第２方向とする。本実施形態では、第２方向は第１方向と直交する。
【００３８】
燃料棒集合体８００は、複数の燃料棒８０１が、例えば、第１方向と第２方向とに並んで配置される。ここで、本実施形態では、燃料棒集合体８００は、中心軸と直交する仮想の平面で燃料棒集合体８００を切った場合に、複数の燃料棒８０１から構成される燃料棒群８０２が略正方形に形成される。つまり、本実施形態の燃料棒集合体８００は、燃料棒群８０２の行と列とが直交する。
【００３９】
しかしながら、燃料棒集合体は、中心軸と直交する仮想の平面で燃料棒集合体を切った場合に、複数の燃料棒８０１から構成される燃料棒群８０２が、例えばひし形に形成される場合も考えられる。この場合、燃料棒集合体は、燃料棒群８０２の行と列とが直交しない。このような燃料棒集合体の場合、第１方向と第２方向とは直交せずに交差する。
【００４０】
グリッド８１０は、複数の燃料棒８０１を束ねて支持する。具体的には、グリッド８１０は、軸方向に貫通する孔が板状の部材に複数形成されることによって格子状に形成される。
【００４１】
グリッド８１０は、複数の前記孔に燃料棒８０１がそれぞれ挿入されることによって、複数の燃料棒８０１を支持する。このとき、隣接し合う燃料棒８０１のそれぞれの側周部との間には、隙間が形成される。なお、グリッド８１０は、前記孔の内周面と燃料棒８０１の側周部との間の摩擦力によって、燃料棒８０１を支持する。
【００４２】
ここで、複数の燃料棒８０１で構成される燃料棒群８０２には、燃料棒８０１とは別に案内管が含まれている。なお、図１では、案内管は、燃料棒８０１に隠れているため図示されていない。前記案内管は、燃料棒８０１と共に燃料棒８０１に対して平行にグリッド８１０に連結される。
【００４３】
ノズル８５０は、第１ノズル８５１と第２ノズル８５２とを含んで構成される。ここで、ノズル８５０は、第１ノズル８５１が図１に示す底部９２０側に配置され、第２ノズル８５２が蓋部９３０側に配置される。キャスク９００は、通常、底部９２０が鉛直方向下側に配置されて輸送される。
【００４４】
燃料棒集合体８００は、輸送される際、通常は第１ノズル８５１が鉛直方向下側に配置される。つまり、ノズル８５０は、第１ノズル８５１がいわゆる下部ノズルであり、第２ノズル８５２がいわゆる上部ノズルである。
【００４５】
第１ノズル８５１は、前記案内管の一方の端部に連結される。第２ノズル８５２は、前記案内管の他方の端部に連結される。これにより、燃料棒集合体８００は、燃料棒８０１の一方の端部側に第１ノズル８５１が配置され、燃料棒８０１の他方の端部側に第２ノズル８５２が配置される。
【００４６】
以上により、燃料棒集合体８００は、第１ノズル８５１と第２ノズル８５２との間に、グリッド８１０によって束ねられた複数の燃料棒８０１が、第１方向と第２方向とに並んで支持される。
【００４７】
ここで、グリッド８１０は、複数設けられる。複数のグリッド８１０は、軸方向に間隔をあけて配置される。複数のグリッド８１０のうち、最も第１ノズル８５１側のグリッドを第１ノズル側第１グリッド８１１とする。また、第１ノズル側第１グリッド８１１と隣接するグリッドを第１ノズル側第２グリッド８１２とする。また、第１ノズル側第２グリッド８１２と隣接するグリッドであって、第１ノズル側第１グリッド８１１とは軸方向で反対側に配置されるグリッドを第１ノズル側第３グリッド８１３とする。
【００４８】
また、最も第２ノズル８５２側のグリッドを第２ノズル側第１グリッド８２１とする。また、第２ノズル側第１グリッド８２１と隣接するグリッドを第２ノズル側第２グリッド８２２とする。また、第２ノズル側第２グリッド８２２と隣接するグリッドであって、第２ノズル側第１グリッド８２１とは軸方向で反対側に配置されるグリッドを第２ノズル側第３グリッド８２３とする。
【００４９】
つまり、燃料棒集合体８００は、第１ノズル８５１から第２ノズル８５２に向かって順に、第１ノズル側第１グリッド８１１と、第１ノズル側第２グリッド８１２と、第１ノズル側第３グリッド８１３とが配置される。また、燃料棒集合体８００は、第２ノズル８５２から第１ノズル８５１に向かって順に、第２ノズル側第１グリッド８２１と、第２ノズル側第２グリッド８２２と、第２ノズル側第３グリッド８２３とが配置される。
【００５０】
さらに、第１ノズル側第１グリッド８１１と第１ノズル側第２グリッド８１２との間を第１ノズル側第１スパン８３１とする。第１ノズル側第２グリッド８１２と第１ノズル側第３グリッド８１３との間を第１ノズル側第２スパン８３２とする。また、第２ノズル側第１グリッド８２１と第２ノズル側第２グリッド８２２との間を第２ノズル側第１スパン８４１とする。第２ノズル側第２グリッド８２２と第２ノズル側第３グリッド８２３との間を第２ノズル側第２スパン８４２とする。
【００５１】
つまり、燃料棒集合体８００は、第１ノズル８５１から第２ノズル８５２に向かって順に、第１ノズル側第１スパン８３１と、第１ノズル側第２スパン８３２とが形成される。また、燃料棒集合体８００は、第２ノズル８５２から第１ノズル８５１に向かって順に、第２ノズル側第１スパン８４１と、第２ノズル側第２スパン８４２とが形成される。
【００５２】
ここで、燃料棒集合体８００をより安全に輸送するために、燃料棒集合体８００を格納した状態で輸送容器が落下した場合を想定して、キャスクの落下試験を行った。落下試験では、図１に示す底部９２０から地面に落下した場合や、キャスク９００の蓋部９３０から地面に落下した場合や、胴本体９１０から地面に落下した場合などに分けて、燃料棒集合体８００が受けるダメージを検証した。
【００５３】
この落下試験の結果、図２に示す燃料棒集合体８００は、仮にキャスク９００が落下すると、各スパンで燃料棒８０１が第１方向及び第２方向に向かって変形しやすい傾向があることが判明した。
【００５４】
そこで、より安全に燃料棒集合体８００を輸送するために、輸送中に輸送容器が落下した場合を想定して、燃料棒集合体８００は、第１方向及び第２方向に向かう燃料棒８０１の変形を抑制するための燃料棒集合体変形抑制器具が取り付けられてキャスク９００に格納される。以下に、燃料棒集合体変形抑制器具の構成を説明する。
【００５５】
図３は、実施形態１の燃料棒集合体変形抑制器具を示す斜視図である。図４は、燃料棒集合体変形抑制器具を軸方向に投影した投影図である。図３及び図４に示すように、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１ユニット１１０と、第２ユニット１２０とが一組となって構成される。第１ユニット１１０は、第１部材１１１と、第１連結部材１１２とを含んで構成される。
【００５６】
第１部材１１１は、例えば、複数設けられる。第１部材１１１は、図３に示すように、板状の部材である。第１部材１１１は、軸方向の仮想の直線と、第１方向の仮想の直線とを含むように配置される。また、複数の第１部材１１１は、図４に示すように、第２方向に並んで配置される。
【００５７】
第１部材１１１は、第２方向の寸法、つまり第１部材１１１の厚さが、第２方向に配列される複数の燃料棒８０１の隙間以下に形成される。第１部材１１１は、第２方向に配列される複数の燃料棒８０１の隙間に、第１方向に向かって挿入される。
【００５８】
複数の第１部材１１１は、図３に示すように、板状の部材である第１連結部材１１２に連結されて一体に構成される。具体的には、第１部材１１１の４つの側面のうち、第１方向の仮想の直線が交差する側面の一方が、第１連結部材１１２の２つの面のうち、燃料棒８０１と対向する面に連結される。第１部材１１１は、他方の側面から、第２方向に配列される複数の燃料棒８０１の隙間に挿入される。
【００５９】
ここで、複数の第１部材１１１は、第１連結部材１１２に連結される構成に限定されない。第１部材１１１は、個別に前記隙間に挿入されてもよい。但し、複数の第１部材１１１が第１連結部材１１２に連結されることにより、第１ユニット１１０は、一度に複数の第１部材１１１が前記隙間に挿入される。これにより、複数の第１部材１１１が第１連結部材１１２に連結される構成ならば、第１部材１１１を前記隙間に挿入する作業に要する時間及び手間を低減できる。
【００６０】
第２ユニット１２０は、第２部材１２１と、第２連結部材１２２とを含んで構成される。第２部材１２１は、例えば、複数設けられる。第２部材１２１は、図３に示すように、板状の部材である。第２部材１２１は、軸方向の仮想の直線と、第２方向の仮想の直線とを含むように配置される。また、複数の第２部材１２１は、図４に示すように、第１方向に並んで配置される。
【００６１】
第２部材１２１は、第１方向の寸法、つまり第２部材１２１の厚さが、第１方向に配列される複数の燃料棒８０１の隙間以下に形成される。第２部材１２１は、第１方向に配列される複数の燃料棒８０１の隙間に、第２方向に向かって挿入される。
【００６２】
複数の第２部材１２１は、図３に示すように、板状の部材である第２連結部材１２２に連結されて一体に構成される。具体的には、第２部材１２１の４つの側面のうち、第２方向の仮想の直線が交差する側面の一方が、第２連結部材１２２の２つの面のうち、燃料棒８０１と対向する面に連結される。第２部材１２１は、他方の側面から、第１方向に配列される複数の燃料棒８０１の隙間に挿入される。
【００６３】
ここで、複数の第２部材１２１は、第２連結部材１２２に連結される構成に限定されないが、第１部材１１１と同様の理由により、複数の第２部材１２１が第２連結部材１２２に連結される構成ならば、第２部材１２１を前記隙間に挿入する作業に要する時間及び手間を低減できる。
【００６４】
図５は、燃料棒集合体変形抑制器具が取り付けられた燃料棒集合体を示す斜視図である。第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０は、図５に示すように、同じスパンに一組で取り付けられる。
【００６５】
これにより、燃料棒集合体８００は、燃料棒集合体変形抑制器具１００が取り付けられるスパンで、図４に示すように隣接し合う燃料棒８０１の側周部との間の隙間に第１部材１１１または第２部材１２１が介在される。
【００６６】
これにより、燃料棒８０１は、図４に示す第１方向に変形しようとしても、第２部材１２１によって第１方向の移動が規制される。よって、燃料棒８０１は、第１方向の変形が抑制される。また、燃料棒８０１は、第２方向に変形しようとしても、第１部材１１１によって第２方向の移動が規制される。よって、燃料棒８０１は、第２方向の変形が抑制される。
【００６７】
以上により、一つのスパンに第１ユニット１１０と第２ユニット１２０とが取り付けられることにより、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、燃料棒８０１の第１方向の変形と、燃料棒８０１の第２方向の変形との両方を抑制できる。
【００６８】
ここで、輸送容器を落下させる試験によって、輸送容器に格納される燃料棒集合体８００は、特に第１ノズル側第１スパン８３１または第２ノズル側第１スパン８４１で、第１方向及び第２方向に向かって燃料棒８０１が変形しやすい傾向にあることが判明した。
【００６９】
そこで、本実施形態では、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１ノズル側第１スパン８３１及び第２ノズル側第１スパン８４１の２つのスパンに取り付けられる。これにより、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、最も燃料棒８０１が変形しやすいスパンでの、燃料棒８０１の第１方向の変形と、燃料棒８０１の第２方向の変形とを抑制できる。
【００７０】
また、落下試験の結果、燃料棒集合体８００は、第１ノズル側第２スパン８３２または第２ノズル側第２スパン８４２でも、燃料棒８０１が第１方向及び第２方向に向かって変形しやすい傾向にある。
【００７１】
よって、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１ノズル側第２スパン８３２及び第２ノズル側第２スパン８４２の２つのスパンにも取り付けられてもよい。これにより、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１ノズル側第１スパン８３１及び第２ノズル側第１スパン８４１を除く他のスパンよりも燃料棒８０１が比較的変形しやすいスパンでの、燃料棒８０１の第１方向の変形と、燃料棒８０１の第２方向の変形とを抑制できる。
【００７２】
但し、第１ノズル側第２スパン８３２または第２ノズル側第２スパン８４２での燃料棒８０１の変形量は、第１ノズル側第１スパン８３１または第２ノズル側第１スパン８４１での燃料棒８０１の変形量よりも少ない。
【００７３】
よって、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、少なくとも第１ノズル側第１スパン８３１及び第２ノズル側第１スパン８４１に取り付けられていればよい。第１ノズル側第１スパン８３１及び第２ノズル側第１スパン８４１のみに取り付けられる構成でも、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、燃料棒集合体変形抑制器具１００が燃料棒集合体８００に取り付けられない場合よりも、燃料棒８０１の第１方向及び第２方向の変形を大幅に抑制できる。
【００７４】
ここで、キャスク９００が底部９２０から地面に落下する場合、燃料棒８０１は、第１ノズル側第１スパン８３１での変形量が他のスパンでの変形量よりも大きくなる。また、キャスク９００が底部９２０から地面に落下する場合、燃料棒８０１は、第２ノズル側第１スパン８４１での変形量が他のスパンでの変形量よりも大きくなる。
【００７５】
なお、キャスク９００が胴本体９１０から地面に落下する場合、第１ノズル側第１スパン８３１での燃料棒８０１の変形量と、第２ノズル側第１スパン８４１での燃料棒８０１の変形量との大小関係はキャスク９００が地面に衝突するときの傾きによって変化する。但し、キャスク９００が胴本体９１０から地面に落下する場合、燃料棒８０１の第１方向及び第２方向の変形量は、キャスク９００が底部９２０または蓋部９３０から地面に落下する場合よりも大幅に小さくなる。
【００７６】
このように、燃料棒集合体８００は、落下する際のキャスク９００の傾きによって、第１ノズル側第１スパン８３１での燃料棒８０１の変形量と、第２ノズル側第１スパン８４１での燃料棒８０１の変形量との大小関係が変化する。よって、燃料棒集合体８００をより安全に輸送するためには、あらゆる傾きで輸送容器が落下する場合を想定しておく必要がある。
【００７７】
そこで、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１ノズル側第１スパン８３１と、第２ノズル側第１スパン８４１との両方に取り付けられる。これにより、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、輸送容器が地面に向かって落下する傾きに限定されずに、燃料棒８０１の第１方向及び第２方向の変形を抑制できる。
【００７８】
ここで、輸送容器を落下させる試験の結果、各スパン内での燃料棒８０１の第１方向及び第２方向の変形量は、各スパンの軸方向の中央部が最も大きくなる傾向にあることが判明した。以下、各スパンの軸方向の中央部を、単に各スパンの中央部という。
【００７９】
つまり、燃料棒集合体８００は、燃料棒８０１の部分のうち、第１ノズル側第１スパン８３１の中央部または第２ノズル側第１スパン８４１の中央部の第１方向及び第２方向の変形量が最も大きくなる傾向がある。
【００８０】
そこで、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、図５に示すように、取り付けられるスパンの中央部に、第１部材１１１と第２部材１２１との少なくとも一方が設けられる。なお、第１部材１１１と第２部材１２１との境界が、各スパンのちょうど中央部に配置される場合、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１部材１１１と第２部材１２１との両方が、取り付けられるスパンの中央部に設けられているものとして取り扱う。
【００８１】
このようにして、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、取り付けられるスパンの中央部、本実施形態では、第１ノズル側第１スパン８３１の中央部と第２ノズル側第１スパン８４１の中央部とに、第１部材１１１と第２部材１２１との少なくとも一方が設けられる。これにより、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、燃料棒８０１の部分のうち、第１方向及び第２方向の変形量が最も大きくなると予想される部分の変形を抑制できる。
【００８２】
ここで、キャスク９００が地面と衝突する際の衝撃や、輸送中の振動によって、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、軸方向の力を受ける場合がある。この軸方向の力によって、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、軸方向に移動する場合がある。
【００８３】
仮に、燃料棒集合体変形抑制器具１００が軸方向に移動して、スパンの中央部から第１部材１１１及び第２部材１２１が軸方向にずれると、輸送容器が落下した際の燃料棒８０１の変形の低減が不十分になるおそれがある。
【００８４】
そこで、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０を燃料棒集合体８００に取り付けるための取付部が設けられる。燃料棒集合体変形抑制器具１００は、この取付部によって、第１部材１１１及び第２部材１２１の軸方向への移動を規制する。以下に取付部の構成の例を、取付部が燃料棒集合体８００のどの部位に取り付けられるかによって分けて説明する。
【００８５】
［取付部の構成例１］
構成例１の第１取付部１１３は、図２に示す燃料棒集合体８００のグリッド８１０に取り付けられる。第１取付部１１３は、図３に示す第１連結部材１１２に設けられて、第１ユニット１１０を図５に示す第１ノズル側第１スパン８３１に支持するものとして説明する。
【００８６】
第１取付部１１３は、図３に示すように、略Ｕ字に湾曲した形状のクリップである。第１取付部１１３は、例えば、第１連結部材１１２の面のうち、第１部材１１１が連結される面に設けられる。第１取付部１１３は、略Ｕ字の口が軸方向に向かって開口するように設けられる。本構成例の第１取付部１１３は、略Ｕ字の口が第１部材１１１側に向かって開口する。
【００８７】
本構成例では、図５に示すように、第１取付部１１３は、グリッド８１０の面のうち、第１方向に沿う仮想の線が交差する側壁面に取り付けられる。ここで、グリッド８１０の側壁面には、第１取付部１１３の一部が挿入できる隙間が形成される。第１取付部１１３は、前記隙間に第１取付部１１３の一部が挿入される。第１取付部１１３は、前記側壁面を第１方向に挟み込むことによって、前記側壁面に固定される。
【００８８】
上記構成により、第１取付部１１３は、軸方向に移動しないように、第１連結部材１１２を支持する。第１部材１１１は、第１連結部材１１２に連結されている。結果として、第１取付部１１３は、軸方向に移動しないように第１部材１１１を支持する。
【００８９】
ここで、取付部が取り付けられる燃料棒集合体８００の部分には、取付部との摩擦によって表面に微細な跡が残る場合も考えられる。第１取付部１１３は、燃料棒８０１に取り付けられないため、燃料棒８０１の表面に微細な跡が残るおそれがない。なお、グリッド８１０は、仮に表面に微細な跡が残っても、実用上の不具合は生じない。
【００９０】
［取付部の構成例２−１］
構成例２−１の第２取付部１２３は、図２に示す燃料棒集合体８００の第１ノズル８５１に取り付けられる。第２取付部１２３は、図３に示す第２連結部材１２２に設けられて、第２ユニット１２０を図５に示す第１ノズル側第１スパン８３１に支持するものとして説明する。
【００９１】
第２取付部１２３は、図３に示すように、略Ｕ字に湾曲した形状のクリップである。第２取付部１２３は、例えば、第２連結部材１２２の面のうち、第２部材１２１が連結される面に略Ｕ字の底部分が取り付けられる。第２取付部１２３は、略Ｕ字の口が第２方向に向かって開口するように設けられる。これにより、第２取付部１２３は、略Ｕ字の口が図２に示す第１ノズル８５１に向かって開口する。
【００９２】
本構成例では、図５に示すように、第２取付部１２３は、第１ノズル８５１に取り付けられる。ここで、燃料棒８０１と第１ノズル８５１との間には、第２取付部１２３の一部が挿入できる隙間が形成される。第２取付部１２３は、前記隙間に第２取付部１２３の一部が第２方向に向かって挿入される。第２取付部１２３は、第１ノズル８５１を軸方向の仮想の直線が交差する２つの面を軸方向に挟み込むことによって、第１ノズル８５１に固定される。
【００９３】
上記構成により、第２取付部１２３は、軸方向に移動しないように、第２連結部材１２２を支持する。第２部材１２１は、第２連結部材１２２に連結されている。結果として、第２取付部１２３は、軸方向に移動しないように第２部材１２１を支持する。第２取付部１２３は、第１取付部１１３と同様に、燃料棒８０１に取り付けられないため、燃料棒８０１の表面に微細な跡が残るおそれがない。
【００９４】
［取付部の構成例２−２］
構成例２−２の第３取付部１３３は、図２に示す燃料棒集合体８００の第２ノズル８５２に取り付けられる。第３取付部１３３は、図３に示す第１連結部材１１２に設けられて、第１ユニット１１０を図５に示す第２ノズル側第１スパン８４１に支持するものとして説明する。
【００９５】
図６は、燃料棒の中心軸と第１方向の仮想の直線とを含む面で、第３取付部及び第２ノズルを切って示す断面図である。ここで、第２ノズル８５２は、軸方向の壁面から第１方向に突出する張出部８５２ａが形成されている。第３取付部１３３は、この張出部８５２ａに取り付けられる。
【００９６】
第３取付部１３３は、第１張出部１３３ａと、回動部１３３ｂと、第２張出部１３３ｃと、ヒンジ１３３ｄと、バネ１３３ｅとを含んで構成される。第１張出部１３３ａは、張出部８５２ａに沿って設けられる。第１張出部１３３ａは、一方の端部が第１連結部材１１２に連結され、他方の端部に回動部１３３ｂが取り付けられる。
【００９７】
回動部１３３ｂは、ヒンジ１３３ｄを介して第１張出部１３３ａに取り付けられる。これにより、回動部１３３ｂは、第１張出部１３３ａに対して回動できる。また、回動部１３３ｂは、燃料棒８０１側の端部に第２張出部１３３ｃが形成される。第２張出部１３３ｃは、回動部１３３ｂが第１張出部１３３ａと直交する場合に、張出部８５２ａに沿って先端が第１連結部材１１２に向くように回動部１３３ｂから張り出して設けられる。
【００９８】
バネ１３３ｅは、第２張出部１３３ｃが第１連結部材１１２に近づく方向に回動部１３３ｂを押す力を回動部１３３ｂに与える。バネ１３３ｅが回動部１３３ｂに与える力により、回動部１３３ｂは、第２張出部１３３ｃが第１連結部材１１２に近づく方向に回動する。これにより、第２張出部１３３ｃが張出部８５２ａに接触する。
【００９９】
以上により、第３取付部１３３は、第１張出部１３３ａと第２張出部１３３ｃとが第２ノズル８５２の張出部８５２ａを軸方向で挟み込む。これにより、第３取付部１３３は、軸方向に移動しないように第１連結部材１１２を支持する。よって、第３取付部１３３は、軸方向に移動しないように第１部材１１１を支持できる。
【０１００】
さらに、第３取付部１３３は、回動部１３３ｂと、第１連結部材１１２とが張出部８５２ａを第１方向で挟み込む。これにより、第３取付部１３３は、第１方向に移動しないように第１連結部材１１２を支持する。よって、第３取付部１３３は、第１方向にも移動しないように第１部材１１１を支持できる。
【０１０１】
［取付部の構成例３−１］
図７は、第４取付部を示す斜視図である。構成例３−１の第４取付部１４３は、図２に示す燃料棒集合体８００の燃料棒８０１に取り付けられる。第４取付部１４３は、図７に示す第２連結部材１２２に設けられて、第２ユニット１２０を図５に示す第２ノズル側第１スパン８４１に支持するものとして説明する。
【０１０２】
第４取付部１４３は、図７に示すように、略Ｕ字に湾曲した形状のクリップである。第４取付部１４３は、例えば、第２連結部材１２２の面のうち、第２部材１２１が連結される面に略Ｕ字の底部分が取り付けられる。第４取付部１４３は、略Ｕ字の口が第２方向に向かって開口するように設けられる。これにより、第４取付部１４３は、略Ｕ字の口が図２に示す燃料棒８０１に向かって開口する。
【０１０３】
また、図３に示す第２取付部１２３は、クリップの両壁面が第１方向に沿っているのに対して、図７に示す第４取付部１４３は、クリップの両壁面が軸方向に沿って形成される。これにより、第４取付部１４３は、燃料棒８０１の側周部を燃料棒８０１の径方向で両側から挟む。
【０１０４】
具体的には、第４取付部１４３は、燃料棒８０１の側周部を第１方向で挟み込む。これにより、第４取付部１４３と燃料棒８０１の側周部との間に摩擦力を発生させる。これにより、第４取付部１４３は、燃料棒８０１に取り付けられる。
【０１０５】
上記構成により、第４取付部１４３は、前記摩擦力によって軸方向に移動しないように、第２連結部材１２２を支持する。第２部材１２１は、第２連結部材１２２に連結されている。結果として、第４取付部１４３は、軸方向に移動しないように第２部材１２１を支持する。
【０１０６】
ここで、図５に示すように、第１取付部１１３は、第１連結部材１１２がグリッド８１０を覆うように取り付けられる。また、第２取付部１２３は、第１ノズル８５１を覆うように取り付けられる。よって、第１取付部１１３及び第２取付部１２３は、グリッドやノズルから外側に張り出す。なお、前記外側とは、燃料棒集合体８００全体の中心軸から離れる方向をいう。また、燃料棒集合体８００全体の中心軸に近づく方向を内側という。
【０１０７】
しかしながら、燃料棒８０１は、グリッドやノズルよりも内側に配置されるため、燃料棒８０１に取り付けられる第４取付部１４３も、グリッドやノズルよりも外側に張り出さない。仮に、グリッドやノズルよりも外側に張り出す場合であっても、図５に示す第１取付部１１３や第２取付部１２３よりも、第４取付部１４３は、グリッドやノズルよりも外側に張り出す部分の体積が低減される。
【０１０８】
ここで、これから原子力発電プラントで使用される新燃料棒集合体に燃料棒集合体変形抑制器具１００を取り付ける場合は、燃料棒８０１の側周部へのダメージの低減を優先して、取付部が燃料棒８０１に取り付けられない図３に示す第１取付部１１３や第２取付部１２３が好ましい。
【０１０９】
しかしながら、原子力発電プラントで一度使用されたリサイクル燃料棒集合体に燃料棒集合体変形抑制器具１００を取り付ける場合、燃料棒８０１の側周部に取付部が接触した跡が仮に残ったとしても、実用上の不具合は生じない。よって、第４取付部１４３は、リサイクル燃料棒集合体に取り付けられると好ましい。
【０１１０】
［取付部の構成例３−２］
図８は、第５取付部を示す斜視図である。図９は、第５取付部が燃料棒群に取り付けられる様子を、燃料棒の中心軸に直交する平面で切って示す断面図である。構成例３−２の第５取付部１５３は、図２に示す燃料棒集合体８００の燃料棒８０１単体ではなく、燃料棒群８０２に取り付けられる。第５取付部１５３は、図８に示す第１連結部材１１２に設けられて、第１ユニット１１０を支持するものとして説明する。
【０１１１】
第５取付部１５３は、図８及び図９に示すように、第１クリップ１６１と、第２クリップ１６２と、第１連結部材１１２とを含んで構成される。第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２は、板状の部材である。第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２は、燃料棒８０１の中心軸と平行に設けられる。
【０１１２】
また、第１クリップ１６１は、第２方向で複数の第１部材１１１で構成される第１部材群の一方側に配置される。また、第２クリップ１６２は、第２方向で複数の第１部材群の他方方側に配置される。つまり、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２は、前記第１部材群を第２方向で挟んで配置される。
【０１１３】
第１クリップ１６１は、一方の端部が第１連結部材１１２に連結され、他方の端部である先端が第２クリップ１６２側に屈曲して形成される。また、第２クリップ１６２は、一方の端部が第１連結部材１１２に連結され、他方の端部である先端が第１クリップ１６１側に屈曲して形成される。
【０１１４】
ここで、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２の先端は、図９に示すように、燃料棒８０１の側周部に接触する。よって、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２の先端は、曲面を含んで構成される。これにより、第５取付部１５３は、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２の先端が燃料棒８０１の側周部に接触した際に、燃料棒８０１の側周部に跡が残るおそれを抑制できる。
【０１１５】
第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２は、例えば、板バネで形成される。第１クリップ１６１は、外力が取り除かれると第２クリップ１６２側に近づく。また、第２クリップ１６２は、外力が取り除かれると第１クリップ１６１側に近づく。
【０１１６】
第５取付部１５３を燃料棒集合体８００に取り付ける場合、まず、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２を、互いに離れる方向に開く。この状態で、第１部材１１１を第２方向に配列される複数の燃料棒８０１の隙間に挿入する。次に、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２に与えている外力を取り除く。
【０１１７】
これにより、図９に示すように、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２が、互いに近づく方向に移動する。これにより、第５取付部１５３は、第１クリップ１６１の先端及び第２クリップ１６２の先端が、燃料棒８０１の側周部と接触する。
【０１１８】
ここで、第１クリップ１６１及び第２クリップ１６２は、それぞれ燃料棒群８０２のうちの１本の側周部に接触して、燃料棒群８０２を第１連結部材１１２側に押し付ける。これにより、第１連結部材１１２から離れた側に配置される燃料棒８０１は、第１連結部材１１２側に向かう力が与えられる。一方、燃料棒群８０２のうち、第１連結部材１１２側に配置される燃料棒８０１は、第１連結部材１１２から前記力とは反対方向の力が与えられる。
【０１１９】
このように、第５取付部１５３は、複数の燃料棒群８０２のうちの１つ燃料棒８０１に一方方向の力を与え、一方方向の力が与えられる燃料棒８０１とは別の燃料棒８０１に一方方向とは反対方向の力を与える。これにより、第５取付部１５３は、第１クリップ１６１の先端及び第２クリップ１６２の先端と第１連結部材１１２との間に燃料棒群８０２を挟みこんで支持する。
【０１２０】
このようにして、第５取付部１５３は、第１クリップ１６１の先端及び第２クリップ１６２の先端と燃料棒８０１の側周部との間と、第１連結部材１１２と燃料棒８０１との間と、に摩擦力を発生させる。これにより、第５取付部１５３は、燃料棒群８０２に取り付けられる。
【０１２１】
上記構成により、第５取付部１５３は、軸方向に移動しないように、第１連結部材１１２を支持する。第１部材１１１は、第１連結部材１１２に連結されている。結果として、第５取付部１５３は、軸方向に移動しないように第１部材１１１を支持できる。
【０１２２】
なお、リサイクル燃料棒集合体に燃料棒集合体変形抑制器具１００を取り付ける場合、燃料棒集合体変形抑制器具１００の取付作業はロボットアームによって行われる。構成例１から構成例３−２に示す取付部は、溶接やボルト締めなどの作業を必要としない。よって、燃料棒集合体変形抑制器具１００を燃料棒集合体８００に取り付ける際に、ロボットアームでも容易に第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０を燃料棒集合体８００に取り付けることができる。
【０１２３】
ここで、第１部材１１１及び第２部材１２１は、上述の取付部によって、燃料棒集合体８００に取り付けられて、軸方向の移動が規制されているが、より安全に燃料棒集合体８００を輸送するために、輸送中の振動や、落下の衝撃によって、取付部が燃料棒集合体８００から外れるおそれを想定しておく必要がある。
【０１２４】
そこで、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、第１部材１１１または第２部材１２１の少なくとも一方がスパンの中央部に設けられると共に、第１部材１１１の軸方向の長さと第２部材１２１の軸方向の長さとの合計が、燃料棒集合体変形抑制器具１００が設けられるスパンの軸方向の長さの半分以上に形成される。
【０１２５】
これにより、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、仮に取付部が燃料棒集合体８００から外れて、第１部材１１１及び第２部材１２１が軸方向に移動したとしても、必ず、第１部材１１１と第２部材１２１とのうちのどちらかが、スパンの中央部に位置する。これにより、輸送中の振動や、落下の衝撃によって、取付部が燃料棒集合体８００から外れた場合であっても、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、燃料棒８０１が最も変形しやすいスパンの中央部の燃料棒８０１の変形を抑制できる。
【０１２６】
また、燃料棒集合体８００を格納する図１に示すバスケット９４０のセル９４１は、仮に燃料棒集合体変形抑制器具１００の取付部が燃料棒集合体８００から外れたとしても、第１部材１１１及び第２部材１２１が燃料棒８０１同士の隙間から抜け落ちない大きさに形成されると好ましい。
【０１２７】
具体的には、セル９４１は、第１方向の辺の長さが第１部材１１１の第１方向の長さと、燃料棒群８０２の第１方向の長さとの和よりも小さく形成される。なお、燃料棒群８０２の第１方向の長さとは、燃料棒群８０２を構成する複数の燃料棒８０１のうち、第１方向で最も互いに離れた位置にある２本の燃料棒８０１の間の長さである。また、セル９４１は、第２方向の辺の長さが第２部材１２１の第２方向の長さと、燃料棒群８０２の第２方向の長さとの和よりも小さく形成される。
【０１２８】
なお、セル９４１の大きさは、燃料棒集合体変形抑制器具１００が燃料棒集合体８００に取り付けられている状態で、燃料棒集合体８００が挿入できる大きさであれば、小さいほど好ましい。バスケット９４０の体積には限りがあるため、セル９４１の大きさが低減されれば、キャスク９００は、より多くの燃料棒集合体８００をバスケット９４０に格納できる。
【０１２９】
上記構成により、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、仮に取付部が燃料棒集合体８００から外れたとしても、第１部材１１１及び第２部材１２１が燃料棒集合体８００の燃料棒８０１同士の隙間から抜け落ちない。
【０１３０】
以上により、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、輸送中に振動が発生した場合や、仮に輸送容器が落下した場合であっても、燃料棒集合体変形抑制器具１００が燃料棒集合体８００から外れるおそれが抑制される。つまり、燃料棒集合体変形抑制器具１００は、輸送中に振動が発生した場合や、仮に輸送容器が落下した場合であっても、燃料棒８０１の変形を抑制できる。
【０１３１】
（実施形態２）
図１０は、実施形態２の燃料棒集合体変形抑制器具を示す斜視図である。図１０に示す実施形態２の燃料棒集合体変形抑制器具２００は、１つのスパンに軸方向で複数設けられる点に特徴がある。
【０１３２】
燃料棒集合体変形抑制器具２００は、第１部材１１１または第２部材１２１の少なくとも一方がスパンの中央部に設けられると共に、第１部材１１１の軸方向の長さと第２部材１２１の軸方向の長さとの合計が、燃料棒集合体変形抑制器具２００が設けられるスパンの軸方向の長さの半分以上に形成されれば、１つのスパンに軸方向で設けられる第１部材１１１または第２部材１２１の数は限定されない。
【０１３３】
例えば、燃料棒集合体変形抑制器具２００は、軸方向で第１部材１１１が２つ設けられる。具体的には、燃料棒集合体変形抑制器具２００は、第２方向に配列された複数の第１部材１１１で構成される第１部材群２１０が、第１連結部材１１２に軸方向に２つ連結される。
【０１３４】
この２つの第１部材群２１０は、第２部材１２１の軸方向の長さ以上の間隔をあけて配置される。燃料棒集合体変形抑制器具２００は、燃料棒集合体８００の１つのスパンに挿入されると、この２つの第１部材群２１０の間に、第２部材１２１が配置されることになる。つまり、燃料棒集合体変形抑制器具２００は、１つのスパンに、軸方向で第１部材１１１、第２部材１２１、第１部材１１１の順に第１部材１１１及び第２部材１２１が配置される。
【０１３５】
図１１は、実施形態２の他の燃料棒集合体変形抑制器具を示す斜視図である。また、図１１に示す燃料棒集合体変形抑制器具３００は、例えば、軸方向で第２部材１２１が２つ設けられる。具体的には、燃料棒集合体変形抑制器具３００は、第１方向に配列された複数の第２部材１２１で構成される第２部材群２２０が、第２連結部材１２２に軸方向に２つ連結される。
【０１３６】
この２つの第２部材群２２０は、第１部材１１１の軸方向の長さ以上の間隔をあけて配置される。燃料棒集合体変形抑制器具３００は、燃料棒集合体８００の１つのスパンに挿入されると、この２つの第２部材群２２０の間に、２つの第１部材群２１０のうちの１つが配置されることになる。つまり、燃料棒集合体変形抑制器具３００は、１つのスパンに、軸方向で第１部材１１１、第２部材１２１、第１部材１１１、第２部材１２１の順に第１部材１１１及び第２部材１２１が配置される。
【０１３７】
ここで、１つのスパンに軸方向で配置する第１部材１１１及び第２部材１２１の数を増加させることの効果を説明する。図５に示すように、１つのスパンに軸方向でそれぞれ１つずつ第１部材１１１及び第２部材１２１を配置すると、例えば、第１ノズル側第１スパン８３１の第１ノズル８５１側では、第１方向の燃料棒８０１の変形は第２ユニット１２０によって十分に抑制できる。
【０１３８】
しかしながら、第１ノズル側第１スパン８３１の第１ノズル８５１側には、第１ユニット１１０は配置されていないため、第１ノズル側第１スパン８３１の第１ノズル８５１側で、第２方向に向かう燃料棒８０１の変形量の低減が不十分になるおそれがある。
【０１３９】
しかしながら、図１０に示す燃料棒集合体変形抑制器具２００や、図１１に示す燃料棒集合体変形抑制器具３００は、第１ノズル側第１スパン８３１の第１ノズル８５１側に第１部材１１１と第２部材１２１との両方が配置される。また、第１ノズル側第１スパン８３１の第１ノズル側第２グリッド８１２側にも第１部材１１１と第２部材１２１との両方が配置される。
【０１４０】
このように、燃料棒集合体変形抑制器具２００は、１つのスパンの軸方向で、第１部材１１１が設けられる箇所の数が増える。これにより、燃料棒集合体変形抑制器具２００は、１つのスパンの軸方向で第２方向への燃料棒の変形を抑制できる箇所が増える。
【０１４１】
また、燃料棒集合体変形抑制器具３００は、１つのスパンの軸方向で、第１部材１１１及び第２部材１２１が設けられる箇所の数が増える。これにより、燃料棒集合体変形抑制器具３００は、１つのスパンの軸方向で第２方向及び第１方向への燃料棒の変形を抑制できる箇所が増える。
【０１４２】
よって、燃料棒集合体変形抑制器具２００及び燃料棒集合体変形抑制器具３００は、第１ノズル側第１スパン８３１の第１ノズル８５１側で、第１方向に向かう燃料棒８０１の変形量の低減が不十分になるおそれを抑制できる。また、第１ノズル側第１スパン８３１の第１ノズル側第２グリッド８１２側で、第２方向に向かう燃料棒８０１の変形量の低減が不十分になるおそれを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
以上のように、燃料棒集合体変形抑制器具は、燃料棒集合体をキャスクに格納して輸送する際に有用であり、燃料棒の変形を低減することに適している。
【符号の説明】
【０１４４】
１００  燃料棒集合体変形抑制器具
１１０  第１ユニット
１１１  第１部材
１１２  第１連結部材
１１３  第１取付部
１２０  第２ユニット
１２１  第２部材
１２２  第２連結部材
１２３  第２取付部
１３３  第３取付部
１３３ａ  第１張出部
１３３ｂ  回動部
１３３ｃ  第２張出部
１３３ｄ  ヒンジ
１３３ｅ  バネ
１４３  第４取付部
１５３  第５取付部
１６１  第１クリップ
１６２  第２クリップ
２００  燃料棒集合体変形抑制器具
２１０  第１部材群
２２０  第２部材群
３００  燃料棒集合体変形抑制器具
８００  燃料棒集合体
８０１  燃料棒
８０２  燃料棒群
８１０  グリッド
８１１  第１ノズル側第１グリッド
８１２  第１ノズル側第２グリッド
８１３  第１ノズル側第３グリッド
８２１  第２ノズル側第１グリッド
８２２  第２ノズル側第２グリッド
８２３  第２ノズル側第３グリッド
８３１  第１ノズル側第１スパン（第１スパン）
８３２  第１ノズル側第２スパン（第１隣接スパン）
８４１  第２ノズル側第１スパン（第２スパン）
８４２  第２ノズル側第２スパン（第２隣接スパン）
８５０  ノズル
８５１  第１ノズル
８５２  第２ノズル
８５２ａ  張出部
９００  キャスク
９１０  胴本体
９２０  底部
９３０  蓋部
９４０  バスケット
９４１  セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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