(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料棒が内部に収納されたせん断用収納容器を変形させて、前記せん断用収納容器の内部に収容された前記燃料棒を固縛する燃料固縛部と、
変形後の前記せん断用収納容器を送出方向へ送り出す燃料送出部と、
送り出された前記せん断用収納容器を、内部に収納された前記燃料棒と共にせん断する燃料せん断部と、を備えることを特徴とするせん断装置。
【請求項２】
前記燃料固縛部は、前記燃料送出部によって送り出される前記せん断用収納容器の前記送出方向の上流側を変形させることを特徴とする請求項１に記載のせん断装置。
【請求項３】
燃料棒が内部に収納されたせん断用収納容器を変形させて、前記せん断用収納容器の内部に収容された前記燃料棒を固縛する燃料固縛工程と、
変形後の前記せん断用収納容器を送出方向へ送り出す燃料送出工程と、
送り出された前記せん断用収納容器をせん断する燃料せん断工程と、を備えることを特徴とするせん断方法。
【請求項４】
前記燃料固縛工程では、前記せん断用収納容器の前記送出方向の上流側を変形させており、
前記燃料固縛工程前に実行され、前記せん断用収納容器に収納された前記燃料棒を、前記せん断用収納容器の前記送出方向の上流側に揃える燃料整列工程をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のせん断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済燃料をせん断するせん断装置およびせん断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料集合体をせん断するせん断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このせん断装置では、燃料マガジン内に燃料集合体を収納し、プッシャにより燃料マガジン内に収納された燃料集合体を送り出して、送り出された燃料集合体をせん断部により所定の長さの小片にせん断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−４３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料集合体に破損等の異常が生じている場合、燃料集合体は変形し易くなるため、燃料集合体の形状を維持した状態で燃料マガジン内に収納することは困難と考えられる。
【０００５】
そこで、本発明は、使用済燃料に異常が発生しても、好適に使用済燃料をせん断することができるせん断装置およびせん断方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のせん断装置は、燃料棒が内部に収納されたせん断用収納容器を変形させて、せん断用収納容器の内部に収容された燃料棒を固縛する燃料固縛部と、変形後のせん断用収納容器を送出方向へ送り出す燃料送出部と、送り出されたせん断用収納容器を、内部に収納された燃料棒と共にせん断する燃料せん断部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、燃料固縛部は、せん断用収納容器に収納された燃料棒を固縛することができ、燃料せん断部は、燃料棒が固縛されたせん断用収納容器をせん断することができる。これにより、燃料せん断部は、せん断用収納容器のせん断時に、せん断用収納容器内において燃料棒が移動することなく、所定の大きさに好適にせん断することができる。
【０００８】
この場合、燃料固縛部は、燃料送出部によって送り出されるせん断用収納容器の送出方向の上流側を変形させることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、せん断用収納容器は、送出方向の下流側から燃料せん断部によりせん断されるため、送出方向の上流側を変形させることにより、せん断が終了するまで、燃料棒を固縛することができる。
【００１０】
本発明のせん断方法は、燃料棒が内部に収納されたせん断用収納容器を変形させて、せん断用収納容器の内部に収容された燃料棒を固縛する燃料固縛工程と、変形後のせん断用収納容器を送り出す燃料送出工程と、送り出されたせん断用収納容器をせん断する燃料せん断工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、燃料固縛工程において、せん断用収納容器に収納された燃料棒を固縛することができ、燃料せん断工程において、燃料棒が固縛されたせん断用収納容器をせん断することができる。これにより、燃料せん断工程における燃料棒のせん断時に、せん断用収納容器内において燃料棒を移動させることなく、燃料棒を所定の大きさに好適にせん断することができる。
【００１２】
この場合、燃料固縛工程では、せん断用収納容器の送出方向の上流側を変形させており、燃料固縛工程前に実行され、せん断用収納容器に収納された燃料棒を、せん断用収納容器の送出方向の上流側に揃える燃料整列工程をさらに備えることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、燃料整列工程において送出方向の上流側に燃料棒を揃えた後、燃料固縛工程においてせん断用収納容器の送出方向の上流側を変形させて固縛することができる。このとき、せん断用収納容器は、送出方向の上流側において燃料棒が固縛されることから、せん断用収納容器１内の多くの燃料棒を好適に固縛することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のせん断装置およびせん断方法によれば、使用済燃料に異常が発生しても、使用済燃料を好適にせん断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施例のせん断装置によってせん断されるせん断用収納容器の斜視図である。
【図２】図２は、本実施例のせん断装置を表す斜視図である。
【図３】図３は、本実施例のせん断装置を模式的に表した模式図である。
【図４】図４は、本実施例のせん断装置を用いてせん断用収納容器をせん断するせん断方法の動作の一例を示す説明図である。
【図５】図５は、本実施例のせん断装置を用いてせん断用収納容器をせん断するせん断方法の動作の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、本実施例のせん断装置を用いてせん断用収納容器をせん断するせん断方法の動作の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、本実施例のせん断装置を用いてせん断用収納容器をせん断するせん断方法の動作の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、本実施例のせん断装置を用いてせん断用収納容器をせん断するせん断方法の動作の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、本実施例のせん断装置を用いてせん断用収納容器をせん断するせん断方法の動作の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係るせん断装置およびせん断方法について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１７】
本実施例に係るせん断装置は、使用済燃料としての燃料棒が内部に収納されたせん断用収納容器を、内部の燃料棒と共にせん断するせん断装置である。先ず、せん断装置の説明に先立ち、せん断用収納容器について説明する。
【００１８】
図１は、本実施例のせん断装置によってせん断されるせん断用収納容器の斜視図である。図１に示すように、せん断用収納容器１は、薄板となるステンレス鋼で構成されており、後述するせん断装置１０の燃料せん断部１９においてせん断可能な厚さとなっている。せん断用収納容器１は、長手方向に沿って設けられる４つの壁面５と、長手方向における壁面５の両端に設けられる一対の端面６とで長方体の箱状に形成されている。せん断用収納容器１において、長手方向における一方の端面６は、せん断時に押圧される押圧面となっている。そして、このせん断用収納容器１には、破損等の異常が生じた燃料集合体から取り出した燃料棒Ｌが収納されている。収納された燃料棒Ｌは、せん断用収納容器１の内部において、自由状態となっている。
【００１９】
次に、図２および図３を参照して、せん断装置１０について説明する。図２は、本実施例のせん断装置を表す斜視図である。図３は、本実施例のせん断装置を模式的に表した模式図である。せん断装置１０は、使用済燃料をせん断して所定の長さの切片とし、切片となった使用済燃料を排出するものである。このせん断装置１０では、使用済の燃料集合体だけでなく、上記のせん断用収納容器１をせん断対象としている。なお、以下では、せん断対象として、せん断用収納容器１を適用した場合について説明する。
【００２０】
せん断装置１０は、せん断用収納容器１を送り出す燃料送出部１５と、送り出されるせん断用収納容器１を案内する燃料マガジン１６と、せん断用収納容器１内の燃料棒を固縛する燃料固縛部１７と、せん断用収納容器１を押さえる燃料押さえ部１８と、せん断用収納容器１をせん断する燃料せん断部１９とを備えている。
【００２１】
燃料送出部１５は、せん断用収納容器１の一方の端面６を押圧して、せん断用収納容器１を燃料せん断部１９へ向けて送り出している。燃料送出部１５は、プッシャ２１と、燃料供給マガジン２２と、図示しない移動機構とを有している。プッシャ２１は、燃料マガジン１６の内部を、せん断用収納容器１を押し出す前進方向と、前進方向の逆方向となる後退方向に移動可能となっている。燃料供給マガジン２２は、角筒状に形成され、内部にせん断用収納容器１が挿通可能となっている。また、燃料供給マガジン２２は、燃料マガジン１６に接続可能となっている。移動機構は、燃料マガジン１６に対して、プッシャ２１と燃料供給マガジン２２との位置を入れ替え可能に移動させる。
【００２２】
燃料送出部１５は、せん断用収納容器１を燃料せん断部１９へ送り出す場合、先ず、移動機構により燃料マガジン１６と燃料供給マガジン２２とを接続した状態とする。この後、せん断用収納容器１は、図示しない燃料装荷装置によって燃料供給マガジン２２に装荷された後、燃料供給マガジン２２を通過して、燃料マガジン１６内に収納される。燃料マガジン１６内にせん断用収納容器１が収納されると、燃料送出部１５は、移動機構により燃料供給マガジン２２とプッシャ２１との位置を入れ替える。そして、燃料送出部１５は、プッシャ２１により燃料マガジン１６内に収納されたせん断用収納容器１を前進方向（送出方向）に押圧することで、せん断用収納容器１を燃料せん断部１９へ向けて送り出す。このとき、燃料送出部１５は、せん断用収納容器１を、せん断される切片の所定の長さ分ずつ送り出している。
【００２３】
燃料マガジン１６は、燃料送出部１５によって送り出されるせん断用収納容器１を燃料せん断部１９へ向けて案内する。燃料マガジン１６は、角筒状に形成され、その一方が燃料送出部１５に位置し、その他方が燃料せん断部１９に位置している。燃料マガジン１６の内部は、せん断用収納容器１が燃料せん断部１９へ向けて案内される案内通路となっている。図３に示すように、この燃料マガジン１６には、後述する燃料固縛部１７の押付部２７が挿入される固縛開口部２５が設けられている。固縛開口部２５は、燃料マガジン１６の送出方向の上流側（燃料送出部側）に形成されている。
【００２４】
燃料固縛部１７は、燃料マガジン１６内に装荷されたせん断用収納容器１の一部を変形させて、内部に収納された燃料棒を固縛する。燃料固縛部１７は、押付部２７と、押付部２７に接続された固縛用駆動シリンダ２８と、固縛用受け部２９とを有している。押付部２７は、固縛開口部２５を介して、せん断用収納容器１に対して進退可能となっている。固縛用駆動シリンダ２８は、押付部２７を進退可能に移動させており、燃料棒の固縛時において押付部２７を燃料マガジン１６の内部に前進させる一方で、燃料棒の固縛の解除時において押付部２７を燃料マガジン１６の内部から後退させる。このとき、押付部２７の進退方向は、せん断用収納容器１の送出方向に対して直交方向となっている。固縛用受け部２９は、燃料マガジン１６を挟んで押付部２７の反対側に設けられ、押付部２７によって押し付けられるせん断用収納容器１を受けている。
【００２５】
燃料固縛部１７は、せん断用収納容器１の内部に収納された燃料棒を固縛する場合、固縛用駆動シリンダ２８により押付部２７を前進方向に移動させることで、燃料マガジン１６に収納されたせん断用収納容器１の送出方向の上流側を押し潰す。これにより、押し潰されたせん断用収納容器１は、内部に収納されている燃料棒が結束され（かしめられ）、燃料棒が固縛される。
【００２６】
燃料押さえ部１８は、燃料マガジン１６と燃料せん断部１９との間に設けられ、燃料マガジン１６内に装荷されたせん断用収納容器１の一部を押さえることで、せん断時におけるせん断用収納容器１の移動を規制している。燃料押さえ部１８は、主押さえ部３１と、主押さえ部３１に接続された主押さえ用駆動シリンダ３２と、補助押さえ部３３と、補助押さえ部３３に接続された補助押さえ用駆動シリンダ３４と、押さえ用受け部３５とを有している。主押さえ部３１は、送出方向において燃料せん断部１９の上流側に設けられ、せん断用収納容器１に対して進退可能となっている。主押さえ用駆動シリンダ３２は、主押さえ部３１を進退可能に移動させており、せん断用収納容器１のせん断時において主押さえ部３１をせん断用収納容器１に対して前進させる一方で、せん断用収納容器１の送出時において主押さえ部３１をせん断用収納容器１に対して後退させる。このとき、主押さえ部３１の進退方向は、せん断用収納容器１の送出方向に対して直交方向となっている。
【００２７】
補助押さえ部３３は、送出方向において燃料マガジン１６の下流側に設けられると共に主押さえ部３１の上流側に設けられ、主押さえ部３１と同様に、せん断用収納容器１に対して進退可能となっている。補助押さえ用駆動シリンダ３４は、補助押さえ部３３を進退可能に移動させており、せん断用収納容器１のせん断時において補助押さえ部３３をせん断用収納容器１に対して前進させる一方で、せん断用収納容器１の送出時において補助押さえ部３３をせん断用収納容器１に対して後退させる。なお、補助押さえ部３３の進退方向も、主押さえ部３１と同様に、せん断用収納容器１の送出方向に対して直交方向となっている。
【００２８】
押さえ用受け部３５は、送り出されるせん断用収納容器１を挟んで主押さえ部３１の反対側に設けられ、主押さえ部３１によって押さえられるせん断用収納容器１を受けている。なお、押さえ用受け部３５の送出方向の下流側は固定刃４１となっており、固定刃４１は、後述する燃料せん断部１９の可動刃４２と合わさる。
【００２９】
燃料押さえ部１８は、せん断時においてせん断用収納容器１を押さえる場合、主押さえ用駆動シリンダ３２により主押さえ部３１を前進方向に移動させ、また、補助押さえ用駆動シリンダ３４により補助押さえ部３３を前進方向に移動させることで、燃料せん断部１９に送り出されたせん断用収納容器１を押し潰す。押し潰されたせん断用収納容器１は、送出方向における移動が規制されながら、燃料せん断部１９によりせん断される。
【００３０】
一方、燃料押さえ部１８は、送出時においてせん断用収納容器１を開放する場合、主押さえ用駆動シリンダ３２により主押さえ部３１を後退方向に移動させ、また、補助押さえ用駆動シリンダ３４により補助押さえ部３３を後退方向に移動させることで、せん断用収納容器１を開放する。開放されたせん断用収納容器１は、送出方向における移動の規制が解除される。これにより、移動の規制が解除されたせん断後のせん断用収納容器１は、上記の燃料送出部１５により、せん断される切片の所定の長さ分だけ送り出される。
【００３１】
燃料せん断部１９は、燃料送出部１５から送り出されたせん断用収納容器１を、内部に収納された燃料棒Ｌと共にせん断する。燃料せん断部１９は、押さえ用受け部３５に設けられた固定刃４１と、固定刃４１に刃合わせされる可動刃４２と、可動刃４２に接続されたせん断用駆動シリンダ４３とを有している。固定刃４１は、押さえ用受け部３５の送出方向の下流側に設けられ、押さえ用受け部３５と一体となっている。可動刃４２は、送出方向において主押さえ部３１の下流側に設けられ、せん断用収納容器１に対して進退可能となっている。せん断用駆動シリンダ４３は、可動刃４２を進退可能に移動させており、せん断用収納容器１のせん断時において可動刃４２をせん断用収納容器１に対して前進させる一方で、せん断用収納容器１からの可動刃４２の引き抜き時において可動刃４２をせん断用収納容器１に対して後退させる。このとき、可動刃４２の進退方向は、せん断用収納容器１の送出方向に対して直交方向となっている。
【００３２】
燃料せん断部１９は、せん断用収納容器１をせん断する場合、せん断用駆動シリンダ４３により可動刃４２を前進方向に移動させることで、可動刃４２をせん断用収納容器１に突き当てた後、可動刃４２を固定刃４１へ向けて移動させることで、せん断用収納容器１をせん断する。せん断されたせん断用収納容器１は、所定の長さとなる切片となって排出される。この後、燃料せん断部１９は、せん断用駆動シリンダ４３により可動刃４２を後退方向に移動させることで、可動刃４２がせん断用収納容器１から引き抜かれる。
【００３３】
次に、図４から図９を参照して、上記のように構成されたせん断装置１０を用いてせん断用収納容器１をせん断するせん断方法について説明する。図４から図９は、本実施例のせん断装置を用いてせん断用収納容器をせん断するせん断方法の動作の一例を示す説明図である。このせん断方法は、燃料整列工程Ｓ１と、燃料装荷工程Ｓ２と、燃料固縛工程Ｓ３と、燃料送出工程Ｓ４と、燃料押さえ工程Ｓ５と、燃料せん断工程Ｓ６と、燃料開放工程Ｓ７とを備えている。
【００３４】
図示は省略するが、燃料整列工程Ｓ１では、せん断装置１０の装荷前に、せん断用収納容器１に収納された燃料棒Ｌを、せん断用収納容器１の一方側に揃える。具体的に、燃料整列工程Ｓ１では、せん断用収納容器１の長手方向が鉛直方向となるように垂直状態とする。垂直状態となったせん断用収納容器１において、内部の燃料棒Ｌは、鉛直方向の下方側に移動することで、鉛直方向の下方側に揃えられる。なお、鉛直方向の下方側に燃料棒Ｌが揃えられたせん断用収納容器１は、鉛直方向の下方側が送出方向の上流側となるように、また、鉛直方向の上方側が送出方向の下流側となるように、後述する燃料装荷工程Ｓ２において装荷される。
【００３５】
図４に示すように、燃料装荷工程Ｓ２では、燃料供給マガジン２２を介して燃料マガジン１６にせん断用収納容器１を装荷する。具体的に、燃料装荷工程Ｓ２では、燃料送出部１５の燃料供給マガジン２２と燃料マガジン１６とを接続させた状態で、せん断用収納容器１を燃料供給マガジン２２から装荷する。このとき、燃料供給マガジン２２には、燃料整列工程Ｓ１において鉛直方向の上方側となる一方側からせん断用収納容器１を装荷する。
【００３６】
図５に示すように、燃料固縛工程Ｓ３では、燃料固縛部１７により、燃料マガジン１６に収納されたせん断用収納容器１の送出方向の上流側を押し潰す。これにより、押し潰されたせん断用収納容器１によって内部に収納されている燃料棒Ｌが結束され、燃料棒Ｌが固縛される。
【００３７】
図６に示すように、燃料送出工程Ｓ４では、燃料送出部１５のプッシャ２１により、固縛されたせん断用収納容器１を送出方向に押圧することで、せん断用収納容器１を燃料せん断部１９へ向けて送り出す。このとき、燃料送出工程Ｓ４では、せん断用収納容器１を、せん断される切片の所定の長さ分ずつ送り出している。
【００３８】
図７に示すように、燃料押さえ工程Ｓ５では、燃料押さえ部１８の主押さえ部３１および補助押さえ部３３により、送り出されたせん断用収納容器１を押し潰す。これにより、押し潰されたせん断用収納容器は、送出方向における移動が規制される。
【００３９】
図８に示すように、燃料せん断工程Ｓ６では、燃料せん断部１９の固定刃４１および可動刃４２により、燃料押さえ工程Ｓ５において押さえられたせん断用収納容器１をせん断する。そして、せん断されたせん断用収納容器１は切片となって排出される。
【００４０】
図９に示すように、燃料開放工程Ｓ７では、せん断されたせん断用収納容器１から、燃料せん断部１９の可動刃４２を引き抜くと共に、燃料押さえ部１８の主押さえ部３１および補助押さえ部３３を開放する。これにより、せん断用収納容器１は、送出方向への移動規制が解除される。
【００４１】
そして、せん断用収納容器１の全てをせん断するまで、燃料送出工程Ｓ４、燃料押さえ工程Ｓ５、燃料せん断工程Ｓ６および燃料開放工程Ｓ７が繰り返し行われる。
【００４２】
以上のように、本実施例の構成によれば、燃料固縛工程Ｓ３において、燃料固縛部１７は、せん断用収納容器１に収納された燃料棒Ｌを固縛することができる。このため、燃料せん断工程Ｓ６において、燃料せん断部１９は、燃料棒Ｌが固縛されたせん断用収納容器１をせん断することができる。これにより、燃料せん断部１９は、せん断用収納容器１のせん断時に、せん断用収納容器１内において燃料棒Ｌが移動することなく、所定の大きさに好適にせん断することができる。
【００４３】
また、本実施例の構成によれば、せん断用収納容器１の送出方向の上流側を押し潰して、燃料棒Ｌを固縛することができる。このため、せん断用収納容器１は、送出方向の下流側から燃料せん断部１９によりせん断されることから、送出方向の上流側を押し潰すことにより、せん断が終了するまで、燃料棒Ｌを固縛することが可能となる。
【００４４】
また、本実施例の構成によれば、燃料整列工程Ｓ１において、せん断用収納容器１に収納された燃料棒Ｌを鉛直方向の下方側に揃えることができる。このとき、せん断用収納容器１は、送出方向の上流側において燃料棒Ｌが固縛されることから、せん断用収納容器１内の多くの燃料棒Ｌを好適に固縛することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  せん断用収納容器
５  壁面
６  端面
１０  せん断装置
１５  燃料送出部
１６  燃料マガジン
１７  燃料固縛部
１８  燃料押さえ部
１９  燃料せん断部
２１  プッシャ
２２  燃料供給マガジン
２５  固縛開口部
２７  押付部
２８  固縛用駆動シリンダ
２９  固縛用受け部
３１  主押さえ部
３２  主押さえ用駆動シリンダ
３３  補助押さえ部
３４  補助押さえ用駆動シリンダ
３５  押さえ用受け部
４１  固定刃
４２  可動刃
４３  せん断用駆動シリンダ
Ｌ  燃料棒
【図１】
0005951337.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005951337.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005951337.tif 000006
【図６】
0005951337.tif 000007
【図７】
0005951337.tif 000008
【図８】
0005951337.tif 000009
【図９】
0005951337.tif 000010