(57)【要約】沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリ用のつり上げサポートが：つり上げ装置の取り付けを可能にするべく形成された把持用ヘッドと；上端部及び下端部とを備えたボデーであって、上端部は該把持用ヘッドに接続されていて、ボデーは沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリの水チャンネルの中へ挿入されるべく形成されている、ボデーと；核燃料アセンブリの水チャンネルにより受容されるべく形成された、下端部に接続された端部と；を具備している。
2006509216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリ用のつり上げサポートであって：
つり上げ装置の取り付けを可能にするべく形成された把持用ヘッドと；
上端部及び下端部とを備えたボデーであって、該上端部は該把持用ヘッドに接続されていて、該ボデーは該沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリの水チャンネルの中へ挿入されるべく形成されている、ボデーと；
該核燃料アセンブリの該水チャンネルにより受容されるべく形成された、該下端部に接続された端部と；
を具備するつり上げサポート。
【請求項２】
該つり上げサポートがステンレス鋼で作られている、請求項１に記載のつり上げサポート。
【請求項３】
該ステンレス鋼が、タイプ３０４ステンレス鋼である、請求項２に記載のつり上げサポート。
【請求項４】
該ステンレス鋼が、タイプ１８−８ステンレス鋼である、請求項２に記載のつり上げサポート。
【請求項５】
該端部がねじ端部形状である、請求項１に記載のつり上げサポート。
【請求項６】
該つり上げサポートの該ボデーと該核燃料集合体との間の直接接触を限定するべく形成された、該ボデーに設置されたスペーサーをさらに具備する、請求項１に記載のつり上げサポート。
【請求項７】
該スペーサーがプラスチック製である、請求項６に記載のつり上げサポート。
【請求項８】
該ボデーが約１２．７mm（約０．５in）の直径である、請求項１に記載のつり上げサポート。
【請求項９】
該ボデーが内部空間を画定するべく形成されていて、該つり上げサポートが：
該内部空間に設置された、第一端部及び第二端部とを備えた内部ロッドと；
該内部ロッドを作動かつ移動するべく形成された、該第一端部において該内部ロッドに接続されたアクチュエータと；
該第二端部に接続されたボールロック端部であって、該ボールロック端部は該内部ロッドにより作動されるべく形成されており、該ボールロック端部は、非延伸位置において沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリの水チャンネルの中に挿入されるべく形成されていて、そして延伸位置において該核燃料アセンブリをつり上げるための荷重径路を提供している、ボールロック端部と；を備えている、請求項１に記載のつり上げサポート。
【請求項１０】
該スペーサーが該つり上げサポートの該ボデーから取り外し可能である、請求項６に記載のつり上げサポート。
【請求項１１】
該ボールロック端部が、該延伸位置においてシャー継手を介して該水チャンネルと係合するべく形成されている、請求項１に記載のつり上げサポート。
【請求項１２】
該アクチュエータがスプリング入りプッシュボタン式アクチュエータである、請求項９に記載のつり上げサポート。
【請求項１３】
該アクチュエータが、遠隔制御式アクチュエータである、請求項９に記載のつり上げサポート。
【請求項１４】
沸騰水型原子炉用の燃料アセンブリであって、燃料チャンネルと、複数の燃料棒と、下部タイプレートと、取り外し可能な上部タイプレートと、水チャンネルと、取り外し可能なつり上げサポートと、複数のスペーサーと、下部ノズルとを具備する燃料アセンブリにおいて：
該燃料チャンネルが、空間を画定するべく形成され、下端部及び上端部を有していて、該下端部及び上端部は開口しており、該燃料チャンネルは冷却剤流れを流すべく形成されていて；
該複数の燃料棒各々は、該空間内に設置された下端部と上端部とを備えていて、該複数の燃料棒は核反応を起こすために核分裂性物質を含んでおり；
該下部タイプレートは該複数の燃料棒を支持するべく形成され、該燃料チャンネルの下端部の内側に接触するべく形成され、該冷却剤流れが該下部タイプレートを通過しかつ該燃料チャンネルを通過することを可能にしていて；
該取り外し可能な上部タイプレートは該燃料チャンネルに取り付けられるべく形成され、該複数の燃料棒の移動を拘束するべく形成されており；
該水チャンネルは該空間内に設置され、該下部タイプレートに接続され、該下部タイプレートからの該冷却剤を流すべく形成され、そして該水チャンネルにはさらに取り付け端部が形成されていて；
該取り外し可能なつり上げサポートには把持用ヘッドとボデーと端部とが形成されており；該把持用ヘッドはつり上げ装置への取り付けを可能にするためのものであり；該ボデーは上端部と下端部とを備え、該上端部は該把持用ヘッドに接続され、該ボデーは沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリの水チャンネルの中へ挿入されるべく形成されていて；該端部は該下端部に接続され、該端部は該水チャンネルの取り付け端部により受容され保持されるべく形成され、該端部は該水チャンネルから係合解除されるべく形成されており；
該複数のスペーサーは該下部タイプレートと該取り外し可能な上部タイプレートとの間に設置され、該複数のスペーサーは該複数の燃料棒の個々の燃料棒の位置を維持するべく、かつ冷却剤を流すべく形成されていて；
該下部ノズルは流体を該下部タイプレート及び該水チャンネルとへ流すべく形成され、該下部ノズルは該燃料チャンネルに接続されている；
燃料集合体。
【請求項１５】
該つり上げサポートがステンレス鋼で作られている、請求項１４に記載の燃料集合体。
【請求項１６】
該燃料チャンネル及び該取り外し可能な上部タイプレートが整合用スロットを有していて；
ヘッド及び端部とが形成されたボルトであって、該ボルトは該燃料チャンネル及び該取り外し可能な上部プレートとにおける該スロットを通過し、該燃料チャンネルと該取り外し可能な上部タイプレートとの間の継手を提供するようになっている、請求項１４に記載の燃料集合体。
【請求項１７】
該ボルトに取り付けられるべく形成されたねじであって、該ボルトには該燃料チャンネルにおける該スロットの直径より大きな直径であるヘッドが形成され、該ボルトには接続部を構成するべく該ねじを受容するために穴がさらに形成されている、ねじと；
該ねじを挿入する穴が形成された上部プレートであって、該上部プレートはアタッチメントを介して該燃料チャンネルの上端部に取り外し可能に取り付けられるべく形成された、上部プレートと；
運搬物つり上げ装置に取り付けられるべく形成され、該燃料チャンネルに取り付けられた部材と；
をさらに具備する、請求項１６に記載の燃料集合体。
【請求項１８】
穴が形成され、かつ該燃料チャンネル上端部に設置された上部プレートと；
該穴の中に設置されたねじと；
該上部プレートに接続された第一ラグと；
該上部プレートに接続された第二ラグと；
該第一ラグ及び該第二ラグとに接続されたベールであって、該ベールは運搬物つり上げ装置への該燃料集合体の構造的荷重伝達を提供するべく形成されているベールと；
ねじを受容しかつ該ねじのねじ込みを可能にするべく形成されたウェッジブロックと；
第三ラグであって、該第三ラグは該ウェッジブロックに接続され、そして該ねじをねじ込む際に該ウェッジブロックと共に移動するべく形成されていて、該燃料チャンネルが、該第一ラグを受容すべく形成された第一スロットと、該第二ラグを受容するべく形成された第二スロットと、該ウェッジブロックの締め付け時に該第三ラグを受容するべく形成された第三スロットとを有している、第三ラグと；
をさらに具備する、請求項１４に記載の燃料集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核燃料アセンブリの取扱いに関する。より詳しくは、本発明は燃料集合体を提供し、沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリをつり上げるための燃料集合体用つり上げサポートを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料集合体のような重量物のつり上げは、原子力発電プラントの安全な連続運転のために必要とされる作業である。そのような核燃料アセンブリのつり上げは厳重に管理されていて、重量物つり上げに先立って種々の防護処置が行なわれる。通常の防護処置には、例えばアセンブリの重量の確認、アセンブリつり上げの際の通路の決定、つり上げ中に危険にさらされる核関連コンポーネントの重要度及び／又は安全性の識別、及び重量物落下の損傷の評価が含まれている。
【０００３】
沸騰水型原子炉用の燃料集合体は、下部ノズル又はエンドフィッティングにより下端部で支持されている複数の燃料棒から構成されている。頂部ノズル又はエンドフィッティングが燃料棒の上方に設置されている。水ロッド（water rod）が複数の燃料棒に設置されていて、冷却剤流れ及び核反応の減速に役立っている。上部ノズル及び下部ノズル間、又はエンドフィッティング間に複数のスペーサグリッドが、横方向のサポートを提供し、かつ破損を引きおこす恐れがある個々の燃料棒の左右の移動を防止するために設置されている。燃料集合体の頂部及び底部ノズルは、運転中の燃料集合体を通過する冷却剤を流すべく形成されていて、従来形の沸騰水型原子炉の燃料集合体の場合、冷却剤流れは底部ノズルに流入し、頂部ノズルから流出してゆく。この一般的な構造において、燃料集合体つり上げ時において、燃料棒の重量は、内部水チャンネル、水ロッド、イナートロッド（inert rod）又はタイロッドにより支持されている。
【０００４】
原子力プラントにおける所定の区域は、より安全であって、公衆への健康安全を保証する処置が要求されている。そのような安全区域には、原子炉自体及び燃料プールが含まれている。これらの区域における多量の放射性物質の存在は冷却システムも同じく、つり上げを行なう際に細心の注意が必要となる。この区域において安全性が必要とされることから、重量物つり上げの前にさらなるチェックが必要とされる。一般的なチェックには、例えばポーラークレーン又は燃料取扱いクレーンの構造コンポーネントの検査が含まれている。クレーンの検査に加えて、実際につり上げる重量物（即ち、燃料集合体自体）が検査、評価される。
【０００５】
原子力プラントの運転経験によると、原子炉に使用されている一般的な材料は６２Mwd／kgUを超える放射線に暴露されると材料の劣化が始まる。特定の事例において、応力腐蝕割れ、水素脆化及び照射硬化の可能性が示めされていて、これらは、現状構造のタイロッド及び水ロッドと、燃料集合体つり上げに使用されている他のコンポーネントとをおびやかすものである。現在、沸騰水型原子炉の燃料集合体の重量物につり上げに使用される構造部材は０．７６２mm（０．０３in）未満の厚さのジルコニウム合金である。重量低減が行なわれているけれども、これらの部材の腐蝕に対する腐蝕代が重量物つり上げ時における重要な問題となっている。通常の問題は、燃料集合体の荷重を支えるためにも使用されている水ロッドであって、水ロッドは、通常内表面外表面の両面が冷却剤に暴露されていて、両面の腐蝕の可能性が増大している。さらに、この暴露の結果水ロッドの水素脆化が発生するかも知れない。水ロッドの水素濃縮度は５００−７００ppmに達し、従って燃料集合体コンポーネントの支持荷重の低減が必要とされる。もしこれらの問題が発生すると、産業界における現在のプラクティスには、コストがかかり時間を要する燃料集合体の交換が必要とされ、これらの交換はこのレベルの放射線に暴露され、機械的損傷があり、燃料集合体は水素脆化される。これらの問題を解決するために、燃料集合体を完全に分解し、燃料集合体に新しい部品を用いての燃料集合体の再組立が必要とされる。
【０００６】
新しい（放射化されていない）燃料集合体にも重量物つり上げにかかわる他のむつかしさがある。新しい燃料集合体は、臨界プラント／安全区域にかかわる十分なつり上げ能力を可能にするために、特殊なつり上げ装置でつり上げねばならない。これらの特殊なつり上げ装置は、燃料集合体の重量物を燃料集合体からクレーンに運搬するために、接続ボルト、バイオネットマウント、コンプレッション・スプリング及びワッシャを含む複雑な構造体となっている。
【０００７】
従って、現在の核燃料アセンブリ構造体に使用されている複雑な構造のサポート機構を排除するために、沸騰水型原子炉の燃料集合体用のつり上げサポートを提供する必要がある。
【０００８】
さらに、新（放射化されていない）燃料交換操作用の燃料集合体のためのつり上げサポートを提供する必要がある。
【０００９】
応力腐蝕割れ、水素脆化、照射硬化又は他の同様な荷重伝達通路の欠陥を生じた燃料集合体の補修を可能にする、燃料集合体の交換においてコストのかからない時間を要しない構造形状を提供する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、現在の複雑な構造のサポート機構を排除した、沸騰水型原子炉の燃料集合体用のつり上げサポートを提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、燃料集合体の初期（新しい）装荷操作用のつり上げサポートを提供することである。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、応力腐蝕割れ、水素脆化、照射硬化又は他の同様な荷重伝達通路の欠陥を生じた燃料集合体の補修を可能にする、燃料集合体の交換においてコストのかからない時間を要しない構造形状を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリ用のつり上げサポートに関するものであって、該つり上げサポートは：つり上げ装置の取り付けを可能にするべく形成された把持用ヘッドと；上端部及び下端部とを備えたボデーであって、該上端部は該把持用ヘッドに接続されていて、該ボデーは該沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリの水チャンネルの中へ挿入されるべく形成されている、ボデーと；該核燃料アセンブリの該水チャンネルにより受容されるべく形成された、該下端部に接続された端部と；を具備している。
【００１４】
本発明は、沸騰水型原子炉用の燃料アセンブリを提供している。沸騰水型原子炉の燃料集合体は、燃料チャンネルと、複数の燃料棒と、下部タイプレートと、取り外し可能な上部プレートと、水チャンネルと、取り外し可能なつり上げサポートと、複数のスペーサと、下部ノズルとを具備していて：該燃料チャンネルが、空間を画定するべく形成され、下端部及び上端部を有していて、該下端部及び上端部は開口しており、該燃料チャンネルは冷却剤流れを流すべく形成されていて；該複数の燃料棒各々は、該空間内に設置された下端部と上端部とを備えていて、該複数の燃料棒は核反応を起こすために核分裂性物質を含んでおり；該下部タイプレートは該複数の燃料棒を支持するべく形成され、該燃料チャンネルの下端部の内側に接触するべく形成され、該冷却剤流れが該下部タイプレートを通過しかつ該燃料チャンネルを通過することを可能にしていて；該取り外し可能な上部プレートは該燃料チャンネルに取り付けられるべく形成され、該複数の燃料棒の移動を拘束するべく形成されており；該水チャンネルは該空間内に設置され、該下部タイプレートに接続され、該下部タイプレートからの該冷却剤を流すべく形成され、そして該水チャンネルにはさらに取り付け端部が形成されていて；該取り外し可能なつり上げサポートには把持用ヘッドとボデーと端部とが形成されており；該把持用ヘッドはつり上げ装置への取り付けを可能にするためのものであり；該ボデーは上端部と下端部とを備え、該上端部は該把持用ヘッドに接続され、該ボデーは沸騰水型原子炉の核燃料アセンブリの水チャンネルの中へ挿入されるべく形成されていて；該端部は該下端部に接続され、該端部は該水チャンネルの取り付け端部により受容され保持されるべく形成され、該端部は該水チャンネルから係合解除されるべく形成されており；該複数のスペーサは該下部タイプレートと該取り外し可能な上部プレートとの間に設置され、該複数のスペーサは該複数の燃料棒の個々の燃料棒の位置を維持するべく、かつ冷却剤を流すべく形成されていて；該下部ノズルは流体を該下部タイプレート及び該水チャンネルとへ流すべく形成され；該下部ノズルは該燃料チャンネルに接続されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１につり上げサポート１０を図示する。つり上げサポート１０は、燃料集合体３６を一体で運搬するようにつり上げ装置によりつり上げることを可能にしている。つり上げサポート１０は、所定の作業に対して十分な荷重つり上げ能力を有するように、金属又は他の材料で作られてもよい。一般的な作業は、取り付けられた燃料集合体３８の十倍の荷重をつり上げるつり上げ能力を含んでいる。より重いあるいは軽い積載能力で使用されることもある。使用してもよい材料にはステンレス鋼又は他の耐腐蝕性材料が含まれていてもよい。例えばタイプ３０４及び１８−８ステンレス鋼が使用されてもよい。つり上げサポート１０に対する設計荷重は、燃料集合体の死荷重、つり上げサポート１０の死荷重、衝撃荷重、想定される垂直及び水平地震荷重、インパルス荷重（impulse loading）、及び他の荷重を含んでいてもよい。つり上げサポート１０は寿命中にわたってのつり上げ作業を実施するために形成されていて、従ってクリープによる変形及び繰返し荷重による変形を考りょしてもよい。
【００１６】
つり上げサポート１０は、把持用ヘッド（grappling head）１２を備えている。把持用ヘッド１２はフック、スプリング又は他のつり上げ装置の取り付けを可能にする、従って燃料集合体３６のつり上げを可能にする開口内径１４である。開口内径１４は、つり上げ装置の取り付けに十分ないずれのサイズであってもよい。通常のサイズは３０．４８cm（１２in）であってもよいが、用途に応じて変更してもよい。把持用ヘッド１２は、想定される剪断力、引張力及び曲げ力を、著しい変形あるいは構造的損傷なしに把持用ヘッド１２を介して伝達できるように形成されていてもよい。把持用ヘッド１２は、つり上げ装置のアクセスを可能にする所望するどのような形状であってもよくて、その形状には円形、正方形又は他の幾何学的形状が含まれている。
【００１７】
ボデー１６が上端部１２２において把持用ヘッド１２に取り付けられている。ボデー１６は把持用ヘッド１２と同一材料で作られていてもよいし異なる材料で作られていてもよい。もし異なる材料を使用するなら、ボデー１６と把持用ヘッド１２との間の継手はボデー１６と把持用ヘッド１２との間の荷重伝達を可能にするものでなければならない。ボデー１６は原材料から円柱（ロッド）形状に形成されていてもよいし、又は原材料からの全体ねじ山付きで形成されていてもよい。把持用ヘッド１２と同じく、ボデー１６は燃料集合体３６からの想定されるすべての設計荷重を考りょして作られていてもよくて、適切な荷重伝達及び水チャンネル１８への取り付けができるようになっている。
【００１８】
燃料集合体３６の内部に設置された水チャンネル１８は、水が下部ノズル３８から流入し燃料集合体３６を通って上昇し、従って燃料棒２８を冷却することを可能にしている。水チャンネル１８には、つり上げサポート１０の接続を可能にするべく形成されている取り付け端部１０４が形成されている。水チャンネル１８には、上端部４０が形成されていて、その上端部４０は燃料集合体３６の流量条件を調節することを可能にするために、調節構造を備えている。
【００１９】
燃料棒２８は、図示するように全体にわたる長さの燃料棒であってもよいが、他の形状のものが使用されてもよい。すなわち、部分的な長さの燃料棒又は部分的な長さの燃料棒の混合体、及び全体にわたる長さの燃料棒も可能である。燃料棒２８は、一般的にペレット形状の核分裂性物質を備えていて、原子核連鎖反応を可能にしている。燃料棒２８は、核分裂性物質を冷却剤流れ及び機械的損傷から保護するために核分裂性物質周囲にクラッディングを備えている。一般的なクラッディング材料は、ジルコニウム合金であってもよくて、従って十分な耐蝕性を備えており一方比較的小さな中性子捕獲断面積を備えている。燃料棒２８は、個々の燃料棒２８間を所望する間隔とするために、下部タイプレート２６で支持されている。水チャンネル１８には、例示の実施形態において下部ノズル３８に支持されている下端部２０が形成されているが、他の構造であってもよい。水チャンネル１８は、チャンネル１８とノズル３８との間のアタッチメントがねじ継手又は他の機構を貫通するように形成されていてもよい。水チャンネル１８にはつり上げサポート１０のボデー１６を受容するようになっている開口部４２が形成されていてもよい。ボデー１６として全体がねじ山付きの場合、チャンネル１８は数ヶ所にねじ山を備えていてもよい。もし水チャンネル１８に、ボデー１６の外径より小さな直径の開口部４２が形成されているなら、開口部４２の直径は、ボデーの外径３４が係合するように拡大されてもよい。下部ノズル３８は、冷却剤が燃料集合体３６に流入し、そして水チャンネル１８及び下部タイプレート２６に流れることを可能にしている。スペーサーグリッド３０が上部タイプレートと下部タイプレート２６との間に設置されている。スペーサーグリッド３０は燃料チャンネル３２により形成される空間内部において個々の燃料棒２８の相対位置を維持するべく形成されている。スペーサーグリッド３０は、燃料集合体３６内部において循環する冷却剤の混合を提供するためにベーンを備えていてもよい。スペーサーグリッド３０は、燃料集合体における臨界出力を最大化するべく、かつ核沸騰限界に関して十分なマージンを提供するべく設置されてもよい。
【００２０】
端部２２がボデー１６の下端部１２０に取り付けられている。端部２２は、ねじ山２４が形成されていて、それに一致しているねじ山を備えている水チャンネル１８に受容及び／又は取り付けられるようになっている。端部２２及びチャンネル１８とに使用されるねじ山の数は、並の又は精密なねじ込みが達成されるように変更されてもよい。端部２２を係合するために使用される材料は、比較的柔軟な接触を提供し、従って、つり上げサポート１０への取り付け又は取りはずしの際に燃料集合体３６が損傷することを防止するように、選択されてもよい。チャンネル１８に対する端部２２の係合は、所望する係合が達成されるように、つり上げフック又は装置を回転することにより行なわれてもよい。
【００２１】
別の例示の実施形態において、つり上げサポート１０のボデー１６にはアクチュエータ５０が形成されていてもよい。アクチュエータ５０は、スプリング入りプッシュボタン式アクチュエータ又は遠隔制御式アクチュエータであってもよい。本実施形態において、つり上げサポート１０のボデー１６は、第一端部１０８と第二端部１１０とを有する中空の内部ロッド４８であるような、内部空間を画定するべく形成されている。内部ロッド４８はアクチュエータ５０をボールロック式端部４６に接続している。作動すると、アクチュエータ５０が内部ロッド４０を移動し、従ってボールロック式端部４６がつり上げサポート１０の延伸部４４から突出する。延伸部４４は、ボールロック式端部４６が作動されることを可能にするべく十分な長さで延伸するように形成されていてもよい。ボールロック式端部４６は、死荷重と、下部タイプレート又は水チャンネルへの接手部を介しての又はシャー継手を介しての燃料集合体３６に対する地震荷重とのような必要とされる設計荷重に適切な荷重つり上げ能力を提供するべく形成されていてもよい。内部ロッド４８は、燃料集合体３６の全重量を支持するべく、従って全荷重がボールロック式端部４６から内部ロッド４８を介して把持用ヘッド１２へ伝達されることを可能にするべく形成されていてもよい。いずれの実施形態においても、スペーサー１３０は、燃料集合体３６とつり上げサポート１０との間の予期せぬ接触を制限するために、つり上げサポート１０のボデー１６に取り付けられてもよい。スペーサー１３０は、燃料集合体の材料より柔軟な材料で作られていてもよくて、従って燃料集合体表面の接触を防ぐようになっている。例として、スペーサー１３０は高温及び想定される放射線ドーズレベルとに対して適切なプラスチックで製作されてもよい。スペーサー１３０はボデー１６から取り外し可能であってもよい。
【００２２】
図２は、燃料集合体３６の上端部を図示している。ボルト５２は、燃料集合体３６の燃料チャンネル内部でスロットＡ５４からスロットＢ５８へ挿入されている。ボルト５２は、取り外し可能な上部タイプレート７０（図１に図示せず）を貫通して設置されるように、スロットＡ５４とスロットＢ５８の中へ挿入されている。ボルト５２は、ボルト５２の外径が、燃料チャンネル３２のスロットＡ５４及びスロットＢ５８との内径に合うような、そして上部タイプレート７０を貫通するようなサイズとなっている。ボルト５２は取り付けられたボルトヘッド６４を有していて、そのボルトヘッド６４は、ボルト５２のスロットＡ５４の中への位置決めが、燃料集合体３６の燃料チャンネル３２上におけるボルト６４の衝撃により停止されるように形成されている。ボルト５２は、寿命範囲中における適切な荷重伝達能力及び剪断能力を可能にするべく、耐蝕性材料を含むいずれの材料で製作されてもよい。従って、ボルト５２はタイプ３０４ステンレス鋼又は他の適切な材料で製作されてもよい。ボルト５２には、ねじ山のような機械加工表面を備えた穴１２４が形成されている。ボルト５２との機械加工表面と螺合するねじ山を備えたねじ６０が、ボルト５２とねじ６０との間の接続を確立するべく、上部プレート６２を貫通してボルト５２の中へ挿入されてもよい。ねじ６０には、ボルトサイズ及び機械種類及びボルト５２に対する相対位置を容易に識別することを可能にする組立符号（match marking）が形成されていてもよい。ボルト５２とねじ６０とは、ボルト５２又はねじ６０の保持を可能にするために保持配列接続をするようになっている穴が形成されていて、ボルト５２又はねじ６０がぬけることはなく、原子炉又は燃料プールにおいて紛失しないようになっていて、従って異物の排除を除外するようになっている。代りに、ねじ６０が上部プレート６２から移動しないようになっていて、従って異物排除を低減するようになっている。
【００２３】
上部プレート６２は燃料チャンネル３２を介して燃料集合体３６に取り付けられている。燃料チャンネル３２は、燃料集合体の燃料棒９４の曲げを制限するために金属又は他の適切な材料で作られていてもよい。燃料チャンネル３２は、燃料棒用の空間を形成していて、燃料集合体９４が燃料棒の損傷を引き起こすことなく処理できるようになっている。部材のような比較的薄いボックスとして図示されているが、構造的剛性を提供する他の形状も可能である。一般的に、燃料チャンネル３２の壁面の厚味はタイロッド又は水ロッドの壁面の厚味の三〜四倍である。燃料チャンネル３２の全体サイズも、タイロッド形状に比較して非常に大きな全体断面積をもたらしている。従って大きな全体断面積は運搬物つり上げ時における全体応力を低減している。燃料チャンネル３２には頂部開口及び底部開口が形成されていて、頂部開口は取り外し可能な上部タイプレート７０の挿入及び取り外しを可能にしており、底部開口は下部ノズル３８に接続されるべく形成されている。
【００２４】
部材６６はアタッチメント６８により燃料チャンネル３２に取り付けられてもよい。部材６６は燃料集合体３６からの荷重を燃料チャンネル３２を介してつり上げ装置に伝達するようになっている。従って、アタッチメント６８は、荷重伝達を可能にするべく、十分な剪断、引張、曲げ特性で形成されている。アタッチメント６８は、例として溶接式アタッチメント又はボルト式アタッチメントとして形成されていてもよい。部材６６は、吊り上げ荷重対吊り上げる荷重による最大荷重あるいは適切な荷重が１０：１の安全率で作られていてもよい。頂部プレート６２は溶接又はボルト式のようなタイプの継手を介して燃料チャンネル３２に接続されている。ねじ６０は、ねじ山が接続を実行可能なボルト５２の対応する穴１２４に合うように形成されていてもよい。六角形ヘッドねじ６０として例示されているが、他の形状も可能であって、例示の実施形態は単に一例である。
【００２５】
図３は、図２の断面図である。ねじ６０は、ボルト６０に穴１２４を貫通して取り付けられていて、従って燃料チャンネル３２と燃料集合体３６との間の継手を提供している。構造体９６は、ねじ６０の周囲に備えられていて、ボルト５２から伝達された荷重を最小曲げでチャンネル３２へ伝達するようになっている。構造体９６は、ボルト５２に沿って伝達される荷重の大きさ、変形に対する所望される耐性、及び予想される剪断力によりサイズを大きくしても小さくしてもよい。ねじ６０及びボルト５２は、材料の種類、長さ、相対位置、ねじ山長さ及び単位長さ当りのねじ山数を識別することを可能にするために、それぞれのヘッドにマーキングされていてもよい。
【００２６】
図４，５及び６は第二実施形態を図示していて、燃料集合体３６における、燃料チャンネル７２と取り外し可能な上部プレート９８との間の接続部を図示している。図４は燃料チャンネル７２の上端部を図示している。燃料チャンネル７２の上端部には、スロットＡ７４、スロットＢ７８及びスロットＣ７６が形成されている。スロット７４，７６及び７８の目的は、取り外し可能な上部タイプレート９８（図５に図示する）を燃料チャンネル７２に取り付けることを可能にすることである。図５に図示するように、取り外し可能な上部プレート９８は、燃料チャンネル７２のスロットＡ７４及びスロットＢ７８に係合する、二つのレグ８０及び８２を有している。スロットＣ７６は第三ラグＣ９０に係合されている。取り外し可能な上部タイプレート９８の取り付けは、タイプレート９８グリッドを傾けることにより、そしてラグＡ及びＢ８０，８２を燃料チャンネル７２の対応するスロットＡ及びＢ７４，７８の中に滑り込ませることにより行なわれる。続いてラグＣのかどは、図６に図示するようにねじ８４の下面がウェッジブロック１００に当接するまで下げられる。続いてタイプレート９８はねじ８４をねじ込むことによりロックされる。ねじ込む場合、ウェッジブロック１００が上向きに引かれ、スロットＣ７６の中に引き込まれ、従って取り外し可能な上部タイプレート９８をロックする。ねじ８４から燃料チャンネル７２への荷重伝達は、ラグ８０，８２，９０を燃料チャンネル７２に接続している頂部プレート８６を介して行なわれる。ラグ８０，８２、及び９０は、アセンブリからの剪断、引張及び曲げ荷重が、著しい構造的劣化を伴なうことなくラグ８０，８２，９０に沿って伝達されるように形成されていてもよい。ベール８８がラグ８０，８２に取り付けられ、つり上げ装置の取り付け位置を提供している。ベール８８には、運搬物つり上げを可能にするフック、スリング又は他の装置を取り付けることのできる開口部が形成されていてもよい。ねじ８４として説明されているが、ボルトのような他の構造も可能であって、例示の実施形態に限定されるべきものではない。ねじ８４には、ヘッドに識別マークが形成され、材料の種類、ねじ山長さ、インチ当りのねじ山数及び相対位置合わせの判断を可能になっていてもよい。
【００２７】
本発明は、従来技術に対して多くの改善を提供している。本発明は、他の装置で使用されている、接続ボルト、バイオネットボルト、コンプレッションスプリング、ワッシャ及びロッキング装置を省くことを可能にしている。本発明は簡単な構造であるが、一方重い運搬物をつり上げることができる。本発明は、種々の製造者による燃料集合体のつり上げ能力を提供するべく形成されている。本発明は、全体としての材料の使用が少なく、従って放射化された材料の最終保管及び廃棄が低減されている。
【００２８】
本発明は、工場及び原子炉サイトの現場におけるつり上げサポートの取り付け、取り外しを容易なものにしている。つり上げサポートのボデーは、現状の水チャンネルに合うように寸法決めすることができ、燃料集合体の現状構造の変更（費用のかかる）を限定したものとしている。さらに、本発明は他の装置に勝る優れた点を提供していて、簡単で容易に理解できる構造は、原子力メンテナンス分野における専門的な作業員による操作を可能なものにしている。機械部品全体数が少ないことは、組立やメンテナンス作業における予期せぬ間違いを低減するものである。
【００２９】
使用された沸騰水型原子炉の燃料集合体を補修する場合、本発明は、作業員が燃料集合体を水中又は遮蔽域から補修することを可能にしていて、従って作業員を放射線被曝から防護している。つり上げサポートを使用しての補修は、その構造が簡単であることから、補修時間が短かく作業員を不注意な放射線被曝からも防護している。
【００３０】
つり上げサポートを取り付けた燃料集合体が原子炉燃料交換用床又は他の燃料交換区域へ運搬される。例示の実施形態において、燃料集合体は運搬中燃料集合体を保護するために輸送用木箱（Shipping crate）で運搬される。輸送用木箱は、燃料集合体が原子炉に設置されている構造配置と同様に、ヘッドを上にして直立するように位置決めされている。輸送用木箱が開けられ天井ポーラークレーンのようなクレーがつり上げサポートのひっかけヘッドに接続される。続いて、燃料集合体はつり上げられ燃料集合体スタンドに設置され、そこで原子炉の運転計画にもとずく原子炉への装荷に先立って検査される。検査後燃料チャンネルを燃料集合体の頂部上方につり上げ、そして燃料集合体の外周囲をかこんでいる位置に滑り込ませる。従って燃料チャンネルは燃料集合体用の補助的な構造体サポートを提供する。続いてつり上げサポートは、クレーンにつり上げられている間に、水チャンネルへの取り付け位置から外ずされる。続いて取り外し可能な上部タイプレートが燃料集合体の上端部において燃料棒の頂部に位置決めされる。続いて上部ボルトが燃料チャンネルの、スロット（Ａ）に通され、タイプレート部材の水平穴に通され、スロット（Ｂ）を通って突出する。チャンネル締め付けファスナーが上部プレートと係合するように設置され、従って上部タイプレートへの燃料チャンネルの取り付けが完了する。続いて、燃料集合体はポーラークレー又は他のつり上げ装置を介して原子炉内に装荷されてもよい。
【００３１】
前述の明細書において、本発明は特定の実施形態例を用いて説明されてきた。しかしながら、特許請求の範囲に規定されている本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の修正と変更が行なわれてもよいことは明らかである。従って、明細書及び図面は、限定するものではなく例示として理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、沸騰水型原子炉の吊り上げサポートを備えた原子炉燃料集合体の縦断面図である。
【図２】図２は、タイプレート／燃料チャンネル継手の平面図である。
【図３】図３は、図２におけるタイプレート／燃料チャンネル継手の断面図である。
【図４】図４は、別のタイプレート／燃料チャンネル継手の側面図である。
【図５】図５は、二つのラグを備えたタイプレート継手の平面図である。
【図６】図６は、図２におけるタイプレート継手の側面図である。
【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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【国際調査報告】
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