特許 6132368 燃料ホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6132368

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】燃料ホルダ

(51)【国際特許分類】

   G21F 5/008 20060101AFI20170515BHJP

   G21C 3/00 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   G21F5/00 F

   G21C3/00 B

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-226784(P2015-226784)

(22)【出願日】2015年11月19日

【審査請求日】2016年1月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000165697

【氏名又は名称】原子燃料工業株式会社

(74)【復代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(74)【代理人】

【識別番号】100087594

【弁理士】

【氏名又は名称】福村 直樹

(72)【発明者】

【氏名】野崎 貴大

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１２７７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１１３６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０３０３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−００２６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２６８０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４６７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１２０５８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ ５／００８

Ｇ２１Ｃ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料集合体を収容する収容殻と、
前記収容殻に設けられ、前記燃料集合体を前記収容殻の軸線に直交する方向に固定する複数の固定手段と、を含む燃料ホルダであって、
前記収容殻は、複数の内壁面を有し、
前記固定手段は、前記内壁面のうちの少なくとも一つに設置された受け板と、前記受け板が設置された内壁面に対向する他の内壁面に設置されると共にネジ部を有する締付部とを有し、
前記締付部は、前記収容殻に形成されたネジ穴に螺合される前記ネジ部と、前記内壁面に接合され、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、
前記受け板における、前記収容殻に接触する部位及び前記燃料集合体に接触する部位の少なくとも一方、前記締付部の前記ネジ部以外の部分における、前記収容殻に接触する部位及び前記燃料集合体に接触する部位の少なくとも一方、及び前記ネジ部のうちの少なくとも一つが、ステンレス鋼よりも振動減衰能が大きい制振合金であることを特徴とする燃料ホルダ。

【請求項2】

前記燃料ホルダは、輸送用機器の架台に設置される輸送容器に装荷されるものであり、
前記制振合金は、材料の０．２％耐力をσｙとし、σｙ／１０の表面最大せん断応力振幅を用いてねじり振動法で求めた比減衰能である制振係数が、前記ステンレス鋼の制振係数よりも大きく、かつ、１％より大きいことを特徴とする請求項１に記載の燃料ホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、燃料ホルダに関し、より詳しくは、ＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合であっても、輸送時に車両等の輸送用機器から燃料集合体へ伝達される振動を低減することができる燃料ホルダに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、沸騰水型原子炉に使用される燃料集合体は、複数の燃料棒と水管とが、上部タイプレートと複数のスペーサと下部タイプレートとにより束ねられて構成されている。燃料棒は、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。

【0003】

燃料集合体を目的地まで輸送する場合には、燃料集合体は、通常、燃料ホルダに収容され、燃料集合体が収容された複数の燃料ホルダは輸送容器に収容され、この輸送容器は、船舶、トラック等の輸送用機器の架台に設置される。

【0004】

輸送の際には、車両のブレーキ等によって発生する比較的大きな振動により、燃料集合体が燃料ホルダ内で滑りを伴って移動して燃料集合体と燃料ホルダとが衝突するおそれがある。したがって、燃料ホルダ及び輸送容器は、燃料集合体と燃料ホルダとの衝突による燃料集合体の破損を防止する設計がなされている。

【0005】

例えば、特許文献１には、一般的な輸送時の振動より大きなレベルの振動に対し、内容器等の内部で燃料体が滑りを伴う特異な振動を生じることなく、安定して輸送できるＢＷＲ燃料体の内容器等との固縛法とこれを用いた輸送方法を提供することを目的として（特許文献１の０００５欄〜００１５欄等）、「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」（特許文献２の請求項１参照。）が開示されている。

【0006】

また、輸送の際には、車両のブレーキ等によって発生する比較的大きな振動だけでなく、輸送用機器のエンジンから発生する振動、及び道路の凹凸により車体が揺れることによる振動等、輸送中間断なく生じるあまり大きくない振動が、輸送用機器から燃料集合体へと伝達されている。
このような振動が燃料集合体に常に伝達されると、振動により燃料棒が振れ、燃料棒とスペーサとの接触部が擦れ合うことにより、燃料棒の被覆管が摩耗して、その厚みが薄くなり、最悪の場合には、燃料棒が破断するおそれがある。
特に、船舶等で海外に燃料集合体を輸送する場合には、輸送期間が長期にわたるので、燃料棒の被覆管がより一層摩耗し易くなるから、燃料棒が破断しないようにするための対策が重要になる。

【0007】

例えば、特許文献１には、「前記締め付け機構の締め付け板と燃料体間に板バネ等の圧縮部材を設けてこの圧縮部材を介して燃料体を締め付けて前記内容器等と固縛する工程」（特許文献１の請求項１０）を含む沸騰水型原子炉燃料体の輸送方法が開示されている。この方法によると、輸送機関の振動との共振を回避できることが開示されている（特許文献１の００３２欄）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第３１４２４９３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に示されるように、燃料集合体と締め付け板との間に板バネ等を配置して輸送機関との共振を回避しようとする場合には、燃料集合体と締め付け板との接触部に大きな荷重がかかるため、この荷重を支えることができる程度の大きさを有する板バネを取り付ける必要がある。現在使用されている規格の燃料ホルダと燃料集合体との間には、荷重を支えることができる程度の大きな板バネを取り付けるスペースがなく、燃料ホルダの規格を変更せずに板バネによって共振を回避することは困難である。また、板バネを取り付けるスペースを確保するために燃料ホルダを大きくすると、燃料ホルダを収容する輸送容器も大きくなり、輸送容器を設置するための輸送用機器も大きなスペースが必要となる。また、板バネは、使用によって劣化するので、定期的な点検が必要であり、船舶等による長期間にわたる輸送には不向きである。

【0010】

このように、板バネで共振を回避することにより燃料集合体の振動を防止することは現実的でない。そこで、間断なく生じるあまり大きくない振動に対して、燃料集合体と燃料ホルダとの間にシリコーンゴム等の振動を吸収する部材を配置することにより、振動を減衰させることが考えられる。しかしながら、ＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合には、ＭＯＸ燃料は燃料ホルダ内で発熱するので、燃料ホルダ内は高温になり、シリコーンゴムの使用限界温度を超えてしまうことから、ＭＯＸ燃料を輸送する場合には、シリコーンゴム製の部材を配置して振動を吸収するという対策を取ることができない。

【0011】

これまでに、ＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合に、輸送用機器からＭＯＸ燃料集合体へ定常的に伝達される振動を低減する機構を有する燃料ホルダはない。したがって、ＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合には、輸送時の速度制限や輸送ルートの検討、運用面での検討が必要となり、これらがＭＯＸ燃料集合体を輸送する際の制限となっている。

【0012】

この発明が解決しようとする課題は、ＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合であっても、輸送時に車両等の輸送用機器から燃料集合体へ伝達される振動を低減することができる燃料ホルダを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記課題を解決するための手段は、
（１） 燃料集合体を収容する収容殻と、前記収容殻に設けられ、前記燃料集合体を前記収容殻の軸線に直交する方向に固定する複数の固定手段とを有し、
前記収容殻及び前記固定手段のうち、輸送用機器から燃料集合体への振動伝達経路上にある部位の少なくとも一部が制振合金であることを特徴とする燃料ホルダであり、
（２） 前記収容殻は、複数の内壁面を有し、
前記固定手段は、前記内壁面のうちの少なくとも一つに設置された受け板と、前記受け板が設置された内壁面に対向する他の内壁面に設置されると共に付勢手段を有する締付部とを有し、前記締付部は前記付勢手段により、前記燃料集合体を締め付け可能な構造を有し、
前記受け板における、前記収容殻に接触する部位及び前記燃料集合体に接触する部位の少なくとも一方、前記締付部の前記付勢手段以外の部分における、前記収容殻に接触する部位及び前記燃料集合体に接触する部位の少なくとも一方、及び前記付勢手段のうちの少なくとも一つが制振合金であることを特徴とする前記（１）に記載の燃料ホルダである。

【発明の効果】

【0014】

この発明に係る燃料ホルダは、前記収容殻及び前記固定手段のうち、輸送用機器から燃料集合体への振動伝達経路上にある部位の少なくとも一部が制振合金であるので、輸送時に車両等の輸送用機器から燃料集合体へ伝達される振動を低減することができる。
特に、制振合金は、耐熱性を有し、高温環境下においても振動を吸収する機能を十分に発揮するので、発熱を伴うＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合にも、輸送時に車両等の輸送用機器から燃料集合体へ伝達される振動を低減することができる。
また、制振合金は、板バネやシリコーンゴム等に比べて強度が大きく経時劣化し難いので、この発明に係る燃料ホルダは、船舶等で長期間にわたり燃料集合体を輸送する場合であっても振動を吸収する機能を維持することができ、そのため、保守及び点検に関する作業量を低減することができる。
また、制振合金は、板バネのように大きなスペースを必要としないので、現在使用されている規格の燃料ホルダの大きさを変更することなく、輸送用機器から燃料集合体へ伝達される振動を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、この発明に係る燃料ホルダの一実施形態を示す縦断面概略説明図である。

【図2】図２は、図１に示す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上部グリッドを通る切断面で切断して得られる横断面概略説明図である。

【図3】図３は、燃料ホルダを収容した輸送容器の一実施形態を示す横断面概略説明図である。

【図4】図４（ａ）〜（ｆ）は、この発明に係る燃料ホルダの他の一実施形態を示す横断面概略説明図である。

【図5】図５は、燃料ホルダを収容した輸送容器の他の一実施形態を示す横断面概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

図１は、この発明に係る燃料ホルダの一実施態様を示す縦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上部グリッドを通る切断面で切断して得られる横断面概略説明図である。

【0018】

図１及び図２に示すように、燃料ホルダ１は、燃料集合体１００を収容し、軸線Ｏ方向に延在する収容殻２と、収容殻２に設けられ、燃料集合体１００を前記軸線Ｏに直交する方向に固定する複数の固定手段３とを備えている。また、燃料ホルダ１は、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台座１１、頂部１２、及び底部１３を備えている。

【0019】

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、複数のスペーサ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。

【0020】

上部タイプレート１０１は、上部グリッド１０５とハンドル１０６とを有する。上部グリッド１０５は、略方形板状体であり、複数の貫通孔を有する。この貫通孔それぞれに燃料棒１０４及び水管が嵌入されて、燃料棒１０４及び水管の端部が上部グリッド１０５によって固定されている。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、平面視略方形の上部グリッド１０５の対角位置で上部グリッド１０５に結合している。

【0021】

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。この貫通孔それぞれに燃料棒１０４及び水管が嵌入されて、燃料棒１０４及び水管の端部が下部タイプレート１０３によって固定されている。

【0022】

スペーサ１０２は、上部タイプレート１０１と下部タイプレート１０３との間に軸線O方向に沿って所定の間隔で設けられている。スペーサ１０２は、略方形板状体であり、複数の貫通孔を有する。この貫通孔それぞれに燃料棒１０４及び水管が嵌入されて、燃料棒１０４及び水管がスペーサ１０２によって固定されている。

【0023】

燃料棒１０４は、金属製の長尺な円筒状の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。

【0024】

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２１〜２４を有する。

【0025】

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２１〜２４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２１〜２４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。

【0026】

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１２及び底部１３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１２及び底部１３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。

【0027】

燃料集合体１００の収容殻２への収容は、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の内側に取り付けられて成る台座１１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のノーズピースを内挿し、燃料集合体１００の円筒部１０９を支持可能に形成されている。

【0028】

固定手段３は、４つの内壁面２１〜２４それぞれに設けられ、また、燃料集合体１００における上部グリッド１０５、複数のスペーサ１０２、及び下部グリッド１０７の外周面に当接する位置にそれぞれ設けられている。固定手段３は、すべてのスペーサ１０２の外周面に当接する位置に設けられているのが、燃料集合体１００を確実に固定する点で好ましいが、少なくとも一つのスペーサ１０２の外周面に当接する位置に設けられていればよい。

【0029】

この実施形態の固定手段３は、受け板４と締付部５とを有する。受け板４は、内壁面２１〜２４のうちの互いに隣接する内壁面２１及び２２それぞれに設置される。締付部５は、受け板４が設置された内壁面２１及び２２に対向する他の内壁面２４及び２３それぞれに設置される。締付部５の内側面は燃料集合体１００に向かって移動可能であり、受け板４と締付部５とで燃料集合体１００を締め付けて燃料集合体１００を燃料ホルダ１に固定する。締付部５は付勢手段６を有し、付勢手段６により燃料集合体１００を締付可能な構造を有する。付勢手段６は、燃料ホルダ１に押圧力を与えることができる限り特に限定されず、例えば、ネジ及びバネ等を挙げることができる。締付部５の構造は特に限定されないが、例えば、上部グリッド１０５及び下部グリッド１０７に当接する締付部５は、ネジ部６と押え部７と枠体８とを有し（図２）、ネジ部６で押え部７を燃料集合体１００に向かって移動させることができる構造を有する。また、スペーサ１０２に当接する締付部５は、バネと押え部とを有し（図示せず。）、バネで押え部を燃料集合体に向かって移動させることができる構造を有する。以下では、図２に示す、上部グリッド１０５及び下部グリッド１０７に当接する締付部５について説明する。押え部７は板状体であり、その外周部が枠体８に嵌め合わされている。枠体８は、内壁面２３及び２４に接合され、押え部７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８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８に囲まれる空間に押え部７が配置される。ネジ部６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９に螺合されている。例えば、ネジ部６を回して燃料集合体１００が配置されている方向にネジ部６を移動することにより、押え部７を介して上部グリッド１０５、及び下部グリッド１０７をそれぞれ外周面から押圧し、締付部５と受け板４とでこれらを拘束する。

【0030】

燃料ホルダ１は、耐熱性を有し、要求される機械的強度を有する材料で形成される。燃料ホルダ１は、輸送用機器のエンジン等から発生する振動が燃料集合体１００へ伝達される振動伝達経路上にある部位の少なくとも一部は制振合金で形成される。制振合金である部位は、振動伝達経路上にある限り特に限定されないが、この実施形態では、図２に網掛け部分Ｄとして示されるように、受け板４における収容殻２に接触する部位が制振合金Ｄである。その他の部分はステンレス鋼及び耐熱ニッケル基合金等耐熱性及び要求される機械的強度を有する一方で制振合金Ｄに比べて振動を吸収し難い合金で形成されている。この燃料ホルダ１は振動伝達経路上にある部位の少なくとも一部が制振合金Ｄであるので、輸送用機器のエンジン等から発生する振動等、輸送中間断なく発生する振動を制振合金Ｄが吸収し、輸送用機器から燃料集合体１００へ伝達される振動を低減することができる。燃料集合体１００が定常的に振動していると燃料棒１０４とスペーサ１０２とが擦れ合い、燃料棒１０４の被覆管が摩耗して、その厚みが薄くなり、最悪の場合には燃料棒が破断するおそれがあるところ、この燃料ホルダ１は、輸送用機器から燃料集合体１００へ伝達される振動を低減することができるので、このような燃料棒１０４の摩耗及びそれによる破断を防止することができる。

【0031】

輸送用機器のエンジン等から発生する振動は、輸送用機器から燃料容器、及び燃料ホルダ１を介して燃料集合体１００へと伝達される。燃料ホルダ１における振動伝達経路は、輸送容器と燃料ホルダ１との接触部から燃料ホルダ１と燃料集合体１００との接触部までの間に存在する部位である。燃料集合体１００は、受け板４と締付部５とにより固定されているので、振動は、少なくとも収容殻２と受け板４及び締付部５とを通って伝達される。

【0032】

一例として、図３に示す輸送容器３０に燃料ホルダ１が収容されて輸送される場合の燃料ホルダ１における振動伝達経路について説明する。この輸送容器３０は、燃料ホルダ１を収容する略角柱状のバスケット孔３１を複数有し、バスケット孔３１の断面の一辺が水平に対して４５°傾斜するように配置されている。バスケット孔３１に収容された燃料ホルダ１は、下側に配置される２つのパネル部材の外面がバスケット孔３１の２つの内壁面３２、３３に接触している。また、バスケット孔３１の上側に配置される２つの内壁面３４、３５には２つの固縛装置３６、３７が設けられ、この固縛装置３６、３７と燃料ホルダ１の上側に配置される２つのパネル部材の外面とが接触している。
また、図２に示すように、燃料ホルダ１は、受け板４と締付部５とを有し、これらと燃料集合体１００とが接触している。すなわち、燃料ホルダ１の下側に配置される受け板４と燃料集合体１００における上部タイプレート１０５、スペーサ１０２、及び下部タイプレート１０７それぞれの外周面とが接触している。また、燃料ホルダ１の上側に配置される締付部５と燃料集合体１００における上部タイプレート１０５、スペーサ１０２、及び下部タイプレート１０７それぞれの外周面とが接触している。

【0033】

図３に示す燃料ホルダ１において、振動は、輸送容器３０と燃料ホルダ１との接触部Ｔ_１、Ｔ_２から燃料ホルダ１と燃料集合体１００との接触部Ｔ_３、Ｔ_４までの間に存在する部位を伝達する。これらの部位のうち、前記接触部Ｔ_１、Ｔ_２と前記接触部Ｔ_３、Ｔ_４との間で最短距離となる部位は振動が減衰し難く、最も振動が伝達し易い。したがって、振動伝達経路のうちでも、バスケット孔３１の下側の内壁面３２、３３と燃料ホルダ１の下側の外面との接触部Ｔ_１から、受け板４を通って、受け板４と燃料集合体１００との接触部Ｔ_３との間、及び、固縛装置３６、３７と燃料ホルダ１の上側の外面との接触部Ｔ_２から、締付部５を通って、締付部５と燃料集合体１００との接触部Ｔ_４との間の少なくとも一部が、制振合金であることが好ましい。

【0034】

燃料ホルダ１は、振動伝達経路上にある部位の少なくとも一部が制振合金であればよく、収容殻２、受け板４、及び締付部５のすべてが制振合金であってもよい。受け板４は振動伝達経路上にあるので、受け板４における少なくとも一部が制振合金であってもよく、例えば、図２に示すように、受け板４における収容殻２に接触する部位が制振合金Ｄであってもよいし、図４（ａ）に示すように、受け板４における燃料集合体１００に接触する部位が制振合金Ｄであってもよいし、図４（ｂ）に示すように、受け板４全体が制振合金Ｄであってもよい。また、締付部５は振動伝達経路上にあるので、締付部５における少なくとも一部が制振合金であってもよく、例えば、図４（ｃ）に示すように、ネジ部６が制振合金Ｄであってもよいし、図４（ｄ）に示すように、締付部５のネジ部６以外の部分における収容殻２に接触する部位すなわち枠体８における収容殻２に接触する部位が制振合金Ｄであってもよいし、図４（ｅ）に示すように、締付部５のネジ部６以外の部分における燃料集合体１００に接触する部位すなわち押え部７が制振合金Ｄであってもよいし、図４（ｆ）に示すように、締付部５全体が制振合金Ｄであってもよい。なお、図２及び図４において、制振合金で形成されている部位は、網掛けで示されている。また、収容殻２は振動伝達経路上にあるので、収容殻２における少なくとも一部が制振合金であってもよく、例えば、収容殻２における、輸送容器３０に接触する部位、受け板４に接触する部位、及び締付部５に接触する部位の少なくとも一つ、又は収容殻２全体が制振合金であってもよい。また、受け板４の少なくとも一部、締付部５の少なくとも一部、及び収容殻２の少なくとも一部のうちの少なくとも一つが制振合金であってもよい。なお、ここでは上部グリッド１０５及び下部グリッド１０７に当接する締付部５について説明したが、スペーサ１０２に当接する締付部５も同様に、締付部５の少なくとも一部が制振合金であってもよい。

【0035】

これらの中でも、燃料集合体１００の下側に到達する振動は輸送用機器から燃料集合体１００までの間の振動伝達経路が短く、振動が減衰し難いので、収容殻２のうち下側に配置されるパネル部材及び受け板４が制振合金であるのが好ましい。また、制振合金が高価であることから、収容殻２における、輸送容器３０に接触する部位若しくは受け板４に接触する部位、又は受け板４における、収容殻２に接触する部位（図２）若しくは燃料集合体１００に接触する部位（図４（ａ））が制振合金であるのが好ましい。

【0036】

制振合金は、振動エネルギーを内部摩擦により熱エネルギーに変換して振動を吸収する合金である。制振合金は、制振機構により、双晶型、転位型、強磁性型、複合型があるが、これらのうちのいずれであってもよい。制振合金としては、例えば、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ合金等のＭｎ基合金、Ｃｕ−Ｍｎ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ等のＣｕ基合金、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等のＦｅ基合金、Ｍｇ−Ｚｒ合金、Ｍｇ−Ｎｉ合金等のＭｇ基合金等を挙げることができる。振動伝達経路上に配置される制振合金は、他の部分を形成するステンレス鋼等の材料に比べて制振係数が大きく、制振係数が１％より大きいのが好ましい。制振係数が大きいほど振動減衰能が大きくなり、輸送用機器から燃料集合体１００へ伝達される振動を低減することができる。制振係数は、材料の０．２％耐力をσｙとし、σｙ／１０の表面最大せん断応力振幅を用いてねじり振動法で求めた比減衰能である。比減衰能は弾性エネルギーＷに対する１サイクル当たりのエネルギー損失ΔＷの割合（（ΔＷ／Ｗ）×１００％）で求めることができる。制振係数については、例えば、丸善株式会社発行の新素材ハンドブックに掲載されている。

【0037】

次に、燃料ホルダ１の使用方法の一例を説明する。
まず、締付部５のネジ部６を緩めておき、燃料ホルダ１をその軸線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のうち少なくとも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の収容空間に配置する。このとき、ノーズピースを台座１１の内部に挿入し、円筒部１０９が台座１１に当接するようにする。

【0038】

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。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。

【0039】

燃料集合体１００を配置する前の底部１３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１３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１２についても、底部１３と同様にパネル部材に固定される。

【0040】

次いで、締付部５におけるネジ部６を締め付けて、押え部７と受け板４とを上部グリッド１０５、及び下部グリッド１０７それぞれの側面すなわち外面に当接させ、適度な押圧力で燃料集合体１００を燃料ホルダ１に固定するように調整する。このとき、スペーサ１０２の側面は、押え部を介してバネによる適度な押圧力で押圧され、燃料集合体１００が燃料ホルダ１に固定される。

【0041】

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、船舶、トラック等の輸送用機器の架台に設置され、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。

【0042】

この燃料ホルダ１は、収容殻２及び固定手段３のうち、輸送用機器から燃料集合体への振動伝達経路上にある部位の少なくとも一部が制振合金であるので、輸送時に輸送用機器から燃料集合体１００へ伝達される振動を低減することができる。
特に、制振合金は、耐熱性を有し、高温環境下においても振動を吸収する機能を十分に発揮するので、発熱を伴うＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合にも、輸送時に輸送用機器から燃料集合体１００へ伝達される振動を低減することができる。
また、制振合金は、板バネやシリコーンゴム等に比べて強度が大きく経時劣化し難いので、燃料ホルダ１は、船舶等で長期間にわたり燃料集合体を輸送する場合であっても振動を吸収する機能を維持することができ、そのため、保守及び点検に関する作業量を低減することができる。
また、制振合金は、板バネのように大きなスペースを必要としないので、現在使用されている規格の燃料ホルダの大きさを変更することなく、輸送用機器から燃料集合体１００へ伝達される振動を低減することができる。

【0043】

この発明に係る燃料ホルダは、前記実施形態の燃料ホルダ１に特に限定されず、この発明の課題を達成することができる限り、適宜変更することができる。

【0044】

例えば、図５に示すように、バスケット孔４１の断面の一辺が水平に配置されている輸送容器４０に燃料ホルダ１を収容して輸送する場合には、輸送用機器から伝達される振動が最も減衰し難く、振動が伝達され易い部位は、燃料ホルダ１の下側に配置される１つのパネル部材と１つの受け板４であるので、この１つのパネル部材及び受け板４の少なくとも一部が制振合金Ｄであってもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ 燃料ホルダ
２ 収容殻
３ 固定手段
４ 受け板
５ 締付部
６ 付勢手段、ネジ部
７ 押え部
８ 枠板
９ ネジ穴
１１ 台座
１２ 頂部
１３ 底部
２１、２２、２３、２４ 内壁面
３０、４０ 輸送容器
３１、４１ バスケット孔
３２、３３、３４、３５ 内壁面
３６、３７ 固縛装置
１００ 燃料集合体
１０１ 上部タイプレート
１０２ スペーサ
１０３ 下部タイプレート
１０４ 燃料棒
１０５ 上部グリッド
１０６ ハンドル
１０７ 下部グリッド
１０８ 逆角錐部
１０９ 円筒部

【要約】

【課題】 ＭＯＸ燃料集合体を輸送する場合であっても、輸送時に車両等の輸送用機器から燃料集合体へ伝達される振動を低減することができる燃料ホルダを提供すること。
【解決手段】 燃料集合体を収容する収容殻と、前記収容殻に設けられ、前記燃料集合体を前記収容殻の軸線に直交する方向に固定する複数の固定手段とを有し、
前記収容殻及び前記固定手段のうち、輸送用機器から燃料集合体への振動伝達経路上にある部位の少なくとも一部が制振合金であることを特徴とする燃料ホルダ。
【選択図】 図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】