特開 2024-118032 燃料搬送方法および燃料搬送用装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118032

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】燃料搬送方法および燃料搬送用装置

(51)【国際特許分類】

   G21C 19/32 20060101AFI20240823BHJP

   G21C 19/07 20060101ALI20240823BHJP

   G21C 19/365 20060101ALI20240823BHJP

   G21F 9/30 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

G21C19/32

G21C19/07

G21C19/365

G21F9/30 531F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024196

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000003687

【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】上西 修司

(72)【発明者】

【氏名】松本 英朗

(72)【発明者】

【氏名】土井 秀信

(72)【発明者】

【氏名】府川 慶太

(72)【発明者】

【氏名】矢羽々 寛和

(57)【要約】

【課題】燃料集合体を容易に搬送することができる燃料搬送方法および燃料搬送用装置を提供する。
【解決手段】燃料搬送用装置１０は、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って延びる複数の四角筒状の収容部１０１を有して平面視格子状に形成されたラック１００において、各々の収容部１０１に収容された長尺状の燃料集合体２００を搬送するための燃料取出用装置であって、対象となる燃料集合体２００が収容された対象収容部１０１Ａを構成する壁部１０２，１０３の外側に接続された壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄを切断することで対象収容部１０１Ａを有する独立収容部１０１Ｂを形成する切断手段１１と、対象収容部１０１Ａを構成する壁部１０２，１０３に貫通孔１０１Ｃを形成する孔形成手段１２と、貫通孔１０１Ｃに爪部１３１を係止させ、独立収容部１０１Ｂを吊り上げる吊り上げ手段１３と、を含む。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉛直方向に沿って延びる複数の四角筒状の収容部を有して平面視格子状に形成されたラックにおいて、各々の前記収容部に収容された長尺状の燃料集合体を搬送する燃料取出方法であって、
対象となる前記燃料集合体が収容された対象収容部を構成する壁部の外側に接続された壁部を切断することで前記対象収容部を有する独立収容部を形成する切断工程と、
前記対象収容部を構成する壁部に貫通孔を形成する孔形成工程と、
前記貫通孔に爪部を係止させ、前記独立収容部を吊り上げる吊り上げ工程と、を含むことを特徴とする燃料搬送方法。

【請求項2】

前記切断工程において、切断開始時に第１の切断刃を用いた後、第２の切断刃を鉛直方向に移動させることで前記壁部を切断することを特徴とする請求項１に記載の燃料搬送方法。

【請求項3】

前記吊り下げ工程の後、前記独立収容部を他の収容部に収容することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料搬送方法。

【請求項4】

鉛直方向に沿って延びる複数の四角筒状の収容部を有して平面視格子状に形成されたラックにおいて、各々の前記収容部に収容された長尺状の燃料集合体を搬送するための燃料取出用装置であって、
対象となる前記燃料集合体が収容された対象収容部を構成する壁部の外側に接続された壁部を切断することで前記対象収容部を有する独立収容部を形成する切断手段と、
前記対象収容部を構成する壁部に貫通孔を形成する孔形成手段と、
前記貫通孔に爪部を係止させ、前記独立収容部を吊り上げる吊り上げ手段と、を含むことを特徴とする燃料搬送用装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料搬送方法および燃料搬送用装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、運転を終了した原子力発電所を解体するための解体方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された解体方法では、遠隔且つ水中での作業を実施するために、既設の燃料交換設備を利用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１９６３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたように原子力発電所を解体する場合以外にも、核燃料の集合体である燃料集合体を取り出したり運搬したりする際には、遠隔且つ水中での作業が求められる。このような作業のために、一般的に、燃料集合体にはハンドル等の被保持部が付属しており、ハンドルを保持することによって燃料集合体を運搬可能となっている。しかしながら、燃料集合体の荷重をハンドルに伝達するための部分に何らかの要因で不具合が生じてしまい、収容された燃料を取り出すことが困難になってしまう場合があった。

【0005】

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料集合体を容易に搬送することができる燃料搬送方法および燃料搬送用装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係る燃料搬送方法は、鉛直方向に沿って延びる複数の四角筒状の収容部を有して平面視格子状に形成されたラックにおいて、各々の前記収容部に収容された長尺状の燃料集合体を搬送する燃料取出方法であって、対象となる前記燃料集合体が収容された対象収容部を構成する壁部の外側に接続された壁部を切断することで前記対象収容部を有する独立収容部を形成する切断工程と、前記対象収容部を構成する壁部に貫通孔を形成する孔形成工程と、前記貫通孔に爪部を係止させ、前記独立収容部を吊り上げる吊り上げ工程と、を含むことを特徴とする。

【0007】

本発明の一態様に係る燃料搬送方法において、前記切断工程において、切断開始時に第１の切断刃を用いた後、第２の切断刃を鉛直方向に移動させることで前記壁部を切断する。

【0008】

本発明の一態様に係る燃料搬送方法において、前記吊り下げ工程の後、前記独立収容部を他の収容部に収容する。

【0009】

一方、本発明に係る燃料搬送用装置は、鉛直方向に沿って延びる複数の四角筒状の収容部を有して平面視格子状に形成されたラックにおいて、各々の前記収容部に収容された長尺状の燃料集合体を搬送するための燃料取出用装置であって、対象となる前記燃料集合体が収容された対象収容部を構成する壁部の外側に接続された壁部を切断することで前記対象収容部を有する独立収容部を形成する切断手段と、前記対象収容部を構成する壁部に貫通孔を形成する孔形成手段と、前記貫通孔に爪部を係止させ、前記独立収容部を吊り上げる吊り上げ手段と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る燃料搬送方法および燃料搬送用装置によれば、燃料集合体を容易に搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置が取り付けられた燃料集合体を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置が取り付けられた燃料集合体の下部構造を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置の上部構造が取り付けられた燃料集合体を示す斜視図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置の中部構造が取り付けられた燃料集合体を示す斜視図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置の下部支持部材を示す断面図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置の保持部およびテンション調節部を示す側面図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置の保持部を示す断面図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理において取り出される燃料集合体が収容された様子を示す平面図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料搬送用装置の切断手段を示す側面図である。

【図10】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料搬送用装置の孔形成手段を示す側面図である。

【図11】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料搬送用装置の吊り上げ手段を示す側面図である。

【図12】本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料再収容装置を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の実施の形態にかかる燃料集合体搬送処理は、原子力発電所において、ラックに収容された燃料集合体を取り出して他の収容部（他のラックや収納缶等）に収容して搬送するためのものである。

【0013】

燃料集合体は、核燃料（ペレット）の集合体である燃料棒が複数本まとめられたものであり、全体として長尺状に形成される。ラックは、四角形格子状に形成されて複数の収容部を有し、各収容部は鉛直方向に延びる四角筒状（特に正方形筒状）に形成されている。以下では、「ラック」は、壁部を有するものであり、「収容部」は、壁部によって囲まれた空間を指すものとする。各収容部に燃料集合体が収容されており、燃料集合体は鉛直方向に沿って延びる。

【0014】

燃料集合体には、取り出し時に把持可能なように、取り出しのための部材が付属している。より具体的には、燃料集合体を下方から支持する下部支持部材と、燃料集合体の上方に設けられてハンドル等の被保持部を有する上部支持部材と、下部支持部材と上部支持部材とを接続する接続部材と、が設けられ、燃料集合体の荷重が被保持部に伝達される構造となっている。

【0015】

被保持部を保持することにより、このような燃料集合体を吊り上げることができる。しかしながら、燃料集合体の荷重をハンドルに伝達するための部分（即ち上部支持部材や下部支持部材、接続部材等）には、何らかの要因で不具合が生じる場合がある。このような場合、もはや燃料集合体の荷重を支持できなくなる。このような不具合は各部位に生じる可能性があり、どの部位の強度が低下しているかによって対処が異なる。また、吊り上げ開始時に荷重を支持できる場合であっても、搬送時に加わる力や振動、衝撃等によっては各接続部の接続が解除されてしまう場合がある。

【0016】

本発明の実施の形態にかかる燃料集合体搬送処理では、以下に説明する第１～第３方法を適宜に採用することによって、燃料集合体を搬送する。尚、複数の収容部に収容された各々の燃料集合体は、生じ得る不具合が異なる。各々の燃料集合体において生じた不具合に応じて第１～第３が適宜に採用されればよい。

【0017】

［第１方法］
第１方法は、燃料集合体の上方において、上部支持部材と接続部材としてのワイヤとの接続部に不具合が生じている（接続されていない又は接続強度が低い）場合に採用される。尚、この接続部に不具合が生じているか否かについては、例えば撮像手段を用いて目視により判断可能である。

【0018】

第１方法では、図１～７に示すような燃料取出用装置１を用いる。燃料取出用装置１は、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って延びる筒状の収容部１０１に収容された長尺状の燃料集合体２００を収容部１０１から取り出すための燃料取出用装置であって、燃料集合体２００を下方から支持する下部支持部材２と、下部支持部材２に接続されてＺ方向に沿って延びるワイヤ３と、燃料集合体２００の上方に設けられて被保持部としてのハンドル４３を有するとともにワイヤ３が接続される上部支持部材４と、上部支持部材４とは別体に構成されて燃料集合体２００の上方においてワイヤ３を保持する保持部５と、保持部５を支持するとともに上部支持部材４に対して少なくともＺ方向に移動することでワイヤ３に張力を付与するテンション調節部６と、を備える。

【0019】

図１は、本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料取出用装置１が取り付けられた燃料集合体２００を示す斜視図であり、図２は、燃料取出用装置１が取り付けられた燃料集合体２００の下部構造を示す斜視図であり、図３は、燃料取出用装置１が取り付けられた燃料集合体２００の上部構造を示す斜視図であり、図４は、燃料取出用装置１が取り付けられた燃料集合体２００の中部構造を示す斜視図であり、図５は、燃料取出用装置１の下部支持部材２を示す断面図であり、図６は、燃料取出用装置１の保持部５およびテンション調節部６を示す側面図であり、図７は、燃料取出用装置１の保持部５を示す断面図である。

【0020】

ラック１００は、鉛直方向に沿って延びる筒状の収容部１０１を複数有する。燃料集合体２００は、筒状の収容部１０１に収容されることにより、鉛直方向に沿って長尺状に延びる。第１方法によって、燃料集合体２００を収容部１０１から吊り上げ可能な状態とする。以下の説明では、鉛直方向をＺ方向とし、水平面に沿うとともに互いに直交する方向をＸ方向及びＹ方向とし、Ｚ方向における上側及び下側を単に上下と呼ぶことがある。

【0021】

下部支持部材２は、いわゆる吊り皿であって、図２に示すように、ＸＹ平面に沿って延びる四角形状の本体板部２１と、本体板部２１の各辺から上方に向かって延びる４つの側板部２２と、ワイヤ接続部２３と、を有する。燃料集合体２００は、下端部に先細り部２０１を有しており、本体板部２１は、先細り部２０１の一部が挿通される貫通孔を有している。

【0022】

ワイヤ接続部２３は、本体板部２１の四隅（側板部２２同士の間）に配置されてＺ方向に沿って延びる貫通孔であり、図５に示すように小径部２３１と大径部２３２とを有する。大径部２３２は、小径部２３１よりも大径に形成されるとともに小径部２３１の下方側に連続しており、例えばザグリ穴である。

【0023】

ワイヤ３は、例えば金属製の可撓性ワイヤであり、燃料取出用装置１は、４本の独立したワイヤ３を有する。ワイヤ３の下端部には留め金具３１が設けられ、上端部には２つのワイヤクリップ３２が設けられている。留め金具３１は、例えば筒状に形成されるとともに加締めによりワイヤ３に取り付けられる。留め金具３１は、直角に屈曲されてＬ字状となっており、Ｚ方向に沿って延びる第１延在部３１Ａと、第１延在部３１Ａよりも先端側においてＸＹ平面に沿って延びる第２延在部３１Ｂと、を有する。

【0024】

ワイヤ接続部２３の小径部２３１の内径は、ワイヤ３の外径よりも大きく、且つ、留め金具３１の外径（第１延在部３１Ａの外径）よりも小さい。また、ワイヤ接続部２３の大径部２３２の内径は、留め金具３１の外径よりも大きく、第２延在部３１Ｂの延在方向における留め金具３１の寸法（第２延在部３１Ｂの長さ）よりも小さい。これにより、ワイヤ３が小径部２３１に挿通され、第１延在部３１Ａが大径部２３２内に配置されるとともに小径部２３１と大径部２３２との間の段差によって係止され、第２延在部３１Ｂが大径部２３２内に入り込まず本体板部２１の下面に係止される。

【0025】

このようにしてワイヤ３の下端部が下部支持部材２に接続される。即ち、ワイヤ３を上方に引き上げようとした際、この力が下部支持部材２に伝達されるようになっている。

【0026】

ワイヤクリップ３２は、図３に示すように、クリップ本体３２１と、固定ナット３２２と、により構成されている。クリップ本体３２１は、上方に開口したＵ字状に形成されるとともに両端部が雄ねじ部となっており、固定ナット３２２が螺合可能となっている。

【0027】

ワイヤ３に対しては、サポート部材４００やサポートパイプ６００が設けられていてもよい。サポート部材４００は、燃料集合体２００を囲むように四角筒状に形成され、ワイヤが挿通される挿通孔を角部に有する。サポートパイプ６００は、Ｚ方向に延びる筒状部材であって、ワイヤ３が挿通される。

【0028】

上部支持部材４は、図３に示すように、ＸＹ平面に沿って延びる四角形状の本体板部４１と、ワイヤ接続部４２と、被保持部としてのハンドル４３と、を有する。本体板部４１の四隅には、ワイヤ３が挿通される貫通孔４１１が形成されている。

【0029】

ワイヤ接続部４２は、本体板部４１の各辺の中央部に配置され、本体板部４１の上面から立設された第１～第３の立設部４２１～４２３と、各立設部４２１～４２３の間に設けられるワイヤ保持部４２４と、を有する。

【0030】

第１の立設部４２１と第２の立設部４２２との間、及び、第２の立設部４２２と第３の立設部４２３との間のそれぞれに、クリップ本体３２１が設けられる。ワイヤ保持部４２４は、Ｕ字状のクリップ本体３２１における一対の脚部同士の間に配置される。即ち、クリップ本体３２１とワイヤ保持部４２４とによって、ワイヤ３を挿通可能な開口が形成される。

【0031】

このような開口にワイヤ３を挿通した状態において、固定ナット３２２をクリップ本体３２１の雄ねじ部に螺合させて締め付けていくと、固定ナット３２２はワイヤ保持部４２４に対して上側から接触していることから、ねじ送り機構によってクリップ本体３２１が上方に移動していき、ワイヤ３が挿通される開口が小さくなっていく。これにより、ワイヤ３がワイヤ接続部４２に固定（接続）されるようになっている。

【0032】

ハンドル４３は、本体板部４１のうち対向する一対の角部から上方に立ち上がった２つの脚部と、これら２つの脚部を接続するように本体板部４１の対角線に沿って延びる部分と、を有する。

【0033】

上記のような下部支持部材２とワイヤ３と上部支持部材４とが正常に接続されている場合、クレーン等を含む搬送手段を用いてハンドル４３を把持して吊り上げると、上部支持部材４からワイヤ３に力が伝達され、ワイヤ３から下部支持部材２に力が伝達され、下部支持部材２によって燃料集合体２００が下方から支持される。一方、ワイヤ接続部４２にワイヤ３が正常に固定されていない場合、例えばワイヤ３が脱落してしまうため力が伝達されない。このように正常に支持されていないワイヤ３に対し、以下の保持部５及びテンション調節部６が用いられる。

【0034】

燃料取出用装置１は、４つの保持部５を有し、保持部５は本体板部４１の各辺に対して上側に位置するように配置される。保持部５は、図６，７に示すように、第１保持部５１と、第２保持部５２と、位置調節部としての調節ボルト５３と、を有する。

【0035】

第１保持部５１は、Ｚ方向に沿ってワイヤ３が通過可能な第１通過部５１１と、上面に形成された傾斜面である傾斜部５１２と、雌ねじ部５１３と、を有する。第１通過部５１１は、貫通孔であってもよいし、切り欠き部であってもよい。

【0036】

第２保持部５２は、第１保持部５１とは別体に構成されるとともに第１保持部５１の上面側に重ねられる。第２保持部５２は、Ｚ方向に沿ってワイヤ３が通過可能な第２通過部５２１と、下面に形成された傾斜面である傾斜部５２２と、貫通孔５２３と、を有する。

【0037】

調節ボルト５３は、上側から貫通孔５２３に挿通されるとともに、下端部（先端部）が雌ねじ部５１３と螺合する。

【0038】

第１保持部５１と第２保持部５２とは、傾斜部５１２と傾斜部５２２とが重なり、これらが重なり部となる。また、第１保持部５１と第２保持部５２とは、雌ねじ部５１３と貫通孔５２３とが重なるように配置される。即ち、第１保持部５１および第２保持部５２は、互いに重なり合う重なり部においてワイヤ３の通過方向であるＺ方向に対して傾斜した傾斜部５１２，５２２を有する。また、傾斜部５１２，５２２は互いに略平行である。このような第１保持部５１および第２保持部５２は、以下のような通過状態と保持状態とが切り換え可能となっている。

【0039】

通過状態では、第１通過部５１１と第２通過部５２１との中心同士が一致しており、これらの開口が重なった面積が最大となり、ワイヤ３が通過可能となっている。通過可能状態において、雌ねじ部５１３と螺合した調節ボルト５３を回転させると、ねじ送り機構によって調節ボルト５３がＺ方向に移動する。調節ボルト５３を下方に移動させると、調節ボルト５３の頭部が第２保持部５２と当接することにより、第２保持部５２が下方に移動する。

【0040】

このとき、傾斜部５１２と傾斜部５２２とが重なっていることから、傾斜部５１２，５２２によって構成される案内機構が、第１保持部５１と第２保持部５２とをＸＹ平面内において相対移動させる。尚、図７に示す例では、Ｘ方向の相対移動が生じるように傾斜部５１２，５２２が傾斜しているが、ＸＹ平面における任意の方向の相対移動が生じればよい。このような相対移動により、第１通過部５１１の内周面のうちＸ方向一方側（図７の左側）を向いた部分がワイヤ３に接触し、第２通過部５２１の内周面のうちＸ方向他方側（図７の右側）を向いた部分がワイヤ３に接触し、ワイヤ３に対してせん断するような力が作用する。第１保持部５１と第２保持部５２とは、このような力によりワイヤ３を保持して保持状態となる。尚、このようなＸＹ平面内の相対移動を許容できるように、貫通孔５２３は長孔状に形成されるか又は調節ボルト５３の外径に対して充分な大きさの内径を有していればよい。

【0041】

上記のような通過状態においてワイヤ３を第１通過部５１１および第２通過部５２１に挿通した後、保持状態に切り換えることにより、ワイヤ３が第１保持部５１と第２保持部５２とによって保持される。

【0042】

尚、本実施の形態では第１保持部５１がテンション調節部６とは別体に構成されて互いに固定されているが、テンション調節部の一部が第１保持部として機能する（第１保持部がテンション調節部と一体に形成されている）構成としてもよい。

【0043】

テンション調節部６は、上部支持部材４の上方に配置される板部６１と、板部６１に螺合しつつ鉛直方向に貫通する複数のねじ部材６２と、を備える。板部６１は、ＸＹ平面に沿って延びる板状に形成され、上部支持部材４に対して間隔をあけつつ配置される。また、板部６１は、Ｚ方向に沿って延びる複数の雌ねじ部６１１を有する。

【0044】

ねじ部材６２は、複数の雌ねじ部６１１のそれぞれに対して上側から螺合することで、上端部に頭部（被操作部）６２１を有し、先端部６２２が下端部となる。先端部６２２は、上部支持部材４の上面のうち平坦な部分に接触するように配置されている。

【0045】

板部６１と固定された保持部５によってワイヤ３を保持しつつ、ねじ部材６２の先端部６２２が上部支持部材４の上面に接触した状態において、ねじ部材６２を回転させると、ねじ送り機構によって板部６１がＺ方向に移動する。板部６１を上側に移動させることで、ワイヤ３に対して張力が加えられていき、テンションを調節することができる。

【0046】

ここで、燃料取出用装置１によって燃料集合体２００を収容部１０１から取り出す燃料取出方法について説明する。まず、各々のワイヤ３について、上部支持部材４による支持状態が所定基準を満たすか否かを判定する。即ち、ワイヤ接続部４２によってワイヤ３が正常に保持されているか否かを判定する。この所定基準を満たさないワイヤ３が存在する場合、このワイヤ３を保持部５によって保持する。このとき、全てのワイヤ３を保持してもよいし、所定基準を満たさないワイヤ３のみを保持してもよい。その後、ねじ部材６２を操作することでワイヤ３に所定の張力を付与する。さらに、クレーン等を含む搬送手段を用い、ハンドル４３を保持して吊り上げることにより、燃料集合体２００を吊り上げることができる。その後の水平方向の移動については、例えば第３の方法が採用されればよい。

【0047】

このように、本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理の第１方法において用いられる燃料取出用装置１によれば、ワイヤ３を保持する保持部５とワイヤ３に張力を付与するテンション調節部６とが設けられていることで、上部支持部材４とワイヤ３との接続に不具合が生じている場合であっても、燃料集合体２００を吊り上げることができ、燃料集合体２００を収容部１０１から容易に取り出すことができる。

【0048】

また、第１保持部５１および第２保持部５２がＺ方向に対して傾斜した傾斜部５１２，５２２を有し、調節ボルト５３が第１保持部５１と第２保持部５２とをＺ方向に相対移動させることで、第１保持部５１と第２保持部５２とをＸＹ平面内において相対移動させてワイヤ３を容易に保持させることができる。

【0049】

また、テンション調節部６がねじ部材６２を有し、ねじ部材６２の先端部６２２が上部支持部材４の上面に接触していることで、ねじ部材６２を回転させることで板部６１をＺ方向に移動させることができ、ワイヤ３に付与する張力を容易に調節することができる。

【0050】

尚、第１方法において用いられる燃料取出用装置は上記に限定されず、以下のような変形が加えられたものが用いられてもよい。例えば、上記では第１保持部５１と第２保持部５２との両方が傾斜部５１２，５２２を有しているものとしたが、いずれか一方のみが傾斜部を有する構成であっても、上記同様にＸＹ平面内の相対移動によってワイヤを保持することができる。

【0051】

また、保持部によるワイヤの保持態様としては、上記のように通過部５１１，５２１同士を通過方向との直交面内において移動させるものに限定されない。例えば、相対移動する２つの部材によってワイヤを挟み込む構成としてもよい。

【0052】

また、テンション調節部は、ねじ部材６２によって板部６１をＺ方向に移動させるものに限定されない。例えば、個々の保持部をＺ方向に移動させるような機構により、ワイヤに所定の張力を付与してもよい。

【0053】

［第２方法］
第２方法は、燃料集合体の下方において、下部支持部材と接続部材との接続部に不具合が生じている（接続されていない又は接続強度が低い）場合や、下部支持部材そのものに不具合が生じている場合等に採用される。尚、これらに不具合が生じているか否かについては、例えば上部支持部材の被保持部を保持して吊り上げた際の吊り上げ荷重と燃料集合体の重量とを比較すれば判断可能である。尚、上部支持部材と接続部材との接続部に不具合が生じている場合に、第１方法を採用せずに第２方法を採用してもよい。また、第１方法を採用した上で、下部支持部材と接続部材との接続部等に不具合が生じている場合には、さらに第２方法を採用すればよい。

【0054】

第２方法では、図９～１１に示すような燃料搬送用装置１０を用いる。燃料搬送用装置１０は、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って延びる複数の四角筒状の収容部１０１を有して平面視格子状に形成されたラック１００において、各々の収容部１０１に収容された長尺状の燃料集合体２００を搬送するための燃料取出用装置であって、対象となる燃料集合体２００が収容された対象収容部１０１Ａを構成する壁部１０２，１０３の外側に接続された壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄを切断することで対象収容部１０１Ａを有する独立収容部１０１Ｂを形成する切断手段１１と、対象収容部１０１Ａを構成する壁部１０２，１０３に貫通孔１０１Ｃを形成する孔形成手段１２と、貫通孔１０１Ｃに爪部１３１を係止させ、独立収容部１０１Ｂを吊り上げる吊り上げ手段１３と、を含む。

【0055】

図８は、本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理において取り出される燃料集合体２００が収容された様子を示す平面図であり、図９は、本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料搬送用装置１０の切断手段１１を示す側面図であり、図１０は、燃料搬送用装置１０の孔形成手段１２を示す側面図であり、図１１は、燃料搬送用装置１０の吊り上げ手段１３を示す側面図である。

【0056】

ラック１００は、図８に示すように、鉛直方向に沿って延びる複数の四角筒状の収容部１０１を有して平面視格子状に形成されている。即ち、ラック１００は、ＹＺ平面に沿って延びる複数の壁部１０２と、ＺＸ平面に沿って延びる複数の壁部１０３と、燃料集合体２００が載置される載置板部１０４と、底板部１０５と、を有する。１つの収容部１０１を対象収容部１０１Ａとした場合、対象収容部１０１Ａを構成する壁部１０２，１０３の外側には、ＹＺ平面に沿って延びる４つの壁部１０２Ａ～１０２Ｄと、ＺＸ平面に沿って延びる４つの壁部１０３Ａ～１０３Ｄと、載置板部１０４と、底板部１０５と、が接続されている。

【0057】

切断手段１１は、図９に示すように、位置決め用クランプ１１１と、位置決め用クランプ１１１から上方に延びる軸部１１２と、軸部１１２の上端部に接続された被保持部１１３と、壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄと載置板部１０４と底板部１０５とを切断するための第１の切断刃（不図示）及び第２の切断刃１１４と、駆動部（不図示）と、を有する。

【0058】

位置決め用クランプ１１１は対象収容部１０１Ａと隣り合う収容部１０１内に挿入され、この収容部１０１の壁部１０２，１０３を内側から押圧することにより、Ｚ方向において位置決めされる。即ち、位置決め用クランプ１１１は、押圧状態と非押圧状態とが切換可能となっている。

【0059】

被保持部１１３は、燃料集合体２００に取り付けられたハンドル４３と共通の形状を有するものであり、ハンドル４３を把持して吊り上げるための手段によって被保持部１１３を把持して操作することができるようになっている。即ち、被保持部１１３を把持し、クレーン等によって吊り上げることにより、切断手段１１の全体を移動させることができるようになっている。

【0060】

第１の切断刃は、壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄの上端部を切断するためのものであり、即ち切断開始時に切り込みを入れるためのものである。第１の切断刃は、Ｚ方向に移動可能に設けられていてもよいし、Ｚ方向に移動せずに回転することで切り込みを形成するものであってもよい。

【0061】

第２の切断刃１１４は、第１の切断刃によって形成された切り込みに連続するようにＺ方向に沿って延びる切断線を形成するものであって、壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄを下方に向かって切断していき、その際に載置板部１０４および底板部１０５も切断する。第２の切断刃１１４は、位置決め用クランプ１１１に対してＺ方向に移動可能に設けられており、下方に向かって移動することで上記のように壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄを切断する。

【0062】

対象収容部１０１Ａと隣り合う収容部１０１に位置決め用クランプ１１１を挿入した際、この収容部１０１の周りには、切断すべき壁部が２つ存在する。第１の切断刃および第２の切断刃１１４を１つずつ設けておき、２つの壁部を順次切断してもよいし、第１の切断刃および第２の切断刃１１４を２つずつ設けておき、２つの壁部を同時に切断してもよい。

【0063】

切断手段１１によって上記のように切断することにより、対象収容部１０１Ａを有するとともにラック１００から切り離された独立収容部１０１Ｂが形成される。独立収容部１０１Ｂは、一対の壁部１０２と一対の壁部１０３と載置板部１０４と底板部１０５とを有して四角筒状に形成され、内側に対象収容部１０１Ａを有するものである。

【0064】

孔形成手段１２は、図１０に示すように、位置決め用クランプ１２１と、被保持部１２２と、ホールソー１２３と、を有する。

【0065】

位置決め用クランプ１２１は、独立収容部１０１Ｂの一対の壁部１０２を対向方向（Ｘ方向）から挟み込むとともに内側に向かって押圧することにより、Ｚ方向において独立収容部１０１Ｂに対して位置決めされる。即ち、位置決め用クランプ１２１は、保持状態と非保持状態とが切換可能となっている。

【0066】

被保持部１２２は、燃料集合体２００に取り付けられたハンドル４３と共通の形状を有するものであり、ハンドル４３を把持して吊り上げるための手段によって被保持部１２２を把持して操作することができるようになっている。即ち、被保持部１２２を把持し、クレーン等によって吊り上げることにより、孔形成手段１２の全体を移動させることができるようになっている。

【0067】

ホールソー１２３は、独立収容部１０１Ｂを構成する壁部１０３に貫通孔１０１Ｃを形成するものであって、壁部１０３に沿った２方向（Ｘ方向およびＺ方向）に移動可能となっている。ホールソー１２３は、一対の壁部１０３に貫通孔１０１Ｃを形成する。このとき、孔形成手段１２は、１つのホールソー１２３によって一対の壁部１０３に貫通孔１０１Ｃを順次形成してもよいし、２つのホールソー１２３によって一対の壁部１０３に同時に貫通孔１０１Ｃを形成してもよい。

【0068】

上記では、孔形成手段１２が、位置決め用クランプ１２１によって一対の壁部１０２を保持し、ホールソー１２３によって壁部１０３に貫通孔１０１Ｃを形成するものとしたが、一対の壁部１０３を保持して壁部１０２に貫通孔を形成してもよい。

【0069】

吊り上げ手段１３は、図１１に示すように、爪部１３１と、爪部１３１が設けられた一対のアーム部１３２と、ばね部材（不図示）と、被保持部１３３と、を有する。

【0070】

爪部１３１は、壁部１０３に対して外側から内側に向かって突出するものであり、貫通孔１０１Ｃに入り込んで係止されるものである。一対のアーム部１３２が閉じた状態において、爪部１３１の下面は、独立収容部１０１Ｂの内側に向かうにしたがって上方に向かうように傾斜した傾斜面となっている。爪部１３１の上面は、ＸＹ平面に沿っている。

【0071】

アーム部１３２は、Ｘ方向に沿った回転軸を中心として回動可能に上端部が支持されており、回動軸側を基端部とした際、先端部（下端部）に爪部１３１が設けられている。即ち、一対のアーム部１３２が回動することで、先端部に設けられた爪部１３１同士の間隔が変更されるようになっている。

【0072】

ばね部材は、一対のアーム部１３２の先端部が互いに近づく方向（爪部１３１が独立収容部１０１Ｂの内側に向かう方向）にアーム部１３２を付勢するものである。

【0073】

吊り上げ手段１３を独立収容部１０１Ｂに対して上方から接近させていくと、爪部１３１の下面が独立収容部１０１Ｂの外周縁（特に壁部１０２の上端部）に当接する。このとき、爪部１３１の下面が上記のような傾斜を有していることから、吊り上げ手段１３を下方に移動させるにしたがって、一対の爪部１３１には互いに離れる方向に力がはたらき、一対のアーム部１３２がばね部材の付勢力に逆らって開いていく。爪部１３１が貫通孔１０１Ｃに到達すると、爪部１３１が貫通孔１０１Ｃに入り込み、一対のアーム部１３２がばね部材の付勢力によって閉じていく。これにより、爪部１３１の上面が貫通孔１０１Ｃの内周縁のうち上縁部によって係止される。

【0074】

このように爪部１３１が貫通孔１０１Ｃに係止された状態において吊り上げ手段１３を上昇させることにより、燃料集合体２００を収容した独立収容部１０１Ｂが吊り上げられる。

【0075】

第２方法では、上記のような燃料搬送用装置１０によって、次のような燃料搬送方法が実施される。即ち、燃料搬送方法では、切断手段１１によって壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄを切断することで独立収容部１０１Ｂを形成する切断工程と、孔形成手段１２によって独立収容部１０１Ｂの壁部１０３に貫通孔１０１Ｃを形成する孔形成工程と、貫通孔１０１Ｃに爪部１３１を係止させて吊り上げ手段１３によって独立収容部１０１Ｂを吊り上げる吊り上げ工程と、がこの順で実施される。尚、切断工程と孔形成工程との順序が入れ替わってもよい。

【0076】

さらに、吊り上げ工程の後、独立収容部を他の収容部に収容する再収容工程が実施される。即ち、独立収容部１０１Ｂが吊り上げ手段１３によって吊り上げられて搬送され、燃料集合体２００だけでなく独立収容部１０１Ｂごと他の収容部に収容される。このとき、他の収容部は、独立収容部１０１Ｂを収容可能な寸法を有している必要があり、収容部が充分に大きい既存のキャスクやラック等を他の収容部として流用してもよいし、独立収容部１０１Ｂを収容可能な収容部を有する新たなキャスクやラック等を製作してもよい。

【0077】

このように、本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理の第２方法において実施される燃料搬送方法によれば、壁部１０２Ａ～１０２Ｄ，１０３Ａ～１０３Ｄを切断して独立収容部１０１Ｂを形成し、この独立収容部１０１Ｂを吊り上げることにより、燃料集合体２００を支持するための部材に不具合が生じており修復が困難な場合であっても、燃料集合体２００を容易に搬送することができる。

【0078】

また、切断工程において第１の切断刃および第２の切断刃１１４を使用することで、切断開始時に適した刃と切り進める際に適した刃とを使い分けることができ、切断作業の作業性を向上させることができる。

【0079】

尚、第２方法において用いられる燃料搬送用装置は上記に限定されず、以下のような変形が加えられたものが用いられてもよい。例えば、上記では切断手段１１が第１の切断刃および第２の切断刃１１４を有するものとしたが、切断手段は、１つの切断刃のみを有していてもよいし、３つ以上の切断刃を有していてもよい。

【0080】

また、第２方法における燃料搬送方法において吊り上げられる燃料集合体は、上記の第１方法における燃料集合体２００のように下部支持部材２と上部支持部材４とにワイヤ３が接続されたものに限定されない。即ち、燃料集合体は、ラック内に保管されていればよく、その状態は特に限定されず、例えば、上部支持部材と下部支持部材とを連結する連結棒が設けられていてもよいし、上部支持部材と下部支持部材とが連結されていなくてもよい。

【0081】

［第３方法］
第３方法は、上部支持部材および下部支持部材と接続部材とのそれぞれの接続部に不具合が生じていない場合に採用される。あるいは、第１方法の実施後に、下部支持部材と接続部材との接続部に不具合が生じていないことが確認された場合に、実施される。

【0082】

第３方法では、図１２に示すような燃料再収容装置３００を用いる。燃料再収容装置３００は、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って延びる複数の収容部１０１を有するラック１００から、各々の収容部１０１に収容された長尺状の燃料集合体２００を取り出して他の収容部としての収納缶５００に収容する燃料再収容装置であって、燃料集合体２００を搬送する搬送手段と、ラック１００の上方に配置されるとともに水平面（ＸＹ平面）に沿って延びる水平案内部材３１０と、燃料集合体２００の少なくとも下端部を覆うとともに水平案内部材３１０上を移動する補助保持部材３２０と、を備える。水平案内部材３１０は、対象の収容部１０１からラック１００の外周部よりも外側まで延びる水平部３１１と、ラック１００の外周部の外側に形成されるとともに収納缶５００と連通する開口部３１２と、を有する。図１２は、本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理で用いられる燃料再収容装置３００を示す側面図である。

【0083】

水平案内部材３１０は、Ｘ方向に沿って延びる水平部３１１と、水平部３１１の下面に形成された開口部３１２と、を有する。水平部３１１は、ラック１００の上側に重なるように配置され、Ｘ方向における水平部３１１の一端は、取出対象となる燃料集合体２００が収容された収容部１０１に隣り合うように配置される。Ｘ方向における水平部３１１の他端は、Ｘ方向においてラック１００の外周部の外側に位置する。即ち、取出対象となる燃料集合体２００が収容された収容部１０１に対してＸ方向他端側に位置する収容部１０１は、水平部３１１によって上方の開口が塞がれる。

【0084】

開口部３１２は、水平部３１１の他端側に設けられ、下方に突出する筒状部の内側に形成される。この筒状部が他の収容部としての収納缶５００に挿入されることにより、開口部３１２が収納缶５００と連通する。収納缶５００は、例えば架台等に載置され、適宜な高さに配置されている。

【0085】

水平案内部材３１０は、Ｘ方向において一端が開口し、他端が閉じた形状を有している。これにより、水平案内部材３１０において、Ｘ方向一端側から導入された燃料集合体２００がＸ方向他端側に向けて案内され、開口部３１２を通過して下方側に向かうことが可能になっている。

【0086】

補助保持部材３２０は、ネット状に形成されたキャッチネットであって、その上端には、誘導部材としてのロープ３２Ａが接続されており、ロープ３２Ａを動かすことにより、補助保持部材３２０を操作可能（移動可能）となっている。補助保持部材３２０は、燃料集合体２００を下端部から覆うように形成されており、所定のＺ方向寸法を有している。即ち、補助保持部材３２０は、燃料集合体２００の全体を覆ってもよいし、下端部を含む所定の領域のみを覆ってもよい。

【0087】

ここで、燃料再収容装置３００によって収容部１０１から燃料集合体２００を取り出して収納缶５００に収容する燃料再収容方法について説明する。燃料再収容方法では、収容部１０１に収容された燃料集合体２００を搬送手段によってＺ方向に吊り上げる吊り上げ工程と、吊り上げられた燃料集合体２００の下端部を補助保持部材３２０によって覆うカバー工程と、燃料集合体２００および補助保持部材３２０を水平部３１１上で移動させる水平移動工程と、燃料集合体２００および補助保持部材３２０をＺ方向に下降させることで開口部３１２を通過させて収納缶５００に収容する収容工程と、がこの順に実施される。

【0088】

吊り上げ工程においては、クレーン等を含む搬送手段によってハンドル４３を把持して吊り上げる。このときの吊り上げ高さは、燃料集合体２００が収容部１０１から完全に脱出するとともに下方から補助保持部材３２０を配置可能な程度の高さであればよい。また、吊り上げ工程とカバー工程との間に、搬送手段によって燃料集合体２００をＸＹ平面内において移動させてもよい。

【0089】

カバー工程においては、ロープ３２Ａを操作することにより、吊り上げられた燃料集合体２００の下方に補助保持部材３２０を移動させる。その後、燃料集合体２００と補助保持部材３２０とをＺ方向に相対接近させ、補助保持部材３２０内に燃料集合体２００を収容していく。この際、補助保持部材３２０を上昇させてもよし、燃料集合体２００を下降させてもよい。

【0090】

水平移動工程においては、燃料集合体２００の下端部が水平部３１１に接しないようにしつつ、燃料集合体２００をＸ方向の一方側から他方側に向けて移動させていく。このとき、燃料集合体２００と同程度の移動速度で補助保持部材３２０もＸ方向の一方側から他方側に向けて移動させていくことにより、燃料集合体２００と補助保持部材３２０とが干渉しないようにする。

【0091】

水平移動工程において燃料集合体２００が開口部３１２の上方に位置したら、収容工程に移行する。収容工程においては、燃料集合体２００および補助保持部材３２０をＺ方向に同程度の速度で下降させる。燃料集合体２００の下端部が収納缶５００の底面に接触したら下降を停止させ、ハンドル４３の把持を解除する。その後、燃料集合体２００を収納した収納缶５００が適宜な搬送手段によって次工程に搬送される。

【0092】

尚、図示の例では、水平案内部材３１０がＸ方向に沿って延びるように配置されるものとしたが、水平案内部材３１０が配置される向きは、ラック１００全体における対象の収容部１０１の位置に応じて適宜に決定されればよく、水平案内部材３１０はＹ方向に沿って延びるように配置されてもよい。また、延在方向の寸法が異なる複数の水平案内部材を用意しておき、ラック１００全体における対象の収容部１０１の位置に応じて、適宜な水平案内部材を用いてもよい。

【0093】

このように、本発明の実施の形態に係る燃料集合体搬送処理の第３方法において用いられる燃料再収容装置３００によれば、水平案内部材３１０によって、燃料集合体２００の落下を抑制することができる。また、燃料集合体２００における接続部（例えば下部支持部材２または上部支持部材４とワイヤ３との接続部）が接続解除されてしまった場合でも、補助保持部材３２０によって部品の飛散を抑制することができる。このように、収容部１０１から収納缶５００に燃料集合体２００を容易に移送することができる。

【0094】

また、第３方法における燃料再収容装置３００によって吊り上げられる燃料集合体は、上記の第１方法における燃料集合体２００のように下部支持部材２と上部支持部材４とにワイヤ３が接続されたものに限定されず、燃料集合体の上部と下部とが接続されて一体的に吊り上げ可能となっていればよく、例えば上部支持部材と下部支持部材とを連結する連結棒が設けられたものであってもよい。

【0095】

尚、本発明は上記の実施の形態の形態に限定されず、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

【符号の説明】

【0096】

１０…燃料搬送用装置、１１…切断手段、１１４…第２の切断刃、１２…孔形成手段、１３…吊り上げ手段、１３１…爪部、１００…ラック、１０１…収容部、１０１Ａ…対象収容部、１０１Ｂ…独立収容部、１０１Ｃ…貫通孔、２００…燃料集合体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】