特開 2024-98218 燃料ホルダ組立体、燃料ホルダ及びハンドル

(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】P2024098218

(43)【公開日】2024-07-23

(54)【発明の名称】燃料ホルダ組立体、燃料ホルダ及びハンドル

(51)【国際特許分類】

   G21C 3/33 20060101AFI20240716BHJP

   G21C 19/32 20060101ALI20240716BHJP

   G21F 9/36 20060101ALI20240716BHJP

   G21F 5/008 20060101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

G21C3/33 100

G21C19/32 060

G21F9/36 501G

G21F9/36 531B

G21F5/008

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001539

(22)【出願日】2023-01-10

(71)【出願人】

【識別番号】000165697

【氏名又は名称】原子燃料工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】井坂 浩順

(72)【発明者】

【氏名】河野 智美

(72)【発明者】

【氏名】齋木 洋平

(72)【発明者】

【氏名】作花 拓

(57)【要約】

【課題】ハンドルの着脱作業性を向上させる燃料ホルダ組立体、燃料ホルダ及びハンドルを提供する。
【解決手段】矩形状の上蓋１２を有する角筒状の収納殻１１に核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダ１０と、逆Ｕ字状の把手部２２を有し、上蓋１２に装着されるハンドル２０と、上蓋１２とハンドル２０とを着脱可能に締結する締結部材３０と、を備える燃料ホルダ組立体１であって、上蓋１２は、中央に配置されていない複数の雌ネジ１４を有し、締結部材３０は、雌ネジ１４に螺合する雄ネジ３４が刻設されているものである。また、ハンドル２０の台座部２１は、把手部２２の側に第２の雌ネジ２４を複数有するとともに、第２の雌ネジ２４の直径よりも大きな下穴２５を有し、複数の雌ネジ２４及び下穴２５は、台座部２１の中央に配置されていないものである。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形状の上蓋を有する角筒状の収納殻に核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダと、
逆Ｕ字状の把手部を有し、前記上蓋に装着されるハンドルと、
前記上蓋と前記ハンドルとを着脱可能に締結する締結部材と、を備える燃料ホルダ組立体であって、
前記上蓋は、中央に配置されていない複数の雌ネジを有し、
前記締結部材は、前記雌ネジに螺合する雄ネジが刻設されている、
ことを特徴とする燃料ホルダ組立体。

【請求項2】

前記締結部材は、前記燃料ホルダの長手方向から見て、前記把手部に重ならないように配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料ホルダ組立体。

【請求項3】

前記雄ネジは、前記締結部材の先端部側のみに刻設され、
前記ハンドルは、前記上蓋の前記雌ネジと同径の第２の雌ネジを複数有するとともに、前記第２の雌ネジよりも前記上蓋の側に、前記第２の雌ネジの直径よりも大きな下穴を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料ホルダ組立体。

【請求項4】

矩形状の上蓋を有する角筒状の収納殻に核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダであって、
前記上蓋は、ハンドルを締結部材で締結固定するための複数の雌ネジを有し、
前記複数の雌ネジは、中央に配置されていない、
ことを特徴とする燃料ホルダ。

【請求項5】

前記上蓋は、中央に前記雌ネジの直径と異なる直径を有する第３の雌ネジが刻設されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の燃料ホルダ。

【請求項6】

核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダに装着されるハンドルであって、
逆Ｕ字状の把手部と、締結部材が挿入される台座部と、を備え、
前記台座部は、前記把手部の側に第２の雌ネジを複数有するとともに、前記第２の雌ネジの直径よりも大きな下穴を有し、
前記複数の雌ネジ及び下穴は、前記台座部の中央に配置されていない、
ことを特徴とするハンドル。

【請求項7】

前記複数の雌ネジ及び下穴は、前記ハンドルの装着方向から見て、前記把手部に重ならないように、前記台座部に配置されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のハンドル。

【請求項8】

前記台座部は、中央に前記把手部の反対側から窪む凹部を有する円柱状であるか、中央に貫通穴を有する円筒状である、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のハンドル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料集合体を収容する燃料ホルダ組立体、燃料ホルダ及びハンドルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＭＯＸ燃料など原子炉用の核燃料集合体を輸送する場合、核燃料集合体を燃料ホルダに収容し、この燃料ホルダを輸送容器に設けられた複数のロジメント穴に挿入し、輸送している。この燃料ホルダは、断面視Ｌ字状の２つの半割体が連結手段で開閉可能に連結されて構成されており、閉鎖時に開放不能になるように係止手段で係止されている。

【0003】

燃料ホルダは、燃料集合体を収容していない状態での保管時や輸送容器のロジメント穴に装荷された輸送時には、長手方向を水平方向にした横置き状態とされている。一方、燃料集合体の収容時や輸送容器への装荷時には、長手方向を鉛直方向にした縦置きの状態とされ、各種作業が行われるため、クレーンなどの扛重機械で燃料ホルダを縦起こししたり、吊り下げたりしている。

【0004】

この縦起こし作業のために、燃料ホルダは、上蓋にハンドルが取り付けられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１にみられる燃料ホルダ組立体では、ハンドル２０’の台座の中央に設けられた単一の締結穴を介して、単一の締結部材３０’で、燃料ホルダ１０’の上蓋に取り付けられている。なお、このハンドル２０’は、輸送容器への燃料ホルダ１０’の装荷後に、取り外されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－０２０１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１にみられる燃料ホルダ組立体は、台座の中央に締結穴が設けられているため、締結部材３０’を締結穴に挿入又は締結穴から取出す際に、ハンドル２０’の把手部に重なることになる。そのため、作業者が直接ハンドル２０’を着脱する場合でも、作業者の被ばくを低減するため遠隔操作で着脱する場合でも、ハンドル２０’と締結部材３０’とが干渉し、作業性が良くなかった。また、締結部材３０’の長さや、ハンドル２０’の高さも制約を受けることになる。

【0007】

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ハンドルの着脱作業性を向上させる燃料ホルダ組立体、燃料ホルダ及びハンドルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る１つの態様は、矩形状の上蓋を有する角筒状の収納殻に核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダと、逆Ｕ字状の把手部を有し、前記上蓋に装着されるハンドルと、前記上蓋と前記ハンドルとを着脱可能に締結する締結部材と、を備える燃料ホルダ組立体であって、前記上蓋は、中央に配置されていない複数の雌ネジを有し、前記締結部材は、前記雌ネジに螺合する雄ネジが刻設されているものである。
（２）上記（１）の態様において、前記締結部材は、前記燃料ホルダの長手方向から見て、前記把手部に重ならないように配置されてもよい。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記雄ネジは、前記締結部材の先端部側のみに刻設され、前記ハンドルは、前記上蓋の前記雌ネジと同径の第２の雌ネジを複数有するとともに、前記第２の雌ネジよりも前記上蓋の側に、前記第２の雌ネジの直径よりも大きな下穴を有してもよい。
（４）本発明に係る別の１つの態様は、矩形状の上蓋を有する角筒状の収納殻に核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダであって、前記上蓋は、ハンドルを締結部材で締結固定するための複数の雌ネジを有し、前記複数の雌ネジは、中央に配置されていないものである。
（５）上記（４）の態様において、前記上蓋は、中央に前記雌ネジの直径と異なる直径を有する第３の雌ネジが刻設されてもよい。
（６）本発明に係る別の１つの態様は、核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダに装着されるハンドルであって、逆Ｕ字状の把手部と、締結部材が挿入される台座部と、を備え、前記台座部は、前記把手部の側に第２の雌ネジを複数有するとともに、前記第２の雌ネジの直径よりも大きな下穴を有し、前記複数の雌ネジ及び下穴は、前記台座部の中央に配置されていないものである。
（７）上記（６）の態様において、前記複数の雌ネジ及び下穴は、前記ハンドルの装着方向から見て、前記把手部に重ならないように、前記台座部に配置されてもよい。
（８）上記（６）又は（７）の態様において、前記台座部は、中央に前記把手部の反対側から窪む凹部を有する円柱状であるか、中央に貫通穴を有する円筒状であってもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ハンドルの着脱作業性を向上させる燃料ホルダ組立体、燃料ホルダ及びハンドルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】本発明に係る実施形態の燃料ホルダ組立体を示す正面図である。

【図1B】燃料ホルダ組立体の上部を示す分解斜視図である。

【図2A】本発明に係る実施形態のハンドルを示す上面図である。

【図2B】図２ＡのＡ－Ａ線で切断したハンドルを示す部分断面図である。

【図2C】図２ＡのＢ－Ｂ線で切断したハンドルを示す拡大断面図である。

【図3A】従来の燃料ホルダ組立体を示す上部斜視図である。

【図3B】従来の燃料ホルダ組立体を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。

【0012】

図１Ａは、本発明に係る実施形態の燃料ホルダ組立体１を示す正面図であり、図１Ｂは、燃料ホルダ組立体１の上部を示す分解斜視図である。

【0013】

燃料ホルダ組立体１は、核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダ１０と、燃料ホルダ１０に装着されるハンドル２０と、燃料ホルダ１０とハンドル２０とを着脱可能に締結する締結部材３０と、を備えている。

【0014】

原子炉用の燃料集合体は、格子に配列された複数の燃料棒で形成されている。そして、燃料棒は、金属製の長尺な被覆管の中に複数の円柱状の核燃料ペレットが封じ込められて構成されている。

【0015】

燃料ホルダ１０は、角筒状の収納殻１１と、収納殻１１の一方端側に設けられた上蓋１２と、収納殻１１の他方端側に設けられた底板１３と、で構成されている。

【0016】

収納殻１１は、２つの長尺な断面視Ｌ字状の半割体を蝶番により開閉可能に組み付けられるとともに、施錠手段により角筒状態を維持できるように形成されている。また、収納殻１１は、内部確認や放熱のための開口窓が複数設けられている。

【0017】

底板１３は、略矩形状（正方形）の板状部材であり、収納殻１１にボルトなどの固着手段で固定されている。

【0018】

一方、上蓋１２も、底板１３と同様に、略矩形状（正方形）の板状部材であり、収納殻１１にボルトなどの固着手段で固定されている。

【0019】

また、上蓋１２は、中央（中心）に円柱状のボス部１６が任意付加的に形成されている。さらに、ボス部１６は、中心に第３の雌ネジ１５が形成されていてもよい。ただし、この雌ネジ１５は、ハンドル２０を固定するためのものでないことから、後述する雌ネジ１４と異なる呼び径（直径）であることが好ましい。

【0020】

さらに、上蓋１２は、中央（中心）ではなく、中央から一定の距離だけ離れた円周上に配置されるように、第１の雌ネジ１４が設けられている。雌ネジ１４の個数は、ハンドル２０を締結する締結部材３０の個数と同数であり、本実施形態では２つである。

【0021】

なお、本明細書において、上蓋１２の中央又は中心は、上蓋１２の角部が面取りされていない矩形（正方形）状であると仮定した場合における対角線同士の交点、すなわち、図心あるいは重心に相当する部分である。

【0022】

また、燃料ホルダ１０は、複数の燃料棒を保持する上部タイプレート及び下部タイプレート（図示なし）なども備えている。

【0023】

つぎに、締結部材３０は、雄ネジ３４（例えば、呼び径Ｍ１２）が刻設されたボルト状のものである。この締結部材３０は、全ネジではなく、先端側の１／３～１／２程度のみ雄ネジ３４として刻設されており、頭部３１と雄ネジ３４との間に軸部３２を含んでいるとよい。なお、締結部材３０の全長は、５０ｍｍから６０ｍｍ程度であるとよい。また、頭部３１は、六角穴付きヘッドであるとよい。

【0024】

図２Ａは本発明に係る実施形態のハンドル２０を示す上面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ－Ａ線で切断したハンドル２０を示す部分断面図であり、図２Ｃは、図２ＡのＢ－Ｂ線で切断したハンドル２０を示す拡大断面図である。

【0025】

つづいて、ハンドル２０は、上述した締結部材３０で上蓋１２に固定される台座部２１と、逆Ｕ字状の把手部２２と、を備えている。

【0026】

台座部２１は、中央に把手部２２の反対側から窪む凹部２３を有する円柱状である。この台座部２１は、例えば、直径が８０ｍｍ、高さが４０ｍｍ程度であるとよい。なお、台座部２１は、凹部２３に代えて、中央に貫通穴を有する円筒状であってもよい。

【0027】

凹部２３（場合によっては貫通穴）は、上蓋１２の中央に円柱状のボス部１６が形成されている場合には、このボス部１６を収容できるような直径（例えば、４０ｍｍ）及び深さに形成されている。

【0028】

把手部２２は、台座部２１の上面又は周面に溶接され、逆Ｕ字状の形状を呈しており、台座部２１の中心（中央）の上方を通過するように直径方向に橋渡しされている。この把手部２２は、例えば、高さが１６０ｍｍで、幅が１２０ｍｍ、内寸法が９０ｍｍ、厚みが２０ｍｍ程度であるとよい。そして、把手部２２は、厚み方向が扛重機械などで挟持され、持ち上げられることになる。

【0029】

ここで、台座部２１は、締結部材３０の雄ネジ３４が挿通可能な、つまり、雄ネジ３４の呼び径よりも大きな下穴２５を複数（使用する締結部材３０の個数と同数）有している。なお、下穴２５は、直径が１４ｍｍで、深さが３０ｍｍ程度であるとよい。

【0030】

さらに、台座部２１は、複数の下穴２５とそれぞれ同心で、把手部２２の側に第２の雌ネジ２４を有している。この第２の雌ネジ２４の呼び径は、締結部材３０の雄ネジ３４の呼び径に等しい。なお、雌ネジ２４の有効長は、１０ｍｍ程度であるとよい。

【0031】

そして、これら複数の雌ネジ２４及び下穴２５は、台座部２１の中央に配置されておらず、ハンドル２０の収納殻１１に対する装着方向から見て、把手部２２に重ならないように、台座部２１に配置されている。例えば、雌ネジ２４及び下穴２５を２か所に設ける場合、把手部２２の厚みの中点を通る線分を中心線とすると、中心線に直交する方向上の対称な位置に配置して設けるとよい。また、雌ネジ２４及び下穴２５を４か所に設ける場合、中心線から４５度傾いた位置から、９０度間隔で設けるとよい。

【0032】

上述した燃料ホルダ１０、ハンドル２０及び締結部材３０は、収容する燃料集合体の寸法や重量による強度、耐熱性などを考慮して、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼や耐熱ニッケル基合金などの材料から形成されるとよい。

【0033】

最後に、ハンドル２０を締結部材３０で燃料ホルダ１０の上蓋１２に取り付けるに際しては、締結部材３０の雄ネジ３４を、下穴２５に到達するまで。ハンドル２０の雌ネジ２４に螺合させておく。これにより、締結部材３０はハンドル２０から容易に脱落しないようになるため、取り付け又は取り外し作業の効率が向上する。

【0034】

つづいて、締結部材３０の雄ネジ３４と上蓋１２の雌ネジ１４とが螺合可能なように、ハンドル２０と燃料ホルダ１０との位置合わせを行い、雄ネジ３４及び雌ネジ１４を螺合させて、ハンドル２０の燃料ホルダ１０に対する固定が完了する。このとき、ハンドル２０の把手部２２は、矩形状の上蓋１２の対角線に一致する方向に配置されることになる。

【0035】

なお、本実施形態では、複数の締結部材３０を用いるため、他の締結部材３０の存在によって、下穴２５に対する許容がそれぞれ小さくなり、位置決め精度が向上する。ただし、ハンドル２０のより高精度の位置決めが必要な場合には、位置決め治具などを用いるとよい。

【0036】

一方、ハンドル２０を取り外す場合は、締結部材３０を逆回転させて上蓋１２の雌ネジ１４から引き抜くことで、締結部材３０はハンドル２０に挿入された状態で、ハンドル２０を燃料ホルダ１０から分離することができる。

【0037】

以上説明したとおり、本発明に係る実施形態の燃料ホルダ組立体１は、矩形状の上蓋１２を有する角筒状の収納殻１１に核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダ１０と、逆Ｕ字状の把手部２２を有し、上蓋１２に装着されるハンドル２０と、上蓋１２とハンドル２０とを着脱可能に締結する締結部材３０と、を備える燃料ホルダ組立体１であって、上蓋１２は、中央に配置されていない複数の雌ネジ１４を有し、締結部材３０は、雌ネジ１４に螺合する雄ネジ３４が刻設されている。

【0038】

これにより、ハンドル２０の位置決め性が向上し、また、ハンドル２０の着脱作業性を向上させることができる。また、ハンドル２０の位置決め精度が向上することから、燃料ホルダ組立体１を移動させるロボットなどの作業機械も、ハンドル２０の把手部２２を、位置ズレなく確実に保持することができる。また、複数の締結部材３０を用いるため、振動や衝撃によっても、ネジの緩みが同時に発生することがなく、ハンドル２０が外れるような事故を抑制することができる。

【0039】

実施形態の締結部材３０は、燃料ホルダ１０の長手方向から見て、把手部２２に重ならないように配置されている。これにより、作業者が直接的に又はロボットなどを介して間接的にハンドル２０の着脱作業を行ったとしても、ハンドル２０の把手部２２に干渉することがなく、作業性を向上させることができる。

【0040】

実施形態の雄ネジ３４は、締結部材３０の先端側のみに刻設されており、ハンドル２０は、上蓋１２の雌ネジ１４と同径の第２の雌ネジ２４を複数有するとともに、第２の雌ネジ２４よりも上蓋１２の側に、第２の雌ネジ２４の直径よりも大きな下穴２５を有している。これにより、ハンドル２０の着脱作業時において、上蓋２０に締結部材３０を仮止めすることができ、締結部材３０の脱落を防止することができる。

【0041】

本発明に係る実施形態の燃料ホルダ１０は、矩形状の上蓋１２を有する角筒状の収納殻１１に核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダ１０であって、上蓋１２は、ハンドル２０を締結部材３０で締結固定するための複数の雌ネジ１４を有し、複数の雌ネジ１４は、中央に配置されていない。これにより、作業者が直接的に又はロボットなどを介して間接的にハンドル２０の着脱作業を行ったとしても、ハンドル２０の把手部２２に干渉することがなく、作業性を向上させることができる。

【0042】

実施形態の上蓋１２は、中央に雌ネジ１４の直径と異なる直径を有する第３の雌ネジ１５が刻設されている。これにより、燃料ホルダ１０に、従来品のようなハンドル２０’（図３Ａ参照）やアイボルトなどを装着することができる。

【0043】

本発明に係る実施形態の核燃料集合体を収納可能な燃料ホルダ１０に装着されるハンドル２０であって、逆Ｕ字状の把手部２２と、締結部材３０が挿入される台座部２１と、を備え、台座部２１は、把手部２２の側に第２の雌ネジ２４を複数有するとともに、第２の雌ネジ２４の直径よりも大きな下穴２５を有し、複数の雌ネジ２４及び下穴２５は、台座部２１の中央に配置されていない。これにより、ハンドル２０の位置決め性が向上し、また、ハンドル２０の着脱作業性を向上させることができる。

【0044】

実施形態の複数の雌ネジ２４及び下穴２５は、ハンドル２０の装着方向から見て、把手部２２に重ならないように、台座部２１に配置されている。これにより、作業者が直接的に又はロボットなどを介して間接的にハンドル２０の着脱作業を行ったとしても、ハンドル２０の把手部２２に干渉することがなく、作業性を向上させることができる。

【0045】

実施形態の台座部２１は、中央に把手部２２の反対側から窪む凹部２３を有する円柱状であるか、中央に貫通穴を有する円筒状である。これにより、中央にボス部１６を有する上蓋１２であっても、ハンドル２０を装着することができる。

【0046】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

【符号の説明】

【0047】

１ 燃料ホルダ組立体
１０ 燃料ホルダ
１１ 収納殻、１２ 上蓋、１３ 底板、１４ 雌ネジ（第１の雌ネジ）、１５ 雌ネジ（第３の雌ネジ）、１６ ボス部
２０ ハンドル
２１ 台座部、２２ 把手部、２３ 凹部、２４ 雌ネジ（第２の雌ネジ）、２５ 下穴
３０ 締結部材
３１ 頭部、３２ 軸部、３４ 雄ネジ

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】