燃料棒集合体用緩衝部材及び輸送容器
【課題】燃料棒が受ける衝撃を低減すること。
【解決手段】燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の端部との間に軸方向隙間を有して、燃料棒８０１の端部と燃料棒８０１の軸方向で対向して配置されるノズルと、ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間ＲＳを有し、それぞれの中心軸が軸方向に沿って設けられる複数の案内管８０３と、を含んで構成される燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体用緩衝部材１００であって、径方向隙間ＲＳに中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、軸方向隙間に配置されることを特徴とする。
【解決手段】燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の端部との間に軸方向隙間を有して、燃料棒８０１の端部と燃料棒８０１の軸方向で対向して配置されるノズルと、ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間ＲＳを有し、それぞれの中心軸が軸方向に沿って設けられる複数の案内管８０３と、を含んで構成される燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体用緩衝部材１００であって、径方向隙間ＲＳに中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、軸方向隙間に配置されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料棒集合体を構成する燃料棒が受ける衝撃を低減する燃料棒集合体用緩衝部材、及び輸送容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料棒集合体を輸送する場合、燃料棒集合体は、輸送容器に格納されて輸送される。ここで、輸送容器は、クレーンによって吊り上げられることがある。輸送容器は、落下することがないように、細心の注意が払われて輸送されており、現在でも、燃料棒集合体の輸送には十分な安全が確保されている。しかしながら、燃料棒集合体をより安全に輸送するためには、輸送容器が落下することを想定しておく必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、輸送中の振動による燃料棒集合体のダメージを低減するための技術として、燃料棒間に嵌合弾接される弾接用金属製屈曲格子板を備える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加圧水型原子炉用の燃料棒集合体では、燃料棒は、グリッドによって支持されている。ここで、燃料棒は、燃料棒の側周部とグリッドとの間の摩擦力によってグリッドに支持されている。よって、燃料棒は、前記摩擦力よりも大きい力を燃料棒の軸方向に受けると、軸方向に移動する。
【０００６】
例えば、輸送容器が落下した場合を想定すると、輸送容器が地面と衝突する際の衝撃が、輸送容器に格納される燃料棒集合体にも伝わる。これにより、場合によっては燃料棒がグリッドに対して軸方向に移動することがあることを想定しておく必要がある。
【０００７】
ここで、燃料棒集合体は、軸方向で燃料棒の端部と対向してノズルが配置される。ノズルと燃料棒の端部との間には隙間が形成される。よって、燃料棒が軸方向に移動すると、燃料棒の端部がノズルに衝突する場合もある。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されている弾接用金属製屈曲格子板では、燃料棒の軸方向の移動を規制できず、仮に燃料棒の端部がノズルに衝突した場合には、燃料棒が受ける衝撃を低減できない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料棒が受ける衝撃を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、を含んで構成される燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体用緩衝部材であって、前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る輸送容器は、燃料棒集合体用緩衝部材が取り付けられている燃料棒集合体を格納する収納部と、前記収納部を格納する本体部と、を備える輸送容器であって、前記燃料棒集合体は、燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、を含んで構成され、前記燃料棒集合体用緩衝部材は、前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする。
【００１２】
上記構成のように、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒集合体の軸方向隙間に取り付けられる。これにより、燃料棒集合体を格納する輸送容器が仮に落下した場合であっても、端部が燃料棒集合体用緩衝部材と軸方向で対向する燃料棒は、ノズルと直接衝突せずに、ノズルと燃料棒集合体用緩衝部材の端部との間に燃料棒集合体用緩衝部材が介在される。よって、燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒に伝わる衝撃を低減できる。
【００１３】
さらに、端部が燃料棒集合体用緩衝部材と軸方向で対向する燃料棒は、燃料棒集合体用緩衝部材が軸方向隙間に設けられない場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材の厚みの分、軸方向に移動できる距離が減少する。よって、仮に燃料棒が輸送中に軸方向に移動したとしても、燃料棒集合体用緩衝部材は、端部が燃料棒集合体用緩衝部材と軸方向で対向する燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記中心軸と直交する第１方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第１方向用棒状緩衝部と、前記中心軸と前記第１方向とに直交する第２方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第１方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第１方向用連結緩衝部と、を含んで構成されることが望ましい。
【００１５】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、仮に輸送容器が落下したとしても、複数の燃料棒のうち、端部が径方向隙間に対向する燃料棒が受ける衝撃を第１方向用連結緩衝部が吸収し、それ以外の燃料棒が受ける衝撃を第１方向用連結緩衝部が吸収する。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００１６】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることが望ましい。
【００１７】
例えば、燃料棒集合体がリサイクル燃料棒集合体である場合は特に、前記軸方向隙間の大きさにばらつきがある場合がある。この場合、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、軸方向隙間に第１方向用棒状緩衝部が複数配置されることで、燃料棒の端部とノズルとの間の隙間を第１方向用棒状緩衝部で満たすことができる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００１８】
本発明の好ましい態様としては、前記第２方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第２方向用棒状緩衝部と、前記第１方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第２方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第２方向用連結緩衝部と、を含んで構成されることが望ましい。
【００１９】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、第１方向用棒状緩衝部及び第１方向用連結緩衝部のみが軸方向隙間に取り付けられる場合よりも、より多くの燃料棒で、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００２０】
本発明の好ましい態様としては、前記第２方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることが望ましい。
【００２１】
前記軸方向隙間の大きさにばらつきがある場合、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、軸方向隙間に第２方向用棒状緩衝部が複数配置されることで、燃料棒の端部とノズルとの間の隙間を第２方向用棒状緩衝部で満たすことができる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００２２】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向用棒状緩衝部と、前記第２方向用棒状緩衝部とは、それぞれ交互に前記軸方向隙間に配置されることが望ましい。
【００２３】
軸方向隙間に複数の第１方向用棒状緩衝部と複数の第２方向用棒状緩衝部とが配置される場合、その配置には、燃料棒の軸方向に、例えば第１方向用棒状緩衝部、第１方向用棒状緩衝部、第２方向用棒状緩衝部、第２方向用棒状緩衝部という順番が考えられる。しかし、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、このような配置よりも、第１方向用棒状緩衝部と、第２方向用棒状緩衝部とが、それぞれ交互に軸方向隙間に配置される方が好ましい。以下にその理由を説明する。
【００２４】
例えば、第２方向用棒状緩衝部が、燃料棒の軸方向で、第１方向用棒状緩衝部よりも燃料棒側に配置されている場合、端部が第１方向用棒状緩衝部のみに軸方向で対向する燃料棒は、端部が第１方向用棒状緩衝部に当たるまで軸方向に移動することになる。
【００２５】
ここで、第１方向用棒状緩衝部と、第２方向用棒状緩衝部とが、それぞれ交互に軸方向隙間に配置されると、第２方向用棒状緩衝部が軸方向で重ならない分、前記燃料棒の端部と第１方向用棒状緩衝部との間の距離が小さくなる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００２６】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向は、複数の前記燃料棒が束ねられて構成される四角柱を前記中心軸に直交する仮想平面で切った断面の一辺に対して、前記仮想平面上で傾斜する方向であることが望ましい。
【００２７】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、第１方向が前記一辺に対して平行な場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材の面のうち、案内管に直交する面の面積が大きくなる。よって、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、第１方向が前記一辺に対して平行な場合よりも、より多くの燃料棒で、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００２８】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向用棒状緩衝部に形成された格納スペースに格納され、前記第２方向に移動できるように設けられると共に、前記第１方向に向かって配列される複数の前記案内管のそれぞれの側周部との間に形成される前記径方向隙間の大きさ以下に前記第１方向の寸法が形成される突出緩衝部材と、前記突出緩衝部材に前記第２方向に向かって力を与える押付力付与手段と、を含んで構成されることが望ましい。
【００２９】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、突出緩衝部材が第２方向に移動することにより、第１方向に向かって配列される複数の案内管のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間に、突出緩衝部材が配置される。
【００３０】
これにより、第１方向に向かって配列される複数の案内管のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間に、端部が軸方向で対向する燃料棒が受ける衝撃を突出緩衝部材が吸収する。よって、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、キャスクを示す斜視図である。
【図２】図２は、燃料棒集合体を示す構成図である。
【図３】図３は、新燃料棒用の輸送容器を示す斜視図である。
【図４】図４は、他の輸送機を示す斜視図である。
【図５】図５は、燃料棒の中心軸に直交する方向に向かって燃料棒集合体を投影した投影図である。
【図６】図６は、燃料棒の中心軸に直交する平面で燃料棒集合体を切って示す断面図である。
【図７】図７は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態１の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図８】図８は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態２の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図９】図９は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態３の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図１０】図１０は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態４の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図１１】図１１は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態５の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図１２】図１２は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でカム機構を切って示す断面図である。
【図１３】図１３は、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で、カム機構を切って示す断面図である。
【図１４】図１４は、突出緩衝部材が格納スペースから突出した状態のカム機構を、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で切って示す断面図である。
【図１５】図１５は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でバネ押出機構を切って示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材及び輸送容器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３４】
（実施形態１）
図１は、キャスクを示す斜視図である。図２は、燃料棒集合体を示す構成図である。図１に示すキャスク９００は、図２に示す燃料棒集合体８００を格納する輸送容器の一つであり、リサイクル燃料を格納するための容器である。図１に示すキャスク９００は、本体部としての胴本体９１０と、底部９２０と、蓋部９３０と、収納部としてのバスケット９４０とを含んで構成される。
【００３５】
胴本体９１０は、筒状に形成される。底部９２０は、胴本体９１０の一方の端部に隙間なく設けられる。蓋部９３０は、胴本体９１０の他方の端部に隙間なく取り付けられる。バスケット９４０は、胴本体９１０と、底部９２０と、蓋部９３０とに囲まれる空間に設けられる。バスケット９４０は、複数のセル９４１を含んで構成される。キャスク９００は、各セル９４１に図２に示す燃料棒集合体８００が格納される。
【００３６】
図３は、新燃料棒用の輸送容器を示す斜視図である。図４は、他の輸送機を示す斜視図である。ここで、燃料棒集合体８００を格納する輸送容器は、図１に示すキャスク９００に限定されない。
【００３７】
例えば、図３に示す輸送容器９８０は、これから使用される燃料棒集合体８００である新燃料棒集合体を格納する輸送容器の一つである。輸送容器９８０は、容器本体９８１と蓋体９８２とを含んで構成される。輸送容器９８０は、本体部としての容器本体９８１と、蓋体９８２とで囲まれる空間に収納部９８３が設けられ、収納部９８３の内部に新燃料棒集合体が格納される。
【００３８】
また、図４に示す輸送容器９９０は、燃料棒集合体８００を格納する他の容器である。輸送容器９９０は、本体部としての基台９９１と、箱型の蓋体９９２とを含んで構成される。輸送容器９９０は、基台９９１と蓋体９９２とで囲まれる空間に収納部９９３が設けられ、収納部９９３の内部に燃料棒集合体８００が格納される。
【００３９】
図５は、燃料棒の中心軸に直交する方向に向かって燃料棒集合体を投影した投影図である。図６は、燃料棒の中心軸に直交する平面で燃料棒集合体を切って示す断面図である。図２と図５と図６とに示す燃料棒集合体８００は、例えば、加圧水型原子炉用の燃料棒集合体である。燃料棒集合体８００は、図２及び図５に示すように、燃料棒８０１と、グリッド８１０とを含んで構成される。
【００４０】
燃料棒集合体８００は、複数の燃料棒８０１が、例えば、第１方向と第２方向とに並んで配置される。ここで、本実施形態では、燃料棒集合体８００は、中心軸と直交する仮想の平面で燃料棒集合体８００を切った場合に、複数の燃料棒８０１から構成される燃料棒群８０２が略正方形に形成される。つまり、本実施形態の燃料棒集合体８００は、燃料棒群８０２の行と列とが直交する。
【００４１】
しかしながら、燃料棒集合体は、中心軸と直交する仮想の平面で燃料棒集合体を切った場合に、複数の燃料棒８０１から構成される燃料棒群８０２が、例えばひし形に形成される場合も考えられる。この場合、燃料棒集合体は、燃料棒群８０２の行と列とが直交しない。このような燃料棒集合体の場合、第１方向と第２方向とは直交せずに交差する。
【００４２】
燃料棒集合体８００は、図６に示すように、複数の燃料棒８０１が、第１方向と第２方向とに並んで配置される。グリッド８１０は、複数の燃料棒８０１を束ねて支持する。具体的には、グリッド８１０は、軸方向に貫通する孔が板状の部材に複数形成されることによって格子状に形成される。
【００４３】
グリッド８１０は、複数の前記孔に燃料棒８０１がそれぞれ挿入されることによって、複数の燃料棒８０１を支持する。このとき、隣接し合う燃料棒８０１のそれぞれの側周部との間には、隙間が形成される。なお、グリッド８１０は、前記孔の内周面と燃料棒８０１の側周部との間の摩擦力によって、燃料棒８０１を支持する。
【００４４】
燃料棒集合体８００は、さらに、図５及び図６に示すように、制御棒案内管８０３ａと、複数の計装用案内管８０３ｂと、ノズル８５０とを含んで構成される。制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂは、筒状の部材である。以下、制御棒案内管８０３ａと計装用案内管８０３ｂとを区別しない場合は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂを総じて案内管８０３という。
【００４５】
案内管８０３は、図６に示すように、燃料棒群８０２の中に配置される。案内管８０３は、それぞれの中心軸が、燃料棒８０１の中心軸と平行に設けられる。制御棒案内管８０３ａは、図５に示す燃料棒群８０２を１つの四角柱として見た場合に、前記四角柱を制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１で切った断面の中央に配置される。
【００４６】
計装用案内管８０３ｂは、制御棒案内管８０３ａの側周部との間に隙間を有して配置される。また、複数の計装用案内管８０３ｂは、それぞれの側周部との間にも隙間を有して配置される。これにより、図５に示すように、制御棒案内管８０３ａの中心軸に直交する方向に燃料棒集合体８００を投影すると、燃料棒集合体８００は、案内管８０３のそれぞれの側周部との間に隙間が形成される。以下、前記隙間を径方向隙間ＲＳという。
【００４７】
図２及び図５に示すように、ノズル８５０は、第１ノズル８５１と第２ノズル８５２とを含んで構成される。ここで、ノズル８５０は、第１ノズル８５１が図１に示す底部９２０側に配置され、第２ノズル８５２が蓋部９３０側に配置される。キャスク９００は、通常、底部９２０が鉛直方向下側に配置されて輸送される。
【００４８】
燃料棒集合体８００は、輸送される際、通常は第１ノズル８５１が鉛直方向下側に配置される。つまり、ノズル８５０は、第１ノズル８５１がいわゆる下部ノズルであり、第２ノズル８５２がいわゆる上部ノズルである。
【００４９】
第１ノズル８５１は、案内管８０３のそれぞれの一方の端部に連結される。第２ノズル８５２は、案内管８０３の他方のそれぞれの端部に連結される。これにより、燃料棒集合体８００は、燃料棒８０１の一方の端部側に第１ノズル８５１が配置され、燃料棒８０１の他方の端部側に第２ノズル８５２が配置される。
【００５０】
グリッド８１０は、軸方向で間隔をあけて複数配置される。グリッド８１０は、案内管８０３に連結される。以上により、燃料棒集合体８００は、第１ノズル８５１と第２ノズル８５２との間に、案内管８０３によって支持される複数のグリッド８１０によって束ねられた複数の燃料棒８０１が、第１方向と第２方向とに並んで支持される。
【００５１】
ここで、図５に示すように、燃料棒８０１の端部とノズル８５０との間には、軸方向の隙間が形成される。以下、前記隙間を軸方向隙間ＡＳという。なお、軸方向隙間ＡＳでは、案内管８０３は燃料棒群８０２に覆われておらず、燃料棒群８０２から露出する。
【００５２】
ここで、上述のように、燃料棒８０１は、燃料棒８０１の側周部とグリッド８１０との間の摩擦力によってグリッド８１０に支持される。よって、燃料棒集合体８００をより安全に輸送するためには、燃料棒集合体８００の輸送中の振動や、燃料棒集合体８００を格納するキャスク９００が仮に落下した場合の衝撃によって、燃料棒８０１がグリッド８１０に対して軸方向に移動する場合を想定しておく必要がある。
【００５３】
燃料棒８０１が軸方向に移動すると、燃料棒８０１の端部がノズル８５０に衝突する場合がある。この時の衝撃によって、燃料棒８０１がダメージを受ける場合があることを想定して、燃料棒集合体８００は、輸送中に燃料棒８０１が受ける衝撃を低減するための燃料棒集合体用緩衝部材が取り付けられてキャスク９００に格納される。以下に、燃料棒集合体用緩衝部材の構成を説明する。
【００５４】
図７は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態１の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。燃料棒集合体用緩衝部材１００は、図５に示す第１ノズル８５１と燃料棒８０１の一方の端部との間の軸方向隙間ＡＳと、第２ノズル８５２と燃料棒８０１の他方の端部との間の軸方向隙間ＡＳとの両方に挿入されて燃料棒集合体８００に取り付けられる。
【００５５】
この２つの燃料棒集合体用緩衝部材１００は、同様の構成であり、燃料棒集合体８００へ取り付ける手順も同様である。なお、第１ノズル８５１と燃料棒８０１の一方の端部との間の軸方向隙間ＡＳと、第２ノズル８５２と燃料棒８０１の他方の端部との間の軸方向隙間ＡＳとのうちのどちらか一方の軸方向隙間ＡＳに、燃料棒集合体用緩衝部材１００が取り付けられても、燃料棒８０１の移動方向が燃料棒集合体用緩衝部材１００が設けられている側であれば、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００５６】
但し、燃料棒８０１が軸方向のうちの２方向に移動する場合を想定して、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、第１ノズル８５１と燃料棒８０１の一方の端部との間の軸方向隙間ＡＳと、第２ノズル８５２と燃料棒８０１の他方の端部との間の軸方向隙間ＡＳとの両方に取り付けられると好ましい。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１が軸方向のうちの２方向のどちらに移動しても、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００５７】
燃料棒集合体用緩衝部材１００は、例えば、木材や、ハニカム構造を成す金属部材や、発泡メタルである。燃料棒集合体用緩衝部材１００の軸方向の寸法、つまり燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みは、軸方向隙間ＡＳの大きさ以下に形成される。
【００５８】
なお、燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みと軸方向隙間ＡＳの大きさとの差は、燃料棒集合体用緩衝部材１００が軸方向に移動できる距離でもある。よって、燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みと軸方向隙間ＡＳの大きさとの差は小さいほど好ましい。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、仮に燃料棒８０１が軸方向に移動したとしても、燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できる。
【００５９】
燃料棒集合体用緩衝部材１００は、図７に示すように、甲部材１１０と乙部材１３０とに分割されて構成される。燃料棒集合体用緩衝部材１００は、例えば、制御棒案内管８０３ａの中心軸を含む仮想平面ＶＦ０２で、甲部材１１０と、乙部材１３０とに分割されて構成される。仮想平面ＶＦ０２は、例えば、第１方向に沿う仮想の直線と直交する平面である。
【００６０】
甲部材１１０と乙部材１３０とは、それぞれ同様に形成される。よって、以下の説明では、甲部材１１０を主に説明する。甲部材１１０は、第１方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部１１１と、第１方向用連結緩衝部としての連結緩衝部１１５とを含んで構成される。棒状緩衝部１１１は、例えば、四角柱や円柱に形成される。棒状緩衝部１１１は、中心軸が第１方向に沿って設けられる。
【００６１】
なお、四角柱の場合、軸方向の辺の長さと第２方向の辺の長さとの比によっては、板状に見える場合もある。棒状緩衝部１１１には、軸方向の辺の長さに対して第２方向の辺の長さが比較的大きい構成も含まれる。
【００６２】
棒状緩衝部１１１は、第２方向に並んで複数設けられる。ここで、それぞれの棒状緩衝部１１１は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂの直径以上の間隔をあけて配置される。つまり、棒状緩衝部１１１の側壁面１１２と、隣接する棒状緩衝部の２つの側壁面のうち側壁面１１２と対向する側壁面との間の距離は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂの直径以上となる。
【００６３】
また、棒状緩衝部１１１の第２方向の寸法、つまり幅は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂを第１方向に投影したときの、それぞれの側周部との間の距離以下に形成される。これにより、棒状緩衝部１１１は、径方向隙間ＲＳに、第１方向に向かって挿入されることができる。
【００６４】
ここで、棒状緩衝部１１１は、制御棒案内管８０３ａと直交する平面の面積が大きいほど、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１の本数が増える。よって、棒状緩衝部１１１は、前記幅が大きいほど好ましい。
【００６５】
棒状緩衝部１１１は、一方の端部である根元側端部１１３が連結緩衝部１１５の仮想平面ＶＦ０２側の面に連結される。棒状緩衝部１１１は、他方の端部である先端部１１４が仮想平面ＶＦ０２に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。これにより、棒状緩衝部１１１は、径方向隙間ＲＳから挿入されて軸方向隙間ＡＳに取り付けられる。
【００６６】
ここで、複数の棒状緩衝部１１１は、それぞれが連結緩衝部１１５に連結される構成に限定されない。複数の棒状緩衝部１１１は、連結緩衝部１１５に連結されずに、それぞれが別個に径方向隙間ＲＳに挿入されてもよい。この場合であっても、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、端部が棒状緩衝部１１１と軸方向で対向する燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００６７】
但し、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、複数の棒状緩衝部１１１が連結緩衝部１１５にそれぞれ連結されて、一体となって棒状緩衝部１１１が複数の径方向隙間ＲＳに一気に挿入される方が好ましい。この場合、複数の棒状緩衝部１１１がそれぞれ別個に複数の径方向隙間ＲＳに挿入される場合よりも、棒状緩衝部１１１を軸方向隙間ＡＳに配置するために要する時間及び手間を低減できる。
【００６８】
ここで、燃料棒集合体８００には、制御棒案内管８０３ａを中心として、複数の計装用案内管８０３ｂで囲まれる空間が形成される。連結緩衝部１１５は、前記空間の外側に配置される。具体的には、連結緩衝部１１５は、基部１１６と、２つの側部１１７とを含んで構成される。
【００６９】
基部１１６は、第２方向に向かって形成される。側部１１７は、第１方向に向かって形成される。側部１１７は、一方の端部が、基部１１６の第１方向の両端部に連結されて、他方の端部である先端部１１８が仮想平面ＶＦ０２側に配置される。このように構成されて、連結緩衝部１１５は、基部１１６と２つの側部１１７とで、案内管８０３を囲うように設けられる。
【００７０】
ここで、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、例えば、甲部材１１０の先端部１１８と乙部材１３０の側部１３７の先端部１３８とが、互いに着脱できるように連結されると好ましい。この場合、先端部１１８及び先端部１３８は、例えば、面ファスナーや嵌合部が取り付けられて、前記面ファスナーや前記嵌合部によって互いに連結される。
【００７１】
また、甲部材１１０の先端部１１４と、乙部材１３０の棒状緩衝部１３１の先端部１３４とが、互いに連結できるように構成されても好ましい。この場合、先端部１１４及び先端部１３４は、例えば、面ファスナーや嵌合部が取り付けられて、前記面ファスナーや前記嵌合部によって互いに連結される。
【００７２】
このようにして、甲部材１１０と乙部材１３０とが互いに着脱できるように連結されることによって、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、輸送中に甲部材１１０と乙部材１３０とが、燃料棒集合体８００から脱落するおそれを抑制できる。
【００７３】
以上により、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒集合体８００の軸方向隙間ＡＳに取り付けられる。これにより、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１は、燃料棒集合体用緩衝部材１００が軸方向隙間ＡＳに設けられない場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みの分、軸方向に移動できる距離が減少する。
【００７４】
よって、仮に燃料棒８０１が輸送中に軸方向に移動したとしても、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１の軸方向の移動距離を低減できる。
【００７５】
さらに、燃料棒集合体８００を格納するキャスク９００が仮に落下した場合であっても、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１は、ノズル８５０と直接衝突せずに、ノズル８５０と燃料棒集合体用緩衝部材１００の端部との間に燃料棒集合体用緩衝部材１００が介在される。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１に伝わる衝撃を低減できる。
【００７６】
ここで、図７に示す燃料棒集合体８００は、実際に原子力発電プラントで用いられる燃料棒集合体が模式的に示されたものである。以下に、案内管８０３の具体的な配置を説明する。
【００７７】
ここで、案内管８０３の具体的な配置を説明するために、燃料棒群８０２の４隅のうちの１つを基準座標として座標（１、１）とする。基準座標から第１方向に１６離れた座標を座標（１７、１）とし、基準座標から第２方向に１６離れた座標を座標（１、１７）とする。また、基準座標から最も遠い座標、つまり基準座標と対角の座標を座標（１７、１７）とする。
【００７８】
制御棒案内管８０３ａは、座標（９、９）に配置される。計装用案内管８０３ｂは、
座標（３、６）と、座標（３、９）と、座標（３、１２）と、座標（４、４）と、座標（４、１４）と、座標（６、３）と、座標（６、６）と、座標（６、９）と、座標（６、１２）と、座標（６、１５）と、座標（９、３）と、座標（９、６）と、座標（９、１２）と、座標（９、１５）と、座標（１２、３）と、座標（１２、６）と、座標（１２、９）と、座標（１２、１２）と、座標（１２、１５）と、座標（１４、４）と、座標（１４、１４）と、座標（１５、６）と、座標（１５、９）と、座標（１５、１２）と、にそれぞれ１本ずつ配置されて合計で２４本設けられる。
【００７９】
燃料棒８０１は、その他の座標にそれぞれ１本ずつ配置されて合計で２６４本設けられる。ここで、燃料棒集合体用緩衝部材１００を燃料棒集合体８００へ取り付ける構成の一例として、甲部材１１０の棒状緩衝部１１１が配置される座標を説明する。
【００８０】
燃料棒集合体用緩衝部材１００は、複数の棒状緩衝部１１１のうちの一本の根元側端部１１３が座標（３、５）に配置され、先端部１１４が座標（３、９）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、別の棒状緩衝部１１１の根元側端部１１３が座標（３、７）及び座標（３、８）に配置され、先端部１１４が座標（９、７）及び座標（９、８）に配置される。
【００８１】
また、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、別の棒状緩衝部１１１の根元側端部１１３が座標（３、１０）及び座標（３、１１）に配置され、先端部１１４が座標（９、１０）及び座標（９、１１）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部１１１の根元側端部１１３が座標（３、１３）に配置され、先端部１１４が座標（９、１３）に配置される。なお、乙部材１３０の棒状緩衝部１３１は、仮想平面ＶＦ０２を境に棒状緩衝部１１１と面対称に配置される。
【００８２】
上記構成の燃料棒集合体８００に、上記構成の燃料棒集合体用緩衝部材１００が取り付けられると、最大で、２６４本の燃料棒８０１中の２１４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材１００が配置されることになる。
【００８３】
つまり、上記構成の燃料棒集合体８００に取り付けられる場合、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、最大で、全体の８１％の燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、全体の８１％の燃料棒８０１で燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００８４】
ここで、本実施形態では、甲部材１１０及び乙部材１３０は、軸方向隙間ＡＳに各１つずつ取り付けられるものとして説明したが、甲部材１１０及び乙部材１３０は、軸方向隙間ＡＳに軸方向にそれぞれ複数取り付けられてもよい。
【００８５】
例えば、甲部材１１０及び乙部材１３０の軸方向の厚みが、軸方向隙間ＡＳの大きさに満たない場合、甲部材１１０及び乙部材１３０が軸方向隙間ＡＳに追加されて取り付けられる。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の端部とノズル８５０との間の隙間を甲部材１１０及び乙部材１３０で満たすことができる。結果として、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の軸方向の移動距離を低減できる。
【００８６】
（実施形態２）
図８は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態２の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。実施形態２の燃料棒集合体用緩衝部材２００は、さらに、第２方向用緩衝部材２１０を含んで構成される点に特徴がある。
【００８７】
第２方向用緩衝部材２１０は、第２方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部２１１と、第２方向用連結部緩衝部としての連結緩衝部２１５とを含んで構成される。棒状緩衝部２１１は、第２方向に沿って設けられる。また、棒状緩衝部２１１は、第１方向に並んで複数設けられる。
【００８８】
ここで、それぞれの棒状緩衝部２１１は、案内管８０３の直径以上の間隔をあけて配置される。つまり、棒状緩衝部２１１の側壁面と、隣接する棒状緩衝部の２つの側壁面のうち上述の側壁面と対向する側壁面との間の距離は、案内管８０３の直径以上となる。
【００８９】
また、棒状緩衝部２１１の第１方向の寸法、つまり幅は、案内管８０３を第２方向に投影したときの、それぞれの側周部との間の距離以下に形成される。これにより、棒状緩衝部２１１は、径方向隙間ＲＳに、第２方向に向かって挿入されることができる。
【００９０】
ここで、棒状緩衝部２１１は、制御棒案内管８０３ａと直交する平面の面積が大きいほど、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１の本数が増える。よって、棒状緩衝部２１１は、前記幅が大きいほど好ましい。
【００９１】
棒状緩衝部２１１は、一方の端部である根元側端部２１２が連結緩衝部２１５の制御棒案内管８０３ａ側の部分に連結される。棒状緩衝部２１１は、他方の端部である先端部２１３が第２方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。これにより、棒状緩衝部２１１は、径方向隙間ＲＳから挿入されて軸方向隙間ＡＳに取り付けられる。
【００９２】
ここで、複数の棒状緩衝部２１１は、それぞれが連結緩衝部２１５に連結される構成に限定されない。複数の棒状緩衝部２１１は、連結緩衝部２１５に連結されずに、それぞれが別個に径方向隙間ＲＳに挿入されてもよい。この場合であっても、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、棒状緩衝部２１１と軸方向で対向する燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００９３】
但し、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、複数の棒状緩衝部２１１が連結緩衝部２１５にそれぞれ連結されて、一体となって棒状緩衝部２１１が複数の径方向隙間ＲＳに一気に挿入される方が好ましい。この場合、複数の棒状緩衝部２１１がそれぞれ別個に複数の径方向隙間ＲＳに挿入される場合よりも、棒状緩衝部２１１を軸方向隙間ＡＳに配置するために要する時間及び手間を低減できる。
【００９４】
第２方向用緩衝部材２１０は、木材や、ハニカム構造を成す金属部材や、発泡メタルで構成されてもよいが、例えば、甲部材１１０及び乙部材１３０よりも厚みが薄い金属の薄板で構成されてもよい。但し、第２方向用緩衝部材２１０が薄板で構成される場合、第２方向用緩衝部材２１０は、甲部材１１０及び乙部材１３０とノズル８５０との間ではなく、甲部材１１０及び乙部材１３０と燃料棒８０１の端部との間に配置される。
【００９５】
また、第２方向用緩衝部材２１０は、燃料棒集合体８００を格納するキャスク９００が仮に落下した場合であっても、燃料棒８０１の端部が衝突した時の衝撃によって、燃料棒８０１が第２方向用緩衝部材２１０を軸方向に突き破らない程度の剛性が必要とされる。
【００９６】
この場合、端部が第２方向用緩衝部材２１０と軸方向で対向する燃料棒８０１が、軸方向に移動して第２方向用緩衝部材２１０に接触すると、第２方向用緩衝部材２１０とノズル８５０との間に介在される甲部材１１０及び乙部材１３０が燃料棒８０１に伝わる衝撃を吸収する。
【００９７】
このように、甲部材１１０及び乙部材１３０と同等の厚みの第２方向用緩衝部材２１０を、甲部材１１０及び乙部材１３０と共に燃料棒集合体８００の軸方向隙間ＡＳに挿入できない場合であっても、第２方向用緩衝部材２１０が甲部材１１０及び乙部材１３０よりも厚みが薄い金属の薄板で構成されて、軸方向隙間ＡＳに挿入されることによって、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、燃料棒８０１に伝わる衝撃を吸収する。
【００９８】
なお、第２方向用緩衝部材２１０が薄板の場合、軸方向の寸法と第１方向の寸法との比によって、第２方向用緩衝部材２１０が棒状には見えず、板状に見える場合もある。この場合のように、軸方向の寸法に対して第１方向の寸法が比較的大きい構成も、棒状緩衝部２１１に含まれる。
【００９９】
上記構成の第２方向用緩衝部材２１０が径方向隙間ＲＳに第２方向に向かって挿入されると、燃料棒集合体用緩衝部材２００全体での案内管８０３の中心軸に直交する面の面積が、甲部材１１０及び乙部材１３０のみが軸方向隙間ＡＳに取り付けられる場合よりも増加する。よって、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、より多くの燃料棒８０１で、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１００】
具体的には、燃料棒集合体用緩衝部材２００が軸方向隙間ＡＳに取り付けられると、端部が甲部材１１０及び乙部材１３０と軸方向で対向しない燃料棒８０１であっても、端部が第２方向用緩衝部材２１０と軸方向で対向する場合が生じる。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、より多くの燃料棒８０１で軸方向の移動量を低減できると共に、より多くの燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１０１】
ここで、以下に棒状緩衝部２１１の具体的な配置の一例を説明する。燃料棒集合体用緩衝部材２００は、複数の棒状緩衝部２１１のうちの一本の根元側端部２１２が座標（５、３）に配置され、先端部２１３が座標（５、１４）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部２１１の根元側端部２１２が座標（７、３）及び座標（８、３）に配置され、先端部２１３が座標（７、１５）及び座標（８、１５）に配置される。
【０１０２】
また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部２１１の根元側端部２１２が座標（１０、３）及び座標（１１、３）に配置され、先端部２１３が座標（１０、１５）及び座標（１１、１５）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部２１１の根元側端部２１２が座標（１３、３）に配置され、先端部２１３が座標（１３、１４）に配置される。
【０１０３】
以上のように第２方向用緩衝部材２１０が燃料棒集合体８００に配置されると、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、２６４本の燃料棒８０１中の２５２本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材２００が配置されることになる。
【０１０４】
つまり、上記構成の燃料棒集合体８００に取り付けられる場合、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、最大で、全体の９５％の燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、全体の９５％の燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１０５】
ここで、本実施形態では、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とは、軸方向隙間ＡＳに各１つずつ取り付けられるものとして説明したが、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とは、軸方向隙間ＡＳに軸方向にそれぞれ複数取り付けられてもよい。
【０１０６】
例えば、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０との軸方向の合計の厚みが、軸方向隙間ＡＳの大きさに満たない場合、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とのうち、少なくとも一方が軸方向隙間ＡＳに追加されて取り付けられる。
【０１０７】
これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の端部とノズル８５０との間の隙間を甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とで満たすことができる。結果として、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の軸方向の移動距離を低減できる。
【０１０８】
ここで、軸方向隙間ＡＳに複数の甲部材１１０及び乙部材１３０と複数の第２方向用緩衝部材２１０とが配置される場合、その配置には、燃料棒の軸方向に、例えば甲部材１１０及び乙部材１３０、甲部材１１０及び乙部材１３０、第２方向用緩衝部材２１０、第２方向用緩衝部材２１０という順番が考えられる。
【０１０９】
しかし、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、このような配置よりも、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とが、それぞれ交互に軸方向隙間ＡＳに配置される方が好ましい。以下にその理由を説明する。
【０１１０】
例えば、第２方向用緩衝部材２１０が、燃料棒の軸方向で、甲部材１１０及び乙部材１３０よりも燃料棒８０１側に配置されている場合、端部が甲部材１１０及び乙部材１３０のみに軸方向で対向する燃料棒８０１は、端部が甲部材１１０及び乙部材１３０に当たるまで軸方向に移動することになる。
【０１１１】
ここで、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とが、それぞれ交互に軸方向隙間ＡＳに配置されると、第２方向用緩衝部材２１０が軸方向で重なって配置されない分、前記燃料棒の端部と甲部材１１０及び乙部材１３０との間の距離が小さくなる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【０１１２】
（実施形態３）
図９は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態３の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。実施形態３の燃料棒集合体用緩衝部材３００は、軸方向隙間ＡＳへの棒状緩衝部１１１の挿入方向が、図７に示す燃料棒集合体用緩衝部材１００と異なる。
【０１１３】
ここで、図７及び図９に示す燃料棒集合体８００は、燃料棒８０１が図２に示すグリッド８１０によって束ねられて、燃料棒群８０２全体で四角柱のように構成される。ここで、制御棒案内管８０３ａの中心軸に直交する仮想平面ＶＦ０１で前記四角柱を切ると、図７に示す前記四角柱の断面の一辺８０２ａは第１方向に沿う。また、一辺８０２ａと隣接する辺８０２ｂは、第２方向に沿う。つまり、図７に示す燃料棒集合体用緩衝部材１００は、棒状緩衝部１１１が一辺８０２ａと平行に径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１１４】
一方、図９に示す第１方向は、制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１上で、前記四角柱の断面の一辺８０２ａに傾斜する方向となる。具体的には、第１方向は、仮想平面ＶＦ０１上で一辺８０２ａに対して例えば４５度傾斜する方向である。
【０１１５】
また、第２方向は、一辺８０２ａと隣接する辺８０２ｂに傾斜する方向となる。具体的には、第２方向は、仮想平面ＶＦ０１上で一辺８０２ｂに対して例えば４５度傾斜する方向である。本実施形態では、第１方向と第２方向とは、互いに直交する。なお、第１方向と第２方向とは、互いに直交する方向ではなくても、互いに交差する方向であればよい。
【０１１６】
このようにして、図９に示す燃料棒集合体用緩衝部材３００は、第１方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部３１１が一辺８０２ａに対して傾斜する方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１１７】
燃料棒集合体用緩衝部材３００は、甲部材３１０と乙部材３３０とに分割されて構成される。燃料棒集合体用緩衝部材３００は、例えば、制御棒案内管８０３ａの中心軸を含む仮想平面ＶＦ０３で、甲部材３１０と、乙部材３３０とに分割されて構成される。仮想平面ＶＦ０３は、例えば、第１方向に沿う仮想の直線と直交する平面であって、一辺８０２ａに対して傾斜する平面である。
【０１１８】
甲部材３１０は、棒状緩衝部３１１が仮想平面ＶＦ０３に向かう方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。また乙部材３３０は、棒状緩衝部３３１が仮想平面ＶＦ０３に向かう方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１１９】
上記構成の棒状緩衝部３１１が径方向隙間ＲＳに挿入されると、第１方向が一辺８０２ａに対して平行な場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材３００全体での案内管８０３の中心軸に直交する面の面積が増加する。よって、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、より多くの燃料棒８０１で、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１２０】
ここで、燃料棒集合体用緩衝部材３００を燃料棒集合体８００へ取り付ける構成の一例として、甲部材３１０の棒状緩衝部３１１が配置される座標を説明する。
【０１２１】
燃料棒集合体用緩衝部材３００は、複数の棒状緩衝部３１１のうちの一本の根元側端部３１２が座標（１５、７）及び座標（１５、８）に配置され、先端部３１３が座標（１３、５）及び座標（１３、６）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１５、１０）及び座標（１５、１１）に配置され、先端部３１３が座標（１２、７）及び座標（１１、７）に配置される。
【０１２２】
また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１５、１３）及び座標（１５、１４）に配置され、先端部３１３が座標（１０、８）及び座標（１０、９）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１４、１５）及び座標（１３、１５）に配置され、先端部３１３が座標（９、１０）及び座標（８、１０）に配置される。
【０１２３】
また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１５、１１）及び座標（１５、１０）に配置され、先端部３１３が座標（７、１１）及び座標（７、１２）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（８、１５）及び座標（７、１５）に配置され、先端部３１３が座標（６、１３）に配置される。なお、乙部材３３０の棒状緩衝部３３１は、仮想平面ＶＦ０３を境に棒状緩衝部３１１と面対称に配置される。
【０１２４】
上記構成により、燃料棒集合体用緩衝部材３００が燃料棒集合体８００に取り付けられると、２６４本の燃料棒８０１中の２３４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材３００が配置されることになる。
【０１２５】
つまり、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、甲部材３１０及び乙部材３３０のみで、最大で、全体の８９％の燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、全体の８９％の燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１２６】
（実施形態４）
図１０は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態４の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。実施形態４の燃料棒集合体用緩衝部材４００は、図８に示す第２方向用緩衝部材２１０と同様に構成される第２方向用緩衝部材４１０を備える。
【０１２７】
但し、図８に示す第２方向用緩衝部材２１０は、制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１上で、辺８０２ｂと平行に径方向隙間ＲＳに挿入されるが、図１０に示す第２方向用緩衝部材４１０は、第２方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部４１１が辺８０２ｂに対して傾斜する方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１２８】
上記構成の棒状緩衝部４１１が径方向隙間ＲＳに第２方向に向かって挿入されると、燃料棒集合体用緩衝部材４００全体での案内管８０３の中心軸に直交する面の面積が、甲部材３１０及び乙部材３３０のみが軸方向隙間ＡＳに取り付けられる場合よりも増加する。よって、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、より多くの燃料棒８０１で、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１２９】
ここで、燃料棒集合体用緩衝部材４００を燃料棒集合体８００へ取り付ける構成の一例として、第２方向用緩衝部材４１０の棒状緩衝部４１１が配置される座標を説明する。
【０１３０】
燃料棒集合体用緩衝部材４００は、複数の棒状緩衝部４１１のうちの一本の根元側端部４１２が座標（３、８）及び座標（３、９）に配置され、先端部４１３が座標（７、４）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（３、１０）及び座標（３、１１）に配置され、先端部４１３が座標（１０、４）に配置される。
【０１３１】
また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（４、１３）に配置され、先端部４１３が座標（１３、４）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（５、１４）に配置され、先端部４１３が座標（１４、５）に配置される。
【０１３２】
また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（７、１５）及び座標（８、１５）に配置され、先端部４１３が座標（１４、８）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（１０、１５）及び座標（１１、１５）に配置され、先端部４１３が座標（１４、１１）に配置される。
【０１３３】
上記構成により、燃料棒集合体用緩衝部材４００が燃料棒集合体８００に取り付けられると、２６４本の燃料棒８０１中の２６４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材４００が配置されることになる。
【０１３４】
つまり、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、甲部材３１０及び乙部材３３０と第２方向用緩衝部材４１０が軸方向隙間ＡＳに配置されることで、最大で、すべての燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、すべての燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１３５】
（実施形態５）
図１１は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態５の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。図１１に示す実施形態５の燃料棒集合体用緩衝部材５００は、第１方向に沿う棒状緩衝部５１１に、第２方向に移動できるように突出緩衝部材５３０が設けられる点に特徴がある。
【０１３６】
燃料棒集合体用緩衝部材５００は、格納スペース５１３と、突出緩衝部材５３０とを含んで構成される。格納スペース５１３は、棒状緩衝部５１１の側壁面５１２に開口する穴である。突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３よりも小さく形成される。これにより、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３から突出することなく格納スペース５１３に格納される。
【０１３７】
突出緩衝部材５３０は、棒状緩衝部５１１に対して、第２方向に移動できるように格納スペース５１３に格納される。具体的には、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３の壁面のうち、制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１に沿う壁面と、自身の壁面のうち仮想平面ＶＦ０１に沿う壁面とが摺動し合うことによって棒状緩衝部５１１に対して第２方向に移動する。
【０１３８】
図１２は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でカム機構を切って示す断面図である。次に、突出緩衝部材５３０を第２方向に移動させるための押付力付与手段を説明する。燃料棒集合体用緩衝部材５００は、例えば、押付力付与手段としてのカム機構５４０を備える。カム機構５４０は、シャフト５４１と、カム５４２と、係合部５４３と、引張バネ５４４とを含んで構成される。
【０１３９】
シャフト５４１は、第１方向に沿って設けられる。具体的には、シャフト５４１は、棒状緩衝部５１１に第１方向に沿って形成された孔の内部に設けられる。また、シャフト５４１は、前記孔の内部で回転できるように支持される。
【０１４０】
図１３は、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で、カム機構を切って示す断面図である。図１４は、突出緩衝部材が格納スペースから突出した状態のカム機構を、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で切って示す断面図である。
【０１４１】
図１３に示すように、カム５４２は、シャフト５４１に取り付けられて、シャフト５４１と共に、シャフト５４１の中心軸を軸に回転する。カム５４２の側周部からシャフト５４１までの距離は不均一に形成される。係合部５４３は、突出緩衝部材５３０の部分のうち、カム５４２の側周部が接触する部分である。引張バネ５４４は、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納される方向に突出緩衝部材５３０を引き付ける。
【０１４２】
以上により、カム機構５４０は、図１４に示すように、シャフト５４１が回転して、カム５４２の側周部が係合部５４３を第２方向に押す力が引張バネ５４４のバネ力よりも大きくなると、突出緩衝部材５３０が第２方向に移動する。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３から第２方向に突出する。
【０１４３】
また、シャフト５４１が回転して、カム５４２の側周部が係合部５４３を第２方向に押す力が引張バネ５４４のバネ力よりも小さくなると、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納される方向に突出緩衝部材５３０が第２方向に移動する。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納される。
【０１４４】
ここで、第２方向には２方向あるが、図１１に示すように、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、第２方向のうち一方方向に突出する突出緩衝部材５３０と、他方方向に突出する突出緩衝部材５３０とが形成される。つまり、複数の棒状緩衝部５１１には、両方の側壁面５１２に格納スペース５１３が開口するものが含まれる。
【０１４５】
ここで、突出緩衝部材５３０は、第１方向の長さが、第１方向に向かって配列される複数の案内管８０３のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間ＲＳの大きさ以下に形成される。これにより、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３から第２方向に突出した際に、第１方向に向かって配列される案内管８０３のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間ＲＳに配置されることができる。
【０１４６】
次に、燃料棒集合体用緩衝部材５００を燃料棒集合体８００に取り付ける手順を説明する。まず、図１１に示す突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納された状態で、棒状緩衝部５１１を第１方向に沿って径方向隙間ＲＳに挿入する。次に、図１２に示すシャフト５４１を回転させて、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３から第２方向に突出させる。
【０１４７】
次に、燃料棒集合体用緩衝部材５００を燃料棒集合体８００から取り外す手順を説明する。まず、図１２に示すシャフト５４１を回転させて、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３に格納させる。次に、図１１に示す突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納された状態で、棒状緩衝部５１１を第１方向に沿って径方向隙間ＲＳから引き抜く。
【０１４８】
上記構成により、燃料棒集合体用緩衝部材５００が燃料棒集合体８００に取り付けられると、２６４本の燃料棒８０１中の２６４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材５００が配置されることになる。つまり、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、最大で、すべての燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、すべての燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１４９】
ここで、押付力付与手段は、カム機構５４０に限定されない。押付力付与手段は、例えば、棒状緩衝部５１１に形成される孔であって、一方の端部が格納スペース５１３に開口し、他方の端部が棒状緩衝部５１１の外部に開口する孔を備え、前記孔を介して格納スペース５１３に空気が供給される構成でもよい。
【０１５０】
この場合、格納スペース５１３に供給された空気が突出緩衝部材５３０を第２方向に移動させる。この構成でも、押付力付与手段は、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３から第２方向に突出させることができる。
【０１５１】
図１５は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でバネ押出機構を切って示す断面図である。押付力付与手段は、例えば、図１５に示す、バネ押出機構６４０でもよい。バネ押出機構６４０は、押出バネ６４１と、テーパ６４２とを含んで構成される。
【０１５２】
押出バネ６４１は、第２方向のうち、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３から突出させる方向に突出緩衝部材５３０を押す。これにより、突出緩衝部材５３０は、外力が取り除かれると格納スペース５１３から突出する。
【０１５３】
カム５４２は、突出緩衝部材５３０の部分のうち、棒状緩衝部５１１が径方向隙間ＲＳに挿入される際、及び径方向隙間ＲＳから引き抜かれる際に、案内管８０３と干渉する部分に形成される。つまり、テーパ６４２は、突出緩衝部材５３０の壁面のうち、案内管８０３の側周部と対向する２つの壁面に形成される。テーパ６４２は、格納スペース５１３から離れるほど、案内管８０３の側周部までの距離が長くなる斜面である。
【０１５４】
上記構成により、格納スペース５１３から突出緩衝部材５３０が突出した状態で棒状緩衝部５１１が径方向隙間ＲＳに挿入されると、テーパ６４２が案内管８０３の側周部と接触する。すると、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３に格納される方向の力を案内管８０３から受ける。これにより、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３に格納される。
【０１５５】
そして、棒状緩衝部５１１がさらに第１方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入され、突出緩衝部材５３０が案内管８０３を通りすぎると、押出バネ６４１のバネ力によって、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３から突出する。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、突出緩衝部材５３０が第１方向に配列される案内管８０３の径方向隙間ＲＳに配置される。
【０１５６】
また、格納スペース５１３から突出緩衝部材５３０が突出した状態で棒状緩衝部５１１が径方向隙間ＲＳから引き抜かれるように移動されると、テーパ６４２が案内管８０３の側周部と接触して、突出緩衝部材５３０が、格納スペース５１３に格納される方向の力を案内管８０３から受ける。すると、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３に格納される。これにより、棒状緩衝部５１１は、径方向隙間ＲＳから引き抜かれることができる。
【０１５７】
上記構成により、バネ押出機構６４０は、部品点数の増加を抑制しつつ、突出緩衝部材５３０に第２方向に働く力を付与できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上のように、燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒集合体をキャスクに格納して輸送する際に有用であり、燃料棒が受ける衝撃を低減することに適している。
【符号の説明】
【０１５９】
１００ 燃料棒集合体用緩衝部材
１１０ 甲部材
１１１ 棒状緩衝部
１１２ 側壁面
１１３ 根元側端部
１１４ 先端部
１１５ 連結緩衝部
１１６ 基部
１１７ 側部
１１８ 先端部
１３０ 乙部材
１３１ 棒状緩衝部
１３４ 先端部
１３７ 側部
１３８ 先端部
２００ 燃料棒集合体用緩衝部材
２１０ 第２方向用緩衝部材
２１１ 棒状緩衝部
２１２ 根元側端部
２１３ 先端部
２１５ 連結緩衝部
３００ 燃料棒集合体用緩衝部材
３１０ 甲部材
３１１ 棒状緩衝部
３１２ 根元側端部
３１３ 先端部
３３０ 乙部材
３３１ 棒状緩衝部
４００ 燃料棒集合体用緩衝部材
４１０ 第２方向用緩衝部材
４１１ 棒状緩衝部
４１２ 根元側端部
４１３ 先端部
５００ 燃料棒集合体用緩衝部材
５１１ 棒状緩衝部
５１２ 側壁面
５１３ 格納スペース
５３０ 突出緩衝部材
５４０ カム機構
５４１ シャフト
５４２ カム
５４３ 係合部
５４４ 引張バネ
６４０ バネ押出機構
６４１ 押出バネ
６４２ テーパ
８００ 燃料棒集合体
８０１ 燃料棒
８０２ 燃料棒群
８０２ａ 一辺
８０２ｂ 辺
８０３ 案内管
８０３ａ 制御棒案内管
８０３ｂ 計装用案内管
８１０ グリッド
８５０ ノズル
８５１ 第１ノズル
８５２ 第２ノズル
９００ キャスク
９１０ 胴本体
９２０ 底部
９３０ 蓋部
９４０ バスケット
９４１ セル
ＡＳ 軸方向隙間
ＲＳ 径方向隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料棒集合体を構成する燃料棒が受ける衝撃を低減する燃料棒集合体用緩衝部材、及び輸送容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料棒集合体を輸送する場合、燃料棒集合体は、輸送容器に格納されて輸送される。ここで、輸送容器は、クレーンによって吊り上げられることがある。輸送容器は、落下することがないように、細心の注意が払われて輸送されており、現在でも、燃料棒集合体の輸送には十分な安全が確保されている。しかしながら、燃料棒集合体をより安全に輸送するためには、輸送容器が落下することを想定しておく必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、輸送中の振動による燃料棒集合体のダメージを低減するための技術として、燃料棒間に嵌合弾接される弾接用金属製屈曲格子板を備える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１７１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加圧水型原子炉用の燃料棒集合体では、燃料棒は、グリッドによって支持されている。ここで、燃料棒は、燃料棒の側周部とグリッドとの間の摩擦力によってグリッドに支持されている。よって、燃料棒は、前記摩擦力よりも大きい力を燃料棒の軸方向に受けると、軸方向に移動する。
【０００６】
例えば、輸送容器が落下した場合を想定すると、輸送容器が地面と衝突する際の衝撃が、輸送容器に格納される燃料棒集合体にも伝わる。これにより、場合によっては燃料棒がグリッドに対して軸方向に移動することがあることを想定しておく必要がある。
【０００７】
ここで、燃料棒集合体は、軸方向で燃料棒の端部と対向してノズルが配置される。ノズルと燃料棒の端部との間には隙間が形成される。よって、燃料棒が軸方向に移動すると、燃料棒の端部がノズルに衝突する場合もある。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されている弾接用金属製屈曲格子板では、燃料棒の軸方向の移動を規制できず、仮に燃料棒の端部がノズルに衝突した場合には、燃料棒が受ける衝撃を低減できない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料棒が受ける衝撃を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、を含んで構成される燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体用緩衝部材であって、前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る輸送容器は、燃料棒集合体用緩衝部材が取り付けられている燃料棒集合体を格納する収納部と、前記収納部を格納する本体部と、を備える輸送容器であって、前記燃料棒集合体は、燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、を含んで構成され、前記燃料棒集合体用緩衝部材は、前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする。
【００１２】
上記構成のように、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒集合体の軸方向隙間に取り付けられる。これにより、燃料棒集合体を格納する輸送容器が仮に落下した場合であっても、端部が燃料棒集合体用緩衝部材と軸方向で対向する燃料棒は、ノズルと直接衝突せずに、ノズルと燃料棒集合体用緩衝部材の端部との間に燃料棒集合体用緩衝部材が介在される。よって、燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒に伝わる衝撃を低減できる。
【００１３】
さらに、端部が燃料棒集合体用緩衝部材と軸方向で対向する燃料棒は、燃料棒集合体用緩衝部材が軸方向隙間に設けられない場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材の厚みの分、軸方向に移動できる距離が減少する。よって、仮に燃料棒が輸送中に軸方向に移動したとしても、燃料棒集合体用緩衝部材は、端部が燃料棒集合体用緩衝部材と軸方向で対向する燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記中心軸と直交する第１方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第１方向用棒状緩衝部と、前記中心軸と前記第１方向とに直交する第２方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第１方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第１方向用連結緩衝部と、を含んで構成されることが望ましい。
【００１５】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、仮に輸送容器が落下したとしても、複数の燃料棒のうち、端部が径方向隙間に対向する燃料棒が受ける衝撃を第１方向用連結緩衝部が吸収し、それ以外の燃料棒が受ける衝撃を第１方向用連結緩衝部が吸収する。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００１６】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることが望ましい。
【００１７】
例えば、燃料棒集合体がリサイクル燃料棒集合体である場合は特に、前記軸方向隙間の大きさにばらつきがある場合がある。この場合、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、軸方向隙間に第１方向用棒状緩衝部が複数配置されることで、燃料棒の端部とノズルとの間の隙間を第１方向用棒状緩衝部で満たすことができる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００１８】
本発明の好ましい態様としては、前記第２方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第２方向用棒状緩衝部と、前記第１方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第２方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第２方向用連結緩衝部と、を含んで構成されることが望ましい。
【００１９】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、第１方向用棒状緩衝部及び第１方向用連結緩衝部のみが軸方向隙間に取り付けられる場合よりも、より多くの燃料棒で、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００２０】
本発明の好ましい態様としては、前記第２方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることが望ましい。
【００２１】
前記軸方向隙間の大きさにばらつきがある場合、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、軸方向隙間に第２方向用棒状緩衝部が複数配置されることで、燃料棒の端部とノズルとの間の隙間を第２方向用棒状緩衝部で満たすことができる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００２２】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向用棒状緩衝部と、前記第２方向用棒状緩衝部とは、それぞれ交互に前記軸方向隙間に配置されることが望ましい。
【００２３】
軸方向隙間に複数の第１方向用棒状緩衝部と複数の第２方向用棒状緩衝部とが配置される場合、その配置には、燃料棒の軸方向に、例えば第１方向用棒状緩衝部、第１方向用棒状緩衝部、第２方向用棒状緩衝部、第２方向用棒状緩衝部という順番が考えられる。しかし、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、このような配置よりも、第１方向用棒状緩衝部と、第２方向用棒状緩衝部とが、それぞれ交互に軸方向隙間に配置される方が好ましい。以下にその理由を説明する。
【００２４】
例えば、第２方向用棒状緩衝部が、燃料棒の軸方向で、第１方向用棒状緩衝部よりも燃料棒側に配置されている場合、端部が第１方向用棒状緩衝部のみに軸方向で対向する燃料棒は、端部が第１方向用棒状緩衝部に当たるまで軸方向に移動することになる。
【００２５】
ここで、第１方向用棒状緩衝部と、第２方向用棒状緩衝部とが、それぞれ交互に軸方向隙間に配置されると、第２方向用棒状緩衝部が軸方向で重ならない分、前記燃料棒の端部と第１方向用棒状緩衝部との間の距離が小さくなる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【００２６】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向は、複数の前記燃料棒が束ねられて構成される四角柱を前記中心軸に直交する仮想平面で切った断面の一辺に対して、前記仮想平面上で傾斜する方向であることが望ましい。
【００２７】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、第１方向が前記一辺に対して平行な場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材の面のうち、案内管に直交する面の面積が大きくなる。よって、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、第１方向が前記一辺に対して平行な場合よりも、より多くの燃料棒で、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００２８】
本発明の好ましい態様としては、前記第１方向用棒状緩衝部に形成された格納スペースに格納され、前記第２方向に移動できるように設けられると共に、前記第１方向に向かって配列される複数の前記案内管のそれぞれの側周部との間に形成される前記径方向隙間の大きさ以下に前記第１方向の寸法が形成される突出緩衝部材と、前記突出緩衝部材に前記第２方向に向かって力を与える押付力付与手段と、を含んで構成されることが望ましい。
【００２９】
上記構成により、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、突出緩衝部材が第２方向に移動することにより、第１方向に向かって配列される複数の案内管のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間に、突出緩衝部材が配置される。
【００３０】
これにより、第１方向に向かって配列される複数の案内管のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間に、端部が軸方向で対向する燃料棒が受ける衝撃を突出緩衝部材が吸収する。よって、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、キャスクを示す斜視図である。
【図２】図２は、燃料棒集合体を示す構成図である。
【図３】図３は、新燃料棒用の輸送容器を示す斜視図である。
【図４】図４は、他の輸送機を示す斜視図である。
【図５】図５は、燃料棒の中心軸に直交する方向に向かって燃料棒集合体を投影した投影図である。
【図６】図６は、燃料棒の中心軸に直交する平面で燃料棒集合体を切って示す断面図である。
【図７】図７は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態１の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図８】図８は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態２の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図９】図９は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態３の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図１０】図１０は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態４の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図１１】図１１は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態５の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。
【図１２】図１２は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でカム機構を切って示す断面図である。
【図１３】図１３は、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で、カム機構を切って示す断面図である。
【図１４】図１４は、突出緩衝部材が格納スペースから突出した状態のカム機構を、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で切って示す断面図である。
【図１５】図１５は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でバネ押出機構を切って示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材及び輸送容器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３４】
（実施形態１）
図１は、キャスクを示す斜視図である。図２は、燃料棒集合体を示す構成図である。図１に示すキャスク９００は、図２に示す燃料棒集合体８００を格納する輸送容器の一つであり、リサイクル燃料を格納するための容器である。図１に示すキャスク９００は、本体部としての胴本体９１０と、底部９２０と、蓋部９３０と、収納部としてのバスケット９４０とを含んで構成される。
【００３５】
胴本体９１０は、筒状に形成される。底部９２０は、胴本体９１０の一方の端部に隙間なく設けられる。蓋部９３０は、胴本体９１０の他方の端部に隙間なく取り付けられる。バスケット９４０は、胴本体９１０と、底部９２０と、蓋部９３０とに囲まれる空間に設けられる。バスケット９４０は、複数のセル９４１を含んで構成される。キャスク９００は、各セル９４１に図２に示す燃料棒集合体８００が格納される。
【００３６】
図３は、新燃料棒用の輸送容器を示す斜視図である。図４は、他の輸送機を示す斜視図である。ここで、燃料棒集合体８００を格納する輸送容器は、図１に示すキャスク９００に限定されない。
【００３７】
例えば、図３に示す輸送容器９８０は、これから使用される燃料棒集合体８００である新燃料棒集合体を格納する輸送容器の一つである。輸送容器９８０は、容器本体９８１と蓋体９８２とを含んで構成される。輸送容器９８０は、本体部としての容器本体９８１と、蓋体９８２とで囲まれる空間に収納部９８３が設けられ、収納部９８３の内部に新燃料棒集合体が格納される。
【００３８】
また、図４に示す輸送容器９９０は、燃料棒集合体８００を格納する他の容器である。輸送容器９９０は、本体部としての基台９９１と、箱型の蓋体９９２とを含んで構成される。輸送容器９９０は、基台９９１と蓋体９９２とで囲まれる空間に収納部９９３が設けられ、収納部９９３の内部に燃料棒集合体８００が格納される。
【００３９】
図５は、燃料棒の中心軸に直交する方向に向かって燃料棒集合体を投影した投影図である。図６は、燃料棒の中心軸に直交する平面で燃料棒集合体を切って示す断面図である。図２と図５と図６とに示す燃料棒集合体８００は、例えば、加圧水型原子炉用の燃料棒集合体である。燃料棒集合体８００は、図２及び図５に示すように、燃料棒８０１と、グリッド８１０とを含んで構成される。
【００４０】
燃料棒集合体８００は、複数の燃料棒８０１が、例えば、第１方向と第２方向とに並んで配置される。ここで、本実施形態では、燃料棒集合体８００は、中心軸と直交する仮想の平面で燃料棒集合体８００を切った場合に、複数の燃料棒８０１から構成される燃料棒群８０２が略正方形に形成される。つまり、本実施形態の燃料棒集合体８００は、燃料棒群８０２の行と列とが直交する。
【００４１】
しかしながら、燃料棒集合体は、中心軸と直交する仮想の平面で燃料棒集合体を切った場合に、複数の燃料棒８０１から構成される燃料棒群８０２が、例えばひし形に形成される場合も考えられる。この場合、燃料棒集合体は、燃料棒群８０２の行と列とが直交しない。このような燃料棒集合体の場合、第１方向と第２方向とは直交せずに交差する。
【００４２】
燃料棒集合体８００は、図６に示すように、複数の燃料棒８０１が、第１方向と第２方向とに並んで配置される。グリッド８１０は、複数の燃料棒８０１を束ねて支持する。具体的には、グリッド８１０は、軸方向に貫通する孔が板状の部材に複数形成されることによって格子状に形成される。
【００４３】
グリッド８１０は、複数の前記孔に燃料棒８０１がそれぞれ挿入されることによって、複数の燃料棒８０１を支持する。このとき、隣接し合う燃料棒８０１のそれぞれの側周部との間には、隙間が形成される。なお、グリッド８１０は、前記孔の内周面と燃料棒８０１の側周部との間の摩擦力によって、燃料棒８０１を支持する。
【００４４】
燃料棒集合体８００は、さらに、図５及び図６に示すように、制御棒案内管８０３ａと、複数の計装用案内管８０３ｂと、ノズル８５０とを含んで構成される。制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂは、筒状の部材である。以下、制御棒案内管８０３ａと計装用案内管８０３ｂとを区別しない場合は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂを総じて案内管８０３という。
【００４５】
案内管８０３は、図６に示すように、燃料棒群８０２の中に配置される。案内管８０３は、それぞれの中心軸が、燃料棒８０１の中心軸と平行に設けられる。制御棒案内管８０３ａは、図５に示す燃料棒群８０２を１つの四角柱として見た場合に、前記四角柱を制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１で切った断面の中央に配置される。
【００４６】
計装用案内管８０３ｂは、制御棒案内管８０３ａの側周部との間に隙間を有して配置される。また、複数の計装用案内管８０３ｂは、それぞれの側周部との間にも隙間を有して配置される。これにより、図５に示すように、制御棒案内管８０３ａの中心軸に直交する方向に燃料棒集合体８００を投影すると、燃料棒集合体８００は、案内管８０３のそれぞれの側周部との間に隙間が形成される。以下、前記隙間を径方向隙間ＲＳという。
【００４７】
図２及び図５に示すように、ノズル８５０は、第１ノズル８５１と第２ノズル８５２とを含んで構成される。ここで、ノズル８５０は、第１ノズル８５１が図１に示す底部９２０側に配置され、第２ノズル８５２が蓋部９３０側に配置される。キャスク９００は、通常、底部９２０が鉛直方向下側に配置されて輸送される。
【００４８】
燃料棒集合体８００は、輸送される際、通常は第１ノズル８５１が鉛直方向下側に配置される。つまり、ノズル８５０は、第１ノズル８５１がいわゆる下部ノズルであり、第２ノズル８５２がいわゆる上部ノズルである。
【００４９】
第１ノズル８５１は、案内管８０３のそれぞれの一方の端部に連結される。第２ノズル８５２は、案内管８０３の他方のそれぞれの端部に連結される。これにより、燃料棒集合体８００は、燃料棒８０１の一方の端部側に第１ノズル８５１が配置され、燃料棒８０１の他方の端部側に第２ノズル８５２が配置される。
【００５０】
グリッド８１０は、軸方向で間隔をあけて複数配置される。グリッド８１０は、案内管８０３に連結される。以上により、燃料棒集合体８００は、第１ノズル８５１と第２ノズル８５２との間に、案内管８０３によって支持される複数のグリッド８１０によって束ねられた複数の燃料棒８０１が、第１方向と第２方向とに並んで支持される。
【００５１】
ここで、図５に示すように、燃料棒８０１の端部とノズル８５０との間には、軸方向の隙間が形成される。以下、前記隙間を軸方向隙間ＡＳという。なお、軸方向隙間ＡＳでは、案内管８０３は燃料棒群８０２に覆われておらず、燃料棒群８０２から露出する。
【００５２】
ここで、上述のように、燃料棒８０１は、燃料棒８０１の側周部とグリッド８１０との間の摩擦力によってグリッド８１０に支持される。よって、燃料棒集合体８００をより安全に輸送するためには、燃料棒集合体８００の輸送中の振動や、燃料棒集合体８００を格納するキャスク９００が仮に落下した場合の衝撃によって、燃料棒８０１がグリッド８１０に対して軸方向に移動する場合を想定しておく必要がある。
【００５３】
燃料棒８０１が軸方向に移動すると、燃料棒８０１の端部がノズル８５０に衝突する場合がある。この時の衝撃によって、燃料棒８０１がダメージを受ける場合があることを想定して、燃料棒集合体８００は、輸送中に燃料棒８０１が受ける衝撃を低減するための燃料棒集合体用緩衝部材が取り付けられてキャスク９００に格納される。以下に、燃料棒集合体用緩衝部材の構成を説明する。
【００５４】
図７は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態１の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。燃料棒集合体用緩衝部材１００は、図５に示す第１ノズル８５１と燃料棒８０１の一方の端部との間の軸方向隙間ＡＳと、第２ノズル８５２と燃料棒８０１の他方の端部との間の軸方向隙間ＡＳとの両方に挿入されて燃料棒集合体８００に取り付けられる。
【００５５】
この２つの燃料棒集合体用緩衝部材１００は、同様の構成であり、燃料棒集合体８００へ取り付ける手順も同様である。なお、第１ノズル８５１と燃料棒８０１の一方の端部との間の軸方向隙間ＡＳと、第２ノズル８５２と燃料棒８０１の他方の端部との間の軸方向隙間ＡＳとのうちのどちらか一方の軸方向隙間ＡＳに、燃料棒集合体用緩衝部材１００が取り付けられても、燃料棒８０１の移動方向が燃料棒集合体用緩衝部材１００が設けられている側であれば、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００５６】
但し、燃料棒８０１が軸方向のうちの２方向に移動する場合を想定して、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、第１ノズル８５１と燃料棒８０１の一方の端部との間の軸方向隙間ＡＳと、第２ノズル８５２と燃料棒８０１の他方の端部との間の軸方向隙間ＡＳとの両方に取り付けられると好ましい。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１が軸方向のうちの２方向のどちらに移動しても、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００５７】
燃料棒集合体用緩衝部材１００は、例えば、木材や、ハニカム構造を成す金属部材や、発泡メタルである。燃料棒集合体用緩衝部材１００の軸方向の寸法、つまり燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みは、軸方向隙間ＡＳの大きさ以下に形成される。
【００５８】
なお、燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みと軸方向隙間ＡＳの大きさとの差は、燃料棒集合体用緩衝部材１００が軸方向に移動できる距離でもある。よって、燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みと軸方向隙間ＡＳの大きさとの差は小さいほど好ましい。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、仮に燃料棒８０１が軸方向に移動したとしても、燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できる。
【００５９】
燃料棒集合体用緩衝部材１００は、図７に示すように、甲部材１１０と乙部材１３０とに分割されて構成される。燃料棒集合体用緩衝部材１００は、例えば、制御棒案内管８０３ａの中心軸を含む仮想平面ＶＦ０２で、甲部材１１０と、乙部材１３０とに分割されて構成される。仮想平面ＶＦ０２は、例えば、第１方向に沿う仮想の直線と直交する平面である。
【００６０】
甲部材１１０と乙部材１３０とは、それぞれ同様に形成される。よって、以下の説明では、甲部材１１０を主に説明する。甲部材１１０は、第１方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部１１１と、第１方向用連結緩衝部としての連結緩衝部１１５とを含んで構成される。棒状緩衝部１１１は、例えば、四角柱や円柱に形成される。棒状緩衝部１１１は、中心軸が第１方向に沿って設けられる。
【００６１】
なお、四角柱の場合、軸方向の辺の長さと第２方向の辺の長さとの比によっては、板状に見える場合もある。棒状緩衝部１１１には、軸方向の辺の長さに対して第２方向の辺の長さが比較的大きい構成も含まれる。
【００６２】
棒状緩衝部１１１は、第２方向に並んで複数設けられる。ここで、それぞれの棒状緩衝部１１１は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂの直径以上の間隔をあけて配置される。つまり、棒状緩衝部１１１の側壁面１１２と、隣接する棒状緩衝部の２つの側壁面のうち側壁面１１２と対向する側壁面との間の距離は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂの直径以上となる。
【００６３】
また、棒状緩衝部１１１の第２方向の寸法、つまり幅は、制御棒案内管８０３ａ及び計装用案内管８０３ｂを第１方向に投影したときの、それぞれの側周部との間の距離以下に形成される。これにより、棒状緩衝部１１１は、径方向隙間ＲＳに、第１方向に向かって挿入されることができる。
【００６４】
ここで、棒状緩衝部１１１は、制御棒案内管８０３ａと直交する平面の面積が大きいほど、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１の本数が増える。よって、棒状緩衝部１１１は、前記幅が大きいほど好ましい。
【００６５】
棒状緩衝部１１１は、一方の端部である根元側端部１１３が連結緩衝部１１５の仮想平面ＶＦ０２側の面に連結される。棒状緩衝部１１１は、他方の端部である先端部１１４が仮想平面ＶＦ０２に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。これにより、棒状緩衝部１１１は、径方向隙間ＲＳから挿入されて軸方向隙間ＡＳに取り付けられる。
【００６６】
ここで、複数の棒状緩衝部１１１は、それぞれが連結緩衝部１１５に連結される構成に限定されない。複数の棒状緩衝部１１１は、連結緩衝部１１５に連結されずに、それぞれが別個に径方向隙間ＲＳに挿入されてもよい。この場合であっても、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、端部が棒状緩衝部１１１と軸方向で対向する燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００６７】
但し、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、複数の棒状緩衝部１１１が連結緩衝部１１５にそれぞれ連結されて、一体となって棒状緩衝部１１１が複数の径方向隙間ＲＳに一気に挿入される方が好ましい。この場合、複数の棒状緩衝部１１１がそれぞれ別個に複数の径方向隙間ＲＳに挿入される場合よりも、棒状緩衝部１１１を軸方向隙間ＡＳに配置するために要する時間及び手間を低減できる。
【００６８】
ここで、燃料棒集合体８００には、制御棒案内管８０３ａを中心として、複数の計装用案内管８０３ｂで囲まれる空間が形成される。連結緩衝部１１５は、前記空間の外側に配置される。具体的には、連結緩衝部１１５は、基部１１６と、２つの側部１１７とを含んで構成される。
【００６９】
基部１１６は、第２方向に向かって形成される。側部１１７は、第１方向に向かって形成される。側部１１７は、一方の端部が、基部１１６の第１方向の両端部に連結されて、他方の端部である先端部１１８が仮想平面ＶＦ０２側に配置される。このように構成されて、連結緩衝部１１５は、基部１１６と２つの側部１１７とで、案内管８０３を囲うように設けられる。
【００７０】
ここで、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、例えば、甲部材１１０の先端部１１８と乙部材１３０の側部１３７の先端部１３８とが、互いに着脱できるように連結されると好ましい。この場合、先端部１１８及び先端部１３８は、例えば、面ファスナーや嵌合部が取り付けられて、前記面ファスナーや前記嵌合部によって互いに連結される。
【００７１】
また、甲部材１１０の先端部１１４と、乙部材１３０の棒状緩衝部１３１の先端部１３４とが、互いに連結できるように構成されても好ましい。この場合、先端部１１４及び先端部１３４は、例えば、面ファスナーや嵌合部が取り付けられて、前記面ファスナーや前記嵌合部によって互いに連結される。
【００７２】
このようにして、甲部材１１０と乙部材１３０とが互いに着脱できるように連結されることによって、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、輸送中に甲部材１１０と乙部材１３０とが、燃料棒集合体８００から脱落するおそれを抑制できる。
【００７３】
以上により、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒集合体８００の軸方向隙間ＡＳに取り付けられる。これにより、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１は、燃料棒集合体用緩衝部材１００が軸方向隙間ＡＳに設けられない場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材１００の厚みの分、軸方向に移動できる距離が減少する。
【００７４】
よって、仮に燃料棒８０１が輸送中に軸方向に移動したとしても、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１の軸方向の移動距離を低減できる。
【００７５】
さらに、燃料棒集合体８００を格納するキャスク９００が仮に落下した場合であっても、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１は、ノズル８５０と直接衝突せずに、ノズル８５０と燃料棒集合体用緩衝部材１００の端部との間に燃料棒集合体用緩衝部材１００が介在される。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１に伝わる衝撃を低減できる。
【００７６】
ここで、図７に示す燃料棒集合体８００は、実際に原子力発電プラントで用いられる燃料棒集合体が模式的に示されたものである。以下に、案内管８０３の具体的な配置を説明する。
【００７７】
ここで、案内管８０３の具体的な配置を説明するために、燃料棒群８０２の４隅のうちの１つを基準座標として座標（１、１）とする。基準座標から第１方向に１６離れた座標を座標（１７、１）とし、基準座標から第２方向に１６離れた座標を座標（１、１７）とする。また、基準座標から最も遠い座標、つまり基準座標と対角の座標を座標（１７、１７）とする。
【００７８】
制御棒案内管８０３ａは、座標（９、９）に配置される。計装用案内管８０３ｂは、
座標（３、６）と、座標（３、９）と、座標（３、１２）と、座標（４、４）と、座標（４、１４）と、座標（６、３）と、座標（６、６）と、座標（６、９）と、座標（６、１２）と、座標（６、１５）と、座標（９、３）と、座標（９、６）と、座標（９、１２）と、座標（９、１５）と、座標（１２、３）と、座標（１２、６）と、座標（１２、９）と、座標（１２、１２）と、座標（１２、１５）と、座標（１４、４）と、座標（１４、１４）と、座標（１５、６）と、座標（１５、９）と、座標（１５、１２）と、にそれぞれ１本ずつ配置されて合計で２４本設けられる。
【００７９】
燃料棒８０１は、その他の座標にそれぞれ１本ずつ配置されて合計で２６４本設けられる。ここで、燃料棒集合体用緩衝部材１００を燃料棒集合体８００へ取り付ける構成の一例として、甲部材１１０の棒状緩衝部１１１が配置される座標を説明する。
【００８０】
燃料棒集合体用緩衝部材１００は、複数の棒状緩衝部１１１のうちの一本の根元側端部１１３が座標（３、５）に配置され、先端部１１４が座標（３、９）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、別の棒状緩衝部１１１の根元側端部１１３が座標（３、７）及び座標（３、８）に配置され、先端部１１４が座標（９、７）及び座標（９、８）に配置される。
【００８１】
また、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、別の棒状緩衝部１１１の根元側端部１１３が座標（３、１０）及び座標（３、１１）に配置され、先端部１１４が座標（９、１０）及び座標（９、１１）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部１１１の根元側端部１１３が座標（３、１３）に配置され、先端部１１４が座標（９、１３）に配置される。なお、乙部材１３０の棒状緩衝部１３１は、仮想平面ＶＦ０２を境に棒状緩衝部１１１と面対称に配置される。
【００８２】
上記構成の燃料棒集合体８００に、上記構成の燃料棒集合体用緩衝部材１００が取り付けられると、最大で、２６４本の燃料棒８０１中の２１４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材１００が配置されることになる。
【００８３】
つまり、上記構成の燃料棒集合体８００に取り付けられる場合、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、最大で、全体の８１％の燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、全体の８１％の燃料棒８０１で燃料棒が受ける衝撃を低減できる。
【００８４】
ここで、本実施形態では、甲部材１１０及び乙部材１３０は、軸方向隙間ＡＳに各１つずつ取り付けられるものとして説明したが、甲部材１１０及び乙部材１３０は、軸方向隙間ＡＳに軸方向にそれぞれ複数取り付けられてもよい。
【００８５】
例えば、甲部材１１０及び乙部材１３０の軸方向の厚みが、軸方向隙間ＡＳの大きさに満たない場合、甲部材１１０及び乙部材１３０が軸方向隙間ＡＳに追加されて取り付けられる。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の端部とノズル８５０との間の隙間を甲部材１１０及び乙部材１３０で満たすことができる。結果として、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の軸方向の移動距離を低減できる。
【００８６】
（実施形態２）
図８は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態２の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。実施形態２の燃料棒集合体用緩衝部材２００は、さらに、第２方向用緩衝部材２１０を含んで構成される点に特徴がある。
【００８７】
第２方向用緩衝部材２１０は、第２方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部２１１と、第２方向用連結部緩衝部としての連結緩衝部２１５とを含んで構成される。棒状緩衝部２１１は、第２方向に沿って設けられる。また、棒状緩衝部２１１は、第１方向に並んで複数設けられる。
【００８８】
ここで、それぞれの棒状緩衝部２１１は、案内管８０３の直径以上の間隔をあけて配置される。つまり、棒状緩衝部２１１の側壁面と、隣接する棒状緩衝部の２つの側壁面のうち上述の側壁面と対向する側壁面との間の距離は、案内管８０３の直径以上となる。
【００８９】
また、棒状緩衝部２１１の第１方向の寸法、つまり幅は、案内管８０３を第２方向に投影したときの、それぞれの側周部との間の距離以下に形成される。これにより、棒状緩衝部２１１は、径方向隙間ＲＳに、第２方向に向かって挿入されることができる。
【００９０】
ここで、棒状緩衝部２１１は、制御棒案内管８０３ａと直交する平面の面積が大きいほど、端部が燃料棒集合体用緩衝部材１００と軸方向で対向する燃料棒８０１の本数が増える。よって、棒状緩衝部２１１は、前記幅が大きいほど好ましい。
【００９１】
棒状緩衝部２１１は、一方の端部である根元側端部２１２が連結緩衝部２１５の制御棒案内管８０３ａ側の部分に連結される。棒状緩衝部２１１は、他方の端部である先端部２１３が第２方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。これにより、棒状緩衝部２１１は、径方向隙間ＲＳから挿入されて軸方向隙間ＡＳに取り付けられる。
【００９２】
ここで、複数の棒状緩衝部２１１は、それぞれが連結緩衝部２１５に連結される構成に限定されない。複数の棒状緩衝部２１１は、連結緩衝部２１５に連結されずに、それぞれが別個に径方向隙間ＲＳに挿入されてもよい。この場合であっても、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、棒状緩衝部２１１と軸方向で対向する燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【００９３】
但し、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、複数の棒状緩衝部２１１が連結緩衝部２１５にそれぞれ連結されて、一体となって棒状緩衝部２１１が複数の径方向隙間ＲＳに一気に挿入される方が好ましい。この場合、複数の棒状緩衝部２１１がそれぞれ別個に複数の径方向隙間ＲＳに挿入される場合よりも、棒状緩衝部２１１を軸方向隙間ＡＳに配置するために要する時間及び手間を低減できる。
【００９４】
第２方向用緩衝部材２１０は、木材や、ハニカム構造を成す金属部材や、発泡メタルで構成されてもよいが、例えば、甲部材１１０及び乙部材１３０よりも厚みが薄い金属の薄板で構成されてもよい。但し、第２方向用緩衝部材２１０が薄板で構成される場合、第２方向用緩衝部材２１０は、甲部材１１０及び乙部材１３０とノズル８５０との間ではなく、甲部材１１０及び乙部材１３０と燃料棒８０１の端部との間に配置される。
【００９５】
また、第２方向用緩衝部材２１０は、燃料棒集合体８００を格納するキャスク９００が仮に落下した場合であっても、燃料棒８０１の端部が衝突した時の衝撃によって、燃料棒８０１が第２方向用緩衝部材２１０を軸方向に突き破らない程度の剛性が必要とされる。
【００９６】
この場合、端部が第２方向用緩衝部材２１０と軸方向で対向する燃料棒８０１が、軸方向に移動して第２方向用緩衝部材２１０に接触すると、第２方向用緩衝部材２１０とノズル８５０との間に介在される甲部材１１０及び乙部材１３０が燃料棒８０１に伝わる衝撃を吸収する。
【００９７】
このように、甲部材１１０及び乙部材１３０と同等の厚みの第２方向用緩衝部材２１０を、甲部材１１０及び乙部材１３０と共に燃料棒集合体８００の軸方向隙間ＡＳに挿入できない場合であっても、第２方向用緩衝部材２１０が甲部材１１０及び乙部材１３０よりも厚みが薄い金属の薄板で構成されて、軸方向隙間ＡＳに挿入されることによって、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、燃料棒８０１に伝わる衝撃を吸収する。
【００９８】
なお、第２方向用緩衝部材２１０が薄板の場合、軸方向の寸法と第１方向の寸法との比によって、第２方向用緩衝部材２１０が棒状には見えず、板状に見える場合もある。この場合のように、軸方向の寸法に対して第１方向の寸法が比較的大きい構成も、棒状緩衝部２１１に含まれる。
【００９９】
上記構成の第２方向用緩衝部材２１０が径方向隙間ＲＳに第２方向に向かって挿入されると、燃料棒集合体用緩衝部材２００全体での案内管８０３の中心軸に直交する面の面積が、甲部材１１０及び乙部材１３０のみが軸方向隙間ＡＳに取り付けられる場合よりも増加する。よって、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、より多くの燃料棒８０１で、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１００】
具体的には、燃料棒集合体用緩衝部材２００が軸方向隙間ＡＳに取り付けられると、端部が甲部材１１０及び乙部材１３０と軸方向で対向しない燃料棒８０１であっても、端部が第２方向用緩衝部材２１０と軸方向で対向する場合が生じる。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、より多くの燃料棒８０１で軸方向の移動量を低減できると共に、より多くの燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１０１】
ここで、以下に棒状緩衝部２１１の具体的な配置の一例を説明する。燃料棒集合体用緩衝部材２００は、複数の棒状緩衝部２１１のうちの一本の根元側端部２１２が座標（５、３）に配置され、先端部２１３が座標（５、１４）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部２１１の根元側端部２１２が座標（７、３）及び座標（８、３）に配置され、先端部２１３が座標（７、１５）及び座標（８、１５）に配置される。
【０１０２】
また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部２１１の根元側端部２１２が座標（１０、３）及び座標（１１、３）に配置され、先端部２１３が座標（１０、１５）及び座標（１１、１５）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、別の棒状緩衝部２１１の根元側端部２１２が座標（１３、３）に配置され、先端部２１３が座標（１３、１４）に配置される。
【０１０３】
以上のように第２方向用緩衝部材２１０が燃料棒集合体８００に配置されると、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、２６４本の燃料棒８０１中の２５２本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材２００が配置されることになる。
【０１０４】
つまり、上記構成の燃料棒集合体８００に取り付けられる場合、燃料棒集合体用緩衝部材２００は、最大で、全体の９５％の燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、全体の９５％の燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１０５】
ここで、本実施形態では、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とは、軸方向隙間ＡＳに各１つずつ取り付けられるものとして説明したが、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とは、軸方向隙間ＡＳに軸方向にそれぞれ複数取り付けられてもよい。
【０１０６】
例えば、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０との軸方向の合計の厚みが、軸方向隙間ＡＳの大きさに満たない場合、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とのうち、少なくとも一方が軸方向隙間ＡＳに追加されて取り付けられる。
【０１０７】
これにより、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の端部とノズル８５０との間の隙間を甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とで満たすことができる。結果として、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒８０１の軸方向の移動距離を低減できる。
【０１０８】
ここで、軸方向隙間ＡＳに複数の甲部材１１０及び乙部材１３０と複数の第２方向用緩衝部材２１０とが配置される場合、その配置には、燃料棒の軸方向に、例えば甲部材１１０及び乙部材１３０、甲部材１１０及び乙部材１３０、第２方向用緩衝部材２１０、第２方向用緩衝部材２１０という順番が考えられる。
【０１０９】
しかし、燃料棒集合体用緩衝部材１００は、このような配置よりも、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とが、それぞれ交互に軸方向隙間ＡＳに配置される方が好ましい。以下にその理由を説明する。
【０１１０】
例えば、第２方向用緩衝部材２１０が、燃料棒の軸方向で、甲部材１１０及び乙部材１３０よりも燃料棒８０１側に配置されている場合、端部が甲部材１１０及び乙部材１３０のみに軸方向で対向する燃料棒８０１は、端部が甲部材１１０及び乙部材１３０に当たるまで軸方向に移動することになる。
【０１１１】
ここで、甲部材１１０及び乙部材１３０と、第２方向用緩衝部材２１０とが、それぞれ交互に軸方向隙間ＡＳに配置されると、第２方向用緩衝部材２１０が軸方向で重なって配置されない分、前記燃料棒の端部と甲部材１１０及び乙部材１３０との間の距離が小さくなる。これにより、本発明に係る燃料棒集合体用緩衝部材１００は、燃料棒の軸方向の移動距離を低減できる。
【０１１２】
（実施形態３）
図９は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態３の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。実施形態３の燃料棒集合体用緩衝部材３００は、軸方向隙間ＡＳへの棒状緩衝部１１１の挿入方向が、図７に示す燃料棒集合体用緩衝部材１００と異なる。
【０１１３】
ここで、図７及び図９に示す燃料棒集合体８００は、燃料棒８０１が図２に示すグリッド８１０によって束ねられて、燃料棒群８０２全体で四角柱のように構成される。ここで、制御棒案内管８０３ａの中心軸に直交する仮想平面ＶＦ０１で前記四角柱を切ると、図７に示す前記四角柱の断面の一辺８０２ａは第１方向に沿う。また、一辺８０２ａと隣接する辺８０２ｂは、第２方向に沿う。つまり、図７に示す燃料棒集合体用緩衝部材１００は、棒状緩衝部１１１が一辺８０２ａと平行に径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１１４】
一方、図９に示す第１方向は、制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１上で、前記四角柱の断面の一辺８０２ａに傾斜する方向となる。具体的には、第１方向は、仮想平面ＶＦ０１上で一辺８０２ａに対して例えば４５度傾斜する方向である。
【０１１５】
また、第２方向は、一辺８０２ａと隣接する辺８０２ｂに傾斜する方向となる。具体的には、第２方向は、仮想平面ＶＦ０１上で一辺８０２ｂに対して例えば４５度傾斜する方向である。本実施形態では、第１方向と第２方向とは、互いに直交する。なお、第１方向と第２方向とは、互いに直交する方向ではなくても、互いに交差する方向であればよい。
【０１１６】
このようにして、図９に示す燃料棒集合体用緩衝部材３００は、第１方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部３１１が一辺８０２ａに対して傾斜する方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１１７】
燃料棒集合体用緩衝部材３００は、甲部材３１０と乙部材３３０とに分割されて構成される。燃料棒集合体用緩衝部材３００は、例えば、制御棒案内管８０３ａの中心軸を含む仮想平面ＶＦ０３で、甲部材３１０と、乙部材３３０とに分割されて構成される。仮想平面ＶＦ０３は、例えば、第１方向に沿う仮想の直線と直交する平面であって、一辺８０２ａに対して傾斜する平面である。
【０１１８】
甲部材３１０は、棒状緩衝部３１１が仮想平面ＶＦ０３に向かう方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。また乙部材３３０は、棒状緩衝部３３１が仮想平面ＶＦ０３に向かう方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１１９】
上記構成の棒状緩衝部３１１が径方向隙間ＲＳに挿入されると、第１方向が一辺８０２ａに対して平行な場合よりも、燃料棒集合体用緩衝部材３００全体での案内管８０３の中心軸に直交する面の面積が増加する。よって、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、より多くの燃料棒８０１で、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１２０】
ここで、燃料棒集合体用緩衝部材３００を燃料棒集合体８００へ取り付ける構成の一例として、甲部材３１０の棒状緩衝部３１１が配置される座標を説明する。
【０１２１】
燃料棒集合体用緩衝部材３００は、複数の棒状緩衝部３１１のうちの一本の根元側端部３１２が座標（１５、７）及び座標（１５、８）に配置され、先端部３１３が座標（１３、５）及び座標（１３、６）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１５、１０）及び座標（１５、１１）に配置され、先端部３１３が座標（１２、７）及び座標（１１、７）に配置される。
【０１２２】
また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１５、１３）及び座標（１５、１４）に配置され、先端部３１３が座標（１０、８）及び座標（１０、９）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１４、１５）及び座標（１３、１５）に配置され、先端部３１３が座標（９、１０）及び座標（８、１０）に配置される。
【０１２３】
また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（１５、１１）及び座標（１５、１０）に配置され、先端部３１３が座標（７、１１）及び座標（７、１２）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、別の棒状緩衝部３１１の根元側端部３１２が座標（８、１５）及び座標（７、１５）に配置され、先端部３１３が座標（６、１３）に配置される。なお、乙部材３３０の棒状緩衝部３３１は、仮想平面ＶＦ０３を境に棒状緩衝部３１１と面対称に配置される。
【０１２４】
上記構成により、燃料棒集合体用緩衝部材３００が燃料棒集合体８００に取り付けられると、２６４本の燃料棒８０１中の２３４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材３００が配置されることになる。
【０１２５】
つまり、燃料棒集合体用緩衝部材３００は、甲部材３１０及び乙部材３３０のみで、最大で、全体の８９％の燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、全体の８９％の燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１２６】
（実施形態４）
図１０は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態４の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。実施形態４の燃料棒集合体用緩衝部材４００は、図８に示す第２方向用緩衝部材２１０と同様に構成される第２方向用緩衝部材４１０を備える。
【０１２７】
但し、図８に示す第２方向用緩衝部材２１０は、制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１上で、辺８０２ｂと平行に径方向隙間ＲＳに挿入されるが、図１０に示す第２方向用緩衝部材４１０は、第２方向用棒状緩衝部としての棒状緩衝部４１１が辺８０２ｂに対して傾斜する方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入される。
【０１２８】
上記構成の棒状緩衝部４１１が径方向隙間ＲＳに第２方向に向かって挿入されると、燃料棒集合体用緩衝部材４００全体での案内管８０３の中心軸に直交する面の面積が、甲部材３１０及び乙部材３３０のみが軸方向隙間ＡＳに取り付けられる場合よりも増加する。よって、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、より多くの燃料棒８０１で、燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１２９】
ここで、燃料棒集合体用緩衝部材４００を燃料棒集合体８００へ取り付ける構成の一例として、第２方向用緩衝部材４１０の棒状緩衝部４１１が配置される座標を説明する。
【０１３０】
燃料棒集合体用緩衝部材４００は、複数の棒状緩衝部４１１のうちの一本の根元側端部４１２が座標（３、８）及び座標（３、９）に配置され、先端部４１３が座標（７、４）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（３、１０）及び座標（３、１１）に配置され、先端部４１３が座標（１０、４）に配置される。
【０１３１】
また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（４、１３）に配置され、先端部４１３が座標（１３、４）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（５、１４）に配置され、先端部４１３が座標（１４、５）に配置される。
【０１３２】
また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（７、１５）及び座標（８、１５）に配置され、先端部４１３が座標（１４、８）に配置される。また、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、別の棒状緩衝部４１１の根元側端部４１２が座標（１０、１５）及び座標（１１、１５）に配置され、先端部４１３が座標（１４、１１）に配置される。
【０１３３】
上記構成により、燃料棒集合体用緩衝部材４００が燃料棒集合体８００に取り付けられると、２６４本の燃料棒８０１中の２６４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材４００が配置されることになる。
【０１３４】
つまり、燃料棒集合体用緩衝部材４００は、甲部材３１０及び乙部材３３０と第２方向用緩衝部材４１０が軸方向隙間ＡＳに配置されることで、最大で、すべての燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、すべての燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１３５】
（実施形態５）
図１１は、燃料棒集合体に取り付けられている実施形態５の燃料棒集合体用緩衝部材を軸方向に投影した投影図である。図１１に示す実施形態５の燃料棒集合体用緩衝部材５００は、第１方向に沿う棒状緩衝部５１１に、第２方向に移動できるように突出緩衝部材５３０が設けられる点に特徴がある。
【０１３６】
燃料棒集合体用緩衝部材５００は、格納スペース５１３と、突出緩衝部材５３０とを含んで構成される。格納スペース５１３は、棒状緩衝部５１１の側壁面５１２に開口する穴である。突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３よりも小さく形成される。これにより、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３から突出することなく格納スペース５１３に格納される。
【０１３７】
突出緩衝部材５３０は、棒状緩衝部５１１に対して、第２方向に移動できるように格納スペース５１３に格納される。具体的には、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３の壁面のうち、制御棒案内管８０３ａの中心軸と直交する仮想平面ＶＦ０１に沿う壁面と、自身の壁面のうち仮想平面ＶＦ０１に沿う壁面とが摺動し合うことによって棒状緩衝部５１１に対して第２方向に移動する。
【０１３８】
図１２は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でカム機構を切って示す断面図である。次に、突出緩衝部材５３０を第２方向に移動させるための押付力付与手段を説明する。燃料棒集合体用緩衝部材５００は、例えば、押付力付与手段としてのカム機構５４０を備える。カム機構５４０は、シャフト５４１と、カム５４２と、係合部５４３と、引張バネ５４４とを含んで構成される。
【０１３９】
シャフト５４１は、第１方向に沿って設けられる。具体的には、シャフト５４１は、棒状緩衝部５１１に第１方向に沿って形成された孔の内部に設けられる。また、シャフト５４１は、前記孔の内部で回転できるように支持される。
【０１４０】
図１３は、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で、カム機構を切って示す断面図である。図１４は、突出緩衝部材が格納スペースから突出した状態のカム機構を、制御棒案内管の中心軸と平行な仮想の平面で切って示す断面図である。
【０１４１】
図１３に示すように、カム５４２は、シャフト５４１に取り付けられて、シャフト５４１と共に、シャフト５４１の中心軸を軸に回転する。カム５４２の側周部からシャフト５４１までの距離は不均一に形成される。係合部５４３は、突出緩衝部材５３０の部分のうち、カム５４２の側周部が接触する部分である。引張バネ５４４は、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納される方向に突出緩衝部材５３０を引き付ける。
【０１４２】
以上により、カム機構５４０は、図１４に示すように、シャフト５４１が回転して、カム５４２の側周部が係合部５４３を第２方向に押す力が引張バネ５４４のバネ力よりも大きくなると、突出緩衝部材５３０が第２方向に移動する。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３から第２方向に突出する。
【０１４３】
また、シャフト５４１が回転して、カム５４２の側周部が係合部５４３を第２方向に押す力が引張バネ５４４のバネ力よりも小さくなると、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納される方向に突出緩衝部材５３０が第２方向に移動する。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納される。
【０１４４】
ここで、第２方向には２方向あるが、図１１に示すように、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、第２方向のうち一方方向に突出する突出緩衝部材５３０と、他方方向に突出する突出緩衝部材５３０とが形成される。つまり、複数の棒状緩衝部５１１には、両方の側壁面５１２に格納スペース５１３が開口するものが含まれる。
【０１４５】
ここで、突出緩衝部材５３０は、第１方向の長さが、第１方向に向かって配列される複数の案内管８０３のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間ＲＳの大きさ以下に形成される。これにより、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３から第２方向に突出した際に、第１方向に向かって配列される案内管８０３のそれぞれの側周部との間に形成される径方向隙間ＲＳに配置されることができる。
【０１４６】
次に、燃料棒集合体用緩衝部材５００を燃料棒集合体８００に取り付ける手順を説明する。まず、図１１に示す突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納された状態で、棒状緩衝部５１１を第１方向に沿って径方向隙間ＲＳに挿入する。次に、図１２に示すシャフト５４１を回転させて、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３から第２方向に突出させる。
【０１４７】
次に、燃料棒集合体用緩衝部材５００を燃料棒集合体８００から取り外す手順を説明する。まず、図１２に示すシャフト５４１を回転させて、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３に格納させる。次に、図１１に示す突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３に格納された状態で、棒状緩衝部５１１を第１方向に沿って径方向隙間ＲＳから引き抜く。
【０１４８】
上記構成により、燃料棒集合体用緩衝部材５００が燃料棒集合体８００に取り付けられると、２６４本の燃料棒８０１中の２６４本が、それぞれの端部と対向する位置に燃料棒集合体用緩衝部材５００が配置されることになる。つまり、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、最大で、すべての燃料棒８０１の軸方向の移動量を低減できると共に、すべての燃料棒８０１で燃料棒８０１が受ける衝撃を低減できる。
【０１４９】
ここで、押付力付与手段は、カム機構５４０に限定されない。押付力付与手段は、例えば、棒状緩衝部５１１に形成される孔であって、一方の端部が格納スペース５１３に開口し、他方の端部が棒状緩衝部５１１の外部に開口する孔を備え、前記孔を介して格納スペース５１３に空気が供給される構成でもよい。
【０１５０】
この場合、格納スペース５１３に供給された空気が突出緩衝部材５３０を第２方向に移動させる。この構成でも、押付力付与手段は、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３から第２方向に突出させることができる。
【０１５１】
図１５は、制御棒案内管の中心軸に直交する仮想平面でバネ押出機構を切って示す断面図である。押付力付与手段は、例えば、図１５に示す、バネ押出機構６４０でもよい。バネ押出機構６４０は、押出バネ６４１と、テーパ６４２とを含んで構成される。
【０１５２】
押出バネ６４１は、第２方向のうち、突出緩衝部材５３０を格納スペース５１３から突出させる方向に突出緩衝部材５３０を押す。これにより、突出緩衝部材５３０は、外力が取り除かれると格納スペース５１３から突出する。
【０１５３】
カム５４２は、突出緩衝部材５３０の部分のうち、棒状緩衝部５１１が径方向隙間ＲＳに挿入される際、及び径方向隙間ＲＳから引き抜かれる際に、案内管８０３と干渉する部分に形成される。つまり、テーパ６４２は、突出緩衝部材５３０の壁面のうち、案内管８０３の側周部と対向する２つの壁面に形成される。テーパ６４２は、格納スペース５１３から離れるほど、案内管８０３の側周部までの距離が長くなる斜面である。
【０１５４】
上記構成により、格納スペース５１３から突出緩衝部材５３０が突出した状態で棒状緩衝部５１１が径方向隙間ＲＳに挿入されると、テーパ６４２が案内管８０３の側周部と接触する。すると、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３に格納される方向の力を案内管８０３から受ける。これにより、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３に格納される。
【０１５５】
そして、棒状緩衝部５１１がさらに第１方向に向かって径方向隙間ＲＳに挿入され、突出緩衝部材５３０が案内管８０３を通りすぎると、押出バネ６４１のバネ力によって、突出緩衝部材５３０が格納スペース５１３から突出する。これにより、燃料棒集合体用緩衝部材５００は、突出緩衝部材５３０が第１方向に配列される案内管８０３の径方向隙間ＲＳに配置される。
【０１５６】
また、格納スペース５１３から突出緩衝部材５３０が突出した状態で棒状緩衝部５１１が径方向隙間ＲＳから引き抜かれるように移動されると、テーパ６４２が案内管８０３の側周部と接触して、突出緩衝部材５３０が、格納スペース５１３に格納される方向の力を案内管８０３から受ける。すると、突出緩衝部材５３０は、格納スペース５１３に格納される。これにより、棒状緩衝部５１１は、径方向隙間ＲＳから引き抜かれることができる。
【０１５７】
上記構成により、バネ押出機構６４０は、部品点数の増加を抑制しつつ、突出緩衝部材５３０に第２方向に働く力を付与できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上のように、燃料棒集合体用緩衝部材は、燃料棒集合体をキャスクに格納して輸送する際に有用であり、燃料棒が受ける衝撃を低減することに適している。
【符号の説明】
【０１５９】
１００ 燃料棒集合体用緩衝部材
１１０ 甲部材
１１１ 棒状緩衝部
１１２ 側壁面
１１３ 根元側端部
１１４ 先端部
１１５ 連結緩衝部
１１６ 基部
１１７ 側部
１１８ 先端部
１３０ 乙部材
１３１ 棒状緩衝部
１３４ 先端部
１３７ 側部
１３８ 先端部
２００ 燃料棒集合体用緩衝部材
２１０ 第２方向用緩衝部材
２１１ 棒状緩衝部
２１２ 根元側端部
２１３ 先端部
２１５ 連結緩衝部
３００ 燃料棒集合体用緩衝部材
３１０ 甲部材
３１１ 棒状緩衝部
３１２ 根元側端部
３１３ 先端部
３３０ 乙部材
３３１ 棒状緩衝部
４００ 燃料棒集合体用緩衝部材
４１０ 第２方向用緩衝部材
４１１ 棒状緩衝部
４１２ 根元側端部
４１３ 先端部
５００ 燃料棒集合体用緩衝部材
５１１ 棒状緩衝部
５１２ 側壁面
５１３ 格納スペース
５３０ 突出緩衝部材
５４０ カム機構
５４１ シャフト
５４２ カム
５４３ 係合部
５４４ 引張バネ
６４０ バネ押出機構
６４１ 押出バネ
６４２ テーパ
８００ 燃料棒集合体
８０１ 燃料棒
８０２ 燃料棒群
８０２ａ 一辺
８０２ｂ 辺
８０３ 案内管
８０３ａ 制御棒案内管
８０３ｂ 計装用案内管
８１０ グリッド
８５０ ノズル
８５１ 第１ノズル
８５２ 第２ノズル
９００ キャスク
９１０ 胴本体
９２０ 底部
９３０ 蓋部
９４０ バスケット
９４１ セル
ＡＳ 軸方向隙間
ＲＳ 径方向隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、
前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、
を含んで構成される燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体用緩衝部材であって、
前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項２】
前記中心軸と直交する第１方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第１方向用棒状緩衝部と、
前記中心軸と前記第１方向とに直交する第２方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第１方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第１方向用連結緩衝部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項３】
前記第１方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることを特徴とする請求項２に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項４】
前記第２方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第２方向用棒状緩衝部と、
前記第１方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第２方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第２方向用連結緩衝部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項５】
前記第２方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることを特徴とする請求項４に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項６】
前記第１方向用棒状緩衝部と、前記第２方向用棒状緩衝部とは、それぞれ交互に前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする請求項３または請求項５に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項７】
前記第１方向は、
複数の前記燃料棒が束ねられて構成される四角柱を前記中心軸に直交する仮想平面で切った断面の一辺に対して、前記仮想平面上で傾斜する方向であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項８】
前記第１方向用棒状緩衝部に形成された格納スペースに格納され、前記第２方向に移動できるように設けられると共に、前記第１方向に向かって配列される複数の前記案内管のそれぞれの側周部との間に形成される前記径方向隙間の大きさ以下に前記第１方向の寸法が形成される突出緩衝部材と、
前記突出緩衝部材に前記第２方向に向かって力を与える押付力付与手段と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項９】
燃料棒集合体用緩衝部材が取り付けられている燃料棒集合体を格納する収納部と、
前記収納部を格納する本体部と、
を備える輸送容器であって、
前記燃料棒集合体は、
燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、
前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、
を含んで構成され、
前記燃料棒集合体用緩衝部材は、
前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする輸送容器。
【請求項１】
燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、
前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、
を含んで構成される燃料棒集合体に取り付けられる燃料棒集合体用緩衝部材であって、
前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項２】
前記中心軸と直交する第１方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第１方向用棒状緩衝部と、
前記中心軸と前記第１方向とに直交する第２方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第１方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第１方向用連結緩衝部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項３】
前記第１方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることを特徴とする請求項２に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項４】
前記第２方向に向かって形成されて、前記径方向隙間に挿入される複数の第２方向用棒状緩衝部と、
前記第１方向に前記案内管の直径以上の間隔をあけて複数の前記第２方向用棒状緩衝部が前記案内管側の部分に連結される第２方向用連結緩衝部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項５】
前記第２方向用棒状緩衝部は、前記軸方向隙間に複数配置されることを特徴とする請求項４に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項６】
前記第１方向用棒状緩衝部と、前記第２方向用棒状緩衝部とは、それぞれ交互に前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする請求項３または請求項５に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項７】
前記第１方向は、
複数の前記燃料棒が束ねられて構成される四角柱を前記中心軸に直交する仮想平面で切った断面の一辺に対して、前記仮想平面上で傾斜する方向であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項８】
前記第１方向用棒状緩衝部に形成された格納スペースに格納され、前記第２方向に移動できるように設けられると共に、前記第１方向に向かって配列される複数の前記案内管のそれぞれの側周部との間に形成される前記径方向隙間の大きさ以下に前記第１方向の寸法が形成される突出緩衝部材と、
前記突出緩衝部材に前記第２方向に向かって力を与える押付力付与手段と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料棒集合体用緩衝部材。
【請求項９】
燃料棒集合体用緩衝部材が取り付けられている燃料棒集合体を格納する収納部と、
前記収納部を格納する本体部と、
を備える輸送容器であって、
前記燃料棒集合体は、
燃料棒の端部との間に軸方向隙間を有して、前記燃料棒の前記端部と前記燃料棒の軸方向で対向して配置されるノズルと、
前記ノズルに連結されると共に、それぞれの側周部との間に径方向隙間を有し、それぞれの中心軸が前記軸方向に沿って設けられる複数の案内管と、
を含んで構成され、
前記燃料棒集合体用緩衝部材は、
前記径方向隙間に前記中心軸と直交する方向に向かって少なくとも一部が挿入されて、前記軸方向隙間に配置されることを特徴とする輸送容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１６９４４８（Ｐ２０１０−１６９４４８Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０３４５（Ｐ２００９−１０３４５）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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