JP2000039487A - 原子炉燃料集合体の骨組構造体 - Google Patents

原子炉燃料集合体の骨組構造体

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JP2000039487A
JP2000039487A JP10206586A JP20658698A JP2000039487A JP 2000039487 A JP2000039487 A JP 2000039487A JP 10206586 A JP10206586 A JP 10206586A JP 20658698 A JP20658698 A JP 20658698A JP 2000039487 A JP2000039487 A JP 2000039487A
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fuel assembly
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JP10206586A
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Masahiko Imaizumi
正彦 今泉
Takafumi Naitou
考文 内藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧水型原子炉用燃料集合体の骨組を形成す
る中空案内管と支持格子との連結構造において、支持格
子の強度向上及び製作性の向上を図る。 【解決手段】 上部ノズルと下部ノズルを互いに連結す
る複数の案内管21及び互いに交差して組立てられるス
トラップ31,33からなる支持格子30を備えた原子
炉燃料集合体の骨組構造体20において、案内管21に
同軸状にスリーブ23が嵌装され、スリーブ23は一体
膨出加工25により案内管21に固定連結されると共に
支持格子30寄りの端部に切欠が形成され、スリーブ2
3の切欠の底面がストラップ31,33の上端面に接し
て保持され、切欠の周縁とストラップ31,33との間
に形成された溶接27を介してスリーブ23と支持格子
30とが連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は原子炉用の燃料集合
体に関し、特にその燃料集合体において複数の燃料棒を
アレイ状に支持する骨組構造に関する。
【0002】
【従来の技術】現在発電用原子炉として広く使用されて
いる加圧水型原子炉に一般的に使用されている燃料集合
体は、図11に示すような全体構造をしている。図11
を参照して燃料集合体1の構造を概説すると、図示しな
い複数の冷却材流れ穴を有し押えばね2aが取り付けら
れた上部ノズル2、同様な冷却材流れ穴を備え全体の重
量を支える下部ノズル3、上部ノズル2及び下部ノズル
3を相互に連結する複数の互いに平行な中空案内管4、
この中空案内管4に固定された複数の支持格子6及び支
持格子6の碁盤目状格子穴に通されて支持された複数の
燃料棒8から燃料集合体1が構成されている。その一部
を切り出して示す部分斜視図である図12に横断面にお
ける中空案内管4と燃料棒8との位置関係が示されてい
る。
【0003】上述のような燃料集合体1において、弾性
的に支持された燃料棒8を除く他の構成部材は相互に剛
に連結されており、燃料集合体1の骨組を形成している
から骨組構造体とも呼ばれている。図13に中空案内管
4と支持格子6の連結構造が示されている。一般に、中
空案内管4と支持格子6とは、溶接などの冶金的接合が
困難な組み合わせとなる材料から形成されていたり、直
接接合しにくい構造になっていたりすることから、両者
は円筒形のスリーブ11を介して連結されている。スリ
ーブ11は図14に示すような短尺の円筒形のブランク
形状を持っている。そして、中空案内管4とスリーブ1
1とは図13に示す関係に組立てられた後一体的に形成
される膨出部13によって機械構造的に接合される。良
く知られているように、支持格子6は、互いに交差する
薄い金属板即ちストラップ13,15から構成されてい
て、隣接する2枚のストラップ13とこれに交差する隣
接した2枚のストラップ15が正方形平断面の格子穴1
6を画成している。そして、中空案内管4の外径はその
格子穴16の対辺距離よりもわずかに小さく設定されて
いるから、スリーブ11を受け入れるためストラップ1
3には図15に示すような矩形の切欠13aが形成され
ている。ストラップ15も同様であり、平面図における
スリーブ11とストラップ13,15との関係が図16
に示されている。そして、このようなスリーブ11とス
トラップ13,15とは、切欠13a、15aの円周方
向両端において、図13に示すように溶接17によって
確りと接合されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のような燃料集合
体の骨組構造体において、中空案内管と支持格子を連結
するため、支持格子のストラップにスリーブ受け入れ用
の比較的大きな切欠を形成している。このため、支持格
子の強度が低いという問題があった。尚、強度増大のた
めに支持格子のストラップの板幅や肉厚を増大する方策
は、炉心内の中性子の寄生的吸収を増大したり圧損が増
大する等の問題を生ずるので、炉心の核特性や熱水力特
性等の観点から好ましくない。従って、本発明の課題
は、炉心の核特性を低下すること無く、十分な強度を備
え、且つ製作の容易な燃料集合体の骨組構造体を提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、上部ノズル、下部ノズル、これら
両ノズルを互いに連結する複数の中空管、及び互いに交
差して組立てられ複数の格子穴を画成する複数の薄い金
属帯板からなる支持格子を備えた骨組構造体に複数の燃
料棒を支持してなる燃料集合体において、その骨組構造
体は、格子穴に挿通される中空管に同軸状にスリーブが
嵌装され、そのスリーブは一体膨出加工により中空管に
固定連結されると共に格子穴寄りの端部に切欠が形成さ
れ、該スリーブの下端面が前記金属帯板の上端面に接し
て保持され、その切欠の周縁と金属帯板と間に形成され
た溶接を介してスリーブ延いては中空管と支持格子とが
連結されて構成される。更に又、本発明によれば、前述
のような燃料集合体において、骨組構造体は、格子穴に
挿通される中空管に同軸状にスリーブが嵌装され、前記
スリーブは一体膨出加工により前記中空管に固定連結さ
れ、前記金属帯板から延出した舌部が前記スリーブに溶
接固定されて前記スリーブと前記支持格子とが連結され
て構成される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。先ず図1を参照するに、燃料集
合体の骨組構造体20の中空管即ち案内管21は、図示
しない上下端部において、従来のものと同様な上部ノズ
ル及び下部ノズル(図示しない)に連結されている。そし
て、案内管21は、図2にブランク形状が示されるスリ
ーブ23を介して支持格子30に連結されている。この
スリーブ23の長さは、必要最小限に抑えられて短尺で
あり、その内径は案内管21の外径より僅かに大きく設
定されて両者の間に過大な隙間が発生しない様になって
いる。そして、スリーブ23は一般には支持格子30の
帯板即ちストラップ31,33と同様な材料から形成さ
れ、支持格子30寄りの端部に円周方向に間隔を置いて
切欠23aが形成されている。このような形状のスリー
ブ23は支持格子30の切欠の無いストラップ31,3
3の上端面に接して保持され、スリーブ23の切欠23
aの底面と前記上端面が当接する。そしてこの当接部に
おいて溶接27が行われ、支持格子30とスリーブ23
とが連結される。このように支持格子30に溶接されて
固定されたスリーブ23に案内管21が通されて位置決
めされた後、スリーブ23は一体膨出加工25により機
械構造的に案内管21に固定される。
【0007】前述の実施形態において、支持格子30は
ミキシングベーンを有していなかったが、ミキシングベ
ーンを有する支持格子とスリーブとは図3及び図4に示
すように連結される。尚、前述したように、案内管は、
スリーブと支持格子とが溶接された後機械構造的に連結
されるので、以下の説明ではスリーブと支持格子との関
係について述べる。図3及び図4を参照するに、支持格
子130は、互いに直交して組立てられた複数のストラ
ップ131,133(共に2枚のみ示す。)からなり、
協動して碁盤目状の格子穴135を画成する。ストラッ
プ131,133は、図示しない燃料棒が挿通される隣
の格子穴の方に曲げられるミキシングベーン131a、
131b、133a、133bを上端側にそれぞれ備え
ている。
【0008】格子穴135の上に同軸的に置かれる短尺
の円筒スリーブ123は、下端に円周方向に間隔を置い
て4個の切欠123aが形成され、その1端面がミキシ
ングベーン131a、131b、133a、133bの
1側端面と対向し、その間に溶接127が形成されてい
る。図3から理解されるように、切欠123aはミキシ
ングベーン131a、131b、133a、133bと
スリーブ123との干渉を避け、溶接127によりスリ
ーブ123と支持格子130は確りと連結固定される。
スリーブ123は、図示しない案内管と別途行う一体的
膨出加工により連結される。尚、図3及び図4に示され
たミキシングベーン131a、131b、133a、1
33bは、ストラップ131,133の上端面と面一で
折り曲げられていたが、図5に示す支持格子230のミ
キシングベーン231a、231b、233a、233
bのように折り曲げ位置がストラップ231,233の
上端面より上方に離れているときは、スリーブ223の
切欠223aを深くし、溶接227によりスリーブ22
3と支持格子230とを連結して骨組構造体220を構
成する。
【0009】尚、図6に示すように、下端に切欠の無い
スリーブ323を使用しても良い。この場合、支持格子
330のストラップ331,333のミキシングベーン
331a、331b、333a、333bの形状をスリ
ーブ323と干渉しない様に設定し、ストラップ33
1,333にそれぞれ設けた舌部乃至タブ331c(1
個のみ図示する)を用いて位置決めを行い、溶接327
により両者を固定して骨組構造体320を構成する。
【0010】前述の実施形態において、支持格子30、
130,230,330のストラップには切欠を設けな
かったが、強度に影響しない程度の狭い切欠を設けても
良い。これを図7乃至図10を参照して説明する。図7
において支持格子430の上側端部(スリーブ側)の形状
が部分的に示されている。図示されるように、案内管が
通る格子穴に対応して、ストラップ431に相対的に狭
い切欠431aが形成され、図示されないがストラップ
433にも同様な切欠を形成している。そして、図8に
示すように、下端に切欠423aを持つスリーブ423
と支持格子430は次の様にして連結される。即ち、図
示するように両者を対向し、切欠423aと切欠431
aとを図9に示すように組み合わせる。図9から判るよ
うに、切欠423aと切欠431aとは一端面でのみ当
接する。この状態の平面的関係が図10に示されてい
る。そして、その当接部に沿って溶接を行い、スリーブ
423と支持格子430とを連結し、骨組構造体420
を形成する。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載さ
れた本発明によれば、燃料集合体の骨組構造において、
中空管と支持格子を連結するに際し、支持格子の金属帯
板には切欠が設けられないからその強度の低下が防止さ
れ、又スリーブの下端がその金属帯板の上端面に載るの
で、適切な位置決めが得られて製作性が向上する。更
に、請求項2に記載された本発明によれば、同様に支持
格子の金属帯板に切欠が不要なのでその強度の低下が防
止され。更に舌部が適切な位置決め機能を呈し、製作性
が向上する。更に請求項3に記載された本発明によれ
ば、支持格子の金属帯板に形成された切欠は相対的に小
さく、更にスリーブ側の切欠と適切に嵌まり合うので、
強度の低下が防止され且つ製作作業性が向上される。
尚、これら請求項1乃至3の中で組み合わせた構造とし
ても良い。例えば、図5と図6の形状を組み合わせるな
どである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す部分斜視図である。
【図2】前記実施形態の一部を取り出して示す斜視図で
ある。
【図3】前記実施形態の一部を改変した改変実施形態を
示す部分平面図である。
【図4】前記改変実施形態の側面を示す部分立面図であ
る。
【図5】前記改変実施形態の一部を更に改変した再改変
実施形態を示す部分平面図である。
【図6】本発明の更に別の実施形態の一部を示す部分立
面図である。
【図7】本発明の別の実施形態を示す部分立面図であ
る。
【図8】図7の実施形態における製作手順を説明する部
分斜視図である。
【図9】図7の実施形態における製作手順を説明する部
分斜視図である。
【図10】図7の実施形態を示す部分平面図である。
【図11】本発明が適用される燃料集合体の短縮立面図
である。
【図12】前記燃料集合体の一部を取り出して示す斜視
図である。
【図13】従来の構造を示す部分斜視図である。
【図14】従来の構造に使用される1部材を取り出して
示す斜視図である。
【図15】従来の構造の1部を拡大して示す拡大部分断
面図である。
【図16】従来の構造の平面構造を拡大してて示す拡大
部分平面図である。
【符号の説明】
20 骨組構造体 21 案内管 23 スリーブ 23a 切欠 25 一体膨出加工 27 溶接 30 支持格子 31,33 ストラップ 120 骨組構造体 123 スリーブ 123a 切欠 127 溶接 130 支持格子 131,133 ストラップ 131a、131b、133a、133b ミキシング
ベーン 220 骨組構造体 223 スリーブ 223a 切欠 227 溶接 230 支持格子 231,233 ストラップ 231a、231b、233a、233b ミキシング
ベーン 330 支持格子 331,333 ストラップ 331a、331b、333a、333b ミキシング
ベーン 420 骨組構造体 423 スリーブ 423a 切欠 430 支持格子 431,433 ストラップ 431a 切欠

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部ノズル、下部ノズル、同両ノズルを
    互いに連結する複数の中空管、及び互いに交差して組立
    てられ複数の格子穴を画成する複数の薄い金属帯板から
    なる支持格子を備えた原子炉燃料集合体の骨組構造体に
    おいて、前記格子穴に挿通される中空管に同軸状にスリ
    ーブが嵌装され、前記スリーブは一体膨出加工により前
    記中空管に固定連結されると共に前記格子穴寄りの端部
    に切欠が形成され、該スリーブの下端面が前記金属帯板
    の上端面に接して保持され、前記切欠の周縁と前記金属
    帯板との間に形成された溶接を介して前記スリーブと前
    記支持格子とが連結されていることを特徴とする原子炉
    燃料集合体の骨組構造体。
  2. 【請求項2】 上部ノズル、下部ノズル、同両ノズルを
    互いに連結する複数の中空管、及び互いに交差して組立
    てられ複数の格子穴を画成する複数の薄い金属帯板から
    なる支持格子を備えた原子炉燃料集合体の骨組構造体に
    おいて、前記格子穴に挿通される中空管に同軸状にスリ
    ーブが嵌装され、前記スリーブは一体膨出加工により前
    記中空管に固定連結され、該スリーブの下端面が前記金
    属帯板の上端面に接して保持され、前記金属帯板から延
    出した舌部が前記スリーブに溶接固定されて前記スリー
    ブと前記支持格子とが連結されていることを特徴とする
    原子炉燃料集合体の骨組構造体。
  3. 【請求項3】 上部ノズル、下部ノズル、同両ノズルを
    互いに連結する複数の中空管、及び互いに交差して組立
    てられ複数の格子穴を画成する複数の薄い金属帯板から
    なる支持格子を備えた原子炉燃料集合体の骨組構造体に
    おいて、前記格子穴に挿通される中空管に同軸状にスリ
    ーブが嵌装され、前記スリーブは一体膨出加工により前
    記中空管に固定連結されると共に前記格子穴寄りの端部
    に切欠が形成され、該スリーブの下端面が前記金属帯板
    の上端に形成された狭い切欠の底面に接して保持され、
    前記スリーブの切欠の周縁と前記金属帯板の切欠の周縁
    との間に形成された溶接を介して前記スリーブと前記支
    持格子とが連結されていることを特徴とする原子炉燃料
    集合体の骨組構造体。
JP10206586A 1998-07-22 1998-07-22 原子炉燃料集合体の骨組構造体 Withdrawn JP2000039487A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101125798B1 (ko) * 2010-05-20 2012-03-27 한전원자력연료 주식회사 핵연료집합체의 하부지지격자 고정용 단일 슬리브
CN109935359A (zh) * 2017-12-19 2019-06-25 中国原子能科学研究院 一种燃料组件骨架连接结构及燃料组件骨架

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