JP2007518100A - 原子力発電所用スペーサ及び燃料ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】該スペーサは多数のセルを取り囲み、該セルはそれぞれ対応するセルの縦軸(x)に平行に延びる燃料棒を受容する。各セルは上縁と下縁を含むスリーブ状部材(32)から形成される。該スリーブ状部材は、内側に突出するとともに縦軸(x)に略平行に延びて燃料棒(5)に当接しセルに受容される多数の当接面を有する。下縁(34)と上縁(33)は、縦軸(x)に対し横から見ると、対応する前記当接面と位置合わせされた波頂(36)と隣接する2つの前記当接面の間に位置する波谷(37)とを有する波形を形成する。
【選択図】図6
Description
1)スペーサは、燃料棒の撓みや振動を軽減し、発電所事故や地震等の場合にも大きな熱的力や動水力に耐え得る、十分な、機械的強度を持つものとする。
2)スペーサは、燃料棒の軸寸法及び半径寸法の変化に耐え得るものでなければならない。
3)スペーサは、燃料棒の局部的な損耗や不具合の危険性を最小限にとどめるため、燃料棒に対し十分な当接面を持たせなければならない。
4)スペーサは、中性子吸収を最小限にとどめるため、最低限度の材料量で設けるものとする。
5)スペーサは、最小流動抵抗及び低圧力降下を実現する設計とする。
6)スペーサは、冷却液内で生じ得る残滓がスペーサ内に取り残されて燃料棒を損耗させることがない設計とする。
7)スペーサは、適切な冷却液の攪拌によって燃料棒を適切に冷却する設計とする。
8)スペーサは、比較的簡単で低廉な方法で製造されるものとする。
Claims (27)
- 原子力発電所内に配置される多数の細長型燃料棒(5)を保持するスペーサであって、
前記スペーサ(30)は多数のセル(31)を取り囲み、前記セルはそれぞれ縦軸(x)を有し、前記燃料棒が前記縦軸(x)に平行に延びるように前記燃料棒(5)を受容するよう配置され、
各セル(31)は上縁(33)及び下縁(34)を含むスリーブ状部材(32)から形成され、
前記スリーブ状部材(32)は多数の当接面(35)を含み、前記当接面は前記縦軸(x)に向かって内側に突出し、前記縦軸(x)に略平行に延びて前記燃料棒(5)に当接し前記セル(31)に受容され、
前記下縁(34)は、前記縦軸(x)に対し横から見ると、対応する前記当接面(35)と位置合わせされた波頂(36)と、隣接する2つの前記当接面の間に位置する波谷(37)と、を含む波形を形成するスペーサにおいて、
前記上縁(33)は、前記縦軸(x)に対し横から見ると、対応する前記当接面(35)と位置合わせされた波頂と、隣接する2つの前記当接面の間に位置する波谷(37)と、を含む波形を形成することを特徴とするスペーサ。 - 請求項1に記載のスペーサにおいて、前記細長型当接面(35)は前記上縁(33)から前記下縁(34)まで延びていることを特徴とするスペーサ。
- 請求項1又は2のいずれかに記載のスペーサにおいて、各スリーブ状部材(32)は少なくとも4つの前記当接面(35)を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記当接面のそれぞれは、前記縦軸(x)に向かって内側に突出する隆線(35)によって形成されることを特徴とするスペーサ。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)は、前記スペーサ(30)内において、前記上縁(33)の前記波谷(37)の1つと前記下縁(34)の前記波谷(37)の1つとの間を前記縦軸(x)に平行に延びる接合領域に沿って互いに当接することを特徴とするスペーサ。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)は溶接継手によって互いに永久接合されることを特徴とするスペーサ。
- 請求項5又は6に記載のスペーサにおいて、前記上縁(33)と前記下縁(34)とのうちの少なくとも1つの前記接合領域において、前記溶接継手は、ヘリ溶接部を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)のほとんど全ては、スリーブ形状に曲げ成形されるシート状材料(60)で製造されることを特徴とするスペーサ。
- 請求項8に記載のスペーサにおいて、前記曲げ成形前の前記シート状材料(60)は、前記シート状材料(60)の第一端部近傍に第一接合部(61)と、前記シート状材料(60)の第二端部近傍に第二接合部(62)と、を有し、前記曲げ成形後に前記第一端部が前記スリーブ状部材(32)の前記第二端部に重ね合わされることを特徴とするスペーサ。
- 請求項8に記載のスペーサにおいて、前記第一接合部(61)と前記第二接合部(62)とは、少なくとも1つの溶接継手によって互いに永久接合されることを特徴とするスペーサ。
- 請求項10に記載のスペーサにおいて、前記溶接継手はスポット溶接部(63)を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)のほとんど全ては、前記上縁(33)及び前記下縁(34)を含む波形に形成されるチューブ状材料で製造されることを特徴とするスペーサ。
- 請求項1乃至12のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記縦軸(x)方向に見た前記スリーブ状部材(32)は、4つの略直交する長側面(40)を有し、各長側面が前記当接面(35)の1つを含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項13に記載のスペーサにおいて、各長側面(40)は前記上縁(33)の前記波頂(36)の1つと、前記下縁(34)の前記波頂の1つと、を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項13又は14のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記縦軸(x)方向に見て前記スリーブ状部材(32)は、4つの略直交する短側面(41)を有し、各短側面が2つの前記長側面(40)を接続するとともに前記上縁(33)の前記波谷(37)の1つの一部と、前記下縁(34)の前記波谷(37)の1つの一部と、を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項1から15のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)は0.24mm未満の材料厚さを持つことを特徴とするスペーサ。
- 請求項1から16のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)は0.20mm以下の材料厚さを持つことを特徴とするスペーサ。
- 請求項1から17のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)は0.18mm以下の材料厚さを持つことを特徴とするスペーサ。
- 請求項1から18のいずれかに記載の、前記原子力発電所が冷却液流の再循環が可能なように設計され、前記スペーサが前記冷却液流中に位置するよう配置されたスペーサにおいて、前記スペーサ(30)は、前記冷却液流に影響を与える少なくとも1枚の羽根を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項9又は19に記載のスペーサにおいて、前記羽根(70)は前記第一接合部(61)から延びる材料の一部(64)から形成されることを特徴とするスペーサ。
- 請求項19又は20のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記スリーブ状部材(32)は、前記上縁(33)と前記下縁(34)とのうちの少なくとも一方から延びるスリットを含み、前記スリットにより前記スリーブ状部材(32)の一部が外側へ曲げられて前記羽根(70)が形成されることを特徴とするスペーサ。
- 請求項20又は21のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記羽根(70)は前記縦軸(x)に対し傾斜していることを特徴とするスペーサ。
- 請求項13又は19に記載のスペーサにおいて、前記羽根(70)は前記長側面(40)の1つから外側に延びることを特徴とするスペーサ。
- 請求項1乃至23のいずれかに記載のスペーサにおいて、前記縦軸(x)方向に見て前記スペーサ(30)は、略長方形を形成し、前記スペーサ(30)の各側面に沿って延びる少なくとも2つの独立した外縁素子(50)を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項24に記載のスペーサにおいて、外側の前記スリーブ状部材(32)が欠けているために長方形の4隅の1つが減らされ、前記スペーサ(30)は、2つの前記側面及び前記の減らされた隅部に沿って延びる1つの独立した内縁素子(51)を含むことを特徴とするスペーサ。
- 請求項25に記載のスペーサにおいて、前記内縁素子(51)は羽根(53)を含み、前記羽根が前記の減らされた隅部に位置し、上側及び前記スペーサ(30)の中心に向かって内側へ傾斜していることを特徴とするスペーサ。
- 多数の細長型燃料棒(5)及び前記燃料棒を保持する多数のスペーサ(30)を含む原子力発電所用の燃料ユニットであって、
前記スペーサ(30)は多数のセル(31)を取り囲み、前記セルはそれぞれ縦軸(x)を有し、前記燃料棒が前記縦軸(x)に平行に延びるように前記燃料棒(5)の1つを受容するよう配置され、
各セル(31)は上縁(33)及び下縁(34)を含むスリーブ状部材(32)から形成され、
前記スリーブ状部材(32)は多数の細長型当接面(35)を含み、前記当接面は前記縦軸(x)に向かって内側に突出し、前記縦軸(x)に略平行に延びて前記燃料棒(5)に当接し前記セル(31)に受容され、
前記下縁(34)は、前記縦軸(x)に対し横から見ると、対応する前記当接面(35)と位置合わせされた波頂(36)と、隣接する2つの前記当接面の間に位置する波谷(37)とを含む波形を形成する燃料ユニットにおいて、
前記上縁(33)は、前記縦軸(x)に対し横から見ると、対応する前記当接面(35)と位置合わせされた波頂と、隣接する2つの前記当接面の間に位置する波谷(37)とを含む波形を形成することを特徴とする燃料ユニット。
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