JP2539344B2 - 原子炉燃料集合体 - Google Patents

原子炉燃料集合体

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JP2539344B2 JP62238603A JP23860387A JP2539344B2 JP 2539344 B2 JP2539344 B2 JP 2539344B2 JP 62238603 A JP62238603 A JP 62238603A JP 23860387 A JP23860387 A JP 23860387A JP 2539344 B2 JP2539344 B2 JP 2539344B2
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    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、互いに平行な燃料棒、制御棒の案内管、そ
れぞれ１本の燃料棒あるいは案内管が通され燃料棒が摩
擦結合的に保持され案内管が固定される格子目を持った
２つの格子状スペーサ、燃料棒および案内管の長手方向
に見て両方のスペーサの間に配置され案内管に固定され
た少なくとも１つの補助格子を有し、この補助格子が格
子目を有し、格子目の縁に擾乱用部片が設けられ、この
擾乱用部片によってそれぞれ１本の燃料棒が隙間を隔て
てあるいは１本の案内管が案内されているような原子炉
燃料集合体に関する。
〔従来の技術〕
かかる原子炉燃料集合体は合体はヨーロッパ特許出願
公開第0148452号公報（ヨーロッパ特許出願第84115485.
9号）で知られている。この公知の原子炉燃料集合体の
補助格子は正方形の格子目を有し、直角にかみ合わされ
ている金属製の内側帯板によって形成されている。この
補助格子は原子炉燃料集合体の外側面に４つの外側帯板
を有しており、これらの外側帯板は補助格子の正方形の
輪郭を規定し、それに対して直角な内側帯板に固定され
ている。補助格子は格子目内における内側帯板によって
形成された表面に燃料棒に対する固い接触突起を有し、
燃料棒に対する格子目の、内側帯板によって形成された
各流出側縁に唯一の擾乱用部片を備えている。
擾乱用部片は、原子炉例えば加圧水形原子炉における
原子炉燃料集合体を長手方向に貫流する冷却材、例えば
水を混合するために用いられる。この冷却材の混合は、
冷却材が原子炉燃料集合体の横断面に亘って不規則に加
熱されること、および原子炉燃料集合体の最も強く加熱
され従って著しく負荷される燃料棒が十分に冷却されな
いことを防止する。しかしながらこの混合用格子は冷却
材にかなりの圧力損失を生じてしまう。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、この圧力損失を減少することにあ
る。
〔問題点の解決手段〕
この目的は、冒頭に述べた形式の原子炉燃料集合体に
おいて、燃料棒ないし案内管に向いた補助格子の、格子
目内の表面が滑らかで平らであり、補助格子が燃料集合
体側面に外に開口している格子目を有し、この格子目の
中にそれぞれひとつの燃料棒又は案内管があることによ
って達成される。
〔作用効果〕
このようにしてスペーサにおける擾乱用部片の大きさ
が小さい場合ないし数が少ない場合でも、原子炉におけ
る冷却材の一様な加熱が達成されることが確認された。
更にスペーサは擾乱用部片を持たないようにでき、これ
は特に冷却材における圧力損失を減少する。またスペー
サは擾乱用部片無しに廉価に作れる。
この圧力損失の一層の減少は、特許請求の範囲第２項
記載の手段によって達成される。
更に原子炉燃料集合体が特許請求の範囲第５項に記載
の特徴を有していると有利であり、これは冷却材の圧力
損失が小さい状態において、原子炉において原子炉燃料
集合体を貫流する冷却材の温度を均一にする働きをす
る。
補助格子が両方のスペーサから異なった間隔を有して
いると有利である。これは、原子炉燃料集合体を貫流す
る液状の冷却材の中にスペーサによって発生される原子
炉内の乱流を減退させる働きをする。これによって冷却
材は再び一様な流れで補助格子に送られ、補助格子の擾
乱用部片が良好に作用することができる。次のスペーサ
までの経路において、冷却材への良好な熱伝達が行われ
る。
〔実施例〕
以下図面に示した実施例を参照して本発明を詳細に説
明する。
第１図における原子炉燃料集合体は加圧水形原子炉に
対するものであり、２枚の金属製保持プレート２、３を
有している。更に制御棒に対する２本の案内管４、５が
示されており、その長手軸心は互いに平行に延びている
２枚の保持プレート２、３に対して90°の角度を成して
おり、その両端はそれぞれ保持プレート２、３にねじ止
めされている。各案内管４、５は外側帯板6aおよび内側
帯板6b（第２図）を持った正方形の格子状スペーサ６に
おける正方形の格子目を通して導かれている。これらの
スペーサ６は案内管４の長手方向に見て両方の保持プレ
ート２、３間にあり、案内管４、５にかみ合い接続で保
持され、更に溶接されている。スペーサ６の別の格子目
を通して案内管４、５に対して平行な燃料棒８がそれぞ
れ導かれており、これは主に核燃料物質が詰められ両端
が気密に閉鎖された金属製の被覆管で構成されている。
燃料棒８は両方の保持プレート２、３に固定されておら
ず、スペーサ６の格子目の中に弾性的に保持され、即ち
スペーサ６の図面では見えないばねおよび固い接触突起
によって弾力的に保持され、両方の保持プレート２、３
の間においてその長手方向に隙間を有している。従って
これらは長手方向に即ち原子炉燃料集合体の長手方向に
支障なしに熱膨張できる。スペーサ６は、特に内側帯板
6bには、格子目側面から突出したねじられた擾乱用部片
は一つも設けられていない。
原子炉燃料集合体はそれぞれ２つのスペーサ６の間に
隣接する２つのスペーサ６に対して異なった間隔で補助
格子７を有している。これは互いに直角にかみ合わされ
て正方形の格子目を形成する帯板９、10（第２図）を有
しており、それらの格子目の中にそれぞれ１本の燃料棒
８ないし案内管４、５が位置する。
燃料棒８は帯板９、10から間隔を隔てて即ち緩く導か
れ、補助格子７の格子目を隙間をもって案内されている
が、案内管４、５には金属ブッシュ11が置かれており、
この金属ブッシュ11の内側面は案内管４、５に溶接され
ている。金属ブッシュ11の外側面には、案内管４、５が
その中に位置する補助格子７の格子目を形成する４枚の
帯板９、10がそれぞれ溶接されている。
特に第２図および第４図に示されているように、互い
に平行な帯板９は鋸歯9c、9dを有する流入側縁9aと流出
側縁9bとを有している。この鋸歯9c、9dはその帯板９の
平面内およびこの帯板９によって形成される補助格子７
の格子目側面の平面内に位置している。更に帯板９の流
入側縁9aおよび流出側縁9bの鋸歯9c、9dは互いに平行に
延びている。流入側縁9aにはそれぞれ互いに平行な帯板
10の間において、互いに90°の角度を成した同じ長さの
脚部をもった鋸歯9cが位置している。この鋸歯9cは原子
炉内における冷却材の流入方向と逆向きになっている。
帯板９の流出側縁9bにはそれぞれ帯板10の一つにおいて
同じ長さの脚部をもった鋸歯9dが形成されており、これ
は対応した帯板10の両側にそれぞれ一つの脚部を有し、
両脚部は互いに90°の角度を成している。各鋸歯9dは原
子炉内において原子炉燃料集合体を貫流する冷却材の流
出方向に位置しており、従って補助格子７の互いに平行
な帯板９の互いに平行な流入側縁9aと流出側縁9bの鋸歯
9c、9dは横に互いにずらされている。
補助格子７の互いに平行な帯板10は互いに平行な流出
側縁10aに擾乱用部片12a、12bを有している。それぞれ
互いに並べて設けられた擾乱用部片12a、12bは第４図に
示されているように燃料棒８および案内管４の長手軸心
を中心として互いに逆向きにねじられている。燃料棒８
を持った補助格子７の格子目の角にそれぞれ２つの擾乱
用部片12a、12bがあり、これらはそれぞれ格子目の角の
端部において、この角に付属しそれぞれ帯板10によって
形成された格子目側面から突出して尖って延びている。
擾乱用部片12a、12bが補助格子７の格子目側面から突
出し始める曲がり曲線12c、12dは、第４図に示されてい
るように同じ長さを有し、帯板10の対応した流出側縁10
aと同じ角度αを成している。両方の曲がり曲線12c、12
dは擾乱用部片12a、12bのように帯板10の流出側縁10aを
越えて外側に位置している。
かかる擾乱用部片は互いに平行な帯板10の、流出側縁
10aに対して平行に延びる流入側縁にも設けることがで
きる。
補助格子７の帯板９、10はそれぞれ両端に舌片13、14
を形成しており、これらの舌片13、14を用いて補助格子
７は燃料集合体外側面15、16にある燃料棒８の間に係合
している。この舌片13及び14は格子目を形成し、格子目
は片側を外に開口している。格子目の中にはそれぞれひ
とつの燃料棒８がある。更に格子目内の補助格子７の表
面を形成し燃料棒８および制御棒案内管４の長手方向に
対して平行な帯板９、10の側面は滑らかで且つあるいは
平らで（例えば突起無し）であり、従ってその帯板は原
子炉燃料集合体の長手方向に走る原子炉内の冷却材流に
対して良好に僅かしか抵抗しない。
【図面の簡単な説明】
第１図は加圧水形原子炉の原子炉燃料集合体の概略側面
図、第２図は第１図における原子炉燃料集合体の部分拡
大面図、第３図は第１図および第２図における原子炉燃
料集合体の補助格子の流出側の平面図、第４図は第１図
から第３図における原子炉燃料集合体の補助格子あるい
は原子炉燃料集合体のスペーサに設けられる擾乱用部片
の斜視図である。 ４、5:制御棒案内管、6:スペーサ、7:補助格子、8:燃料
棒、9a:流入側縁、9b:流出側縁、9c、9d:鋸歯、12a、12
b:擾乱用部片、13:舌片。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−139791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−158381（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−2671（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭51−1439（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許3395077（ＵＳ，Ａ) 米国特許4900508（ＵＳ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに平行な燃料棒、制御棒の案内管、そ
    れぞれ１本の燃料棒あるいは案内管が通され燃料棒が摩
    擦結合的に保持され案内管が固定される格子目を持った
    ２つの格子状スペーサ、燃料棒および案内管の長手方向
    に見て両方のスペーサの間に配置され案内管に固定され
    た少なくとも１つの補助格子を有し、この補助格子が格
    子目を有し、その格子目の縁に擾乱用部片が備えられ、
    この擾乱用部片によってそれぞれ１本の燃料棒が隙間を
    隔ててあるいは１本の案内管が案内されているような原
    子炉燃料集合体において、燃料棒ないし案内管に向いた
    補助格子（７）の、格子目内の表面が滑らかで平らであ
    り、補助格子（７）が燃料集合体外側面に外に開口して
    いる格子目を有し、この格子目の中にそれぞれひとつの
    燃料棒又は案内管があることを特徴とする原子炉燃料集
    合体。
  2. 【請求項２】補助格子（７）の互いに平行な流入側縁
    （9a）ないし流出側縁（9b）が、補助格子（７）の格子
    目側面の平面内に位置している鋸歯（9c、9d）を有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子
    炉燃料集合体。
  3. 【請求項３】流入側縁（9a）の鋸歯（9c）と流出側縁
    （9b）の鋸歯（9d）とが横に互いにずらされていること
    を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の原子炉燃料集
    合体。
  4. 【請求項４】補助格子が両方のスペーサから異なった間
    隔を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の原子炉燃料集合体。
  5. 【請求項５】補助格子（７）が互いに平行な流入側縁お
    よび流出側縁に擾乱用部片（12a、12b）を有し、補助格
    子（７）の互いに平行な流入側縁ないし流出側縁に並べ
    て設けられたそれぞれ２つの擾乱用部片（12a、12b）が
    燃料棒（８）および案内管（４）の長手方向を中心にね
    じられ、燃料棒（８）に対する補助格子（７）の格子目
    の角に位置し、この角の端部で、この角に付属する格子
    目側面から突出して尖って延びていることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の原子炉燃料集合体。
JP62238603A 1986-09-25 1987-09-21 原子炉燃料集合体 Expired - Lifetime JP2539344B2 (ja)

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EP (1) EP0261544B1 (ja)
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BR (1) BR8704918A (ja)
DE (2) DE8625662U1 (ja)
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