JP2631465B2 - 燃料棒用スペーサ格子 - Google Patents

燃料棒用スペーサ格子

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JP2631465B2
JP2631465B2 JP62079825A JP7982587A JP2631465B2 JP 2631465 B2 JP2631465 B2 JP 2631465B2 JP 62079825 A JP62079825 A JP 62079825A JP 7982587 A JP7982587 A JP 7982587A JP 2631465 B2 JP2631465 B2 JP 2631465B2
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KOJEMA CO JENERARU DE MACHEERU NYUKUREEERU
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FURAMATOMU E KOJEMA FRAGEMA
KOJEMA CO JENERARU DE MACHEERU NYUKUREEERU
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、該燃料集合体、ことに互いに間隔を置いた
少くとも２組の板部材を備えこれ等の各組を、それぞれ
端部を少くとも一方の縁部に沿いフインを持つ閉じた細
長片部材の形の多角形の帯状部材に固定した相互に平行
な板部材で形成し該燃料集合体の各燃料棒を適正な間隔
に保持する格子に関する。
現在運転されている多くの軽水冷却原子炉では、案内
管により相互に接合した２つの端部部材と前記案内管の
うちの少くとも若干に溶接した複数の格子とにより形成
した骨組を備えた正方形断面の燃料集合体を使う。燃料
棒は、正方形の配列に配分され、この配列の節点のうち
の若干では代りに案内管を設けてある。
燃料集合体を炉心に装入する間に又は取出す間に、こ
の燃料集合体は他の集合体に対して上下方向に動かす。
この相対運動中に動かされる集合体の格子は隣接する集
合体の格子に引つかかりつり下がることがある。このよ
うなつかえは一般に格子のすみ部で起る。
たとえば後述の第１図は原子炉炉心内に下げる集合体
の格子10がすでに炉心内にある集合体の格子10aに引つ
かかる状態を上方から見た平面図である。格子のうちの
少くとも若干の格子の上部部分に適宜に位置させた案内
フイン12は、下げられる集合体の格子を重なつた場合に
横方向に滑動しないようにする。斜めに位置した２組の
集合体の間に、又は集合体の外形に関係なく相互に隣接
する集合体の２つの格子の平らな側部の間に、又は六角
形横断面を持つ各集合体間と共に正方形横断面を持つ各
集合体間には、引つかかりが生ずる。
格子を修復できないほどに損傷し、又は一次冷却材循
環路内に押込まれる格子部分を引裂きもする引つかかり
のおそれを減らすのに多くの提案が行われている。この
ための構造はたとえばラースン（Larson）を発明者とす
る欧州特許第059,924号とシュタインケ（Steinke）を発
明者とする欧州特許第141,208号との各明細書に記載し
てある。
とくに、幅の広い切込みを持ち燃料棒に弾性的に当て
がう折曲げ舌状片を形成する幅の広い切込みを持つ細長
片部材により形成した帯状部材を持つ格子に応用できる
構造が提案されている。仏国特許第2,337,718号明細書
に記載してある研究では、このような格子に帯状部材か
ら突出するリブを設けるようにしている。この解決案で
はすみ部の引つかかりのおそれは減らない。又各板部材
の高さより高さの低い帯状部材を持つ格子で各板部材の
端部部分を斜めに切断し各帯状部材すみ部に傾斜面を形
成することが提案されている（仏国特許第2,163,482号
明細書）。この構造には、欧州特許第052,924号明細書
に指摘された障害及び制限がある。この特許明細書に
は、各格子すみ部の頂部及び底部に格子の大きい方の面
に平行に形成され燃料棒に当てがう舌状片を形成する曲
がり又は折れ部まで、又帯状部材のすみ部に形成され燃
料棒の方向に細長くした穴の端部まで延びる斜めのガセ
ツトを形成するように各格子すみ部を成形することが提
案してある。
本発明の目的は、引つかかりのおそれを低減する新規
な格子を提供しようとするにある。そのために前記した
形式の格子で、帯状部材の各すみ部を、穴を設けない
で、この帯状部材の平らな側面の仮想の延長線に対して
端を切り、内向きに形成したガセツトにより帯状部材の
各縁部に接合してある。
各すみ部の端を切ると帯状部材に属する細長片部材部
分に丸みを持つ湾曲部ができる。この細長片部材部分
は、帯状部材の残余の部分にその側面内の場所で溶接に
より固定するが、現行では溶接はすみ部の頂部に沿つて
行う。
本発明の１実施例ではガセツトは傾斜面の形又は球面
形の頭蓋の形のフードを形成する。このフードは、燃料
棒の方向に帯状部材の残余の部分を越えて延び、フイン
を含み、各すみ部燃料棒を囲むように徐徐に狭まる。次
いで冷却材通路を設けて、正常な冷却材流れがこのフー
ドにより妨げられる区域で燃料棒を確実に冷却するよう
にしてある。
各燃料棒に当てがう部片は、細長片部材を切断しない
でこの細長片部材に型打ちされ内向きにして、燃料棒の
縦方向に相互に上下に位置させた互いに平行な２列に配
分したボスとして形成してある。帯状部材はさらに互い
に隣接する集合体格子の間に帯状部材の平らな面の外向
きの型打ちにより形成した間隔隔てボスを備えている。
これ等のボスは、燃料棒に当てがうボスの構造に類似な
構造を持つ。切込み又はスリツトがないから、互いに隣
接する集合体格子を軸線方向の相対運動中に或る距離に
保持することにより引つかかりのおそれをなくすのに関
与する間隔隔てボス自体が引つかかることはない。
以下本発明によるスペーサ格子の実施例を添付図面に
ついて詳細に説明する。
第１図で格子すみ部は引つかかりを生じやすい。相互
の滑動を促進する相対位置に各格子を持来すように傾斜
フイン14を設けても対策としては極めて不十分である。
次に述べる本発明の種種の実施例の目的は、格子の各す
み部に、相互に隣接する各格子の相対滑動を促進し引か
かりを生ずる各格子の区域を相互に間隔を隔てる表面又
は縁部を設けようとするにある。
第２図に示した実施例では格子の帯状部材16は各すみ
部に２つの型打ちのガゼツトを備えている。各ガセツト
は格子の軸線（すなわち格子の納めた燃料棒の方向）に
対し約45゜の角度をなす。各ガセツトを形成する折れ曲
がり部18は、帯状部材16の互いに隣接する２つの側面の
最も端の部分に形成したテーパ付きの端切断部20の底部
に終つている。この端切断部20は各面でこの面の対応縁
部に沿って設けた第１の案内フイン12の底部に終る。端
切断部20のとがつた縁部の長さはこのようにして最小に
なる。
さらにすみ部で互いに接合した平らな２つの帯状部材
表面はほぼ四半円形を持ち引つかかりのおそれをさらに
低減した湾曲部21により互いに連結してある。この四半
円の半径は、この四半円が帯状部材16と帯状部材16及び
各板部材22,24により仕切つたすみ部区画内に位置させ
た燃料棒との間に冷却材用の通路を形成する環状のすき
まを残すような寸法にしてある。各板部材22,24は帯状
部材16に任意適当な公知の方法でたとえば、帯状部材16
のみぞ穴26内に突出しみぞ穴26に溶接した各板部材22,2
4の一番端のほぞにより固定してある。各板部材22,24
は、帯状部材16に形成したくぼみ又は乳頭の形の受けボ
スに燃料棒を当てがうばね（図示してない）を設けてあ
る。
多くの現用の帯状部材は一般に、この帯状部材の４す
みで溶接した４つの細長片部材から形成してある。第２
図に示した配置を使うときには、細長片部材部分の連続
長さを曲げることにより四半円湾曲部21を形成し帯状部
材の１つ又は複数の側辺の作用部分に次次の細長片部材
を溶接するのが極めて好適である、第3A図及び第3B図は
溶接ビード28の２つの可能な場所を示す。溶接ビード28
の位置は、細長片部材部分の最も容易な型打ちと帯状部
材の最も容易な組立てとの間の妥協点として選定する。
第3B図に示すように単一の細長片部材部分を使い４個所
の90゜湾曲部を形成する。細長片部材部分の各端部は一
方の面の中間部のビード28で互いに溶接してある。第3A
図に示すように４つの細長片部材部分は、まつすぐの細
長片部材を型打ちして曲げ次いでこれ等の細長片部材を
直線の部分で溶接することにより形成する。次いで溶接
ビード28の配置は第4A図及び第4B図に示す通りである。
第２図に示した配置は多くの変型を行うことができ
る。ガセツト17は必ずしも平らな形状でなくてもよい。
ガセツト17はたとえば凸形にして球面形の頭蓋に近い形
状にしてもよい。帯状部材のすみ部で溶接ができるとき
は、ガセツトは、帯状部材の次次の２つの側面を形成す
るようにした２つの細長片部材部分の一方にそれぞれ属
する２つの湾曲区域を接合することにより形成する。
帯状部材の各すみ部を細長片部材部分を曲げることに
より形成するときは、各燃料棒に接触するように設ける
支持体は、帯状部材をその穴あき部部分でなくてこの帯
状部材を切断しないで変形させることにより形成したボ
ス又はくぼみとして設ける。このような構造により外部
帯状部材の機械的強さが向上する。第２図に示すように
各ボス30は、円すい台形のボタン又はくぼみであり、細
長片部材部分を形成する金属シートを内方に変形させる
ことにより形成する。ボス30は、各板部材22,24の両側
部の末端のほぞを受入れるみぞ穴26の列の間に位置する
細長片部材区域で互いに平行な２つの列に配置してあ
る。各ボス30は、各板部材に支えられ又はこれ等の各板
部材に形成した弾性部片（図示してない）により付勢し
た燃料棒に対する衝合部を構成する。
前記した構造の目的は、各格子の製作をあまりむずか
しくしないで、これ等の格子が互いに接触するようにな
るときにこれ等の格子の相互滑動を実質的に促進しよう
とするものである。とくに以上述べたような構造を持つ
集合体を従来の集合体と同時に使うときは、互いに隣接
する格子をそれぞれの各すみ部が接触するようになる前
に相互に間隔を置いた状態に保持するように帯状部材に
機械的部片を設けるのが有用である。２つの重なりあつ
た格子がその第１図に示した相対位置にある間に互いに
接触するようになるおそれをなくし又は少くとも制限す
るために前記のような構造の例を次に述べる。
第５図（第２図の部品に相当する部品に同じ参照数字
を付してある）の右方部分に示すように帯状部材16の各
側部は各すみ部の付近に外向きに突出する２つの間隔隔
てボス32の縦方向の列を設けてある。軸線方向に整合し
た２つのボスは同じ板材のみぞ穴の間に配置してある
（第５図）。これ等のボスは又フイン12の底辺に位置さ
せてある（第５図の左方部分）。各間隔隔てボス32は製
造工程中に支持ボス30と同じようにただし外向きに形成
する。ボス32の突出量は、ボス30と同じ程度、すなち10
分の数mm（たとえば0.5mm）ないし約1.5mmである。
ボス32は、燃料集合体に生ずる湾曲を制限し炉心内の
各集合体の間隔を一層よくする付加的な利点がある。こ
の集合体の一般説明はこれが普通のものであるから省く
ことにする。
格子が照射のもとで膨満しやすいジルコニウム基体合
金のような材料から成るときは、各ボス32は、相互に隣
接する２つの集合体のボスが相互に向き合わないように
位置させるのがよい。そのために帯状部材32の側面の各
ボス32はすみ部から互いに異なる距離l0及びl1にある。
さらに各ボス32は比較的小さい内向きの力のもとでつぶ
れるように形成してある。
さらに帯状部材の各すみ部の付近に位置させた冷却材
の案内用又は混合用或は案内兼混合用のフインのとがつ
た縁部に丸みをつけることによりつかえるおそれを減ら
すのが有利である。この丸みつけは機械的又は熱的の処
理により行うことができる。
燃料集合体格子を形成するのに種種の材料とくにジル
コニウ基体合金及び鉄−クロム−ニツケル合金が使われ
ている。格子の帯状部材の材料は、優先事項（最少の中
性子吸収又は高い機械的特性）として満たそうとする条
件を考慮して選定する。若干の有用な材料は帯状部材す
み部の比較的複雑な形状に成形できる。この場合ガセツ
トをできるだけ上方になるべくはこれ等のガセツトがす
み部燃料棒まで延びるような位置まで延ばすの有利であ
る。
本発明の前記した各部品に又同じ参照数字を付けた第
７図の従来のガセット17aは、フイン12の底部を越えて
上向きに突出し凸形の形状を持ち、四半円形湾曲部21に
合体する。この構造では格子の帯状部材とすみ部燃料棒
34の周辺との間に冷却材の流れ用の自由すきまが残る。
又第８図及び第９図に示すように従来のフード形ガセツ
ト17b,17cは、燃料棒34まで延びその外面に当てがつて
ある。そのためにガセツト17b,17cはそれぞれ底部で外
向きに凸出し次いで内向きに凹入する形を持つ。実際上
ガセツトは隣接するフイン12の高さに少くとも等しい５
ないし6mmの高さｈを持ては十分である。ガセツトは、
帯状部材を形成する細長片部材に溶接部36で溶接すれば
よい。各ガセツトが第７図に示すように比較的短い場合
には、これ等のガセツトは、帯状部材を曲げ型打ちする
ことにより直接形成することができる。すみ部に位置さ
せた燃料棒34に沿う冷却材流路の狭まりを又は閉鎖でも
補償するように帯状部材に各支持ボス32の間に流れ穴38
（第９図）を形成すればよい。
さらに通常第１の板部材22,24に整合した位置に終る
フード縁部（第８図）に補強区域40を固定してもよい。
以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本
発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行
うことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
第１図は前もつて定位置にした燃料集合体に隣接する集
合体の上下方向運動中に引つかかりを生じやすい２組の
集合体の相対配置を示す平面図である。第２図は本発明
の１実施例による格子の一部を示す部分斜視図、第3A図
及び第3B図は第２図に示したような格子を形成するよう
に各細長片部材部分を連結する溶接部の互いに異なる場
所を示す線図的平面図、第4A図及び第4B図は第3A図に示
した配置により溶接した帯状部材の一部を拡大して示す
それぞれ側面図及び平面図、第５図は第２図と同様な別
の実施例を示す部分斜視図、第６図は互いに隣接する２
つの燃料要素の格子の間隔隔てボスの配置を示す平面
図、第７図は従来のすみ部フードの斜視図、第８図及び
第９図は第７図と同様であるがなお別の構造を持つて種
類のフードの部分斜視図である。 10,10a……格子、12……フイン、16……帯状部材、17…
…ガセツト、22,24……板部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルーノ、ムーエスカ フランス国リヨン69006、リユー・ジユ リエツト・レカミエ 10番 (56)参考文献 特開 昭61−133894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−93378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−146188（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−76797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−103688（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】該燃料集合体の縦方向に延びる燃料棒を互
    いに間隔を置くためにスペーサ格子において、（イ）相
    互に差込んだ２組の板部材（22,24）と、（ロ）案内フ
    ィン（12,14）を形成した互いに平行な縁部を持つ外部
    帯状部材とを備え、前記各組を、相互に平行な板部材で
    構成し、前記２組の板部材を、前記燃料棒用の通路を形
    成するように、相互に直交させ、前記外部帯状部材に、
    平らな面と、これ等の平らな面のうちの互いに隣接する
    平らな面間のすみ部とを設け、前記すべての平らな面と
    すみ部とに穴がないようにし、前記板部材（22,24）の
    端部を前記外部帯状部材に固定し、前記すみ部のうちの
    少くとも２つが、前記外部帯状部材の平らな面の仮想の
    延長面の内側に位置する丸みを付けた部分に形成され、
    前記少くとも２つの丸みを付けた部分を、前記外部帯状
    部材の内側に向かって傾斜し、かつ隣接する前記平らな
    面の２つの第１の案内フィン（12）の底部に終るテーパ
    付きの端切断部（20）の底部に終っている各ガセット
    （17）により、前記平らな面の縁部に連結して成るスペ
    ーサ格子。
  2. 【請求項２】前記外部帯状部材を複数の相互に固着した
    細長片部材部分で構成し、前記各細長片部材部分が、１
    つのすみ部を持ち、前記スペーサ格子の直線状の部分で
    相互に溶接された特許請求の範囲第（１）項記載のスペ
    ーサ格子。
  3. 【請求項３】前記細長片部材を、１つの部分だけで構成
    し、この部分の端部を、前記外部帯状部材の平らな面の
    うちの１つの面内で相互に溶接した特許請求の範囲第
    （１）項記載のスペーサ格子。
  4. 【請求項４】前記外部帯状部材を、切断することなく型
    打ちして形成したボスとして、前記燃料棒を受入れるよ
    うに、係合手段を、前記外部帯状部材に形成し、前記ボ
    スを、内方に向け、前記燃料棒の縦方向に互いに上下に
    位置する互いに平行な２列に配分して成る特許請求の範
    囲第（１）項記載のスペーサ格子。
  5. 【請求項５】互いに隣接する前記スペーサ格子の間の間
    隔隔てボスを、前記外部帯状部材の平らな面に外向きに
    型打ちすることにより形成した特許請求の範囲第（４）
    項記載のスペーサ格子。
JP62079825A 1986-04-02 1987-04-02 燃料棒用スペーサ格子 Expired - Lifetime JP2631465B2 (ja)

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FR8604708 1986-04-02

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JPS6311892A JPS6311892A (ja) 1988-01-19
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CN (1) CN1009777B (ja)
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