JP2823054B2 - 核燃料棒支持格子のディンプル構造とばね構造 - Google Patents
核燃料棒支持格子のディンプル構造とばね構造Info
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- JP2823054B2 JP2823054B2 JP2038555A JP3855590A JP2823054B2 JP 2823054 B2 JP2823054 B2 JP 2823054B2 JP 2038555 A JP2038555 A JP 2038555A JP 3855590 A JP3855590 A JP 3855590A JP 2823054 B2 JP2823054 B2 JP 2823054B2
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
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- G21C3/356—Spacer grids being provided with fuel element supporting members
- G21C3/3563—Supporting members formed only by deformations in the strips
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/33—Supporting or hanging of elements in the bundle; Means forming part of the bundle for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent bundles
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は一般に核燃料集合体に関し、特に、圧力降下
を減ずるための面取り縁部を有するばね構造及びディン
プル構造を備えた核燃料棒支持格子に関するものであ
る。
を減ずるための面取り縁部を有するばね構造及びディン
プル構造を備えた核燃料棒支持格子に関するものであ
る。
先行技術の説明 多くの原子炉において、炉心は多数の長い燃料集合体
から構成されている。これらの燃料集合体の従来構造
は、複数の支持格子によって組織化された配列に保持さ
れた複数本の燃料棒を具備しており、これらの支持格子
は、燃料集合体に沿って軸方向に隔てられると共に、燃
料集合体における複数本の細長い制御棒案内シンブルに
固着されている。燃料集合体の両端に設けられた上部ノ
ズルと下部ノズルは、燃料棒の両端から上方及び下方に
僅かに延びる案内シンブルに固着されている。
から構成されている。これらの燃料集合体の従来構造
は、複数の支持格子によって組織化された配列に保持さ
れた複数本の燃料棒を具備しており、これらの支持格子
は、燃料集合体に沿って軸方向に隔てられると共に、燃
料集合体における複数本の細長い制御棒案内シンブルに
固着されている。燃料集合体の両端に設けられた上部ノ
ズルと下部ノズルは、燃料棒の両端から上方及び下方に
僅かに延びる案内シンブルに固着されている。
当該分野において周知の通り、支持格子は、炉心にお
ける燃料棒同士の間隔を正確に維持するため、燃料棒の
振動の防止するため、燃料棒を横方向に支持するため、
及び、縦方向の動きのないように燃料棒を或る程度まで
摩擦により保持するために、用いられる。
ける燃料棒同士の間隔を正確に維持するため、燃料棒の
振動の防止するため、燃料棒を横方向に支持するため、
及び、縦方向の動きのないように燃料棒を或る程度まで
摩擦により保持するために、用いられる。
米国特許第4,492,844号明細書に開示されている代表
的な従来構造の支持格子は、互いに差し込まれた多数の
内側及び外側のストラップを備えており、これらのスト
ラップは、燃料棒及び制御棒案内シンブルを個別に受け
入れる多数のセルを形成した卵詰め枠形状となってい
る。燃料棒を受け入れて軸方向の所定の位置で支持する
各支持格子のセルは、一般に、差込み式のストラップの
金属部に形成された比較的弾力性のあるばね及び／又は
比較的剛の突部（いわゆる、ディンプル）とを用いてい
る。各セルにおけるばねとディンプルは、該セルを通っ
て延びるそれぞれの燃料棒と摩擦的に係合し又は接触す
る。更に、外側ストラップは、支持格子に強度と剛性を
与えるために、互いに結合され、内側ストラップの周囲
を取り囲んでいる。
的な従来構造の支持格子は、互いに差し込まれた多数の
内側及び外側のストラップを備えており、これらのスト
ラップは、燃料棒及び制御棒案内シンブルを個別に受け
入れる多数のセルを形成した卵詰め枠形状となってい
る。燃料棒を受け入れて軸方向の所定の位置で支持する
各支持格子のセルは、一般に、差込み式のストラップの
金属部に形成された比較的弾力性のあるばね及び／又は
比較的剛の突部（いわゆる、ディンプル）とを用いてい
る。各セルにおけるばねとディンプルは、該セルを通っ
て延びるそれぞれの燃料棒と摩擦的に係合し又は接触す
る。更に、外側ストラップは、支持格子に強度と剛性を
与えるために、互いに結合され、内側ストラップの周囲
を取り囲んでいる。
しかしながら、上述の支持格子の構造には幾つかの問
題点がある。即ち、燃料棒と係合するばねの垂直方向の
配置向き及び形状のために、このばねに所望の大きさの
弾力性を与え適正に機能させるには、ばねを、ひいては
支持格子を高さ方向に相当に長くする必要があった。こ
の必要性が、燃料集合体に用いられる寄生構造材料の量
を増加し、燃料集合体を通しての圧力降下を増大させ
る。また、ばね及びディンプルが支持格子のセル内に突
出していること、即ち燃料棒に沿って前記セルを通る冷
却材の流れの上昇流路を横切ってばね及びディンプルが
突出していることによって、燃料集合体を通しての圧力
降下は更に増大される。
題点がある。即ち、燃料棒と係合するばねの垂直方向の
配置向き及び形状のために、このばねに所望の大きさの
弾力性を与え適正に機能させるには、ばねを、ひいては
支持格子を高さ方向に相当に長くする必要があった。こ
の必要性が、燃料集合体に用いられる寄生構造材料の量
を増加し、燃料集合体を通しての圧力降下を増大させ
る。また、ばね及びディンプルが支持格子のセル内に突
出していること、即ち燃料棒に沿って前記セルを通る冷
却材の流れの上昇流路を横切ってばね及びディンプルが
突出していることによって、燃料集合体を通しての圧力
降下は更に増大される。
最近の米国特許第4,756,878号明細書では、支持格子
のストラップの上流側（通常、下側）縁部を凸面形状と
し、且つストラップの下流側（通常、上側）縁部にテー
パを付けることにより支持格子を横切る冷却水の圧力降
下を減ずるという手段が提案されている。特に、支持格
子ストラップの上流側縁部は、種々の技術、例えば面取
り加工（圧印加工）及びエッチング、研磨材の適用、或
は電子又はレーザービーム溶断等により半円筒形や半楕
円体形の流線形状に加工される。
のストラップの上流側（通常、下側）縁部を凸面形状と
し、且つストラップの下流側（通常、上側）縁部にテー
パを付けることにより支持格子を横切る冷却水の圧力降
下を減ずるという手段が提案されている。特に、支持格
子ストラップの上流側縁部は、種々の技術、例えば面取
り加工（圧印加工）及びエッチング、研磨材の適用、或
は電子又はレーザービーム溶断等により半円筒形や半楕
円体形の流線形状に加工される。
しかし、上記手段は、核燃料集合体の核燃料棒支持格
子が原因となる圧力降下を減少させるという課題に対し
て最適な解決手段とは言いがたい。従って、新たな問題
を生ずることなく上記課題を解決するように支持格子の
構造を改良する必要があると考えられる。
子が原因となる圧力降下を減少させるという課題に対し
て最適な解決手段とは言いがたい。従って、新たな問題
を生ずることなく上記課題を解決するように支持格子の
構造を改良する必要があると考えられる。
発明の概要 本発明は、上記必要性を満足するように設計された核
燃料棒の支持格子を提供する。本発明に従った改良型支
持格子は、流手方向縁部に面取り部を有するディンプル
構造とばね構造を備え、これによって、当該支持格子を
通過する冷却材流れの圧力降下を大幅に低減する。一部
の縁部は両側面取り部を有し、他の縁部は片側面取り部
を有する。
燃料棒の支持格子を提供する。本発明に従った改良型支
持格子は、流手方向縁部に面取り部を有するディンプル
構造とばね構造を備え、これによって、当該支持格子を
通過する冷却材流れの圧力降下を大幅に低減する。一部
の縁部は両側面取り部を有し、他の縁部は片側面取り部
を有する。
従って、本発明は、核燃料棒支持格子における燃料棒
と係合する複数のディンプル構造及びばね構造を意図す
るものである。支持格子は、互いに差し込まれて中空の
セルのマトリックスを形成する複数の内側及び外側スト
ラップを備え、１本の核燃料棒を受け入れるようになっ
ている各セルは、前記ストラップにおける対峙する２対
の壁部によって画成され、該壁部は隣合うセルに共有さ
れている。また、各セルは、そのセルを通る冷却材流れ
の方向となる中心縦軸を有している。
と係合する複数のディンプル構造及びばね構造を意図す
るものである。支持格子は、互いに差し込まれて中空の
セルのマトリックスを形成する複数の内側及び外側スト
ラップを備え、１本の核燃料棒を受け入れるようになっ
ている各セルは、前記ストラップにおける対峙する２対
の壁部によって画成され、該壁部は隣合うセルに共有さ
れている。また、各セルは、そのセルを通る冷却材流れ
の方向となる中心縦軸を有している。
内側ストラップの各壁部に形成される本発明による各
ディンプル構造は、互いに離隔され対峙する１対の外側
部分と、その間に配置された中間部分とを備えている。
外側部分は、その外側端部で関連の壁部に一体的に取着
され、それぞれ前記壁部に対して相反する傾斜関係で互
いに向かって整列状態に延びると共に、関連のセルを通
る冷却材流れの方向に対してほぼ横向きに延びている。
中間部分は、前記外側部分間に配置され外側部分の対応
の内側端部に外側端部で一体的に結合されており、関連
のセルを通る冷却材流れの方向に対してほぼ横向きに延
びている。前記外側部分の各々はその長手方向に沿う１
対の対峙する縁部を有し、その縁部には面取り部が画成
されている。また、中間部分もその長手方向に沿う１対
の対峙する縁部を有し、その縁部には面取り部が画成さ
れている。より詳細には、各外側部分の各縁部は両側面
取り部を有するのに対し、中間部分の各縁部は片側面取
り部を有する。片側面取り部は両側面取り部よりも長
い。
ディンプル構造は、互いに離隔され対峙する１対の外側
部分と、その間に配置された中間部分とを備えている。
外側部分は、その外側端部で関連の壁部に一体的に取着
され、それぞれ前記壁部に対して相反する傾斜関係で互
いに向かって整列状態に延びると共に、関連のセルを通
る冷却材流れの方向に対してほぼ横向きに延びている。
中間部分は、前記外側部分間に配置され外側部分の対応
の内側端部に外側端部で一体的に結合されており、関連
のセルを通る冷却材流れの方向に対してほぼ横向きに延
びている。前記外側部分の各々はその長手方向に沿う１
対の対峙する縁部を有し、その縁部には面取り部が画成
されている。また、中間部分もその長手方向に沿う１対
の対峙する縁部を有し、その縁部には面取り部が画成さ
れている。より詳細には、各外側部分の各縁部は両側面
取り部を有するのに対し、中間部分の各縁部は片側面取
り部を有する。片側面取り部は両側面取り部よりも長
い。
内側ストラップの各壁部には、ディンプル構造の間で
あってそこから隔てられた位置にばね構造が形成されて
おり、本発明のばね構造は、互いに離隔され対峙する１
対の外側部分と、その間の中間部分とを有している。外
側部分は、その外側端部で関連の壁部に一体的に取着さ
れ、それぞれ前記壁部に対して相反する傾斜関係で互い
に向かって整列状態に延びると共に、関連のセルを通る
冷却材流れの方向に対して傾斜して延びている。中間部
分は、前記外側部分間に配置され外側部分の対応の内側
端部に外側端部で一体的に結合されており、関連のセル
を通る冷却材流れの方向に対して傾斜して延びている。
外側部分の各々はその長手方向に沿う１対の対峙する縁
部を有し、その縁部には面取り部が画成されている。ま
た、前記中間部分もその長手方向に沿う１対の対峙する
縁部を有し、その縁部には面取り部が画成されている。
より詳細には、このばねの構造の外側部分及び中間部分
の各縁部は片側面取り部を有している。
あってそこから隔てられた位置にばね構造が形成されて
おり、本発明のばね構造は、互いに離隔され対峙する１
対の外側部分と、その間の中間部分とを有している。外
側部分は、その外側端部で関連の壁部に一体的に取着さ
れ、それぞれ前記壁部に対して相反する傾斜関係で互い
に向かって整列状態に延びると共に、関連のセルを通る
冷却材流れの方向に対して傾斜して延びている。中間部
分は、前記外側部分間に配置され外側部分の対応の内側
端部に外側端部で一体的に結合されており、関連のセル
を通る冷却材流れの方向に対して傾斜して延びている。
外側部分の各々はその長手方向に沿う１対の対峙する縁
部を有し、その縁部には面取り部が画成されている。ま
た、前記中間部分もその長手方向に沿う１対の対峙する
縁部を有し、その縁部には面取り部が画成されている。
より詳細には、このばねの構造の外側部分及び中間部分
の各縁部は片側面取り部を有している。
また、支持格子の各内側ストラップは各壁部に１対の
切欠き部分を含んでおり、各切欠き部分はばね構造の外
側及び中間部分の両縁部に沿って窓部を画成している。
この切欠き部分はばね構造と共働して窓部を画成する縁
部を有し、かかる縁部には両側面取り部が画成される。
切欠き部分を含んでおり、各切欠き部分はばね構造の外
側及び中間部分の両縁部に沿って窓部を画成している。
この切欠き部分はばね構造と共働して窓部を画成する縁
部を有し、かかる縁部には両側面取り部が画成される。
本発明の上記利点や効果及びその他の利点や効果は、
本発明の一実施例を示している図面に沿っての以下の詳
細な説明を読むことによって、当業者にとって明らかと
なるであろう。
本発明の一実施例を示している図面に沿っての以下の詳
細な説明を読むことによって、当業者にとって明らかと
なるであろう。
発明の詳細な説明 以下の説明において、同一の参照符号は、全図面を通
して同一又は相当部分を示している。また、以下の説明
において、「前方」、「後方」、「左方」、「右方」、
「上方」、「下方」等の語は便宜上の言葉であり、限定
的な語として理解されるべきものではない。
して同一又は相当部分を示している。また、以下の説明
において、「前方」、「後方」、「左方」、「右方」、
「上方」、「下方」等の語は便宜上の言葉であり、限定
的な語として理解されるべきものではない。
全体的な説明 図面、特に第１図を参照とすると、核燃料集合体が、
正面図で、垂直方向に短縮した形で符号10により総括的
に示されている。この核燃料集合体10は、加圧水型原子
炉（PWR）で用いられる型式であり、基本的に、原子炉
（図示しない）の炉心領域における下部炉心板（図示し
ない）上に当該燃料集合体10を支持するための下端構
造、即ち下部ノズル12と、この下部ノズル12から上方に
向かって突き出して長手方向に延びる複数の案内管、即
ち案内シンブル14とを備えている。更に、この燃料集合
体10は、以下に詳細するが、本発明の原理に従って構成
された複数の横向きの核燃料棒支持格子16を有してい
る。支持格子16は、案内シンブル14によって軸線方向に
互いに隔てられ支持されている。更にまた、燃料集合体
10は、支持格子16によって、組織化された配列で互いに
横方向に隔てられ且つ支持された複数の細長い核燃料棒
18を備えている。また、燃料集合体10は、その中心部に
配置されている計装管20と、案内シンブル14の上端に取
り付けられる上端構造、即ち上部ノズル22とを備えてい
る。燃料集合体10は、各部材のこのような配列によっ
て、構成部材を損傷させることなく普通に取り扱うこと
のできる一体的なユニットを形成している。
正面図で、垂直方向に短縮した形で符号10により総括的
に示されている。この核燃料集合体10は、加圧水型原子
炉（PWR）で用いられる型式であり、基本的に、原子炉
（図示しない）の炉心領域における下部炉心板（図示し
ない）上に当該燃料集合体10を支持するための下端構
造、即ち下部ノズル12と、この下部ノズル12から上方に
向かって突き出して長手方向に延びる複数の案内管、即
ち案内シンブル14とを備えている。更に、この燃料集合
体10は、以下に詳細するが、本発明の原理に従って構成
された複数の横向きの核燃料棒支持格子16を有してい
る。支持格子16は、案内シンブル14によって軸線方向に
互いに隔てられ支持されている。更にまた、燃料集合体
10は、支持格子16によって、組織化された配列で互いに
横方向に隔てられ且つ支持された複数の細長い核燃料棒
18を備えている。また、燃料集合体10は、その中心部に
配置されている計装管20と、案内シンブル14の上端に取
り付けられる上端構造、即ち上部ノズル22とを備えてい
る。燃料集合体10は、各部材のこのような配列によっ
て、構成部材を損傷させることなく普通に取り扱うこと
のできる一体的なユニットを形成している。
上述したように、燃料集合体10において前記配列の燃
料棒18は、燃料集合体10の長手方向に沿って隔てられた
支持格子16によって相互に隔てられた関係に保持されて
いる。各燃料棒18は核燃料ペレット24を具備しており、
燃料棒18の両端は上部端栓26と下部端栓28により閉じら
れ、燃料棒18を気密に封止している。一般に、燃料棒18
内に燃料ペレット24を隙間なく積み重ねた関係に保持す
るために、プレナムばね30が上部端栓26と燃料ペレット
24との間に配置されている。核分裂性物質から構成され
た燃料ペレット24は加圧水型原子炉の反応出力の発生を
担っている。炉心に発生される熱を抜き出して有用な仕
事を行わせるために、水又はホウ素含有水のような液体
減速・冷却材が炉心の燃料集合体を通って上方に圧送さ
れる。
料棒18は、燃料集合体10の長手方向に沿って隔てられた
支持格子16によって相互に隔てられた関係に保持されて
いる。各燃料棒18は核燃料ペレット24を具備しており、
燃料棒18の両端は上部端栓26と下部端栓28により閉じら
れ、燃料棒18を気密に封止している。一般に、燃料棒18
内に燃料ペレット24を隙間なく積み重ねた関係に保持す
るために、プレナムばね30が上部端栓26と燃料ペレット
24との間に配置されている。核分裂性物質から構成され
た燃料ペレット24は加圧水型原子炉の反応出力の発生を
担っている。炉心に発生される熱を抜き出して有用な仕
事を行わせるために、水又はホウ素含有水のような液体
減速・冷却材が炉心の燃料集合体を通って上方に圧送さ
れる。
核分裂過程を制御するために、多数の制御棒32が、燃
料集合体10の所定の位置に配置された案内シンブル14内
で、往復運動するようになっている。特に、上部ノズル
22は、そこに組み込まれた棒クラスタ制御機構34を備え
ており、この制御機構34は、複数本の放射状に延びるフ
ルーク、即ちアーム38を具備するめねじ付き円筒状部材
36を有している。各アーム38は制御棒32に連結されてお
り、制御機構34は、案内シンブル14内で垂直に制御棒32
を動し、それによって全て周知の態様で燃料集合体10に
おける核分裂過程を制御するように、作動可能となって
いる。
料集合体10の所定の位置に配置された案内シンブル14内
で、往復運動するようになっている。特に、上部ノズル
22は、そこに組み込まれた棒クラスタ制御機構34を備え
ており、この制御機構34は、複数本の放射状に延びるフ
ルーク、即ちアーム38を具備するめねじ付き円筒状部材
36を有している。各アーム38は制御棒32に連結されてお
り、制御機構34は、案内シンブル14内で垂直に制御棒32
を動し、それによって全て周知の態様で燃料集合体10に
おける核分裂過程を制御するように、作動可能となって
いる。
第２図及び第３図を参照すると、本発明に従って構成
された横向きの核燃料棒支持格子16の好適な実施例が示
されている。基本的に、支持格子16は、スロット44を有
する複数の内側及び外側のストラップ10、42を備え、こ
れらのストラップ40、42は、中空のセル46のマトリック
ス及び複数の開口48を形成するように、卵詰め枠形状に
スロット44により相互に差し込まれている。支持格子16
の中空セル46は対応の燃料棒18を受け入れ、他方、開口
48は、その中に挿入され内側ストラップ40に取着された
スリーブ50を有しており、該スリーブ50により、支持格
子16は案内シンブル14に沿って配置され該案内シンブル
14に固着される。
された横向きの核燃料棒支持格子16の好適な実施例が示
されている。基本的に、支持格子16は、スロット44を有
する複数の内側及び外側のストラップ10、42を備え、こ
れらのストラップ40、42は、中空のセル46のマトリック
ス及び複数の開口48を形成するように、卵詰め枠形状に
スロット44により相互に差し込まれている。支持格子16
の中空セル46は対応の燃料棒18を受け入れ、他方、開口
48は、その中に挿入され内側ストラップ40に取着された
スリーブ50を有しており、該スリーブ50により、支持格
子16は案内シンブル14に沿って配置され該案内シンブル
14に固着される。
１本の燃料棒18を受け入れる各セル46は、対峙する２
対の壁部とほぼ平行に画成された中心縦軸Ａを有してい
る。壁部52は内側ストラップ40を構成し、壁部54は外側
ストラップ42を構成するものである。内側ストロップ40
の壁部52は隣接のセル46と共有されている。外側ストラ
ップ42の壁部54はそれぞれ、水平方向に延び且つ垂直方
向に互いに離隔された１対の燃料棒係合用ディンプル構
造（図示しない）を有しており、これらのディンプル構
造は各セル46に関して該壁部54に一体的に形成されてい
る。同様に、内側ストラップ40の隔壁部52も、各セル46
に関して該壁部52に一体的に形成された水平方向に延び
且つ垂直方向に互いに離隔された１対の燃料棒係合ディ
ンプル構造56を有している。内側ストラップ40における
各壁部52のディンプル構造56の一方は、本発明の傾斜方
向に延びるばね構造58の上方に配置され、他方のディン
プル56はばね構造58の下方に配置されている。ディンプ
ル構造56は、ばね構造58とは反対方向に壁部52から離れ
よう突出し、ばね構造58のセル46に隣接するセル46内に
延びている。支持格子16の各セル46には、４つのディン
プル構造56と２つのばね構造58が設けられ、従って、各
セル46内の燃料棒18はそれぞれ、その外面上の周方向及
び軸方向に分布された６つの位置で接している。
対の壁部とほぼ平行に画成された中心縦軸Ａを有してい
る。壁部52は内側ストラップ40を構成し、壁部54は外側
ストラップ42を構成するものである。内側ストロップ40
の壁部52は隣接のセル46と共有されている。外側ストラ
ップ42の壁部54はそれぞれ、水平方向に延び且つ垂直方
向に互いに離隔された１対の燃料棒係合用ディンプル構
造（図示しない）を有しており、これらのディンプル構
造は各セル46に関して該壁部54に一体的に形成されてい
る。同様に、内側ストラップ40の隔壁部52も、各セル46
に関して該壁部52に一体的に形成された水平方向に延び
且つ垂直方向に互いに離隔された１対の燃料棒係合ディ
ンプル構造56を有している。内側ストラップ40における
各壁部52のディンプル構造56の一方は、本発明の傾斜方
向に延びるばね構造58の上方に配置され、他方のディン
プル56はばね構造58の下方に配置されている。ディンプ
ル構造56は、ばね構造58とは反対方向に壁部52から離れ
よう突出し、ばね構造58のセル46に隣接するセル46内に
延びている。支持格子16の各セル46には、４つのディン
プル構造56と２つのばね構造58が設けられ、従って、各
セル46内の燃料棒18はそれぞれ、その外面上の周方向及
び軸方向に分布された６つの位置で接している。
面取り縁部を備える 支持格子のばね構造及びディンプル構造 第４図〜第７図に示すように、燃料棒18と係合する各
ディンプル構造56は、内側ストラップ40を構成するステ
ンレス鋼やジルカロイ金属のような、弾力性、屈曲性及
び可撓性を有する材料から作られている。ディンプル構
造56の構成要素は、以下で説明するが、通常のプレス加
工等により、支持格子16の各セル46に関連して内側スト
ラップ40の各壁部52に一体的に形成されている。
ディンプル構造56は、内側ストラップ40を構成するステ
ンレス鋼やジルカロイ金属のような、弾力性、屈曲性及
び可撓性を有する材料から作られている。ディンプル構
造56の構成要素は、以下で説明するが、通常のプレス加
工等により、支持格子16の各セル46に関連して内側スト
ラップ40の各壁部52に一体的に形成されている。
各ディンプル構造56の構成要素は、互いに間隔をおい
た対峙する１対の脚部、即ち外側部分60と、その間の中
間部分62とを含んでいる。ディンプル構造56の外側部分
60はその外側端部で、対応の壁部52に一体的に取り付け
られている。また、外側部分60はそれぞれ、壁部52に対
して相反する傾斜関係で該壁部52から突出し、互いに向
かって整列状態に延びている。ディンプル構造56の向き
の観点から述べるならば、外側部分60は、セル46を通る
冷却材流れの方向に対してほぼ横方向に延びている。デ
ィンプル構造56の中間部分62は外側部分60間に配置さ
れ、その外側端部が外側部分60の内側端部に一体的に連
結されている。この中間部分62も外側部分60と同様に、
セル46を通る冷却材流れの方向に対してほぼ横方向に延
びている。
た対峙する１対の脚部、即ち外側部分60と、その間の中
間部分62とを含んでいる。ディンプル構造56の外側部分
60はその外側端部で、対応の壁部52に一体的に取り付け
られている。また、外側部分60はそれぞれ、壁部52に対
して相反する傾斜関係で該壁部52から突出し、互いに向
かって整列状態に延びている。ディンプル構造56の向き
の観点から述べるならば、外側部分60は、セル46を通る
冷却材流れの方向に対してほぼ横方向に延びている。デ
ィンプル構造56の中間部分62は外側部分60間に配置さ
れ、その外側端部が外側部分60の内側端部に一体的に連
結されている。この中間部分62も外側部分60と同様に、
セル46を通る冷却材流れの方向に対してほぼ横方向に延
びている。
各ディンプル構造56の外側部分60と中間部分62はそれ
ぞれ、その上下各側に長手方向に延びる縁部60A、62Aを
有しており、同じ側の縁部60A、62Aは互いに融合してい
る。本発明によれば、外側部分60の各縁部60Aに面取り
部64（好適には両側面取り部）が画成され、中間部分62
の縁部62Aにも面取り部66（好適には片側面取り部）が
画成されている。片側面取り部66は両側面取り部64より
も長く、例えば約２倍長い。また、外側部分60及び中間
部分62はほぼ平坦な形状であり、それぞれの面取り部6
4、66の各側面は、対応の外側及び中間部分60、62の面
に対して45±５度の範囲内の角度となっている。更に、
中間部分62の各縁部62Aにはリム67が画成されており、
このリム67は片側面取り部66に沿ってそこから外方に延
びている。
ぞれ、その上下各側に長手方向に延びる縁部60A、62Aを
有しており、同じ側の縁部60A、62Aは互いに融合してい
る。本発明によれば、外側部分60の各縁部60Aに面取り
部64（好適には両側面取り部）が画成され、中間部分62
の縁部62Aにも面取り部66（好適には片側面取り部）が
画成されている。片側面取り部66は両側面取り部64より
も長く、例えば約２倍長い。また、外側部分60及び中間
部分62はほぼ平坦な形状であり、それぞれの面取り部6
4、66の各側面は、対応の外側及び中間部分60、62の面
に対して45±５度の範囲内の角度となっている。更に、
中間部分62の各縁部62Aにはリム67が画成されており、
このリム67は片側面取り部66に沿ってそこから外方に延
びている。
第８図〜第12図に示すように、燃料棒18と係合する各
ばね構造58は、ディンプル構造56と同様に、内側ストラ
ップ40を構成するステンレス鋼やジルカロイ金属のよう
な弾力性、屈曲性及び可撓性を有する材料から作られて
いる。ばね構造58の構成要素は、以下で説明するが、通
常のプレス加工等により、支持格子16の各セル46に関連
して内側ストラップ40の各壁部52に一体的に形成されて
いる。また、内側ストラップ40の各壁部52は、ばね構造
58の両側に窓部68を画成する１対の切欠き部分を有して
いる。全体的に述べるならば、ばね構造58は、それぞれ
の関連の壁部52の窓部68間を斜に横切って延びるように
形成され、また、壁部52の上部部分と下部部分とに、は
す向かいの上部位置と下部位置とで一体的に結合される
ように形成されている。
ばね構造58は、ディンプル構造56と同様に、内側ストラ
ップ40を構成するステンレス鋼やジルカロイ金属のよう
な弾力性、屈曲性及び可撓性を有する材料から作られて
いる。ばね構造58の構成要素は、以下で説明するが、通
常のプレス加工等により、支持格子16の各セル46に関連
して内側ストラップ40の各壁部52に一体的に形成されて
いる。また、内側ストラップ40の各壁部52は、ばね構造
58の両側に窓部68を画成する１対の切欠き部分を有して
いる。全体的に述べるならば、ばね構造58は、それぞれ
の関連の壁部52の窓部68間を斜に横切って延びるように
形成され、また、壁部52の上部部分と下部部分とに、は
す向かいの上部位置と下部位置とで一体的に結合される
ように形成されている。
基本的に、各改良型傾斜ばね構造58は、対峙する１対
の上部及び下部の外側部分70と、その間の内側中間部分
74とから一体的に構成されている。各ばね構造58の互い
に離隔された上部及び下部の外側部分70とはそれぞれ、
その外側端部で壁部52の上部部分と下部部分とに一体的
に取着されている。上部及び下部の外側部分70は、互い
に一直線に延びると共に、関連の格子セル46の中心縦軸
Ａ及びこれを流れる冷却材の流れ方向に対して傾斜し
て、好適には45度で延びている。各ばね構造58の内側中
間部分72は、上部及び下部の外側部分70の内側端部間に
配置され、その両側の外側端部で外側部分70の対応の内
側端部に一体的に結合されている。内側中間部分72も、
関連の格子セル46を通る冷却材流れの方向に対して傾斜
して延びている。
の上部及び下部の外側部分70と、その間の内側中間部分
74とから一体的に構成されている。各ばね構造58の互い
に離隔された上部及び下部の外側部分70とはそれぞれ、
その外側端部で壁部52の上部部分と下部部分とに一体的
に取着されている。上部及び下部の外側部分70は、互い
に一直線に延びると共に、関連の格子セル46の中心縦軸
Ａ及びこれを流れる冷却材の流れ方向に対して傾斜し
て、好適には45度で延びている。各ばね構造58の内側中
間部分72は、上部及び下部の外側部分70の内側端部間に
配置され、その両側の外側端部で外側部分70の対応の内
側端部に一体的に結合されている。内側中間部分72も、
関連の格子セル46を通る冷却材流れの方向に対して傾斜
して延びている。
より詳細には、ばね構造58の外側部分70と中間部分72
はそれぞれ、その上下各側に長手方向に延びる縁部70
A、72Aを有しており、同じ側の縁部を70A、72Aは互いに
融合している。外側部分70の各縁部70A及び中間部分72
の縁部72Aには面取り部74、好ましくは片側面取り部が
画成されている。この片側面取り部74は、ディンプル構
造の片側面取り部66と実質的に同一である。また、外側
部分70及び中間部分72はほぼ平坦な形状であり、面取り
部74の側面は、対応の外側及び中間部分に対して45±５
度の範囲内の角度となっている。更に、外側部分70及び
中間部分72の各縁部70A、72Aにはもリム76が画成されて
おり、このリム76は片側面取り部74に沿ってそこから外
方に延びている。
はそれぞれ、その上下各側に長手方向に延びる縁部70
A、72Aを有しており、同じ側の縁部を70A、72Aは互いに
融合している。外側部分70の各縁部70A及び中間部分72
の縁部72Aには面取り部74、好ましくは片側面取り部が
画成されている。この片側面取り部74は、ディンプル構
造の片側面取り部66と実質的に同一である。また、外側
部分70及び中間部分72はほぼ平坦な形状であり、面取り
部74の側面は、対応の外側及び中間部分に対して45±５
度の範囲内の角度となっている。更に、外側部分70及び
中間部分72の各縁部70A、72Aにはもリム76が画成されて
おり、このリム76は片側面取り部74に沿ってそこから外
方に延びている。
ディンプル構造56の外側部分60の両縁部に両側面取り
部64を配置することにより、圧力降下が例えば10％とい
う相当な大きさで減ずることが実験で分かった。必要と
される表面積が小さいことから、この結果は驚くべきも
のであり、予想を遥かに上回るものであった。また、両
縁部を面取りすることにより、ディンプル構造を横切る
流れの特性が改善される。ほぼ同程度の圧力降下の低減
が、ばね構造58の両縁部に設けられた面取り部74によっ
て得られた。尚、窓部68の縁部80にも両側面取り部78を
設けても良い。
部64を配置することにより、圧力降下が例えば10％とい
う相当な大きさで減ずることが実験で分かった。必要と
される表面積が小さいことから、この結果は驚くべきも
のであり、予想を遥かに上回るものであった。また、両
縁部を面取りすることにより、ディンプル構造を横切る
流れの特性が改善される。ほぼ同程度の圧力降下の低減
が、ばね構造58の両縁部に設けられた面取り部74によっ
て得られた。尚、窓部68の縁部80にも両側面取り部78を
設けても良い。
本発明及びこれに付随する多くの利点は、上の説明か
ら理解されるであろう。また、本発明の精神及び範囲を
逸脱することなく、或はその実質的な利点を犠牲にする
ことなく形態、構成及び配列に関し、種々の変更が可能
であることは明らかであり、よって、以上に述べられた
形態は単に本発明の好適な実施例に過ぎない。
ら理解されるであろう。また、本発明の精神及び範囲を
逸脱することなく、或はその実質的な利点を犠牲にする
ことなく形態、構成及び配列に関し、種々の変更が可能
であることは明らかであり、よって、以上に述べられた
形態は単に本発明の好適な実施例に過ぎない。
第１図は、本発明による改良型ばね構造とディンプル構
造を有する核燃料棒支持格子を備えた核燃料集合体を、
明瞭化のために部分的に切り欠き上下方向に短縮して示
す正面図、第２図は、核燃料棒支持格子を核燃料集合体
から取り外して示す拡大平面図、第３図は、第２図の支
持格子の内側ストラップを示す拡大部分側面図、第４図
は、第３図の４−４線に沿っての拡大断面図であり、本
発明に従って支持格子の内側ストラップに設けられたデ
ィンプル構造の上縁部の形状を示す図、第５図は、第３
図の５−５線に沿って拡大断面図であり、本発明に従っ
て支持格子の内側ストラップに設けられたディンプル構
造の下縁部の形状を示す図、第６図は、第４図の６−６
線に沿っての拡大断面図であり、本発明に従ったディン
プル構造の中間部分の形状を示す図、第７図は、第４図
の７−７線に沿っての拡大断面図であり、本発明に従っ
たディンプル構造の外側部分の形状を示す図、第８図
は、最終形態に曲げ加工が行われる前における本発明に
従って支持格子の内側ストラップに設けられたばね構造
の形状を示す、第３図の側面図を更に拡大した部分図、
第９図は、第８図の９−９線に沿っての断面図であり、
最終形態に曲げ加工を行った後における本発明に従った
ばね構造の形状を示す図、第10図は、第８図の10−10線
に沿っての拡大断面図であり、本発明に従ったばね構造
の形状を示す図、第11図及び第12図はそれぞれ、第８図
の11−11線及び12−12線に沿っての拡大断面図であり、
ばね構造の上下の窓部に画成された縁部を示す図であ
る。図中、 10……核燃料集合体、16……核燃料棒支持格子 18……核燃料棒、40……内側ストラップ 46……セル、52,54……壁部 56……ディンプル構造、58……ばね構造 60……外側部分、62……中間部分 60A,62A……縁部、64,66……面取り部 70……外側部分、72……中間部分 70A,72A……縁部、74……面取り部
造を有する核燃料棒支持格子を備えた核燃料集合体を、
明瞭化のために部分的に切り欠き上下方向に短縮して示
す正面図、第２図は、核燃料棒支持格子を核燃料集合体
から取り外して示す拡大平面図、第３図は、第２図の支
持格子の内側ストラップを示す拡大部分側面図、第４図
は、第３図の４−４線に沿っての拡大断面図であり、本
発明に従って支持格子の内側ストラップに設けられたデ
ィンプル構造の上縁部の形状を示す図、第５図は、第３
図の５−５線に沿って拡大断面図であり、本発明に従っ
て支持格子の内側ストラップに設けられたディンプル構
造の下縁部の形状を示す図、第６図は、第４図の６−６
線に沿っての拡大断面図であり、本発明に従ったディン
プル構造の中間部分の形状を示す図、第７図は、第４図
の７−７線に沿っての拡大断面図であり、本発明に従っ
たディンプル構造の外側部分の形状を示す図、第８図
は、最終形態に曲げ加工が行われる前における本発明に
従って支持格子の内側ストラップに設けられたばね構造
の形状を示す、第３図の側面図を更に拡大した部分図、
第９図は、第８図の９−９線に沿っての断面図であり、
最終形態に曲げ加工を行った後における本発明に従った
ばね構造の形状を示す図、第10図は、第８図の10−10線
に沿っての拡大断面図であり、本発明に従ったばね構造
の形状を示す図、第11図及び第12図はそれぞれ、第８図
の11−11線及び12−12線に沿っての拡大断面図であり、
ばね構造の上下の窓部に画成された縁部を示す図であ
る。図中、 10……核燃料集合体、16……核燃料棒支持格子 18……核燃料棒、40……内側ストラップ 46……セル、52,54……壁部 56……ディンプル構造、58……ばね構造 60……外側部分、62……中間部分 60A,62A……縁部、64,66……面取り部 70……外側部分、72……中間部分 70A,72A……縁部、74……面取り部
Claims (2)
- 【請求項１】互いに差し込まれての空中セルのマトリッ
クスを形成する複数の内側及び外側ストラップを備え、
１本の核燃料棒を受け入れるようになっている各セル
が、前記ストラップにおける対峙する２対の壁部によっ
て画成され、該壁部が隣合う前記セルに共有されてお
り、且つ、各セルが該セルを通る冷却材流れの方向とな
る中心縦軸を有している核燃料棒支持格子において、 前記核燃料棒と係合するように、前記内側ストラップの
前記各壁部に一体的に形成された弾性変形可能な材料か
ら作られたディンプル構造であって、 （ａ）外側端部で関連の前記壁部に一体的に取着された
１対の互いに間隔をおいた外側部分であり、それぞれ前
記壁部に対して相反する傾斜関係で互いに向かって整列
状態に延びると共に、関連の前記セルを通る冷却材流れ
の方向に対してほぼ横向きに延びている前記外側部分
と、 （ｂ）前記外側部分間に配置され前記外側部分の対応の
内側端部に外側端部で一体的に結合された中間部分であ
り、関連の前記セルを通る冷却材流れの方向に対してほ
ぼ横向きに延びている前記中間部分と、 を備え、 （ｃ）前記外側部分の各々はその長手方向に沿う１対の
対峙する縁部を有し、該縁部には面取り部が画成されて
おり、 （ｄ）前記中間部分はその長手方向に沿う１対の対峙す
る縁部を有し、該縁部には面取り部が画成されている、 核燃料棒支持格子のディンプル構造。 - 【請求項２】互いに差し込まれて中空のセルのマトリッ
クスを形成する複数の内側及び外側ストラップを備え、
１本の核燃料棒を受け入れるようになっている各セル
が、前記ストラップにおける対峙する２対の壁部によっ
て画成され、該壁部が隣合う前記セルに共有されてお
り、且つ、各セルが該セルを通る冷却材流れの方向とな
る中心縦軸を有している核燃料棒支持格子において、 前記核燃料棒と係合するように、前記内側ストラップの
前記各壁部に一体的に形成された弾性変形可能な材料か
ら作られたばね構造であって、 （ａ）外側端部で関連の前記壁部に一体的に取着された
１対の互いに間隔をおいた外側部分であり、それぞれ前
記壁部に対して相反する傾斜関係で互いに向かって整列
状態に延びると共に、関連の前記セルを通る冷却材流れ
の方向に対して傾斜して延びている前記外側部分と、 （ｂ）前記外側部分間に配置され前記外側部分の対応の
内側端部に外側端部で一体的に結合された中間部分であ
り、関連の前記セルを通る冷却材流れの方向に対して概
ね傾斜して延びている前記中間部分と、 を備え、 （ｃ）前記外側部分の各々はその長手方向に沿う１対の
対峙する縁部を有し、該縁部には面取り部が画成されて
おり、 （ｄ）前記中間部分はその長手方向に沿う１対の対峙す
る縁部を有し、該縁部には面取り部が画成されている、 核燃料棒支持格子のばね構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/312,288 US4923669A (en) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | Nuclear fuel rod grid spring and dimple structures having chamfered edges for reduced pressure drop |
| US312,288 | 1989-02-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248894A JPH02248894A (ja) | 1990-10-04 |
| JP2823054B2 true JP2823054B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=23210763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038555A Expired - Lifetime JP2823054B2 (ja) | 1989-02-21 | 1990-02-21 | 核燃料棒支持格子のディンプル構造とばね構造 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4923669A (ja) |
| EP (1) | EP0384220B1 (ja) |
| JP (1) | JP2823054B2 (ja) |
| KR (1) | KR0175928B1 (ja) |
| AT (1) | ATE112087T1 (ja) |
| DE (1) | DE69012606T2 (ja) |
| ES (1) | ES2058624T3 (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289513A (en) * | 1992-10-29 | 1994-02-22 | Westinghouse Electric Corp. | Method of making a fuel assembly lattice member and the lattice member made by such method |
| JPH07159572A (ja) * | 1993-12-03 | 1995-06-23 | Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd | 核燃料集合体 |
| US5444748A (en) * | 1994-04-04 | 1995-08-22 | Westinghouse Electric Corporation | Grid structure for supporting fuel rods in a nuclear reactor |
| US6144716A (en) * | 1997-07-02 | 2000-11-07 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear fuel assembly grid with diagonal fuel retaining springs |
| FR2766004B1 (fr) * | 1997-07-11 | 1999-12-03 | Framatome Sa | Plaquettes de grille pour assemblage combustible nucleaire et grille comportant de telles plaquettes |
| KR100318233B1 (ko) * | 1997-12-22 | 2002-03-20 | 장인순 | 프레팅마모억제를위한h형스프링이부착된지지격자체 |
| KR100330358B1 (ko) * | 1999-07-29 | 2002-04-01 | 장인순 | 냉각수 혼합을 위한 딤플형 베인과 다중스프링이 부착된 지지격자체 |
| US6606369B1 (en) | 2002-03-06 | 2003-08-12 | Westinghouse Electric Company Llc | Nuclear reactor with improved grid |
| FR2837975B1 (fr) * | 2002-03-29 | 2005-08-26 | Framatome Anp | Grille entretoise d'un assemblage de combustible pour un reacteur nucleaire refroidi par de l'eau legere |
| US6819733B2 (en) * | 2002-05-15 | 2004-11-16 | Westinghouse Electric Company Llc | Fuel assembly and associated grid for nuclear reactor |
| US20060227925A1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Westinghouse Electric Company Llc | Four point contact structural spacer grid |
| FR2910687B1 (fr) * | 2006-12-26 | 2016-08-26 | Areva Np | Grille-entretoise a elements d'appui en forme de selle de cheval et assemblage de combustible nucleaire correspondant. |
| US9378853B2 (en) | 2010-10-21 | 2016-06-28 | Bwxt Nuclear Energy, Inc. | Support structure for a control rod assembly of a nuclear reactor |
| US9620250B2 (en) | 2012-02-02 | 2017-04-11 | Bwxt Nuclear Energy, Inc. | Spacer grid |
| US9911512B2 (en) | 2012-02-27 | 2018-03-06 | Bwxt Mpower, Inc. | CRDM internal electrical connector |
| US9805832B2 (en) | 2012-02-27 | 2017-10-31 | Bwxt Mpower, Inc. | Control rod drive mechanism (CRDM) mounting system for pressurized water reactors |
| US9959944B2 (en) | 2012-04-12 | 2018-05-01 | Bwxt Mpower, Inc. | Self-supporting radial neutron reflector |
| US10102933B2 (en) | 2012-04-13 | 2018-10-16 | Bwxt Mpower, Inc. | Control rod assembly impact limiter |
| US10124472B2 (en) | 2012-04-16 | 2018-11-13 | Bwxt Mpower, Inc. | Lower end fitting locknut for nuclear fuel assembly |
| US9881701B2 (en) | 2012-04-17 | 2018-01-30 | Bwxt Mpower, Inc. | Spacer grids with springs having improved robustness |
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| CA2870613C (en) | 2012-04-17 | 2021-03-09 | Babcock & Wilcox Mpower, Inc. | Small modular reactor fuel assembly |
| EP2839481B1 (en) | 2012-04-17 | 2017-08-02 | Babcock & Wilcox MPower, Inc. | Lower end fitting locating pins |
| US9378852B2 (en) | 2012-04-17 | 2016-06-28 | Bwxt Mpower, Inc. | Spacer grids for nuclear reactor |
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| WO2013162898A2 (en) | 2012-04-17 | 2013-10-31 | Babcock & Wilcox Mpower, Inc. | Riser transition element for compact nuclear reactor |
| US9767930B2 (en) | 2012-04-17 | 2017-09-19 | Bwxt Mpower, Inc. | Suspended upper internals for compact nuclear reactor including a mid-hanger plate |
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| WO2016022306A1 (en) | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Corning Incorporated | Magazine apparatuses for holding glass articles during processing |
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