JP3034055B2 - 軽水原子炉の燃料組立体 - Google Patents

軽水原子炉の燃料組立体

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JP3034055B2
JP3034055B2 JP2402500A JP40250090A JP3034055B2 JP 3034055 B2 JP3034055 B2 JP 3034055B2 JP 2402500 A JP2402500 A JP 2402500A JP 40250090 A JP40250090 A JP 40250090A JP 3034055 B2 JP3034055 B2 JP 3034055B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、底部タイプレートおよ
び頂部タイプレートの間で互いに間隔を置いて配置され
る多数の垂直な燃料ロッドを含み、燃料ロッド間の空間
内に水を導くための貫通孔が底部タイプレートに設けら
れている軽水原子炉の燃料組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】経験は、例えば原子炉の修理および保守
の際に破砕片が侵入して、このような破砕片が原子炉の
コアを通って循環する水とともに運動することを示して
いる。このような破砕片は、例えば蒸気分離装置の修理
に関連して形成される金属チップ（切り屑）、金属ワイ
ヤーの砕片またはその他の外部から進入した異物から成
っている。これらの破砕片は摩耗による損傷を生じさ
せ、もしこのような損傷が燃料ロッドのような特に容易
に損傷され易い部分に生じる場合には重大な結果を引起
こすのである。
【０００３】加圧水原子炉における上述のような種類の
損傷を回避するために、燃料ロッドの束の下方に以前か
ら存在し、多数の孔を有する底部タイプレートを設け
て、各底部タイプレートが各通常の機能に加えて濾過体
の形態の破片捕捉装置として機能し、破砕片が制御ロッ
ド案内管およびスペーサーを有する燃料ロッドの束に達
するのを阻止できるようになすことが従来から知られて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のような破砕片の侵入を有効に阻止できる優れた性能の
軽水原子炉における燃料ロッド組立体を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明によれば、加圧水ま
たは沸騰水原子炉における燃料組立体の底部タイプレー
トの貫通孔が、能率のよい破砕片の捕捉、特に破砕片が
ワイヤーの砕片および切り屑のような薄い、細長い部片
より成っている場合に能率のよい破砕片の捕捉ができる
ような特別の方法で設計される。良好な結果は本発明に
よって底部タイプレートの貫通孔が複数の部分を有し、
それぞれの部分の中心線が互いに角度をなすように形成
することによって得られる。以下の説明によって明らか
になるように、本発明による底部タイプレートを他の破
砕片捕捉装置に組合せて使用して異なる種々の形状の破
砕片を考慮するように保証するのが適当である。
【０００６】底部タイプレートの貫通孔が複数の部分を
有し、それぞれの部分の中心線が互いに角度をなす本発
明の一形態によれば、一方の部分が他方の部分に変化す
る場所にポケットを有するように貫通孔が配置される。
底部タイプレートの閉塞の危険を減少させるために、底
部タイプレートの一側から延びる貫通孔の一部分が底部
タイプレートの他方の側から延びる貫通孔の少なくとも
２つの部分に対して開放された連通状態になすことがで
きる。このことは底部タイプレートの内部に大きな流路
および大きな開放容積部分を生じさせる。
【０００７】本発明の他の好適形態によれば、底部タイ
プレートの貫通孔がさらに他の部分を有し、それぞれの
部分は中心線が互いに対して相対的に位置ずれしてお
り、水のための底部タイプレートの入口側の部分は水の
ための底部タイプレートの出口側の貫通孔の若干数の部
分に対して共通になされる。これによって底部タイプレ
ートの入口側の貫通孔の部分が通常底部タイプレートの
出口側の貫通孔の部分よりも大きい断面積を有するよう
になされる。底部タイプレートを通る水の流れを増大さ
せるために、底部タイプレートの貫通孔の部分は、それ
ぞれの縁部の側部に沸騰水原子炉の同じ燃料組立体また
は加圧水原子炉の隣接する燃料組立体の燃料ロッドの間
の空間と開放された連通状態に配置されたオリフィスを
有する他の貫通孔の部分すなわち横方向のチャンネル
（流路）によって、底部タイプレートの１つまたはそれ
以上の縁部の側部と開放された連通状態に配置されてい
る。このような開放された連通状態は底部タイプレート
のそれぞれの縁部の側部の垂直な凹部によって有利に得
られるのである。底部タイプレートを通る水の流れをさ
らに増大させることは、底部タイプレートの貫通孔の前
記中心線が互いに角度をなす部分を横方向のチャンネル
として互いに開放された連通状態に配置することによっ
て可能である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の具体例が添付図面を参照しな
がら説明される。
【０００９】図１および図２において、１は実質的に正
方形の断面を有する燃料チャンネルを示す。この燃料チ
ャンネルは大きい遊隙を有しないで、水および減速材の
水を冷却するための下方に面する円形の入口開口３を有
する底部の部分２の上方の正方形の部分を取巻いてい
る。燃料チャンネル１を支持することに加えて、この底
部の部分２はまた支持プレート４を支持している。燃料
チャンネル１は下方の部分が比較的厚い壁部を有し、こ
の壁部は破線５によって示された多数の水平なボルトに
よって底部の部分２および支持プレート４に固定されて
いる。十字形の断面の中空の支持部材７によって燃料チ
ャンネル１は少なくとも実質的に正方形の断面を有する
４つの垂直な管状ケーシング部分６に分割されている。
この支持部材７は燃料チャンネル１の４つの壁部１ａ，
１ｂ，１ｃおよび１ｄに溶接され、４つの中空の翼部８
を有している。この支持部材によって形成される中央の
チャンネルは３２によって示され、下方部分にて減速材
の水の入口管９に連結されている。各管状部分６は２５
本の燃料ロッド１０の束２５を含んでいる。これらのロ
ッドはそれぞれ５つのロッドを含む５つの列状の対称的
な格子の状態に配列されている。それぞれのロッドは互
いに垂直な２つの列内に含まれている。各束は、底部タ
イプレート１１、頂部タイプレート１２および多数のス
ペーサー１３を有するように配置されている。このよう
に底部タイプレート１１、頂部タイプレート１２、スペ
ーサー１３および管状ケーシング部分６を有する燃料ロ
ッドの束２５は１つのユニットを形成し、このユニット
は、本願において燃料組立体と称されるが、図１から図
３までに示される４つの燃料組立体を含む装置は複合燃
料組立体と称されるのである。この複合燃料組立体にお
いて、４つの底部タイプレート１１は支持プレート４に
よって支持されて一部分支持プレート内のそれぞれ対応
する正方形の孔１４内に挿入されている。それぞれの燃
料組立体において少なくとも１つの燃料ロッドには固い
被覆金属材料の比較的長いねじを付された端部プラグ３
３および３４が設けられ、下方の端部プラグ３３は底部
タイプレート１１を貫通してナット１５を設けられてい
て、上方の端部プラグ３４は頂部タイプレート１２を貫
通してナット１６を設けられている。図示の実施例にお
いては、中心のロッド２６がこのようにして形成されて
いる。このロッドはまたスペーサーホルダーロッドとし
て役立つのである。燃料チャンネル１の上端部は共通の
中央部分から伸長する４つの水平アーム１８，１９，２
０および２１を有する十字形の持上げプレート１７を取
巻いている。それぞれのアームは外端部に矢印の形状の
部分２２を有し、これがそれぞれの燃料チャンネル１の
角隅部にて燃料チャンネル１の内壁面に接触している。
持上げハンドル２３がアーム２０および２１に固定され
ている。持上げプレート１７およびハンドル２３はとも
に一体部片の形状に鋳造された鋼製の持上げ部材を形成
している。この持上げプレート１７は４つの垂直棒２８
を支持部材７のそれぞれの翼部８内に挿入してこれに溶
接することによって支持部材７に固定されている。各棒
２８は上端部に垂直のボルト状部分２９を有し、これが
遊隙を有して持上げプレート１７の中央部分の対応する
孔を貫通し、ナット３０を設けられている。図面から明
らかなように、燃料チャンネル１は長手方向に間隔をお
かれて配置された凹部３１を設けられていて、これに対
して支持部材７が溶接されている。
【００１０】加圧水原子炉の３つの隣接して配置される
燃料組立体を示している図４において、垂直の燃料ロッ
ドは４２で示され、矩形の頂部タイプレートは４３で、
矩形の底部タイプレートは４４で、また燃料ロッドを位
置決めするスペーサー部材は４５で示されている。制御
ロッドピンの案内管部材４６は上端部で頂部タイプレー
ト４３に、また下端部で底部タイプレート４４に固定さ
れている。さらに、これらの案内管部材はスペーサー部
材４５に固定されている。
【００１１】図６および図７による底部タイプレート
は、水をこの底部タイプレートを流過させるための貫通
孔５０を有する。これらの孔は部分５０ａおよび５０ｂ
を有し、これらの孔の中心線は互いに対して位置をずら
されている。水のためのこのプレートの入口側５１の貫
通孔の１つの部分５０ａはこのプレートの出口側５２の
貫通孔の若干数の部分５０ｂに対して共通になされてい
る。底部タイプレートの入口側５１の貫通孔の１つの部
分５０ａは底部タイプレートの出口側５２の貫通孔の１
つの部分５０ｂよりも大きい断面積を有している。これ
らの貫通孔の部分５０ａは、角度をなす他の部分すなわ
ち横方向チャンネル５４によって１つまたはそれ以上の
縁部の側部５３に開放された連通状態に配置されてお
り、これらの横方向のチャンネル５４は縁部に沸騰水原
子炉の同じ燃料組立体の燃料ロッドの間、または加圧水
原子炉の同じおよび隣接する燃料組立体の燃料ロッドの
間の空間に開放されて連通状態に配置されるオリフィス
５５を有しているが、必ずしもそのようにする必要はな
い。このような開放された連通状態は底部タイプレート
の縁部の側部５３の凹部によって得られるのである。図
６および図７による底部タイプレートが例えば図１に示
された燃料組立体のような沸騰水原子炉の燃料組立体に
使用される時には、表面５７が支持プレート４と接触
し、縁部の側部５３がケーシング部分１に接触するが、
このことはオリフィス５５を流過した水が燃料ロッド１
０の間の空間に流れることを意味する。孔５０ａおよび
５０ｂを流過する水もまた燃料ロッド１０の間の空間に
流れるのである。図１において、場所的な理由によっ
て、これらの孔５０ａおよび５０ｂは通常の種類の孔と
して概略的に示されている。底部タイプレートの燃料ロ
ッドの端部プラグに対する孔は５９で示されている。図
６および図７による底部タイプレートが例えば図４に示
される燃料組立体のような加圧水原子炉の燃料組立体に
使用される場合には、底部タイプレートは燃料ロッドの
ための孔５９を有していないで、縁部の側部５３が同じ
種類の別の燃料組立体の縁部の側部と接触するのであ
る。また凹部５６も全長にわたって縁部の側部５３の下
縁まで伸長していないで、２つの隣接する底部タイプレ
ートが互いにそれぞれの縁部の側部の底縁部に沿う水平
の延長部全体に沿って互いに接触するようになってい
る。これによってオリフィス５５を流過した水は凹部５
６を経て底部タイプレートの上方の燃料ロッド４２の間
の空間に流れ、燃料組立体の間には隔壁がないから、隣
接する燃料組立体の間の空間まで流れるのである。貫通
孔の部分５０ａはまたさらに他の部分すなわち横方向の
チャンネル５８を介して互いに開放された連通状態に配
置されている。
【００１２】図８および図９による底部タイプレートの
実施例は、さらに若干数の横方向チャンネルを有する点
で図６および図７による実施例と異なる。貫通孔の部分
５０ａを縁部の側部５３に連結する部分すなわち横方向
チャンネル５４および部分５０ａを互いに連結する部分
すなわち横方向チャンネル５８に加えて、貫通孔の部分
５０ｂを互いに、および縁部の側部５３に連結する横方
向チャンネル６０が設けられている図８および図９によ
る底部タイプレートは図６および図７による底部タイプ
レートと同じ方法で、すなわち図１による燃料組立体お
よび燃料ロッドに対する孔５９を有しないで加圧水原子
炉の底部にて閉鎖される凹部５６を有する修正形態にお
けるように使用されることができる。
【００１３】図１０から図１２までによる底部タイプレ
ートにおいては、水のための入口側は６１で示され、燃
料ロッドに対面する水のための出口側は６２で示されて
いる。図１０による底部タイプレートの貫通孔は、その
中心線が互いに角度をなす部分７０ａおよび７０ｂを有
する。図１１による実施例においては、貫通孔は破砕片
を捕捉するためのポケット７１を有するように配置され
ている。図１２による底部タイプレートにおいては、一
側から伸長する部分、例えば側部６１から伸長する部分
７０ａは、底部タイプレートの他側から伸長する２つま
たは３つの部分、すなわち側部６２から伸長する２つま
たは３つの部分７０ｂと開放された連通状態に配置され
ている。この底部タイプレートもまたポケット７１を設
けられている。図１２に示された種類の底部タイプレー
トは過大に大きい開放された内部容積を有している。図
１０から図１２までによる底部タイプレートは図示の実
施例では図４による燃料組立体に使用されている。この
底部タイプレートを図１による燃料組立体に使用する場
合には、図６から図９までによる燃料ロッド１０の端部
プラグのための底部タイプレート内の孔５９に対応する
孔を設けられるのである。このような孔は図示の断面図
では視認できない。
【００１４】水に対する流過抵抗の小さい別個のストレ
ーナー装置に組合せて上述の底部タイプレートを使用し
て、異なる形状の破砕片を捕捉し、燃料組立体の損傷に
対して敏感な部分に侵入するのを阻止するのが適当であ
る。このようなストレーナープレート８０の形状の別個
のストレーナー装置を使用することは図１に破線で示さ
れている。ストレーナープレートは、例えばさらに他の
ナット８１を有するように伸長されている端部プラグ３
３に固定されることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、加圧水または沸騰水原子炉における燃料組立体の底
部タイプレートの貫通孔が複数の部分を有し、それぞれ
の部分の中心線が互いに角度をなすように形成すること
によって能率のよい破砕片の捕捉、特に破砕片がワイヤ
ーの砕片および切り屑のような薄い、細長い部片より成
っている場合に破砕片の進入を有効に阻止できる能率の
よい優れた性能の軽水原子炉における燃料ロッド組立体
を提供することができるのである。貫通孔はさらに他の
部分を有していてもよく、該部分はその中心線が横方向
に位置ずれしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】各燃料組立体に対する底部タイプレートを有す
る本発明による４つの燃料組立体より構成された沸騰水
原子炉の燃料組立体より成る実施例の図２におけるＩ−
Ｉ線に沿って截断した垂直断面図。
【図２】図１における水平面に垂直な燃料組立体より成
る本発明による同じ実施例のＩＩ−ＩＩ線矢視図。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って截断し
た水平断面図。
【図４】本発明による加圧水原子炉の燃料組立体の実施
例を同じ種類の２つの隣接する燃料組立体とともに示す
側面図。
【図５】図４における燃料組立体のＩ−Ｉ線水平断面
図。
【図６】図１による燃料組立体を図４による燃料組立体
の変形態様で拡大尺度で示した実施例の底部タイプレー
トを上から見た図面。
【図７】図６と同じ底部タイプレートを、一部分図６の
線Ｉ−Ｉ線を通る垂直断面図で、また一部分側面図で示
した図面。
【図８】図１による燃料組立体を図４による燃料組立体
の修正形態で拡大尺度で示した実施例の他の底部タイプ
レートを上から見た図面。
【図９】図８と同じ底部タイプレートを一部分図８のＩ
−Ｉ線を通る垂直断面図で、一部分側面図で示した図
面。
【図１０】図４による燃料組立体を図１による燃料組立
体の修正形態で示した３つの異なる底部タイプレートの
部分の垂直断面図。
【図１１】図４による燃料組立体を図１による燃料組立
体の修正形態で示した３つの異なる底部タイプレートの
部分の垂直断面図。
【図１２】図４による燃料組立体を図１による燃料組立
体の修正形態で示した３つの異なる底部タイプレートの
部分の垂直断面図。
【符号の説明】
１ 燃料チャンネル ２ 燃料チャンネルの底部の部分 ３ 円形の入口開口 ４ 支持プレート ５ 水平なボルト ６ 管状ケーシング部分 ７ 支持部材 ８ 中空の翼部 ９ 入口管 １０ 燃料ロッド １１ 底部タイプレート １２ 頂部タイプレート １３ スペーサー １４ 正方形の孔 １５ ナット １７ 持上げプレート １８ 水平のアーム １９ 水平のアーム ２０ 水平のアーム ２１ 水平のアーム ２２ 矢印の形状の部分 ２３ 持上げハンドル ２５ 燃料ロッド１０の束 ２６ 中心のロッド ２８ 垂直棒 ２９ ボルト状部分 ３０ ナット ３１ 凹部 ３２ 中央のチャンネル ３３ 端部プラグ ３４ 端部プラグ ４２ 燃料ロッド ４３ 頂部タイプレート ４４ 底部タイプレート ４５ スペーサー部材 ４６ 制御ロッドピンの案内管部材 ５０ 貫通孔 ５０ａ 底部タイプレートの入口側の貫通孔５０の部分 ５０ｂ 底部タイプレートの出口側の貫通孔５０の部分 ５１ 底部タイプレートの入口側 ５２ 頂部タイプレートの出口側 ５３ 底部タイプレートの縁部の側部 ５４ 貫通孔５０の部分すなわち横方向チャンネル ５５ オリフィス ５６ 凹部 ５７ 表面 ５９ 底部タイプレートの燃料ロッドの端部プラグに対
する孔 ６０ 横方向チャンネル ６１ 底部タイプレートの水のための入口側 ６２ 底部タイプレートの水のための出口側 ７０ａ 底部タイプレートの貫通孔の部分 ７０ｂ 底部タイプレートの貫通孔の部分 ７１ ポケット ８０ 濾過プレート ８１ ナット

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 底部タイプレート（１１，４４）および
    頂部タイプレート（１２，４３）の間で横方向に互いに
    間隔をおいて配置される複数の垂直な燃料ロッド（１
    ０，４２）を有し、前記底部タイプレートは燃料ロッド
    の間の空間内に水を導く貫通孔が設けられている軽水原
    子炉の燃料組立体において、底部タイプレートの貫通孔
    が、底部タイプレートの入口側（５１）の第１の部分
    （５０ａ，７０ａ）、および中心線が第１の部分の中心
    線と角度をなす第２の部分（５４，５８，７０ｂ）を有
    することを特徴とする燃料組立体。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された燃料組立体におい
    て、底部タイプレートの貫通孔が、底部タイプレートの
    出口側（５２）に、中心線が第１の部分（５０ａ）の中
    心線と横方向に位置ずれした第３の部分（５０ｂ）をさ
    らに有することを特徴とする燃料組立体。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載された燃料組立体におい
    て、底部タイプレートの入口側（５１）における水のた
    めの第１の部分（５０ａ）が、底部タイプレートの出口
    側（５２）における水のための第３の部分（５０ｂ）の
    若干数に対して共通であることを特徴とする燃料組立
    体。
  4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載された燃
    料組立体において、底部タイプレートの入口側（５１）
    の第１の部分（５０ａ）が、底部タイプレートの出口側
    （５２）の第３の部分（５０ｂ）より大きい断面積を有
    することを特徴とする燃料組立体。
  5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載された燃
    料組立体において、底部タイプレートの貫通孔の第１の
    部分（５０ａ）が、横方向チャンネルとして機能する第
    ２の部分（５４）によって底部タイプレートの少なくと
    も１つの縁部の側部（５３）と開放された連通状態で配
    置され、前記第２の部分が、縁部の側部に、同じ燃料組
    立体の燃料ロッド（１０，４２）の間の空間または同じ
    燃料組立体と隣接する燃料組立体との燃料ロッドの間の
    空間と開放された連通状態に配置されたオリフィス（５
    ５）を有することを特徴とする燃料組立体。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載された燃料組立体におい
    て、底部タイプレートの縁部の側部（５３）にある、横
    方向チャンネルとして機能する第２の部分（５４）のオ
    リフィス（５５）が、底部タイプレートの縁部の側部の
    垂直な凹部（５６）を介することによって燃料ロッドの
    間の空間に開放された連通状態で配置されていることを
    特徴とする燃料組立体。
  7. 【請求項７】 請求項１から請求項６までのいずれか１
    項に記載された燃料組立体において、底部タイプレート
    の入口側（５１）の第１の部分（５０ａ）が、横方向チ
    ャンネルとして機能する第２の部分（５８）によって互
    いに開放された連通状態で配置されていることを特徴と
    する燃料組立体。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載された燃料組立体におい
    て、貫通孔の第１の部分（７０ａ）が第２の部分（７０
    ｂ）へと変化する場所にポケット（７１）を有するよう
    に貫通孔が配置されていることを特徴とする燃料組立
    体。
  9. 【請求項９】 請求項１または請求項８に記載された燃
    料組立体において、底部タイプレートの入口側（６１）
    から延びている第１の部分（７０ａ）が、底部タイプレ
    ートの出口側（６２）から延びている第２の部分（７０
    ｂ）の少なくとも２つと開放された連通状態で配置され
    ていることを特徴とする燃料組立体。
JP2402500A 1989-12-15 1990-12-14 軽水原子炉の燃料組立体 Expired - Lifetime JP3034055B2 (ja)

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US (1) US5100611A (ja)
EP (1) EP0432739B1 (ja)
JP (1) JP3034055B2 (ja)
DE (1) DE69011486T2 (ja)
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