JP3073787B2 - 破片阻止形下側タイプレート集合体 - Google Patents
破片阻止形下側タイプレート集合体Info
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- G—PHYSICS
- 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
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/12—Means forming part of the element for locating it within the reactor core
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/307—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
-
- G—PHYSICS
- 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
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、破片阻止形の原子炉燃
料集合体に関し、詳しくは冷却材（例えば水）の流れに
よって運ばれる有害な破片を収集するために構成されて
いる下側タイプレートユニットを採用しているような燃
料集合体に関する。本発明は特に、米国特許第４８４９
１６１号明細書に記載されている形式の破片阻止形格子
スペーサと組み合わせることが有用である。
料集合体に関し、詳しくは冷却材（例えば水）の流れに
よって運ばれる有害な破片を収集するために構成されて
いる下側タイプレートユニットを採用しているような燃
料集合体に関する。本発明は特に、米国特許第４８４９
１６１号明細書に記載されている形式の破片阻止形格子
スペーサと組み合わせることが有用である。
【０００２】
【従来の技術】上記米国特許明細書に記載されているよ
うに、加圧水形原子炉（ＰＷＲ）のなどのような原子炉
の運転中において、ナット、ボルト、金属切削屑、針
金、スプライス、グロメット、ドリル刃、針金片などの
ような破片がしばしば建造中や修理中に原子炉内にとど
まることが確認されている。この種の破片の中間的な寸
法（１／２インチから４インチ）は、その破片が燃料棒
の底（下端）の近くに冷却水によって運ばれるので特に
やっかいである。その破片は動く冷却材内において振動
し、主に燃料棒の下端に衝突し、最終的にその点におい
て燃料棒の被覆管を擦り減らし、摩耗させる。上記米国
特許明細書に記載されているように、この問題を解決す
るために燃料棒に非常に長い下側エンドキャップが使用
されている。このエンドキャップには燃料が詰められて
なく、従ってここに亀裂あるいは開口が生じても放射能
が漏れ出ることはない。しかしこの細長いエンドキャッ
プの使用は、原子炉の所定の総寸法に対する出力比を低
減してしまうおそれがある。
うに、加圧水形原子炉（ＰＷＲ）のなどのような原子炉
の運転中において、ナット、ボルト、金属切削屑、針
金、スプライス、グロメット、ドリル刃、針金片などの
ような破片がしばしば建造中や修理中に原子炉内にとど
まることが確認されている。この種の破片の中間的な寸
法（１／２インチから４インチ）は、その破片が燃料棒
の底（下端）の近くに冷却水によって運ばれるので特に
やっかいである。その破片は動く冷却材内において振動
し、主に燃料棒の下端に衝突し、最終的にその点におい
て燃料棒の被覆管を擦り減らし、摩耗させる。上記米国
特許明細書に記載されているように、この問題を解決す
るために燃料棒に非常に長い下側エンドキャップが使用
されている。このエンドキャップには燃料が詰められて
なく、従ってここに亀裂あるいは開口が生じても放射能
が漏れ出ることはない。しかしこの細長いエンドキャッ
プの使用は、原子炉の所定の総寸法に対する出力比を低
減してしまうおそれがある。
【０００３】上記米国特許明細書には、下側タイプレー
トの上あるいはその直ぐ上に置かれている最下側格子ス
ペーサが記載されている。その格子スペーサの幾何学的
形状は、下側タイプレートにある冷却材流開口をもっと
小さな開口に分割し、これによって、破片が燃料棒に接
触する前に下側タイプレートの近くの領域で少なくとも
破片の一部を捕捉するように形成されている。
トの上あるいはその直ぐ上に置かれている最下側格子ス
ペーサが記載されている。その格子スペーサの幾何学的
形状は、下側タイプレートにある冷却材流開口をもっと
小さな開口に分割し、これによって、破片が燃料棒に接
触する前に下側タイプレートの近くの領域で少なくとも
破片の一部を捕捉するように形成されている。
【０００４】破片問題の重要性については、例えば米国
特許第４６５２４２５号明細書、同第４６８４４９５号
明細書、同第４６８４４９６号、同第４７８１８８４号
明細書、同第４８２８７９１号明細書および同第４８３
２９０５号明細書に記載されている。
特許第４６５２４２５号明細書、同第４６８４４９５号
明細書、同第４６８４４９６号、同第４７８１８８４号
明細書、同第４８２８７９１号明細書および同第４８３
２９０５号明細書に記載されている。
【０００５】破片問題を減少するための上述した解決策
は下側タイプレートの近くの領域に注目して行われてい
るので、その対策には、破片を希望通りに収集する装置
を挿入するために、タイプレートの近くにおいて有効な
燃料棒の長さから補助的なスペースをとる必要がある。
更に別の解決対策によれば、冷却材の圧力が低下してし
まい、これにより冷却材への所望の熱伝達が損なわれて
しまっている。
は下側タイプレートの近くの領域に注目して行われてい
るので、その対策には、破片を希望通りに収集する装置
を挿入するために、タイプレートの近くにおいて有効な
燃料棒の長さから補助的なスペースをとる必要がある。
更に別の解決対策によれば、冷却材の圧力が低下してし
まい、これにより冷却材への所望の熱伝達が損なわれて
しまっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、垂直
方向の寸法が小さく、それにも拘わらず破片を十分に捕
捉することができ、且つ上述した米国特許第４８４９１
６１号明細書に記載されている破片阻止形格子スペーサ
と組み合わせての使用に適している下側タイプレート
（即ち低い形状の下側タイプレート）を得ることにあ
る。
方向の寸法が小さく、それにも拘わらず破片を十分に捕
捉することができ、且つ上述した米国特許第４８４９１
６１号明細書に記載されている破片阻止形格子スペーサ
と組み合わせての使用に適している下側タイプレート
（即ち低い形状の下側タイプレート）を得ることにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、加圧水形原子炉の燃料棒および案内管の最下端を相
互に結合するためおよび冷却材の流れによって運ばれる
破片を捕捉するための低い形状の下側タイプレート集合
体は本発明に基づいて、互いに間隔を隔てられた上側平
面部材と下側平面部材およびこれら両部材の周囲を取り
囲んで延びこれらを互いに結合するスカート部材を有
し、前記下側平面部材は下側タイプレート集合体の中に
冷却材が垂直に流入する少数の大きな開口を有し、上側
平面部材が冷却材によって運ばれる破片粒子の少なくと
も一部を捕捉する非常に小さな多数の冷却材流開口を破
片に対する抵抗体として列を成して有している。この下
側タイプレート集合体は更に複数の案内管ねじを有し、
これらの案内管ねじが、前記下側平面部材を貫通しこれ
に結合され、案内管の最下端を支持し位置決めするのに
十分な高さまで上側平面部材を貫通して延び、前記上側
平面部材から上向きに突出した案内管スリーブによって
取り囲まれ、前記下側平面部材を貫通して延びる案内管
ねじの部分が、下側タイプレート集合体に対する支持板
に結合された整合ピンに係合するために適用される。
に、加圧水形原子炉の燃料棒および案内管の最下端を相
互に結合するためおよび冷却材の流れによって運ばれる
破片を捕捉するための低い形状の下側タイプレート集合
体は本発明に基づいて、互いに間隔を隔てられた上側平
面部材と下側平面部材およびこれら両部材の周囲を取り
囲んで延びこれらを互いに結合するスカート部材を有
し、前記下側平面部材は下側タイプレート集合体の中に
冷却材が垂直に流入する少数の大きな開口を有し、上側
平面部材が冷却材によって運ばれる破片粒子の少なくと
も一部を捕捉する非常に小さな多数の冷却材流開口を破
片に対する抵抗体として列を成して有している。この下
側タイプレート集合体は更に複数の案内管ねじを有し、
これらの案内管ねじが、前記下側平面部材を貫通しこれ
に結合され、案内管の最下端を支持し位置決めするのに
十分な高さまで上側平面部材を貫通して延び、前記上側
平面部材から上向きに突出した案内管スリーブによって
取り囲まれ、前記下側平面部材を貫通して延びる案内管
ねじの部分が、下側タイプレート集合体に対する支持板
に結合された整合ピンに係合するために適用される。
【０００８】更に上述の課題を解決するために、燃料棒
および案内管の最下端を相互に結合するためおよび冷却
材の流れによって運ばれる破片を捕捉するための下側タ
イプレート集合体は本発明に基づいて、互いに間隔を隔
てられた上側平面部材と下側平面部材およびこれら両部
材の周囲を取り囲んで延びこれらを互いに結合するスカ
ート部材を有し、前記下側平面部材は燃料集合体の中に
冷却材が垂直に流入する少数の大きな開口を有し、上側
平面部材が冷却材によって運ばれる破片粒子の少なくと
も一部を捕捉する非常に小さな多数の冷却材流開口を破
片に対する抵抗体として列を成して有している。その下
側平面部材にある大きな開口は、上側平面部材、下側平
面部材およびスカート部材によって形成された空洞の中
に向かってフレアが付けられ、大きな開口はその空洞に
破片を捕捉し易くするために流入する冷却材に乱流を生
じさせるように形成されている。
および案内管の最下端を相互に結合するためおよび冷却
材の流れによって運ばれる破片を捕捉するための下側タ
イプレート集合体は本発明に基づいて、互いに間隔を隔
てられた上側平面部材と下側平面部材およびこれら両部
材の周囲を取り囲んで延びこれらを互いに結合するスカ
ート部材を有し、前記下側平面部材は燃料集合体の中に
冷却材が垂直に流入する少数の大きな開口を有し、上側
平面部材が冷却材によって運ばれる破片粒子の少なくと
も一部を捕捉する非常に小さな多数の冷却材流開口を破
片に対する抵抗体として列を成して有している。その下
側平面部材にある大きな開口は、上側平面部材、下側平
面部材およびスカート部材によって形成された空洞の中
に向かってフレアが付けられ、大きな開口はその空洞に
破片を捕捉し易くするために流入する冷却材に乱流を生
じさせるように形成されている。
【０００９】
【実施例】以下図面について本発明の実施例を詳細に説
明する。
明する。
【００１０】図１において１４×１４本の燃料棒の束か
ら成る燃料集合体は符号１０で示されている。燃料集合
体１０は多数（例えば１７６本）の燃料棒の両端を保持
する上側タイプレート１２と下側タイプレート１４とを
有している。数本（例えば５本）の案内管１１が上側タ
イプレート１２に取り付けられ（図２参照）、また下側
に示されているように下側タイプレート１４にも取り付
けられている。両タイプレート１２，１４間において複
数（例えば８個）の格子スペーサ１５が燃料棒１３の長
手方向に分布して配置されており、公知のようにその中
を燃料棒１３および案内管１１が通過して延びるセルを
形成している。最下端の格子スペーサ１５′は米国特許
第４８４９１６１号明細書に図示され説明されている破
片阻止形スペーサとして示されている。この破片阻止形
スペーサ１５′についてはその米国特許明細書に詳述さ
れているので、ここではその説明を省略する。
ら成る燃料集合体は符号１０で示されている。燃料集合
体１０は多数（例えば１７６本）の燃料棒の両端を保持
する上側タイプレート１２と下側タイプレート１４とを
有している。数本（例えば５本）の案内管１１が上側タ
イプレート１２に取り付けられ（図２参照）、また下側
に示されているように下側タイプレート１４にも取り付
けられている。両タイプレート１２，１４間において複
数（例えば８個）の格子スペーサ１５が燃料棒１３の長
手方向に分布して配置されており、公知のようにその中
を燃料棒１３および案内管１１が通過して延びるセルを
形成している。最下端の格子スペーサ１５′は米国特許
第４８４９１６１号明細書に図示され説明されている破
片阻止形スペーサとして示されている。この破片阻止形
スペーサ１５′についてはその米国特許明細書に詳述さ
れているので、ここではその説明を省略する。
【００１１】各燃料棒１３は燃料ペレット１６の積層体
を有している。各積層体におけるペレット１６は、燃料
棒１３の上端と最上部のペレット１６との間に配置され
たばね１７によって互いに密接状態を維持されている。
各燃料棒の下側エンドキャップ１８は、原子炉の通常運
転における燃料棒１３の直線的な成長を考慮に入れて、
下側タイプレート１４の上側部分に極めて接近している
が間隔を開けられている。下側タイプレート１４の底か
ら最上部のペレット１６の頂点（例えば有効燃料の頂
点）までの総合高さは、例えば１２フィートよりも数イ
ンチ小さい。
を有している。各積層体におけるペレット１６は、燃料
棒１３の上端と最上部のペレット１６との間に配置され
たばね１７によって互いに密接状態を維持されている。
各燃料棒の下側エンドキャップ１８は、原子炉の通常運
転における燃料棒１３の直線的な成長を考慮に入れて、
下側タイプレート１４の上側部分に極めて接近している
が間隔を開けられている。下側タイプレート１４の底か
ら最上部のペレット１６の頂点（例えば有効燃料の頂
点）までの総合高さは、例えば１２フィートよりも数イ
ンチ小さい。
【００１２】図４から図６を参照して本発明に基づいて
構成された下側タイプレート１４について説明する。図
６の横断面図から分かるように、下側タイプレート１４
は多数の孔を持った上側平面部材２０（図５に示した平
面図参照）と多数の孔を持った下側平面部材２２（図４
に示した底面図参照）とから成っている。上側平面部材
２０は非常に小さな直径（例えば０．２３８インチ）の
多数の孔２４を有し、下側平面部材２２は大きな直径
（例えば２．２５インチ）の少数（例えば４個）の開口
２５を有している。この大きな開口２５を通って図６に
矢印で示したように燃料集合体の中に冷却材が垂直方向
に流入する。
構成された下側タイプレート１４について説明する。図
６の横断面図から分かるように、下側タイプレート１４
は多数の孔を持った上側平面部材２０（図５に示した平
面図参照）と多数の孔を持った下側平面部材２２（図４
に示した底面図参照）とから成っている。上側平面部材
２０は非常に小さな直径（例えば０．２３８インチ）の
多数の孔２４を有し、下側平面部材２２は大きな直径
（例えば２．２５インチ）の少数（例えば４個）の開口
２５を有している。この大きな開口２５を通って図６に
矢印で示したように燃料集合体の中に冷却材が垂直方向
に流入する。
【００１３】下側平面部材２２は、（一部断面で図示し
た）下側炉心支持板２６の上にそこにある冷却材チャネ
ル２７にその大きな開口２５を一致して置くように設計
されている。図６に示されているように、大きな開口２
５の入口（下側）直径は直接これに隣接する下側炉心支
持板２６の冷却材チャネル２７の出口（上側）直径より
も大きい。更に大きな開口２５の出口（上側）直径はそ
の入口直径よりも大きくされている。上側平面部材２
０、下側平面部材２２および周囲のスカート部材２８に
より形成された空洞２３の中に冷却材が流入するとき、
その冷却材を望み通りに圧力降下させ特別な乱流を生じ
させるために、大きな開口２５に対してフレア（４分の
１円の丸み）付きのコーナ２１が設けられている。図１
と図６から分かるようにスカート部材２８は、必要に応
じて特殊な原子炉の流れの要求に応じて冷却材バイパス
孔２９を備えている。
た）下側炉心支持板２６の上にそこにある冷却材チャネ
ル２７にその大きな開口２５を一致して置くように設計
されている。図６に示されているように、大きな開口２
５の入口（下側）直径は直接これに隣接する下側炉心支
持板２６の冷却材チャネル２７の出口（上側）直径より
も大きい。更に大きな開口２５の出口（上側）直径はそ
の入口直径よりも大きくされている。上側平面部材２
０、下側平面部材２２および周囲のスカート部材２８に
より形成された空洞２３の中に冷却材が流入するとき、
その冷却材を望み通りに圧力降下させ特別な乱流を生じ
させるために、大きな開口２５に対してフレア（４分の
１円の丸み）付きのコーナ２１が設けられている。図１
と図６から分かるようにスカート部材２８は、必要に応
じて特殊な原子炉の流れの要求に応じて冷却材バイパス
孔２９を備えている。
【００１４】なお図６に示されているように、下側平面
部材２２の厚みは上側平面部材２０の厚みの約２倍とな
っている。下側平面部材２２の大きな厚みは、その部材
２２を通して延び案内管ねじ３１を受ける複数（４個）
の孔３０を開けることを容易にしている。案内管ねじ３
１は特別な形状と材料（好適にはインコネル）とを有し
ており、漸次直径が小さくなっている第１肩部３２、第
２肩部３３および第３肩部３４を有している。これらの
肩部３２、３３、３４は、対応する上側平面部材２０に
ある肩部、案内管スリーブ３５の最下端および雌ねじ付
き案内管ナット３６の最下側肩部にそれぞれ突き当たっ
ている。案内管ナット３６は案内管１１の下端の中に固
定（溶接）され、案内管スリーブ３５内にぴったりはま
り込み案内管ねじ３１のねじ付き最上端に係合するため
に、案内管１１の端部を越えて突出している。
部材２２の厚みは上側平面部材２０の厚みの約２倍とな
っている。下側平面部材２２の大きな厚みは、その部材
２２を通して延び案内管ねじ３１を受ける複数（４個）
の孔３０を開けることを容易にしている。案内管ねじ３
１は特別な形状と材料（好適にはインコネル）とを有し
ており、漸次直径が小さくなっている第１肩部３２、第
２肩部３３および第３肩部３４を有している。これらの
肩部３２、３３、３４は、対応する上側平面部材２０に
ある肩部、案内管スリーブ３５の最下端および雌ねじ付
き案内管ナット３６の最下側肩部にそれぞれ突き当たっ
ている。案内管ナット３６は案内管１１の下端の中に固
定（溶接）され、案内管スリーブ３５内にぴったりはま
り込み案内管ねじ３１のねじ付き最上端に係合するため
に、案内管１１の端部を越えて突出している。
【００１５】燃料集合体１０の通常の組立において、案
内管１１および対応した案内管スリーブ３５は燃料棒１
３に沿って取付け具に組み立てられる。その後案内管１
１およびスリーブ３５が上側平面部材２０の上側面と接
触したとき、案内管ねじ３１が下側平面部材２２にねじ
込まれ、最終的に下側タイプレート１４を燃料集合体１
０に固定するために案内管ナット３６にねじ込まれる。
案内管ねじ３１はその下側部分に中空円錐中央部分３９
が形成されており、その中央部分３９は、下側炉心支持
板２６から上向きに延びる整合ピン４０に対応させられ
ている。
内管１１および対応した案内管スリーブ３５は燃料棒１
３に沿って取付け具に組み立てられる。その後案内管１
１およびスリーブ３５が上側平面部材２０の上側面と接
触したとき、案内管ねじ３１が下側平面部材２２にねじ
込まれ、最終的に下側タイプレート１４を燃料集合体１
０に固定するために案内管ナット３６にねじ込まれる。
案内管ねじ３１はその下側部分に中空円錐中央部分３９
が形成されており、その中央部分３９は、下側炉心支持
板２６から上向きに延びる整合ピン４０に対応させられ
ている。
【００１６】各案内管ねじ３１の中央を通して案内管ブ
リード孔４１も設けられている。
リード孔４１も設けられている。
【００１７】中央案内管１１ｃは上側平面部材２０を貫
通しており、空洞２３の中に延びているブリード横孔４
１ｃを備えている。
通しており、空洞２３の中に延びているブリード横孔４
１ｃを備えている。
【００１８】図示されているように中央案内管１１ｃ
は、案内管スリーブあるいは案内管ねじを使用せずに普
通の方式で支持されている。
は、案内管スリーブあるいは案内管ねじを使用せずに普
通の方式で支持されている。
【００１９】上側平面部材２０にある小さな直径（０．
２３８インチ）の孔２４は、垂直に走る開口として示さ
れている。しかし或る設備においては別の幾何学的形状
が適用される。上側平面部材２０にある開口は下側平面
部材２２にある開口と連通し、スカート部材２８は、燃
料棒１３の下端１８の望ましくない損耗により生ずると
見られる破片の大部分を捕捉する働きをする。なお特に
大きな開口２５を通る冷却材の流れは、その開口２５の
出口の面取りされたコーナ２１にぴったり沿って空洞２
３の中に流れる。その結果、冷却材によって運ばれる金
属削り屑、針金、ナットなどの破片は、空洞２３を真っ
直ぐ上に流れる通路からそらされる。それにより生ずる
空洞２３への冷却材の乱流は、破片を空洞２３内に十分
にとどまらせる。勿論、上側平面部材２０にある小さな
開口２４は、大きな破片の通過を良好に阻止する。大き
な開口２５、小さな開口２４および空洞２３の相対的な
寸法および形状の総合作用は、既に実用されている燃料
集合体では得られないような良好な効果を生ずることが
確認されている。
２３８インチ）の孔２４は、垂直に走る開口として示さ
れている。しかし或る設備においては別の幾何学的形状
が適用される。上側平面部材２０にある開口は下側平面
部材２２にある開口と連通し、スカート部材２８は、燃
料棒１３の下端１８の望ましくない損耗により生ずると
見られる破片の大部分を捕捉する働きをする。なお特に
大きな開口２５を通る冷却材の流れは、その開口２５の
出口の面取りされたコーナ２１にぴったり沿って空洞２
３の中に流れる。その結果、冷却材によって運ばれる金
属削り屑、針金、ナットなどの破片は、空洞２３を真っ
直ぐ上に流れる通路からそらされる。それにより生ずる
空洞２３への冷却材の乱流は、破片を空洞２３内に十分
にとどまらせる。勿論、上側平面部材２０にある小さな
開口２４は、大きな破片の通過を良好に阻止する。大き
な開口２５、小さな開口２４および空洞２３の相対的な
寸法および形状の総合作用は、既に実用されている燃料
集合体では得られないような良好な効果を生ずることが
確認されている。
【００２０】なお下側タイプレート１４の有利なフィル
タ作用も得られ、同時に下側タイプレート１４の高さも
２５％以上（例えば２６７７インチから２００インチ
に）低減される。この下側タイプレート１４の高さの減
少は、原子炉の出力容量を低減することなしに、燃料棒
１３のエンドキャップ１８を相応して長くできる。長い
エンドキャップ１８は破片阻止に対する安全性を増加す
る。しかも下側タイプレート１４の高さの低減は、冷却
材の流れを望ましくないほど減少することなしに達成さ
れる。
タ作用も得られ、同時に下側タイプレート１４の高さも
２５％以上（例えば２６７７インチから２００インチ
に）低減される。この下側タイプレート１４の高さの減
少は、原子炉の出力容量を低減することなしに、燃料棒
１３のエンドキャップ１８を相応して長くできる。長い
エンドキャップ１８は破片阻止に対する安全性を増加す
る。しかも下側タイプレート１４の高さの低減は、冷却
材の流れを望ましくないほど減少することなしに達成さ
れる。
【００２１】更に上側平面部材２０の厚みは従来のもの
に比べて減少されているけれども、下側平面部材２２に
固定（ねじ止め）された設計変更された案内管付属品ね
じ３１が、案内管付属品の二重の機能を有しており、下
側炉心支持板２６に支持されている整合ピン４０と係合
している。
に比べて減少されているけれども、下側平面部材２２に
固定（ねじ止め）された設計変更された案内管付属品ね
じ３１が、案内管付属品の二重の機能を有しており、下
側炉心支持板２６に支持されている整合ピン４０と係合
している。
【００２２】案内管ねじ３１に対してインコネル材料を
使用することは、特にそのねじ３１の取扱中および衝撃
による損傷の可能性を有利に減少する。
使用することは、特にそのねじ３１の取扱中および衝撃
による損傷の可能性を有利に減少する。
【００２３】上述した配置構造は破片を阻止する度合を
増大する。少なくともその増大の一部は、多数の孔を持
った上側平面部材２０の存在により空洞２３内に発生さ
れる背圧が、下側タイプレート１４への入口において並
置された冷却材チャネル２７と開口２５の異なった直径
と関連して、冷却材流に出口２１において半径方向の流
れを生じて空洞２３内に乱流を生ずることに起因してい
るものと考えられる。これによって下側タイプレート１
４を通過する破片粒子の動きは妨げられ、破片粒子は空
洞２３内に有利に集められ残される。
増大する。少なくともその増大の一部は、多数の孔を持
った上側平面部材２０の存在により空洞２３内に発生さ
れる背圧が、下側タイプレート１４への入口において並
置された冷却材チャネル２７と開口２５の異なった直径
と関連して、冷却材流に出口２１において半径方向の流
れを生じて空洞２３内に乱流を生ずることに起因してい
るものと考えられる。これによって下側タイプレート１
４を通過する破片粒子の動きは妨げられ、破片粒子は空
洞２３内に有利に集められ残される。
【００２４】図７を参照して、本発明に基づいて構成さ
れた異なる実施例の下側タイプレート１４′について説
明する。図７において図６と同一の部品はそれと同一の
数字に′記号を付して示されている。図７において下側
タイプレート１４′は多数の孔２４を持った上側平面部
材２０と多数の開口２５′を持った下側平面部材２２′
とから成っている。上側平面部材２０は非常に小さな直
径（例えば０．２３８インチ）の多数の孔２４を有し、
下側平面部材２２′は大きな直径（例えば２．２５イン
チ）の少数（例えば４個）の開口２５′を有している。
この大きな開口２５′は面取りされたコーナ２１′を有
し、図７に矢印で示したように燃料集合体の中に垂直方
向に流入する冷却材の流れに適合させられている。
れた異なる実施例の下側タイプレート１４′について説
明する。図７において図６と同一の部品はそれと同一の
数字に′記号を付して示されている。図７において下側
タイプレート１４′は多数の孔２４を持った上側平面部
材２０と多数の開口２５′を持った下側平面部材２２′
とから成っている。上側平面部材２０は非常に小さな直
径（例えば０．２３８インチ）の多数の孔２４を有し、
下側平面部材２２′は大きな直径（例えば２．２５イン
チ）の少数（例えば４個）の開口２５′を有している。
この大きな開口２５′は面取りされたコーナ２１′を有
し、図７に矢印で示したように燃料集合体の中に垂直方
向に流入する冷却材の流れに適合させられている。
【００２５】下側平面部材２２′は、その大きな開口２
５′が（一部断面で図示した）下側炉心支持板２６′の
冷却材チャネル２７′に一致するように設計されてい
る。図７に示されているように、大きな開口２５′の入
口（下側）直径は直接これに隣接する下側炉心支持板２
６′の冷却材チャネル２７′の出口（上側）直径と同じ
か僅かに大きい。更に大きな開口２５′の出口（上側）
直径はその入口直径よりも大きい。上側平面部材２０、
下側平面部材２２′および周囲のスカート部材２８によ
り形成された空洞２３の中に冷却材が流入するとき、そ
の冷却材を望み通りに圧力降下させ特別な乱流を生じさ
せるために、大きな開口２５′に対してフレア（４分の
１円の丸み）付きのコーナ２１′が設けられている。図
６の実施例と同様に、スカート部材２８は、必要に応じ
て原子炉の特殊な流れの要求に応じて冷却材バイパス孔
備えることもできる。
５′が（一部断面で図示した）下側炉心支持板２６′の
冷却材チャネル２７′に一致するように設計されてい
る。図７に示されているように、大きな開口２５′の入
口（下側）直径は直接これに隣接する下側炉心支持板２
６′の冷却材チャネル２７′の出口（上側）直径と同じ
か僅かに大きい。更に大きな開口２５′の出口（上側）
直径はその入口直径よりも大きい。上側平面部材２０、
下側平面部材２２′および周囲のスカート部材２８によ
り形成された空洞２３の中に冷却材が流入するとき、そ
の冷却材を望み通りに圧力降下させ特別な乱流を生じさ
せるために、大きな開口２５′に対してフレア（４分の
１円の丸み）付きのコーナ２１′が設けられている。図
６の実施例と同様に、スカート部材２８は、必要に応じ
て原子炉の特殊な流れの要求に応じて冷却材バイパス孔
備えることもできる。
【００２６】幾つかの用途において、下側タイプレート
１４′はボス３４′を有し、このボス３４′は案内管ス
リーブ３５の最下端および雌ねじ付き案内管ナット３６
の最下側肩部にそれぞれ突き当たっている。案内管ナッ
ト３６は案内管１１の下端に固定（溶接）され、案内管
スリーブ３５内にぴったりはまり込み案内管ねじ３１′
のねじ付き最上端に係合するために、案内管１１の端部
を越えて突出している。
１４′はボス３４′を有し、このボス３４′は案内管ス
リーブ３５の最下端および雌ねじ付き案内管ナット３６
の最下側肩部にそれぞれ突き当たっている。案内管ナッ
ト３６は案内管１１の下端に固定（溶接）され、案内管
スリーブ３５内にぴったりはまり込み案内管ねじ３１′
のねじ付き最上端に係合するために、案内管１１の端部
を越えて突出している。
【００２７】燃料集合体１０の通常の組立において、案
内管１１および対応した案内管スリーブ３５は燃料棒１
３に沿って取付け具に組み立てられる。その後案内管１
１およびスリーブ３５が案内ボス３４′の上側面と接触
したとき、下側タイプレート１４′を燃料集合体１０に
固定するために、案内管ねじ３１′が案内管ナット３６
にねじ込まれる。案内管ボス３４′はその下側部分に中
空円錐中央部分３９′が形成されており、その中央部分
３９′は、下側炉心支持板２６′から上向きに延びる整
合ピン４０に対応させられている。各案内管ボス３４′
の中央を通して案内管ブリード孔も設けられる。
内管１１および対応した案内管スリーブ３５は燃料棒１
３に沿って取付け具に組み立てられる。その後案内管１
１およびスリーブ３５が案内ボス３４′の上側面と接触
したとき、下側タイプレート１４′を燃料集合体１０に
固定するために、案内管ねじ３１′が案内管ナット３６
にねじ込まれる。案内管ボス３４′はその下側部分に中
空円錐中央部分３９′が形成されており、その中央部分
３９′は、下側炉心支持板２６′から上向きに延びる整
合ピン４０に対応させられている。各案内管ボス３４′
の中央を通して案内管ブリード孔も設けられる。
【００２８】上側平面部材２０の厚みは従来のものに比
べて減少させられているが、設計変更された案内管ボス
３４′は、下側炉心支持板２６′に設けられている整合
ピン４０に対して十分な遊びを形成する案内管ナット
（最終固定具）３６に案内管ねじ３１′を固定（ねじ止
め）することを可能にする。
べて減少させられているが、設計変更された案内管ボス
３４′は、下側炉心支持板２６′に設けられている整合
ピン４０に対して十分な遊びを形成する案内管ナット
（最終固定具）３６に案内管ねじ３１′を固定（ねじ止
め）することを可能にする。
【００２９】本発明の有利な実施例について説明した
が、勿論本発明は特許請求の範囲の枠内において種々に
変更して実施できる。
が、勿論本発明は特許請求の範囲の枠内において種々に
変更して実施できる。
【図１】本発明に基づく燃料集合体の一部断面側面図で
ある。
ある。
【図２】図１におけるＡ−Ａ′線に沿った拡大平面図で
ある。
ある。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ′線に沿った図２と同一寸
法の横断面図である。
法の横断面図である。
【図４】図１におけるＣ−Ｃ′線に沿った図３と同一寸
法の底面図である。
法の底面図である。
【図５】図１における下側タイプレートと案内管の平面
図である。
図である。
【図６】図５におけるＤ−Ｄ′線に沿った断面図であ
る。
る。
【図７】本発明に基づく燃料集合体の異なる実施例の図
６に相応した断面図である。
６に相応した断面図である。
１０ 燃料集合体 １１ 案内管 １２ 上側タイプレート １３ 燃料棒 １４ 下側タイプレート １５ 格子スペーサ １６ 燃料ペレット １７ ばね １８ エンドキャップ ２０ 上側平面部材 ２２ 下側平面部材 ２３ 空洞 ２４ 孔 ２５ 大きな開口 ３０ 孔 ３５ 案内管スリーブ ４０ 整合ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス エル フオード アメリカ合衆国 99352 ワシントン リツチランド ローズウツド コート 2224 (56)参考文献 特開 昭62−24184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 3/30 G21C 3/32
Claims (29)
- 【請求項１】 加圧水形原子炉の燃料棒および案内管の
最下端を相互に結合するためおよび冷却材の流れによっ
て運ばれる破片を捕捉するための下側タイプレート集合
体において、この下側タイプレート集合体が、互いに間
隔を隔てられた上側平面部材と下側平面部材およびこれ
ら両部材の周囲を取り囲んで延びこれらを互いに結合す
るスカート部材を有し、前記下側平面部材は下側タイプ
レート集合体の中に冷却材が垂直に流入する少数の大き
な開口を有し、上側平面部材が冷却材によって運ばれる
破片粒子の少なくとも一部を捕捉する非常に小さな多数
の冷却材流開口を破片に対する抵抗体として列を成して
有しており、前記下側タイプレート集合体が更に複数の
案内管ねじを有し、これらの案内管ねじが、前記下側平
面部材を貫通しこれに結合され、案内管の最下端を支持
し位置決めするのに十分な高さまで上側平面部材を貫通
して延び、前記上側平面部材から上向きに突出した案内
管スリーブによって取り囲まれ、前記下側平面部材を貫
通して延びる案内管ねじの部分が、下側タイプレート集
合体に対する支持板に結合された整合ピンに係合するた
めに適用されていることを特徴とする破片阻止形下側タ
イプレート集合体。 - 【請求項２】 前記上側平面部材にある冷却材流開口
が、この上側平面部材を貫通して延びるほぼ垂直に走る
孔であり、これらの孔が同じ寸法で規則正しい列を成し
て配置されていることを特徴とする請求項１記載の下側
タイプレート集合体。 - 【請求項３】 前記下側平面部材にある冷却材流開口
が、この下側平面部材を貫通して延びるほぼ垂直に走る
孔であり、これらの孔が同じ寸法で規則正しい列を成し
て配置されていることを特徴とする請求項１記載の下側
タイプレート集合体。 - 【請求項４】 前記下側平面部材にある大きな開口が、
ほぼ円筒状の下側部分と、前記上側平面部材、下側平面
部材およびスカート部材によって形成された空洞に開口
するフレア付き上側部分とを有していることを特徴とす
る請求項１記載の下側タイプレート集合体。 - 【請求項５】 前記フレア付き上側部分が、前記空洞に
流入する冷却材に乱流を生じさせるためにその空洞への
入口に面取りされたコーナを有していることを特徴とす
る請求項４記載の下側タイプレート集合体。 - 【請求項６】 前記下側平面部材が、案内管ねじを下側
タイプレート集合体に固定するための複数のねじ孔を有
していることを特徴とする請求項１記載の下側タイプレ
ート集合体。 - 【請求項７】 前記案内管ねじが、その最下端部分に支
持板にある整合ピンと係合するために適用される中空中
央部分を有していることを特徴とする請求項１記載の下
側タイプレート集合体。 - 【請求項８】 前記案内管ねじが、支持板に係合するた
めの上側平面部材を貫通して延びるねじ付き終端部分を
有していることを特徴とする請求項１記載の下側タイプ
レート集合体。 - 【請求項９】 前記案内管ねじが、前記上側平面部材と
係合するために少なくとも１つの肩部を有していること
を特徴とする請求項８記載の下側タイプレート集合体。 - 【請求項１０】 上側タイプレート、下側タイプレー
ト、これら両タイプレート間を延びる複数の燃料棒、前
記両タイプレート間を延びこれらに固定されている複数
の案内管および前記両タイプレート間において燃料棒に
沿って配置され燃料棒および案内管が貫通して延びるセ
ルを形成する複数の格子スペーサから構成され、少なく
とも下側タイプレートが、その冷却材が流入する最下端
に複数の大きな開口を有し、下側タイプレートの最下端
が炉心支持板によって支持されるために適用され、この
支持板がそこから突出した整合ピンを有し、案内管が下
側タイプレートから上向きに延びる案内管スリーブの内
部に支持される加圧水形原子炉の燃料集合体において、
前記下側タイプレートが、互いに間隔を隔てられた上側
平面部材と下側平面部材およびこれら両部材の周囲を取
り囲んで延びこれらを互いに結合するスカート部材を有
し、前記下側平面部材が冷却材の流入する大きな開口を
有し、上側平面部材が冷却材によって運ばれる破片粒子
を捕捉する小さな多数の冷却材流開口を破片に対する抵
抗体として列を成して有しており、前記燃料集合体が更
に複数の案内管ねじを有し、これらの案内管ねじが、前
記下側平面部材を貫通しこれに結合され、案内管スリー
ブおよび案内管の最下端を支持し位置決めするのに十分
な高さまで上側平面部材を貫通して延び、各案内管ねじ
の最下端が、前記整合ピンに係合するために適用される
中空中央部分を有していることを特徴とする燃料集合
体。 - 【請求項１１】 前記上側平面部材にある冷却材流開口
が、この上側平面部材を貫通して延びるほぼ垂直に走る
孔であり、これらの孔が同じ寸法で規則正しい列を成し
て配置されていることを特徴とする請求項１０記載の燃
料集合体。 - 【請求項１２】 前記下側平面部材にある冷却材流開口
が、この下側平面部材を貫通して延びるほぼ垂直に走る
孔であり、これらの孔が同じ寸法で規則正しい列を成し
て配置されていることを特徴とする請求項１０記載の燃
料集合体。 - 【請求項１３】 前記下側平面部材にある大きな開口
が、ほぼ円筒状の下側部分と、前記上側平面部材、下側
平面部材およびスカート部材によって形成された空洞に
開口するフレア付き上側部分とを有していることを特徴
とする請求項１０記載の燃料集合体。 - 【請求項１４】 前記フレア付き上側部分が、前記空洞
に流入する冷却材に乱流を生じさせるためにその空洞へ
の入口に面取りされたコーナを有していることを特徴と
する請求項１３記載の燃料集合体。 - 【請求項１５】 前記下側平面部材が、案内管ねじを前
記燃料集合体に固定するための複数のねじ孔を有してい
ることを特徴とする請求項１０記載の燃料集合体。 - 【請求項１６】 前記案内管ねじが、案内管ナットに係
合するための上側平面部材を貫通して延びるねじ付き終
端部分を有していることを特徴とする請求項１０記載の
燃料集合体。 - 【請求項１７】 前記案内管ねじが、前記上側平面部材
と係合するために少なくとも１つの肩部を有しているこ
とを特徴とする請求項１６記載の燃料集合体。 - 【請求項１８】 上側タイプレート、下側タイプレー
ト、これら両タイプレート間を延びる複数の燃料棒、前
記両タイプレート間を延びこれらに固定されている複数
の案内管および前記両タイプレート間において燃料棒に
沿って配置され燃料棒および案内管が貫通して延びるセ
ルを形成する複数の格子スペーサから構成され、少なく
とも下側タイプレートが、その冷却材が流入する最下端
に複数の大きな開口を有し、下側タイプレートの最下端
が炉心支持板によって支持されるために適用され、この
支持板がこれを貫通する冷却材流チャネルとその支持板
から突出した整合ピンとを有し、案内管が下側タイプレ
ートから上向きに延びる案内管スリーブの内部に支持さ
れる加圧水形原子炉の燃料集合体において、前記下側タ
イプレートが、互いに間隔を隔てられた上側平面部材と
下側平面部材およびこれら両部材の周囲を取り囲んで延
びこれらを互いに結合するスカート部材を有し、前記下
側平面部材が冷却材の流入する大きな開口を有し、上側
平面部材が冷却材によって運ばれる破片粒子を捕捉する
小さな多数の冷却材流開口を破片に対する抵抗体として
列を成して有しており、前記下側平面部材にある大きな
開口が、上側平面部材、下側平面部材およびスカート部
材によって形成された空洞の中に向けてフレアが付けら
れ、破片を空洞内に捕捉し易くするために空洞内への冷
却材の流れに乱流を生じさせるように形成されているこ
とを特徴とする燃料集合体。 - 【請求項１９】 前記下側平面部材にある大きな開口
が、ほぼ円筒状の下側部分と、空洞に開口するフレア付
き上側部分とを有していることを特徴とする請求項１８
記載の燃料集合体。 - 【請求項２０】 前記フレア付き上側部分が空洞への入
口に面取りされたコーナを有していることを特徴とする
請求項１９記載の燃料集合体。 - 【請求項２１】 前記大きな開口の上側部分の直径が下
側部分の直径より大きいことを特徴とする請求項１９記
載の燃料集合体。 - 【請求項２２】 前記上側平面部材における冷却材流開
口が、この上側平面部材を貫通してほぼ垂直に走る孔で
あることを特徴とする請求項１９記載の燃料集合体。 - 【請求項２３】 前記上側平面部材を貫通する孔が、こ
の上側平面部材の上側面に、最大でその両側面間の距離
に相応した１／４インチ以下の寸法をした開口を有して
いることを特徴とする請求項２２記載の燃料集合体。 - 【請求項２４】 加圧水形原子炉の燃料棒および案内管
の最下端を相互に結合するためおよび冷却材の流れによ
って運ばれる破片を捕捉するための下側タイプレート集
合体において、この下側タイプレート集合体が、互いに
間隔を隔てられた上側平面部材と下側平面部材およびこ
れら両部材の周囲を取り囲んで延びこれらを互いに結合
するスカート部材を有し、前記下側平面部材は燃料集合
体の中に冷却材が垂直に流入する少数の大きな開口を有
し、上側平面部材が冷却材によって運ばれる破片粒子の
少なくとも一部を捕捉する非常に小さな多数の冷却材流
開口を破片に対する抵抗体として列を成して有してお
り、前記下側平面部材にある大きな開口が、ほぼ円筒状
の下側部分と、前記上側平面部材、下側平面部材および
スカート部材によって形成された空洞に開口するフレア
付き上側部分とを有していることを特徴とする下側タイ
プレート集合体。 - 【請求項２５】 前記フレア付き上側部分が、前記空洞
に流入する冷却材に乱流を生じさせるためにその空洞へ
の入口に面取りされたコーナを有していることを特徴と
する請求項２４記載の下側タイプレート集合体。 - 【請求項２６】 前記下側平面部材が案内管を前記集合
体に固定するための複数のボスを有していることを特徴
とする請求項２４記載の下側タイプレート集合体。 - 【請求項２７】 前記大きな開口が、支持板にある冷却
材流開口と同じかそれより大きく形成されていることを
特徴とする請求項２４記載の下側タイプレート集合体。 - 【請求項２８】 前記上側平面部材にある冷却材流開口
が、この上側平面部材を貫通して延びるほぼ垂直に走る
孔であり、これらの孔が同じ寸法で規則正しい列を成し
て配置されていることを特徴とする請求項２４記載の下
側タイプレート集合体。 - 【請求項２９】 前記下側平面部材にある冷却材流開口
が、この下側平面部材を貫通して延びるほぼ垂直に走る
孔であり、これらの孔が同じ寸法で規則正しい列を成し
て配置されていることを特徴とする請求項２４記載の下
側タイプレート集合体。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US51889190A | 1990-05-04 | 1990-05-04 | |
| US61788190A | 1990-08-02 | 1990-08-02 | |
| US518891 | 1990-08-02 | ||
| US617881 | 1990-08-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727885A JPH0727885A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3073787B2 true JP3073787B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=27059625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03115443A Expired - Fee Related JP3073787B2 (ja) | 1990-05-04 | 1991-04-19 | 破片阻止形下側タイプレート集合体 |
Country Status (5)
| Country | Link |
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