JP3364526B2 - 燃料束 - Google Patents
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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
- 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
- G21C3/332—Supports for spacer grids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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Description
料束の作成法に関する。より詳細には、好適には正方形
である矩形の水管を有する核燃料束においてスペーサを
水管に固着せしめるための内側帯片及びスプリングに関
する。本願に開示された水管とスペーサとの取付から
は、燃料束の組立法が容易に導かれる。
料束の組立は、斯かる燃料束が組合わされる水管の回り
に於いて行われる。以下に於いては、先ず本発明の分野
を特定すべく、斯かる燃料束の構造及び作動を要約して
述べ、次に、大径の中央水管を簡単に説明し、最後に、
スペーサと大径中央水管とから成る「ツリー(tree)」の
構造に関して論じることとする。
立燃料棒の行列を支持すると共に水の流入を許容する下
部タイプレートを含むのが典型的である。又、燃料棒の
他端には上部タイプレートが固着され、該上部タイプレ
ートは水と発生水蒸気とを燃料束から流出せしめ得る。
燃料棒は長寸且つ小径であることから、上下のタイプレ
ートの間で間欠的に支持する必要がある。その様にする
場合、所謂る7個の「スペーサ」が上下のタイプレート
間に載置される。これらのスペーサは、夫々の固有の高
度位置にて燃料棒の各々を囲繞し、水蒸気発生中の摩耗
的な相互接触を防止するとともに、燃料束の作動中に於
いて企図された燃料棒間の間隙を維持する。
水管を含んでいる。これらの水管の直径は燃料棒の直径
の数倍を超えるものであり、その主な機能は、減速材と
しての水を燃料束の上部二相領域に導くことである。詳
細に述べれば、水蒸気が発生する間、沸騰水型原子炉の
燃料束の上部においては、水分の割合よりも蒸気の割合
の方が多く存在している。この過剰な水蒸気により、沸
騰水型原子炉の燃料束の上部における核挙動は不十分な
ものとなり、故に、核挙動を効率的なものとするために
は、燃料束の上部二相領域に於いて更に多くの水減速材
が必要とされる。故に、大径の中央水管を挿入すること
が従来の手法であった。
プレートに結着すると共に、燃料束の下部から上部にか
けて水を通じさせる。斯くして、水管により必要な減速
材が燃料束の上部二相領域に供給されることとなる。
子炉用の燃料束の設計において、上記した如き大径の水
管が存在するときには、燃料束の構造内に入り込んでい
る。斯かる燃料束の組立においては、先ず最初に、大径
水管に複数のスペーサを取付け、水管を囲繞する夫々の
スペーサ開口にてそれらを整合せしめ、「ツリー」構造
が形成される。その後、燃料棒の各々を、一方のタイプ
レートに向けて、各スペーサの燃料棒囲繞用開口を連続
して通るように差込んでいく。斯く差込まれた燃料棒
は、連続するスペーサの燃料棒用開口を次々と貫通する
が、これは、全ての燃料棒が所定位置に固定されるまで
順次に行われる。而して、全ての燃料棒が所定位置に納
まると、他方のタイプレートが取付けられる。斯くし
て、上下のタイプレート、大径の中央水管、スペーサ、
及び、燃料棒から成る燃料アセンブリは、燃料チャネル
の所定位置に載置され得る状態となる。
るのが普通であるが、本願の場合は、大径の中央水管の
断面が矩形、好適には正方形断面の場合に関している。
斯かる矩形水管に関しても、スペーサを容易に繋止する
手法が要望されてきた。
矩形、好適には正方形状とされた水管に複数の水平溝が
備えられ、該水平溝には、当該水管を囲繞するスペーサ
の内側帯片が繋止される。これらの水平溝は、各スペー
サが存在する高度位置に存在すべく当該水管の垂直方向
に於いて相互に離間され、各スペーサの中央突出スプリ
ング(over center spring)が繋止することになる。好適
には、垂直方向に離間されたこれらの溝は、水管の全周
に延在するものではない。
から構成されると共に、水管の水平溝に繋止するための
中央突出スプリングを備えた特殊な内側帯片を含んでい
る。内側のスペーサ部材は、水管を囲繞する上部帯片
と、水管を囲繞する下部帯片と、当該矩形の水管の4個
の角部に夫々位置せしめられた4個の接続用垂直部材
と、を含んでいる。
は、水管の一側において、4個の離間されたストッパ部
で当接する。離間されたこれらの4個のストッパの内、
2個のストッパは垂直部材の各々に配備され乍ら、水管
の一側の角部により支承され、水管を囲繞するスペーサ
の帯片を水管に関して直角に保持する。残りの2個の隣
り合う垂直部材は内側に湾曲せしめられ、残りの2個の
角部に対して夫々単一点で接触する付勢スプリングが形
成される。その結果、スペーサの内側帯片と水管とは6
個の点で接触し、その内、水管の一側の4個の接触点は
スペーサを水管に対して直角に整列せしめ、且つ、残り
の2個の接触点は水管に対して直角な関係となる様にス
ペーサを堅固に付勢する。
に4個のストッパ部が形成され、斯かる2個の垂直部材
間には中央突出スプリングが架設される。このスプリン
グは2つの安定位置を有しており、第1の位置に於いて
は水管から湾曲離間され、且つ、第2の位置に於いては
水管に向けて湾曲される。又、水管の挿入以前及び挿入
中において、中央突出スプリングは水管から離間された
第1位置に置かれる。而して、対応する水平配置溝にス
プリングが臨む如くスペーサを配置した状態で、手動に
よりスプリングをその第1位置から第2位置へと反転さ
せて水管に当接させて水平溝内に載置する。その結果、
スペーサは水管に対して強固に取付けられ、燃料束アセ
ンブリの残りの部材の取扱が容易となる。
管Wが示されており、該水管Wは、該水管W自身に繋止
されたスペーサS1 〜S7 を有している。該アセンブリ
即ち組立体の底部には、下部タイプレートLが締着され
る。全てのスペーサは所定位置に示され乍らも、単一本
の燃料棒Rが所定位置に貫通装着されている。
ている。水管Wは壁部10を有し、又、水管Wは帯片14に
より囲繞されている。更に、典型的なスペーサセル12が
示されているが、殆どのセルは省略されており、且つ、
セルを固着する方法も此処では省略するものとする。図
3は図2に類似した断面図であるが、水管Wの壁部10を
部分的にのみ貫通する繋止溝18の直上において破断して
いる。理解される様に図中の上部には脚部30が見られ、
該脚部30は、スペーサ帯片を、従ってスペーサを、水管
Wに対して直角となる様に弾性的に付勢する。同様に、
図中の下部には脚部32が見られ、これらの脚部32は水管
Wの角部に接触し、帯片14を水管Wの回りに直角に保持
し、且つ、中央突出スプリング20の保持部材を形成す
る。
からの斜視図であるが、水管は示されていない。上記垂
直脚部30は、凹部31にて水管に接触して該水管を他方の
垂直脚部32のストッパ部50に向けて付勢するスプリング
として機能する。中央突出スプリング20は、垂直脚部32
同士の間に亙り延在すると共に、図3及び図5に示され
る様に繋止溝18に嵌合すべく内方に突出する中央領域21
を有している。
作用は、図5に示されている。図5(A)は、繋止溝18
の正面に位置した上記スプリング20を示しており、又、
図5(B)は、上記繋止溝18の平面図を示している。此
処で、スプリング20は、繋止位置60及び開放位置52の夫
々に関して示されている。これらの位置60及び52は、ス
プリング20の安定位置であるが、適宜な力を加えれば、
スプリング20は一方の安定位置から他方の安定位置へと
容易に弾性撓曲する。
には正方形とされる矩形の水管に対し溝を形成し、該溝
には、水管を囲繞するスペーサ中央開口の内側の帯片が
繋止される。スペーサの各々は好適にはInconel 製であ
り、上記水管に繋止する為の特殊な内側帯片を含む。内
側スペーサ部材は、上側囲繞帯片と、下側囲繞帯片と、
水管の角部に夫々位置せしめられた4個の垂直部材と、
を含んでいる。これらの垂直部材の内の隣り合う2個の
垂直部材は内方に湾曲され、上記水管の角部の離間され
た箇所にて該水管に当接する。残りの2個の垂直部材も
内方に湾曲され、夫々の単一箇所にて、水管の残りの2
個の角部に当接する。その結果、スペーサの内側帯片と
水管との間には6個の当接点が生じ、その内の4個の当
接点は水管の一側に於いて当該スペーサを水管に対して
直角に整列せしめ、且つ、残りの2個の当接点は、水管
に関して直角となる如くスペーサを堅固に付勢する。上
記4個の垂直部材の内の2個、好適には上記6個の当接
点の内の4個の当接点が形成された2個の垂直部材、の
間には、中央突出スプリングが架設される。水管に対し
て上記スペーサを嵌装するに際し、該スプリングは外方
に湾曲維持されて水管から離間される。而して、スペー
サが水管の該スペーサに対応する水平溝に臨む位置に来
たら、上記スプリングは上記中央突出位置から手動によ
り反転され、これにより、水管に当接すると共に上記水
平溝内に載置せしめられる。
7個のスペーサを備え、且つ、斯く形成された「ツリ
ー」構造に第1の燃料棒が貫通された、断面矩形(此処
では正方形)の水管の斜視図である。
内側帯片の断面を示す為の、スペーサの部分的断面図で
ある。
側帯片の断面を示す為の、スペーサの部分的断面図であ
る。
視図である。該帯片以外のスペーサ部分は省略されてい
る。
側帯片の係合状態を示す為の、水管及び帯片の側面図で
ある。(B)は、水管の水平溝に対するスペーサの内側
帯片の係合状態を示す為の、(A)の5B−5B線に沿
った水管及び帯片の平断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 上部タイプレート及び下部タイプレー
トと、 該両タイプレート間に支持された複数本の直立燃料棒
と、 前記両タイプレート間に延在する少なくとも1本の水管
と、 該中央水管の回りに取付けられたスペーサと、 前記水管に対する前記スペーサの繋止を許容し、前記水
管の所定位置に設けられる繋止溝と、 前記水管と当接すべく前記スペーサに締着された帯片
と、該帯片に締着されるとともに、前記水管から離間し
た第1安定位置および前記水管に当接する第2安定位置
を有するスプリングと、を有する、水管を繋止する燃料
束。 - 【請求項2】 前記スペーサの前記帯片は、 前記水管を囲繞する上部帯片部材と、 前記水管を囲繞する下部帯片部材と、 前記水管の角部に配設され、前記上部帯片部材と下部帯
片部材とに延在する4本の脚部材と、 前記水管の前記角部の内の2個の角部に当接するため、
前記4本の脚部材の内の隣り合う2本の脚部材に設けた
夫々一対のストッパ部と、 前記水管の残りの2個の角部に対して前記帯片を付勢す
るため、前記4本の脚部材の内の残りの隣り合う2本の
脚部材にそれぞれ設けた凹部とを備えた、請求項1の燃
料束。 - 【請求項3】 前記スプリングは、前記脚部材の内の2
個のものの間に架設されている、請求項2の燃料束。 - 【請求項4】 前記スプリングは、夫々が前記一対のス
トッパ部を有する方の前記2本の脚部材の間に架設され
ている、請求項2の燃料束。
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