JP4995843B2 - 軽水炉の燃料集合体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば独国特許第３６３２１５３号明細書で知られているような軽水炉の燃料集合体に関する。

燃料集合体の原理的構造が図１３に加圧水形原子炉に対して例示されている。その燃料集合体の場合、複数の燃料棒２が棒方向（軸方向）に互いに平行に延び、軸方向に互いに間隔を隔てて配置された複数のスペーサ４によって案内されている。それらの各スペーサ４は行８と列１０を成して配列された複数の格子目６を備えた二次元（平面）格子を形成している。この格子の格子目６を通して、燃料棒２のほかに、選択された位置において支持管も貫通して案内されている。その支持管は燃料物質を含まず、制御棒を収容し案内するために利用される（いわゆる制御棒案内管１２）。また同様に燃料物質を含まず、単に強度を高めるために用いる支持管（計装管あるいは構造管）も存在する（図示された燃料集合体１では計装管も構造管も設けられていない）。これらの支持管は格子目６内における燃料棒と異なりスペーサ４に溶接され、あるいは類似した様式で固く結合され、これによって、その安定化作用が燃料集合体１の全使用期間中にわたり保証される

スペーサ４は、互いに直交した複数の帯板１４で構成され、その横側周縁に周縁帯板あるいは外側帯板１６を有している。運転中並びに燃料集合体の取扱い時に、スペーサ４は、極めて稀ではあるが、スペーサ４の周縁帯板あるいは外側帯板１６が摩耗によって、あるいは取扱い時における引っ掛かりによって、完全にあるいは部分的に破断されるように損傷されることがある。

燃料棒内に存在しまだ完全燃焼していない燃料物質を燃料集合体の完全解体を必要とすることなしに再利用できるようにするために、独国特許第３６３２１５３号明細書において、角が損傷したスペーサにおいてその角に存在する軸棒上あるいは格子目内に、その格子目と一致する修理スリーブを設置することが知られている。その修理スリーブは、その格子目の内部帯板（周縁帯板以外の帯板）の後ろに引っ掛かる２個の板ばねで、格子目の中に突出する硬い当接支持突起として用いる成形部に係止され、これによって、修理スリーブが格子目の上に固定される。

この公知の構想において、確かに、このスリーブを通して案内された燃料棒あるいはダミー棒すなわち空き棒の確実な支持が回復されるが、その棒支持は、修理スリーブの設置後に、帯板の上側縁と下側縁で決定されたスペーサ平面の外側で行われる。またこの公知の方式によって、燃料集合体相互の支持並びにその取扱いは改善されない。

本発明の課題は、棒支持だけでなく、燃料集合体の取扱いおよび燃料集合体相互の支持も改善される、軽水炉における修理スリーブを備えた燃料集合体を提供することにある。

この課題は、本発明に基づいて、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を有する燃料集合体によって解決される。この特徴に応じて、スペーサの周縁帯板が１つの格子目の範囲に損傷後に設けられた切欠き開口を有し、その格子目に修理スリーブがはめ込まれ、この修理スリーブが、切欠き開口の中に突出してスペーサの未損傷の外側面にぴったり合って延びる外側面を備えている。この処置によって、修理スリーブによって、スペーサの外側面が修復され、これにより、修理済み燃料集合体は、その取扱いに関して並びに燃料集合体相互の支持に関して、未損傷燃料集合体と同じ特性を有する。

本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。

以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。

図１ａ、図１ｂの実施例において、スペーサの角に在る格子目に設置するために利用される修理スリーブ２０は、ほぼ中空円筒状本体２２から成り、その外周面に長手方向２３に延び半径方向に突出した軸方向突条部あるいは半径方向張出し突出部２４が設けられている。この半径方向張出し突出部２４はその軸方向両側端面に傾斜面２６を備えている。半径方向張出し突出部２４の外側面は平らであり、未損傷スペーサの外側面あるいは外側輪郭に合わされている。

また、修理スリーブ２０はその外周面に、長手方向に延び、即ち、軸方向中心線２３に対して平行に延びる４個の切欠き２８を有し、これらの切欠き２８は長手方向２３に関して中空円筒状本体２２の外周面に９０°の相互間隔を隔てて配置されている。補修すべきスペーサの構造に応じて、その切欠きの正確な角度位置と数が変化される。

切欠き２８の９０°の相互間隔において、円筒状本体２２の外周面に同様に長手方向に延び円筒状本体２２から隙間２９だけ隔てられたクリップの形態の２個のばね舌片あるいは締付け舌片３０が配置されている。これらの舌片３０はその自由端に、内側に向き案内傾斜面を備えた突出部３２を有し、その軸方向中心線２３に関する軸方向突条部２４に対する角度間隔は１３５°である。また、それらの締付け舌片３０の内側面に係止爪３４が配置されている。

締付け舌片３０は本体２２に肩部３６を介して一体成形され、この肩部３６は同時に、隙間２９に挿入された内部帯板に対する軸方向ストッパ面３７を形成している。

図２ａ、図２ｂは、スペーサ４の角（角格子目）にはめ込まれた組込み状態における修理スリーブ２０を示している。図２ａから理解できるように、スペーサ４の周縁帯板１６はその角に、その都度加工して設置された所定の切欠き開口４０を備え、その切欠き開口４０の広がり寸法は軸方向突条部２４の幅に合わされている。軸方向突条部２４はその切欠き開口４０を塞ぎ、スペーサ４の外側面の角の部分における本来の傾斜している外側輪郭を回復する。また図２ｂから理解できるように、締付け舌片３０は角格子目に付属する内部帯板１４を掴み、修理スリーブ２０を、従って、この修理スリーブ２０に挿入された棒４１を、周縁帯板１６に残存する保持ばね４２と一緒に、角格子目内に半径方向に弾力的に支持する。締付け舌片３０に設けられた係止爪３４（図１ａ参照）は、内部帯板に存在するか追加設置された開口４３に引っ掛かり、これによって、締付け舌片３０の肩部３６に形成され内部帯板１４の上側縁に接するストッパ面３７および係止爪３４によって、修理スリーブ２０は軸方向（長手方向）に固定される。

図３の修理スリーブ２０の実施例では、３つの平らな外側面２７、２７ａ、２７ｂを有する幅広くされた軸方向突条部２４が設けられている。それらの外側面２７、２７ａ、２７ｂは、図４から理解できるように、スペーサ４の周縁帯板１６の角格子目の全外側面における輪郭を模擬している。この実施例において、スペーサの損傷角における周縁帯板１６は、その都度角から出発して次に位置する内部帯板１４まで完全に切除される。換言すれば、その切欠き開口４０は角から次に位置する内部帯板１４まで延びている。

図５と図６の実施例において、締付け舌片３０は、その自由端に配置された突起３１が対応した内部帯板１４の下側縁に引っ掛かり、このようにして図６から理解できるように、肩部３６で形成されたストッパ面３７と一緒に修理スリーブ２０を軸方向に固定するように内部帯板１４の高さに合わされている。

図７と図８の実施例において、修理スリーブ２０はその片側自由端に張出し部４４を備え、この張出し部４４は、修理スリーブ２０が角格子目に挿入されている場合に、内部帯板１４の下側縁に引っ掛かり、このようにして、弾性締付け舌片３０で形成された軸方向ストッパ面３７と一緒に同様に、修理スリーブ２０の軸方向固定を生じさせる。

図９と図１０の実施例において、その修理スリーブは軸方向突条部２４を備え、この軸方向突条部２４は、締付け舌片３０に対して９０°の角度を成して配置され、周縁帯板１６の角の外側範囲における部位を修理するために利用される。この場合も、周縁帯板１６は損傷箇所を切除した切欠き開口４０を備え、この切欠き開口４０は軸方向突条部２４の幅に合わされている。

図１ａ〜図１０に示された修理スリーブは、１つの格子目の交差する内部帯板の後ろに引っ掛かる２個の締付け舌片を備えている。これに代えて、修理スリーブが組み込まれた状態において対角線的に隣接する格子目に突出して、そこで内部帯板の内側面に接する唯一の締付け舌片を設けることもできる。

図１１ａ、図１１ｂと図１２の実施例において、修理スリーブ２０は、突条的張出し突出部２４を介して互いに結合された軸方向に間隔を隔てられた２個の案内リング４６を有している。この実施例において、修理スリーブ２０は未損傷保持ばね４２を備えた角格子目を修理するために利用される。この角格子目における修理スリーブ２０の固定は、この実施例では、角格子目において周縁帯板に存在する未だ無傷の保持ばね４２だけで半径方向に弾力的に支持され修理スリーブを貫通する棒４１との摩擦結合によってのみ行われる。

本発明に基づく修理スリーブの第１実施例の斜視図。 図１ａとは異なった方向から見た第１実施例の斜視図。 図１ａに示された修理スリーブの組込み状態における斜視図。 図１ｂに示された修理スリーブの組込み状態における斜視図。 本発明に基づく修理スリーブの異なった実施例の斜視図。 スペーサに組み込まれた図３の修理スリーブの斜視図。 本発明に基づく修理スリーブの第３実施例の斜視図。 組込み状態における図５の修理スリーブの斜視図。 本発明に基づく修理スリーブの第４実施例の斜視図。 組込み状態における図７の修理スリーブの斜視図。 スペーサの角に存在しない格子目における採用に適用される本発明に基づく修理スリーブの実施例の斜視図。 組込み状態における図９の修理スリーブの斜視図。 無傷保持ばねを備えた角格子目における採用に適用される本発明に基づく修理スリーブの実施例の概略図。 図１ａとは異なった方向から見た修理スリーブの実施例の概略図。 組込み状態における図１１ａの修理スリーブの斜視図。 加圧水形原子炉の燃料集合体の概略斜視図。

符号の説明

２ 燃料棒
４ スペーサ
６ 格子目
８ 行
１０ 列
１４ 内部帯板
１６ 周縁帯板
２０ 修理スリーブ
２４ 軸方向突条部、半径方向張出し突出部
３０ 締付け舌片
３４ 係止爪
４０ 切欠き開口
４３ 開口

Claims (7)

1. 軸方向に互いに間隔を隔てて配置された複数のスペーサ（４）によって案内されている複数の燃料棒を有し、前記スペーサ（４）が、縦横に延びる内部帯板（１４）および周縁帯板（１６）を有する複数の帯板（１４、１６）で構成され行（８）と列（１０）を成して配列された複数の格子目（６）を備えた格子を形成しており、燃料集合体の運転中または取扱い時に前記スペーサの角部の周縁帯板（１６）の一部が損傷した際に、その格子目内に修理スリーブ（２０）を設けてなる、軽水炉の燃料集合体であって、
   前記損傷したスペーサ（４）の周縁帯板（１６）に、損傷後にその損傷の大きさに応じて定めた幅の切欠き開口（４０）が設けられ、
   前記修理スリーブ（２０）は、前記格子目内に修理スリーブ（２０）を設けた際に、前記切欠き開口（４０）から前記格子目の外方に向けて突出する部分を有し、この突出する部分の外周面が、前記スペーサ（４）の未損傷時の周縁帯板の外周面と一致した面を有するように構成することにより、未損傷時のスペーサの外側輪郭を復元するようにしてなることを特徴とする軽水炉の燃料集合体。
2. 修理スリーブ（２０）がその外周面に、その軸方向に延び切欠き開口（４０）の中から突出する半径方向張出し突出部（２４）を有していることを特徴とする請求項１に記載の燃料集合体。
3. 修理スリーブ（２０）は、未損傷の内部帯板（１４）に存在するか、または追加設置された開口（４３）に引っ掛かる少なくとも１個の係止爪（３４）を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料集合体。
4. 修理スリーブ（２０）は、軸方向に延びた内部帯板（１４）の下側の縁部に引っ掛かる少なくとも１個の突起（３１）を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料集合体。
5. 修理スリーブ（２０）は、軸方向に延びた内部帯板（１４）の下側の縁部に引っ掛かる少なくとも１個の張出し部（４４）を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料集合体。
6. 修理スリーブ（２０）が、格子目（６）の軸方向上側および下側の縁部から突き出していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料集合体。
7. 修理スリーブ（２０）が、その外周面に配置され軸方向に延びる少なくとも１個の締付け舌片（３０）を有し、該締付け舌片（３０）が、内部帯板（１４）の上に押し被せられ、格子目（６）内に修理スリーブ（２０）を固定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の燃料集合体。

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