JPH0114556B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に、原子炉燃料集合体に関し、
特に燃料集合体を流れる冷却材流の交差混合を行
なうための格子構造に関するものである。

原子炉の出力は、炉心から熱を取出すことがで
きる速度により制限され、そしてこの熱伝達速度
が炉心内に発生する温度を決定する。また、原子
炉の出力は、炉心内に存在する構造材料の量によ
つて制限される。なぜならば、この構造材料は、
このような構造材料が存在しない場合に核分裂過
程において使用することができるであろう中性子
を寄生的に吸収するからである。

原子炉における核燃料インベントリを得るのに
普通用いられている１つの構造形態においては、
規定された容積内に、複数本の細長い燃料要素も
しくは燃料棒が、上下の炉心板間に直立に平行な
配列形態で配列される。支持の健全性を確保する
ために、燃料棒は群に分けられ、各群の燃料棒は
燃料集合体として組合わせられる。一般に、殆ど
の原子炉においては水のような流体冷却材が、下
側の炉心支持板に形成されている穴から上向きに
多数の燃料集合体の燃料棒に沿つて流入されて該
燃料棒から熱エネルギを受ける。

一般に、熱は原子炉内に均等には発生されな
い。熱流束は原子炉の中心におけるピーク値から
軸方向および半径方向に減少したり、或いは原子
炉が対称構造形態にない場合、中心近傍で減少
し、しかもこのような熱流束の変動は、単一の燃
料集合体内の燃料棒間においてさえも生ずる。こ
のような出力変動の結果として、炉心全体に亘り
異なつた冷却材流チヤンネル間における冷却材の
エンタルピ上昇に変動が生ずる。さらに原子炉構
造における非均質性が原因で、熱発生に局部的摂
動もしくは乱れが生じ得る。このような変動に対
処するために、原子炉冷却系の設計においては、
冷却材の均等な温度上昇を達成してそれにより局
部的な高温点発生状態や原子炉の構造部材におけ
る局部的熱応力および歪みを回避するために、原
子炉における冷却材流速に変化を与える必要性を
含め特別な考慮が課せられる。このような考慮も
しくは要件に沿い、設計者は、常に、燃料集合体
内に存在する構造材料の量を最小限に減少してそ
れにより圧力降下を減少し、以つて原子炉の出力
を増大する方向に努力を払つている。さらにま
た、炉心内における燃料集合体の相対的な位置付
けが接近しているところから、設計者は燃料集合
体を隣接の燃料集合体と干渉することなく設置し
たり取出すことができるように各燃料集合体の構
造上の完全性を考慮に入れなければならない。

冷却材のより均等な温度上昇を達成し、局部的
な高温点発生状態を回避し且つエンタルピ上昇を
均一化して出力を最大にするためには、所与の燃
料集合体および隣接の燃料集合体における冷却材
流を混合することが極めて望ましい。このこと
は、米国特許第3395077号明細書においても認識
されているところである。なお、この明細書に
は、燃料要素が貫通する開口を有する被覆型燃料
集合体の格子構造であつて、１つの冷却材流チヤ
ンネルから冷却材を横方向に、少なくとも隣接の
冷却材チヤンネルの一部分を横切るように偏向す
るための平面状の混合羽根が設けられている格子
構造が開示されている。この公知の構造の主たる
欠点は、燃料棒の振動ならびに熱で誘起される応
力による燃料棒の撓曲および湾曲に際して、燃料
棒が混合羽根と損傷性の接触をする傾向を有する
ことである。さらに、この種の格子構造には相当
大きな量の構造材料が存在する。と言うのは、格
子ストラツプの総てが同じ高さであり、しかも格
子は垂直方向に延びる被覆構造の壁により軸方向
において支持されているからである。

上記米国特許の教示に基づいて、米国特許第
3379619号明細書には、例えば米国特許第4061536
号明細書に示されているような被覆無し型の燃料
集合体の位置付け格子上に直接混合羽根を設ける
構造が開示されており、該位置付けもしくは支持
格子は、制御棒案内シンブル上に取付けられてお
つて、燃料棒を横方向変位しないように支持する
と共に、或る程度摩擦的に縦方向運動を阻止する
ように支持している。このように、燃料棒を離間
して支持しそして横方向混合流を発生するために
同じ構造を使用した場合には、達成できる混合パ
ターンに制限が課せられる。さらに、米国特許第
3379619号による装置には次のような別の欠点が
ある。即ち、燃料集合体を炉心内に設置しつつあ
る際または炉心から取外しつつある際に、格子の
隅部が隣接の燃料集合体の格子の各隅部と干渉し
て係合すると言う欠点である。この問題は、燃料
集合体を或る期間照射した後には、さらに由由し
い問題となる。

本発明の主たる目的は、燃料集合体の燃料棒間
で冷却材の交差流混合を効果的に促進し、そして
さらには燃料棒の横方向運動による衝撃損傷を本
質的に回避する改良された構造を提供することに
ある。

したがつて、本発明によると、複数の燃料棒
と、該燃料棒を互いに平行に離間した関係で支持
する横方向の支持格子とを含む原子炉燃料集合体
を貫流する冷却材流の混合を促進するための不支
持式冷却材流混合格子構造は、相互に差し込まれ
て卵詰め籠に似た形態で配列されて、それぞれ貫
通する前記燃料棒の各々を受け入れる複数のセル
開口を形成する複数のストラツプを備え、前記セ
ル開口の各々が、前記ストラツプのうちの４枚の
ストラツプの相互に差し込まれたストラツプ部分
によつて画成されており、また、前記セル開口の
うちの少なくとも或る数のセル開口の各々につい
て設けられた少なくとも１つの混合羽根を備え、
該混合羽根が、該混合羽根が協働した前記セル開
口を画成する前記ストラツプ部分の１つに配置さ
れて、該１つのストラツプ部分の縁部から、前記
セル開口の長手方向軸線に向かつて延びる方向に
突き出ており、更に、前記少なくとも１つの混合
羽根が配置された前記ストラツプ部分の各々に設
けられた剛な隆起部を備え、該隆起部が、前記セ
ル開口内に受け入れられた前記燃料棒に通常係合
するほどではないが、前記燃料棒が横方向運動を
受ける場合に、前記混合羽根を該燃料棒による損
傷性の衝撃から保護するのに十分なほど、前記ス
トラツプ部分から関連の前記セル開口内に突出し
ている。

この構造は、実際上、燃料棒支持機能を備えな
い不支持式混合格子であるので、格子の内部スト
ラツプを、交差配列を可能にすると共に関連の保
護隆起部（凹み部）と共に混合羽根を装備するの
に充分な高さだけにすれば良い限りにおいて、用
いられる構造材料の量を最小限度に減少するのに
良く適している。したがつて、中性子を寄生的に
吸収し大きな圧力降下を導入する構造材料の量は
減少する。さらに、格子における圧力降下は、内
部ストラツプに設けられる隆起部を、各セル開口
を流れる冷却材に対して該隆起部が与える抵抗を
最小にするような仕方で配位することにより減少
することができる。また、本発明の不支持式、即
ち燃料棒を支持しない型式の冷却材流混合格子構
造によると、通常燃料棒に係合しない、即ち通常
燃料棒に物理的に接触しない剛な隆起部によつ
て、格子のセル開口を通る冷却材流に対する抵抗
が減少すると共に、燃料棒の表面周りの冷却材の
流れを乱すことがなくなり、該表面上に冷却材の
連続な膜を形成して、燃料棒からの熱伝達を阻害
しないという付加的な効果をもたらす。高い構造
上の健全性を実現するために、混合格子構造は、
高さが内部ストラツプよりも相当に大きい外部周
辺ストラツプを備え、該周辺ストラツプに、内部
ストラツプの対向する終端部分を取付けるのが有
利である。内部ストラツプの少なくとも幾つかの
ものには、その各終端部分に補強ウエブを形成し
て、周辺ストラツプに対する内部ストラツプの取
付けを強化し、内部ストラツプが動作中誘起され
る熱応力下で捩れたり湾曲したりするのを阻止す
るのが好ましい。また、周辺ストラツプに、（冷
却材の流れ方向に見て）該周辺ストラツプの下流
側の縁から内向きに延びる曲げられたフインを設
けて、周辺ストラツプの内面に沿い画定された周
縁もしくは境界セル開口から流れ出る冷却材を、
混合格子が延在する方向で見て該混合格子の内側
に偏向し、言い換えるならば、格子の縦軸線を含
む平面に向けて偏向し、それにより格子の交差流
混合効果をさらに高揚するのが好ましい。

追つて詳述する本発明の好ましい実施例におい
ては、混合格子は平面図で見て矩形、特に正方形
であつて、矩形格子の４つの隅で接続し合わされ
た４つの部分ストラツプから構成される。混合格
子を備えた燃料集合体を炉心内に設置しつつある
時または炉心から取出しつつある時に、混合格子
が隣接の燃料集合体の格子と干渉するのを回避す
るために、各部分ストラツプの終端は面取りさ
れ、そして周辺ストラツプには、その上流側の縁
から延びる内向きに曲げられたタブを設けるのが
好ましい。

以下、単なる例として、添付図面を参照し本発
明の好ましい実施例について説明する。

なお、以下の説明において、幾つかの図面中同
じ参照数字は類似の部分または対応の部分を指す
のに用いられており、そして「前方向」、「後方
向」、「左」、「右」、「上向き」、「下向き」その他
同
様の術語は、便宜的に用いられたものであつて、
限定的な意味の用語と解釈されてはならない。

さて、図面、特に第１図を参照するに、参照数
字２０で総括的に示した図示の燃料集合体は、基
本的に、原子炉（図示せず）の炉心領域で下側の
炉心板（図示せず）上に燃料集合体を支持するた
めの下端部構造もしくは下部ノズル２２と、該下
部ノズル２２から縦軸方向に上方に突出している
多数の細長い制御棒案内管もしくはシンブル２４
と、該案内シンブル２４に沿つて軸方向に離間し
て設けられた複数個（但し図面には３つしか示さ
れていない）の横向き燃料支持格子２６と、横方
向に離間して格子２６により支持された組織的な
細長い燃料棒２８の配列と、燃料集合体の中心に
配設された計装管３０と、案内シンブル２４の上
端部に取付けられた上端部構造もしくは上部ノズ
ル３２とを慣用の仕方で備えており、組立要素を
損傷することなく適宜取扱うことができる一体の
組立体を形成している。下部ノズル２２および上
部ノズル３２は、当該技術分野で知られているよ
うに、水のような流体冷却材をいろいろな燃料棒
２８間で上方向に該燃料棒に沿つて通流せしめ該
燃料棒から熱エネルギを受けることを可能にする
ための通流開口が設けられた端板（図示せず）を
備えている。燃料棒２８間における冷却材の混合
を促進するために、本発明を具現した混合羽根格
子構造３４が、案内シンブル２４上に取付けられ
てそれぞれ２つの支持格子２６間に配置されてい
る。なお、この混合羽根格子構造３４に関しては
追つて詳細に説明する。

上部ノズル３２は、周縁に固定された直立の側
壁を有する横方向に延在するアダプタ板（図示せ
ず）を備えており、該アダプタ板と共に囲壁もし
くはハウジングを画定している上記側壁の頂部に
は環状フランジ（図示せず）が固定されており、
このフランジには、板バネ３６のような板バネが
適宜締着されており、該板バネは、慣用の仕方で
上部炉心板（図示せず）と協働して、上向きの冷
却材の流れによつて生ぜしめられる燃料集合体の
流体圧による揚動を阻止すると共に、炉心に誘起
される熱膨張等に由る燃料集合体の長さにおける
変化を吸収する作用をなす。頂部ノズル３２の側
壁によつて画定される開口内には、半径方向に延
びるフルーク４０を有する慣用の棒クラスタ制御
棒集合体３８が配置されており、該フルークは制
御棒４２の上端に連結されていて、制御棒４２を
制御棒案内シンブル２４内で該技術分野で周知の
仕方で軸方向に動かすことができるようになつて
いる。燃料集合体２０の形成に当つては、支持格
子２６および混合羽根格子構造３４を予め定めら
れた軸方向に離間した位置で案内シンブル２４に
取付け、燃料棒２８を支持格子２６および混合羽
根格子構造３４に挿通し、下部ノズル２２を案内
シンブル２４の下端に適宜取付け、次いで上部ノ
ズル３２を案内シンブル２４の上端部に取付け
る。

図面に示した燃料集合体２０においては、正方
形配列の燃料棒２８が用いられており、制御棒案
内シンブル２４は燃料棒配列内に制御上有意味な
仕方で配設されている。したがつて下部ノズル２
２および上部ノズル３２および格子２６も同様に
実質的に正方形である。しかしながら、ノズルま
たは格子の形状ならびに燃料棒および案内シンブ
ルの数あるいは形態はいずれも限定的な意味に解
釈されるべきではなく、本発明は、特定的に図示
したものとは異なつた形状、形態および配列にも
同等に適用可能であるものと理解されたい。

また、燃料棒２８は、支持もしくはスペーサ格
子２６により予め定められた配列で横方向に位置
決めされ支持されている点に留意されたい。これ
ら格子２６は、燃料棒間の間隔を正確に維持し、
燃料棒の振動を阻止し、横方向の支持を与え、そ
して或る程度ではあるが燃料棒を縦方向に変位し
ないように摩擦的に保持する目的で、当該技術分
野で一般に用いられているような慣用の型式のも
のとすることができる。先に掲げた米国特許第
3379619号および第4061536号明細書に開示されて
あるような慣用のスペーサ格子は、卵を詰める籠
に類似した仕方で組合されてセル（室）を形成す
る複数のストラツプを有しており、これらセルの
各々を一本の燃料棒が貫通して、該燃料棒の周面
上の幾つかの点（通常は６個）で該燃料棒と摩擦
係合するバネフインガおよび突起により所与の軸
方向位置で支持されている。スペーサ格子２６
は、本発明自体を構成するものではないので、こ
こでは、これらスペーサ格子は上に述べたように
燃料棒２８を横方向において支持するものであ
り、そしてこれらスペーサ格子には所望に応じ、
冷却材流混合羽根を設けてもあるいは設けなくて
も良いことを述べておくに留める。

〔冷却材混合格子構造〕

次に第２図ないし第１５図、特に第２図および
第３図を参照するに、本発明の好ましい実施例に
よる混合格子構造３４は、貫通する１つの燃料棒
２８をそれぞれ受ける複数個の内側セル開口４６
を画定するように卵詰め籠形態で配列された複数
個の差込み合わされた（即ち、交差した）内部ス
トラツプ４４と、それぞれ貫通する案内シンブル
２４の１つを受けるための多数のシンブルセル開
口４８を有する。内部ストラツプ４４の各々は、
相互接続部分から形成されており、対向するスロ
ツトを使用してストラツプは相互係止される。各
交差部５０で、ストラツプは溶接その他の手段に
より適宜固着される。４つの別々のストラツプ４
４の相互接続部分が１つの内部セル開口４６また
はシンブルセル開口４８を形成するような配列と
なつている。各内部セル開口４６と関連してセル
開口を画定するストラツプ部分の１つに少なくと
も１つの混合羽根５２が設けられている。この混
合羽根５２は、関連の内部ストラツプ部分に配置
するのが好ましい。即ち冷却材の流れ方向に関し
てストラツプの下流側の縁に配置するのが好まし
い。本発明の好ましい実施例においては、貫通す
る燃料棒２８を有する各内部セル開口４６と関連
する内部ストラツプ部分４４の各々の上縁に混合
羽根５２が設けられている。混合羽根５２は鶏冠
の形状にあつて若干捩られており、関連の内部ス
トラツプ部分の上縁から片持ばり形態で支持さ
れ、そして該上縁から上向きに、内部セル開口４
６の中心縦軸線もしくは軸線に向かつて突出して
いる。この好ましい実施例においては、第３図に
最も明瞭に示してあるように、所与の内部セル開
口４６の一対の対向する内部ストラツプ部分上の
混合羽根５２の各々はセル開口に向かい内向きに
突出しており、他方、同じセル開口の対向するス
トラツプ部分の他の対に設けられている混合羽根
の各々は隣接のセル開口に向かつて突出してい
る。したがつて、任意の１つの内部ストラツプ４
４における混合羽根５２の配列は、該混合羽根
が、１つ置きに交互にストラツプの一側および他
側に位置する内部セル開口に交互に突出するよう
な配列である。おおまかに述べれば、混合羽根５
２は、上向きに流れる冷却材を隣接の燃料棒２８
間で横方向に偏向するように配位されている。な
お、混合羽根５２の特定の形状或いは混合羽根配
列の特定のパターンは本発明自体を構成するもの
ではなく、本発明の目的にとつては少なくとも１
つの混合羽根５２が内部セル開口４６の各々と組
合されてセル開口内に延びていることを述べてお
けば充分であろう。

燃料集合体２０の動作中燃料棒２８は熱応力が
原因で屈曲する傾向をしめす。このような状態下
で、燃料棒が混合羽根５２と衝突または接触して
損傷するのを阻止するために、貫通している燃料
棒および関連の混合羽根５２を有する各内部セル
開口４６はまた、それと関連して、隆起部（突出
部）もしくは凹み部５４を有しており、この隆起
部もしくは凹み部５４は、関連の混合羽根５２よ
りも大きくセル開口内に延びておつて該セル開口
内の燃料棒２８が、該燃料棒の横方向運動もしく
は湾曲に際して混合羽根５２に衝突するのを阻止
している。所与のセル開口４６の凹み部５４は、
混合羽根５２の下側もしくは上流側の高さレベル
で各内部ストラツプ部分に配置されており、セル
開口の縦軸線に対しほぼ垂直の方向で該内部セル
開口内に突出している。各内部セル開口４６と関
連して４つのこのような凹み部５４を設け、各凹
み部を、当該セル開口を画定する４つの内部スト
ラツプ部分のそれぞれ異なつた１つのストラツプ
に設けるのが好ましい。ここで述べている好まし
い実施例においては、凹み部５４の各々は、それ
ぞれ関連の内部ストラツプ部分上に上向きに流れ
る冷却材が該凹み部を通流することができ、それ
により格子構造３４を貫流する冷却材の圧力降下
を減少するように配位されている。第３図に最も
明瞭に示すように、凹み部５４はほぼ台形の横方
向に延びるアーチ形状にあり、そして剛性であ
る。凹み部５４は関連の内部ストラツプ４４と一
体的に形成するのが望ましく、且つストラツプな
らびにそれと一体の凹み部５４は、例えばジルコ
ンあるいはジルコン合金のような低中性子捕獲横
断面積の材料から製作するのが望ましい。凹み部
５４は、慣用のスタンピング加工により関連の格
子ストラツプに形成することができる。

所与の内部セル開口４６における凹み部５４の
配置は、第８図ないし第１１図に最も明瞭に示し
てある。これら図は、セル開口を画定する４つの
ストラツプ４４上に設けられた各凹み部を示す図
である。凹み部相互間の関係は、セル開口の４つ
の凹み部のうちの２つの凹み部が第１の水平面内
に在り、他方、他の２つの凹み部は、上記第１の
水平面に対して平行で該第１の水平面から軸方向
に離間している第２の水平面内に在るように選択
されている。これら図面から明らかなように、各
内部ストラツプ部分には２つの凹み部５４が互に
上下に形成されており、そのうちの１つの凹み部
は１つの内部セル開口内に突出し、他方の凹み部
は隣接の内部セル開口内に突出している。第３図
の線８−８ないし１１−１１に沿つて断面がとら
れた内部セル開口の凹み部５４の特定的な配列
は、左上隅に配設されている２つの隣接するスト
ラツプと関連する２つの凹み部が上側の水平面内
に位置し、他方、右下隅に配置されている隣接の
ストラツプと関連の２つの凹み部は下側の水平面
内に位置するように行なわれている。この凹み部
配列は、隣接の内部セル開口４６間で交互に入れ
換わる。なお、所与の内部セル開口内の凹み部の
このような特定の配列はさほど重要ではないこと
を指摘しておく。重要なものは、所与の内部セル
開口と関連する各混合羽根に対しこのような少な
くとも１つの凹み部の存在であり、且つ該凹み部
が混合羽根よりも深くセル開口内に突出して該混
合羽根を、セル開口を貫通する燃料棒との衝突か
ら保護することである。

第３図には、燃料棒２８は、例示の目的で、点
線で示すように、図示の内部セル開口４６のうち
の６つの開口内に配置されて示されている。図か
ら明らかなように、第３図の上側の部分に示して
ある右側から２番目の内部セル開口内の燃料棒２
８は関連のセル開口内で４つの凹み部５４の何れ
とも接触せず、また言うまでもないことである
が、２つの関連の混合羽根５２の何れとも接触し
ていない。他方、他の６つの燃料棒の各々は、図
示のように横方向に湾曲して関連のセル開口に設
けられている４つの凹み部の何れかと接触する。
該凹み部は、湾曲した燃料棒を混合羽根から離間
して維持する。もしこの凹み部が存在しない場合
には、該燃料棒は、混合羽根に衝撃を与え得るで
あろう。

次に、シンブルセル開口４８のうちの１つの内
側から見た断面図を示す第１２図ないし第１５図
を参照するに、これら図から明らかなように、各
シンブルセル開口４８内には短いスリーブ５６が
配置されており、このスリーブは該特定の開口４
８を貫通する各制御棒案内シンブル２４（第１図
参照）上に格子構造３４を取付けるのに用いられ
る。スリーブ５６は溶接等の適当な手段で、シン
ブルセル開口４８と関連の４つの内部ストラツプ
部分の側面に取付けられ、案内シンブル２４（第
１図）はスリーブ５６を貫通して、膨出または類
似の手段によるなど慣用の仕方で該スリーブに取
付けられている。所望ならば、案内シンブル２４
は、シンブルセル開口の内部ストラツプ部分に直
接取付けることもできる。この場合には、スリー
ブを使用する必要はないであろう。第３図を再び
参照するに、同図から明らかなように、シンブル
セル開口４８内に突出する凹み部５４は無く、そ
してシンブルセル開口と関連の内部ストラツプ部
分に配置されている混合羽根５２の何れもシンブ
ルセル開口内には突出していない。これら混合羽
根はシンブルセル開口を越えて隣接の内部セル開
口４６内に突出しているのである。

第２図および第３図に最も良く示されているよ
うに、混合格子構造３４はさらに、内部ストラツ
プ４４の各終端に取付けられて一体構造を形成し
且つ各燃料棒２８を受けるように適応された多数
の周縁セル開口６０を画定する外部周辺ストラツ
プもしくは外部ストラツプ５８を備えている。外
部ストラツプ５８への内部ストラツプ４４の固定
もしくは取付けは周知の加工で実現可能であり、
一般には、内部ストラツプの端に短い延長部を設
けて、この延長部を外部ストラツプに形成されて
いる対応のスロツトに挿入することにより行なわ
れる。各内部ストラツプと外部ストラツプとの間
の接合点で、これら２つのストラツプは溶接さ
れ、次いで、外部ストラツプに形成されているス
ロツトもしくは開口に内部ストラツプの突出部を
貫通させて、外部ストラツプから突出した部分を
研削除去して外部ストラツプと同面関係にする。
各周縁セル開口６０は３つの内部ストラツプ部分
と１つの外部ストラツプ部分によつて形成されて
いるが、他方、４つの隅の周縁セル開口６２の
各々は２つの内部ストラツプ部分と２つの外部ス
トラツプ部分によつて形成されている。周縁セル
開口６０の構造は、内部セル開口４６の構造に類
似しており、各周縁セル開口６０はそれと関連し
て、該開口６０に境接する少なくとも１つの内部
ストラツプ部分の上縁に配置された少なくとも１
つの混合羽根５２を有すると共に好ましくは３つ
の内部ストラツプ部分のそれぞれに１つずつ３つ
の凹み部５４を有する。同様にして、隅の周縁セ
ル開口６２も類似の構造であつて、その内部スト
ラツプ部分のうちの１つに少なくとも１つの混合
羽根を有すると共に、２つの内部ストラツプ部分
双方に形成された凹み部を有している。周縁セル
開口６０，６２の各々と関連して設けられている
混合羽根および凹み部は、内部セル開口４６と関
連して設けられている混合羽根５２および凹み部
５４と同じである。各周縁もしくは境界セル開口
６０の外部ストラツプ部分上には、一対の軸方向
に離間した隆起部６４が形成されており、他方、
隅の周縁もしくは境界セル開口６２と関連の２つ
の外部ストラツプ部分各々は、隆起部６４と同じ
構造の１つの隆起部を有している（第４図および
第５図参照）。隆起部６４はそれぞれの周縁もし
くは境界セル開口６０および６２内に僅かに突出
するだけであり、全体的に台形の形状の縦軸方向
に延びるアーチの形をしておつて、各セル開口６
０または６２を通流する冷却材の通路側に閉じる
ように配位されている。

第４図および第５図に最も明瞭に示してあるよ
うに、外部ストラツプ５８の上側もしくは下流側
の縁上には、該ストラツプ５８に沿つて予め定め
られた場所に、一連の片持ちばり状に支持された
フイン６６が配置されており、これらフイン６６
は上方向（下流側）に突出し、格子構造３４の縦
軸線に向かつて全体的に内向きに突出している。
これらフイン６６が、上向きに流れる冷却材を格
子構造の外周から離間し燃料棒２８を横切るよう
に偏向する働きをなす。外部ストラツプ５８の下
側もしくは上流側の縁上には、該ストラツプに沿
い予め定められた場所に、一連の内向きに曲げら
れたタブ６８が配置されており、これらタブ６８
は案内シンブル２４上への格子構造３４の組立て
を容易にすると共に、炉心の装入および取出し中
に燃料集合体が互いに相対的に縦軸方向に摺動さ
れる際に燃料集合体が隣接の燃料集合体に接触し
たり干渉するのを阻止する一助をなすように適応
されている。フイン６６およびタブ６８は外部ス
トラツプ５８と一体的に形成するのが好ましい。

再び第２図を参照するに、格子構造３４は平面
図で見てほぼ正方形であり、外周ストラツプ５４
は結合し合わされた４つの別々のストラツプから
形成されており、４つの別々の隅７０を形成して
いることが判る。各隅７０を形成する各対の隣接
の外部ストラツプの終端部分には一対の末広状の
面取り部７２が設けられており、各面取り部は、
垂線から少なくとも52゜の角度で形成されている
（第４図、第５図、第６図および第７図参照）。従
来においては、炉心への燃料集合体の装入および
取出し中、各格子の隅が互いに干渉し合つて、燃
料集合体が他の燃料アツセンブリに引つ掛かるよ
うな事態が生じ得る場合があつた。この問題は、
格子構造３４の隅７０を面取りすることにより実
質的に解決される。

燃料集合体２０における圧力降下を減少するた
めに、混合格子構造３４は、最小量の寄生的中性
子吸収材料を用いて特殊な仕方で計設されてい
る。第６図および第７図に最も明瞭に示すよう
に、総ての内部ストラツプ４４は格子の縦軸線方
向に同じ高さ「ｈ」を有し、他方、外部ストラツ
プ５８の同方向の高さ「Ｈ」は内部ストラツプ４
４の高「ｈ」よりも相当に大きい。内部ストラツ
プ４４の高さ、従がつてまた寄生的材料の量は相
当に減少される（第１図に示すように、混合格子
構造３４は、スペーサおよび支持格子２６と比較
して「小寸法」である）が、格子構造３４の構造
的健全性は維持される。外部ストラツプ５８がよ
り大きな高さ「Ｈ」を有することにより、隣接の
燃料集合体を摺動通過するのに比較的長い平面状
の表面が得られ、さらにそれに加えて、隅部７０
における面取り部７２、を隣接の燃料集合体上の
対応の格子が互いに容易に相対摺動することが可
能なように充分に長くすることができる。

外部ストラツプ５８の高さを内部ストラツプ４
４の高さよりも相当に大きくし、そして外部スト
ラツプの上側および下側の直線の部分が内部スト
ラツプ４４を各上縁および下縁を越えて延びるよ
うにして、格子構造３４には、その内部ストラツ
プの幾つかのストラツプの終端部分に補強ウエブ
が設けられ、それにより構造はさらに堅牢にさ
れ、外部ストラツプ５８の撓曲や湾曲が阻止され
る。より具体的に述べると、特に第６図および第
７図を参照するに、上側の補強ウエブ７４は図示
の内部ストラツプ４４の終端部分の上縁上に一体
的に形成され、そしてそれより短い補強ウエブ７
６が、内側ストラツプの終端部分の下縁上に形成
されている。上側のウエブ７４は内側のストラツ
プ４４の上縁から上向きに外方へと外部ストラツ
プ５８の側面に向つて傾斜し、他方、下側のウエ
ブ７６は内部ストラツプの下縁から下向きに外方
へと外部ストラツプの側面に向かつて傾斜してい
る。これらウエブ７４および７６を付加すること
により、内部ストラツプ４４の終端部の高さは相
当に増大して該内部ストラツプ４４と外部ストラ
ツプ５８との取付け接続を補強し増強するための
長い直線状の面が得られる。好ましい実施例にお
いては、内部ストラツプ４４の各々の終端部分の
１つだけに上側のウエブ７４が設けられる。内部
ストラツプは、格子構造３４の所与の側で１つ置
きのストラツプの端部分にウエブ７４が設けられ
るように構成される。このことは、第３図、第６
図および第７図に最も明瞭に示してある。

第１６図は、格子構造３４と共に用いるのに適
した変形内部ストラツプ４４′を示す。この内部
ストラツプ４４′は上に述べたストラツプ４４と
実質的に同じ型式のものであつて、同じ混合羽根
５２′および凹み部５４′を有しているがその対向
終端部の各々に上側の補強ウエブ７４′および下
側の補強ウエブ７６′が形成されている点でスト
ラツプ４４とは異なつている。なお７４′および
７６′は、既述のウエブ７４および７６とそれぞ
れ同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による格子構造を
用いる燃料集合体の立面図、第２図は、第１図の
線２−２に沿つて見た格子構造の頂面図であつ
て、該格子構造の一部を輪郭で示しその右下隅部
を詳細に示す図、第３図は、第２図に示した格子
構造の線３−３における隅部の拡大断面図、第４
図は、第３図の線４−４に沿つて見た外部もしく
は周辺ストラツプの一部分を示す立面図、第５図
は、第３図の線５−５に沿つて見た外部ストラツ
プの一部分を示す立面図、第６図は、第３図の線
６−６における断面図であつて、内部ストラツプ
のうちの１つのストラツプの端部分ならびに該端
部分に設けられた補強ウエブと外部周辺ストラツ
プとの間の接続を示す図、第７図は、第３図の線
７−７における第６図に類似の断面図、第８図、
第９図、第１０図および第１１図は、それぞれ第
３図の線８−８，９−９，１０−１０および１１
−１１における断面図であつて、所与の燃料棒の
内部セル開口で内部ストラツプに設けられている
凹み部もしくは隆起部間の関係を示す図、第１２
図、第１３図、第１４図および第１５図は、それ
ぞれ第３図の線１２−１２，１３−１３，１４−
１４および１５−１５における断面図であつて、
所与のシンブルセル開口と関連の４つの内部スト
ラツプ部分ならびに格子構造を制御棒案内シンブ
ルに取付けるための開口内におけるスリーブの取
付けを示す図、そして第１６図は、格子構造を形
成するための内部ストラツプの変形例を示す立面
図である。 ２０……燃料集合体、２２……下部ノズル、２
４……制御棒案内シンブル、２６……横向き燃料
支持格子、２８……燃料棒、３０……計装管、３
２……上部ノズル、３４……混合羽根格子構造、
３６……板バネ、３８……棒クラスタ制御棒集合
体、４０……フルーク、４２……制御棒、４４…
…内部ストラツプ、４６……内部セル開口、４８
……シンブルセル開口、５２……混合羽根、５４
……凹み部、５６……スリーブ、５８……外部周
辺ストラツプ、６０，６２……周縁セル開口、６
４……隆起部、６６……フイン、６８……タブ、
７０……隅、７２……面取り部、７４，７６……
補強ウエブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の燃料棒と、該燃料棒を互いに平行に離
   間した関係で支持する横方向の支持格子とを含む
   原子炉燃料集合体を貫流する冷却材流の混合を促
   進するための不支持式冷却材流混合格子構造であ
   つて、相互に差し込まれて卵詰め籠に似た形態で
   配列され、それぞれ貫通する前記燃料棒の各々を
   受け入れる複数のセル開口を形成する複数のスト
   ラツプを備え、前記セル開口の各々が、前記スト
   ラツプのうちの４枚のストラツプの相互に差し込
   まれたストラツプ部分によつて画成されており、
   また、前記セル開口のうちの少なくとも或る数の
   セル開口の各々について設けられた少なくとも１
   つの混合羽根を備え、該混合羽根が、該混合羽根
   が協働した前記セル開口を画成する前記ストラツ
   プ部分の１つに配置されて、該１つのストラツプ
   部分の縁部から、前記セル開口の長手方向軸線に
   向かつて延びる方向に突き出ており、更に、前記
   少なくとも１つの混合羽根が配置された前記スト
   ラツプ部分の各々に設けられた剛な隆起部を備
   え、該隆起部が、前記セル開口内に受け入れられ
   た前記燃料棒に通常係合するほどではないが、前
   記燃料棒が横方向運動を受ける場合に、前記混合
   羽根を該燃料棒による損傷性の衝撃から保護する
   のに十分なほど、前記ストラツプ部分から関連の
   前記セル開口内に突出している、原子炉燃料集合
   体の不支持式冷却材流混合格子構造。