JPH01180498A - 原子燃料用支持格子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は原子燃料用支持格子、特に加圧木型原子炉用燃
料集合体の支持格子に関するものである。

（従来の技術）　　　　　　　。

原子炉燃料集合体には燃料棒同志を所定の間隔を隔てて
上下部ノズル間で確実に保持し、原子炉運転中何等支障
なく十分に性能を発揮できるように支持格子が燃料棒長
手方向に複数個設けられている。

この支持格子は通常、多数の燃料棒および一部所要位置
に制御棒案内シンプル管（以下、シンプル管という）な
どを平行に整列させ発熱する燃料棒表面から除熱するた
めに燃料棒間に必要なギャップを保持して冷却材の流れ
を保障する働きをするものであり、従来一般に鉄−クロ
ム−ニッケル系超合金（商品名インコネル）やジルコニ
ウム系合金の薄板をプレス加工で所定形状に成型し、弾
性突起や固定突起を設け、スリットを付した格子板を縦
横格子状に組み立てその交わる部の上下をＴＩＧ溶接、
レーザー溶接、電子ビーム溶接など溶接やロー付などの
冶金的接合手段で結着一体化することによって製作され
ている。

ところで、かかる支持格子には上述の働きからその性能
としである程度、強度が必要とされるが、上記の如き支
持格子では格子板にスリットが設けられているため強度
の劣化を免れない。と云って強度を増すため、材料の板
厚を増加しようとすれば、全体を−様な板厚とせざるを
得ないため、冷却材の流路断面積が減少し、流水抵抗即
ち冷却材圧力損失の値が大きくなる。しかも、前記の如
き格子板組立てによる支持格子ではあるセルのみ板厚を
大にしてそのセルの強度を増すことは不可能である。更
には上記板の組み合わせは極めて狭い設計条件の中で模
索せざるを得ないため熟練を必要とし、時間を要する工
程である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上述の如き実状に鑑み、支持格子の改良、就中
、支持格子の耐震強度に着目してその材料として比較的
小さな強度のものを使用した場合の耐震強度の増加を課
題とし、個々の香ルの単位化を図り、全体をハニカム構
造化することにより全体としての強度を増加し、かつシ
ンプルセルの変形を防止せしめることを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明の特徴とするところは多数の燃料棒と、一
部所定位置にシンプル管等を挿通する多数のセルを有し
、燃料棒およびシンプル管等を軸方向平行に整列保持す
る燃料集合体支持格子におって、前記多数のセルを、あ
らかじめ加工した個々の単位セルを組み合わせ結合する
ことによって形成すると共にシンプルに相当するシンプ
ルセルの板厚を他の燃料棒用セルの板厚に比し大ならし
めた点にある。

ここで個々の単位セルの作成は異形管例えば四角管から
作成してもよく、又、板を折り曲げて作成してもよく、
何れの場合もスプリングおよび固定突起を打出すことに
よって上下固定突起をもっ短周筒部をスプリング部で連
結した形状に製作される。

そして上記側々のセルの組み合わせ結合にあたっては、
個々のセルを一肪定の格子形態に、ハニカム状構造とし
て組み立て、上下の板の重ね目をレーザー又は電子ビー
ム溶接することによって結合する。

この場合、ＴＩＧ溶接でも原理的には可能であるが溶接
速度、自動化の点では上記の溶接手段が好適である。

（作用） 上記の如き形態をもつ支持格子は使用に際しては、従来
の支持格子と同様であるが、製作に際しては組立が容易
で、殊にシンプルセルの板厚を他より大ならしめ、支持
格子に強度は小さいが中性子吸収が小さく経済的なジル
カロイを容易に採用することができる。

（実施例） 以下、更に上記本発明支持格子の具体的な実施例を説明
する。

第１図及び第２図は上記支持格子の組立態様を示す部分
斜視図であり、図において（１）は燃料棒用単位セル、
（２）はシンプル管用単位セルであって、これら単位セ
ル（１）、　（２）を所要の形態に組み合わせ上下の互
いに対向する板の合わせ目を溶接（３）することによっ
て本発明支持格子として構成されている。

第３図、第４図は上記の如き支持格子における各単位セ
ルの作成状況例であり、第３図は異形管、即ち所定長の
四角管（６）を素材としこれにスプリング（４）および
固定突起（５）を打出すことによって単位セル（１）、
　（２）を作成する例、第４図は板材（７）を素材とし
、これを折り曲げて所要長さの単位セル（ｌ）。

（２）を作成する例で、これにもスプリング（４）およ
び固定突起（５）が同様に打出されている。

しかして上記の如く構成された本発明支持格子において
、強度に対する要求が強い個所にのみ、即ちシンプル管
用単位セル（２）は設計上板厚が大きくなっている。

即ち、設計のうち、耐震で問題となるのは全体の強度と
制御棒案内管（シンプル管）の挿通されるシンプルセル
である。

耐震設計の設計基準では支持格子は３２クラスの設計評
価用地震では変形が許容されているが、シンプル管が変
形し、制御棒の挿入が妨げられることは安全上、許され
ていない。

従ってシンプルセルは変形しないことが必要となる。こ
のため本発明ではシンプルセルとして肉厚の大きなもの
を使用する。つまり強度に対する要求が強い個所にのみ
強い強度を与えるような設計とする。

かくして、このような設計することにより、強度は小さ
いが、中性子吸収が小さく経済的なジルカロイを使用し
た場合にも耐震強度を増した支持格子を得ることができ
る。

また、かくして組み立てられた単位セル集合体からなる
支持格子は全体がハニカム状構造を呈し、全重量が同じ
であるならば格子板を組み合わせたものより全体として
の強度増加が得られる。

（発明の効果） 本発明は以上のように燃料集合体用支持格子において、
個々の単位セルを先ず作成しこれを組み′　合わせ、冶
金的に結合すると共にシンプルに相当するセルの板厚を
大にしてシンプルセルの強度を増したものであるから従
来の板を打抜き、組み合わせて溶接又はロー付けで組み
立てた支持格子に比し組立てが簡単となり、自動化が容
易となって製作の合理化を達成することができると共に
、全体がいわゆるハニカム構造となって組み立てた支持
格子の強度を大ならしめ、また特に単位セルの作成のみ
で従来、不可能とされていた耐震設計上、必要なシンプ
ルセル等の補強も可能となり、ジルカロイなど材料とし
て強度の小さいものを使用することを可能ならしめ、燃
料集合体の支持格子として経済性、安全性を向上する顕
著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明支持格子組み上げ状態にお
ける部分斜視図、第３図および第４図は単位セル作成の
各態様を示す斜視説明図である。 （１）・・・燃料棒用単位セル、 （２）・・・シンプル用単位セル、 （３）・・・溶接部。 ゛てシ 第２団

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多数の燃料棒と、一部所定位置にシンプル管等を挿
   通する多数のセルを有し、燃料棒、シンプル管等を軸方
   向平行に整列保持する燃料集合体支持格子であって、前
   記多数のセルが予め加工した個々の単位セルを組み合わ
   せ結合することによって形成されてなり、かつシンプル
   管を挿通するシンプルセルの板厚が燃料棒用セルの板厚
   に比し大であることを特徴とする原子燃料用支持格子。