JPH02140689A

JPH02140689A - 燃料集合体

Info

Publication number: JPH02140689A
Application number: JP63293569A
Authority: JP
Inventors: Etsuko Kawasaki; 川崎　江都子; Toru Fujibayashi; 藤林　徹; Hideyuki Mukai; 向井　秀幸
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1990-05-30
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2590241B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、原子炉の炉心部に装荷される燃料集合体に係
り、特に燃料棒の上部が欠除した短尺燃料棒あるいは燃
料棒の上部が固定されていない燃料棒の輸送中の移動、
運転中での浮き上り、および回転を防止すべく改良され
た燃料集合体に関する。

（従来の技術）沸騰水形原子炉の燃料集合体は、角筒状のチャンネル内
に多数の燃料棒を例えば８行、８列のマトリックス状に
配列し、これらの燃料棒の上下端を上部タイプレートお
よび下部タイプレートによって支持し、上部、下部面タ
イプレート間に適切な間隔で配設された複数のスペーサ
にて支持することにより燃料棒相互の間隔を一定に保つ
ように構成されている。

また、各燃料棒は、酸化ウランの粉末を焼結して円柱状
に形成した多数のペレットを円筒状の被覆管内部に積重
ねて収納すると共に、燃料被覆管上部はブレナムスプリ
ングを介して上部端栓にて、被覆管下部は下部端栓にて
それぞれ密封している。

ところで、近年、上記複数の燃料棒の一部に、はぼ上半
部を欠除して短小に形成させた短尺燃料棒を配列するこ
とが提案されている（例えば特願昭５７−１２８２１）
、この目的は、この公報にて詳細に説明されているよう
に、沸騰水形原子炉では１通常炉心上部にプルトニウム
（Ｐｕ）が多く蓄積されており、原子炉運転停止時には
炉心上部の反応度が炉心下部に比し高い傾向になるから
、これを考慮して燃料集合体上部においてウラン量を減
少させ、これにより水／ウラン比を高め、運転停止時の
無限増倍率ＫＯ）を僅かなウランの減量によって効果的
に低下させ、原子炉の安全性を向上させるためである。

（発明が解決しようとするＡＩＭ）しかしながら、従来の燃料集合体に上述の短尺燃料棒を
その一部に採用した場合、構造上から以下の問題が生じ
ていた。すなわち、上下部タイプレート間を結合してい
る結合燃料棒以外の通常の長尺な燃料棒と下部タイプレ
ートとの結合構成は、下部端栓に設けである丸軸を下部
タイプレートの燃料棒支持用丸孔に嵌合させただけの構
造である。

そのため、上部タイプレートにその上端が支持されない
ことになった短尺燃料棒は、輸送中において移動し、ま
た、原子炉運転中において浮き上ることがあり、その健
全性に問題が生じてる可能性がある６そこで１本発明は上述の事情を考慮してなされたもので
、上部を欠除した燃料棒、すなわち短尺燃料棒あるいは
、燃料棒の上部が固定されていない燃料棒を一部に備え
た燃料集合体において、この短尺燃料棒の輸送中の移動
あるいは運転中の浮き上りを防止する構成を有している
燃料集合体を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（１１題を解決するための手段）上部、下部両端栓により上下両端を封止せしめた複数本
の燃料棒と、この燃料棒の上下端を支持する上下部タイ
プレートと、上下部タイプレート間に適当な間隔で配設
され、燃料棒相互を適宜間隔で保持する複数のスペーサ
とを燃料チャンネル内に収容せしめる燃料集合体におい
て、燃料棒の上部が欠除した短尺燃料棒あるいは燃料棒
の上部が固定されていない燃料棒の下部端栓が挿入され
るべく位置の下部タイプレートの挿入孔に、当該燃料を
固定するための円筒型バネを設け、またこの円筒型バネ
と嵌合するように下部端栓の丸軸にくびれ部を設ける。

（作用）燃料棒の輸送中の移動および原子炉運転中の浮き上がり
を防止できる。

（実施例）本発明に係わる燃料集合体の一例の全体構成を第１図に
示す、角筒状のチャンネル１内に、上下端が上部下部端
栓１１．１４によって密封されている多数の燃料棒１０
を１列８本で８列にしたマトリックス状に収納配列し、
燃料棒１０の上端を上部タイプレート２にて、下端を下
部タイプレート４にて夫々支持すると共に、上部、下部
面タイプレート２．４間に適切な間隔で配設された複数
のスペーサ６にて、燃料棒１０相互を適宜間隔で保持し
て成る。燃料棒１０の一部は、上部のみを欠除した短尺
燃料棒１０Ａで構成されている。この短尺燃料棒１０Ａ
の配置は燃料集合体の核設計により変化するが、−例を
第２図に示す。集合体の四隅に近い位置に短尺燃料棒１
０Ａが組込まれている。

短尺燃料棒１０Ａの構造を第３図に示す。短尺燃料棒１
０Ａの下部端栓７の丸軸部７Ｂの根元部分の径をわずか
に細くしたくびれ部７Ａを設けているのが特徴である。

第４図は短尺燃料棒１ＯＡの下部端栓７に挿入されるべ
く位置の下部タイプレート４の挿入孔に、当該燃料を固
定するために設けられる円筒型バネ２０の概略を示した
ものである。この円筒型バネ２０には、上下に複数のス
リット２１が入っており、上端部分２２で外側に広がり
、下端に近い部分で外側に突起２３を有し、さらに中間
部分では内側に突起２４を有している。

自由状態における円筒型バネ２０の外側へ広がっている
上端部分２２の外径および外側への突起２３部分の外径
は、下部タイプレート４挿入孔の内径より大きく、また
円筒型バネ２０の内側への突起２４部分の内径は、下部
端栓７の丸軸部７Ｂのくびれ部７Ａの外径より若干小さ
くしている。

短尺燃料棒１０Ａが挿入されるべき位置の下部タイプレ
ート４の挿入孔に円筒型バネ２０を取付けた状態の断面
図を第５図に示す。円筒型バネ２０を下部タイプレート
４の上部から挿入し取付ける。取付けた後では同図に示
されているように円筒型バネ２０は、上端部分２２での
外側への広がりおよび下端に近い部分での外側への突起
２３により、下部タイプレート４挿入孔内での上下方向
の移動が防止される構造となっている。これに短尺燃料
棒１０Ａの下部端栓７を挿入した状態の断面図を第６図
に示す。円筒型バネ２０の中間部分の内側への突起２４
と短尺燃料棒１０Ａの下部端栓７の丸軸部７Ｂの根元部
分のくびれ部７Ａとが嵌合している。これにより、短尺
燃料棒１０Ａが集合体の上下方向に移動することが防止
されている。

円筒型バネ２０は、上下にスリットが入り板バネとなっ
ており、下部タイプレート４挿入孔と短尺燃料棒１０Ａ
下部端栓７とを上下方向に固定しつなぐ役目をしている
。

本発明の燃料集合体の組立て手順を具体的に説明する。

■　短尺燃料棒１０Ａが挿入されるべき位置の下部タイ
プレートの挿入孔に円筒型バネ２０を上部から押込み取
付ける。

■　円筒型バネ２０を取付けた位置に短尺燃料棒１０Ａ
を上部から挿入する。すなわち、円筒型バネ２０内に短
尺燃料棒１０Ａの下部端栓７を挿入する０円筒型バネ２
０の中間部分の内側への突起２４と短尺燃料棒１０Ａの
下部端栓７のくびれ部７Ａとが嵌合するまで挿入する。

■　その他の燃料棒を組立てる。

円筒型バネ２０はどの位置の下部タイプレート４挿入孔
にも装着可能な形状である。このことは核設計の変更に
ともない短尺燃料棒１０Ａの集合体内の位置が変更にな
ったとしても、円筒型バネ２０の下部タイプレート４挿
入孔への装着位置を変更し、集合体を組立てることによ
り対応可能であり、下部タイプレートなどの燃料集合体
の部品の設計変更をしなくてよい、また、短尺燃料棒ｌ
ＯＡが何本になっても対応可能である。

〔発明の効果〕

燃料集合体の輸送中においての短尺燃料棒の移動を防止
し、輸送中の燃料棒の健全性を維持できると共に、原子
炉運転中での短尺燃料棒の浮き上りを完全に防止して下
部タイプレートからの離脱を未然に、かつ確実に防止で
きる等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃料集合体の全体構成を示す図、第２
図は本発明にかかる短尺燃料棒の集合体内の配置例を示
す図、第３図は本発明にかかる短尺燃料棒の構造を示す
図、第４図は本発明にががる円筒型バネの概略図、第５
図は本発明の燃料集合体の短尺燃料棒下部組立て状態を
示す図、第６図は本発明の燃料集合体の組立て状態を示
す図である。１・・・チャンネル　　　２・・・上部タイプレート４
・・・下部タイプレート　　６・・・スペーサ７・・・
下部端栓　　７Ａ・・・下部端栓のくびれ部７Ｂ・・・
端栓丸軸部分　　１０・・・燃料棒１０Ａ・・・短尺燃
料棒　　　１０Ｂ・・・結合燃料棒１１・・・上部端栓
　　　　１６・・・ペレット１７・・・燃料被覆管　　
　１８・・・プレナムスプリ２０・・・円筒型バネ　　
　２１・・・スリット２３・・・突起　　　　　　２４
・・・突起代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　第子丸　健１日ロ目ロロＯ［１口ｌ第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上部、下部両端栓により上下両端を封止せしめた
複数本の燃料棒と、この燃料棒の上下端を支持する上部
、下部両タイプレートと、これら両タイプレート間に適
切な間隔で配設され、燃料棒相互を適宜間隔で保持する
複数のスペーサとを燃料チャンネル内に収容せしめる燃
料集合体において、燃料棒の上端部が固定されていない
燃料棒の下部端栓が挿入されるべく位置の下部タイプレ
ートの挿入孔に、内側に突起を有する円筒型バネを設け
、この円筒型バネの突起と嵌合する位置に下部端栓の軸
にくびれ部を設けたことを特徴とする燃料集合体。
（２）下部タイプレートに挿入固定される円筒型バネは
、上下に複数のスリットが入っており、下部タイプレー
トの上面に位置する部分で外側に広がり、下部タイプレ
ートの下面に位置する部分で外側に突起を有しているこ
とを特徴とする請求項１記載の燃料集合体。