JPH0236156Y2

JPH0236156Y2 -

Info

Publication number: JPH0236156Y2
Application number: JP1985165932U
Authority: JP
Priority date: 1985-10-29
Filing date: 1985-10-29
Publication date: 1990-10-02
Also published as: JPS6273295U

Description

【考案の詳細な説明】

「産業上の利用分野」本考案は、主として、耐震性能の向上を図るこ
とができる燃料集合体に関する。「従来の技術」一般に、この種の燃料集合体は、第３図に示す
ように、上下に離間されて配設された上部ノズル
１及び下部ノズル２と、これらの間に所定の間隔
をおいて配設され、ストラツプにより形成された
格子空間を有する複数の支持格子３と、この支持
格子３の格子空間内に所定の間隔をおいて挿通さ
れ、かつ支持格子３の固定部により固定され、さ
らにそれぞれ上下端部を上部ノズル１、下部ノズ
ル２に連結された制御棒案内管４と、被覆管５内
に密封された多数の燃料ペレツト６と押えばね７
とを有し、支持格子３の所定の格子空間内に挿通
され、支持格子３の支持部により弾力的に支持さ
れた多数の燃料棒８とから構成されたものであ
る。「考案が解決しようとする問題点」ところで、上記従来の燃料集合体の各支持格子
３にあつては、その材質、サイズ等すべて同一の
ものを使用している。そして、この場合、地震等
によつて加わる大きな力に対しても耐えられるよ
うに安全性を十分に考慮して設計されている。し
かしながら、その経済性を考慮した場合に、特
に、材質をステンレス鋼やインコネル合金の代わ
りにより高価なジルカロイにした際の経済性を考
慮した場合には、最適なものとはいえなかつた。そこで、本考案者等が鋭意検討を加えた結果、
次のようなことがわかつた。すなわち、第２図に示すように、高さｈの各燃
料集合体FA１，FA２がそれらの支持格子の配置
位置ａにおいてばね定数ｋのばねで支持されてい
るような燃料集合体モデルにおいて、地震動によ
る水平方向に作用する同一加速度に対して燃料集
合体の変位が最大となる振動モードを想定した場
合、燃料集合体の変位は各々の質点における慣性
力により定まる。これは、両端支持ばりに均一な
分布荷重が作用した場合の変位の式に近似され
る。すなわち、変位ｖは、ｖ＝C₁｛Ｘ−2X³＋X⁴｝と表わされる。ここで、Ｘ＝ｘ／ｈ，ｘは高さ方向の変位、
C₁は定数である。今、燃料集合体FA１に水平方向の加速度αが
作用し、上述の変位ｖが発生すると、燃料集合体
FA２では、各支持格子配置位置ａにおいて、Ｆ＝kv なる反力を受ける。ここで、ｋは、ばね定数である。従つて、各支持格子における衝撃力はｘ／ｈに
依存して変化する。今、異なる反力Ｆに対して同じ剛性をもたすべ
く支持格子の断面二次モーメントを、支持格子有
効幅（以下幅と略す）を変化させることにより行
なうとすると、支持格子幅は断面二次モーメント
と単純比例関係にあることから、各支持格子に作
用する反力Ｆの比により、支持格子幅が求まる。すなわち、Ｆ＝C₂｛Ｘ−2X³＋X⁴｝C₂は定数よ
り、反力Ｆの比をｘ＝ｈ／10，2h／10，…，
5h／10として試算すると表１のようになる。

【表】実際の燃料集合体においては、最上部及び最下
部支持格子は、剛体である上部及び下部ノズルと
固定されているため、本モデルにおける支持部の
一部分と考えられる。また、多種類の幅を持つ支
持格子を製作することは、製造コストの点から見
て実際的でないから、これらを考慮して、カバー
し得る支持格子の種類を選択する必要がある。本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、幅の異なる支持格子を
用いることによつて、水平方向にかかる大きな力
に対して十分な強度を発揮して、大幅に耐震性能
を向上させることができる上に、経済性を考慮し
て極めて合理的な構造の燃料集合体を提供するこ
とにある。「問題点を解決するための手段」上記目的を達成するために、本考案は、所定の
間隔をおいて配設された複数の支持格子に制御棒
案内管及び燃料棒を挿通し、上記制御棒案内管の
両端にそれぞれ上部ノズル及び下部ノズルを取付
け、かつ上記各支持格子のうち最上部及び最下部
の支持格子を上記上部ノズル及び下部ノズルにそ
れぞれ固定すると共に、上記最上部及び最下部の
支持格子を除く各支持格子の幅を、上記制御棒案
内管及び燃料棒の端部から中間部にいくにつれて
広くなるように設定したものである。「作用」本考案の燃料集合体にあつては、最上部及び最
下部の支持格子を除く各支持格子の幅を、制御棒
案内管及び燃料棒の端部から中間部にいくにつれ
て広くすることによつて、従来の単一幅の支持格
子に比べて、水平方向に加わる力を各支持格子で
より均等に受けるようにして、耐震性能の向上を
図る。「実施例」以下、第１図に基づいて本考案の一実施例を説
明する。なお、本実施例において、第３図に示す
上記従来例と同様の構成の部分については、同符
号を付けて説明を省略する。図中Ｇ１〜Ｇ９は、本考案の燃料集合体を構成
している９個の支持格子である。これらの支持格
子Ｇ１〜Ｇ９は下方から上方にかけて適宜間隔を
あけて配置されている。そして、各支持格子Ｇ１
〜Ｇ９の幅W₁〜W₉は、それぞれ、W₁＝W₂＝W₈
＝W₉＝１とすれば、W₃＝W₇＝1.5，W₄＝W₅＝
W₆＝２に設定されている。これらの支持格子Ｇ
１〜Ｇ９は、幅が異なる以外、上記従来の支持格
子３と同様の構成とされている。上記のように構成された燃料集合体にあつて
は、原子炉容器内において、万一、地震等により
燃料集合体に水平方向の大きな力が加わつた場合
でも、各支持格子Ｇ１〜Ｇ９の幅W₁〜W₉が、燃
料集合体の上部及び下部よりも中間部において広
く設定されており、従来の単一幅の支持格子３に
比べて、より均等に水平方向の荷重を受けること
ができるから、上記燃料集合体は十分な強度を発
揮でき、著しく耐震性能の向上を図れる。また、
上記燃料集合体の各支持格子Ｇ１〜Ｇ９の種類を
３種類にしたから、大幅な製造コストの上昇を招
くことなく、極めて経済的である。尚、本実施例では支持格子９ケの例を示した
が、支持格子の数によらず、同様の考え方で実施
できることは言うまでもない。又、支持格子Ｇ１
とＧ９に特別な機能を持たせるために、あえて幅
を広げたり、材質を違えたりするタイプの燃料集
合体もあるが、Ｇ２〜Ｇ８については本考案と同
様の考え方で実施できることは言うまでもない。「考案の効果」以上説明したように、本考案は、所定の間隔を
おいて配設された複数の支持格子に制御棒案内管
及び燃料棒を挿通し、上記制御棒案内管の両端に
それぞれ上部ノズル及び下部ノズルを取付け、か
つ上記各支持格子のうち最上部及び最下部の支持
格子を上記上部ノズル及び下部ノズルにそれぞれ
固定すると共に、上記最上部及び最下部の支持格
子を除く各支持格子の幅を、上記制御棒案内管及
び燃料棒の端部から中間部にいくにつれて広くな
るように設定したものであるから、制御棒案内管
及び燃料棒の端部に配置した支持格子に比べて、
地震等によつて水平方向に大きな力が加わる中間
部に配置した支持格子の幅を広くすることによ
り、中間部に位置する支持格子にかかる負担を緩
和でき、かつ従来の単一幅の支持格子に比較し
て、水平方向に加わる力を各支持格子でより均等
に受けることができ、耐震性能の向上を図ること
ができる上に、経済性を考慮した極めて合理的な
構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略構成図、
第２図は本考案の概念を説明する説明図、第３図
は従来の燃料集合体を示す概略構成図である。１……上部ノズル、２……下部ノズル、３……
支持格子、４……制御棒案内管、８……燃料棒、
Ｇ１〜Ｇ９……支持格子、W₁〜W₉……幅。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

所定の間隔をおいて配設された複数の支持格子
に制御棒案内管及び燃料棒を挿通し、上記制御棒
案内管の両端にそれぞれ上部ノズル及び下部ノズ
ルを取付け、かつ上記各支持格子のうち最上部及
び最下部の支持格子を上記上部ノズル及び下部ノ
ズルにそれぞれ固定した燃料集合体において、上
記最上部及び最下部の支持格子を除く各支持格子
の幅を、上記制御棒案内管及び燃料棒の端部から
中間部にいくにつれて広くなるように設定したこ
とを特徴とする燃料集合体。