JPH028240Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、核燃料集合体、特に加圧水型原子炉
に用いる解体、再組立可能な核燃料集合体に関
し、更に詳しくは部品点数を減らし、解体作業を
より容易ならしめた前記核燃料集合体に関する。

（従来の技術） 原子炉燃料集合体においては、従来、使用途中
で１本の燃料棒から核分裂生成物の漏洩が生じた
場合でも、約200本の燃料棒を含む燃料集合体全
体が継続不可として原子炉より取り出されていた
が、近時、問題の漏洩燃料棒のみを集合体から抜
き出したり、あるいは他の健全な燃料棒と入れ替
えたりして再使用を可能とする気運が高まり、解
体、再組立の容易さが重要な課題となつて来た。

原子炉燃料集合体、特に加圧水型原子炉の燃料
集合体は一般に支持格子で支持された多数の並列
燃料棒を上部ノズルと下部ノズルの間で保持した
構造からなつているが、これには核制御のため制
御棒集合体が屡々使用され、従つて、この制御棒
束集合体を嵌挿するための制御棒案内管が前記の
上部ノズルには結合される。しかも、この制御棒
案内管は最近の燃料集合体における寄生的中性子
吸収を減らす観点から通常、ジルコニウム基合
金、即ち、ジルカロイ−４が用いられ、一般構造
部材としてのステンレス鋼が使用される上部ノズ
ルとは異質となり、両者の結合は異種金属の結合
という状態を現出している。

そして、両者の結合に際しては上部ノズルに溶
接されたステンレス鋼製のスリーブと制御棒案内
管との機械的かしめによつたり、ねじ結合による
結合が通例となつている。

しかしながら、これらの各結合は前述の解体、
再組立の容易さという点でも何れも問題があり、
解体、再組立の容易さを求める現在の気運に必ら
ずしも合致していない。

即ち、上記の結合方式のうち、前者のものは、
上部ノズルとスリーブを溶接し、スリーブと制御
棒案内管をいわゆるバルジ加工によつて機械的に
結合し、間接的に上部ノズルと制御棒案内管を固
定するものであるが、かかる形式では燃料集合体
の解体、再組立を上部ノズル側から行うことは実
質上、不可能又は困難で、わざわざ燃料集合体を
水中で転倒させて保持具で上下逆に支持して、ね
じ止めで結合されている下部ノズルと制御棒案内
管を取り外し、下部ノズルを除去することによつ
て燃料棒を集合体の下部側より引き抜いたり、取
り替えたりしなければならず、操作が複雑である
ことは勿論、長さ４ｍを越す燃料集合体を水中遠
隔操作で長手方向に関し180度回転させるための
大型の装置も必要となり、その上、集合体の性能
についても燃料初期段階で細かい破片に割れた燃
料ペレツトが上下逆になる回転操作の間に燃料棒
内で異常な移動、再配列が生じる可能性があり、
好ましくない。

そこで前記結合方式を改良し、以下に示す如き
構成、即ち、制御棒案内管の上端部に鍔部及びね
じ部を有するカラーと呼ばれる中空締結部材を付
設し、上部ノズルの支持プレート下部に前記鍔部
が当接し、かつ前記支持プレートに設けられた挿
通孔に前記制御棒案内管上端部のねじ部が挿通さ
れた状態で前記支持プレート上面側よりロツキン
グカツプ、リングナツト等を螺合装着せしめ制御
棒案内管と上部ノズルとを機械的に結合固定せし
める構成がその後、提案された。

確かに、この結合方式を持つ燃料集合体は、前
記のものに比し容易に解体、再組立が可能である
という点においては優れたものであるが、しか
し、原子炉内で使用中の燃料において上述のネジ
の螺合結合部での緩みを防止するために、ネジの
緩み止めのための廻り止めを施す必要があり、こ
の廻り止めの手段が、燃料集合体の解体、再組立
を困難とする１つの障害となつている。

特に原子炉停止時における燃焼途中の燃料集合
体の解体、再組立は、その強い放射能を考慮して
約４ｍの水面下で、遠隔操作によつて実施するこ
とを考えれば、解体、再組立が容易であることは
極めて重要な課題となる。

第３図、第４図はかかる廻り止め対策として従
来、検討された各例であり、第３図には制御棒案
内管１上端部に取り付けられた鍔部２上部のねじ
部３にスリーブ４を螺合し、これを上部のねじ部
３にスリーブ４を螺合し、これを上部ノズル５に
対し溶接させてねじ結合の廻り止めとする例が図
示されているが、これは両者の結合が強固なため
溶接部を削るなどの作業が必要となり解体作業に
は向いていない。

一方、第４図図示のものは別個のまわり止め部
品４′を用い、その上縁の一部をスリーブ４の溝
へ曲げ込んで廻り止めとなした場合であるが、上
記廻り止め部品を用いることはそれだけ部品点数
が増加し、解体作業でとり除く手間が増大する。

しかも水中遠隔操作でとり除くことから考えれ
ば、小さな部品の増加は非常に取り扱い難くなる
欠点を生じる。従つて未だ適切な廻り止めを得る
には至つていないのが実状である。

（考案が解決しようとする課題） 本考案は、上述の如き実状に対処し、更に好適
な廻り止めを得るべく検討の結果、到達したもの
で、とりわけナツト部材又はボルト部材と一体的
に形成された塑性変形可能な薄肉金属部材を利用
することにより部品点数を少なくし、取り扱いを
簡便ならしめた結合構成を提供し、解体、再組立
に有効な核燃料集合体を提供することを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） 即ち、上記目的を達成する本考案の特徴は、前
記の如き解体、再組立可能な燃料集合体の上部ノ
ズルと制御棒案内管との結合において、上部のナ
ツト部材またはボルト部材にこれと一体的に形成
され、または組み合わされた薄肉金属部材を設
け、その塑性変形によつて廻り止めを達成するこ
とにある。

これを更に具体的に述べると、ねじ部を有する
上記上部のナツト部材またはボルト部材に薄肉金
属部材からなる鍔状部を周設し、上部ノズルに嵌
挿された制御棒案内管上部外周又は内周のねじ部
に該ナツト部材またはボルト部材を螺合せしめる
と共に、上記薄肉金属部材からなる鍔状部を上部
ノズルの流水孔に対し折り曲げ塑性変形せしめた
ことにある。

（作用） 上記の如く鍔状の薄肉金属部材を流水孔に対し
塑性変形せしめることにより僅かの力で廻り止め
機能が達成され、従来より要求されていた簡便な
廻り止め対策を解決すると共に、解体時にはそれ
より稍大きな力でねじを廻せば折曲部は変形して
ナツト部材またはボルト部材を容易に外すことが
可能となる。

（実施例） 以下、添付図面にもとづいて上記本考案の実施
例を説明する。

第１図及び第２図は本考案に係る結合構成の各
例を示すもので、第１図イ，ロはその１例として
制御棒案内管の上端側に薄肉金属部材からなる鍔
状周設部を形成したナツト部材を螺合結合する態
様を図示している。

即ち、同図において制御棒案内管１の上端部に
鍔部２ならびに雄ねじからなるねじ部３を有する
中空の締結部材、即ち、カラー部材６が付設され
ており、上部ノズルの支持プレート５ａ下面に前
記鍔部２が当接し、かつ前記支持プレート５ａに
設けられた挿通孔７に前記締結部材６のねじ部３
が挿通された状態で前記支持プレート５ａとの機
械的な結合固定がなされている。

そして、上記の結合構成において前記ナツト部
材８の外周に薄肉金属部材からなる鍔状部９がナ
ツト部材８をとり巻いて周方向に突設されてい
る。

この薄肉金属部材は一般構造部材としてのステ
ンレス鋼などの使用が可能であるが、塑性変形を
起こすことが肝要であり、前記ねじ部３にナツト
部材８を締め込んだ後は、上部ノズルの支持プレ
ート５ａ面における流水孔１０に対してその塑性
変形により第１図ロに図示する如く折曲１１す
る。

なお、前記薄肉金属部材からなる鍔状部９はナ
ツト部材８と一体であることが好ましいが、製作
に際しては別体で作成し、溶接等によりナツト部
材８に固着させることも可能である。そして、前
記折曲に際しては、僅かの力で折曲可能であるこ
とが好ましく、かつ折曲の程度も廻り止め機能さ
え確保されるならば出来る限り僅かである方が有
利である。

このようにしておけば廻り止めが確保されると
共に、解体時、それより稍、若干の大きな力でね
じを廻せば折曲部１１が変形してナツト部材８の
雌ねじを容易に外すことができる。

一方、第２図は前記第１図に示す実施例がナツ
ト部材８の外周に薄肉金属部材からなる鍔状部９
を形成しているのに対し、ボルト部材１５の外周
に同鍔状部９を形成した例であり、制御棒案内管
１上端のねじ部３を内面に形成し、鍔状部９をも
つボルト部材１５を上記制御棒案内管１上端内面
のねじ部と螺合せしめる外は実質上、第１図の場
合と同様である。

即ち、この例においても鍔状部を形成する薄肉
金属部材はその塑性変形によつて折曲され、第１
図同様、何れも廻り止め機能を発揮する。

（考案の効果） 本考案は以上述べた如く、従来の核燃料集合体
の制御棒案内管と上部ノズルとのねじ結合構成に
おいて、ナツト部材またはボルト部材に一体的
に、又は組み合わせて薄肉金属部材の塑性変形を
利用した鍔状部からなる廻り止め機能を付与した
ものであるから、従来の結合部構成に比してロツ
キングカツプなどの部品を必要とせず、部品点数
を減少させることが可能であり、しかも折曲容易
な鍔状部の折曲操作のみで水中遠隔操作で扱い難
い部品の欠如であるから解体、再組立に際し、遠
隔操作による作業が容易となり、燃料集合体の解
体、再組立の要求される現在の燃料集合体として
その実用的価値は頗る大きく、殊に本考案による
燃料集合体はねじ結合のみであれば一層、遠隔操
作が確実となるのみならず、構成も簡素となつて
工業上も有利となり、今後、益々重要性を増す原
子炉燃料としてその役割が期待されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは本考案の要部をなす廻り止め構
成の１例を示し、イは一部切欠分解斜視図、ロは
平面図である。また第２図は本考案における廻り
止めの構成の他の例を示す要部断面図、第３図及
び第４図の各イ，ロは従来の廻り止め構成例を示
す各分解斜視図と平面図である。 １……制御棒案内管、２……鍔部、３……ねじ
部、５……上部ノズル、５ａ……支持プレート、
６……締結部材、７……挿通孔、８……ナツト部
材、９……鍔状部、１０……流水孔、１１……折
曲部、１５……ボルト部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 制御棒案内管の上端部に鍔部及びねじ部を有す
   る中空の締結部材を付与し、上部ノズルの支持プ
   レート下面に前記鍔部が当接し、かつ前記支持プ
   レートに設けられた挿通孔に前記ねじ部が挿通さ
   れた状態で、前記支持プレート上面側より前記ね
   じ部に嵌合する中空のナツト部材またはボルト部
   材を螺合せしめ、制御棒案内管と、上部ノズルと
   を機械的に結合、固定する解体、再組立可能な燃
   料集合体において、前記ナツト部材またはボルト
   部材の外周に塑性変形容易な薄肉金属部材からな
   る鍔状部を周設し、上部ノズルに嵌挿された制御
   棒案内管上部のねじ部に前記ナツト部材又はボル
   ト部材を螺合せしめると共に、上記鍔状部を上部
   ノズルの流水孔に対し折り曲げ塑性変形せしめた
   ことを特徴とする核燃料集合体。