JPH04294293A - フェルールスペーサ用の自動位置決めばね - Google Patents
フェルールスペーサ用の自動位置決めばねInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
を所定の離隔状態に保持する目的で燃料バンドル内に使
用するためのスペーサに関するものである。更に詳しく
言えば、燃料棒を適正な所定位置に保持するための改良
されたばね並びにスペーサに対する改良された自動位置
決め式ばね装着手段を含むスペーサが開示される。
料バンドルから構成された炉心を含むのが通例である。 かかる炉心を構成する各々の燃料バンドルの下端から水
が流入し、燃料バンドル内を上昇する間に加熱され、そ
して燃料バンドルの上端から加熱された水および蒸気と
なって流出する。
核燃料を収容した密閉管)から構成されている。通例、
かかる燃料棒は下部タイプレート上に支持されると共に
、上部タイプレートによって直立した並列状態に保持さ
れている。水の流れを閉込めるため、下部タイプレート
から上部タイプレートにまでわたって伸びるチャネルが
設けられている。下部タイプレートは、燃料棒を支持す
るばかりでなく、燃料バンドルの内部に水を導入するた
めにも役立つ。上部タイプレートは、燃料棒を直立した
状態に保持するばかりでなく、加熱された水および発生
した蒸気を燃料バンドルから流出させるためにも役立つ
。
は160インチ程度の長さを有している。それ故、燃料
バンドル内に収容された個々の燃料棒は燃料バンドルの
長手方向に沿ってたわみ易い。従って、支持を受けなけ
れば、個々の燃料棒は所望の離隔並列状態から容易に逸
脱してしまう。
隔並列状態に保持することは重要である。詳しく述べれ
ば、燃料棒が所望の離隔並列状態に保持されなければ、
所要の核反応並びにそれに伴う熱の発生および蒸気の発
生は効率良く起こらないことになる。
となるが、このような加熱された圧力容器を密閉状態に
保つことは原子炉の運転にとって極めて重要なのである
。
共に、不要の振動を防止するため、燃料バンドルの長手
方向に沿ってスペーサを組込むことが原子力業界におけ
る旧来の技術であった。通例、各々の燃料バンドル内に
は5〜10個(普通は7個)のスペーサが組込まれる。 かかるスペーサは、収容された燃料棒を所定の位置に保
持するため、燃料バンドルの長手方向に沿った様々な鉛
直方向位置に配置されることが好ましい。
々のスペーサは、燃料バンドル内の特定の鉛直方向位置
において、マトリクス状を成して配列された燃料棒間に
正確な所定間隔を維持する機能を有している。それ故、
各々のスペーサはマトリクス状の燃料棒をそれぞれに包
囲するために役立つマトリクス状のフェルールを含むの
が通例である。各々のフェルールは少なくとも1個のス
トップを有している。燃料棒がそれぞれのフェルールの
ストップに押付けられた場合、それらは所定の正確な離
隔並列状態に保持されることになる。
には、独立したばねが使用されてきた。先行技術におい
ては、2個の並列したフェルール間に規定された共有開
口の位置に配置された1個のばねを両フェルールにおい
て共用するのが普通であった。通例、かかるばねは上端
および下端において2本のばね脚を接合して成る連続し
た細長いループばねである。一方のばね脚は共有開口を
通してフェルール対の第1のフェルール内に突出し、そ
して第1のフェルール内の燃料棒をそれのストップに対
して押付けるために役立つ。また、他方のばね脚は共有
開口を通してフェルール対の第2のフェルール内に突出
し、そして第2のフェルール内の燃料棒をそれのストッ
プに対して押付けるために役立つ。
のループばねを保持することは困難であった。2個の隣
接したフェルールの間に共有開口を得るためには、各々
のフェルールに開口を形成し、そしてかかる開口の位置
において2個のフェルールを対面させればよい。その結
果、対面した開口が共有開口を規定することになる。か
かる開口としては、内方に突出した部分を含む不規則な
形状の開口(たとえば、E字形の開口)が使用されてき
た。従来のループばねの内部においてかかる開口の突出
部分を重ね合せ状態または突合せ状態で配置することに
より、フェルール間の共有開口内にループばねが捕捉さ
れていた。このようにしてフェルール対の金属側壁の間
に規定された共有開口内にループばねが捕捉される結果
、1個のループばねを使用しながら2個のフェルールに
おいて所要のばね作用を得ることが可能であった。
てはばねおよびスペーサの構造が複雑化している。すな
わち、燃料バンドル内には直径のより小さい燃料棒がよ
り高い密度で配列されるようになった。その結果、ばね
の運動およびスペーサに対するばねの捕捉のために利用
し得る空間が大幅に減少したのである。
スペーサ内において必要とされるばねの数は増加する。 しかしながら、燃料棒を離隔並列状態に保持する際ある
いは最初に燃料バンドルを組立てる際に必要なばねの運
動は変化を受けていない。それ故、燃料バンドルの高密
度化がもたらす実際的な効果として、燃料バンドル用の
スペーサ内に配置すべきばねを設計し直す必要が生じた
のである。
かる問題を一層複雑化する。すなわち、個々のスペーサ
内に燃料棒を挿入する場合、スペーサ内のばねは燃料棒
にかき傷を付ける傾向がある。このようなかき傷は、燃
料棒の実用寿命期間中においてそれらの腐食が開始する
部位となる可能性がある。それ故、燃料棒をスペーサ内
に挿入する際には、それらを保護用のプラスチック被膜
で被覆することが望ましい。挿入が完了した後、かかる
プラスチック被膜は除去される。
るために役立つ。しかしながら、プラスチック被膜の使
用は燃料バンドルの組立てに際してばねを余分に屈曲さ
せる。すなわち、燃料棒と共に保護用のプラスチック被
膜を燃料バンドル内に挿入するためには、ばねを余分に
屈曲させることが必要なのである。初期においてプラス
チック被膜を有する燃料棒を挿入することを必要とする
一部の燃料バンドルにおいては、2本の被覆燃料棒をフ
ェルール対のそれぞれのフェルール内に同時に配置した
場合、ばねの屈曲を設計上の許容差の範囲内に抑えるこ
とが不可能であった。
際しては、燃料棒を挿入するために複雑な手順が必要と
されていた。フェルール対およびばねについて考察すれ
ば、プラスチック被膜を有する第1の燃料棒がフェルー
ル対の一方のフェルール内に挿入され、そしてそれの被
膜が除去される。次いで、プラスチック被膜を有する第
2の燃料棒が他方のフェルール内に挿入され、そしてそ
れの被膜が除去される。このような手順が必要とされる
理由は、従来のばねがそれぞれにプラスチック被膜を有
する2本の燃料棒を同時に収容するのに十分なだけ変形
し得ないことにあった。9×9、10×10、11×1
1または12×12の配列状態を有するスペーサの全体
にわたってこのような交互挿入操作を綿密に管理された
順序で行わなければならないことを考えると、それぞれ
にプラスチック被膜を有する1対の燃料棒の同時挿入を
可能にするようなばねが得られれば望ましいことが理解
されよう。
に精通した技術者には自明の通り、実際問題として正確
な寸法および完全な整列状態が達成されることはあり得
ない。それ故、許容差の範囲が規定されるのである。許
容差の範囲が狭くなるのに伴って製造費は増加する。従
来のスペーサにおいては、ばねおよびフェルールに対し
て極めて狭い許容差の範囲が要求されてきたが、それは
新型のスペーサになるほど顕著であった。それ故、より
大きなたわみ性を有するばねを得ることができ、またよ
り多くのばね変形を許すようなばね装着方法が得られれ
ば、許容差を緩和することができるのである。
、たわみ性の向上を示すばねをスペーサ内に配置するこ
とが極めて重要な課題となっている。
は、低応力区域の幅が小さくなるようにばねの幅を変化
させることである。しかしながら、現行のループばねの
幅を変化させることは容易でない。すなわち、かかるル
ープばねは一定の幅を有する円形の連続ループを最終の
形状に曲げることによって製造される。円形の連続ルー
プまたは最終のばねに機械加工を施すことによって幅を
変化させることもできるが、その場合には多大の費用が
必要となる。
部タイプレートとの間に平行な並列状態で支持された1
群の燃料棒を含む燃料バンドルにおいて、効率的な核反
応を達成するために必要とされる正確な離隔並列状態に
燃料棒を保持するために役立つスペーサの新規な構造が
開示される。かかるスペーサは細長い燃料バンドルの長
手方向に沿って所定の間隔(通例は一定の間隔)で配置
され、それによってたわみ易い個々の燃料棒が所要の正
確な離隔並列状態から逸脱するのを防止するために役立
つ。各々のスペーサは、燃料バンドル内の任意の鉛直方
向位置において互いに離隔させるべき個々の燃料棒をそ
れぞれに包囲する1群のフェルールを含んでいる。個々
の燃料棒を包囲する各々のフェルールにはストップが設
けられていて、かかるストップに対し燃料棒を押付ける
ことによって所要の離隔並列状態が達成される。それ故
、スペーサが燃料棒を所要の離隔並列状態に保持し得る
ようにするためには、各々のフェルールは燃料棒をそれ
ぞれのストップに対して押付けるために役立つ少なくと
も1個のばねを具備していなければならない。本発明に
おいては、2個の並列したフェルールに対して1個のば
ねを共有させるという先行技術が使用される。それ故、
対を成すフェルールの各々には、フェルール間に1個の
ばねを捕捉するために役立つ開口が設けられている。か
かるばねは、連続ループ状を成す本体およびそれの両側
に突出したタブを含んでいる。2個のフェルールをそれ
ぞれの開口の位置において対面させることにより、ばね
の本体を捕捉するために役立つ共有開口が規定されると
共に、かかる共有開口の両側にはばねのタブを突出させ
て共有開口内にばねを保持することを可能にするばね収
容溝穴が規定される。2個のフェルールを対面させるの
に先立ち、共有開口の内部に捕捉されるようにしてばね
が配置される。かかるフェルールを対面させた後には、
ばねのタブはフェルール間に規定されたばね収容溝穴内
に突出することになる。このようにばねの本体が共有開
口内に捕捉されかつタブがタブ収容溝穴に嵌合すること
により、ばねはフェルール対に対して自動的に位置決め
され、しかもばね脚間の空間内にフェルールの材料が挿
入されることもない。その結果、ばね脚はより大きい相
対運動が可能となる。従って、本発明のばねは通常の製
造許容差の下で組立ておよび運転を行う際により大きい
ばねの相対運動を要求する最新の高密度燃料棒配列に対
して使用することができるのである。かかるばねに関し
、3種の実例が示される。第1のばねは、単純なループ
状の本体およびそれの両側に突出した2組の単純なタブ
対を含むものである。この場合、一方のタブ対は共有開
口の上部に位置しかつ他方のタブ対は共有開口の下部に
位置しており、それによってばねを共有開口内に保持す
るために役立つ。第2のばねは、ばねの上端および下端
付近において2つのばね脚の中間にタブが配置されてい
るようなものである。このばねは、2個の同じばね部材
を互いに溶接することによって構成されている。第3の
ばねは、ばねの両端に設けられたループ状のタブがばね
を共有開口内に保持するために使用されるようなもので
ある。この場合、かかるタブがばね脚と一体を成してい
る結果、ばね脚のより長いばねが得られ、従って設計上
のばね変形範囲内において生じるばね力がより小さくな
る。これら3種のばねはいずれも、平らな帯板状の材料
を用いて製造される。打抜き操作の使用により、最適の
ばね構造に応じて幅を変化させることができると共に、
位置決めタブを形成することもできる。
、ループばねの内部にフェルールの材料を挿入すること
なくスペーサのフェルール対の間にループばねを装着す
ることにある。本発明のこの側面について述べれば、1
対のフェルールに開口が設けられる。かかる開口同士を
対面させた場合、それらは2つの機能を果たす。第一に
、かかる開口はフェルール対の間にループばねの本体を
捕捉するための共有開口を規定する。第二に、かかる開
口はフェルール対の間にタブ収容溝穴を規定する。かか
るタブ収容溝穴に嵌合させるため、ループばねの両側に
おいてループばねの本体からタブが突出している。かか
るタブは共有開口内に捕捉されたループばねの本体から
伸び、そしてタブ収容溝穴に嵌合する。その結果、ルー
プばねはタブによってフェルール対の共有開口内に保持
されることになる。
1つは、フェルール対に対してばねの自動位置決めが達
成されることである。すなわち、燃料棒に加えられる圧
縮力の下で、ばねはフェルール対に対するそれの所定位
置を獲得しかつ保持するのである。
つの利点は、フェルールの材料がループばねのばね脚間
に入り込む必要がないことである。それ故、ばね脚はよ
り大きい運動を示し得る。すなわち、ばねの圧縮に際し
ては、各々のばね脚は他方のばね脚に接触するまで運動
し得る。このように、ループばねのばね脚間の空間内に
挿入されたフェルールの材料によってばね脚の運動が制
限されることがないのである。
がもたらすもう1つの利点は、スペーサの組立てが簡略
化されることである。詳しく述べれば、先行技術におい
ては、フェルールの一部をループばねの内部空間に滑り
込ませ、次いで対面したフェルールを操作することによ
ってループばねを所定の位置に保持することが必要であ
った。本発明によれば、対面したフェルール間にループ
ばねを単に捕捉しさえすれば事足りるのである。
もたらすもう1つの利点は、保護用のプラスチック被膜
で被覆された燃料棒をフェルール対のそれぞれのフェル
ール内に同時に挿入し得ることである。すなわち、ルー
プばねが過大な応力を受けるのを防止するため、プラス
チック被膜で被覆された燃料棒を交互に挿入する必要は
ないのである。
めのために必要なタブをばねの構成部分として利用する
ことにある。本発明のこの側面について述べれば、上部
および下部のタブが本体の一部を構成するようなループ
ばねが開示される。かかるタブはループばねの本体によ
り大きい有効長さを与える。その結果、かかるループば
ねはより一様な圧縮挙動を示すことになる。このように
して、「より柔軟な」ばねが得られるのである。
加なしにばねの全長にわたってそれの幅を変化させるこ
とができ、それによって効率の向上したばね構造が得ら
れることである。
きいたわみ性を有する結果、スペーサおよびばねにおけ
る設計上の許容差が緩和されることである。従って、製
造費を節減することが可能となる。
ドルの斜視図が示されているが、それの上端と下端との
間の主要部分は省かれている。かかる燃料バンドルは、
下部タイプレート14、上部タイプレート16および複
数の燃料棒Fを含んでいる。燃料棒Fは、下部タイプレ
ート14上の支持位置から上部タイプレート16に達す
るまで、燃料バンドルの全長にわたって鉛直方向に伸び
ている。
ルは細長いものである。通例、それは約160インチの
長さおよび約5インチ×5インチの横断面を有している
。それ故、燃料バンドル内の燃料棒Fは長手方向におい
てたわみ易いことが理解されよう。
燃料棒は9×9の配列状態にある。なお、10×10、
11×11および12×12の配列状態が知られている
。配列密度が高くなるのに伴い、燃料棒の直径が減少し
、従って長手方向のたわみ性が増大することは言うまで
もあるまい。
こう。通例、燃料ペレットは金属製の被覆管の内部に配
置される。その後、被覆管の両端が密封される。その結
果、燃料棒Fは密閉された圧力容器を成すことになる。 このような燃料棒は160インチの長さを有するから、
それらの各々はたわみ易いものであることが理解されよ
う。
料棒Fの間の間隔が重要であることは公知の通りである
。詳しく述べれば、かかる間隔は核反応の効率および蒸
気の発生の両方にとって重要である。更にまた、燃料棒
Fの振動も望ましくない。なぜなら、かかる振動は燃料
棒の摩耗または亀裂を誘起することがあり、その結果と
して燃料棒内に収容された放射性物質の漏れが生じるこ
とがあるからである。適正な間隔を確保しかつ振動の防
止を達成するため、燃料バンドルの長手方向に沿って複
数のスペーサSが設置される。通例、5〜10個のスペ
ーサが使用されるが、最も普通に使用されるスペーサの
数は7個である。かかるスペーサは燃料バンドルの長手
方向に沿った所定の位置に配置される。
おいて使用されるスペーサSについて説明すれば、かか
るスペーサは1群のフェルールから成るグリッドを含む
ことが理解されよう。図2A〜2Dおよび3A〜3Dを
見れば、従来のフェルールがフェルール対として示され
ている。
20が示されている。フェルール20の上端部および下
端部は曲げられてストップ28を形成している。ストッ
プ28の機能は、図2Cからわかる通り、個々の燃料棒
26をストップ28に対して押付けることによってそれ
らを所望の離隔並列状態に保持することにある。
面に設けられた開口30が示されている。かかる開口3
0は2つの切込み32を有していて、それらの切込み3
2は耳状突起34を規定している。図2Dからわかる通
り、それぞれの耳状突起34を互いに重ね合わせた場合
、それらはループばねを捕捉することができる。
隣接して配置されている。2個のフェルールを隣接して
配置した場合、それらはループばね44を取巻く共有開
口40を規定する。図2Bに示された特定の事例におい
ては、2個の耳状突起34が互いに対向し、そしてルー
プばね44の内部に二層の側壁を形成している。かかる
二層の側壁はループばね44を所定の位置に保持するた
めに役立つ。
0によってループばね44が共有されていることがわか
る。ループばね44は収容された燃料棒26に接触し、
そしてそれらを圧迫する。圧迫された燃料棒26は、フ
ェルール20のそれぞれのストップ28に対して押付け
られる。それぞれのストップ28に対して押付けられた
場合、燃料棒26は所望の離隔並列状態に保持されるこ
とになる。
が高くなると、燃料棒26同士の間隔は減少し、従って
燃料棒がもたらす圧縮に応答したばね脚48の運動は制
限されることになる。すなわち、ばね脚の燃料棒接触部
46がそれぞれのフェルール20間の側壁に接触し、そ
のためにばね脚の運動が制限されるのである。
バンドルを組立てる際、ばね脚の燃料棒接触部46が燃
料棒26の側面にかき傷をつけることが知られている。 かかるかき傷は腐食の開始点となることがある。それ故
、挿入前にそれぞれの燃料棒26を薄いプラスチック層
で被覆することが望ましい。挿入後、かかるプラスチッ
ク層は除去される。このようにすれば、ばね脚の燃料棒
接触部46が燃料棒26の側面にかき傷をつけるという
問題は回避される。
常に制限される結果、プラスチック層で被覆された2本
の燃料棒をフェルール対内に挿入することが不可能とな
った。そのため、第1の被覆燃料棒26を挿入してそれ
の被膜を除去し、次いで第2の被覆燃料棒26を挿入し
てそれの被膜を除去することが必要となったのである。
屈曲を示し得るようにするため、それぞれのばね脚間に
おける側壁の厚さを減少させることが試みられた。
するフェルール20が示されている。図2Aのフェルー
ル20と異なり、図3Aのフェルール20は耳状突起5
4を有している。かかる耳状突起54はフェルールの側
壁から僅かに外方に曲げられている。
いる。かかる開口50は2個の突出したタブ54を含ん
でいて、それらのタブ54は開口50にE字形の形状を
付与している。なお、応力を除去しかつ曲げを容易にす
るため、2個の穴51が設けられている。
ェルール20の側壁から外方に曲げられている。このよ
うにフェルール20の側壁から外方に曲げられている結
果、タブ54は側壁の厚さの約1/2 だけ外方に突出
している。
のフェルール20が互いに対面した状態で配置されてい
る。それらはタブ54同士が向かい合うように配置され
ている。向かい合ったタブ54は、互いに突合わされた
状態にある。
らの間にループばね44を捕捉するために役立つ。捕捉
されたループばね44はそれぞれの燃料棒26に接触し
、そしてそれぞれのストップ28に対して燃料棒26を
押付ける。
ね44のばね脚48は追加の屈曲を示し得ることが理解
されよう。すなわち、それぞれのばね脚48の間に単一
の金属層54しか存在しないから、ループばね44はよ
り大きなたわみ性を示し得るのである。
ール結合方法はやはりループばねの運動を制限すること
が判明している。
技術について述べれば、組立てが複雑になることがある
。ループばねを配置し、次いでそれぞれのタブ54を突
合せ状態で滑り込ませる操作には、かなりの困難が伴う
。それ故、本発明の主たる目的の1つは構造を簡略化す
ることにある。
基づくスペーサのグリッド内に組込むためのフェルール
20が示されている。フェルール20は単一の開口60
を有しているが、この開口60は長方形を成しており、
従って規則正しい断面形状を有している。
有している。後記に説明されるごとく、ループばねは開
口60の内部にはめ込まれる。それと同時に、開口60
の幅は注意深く選定されている。フェルール20の中心
軸からの角度で定義すれば、かかる幅は約35°である
。このような寸法を使用すれば、2個のかかるフェルー
ル20を対面させた場合に2つのことが起こり得る。
むことができる。第二に、開口60の側方にはタブを収
容するための溝穴が規定される。かかる溝穴は2個の対
面したフェルール20間の隙間内に規定される。これら
の溝穴に嵌合すべきタブを具備したループばねを使用す
れば、ループばねの拘束を達成することができるのであ
る。
2個のフェルール20間に配置すべきループばねが示さ
れている。先行技術の場合と同じく、かかるループばね
は2個の燃料棒接触部46を有すると共に、それらの間
にばね脚48および48aを有している。通例、かかる
ループばねは一方のC字形端部において溶接部50によ
り接合されかつ他方のC字形端部において連続的に曲げ
られており、それによってループ状を成している。
ねは4個の突出したタブ70を有している。タブ70は
ばね足48aの両側に突出している。2個のタブ70は
ループばねの下部に突出し、また2個のタブ70はルー
プばねの上部に突出している。後記に一層詳しく説明さ
れる通り、これらのタブは2個の隣接したフェルール間
においてループばねを位置決めするために役立つ。かか
るタブは2個の対面したフェルール間の隙間に突出し、
それによりフェルールの中心軸に対して垂直な方向にお
けるループばねの運動を制限する。また、かかるループ
ばねは2個の対面したフェルール間に規定された共有開
口によって所定の位置に保持される。
方向に沿って変化しているのであって、ループばねの上
端および下端並びにループばねの中央部における幅が最
も大きくなっている。図6Bを見れば一層明確にわかる
通り、各ばね脚の中間部の幅は小さくなっている。
ばねの構造が一層詳しく示されている。この図には、ル
ープばね44の半分だけが示されていることが認められ
よう。かかるループばね44は燃料棒接触部46並びに
ばね脚48および48aを有している。それぞれのばね
脚48および48aは溶接部50によって接合されたC
字形端部49に隣接している。
は、C字を構成する2本の腕の間の隙間は極めて小さい
ことが認められよう。すなわち、かかる隙間が(特に圧
縮状態においては)非常に小さい結果、図2A〜2Dお
よび図3A〜3Dに示された先行技術に見られるごとく
、金属部分を取巻くようにループばね44を配置するこ
とは不可能である。
が示されている。これらのタブ70は外方に突出し、そ
して開口の上部および下部においてタブ収容溝穴に嵌合
する。かかる嵌合の結果、図7に関連して一層詳しく説
明されるごとく、ループばね44はフェルール20間に
規定された共有開口内に保持されることになる。図6B
にはまた、幅の小さくなったばね脚部分43も示されて
いる。
がばね脚48aの平面の外部に曲げられていることが理
解されよう。なお、タブ70はループばね44の位置決
めを可能にするように曲げられている。
の間にループばね44が配置された状態が示されている
。この図は、上方のタブの位置における断面図である。 2個のフェルール20はそれぞれの開口60の位置にお
いて対面している。このように対面した開口60の機能
を考察することは有益である。すなわち、2個のフェル
ール20をそれぞれの開口60の位置において対面させ
た場合、フェルール20の間には2種の開口が規定され
ることになる。第1の開口は共有開口80である。 かかる共有開口80は、ループばね44の高さおよび幅
を僅かに越える寸法を有している。それ故、ループばね
44は対面したフェルール20のそれぞれの開口60に
よって規定された共有開口80の内部に収容することが
できる。
するためにも役立つ。すなわち、フェルール20の間の
隙間に向かって開く開口がタブ収容溝穴82である。ル
ープばね44のタブ70はそれらのタブ収容溝穴82に
嵌合するわけである。
う。すなわち、1対のフェルール20がそれぞれの開口
60の位置において対面させられる。その際には、両者
間に共有開口80が規定されると共に、それの側方にお
いて互いに対向したタブ収容溝穴が規定されるようにす
ればよい。
して垂直な方向および図面の紙面に対して垂直な方向に
おいてループばね44の運動を制限する。また、タブ8
2は軸線x−xに沿ったループばね44の運動を制限す
る。このようにして、ループばね44は1対のフェルー
ル20の間に完全に捕捉されるのである。
立ち、それらの間にループばね44が挿入される。かか
るループばね44は共有開口80の内部に捕捉される。 それと同時に、ループばね44はタブ収容溝穴82によ
っても保持されることになる。
様に基づくループばねの斜視図が示されている。この実
施の態様においては、ループばねは2個の相異なるばね
部材202aおよび202bから成っていて、右側の部
材は左側の部材に対して転倒した状態にある。ばね部材
202aおよび202bの下端部および上端部には位置
決めタブ204aおよび204bがそれぞれ配置されて
おり、またばね部材202aおよび202bの上端およ
び下端は溶接部206によって接合されている。位置決
めタブを有する点および2個のばね部材から構成されて
いる点を除けば、このループばねは図5に示されたもの
と同様である。なお、燃料棒接触部46はそれぞれのス
トップに対して燃料棒を押付けるために役立つ。
ープばねの端面図および側面図が示されている。位置決
めタブ204aおよび204bは、ばね部材202aお
よび202bの端部の延長部として形成されている。か
かる位置決めタブは2個のばね部材の中間に位置してい
る。図9Bはばね部材の幅の変化を示しているのであっ
て、それぞれのばね部材は幅の狭い部分43を含んでい
る。
のフェルール間に捕捉された状態が示されている。この
図は上方の位置決めタブの位置における断面図である。 この場合における位置決めの方法は、図6Cに示された
ループばねの場合と同じである。
明の更に別の実施の態様が示されている。詳しく述べれ
ば、フェルール20にはI字形の開口90が形成されて
いる。開口90は上端および下端に長方形の部分92を
有していて、それらの部分がI字形の上端および下端の
横棒を成している。また、前述の場合と同じく、燃料棒
を支持するためのストップ28が設けられている。
う。すなわち、通例はインコネルから成るばね金属の板
から、図12に示されるような形状の材料が打抜かれる
。図12の材料は、上部および下部の横棒102並びに
それらの間に形成されたばね脚48および燃料棒接触部
46を含んでいる。下記に説明されるごとく、かかる材
料は軸線104の位置において折曲げられる。
されている。
ばねは軸線104の位置において折曲げられ、そして端
部106同士が溶接されている。かかる折曲げの結果、
上部および下部の横棒102はループを形成している。 こうして得られたループ状のタブはばね脚48と一体を
成しており、そしてばねの有効長さを拡張するために役
立つ。燃料棒接触部46は前述の場合と同様に作用する
。このように拡張された有効長さを有するループばねに
おいては、燃料棒接触部46に加わる圧縮のために必要
な力が顕著な変化を示すまでに要する圧縮量がより大き
くなる。このように拡張された有効長さを有するループ
ばねは、「より柔軟な」ばねと呼ぶことができる。
開口90および開口部分92内に捕捉される様子が容易
に理解されよう。すなわち、開口90は前述のごとくに
してばね本体を捕捉する。他方、(開口90の上端およ
び下端に設けられた)開口部分92はタブ102を捕捉
する。タブ102はループばねの一部であるから、それ
らのタブ102はそれぞれのフェルールの開口部分92
同士が対面することによって規定されたタブ収容溝穴1
02内に突出することになる。
、図13のループばねを挟むようにして2個のフェルー
ル20が対面させられる。次いで、それらのフェルール
同士を結合すれば、ループばねの自動位置決めおよび捕
捉が達成されるのである。
に別の実施の態様に基づくループばねが示されている。 かかるループばねのループ部分はタブと一体を成してお
り、またそれぞれのタブの端部にはC字形の部分が設け
られている。タブの端部に設けられたそれらのC字形部
分は、フェルールの側壁に設けられた長方形の開口内に
ループばねを保持するために役立つ。
燃料棒接触部246が外方に突出している。これらの燃
料棒接触部246は、ばね脚248を介して上部および
下部のタブループ302に連結されている。タブループ
302のそれぞれの端部にはC字形部分320が設けら
れている。なお、かかるループばねの製造に際しては、
一方の側に位置するC字形部分320が溶接されている
。
面したフェルール間にループばねが捕捉されているとこ
ろが示されている。すなわち、長方形の開口332の位
置において2個の同じフェルール330が対面させられ
る。前述の場合と同じく、対面した開口332はフェル
ール間に共有開口を規定すると共に、ループばねの側方
にはタブループが突出するためのタブ収容溝穴を規定す
る。この場合、かかるタブ収容溝穴はC字形部分320
を収容するために役立つ。それぞれのC字形部分320
は、フェルールに対するループばねの保持および位置決
めを可能にするような寸法を有している。このようにし
て保持が行われなければ、燃料棒接触部246がループ
ばねの保持をもたらすことになるが、それではフェルー
ル間においてループばねの位置ずれが起こるので望まし
くない。
々な変更態様が可能であることは自明であろう。本発明
においては、フェルール対の間に設けられたばね捕捉用
の開口、捕捉されるべきばね、およびフェルール対によ
って規定されたタブ収容溝穴内に収容されるタブを任意
に組合わせて使用し得ることを理解すべきである。
ルの部分切欠き斜視図であって、燃料棒を支持しかつ冷
却材を流入させるために役立つ下部タイプレート、個々
の燃料棒を直立した並列状態に保持しかつ加熱された冷
却材を流出させるために役立つ上部タイプレート、およ
び燃料棒を所望の離隔状態に保持するため両タイプレー
ト間に配置された典型的なスペーサを示している。
口を有する従来のフェルールの平面図および立面図であ
り、またCおよびDは図2Aおよび2Bに示されたよう
なフェルールから構成された従来のフェルール対の平面
図および立面図であって、2個のフェルールが不規則な
形状の開口の位置において互いに対面しかつかかる開口
の突出部分の位置において両者間にループばねを捕捉し
ていると共に、かかるループばねが2本の燃料棒をそれ
ぞれのフェルールのストップに対して押付けることによ
ってそれらの燃料棒を所望の離隔状態に保持していると
ころを示している。
れた突出部分を含む不規則な形状の開口を有する別の従
来のフェルールの平面図および立面図であり、またCお
よびDは図3Aおよび3Bに示されたようなフェルール
から構成された従来のフェルール対の平面図および立面
図であって、2個のフェルールが不規則な形状の開口の
位置において互いに対面しかつかかる開口の突出部分の
位置において両者間にループばねを捕捉していると共に
、かかるループばねが2本の燃料棒をそれぞれのストッ
プに対して押付けているところを示している。
捕捉し得るように設計された本発明のフェルールの平面
図および立面図である。
視図である。
細に示す側面図、正面図および断面図である。
のフェルール間に図5のループばねが捕捉されていると
ころを示す断面図である。
斜視図である。
示す側面図および正面図である。
対のフェルール間に図8のループばねが捕捉されている
ところを示す断面図である。
フェルールの平面図および立面図である。
ばねを形成するために使用されるばね材料の平面図であ
る。
の斜視図である。
図であって、2個の隣接したフェルール間にループばね
が配置されているところを示している。
様に基づくループばねの正面図、平面図および側面図で
あって、それの上部および下部タブループの端部にはフ
ェルールに対してループばねを保持するためのC字形部
分が設けられていることを示している。
ルール間に捕捉されているところを示す断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 複数の燃料棒、前記燃料棒を直立した
並列状態に支持しかつ加熱すべき水を燃料バンドル内に
導入するための複数の開口を規定するために役立つ下部
タイプレート、前記下部タイプレート上に支持された前
記燃料棒の上端部を平行な並列状態に保持しかつ加熱さ
れた水および蒸気を燃料バンドルから流出させるための
複数の開口を規定するために役立つ上部タイプレート、
前記燃料棒を包囲しながら前記下部タイプレートの位置
から前記上部タイプレートの位置にまで伸びて両タイプ
レート間における水流を燃料バンドル内に閉込めるため
に役立つチャネル、並びに前記チャネル内において両タ
イプレート間に配置されて前記燃料棒を所定の離隔並列
状態に保持するために役立つ複数のスペーサを含む燃料
バンドルと共に使用するためのスペーサにおいて、(a
) 互いに並列した第1および第2のフェルールから構
成され、かつ互いに並列した燃料棒のそれぞれを包囲し
て前記燃料棒を互いに離隔した状態に保持するために役
立つ少なくとも1組のフェルール対であって、(1)
前記フェルール対を構成する各々のフェルールは少なく
とも1個の内部ストップを有していて、前記フェルール
内に収容された燃料棒を前記ストップに対して押付ける
ことによって前記燃料棒は前記燃料バンドル内における
所定の並列位置に保持され、また(2) 前記フェルー
ル対を構成する各々のフェルールは開口を有していて、
前記フェルール対を構成する2個のフェルールを前記開
口の位置において対面させることによってループばねを
収容するための共有開口が前記フェルール対の間に規定
されると共に、前記共有開口の側方には前記ループばね
から突出したタブを収容するためのタブ収容溝穴が規定
されるようなフェルール対、(b) 前記フェルール対
を構成する前記第1のフェルール内に収容された燃料棒
を圧迫するための第1のばね脚と、前記フェルール対を
構成する前記第2のフェルール内に収容された燃料棒を
圧迫するための第2のばね脚とを有するループばね、並
びに(c) 前記ばね脚の少なくとも一方から突出した
少なくとも第1および第2のタブであって、前記第1の
タブは前記ループばねの第1の側面から突出しかつ前記
第2のタブは前記ループばねの第2の側面から突出して
おり、そして前記第1および第2のタブは前記タブ収容
溝穴に嵌合することによって前記ループばねを前記共有
開口内に保持するために役立つようなタブの諸要素を含
む結果、前記ループばねの本体が前記共有開口内に配置
されかつ前記タブが前記タブ収容溝穴内に突出するよう
にして前記第1および第2のフェルールを前記開口の位
置において対面させた場合、前記ループばねのそれぞれ
のばね脚は前記フェルール対のそれぞれのフェルール内
に収容された燃料棒を前記ストップに対して押付けるこ
とによって前記燃料棒を所定の離隔並列状態に保持し得
ることを特徴とするスペーサ。 - 【請求項2】 前記共有開口が長方形の形状を有する
請求項1記載のスペーサ。 - 【請求項3】 前記第1および第2のタブが前記ルー
プばねの上部に位置している場合において、前記ループ
ばねの下部に位置しかつ前記ばね脚の少なくとも一方か
ら突出した少なくとも第3および第4のタブが追加包含
されていて、前記第3のタブは前記ループばねの第1の
側面から突出しかつ前記第4のタブは前記ループばねの
第2の側面から突出しており、そして前記第3および第
4のタブは前記タブ収容溝穴に嵌合することによって前
記ループばねを前記共有開口内に保持するために役立つ
と共に、前記第1および第2のタブは前記タブ収容溝穴
の上部に嵌合しかつ前記第3および第4のタブは前記タ
ブ収容溝穴の下部に嵌合している請求項1記載のスペー
サ。 - 【請求項4】 前記第1および第2のタブが前記ルー
プばねの一体部分を成している請求項2記載のスペーサ
。 - 【請求項5】 前記フェルール対の間に規定された前
記共有開口がI字形の形状を有する請求項1記載のスペ
ーサ。 - 【請求項6】 燃料バンドルのチャネル内において上
部タイプレートと下部タイプレートとの間に配置されて
複数の燃料棒を所定の離隔並列状態に保持するために役
立つスペーサにおいて、(a) 前記スペーサの全域に
わたりマトリクス状を成して配置された1群のフェルー
ルであって、(1) 前記1群のフェルール内には、互
いに並列した第1および第2のフェルールから構成され
、かつ互いに並列した燃料棒のそれぞれを包囲して前記
燃料棒を互いに離隔した状態に保持するために役立つ少
なくとも1組のフェルール対が含まれ、(2) 前記フ
ェルール対を構成する各々のフェルールは少なくとも1
個の内部ストップを有していて、前記フェルール内に収
容された燃料棒を前記ストップに対して押付けることに
よって前記燃料棒は前記燃料バンドル内における所定の
並列位置に保持され、また(3) 前記フェルール対を
構成する各々のフェルールは開口を有していて、前記フ
ェルール対を構成する2個のフェルールを前記開口の位
置において対面させることによってループばねを収容す
るための共有開口が前記フェルール対の間に規定される
と共に、前記共有開口の側方には前記ループばねから突
出したタブを収容するためのタブ収容溝穴が規定される
ような1群のフェルール、(b) 前記フェルール対を
構成する前記第1のフェルール内に収容された燃料棒を
圧迫するための第1のばね脚と、前記フェルール対を構
成する前記第2のフェルール内に収容された燃料棒を圧
迫するための第2のばね脚とを有するループばね、並び
に(c) 前記ばね脚の少なくとも一方から突出した少
なくとも第1および第2のタブであって、前記第1のタ
ブは前記ループばねの第1の側面から突出しかつ前記第
2のタブは前記ループばねの第2の側面から突出してお
り、そして前記第1および第2のタブは前記タブ収容溝
穴に嵌合することによって前記ループばねを前記共有開
口内に保持するために役立つようなタブの諸要素を含む
結果、前記ループばねの本体が前記共有開口内に配置さ
れかつ前記タブが前記タブ収容溝穴内に突出するように
して前記第1および第2のフェルールを前記開口の位置
において対面させた場合、前記ループばねのそれぞれの
ばね脚は前記フェルール対のそれぞれのフェルール内に
収容された燃料棒を前記ストップに対して押付けること
によって前記燃料棒を所定の離隔並列状態に保持し得る
ことを特徴とするスペーサ。 - 【請求項7】 複数の燃料棒、前記燃料棒を直立した
並列状態に支持しかつ加熱すべき水を燃料バンドル内に
導入するための複数の開口を規定するために役立つ下部
タイプレート、前記下部タイプレート上に支持された前
記燃料棒の上端部を平行な並列状態に保持しかつ加熱さ
れた水および蒸気を燃料バンドルから流出させるための
複数の開口を規定するために役立つ上部タイプレート、
前記燃料棒を包囲しながら前記下部タイプレートの位置
から前記上部タイプレートの位置にまで伸びて両タイプ
レート間における水流を燃料バンドル内に閉込めるため
に役立つチャネル、並びに前記チャネル内において両タ
イプレート間に配置されて前記燃料棒を所定の離隔並列
状態に保持するために役立つ複数のスペーサを含む燃料
バンドルと共に使用するためのスペーサにおいて、(a
) 互いに並列した第1および第2のフェルールから構
成され、かつ互いに並列した燃料棒のそれぞれを包囲し
て前記燃料棒を互いに離隔した状態に保持するために役
立つ少なくとも1組のフェルール対であって、(1)
前記フェルール対を構成する各々のフェルールは少なく
とも1個の内部ストップを有していて、前記フェルール
内に収容された燃料棒を前記ストップに対して押付ける
ことによって前記燃料棒は前記燃料バンドル内における
所定の並列位置に保持され、また(2) 前記フェルー
ル対を構成する各々のフェルールは開口を有していて、
前記フェルール対を構成する2個のフェルールを前記開
口の位置において対面させることによってループばねを
収容するための共有開口が前記フェルール対の間に規定
されると共に、前記共有開口の側方には前記ループばね
から突出したタブループを収容するためのタブ収容溝穴
が規定されるようなフェルール対、(b) 前記フェル
ール対を構成する前記第1のフェルール内に収容された
燃料棒を圧迫するための第1の直立したばね脚と、前記
フェルール対を構成する前記第2のフェルール内に収容
された燃料棒を圧迫するための第2の直立したばね脚と
を有するループばね、並びに(c) 前記第1および第
2の直立したばね脚と一体を成す第1および第2の水平
タブループであって、前記第1の水平タブループは前記
第1および第2の直立したばね脚の上端を連結しかつ前
記第2の水平タブループは前記第1および第2の直立し
たばね脚の下端を連結しており、そして前記第1および
第2の水平タブループは前記タブ収容溝穴に嵌合するこ
とによって前記ループばねを前記共有開口内に保持する
ために役立つようなタブループの諸要素を含む結果、前
記ループばねの本体が前記共有開口内に配置されかつ前
記タブルーブが前記タブ収容溝穴内に突出するようにし
て前記第1および第2のフェルールを前記開口の位置に
おいて対面させた場合、前記ループばねのそれぞれのば
ね脚は前記フェルール対のそれぞれのフェルール内に収
容された燃料棒を前記ストップに対して押付けることに
よって前記燃料棒を所定の離隔並列状態に保持し得るこ
とを特徴とするスペーサ。 - 【請求項8】 前記タブループのそれぞれがC字形端
部を有していて、前記タブ収容溝穴の外方に突出する前
記C字形端部が前記タブ収容溝穴の寸法を越える寸法を
有する結果として前記共有開口内における前記ループば
ねの位置決めが達成される請求項7記載のスペーサ。 - 【請求項9】 前記フェルール対を構成する各々のフ
ェルールが長方形の開口を有する請求項7記載のスペー
サ。 - 【請求項10】 前記フェルール対を構成する各々の
フェルールがI字形の開口を有する請求項7記載のスペ
ーサ。
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