JPH05126985A - 燃料集合体の組立方法およびこれに使用する組立装置 - Google Patents

燃料集合体の組立方法およびこれに使用する組立装置

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JPH05126985A
JPH05126985A JP3278094A JP27809491A JPH05126985A JP H05126985 A JPH05126985 A JP H05126985A JP 3278094 A JP3278094 A JP 3278094A JP 27809491 A JP27809491 A JP 27809491A JP H05126985 A JPH05126985 A JP H05126985A
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Junichi Oyama
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料棒挿入時の圧縮応力による燃料集合体の
曲りの発生を防止することができる燃料集合体の組立方
法およびこれに使用する組立装置を提供する。 【構成】 燃料棒6を支持格子4に挿通固定した後に制
御棒案内管を挿通固定するようにしたので、制御棒案内
管に圧縮応力が加わることを防止し、燃料集合体の曲り
を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型軽水炉等の原
子炉に装荷される燃料集合体の組立方法およびこの方法
に使用する組立装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、燃料集合体としては、図7に
示すものが知られている。
【0003】この図において、符号1および2は、上下
方向に離間して対向配置された上部ノズルおよび下部ノ
ズルを示し、これら上部ノズル1と下部ノズル2との間
には、複数の制御棒案内管3が渡されて固定されてい
る。これら制御棒案内管3の中途部には、複数の支持格
子4が上下方向に互いに離間して取り付けられている。
【0004】前記支持格子4は、図8ないし図10に示
すように、複数の薄板帯状のストラップ7を、その長手
方向に等間隔で形成されたスリット8を互いに嵌め合わ
すことにより互いに直交させ格子状に組んで内部に多数
の格子空間5を形成したものであり、これら格子空間5
を形成する壁面には、燃料棒6を支持するためのディン
プル9とスプリング10とが互いに対向して形成されて
いる。そして、格子空間5に挿通された燃料棒6は、ス
プリング10によりディンプル9に押圧されて支持され
ている。
【0005】つぎに、この燃料集合体の従来の組立方法
について、図11を参照しつつ説明する。
【0006】まず、支持格子4を所定の間隔だけ離間さ
せて配置し(支持格子定置)、これら支持格子4の互い
に対応する格子空間5の一部に制御棒案内管3を挿通
し、バルジ加工によって支持格子4と制御棒案内管3と
を固定する。その後、制御棒案内管3に支持された支持
格子4の格子空間5に、燃料棒6をスプリング10およ
びディンプル9に摺動させつつ挿通する。このようにし
て、各格子空間5内に燃料棒6をスプリング10および
ディンプル9を介して配置固定する。そして、全ての燃
料棒6を挿通し終えたならば、上部ノズル1および下部
ノズル2を制御棒案内管3の両端部にそれぞれ固定す
る。
【0007】ところで、前記従来の組立方法において
は、支持格子4に制御棒案内管3を挿通固定した後、燃
料棒6を、スプリング10に摺動させつつ挿通している
ため、この挿通の際に、燃料棒6から、支持格子4を介
して制御棒案内管3に不均一な圧縮応力が加えられ、こ
の圧縮応力の影響により、組立後の燃料集合体に、全体
として若干の曲りが発生することがあるという不都合が
あった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、前記した圧縮応力による燃料
集合体の曲りの発生を防止することができる燃料集合体
の組立方法と、この方法に使用する組立装置とを提供す
ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る燃料集合
体の組立方法は、支持格子に形成された一の格子空間を
画成する壁部から格子空間の内側方向に突出されたスプ
リングを退避させ、格子空間内に燃料棒を挿入し、つい
で、スプリングの退避を解除してこのスプリングを燃料
棒に当接させてこの燃料棒を支持した後、支持格子に形
成された他の格子空間に制御棒案内管を挿入し、支持格
子と制御棒案内管とを結合する構成とした。
【0010】請求項2に係る燃料集合体の組立装置は、
複数の燃料棒を水平方向にかつ並列に支持する燃料マガ
ジンと、この燃料マガジンの一端側に取り付けられて、
燃料棒を他端側方向へ向けて押し出す押し出し機構と、
燃料マガジンの他端側に配置されて、支持格子に形成さ
れた格子空間の開口部を燃料マガジンに向けた状態で支
持する支持ポストと、この支持ポストと燃料マガジンと
の間に配置され、燃料マガジンから格子空間に向けて押
し出された燃料棒を下方から支持してこの燃料棒の下方
への移動を防止するガイド機構と、格子空間内に挿入さ
れた制御棒案内管の内部に挿入されて、この案内管を拡
管する拡管治具とから構成されている。
【0011】
【作用】請求項1の組立方法によれば、燃料棒を支持格
子に挿通固定した後に制御棒案内管を挿通固定すること
ができるので、制御棒案内管に不均一な圧縮応力が加わ
ることを防止し、燃料集合体の曲りを防止することがで
きる。
【0012】請求項2の組立装置においては、支持格子
の格子空間を画成する壁部から内側へ突出されたスプリ
ングを、人手、あるいは長尺のキー部材等を用いて退避
させた後、押し出し機構を用いて燃料棒を支持格子の格
子空間に向けて押し出し、この格子空間に燃料棒を挿通
させ、ついで、前記したスプリングの退避を解除して、
スプリングを燃料棒に当接させ、両者を互いに固定す
る。ついで、制御棒案内管を格子空間に挿通させて制御
棒案内管と支持格子を結合した後、上部・下部ノズルを
取り付けて燃料集合体を製造することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の燃料集合体の組立装置の第1
実施例について、図1に基づいて説明する。なお、本実
施例の説明においては、前記した従来の燃料集合体と共
通する構成については同一符号を付して詳細についての
説明を省略する。
【0014】この組立装置は、複数の燃料棒6を水平方
向に並列させて支持する直方体状の燃料マガジン20
と、この燃料マガジン20の一端側(図1中左端側)に
取り付けられて、前記燃料棒6を他端側方向へ向けて押
し出す押し出し機構30と、前記燃料マガジン20の他
端側に一列に配置されて、支持格子4に形成された格子
空間5の開口部を前記燃料マガジン20に向けた状態で
支持する複数の支持ポスト40と、これらの支持ポスト
40の一端側近傍、すなわち、支持ポスト40と燃料マ
ガジン20との間に配置され、燃料マガジン20から格
子空間5に向けて押し出された燃料棒6を下方から支持
してこの燃料棒6の下方への移動を防止する複数の燃料
保持ローラ(ガイド機構)50と、前記格子空間5内に
挿入された制御棒案内管3の内部に挿入されて、この案
内管3を拡管する拡管治具60と、前記支持ポスト40
の側方に配置されたキー部材操作機構70とから概略構
成されている。
【0015】本実施例で使用される支持格子4には、図
2において概略的に示すように、制御棒案内管3が挿通
されるべき位置に、一面側に突出する複数のスリーブ4
a(図においては1つのスリーブのみを示す。)が設け
られている。
【0016】前記押出し機構30は、前記燃料マガジン
20に向けて突設された複数の押し棒31を支持するプ
レート32と、このプレート32を上下動自在に支持す
るボールネジ33と、このボールネジ33を支持する基
台34と、この基台34を前後に移動させるシリンダ3
5と、前記基台34を摺動自在に支持する2本のレール
36とから構成されている。
【0017】前記支持ポスト40は、組立完了後の燃料
集合体を起立させる組立治具起立機構80の上部に取り
付けられている。
【0018】この組立治具起立機構80は、前記燃料マ
ガジン20の他端側に、この燃料マガジン20の延長方
向に沿って配置された長尺板状の回転台ベース81と、
この回転台ベース81の一端側に取り付けられて、回転
台ベース81を水平状態から直立状態まで動力によって
回動させる回動機構82とから構成されている。
【0019】前記燃料棒保持ローラ50は、前記回転台
ベース81の側部に配設されたフレーム51によって回
転自在に支持されている。このフレーム51は、その下
部に取り付けられた複数のボールネジ52によって上下
動自在とされている。
【0020】前記拡管治具60は、その先端部(図1中
左端部)に、制御棒案内管3を拡管させる公知の工具が
取り付けられたもので、基台61上に前後動自在に支持
され、動力によって、前記支持ポスト40に保持された
支持格子4に挿入された制御棒案内管3の内部に挿通さ
れるようになっている。
【0021】前記キー部材操作機構70は、前記組立治
具起立機構80の側方に立設され、かつ、この組立治具
起立機構80の長さ方向に沿って移動自在とされた脚7
1と、この脚71の先端に回転自在に取り付けられ、か
つ、互いに回転自在とされたアーム72・73と、この
アーム73の先端に取り付けられたコ字状のガイド部材
74と、このガイド部材74に併設された図示しないキ
ー挿脱装置とから構成されており、前記支持格子4の内
部にキー(図示せず)を挿入して支持格子4に設けられ
たスプリング10を退避させ、かつ、抜き出すことによ
ってこの退避を解除することができるようになってい
る。
【0022】また、燃料マガジン20の他端側に面する
位置には、燃料棒押込みローラ90が配置されている。
この燃料棒押込みローラ90は、水平にかつ上下に配置
されて、動力によって回転させられる2つのローラ本体
91・92と、このローラ本体91・92を回転自在に
支持するフレーム93と、このフレーム93を上下動自
在に支持するボールネジ94と、このボールネジ94を
プレート95を介して横方向(燃料棒6の延長方向と直
交する方向)に移動させるシリンダ96とから構成され
ている。
【0023】また、燃料マガジン20から最も離間した
位置に配置された支持ポスト40の他端側(図1中右端
側)には、ストッパ100が配置されている。このスト
ッパ100は、矩形板状に形成された位置決め板101
と、この位置決め板101の側方に配置されて、前記位
置決め板101を横方向に移動させるシリンダ102と
から構成されている。
【0024】つぎに、本実施例の組立装置を用いた燃料
集合体の組立方法について、図3を参照して説明する。
【0025】まず、各支持ポスト40に、支持格子4を
それぞれ取り付ける(支持格子定置)。ついで、キー部
材操作機構70を操作して、各支持格子4にキーを挿入
し、支持格子4に設けられたスプリング10を退避させ
た状態に保持する。ついで、押出し装置30を操作し
て、押し棒31を、燃料マガジン20の最上段に収納さ
れた燃料棒6に相当する位置に配置し、シリンダ35を
収縮させて押し棒31を燃料マガジン20に向けて移動
させ、最上段の燃料棒6を支持格子4に向けて押出す。
押出された燃料棒6は、燃料棒押込みローラのローラ本
体91・92の間を通り、かつ、これらのローラ本体9
1・92の自転によって支持格子4に向けて送り出され
て、支持格子4の格子空間5の内部に挿通される。つい
で、燃料棒6は、支持格子4を通過して、燃料棒保持ロ
ーラ50によってその下面を支持されつつ、つぎの支持
格子4の格子空間5の内部に挿通される。
【0026】ここで、本実施例の組立装置によれば、支
持格子4の一面側に燃料棒保持ローラ50を配置したの
で、送り出された燃料棒6の先端が自重によって下降す
ることを防止することができる。燃料棒6の先端が下降
した場合には、この先端と支持格子4を構成するストラ
ップ7とが干渉して燃料棒6へのスクラッチ(微細な
傷)や支持格子4の損傷を発生させるおそれがあるが、
本例の装置では、燃料棒6の先端の下降を防止できるの
で、スクラッチの発生等を防止し、燃料集合体の品質を
そこなわないという利点がある。
【0027】続いて、燃料棒6を各支持格子4の格子空
間5に順次挿通させ、燃料棒6の先端をストッパ100
の位置決め板101に当接させて、燃料棒6の位置決め
を行うことができる。
【0028】ついで、押出し機構30のシリンダ35を
延長させて、プレート32を初期の位置まで復帰させ
る。ついで、押出し機構30のボールネジ33を回転さ
せて、押し棒31の位置をやや下降させ、この押し棒3
1を、燃料マガジン20の2段目に位置する燃料棒6に
相当する位置に配置する。また、燃料棒押出しローラ9
0のローラ本体91・92および各燃料棒保持ローラ5
0の高さ方向における位置も、2段目の燃料棒6の位置
に合せて若干下降させる。ついで、前記と同様にして、
この2段目の燃料棒6を押出して、各支持格子4に挿通
させることができる。
【0029】以下、同様にして、燃料マガジン20内の
各段に収納された燃料棒6を、すべて支持格子4に挿通
させる。
【0030】ついで、再度キー部材操作機構70を操作
して、各支持格子4からキー部材を取り外す。これによ
り、支持格子4に設けられたスプリング10の表面を燃
料棒6に当接させて、支持格子4と燃料棒6との相対位
置を固定することができる。
【0031】ついで、燃料マガジン20を取り外し、各
支持格子4に設けられたスリーブ4aに、前記燃料棒6
と同様にして、所定数の制御棒案内管3を挿入する。
【0032】ついで、拡管治具60を前進させて、これ
を各制御棒案内管3の内部に挿入し、拡管治具60の先
端に取り付けられた工具を、拡管治具60から最も離間
した位置(図1中左端)に設置された支持格子4のスリ
ーブ4aに相当する位置に配置する。ついで、拡管治具
60により制御棒案内管3とスリーブ4aとを拡管(バ
ルジ加工)し(図2)、支持格子4と制御棒案内管3と
の相対位置を固定することができる。
【0033】続いて、拡管治具60を徐々に引出しなが
ら、各支持格子4において制御棒案内管3と各スリーブ
4aとを拡管し、各支持格子4と制御棒案内管3との相
対位置を固定する。
【0034】ここで、制御棒案内管3とスリーブ4aと
を拡管した際には、燃料棒6によって支持格子4の移動
が防止されているために、制御棒案内管3には、図2中
P1およびP2で示した方向に均一な引張応力が加わ
り、この引張り応力によって、燃料棒集合体の曲りを防
止することができる。この事情は、以下のように説明す
ることができる。すなわち、仮に、支持格子4が燃料棒
6に対して移動可能であるならば、拡管の際に、支持格
子4が図2中P3方向へ移動し、拡管によって生じた引
張応力が開放されてしまうことになるが、本実施例で
は、予め燃料棒6と支持格子4とを固定しているため
に、支持格子4の移動を防止し、均一な引張応力を残留
させることが可能となる。
【0035】また、従来の組立方法においては、燃料棒
を支持格子に挿入する際に、この挿入によって、支持格
子を介して制御棒案内管に不均一な圧縮応力が加わり、
その結果、燃料集合体に曲りを生じることがあったが、
本実施例の方法によれば、予め燃料棒を支持格子に取り
付けた後に制御棒案内管を支持格子に挿通しているの
で、制御棒案内管に不均一な圧縮応力が加わることを防
止して、燃料集合体の曲りを防止することができる。
【0036】つぎに、本発明の第2実施例に係る組立装
置の構成を図4に基づいて説明する。なお、本実施例の
組立装置の説明においては、前記第1実施例の組立装置
と共通する構成については同一の符号を付して詳細につ
いての説明を省略する。
【0037】本実施例の組立装置においては、燃料マガ
ジン20が、その軸心を中心として45゜回転させられ
ており、これに対応して、各支持格子4および拡管治具
60が、同様に全体として45゜回転した状態で支持さ
れている点で、前記第1実施例の組立装置と相違してい
る。
【0038】また、前記第1実施例の装置では、押出し
機構30として、押し棒31によって燃料棒6を押出す
ものとしたが、本例の装置では、押出し機構130が、
長尺状に形成されて可撓性を有するナイロン製のチュー
ブ131と、このチューブ131を、ドラム132に巻
き戻す回転ローラ133と、この回転ローラ133を回
転駆動するモータ134と、前記ドラム132と燃料マ
ガジン20との間に配設され、かつ、各チューブ131
の上下に取り付けられて、これらのチューブを選択的に
燃料マガジン20の内部に向けて送り出す多数の送りロ
ーラ135と、この送りローラ135とドラム132と
の間に取り付けられたローラカバー136と、前記チュ
ーブ131と送りローラ135とを全体的に上下方向に
移動させる基台137とから構成されたものとなってい
る。
【0039】さらに、第1実施例の装置では、各支持格
子4の前方に、燃料棒保持ローラ50を配置するものと
したが、本例の装置では、各支持格子4の前方に、燃料
棒6が挿通される2段分の貫通孔を有するガイドプレー
ト(ガイド機構)150を配置し、このガイドプレート
150をボールネジ151によって上下動自在に支持し
て高さ方向の位置決めを行うようにしたものとなってい
る。
【0040】また、第1実施例の装置では、キー部材操
作機構70を、組立治具起立機構80の側方に立設した
が、本例の装置では、キー部材操作機構170を、燃料
マガジン20の上方に配置したものとしている。すなわ
ち、このキー部材操作機構170は、燃料マガジン20
を跨いで立設され、かつ、この燃料マガジン20の長さ
方向に移動自在に構成されたコ字状の脚171と、この
脚171の上部背面に取り付けられ、X,Y方向に移動
可能とされたテーブル172と、このテーブル172の
背面からこの背面方向(図4中右方向)に延出され、ジ
ョイントによって軸を中心に回転自在とされたアーム1
73と、このアーム173の先端に取り付けられて、支
持格子4の内部にキーを挿入して支持格子4に設けられ
たスプリング10を退避させ、かつ、抜き出すことによ
ってこの退避を解除させるガイド部材174および図示
しないキー挿脱装置とから構成されている。
【0041】つぎに、本実施例の組立装置を用いた組立
方法について説明する。
【0042】まず、第1実施例の方法と同様に、各支持
ポスト40に、支持格子4をそれぞれ取り付け、キー部
材操作機構170を操作して各支持格子4にキーを挿入
し、支持格子4に設けられたスプリング10を退避させ
た状態に保持する。
【0043】ついで、押出し装置130の基台137を
操作して、チューブ131を、燃料マガジン20の最上
段に収納された燃料棒6に相当する位置に配置し、この
燃料棒6に対応する位置にあるチューブ131のみを、
送りローラ135によって燃料マガジン20方向に送り
出し、燃料棒6を支持格子4に向けて押出す。押出され
た燃料棒6は、ガイドプレート150によってその下面
を支持されつつ、支持格子4の格子空間5の内部に順次
挿通される。
【0044】ついで、前記のように送り出したチューブ
131を、巻取りローラ133の回転によって巻取り、
初期位置に復帰させた後、基台137を下降させ、チュ
ーブ131を、次段に位置する燃料棒6に相当する位置
に配置する。また、各ガイドプレート150の高さ方向
に置ける位置も、次段の燃料棒6の位置に合せて若干下
降させる。ついで、前記と同様に、燃料棒6に対応する
位置にあるチューブ131のみを選択的に送りローラ1
35によって送り出し、これによって、次段の燃料棒6
を送り出して、各支持格子4に挿通させることができ
る。
【0045】以下、同様にして、燃料マガジン20内の
各段に収納された燃料棒6を、すべて支持格子4に挿通
させて、前記第1実施例と同様にして燃料集合体を製造
することができる。
【0046】第2実施例の装置によれば、燃料マガジン
20と支持格子4とを、ともに45゜傾斜させた状態で
配置しているので、キー部材操作機構70によって支持
格子4にキーを差し込む際に、キーの自重を利用して差
し込むことができ、キーの差し込み作業が簡易となると
いう利点がある。
【0047】他の作用効果は、前記第1実施例の装置と
同様であるので説明を省略する。
【0048】つぎに、前記第2実施例の組立装置の変形
例について、図6に基づいて説明する。第2実施例の装
置においては、チューブ131をナイロン製のものとし
たが、変形例の装置においては、このチューブ131の
先端部の外周に、ロッドアンテナ型の、伸縮自在に構成
されたチタン製のアウターチューブ138を取り付け、
このアウターチューブ138の後端側(図6中左端側)
に、このアウターチューブ138の基端の移動を防止し
て、アウターチューブ138と送りローラ135との干
渉を防止するストッパ139が取り付けられている。
【0049】この変形例の装置によれば、チューブ13
1の変形をアウターチューブ138によって防止して、
燃料棒6の押出し作業を確実に行うことができる。
【0050】
【発明の効果】請求項1に係る燃料集合体の組立方法に
よれば、支持格子に形成された一の格子空間を画成する
壁部から格子空間の内側方向に突出されたスプリングを
退避させ、格子空間内に燃料棒を挿入し、ついで、スプ
リングの退避を解除してこのスプリングを燃料棒に当接
させてこの燃料棒を支持した後、支持格子に形成された
他の格子空間に制御棒案内管を挿入し、支持格子と制御
棒案内管とを結合する構成としたので、制御棒案内管に
不均一な圧縮応力が加わることを防止でき、燃料集合体
の曲りを防止することができる。
【0051】請求項2に係る燃料集合体の組立装置によ
れば、複数の燃料棒を水平方向にかつ並列に支持する燃
料マガジンと、この燃料マガジンの一端側に取り付けら
れて、燃料棒を他端側方向へ向けて押し出す押し出し機
構と、燃料マガジンの他端側に配置されて、支持格子に
形成された格子空間の開口部を燃料マガジンに向けた状
態で支持する支持ポストと、この支持ポストと燃料マガ
ジンとの間に配置され、燃料マガジンから格子空間に向
けて押し出された燃料棒を下方から支持してこの燃料棒
の下方への移動を防止するガイド機構と、格子空間内に
挿入された制御棒案内管の内部に挿入されて、この案内
管を拡管する拡管治具とから構成されているので、燃料
棒の先端の下降を防止して、支持格子と燃料棒との干渉
を防ぎ、燃料棒へのスクラッチの発生や支持格子の損傷
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る燃料集合体の組立装
置の概略的構成を示す斜視図である。
【図2】支持格子と制御棒案内管との結合部の構造を概
念的に示す側面図である。
【図3】本発明の第1実施例に係る燃料集合体の組み立
て方法を概略的に示す説明図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る燃料集合体の組立装
置の概略的構成を示す斜視図である。
【図5】第2実施例の組立装置に使用するチューブの要
部斜視図である。
【図6】第2実施例の変形例に係る組立装置に使用する
チューブの要部斜視図である。
【図7】従来の燃料集合体の側面図である。
【図8】燃料集合体の支持格子を構成するストラップの
正面図である。
【図9】支持格子の格子空間に燃料棒を挿入した状態を
示す平面図である。
【図10】図9の要部拡大図である。
【図11】従来の燃料集合体の組み立て方法を概略的に
示す説明図である。
【符号の説明】
3 制御棒案内管 4 支持格子 5 格子空間 6 燃料棒 10 スプリング 20 燃料マガジン 30・130 押出し機構 40 支持ポスト 50 燃料棒保持ローラ(ガイド機構) 60 拡管治具 150 ガイドプレート(ガイド機構)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 勝紀 茨城県那珂郡東海村大字舟石川622番地1 三菱原子燃料株式会社東海製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持格子に形成された一の格子空間を画
    成する壁部から前記格子空間の内側方向に突出されたス
    プリングを退避させ、前記格子空間内に燃料棒を挿入
    し、前記スプリングの退避を解除してこのスプリングを
    前記燃料棒に当接させてこの燃料棒を支持した後、前記
    支持格子に形成された他の格子空間に制御棒案内管を挿
    入し、前記支持格子と前記制御棒案内管とを結合するこ
    とを特徴とする燃料集合体の組立方法。
  2. 【請求項2】 複数の燃料棒を水平方向にかつ並列に支
    持する燃料マガジンと、この燃料マガジンの一端側に取
    り付けられて、前記燃料棒を他端側方向へ向けて押し出
    す押し出し機構と、前記燃料マガジンの他端側に配置さ
    れて、支持格子に形成された格子空間の開口部を前記燃
    料マガジンに向けた状態で支持する支持ポストと、この
    支持ポストと前記燃料マガジンとの間に配置され、前記
    燃料マガジンから前記格子空間に向けて押し出された燃
    料棒を下方から支持してこの燃料棒の下方への移動を防
    止するガイド機構と、前記格子空間内に挿入された制御
    棒案内管の内部に挿入されて、この案内管を拡管する拡
    管治具とを備えていることを特徴とする燃料集合体の組
    立装置。
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