JPH05172974A - 原子炉用燃料集合体の支持格子 - Google Patents
原子炉用燃料集合体の支持格子Info
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- JPH05172974A JPH05172974A JP3338599A JP33859991A JPH05172974A JP H05172974 A JPH05172974 A JP H05172974A JP 3338599 A JP3338599 A JP 3338599A JP 33859991 A JP33859991 A JP 33859991A JP H05172974 A JPH05172974 A JP H05172974A
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- spring
- grid
- support grid
- fuel
- fuel assembly
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、圧力損失を増加させること
なく、燃料棒の接線方向に対するスプリングの剛性を高
め且つ耐震強度を向上させる支持格子を提供することに
ある。 【構成】 この目的を達成するために、本発明は、金属
薄板から成る複数枚の帯板(２１)を格子状に組み合わせ
て構成される燃料集合体用支持格子(２０)において、燃
料棒(２３)が挿通される格子空間(２２)の壁面となる帯
板(２１)の部分に、一側に突出する一対の幅広の張出し
部(２６)を上下方向に一定の間隔を置いて形成すると共
に、燃料棒(２３)を弾性支持するためのスプリング(２
７)を前記張出し部(２６)の間に一体的に形成したこと
を特徴としている。
なく、燃料棒の接線方向に対するスプリングの剛性を高
め且つ耐震強度を向上させる支持格子を提供することに
ある。 【構成】 この目的を達成するために、本発明は、金属
薄板から成る複数枚の帯板(２１)を格子状に組み合わせ
て構成される燃料集合体用支持格子(２０)において、燃
料棒(２３)が挿通される格子空間(２２)の壁面となる帯
板(２１)の部分に、一側に突出する一対の幅広の張出し
部(２６)を上下方向に一定の間隔を置いて形成すると共
に、燃料棒(２３)を弾性支持するためのスプリング(２
７)を前記張出し部(２６)の間に一体的に形成したこと
を特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉用燃料集合体に
使用される支持格子に関し、特に、燃料棒を支持するス
プリングの改良に関するものである。
使用される支持格子に関し、特に、燃料棒を支持するス
プリングの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６は原子炉の炉心を構成する
従来一般の燃料集合体の一例を示している。図示するよ
うに、燃料集合体１は、上部ノズル２、下部ノズル３、
案内管４、支持格子５及び燃料棒６から構成されてお
り、上部ノズル２及び下部ノズル３は複数の案内管４の
上下にそれぞれ固定されている。燃料棒６は、図６の如
く正方形配列となるように案内管４の周囲に配置され、
上下方向に適宜間隔で配置された支持格子５により支持
されている。
従来一般の燃料集合体の一例を示している。図示するよ
うに、燃料集合体１は、上部ノズル２、下部ノズル３、
案内管４、支持格子５及び燃料棒６から構成されてお
り、上部ノズル２及び下部ノズル３は複数の案内管４の
上下にそれぞれ固定されている。燃料棒６は、図６の如
く正方形配列となるように案内管４の周囲に配置され、
上下方向に適宜間隔で配置された支持格子５により支持
されている。
【０００３】従来の支持格子５は、図７に明示するよう
に、格子状に薄い帯板７を組み合わせたものであり、所
定の格子空間８に案内管４が挿通され固着されている。
また、その他の格子空間９には燃料棒６が通され、各格
子空間９の壁面に設けられたディンプル１０とスプリン
グ１１により保持される。ディンプル１０とスプリング
１１は、図８及び図９から諒解される通り、格子空間９
の壁面を構成する帯板７の部分にそれぞれ逆方向に張り
出すようプレス加工により形成されている。特に、スプ
リング１１は、燃料棒６を相対するディンプル１０に押
し付けて弾性支持できるよう、階段状に整形されてい
る。一方、ディンプル１０は、スプリング１１の押付け
力に抗して燃料棒を一定位置に保持するために、充分な
剛性が得られるようアーチ形に整形されている。
に、格子状に薄い帯板７を組み合わせたものであり、所
定の格子空間８に案内管４が挿通され固着されている。
また、その他の格子空間９には燃料棒６が通され、各格
子空間９の壁面に設けられたディンプル１０とスプリン
グ１１により保持される。ディンプル１０とスプリング
１１は、図８及び図９から諒解される通り、格子空間９
の壁面を構成する帯板７の部分にそれぞれ逆方向に張り
出すようプレス加工により形成されている。特に、スプ
リング１１は、燃料棒６を相対するディンプル１０に押
し付けて弾性支持できるよう、階段状に整形されてい
る。一方、ディンプル１０は、スプリング１１の押付け
力に抗して燃料棒を一定位置に保持するために、充分な
剛性が得られるようアーチ形に整形されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
支持格子５におけるスプリング１１の場合、燃料棒６を
相対するディンプル１０に押し付ける方向のばね力及び
ばね剛性については設計目標を満足する特性を有してい
るが、燃料棒６の接線方向の剛性についてはスプリング
１１の幅が狭いこともあり比較的低く、地震時等で大き
な横荷重が作用した場合にはスプリング１１が変形する
可能性があった。
支持格子５におけるスプリング１１の場合、燃料棒６を
相対するディンプル１０に押し付ける方向のばね力及び
ばね剛性については設計目標を満足する特性を有してい
るが、燃料棒６の接線方向の剛性についてはスプリング
１１の幅が狭いこともあり比較的低く、地震時等で大き
な横荷重が作用した場合にはスプリング１１が変形する
可能性があった。
【０００５】ここで、燃料集合体１の断面を図１０のよ
うにモデル化して、燃料集合体１の支持格子５に大きな
横荷重Ｆが作用した場合を考える。この場合、横荷重Ｆ
は、図１１に示すように、支持格子５の帯板７を伝わる
力ｆ1と、燃料棒６、ディンプル１０及びスプリング１
１を介して伝わる力ｆ2との２つの経路で作用する。格
子状の構造物が座屈する場合には、図１２に示すように
１列の帯板７が平行移動するような形で変形するが、そ
の際、燃料棒６及びディンプル１０を介して伝えられる
力によって、スプリング１１は剛性の比較的低い方向、
即ち図１３の如く燃料棒６の接線方向に変形される。
うにモデル化して、燃料集合体１の支持格子５に大きな
横荷重Ｆが作用した場合を考える。この場合、横荷重Ｆ
は、図１１に示すように、支持格子５の帯板７を伝わる
力ｆ1と、燃料棒６、ディンプル１０及びスプリング１
１を介して伝わる力ｆ2との２つの経路で作用する。格
子状の構造物が座屈する場合には、図１２に示すように
１列の帯板７が平行移動するような形で変形するが、そ
の際、燃料棒６及びディンプル１０を介して伝えられる
力によって、スプリング１１は剛性の比較的低い方向、
即ち図１３の如く燃料棒６の接線方向に変形される。
【０００６】かかる弊害を防止するためには、支持格子
５の耐震強度を上げる方法が考えられる。支持格子５の
耐震強度は係数Ｑ／Ｋ1/2（Ｑ：座屈荷重、Ｋ：動的剛
性）によって表されるので、この係数を大きくするため
には、支持格子５の帯板７の板厚を大きくするか、或い
は、帯板７の幅を大きくすることによって、座屈荷重Ｑ
を大きくすれば良い。しかし、いずれの方法によっても
動的剛性Ｋまで増加するため、効果が少なく、また、流
力的には圧力損失が増し、熱水力設計の面で不利になる
という問題も生じる。
５の耐震強度を上げる方法が考えられる。支持格子５の
耐震強度は係数Ｑ／Ｋ1/2（Ｑ：座屈荷重、Ｋ：動的剛
性）によって表されるので、この係数を大きくするため
には、支持格子５の帯板７の板厚を大きくするか、或い
は、帯板７の幅を大きくすることによって、座屈荷重Ｑ
を大きくすれば良い。しかし、いずれの方法によっても
動的剛性Ｋまで増加するため、効果が少なく、また、流
力的には圧力損失が増し、熱水力設計の面で不利になる
という問題も生じる。
【０００７】そこで、本発明は、支持格子の帯板の幅や
板厚を変えることなく、スプリングの接線方向の剛性を
高めることを目的としている。
板厚を変えることなく、スプリングの接線方向の剛性を
高めることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、金属薄板から成る複数枚の帯板を格子状
に組み合わせて構成された原子炉用燃料集合体の支持格
子において、燃料棒が挿通される格子空間の壁面となる
帯板の部分に、一側に突出する一対の幅広の張出し部を
スロットを空けることなく上下方向に一定の間隔を置い
て形成すると共に、燃料棒を弾性支持するためのスプリ
ングを前記張出し部の間に一体的に形成したことを特徴
としている。
に、本発明は、金属薄板から成る複数枚の帯板を格子状
に組み合わせて構成された原子炉用燃料集合体の支持格
子において、燃料棒が挿通される格子空間の壁面となる
帯板の部分に、一側に突出する一対の幅広の張出し部を
スロットを空けることなく上下方向に一定の間隔を置い
て形成すると共に、燃料棒を弾性支持するためのスプリ
ングを前記張出し部の間に一体的に形成したことを特徴
としている。
【０００９】
【作用】上記構成においては、スプリングの上下に幅広
の張出し部を一体的に形成したことによって、燃料棒の
接線方向に対するスプリングの剛性が増加する。
の張出し部を一体的に形成したことによって、燃料棒の
接線方向に対するスプリングの剛性が増加する。
【００１０】また、この張出し部は、スロットを伴わな
いものであるため、横荷重に対する有効断面積を減ずる
ことがなく、更に、一種のコルゲーションのような機能
も果たし、支持格子の帯板の断面二次モーメントを向上
させる。
いものであるため、横荷重に対する有効断面積を減ずる
ことがなく、更に、一種のコルゲーションのような機能
も果たし、支持格子の帯板の断面二次モーメントを向上
させる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図１〜図４を
参照して説明するが、図１は本発明による支持格子を部
分的に示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿っての
断面図、図３は図１の支持格子を構成する帯板の一部を
示す平面図、図４は図３に示す帯板の斜視図である。
参照して説明するが、図１は本発明による支持格子を部
分的に示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿っての
断面図、図３は図１の支持格子を構成する帯板の一部を
示す平面図、図４は図３に示す帯板の斜視図である。
【００１２】図５及び図６で示すような原子炉用燃料集
合体に用いられる本発明による支持格子２０は、従来と
同様に、金属薄板から成形加工された複数枚の帯板２１
を互いに直交して組み合わせ、各交点を溶接等で結合し
て構成されている(図２参照)。また、帯板２１を格子状
に組んだ結果として画成される断面四角形の格子空間２
２には燃料棒２３及び図示しないが案内管が挿入される
ようになっている。
合体に用いられる本発明による支持格子２０は、従来と
同様に、金属薄板から成形加工された複数枚の帯板２１
を互いに直交して組み合わせ、各交点を溶接等で結合し
て構成されている(図２参照)。また、帯板２１を格子状
に組んだ結果として画成される断面四角形の格子空間２
２には燃料棒２３及び図示しないが案内管が挿入される
ようになっている。
【００１３】図示するように、支持格子２０の各格子空
間２２の壁面となる帯板２１の部分の上部と下部には、
従来と同様なディンプル２４が設けられている。これら
のディンプル２４間には本発明によりスプリング部２５
が形成されており、このスプリング部２５は、上下一対
の張出し部２６と、その間に一体的に形成されたスプリ
ング２７とから構成されている。
間２２の壁面となる帯板２１の部分の上部と下部には、
従来と同様なディンプル２４が設けられている。これら
のディンプル２４間には本発明によりスプリング部２５
が形成されており、このスプリング部２５は、上下一対
の張出し部２６と、その間に一体的に形成されたスプリ
ング２７とから構成されている。
【００１４】張出し部２６は、同じ帯板部分のディンプ
ル２４とは反対側に突出するようにプレス加工されたも
のであるが、その際にスロットは形成していない。ま
た、この張出し部２６は、長さ（高さ方向）Ｌ1よりも
幅（横方向）ａ1が充分に大きな幅広形状とされてい
る。
ル２４とは反対側に突出するようにプレス加工されたも
のであるが、その際にスロットは形成していない。ま
た、この張出し部２６は、長さ（高さ方向）Ｌ1よりも
幅（横方向）ａ1が充分に大きな幅広形状とされてい
る。
【００１５】一方、スプリング２７は、張出し部２６の
プレス加工と同時に帯板２１から帯状にプレスして張出
し部２６と一体的に形成されたものであり、両側に打抜
きスロット２８を設けて成形したものである。この実施
例では、スプリング２７の幅ａ2は張出し部２６の幅ａ1
よりも短いが、従来のスプリング１１の幅ｂ（図８参
照）よりも大きくされている。また、スプリング２７の
長さＬ2は従来のスプリング１１の長さＬ（図９参照）
よりも短くされているが、従来と同じ寸法の帯板２１を
用いた場合、張出し部２６を付加したことによって、ス
プリング２７の長さＬ2は従来のものに比して必然的に
短くなることは理解されよう。更に、スプリング２７の
中央には燃料棒２３と接触する突出部２９が設けられて
いる。
プレス加工と同時に帯板２１から帯状にプレスして張出
し部２６と一体的に形成されたものであり、両側に打抜
きスロット２８を設けて成形したものである。この実施
例では、スプリング２７の幅ａ2は張出し部２６の幅ａ1
よりも短いが、従来のスプリング１１の幅ｂ（図８参
照）よりも大きくされている。また、スプリング２７の
長さＬ2は従来のスプリング１１の長さＬ（図９参照）
よりも短くされているが、従来と同じ寸法の帯板２１を
用いた場合、張出し部２６を付加したことによって、ス
プリング２７の長さＬ2は従来のものに比して必然的に
短くなることは理解されよう。更に、スプリング２７の
中央には燃料棒２３と接触する突出部２９が設けられて
いる。
【００１６】このような構成において、支持格子２０の
所定の格子空間２２に挿入された燃料棒２３が、図１及
び図２に示すように、壁面に形成されたディンプル２４
とスプリング２７の突出部２９との間で弾性的に支持さ
れる。
所定の格子空間２２に挿入された燃料棒２３が、図１及
び図２に示すように、壁面に形成されたディンプル２４
とスプリング２７の突出部２９との間で弾性的に支持さ
れる。
【００１７】本発明によれば、スプリング２７の長さＬ
2に対する幅ａ2の比が従来のものよりも大きくなるの
で、燃料棒２３の接線方向に対するスプリング２７自体
の剛性が増加する。更に、スプリング部２５の上下にス
プリング２７と一体の張出し部２６を設けているので、
接線方向のスプリング２７の剛性は更に増加する。これ
によって、図１３に示すような変形は生じにくいものと
なる。
2に対する幅ａ2の比が従来のものよりも大きくなるの
で、燃料棒２３の接線方向に対するスプリング２７自体
の剛性が増加する。更に、スプリング部２５の上下にス
プリング２７と一体の張出し部２６を設けているので、
接線方向のスプリング２７の剛性は更に増加する。これ
によって、図１３に示すような変形は生じにくいものと
なる。
【００１８】また、スプリング２７及びディンプル２４
の形成に先立ちスロット２８，３０を空けることとして
いるが、張出し部２６の形成に際しては、そのようなス
ロットを形成していない。従って、地震等の際の横荷重
（図１１の力ｆ1に相当する力）に抗する帯板２１の有
効断面積は、張出し部２６を設けたことによっては減じ
られない。逆に、スプリング２７に沿うスロット２８の
長さが減じられるので、帯板２１の有効断面積は従来の
ものよりも大きく、しかも、この張出し部２６は一種の
コルゲーションのような機能も果たし、帯板２１の断面
二次モーメントを向上させるので、帯板２１の強度は従
来に比して向上されることになる。
の形成に先立ちスロット２８，３０を空けることとして
いるが、張出し部２６の形成に際しては、そのようなス
ロットを形成していない。従って、地震等の際の横荷重
（図１１の力ｆ1に相当する力）に抗する帯板２１の有
効断面積は、張出し部２６を設けたことによっては減じ
られない。逆に、スプリング２７に沿うスロット２８の
長さが減じられるので、帯板２１の有効断面積は従来の
ものよりも大きく、しかも、この張出し部２６は一種の
コルゲーションのような機能も果たし、帯板２１の断面
二次モーメントを向上させるので、帯板２１の強度は従
来に比して向上されることになる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、支持格
子に設けられるスプリング自体の燃料棒接線方向の剛性
が、張出し部を設けることによって高められる。且つま
た、スロットを作ることなく張出し部を設けたことによ
り、横荷重による座屈に対する有効断面積も従来に比し
て増加し、張出し部のコルゲーション機能により、支持
格子の帯板の断面二次モーメントも向上する。
子に設けられるスプリング自体の燃料棒接線方向の剛性
が、張出し部を設けることによって高められる。且つま
た、スロットを作ることなく張出し部を設けたことによ
り、横荷重による座屈に対する有効断面積も従来に比し
て増加し、張出し部のコルゲーション機能により、支持
格子の帯板の断面二次モーメントも向上する。
【００２０】従って、従来の支持格子と同一の寸法であ
っても、内部拘束条件が向上し、座屈強度も増加するの
で、耐震強度が著しく向上するという効果が得られる。
っても、内部拘束条件が向上し、座屈強度も増加するの
で、耐震強度が著しく向上するという効果が得られる。
【００２１】更に、支持格子の帯板の幅や板厚を増加さ
せる必要もないので、圧力損失が増すこともなく、熱水
力設計の面でも有効となる。
せる必要もないので、圧力損失が増すこともなく、熱水
力設計の面でも有効となる。
【図１】本発明による支持格子を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿っての断面図である。
【図３】図１に示す支持格子を構成する帯板の部分平面
図である。
図である。
【図４】図３に示す帯板の斜視図である。
【図５】従来一般の燃料集合体を概略的に示す側面図で
ある。
ある。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿っての概略断面図である。
【図７】図６のＣ部を拡大して示す従来一般の支持格子
の斜視図である。
の斜視図である。
【図８】従来一般の支持格子を部分的に示す平面図であ
る。
る。
【図９】図８に示す支持格子の縦断面図である。
【図１０】燃料集合体の支持格子をモデル化し、地震時
に横荷重が作用した場合を示す概略図である。
に横荷重が作用した場合を示す概略図である。
【図１１】従来一般の支持格子に横荷重が作用した時の
力の作用経路を示す部分図である。
力の作用経路を示す部分図である。
【図１２】横荷重により変形した支持格子を示す概略図
である。
である。
【図１３】支持格子が変形した際におけるスプリングの
状態を示す部分図である。
状態を示す部分図である。
２０ 支持格子 ２１ 帯板 ２２ 格子空間 ２３ 燃料棒 ２４ ディンプル ２５ スプリング部 ２６ 張出し部 ２７ スプリング ２８ スロット ２９ 突出部
フロントページの続き (72)発明者 河越 稔之 東京都港区芝公園二丁目４番１号 三菱原 子力工業株式会社燃料技術第２チーム内
Claims (1)
- 【請求項１】 金属薄板から成る複数枚の帯板を格子状
に組み合わせて構成される原子炉用燃料集合体の支持格
子において、燃料棒が挿通される格子空間の壁面となる
帯板の部分に、一側に突出する一対の幅広の張出し部を
上下方向に一定の間隔を置いて形成すると共に、燃料棒
を弾性支持するためのスプリングを前記張出し部の間に
一体的に形成したことを特徴とする原子炉用燃料集合体
の支持格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03338599A JP3089073B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 原子炉用燃料集合体の支持格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03338599A JP3089073B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 原子炉用燃料集合体の支持格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172974A true JPH05172974A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3089073B2 JP3089073B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=18319692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03338599A Expired - Lifetime JP3089073B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 原子炉用燃料集合体の支持格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3089073B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999001872A3 (en) * | 1997-07-02 | 1999-03-25 | Westinghouse Electric Corp | A nuclear fuel assembly grid with diagonal fuel retaining springs |
| JP2013036917A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 沸騰水型原子炉燃料集合体用格子型スペーサ |
| CN111540482A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-14 | 中国核动力研究设计院 | 一种具有双y形弹簧的单金属结构格架 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP03338599A patent/JP3089073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999001872A3 (en) * | 1997-07-02 | 1999-03-25 | Westinghouse Electric Corp | A nuclear fuel assembly grid with diagonal fuel retaining springs |
| JP2013036917A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 沸騰水型原子炉燃料集合体用格子型スペーサ |
| CN111540482A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-14 | 中国核动力研究设计院 | 一种具有双y形弹簧的单金属结构格架 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3089073B2 (ja) | 2000-09-18 |
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