JPH0524236Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、原子炉用燃料集合体を支持するた
めの支持格子に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の支持格子としては、第１２図及
び第１３図に示すものが提供されている。

これらの図において符号１は支持格子を示す。
この支持格子１は、多数の格子空間２を画成する
ように、複数の内ストラツプ３を格子状に組み立
てて内格子４となし、この内格子４の四周に外ス
トラツプ５を装着してなるものである。

格子空間２の軸線方向における内ストラツプ３
の上下の端部には、格子空間２の内方に向つて突
出するデインプル（ハードストツプ）６が形成さ
れており、このデインプル（ハードストツプ）６
に対向する内ストラツプ３の中央部には、弾性を
有するスプリング（ソフトストツプ）７が格子空
間２の内方へ向つて突出するようにして形成され
ている。そして、格子空間２内に挿通された燃料
棒８をスプリング（ソフトストツプ）７の弾性力
によつてデインプル（ハードストツプ）６に押し
付け、これによつて弾性的に支持するようになつ
ている。

なお、格子空間２の一部には、デインプル（ハ
ードストツプ）６及びスプリング（ソフトストツ
プ）７が形成されていないものがあり、そこには
格子空間２の対辺距離とほぼ同じ外径を有するス
リーブ９が挿通され、ろう付けもしくは溶接によ
つて固定されている。このスリーブ９内には、図
示しない制御棒案内管が挿通される。

格子空間２のこのような構造は、各格子空間２
とも同様である。従つて、内ストラツプ３は格子
空間２の軸線方向における両端部に、長手方向
（格子空間２の軸線と直交する方向）に沿つて複
数のデインプル（ハードストツプ）６が互いに離
間して形成され、また内ストラツプ３の中央部に
デインプル（ハードストツプ）６のピツチと同ピ
ツチをもつてスプリング（ソフトストツプ）７が
形成された構造となつている。

ところで、上記支持格子１は高温の原子炉内で
用いられるものであり、しかも格子空間２の壁部
と燃料棒８との間には冷却水が高速度で流れる。
このような情況下においても燃料棒８を確実に支
持し得るように、スプリング（ソフトストツプ）
７の材質、つまり内格子４の材質としては、耐熱
強度が高く、しかも高温下でのバネ性に優れた金
属であることが要求される。そこで一般的には、
内格子４の材質としてインコネルが用いられてい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、内格子４がインコネルからなる支持
格子１においては、耐熱強度及び高温下でのスプ
リング（ソフトストツプ）７のバネ強度が優れて
いる半面、インコネルは中性子吸収断面積が大き
いため、原子炉内で燃料棒８が照射された際に出
る中性子を吸収する量が多く、このため燃料効率
が低下するという問題があつた。

〔考案の目的〕

この考案は、上記の問題点を解消するためにな
されたものであり、耐熱強度及び高温下でのスプ
リング（ソフトストツプ）のバネ強度が優れてい
るのは勿論のこと、燃料効率を向上させることが
できる支持格子を提供することを目的としてい
る。

〔目的を達成するための手段〕

多数の格子空間を画成するように複数の内スト
ラツプを互いに垂直に交差させて組立てられた内
格子の四周に外ストラツプが装着され、上記内ス
トラツプに上記格子空間の内方に向つて突出する
デインプル（ハードストツプ）及びスプリング
（ソフトストツプ）が形成された支持格子におい
て、上記内格子を、上記デインプル（ハードスト
ツプ）が形成された第１の格子部と、上記スプリ
ング（ソフトストツプ）が形成された第２の格子
部とを互いの格子空間どうしの軸線が一致するよ
うに多層に積み重ねて一体化した多層構造とし、
上記第１の格子部をジルコニウム合金によつて構
成し、上記第２の格子部をジルコニウム合金より
高温下においてもバネ定数の高い金属によつて構
成するとともに、互いに隣接する格子部のうち少
なくとも一方の格子部の隣接縁にその長手方向に
沿つて複数のタブを形成し、これらのタブ間に他
方の格子部を差し込んで固定したものである。

〔作用〕

この考案の支持格子にあつては、第１の格子部
をジルコニウム合金によつて構成し、かつ第２の
格子部をジルコニウム合金より高温下においても
バネ定数の高い金属によつて構成することによ
り、燃料効率の低下を招くことない上に、高温下
において十分なバネ強度が得られるとともに、一
方の格子部の隣接縁にその長手方向に沿つて形成
された複数のタブ間に他方の格子部を差し込んで
固定することにより、複数の格子部を円滑に一体
化することができて、多層構造の支持格子を容易
に組立てることができ、かつ支持格子の強度を確
実に確保することができる。

〔実施例〕

第１図ないし第１１図は、この考案の一実施例
を示す図である。これらの図に示す支持格子２０
は、上記従来例と外観的な構造上の差異はない。
しかし、上記支持格子２０においては、従来の支
持格子１の内格子４が単一の材料によつて構成さ
れていたのに対し、内格子２１が格子空間２２の
軸線方向における上下の両端部と、中央部とから
なる三層構造とされている。

すなわち、支持格子２０において、内格子２１
は、第２図、第３図に示すように、デインプル
（ハードストツプ）２３が形成された上下の格子
部２４，２５と、スプリング（ソフトストツプ）
２６が形成された中格子部２７とから構成されて
いる。上下の格子部２４，２５は、そこに形成さ
れたデインプル（ハードストツプ）２３が燃料棒
８を自ら押すものでなく、単に押し付けられるも
のであることから、高温下におけるバネ強度を求
められることがない。そこで、高温下におけるバ
ネ強度は低いが、耐熱強度が高く、中性子吸収断
面積が小さいという観点から、上下の格子部２
４，２５は、ジルカロイ（ジルコニウム合金）に
よつて構成されている。一方、中格子部２７につ
いては、燃料棒８を弾性的に押圧するスプリング
（ソフトストツプ）２６が形成されている関係上、
中性子吸収断面積が小さいことよりも、耐熱強度
及び高温下におけるバネ強度が高いことが要求さ
れる。このような点から、中格子部２７を構成す
る材料としてはインコネル、あるいはステンレス
鋼等が用いられている。

上記構成の支持格子２０においては、支持格子
２０の内格子を、デインプル（ハードストツプ）
２３が形成された上下の格子部２４，２５と、ス
プリング（ソフトストツプ）２６が形成された中
格子部２７とで構成した三層構造とし、上記上下
の格子部２４，２５を耐熱強度が高く、中性子吸
収断面積の小さいジルカロイ（ジルコニウム合
金）によつて構成し、上記中格子部２７を耐熱強
度が高く、ジルカロイ（ジルコニウム合金）より
高温下においてもバネ定数の高いインコネルによ
つて構成したので、耐熱強度及び高温下でのスプ
リング（ソフトストツプ）２６のバネ強度が優れ
ているのは勿論のこと、燃料効率を向上させるこ
とができる。

なお、上記支持格子２０においては、内格子２
１を、上下の格子部２４，２５と、中格子部２７
とで構成した三層構造としたが、本考案はこれに
限るものではなく、内格子２１を二層またはその
他の多層構造としてもよい。この場合、少なくと
も一層をスプリング（ソフトストツプ）が形成さ
れたインコネル製の格子部で構成すればよい。

また、上記スプリング（ソフトストツプ）２６
は、第３図に示すように、格子空間２２の軸線方
向に延びたいわゆる縦型のスプリング（ソフトス
トツプ）であるが、第４図に示すように、上記軸
線と直交する方向に延びたいわゆる横型のスプリ
ング（ソフトストツプ）にしてもよい。

次に、支持格子２０の製造方法について述べる
と、予め、上下の格子部２４，２５及び中格子部
２７を組立てておき、それぞれの格子空間の軸線
が一致するように三層に積み重ねて、それぞれの
格子部どおしを接合する。この接合の方法は、第
５図に示すように、中格子部２７を形成する壁部
の上縁部の表裏面に上方に突出するタブ３０…を
形成し、同様に下縁部の表裏面にも下方に突出す
るタブ３０…を形成し、これら上縁部のタブ３０
…の間に上格子部２４を形成する壁部の下縁部を
差し込んで嵌めると共に、下縁部のタブ３０…の
間に下格子部２５を形成する壁部の上縁部を差し
込んで嵌めることにより行う。なお、この接合の
方法は、タブ３０…を、上格子部２４を形成する
壁部の下縁部及び下格子部２５を形成する壁部の
上縁部、上格子部２４を形成する壁部の下縁部及
び中格子部２７を形成する壁部の下縁部、または
中格子部２７を形成する壁部の上縁部及び下格子
部２５を形成する壁部の上縁部に形成することに
より行つてもよい。

なお、第６図は、ジルカロイ製のスリーブ３１
を支持格子２０に固定する方法を示す図である。
すなわち、スリーブ３１を支持格子２０の所定の
格子空間２２に挿通して、上下の格子部２４，２
５に形成されたタブ３２…に溶接することにより
支持格子２０に固定する。また、第７図は、
SUS製のスリーブ３１を支持格子２０に固定す
る方法を示す図である。SUSはジルカロイと溶
接できないため、インコネル製の中格子部２７を
形成する壁部にスリーブ３１の外周面の一部をろ
う付けすることによりスリーブ３１を支持格子２
０に固定する。

また、第８図、第９図は内格子２１にジルカロ
イ製の外ストラツプ３３を装着する方法を示す図
である。すなわち、内格子２１の上下の格子部２
４，２５の四周に形成されたサイドタブ３４に外
ストラツプ３３のスロツト３５を嵌合して溶接す
ることにより内格子２１の四周に外ストラツプ３
３を装着する。また、第１０図、第１１図は、第
８図、第９図に示した方法とは別の方法を示す図
であり、内格子２１の四周にジルカロイ製の外ス
トラツプ用接合部材３６をＬ型金具３７にて固定
し、この外ストラツプ用接合部材３６と外ストラ
ツプとをＡ部においてスポツト溶接することによ
り、内格子２１の四周に外ストラツプ３３を装着
する。

なお、上記実施例では外ストラツプ３３をジル
カロイ製としたが、これに限ることなくインコネ
ル製でもよく、さらに、内格子２１と同様に、イ
ンコネルとジルカロイから構成してもよい。

〔考案の効果〕

この考案は、多数の格子空間を画成するように
複数の内ストラツプを互いに垂直に交差させて組
立てられた内格子の四周に外ストラツプが装着さ
れ、上記内ストラツプに上記格子空間の内方に向
つて突出するデインプル（ハードストツプ）及び
スプリング（ソフトストツプ）が形成された支持
格子において、上記内格子を、上記デインプル
（ハードストツプ）が形成された第１の格子部と、
上記スプリング（ソフトストツプ）が形成された
第２の格子部とを互いの格子空間どうしの軸線が
一致するように多層に積み重ねて一体化した多層
構造とし、上記第１の格子部をジルコニウム合金
によつて構成し、上記第２の格子部をジルコニウ
ム合金より高温下においてもバネ定数の高い金属
によつて構成するとともに、互いに隣接する格子
部のうち少なくとも一方の格子部の隣接縁にその
長手方向に沿つて複数のタブを形成し、これらの
タブ間に他方の格子部を差し込んで固定したもの
であるから、第１の格子部をジルコニウム合金に
よつて構成し、かつ第２の格子部をジルコニウム
合金より高温下においてもバネ定数の高い金属に
よつて構成することにより、燃料効率の向上を図
ることができる上に、耐熱強度及び高温下での十
分なバネ強度を得ることができるとともに、一方
の格子部の隣接縁にその長手方向に沿つて形成さ
れた複数のタブ間に他方の格子部を差し込んで固
定することにより、複数の格子部を円滑に一体化
することができて、多層構造の支持格子を容易に
組立てることができ、かつ支持格子の強度を確実
に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は、この考案の一実施例
を示す図であり、第１図は支持格子を示す概略斜
視図、第２図は、支持格子内のデインプル（ハー
ドストツプ）及びスプリング（ソフトストツプ）
を示す側断面図、第３図は内格子を構成する壁部
の一部を示す正面図、第４図は、横型のスプリン
グ（ソフトストツプ）を示す図、第５図は格子部
同志を接合する方法を示す一部破断斜視図、第６
図はスリーブを支持格子に固定する方法を示す一
部破断斜視図、第７図は、第６図に示すスリーブ
と材質の異なるスリーブを支持格子に固定する方
法を示す側断面図、第８図は、外ストラツプを内
格子に装着する方法を示す支持格子の一部の平面
図、第９図は、第８図における−線視断
面図、第１０図は、外ストラツプを内格子に装着
する第８図とは別の方法を示す支持格子の一部の
平面図、第１１図は、第１０図における−線
視断面図、第１２図及び第１３図は従来の支持格
子の一例を示す図であり、第１２図は支持格子を
示す斜視図、第１３図は、デインプル（ハードス
トツプ）及びスプリング（ソフトストツプ）を示
す側断面図である。 ２０……支持格子、２１……内格子、２２……
格子空間、２３……デインプル（ハードストツ
プ）、２４，２５……格子部（第１の格子部）、２
６……スプリング（ソフトストツプ）、２７……
中格子部（第２の格子部）、３０……タブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多数の格子空間を画成するように複数の内スト
   ラツプを互いに垂直に交差させて組立てられた内
   格子の四周に外ストラツプが装着され、上記内ス
   トラツプに上記格子空間の内方に向つて突出する
   デインプル（ハードストツプ）及びスプリング
   （ソフトストツプ）が形成された支持格子におい
   て、上記内格子を、上記デインプル（ハードスト
   ツプ）が形成された第１の格子部と、上記スプリ
   ング（ソフトストツプ）が形成された第２の格子
   部とを互いの格子空間どうしの軸線が一致するよ
   うに多層に積み重ねて一体化した多層構造とし、
   上記第１の格子部をジルコニウム合金によつて構
   成し、上記第２の格子部をジルコニウム合金より
   高温下においてもバネ定数の高い金属によつて構
   成するとともに、互いに隣接する格子部のうち少
   なくとも一方の格子部の隣接縁にその長手方向に
   沿つて複数のタブを形成し、これらのタブ間に他
   方の格子部を差し込んで固定したことを特徴とす
   る支持格子。