JPH05506500A - 支持冷却材管を持つた原子炉燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 支持冷却材管を持った原子炉燃料集合体本発明は原子炉燃料集合体に関し、特許 請求の範囲第３項の上位概念部分に記載の燃料集合体に関する。

かかる原子炉燃料集合体はヨーロッパ特許出願第０３０７７０５号明細書で公知 である。この公知の原子炉燃料集合体の冷却材管の上端における終端部材は、液 状冷却材に対する貫流開口を持ったプレート状の終端隔板である。この終端隔板 には冷却材管に対して平行な棒があり、この棒は下から燃料集合体頭部の開口の 中に突出し、そこで別の結合部なしに緩く案内されている。

冷却材管の下端における終端部材は同様に終端隔板であり、この終端隔板は外側 に冷却材管の長手方向に対して同様に平行なねし付き棒を有しており、この棒は 燃料集合体脚部における格子状の床板の貫通部に挿入され、そこにナツトで燃料 集合体脚部にねし止め固定される。

この原子炉燃料集合体は燃料集合体頭部と燃料集合体脚部との間において複数の 横断面平面に、核燃料物質を含んでいる燃料棒が挿入される格子目を持った格子 状のスペーサを有している。そのうち幾本かの燃料棒は、両端にねじ付き棒を存 し燃料集合体頭部にナツトで固定され燃料集合体脚部に直接ねし込み結合される いわゆる支持棒である。他の燃料棒はその両端にある棒で燃料集合体頭部および 燃料集合体脚部にある貫通部に緩く係合している。すべての燃料棒は予め圧縮さ れているコイルばねで固定されている。このコイルばねは燃料集合体頭部の内側 面においてねし付き棒ないしボルト上に１かれ、燃料集合体頭部の内側面および 燃料棒に接触支持されている。

更に本発明は特に、異なった長さの燃料棒を持った？！ｌｌ１ｌ水形原子炉水対 原子炉料集合体に関する。

かかる燃料集合体は米国特許第４６７５１５４号明細書で公知であり、燃料集合 体を側方で取り囲み上側および下側が開いている燃料集合体ボックスを有してい る。液状冷却材を貫流するために上端および下端にそれぞれ少なくとも１つの開 口を持った冷却材管が、燃料集合体ボックスの内部を軸方向に延びている。燃料 集合体ボックスの上端において冷却材出口を備えた蓋板が、および燃料集合体ボ ックスの下端において冷却材入口を備えた床板がそれぞれ両側が開いた燃料集合 体ボックスを覆っている。所定の輪方向位置において、水管に対して垂直な支持 帯板を有するスペーサが燃料集合体ボックスの横断面にわたって延びている。

これらのスペーサは適当な手段（例えばストッパ）を介して冷却材管に保持され ている。更に、複数個のストッパの支持帯板にそれぞれ側方が接触支持され一様 な長さにする必要がない多数の燃料棒が設けられている。

この種の沸騰水形原子炉の燃料集合体に対して、多数の燃料棒を保持棒として形 成し、上下の閉塞キャップで床板および蓋板にねし込みことは普通に行われてい る。異なった長さの燃料棒が設けられていると、短い燃料棒はその下端だけが床 板にねし込まれ、上端は対応したスペーサで位置を保持される。少なくとも幾本 かの保持棒はその上側閉塞キャップに、燃料集合体の全重量を受ける取っ手に対 するホルダを備えている。この上側閉塞キャップにおける補助的なコイルばねは 蓋板を保持棒の上側終端部材におけるねし結合部に押し付ける。

保持棒として形成されたこの長い燃料集合体は支持燃料集合体骨組の一部であり 、主に引張り荷重を受ける、これはまた取っ手、ＩＩおよび床板の間において摩 擦結合の回り止め結合部を形成し、燃料集合体の重量および運転中における照射 と加熱による材料の伸びにより生ずる種々の力も受ける。床板およびＩＩ板は一 部では水入口および水出口を形成し一部では燃料棒の閉塞キャップを収容する孔 で貫通されているので、その厚みは大きく寸法づけねばならず、入口および出口 の貫流断面積に対してごく限られた空間しか得られなくなる。従って、運転中に 燃料集合体を通して軸方向にポンプ搬送される水が部分的に蒸発し、水／７！Ｅ 気混合物は支障のない流れを維持するために大きな流出横断面積を必要とするの で、大きな圧力差が生ずる。

燃料集合体ボックスが軸方向に上向きに支持骨組から引き出されると１．燃料棒 に接近でき、側方からの点検が可能となる。十分な点検、監視および場合によっ ては燃料棒の交換のために、！坂はねしを緩めて外され、支持骨組が分解できる ようにしなければならない、長い運転経過後にねし込み結合部は一般に固着して しまうので、燃料棒を緩めるためには大きな力が必要である。この力は保持棒の 上側閉塞キャップにしか与えられず、下側閉塞キャンプのねし結合部には保持棒 のねしりによって伝達されなければならない。

従って棒に対して大きな機械的な安定性即ち成る程度の最小厚みが必要である。

しかしながら燃料棒が８列×８行で配置されている燃料集合体（８×８形燃料集 合体）から同じ外側寸法の１１ＸＩ　ｌ形の燃料集合体に移行しなければならな い場合には、細い棒が使用されなければならない、この棒の（特にねし込み結合 部を緩めるために必要な力に関する）ｌｌ械的な安定性は保持棒としての要件を 満足しない、一般的に経済的な理由から少数の太い燃料棒の代わりに多数の細い 燃料棒を利用することが有利である。

本発明の課題は、この原子炉燃料集合体を改良すること、および特に両端にある ねじ付き棒で燃料集合体頭部および燃料集合体脚部にねじ込み固定される支持棒 を無くすことにある。

燃料集合体骨組の支持部品に対する新規な構造の場合、荷重および力は良好に支 持部品に分布され、従って、燃料棒（特に短く且つ又は細い燃料棒）を保持する ため、燃料集合体の組立および分解を簡単にすること、および／又は最良の圧力 勾配を有する水入口および水出口を形成するための新たな可能性が生ずる。

本発明は、冷却材管が非常に安定し摩耗のない要素であることから出発している 。これは大きな力を伝達するのに好適であり、燃料集合体の点検あるいは修理の ために実質的に取り外す必要はない、従ってこれを床板に十分に安定して結合す る場合、燃料集合体の全重量を支持できるので、保持棒は不要となり、床板に対 しても蓋板に対しても燃料棒との支持ねじ込み結合は不要となる。冷却材管と床 板との間の力伝達用の固い結合部は取り外し不能にするか、ないしは管の固着ね じ込み結合部は点検の際にも取り外しする必要はない、その場合床板は実質的に 支持力から脱型され、水管を覆うためだけに、また冷却材流においてスペーサだ けで保持されている非ねし込み式燃料集合体に対する上側ストッパとして、およ び所望の流れを維持するためだけに使用される。！板を除去した場合、燃料棒は ねし込み無しに挿入または交換できる。

従って本発明はその課題を解決するために、請求の範囲第２項の特徴事項によっ て有利に補完される請求の範囲第１項の特徴事項を持った燃料集合体を４ｉ案す る。

即ち公知の燃料集合体構造物に比べて、冷却材管の上側終端部材は燃料集合体頭 部に対して自由にまたは収容開口に緩く案内されるのではなく、燃料集合体頭部 に保持されることになるので、その重要性が増すことになる。燃料集合体頭部に おける取っ手を持ち上げることによって、燃料集合体の全重量は冷却材管で受け とめられる。操作の際に燃料集合体頭部に追加の力（昇降機の載置による追加的 重力）が加わったとき、これは頭部と脚部との間のばねによって吸収されるので 、コントロールできないような荷重を冷却材が受けることはない。

その場合特に、少なくとも燃料集合体の頭部において実質的にＩＦｉまで延びて いるすべての燃料棒がその下端に、燃料棒が非ねじ込み式で床板の上に載ってい る下側閉塞キャップを有していると有利である。！Ｉｌち閉塞キャンプは床板に おける対応した差し込み結合部にごく緩く挿入するか、特別なホルダを使用せず に床板の蓋板に面した上側面に載せるだけでよい。

更に床板に固く結合されている冷却材管の下側終端部材が設けられているので、 床板に与えられるすべての力は実質的に冷却材管に伝達される。ＩＩ板も有して いる冷却材管の上側終端部材は蓋板および／又は蓋板に取り付けられている取っ 手に着脱自在に結合されている。

本発明の有利な実施態様は請求の範囲の実施１！欅項に記載されている。

以下複数の実施例および１４の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は沸騰水形原子炉の燃料集合体の主要部分の原理的構成図、第２図は本発 明の第１の実施例における骨組みの分解斜視図、第３図ないし第５図はそれぞれ 燃料集合体頭部の平面図、縦断面図および部分縦断面図、 第６図は第４図の一部拡大図、 第７図は第６図の一部の横断面図、 第８図は燃料集合体脚部の縦断面図、 第９図および第１０図は他の実施例の燃料集合体の平面図および横断面図、第１ Ｌ図は本発明に基づく燃料集合体の脚部範囲の側面図、第１２図は長い棒と短い 棒とを持つ燃料集合体の一部側面図、第１３図は燃料集合体ボックスの横断面図 、第１４図は本発明に基づく燃料集合体のスペーサの平面図である。

第１図はまず組立済みの燃料集合体を非実際寸法で概略的に示しており、図中に おいてＡＸはその長手軸線である。

燃料集合体は側方を上側および下側が開いている燃料集合体ボックスＷＣで取り 囲まれている。そこには燃料集合体頭部ＨＤおよび燃料集合体脚部ＦＴが存在し ている。

脚部ＦＴはＵリンクＦＴａで原子炉の炉心内の基礎格子に位置決めされている。

移行部材２は、人口開口３ａから燃料集合体の脚部ないし下端を覆っている床板 １にある冷却材人口３に通している流路を形成している。燃料集合体ボックスＷ Ｃの下縁ＷＣａは脚部ＦＴおよびその床板１に対してシールばね４によって接触 支持され十分にシールされている。

冷却材管（水管）ＷＲは軸方向にボックスＷＣの内部特に中央を通って延びてい る。これはそれぞれ上端および下端に終端部材ＷＲａ、ＷＲｂおよび冷却材（水 ）を貫流するための開口５ａ、５ｂを有している。

冷却材管には所定の軸方向間隔をおいてストッパ９０．９１間に、水管ＷＲに対 して直角に位置し且つ支持帯板を有する複数のスペーサＳＰが配置されている。

これらの支持帯板は、例えば互いに溶接されたブツシュあるいは互いに直交され た縦帯板と横帯板から構成されている格子目付きの格子を形成している。各帯板 には多数の燃料棒ＦＲが接触支持されている。各燃料棒ＦＲはそれぞれボックス に対して平行に延び、複数のスペーサの格子目を貫通し、下方および上方に閉塞 キャップＦＲａ、ＦＲｂを有している。

燃料集合体頭部ＨＤは蓋板６を有し、この蓋板６は燃料集合体ボックスＷＣの上 側を覆い、冷却析出ロアを育している。蓋板の上側面に取っ手９が配置されてお り、蓋板６、取っ手９および冷却材管の上側閉塞キャップＷＲｂは、ストッパと して形成された結合部品８を介して互いに保持されている。

その場合燃料棒ＦＲはスペーサの格子目に主として固定され、床板１および蓋板 ６は棒の大きな軸方向運動を阻止するストッパとしてしか使用されない、従つて 燃料棒の閉塞キャップはこれを板にねじ止めするためのねじを持っていない。

燃料棒はむしろその下側閉塞キャップで床板の上に載り、上側閉塞キャップとと もに蓋板における対応した収容位置に緩く案内されているだけである。

第２図における原子炉の燃料集合体は、横断面矩形（ここでは正方形）の燃料集 合体頭部（蓋板６）と燃料集合体脚部ＨＤ、横断面十字形、円形あるいは矩形（ ここでは正方形）の細長い冷却材管ＷＲ１および同様に横断面矩形（ここでは正 方形）の細長い燃料集合体ボックスＷＣを有している。冷却材管は、燃料集合体 ボックスの内部に存在し冷却材管の長手方向に互いに間隔を隔てられている格子 状スペーサＳＰの中央に配置されている。これらのスペーサＳＰの各格子目に核 燃料物質が詰まっている燃料棒ＦＲが挿入されている。これらの燃料棒は、その 両端における閉塞キャップＦＲａ、ＦＲｂによって形成されている棒で、燃料集 合体頭部および燃料集合体脚部における貫通部に緩く挿入されている。

すべての燃料棒は第４図に示す予め圧縮されているコイルばね９５で固定されて いる。これらのコイルばね９５は燃料集合体頭部の下側面にある軸上にはめ込ま れ、燃料集合体頭部の下側面および燃料棒ＦＲに接触支持されている。

燃料集合体頭部および燃料集合体脚部はステンレス鋼で作られているが、細長い 燃料集合体ボックスＷＣはジルコニウム合金で作られている。これは両端が開い ており、一端が蓋板６の上に、他端が燃料集合体脚部ＨＤの上に被せられている 。即ち燃料集合体ボックスは燃料集合体頭部および燃料集合体脚部を側方で取り 囲んでいる。燃料集合体ボックスは（図示していない）上端において角に内側に 向けられた板金棒を有し、これは頭部における蓋板６の上側面にある控え捧９７ にねし結合されている。

横断面矩形ないし正方形の冷却材管ＷＲは同様にジルコニウム合金で作られてい る。その横断面の各辺は燃料集合体ボックスの隣接する横断面の辺に対して平行 に延びている。

スペーサの帯板は互いに直交し、冷却材管ＷＲの横断面の互いに平行に位置する ２つの辺に対してそれぞれ平行に延びている。冷却材管の横断面のすべての辺は 燃料集合体ボックスＷＣの横断面の隣接する辺から同じ間隔を隔てられている。

冷却材管は上端が第１の終端部材ＷＲｂで閉しられ、下端が第２の終端部材ＷＲ ａで閉じられている０両終端部材は同様にジルコニウム合金から成り、冷却材管 に溶接で固定されている。上側終端部材ＷＲｂは冷却材管の長手方向に延びる２ つの冷却材貫流開口を有しく第４図参照）、一方下端における第２の終端部材は 、冷却材管の長手方向に延びる冷却材貫流開口（第２図では見えない）を備えて いる。

冷却材管の上端における終端部材ＷＲｂは、外径が異なっており且つねじを備え ている２本の控え捧１２０．１２１を有している。これらの控え棒は、燃料集合 体頭部の対角線上における燃料集合体頭部の外側面で蓋板６および取っ手９をそ のねしで貫通している。取っ手９は冷却材管にねじ結合するための中央部分９ａ と、２つの側面アーム９ｂ、９ｃとを有し、これらのアームは燃料集合体頭部の 上側面に接触し、対角線的に対向して位置する２本の控え棒９７にこれらの控え 棒と前記の板金棒との間で燃料集合体ボックスＷＣの角でねし結合されている。

取っ手および燃料集合体頭部は、燃料集合体頭部の上側面においてねじ付き捧１ ２０．１２１にねし結合された袋ナツト１２２によって、控え棒１２０．１２１ における肩部１２３．１２４におけるストッパにねし結合されている（第５図参 照）。２本の控え棒が存在することにより、燃料集合体頭部は冷却材管に回り止 めして固くねし結合されている。控え棒１２０．１２１の外径が異なっているこ とにより、燃料集合体頭部は水管の長手軸線に関して常に同じ角度位置でこの水 管ＷＲに固く結合される。

冷却材管ＷＲの下端における終端部材ＷＲａは、燃料集合体脚部の上側面におい てねじ付き棒１３０（第８図参照）で格子状の床板１の貫通部を貫通し、そこで ナツトによってストッパに固くねし結合されている。

第２図の燃料集合体は沸騰水形原子炉内を垂直に配！され、燃料集合体ボックス 内において水と１気との二相混合物から成る冷却材で貫流される。燃料集合体脚 部（床板１）の格子状格子を通って水が燃料集合体ボックス５の中に流入し、燃 料集合体頭部（ＩＩ蓋板６の格子状格子を通って湿り著気が燃料集合体ボックス から流出する。冷却材管の中には、沸騰水形原子炉の炉心において大きな反応を 生しさせる液相の水が専ら存在している。

原子炉燃料集合体の別の実施Ｂ様においては第４図および第６図に示すように、 冷却材管の上側終端部材ＷＲｂにおける肩部１２３．１２４より突出している控 え捧１２０．１２１の長さは、燃料集合体頭部および取っ手が肩部１２３．１２ ４におけるストッパに保持されず、燃料集合体頭部がこの終端部材ＷＲｂに関し て燃料棒上に！かれた圧縮ばね９５のばね力に抗して移動できるような大きさに されている。コイルばねとして形成された圧縮ばね９５は一端が燃料集合体頭部 （蓋１６）に接し、他端が燃料棒従って燃料集合体脚部（床板ｌ）に接している 。

従って圧縮ばねは取っ手および燃料集合体頭部の例えば肩部１２３．１２４の方 向における重力による移動を弾力的に受けとめることできる。肩部１２３．１２ ４！よ存利には燃料集合体頭部と燃料棒ＦＲにおける圧縮ばね９５の作用個所と の間にあり、従ってこの圧縮ばねは、燃料集合体頭部がストッパとして作用する 控え１１２０．１２１の肩部１２３．１２４に衝突したとき、ブロックの形に荷 重されない。

上側終端部材における他のストッパは、燃料集合体頭部の上側面にある控え棒１ ２０．１２１上の袋ナツト１２２である。この袋ナツトは燃料集合体頭部ないし ！板６の出発位置を規定する。これは取っ手９にあるブノンユ１３１でそれぞれ 案内されている０袋ナツト１２２は取っ手９の接触設置面における係止機構とし てピン１３３を有している。このビン１３３は袋ナツト１２２における取っ手９ の接触設置面の対向係止機構としての環状溝１３４に係合する。これによって取 っ手（燃料集合体頭部）に例えば燃料集合体脚部の方向への重力が作用し、袋ナ ツト１２２と取っ手との間で控え棒の長手方向に圧縮ばね９５のばね力に抗して 分離運動が行われたときにしか、袋ナツト１２２と取っ手９との係止は釈放され ない。

好適には控え棒１２０．１２１は冷却材管ＷＲの上側終端部材に固くねし結合さ れ、これによりこれらの控え棒は、例えば燃料集合体頭部２の外側面のねじが傷 ついたときに、簡単に交換することができる。

控え棒１２０．１２１にも圧縮ばね（図示せず）を１くことができる。この圧縮 ばねは例えばコイルばねであり、燃料集合体頭部および肩部１２０ないし１２１ に接触支持される。

第８図に示されているように、冷却材管の下端における終端部材ＷＲａはねじ付 き棒１３０で燃料集合体脚部（床板１）を貫通し、コイルばねとして形成された 圧縮ばね９６のばね力に抗して燃料集合体脚部に関して移動できる。この圧縮ば ね９６は下側終端部材ＷＲａのねじ付き棒１３０上に１かれ、一端がこの終端部 材従って燃料集合体頭部に接触支持され、他端が燃料集合体脚部に接触支持され ている。そして燃料集合体頭部および取っ手９は控え棒１２０．１２１の肩部１ ２３ないし１２４におけるストッパに固くねし結合される。燃料集合体脚部にお ける終端部材に対するストッパとして、一方では燃料集合体脚部の内側面におい てブロフクの形に荷重される圧縮ばね９６が使用され、他方では下側から燃料集 合体脚部にねじ込まれ控え棒１３０の上に１かれたナツト１３５が使用される。

このナンドはそのようにして燃料集合体脚部に対する出発位置を規定する。

第８図から分かるように、燃料集合体頭部に固くねし結合された燃料集合体ボッ クスＷＣは、燃料集合体脚部の外周面１３６においてこの燃料集合体ボックスの 長手方向に燃料集合体頭部と共に移動できる。

第９図に示されている蓋板６の場合、燃料棒の位置は正方形の格子目を持った格 子の格子目中心として表される。３×３個の格子目の中央範囲は正方形の冷却材 管（水管）を受けるために決められており、蓋板と木管とを支持結合するための 結合部分８によって覆われている。一部の燃料棒だけが実質的に床板と蓋板との 全長にわたって延びているが、残りの燃料棒は短く、上端にスペーサの近くに蓋 板から距離をおいて位！する上側閉塞キャップを有しているので、蓋板における 水出口は、長い燃料棒の間に位置する出口間ロアと、短い燃料棒の延長部に配置 された増大した出口開口６３とによって形成されている。蓋板と燃料棒とのねじ 結合を避けるようにしているので、長い燃料棒の上側閉塞キャップＦＲｂは平滑 なねし無し棒として終えており、蓋板における対応した位置にあるスリーブ６１ の中に緩Ｘ配置されているだけである。即ち蓋板は燃料棒の重量で荷重されず、 これは燃料棒の所定の遊びを越える軸方向の移動だけを阻止する。長い燃料棒の 収容位置に配置されているスリーブ６１はウェブ６２を介して互いに結合されて いる。従って蓋板は、冷却材が実質的に支障なしに貫流でき、蓋板における圧力 損失が冷却材が床板および燃料集合体を貫流する場合の圧力損失に比べて無視で きるように、薄く浸透性をもって形成できる。

少なくともほとんどの増大した出口開口即ちほとんどの短い燃料棒の位置は、有 利にはそれぞれボックス横断面の対角線に配されている。殊にボックス壁に隣接 している燃料棒は長い燃料棒のグループに属している。特にスペーサの支持帯板 が１１行Ｘｌ１列の格子目を形成している燃料集合体の場合、短い燃料棒はそれ ぞれ第９図から分かるように（ボックス壁から見て）第３行あるいは第３列に配 置されている。

蓋板は角のスリーブにおける側面支持突起６５および補強部６６を介してボック ス壁およびその丸められた角に接触支持されている。

取っ手９は、特に個々の燃料集合体に対する各燃料棒における燃料充填量および 燃料集合体の部品が異なっている場合に、個々の燃料集合体を識別するためおよ び左右を決定するために使用するマーク９００．９０１を有している。

取っ手９と蓋板６との支持結合は、これら両部品が一体に例えば鋳造部品として 形成されているときに有利に達成される。取っ手と蓋板から成る頭部）（Ｄは、 水管との機械的な結合を得るために、結合部分８を介して水管の上側終端部材Ｗ Ｒｂにねし結合すればよい。

取っ手にカラー６７が一体形成され（第１０図参照）、水管の上側終端部材ＷＲ ｂは水管に溶接され蓋板を貫通している差し込みボルト９２として形成されてい る。この差し込みボルトはカラーを貫通して導かれた上端に、袋す、ト９４が上 からねし込まれる雄ねじ９３を有している。

蓋板は床板に対して圧縮荷重を与えるコイルばね９５を介して接触支持されてい る。このコイルばねは有利にシよ水管と蓋板との間において上側終端部材（棒９ ２）に配置されている。従って蓋板がコイルばね９５の圧力に抗して抑えこまれ ると、袋ナツト９４は差し込みボルト９２の雄ねじ９３に所望の終端位置までね し込まれる。そしてこれはコイルばね９５が暖められた際にカラー６７ないし蓋 板６に対するストッパを形成する。

このカラー６７と袋す／ト９４との間に安全キャップも配置されている。この安 全キャップの上端は袋す、ト９４を部分的に取り囲み、脱落を防止している。

コイルばね９５が終端位置において暖められると、カラー６７および袋ナツト９ ４の対応した角形形状が互いに係合し、袋ナツト９４が差し込みボルト９２に対 して回転することを阻止する。

燃料棒ＦＲＩの例では、その上側閉塞キャップＦＦ？ａが成る側面遊びをもって 対応したスリーブ６１の中にごく緩く案内されていることが示されている。この 図示した閉塞キャップの実施例の場合、燃料棒は（木管と共に）、原子炉の運転 中に照射および加熱によって生ずる材料の伸びを補償するために、コイルばね９ ５の力に抗して長手方向にも移動できる。その場合袋ナフト９４は冷却材管の上 側終端部材ＷＲｂにおけるストッパとして使用され、ばね９５の最大の伸びおよ び蓋板６付きの燃料集合体頭部と床板付きの脚部との間の最大間隔を決定する。

第１０図の縦断面図において、長い燃料棒ＦＲＩのすぐそばに、後ろに位置する 列に配置されている燃料棒ＦＲ２が見えている。なぜならこの燃料棒ＦＲＩのす ぐそばに位置する位置は第１０図では見えない短い棒で占められているからであ る。上側閉塞キャンプＦＲｂはねし込みねじをもっていない、これは特に、第１ １図においてねし込まれずに床板１の上に載っている第１１図に見える下側閉塞 キャップＦＲａに対しても通用される。この床板は水管の下側終端部材ＷＲａに 固Ｘ支持結合されているので、床板およびその上に載っている燃料棒の重量は実 質的に完全に水管の終端部材によって支持されており、また上側水管終端部材Ｗ Ｃｂの着脱自在の摩擦結合部を介して蓋板および取っ手９に伝達される。

その場合下側終端部材ＷＲａは管部材１１０として形成された終端ビンで燃料集 合体の脚部ＦＴにおける床板ｌに係合する。これはそこでねじ込み結合され、終 端部材ＷＲａの開口に係合する止めボルト１０６によって回り止めされる。

長い燃料棒ＦＲＩの下側閉塞キャップＦＲａは床板の上に立っているか、収容開 口の中に緩（案内される。少なくとも短い燃料棒に対して差し込み結合部、例え ばバヨネット鎖錠装置として形成されたソケット３１０が設けられている。この ソケ７）３１０に短い燃料棒の下側閉塞キャンプにおけるアダプタが係合し、４ 分の１回転することによって鎖錠される。Ｈｌち水管と床板との間のねし込み結 合部を除いて、脚部には他のねし込み結合部は存在しない、ＩＭ部自体は移行部 分２から成り、この移行部分２は下端に１形にＵリンクＦＴａと開口３ａとをを し流路を形成しており、上端が、冷却材が燃料集合体の内部に流入する水入口３ を持った床板１によって覆われている。

脚部ＦＴの側面上縁に対して下側縁ＷＣａがソールばね４によって支持およびシ ールされている。ｌ１部の側面図を示している第１１図の左側において、シール ばねのスリット４０５によって弾性が放られた下側長手面４−０２が示されてお り、一方で他の長手面４０１が床板と移行部材との間の角を中心に曲げられてい る。

このノールばねは脚部と燃料集合体ボックスとの間の冷却材のコントロールでき ないような流れの発生を十分に遮断するので、冷却材流は入口開口３および側面 の流出流路２１１の寸法によって規定した方式でボックスＷＣの内外を流れる部 分流に分割される。

このｔＲ造の場合燃料集合体は、その支持支柱が水管である骨組に保持されてい る。燃料棒はｔ組の一部を成しておらず、床板は燃料集合体・閉塞キャップを受 けるためのねし孔を存していない、従って床板は閉塞キャップがその上に載るス トッパだけを形成すればよく、他の点については自由に形成できる。特に入口開 口３は例えば細いスリットとして形成されるか、大きな異物が通過できないよう に別の形に形成される。その場合床板は、所定の寸法の破片あるいは他の異物を 補従するろ網として作用し、従って異物が燃料集合体の内部に到達することはな く、そこで冷却材流を乱すことはない。

水管ＷＲは第１１図において更に、スペーサＳＰの軸方同位１を決定するストッ パ９０．９１を臂している。このスペーサを組み立てるために（はじめに木管の 一端に）それぞれ１つのストッパが水管に例えば点溶接によって取り付けられる 。続いて他の自由端からスペーサが既に固定されたストッパの高さまで移動され 、そこに、他のストッパがスペーサの反対側において水管に取っ付ζすられるこ とによって保持される。

このようにして、水管の少なくとも上端あるいは下端にまだ接近できる間に、す べてのスペーサが順々に水管に取り付けられる。

支持骨組が水管および頭部のねし結合によって最終的に組み立てられる前に、； 燃料棒は各スーーサの格子目に挿入される。支持骨組の最終組立は４部が水管に ねし結合されることによって行われ、その場合、燃料棒は下から蓋板における収 容位置に挿入される。それから燃料集合体ボックスをこの水管、燃料棒および骨 組の上に挿入するだけでよい、これによって燃料集合体の組立、分解および燃料 棒の交換は少ない単純な操作に限定される。特に燃料棒は床板にねし込んだりね し戻したりする必要はない。

第１２図には、その上に長い燃料棒の下側閉塞キャップＦＲａが載っており且つ ソケット３１０が取り付けられている床板２が示されている。ソケット３１０に は、アダプタ３０５として使用する短い燃料棒の下側閉塞キャップの角形延長部 がはまり込む、ソケット３０５は床板の孔３０８に保持されている。

好適には短い燃料棒も燃料集合体の少なくとも下側３分の１にわたって例えば下 側半分にわたって延びているので、すべての燃料棒はそれぞれ下側スペーサの格 子目を貫通している。第１２図には燃料集合体の上側部分におけるスペーサＳＰ が示されている。そのスペーサの近（で短い燃料棒の上側閉塞キャップが終って おり、長い燃料棒は燃料集合体頭部まで延びている。燃料集合体ボックスは特に 断面正方形をしており、その側壁の壁厚は燃料集合体の少な（とも若干軸方向範 囲において薄くされている（第１３図参照）、これは複数の部分で構成すること ができ、その場合側壁は、一部は補強部として使用され一部は角形部分の結合部 として使用される溶接継目３０．３１を有している。

第１４図は、短い燃料棒と長い燃料棒とを持った燃料集合体におけるＭＷの下側 に位！する最上位のスペーサを示している。その場合、燃料棒を支持するための 支持帯板は環状ブツシュ５０１．５０２．５０３として形成されている。これら のブノンユは互いに取り付けられ、燃料棒を支持するための支持突起５０４およ び支持ばね５０５を有している。外ｙ！帯板５０７は縁部突起５０８を介して燃 料集合体ボ／クスに接触支持されており、燃料集合体の内部に向けられた舌片５ ０９を有している。

このようにして、少数の部品から簡単に組み立てられ、容易に点検および分解す ることができる機械的に非常に安定した燃料集合体が生ずる。

対 ＦＩＧ　７ ＦＩＧ　８ ＦＩＧ　９ ＦＩＧ　１４ 要約書 支持棒を避けるために、冷却材管（ＷＲ）の上側終端部材が原子炉燃料集合体の 燃料集合体頭部（６）を貫通し、この燃料集合体頭部（６）に保持され、更に冷 却材管（ＷＲ）の下側終端部材（ＷＲａ）が燃料集合体層部（ＨＤ）に支持固定 され、特に部分長の棒と共に固定されている。即ち支持骨組は脚部およびスペー サ付きの冷却材管から成っており、燃料集合体頭部および取っ手は被せられ、冷 却材管にねし結合され、その後で燃料棒がスペーサの格子目に挿入される。

第２図 ｍｓｍ＊ｓｅ １″″″′４′″１１“９１１“””　ＰＣＴ／ＤＥ　９１１００１６８国際調 査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）上端および下端にそれぞれ開口（５ａ、５ｂ）と終端部材（ＷＲａ、Ｗ Ｒｂ）を持っている少なくとも１本の冷却材管（ＷＲ）と、ｂ）冷却材管（ＷＲ ）で支持されその下側終端部材（ＷＲａ）に固く結合され液状冷却材に対する入 口開口を持った床板（１）と、ｃ）上側終端部材（ＷＲｂ）に保持され冷却材の 液体／蒸気混合物に対する出口開口を持った蓋板（６）と、 ｄ）床板と蓋板との間で冷却材管に設けられその格子目を燃料棒（ＦＲ）が貫通 して導かれている格子状のスペーサ（ＳＰ）とを有し、ｅ）燃料集合体のすべて の燃料棒が核燃料物質で充填され、たかだか床板あるいは蓋板の一方に結合され ている、 ことを特徴とする原子炉の燃料集合体。 ２．蓋板（６）が冷却材管の上側終端部材（ＷＲｂ）上に設けられたストッパ（ ８）に着脱自在に保持され、同じ燃料集合体の他の燃料棒よりも短い燃料棒だけ が下側閉塞キャップによって床板に保持されていることを特徴とする請求の範囲 第１項記載の燃料集合体。 ３．ａ）互いに平行に延び核燃料物質を含んでいる複数の燃料棒の束と、ｂ）燃 料棒束の上に配置され上側面に取っ手（９）を有している燃料集合体頭部（ＨＤ ）と、 ｃ）燃料棒束の下側に配置され液状冷却材に対して透過性を有する床板（１）と 、 ｄ）燃料棒束内に配置され燃料棒に対して平行に延び両端が開いている冷却材管 （ＷＲ）であって、その下端に下側終端部材（ＷＲａ）を有し、この下側終端部 材によって床板（１）に保持されている冷却材管（ＷＲ）と、ｅ）下から燃料集 合体頭部の収容部に突出する冷却材管の上側終端部材（ＷＲｂ）とを有する燃料 集合体において、上側終端部材（ＷＲｂ）が燃料集合体頭部に保持されているこ とを特徴とする燃料集合体。 ４．下側終端部材が床板（１）に又は特に上側終端部材（ＷＲｂ）が燃料集合体 頭部に長手方向に移動可能に支持され、床板（１）と燃料集合体頭部（ＨＤ）と の間の最大間隔を決定するストッパ（８）を有し、床板（１）ないし燃料集合体 頭部が、燃料集合体頭部と床板との間に配置された少なくとも１つのばねの力に よってストッパに押し付けられていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の 燃料集合体。 ５．移動可能に支持された終端部材に、燃料集合体頭部と床板との最小間隔を決 定するストッパ肩部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の 燃料集合体。 ６．ばね（９６）が燃料棒（ＦＲ）に配置されていることを特徴とする請求の範 囲第４項記載の燃料集合体。 ７．ばね（９５）が終端部材好適には上側終端部材（ＷＲｂ）に配置されている ことを特徴とする請求の範囲第４項記載の燃料集合体。 ８．上側終端部材（ＷＲｂ）が燃料集合体頭部の取っ手に成形された部分を貫通 して差し込まれ、回り止めされ、上からねじ込まれていることを特徴とする請求 の範囲第３項記載の燃料集合体。 ９．上側終端部材（ＷＲｂ）が差し込みボルト（９２）を有し、燃料集合体頭部 が冷却材流出開口で貫通されている蓋板（６）を有し、差し込みボルト（９２） が蓋板を貫通し、蓋板に対する着脱可能に設けられたストッパを有していること を特徴とする請求の範囲第３項記載の燃料集合体。 １０．床板（１）が機械的支持結合を介して冷却材管の下側終端部材（ＷＲａ） に取り付けられ、蓋板が冷却材管の上側終端部材（ＷＲｂ）に被せられ、圧縮荷 重されるばねによってストッパに押し付けられ、各燃料棒の上端が上側閉塞キャ ップ（ＦＲｂ）を有し、この上側閉塞キャップが蓋板における収容位置にごく緩 く案内されているか床板に接触していないことを特徴とする請求の範囲第９項記 載の燃料集合体。 １１．ａ）燃料集合体を側方で取り囲み上側および下側が開いている燃料集合体 ボックス（ＷＣ）と、 ｂ）水を貫流するために上端および下端にそれぞれ少なくとも１つの開口（５ａ 、５ｂ）を有し燃料集合体ボックス（ＷＣ）の内部を軸方向（ＡＸ）に延びてい る冷却材管（ＷＲ）と、 ｃ）燃料集合体ボックス（ＷＣ）の上端を覆うための冷却材出口（７）を備えた 蓋板（６）と、 ｄ）燃料集合体ボックス（ＷＣ）の下端を覆うための冷却材入口（３）を備えた 床板（１）と、 ｅ）所定の軸方向位置において冷却材管に対して垂直に位置しこの冷却材管に保 持され保持帯板を有する複数のスペーサ（ＳＰ）と、ｆ）これらのスペーサ（Ｓ Ｐ）にそれぞれ接触支持され燃料集合体ボックスに対して平行に延びる多数の燃 料棒（ＦＲ）とを有している、沸騰水形原子炉の燃料集合体において、ｇ）非ね じ込み式で床板（１）の上に置かれ実質的に蓋板まで延びているすべての燃料棒 の下端に配置された下側閉塞キャップ（ＦＲａ）と、ｈ）冷却材管（ＷＲ）の床 板（１）に固く結合された下側終端部材（ＷＲａ）であって、その固い結合部が 実質的に床板に与えられるすべての力を下側終端部材および冷却材管に伝達する ような下側終端部材（ＷＲａ）と、ｉ）蓋板によって着脱可能な結合部を介して 支持されている冷却材管の上側周端部材（ＷＲｂ）とを有している ことを特徴とする沸騰水形原子炉の燃料集合体。 １２．少なくとも２つのスペーサが燃料集合体のすべての燃料棒で貫通され、少 なくとも第１の燃料棒群において各燃料棒が床板（１）から蓋板（６）まで延び ており、その下端に床板の蓋板に向いた上側面に立っている下側閉塞キャップ（ ＦＲａ）を有し、上端に蓋板における対応した収容位置に緩く配置されている上 側閉塞キャップ（ＦＲｂ）を有していることを特徴とする請求の範囲第１１項記 載の燃料集合体。 １３．第２の燃料棒群において各燃料棒（ＦＲ２）が第１の燃料棒群の燃料棒（ ＦＲ１）よりも短く、その下端に床板（１）に保持されている下側閉塞キャップ （３０５）を有し、上端にスペーサの近くで蓋板から間隔をおいて配置されてい る上側閉塞キャップを有していることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の燃 料集合体（第１２図参照）。 １４．第２の燃料棒群の燃料棒の下側閉塞キャップが差し込み結合部を介して床 板に結合されていることを特徴とする請求の範囲第１３項記載の燃料集合体。 １５．蓋板（６）における冷却材出口が、第１の燃料棒群の燃料棒の位置の間の 出口開口（７）と、短い燃料棒の延長部に配置されている増大した出口開口（６ ３）とから形成されていることを特徴とする請求の範囲第１３項又は第１４項記 載の燃料集合体（第９図参照）。 １６．ボックス断面の対角線上にそれぞれ第２の燃料棒群の燃料棒が配置されて いることを特徴とする請求の範囲第１３項ないし第１５項のいずれか一つに記載 の燃料集合体。 １７．ボックス壁に隣接する燃料棒が第２の燃料棒群に属していることを特徴と する請求の範囲第１３項ないし第１６項のいずれか一つに記載の燃料集合体。 １８．スペーサの支持帯板が１１行×１１列の格子目を形成し、第２の燃料棒群 の燃料棒が（ボックス壁から見て）第３行ないし第３列に配置されていることを 特徴とする請求の範囲第１２項ないし第１７項のいずれか一つに記載の燃料集合 体。 １９．水管の上側終端部材（ＷＲｂ）が下から蓋板を貫通して導かれ、上から蓋 板および又は取っ手にねじ込まれていることを特徴とする請求の範囲第１２項な いし第１８項のいずれか一つに記載の燃料集合体。 ２０．取っ手が蓋板に釈放不能に取り付けられていることを特徴とする請求の範 囲第１９項記載の燃料集合体。 ２１．冷却材管の下側終端部材が床板に成形された部分に挿入され、止めボルト によって止められ、床板および水管を回り止めしていることを特徴とする請求の 範囲第１１項ないし第２０項のいずれか一つに記載の燃料集合体。 ２２．蓋板が床板に対して弾性的に支持されていることを特徴とする請求の範囲 第１９項ないし第２１項のいずれか一つに記載の燃料集合体。 ２３．床板における水入口が貫流開口によって形成され、その横断面積が、蓋板 の水出口における圧力損失に比べて無視できる圧力損失で燃料集合体の一様な貫 流が生ずるように決められていることを特徴とする請求の範囲第１１項ないし第 ２２項のいずれか一つに記載の燃料集合体。 ２４．すべての燃料棒がその上端および下端にねじ無し閉塞キャップを有してい ることを特徴とする請求の範囲第１項、第３項、第１１項ないし第２３項のいず れか一つに記載の燃料集合体。