JPH0631763B2 - 水冷式原子炉の炉心 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の分野］ 本発明は、自由端部が燃料集合体末端部のリセス内に突
出している複数個の位置決めピンが炉心の上部及び下部
構造により支承されている水冷式原子炉（軽水炉）の炉
心に関する。

［従来の技術］ このような炉心は、１９７４年版Thiemigポケットブッ
ク「Druckwasserreaktoren fur Kernkraftwerke（原子
力発電所用水圧原子炉）」の８８ページないし９２ペー
ジにより公知である。ここに記載されている位置決めピ
ンは、グリッド板を貫通している端部にねじ付ステムを
有している。ステムはナットで位置決めピンを支承して
いる。確実に締め付けるために、ナットと炉心構造のグ
リッド板との間、及びナットとねじ付ステムとの間は溶
接されている。

特に上部炉心構造の場合には、位置決めピンは炉心の別
の構成要素により覆われているので、破損した位置決め
ピンを交換するために位置決めピンに接近することはで
きない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の目的は固定用ナットを用いずに位置決めピン
を前記の種類の炉心に取りつけることである。

［課題を解決するための手段、作用、及び発明の効果］ この目的は、位置決めピンに同ピンの内部を貫通するセ
ンタボアを設け、燃料集合体から離れたセンタボア端部
にテーパを設けて円錐状段付ボアを形成し、位置決めピ
ンに対して軸方向に移動可能で、段付ボアと同一の方向
及びピッチで円錐形状に形成された周面を有するプラグ
を段付ボアに収容して自動固定円錐接続を達成し、位置
決めピンを遊びがほとんどないようにボアに嵌め込み、
段付ボアの領域でプラグが相対的に移動するとグリッド
板に形成されているボアの壁に確実に接続される溝を位
置決めピンの周面に設けたこの発明の構成により達成さ
れる。

遊びのほとんどない嵌め込み接続により溝の領域の確実
な接続が補完される。確実な接続が達成されると、ほと
んど遊びのない嵌め込み接続により位置決めピンの横方
向の動きが阻止されるので、好ましくない応力を確実な
接続から除去することができる。

好ましい構成によれば、センタボアを貫通して盲ボアに
まで延びているタペットによりプラグが軸方向に移動す
る。加えられる衝撃力は位置決めピンの溝とグリッド板
のボア壁の溝との間の硬度の相違に従って選択される。

プラグと段付ボアとの円錐形状接続の更に別の構成で
は、プラグには少なくとも１個の周面溝が設けられてい
る。この周面溝は、プラグが溝に押し込まれると、段付
ボアの領域で位置決めピンの材料の膨らみを収容する。

その結果、円錐形状による自動固定作用の他に、位置決
めぴんの固定の緩みに対する保護手段が形成される。

位置決めピンは溝の上下の周面にリセスを有しているの
で、溝がボアの壁に入り込み易くなっている。

破損する危険性のある位置決めピンの領域に応力が集中
することを最小限に押さえるために、グリッド板に面す
る肩部には所定距離離れて環状の溝が設けられている。

確実な接続の別の構成では、位置決めピンは確実に係合
する中間ピースを収容する後退部を有している。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

［実施例］ 第１図は水冷式原子炉プラントの原子炉圧力容器１の長
手方向の断面図である。炉心２は下部心構造３及び上部
心構造４を有しており、炉心の支持構造を構成してい
る。図には炉心を構成する燃料集合体５の一部だけが示
されている。燃料集合体５は格子６に載置される。この
載置は、格子６に固定されて燃料集合体末端部７（下部
末端部）のボア内に突出する位置決めピン（図示せず）
によりなされる。燃料集合体末端部８（上部末端部）に
は押圧ばねが割り当てられている。押圧ばねは燃料集合
体を上部心構造のグリッド板９に対して支持する。燃料
集合体の方向に延びる複数個の位置決めピン１０（第３
図）は、グリッド板９に固定されている。燃料集合体の
各々には一般に２個の位置決めピンが割り当てられてい
る。位置決めピンは燃料集合体末端部８のリセス内に突
出して燃料集合体を精密に位置決めする。

第２図において、上部心構造４は原子炉プラントの燃焼
貯蔵庫１１内のラック１２に載置される。上部心構造４
は、ラック１２により支承されている支持板１３と、制
御集合対向ガイドシンプルを囲みグリッド板９を支承す
る支持体１４を有している。ラック１２の下方には、観
察具を備えたマニピュレータ（図示せず）を配置するこ
とができる。

壊れた位置決めピンが検査中に発見されると、グリッド
板９に残っている位置決めピンの破片が作業用具及び操
作装備により取り除かれて新しい位置決めピンと交換さ
れる。マニピュレータ（図示せず）は作業用具及び操作
装備の支持体としても機能する。

第３図は、位置決めピン１０の取り付けられている部分
のグリッド板９を切り取って拡大して示した図である。
公知の種類の位置決めピンは、グリッド板９に取りつけ
られ、破損し、除去される。公知の種類のピンのねじ付
ステム１５の破片は、ナット１６によりまだグリッド板
９に取りつけられている。緩まないようにするために、
公知の位置決めピンには周囲に溶接部１７、１７ａが設
けられている。溶接部１７はナット１６とねじ付ステム
１５との間、溶接部１７ａはナット１６とグリッド板１
９との間に形成されている。グリッド板１９に残ってい
る壊れた位置決めピンの破片は、溶接部１７、１７ａが
損傷しておらず、ナット１６とねじ付ステム１５の残骸
とにより形成されているキャップ１９が残っている限
り、ナット１６内に延びる円筒状ボア１８が形成される
ようにグリッド板１９の下側から前記マニピュレータに
より穴開けされる。新たに挿入された位置決めピンが破
壊された場合、キャップ１９により破片がグリッド板９
の上部から原子炉プラントの主要冷却回路内に侵入する
ことが防止される。

グリッド板９のボア１８及び位置決めピン１０のシャン
ク２０には嵌め込み寸法があり、位置決めピンの肩部２
１がグリッド板９の下側に接触するまで位置決めピン１
０を押し込むと、遊びのない嵌め込み接続（締りばめ）
が達成される。位置決めピン１０にはピン内を貫通する
センタボア２２が設けられている。センタボア２２はグ
リッド板９内に突出している位置決めピン１０の端部で
広がって段付ボアを形成している。段付ボアの周面は、
キャップ１９に向かってテーパの設けられた円錐形状に
設計されている。周面が段付ボアと同じように円錐形状
をしているプラグ２４が段付ボアにより仕切られている
空間内に挿入される。シャンク２０は前記締付寸法及び
第４図に特に示されている表面構造を有している。実際
に、溝２５は周面の部分的領域に形成される。溝の上に
は面取り部２６が、溝の下には段付ボア２３の肩部２８
の下方に延びるリセス２７が設けられている。第３図に
よれば、更に別のリセス２９がシャンク２０の中央領域
に設けられている。シャンク２０はこのように必要な嵌
め込み寸法を有しており、領域３０（第３図）及びカラ
ー３１（第４図）の円筒状ボアに遊びもなくきつく嵌め
込まれている。溝２５の外周は同様に嵌め込み寸法を有
している。しかしながら、位置決めピンを容易にボア１
８内に挿入できるように、一般に、約０．０３ないし
０．１０ミリメートルだけ僅かに後退して設けられてい
る。きつい嵌め込み領域は、どのような場合でも位置決
めピンがボア１８内に挿入されてからひとりでに適切な
位置を占めることができるように十分な大きさに設定さ
れている。位置決めピン１０は肩部２１に接触するまで
取付具（図示せず）によりボア１８内に押し込められ
る。この位置で、第４図及び第５図に示すようにマニピ
ュレータ（図示せず）によりプラグ２４の盲ボア３３内
に保持される取付具のタペット３２は、プラグに係合し
てプラグを第５図に示す位置に油圧により移動させる。

段付ボア２３の領域の位置決めピン及びプラグ２４は円
錐形状をしているので、溝２５はボア１８の壁に押圧さ
れて、しっかりと接続される。タペット３２を介してプ
ラグに作用する力は、グリッド板９の材質と溝２５の材
質との硬度の相違に従って選択される。プラグと段付ボ
アとの間の円錐形状接続の自動固定作用により、しっか
りとした接続が緩むことはない。更に、周辺の溝３４
は、プラグが相対的に移動すると、段付ボア２３に形成
される僅かな膨らみ３５を収容するので、接続が緩まな
いようにする安全装置として機能する。

肩部２１で、位置決めピン１０は、肩部の下方に形成さ
れている環状溝３７と共に、破壊の危険性のある領域へ
の応力の集中を最小限にする溝３６を有している。

ここに示した実施例は壊れたピンの代わりとして設計さ
れている。しかしながら、本発明に基づく位置決めピン
は、グリッド板を最初に取り付ける際に挿入することも
できる。修理の際に示したキャップ１９はナット１６及
びねじ付ステム１５の残骸で形成するのではなく、保護
が必要な場合には、一体部品としてグリッド板に固定し
ておいても良い。

あるいは、第６図のように、溝２５の代わりにシャンク
２０に後退部３９を設けて、しっかりと接続させる機能
を果たす中間ピン３８を収容させても良い。中間ピース
は、例えば、対応する硬度のばねワイヤを密に巻いても
溝を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は内部に炉心を有する原子炉圧力容器の長手方向
断面図、 第２図は内部に上部心構造を有する燃料貯蔵庫の切抜
図、 第３図は位置決めピンが固定されている上部心構造のグ
リッド板の部分領域の拡大図、 第４図は第３図のＩＶ部の詳細を示す拡大図で位置決め
ピンが固定される前を示し、 第５図は第４図に基づく位置決めピンが固定されたとこ
ろを示し、 第６図は第４図の溝の別の構成を示す。 ２…水冷式原子炉の炉心、３…下部構造、４…上部構
造、５…燃料集合体、７、８…燃料集合体末端部、９…
グリッド板、１０…位置決めピン、１８…ボア、２２…
センタボア、２３…段付ボア、２４…プラグ、２５…溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ・フランケ ドイツ連邦共和国、デー‐6805 ヘッデス ハイム、シェデルンシュトラーセ 65

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水冷式原子炉の炉心（２）であり、その下
   部心構造（３）及び上部心構造（４）が複数個の位置決
   めピン（１０）を支承し、位置決めピンの自由端部が燃
   料集合体末端部（７、８）内に突出しているものにおい
   て、 センタボア（２２）は燃料集合体（５）から離れた側の
   端部にテーパの設けられた円錐形状の段付ボア（２３）
   を有しており、 段付ボア（２３）はプラグ（２４）を収容し、 プラグ（２４）は位置決めピン（１０）に対して軸方向
   に移動可能で、その周面は段付ボアと同一方向同一ピッ
   チの円錐形状であり、 位置決めピンは可能な限り遊びがないようにボア（１
   ８）内に嵌め込まれ、 段付ボアの領域では位置決めピンの周面には溝（２５）
   が設けられ、 溝（２５）はプラグ（２４）が相対的に移動すると、グ
   リッド板（９）に形成されたボア（１８）の壁に確実に
   接続されることを特徴とする水冷式原子炉の炉心。
2. 【請求項２】位置決めピンの固定において、タペット
   （３２）はセンタボア（２２）を貫通してプラグ（２
   ４）の盲ボア内に延び、このタペットの衝撃力は位置決
   めピン（１０）の溝（２５）とボア（１８）の壁との間
   の硬度の相違に従って選択されることを特徴とする請求
   項１に記載の水冷式原子炉の炉心。
3. 【請求項３】プラグ（２４）には、プラグ（２４）が相
   対的に移動すると、段付ボア（２３）の材料の膨らみ
   （３５）を収容する少なくとも１個の周辺溝（３４）が
   設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の水冷式原子炉の炉心。
4. 【請求項４】位置決めピン（１０）の周面は溝（２５）
   の上下にリセス（２６、２７）を有していることを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の水冷式
   原子炉の炉心。
5. 【請求項５】溝（３６）はグリッド板（９）に面する肩
   部（２１）に形成されていて、所定距離離れて環状溝
   （３７）が割り当てられていることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれか１つに記載の水冷式原子炉の炉
   心。
6. 【請求項６】位置決めピン（１０）は、しっかりとした
   接続を達成する中間ピース（３８）を有する後退部（３
   ９）を備えていることを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれか１つに記載の炉心。