JPH0672089U - 核燃料集合体用スペーサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的高さが低くでき、冷却材の流れに対す
る圧損も小さくでき、かつ低コストで製造可能で、中性
子経済を向上させることができるスペーサを得ること。 【構成】 燃料集合体のスペーサにおいて、棒状要素１
６をそれぞれ挿通支持する多数の管状セル１０をその軸
線が互いに平行になるように格子状に配列し、互いに隣
接する管状のセルの側壁を接合するとともに、その各管
状セル内に管状セルの周方向に延び、その管状セル内に
挿通された棒状要素１６をセルストップ１２に押圧する
板状バネ部材２２を装着した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、燃料棒などの棒状要素を格子状に束ねて燃料集合体を形成するため のスペーサに係り、特に冷却材の流れに対するスペーサによる圧損が低減され、 バネが比較的小さい空間におさまるようにしたスペーサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、燃料集合体は、多数の燃料棒及び１本のウオータロッドを上部タイプ レートと下部タイプレートとで支持するとともに、その中間部を複数のスペーサ によって支持し、その各燃料棒が横方向に振動しないように拘束して、長い筒状 の燃料チャンネル内に内装することによって構成されている。

【０００３】 図１３は、燃料棒を支持拘束する従来のスペーサの平面図であって、このスペ ーサは多数の管状セル１０によって構成されている。すなわち、多数の管状セル １０が違いにその軸線が平行になるように格子状に配列され、互いに隣接する管 状セル同志がその側壁部において溶接によって接合されている。そして、その格 子状に配列された管状セルの外周に支持バンド１１が装着されている。

【０００４】 ところで、上記管状セル１０には、それぞれ上下両縁部に周方向に離間した２ 個のセルストップ１２がセル内方向に突設されている（図１３、図１４）そして 、上記２個のセルストップ１２が設けられている部分と直径的に対向する側壁部 が他の筒状セル１０の側壁と互いに接触されており、その互いに接触する側壁部 に図１５に示すように、コ字状のスリット１３を設けることによって背中合わせ にされた側壁部による突起部１４が形成され、その突起部１４に、図１６に示す ように菱形に屈曲形成されたバネ部材１５の上、下端部１５ａ，１５ｂが系合さ れ、上記バネ部材１５の左右の突部がそれぞれ隣接する筒状セル１０内に突出す るようにしてある（図１４、図１７）。

【０００５】 しかして、管状セル１０内に燃料棒１６が挿入されたとき、上記バネ部材１５ によってセル内に突設されたセルストップ１２に上記燃料棒１６が押圧され、そ の位置に保持される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このようなスペーサにおいてはバネ部材１５をセルの側壁に設けた 突起部１４に取付けるため、バネ部材１５の高さよりさらに高い管状セル１０が 必要となる。したがって、この場合冷却材と接する面積が大きく、圧損が大きく なる等の問題がある。またこれは、コスト高にもなり、さらに表面積が体積比に 比べて大きいため、中性子吸収が大きくなるという高燃焼度を志向する際の燃料 として耐久性上のデメリットも考えられる。また、セルを加工するには、管を製 造した上さらにプレス加工等を施し、セルストップ１２、突起部１４等を形成す る必要があり、突起部１４の形状によっては加工が極めて困難となる等の問題も ある。

【０００７】 すなわち、上記の如きスペーサにおいては、互いに反対方向の曲率を有する突 起部１４が背中合わせの状態で２重になっており、これがリング状のバネ部材１ ５の内側に存在するため、この突起部１４がバネ部材の圧縮代を制限する。しか して、このバネ部材の圧縮代を考慮すると、バネ部材を配設するために大きなス ペースが必要となり、例えばＢＷＲ９×９格子の場合には構成が不可能となる等 の問題がある。

【０００８】 本考案はこのような点に鑑み、比較的高さが低くでき、冷却材の流れに対する 圧損も小さくでき、かつ材料を削減でき、またバネのスペースも小さくできるス ペーサを得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するため、燃料棒などの棒状要素を格子状に束ね燃料 集合体を形成するためのスペーサにおいて、上記棒状要素をそれぞれ挿通支持す る多数の管状セルをその軸線が互いに平行になるように格子状に配列し、互いに 隣接する管状セルの側壁を接合するとともに、その各管状セル内に、管状セルの 周方向に延び、その管状セル内に挿通された棒状要素をセルストップに押圧する 板状バネ部材を装着したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

各管状セル内に燃料棒を挿入すると、管状セルに装着された板状バネ部材によ って上記燃料棒がセルストップに押圧され、管状セル内での燃料棒の保持が行な われる。しかして、このスペーサにおいては、周方向に延びる板状バネ部材を装 着したので、スペーサの高さを低くすることができ、冷却材の流れに対する圧損 を低減でき、中性子経済を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】

以下、添付図面を参照して本考案の一実施例について説明する。

【００１２】 図１は本考案のスペーサの一実施例を示す平面図であり、図２は図１のII−II 線に沿う断面図であって、多数個の管状セル１０が格子状に配列され互いに接す る点が溶接により固着され、その互いに連結された多数の管状セル１０の周囲が バンド部材１１によって囲まれ、管状セル１０に対して溶接により接合されてい る。

【００１３】 図３は、上記スペーサにおける一つの管状セル１０部の分解斜視図であり、管 状セル１０にはセルストッパ１２が設けられている側面と同一側面には、略半周 にわたり周方向に延びる開口２１が形成されており、また管状セル１０の内面に は、上記開口２１と対向する位置に後述する板状バネ部材２２の上下端縁部と係 合する２対の突起２３が突設されている。

【００１４】 一方、上記板状バネ部材２２は、上記開口２１の管状セル軸線方向の寸法（高 さ）より若干小さな高さ寸法を有し、平面視略ｗ状を低しており、その略中央部 に燃料棒１６と当接する押圧部２２ａが凸曲形成されており、板状バネ部材２２ の左右両端部には、それぞれ上方及び下方に突出する突片２２ｂ1 、２２ｂ2 が 一体的に形成されている。

【００１５】 しかして、上記板状バネ部材２２は、上記開口２１を経て管状セル１０内に挿 入され、管状セル１０の内周に沿って配設され、その突片２２ｂ1 、２２ｂ2 が それぞれ開口２１の端部における管状セル１０の外周面と係合されるとともに、 板状バネ部材２２の上下両端縁が前記管状セル１０の内面に突設された上下の突 起２３間に挿入係合されている。図４にその平面図をまた図５にその側面図を示 す。

【００１６】 そして、このように形成された管状セル１０の多数個が前述のように格子状に 配列され、一つのスペーサが形成されている。

【００１７】 したがって、図１及び図２に示すように各管状セル１０内にそれぞれ燃料棒１ ６を挿通させると、上記板状バネ部材２２の押圧部２２ａが外側に押され、その 反力によって上記燃料棒１６がセルストップ１２に対して押圧されその保持が行 なわれる。このようにバネ部材２２が外方に押されると、バネ部材２２の両端部 が開口２１を経て管状セル１０外に突出しているので、上記バネ部材２２は容易 に外側に延伸でき、バネ部材の圧縮が吸収される。また、燃料棒挿入に際して、 板状部材に摩擦による軸方向の力が与えられるが、開口２１の上下端縁及び突起 ２３によってその移動が確実に防止される。

【００１８】 このように本実施例においては、バネ部材が管状セルの周方向に配設されてい るので、バネ部材の高さすなわち管状セルの軸線方向の長さが比較的小さくでき 、スペーサの高さを低くすることができ、管状セルの材料も大幅に削減するこひ とができる。このため、同一肉厚であれば体積に比べ表面積を小さくすることが でき、燃焼中の中性子吸収を少なくすることができ、燃料の高燃焼度を得ること ができる。

【００１９】 以上は８×８型について述べたが、それ以外の９×９型、その他にも必要数の セルを並べ、その他のそれぞれに固有の必要部材を加えるだけで構成が可能であ る。

【００２０】 図６、図７、図８は本考案の他の実施例における管状セル部の分解斜視図、平 面図及び側面図であり、セルストップ１２が軸線方向に延長されており、これに よってスペーサ全体での投影面積を小さくでき、冷却材流れの圧損を低減できる ようになっている。

【００２１】 ところで、特に図６に示すように、板状バネ部材２２にはその中央部に上方及 び下方に突出する突片２２ｃが一体に形成されており、その上下の突片２２ｃ、 ２２ｃがそれぞれ管状セル１０の側壁に突設された保持孔２４、２４に挿入保持 されている。

【００２２】 また、管状セル１０に設けられた開口２１の両端部の上壁部および下壁部外面 にはそれぞれセルの軸線方向に延びる凹部２５が形成されており、その凹部２５ に板状バネ部材２２の両端部に突設された突片部２２ｂ1 、２２ｂ2 が係合され 、その凹部２５と突片部２２ｂ1 、２２ｂ2 とのクリアランス分だけ上記突片部 が動くことができるように保持されている。

【００２３】 図９及び図１０は本考案のさらに他の実施例を示す分解斜視図及び平面図であ って、板状バネ部材２２自体にセルストップ２６が加工してある。しかして、こ の場合管状セル１０へのセルストップの加工を省略することができる。

【００２４】 また、図１１及び図１２は本考案の他の実施例を示す図であって、管状セル１ ０の側壁部に板状バネ部材２２の両端部を挿通し得るスリット２７が突設してあ り、そのスリット２７から管状セル１０の外側に突出された板状バネ部材２２の 両端部に形成された肉厚部２８が、互いに隣接する管状セル１０間の間隙より大 きく形成してある。しかして、管状セル１０に板状バネ部材２２を装着した後、 互いに隣接する管状セル同志を溶接により結合した場合、その抜け出しが防止さ れる。

【００２５】 ところで、管状セル自体は管から加工するものとして示したが、平板を丸めて 加工したものでもよく、また管状セルを８角形等多角形状としてもよい。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案は各管状セル内に管状セルの周方向に延び、その 管状セル内に挿通された棒状要素をセルストップに押圧する板状バネ部材を装着 したので、セル自体の高さすなわち軸線方向の寸法を小さくすることができ、表 面積を小さくすることができて中性子経済を向上させることができるとともに、 冷却材の圧損を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のスペーサの平面図。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図。

【図３】本考案のスペーサにおける管状セル部の分解斜
視図。

【図４】図３の管状セル部の平面図。

【図５】図４の管状セル部の側面図。

【図６】本考案の他の実施例における管状セル部の分解
斜視図。

【図７】図６の管状セル部の平面図。

【図８】図６の管状セル部の側面図。

【図９】本考案のさらに他の実施例における管状セル部
の分解斜視図。

【図１０】図９の管状セル部の平面図。

【図１１】本考案の他の実施例の管状セル部の分解斜視
図。

【図１２】図１１の管状セル部の平面図。

【図１３】従来のスペーサの平面図。

【図１４】従来のスペーサにおける管状セル部の平面
図。

【図１５】従来のスペーサにおける管状セルの側面図。

【図１６】従来の管状セルに装着するバネ部材の斜視
図。

【図１７】図１３のＢ−Ｂ腺に沿う断面図。

【符号の説明】

１０ 管状セル １２、２６ セルストップ ２１ 開口 ２２ 板状バネ部材 ２２ｂ1 、２２ｂ2 突片 ２３ 突起 ２４ 保持孔 ２５ 凹部 ２７ スリット

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料棒などの棒状要素を格子状に束ね燃料
   集合体を形成するためのスペーサにおいて、上記棒状要
   素をそれぞれ挿通指示する多数の管状セルをその軸線が
   互いに平行になるように格子状に配列し、互いに隣接す
   る管状セルの側壁を接合するとともに、その各管状セル
   内に、管状セルの周方向に延び、その管状セル内に挿通
   された棒状要素をセルストップに押圧する板状バネ部材
   を装着したことを特徴とする、核燃料集合体用スペー
   サ。
2. 【請求項２】各管状セルには周方向に延びる開口が形成
   され、その開口の両端外面部に、板状バネ部材の両端部
   に形成された上下方向の突片部が係合保持されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の核燃料集合体用スペー
   サ。
3. 【請求項３】管状セル内には、板状バネ部材の上下両端
   縁に係合し、上記板状バネ部材が管状セルの軸線方向に
   移動することを拘束する突起部が形成されていることを
   特徴とする、請求項１または２記載の核燃料集合体用ス
   ペーサ。
4. 【請求項４】板状バネ部材の略中央部には、その上下
   に、管状セルの軸線方向に延びる突片がそれぞれ突設さ
   れ、その突片が管状セルの側壁部に形成された保持孔に
   挿入係合されていることを特徴とする、請求項１または
   ２記載の核燃料集合体用スペーサ。
5. 【請求項５】管状セルに設けられた開口の両端支部上下
   位置には、板状バネ部材の両端部に形成された上下方向
   の突片部と係合する凹部が形成されていることを特徴と
   する、請求項１乃至４のいずれかに記載の核燃料集合体
   用スペーサ。
6. 【請求項６】板状バネ部材の両端肉厚部が、互いに隣接
   する管状セルの外周壁面間に係合されていることを特徴
   とする、請求項１記載の核燃料集合体用スペーサ。