JPH07151884A - 個別セルのマトリクスを有しているスペーサ - Google Patents
個別セルのマトリクスを有しているスペーサInfo
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- JPH07151884A JPH07151884A JP6186935A JP18693594A JPH07151884A JP H07151884 A JPH07151884 A JP H07151884A JP 6186935 A JP6186935 A JP 6186935A JP 18693594 A JP18693594 A JP 18693594A JP H07151884 A JPH07151884 A JP H07151884A
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/356—Spacer grids being provided with fuel element supporting members
- G21C3/3563—Supporting members formed only by deformations in the strips
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/344—Spacer grids formed of assembled tubular elements
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料棒相互間のスペーサによって占有される
空間を単一の金属層の厚さに減少させることのできるス
ペーサを提供する。 【構成】 本発明に係るスペーサは、一体のばねを有し
ていると共に燃料棒間に単一の層厚さを有しているジル
カロイ製スペーサであって、各スペーサ・セルが上側及
び下側８角形クラウンＣ1 、Ｃ2 を含んでおり、両クラ
ウンは、燃料棒間に画成されたサブチャンネル空間に隣
接している全壁高１２、１４、１６、１８と、隣接セル
に隣接している半壁高１１、１１’、１３、１３’、１
５、１５’、１７ａ、１７ａ’、１７ｂ、１７ｂ’とを
有している。各８角形スペーサ・セルの対向端における
両クラウンは組み合って単一の壁厚さを形成するように
設計されており、一方のクラウンの半壁高は、セルＳの
内側寄りに画成されていると共に他方のクラウンの半壁
高は、セルＳの外側寄りに画成されている。
空間を単一の金属層の厚さに減少させることのできるス
ペーサを提供する。 【構成】 本発明に係るスペーサは、一体のばねを有し
ていると共に燃料棒間に単一の層厚さを有しているジル
カロイ製スペーサであって、各スペーサ・セルが上側及
び下側８角形クラウンＣ1 、Ｃ2 を含んでおり、両クラ
ウンは、燃料棒間に画成されたサブチャンネル空間に隣
接している全壁高１２、１４、１６、１８と、隣接セル
に隣接している半壁高１１、１１’、１３、１３’、１
５、１５’、１７ａ、１７ａ’、１７ｂ、１７ｂ’とを
有している。各８角形スペーサ・セルの対向端における
両クラウンは組み合って単一の壁厚さを形成するように
設計されており、一方のクラウンの半壁高は、セルＳの
内側寄りに画成されていると共に他方のクラウンの半壁
高は、セルＳの外側寄りに画成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉用の核
燃料バンドル・スペーサに関し、特に、単一の金属層厚
さに形成された上側及び下側連続８角形格子を有してい
る燃料バンドル・スペーサを開示する。このスペーサは
又、全体的にジルカロイ材料製のスペーサの本体と一体
に設けられているばねと、停止部とを含んでいる。
燃料バンドル・スペーサに関し、特に、単一の金属層厚
さに形成された上側及び下側連続８角形格子を有してい
る燃料バンドル・スペーサを開示する。このスペーサは
又、全体的にジルカロイ材料製のスペーサの本体と一体
に設けられているばねと、停止部とを含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉用の最新の核燃料バンド
ルは、直立していると共に密封されている核燃料棒のマ
トリクス（行列）を含んでいる。これらの燃料バンドル
は、燃料棒を支持していると共に水を流入させ得る下部
タイプレート（下側結合板）と、水及び発生された蒸気
を流出させ得る上部タイプレート（上側結合板）とによ
って一緒に保持されている。いくつかの燃料棒は、上部
及び下部タイプレートと結合しており、両タイプレート
と共に、燃料バンドルの燃料棒を一体ユニットとして保
持している。この燃料バンドル・ユニットは、いわゆる
チャンネル内に配置されている。
ルは、直立していると共に密封されている核燃料棒のマ
トリクス（行列）を含んでいる。これらの燃料バンドル
は、燃料棒を支持していると共に水を流入させ得る下部
タイプレート（下側結合板）と、水及び発生された蒸気
を流出させ得る上部タイプレート（上側結合板）とによ
って一緒に保持されている。いくつかの燃料棒は、上部
及び下部タイプレートと結合しており、両タイプレート
と共に、燃料バンドルの燃料棒を一体ユニットとして保
持している。この燃料バンドル・ユニットは、いわゆる
チャンネル内に配置されている。
【０００３】運転中に、チャンネルは燃料バンドルの燃
料棒間の個別流をチャンネル内部に隔離するように作用
する。この内部流は、沸騰水型原子炉に特有のものであ
り、周囲の水で満たされたコアバイパス域から隔離され
ている。水で満たされたコアバイパス域は、原子炉の運
転時の減速を良くする。制御棒をコアバイパス域に挿入
して水を排除し、中性子吸収を引き起こすことにより、
核反応を制御する。
料棒間の個別流をチャンネル内部に隔離するように作用
する。この内部流は、沸騰水型原子炉に特有のものであ
り、周囲の水で満たされたコアバイパス域から隔離され
ている。水で満たされたコアバイパス域は、原子炉の運
転時の減速を良くする。制御棒をコアバイパス域に挿入
して水を排除し、中性子吸収を引き起こすことにより、
核反応を制御する。
【０００４】個々の燃料棒は細長く、その長さは１６０
インチ程度である。蒸気発生の動力学によれば、いかな
る種類の拘束もないと仮定した場合、これらの燃料棒は
振動して、互いに摩擦接触を成す。従って、当該技術に
おいて、いわゆる燃料棒スペーサが開発されている。燃
料棒スペーサの一般的な構造及び機能は概して理解し易
い。詳述すると、各燃料棒は、各スペーサにおける燃料
棒セルのマトリクス内の１つのセルで包囲されている。
一般的に５つから９つ、そして通常７つのこのようなス
ペーサが、燃料バンドルの長さに沿った相異なる高さに
おいて利用されている。その結果、燃料棒は燃料バンド
ルの長さに沿った相異なる高さにおいて、それぞれのセ
ル内の中央に保持されている。
インチ程度である。蒸気発生の動力学によれば、いかな
る種類の拘束もないと仮定した場合、これらの燃料棒は
振動して、互いに摩擦接触を成す。従って、当該技術に
おいて、いわゆる燃料棒スペーサが開発されている。燃
料棒スペーサの一般的な構造及び機能は概して理解し易
い。詳述すると、各燃料棒は、各スペーサにおける燃料
棒セルのマトリクス内の１つのセルで包囲されている。
一般的に５つから９つ、そして通常７つのこのようなス
ペーサが、燃料バンドルの長さに沿った相異なる高さに
おいて利用されている。その結果、燃料棒は燃料バンド
ルの長さに沿った相異なる高さにおいて、それぞれのセ
ル内の中央に保持されている。
【０００５】各燃料棒を囲んでいるスペーサ・セルは、
燃料棒に作用する２つの主要構造を有している。これら
の構造は、燃料棒の中央配置用の１組の停止部及びばね
である。停止部は燃料棒の設計中央位置を画定してい
る。燃料棒が各スペーサ・セルの停止部に押圧されたと
きに、燃料棒はその中央位置にある。ばねによって偏圧
力が作用する。燃料棒がばねによって各スペーサ・セル
の停止部に偏圧されるときに、燃料棒のマトリクス位置
における中央配置が生ずる。
燃料棒に作用する２つの主要構造を有している。これら
の構造は、燃料棒の中央配置用の１組の停止部及びばね
である。停止部は燃料棒の設計中央位置を画定してい
る。燃料棒が各スペーサ・セルの停止部に押圧されたと
きに、燃料棒はその中央位置にある。ばねによって偏圧
力が作用する。燃料棒がばねによって各スペーサ・セル
の停止部に偏圧されるときに、燃料棒のマトリクス位置
における中央配置が生ずる。
【０００６】スペーサはその製造材料によって分類でき
る。第１のスペーサはジルカロイ製本体を有しているも
のである。これらのジルカロイ製本体は、各セルと、各
セルに要する個別棒停止部とを画成している。所要ばね
は従来、インコネル製のばねであった。これらのインコ
ネルばねは、ジルカロイ製セルの周囲部分によって適所
に保持されている。
る。第１のスペーサはジルカロイ製本体を有しているも
のである。これらのジルカロイ製本体は、各セルと、各
セルに要する個別棒停止部とを画成している。所要ばね
は従来、インコネル製のばねであった。これらのインコ
ネルばねは、ジルカロイ製セルの周囲部分によって適所
に保持されている。
【０００７】他の従来のスペーサはインコネル製のもの
である。これらのスペーサは通常、インコネルの細かい
マトリクスを画成しており、インコネル材料で一体に形
成されているばねと停止部とを含んでいる。これら２種
類のスペーサ構造の選択は、核反応の最適化に関する核
設計因子と、蒸気の発生に関する熱力学的設計因子との
均衡に関係する。
である。これらのスペーサは通常、インコネルの細かい
マトリクスを画成しており、インコネル材料で一体に形
成されているばねと停止部とを含んでいる。これら２種
類のスペーサ構造の選択は、核反応の最適化に関する核
設計因子と、蒸気の発生に関する熱力学的設計因子との
均衡に関係する。
【０００８】おおまかに述べると、中性子吸収の見地か
らは、ジルカロイ・スペーサが好適である。簡単に述べ
ると、ジルカロイの中性子吸収断面積は、インコネルの
中性子吸収断面積に比べて小さい。中性子の吸収が比較
的少ないと、燃料バンドルの寿命サイクルにわたって核
効率が高くなる。残念ながら、インコネルは中性子吸収
断面積がかなり大きいので、インコネルばねの使用はジ
ルカロイ・スペーサの核効率を直接低減させる。
らは、ジルカロイ・スペーサが好適である。簡単に述べ
ると、ジルカロイの中性子吸収断面積は、インコネルの
中性子吸収断面積に比べて小さい。中性子の吸収が比較
的少ないと、燃料バンドルの寿命サイクルにわたって核
効率が高くなる。残念ながら、インコネルは中性子吸収
断面積がかなり大きいので、インコネルばねの使用はジ
ルカロイ・スペーサの核効率を直接低減させる。
【０００９】おおまかに述べると、熱力学的見地から
は、各燃料棒を包囲しているフェルール形スペーサが一
般的には好適であり、特に、燃料バンドルの上側２相域
において好適である。燃料バンドルの上側２相域におけ
るこの比較的完全な包囲体は、蒸気を発生する燃料棒の
表面上に水層を維持することにより、臨界出力に有利な
影響を及ぼし得るということがわかっている。
は、各燃料棒を包囲しているフェルール形スペーサが一
般的には好適であり、特に、燃料バンドルの上側２相域
において好適である。燃料バンドルの上側２相域におけ
るこの比較的完全な包囲体は、蒸気を発生する燃料棒の
表面上に水層を維持することにより、臨界出力に有利な
影響を及ぼし得るということがわかっている。
【００１０】先行技術のフェルールは円形又は８角形で
ある。フェルール形スペーサが８角形の場合、スペーサ
・セルのマトリクスの個々の８角形はそれぞれ１つの燃
料棒を包囲している。隣り合う燃料棒の間において、８
角形セルの平側面が接合されている。燃料棒配列の斜め
方向では、８角形セルの平側面は、燃料バンドルにおけ
るいわゆる「サブチャンネル」流れ空間内に、限られた
流れ空間を画成している。本発明は一般に、８角形スペ
ーサに関するものであるので、このような用語の理解は
重要である。
ある。フェルール形スペーサが８角形の場合、スペーサ
・セルのマトリクスの個々の８角形はそれぞれ１つの燃
料棒を包囲している。隣り合う燃料棒の間において、８
角形セルの平側面が接合されている。燃料棒配列の斜め
方向では、８角形セルの平側面は、燃料バンドルにおけ
るいわゆる「サブチャンネル」流れ空間内に、限られた
流れ空間を画成している。本発明は一般に、８角形スペ
ーサに関するものであるので、このような用語の理解は
重要である。
【００１１】残念ながら、沸騰水型原子炉における最新
の燃料バンドル設計には、更に複雑な因子が加わってい
る。それは燃料棒マトリクスの密度が増加したことであ
る。燃料バンドル・マトリクスは、８×８から９×９、
１０×１０、そして更に１１×１１へと増加している。
このような増加は、燃料棒間のスペーサ材料の介在に利
用し得る寸法に直接影響を与える。燃料バンドルの断面
が原子炉の元の構造において確定された設計パラメータ
であることを想起すれば、この関係は比較的理解し易
い。
の燃料バンドル設計には、更に複雑な因子が加わってい
る。それは燃料棒マトリクスの密度が増加したことであ
る。燃料バンドル・マトリクスは、８×８から９×９、
１０×１０、そして更に１１×１１へと増加している。
このような増加は、燃料棒間のスペーサ材料の介在に利
用し得る寸法に直接影響を与える。燃料バンドルの断面
が原子炉の元の構造において確定された設計パラメータ
であることを想起すれば、この関係は比較的理解し易
い。
【００１２】核燃料棒は、内蔵された核燃料ペレットを
包囲している円筒形のジルカロイ製被覆管を有してい
る。密度の高いマトリクスの場合、燃料バンドル内の利
用可能な区域のより多くの部分がジルカロイ製フェルー
ルの壁によって占められなければならず、フェルールの
公称厚さは、０．０２０インチ〜０．０３０インチ程度
である。１０×１０マトリクスにおいて、燃料棒直径が
０．４０４インチ、中心間の間隔が０．５１０インチの
場合、２つの隣り合う燃料棒の間の間隙は０．１０６イ
ンチである。フェルール材料の２層厚さは、この間隙の
少なくとも０．０４０インチを占めている。その結果、
間隙内の占有空間をなるべく少なくするようにスペーサ
構造を設計する必要が生ずる。
包囲している円筒形のジルカロイ製被覆管を有してい
る。密度の高いマトリクスの場合、燃料バンドル内の利
用可能な区域のより多くの部分がジルカロイ製フェルー
ルの壁によって占められなければならず、フェルールの
公称厚さは、０．０２０インチ〜０．０３０インチ程度
である。１０×１０マトリクスにおいて、燃料棒直径が
０．４０４インチ、中心間の間隔が０．５１０インチの
場合、２つの隣り合う燃料棒の間の間隙は０．１０６イ
ンチである。フェルール材料の２層厚さは、この間隙の
少なくとも０．０４０インチを占めている。その結果、
間隙内の占有空間をなるべく少なくするようにスペーサ
構造を設計する必要が生ずる。
【００１３】この設計要件により、燃料棒相互間のスペ
ーサによって占有される空間を単一の金属層の厚さに減
少させることが極めて重要である。残念ながら、スペー
サ本体のジルカロイ材料に接合されたインコネルばね材
料を有している従来のジルカロイ製フェルール・スペー
サにおいては、２重金属層が必要であった。更に、ジル
カロイはその腐食特性により、約０．０２０インチ程度
の公称厚さに保たれる必要がある。
ーサによって占有される空間を単一の金属層の厚さに減
少させることが極めて重要である。残念ながら、スペー
サ本体のジルカロイ材料に接合されたインコネルばね材
料を有している従来のジルカロイ製フェルール・スペー
サにおいては、２重金属層が必要であった。更に、ジル
カロイはその腐食特性により、約０．０２０インチ程度
の公称厚さに保たれる必要がある。
【００１４】上述の諸要因を認識し、以下の本発明の概
要を理解されたい。
要を理解されたい。
【００１５】
【関連技術の概要】「相互係止帯板で形成された耐水素
化物性スペーサ（HYDRIDE RESISTANT SPACER FORMED FR
OM INTERLOCKING STRIPS）」と題した１９９２年７月１
５日付（出願日１９９１年８月１５日）の米国特許番号
第５１３００８３号には、スペーサの上側平面及び下側
平面において単一の壁厚さを有しているスペーサが開示
されている。後述の開示と異なり、このスペーサは１群
の帯板で形成されており、これらの帯板はすべて、長さ
が異なっていると共に曲げられており、そして相互に係
止されて、最終的に６角形のスペーサ・セルを形成して
いる。
化物性スペーサ（HYDRIDE RESISTANT SPACER FORMED FR
OM INTERLOCKING STRIPS）」と題した１９９２年７月１
５日付（出願日１９９１年８月１５日）の米国特許番号
第５１３００８３号には、スペーサの上側平面及び下側
平面において単一の壁厚さを有しているスペーサが開示
されている。後述の開示と異なり、このスペーサは１群
の帯板で形成されており、これらの帯板はすべて、長さ
が異なっていると共に曲げられており、そして相互に係
止されて、最終的に６角形のスペーサ・セルを形成して
いる。
【００１６】
【発明の概要】一体に形成されたばねを有していると共
に燃料棒相互間に単一の金属層厚さを有している全体的
にジルカロイ製のスペーサを開示する。各スペーサ・セ
ルは上側及び下側８角形クラウンを含んでおり、これら
の８角形クラウンは、燃料棒相互間に画成されたサブチ
ャンネル空間に隣接しているパネル全高と、隣接したセ
ルに隣接しているパネル半高とを有している。各８角形
スペーサ・セルの対向端における両クラウンは、組み合
ってスペーサ材料の単一の壁厚さを形成するように設計
されている。従って、一方のクラウンにおける半壁高
は、スペーサ・セルに向かって画成されていると共に、
他方のクラウン端における半壁高は、スペーサ・セルか
ら離れて画成されている。それぞれのスペーサ・セルを
互いに倒立させ、それぞれのクラウンにおいて結合する
ことにより、上側及び下側クラウンは、スペーサの隣り
合うセルを一体に保持する上側及び下側クラウン・マト
リクスを形成している。サブチャンネルに隣接している
４つの全高側面の２つの隣り合う側面から、セル脚が両
クラウン間に延在しており、両クラウンのすぐ近くに上
側及び下側停止部を有している。両クラウン近辺に停止
部を配置する結果、燃料棒が停止部に押圧されるとき
に、剛性が非常に高くなる。又、サブチャンネルに隣接
している４つの全高側面の残りの２つの隣り合う側面か
ら、セル脚が両クラウン間に延在して、所要のセルばね
を画成しており、両クラウンに対してこの脚の中央に設
けられているばね接触点を有している。これらの脚の中
央点に棒接触点を配置する結果、撓み構造が得られ、従
って、これらの脚はばねとして作用する。脚の長さ及び
セルの高さは、所要のばね剛性をもたらすように選定さ
れている。このようなセルのマトリクスで構成されたス
ペーサは好ましくは、中央ウォータロッドと周囲チャン
ネルとに隣接する内側及び外側バンドを含んでいる。
に燃料棒相互間に単一の金属層厚さを有している全体的
にジルカロイ製のスペーサを開示する。各スペーサ・セ
ルは上側及び下側８角形クラウンを含んでおり、これら
の８角形クラウンは、燃料棒相互間に画成されたサブチ
ャンネル空間に隣接しているパネル全高と、隣接したセ
ルに隣接しているパネル半高とを有している。各８角形
スペーサ・セルの対向端における両クラウンは、組み合
ってスペーサ材料の単一の壁厚さを形成するように設計
されている。従って、一方のクラウンにおける半壁高
は、スペーサ・セルに向かって画成されていると共に、
他方のクラウン端における半壁高は、スペーサ・セルか
ら離れて画成されている。それぞれのスペーサ・セルを
互いに倒立させ、それぞれのクラウンにおいて結合する
ことにより、上側及び下側クラウンは、スペーサの隣り
合うセルを一体に保持する上側及び下側クラウン・マト
リクスを形成している。サブチャンネルに隣接している
４つの全高側面の２つの隣り合う側面から、セル脚が両
クラウン間に延在しており、両クラウンのすぐ近くに上
側及び下側停止部を有している。両クラウン近辺に停止
部を配置する結果、燃料棒が停止部に押圧されるとき
に、剛性が非常に高くなる。又、サブチャンネルに隣接
している４つの全高側面の残りの２つの隣り合う側面か
ら、セル脚が両クラウン間に延在して、所要のセルばね
を画成しており、両クラウンに対してこの脚の中央に設
けられているばね接触点を有している。これらの脚の中
央点に棒接触点を配置する結果、撓み構造が得られ、従
って、これらの脚はばねとして作用する。脚の長さ及び
セルの高さは、所要のばね剛性をもたらすように選定さ
れている。このようなセルのマトリクスで構成されたス
ペーサは好ましくは、中央ウォータロッドと周囲チャン
ネルとに隣接する内側及び外側バンドを含んでいる。
【００１７】
【実施例】図１は本発明によるスペーサ・セルＳを示
す。スペーサ・セルＳは、上側８角形クラウンＣ1 と、
下側８角形クラウンＣ2 とを含んでいる。以下の説明で
は、先ず、クラウンＣ1 を説明し、次いで、クラウンＣ
1 とクラウンＣ2 との相違を述べ、最後に、クラウンＣ
1 とクラウンＣ2 との間に延在しているばね脚２２及び
停止脚２６を説明する。
す。スペーサ・セルＳは、上側８角形クラウンＣ1 と、
下側８角形クラウンＣ2 とを含んでいる。以下の説明で
は、先ず、クラウンＣ1 を説明し、次いで、クラウンＣ
1 とクラウンＣ2 との相違を述べ、最後に、クラウンＣ
1 とクラウンＣ2 との間に延在しているばね脚２２及び
停止脚２６を説明する。
【００１８】クラウンＣ1 は８角形を成しており、全高
パネル１２、１４、１６及び１８を含んでいる。これら
のパネルは、全高パネル１８と全高パネル１２との間の
半高パネル１１と、全高パネル１２と全高パネル１４と
の間の半高パネル１３と、全高パネル１４と全高パネル
１６との間の半高パネル１５と、全高パネル１６と全高
パネル１８との間の半高パネル１７ａ及び１７ｂとによ
って相互に連結されている。こうして、等長側面を有し
ている完全８角形が形成されている。
パネル１２、１４、１６及び１８を含んでいる。これら
のパネルは、全高パネル１８と全高パネル１２との間の
半高パネル１１と、全高パネル１２と全高パネル１４と
の間の半高パネル１３と、全高パネル１４と全高パネル
１６との間の半高パネル１５と、全高パネル１６と全高
パネル１８との間の半高パネル１７ａ及び１７ｂとによ
って相互に連結されている。こうして、等長側面を有し
ている完全８角形が形成されている。
【００１９】クラウンＣ2 がクラウンＣ1 と相違する点
は、半高パネル１１’、１３’、１５’、１７ａ’及び
１７ｂ’がすべて図１のセルＳに関して上向きに延在し
ていることである。図からわかるように、クラウンＣ1
の半高パネルは、セルＳの内側寄りに画成されており、
又、クラウンＣ2 の半高パネルは、セルＳの外側寄りに
画成されている。これらの特徴は、図２（Ａ）及び図２
（Ｂ）並びに図３に示す個別セルの係合関係を考える際
に重要になる。
は、半高パネル１１’、１３’、１５’、１７ａ’及び
１７ｂ’がすべて図１のセルＳに関して上向きに延在し
ていることである。図からわかるように、クラウンＣ1
の半高パネルは、セルＳの内側寄りに画成されており、
又、クラウンＣ2 の半高パネルは、セルＳの外側寄りに
画成されている。これらの特徴は、図２（Ａ）及び図２
（Ｂ）並びに図３に示す個別セルの係合関係を考える際
に重要になる。
【００２０】ばね脚２２は対を成しており、これらは理
解し易い。各脚はクラウンＣ1 の全高パネル１６又は１
８からクラウンＣ2 の対応する全高パネル１６’又は１
８’まで延在している。燃料棒を偏圧するために、各脚
２２の中央に配置されている内向き弧状部２４によって
偏圧点が形成されている。図示のように、両ばね脚２２
は互いに隣り合っている。
解し易い。各脚はクラウンＣ1 の全高パネル１６又は１
８からクラウンＣ2 の対応する全高パネル１６’又は１
８’まで延在している。燃料棒を偏圧するために、各脚
２２の中央に配置されている内向き弧状部２４によって
偏圧点が形成されている。図示のように、両ばね脚２２
は互いに隣り合っている。
【００２１】対を成している停止脚２６も同様に理解し
易い。各脚はクラウンＣ1 の全高パネル１２又は１４か
らクラウンＣ2 の対応する全高パネル１２’又は１４’
まで延在している。偏圧された燃料棒をセルの中央に停
止させるために、各脚のクラウンＣ1 又はＣ2 近辺の末
端部に配置されている内向き弧状部２８によって、停止
点が形成されている。両停止脚２６は互いに隣り合って
いる。
易い。各脚はクラウンＣ1 の全高パネル１２又は１４か
らクラウンＣ2 の対応する全高パネル１２’又は１４’
まで延在している。偏圧された燃料棒をセルの中央に停
止させるために、各脚のクラウンＣ1 又はＣ2 近辺の末
端部に配置されている内向き弧状部２８によって、停止
点が形成されている。両停止脚２６は互いに隣り合って
いる。
【００２２】即ち、各セルＳは、その２つの停止脚にお
いて、燃料棒の中央配置用の４つの内向き弧状停止部２
８を含んでいる。各セルＳは又、そのばね脚において２
つの内方偏圧ばね部２４を含んでいる。その結果、燃料
棒Ｒ（図示していない）が２つのばね部によって４つの
停止部に偏圧される。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は結合
すべきセルＳ1 及びＳ2 を示す。セルＳ1 は、頂部にク
ラウンＣ1 を有していると共に、底部にクラウンＣ2 を
有している。逆に、セルＳ2 は頂部にクラウンＣ2 を有
していると共に、底部にクラウンＣ1を有している。図
３を見れば、クラウンＣ1 及びＣ2 の半高壁相互の嵌め
合わせを容易に理解し得る。詳述すると、第１のクラウ
ンＣ1 のそれぞれの半高壁１１がクラウンＣ2 の半高壁
１５’と嵌まり合っている。同様に、第２のクラウンＣ
1 の半高壁１３がクラウンＣ2 の半高壁１７ａ’及び１
７ｂ’と嵌まり合っている。結合されたクラウンＣ1 及
びＣ2 の連続体が各スペーサ・マトリクスの頂部及び底
部において、クラウン面を形成していることは直ちに理
解されよう。
いて、燃料棒の中央配置用の４つの内向き弧状停止部２
８を含んでいる。各セルＳは又、そのばね脚において２
つの内方偏圧ばね部２４を含んでいる。その結果、燃料
棒Ｒ（図示していない）が２つのばね部によって４つの
停止部に偏圧される。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は結合
すべきセルＳ1 及びＳ2 を示す。セルＳ1 は、頂部にク
ラウンＣ1 を有していると共に、底部にクラウンＣ2 を
有している。逆に、セルＳ2 は頂部にクラウンＣ2 を有
していると共に、底部にクラウンＣ1を有している。図
３を見れば、クラウンＣ1 及びＣ2 の半高壁相互の嵌め
合わせを容易に理解し得る。詳述すると、第１のクラウ
ンＣ1 のそれぞれの半高壁１１がクラウンＣ2 の半高壁
１５’と嵌まり合っている。同様に、第２のクラウンＣ
1 の半高壁１３がクラウンＣ2 の半高壁１７ａ’及び１
７ｂ’と嵌まり合っている。結合されたクラウンＣ1 及
びＣ2 の連続体が各スペーサ・マトリクスの頂部及び底
部において、クラウン面を形成していることは直ちに理
解されよう。
【００２３】図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）
は、２つのセルＳ1 と２つのセルＳ2とが結合されて、
４つのセルのマトリクスを形成している状態を示す。両
セルＳ 1 は、頂部にそれぞれのクラウンＣ1 を有してい
ると共に、底部にそれぞれのクラウンＣ2 を有してい
る。逆に、両セルＳ2 は、頂部にそれぞれのクラウンＣ
2を有していると共に、底部にそれぞれのクラウンＣ1
を有している。
は、２つのセルＳ1 と２つのセルＳ2とが結合されて、
４つのセルのマトリクスを形成している状態を示す。両
セルＳ 1 は、頂部にそれぞれのクラウンＣ1 を有してい
ると共に、底部にそれぞれのクラウンＣ2 を有してい
る。逆に、両セルＳ2 は、頂部にそれぞれのクラウンＣ
2を有していると共に、底部にそれぞれのクラウンＣ1
を有している。
【００２４】又、クラウンＣ1 及びＣ2 が頂部にクラウ
ン面を形成するように、クラウンＣ 2 及びＣ1 が底部に
クラウン面を形成していることを理解されたい。クラウ
ンＣ1 及びＣ2 の接合は理解し易い。図３を参照する
と、クラウンＣ1及びＣ2 の頂部において全高壁の継目
に溶接部が形成されている。即ち、図４（Ａ）における
継目３０に溶接部が形成されている。
ン面を形成するように、クラウンＣ 2 及びＣ1 が底部に
クラウン面を形成していることを理解されたい。クラウ
ンＣ1 及びＣ2 の接合は理解し易い。図３を参照する
と、クラウンＣ1及びＣ2 の頂部において全高壁の継目
に溶接部が形成されている。即ち、図４（Ａ）における
継目３０に溶接部が形成されている。
【００２５】図５には、燃料バンドル・チャンネルに当
接している外側バンドＢｏと、ウォータロッドに当接し
ている内側バンドＢｉとを有しているスペーサＺが示さ
れている。便宜上、セルＳ1 及びＳ2 の配置はスペーサ
配列域の左下隅に示してあり、配列域の残部はこの配置
を連続したものである。バンドＢｏ及びＢｉに隣接する
所では、セルＳ1 の頂部でのバンドへの溶接のために全
高壁を有していることが望ましい。従って、図６にはク
ラウンＣ1 に設けられている全高壁１３”を示す。クラ
ウンＣ2 では半高壁１３’がセルＳ1 の外側寄りに形成
されているので、全高壁は不要であることに注意された
い。
接している外側バンドＢｏと、ウォータロッドに当接し
ている内側バンドＢｉとを有しているスペーサＺが示さ
れている。便宜上、セルＳ1 及びＳ2 の配置はスペーサ
配列域の左下隅に示してあり、配列域の残部はこの配置
を連続したものである。バンドＢｏ及びＢｉに隣接する
所では、セルＳ1 の頂部でのバンドへの溶接のために全
高壁を有していることが望ましい。従って、図６にはク
ラウンＣ1 に設けられている全高壁１３”を示す。クラ
ウンＣ2 では半高壁１３’がセルＳ1 の外側寄りに形成
されているので、全高壁は不要であることに注意された
い。
【００２６】図７にはチャンネルＣによって囲まれてい
る燃料バンドルＢが例示されている。チャンネルＣは、
中央ウォータロッドＷを有している燃料棒Ｒのマトリク
スを示すために破断されている。燃料棒は下部タイプレ
ートＰｌと上部タイプレートＰｕとの間に延在してい
る。２つのスペーサＺの位置は概略的に示されている。
開示した本発明に関して、改変が可能であることはもち
ろんである。例えば、好適例として示した半高壁を次の
ように改変し得る。即ち、クラウンＣ1 及びＣ 2 に他の
合わせ上縁及び下縁を設けることが可能である。例え
ば、このような縁は湾曲を繰り返す形態のものであって
もよい。必要なことは単に、上縁及び下縁を並置したと
きに、単一の層を形成するようにクラウンの係合が生ず
ることである。
る燃料バンドルＢが例示されている。チャンネルＣは、
中央ウォータロッドＷを有している燃料棒Ｒのマトリク
スを示すために破断されている。燃料棒は下部タイプレ
ートＰｌと上部タイプレートＰｕとの間に延在してい
る。２つのスペーサＺの位置は概略的に示されている。
開示した本発明に関して、改変が可能であることはもち
ろんである。例えば、好適例として示した半高壁を次の
ように改変し得る。即ち、クラウンＣ1 及びＣ 2 に他の
合わせ上縁及び下縁を設けることが可能である。例え
ば、このような縁は湾曲を繰り返す形態のものであって
もよい。必要なことは単に、上縁及び下縁を並置したと
きに、単一の層を形成するようにクラウンの係合が生ず
ることである。
【００２７】又、先行技術のインコネル・スペーサに比
べて、本発明で利用するジルカロイ構造は、比較的重く
且つ厚い金属構造を必要とし、これは、特にジルカロイ
ばね脚２２に関して言えることである。即ち、脚２２は
インコネル対等物よりも１００％程度厚い。
べて、本発明で利用するジルカロイ構造は、比較的重く
且つ厚い金属構造を必要とし、これは、特にジルカロイ
ばね脚２２に関して言えることである。即ち、脚２２は
インコネル対等物よりも１００％程度厚い。
【図１】本発明に従って構成された単一のスペーサ・セ
ルの斜視図である。
ルの斜視図である。
【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は図１と同様の２つ
のスペーサ・セルの斜視図であって、両スペーサ・セル
が互いに係合する仕方を示す図である。
のスペーサ・セルの斜視図であって、両スペーサ・セル
が互いに係合する仕方を示す図である。
【図３】３つの隣り合うセルの頂部のそれぞれのクラウ
ン部のみの詳細図であって、個々のセルが、クラウンに
よって画成されているマトリクスにおいて単一の層厚さ
に嵌まり合う状態を示す図である。
ン部のみの詳細図であって、個々のセルが、クラウンに
よって画成されているマトリクスにおいて単一の層厚さ
に嵌まり合う状態を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は平面図であって、結合されたスペ
ーサ・クラウンを示す図であり、図４（Ｂ）及び図４
（Ｃ）は投影側面図であって、同図におけるセルの投影
側面図により、燃料バンドルの底部における同様のクラ
ウン・マトリクスの構造も理解できる図である。
ーサ・クラウンを示す図であり、図４（Ｂ）及び図４
（Ｃ）は投影側面図であって、同図におけるセルの投影
側面図により、燃料バンドルの底部における同様のクラ
ウン・マトリクスの構造も理解できる図である。
【図５】ウォータロッドを囲んでいる内側バンドと、周
囲チャンネルに隣接している外側バンドとを有している
１１×１１形式の完成マトリクスの平面図である。
囲チャンネルに隣接している外側バンドとを有している
１１×１１形式の完成マトリクスの平面図である。
【図６】バンド周面に隣接している改変セル構造体の斜
視図である。
視図である。
【図７】燃料バンドルの斜視図であって、完成された燃
料集合体内のスペーサの配置を理解し得る図である。
料集合体内のスペーサの配置を理解し得る図である。
１１、１１’、１３、１３’、１５、１５’、１７ａ、
１７ａ’、１７ｂ、１７ｂ’ 半高パネル（半高壁） １２、１３”、１４、１６、１８ 全高パネル（全高
壁） ２２ ばね脚 ２６ 停止脚 ２４ ばね脚弧状部 ２８ 停止脚弧状部 Ｂｏ 外側バンド Ｂｉ 内側バンド Ｃ1 上側８角形クラウン Ｃ2 下側８角形クラウン Ｓ、Ｓ1 、Ｓ2 スペーサ・セル Ｚ スペーサ
１７ａ’、１７ｂ、１７ｂ’ 半高パネル（半高壁） １２、１３”、１４、１６、１８ 全高パネル（全高
壁） ２２ ばね脚 ２６ 停止脚 ２４ ばね脚弧状部 ２８ 停止脚弧状部 Ｂｏ 外側バンド Ｂｉ 内側バンド Ｃ1 上側８角形クラウン Ｃ2 下側８角形クラウン Ｓ、Ｓ1 、Ｓ2 スペーサ・セル Ｚ スペーサ
Claims (10)
- 【請求項１】 各々のセルが燃料棒の対応するマトリク
ス内の１つの燃料棒を包囲しているような個別セルのマ
トリクスを有しているスペーサであって、 複数のスペーサ・セルを備えており、 該スペーサ・セルの各々は、前記燃料棒を該セルの中央
に配置する停止手段と、前記燃料棒を前記セルの前記停
止手段に偏圧するばね手段とを含んでおり、 前記スペーサ・セルの各々は、上側及び下側８角形クラ
ウンを含んでおり、該上側及び下側８角形クラウンは、
隣接セルに隣接しているパネル高さの箇所で、隣り合う
パネルセルそれぞれの同様なパネルを単一の層厚さに結
合する手段を含んでいる、個別セルのマトリクスを有し
ているスペーサ。 - 【請求項２】 各８角形スペーサ・セルの対向端におけ
る前記上側及び下側クラウンは、互いに反対の縁手段を
有しており、 各中央セルを囲んでいる前記セルは、該中央セルに関し
てそれぞれ倒立しており、これにより、前記上側及び下
側クラウンは、単一の層厚さを形成して、前記スペーサ
の隣り合うセルを一体に保持する上側及び下側クラウン
・マトリクスを形成している請求項１に記載の個別セル
のマトリクスを有しているスペーサ。 - 【請求項３】 前記停止手段は、前記上側クラウンと前
記下側クラウンとの間に延在しているセル脚を含んでい
ると共に、前記クラウンのすぐ近くに上側及び下側停止
部を有しており、 前記ばね手段は、前記上側クラウンと前記下側クラウン
との間に延在しているセル脚を含んでおり、該セル脚
は、所要のセルばねを画成しており、前記ばね手段は、
前記クラウンに関して前記脚の中央に設けられているば
ね接触点を有している請求項１に記載の個別セルのマト
リクスを有しているスペーサ。 - 【請求項４】 燃料棒相互間に画成されたサブチャンネ
ル空間に隣接しているパネル全高と、 隣接セルに隣接している半高壁とを更に含んでいる請求
項１に記載の個別セルのマトリクスを有しているスペー
サ。 - 【請求項５】 前記セル脚は、４つの全高側面の間を延
在しており、 ２つの隣り合う脚は、上側及び下側停止部を画成してお
り、 ２つの隣り合う脚は、ばねと、ばね接触点とを画成して
いる請求項４に記載の個別セルのマトリクスを有してい
るスペーサ。 - 【請求項６】 一方のクラウン・パネルにおける半壁高
は、隣り合っているスペーサ・セルの内側寄りに画定さ
れており、他方のクラウンの端部における半壁高は、前
記スペーサ・セルの外側寄りに画定されている請求項４
に記載の個別セルのマトリクスを有しているスペーサ。 - 【請求項７】 各々のセルが燃料棒の対応するマトリク
ス内の１つの燃料棒を包囲しているような個別セルのマ
トリクスを有しているスペーサであって、 複数のスペーサ・セルを備えており、 該スペーサ・セルの各々は、前記燃料棒を該セルの中央
に配置する停止手段と、前記燃料棒を前記セルの前記停
止手段に偏圧するばね手段とを含んでおり、 前記スペーサ・セルの各々は、上側及び下側８角形クラ
ウンを含んでおり、該上側及び下側８角形クラウンは、
隣接セルに隣接しているパネル高さの箇所で、隣り合う
パネルセルそれぞれの同様なパネルを単一の層厚さに結
合する縁手段を含んでおり、前記８角形クラウンの各々
は、燃料棒相互間に画成されたサブチャンネル空間に隣
接しているパネル全高と、隣接セルに隣接している半高
壁とを含んでおり、 各８角形スペーサ・セルの対向端における前記上側及び
下側クラウンは、互いに反対の縁手段を有しており、 各中央セルを囲んでいる前記セルは、該中央セルに関し
てそれぞれ倒立しており、これにより、前記上側及び下
側クラウンは、単一の層厚さを形成して、前記スペーサ
の隣り合うセルを一体に保持する上側及び下側クラウン
・マトリクスを形成している、個別セルのマトリクスを
有しているスペーサ。 - 【請求項８】 前記停止手段は、前記上側クラウンと前
記下側クラウンとの間に延在しているセル脚を含んでい
ると共に、前記クラウンのすぐ近くに上側及び下側停止
部を有しており、 前記ばね手段は、前記上側クラウンと前記下側クラウン
との間に延在しているセル脚を含んでおり、該セル脚
は、所要のセルばねを画定しており、前記ばね手段は、
前記クラウンに関して前記脚の中央に設けられているば
ね接触点を有している請求項７に記載の個別セルのマト
リクスを有しているスペーサ。 - 【請求項９】 前記スペーサを囲んでおり、チャンネル
と当接する外側バンドと、 ウォータロッドを受け入れるように前記スペーサ・セル
のマトリクスに画成されている内部開口と、 該内部開口の裏張りを成している内側バンドとを更に含
んでいる請求項７に記載の個別セルのマトリクスを有し
ているスペーサ。 - 【請求項１０】 各々のセルが燃料棒の対応するマトリ
クス内の１つの燃料棒を包囲しているような個別セルの
マトリクスを有しているスペーサであって、 複数のスペーサ・セルを備えており、 該スペーサ・セルの各々は、前記燃料棒を該セルの中央
に配置する停止手段と、前記燃料棒を前記セルの前記停
止手段に偏圧するばね手段とを含んでおり、 前記スペーサ・セルの各々は、上側及び下側８角形クラ
ウンを含んでおり、該上側及び下側８角形クラウンは、
隣接セルに隣接しているパネル高さの箇所で、隣り合う
パネルセルそれぞれの同様なパネルを単一の層厚さに結
合する縁手段を含んでおり、前記８角形クラウンの各々
は、燃料棒相互間に画成されたサブチャンネル空間に隣
接しているパネル全高と、隣接セルに隣接している半高
壁とを含んでおり、 各８角形スペーサ・セルの対向端における前記上側及び
下側クラウンは、互いに反対の縁部を有しており、 各中央セルを囲んでいる前記セルは、該中央セルに関し
てそれぞれ倒立しており、これにより、前記上側及び下
側クラウンは、単一の層厚さを形成して、前記スペーサ
の隣り合うセルを一体に保持する上側及び下側クラウン
・マトリクスを形成しており、 前記停止手段は、前記上側クラウンと前記下側クラウン
との間に延在しているセル脚を含んでいると共に、前記
クラウンのすぐ近くに上側及び下側停止部を有してお
り、 前記ばね手段は、前記上側クラウンと前記下側クラウン
との間に延在しているセル脚を含んでおり、該セル脚
は、所要のセルばねを画成しており、前記ばね手段は、
前記クラウンに関して前記脚の中央に設けられているば
ね接触点を有している、個別セルのマトリクスを有して
いるスペーサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US106740 | 1979-12-26 | ||
| US08/106,740 US5361288A (en) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Spacer with integral zircaloy springs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151884A true JPH07151884A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=22313000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6186935A Pending JPH07151884A (ja) | 1993-08-16 | 1994-08-09 | 個別セルのマトリクスを有しているスペーサ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5361288A (ja) |
| EP (1) | EP0639837B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07151884A (ja) |
| DE (1) | DE69404097T2 (ja) |
| ES (1) | ES2104278T3 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3095311B2 (ja) * | 1993-05-25 | 2000-10-03 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
| US5488644A (en) | 1994-07-13 | 1996-01-30 | General Electric Company | Spring assemblies for adjoining nuclear fuel rod containing ferrules and a spacer formed of the spring assemblies and ferrules |
| US5519747A (en) | 1994-10-04 | 1996-05-21 | General Electric Company | Apparatus and methods for fabricating spacers for a nuclear fuel rod bundle |
| US5546437A (en) | 1995-01-11 | 1996-08-13 | General Electric Company | Spacer for nuclear fuel rods |
| US5566217A (en) | 1995-01-30 | 1996-10-15 | General Electric Company | Reduced height spacer for nuclear fuel rods |
| US5675621A (en) | 1995-08-17 | 1997-10-07 | General Electric Company | Reduced height flat spring spacer for nuclear fuel rods |
| KR100330355B1 (ko) * | 1999-06-04 | 2002-04-01 | 장인순 | 회전유동발생 날개를 가진 덕트형 핵연료 집합체 지지격자 |
| RU2290707C1 (ru) * | 2005-07-08 | 2006-12-27 | Открытое акционерное общество "ТВЭЛ" | Дистанционирующая решетка |
| RU2331119C1 (ru) * | 2006-12-22 | 2008-08-10 | Открытое акционерное общество "ТВЭЛ" | Тепловыделяющая сборка и вставной дистанционирующий элемент |
| EP3822988B1 (en) * | 2019-11-13 | 2024-08-07 | Westinghouse Electric Sweden AB | Tube grid cell |
| EP4016547A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-22 | Framatome | Spacer grid element of a nuclear fuel assembly spacer grid, spacer grids and nuclear fuel assembly |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE1764625A1 (de) * | 1968-07-06 | 1971-09-09 | Nukem Gmbh | Abstandshalter fuer Brennelemente mit einer Vielzahl von Brennstoffstaeben |
| BE755643A (fr) * | 1969-09-03 | 1971-03-02 | Atomic Energy Authority Uk | Perfectionnements aux elements combustibles de reacteurs nucleaires |
| BE794000A (fr) * | 1972-01-13 | 1973-07-12 | British Nuclear Fuels Ltd | Perfectionnements aux montages d'elements combustibles de reacteurs nucleaires |
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| ZA818675B (en) * | 1981-05-14 | 1983-08-31 | Westinghouse Electric Corp | Fuel pin support grid |
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| US4587704A (en) * | 1982-08-20 | 1986-05-13 | General Electric Company | Method of mounting a continuous loop spring on a nuclear fuel spacer |
| US4508679A (en) * | 1982-08-20 | 1985-04-02 | General Electric Company | Nuclear fuel assembly spacer |
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-
1993
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