JPH0720595U - 原子炉燃料集合体用スペーサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力損失の低減を可能にした板バネを有する
原子炉集合体用スペーサーを提供する。 【構成】 板バネ１がアーチ部２、上部脚部３ａ、３
ｂ、中央アーチ部４ａ、４ｂ、下部脚部５ａ、５ｂによ
り構成され、アーチ部２及び中央アーチ部４ａ、４ｂに
より板バネ１のバネ力が保持され、下部脚部５ａ、５ｂ
の各下端どうしを円滑に連結してあり、下部脚部５ａ、
５ｂとも、冷却材の流れ方向とのなす角度を３０度以内
と小さくしてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、原子炉に装荷する燃料集合体の構成部材である原子炉燃料集合体用 スペーサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

まず、原子炉燃料集合体（以下、燃料集合体と略称）を、沸騰水型原子炉に装 荷される燃料集合体を例にとり、図３を用いて説明する。図３は沸騰水型原子炉 に適用される燃料集合体の斜視図である。

【０００３】 すなわち、燃料集合体６は、一般に、チャンネルボックス７内に所要数の燃料 棒１１とウォータロッド１２などの棒状要素を正方配列し、それらの上下端を端 栓を介して上部タイプレート８及び下部タイプレート９にそれぞれ装着し、中間 高さ位置の複数箇所に原子炉燃料集合体用スペーサー(以下、スペーサーと略称) １０を所定間隔で配置する構成になっている。

【０００４】 スペーサー１０は、上述の棒状要素の隔離整合を保つためのものであり、複数 個の帯板を正方格子状に組んだ格子板、及び格子板に設けられた貫通孔に係合す るインコネル製板バネを有している。

【０００５】 次に、従来のスペーサーを、図４及び図５を用いて説明する。図４は図３のス ペーサーの平面図、図５は図３のスペーサーの部分縦断面図である。

【０００６】 すなわち、スペーサー１４内には複数個の筒型のフェルール１６が収納されて おり、２個の隣り合うフェルール１６どうしは、上下両端部において、例えば溶 接により相互に連結されている。

【０００７】 各フェルール１６内は、燃料棒１３又はウォータロッド１５を挿入するための 空間となっている。周帯１７は複数個のフェルール１６を囲んで、これらを支持 しており、各フェルール１６内には、２個の支持突起１８、１９が設けられてい る。また、各対のフェルール１６は１個の板ばね２０を共有している。

【０００８】 図６を用いて板バネ２０を説明する。図６は従来の板バネの斜視図である。す なわち、板バネ２０は、第１脚部２１、第２脚部２２、第３脚部２３及び第４脚 部２４を有し、これらは中央位置の隆起部２５、２６、上端アーチ部２７及び下 端アーチ部２８のいずれかを介して隣接する脚部と連結されている。なお、図６ に示す板バネ２０は、応力又はたわみの発生状態にないものを示している。

【０００９】 次に、板バネ２０が応力又はたわみの発生状態にある場合を、図７及び図８を 用いて説明する。図７は従来の２個の隣接フェルール、及びそれらに介在する板 バネの平面図、図８は従来の２個の隣接フェルール、及びそれらに介在する板バ ネの部分縦断面図である。

【００１０】 すなわち、燃料棒が装荷された際、板バネ２０は、隣り合う２本の燃料棒２９ 、３０間の区域を占め、中央位置の隆起部２５、２６で、燃料棒２９、３０を各 フェルール１６の支持突起１８、１９に押しつける作用をする。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体のスペーサーは、燃料棒間の間隔を一 定に保持するため燃料集合体の軸方向に７個程度装着される。したがって、冷却 材がスペーサーの設置箇所を流れるときの圧力損失を、極力低下できるように、 スペーサーを構成する必要がある。

【００１２】 すなわち、板バネは、スペーサーの構成要素であり、燃料棒の配置に必要なも のであるが、圧力損失をもたらす大きな要因となるものである。

【００１３】 冷却材は下方から上方に向かって流れるが、従来の板バネでは、下端アーチ部 ２８及び第３脚部２３及び第４脚部２４（図８参照）が冷却材の流れを乱し、圧 力損失を大きくしている。

【００１４】 図９は図８の要部拡大図である。図９から明らかなように、第４脚部２４上の 位置Ｂ₂では、冷却材の流れの方向と板バネとのなす角θ_B2は小さく、したがっ て圧力損失は小さい。しかし、下端アーチ部２８上の位置Ａ₂では、冷却材の流 れの方向と板バネとのなす角θ_A2は９０度に近く、したがって圧力損失は大きい 。

【００１５】 すなわち、従来の板バネでは、冷却材の流れの方向と板バネとのなす角が９０ 度に近い部分が多いので、冷却材の圧力損失が大きくなる。これは、原子炉の効 率向上の観点から大きな問題である。

【００１６】 本考案は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、圧力損失の低減が 可能な板バネを有するスペーサーを提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

上記課題は、次のようにして達成することができる。

【００１８】 （１）燃料棒などの棒状要素の複数個を相互に間隔を取って正方格子配列状態 に束ねるための一要素として、棒状要素の被覆管を保持する機能をもつ菱形状の 板バネを有するスペーサーにおいて、板バネの構成因子として、アーチ部、中央 アーチ部、２個の上部脚部、及び２個の下部脚部を有し、２個の下部脚部におけ る各下端どうしを連結してあること。

【００１９】 （２）（１）において、２個の下部脚部の各下端どうしの連結部が、円弧状又 は尖端状をなしていること。

【００２０】 （３）（１）において、２個の下部脚部の冷却材の流れる鉛直方向とのなす角 が、いずれも３０度以内にあること。

【００２１】

【作用】

本考案では、スペーサーの板バネに従来設けてある下端アーチ部を除去し、２ 個の下部脚部における各下端どうしを、連結部が円弧状又は尖端状となるように に連結してあり、更に、２個の下部脚部の冷却材の流れる鉛直方向とのなす角を 、いずれも３０度以内にしてある。

【００２２】 したがって、冷却材が板バネの設置箇所を流れる場合、冷却材の流れに対する 抵抗が小さくなり、圧力損失が低減する。

【００２３】

【実施例】

以下に、本考案の一実施例を図１及び図２を用いて説明する。図１は本考案の 板バネの斜視図であり、応力又はたわみの発生状態にない場合である。図２は本 考案の一実施例の燃料棒装荷時における板バネ下部脚部付近の拡大図であり、応 力又はたわみの発生状態にある場合である。

【００２４】 すなわち、板バネ１は、アーチ部２、上部脚部３ａ、３ｂ、中央アーチ部４ａ 、４ｂ、及び下部脚部５ａ、５ｂにより構成されており、アーチ部２及び中央ア ーチ部４ａ、４ｂにより、板バネ１のバネ力が保持されている。

【００２５】 また、下部脚部５ａ、５ｂの各下端どうしを、連結部が円弧状となるように、 円滑に連結してあり、下部脚部５ａ、５ｂの冷却材の流れ方向とのなす角を、い ずれも３０度以内と小さくしてある。

【００２６】 図２に示すように、下部脚部５ｂ上の２点であるＡ₁点及びＢ₁点について注目 し、Ａ₁点と冷却材の流れ方向とのなす角をθ_A1、及びＢ₁点と冷却材の流れ方向 とのなす角をθ_B1とした場合、θ_A1及びθ_B1は、いずれも３０度以内と小さいた め、冷却材は円滑に流れ、圧力損失は小さい。また、下部脚部５ａについても同 様となる。なお、下部脚部５ａ、５ｂの各下端どうしの連結部を、尖端状にして も、円弧状にした場合と同様の効果を得ることができる。

【００２７】 本実施例では、上述のように、冷却材にできるだけ圧力損失が生じないように 、２個の下部脚部の下端どうしを連結してあり、また、下部脚部と冷却材の流れ る鉛直方向とのなす角を３０度以内にしてあるので、板バネの設置箇所を流れる 冷却材の圧力損失は小さくなり、従来の板バネに比較して、圧力損失を大幅に低 減することができる。

【００２８】

【考案の効果】

本考案によれば、圧力損失の低減が可能な板バネを有するスペーサーを提供す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例に係る板バネの斜視図であ
る。

【図２】本考案の１実施例に係る燃料棒装荷時の板バネ
下部脚部付近の拡大図である。

【図３】燃料集合体の斜視図である。

【図４】図３のスペーサーの平面図である。

【図５】図３のスペーサーの部分縦断面図である。

【図６】従来の板バネの斜視図である。

【図７】従来の２個の隣接フェルールと介在板バネとの
平面図である。

【図８】従来の２個の隣接フェルールと介在板バネとの
部分縦断面図である。

【図９】図８の要部の拡大図である。

【符号の説明】

１、２０…板バネ、２…アーチ部、３ａ、３ｂ…上部脚
部、４ａ、４ｂ…中央アーチ部、５ａ、５ｂ…下部脚
部、６…燃料集合体、７…チャンネルボックス、８…上
部タイプレート、９…下部タイプレート、１０、１４…
スペーサー、１１、１３、２９、３０…燃料棒、１２、
１５…ウォータロッド、１６…フエルール、１７…周
帯、１８、１９…支持突起、２１…第１脚部、２２…第
２脚部、２３…第３脚部、２４…第４脚部、２５、２６
…中央位置の隆起部、２７…上端アーチ部、２８…下端
アーチ部。

Claims (3)

【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の複数個を相互に
   間隔を取って正方格子配列状態に束ねるための一要素と
   して、前記棒状要素の被覆管を保持する機能をもつ菱形
   状の板バネを有する原子炉燃料集合体用スペーサーにお
   いて、前記板バネの構成因子として、アーチ部、中央ア
   ーチ部、２個の上部脚部、及び２個の下部脚部を有し、
   前記２個の下部脚部における各下端どうしを連結してあ
   ることを特徴とする原子炉燃料集合体用スペーサー。
2. 【請求項２】 前記各下端どうしの連結部が、円弧状又
   は尖端状をなしている請求項１記載の原子炉燃料集合体
   用スペーサー。
3. 【請求項３】 前記２個の下部脚部の冷却材の流れる鉛
   直方向とのなす角が、いずれも３０度以内にある請求項
   １記載の原子炉燃料集合体用スペーサー。