JPH0735883A - 燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プレートを分割せず共晶の発生を低減・防止し
精度よく曲げ加工を行い、燃料要素格子配列数を増大し
て燃料高燃焼度化を図れる燃料集合体を提供する。 【構成】弾性支持プレート１５は、折曲げられて形成さ
れた左右の折曲げ側面１５Ｌ，１５Ｒを有し、これら折
曲げ側面１５Ｌ，Ｒはそれぞれエッジである溶接点Ｌ
1，Ｌ2又はＲ1，Ｒ2において丸セル８にスポット溶接で
固定される構造である。また弾性支持プレート１５の折
曲げ側面１５Ｌ，１５Ｒにはそれぞれ２カ所ずつの開口
部１６Ｌ，１６Ｌ及び１６Ｒ，１６Ｒが設けられてお
り、これら開口部１６Ｌ，１６Ｌ及び１６Ｒ，１６Ｒは
ばね材１３のプレート接触部１３Ａ，１３Ａと高さ方向
の水平位置がほぼ同じ位置である。すなわち、ばね材１
３を左側に移動させるとプレート接触部１３Ａ，１３Ａ
の端部がそれぞれ開口部１６Ｌ，１６Ｌに、右側に移動
させると開口部１６Ｒ，１６Ｒに挿入されることにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉炉心に配置され
る燃料集合体に係わり、特に、丸セル型燃料スペーサを
備えた燃料集合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉の燃料集合体の燃料スペーサは、
燃料要素と水ロッドとを所定の間隔に保持するととも
に、これらが横方向に振動しないように拘束する役割を
もつ。従来技術における燃料スペーサの構造は、例えば
特開昭５８−２００１９４に示されるものがある。すな
わち、燃料スペーサが、独立した単位セルを形成し燃料
要素を支持する複数の丸セルと、丸セルの一部分で形成
され燃料要素の固定支持点となるセルストップと、丸セ
ル内にあって燃料要素を弾性的に支持するばね材と、水
ロッドを弾性的に支持するばね材とばね材を保持するプ
レートとを備えたばね付プレートとを有するものであ
る。

【０００３】ばね材はループ状の構造であり、ばね材の
中央に設けられ水ロッドを押圧して支持する水ロッド押
圧部と、ばね材の端部寄りに設けられプレートに接触し
支点として作用するプレート接触部とを有する。プレー
トは、折曲げられて形成された左右２つの折曲げ側面を
有し、これら折曲げ側面はそれぞれエッジの２つの溶接
点において丸セルにスポット溶接等で固定される構造で
ある。

【０００４】このばね付プレートを製作する手順におい
ては、まず、プレート素材の一端を折曲げて片方の折曲
げ側面のみを形成したプレートブランクとし、次にばね
材をプレートブランクに挿入する。その後、プレートブ
ランクの残りの一端を折曲げてプレートとし、ばね付プ
レートを完成させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、運転期間の延長
・ウラン資源の有効利用・更に使用済み燃料発生量の低
減等の観点から、燃料の高燃焼度化が進められている。
この高燃焼度化を図る場合、燃料要素の外径を細くして
燃料要素２の格子配列数を増大する（例えば、燃料要素
の配列を従来の８×８配列から、９×９・１０×１０・
１１×１１等に増やす）ことが有利であることが知られ
ており、またこのように燃料要素の格子配列数を増大す
ることにより、線出力密度を減少させかつ伝熱面積を増
加できるので燃料要素の熱的余裕を増加させることがで
きる。

【０００６】しかしながら、上記従来技術において、燃
料要素の格子配列数を増加させることにより燃料の高燃
焼度化を図る場合、以下の課題が存在する。すなわち、
燃料要素の格子配列数を増加させる場合でも、現行の炉
心と汎用性を持たせることが望ましいことを考慮すれ
ば、燃料集合体の外寸等を従来と同じにする必要があ
り、よって燃料要素の格子配列数の増加に伴って燃料要
素間の間隔は必然的に狭くなる。燃料要素間の間隔が狭
くなると、ばね付プレートの２つの折曲げ側面間のプレ
ート平坦部の幅が狭くなる。したがってばね付プレート
の製作において、プレートブランクにばね材を挿入した
後にプレートブランクの他端を折曲げて折曲げ側面を形
成する際、折曲げ加工治具とばね材との間隔が十分とれ
ず、折曲げ加工自体が困難となる。また仮に曲げ加工が
可能であったしても精度良く曲げ加工することが期待で
きないので実用できず、結局、燃料要素の配列数増加に
よって燃料の高燃焼化を図ることができない。

【０００７】このような課題を解決する方法として、予
めプレート素材を長さ方向に２分割した状態で折曲げ側
面を形成して２つの小プレートとし、ばね材を通した後
にこれら２つを溶接等により繋ぎあわせることが考えら
れる。この場合長さの短い小プレートとすることによ
り、ばね材のループ内を小プレートが通過できるように
なる。しかしながら、この方法によれば、２つの小プレ
ートを溶接等で繋ぎ合わせた際に輪郭度を一枚板並の精
度にすることが困難であり、ばね材により得られる水ロ
ッドの押さえ力のばらつきが大きくなるという課題が生
じる。

【０００８】また一方、燃料要素間の間隔が狭くなるこ
とによって、次のような課題も生じる。すなわち、ばね
付プレートが完成した後は、ばね付プレートは、左右２
つの折曲げ側面のそれぞれ２カ所の溶接点において丸セ
ルにスポット溶接され固定されるが、燃料要素間の間隔
が狭くなってばね付プレートの幅が狭くなると、ばね材
と溶接点との間の距離が減少する。よって、溶接の際に
ばね材が熱伝導によって溶接熱の影響を受けやすくな
り、異種金属同士（例えば、プレート及び丸セルはジル
コニウム合金で、ばね材はニッケル基合金である場合
等）で共晶を生じる可能性があり、耐食性その他の材料
特性上好ましくない。

【０００９】本発明の目的は、プレートを分割すること
なくかつ共晶の発生を低減・防止しつつ精度よく曲げ加
工を行い、燃料要素の格子配列数を増大して燃料の高燃
焼度化を図れる燃料集合体を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、複数の燃料要素と、少なくとも１
つの水ロッドと、これら燃料要素と水ロッドとの相互の
間隔を保持する燃料スペーサとを備え、前記燃料スペー
サが、前記燃料要素がそれぞれ挿入される複数の円筒部
材と、前記円筒部材に連結され前記水ロッドに接触して
支持する少なくとも１つの固定支持プレートと、前記水
ロッドを弾性的に支持するループ状ばね部材と、前記円
筒部材に連結され前記ループ状ばね部材が備えられた少
なくとも１つの弾性支持プレートとを有する燃料集合体
において、前記ループ状ばね部材は、該ループ状ばね部
材の両端付近に位置し前記固定支持プレートに接触して
ばねの支点となる第１の屈曲部と、該ループ状ばね部材
の中央付近に位置し前記弾性支持プレートに接触してば
ねの力点となる第２の屈曲部とを備え、かつ前記弾性支
持プレートは、折曲げ加工により形成されかつ前記円筒
部材に固定される左右２つの折曲げ側面を備え、その２
つの折曲げ側面のうち少なくとも一方は、少なくとも前
記ループ状ばね部材をプレートに沿って水平方向に移動
させたときに前記第１の屈曲部が接触する位置の近傍が
欠損していることを特徴とする燃料集合体が提供され
る。

【００１１】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、複数の燃料要素と、少なくとも１つの水ロッド
と、これら燃料要素と水ロッドとの相互の間隔を保持す
る燃料スペーサとを備え、前記燃料スペーサが、前記燃
料要素がそれぞれ挿入される複数の円筒部材と、前記円
筒部材に連結され前記水ロッドに接触して支持する少な
くとも１つの固定支持プレートと、前記水ロッドを弾性
的に支持するループ状ばね部材と、前記円筒部材に連結
され前記ループ状ばね部材が備えられた少なくとも１つ
の弾性支持プレートとを有する燃料集合体において、前
記ループ状ばね部材は、該ループ状ばね部材の両端付近
に位置し前記固定支持プレートに接触してばねの支点と
なる第１の屈曲部と、該ループ状ばね部材の中央付近に
位置し前記弾性支持プレートに接触してばねの力点とな
る第２の屈曲部とを備え、かつ前記弾性支持プレート
は、折曲げ加工により形成されかつ前記円筒部材に固定
される左右２つの折曲げ側面を備え、その２つの折曲げ
側面は、少なくとも前記ループ状ばね部材をプレートに
沿って水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲部が
接触する位置の近傍が欠損していることを特徴とする燃
料集合体が提供される。

【００１２】好ましくは、前記燃料集合体において、前
記折曲げ側面は、前記ループ状ばね部材をプレートに沿
って水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲部が接
触する位置に開口部を設けたことを特徴とする燃料集合
体が提供される。

【００１３】また好ましくは、前記燃料集合体におい
て、前記折曲げ側面は、前記ループ状ばね部材をプレー
トに沿って水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲
部が接触する２箇所の接触位置を切り欠いて形成された
２つの切り欠き部を有することを特徴とする燃料集合体
が提供される。

【００１４】さらに好ましくは、前記燃料集合体におい
て、前記折曲げ側面は、前記ループ状ばね部材をプレー
トに沿って水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲
部が接触する２箇所の接触位置とその２箇所の接触位置
で挟まれた領域とを切り欠いて形成された１つの切り欠
き部を有することを特徴とする燃料集合体が提供され
る。

【００１５】

【作用】以上のように構成した本発明においては、弾性
支持プレートの折曲げ側面においてばね部材をプレート
に沿って水平方向に移動させたときに第１の屈曲部が接
触する位置近傍が欠損していることにより、一方の折曲
げ側面を折曲げた状態でばね部材を差し込んだ後に他方
の折曲げ側面を折曲げて弾性支持プレートを完成させる
際に、ばね部材の第１の屈曲部をこの欠損部に挿入して
既に折曲げた一方の折曲げ側面側にばねを最大限寄せる
ことができる。よって、残った他方の折曲げ側面を折曲
げるときに曲げ加工用治具を設置するスペースをより広
く確保でき折曲げ側面を精度よく加工することができ
る。

【００１６】また、完成した弾性支持プレートを円筒部
材に固定する際には弾性支持プレートの２つの折曲げ側
面を円筒部材に溶接することで固定を行うが、この溶接
時に上記の欠損部にばね部材の第１の屈曲部を挿入し溶
接を行おうとする折曲げ側面と反対側に最大限寄せて溶
接位置からの距離を離して溶接を行うことにより、熱伝
導による加熱によって共晶が発生するのを防止する。こ
のとき２つの折曲げ側面双方に欠損を設ける場合は互い
に反対側の折曲げ側面の欠損を利用して共晶の発生を防
止でき、１つの折曲げ側面にのみ欠損を設ける場合はそ
の反対側の折曲げ側面についてのみ共晶の発生を防止で
き全体としては共晶の発生を低減できる。

【００１７】かかる欠損を設ける方法としては、折曲げ
側面に開口部を設けて欠損とする構成や、折曲げ側面の
一部を切り欠いて欠損を形成する構成がある。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１０により
説明する。本発明の第１の実施例を図１〜図７により説
明する。本実施例の燃料集合体の全体構造図を図２に示
す。図２において、燃料集合体１は、複数本の燃料要素
２と、１本の水ロッド３と、燃料要素２及び水ロッド３
を正方格子状に束ねる燃料スペーサ４と、燃料要素２と
水ロッド３との上下端を支持する上部タイプレート５及
び下部タイプレート６とを有し、これらが角筒状のチャ
ンネルボックス７で覆われた構造である。このとき燃料
スペーサ４は、燃料要素２と水ロッド３とを所定の水平
間隔に保持するとともに、これらが横方向に振動しない
ように拘束する役割をもつ。

【００１９】燃料スペーサ４の構造を図３に示す。燃料
スペーサ４は、独立した単位セルを形成し燃料要素２を
支持する複数の丸セル８と、丸セル８の一部分で形成さ
れ燃料要素２の固定支持点となるセルストップ８Ａと、
丸セル８内にあって燃料要素２を弾性的に支持するばね
材１１と、水ロッド３を弾性的に支持するばね材１３と
ばね材１３を保持する弾性支持プレート１５とを備えた
ばね付プレート５０と、水ロッド３の固定支持点として
作用しばね付プレート５０とともに水ロッド３配置用セ
ルを形成する固定支持プレート１０と、複数の丸セル８
を正方格子状に束ね燃料スペーサ４を形成するための外
枠となるバンド９とを有する。

【００２０】丸セル８、弾性支持プレート１５、固定支
持プレート１０、及びバンド９等は、一般に、中性子吸
収断面積が小さいジルコニウム合金によって構成され
る。また一方、ばね材１１及びばね材１３は、ニッケル
基合金である耐熱耐食超合金（インコネル）によって構
成される。

【００２１】また水ロッド３は、ばね付プレート５０に
備えられたばね材１３と固定支持プレート１０とによっ
て支持されている。ばね材１３付近の詳細構造を図４に
示す。図４において、ばね付プレート５０のばね材１３
が水ロッド３を押圧して支持し、またばね付プレート５
０の弾性支持プレート１５は、左右の折曲げ側面１５
Ｌ，１５Ｒ（後述）の端部においてそれぞれ丸セル８に
溶接され固定されている。

【００２２】ばね付プレート５０の構造を図１及び図５
に示す。図１はばね付プレート５０の全体構造を示す斜
視図、図５はばね付プレートの側面図である。図１及び
図５において、ばね付プレート５０は、水ロッド３を弾
性支持するばね材１３と、弾性支持プレート１５とを有
する。ばね材１３はループ状の構造であり、ばね材１３
の中央に設けられ水ロッド３を押圧して支持する水ロッ
ド押圧部１３Ｂ，１３Ｂと、ばね材１３の端部寄りに設
けられ弾性支持プレート１５に接触し支点として作用す
るプレート接触部１３Ａ，１３Ａとを有する。

【００２３】弾性支持プレート１５は、折曲げ加工によ
り形成された左右の折曲げ側面１５Ｌ，１５Ｒを有し、
これら折曲げ側面１５Ｌ，Ｒはそれぞれエッジである溶
接点Ｌ1，Ｌ2又はＲ1，Ｒ2において丸セル８にスポット
溶接で固定される構造である。また弾性支持プレート１
５の折曲げ側面１５Ｌ，１５Ｒには、ばね材１３をプレ
ートに沿って水平方向左右に移動させたときにプレート
接触部１３Ａ，１３Ａが接触する位置にそれぞれ２カ所
ずつの開口部１６Ｌ，１６Ｌ及び１６Ｒ，１６Ｒが設け
られている。すなわち、ばね材１３をプレートに沿って
水平方向左側に移動させるとプレート接触部１３Ａ，１
３Ａの端部がそれぞれ開口部１６Ｌ，１６Ｌに、プレー
トに沿って水平方向右側に移動させると開口部１６Ｒ，
１６Ｒに挿入されることになる（図５参照）。

【００２４】上記構成のばね付プレート５０を製作する
手順を図６により説明する。ばね付プレート５０は、ば
ね材１３のプレート接触部１３Ａの間隙が狭いので、２
つの折曲げ側面１５Ｌ，Ｒをあらかじめ折曲げて弾性支
持プレート１５を形成した後にばね材１３を弾性支持プ
レート１５に挿入することは困難である。したがってま
ず、４箇所の開口部１６Ｌ，１６Ｌ，１６Ｒ，１６Ｒを
設けたプレート素材（図示せず）の一端を折曲げて折曲
げ側面１５Ｌのみを形成したプレートブランク１４と
し、次にばね材１３をプレートブランク１４に挿入する
（図６(a)）。その後、プレートブランク１４の残りの
一端を折曲げて折曲げ側面１５Ｒを形成した弾性支持プ
レート１５とし、ばね付プレート５０を完成させる（図
６(b)）。

【００２５】次に本実施例の作用を図７により説明す
る。近年、運転期間の延長・ウラン資源の有効利用・更
に使用済み燃料発生量の低減等の観点から、燃料の高燃
焼度化が進められている。この高燃焼度化を図る場合、
燃料要素２の外径を細くして燃料要素２の格子配列数を
増大する（例えば、燃料要素２の配列を従来の８×８配
列から、９×９・１０×１０・１１×１１等に増やす）
ことが有利であることが知られており、またこのように
燃料要素２の格子配列数を増大することにより、線出力
密度を減少させかつ伝熱面積を増加できるので燃料要素
２の熱的余裕を増加させることができる。しかしなが
ら、現行の炉心と汎用性を持たせることが望ましいこと
を考慮すれば、燃料集合体１の外寸等を従来と同じにす
る必要があり、よって燃料要素２の格子配列数の増加に
伴って燃料要素２間の間隔は必然的に狭くなる。

【００２６】燃料要素２間の間隔が狭くなると、図６
(b)に示したばね付プレート５０の折曲げ側面１５Ｌと
１５Ｒとの間のプレート平坦部１５Ｃの幅が狭くなる。
したがって上述したばね付プレート５０の製作におい
て、プレートブランク１４にばね材１３を挿入した後に
プレートブランク１４の他端を折曲げて折曲げ側面１５
Ｒを形成する際、折曲げ加工治具とばね材１３との間隔
が十分とれず、折曲げ加工自体が困難となる。また仮に
曲げ加工が可能であったしても精度良く曲げ加工するこ
とが期待できないので実用できず、結局、燃料要素の配
列数増加によって燃料の高燃焼化を図ることができな
い。

【００２７】また、図６(a)(b)に示した手順によってば
ね付プレート５０が完成した後は、ばね付プレート５０
は、図１に示したように左右の折曲げ側面１５Ｌ，Ｒの
溶接点Ｌ1，Ｌ2（又はＲ1，Ｒ2）において丸セル８にス
ポット溶接され固定される。しかしこのとき、上述のよ
うに燃料要素２間の間隔が狭くなってばね付プレート５
０の幅が狭くなると、ばね材１３と溶接点Ｌ1，Ｌ2（又
はＲ1，Ｒ2）との間の距離が減少する。よって、溶接の
際にばね材１３が熱伝導によって溶接熱の影響を受けや
すくなり、異種金属同士（弾性支持プレート１５及び丸
セル８はジルコニウム合金で、ばね材１３はニッケル基
合金である）で共晶を生じる可能性があり、耐食性その
他の材料特性上好ましくない。

【００２８】しかしながら、本実施例においては、プレ
ートブランク１４に開口部１６Ｌ，１６Ｌ，１６Ｒ，１
６Ｒを設けることにより上記課題を解決する。以下、こ
のことを図７により詳細に説明する。図７は、先に述べ
た、プレートブランクの残りの一端を折曲げる手順にお
けるばね部材の状態を示す図であり、すなわち、プレー
トブランクの右側を折曲げる折曲げ加工治具を当てるス
ペースを空けるために、ばね部材が左側に最大限移動さ
れた状態を表わしている。図７(a)が本実施例を表し、
図７(b)が開口部を設けない従来技術の場合を表してい
る（部品番号を100番台として区別しているが構成は図
７(a)とほぼ同様である）。

【００２９】図７(a)(b)において、ばね材１３を折曲げ
側面１５Ｌ側に寄せ得る寸法は、ばね材１３において間
隙の最も狭いプレート接触部１３Ａと折曲げ側面１５Ｌ
との干渉によって制限される。図７(a)に示す本実施例
においては、その干渉する位置に開口部１６Ｌ，１６Ｌ
を設けてばね材１３のプレート接触部１３Ａの端部を挿
入することによりこの制限を緩和し、ばね材１３を図７
(b)に示す従来技術例に比べて折曲げ側面１５Ｌ側（図
中左側）に最大限寄せることができる。よって、残った
折曲げ側面１５Ｒを形成する際の曲げ加工用治具を設置
するスペースをより広く確保できることとなって折曲げ
側面１５Ｒを精度よく加工することができる。

【００３０】また、完成したばね付プレート５０を丸セ
ル８にスポット溶接する際、溶接点Ｌ1，Ｌ2（図１参
照）において溶接を行おうとする場合には開口部１６
Ｒ，１６Ｒを用いてばね部材１３を折曲げ側面１５Ｒ側
に最大限寄せて溶接位置からの距離を離して溶接を行
い、また溶接点Ｒ1，Ｒ2（図１参照）において溶接を行
おうとする場合には開口部１６Ｌ，１６Ｌを用いてばね
部材１３を折曲げ側面１５Ｌ側に最大限寄せて溶接位置
からの距離を離して溶接を行うことにより、ばね材１３
と溶接点Ｒ1，Ｒ2，Ｌ1，Ｌ2との距離を極力大きくとる
ことができ、熱伝導による加熱によって共晶が発生する
のを防止することができる。

【００３１】以上説明したように、本実施例によれば、
弾性支持プレート１５の折曲げ側面１５Ｌに開口部１６
Ｌ，１６Ｌが設けられているので、折曲げ側面１５Ｌを
折曲げた状態でばね材１３を差し込んだ後、残りの折曲
げ側面１５Ｒを折曲げて弾性支持プレート１５を完成さ
せる際に、ばね材１３のプレート接触部１３Ａ，１３Ａ
の端部をこの開口部１６Ｌ，１６Ｌに挿入して既に折曲
げた折曲げ側面１５Ｌ側にばね材１３を最大限寄せるこ
とができる。よって、残った折曲げ側面１５Ｒを折曲げ
るときに曲げ加工用治具を設置するスペースをより広く
確保でき折曲げ側面１５Ｒを精度よく加工することがで
きる。よってプレートを分割することなく精度よく曲げ
加工を行って燃料要素の格子配列数を増大し、燃料の高
燃焼度化を図る燃料集合体を実現できる。

【００３２】また、完成したばね付きプレート５０を丸
セル８に固定する際には弾性支持プレート１５の２つの
折曲げ側面１５Ｌ，１５Ｒを丸セル８に溶接することで
固定を行うが、折曲げ側面１５Ｌの溶接時にはばね材１
３のプレート接触部１３Ａ，１３Ａを折曲げ側面１５Ｒ
の開口部１６Ｒ，１６Ｒに挿入して折曲げ側面１５Ｒ側
に最大限寄せ、折曲げ側面１５Ｒの溶接時にはばね材１
３のプレート接触部１３Ａ，１３Ａを折曲げ側面１５Ｌ
の開口部１６Ｌ，１６Ｌに挿入して折曲げ側面１５Ｌ側
に最大限寄せることで溶接位置からの距離を離して溶接
を行うので、熱伝導による加熱によって共晶が発生する
のを防止することができる。

【００３３】本発明の第２の実施例を図８により説明す
る。本実施例の燃料集合体は、燃料スペーサのばね付プ
レートの構成が異なる実施例である。本実施例の燃料集
合体におけるばね付プレートを図８に示す。第１の実施
例と共通の部品は共通の番号で示す。図８において、本
実施例のばね付プレート６０が第１の実施例のばね付プ
レート５０と異なる点は、一方（図中左側）の折曲げ側
面６５Ｌにのみ開口部６６Ｌ，６６Ｌを設け、他方（図
中右側）の折曲げ側面６５Ｒには開口部を設けていない
点である。その他の点は第１の実施例のばね付プレート
５０とほぼ同様である。

【００３４】本実施例によれば、第１の実施例と同様、
ばね付プレート６０の製作時に折曲げ側面６５Ｒを形成
する際にばね材１３のプレート接触部１３Ａの端部を開
口部６６Ｌ，６６Ｌに挿入してばね材１３を折曲げ側面
６５Ｌ側（図中左側）に最大限寄せることにより、折曲
げ側面６５Ｒを精度よく加工することができる。よって
プレートを分割することなく精度よく曲げ加工を行って
燃料要素の格子配列数を増大し、燃料の高燃焼度化を図
る燃料集合体を実現できる。

【００３５】また、ばね付きプレート６０を丸セル８に
スポット溶接する際、折曲げ側面６５Ｒの溶接について
のみ、ばね材１３のプレート接触部１３Ａの端部を開口
部６６Ｌ，６６Ｌに挿入しばね部材１３を折曲げ側面６
５Ｌ側に寄せて溶接を行うことによって共晶の発生を防
止することができる。すなわち折曲げ側面６５Ｌの溶接
についてはこの効果はないが、折曲げ側面全体からみれ
ば共晶の発生を低減することができる。本発明の第３の
実施例を図９により説明する。本実施例の燃料集合体
は、燃料スペーサのばね付プレートの構成が異なる実施
例である。本実施例の燃料集合体におけるばね付プレー
トを図９に示す。第１及び第２の実施例と共通の部品は
共通の番号で示す。図９において、本実施例のばね付き
プレート７０が第１の実施例のばね付きプレート５０と
異なる点は、ばね付プレート７０の２つの折曲げ側面７
５Ｌ，７５Ｒに、第１の実施例における開口部１６Ｌ，
１６Ｌ及び１６Ｒ，１６Ｒの代わりに、それぞれ２つず
つの切り欠き部７７Ｌ，７７Ｌ及び７７Ｒ，７７Ｒを設
け、折曲げ側面７５Ｌ，７５Ｒをそれぞれ３つのタング
７５Ｌa，７５Ｌb，７５Ｌc及び７５Ｒa，７５Ｒb，７
５Ｒcで構成したものである。その他の点については第
１の実施例とほぼ同様である。

【００３６】本実施例によっても、第１の実施例と同様
の効果が得られる。すなわち、図中右側の折曲げ側面７
５Ｒのタング７５Ｒa，７５Ｒb，７５Ｒcを形成する際
に、ばね材１３のプレート接触部１３Ａの端部を折曲げ
側面７５Ｌの切り欠き部７７Ｌ，７７Ｌに挿入してばね
材１３を折曲げ側面７５Ｌ側（図中左側）に最大限寄せ
ることにより、折曲げ側面７５Ｒを精度よく加工するこ
とができる。よってプレートを分割することなく精度よ
く曲げ加工を行って燃料要素の格子配列数を増大し、燃
料の高燃焼度化を図る燃料集合体を実現できる。

【００３７】また同様に、ばね付プレート７０を丸セル
８にスポット溶接する際、ばね材１３のプレート接触部
１３Ａの端部を折曲げ側面７５Ｌの切り欠き部７７Ｌ，
７７Ｌ又は折曲げ側面７５Ｒの切り欠き部７７Ｒ，７７
Ｒに挿入し、ばね部材１３をそれぞれ折曲げ側面７５Ｌ
側又は折曲げ側面７５Ｒ側に寄せて溶接を行うことによ
り共晶の発生を防止することができる。

【００３８】本発明の第４の実施例を図１０により説明
する。本実施例の燃料集合体は、燃料スペーサのばね付
プレートの構成が異なる実施例である。本実施例の燃料
集合体におけるばね付プレートを図１０に示す。第１〜
第３の実施例と共通の部品は共通の番号で示す。図１０
において、本実施例のばね付プレート８０が第３の実施
例のばね付きプレート７０と異なる点は、左右両側の折
曲げ側面を構成するそれぞれ３つのタング７５Ｌa，７
５Ｌb，７５Ｌc及び７５Ｒa，７５Ｒb，７５Ｒcのうち
中間のタング７５Ｌb，７５Ｒbを取り去り、ばね材１３
をプレートに沿って水平方向に移動させたときにプレー
ト接触部１３Ａ，１３Ａが接触する２箇所の接触位置と
その接触位置で挟まれた領域すべてを切り欠いて形成さ
れた切り欠き部８８Ｌ，８８Ｒが備えられたものであ
る。すなわち、２つの折曲げ側面８５Ｌ，８５Ｒは、ス
ポット溶接が行われる近傍に形成されたタング８５Ｌ
a，８５Ｌb及び８５Ｒa，８５Ｒcのみで構成される。そ
の他の点については第３の実施例とほぼ同様である。本
実施例によっても、第３の実施例と同様の効果が得られ
る。

【００３９】なお、上記第３及び第４の実施例において
は、いずれも切り込みは図中左右両側に設けられていた
が、先に示した第２の実施例と同様に、図中左側のみ、
すなわち第３の実施例では切り込み７７Ｌ，７７Ｌのみ
第４の実施例では切り込み８８Ｌのみとすることする構
成もあり、この場合には、第２の実施例と同様の効果を
得る。

【００４０】また、上記図１，８，９，１０に示した第
１〜第４の実施例のばね付プレートにおいては、いずれ
も、図中左側の折曲げ側面を先に加工したプレートブラ
ンクにばね部材１３を通し、その後図中右側の折曲げ側
面を折曲げたが、この順番は左右逆でもよく、この場合
についても同様の効果を得る。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、弾性支持プレートの折
曲げ側面においてばね部材をプレートに沿って水平方向
に移動させたときに第１の屈曲部が接触する位置近傍が
欠損しているので、一方の折曲げ側面を折曲げた状態で
ばね部材を差し込んだ後に他方の折曲げ側面を折曲げて
弾性支持プレートを完成させる際に、ばね部材の第１の
屈曲部をこの欠損部に挿入して既に折曲げた一方の折曲
げ側面側にばねを最大限寄せることができる。よって、
残った他方の折曲げ側面を折曲げるときに曲げ加工用治
具を設置するスペースをより広く確保でき折曲げ側面を
精度よく加工することができる。よってプレートを分割
することなく精度よく曲げ加工を行って燃料要素の格子
配列数を増大し、燃料の高燃焼度化を図る燃料集合体を
実現できる。

【００４２】また、完成した弾性支持プレートを円筒部
材に固定する際には弾性支持プレートの２つの折曲げ側
面を円筒部材に溶接することで固定を行うが、この溶接
時に上記の欠損部にばね部材の第１の屈曲部を挿入し溶
接を行おうとする折曲げ側面と反対側に最大限寄せて溶
接位置からの距離を離して溶接を行うので、熱伝導によ
る加熱によって共晶が発生するのを防止する。このとき
２つの折曲げ側面双方に欠損を設ける場合は互いに反対
側の折曲げ側面の欠損を利用して共晶の発生を防止で
き、１つの折曲げ側面にのみ欠損を設ける場合はその反
対側の折曲げ側面についてのみ共晶の発生を防止でき全
体としては共晶の発生を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のばね付プレートの全体
構造図である。

【図２】燃料集合体の全体構造図である。

【図３】燃料スペーサの構造図である。

【図４】ばね材付近の詳細構造図である。

【図５】ばね付プレートの側面図である。

【図６】ばね付プレートを製作する手順を示す図であ
る。

【図７】プレートブランクを折曲げる手順におけるばね
部材の状態を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施例のばね付プレートの構造
図である。

【図９】本発明の第３の実施例のばね付プレートの構造
図である。

【図１０】本発明の第４の実施例のばね付プレートの構
造図である。

【符号の説明】

１ 燃料集合体 ２ 燃料要素 ３ 水ロッド ４ 燃料スペーサ ８ 丸セル １０ 固定支持プレート １３ ばね材 １３Ａ プレート接触部 １３Ｂ 水ロッド押圧部 １５ 弾性支持プレート １５Ｌ，１５Ｒ 折曲げ側面 １６Ｌ，１６Ｒ 開口部 ６５ 弾性支持プレート ６５Ｌ，６５Ｒ 折曲げ側面 ６６Ｌ 開口部 ７５ 弾性支持プレート ７５Ｌ，７５Ｒ 折曲げ側面 ７７Ｌ，７７Ｒ 切欠き部 ８５ 弾性支持プレート ８５Ｌ，８５Ｒ 折曲げ側面 ８８Ｌ，８８Ｒ 切欠き部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 正文 茨城県日立市大みか町三丁目18番１号 茨 城日立情報サービス株式会社内 (72)発明者 中島 潤二郎 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 安嶋 政吉 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の燃料要素と、少なくとも１つの水
   ロッドと、これら燃料要素と水ロッドとの相互の間隔を
   保持する燃料スペーサとを備え、前記燃料スペーサが、
   前記燃料要素がそれぞれ挿入される複数の円筒部材と、
   前記円筒部材に連結され前記水ロッドに接触して支持す
   る少なくとも１つの固定支持プレートと、前記水ロッド
   を弾性的に支持するループ状ばね部材と、前記円筒部材
   に連結され前記ループ状ばね部材が備えられた少なくと
   も１つの弾性支持プレートとを有する燃料集合体におい
   て、 前記ループ状ばね部材は、該ループ状ばね部材の両端付
   近に位置し前記固定支持プレートに接触してばねの支点
   となる第１の屈曲部と、該ループ状ばね部材の中央付近
   に位置し前記弾性支持プレートに接触してばねの力点と
   なる第２の屈曲部とを備え、 かつ前記弾性支持プレートは、折曲げ加工により形成さ
   れかつ前記円筒部材に固定される左右２つの折曲げ側面
   を備え、その２つの折曲げ側面のうち少なくとも一方
   は、少なくとも前記ループ状ばね部材をプレートに沿っ
   て水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲部が接触
   する位置の近傍が欠損していることを特徴とする燃料集
   合体。
2. 【請求項２】 複数の燃料要素と、少なくとも１つの水
   ロッドと、これら燃料要素と水ロッドとの相互の間隔を
   保持する燃料スペーサとを備え、前記燃料スペーサが、
   前記燃料要素がそれぞれ挿入される複数の円筒部材と、
   前記円筒部材に連結され前記水ロッドに接触して支持す
   る少なくとも１つの固定支持プレートと、前記水ロッド
   を弾性的に支持するループ状ばね部材と、前記円筒部材
   に連結され前記ループ状ばね部材が備えられた少なくと
   も１つの弾性支持プレートとを有する燃料集合体におい
   て、 前記ループ状ばね部材は、該ループ状ばね部材の両端付
   近に位置し前記固定支持プレートに接触してばねの支点
   となる第１の屈曲部と、該ループ状ばね部材の中央付近
   に位置し前記弾性支持プレートに接触してばねの力点と
   なる第２の屈曲部とを備え、 かつ前記弾性支持プレートは、折曲げ加工により形成さ
   れかつ前記円筒部材に固定される左右２つの折曲げ側面
   を備え、その２つの折曲げ側面は、少なくとも前記ルー
   プ状ばね部材をプレートに沿って水平方向に移動させた
   ときに前記第１の屈曲部が接触する位置の近傍が欠損し
   ていることを特徴とする燃料集合体。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の燃料集合体におい
   て、前記折曲げ側面は、前記ループ状ばね部材をプレー
   トに沿って水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲
   部が接触する位置に開口部を設けたことを特徴とする燃
   料集合体。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の燃料集合体におい
   て、前記折曲げ側面は、前記ループ状ばね部材をプレー
   トに沿って水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲
   部が接触する２箇所の接触位置を切り欠いて形成された
   ２つの切り欠き部を有することを特徴とする燃料集合
   体。
5. 【請求項５】 請求項１又は２記載の燃料集合体におい
   て、前記折曲げ側面は、前記ループ状ばね部材をプレー
   トに沿って水平方向に移動させたときに前記第１の屈曲
   部が接触する２箇所の接触位置とその２箇所の接触位置
   で挟まれた領域とを切り欠いて形成された１つの切り欠
   き部を有することを特徴とする燃料集合体。