JPH0736036B2 - インコネル製のグリッドおよびジルカロイ製のバンドを有する複合スペーサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】本願は、１９９０年１０月２５日
に提出された現在係属中の米国特許出願第０７／６０３
０４６号の一部継続出願である。

【０００１】本発明は、燃料バンドルにおいて使用する
ためのスペーサに関するものである。更に詳しく言え
ば、並列した燃料棒を互いに離隔した状態で燃料バンド
ル内に保持するために役立つインコネル製のグリッドお
よび比較的小さい中性子吸収断面積を示すジルカロイ製
の包囲バンドを有するようなスペーサが開示される。

【０００２】

【発明の背景】燃料バンドル内には、直立状態で互いに
並列した燃料棒間に所要の間隔を維持するためにスペー
サが使用されている。燃料バンドルの構造を再考察する
ことは、本明細書中に記載されるスペーサの機能を明ら
かにするために役立つはずである。

【０００３】簡単に述べれば、燃料バンドルは下部タイ
プレート上に支持された複数の燃料棒を含んでいる。下
部タイプレートは、燃料バンドル内の燃料棒を所定の間
隔で互いに並列した状態に支持するために役立つ。こう
して支持された燃料棒は上方に伸びて上部タイプレート
にまで達している。

【０００４】両タイプレート間に配置された燃料棒は、
通例は正方形の横断面を有するチャネルによって包囲さ
れている。かかるチャネルは、燃料棒を包囲しながら、
下部タイプレートから上部タイプレートを越える位置に
まで伸びている。燃料バンドル内においては、下部タイ
プレート、燃料棒間の空間および上部タイプレートを通
って冷却材の流れが生じる。詳しく述べれば、下部タイ
プレートを通って水が流入し、そして上部タイプレート
を通って蒸気と水との混合物が流出する。

【０００５】通例、燃料棒は１７０インチの程度の長さ
を有するのに対し、それの直径は０．３５〜０．５０イ
ンチの範囲内にある。それ故、両タイプレート間におい
て燃料棒をスペーサで保持することが必要となる。

【０００６】スペーサの主たる機能は、燃料棒を支持し
かつそれらを適正な並列状態に保持することにある。ス
ペーサの副次的な機能は、燃料棒上における水膜を増強
して臨界出力性能を向上させることにある。簡単に述べ
れば、燃料棒上に水膜を維持することにより、個々の燃
料棒は最適蒸気発生状態に維持されると共に、燃料棒の
過熱および損傷を引起こすことのある「非核沸騰」が抑
制されるのである。

【０００７】通例、スペーサは２つの構成部品を用いて
製造される。第１の構成部品は内部のグリッドである。
ある種のスペーサにおいては、このグリッドはそれぞれ
の燃料棒を包囲しかつ燃料棒同士を互いに離隔した状態
に保持する１群のフェルールから成っている。第２の構
成部品は外部のバンドである。このバンドはグリッドを
包囲し、そしてチャネルの内部にグリッドを装着するた
めに役立つ。かかるバンドはグリッドとチャネルとの間
の隙間の一部を埋め、それによってグリッドとチャネル
との間における冷却材の流れを制限する。バンドが存在
しなければ、チャネルの近傍には燃料棒の冷却に寄与し
ない余分の冷却材の流れが生じることになる。

【０００８】ある種のスペーサにおいては、各々の燃料
棒はフェルールによって包囲される。外部のバンドはそ
れの上部縁端に沿って導流タブを有している。かかる導
流タブはチャネルの側壁に隣接して配置されていて、蒸
気／水混合物の一部を周辺の燃料棒に向けて導くために
役立つ。このようにして導かれた流れは、周辺の燃料棒
上における水膜の厚さを増加させ、それによってそれら
の燃料棒の臨界出力を増大させる。

【０００９】スペーサは燃料バンドルの性能に対して２
つの点で悪影響を及ぼす。第一に、各々のスペーサは冷
却材の流れにとって障害物となる。従って、それは燃料
バンドル内における圧力降下を増大させる。燃料バンド
ル内における圧力降下の増大は望ましくない。特に、８
×８を越え、そしてしばしば１０×１０以上にも達する
最新の高密度燃料棒配列状態が使用される場合にはそれ
が顕著である。それ故、スペーサのグリッド部分はでき
るだけ小さい圧力降下を生じるように製造することが望
ましいのである。とは言え、スペーサによって遮断され
る流路面積の最小値は、スペーサのグリッド部分を構成
する材料の厚さによって制限されることになる。

【００１０】第二に、スペーサは中性子を吸収する。か
かる中性子吸収に原因する反応度の低下を補償するため
に追加の核燃料が必要となるのである。

【００１１】

【先行技術の概要】現行の沸騰水型原子炉用燃料バンド
ルにおいては、２種の燃料棒スペーサが使用されてい
る。第１の燃料棒スペーサにおいては、スペーサ構造の
全体が中性子吸収の小さい金属であるジルカロイから成
っている。しかるに、ジルカロイはばね材料として使用
するのには適していない。その結果、かかるスペーサは
（通例はインコネルから作製された）別個のばねを必要
とする。かかるばねは、精巧な構造技術によってスペー
サ内の所定の位置に保持される。

【００１２】第２のスペーサは、グリッド、ばねおよび
包囲バンドの全てに対してインコネルを使用したもので
ある。この場合、ばねはグリッドの一体部分として作製
される。

【００１３】いずれのスペーサもそれぞれに利点および
欠点を有している。

【００１４】ジルカロイ製のスペーサは、極めて小さい
中性子吸収断面積を示すという利点を有している。それ
故、かかるスペーサは効率の良い核反応を維持するため
に必要ないわゆる中性子経済に対する悪影響が少ない。
しかしながら、腐食および水素化の観点から、ジルカロ
イの最小厚さは約０．０２０インチに制限されている。
この厚さはスペーサの最小横断面積を規定し、従ってス
ペーサがもたらす圧力降下の下限値を設定する。

【００１５】インコネル製のスペーサは極めて優れた耐
食性を有している。更にまた、かかるスペーサは水素脆
化を受けず、しかも比較的大きい降伏強さを有してい
る。それ故、インコネルは約０．０１０インチという小
さい厚さで使用することができる。その結果、かかるス
ペーサの使用によって生じる圧力降下は小さい。しかし
ながら、インコネルは極めて大きい中性子吸収断面積を
有している。すなわち、インコネル製のスペーサがジル
カロイ製のスペーサよりかなり小さい体積を有するとは
言え、インコネル製のスペーサはジルカロイ製のスペー
サよりも多くの中性子を吸収するのである。

【００１６】要するに、インコネルのみから作製された
スペーサは小さい圧力降下を示すが、中性子吸収が大き
い。他方、インコネル製のばねを伴ったジルカロイ製の
スペーサは中性子吸収が小さいが、遥かに大きい圧力降
下をもたらすのである。

【００１７】

【発明の概要】本発明に従えば、インコネル製のグリッ
ドおよびジルカロイ製の包囲バンドを有する改良された
スペーサが開示される。従来のジルカロイ製スペーサに
おいては、スペーサがもたらす圧力降下の大部分はグリ
ッドによって誘起されるのであって、バンドはほとんど
圧力降下の原因にならない。それ故、インコネル製のグ
リッドを使用すれば、圧力降下に関するインコネル製ス
ペーサの利点の大部分を得ることができるわけである。
ジルカロイ製のバンドはインコネル製のバンドよりも僅
かに大きい圧力降下をもたらすが、その効果は小さい。
ジルカロイ製のバンドはインコネル製のバンドよりも遥
かに小さい中性子吸収を示し、従って外側の燃料棒に対
して良好な臨界出力性能を与える。

【００１８】従来のスペーサにおいては、ジルカロイ製
のグリッドがジルカロイ製のバンドに溶接されるか、あ
るいはインコネル製のグリッドがインコネル製のバンド
に溶接されている。本発明のスペーサにおいては、イン
コネル製のグリッドをジルカロイ製のバンドに溶接する
ことはできない。それ故、グリッドとバンドとは他の方
法によって結合しなければならない。

【００１９】バンドとグリッドとが溶接されなければ、
流れの力によってバンドの振動が引起こされることがあ
る。それ故、剛性を有するようにバンドを製造するか、
あるいは振動を防止するようなやり方でバンドをグリッ
ドに結合することが必要である。スペーサのかど部にお
いては、スペーサとそれを包囲するチャネルとの間の隙
間は小さい。かかる隙間は、燃料棒の配列状態が８×８
から９×９そして１０×１０に変化するのに伴って一層
小さくなる。かど部のインコネル製セルの外側を取巻い
て厚肉のジルカロイ製バンドが配置されている場合に
は、バンドとそれを包囲するチャネルとの間において干
渉が起こる。それ故、このような問題が回避されるよう
にスペーサを設計することが必要である。

【００２０】インコネル製のグリッドは、各々の燃料棒
を保持するために役立つ１群のセルから成る従来のグリ
ッド構造に改良を加えながら、極めて薄い高弾性のばね
金属から作製することができる。各々のセルは、内方に
曲げられた１対の直立したばね脚並びに片持ち状態で形
成された上部および下部の燃料棒包囲アーム対を有して
いる。ばね脚は上部アーム対と下部アーム対との間にお
いて互いに離隔した位置に配置され、かつ中央に燃料棒
接触部を有している。かかる燃料棒接触部は、グリッド
の各セル内に配置された燃料棒を燃料棒包囲アーム対上
に設けられたストップに対して押付けるように働く。各
セルのばね脚の上端および下端にはばねストップが設け
られている。かかるばねストップは、スペーサを組込ん
だ燃料バンドルの取扱いおよびスペーサ内への燃料棒の
挿入に際してばね脚に過度の応力が加わるのを防止する
ために役立つ。

【００２１】片持ち状態の燃料棒包囲アーム対を有する
単一のセルは脆弱であって、組立て時の取扱いが難し
い。それ故、ばね脚がセル対の両端に位置するようにし
て２個ずつのセルがスポット溶接される。それにより、
スペーサの組立てに際して容易に取扱うことのできる頑
丈な剛性構造物が得られるのである。かかるセル対を構
造単位として取扱うことにより、所望される任意のグリ
ッド構造を有する様々な種類のグリッドを構成すること
ができる。１０×１０の燃料棒配列状態にとって好適な
グリッド構造の実例として、様々な直径の水管を収容す
ることのできるグリッドが開示される。燃料バンドルの
下部においては、かかるグリッドは全ての格子位置にお
いて燃料棒を支持するために役立つ。燃料バンドルの上
部においては、部分長燃料棒の上方に空席の格子位置が
設けられるが、それらは上方に向かう蒸気の流れを容易
にし、それによって圧力降下を低減させるために役立
つ。

【００２２】また、燃料棒包囲アーム対に対しても改良
が施されている。詳しく述べれば、燃料棒包囲アーム対
には相異なる長さが与えられている。すなわち、上部の
燃料棒包囲アーム対は長いアームおよび短いアームから
成っている。また、下部の燃料棒包囲アーム対は短いア
ームおよび長いアームから成っている。このような関係
に基づき、上部アーム対の短いアームは下部アーム対の
長いアームの上方に位置しており、また上部アーム対の
長いアームは下部アーム対の短いアームの上方に位置し
ている。このような構成によれば、２個のセルをそれぞ
れのアーム端部において互いに結合することができると
共に、こうして得られたセル対は組立てに際して上下の
逆転が起こっても差支えないことになる。

【００２３】更にまた、インコネル製のグリッドを包囲
する総ジルカロイ製のバンドが開示される。かかるバン
ドについては２つの実施の態様が示される。第１の実施
の態様においては、ジルカロイ製バンドのかど部に溝穴
が設けられている。かど部のインコネル製セルの一部が
それらの溝穴内に突出することにより、インコネル製の
グリッドが捕捉されることになる。かかるバンドの４つ
の側面の各々は、側面の幅の大部分にわたって形成され
た隆起部を有している。この隆起部は、流れによって誘
起されるバンドの振動を防止するのに十分なだけの剛性
をバンドに付与するために役立つ。

【００２４】第２の実施の態様に基づくバンドは上記の
ごとき隆起部を有していないが、それの上端および下端
に切欠きを有している。これらの切欠きはインコネル製
グリッドを構成するセルの側面に隣接している。各々の
バンド側面の上端および下端において、バンドの切欠き
に重なるようにインコネル製のストラップが配置され
る。かかるストラップの屈曲部が各々の切欠き内に突出
してグリッドに接触し、そしてグリッドに溶接される。
かかるストラップはまた、切欠き間の位置においてバン
ドにばね力を及ぼすばねとして作用するように設計され
ている。このようなばね力はグリッドに対してバンドを
保持し、それによってバンドの振動を防止する。このよ
うに、インコネル製のグリッドおよびそれを包囲するジ
ルカロイ製のバンドから成る結果として最小の圧力降下
および最小の中性子吸収を示し、従って最新の燃料バン
ドルにおいて要求される高密度の燃料棒配列状態に対し
て有用なスペーサが得られるのである。

【００２５】

【発明の目的、特徴および利点】本発明の目的の１つ
は、最小量のばね材料（たとえば、インコネル）から作
製された内部グリッドと、小さい中性子吸収断面積を有
する材料（たとえば、ジルカロイ）から作製された包囲
バンドとから構成されるスペーサを開示することにあ
る。本発明のこの側面について述べれば、複数のばね金
属製スペーサセルが使用される。各々のセルは、内方に
突出してセル内の燃料棒にばね作用を及ぼす燃料棒接触
部を中央に有する少なくとも１個のばね脚を含んでい
る。各々のセルはまた、ばね脚の遠隔端に設けられた少
なくとも２組の燃料棒包囲アーム対をも含んでいる。こ
れらの燃料棒包囲アーム対は、燃料棒を包囲すると共
に、燃料棒を支持するためのストップを形成している。
１群のかかるセルから一体グリッドが形成される。かか
るグリッドは、小さい中性子吸収断面積を有する材料
（たとえば、ジルカロイ）から作製されたバンドによっ
て包囲される。このバンドは２個または４個の対称的な
セグメントから成っていて、それらのセグメントはグリ
ッドを包囲するように配置される。かかるバンドには、
それをグリッドに結合するための機械的手段が設けられ
ている。グリッドの周囲にバンドセグメントが配置され
た後、それらが互いに溶接される。その結果、ばね金属
製のグリッドに対して中性子吸収の小さいバンドがしっ
かりと結合されることになる。

【００２６】上記のごときバンドの利点は、中性子吸収
の小さい材料からそれを作製し得ることである。中性子
吸収を低減させるために設けられた開口を有する薄いば
ね金属製のバンドに比べ、連続した厚いバンドは優れた
水力学的性能を有することが判明した。すなわち、かか
るバンドを使用すれば、燃料バンドルのチャネル側壁の
内面から外側の燃料棒に向かってより多くの冷却材が流
れるようになるのである。

【００２７】本発明のもう１つの目的は、スペーサを組
立てる際に使用すべきばね金属製のセル対を開示するこ
とにある。本発明のこの側面について述べれば、先ず最
初に、ばね脚が互いに遠く離れて位置するようにして２
個のセルが対面させられる。次いで、燃料棒包囲アーム
対の位置においてそれらをスポット溶接することによっ
てセル対が形成される。その結果、２個のセルが互いに
補強し合って成る安定な構造物が得られることになる。
こうして得られた構造物は、スペーサ構造中において必
要とされる各種のグリッドを形成するための構造単位と
して使用することができる。

【００２８】本発明のこの側面がもたらす利点は、上記
のごときセル対を使用することにより、あらゆる種類の
水管を収容すると共に、蒸気／水混合物を自由に通過さ
せる開放区域を部分長燃料棒の上方に規定するようなグ
リッドを形成し得ることである。

【００２９】本発明の更にもう１つの目的は、本発明の
セルに加えられた改良を開示することにある。本発明の
この側面について述べれば、各々のばね脚の上端および
下端において、燃料棒包囲アーム対中にくぼみが設けら
れている。かかるくぼみの寸法は、ばね脚の燃料棒接触
部に対し、燃料棒がばね脚に及ぼす加重に応答してばね
脚が弾性限界を越える位置にまで移動するのを防止し得
るように決定されている。従って、燃料バンドルの組立
ておよび燃料バンドルの輸送に際し、各セルのばね脚が
過度の応力を受けることが回避されるのである。

【００３０】本発明の更にもう１つの目的は、スペーサ
のかど部とそれを包囲するチャネルとの間に十分な隙間
を付与すると共に、グリッドをバンドにキー留めするた
めに役立つようなバンド構造を開示することにある。本
発明のこの側面について述べれば、バンドの各々のかど
部に水平方向の溝穴が設けられている。かど部のセルの
アーム対がそれらの溝穴内に突出することにより、グリ
ッドは所定の位置に固定されることになる。

【００３１】本発明のこの側面がもたらす利点は、上記
のごとき溝穴がグリッドをバンドに固定するための手段
を提供すると共に、バンドのかど部を内方に移動させて
スペーサのかど部とチャネルのかど部との間に十分な隙
間を付与するために役立つことである。

【００３２】本発明の更にもう１つの目的は、流れの力
を受けても振動しないようなバンド構造を開示すること
にある。本発明のこの側面について述べれば、実施の一
態様においては、バンドの各側面に水平方向の長い隆起
部が設けられている。かかる隆起部は高剛性のバンド構
造を生み出す。第２の実施の態様においては、バンドの
各側面の上部および下部においてインコネル製のストラ
ップが使用される。かかるストラップはバンドに設けら
れた切欠き内にはまり込み、そして切欠き間に存在する
バンド部分を包囲する。切欠きの位置においては、スト
ラップはインコネル製セルのアームに接触し、そしてそ
れらのアームに溶接される。

【００３３】本発明のこの側面がもたらす利点は、上記
のごときバンドが高剛性の構造物として作用し、従って
流れによって誘起される振動を生じないことである。

【００３４】その他の目的、特徴および利点は、添付の
図面を参照しながら以下の説明を読むことによって自ら
明らかとなろう。

【００３５】

【詳細な説明】先ず図２７を見ると、スペーサを組込ん
だ典型的な燃料バンドルＦが示されている。詳しく述べ
れば、かかる燃料バンドルＦは下部タイプレートＮおよ
び上部タイプレートＵを含んでいる。下部タイプレート
Ｎは燃料棒９を支持するために役立つ。上部タイプレー
トＵは燃料棒を直立の並列状態に保持し、それにより燃
料棒を鉛直方向に沿って互いに平行に配置するために役
立つ。両タイプレート間においては、チャネル８が燃料
棒を包囲しており、それによって下部タイプレートＮか
ら上部タイプレートＵに至る流体の流れが維持される。

【００３６】両タイプレート間には、燃料棒を取巻くよ
うにしてスペーサＳ₁ およびＳ₂ が配置されている。こ
れらのスペーサは、両タイプレート間において燃料棒９
を並列状態に保持すると共に、流体の流れ（とりわけ、
チャネル８の内面から燃料バンドル内の外側の燃料棒に
向かう流体の流れ）を改善するために役立つ。

【００３７】典型的な燃料バンドルＦの全体的な構造を
説明したので、次に従来のスペーサグリッドの構造を説
明することにする。その後、かかるスペーサグリッドに
対する本発明の改良が説明される。最後に、燃料バンド
ルにおいて使用し得る様々なスペーサ構造が例示され
る。

【００３８】先ず、図１を参照しながら従来のセルＣ'
を説明しよう。かかるセルは２個のばね脚１４および１
６を含んでいる。これらのばね脚は互いに離隔して配置
されていると共に、上部の燃料棒包囲アーム対１８およ
び下部の燃料棒包囲アーム対２０によって連結されてい
る。それぞれのばね脚１４および１６は内方にたわめら
れており、そして中央部には燃料棒接触部１５および１
７がそれぞれ設けられている。

【００３９】燃料棒を包囲する場合、それぞれのアーム
対１８および２０は燃料棒を支持するためのストップを
形成していなければならない。それ故、アーム対１８お
よび２０はそれぞれのストップ形成部分において内方に
曲げられている。このようなストップ形成部分として
は、上部アーム対１８における弓形部分２１および２３
並びに下部アーム対２０における弓形部分２５および２
７が設けられている。

【００４０】通例、（破線で示された）燃料棒Ｒは各セ
ルの中央を通過する。図からわかる通り、燃料棒Ｒはば
ね脚の燃料棒接触部１５および１７によって圧迫され、
そして上部アーム対１８のストップ２１および２３並び
に下部アーム対２０のストップ２５および２７に押付け
られる。

【００４１】次に図３を見れば、従来のセル同士を結合
する方法を理解することができる。詳しく述べれば、各
セルのばね脚１４および１６は隣接するセルの片持ちア
ーム対１８および２０に近接して配置されている。しか
るに、後記において力説される通り、本発明のセル対の
構造においては、セル対のばね脚は互いに遠く離れて位
置している。このような配置によれば、それぞれのばね
脚はセル対の遠隔端に位置する一方、燃料棒包囲アーム
対はセル対の中心を横切って伸びることになる。（図５
におけるばね脚２４および２６の位置を参照された
い。）図１、２および３に関連して従来のセルの構造を
説明したので、次に本発明の好適な実施の態様を説明す
ることにする。

【００４２】図４を見ると、本発明において使用される
セルＣを形成するために予め切断されたばね金属製のブ
ランクの正面図が示されている。下記に説明されるごと
く、セルＣは図１に示されたセルＣ' と同様なものであ
る。詳しく述べれば、ばね金属はインターナショナル・
ニッケル・カンパニー(International Nickel Company)
からインコネルの商品名で販売されている合金であるこ
とが好ましい。かかるばね金属は０．００８〜０．０１
２インチの厚さを有するものであって、図４の形状を成
すように打抜かれる。かかるブランクは、第１のばね脚
２４、第２のばね脚２６、上部の燃料棒包囲アーム対２
８および下部の燃料棒包囲アーム対３０を有している。

【００４３】セルを形成するためのブランクを観察すれ
ば、ばね脚２４および２６の中間位置を通る軸線３３に
よってブランクが分割されていることが認められよう。
上部アーム対２８においては、アーム３１はアーム３２
よりも僅かに長くなっている。同様に、下部アーム対３
０も僅かに長さの異なる２個のアームから成っている。
このようにアームの長さが異なっていることが先行技術
との相違点である。このように長いアームと短いアーム
とを組合わせて使用すれば、図５に関連して説明される
ごとく、２個のセルを結合することにより、本発明のス
ペーサを組立てるために好都合な自己支持型の構造単位
が得られるのである。

【００４４】更にまた、先行技術と異なり、上部ばねス
トップ３４および下部ばねストップ３５がアーム対２８
および３０のばね脚２４に対応する位置にそれぞれ設け
られている。図６に関連して説明されるごとく、これら
のストップはばね脚２４が弾性限界を越える位置にまで
移動するのを防止するために役立つ。同様に、ばね脚２
６に対応してばねストップ３６およびばねストップ３７
が設けられている。これらのストップも、ストップ３４
およびストップ３５と同じく、ばね脚２６が弾性限界を
越える位置にまで移動するのを防止するために役立つ。

【００４５】燃料バンドルの輸送に際しては、スペーサ
はしばしば燃料棒の重量に由来する動荷重を受けること
が知られている。それぞれのばねストップは、燃料バン
ドルの組立ておよび輸送時においてばね脚が過大な荷重
を受けるのを防止するために役立つのである。

【００４６】従来のスペーサの構造を理解している当業
者にとっては、通例、図４のブランクを一連の曲げ型に
通すことによって折曲げが行われることは自明であろ
う。すなわち、各々の曲げ型においてそれぞれの屈曲部
が形成される結果、図５に示されるような完成した構造
を有する個々のセルＣ₁ またはＣ₂ が得られるのであ
る。かかる一連の曲げ型の構造は当業界における通常の
技術の範囲内にあるから、ここで述べる必要はあるま
い。ただ、図５に示されたセルＣ₁ またはＣ₂ が個別に
製造されることを述べておけば十分であろう。

【００４７】次に図５を見ると、２個のセルＣ₁ および
Ｃ₂ から成るセル対Ｐが示されている。各々のセルはば
ね脚２４および２６、上部アーム対２８および下部アー
ム対３０を含んでいる。ばね脚２４および２６は燃料棒
接触部２５および２７をそれぞれ有している。燃料棒接
触部２５および２７は、収容された燃料棒をストップ４
５、４６、４７および４８に対して押付けるように働
く。

【００４８】ストップ４５、４６、４７および４８は複
合湾曲部を成していることが認められよう。かかる湾曲
部は各々のセル内に収容された燃料棒に向かって内方に
突出している結果、燃料棒はストップ４５、４６、４７
および４８に対して押付けられることになる。また、ス
トップ４５、４６、４７および４８は燃料棒に対して凸
面を成していることも認められよう。このような凸面状
の湾曲部は、燃料棒の末端がセルの端部に引っ掛かる恐
れなしに燃料棒をセル内に挿入することを可能にする。

【００４９】上部アーム対２８および下部アーム対３０
が包囲状態に折曲げられた場合、セルＣ₂ のアーム末端
５０および５１はセルＣ₁ のアーム末端５０および５１
に比べて中心から反対側にずれていることが認められよ
う。セルＣ₁ およびＣ₂ から成るセル対Ｐを組立てる際
には、２個のセルを互いに対面させることが好ましい。
その後、上部アーム対２８および下部アーム対３０がそ
れぞれ対面した状態でセル同士がスポット溶接される。
その結果、剛性の構造単位が得られることが認められよ
う。

【００５０】かかるセル対においては、セルＣ₂ のばね
脚２４および２６並びにセルＣ₁ のばね脚２４および２
６が鉛直方向に伸びかつ互いに離隔した剛性の脚部材を
構成する。

【００５１】それと同時に、互いに連結された上部アー
ム対２８および下部アーム対３０が水平方向支持部材を
構成する。後記に説明されるごとく、このようなセル対
は様々な構造のスペーサを組立てる際に簡便に取扱うこ
とができる。

【００５２】次に、ばね脚が弾性限界を越える位置にま
で移動することが防止されるという特徴を図６に関連し
て説明しよう。図６は、図５中の線２Ｃ−２Ｃに関する
ばね脚２６の縦断面図である。図中には、ばね脚２６の
２つの位置が示されている。

【００５３】実線は、ばね脚２６が燃料棒をストップに
押付けている正規の位置を示している。言うまでもない
が、このようにばね脚２６の作用を受けた燃料棒は上部
アーム対２８上のばねストップ３６および下部アーム対
３０上のばねストップ３７からは十分に離隔している。

【００５４】しかるに、燃料棒が片寄ってばね脚２６を
十分に押し戻した場合、燃料棒接触部２７は２７' とし
て示された位置にまで移動する。この位置においては、
燃料棒はそれぞれのばねストップ３６および３７に押付
けられる。このようにして三点支持が達成される結果、
ばね脚２６のそれ以上の変形は防止される。このような
訳で、ばね脚２６、燃料棒接触部２７、上部ばねストッ
プ３６および下部ばねストップ３７の寸法を適当に選定
すれば、ばね脚２６の降伏および永久変形が起こらない
ようにそれの屈曲を制限し得ることが理解されよう。

【００５５】図示のごときセル対の構造を説明したの
で、かかるセル対を用いて組立て得る様々なグリッド構
造を７、８、９、１０および１１に関連して簡単に説明
しよう。

【００５６】先ず図７を見ると、４つの格子位置を占め
る構造単位が略示されている。かかる構造単位中には、
セル対Ｐ₁ およびＰ₂ が互いに並列した状態で配置され
ている。

【００５７】次の図８は、本発明のスペーサのインコネ
ル製部分の最小構造単位を示す側面図である。詳しく述
べれば、アーム対２８はスペーサの上端の平面内に存在
している。他方、アーム対３０はスペーサの下端の平面
内に存在している。それらの間の空間はばね脚２４およ
び２６によって橋渡しされている。このように、ばね脚
２４および２６はセル内に収容された燃料棒を圧迫する
ために役立つばかりでなく、（アーム対２８によって形
成された）上部グリッドと（アーム対３０によって形成
された）下部グリッドとを互いに連結する垂直方向の部
材としても役立つのである。

【００５８】その後、アーム対２８および３０の接触面
（図５参照）において溶接が行われる。かかる溶接は不
活性ガスタングステン溶接によって達成されるような融
接から成るのが通例であるが、生産上有利であればレー
ザ溶接を使用することもできる。その結果、一体を成し
て結合した丈夫なグリッド構造単位が得られることにな
る（図８参照）。

【００５９】次の図９を見ると、太い水管Ｒ用の開口を
有するグリッドが示されている。かかる開口は、セル対
Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、Ｐ₄ 、Ｐ₅ およびＰ₆ を省くことに
よって形成される。この場合、図からわかる通り、省か
れるセル対Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ およびＰ₄ は一方向に沿っ
て配列されており、また残りのセル対Ｐ₅ およびＰ₆ は
それと直交する方向に沿って配列されていることが必要
である。

【００６０】次の図１０を見ると、２種の開口を有する
実施の態様が示されている。第１の開口は水管Ｒ用のも
のであって、これは図９に示されたものと全く同じであ
る。第２の開口群は部分長燃料棒の上方に位置すべきも
のである。かかる部分長燃料棒は、１９８８年４月４日
に提出された「ＢＷＲ用燃料集合体における二相圧力降
下の低減」と称する米国特許出願第１７６９７５号明細
書中に開示されている。

【００６１】図１０に示された配列状態は、セル対
Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ およびＰ₄ を観察することによって最
も良く理解されよう。詳しく述べれば、セル対Ｐ₁ およ
びＰ₃ は図１０の紙面を横切る一方向に沿って配列され
ている一方、セル対Ｐ₂ およびＰ₄ はそれと直交する方
向に沿って配列されている。これら４個のセル対の各々
は２本の燃料棒を収容するための位置を規定している。
しかるに、全部で８本の燃料棒が９つの格子位置を占め
ている。セル対Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ およびＰ₄ の中心部に
は空席部分が存在するが、かかる空席部分が部分長燃料
棒の上方に配置されるべきものである。

【００６２】このような空席部分がもたらす効果は小さ
くないことが理解されよう。詳しく述べれば、かかる原
子炉が最大蒸気発生速度で運転されている場合、部分長
燃料棒の上方の位置は蒸気流量の大きい空間であること
が知られている。このような蒸気流量の大きい空間にお
いては、図示のごとくにセル対の横断面積が比較的小さ
い場合であっても背圧が生じることがある。そこで、中
心位置を空席にした状態で９つの格子位置の周囲に４個
のセル対を配置すれば、蒸気の流れの向上を示す好適な
グリッド構造が得られるのである。

【００６３】当業者にとっては自明の通り、残りのセル
対Ｐ₅ 〜Ｐ₁₃の配列状態はセル対Ｐ₁ 〜Ｐ₄ に関連して
説明されたパターンを論理的に拡張したものである。す
なわち、幅方向において１０の格子位置を含むグリッド
において、格子位置Ｌ_2,2 、Ｌ_2,4 、Ｌ_2,7 およびＬ
_2,9 は空席となっていることが認められよう。このよう
な空席は１０×１０の配列状態を示す図示のごときグリ
ッドの全体にわたって同様なパターンで存在している。

【００６４】このように、図示のごときセル対は任意所
望の全長燃料棒、部分長燃料棒および（または）水管を
収容し得るように配列し得ることが理解されよう。

【００６５】次の図１１には、図９および１０に関連し
て上記に記載された開口と同様な開口内に２本の太い水
管が配置されている状態が示されている。

【００６６】図１１においては、セルの配列が図９およ
び１０の場合とやや異なっている。各々のかど部に配置
されたセルは単一のセルであって、他のセルと対を成し
ていない。これらのセルは、ばね脚がかどから離れて位
置するように配列されている。なお、残りのセルはそれ
ぞれ対を成している。

【００６７】図１１には、互いに平行に配置された２本
の太い水管Ｒ₁ およびＲ₂ を収容するために役立つ本発
明のグリッド構造が示されている。水管Ｒ₁ およびＲ₂
の各々は４つの格子位置を占めていることが認められよ
う。残りのセル対は完全なグリッドを形成するように配
列されている。

【００６８】次の図１２を見ると、水管Ｒ₁ 用の開口の
位置における図１１のグリッドの一部分が拡大して示さ
れている。２個の内部バンド部材６０により、水管Ｒ₁
を保持するためのライニングが形成されている。かかる
内部バンド部材の構造を図１３および１４に関連して説
明しよう。

【００６９】図１３および１４を見れば、内部バンド部
材６０は末端６３および６４をそれぞれに有する相等し
いセグメントから成ることが認められよう。図１４から
わかる通り、内部バンド部材６０は上部アーム７２およ
び下部アーム７４を有している。これらのアームは内部
バンドの上方部分および下方部分を形成し、そして水管
を包囲する。図１２について述べれば、上部アーム７２
は６６の位置でそれぞれのセルに溶接されている。内部
バンドの上方部分および下方部分は、各セルの場合と同
じく、ばね脚６５および６７によって連結されている。

【００７０】かかる内部バンド部材は注目すべき２つの
特徴を有している。第一に、ばね脚６５および６７の各
々は水管Ｒ₁ を圧迫するための中央ばね部分６８を有し
ている。これらのばね脚は、顕著な振動を生じることな
く水管を所定の位置にしっかりと保持するために役立
つ。

【００７１】第二に、内部バンド部材の上方部分には、
ばね脚６５および６７の上方に導流タブ７０が設けられ
ている。これらの導流タブは、上方に流れる水の方向を
スペーサによって保持された隣接の燃料棒に向かうよう
に変化させるために役立つ。

【００７２】再び図１２を見れば、グリッドの内部にお
ける内部バンド部材６０の配置状態を容易に理解するこ
とができよう。詳しく述べれば、内部バンド部材６０の
末端６３および６４が認められよう。２個の内部バンド
部材６０を図１２に示された位置に配置すれば、それぞ
れの水管Ｒ₁ およびＲ₂ をスペーサの内部にしっかりと
保持し得ることが理解されよう。

【００７３】インコネル製のスペーサグリッドおよびそ
れの様々な構造例を説明したが、燃料棒を保持するため
のかかるスペーサグリッドは最小限の量のばね材料しか
含まないことが認められよう。なお、典型的な燃料バン
ドルにおいては７または８個のかかるスペーサグリッド
が使用される。

【００７４】上記のごときスペーサグリッドは連続した
バンドによって包囲されることが必要である。かかる連
続バンドは、チャネル内にスペーサを装着するために役
立つ。それはまた、グリッドとチャネルの側壁との間に
おける冷却材の流れを低減させると共に、燃料棒の外面
に沿って上昇する（水と蒸気とから成る）冷却材に水を
混合するためにも役立つ。

【００７５】次の図１５を見ると、好適な実施の態様に
基づくバンドを伴った図１１のグリッドが示されてい
る。なお、中心部のセルおよび水管は示されていない。
バンドの一部はグリッドの側面から分離した状態で示さ
れている。詳しく述べれば、バンドセグメントＢ₁ およ
びＢ₂ はグリッドから離隔している一方、バンドセグメ
ントＢ₃ およびＢ₄ はグリッドに隣接した最終位置に配
置されている。

【００７６】かかるバンドは、（バンドセグメントＢ₁
およびＢ₂ の間の）隙間１０１、（バンドセグメントＢ
₂ およびＢ₃ の間の）隙間１０２並びに（バンドセグメ
ントＢ₄ およびＢ₁ の間の）隙間１０４において分断さ
れていることが認められよう。（バンドセグメントＢ₃
およびＢ₄ の間の）隙間１０３は溶接されている。各々
のバンドセグメントは複数の内方に曲がった導流タブ１
１０を有していて、これらのタブはチャネルの側壁付近
を流れる水の方向を燃料棒列に向かう内向きの方向に変
化させるために役立つ。

【００７７】次の図１６を見ると、好適な実施の態様に
基づくバンドセグメントＢ₃ が示されている。バンドセ
グメントＢ₃ は第１の側面に沿って末端１０１にまで伸
びると共に、第２の側面に沿って末端１０２にまで伸び
ている。バンドセグメントＢ₃ は複数の導流タブ１１０
を有している。これらのタブの機能は、チャネルの側壁
に沿って流れる水の方向を内部に収容された燃料棒列に
向かう内向きの方向に変化させることにある。

【００７８】かかるバンドはまた、隆起部１２０をも有
している。それぞれの隆起部１２０は、バンドをチャネ
ルの側壁に密着させないために役立つ。それぞれの隆起
部１２０はまた、それ以外にも２つの機能を有してい
る。

【００７９】第一に、それぞれの隆起部１２０自体がチ
ャネルの側壁に沿って流れる水の方向を変化させること
がある。その結果として乱流が生じることにより、チャ
ネルの内面に沿って流れる水層が燃料棒列に向かって移
動することになる。

【００８０】第二に、隆起部１２０はバンドに剛性を付
与するように形成されている。柔軟なバンドの場合に
は、流れによってバンドの振動が誘起されることがあ
る。固有振動が発生した場合、バンドはグリッドから遠
去かるように変形するが、最大の変形はスペーサの各側
面におけるかど部間の中間点で起こるのである。図１５
について述べれば、スペーサの左側の側面における最大
変形位置は１０３に相当している。

【００８１】次の図１７には、好適な実施の態様に基づ
くバンドの部分側面図が示されている。かかるバンドの
隆起部１２０はバンド幅の大部分にわたって設けられて
いると共に、バンド高さの1/2 よりやや広い範囲にわた
って設けられている。図１８は図１７中の線１１Ｂ−１
１Ｂに関する縦断面図であって、隆起部１２０の形状を
示している。この形状は波形に類似したものであって、
隆起部を持たないバンドに比べて数倍の剛性をバンドの
側壁に付与する。このような剛性の増大は、流れによっ
て誘起されるバンドの振動を防止するために役立つ。

【００８２】次の図１９は、スペーサのかど部をチャネ
ル１３０のかど部と共に示す拡大上面図である。外側の
燃料棒について良好な熱的性能を得るためには、バンド
の内面とチャネル１３０との間の距離１３２は小さいこ
とが必要である。しかるに、距離１３２を小さくする
と、かど部の燃料棒とチャネルのかど部との間の隙間も
小さくなる。側面に沿った距離１３２を一定とした場
合、かど部における隙間は燃料棒の配列状態が８×８か
ら９×９そして１０×１０に変化するのに伴って一層小
さくなる。すなわち、各々の縦列および横列中における
燃料棒の数が増加するのに伴い、かど部の燃料棒はチャ
ネルに近づくように移動するのである。なお、他の原子
炉部品との干渉を防止するため、チャネルのかど部の曲
率半径を小さくすることはできない。

【００８３】図１９は、１０×１０の配列状態をほぼ一
定の倍率で描いたものである。ジルカロイ製のバンドの
かど部１３６が完全にかど部のセルの外側に位置するよ
うに形成されたとすれば、バンドとチャネルのかど部と
の間の隙間は不十分となり、従ってチャネル内にスペー
サを挿入することは困難もしくは不可能となろう。

【００８４】図１７からわかる通り、バンドのかど部に
は溝穴１３８が設けられている。かど部のセルの上部ア
ーム対および下部アーム対はそれらの溝穴内に突出する
ことになる。その結果、図１９に見られるごとく、バン
ドのかど部１３６をチャネルのかど部から遠去かるよう
に（すなわち、かど部の燃料棒に向かって）移動させる
ことができる。それと同時に、グリッドの一部がかど部
の溝穴内に突出する結果、グリッドはバンドによって捕
捉されることにもなる。

【００８５】このようにして、それぞれのバンドセグメ
ントＢ₁ 〜Ｂ₄ のかど部を燃料棒Ｒ₁ の直径の減少に順
応させ得ることが理解されよう。それと同時に、それら
のかど部はスペーサを取巻くバンドセグメントＢ₁ 〜Ｂ
₄ をインコネル製のグリッドにしっかりとキー留めする
ためにも役立つのである。

【００８６】図２０、２１、２２、２３、２４、２５お
よび２６には、別の実施の態様に基づくジルカロイ製の
バンドが示されている。この実施の態様においては、バ
ンドの剛性の増大は得られない。その代り、インコネル
製ストラップの使用によってバンドがインコネル製のグ
リッドに結合される。

【００８７】図２０は、かかるバンドを構成するセグメ
ントの上面図である。先行技術の場合と同じく、バンド
をチャネルから離隔させるために浴槽形の隆起部１４０
が設けられている。図２１はかかるバンドの部分側面図
である。図１７および１８のバンドとの相違点は、バン
ドの上端および下端に切欠き１４２が設けられているこ
とである。これらの切欠きはインコネル製のストラップ
と共に使用されるが、それについては下記において説明
が行われる。更にまた、バンドのかど部にも切欠き１４
４が設けられている。これらの切欠きは好適な実施の態
様におけるかど部の溝穴と同じ機能を果たす。すなわ
ち、かど部のセルの上部アーム対および下部アーム対が
かかる切欠き内に突出することにより、バンドのかど部
をチャネルのかど部から離隔させることができるのであ
る。

【００８８】図２２、２３および２４にはインコネル製
のストラップが示されている。図２２はインコネル製ス
トラップの側面図である。かかるストラップの長さｌは
スペーサの幅より僅かに小さく、またそれの幅ｗはセル
のアームの幅に等しい。図２３はかかるストラップの上
面図である。屈曲部１５０は図２１の切欠き１４２内に
突出するようになっている。図２４はかかるストラップ
の拡大上面図である。屈曲部１５０の中間には、バンド
を圧迫する突起１５２が設けられている。

【００８９】図２５はスペーサの一部分の上面図であっ
て、ストラップがバンドをグリッドにしっかりと固定す
る様子を示している。ストラップは、接触点１５２にお
いてバンドを圧迫する一連のばねとして作用する。な
お、ストラップはグリッドに溶接する前の状態で示され
ている。このような状態においては、ストラップとグリ
ッドとの間に隙間１５４が存在している。

【００９０】インコネル製のストラップをインコネル製
のグリッドに結合するためには、接触点１５２において
バンドに加重を加えることによって隙間１５４が閉じら
れる。次いで、１５４の位置においてストラップがグリ
ッドに溶接される。図２６はストラップおよびバンドの
部分側面図である。

【００９１】次の図２８を見ると、別の好適な実施の態
様に基づくセル対が示されている。（図５に示された実
施の態様に類似した）この実施の態様においては、２個
のセルＣ₁ およびＣ₂ が上部の燃料棒包囲アーム対２８
および下部の燃料棒包囲アーム対３０の位置において対
面している。この場合の相違点は、下部アーム対３０に
おける長いアーム５１' および短いアーム５０' の位置
が逆になっていることである。

【００９２】詳しく述べれば、下部アーム対３０を見る
と、長いアーム５１の下方に短いアーム５０' が位置し
ていることが認められよう。更にまた、やはり下部アー
ム対３０を見ると、短いアーム５０の下方に長いアーム
５１' が位置していることが認められよう。

【００９３】このような構造は特別な利点を有してい
る。本発明のスペーサグリッドの組立てに際しては、セ
ルＣ₂ に対するセルＣ₁ の回転が起こることがほとんど
避けられない。図５に示された実施の態様の場合にかか
る回転が起こると、短いアーム５０と長いアーム５１と
の間の隙間が整列することになる。しかるに、図２８に
示された実施の態様の場合にかかる回転が起こっても、
下部アーム対３０の短いアーム５０' と長いアーム５
１' との間の隙間の位置および上部アーム対２８の短い
アーム５０と長いアーム５１との間の隙間の位置には変
化がないのである。それ故、たまたまセルの回転が起こ
っても問題は生じないわけである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のばね鋼製グリッドを組立てる際に使用さ
れる従来のスペーサセル（またはフェルール）の斜視
図。

【図２】図１の従来のセルの側面図。

【図３】前方から後方に向かって各セルのばね脚が互い
違いに位置するようにして１群の従来のセルを結合した
状態を示す斜視図である。

【図４】本発明のセルを形成するために折曲げる前のブ
ランクの正面図。

【図５】各セルが図４のブランクから形成されかつ各セ
ルのばね脚が遠く離れて位置するようにして燃料棒包囲
アーム同士が互いに対面するように配置されて成るセル
対の斜視図。

【図６】個々のセル内に規定されたばね脚の過度の変形
を防止するために役立つ上部および下部のばねストップ
が設けられていることを示す図５のばね脚の縦断面図で
ある。

【図７】図５に示されたもののごとき多数のセルから形
成されたばね金属製一体グリッドの一部分を示す平面図
である。

【図８】図５に示されたもののごとき多数のセルから形
成されたばね金属製一体グリッドの一部分を示す側面図
である。

【図９】中央に太い水管を含む１０×１０配列用のスペ
ーサの平面図である。

【図１０】スペーサ中における圧力降下を低減させるた
め、部分長燃料棒の上方に位置する格子位置中に開口を
規定するようにセル対が配列されていることを除けば、
図９と同様な平面図である。

【図１１】２本の水管を収容するようなセル対の配列状
態を示す平面図である。

【図１２】一方の水管を包囲する区域を示す図１１のス
ペーサの拡大図である。

【図１３】図１２のグリッドの内部バンドセグメントを
示す平面図である。

【図１４】図１２のグリッドの内部バンドセグメントを
示す側面図である。

【図１５】好適な実施の態様に基づくバンドを具備した
完全なスペーサの平面図であって、溶接によって連続し
たバンドを形成するのに先立って４個のバンドセグメン
トのうちの２個がグリッドから分離しているところを示
している。

【図１６】好適な実施の態様に基づくバンドを構成する
１個のバンドセグメントの平面図である。

【図１７】図１６に示されたバンドの部分側面図であ
る。

【図１８】図１６に示されたバンドの縦断面図である。

【図１９】かど部におけるスペーサの拡大図であって、
バンドの側面を通してアームを突出させるための開口を
示すと共に、インコネル製のグリッドに対してジルカロ
イ製のバンドがキー留めされたところを示している。

【図２０】第２の実施の態様に基づくバンドを構成する
１個のバンドセグメントの平面図である。

【図２１】第２の実施の態様に基づくバンドを構成する
１個のバンドセグメントの部分側面図である。

【図２２】第２の実施の態様に基づくバンド用のインコ
ネル製ストラップの平面図である。

【図２３】第２の実施の態様に基づくバンド用のインコ
ネル製ストラップの側面図である。

【図２４】図２２および２３のストラップの一部分の拡
大図である。

【図２５】第２の実施の態様に基づくバンドの平面図で
あって、ストラップによってバンドが固定されたところ
を示している。

【図２６】第２の実施の態様に基づくバンドの側面図で
あって、ストラップによってバンドが固定されたところ
を示している。

【図２７】本発明のスペーサの配置状態を示す燃料バン
ドルの斜視図である。

【図２８】上部および下部の燃料棒包囲アームの長さが
逆になっている点を除けば図５と同様な斜視図であっ
て、短い下部アームの上方に長い上部アームが位置しか
つ長い下部アームの上方に短い上部アームが位置する結
果としてセル対の上下逆転が可能であることを示してい
る。

【符号の説明】

２４ ばね脚 ２５ 燃料棒接触部 ２６ ばね脚 ２７ 燃料棒接触部 ２８ 上部の燃料棒包囲アーム対 ３０ 下部の燃料棒包囲アーム対 ３１ アーム ３２ アーム ３４ ばねストップ ３５ ばねストップ ３６ ばねストップ ３７ ばねストップ ４５ ストップ ４６ ストップ ４７ ストップ ４８ ストップ ５０ 短いアーム ５１ 長いアーム ６０ 内部バンド部材 １０１ バンドセグメントの末端 １０２ バンドセグメントの末端 １１０ 導流タブ １２０ 隆起部 １３８ 溝穴 １４０ 隆起部 １４２ 切欠き １４４ 切欠き １５０ 屈曲部 １５２ 突起 Ｂ バンドセグメント Ｃ セル Ｐ セル対 Ｒ 水管または燃料棒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース・マッズナー アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ホセ、クレストモント・ドライブ、 1920番 (72)発明者 ジェラルド・マーチン・ラター アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ホセ、ナンバー14、メンデンホール・ ドライブ、1617番 (56)参考文献 米国特許3753855（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内方に突出してセル内の燃料棒にばね作
   用を及ぼす燃料棒接触部を中央に有する少なくとも１個
   のばね脚、および前記ばね脚の遠隔端に設けられた少な
   くとも２組の燃料棒包囲アーム対をそれぞれに有する複
   数のばね金属製スペーサセルを含んでいて、(a) 前記燃
   料棒包囲アーム対の各々は前記ばね脚が前記セル内に収
   容された燃料棒を圧迫した場合に前記燃料棒を支持する
   ために役立つストップを形成しており、(b) 前記燃料棒
   包囲アーム対は相対的に長い第１のアームと相対的に短
   い第２のアームとから成る上部の燃料棒包囲アーム対お
   よび相対的に短い第１のアームと相対的に長い第２のア
   ームとから成る下部の燃料棒包囲アーム対を含んでお
   り、(c) 前記上部の燃料棒包囲アーム対の前記第１のア
   ームは前記下部の燃料棒包囲アーム対の前記第１のアー
   ムの上方に位置し、かつ前記上部の燃料棒包囲アーム対
   の前記第２のアームは前記下部の燃料棒包囲アーム対の
   前記第２のアームの上方に位置する結果、１個の前記セ
   ルを別の前記セルに対して回転した場合でも前記燃料棒
   包囲アーム対の相対的に長いアームは前記燃料棒包囲ア
   ーム対の相対的に短いアームと対面することになり、
   (d) 前記ばね脚が互いに遠く離れて位置するようにして
   ２個の前記セルを対面させ、次いで前記燃料棒包囲アー
   ム対をそれらの末端に隣接した位置において互いに連結
   してセル対を形成すれば、前記セル対を構成する一方の
   セルの相対的に長いアームと他方のセルの相対的に短い
   アームとが結合される結果として前記セル対は剛性の一
   体構造物を形成し、そして(e) 複数の前記セル対を前記
   燃料棒包囲アーム対の位置において溶接することによっ
   て一体グリッドが形成されることを特徴とする、複数の
   燃料棒を含む燃料バンドルにおいて使用するためのスペ
   ーサ。