JPH08248163A - 原子炉燃料集合体用支持格子及びその製造方法 - Google Patents

原子炉燃料集合体用支持格子及びその製造方法

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JPH08248163A
JPH08248163A JP7047420A JP4742095A JPH08248163A JP H08248163 A JPH08248163 A JP H08248163A JP 7047420 A JP7047420 A JP 7047420A JP 4742095 A JP4742095 A JP 4742095A JP H08248163 A JPH08248163 A JP H08248163A
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JP
Japan
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thin metal
straps
metal strips
assembled
fuel assembly
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Withdrawn
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JP7047420A
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English (en)
Inventor
Masahiko Imaizumi
正彦 今泉
Takeshi Yokoyama
武 横山
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が容易で且つ高強度の原子炉燃料集合体
用支持格子を得る。 【構成】 複数のストラップ25,27は、互いに平行
に且つ互いに交差して格子状に組み立てられ、外周には
周辺ストラップ21,23が組み込まれて平面形状が正
方形の支持格子が形成されている。互いに交差するスト
ラップ25,27は、黒丸w1,w2,w3,w4で示
す位置で溶接接合されている。黒丸w1,w2は、スト
ラップ25,27の幅方向端縁部に位置し、黒丸w3,
w4は、スプリング35,39の両端脚部の近傍に位置
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉用燃料集合体に
組み込まれる燃料棒用支持格子に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、発電用として一般的に使用されて
いる原子炉、例えば加圧水型原子炉の燃料集合体10の
概略構造が図4に示されている。図において、上部ノズ
ル1と下部ノズル2が、複数の制御棒案内管3によって
連絡固定され、更に制御棒案内管3に軸方向間隔を置い
て固定された支持格子4の開口に多数の核燃料棒5が、
一本づつ挿通支持されている。
【0003】図5及び図6に支持格子4の構造が示され
ている。ステンレス鋼又はジルコニウム基合金等の金属
の薄い帯板である複数のストラップ6,7は、互いに交
差して組み立てられており、外周は周辺ストラップ8,
9で閉じられている。このようにして、核燃料棒5が挿
通される格子空間即ちセル11が画成される。ストラッ
プ6,7,8,9には、板状のスプリング13が一体的
に形成され、これはセル11の中に突出している。スプ
リング13に対向して、ディンプルと称する突起15が
ストラップ6,7,8,9に形成され、ディンプル15
とストラップ13が協働して核燃料棒5を弾性的に支持
する。
【0004】ストラップ6,7,8,9は、非常に薄い
金属板であるので、これらを互いに固定する実用的な接
合方法としては、ろう付けが採用されていた。これを図
7を参照して説明すると、ストラップ6,7には、幅方
向に延びた狭いスリットが形成されており、このスリッ
トを利用して互いに差し込まれて組み立てられている。
そして、スリットの部分に、ろう17が広がり、ストラ
ップ6,7を接合している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のろう付けは、従
来より信頼性のある接合方法として使用されているので
あるが、接合作業に非常な手間や神経を要する。ろう付
けは、ストラップ材料よりは低融点のろう金属を接合部
に置き、この状態で炉の中で加熱してろう金属を溶か
し、ろう金属の再凝固によりストラップ同士を固着する
ものである。而して、最近の燃料集合体の大形化に伴
い、セルの数も百を優に越えるとなると、ろうを置く手
数も大変なものになっている。また、接合部の機械的強
度もより大きいものが要求されつつある。
【0006】一方、溶接部周辺への熱影響が少なく、薄
板構造物を少ない熱変形で強固に接合できる溶接方法と
して、レーザ溶接などが実用化されており、支持格子の
ストラップの接合にレーザ溶接を使用することも提案さ
れている。支持格子では、前述のようにストラップと一
体的に形成されたスプリングが核燃料棒を横方向に支持
するので、スプリングは大きな荷重を受け、これはスト
ラップ本体に伝達される。このため、スプリングの両端
部に連なったストラップの部分を強固に支持して変位を
阻止しないと所要のスプリング機能が得られない。従っ
て、従来より提案されている溶接接合も単純には、採用
できない。本発明は、かかる事情に鑑みなされたもの
で、所要の核燃料棒支持力が得られると共に製造作業に
あまり手数、時間を必要としない原子炉燃料集合体用支
持格子及びその製造方法を提供することを目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】叙上の目的を達成する本
発明によれば、複数の薄金属帯板が互いに間隔を置いて
平行に且つ互いに交差して組み立てられ、形成された複
数の燃料棒挿通空間に各別に突出する板状スプリングが
前記薄金属帯板の幅方向中央部に一体的に形成されてい
て、前記板状スプリングにより燃料棒が弾性的に支持さ
れる原子炉燃料集合体用支持格子において、互いに交差
して組み立てられた前記薄金属帯板相互の間に幅方向両
端部及び前記板状スプリングの近傍において溶接接合部
が形成されていることを特徴としている。また、本発明
を別の視点で方法として把握すると、前述の構造の原子
炉燃料集合体用支持格子を製造するに際し、前記薄金属
帯板に形成された幅方向スリットに別の前記薄金属帯板
を受け入れて交差して組み立て、前記両薄金属帯板を幅
方向両端部及び前記板状スプリングの近傍において溶接
接合することを特徴としている。
【0008】
【作用】上記した構成の本発明によれば、溶接接合は薄
金属帯板自体を部分的に溶かして接合するので、薄金属
帯板同士を強固に連結固定する。幅方向両端部の溶接接
合部は、薄金属帯板の端縁の変形を防止し、板状スプリ
ングの近傍の溶接接合部は、スプリングの両端部に連な
った薄金属帯板の幅方向中央部の変形を阻止して、スプ
リングの両端部の燃料棒挿通空間内位置を保持する。
【0009】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
を説明する。図2は、本発明による原子炉用燃料集合体
の支持格子20の平面形状を示している。支持格子20
は、基本的に薄金属帯板即ち周辺ストラップ21.23
及び互いに交差して組み立てられる薄金属帯板即ちスト
ラップ25,27から構成されている。ストラップ2
5,27の素材(ブランク)の形状が図3(a)(b)
に示されている。製造工程において、プレスで板材から
打ち抜いた状態の形状である。ストラップ25,27の
両端の耳25a,25b,27a,27bは、折り曲げ
られて周辺ストラップ21,23に溶接されるが、スリ
ット25c,27cは、別のストラップ27,25を受
け入れて図2に示すように格子構造体として組み立てら
れる。
【0010】ストラップ25,27は、自己のスリット
25c,27cに相手のストラップ27,25を受け入
れて、図2に示すように組み立てられるのであるが、こ
のようにして組み立てられたストラップ25,27が協
働して画成する燃料棒挿通空間又は格子空間即ちセル2
9(図2では196個ある)の一部は、制御棒案内管3
1の挿着に使用され、残りのセル29の中に核燃料棒3
3が挿通される(図面の複雑化を避けるため核燃料棒3
3は1本のみ図示されている。)。
【0011】ストラップ25,27及び周辺ストラップ
23の組み立て状態が図1に拡大して示されている。ス
トラップ25には、スプリング35が中央部に一体的に
形成され、それを挟んでディンプル37が裏側の面に突
出して形成されている。ディンプルは、英語ではくぼみ
の意であり、スプリング35の形成面ではくぼみとなっ
ているが、裏面では突起となっていて、次の列のストラ
ップ25のスプリング35と協働して、核燃料棒を支持
する。ストラップ27にも同様に、スプリング39とデ
ィンプル41が一体的に形成されており、前述の関係が
図面上で明確に示されている。一のストラップ25、2
7のスプリング35,39とこれに向き合う別のストラ
ップ25,27のディンプル37,41が組み合わされ
て核燃料棒33の支持点が形成されていて、周辺ストラ
ップ23にも、所要の位置にスプリング、ディンプルが
形成されていると理解されるべきである。
【0012】図1において、便宜上黒丸w1,w2,w
3,w4で示す位置でストラップ25,27が溶接接合
されている。黒丸w1,w2は、ストラップ25,27
の幅方向の端縁部に位置し、固定強度上はこの箇所での
溶接で十分ではあるが、黒丸w3,w4が、スプリング
33,37の両端脚部に近接し、その部分の撓みを防止
する。即ち、スプリング35,39の両端は、移動しな
いから核燃料棒が水平方向に変位してスプリング35,
37に所要の撓みを与えれば、核燃料棒の水平方向変位
量に見合ったスプリング力が得られ、核燃料棒は好適に
支持される。
【0013】このような構造の支持格子20を製造する
には、金属薄板からプレスで図3に示すようなストラッ
プ25,27のブランクを打ち抜く。これらをスリット
25c.27cを利用し互いに交差して組み立てる。次
いで、周辺ストラップ21,23を耳25a,25b,
27a,27bを利用して組み込み、支持格子20の仮
組を完成する。仮組の支持格子20を溶接チャンバに入
れ、各交差部について、黒丸w1,w2,w3,w4の
位置で溶接を順次行う。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、核燃料棒を支持するスプリングの両端脚部に近
接した薄金属帯板の中央部分をこれに交差した別の薄金
属帯板に溶接固定したので、スプリングの撓み量を核燃
料棒の変位量に見合うものにすることができ、核燃料棒
を好適に支持することができる。又、請求項2の発明に
よれば、薄金属帯板同士の交差部にろうを置く必要もな
いので、薄金属帯板同士の連結固着ひいては支持格子の
製造を容易且つ短時間で行うことができ、堅固な支持格
子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の要部を示す部分拡大断面図で
ある。
【図2】前記実施例の平面図である。
【図3】前記実施例の構成部材を抜き出して示す側面図
である。
【図4】本発明の支持格子が使用される原子炉用燃料集
合体の一部切欠斜視図である。
【図5】従来の支持格子の構造を示す部分平面図であ
る。
【図6】図5中のVI−VI線に沿う断面図である。
【図7】従来の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
20 支持格子 21 ストラップ 23 ストラップ 25 ストラップ 27 ストラップ 35 スプリング 37 スプリング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の薄金属帯板が互いに間隔を置いて
    平行に且つ互いに交差して組み立てられ、形成された複
    数の燃料棒挿通空間に各別に突出する板状スプリングが
    前記薄金属帯板の幅方向中央部に一体的に形成されてい
    て、前記板状スプリングにより燃料棒が弾性的に支持さ
    れる原子炉燃料集合体用支持格子において、互いに交差
    して組立られた前記薄金属帯板相互の間に幅方向両端部
    及び前記板状スプリングの近傍において溶接接合部が形
    成されていることを特徴とする原子炉燃料集合体用支持
    格子。
  2. 【請求項2】 複数の薄金属帯板が互いに間隔を置いて
    平行に且つ互いに交差して組み立てられ、形成された複
    数の燃料棒挿通空間に各別に突出する板状スプリングが
    前記薄金属帯板の幅方向中央部に一体的に形成されてい
    て、前記板状スプリングにより燃料棒が弾性的に支持さ
    れる原子炉燃料集合体用支持格子を製造するに際し、前
    記薄金属帯板に形成された幅方向スリットに別の前記薄
    金属帯板を受け入れて交差して組み立て、前記両薄金属
    帯板を幅方向両端部及び前記板状スプリングの近傍にお
    いて溶接接合することを特徴とする原子炉燃料集合体用
    支持格子の製造方法。
JP7047420A 1995-03-07 1995-03-07 原子炉燃料集合体用支持格子及びその製造方法 Withdrawn JPH08248163A (ja)

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