JPH08271663A

JPH08271663A - 沸騰水型原子炉用燃料集合体の低圧損型上部タイプレート

Info

Publication number: JPH08271663A
Application number: JP7094401A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Okubo; 和俊大久保
Original assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Current assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】沸騰水型原子炉用燃料集合体に用いられる上
部タイプレートの特に水平方向荷重に対する機械的強度
を低下させてしまうことなしに、冷却材の圧力損失低減
化を可能とする。【構成】低圧損型上部タイプレート１１の四外側辺列
部Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆにあって、対向位置にあるロケーショ
ンボス１３ｂ相互間の縦列部Ａと横列部Ｂは、複数のボ
ス１３とリブ１４で連設してしまうことで、チャンネル
ボックス１０によりロケーションボス１３ｂが受ける衝
撃荷重に耐え得るようにする。これ以外の箇所における
縦列部Ａと横列部Ｂにおいて、そのボス１３とリブ１４
の一方または双方を、部分的に欠落することで、低圧損
失を強度上の支障なしに実現可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉用の燃
料集合体に使用される低圧損型上部タイプレートに係
り、特に、その水平方向に対する機械的強度を低下させ
てしまうことなしに、冷却材に対する低圧損化を実現し
ようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の沸騰水型原子炉に使用されている
燃料集合体は、図２、図３に示されている通り上部タイ
プレート１のグリッド部１ａと、下部タイプレート２と
の間に、多数本の燃料棒３とタイロッド燃料棒４、中空
ロッド５を引揃え状態として格子状とした燃料束６が連
結され、当該燃料束６の長手方向には、所要間隔だけ離
して、燃料棒３等の各部材を水平方向間隔が一定に保持
されるように、スぺーサ７が複数設けられている。

【０００３】さらに、既知の如く上記燃料棒３と中空ロ
ッド５の下部端栓３ａ、５ａは、下部タイプレート２の
下部端栓嵌合孔２ａ、２ｂに嵌装され、同上燃料棒３、
中空ロッド５の上部端栓３ｂ、５ｂは、前記グリッド部
１ａの上部端栓挿通孔１ｂ、１ｃに嵌装されており、当
該グリッド部１ａの下面と燃料棒３、中空ロッド５のパ
イプ部３ｃ、５ｃとの間にあって、各上部端栓３ｂ、５
ｂに被嵌された膨張スプリング８が介設されている。

【０００４】また、前記タイロッド燃料棒４の下部端栓
４ａは、下部タイプレート２の下部端栓螺孔２ｃに螺着
し、一方その上部端栓４ｂは、グリッド部１ａの上部端
栓挿通孔１ｄを貫通して、その突出部に締着ナット４ｄ
が螺着され、この上部端栓４ｂにもグリッド部１ａの下
面と、タイロッド燃料棒４のパイプ部４ｃの間にあっ
て、膨張スプリング８が前同様に被嵌されている。上記
グリッド部１ａの四コーナ箇所からは、これまた既知の
通り端栓挿通孔１ｂ′を設けた各コーナポスト９が立設
されることで上部タイプレート１が構成され、これらの
端栓挿通孔１ｂ′には、燃料棒３の上部端栓３ｂが嵌挿
され、当該端栓３ｂにも、すべて、これまた前同様に膨
張スプリング８が被嵌介設され、さらに、当該燃料棒３
の下部端栓３ａが、下部タイプレート２における嵌合孔
としての下部端栓取付部２ｂに取り付けられている。

【０００５】しかも、上記各コーナポスト９に載設され
て、燃料束６に被装したチャンネルボックス１０によっ
て、燃料束６を冷却するための流路と、制御棒、炉内計
装管等を冷却するための流路とが分けられ、かつ、当該
燃料束６が保護され、制御棒がガイドされる。上記コー
ナポスト９中の一つである固定用コーナポスト９ａにあ
って、その前記端栓挿通孔１ｂ′には、その上位に同軸
である固定用螺孔１ｅが刻設され、これに締着ボルト１
１を螺着することで、チャンネルファスナ１２をチャン
ネルボックス１０に締着させ、これにより上記の上部タ
イプレート１、チャンネルボックス１０そしてチャンネ
ルファスナ１２が一体に固定されている。図中１ｆは燃
料ペレットＰの押えばねを示す。

【０００６】このようにして構成されている既知の燃料
集合体には、上記した多数本の燃料棒３、タイロッド燃
料棒４、中空ロッド５を所定の間隔で平行状態に保持す
るための上部タイプレート１が設けられているが、当該
従来の上部タイプレート１は、図４に示す如き構成を有
するものである。

【０００７】すなわち、既知の如く鋳物を機械加工する
ことにより、前記グリッド部１ａを平面正方形状に形成
し、これには、前記多数本の燃料棒３、タイロッド燃料
棒４、中空ロッド５等の各上部端栓３ｂ、４ｂ、５ｂを
挿通保持させるため、各種端栓挿通孔１ｂ、１ｄ、１ｃ
を形成するための多数個のボス１ｈが配置されており、
それらのボス１ｈは、リブ１ｉによって格子状となるよ
うに連結形成されている。

【０００８】さらに、この上部タイプレート１における
前記グリッド部１ａの四外側辺列部にあって、夫々図示
例では２個宛のロケーションボス１ｇが、上記のボス１
ｈよりも外側へ向けて突設されており、これらのロケー
ションボス１ｇの外側端が、前記のチャンネルボックス
１０の内面と当接されていることにより、上部タイプレ
ート１がチャンネルボックス１０の中央部にあって位置
決めされるようになっている。

【０００９】ところが単なる格子状に形成した在来の上
部タイプレートによるときは、上部タイプレートのグリ
ッド部内を流通する冷却材の流通抵抗が大となるため、
特に近年当該流通抵抗を小さくして、燃料集合体の冷却
効率を高めようとする低圧損化の要求を、充分に満足す
ることができていない。そこで、かかる要求に対応する
ため、既に図４に例示する如く、例えば燃料交換機によ
り、燃料集合体を吊り上げた際、荷重がかかり難い箇所
にあって、そのボス１ｈの外径を小さくしたり、あるい
は、リブ１ｉの厚さを薄く形成したり、さらには、一部
のリブ１ｉを欠設してしまうなどの設計上の改良を加
え、これにより、低圧損化を実現しようとしている。

【００１０】しかし、上記の如く低圧損化のために、リ
ブの厚さを薄くしたり一部のリブやボスを削除してしま
う構造とした場合には、低圧損化の点での向上は期待で
きるものの例えば、地震発生等により外力が加えられた
場合、燃料集合体に対して水平方向への加速度が働き、
チャンネルボックス１０による衝撃荷重がロケーション
ボス１ｇに対して印加されることから、これに伴う衝撃
荷重は、特に当該ロケーションボス１ｇの位置に対応す
るリブ１ｉまたはボス１ｈに使用し、当該リブ１ｉが薄
型またはボス１ｈの外径が、低圧損化のために、小さく
形成されているときには上部タイプレート１におけるグ
リッド部１ａが変形してしまう虞れが生ずることにな
る。

【００１１】また機械加工によって、上記グリッド部１
ａの各ボス１ｈに、端栓挿通孔１ｂ、１ｄ、１ｃを穿設
加工しようとする際には、上記ロケーションボス１ｇを
水平方向に押圧保持することにより、上部タイプレート
１の位置決めと固定を行うようにしているが、この際押
圧力が弱いと端栓挿通孔を穿設加工しようとするとき、
上部タイプレート１が動いてしまうため、強い押圧力に
より位置決めしなければならない。従って、この際、上
部タイプレート１に対する強い押圧による固定により、
グリッド部１ａが変形してしまうようなことになり、こ
の結果この変形が弾性の限界内であったとしても、各種
端栓挿通孔の穿設位置が、ずれて加工精度が低下してし
まうことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明に係る請求項１
では上記の燃料集合体に使用される低圧損型である上部
タイプレートであって、そのグリッド部における四外側
辺列部間にあって、互いに対向する双方のロケーション
ボスを結ぶ縦列部と横列部の一直線上にあっては、前記
のボスとこれを連結するリブとが、欠落箇所なく連続し
て形成されるようにし、これ以外の箇所に、リブとボス
の一方または双方の欠落箇所を選定配置することで、上
部タイプレートの水平方向に対する機械的強度を確保さ
せながら、低圧損化の実効をも充足させようとしてい
る。

【００１３】さらに請求項２にあっては、上記請求項１
における構成に加えて、前記したロケーションボス間を
一直線上に連続して配設したボスとリブにあって、その
リブの厚さを他の位置におけるリブの厚さよりも厚く形
成して、対向するロケーションボス間の機械的強度を低
圧損化を大きく損なうことなしに、より高めるようにす
るのが、その目的である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するためになされたもので、請求項１にあっては、
平面が正方形状であるグリット部は、四角隅部に立設の
コーナポスト間を連設する外側辺列部と、これらの各外
側辺列部から、所定の間隔だけ離間して格子状に併設し
た多数の縦列部および横列部を具備し、前記各外側辺列
部は、上記コーナポスト間にあって、各種端栓挿通孔の
縦貫された所要複数のボスと、外装されるチャンネルボ
ックスの内面に当接受承し、各外側辺列部に少なくとも
二個で、対向する外側辺列部の対向位置に配装されたロ
ケーションボスとを、リブにより連設されてなり、前記
の縦列部および横列部は、対向する外側辺列部の前記ボ
ス、ロケーションボス間におけるボスおよびリブの列装
により形成されている沸騰水型原子炉用燃料集合体の上
部タイプレートにおいて、上記縦列部および横列部のう
ち、対向する外側辺列部のロケーションボス相互間は、
ボスとリブの連設により形成され、これ以外の縦列部お
よび横列部にあっては、所望箇所におけるボスとリブの
一方または双方が欠落されていることを特徴とする沸騰
水型原子炉用燃料集合体の低圧損型上部タイプレートを
提供しようとしている。

【００１５】また、請求項２では、上記請求項１の構成
に加えて、ロケーションボス相互間におけるリブの厚さ
を、他の箇所におけるリブの厚さよりも大きくするよう
にしたことが、その内容である。

【００１６】

【作用】上記請求項１のものによれば、上記タイプレー
トのグリッド部における四外側辺列部にあって、互いに
対向するロケーションボスを一直線上に連結してなる縦
列部と横列部につき、それぞれのリブおよびボス全部が
架橋状態となって連続しているから、梁として荷重を支
え得ることとなり、従って対向するロケーションボス間
の縦列部と横列部には、充分な機械的強度が保証される
ことになる。

【００１７】また、請求項２にあっては、さらに、対向
する双方のロケーションボス相互間の縦列部と横列部に
おけるリブの厚さを、他のリブの厚さよりも厚く形成す
るようにしたから、極めて僅かな冷却材に対する圧力損
失の変化だけでロケーションボス間の機械的強度を、一
層高めることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係る低圧損型上部タイプレー
トにつき、図１に示す実施例に基づいて詳細に説明すれ
ば、前記の従来例と同じく１１が、前掲チャンネルボッ
クス１０内に燃料束と共に嵌入収容される低圧損型上部
タイプレートで、そのグリッド部１１ａは、平面略正方
形で、その格子様である縦列部Ａと横列部Ｂには、従来
例の端栓挿通孔１ｂ、１ｃ、１ｄに応当する端栓挿通孔
１２を貫設のボス１３がリブ１４によって連装配設され
ている。

【００１９】さらに、これまた従来例と同じく、グリッ
ド部１１ａの四角隅部に配装立設されたコーナポスト１
３ａ間は四外側辺列部Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆにより連設されて
おり、図示例ではコーナポスト１３ａから２つ目のボス
が前説のロケーションボス１３ｂであり、従って各外側
辺列部Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに一対宛だけ、ボス１３とリブ１
４とにより一直線状に連設されており、前記の如くこの
ロケーションボス１３ｂが、チャンネルボックス１０の
内面に当接受承される。また、上記ロケーションボス１
３ｂは、対向する外側辺列部Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの対向位置
に配設されており、本発明では、これらの対向するロケ
ーションボス１３ｂ相互間における縦列部Ａおよび横列
部Ｂについて、端栓挿通孔１２を形成する多数個のボス
１３およびリブ１４により、完全に連設の状態を確保す
るのである。

【００２０】このように、図示例では対向するロケーシ
ョンボス１３ｂ間における２つの縦列部Ａと２つの横列
部Ｂについては、当該外側辺列部Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対し
て、連設の状態としているが、これ以外の所望箇所にお
けるボス１３とリブ１４は、その一方または双方を欠落
することによって、冷却材の流通路１５を拡大して、低
圧損化を可能とするのであり、本発明によるときは、こ
のことにより、可及的に多くの欠落箇所を設定すること
ができることになる。

【００２１】さらに、請求項２にあっては、上記請求項
１における構成に加えて、前記のロケーションボス１３
ｂ相互間におけるリブ１４の厚さを、上記した欠落箇所
を設定し得る縦列部Ａおよび横列部Ｂにおけるリブ１４
の厚さよりも大としたので、外側辺列部におけるロケー
ションボス１３ｂ相互間の強度を、さらにしかも、当該
厚さの増大による冷却材に基づく圧力損失も、僅少であ
ることから、低圧損型上部タイプレート１の水平方向荷
重に対して強度を増大でき、かつ低圧損化の目的をも達
成することができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記のようにグリッド部の対向
する、外側辺列部にあって、対向する双方のロケーショ
ンボス相互間が、多数個のボスおよびリブを介して連設
したものであるから、そのロケーションボス部から受け
る水平方向の荷重に対しての強度が確保され、このこと
から他の縦列部、横列部におけるボス、リブ等を欠落し
て、冷却材の流通路を拡大でき、この結果地震発生時等
における衝撃荷重を受けても、グリッド部の不本意な変
形を回避でき、低圧損化を支障なく実現することができ
る。また、端栓挿通孔の穿設加工時にあって、水平方向
押圧保持力によるグリッド部の変形が小さくなり、当該
穿設位置の加工精度が低下してしまうことを防ぎ得るこ
とになる。

【００２３】さらに、請求項２ではボスやリブの欠落箇
所が許容される縦列部や横列部のリブ厚より、前記のロ
ケーションボス相互間における縦列部や横列部のリブ厚
を大としたので、低圧損化に対する大きな影響を与えて
しまうことなしに、衝撃荷重や前記水平方向押圧保持力
に対する強度を、さらに増大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る低圧損型上部タイプレートのグリ
ッド部を示す平面説明図である。

【図２】従来の沸騰水型原子炉用燃料集合体を示す縦断
正面図である。

【図３】図２の燃料集合体における上部を示した拡大縦
断正面図である。

【図４】従来の上部タイプレートにおけるグリッド部を
示す平面説明図である。

【符号の説明】

１０チャンネルボックス１１低圧損型上部タイプレート１１ａグリッド部１２端栓挿通孔１３ボス１３ａコーナポスト１３ｂロケーションボス１４リブＡ縦列部Ｂ横列部Ｃ外側辺列部Ｄ外側辺列部Ｅ外側辺列部Ｆ外側辺列部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面が正方形状であるグリット部は、四
角隅部に立設のコーナポスト間を連設する外側辺列部
と、これらの各外側辺列部から、所定の間隔だけ離間し
て格子状に併設した多数の縦列部および横列部を具備
し、前記各外側辺列部は、上記コーナポスト間にあっ
て、各種端栓挿通孔の縦貫された所要複数のボスと、外
装されるチャンネルボックスの内面に当接受承し、各外
側辺列部に少なくとも二個で、対向する外側辺列部の対
向位置に配装されたロケーションボスとを、リブにより
連設されてなり、前記の縦列部および横列部は、対向す
る外側辺列部の前記ボス、ロケーションボス間における
ボスおよびリブの列装により形成されている沸騰水型原
子炉用燃料集合体の上部タイプレートにおいて、上記縦
列部および横列部のうち、対向する外側辺列部のロケー
ションボス相互間は、ボスとリブの連設により形成さ
れ、これ以外の縦列部および横列部にあっては、所望箇
所におけるボスとリブの一方または双方が欠落されてい
ることを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料集合体の低圧
損型上部タイプレート。
【請求項２】平面が正方形状であるグリット部は、四
角隅部に立設のコーナポスト間を連設する外側辺列部
と、これらの各外側辺列部から、所定の間隔だけ離間し
て格子状に併設した多数の縦列部および横列部を具備
し、前記各外側辺列部は、上記コーナポスト間にあっ
て、各種端栓挿通孔の縦貫された所要複数のボスと、外
装されるチャンネルボックスの内面に当接受承し、各外
側辺列部に少なくとも二個で、対向する外側辺列部の対
向位置に配装されたロケーションボスとを、リブにより
連設されてなり、前記の縦列部および横列部は、対向す
る外側辺列部の前記ボス、ロケーションボス間における
ボスおよびリブの列装により形成されている沸騰水型原
子炉用燃料集合体の上部タイプレートにおいて、上記縦
列部および横列部のうち、対向する外側辺列部のロケー
ションボス相互間は、ボスとリブの連設により形成さ
れ、これ以外の縦列部および横列部にあっては、所望箇
所におけるボスとリブの一方または双方が欠落されてい
ると共に、当該リブの厚さよりも、上記のロケーション
ボス相互間におけるリブの厚さが大きく形成されている
ことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料集合体の低圧損
型上部タイプレート。