JPH08271667A - 支持格子移動防止用突起およびその形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スリーブを使用することなく、支持格子の移
動を制限するのに十分な強度を有する支持格子移動防止
用突起およびその形成方法を得ること。 【構成】 計装用案内管表面の各支持格子のストラップ
をはさむ上下位置に形成された支持格子移動防止用突起
が、移動を防止すべき支持格子のストラップの上端およ
び下端に対向してそれぞれ庇状に開口を備えたものであ
る。また、該支持格子移動防止用突起は、計装用案内管
にスリットを設けた後、対向するストラップ端部に対し
てスリット長手方向を中心にスリット周辺領域の反対側
領域を部分的に拡管することによって形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型原子炉（ＰＷ
Ｒ）の燃料集合体に関するものであり、特に、支持格子
の移動防止手段を備えた燃料集合体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】加圧水型原子炉は、一般的に、原子炉容
器内で上部炉心板と下部炉心板とによって支持されてい
る多数の燃料集合体から炉心が構成されている。通常、
燃料集合体では、複数の燃料棒が互いに間隔をもって複
数段の支持格子に保持部材を介して保持されることによ
って正方格子状に配置されている。また、これら燃料棒
間に制御棒案内管がほぼ均一に配置され、中央には計装
用案内管が設けられている。

【０００３】このような燃料集合体は、炉心において燃
焼に伴い軸方向の伸びが生じる。これは、燃料集合体の
骨格を形成している制御棒案内管および燃料棒が中性子
照射を受けて軸方向に成長することによる。しかし、一
般的に燃料棒の伸びは制御棒案内管の伸びより大きくい
ため、最下段や最上段以外の中間部支持格子を制御棒案
内管に固定しないことにより、中間部支持格子を制御棒
案内管の表面上で滑らせて伸びの差を吸収する構成がと
られる。

【０００４】以上のように、制御棒案内管に固定されな
い支持格子では、燃料棒の伸びや保持バネ等の燃料棒保
持部材のへたりなどのために支持格子が制御棒案内管お
よび計測用案内管に沿って上方あるいは下方へ過度に移
動してしまうと、隣接する燃料集合体の支持格子との当
り合いがなくなるため、例えば、耐地震発生時の炉心強
度や支持格子による燃料棒に対する擦れなどの点で問題
がある。

【０００５】そこで、支持格子の過度の移動を防止する
ため、図３のフローティング支持格子型ＰＷＲ用燃料集
合体概略構成図に示すように、計装用案内管の支持格子
のストラップの上下位置に、移動を防止するための突起
が設けられているものがあった。例えば計装用案内管の
支持格子ストラップの上下位置の円周上に拡管加工によ
って図４（ａ）に示すようなリング状突起や図４（ｂ）
に示すような複数の突起を形成していた。

【０００６】従って、計装用案内管表面上を支持格子が
摺動しつつ上昇（または下降）してきても、ストラップ
端部が突起部に当り、それ以上の移動を制限できるとい
うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな単なる突起では、図５に示す用に支持格子が計装用
案内管表面上を摺動し、上昇（または下降）してストラ
ップの端部が突起部に当ると、この部分は滑らかな傾斜
であるためストラップ端部は突起部に乗り上げてしま
い、突起部がつぶれたりストラップ端部が変形したり
し、支持格子の移動を良好に制限することはできなくな
る。

【０００８】そこで、図６（ａ）の斜視図および（ｂ）
の断面図に示すように、計装用案内管に設けられた突起
に対応する拡管加工部（スエージ部）が形成されたスリ
ーブを用いる方式もある。これは、計装用案内管とこれ
に重ねたスリーブとを内側から拡管加工することによっ
てスリーブを計装用案内管に固定し、このスリーブの端
面が、計装用案内管表面上を摺動して上昇（または下
降）してくる支持格子のストラップ端部に当り、支持格
子の移動を制限するというものである。

【０００９】しかしながら、このようなスリーブを利用
した方法では、計装用案内管とスリーブとを一緒に拡管
加工しなければならず、その分、時間もコストも大幅に
増加してしまうという問題があった。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑み、スリーブを
使用することなく、支持格子の移動を制限するのに十分
な強度を有する支持格子移動防止用突起およびその形成
方法を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明に係る支持格子移動防止用突起で
は、加圧水型原子炉の燃料集合体を構成する複数の燃料
棒を、互いに間隔をもって格子状に保持するための複数
段の支持格子内に配置された計装用案内管に設けられ、
前記支持格子の前記複数の燃料棒と該燃料棒間に配置さ
れた制御棒案内管および前記計装用案内管の表面上での
摺動を予め定められた範囲内に制限するための支持格子
移動防止用突起であって、前記計装用案内管表面の各支
持格子のストラップをはさむ上下位置に形成され、移動
を防止すべき支持格子のストラップの上端および下端に
対向してそれぞれ庇状に開口を備えたものである。

【００１２】また、請求項２に記載の発明に係る支持格
子移動防止用突起の形成方法は、加圧水型原子炉の燃料
集合体を構成する複数の燃料棒を、互いに間隔をもって
格子状に保持するための複数段の支持格子内に配置され
た計装用案内管に設けられ、前記支持格子の前記複数の
燃料棒と該燃料棒間に配置された制御棒案内管および前
記計装用案内管の表面上での摺動を予め定められた範囲
内に制限するための支持格子移動防止用突起の形成方法
であって、前記計装用案内管表面の各支持格子のストラ
ップをはさむ上下位置に相当する位置に、それぞれ長手
方向が該計装用案内管の軸方向と直交するスリットを形
成する工程と、前記長手方向を中心に前記ストラップの
上端または下端に対して反対側のスリット周辺領域をそ
れぞれ部分的に拡管する工程と、を有するものである。

【００１３】

【作用】本発明は、計装用案内管表面の各支持格子のス
トラップをはさむ上下位置に形成された支持格子移動防
止用突起であり、移動を防止すべき支持格子のストラッ
プの上端および下端に対向してそれぞれ庇状に開口を備
えたものである。即ち、本発明では、計装用案内管の支
持格子のストラップをはさむ位置に各々一対の突起が配
置されている。

【００１４】従って、支持格子が計装用案内管の軸方向
を上向きに摺動した場合、ストラップ上端は、該上端に
対向する庇状に開口を備えた突起に当り、また支持格子
が計装用案内管の軸方向を下向きに摺動した場合、スト
ラップ下端は、該下端に対向する庇状に開口を備えた突
起に当る。この上端あるいは下端が当った部分では、突
起は庇状に開口が向いているため、計装用案内管表面か
ら突起頂部にかけての連続した傾斜は存在せず、ストラ
ップ上端あるいは下端がそのまま突起に乗り上げたり、
突起が押しつぶされることはない。

【００１５】以上のように、本発明による支持格子移動
防止突起は、計装用案内管の表面上を摺動してきた支持
格子を乗り上げられたり押しつぶされたりすることのな
い突起によってそれ以上の摺動が防止される。従って、
支持格子の摺動は、支持格子のストラップをはさんで計
装用案内管に設けられた対の突起の間に制限され、スリ
ーブを用いない構成でありながら支持格子の過度な移動
は良好に防止され、かつスリーブを用いる場合のような
コストや時間は必要なくなり製造が簡便となる。

【００１６】また、上記の如き請求項１に記載の支持格
子移動防止用突起の形成方法としては、例えば、請求項
２に記載したように、まず、計装用案内管表面の各支持
格子のストラップをはさむ上下位置に相当する位置に、
それぞれ長手方向が該計装用案内管の軸方向と直交する
スリットを形成した後、前記長手方向を中心にストラッ
プの上端または下端に対して反対側のスリット周辺領域
をそれぞれ部分的に拡管することにより、それぞれスト
ラップ上端または下端に対向する庇状の開口を備えた突
起を形成することができる。

【００１７】また、本発明の形成方法では、予めスリッ
トを形成しておいてから突起を形成するので、スリット
は機械加工によって位置精度良く形成できるため、従来
のように突起を拡管加工で直接形成する場合に比べて、
スリット周辺領域に形成される突起自身の位置精度が良
くなる。

【００１８】なお、一般的に計装用案内管は支持格子の
格子内に配置されるが、各格子はストラップで囲まれて
なる四角枠で形成されており、その計装用案内管を囲む
４つのストラップ内面がそれぞれ計装用案内管の外周面
と当接する領域を持つ。支持格子移動防止用突起を設け
る場合、突起はストラップ端部に当る位置になければな
らないので、計装用案内管外周面の前記ストラップ内面
との接触領域の案内管軸方向に沿った延長線上の位置に
突起を形成する必要がある。

【００１９】従って、通常は一つの格子で計装用案内管
と接する領域は４つあることから、支持格子の移動を防
止し得る突起形成位置は計装用案内管の同一円周上でそ
れぞれ４箇所づつとなる。本発明の支持格子移動防止用
突起については、各ストラップ上下の形成位置におい
て、それぞれ計装用案内管の同一円周上の４箇所のうち
少なくとも１箇所に突起を形成すれば支持格子の過度の
移動を防止することができる。しかし、上記同一円周上
の４箇所のうち、２、３、４箇所と突起数が増加するほ
ど支持格子に対向する突起の強度が大きくなり、支持格
子移動防止がより信頼性の高い確実なものとなる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例をもって説明する。図
１は、本発明の一実施例として、支持格子移動防止用突
起を同一円周上に４つづつ備えた、ＰＷＲ用燃料集合体
の支持格子内に配置される計装用案内管の、ある制御棒
案内管に固定されていない支持格子付近を部分的に示し
たものであり、（ａ）に概略構成図（ｂ）に断面図を示
した。

【００２１】燃料集合体の燃料棒を間隔をもって保持す
るための支持格子のうち、制御棒案内管に固定されてい
ない一支持格子２のほぼ中央格子内に配置された計装用
案内管１（外径約１２ｍｍ）には、支持格子２をはさむ
上下位置に、それぞれ同一円周上に４つづつ支持格子移
動防止用突起が設けられている。

【００２２】本実施例では、支持格子２のストラップ上
端２ａの計装用案内管外周面との４箇所の接触領域の各
上方延長線上で計装用案内管の同一円周上の４つの位置
に、それぞれストラップ上端２ａに対向した庇状開口４
ａを有する上部突起３ａが形成されている。

【００２３】また、支持格子２のストラップ下端２ｂの
計装用案内管外周面との４箇所の接触領域の各下方延長
線上で計装用案内管の同一円周上の４つの位置に、それ
ぞれストラップ下端２ｂに対向した庇状開口４ｂを有す
る下部突起３ｂが形成されている。

【００２４】このような支持格子２をはさんで形成され
る対の上部突起３ａおよび下部突起３ｂは、各段の支持
格子についても同様に、計装用案内管１の各支持格子を
はさむ上下同一円周上位置に、それぞれ庇状の開口（４
ａ，４ｂ）がストラップ上端または下端に対向するよう
に形成されている。

【００２５】以上のような支持格子移動防止用突起を備
えた計装用案内管１が配置された燃料集合体が燃焼され
た場合、燃焼に伴って支持格子に保持された燃料棒（不
図示）に上方あるいは下方への伸びが生じる。このと
き、燃料棒の伸びに応じて支持格子が計装用案内管の表
面上を摺動する。

【００２６】支持格子が計装用案内管上を摺動してスト
ラップが上昇すると、ストラップ上端２ａは上部突起３
ａに当る。ここでは該案内管表面から連続する滑らかな
傾斜は存在せず、庇状開口４ａにぶつかるため、ストラ
ップ上端２ａが突起上に乗り上げることはなくこれ以上
の上昇は防止される。

【００２７】逆に、支持格子が計装用案内管上を摺動し
てストラップが下降すると、ストラップ下端２ｂは下部
突起３ｂに当る。ここでも該案内管表面から連続する滑
らかな傾斜は存在せず、庇状開口４ｂにぶつかるため、
ストラップ下端２ｂが突起上に乗り上げることはなくこ
れ以上の下降は防止される。

【００２８】このように、本実施例によれば、支持格子
２の移動は、計装用案内管１の軸上における支持格子２
をはさむ上部突起３ａと下部突起３ｂとの範囲内に制限
される。従って、上部突起３ａと下部突起３ｂとの間隔
を適宜設定することによって、支持格子の移動を、隣接
する支持格子との当り合いがなくなって炉心強度等に問
題が生じることのない範囲内とし、燃料棒の伸び以上の
制御棒案内管の伸びに伴って燃料棒にこすれが生じるよ
うな支持格子の過度の移動を防止することができる。

【００２９】以下に、図１に示した上部突起あるいは下
部突起を計装用案内管表面に形成する方法を図２を用い
て説明する。まず、外径約１２ｍｍの計装用案内管１０
表面の各支持格子のストラップをはさむ上下同一円周上
位置の計装用案内管１０外周面とストラップ端部との４
接触領域の各軸方向延長線上に相当する位置に、それぞ
れ幅１ｍｍ、長さ５ｍｍのスリット１１をその長手方向
が該計装用案内管１０の軸方向と直交するようにそれぞ
れ４つ形成する。

【００３０】次に、各スリット１１について、その長手
方向を中心に、形成される突起が移動を防止すべき支持
格子のストラップ端部に向かって反対側のスリット周辺
領域をそれぞれ計装案内管１０の径方向に約３ｍｍの部
分的拡管加工を行なうことにより、ストラップ端部に対
向する庇状の開口を備えた突起１２を形成した。

【００３１】即ち、支持格子のストラップ上端の上部に
位置するスリット１１では、スリット周辺領域のうち上
側の領域に拡管加工を施し、ストラップ下端の下部に位
置するスリット１１では、スリット周辺領域のうち下側
領域に拡管加工を施す。

【００３２】以上の方法で形成した本実施例の支持格子
移動防止用突起（３ａ，３ｂ，１２）を備えた計装用案
内管（１，１０）において、支持格子ストラップのつき
当たりに対する突起強度を調べた結果、図６に示したス
リーブを用いた支持格子移動防止手段と同等であった。

【００３３】

【発明の効果】本発明の支持格子移動防止用突起によれ
ば、以上説明したとおり、スリーブを用いない構成であ
りながら、ＰＷＲ用燃料集合体における支持格子の過度
な上下移動を良好に防止することができ、かつスリーブ
を用いる場合のようなコストや時間は必要なくなり製造
が簡便となるという効果がある。

【００３４】また、本発明の支持格子移動防止用突起の
形成方法によれば、ＰＷＲ用燃料集合体における支持格
子の過度な上下移動を良好に防止し得る突起を、従来に
くらべて位置精度良く形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による支持格子移動防止用突
起を備えた計装用案内管を部分的に示した概略構成図で
あり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図２】図１に示した支持格子移動防止用突起の形成方
法を示す説明図である。

【図３】従来の支持格子移動防止用突起を備えた計装用
案内管が配置されたフローティング支持格子型ＰＷＲ用
燃料集合体の一例を示す概略構成図である。

【図４】計装用案内管に設けられた従来の支持格子移動
防止用突起の例をそれぞれ示す概略構成図である。

【図５】従来の支持格子移動防止用突起による支持格子
の移動防止状態を説明する断面図である。

【図６】従来の他の支持格子移動防止手段を備えた計装
用案内管を示す説明図であり、（ａ）は概略構成図、
（ｂ）は断面図である。

【符号の説明】

１，１０：計装用案内管 ２：支持格子 ２ａ：ストラップ上端 ２ｂ：ストラップ下端 ３ａ：上部突起 ３ｂ：下部突起 ４ａ，４ｂ：庇状開口 １１：スリット １２：突起

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧水型原子炉の燃料集合体を構成する
   複数の燃料棒を、互いに間隔をもって格子状に保持する
   ための複数段の支持格子内に配置された計装用案内管に
   設けられ、前記支持格子の前記複数の燃料棒と該燃料棒
   間に配置された制御棒案内管および前記計装用案内管の
   表面上での摺動を予め定められた範囲内に制限するため
   の支持格子移動防止用突起であって、 前記計装用案内管表面の各支持格子のストラップをはさ
   む上下位置に形成され、移動を防止すべき支持格子のス
   トラップの上端および下端に対向してそれぞれ庇状に開
   口を備えたことを特徴とする支持格子移動防止用突起。
2. 【請求項２】 加圧水型原子炉の燃料集合体を構成する
   複数の燃料棒を、互いに間隔をもって格子状に保持する
   ための複数段の支持格子内に配置された計装用案内管に
   設けられ、前記支持格子の前記複数の燃料棒と該燃料棒
   間に配置された制御棒案内管および前記計装用案内管の
   表面上での摺動を予め定められた範囲内に制限するため
   の支持格子移動防止用突起の形成方法であって、 前記計装用案内管表面の各支持格子のストラップをはさ
   む上下位置に相当する位置に、それぞれ長手方向が該計
   装用案内管の軸方向と直交するスリットを形成する工程
   と、 前記長手方向を中心に前記ストラップの上端または下端
   に対して反対側のスリット周辺領域をそれぞれ部分的に
   拡管する工程と、を有することを特徴とする請求項１に
   記載の支持格子移動防止用突起の形成方法。