JPH0829589A

JPH0829589A - 円柱体の整列方法及び装置

Info

Publication number: JPH0829589A
Application number: JP6168433A
Authority: JP
Inventors: Hideshi Yoneda; 英志米田
Original assignee: Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】被覆管内のペレット列をプレナムスプリング
で押圧した状態で、ペレットの径方向の移動を小さくし
て燃料棒の真直度を向上させる。【構成】ランダムなペレットの列をガイドローラ８上
に回転可能に支持する。ペレット列の一端又は両端を弾
性部材１０の付勢力Ｆで押圧する。往復作動する振動部
材１１でペレット５に回転力Ｇ３を付与し、ペレット５
をガイドローラ８上で軸線方向に移動させることで、全
てのペレット５に回転力Ｇ３を順次付与する。隣接する
ペレットの端面５ａ間の隙間ｃが大きい不安定状態で
は、ペレット５の回転抵抗力Ｇ１がＧ３より小さい。ペ
レットの端面５ａ間の隙間ｃが小さい安定状態では、ペ
レット５の回転抵抗力Ｇ２がＧ３より大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の円柱体の整列方
法及び整列装置、例えば核燃料集合体の燃料棒内に収納
される複数のペレットの整列方法及び整列装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】軽水炉型原子炉等に用いられる核燃料集
合体においては、多数の燃料棒が制御棒案内管や計装用
管等と共に、上部ノズル及び下部ノズルに装着されてい
る。しかも、これら燃料棒等は、両ノズル間で所定距離
離間して配設された複数の支持格子によって弾性的に支
持されている。そして、各燃料棒には、二酸化ウランの
粉末を円柱体形状に焼結した（燃料）ペレットが多数収
納されている。このような燃料棒の一例を示すと、図６
の断面図に示すような構成を有している。即ち、燃料棒
１において、ジルコニウム合金等からなる長尺の被覆管
２は、両端に開口部が形成されており、下部開口部は下
部端栓３によって封止されて溶接され、上部開口部は上
部端栓４によって同様に封止されて溶接されている。

【０００３】そして、被覆管２の内部には、多数のペレ
ット５が一列に相接して収納されており、これをペレッ
ト列という。ペレット列中の各ペレット５は、図７に示
すように、一対の円形端面５ａと周側面５ｂを有する同
一寸法の円柱体形状に形成されている。そして、上部端
栓４の下端面と最上部のペレット５の上端面との間の空
間には、プレナムスプリング６が圧縮状態で装着されて
いる。これにより、多数のペレット５はスプリング６で
下部端栓３方向に押圧されて、被覆管２内で安定的に保
持されており、振動などで移動したり、欠損したりする
ことがない。

【０００４】ところで、ペレット５を焼結して製造する
際、すべてのペレット５を誤差のない完全な円柱体形状
として製造することは技術的に不可能であり、そのた
め、その形状や寸法に公差が規定されている。例えば、
図７に示すように、ペレット５の円形端面５ａの周側面
５ｂに対する直角度（以下、端面直角度という）が完全
に直角でなくても、所定の許容誤差内にあれば、合格品
として用いられることになる。この場合、端面直角度の
不完全なペレット５は、周側面５ｂに対して端面５ａが
直角から多少傾斜しており、端面５ａの一部稜線部分が
軸線方向に最も突出した先端面５ａ′を構成する（図８
参照）。そのため、このような端面直角度が不完全なペ
レット５が被覆管２内に順次ランダムに挿入されると、
図８に示すように、被覆管２内で一列に配列された各ペ
レット５の隣接する二つのペレット５の端面５ａ，５ａ
間に、接触部ｓを頂角とする断面鋭角状の若干の隙間ｃ
が発生することがある。この隙間ｃは、隣接する２つの
ペレット５の端面直角度が不完全な場合、対向する２つ
の端面５ａ上の先端部５ａ′同士が接触部ｓを構成する
ように、ペレットの径方向にみてほぼ同一位置にあるよ
う並べられているほど大きい。更に、このような接触部
ｓがペレット列の軸線方向のほぼ同一直線上に配列され
ているほど、ペレット５間の隙間ｃの累計値が大きくな
り、従ってペレット列の占有長さが相対的に大きくな
る。

【０００５】このような状態で、上部端栓４を圧入して
溶接し、図９に示すように、プレナムスプリング６の弾
性力で被覆管内部のペレット列をその軸線方向に押圧す
ると、ペレット列の他端が下部端栓３で係止されている
ために、ペレット５に働く軸線方向のプレナムスプリン
グ６の荷重Ｆ′によって、隙間ｃを小さくする方向にペ
レット５が押圧されて、当接する二つのペレット５が接
触部ｓで径方向に押動される。そのため、ペレット５の
径方向に応力ｗが発生し、被覆管２が内部から径方向に
押圧されることがある。そのため、被覆管２の内径はペ
レット５の外径より若干大きくて、ペレット挿入状態で
被覆管内壁とペレット５との間に多少の隙間が形成され
るようになっており、しかもペレット５の端面直角度の
公差は厳しく規定されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被覆管
２内に収納された複数のペレット５がそれぞれ公差内の
端面直角度を有していても、ペレット５がランダムに収
納された状態で、径方向の同一位置に、端面５ａの軸線
方向に最も突出した先端部５ａ′が多く対向して並べら
れた状態が生じると、スプリング６の押圧力によってペ
レット５の列全体がアーチ状に湾曲し、その結果、被覆
管２が径方向に押圧されて、曲げられる（図９参照）と
いう問題が発生する。被覆管２が曲げられることで、燃
料棒１の真直度が低下すると、支持格子への装着が困難
になったり、核燃料集合体の各燃料棒１間のギャップ
（チャンネルスペーシング）が不均一になって、稼動時
に冷却水の均等な流れを阻害する等の種々の問題が生じ
ることになる。しかも、製造技術上、ペレット５の端面
直角度の公差を厳しくするにも限界があり、又、被覆管
２に挿入される各ペレット５について端面５ａの先端部
５ａ′が径方向に揃わないように、手動で位置調整する
ことはきわめて煩雑で、困難であった。このように、燃
料棒１のペレット収納後の湾曲や屈曲を防止する解決策
が待ち望まれていた。

【０００７】本発明は、このような課題に鑑みて、一列
に配列された複数の円柱体を軸線方向に押圧した場合の
円柱体群の径方向の位置ズレを小さくできるようにし
た、円柱体の整列方法及び装置を提供することを目的と
する。又、本発明による他の目的は、燃料棒に収納され
て一列に配列された複数のペレットを軸線方向に押圧し
た場合の径方向の移動と、これによる被覆管の屈曲とを
抑え、燃料棒の真直度を向上させることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による円柱体の整
列方法は、複数の円柱体をその端面が互いに対面するよ
うに密接させて一列に配列するようにした円柱体の整列
方法において、一列の円柱体群の周側面を個々の円柱体
群がその軸線周りに回転可能であるように支持すると共
に、円柱体群の少なくとも一方の端面が軸線方向に弾性
的に押圧された状態で、円柱体群の少なくとも一個に当
接する作動部材によって所定の回転力をその円柱体に付
与しつつ、円柱体群を作動部材に対して円柱体の軸線方
向に相対的に移動させるようにして、各円柱体がより密
接した互いに安定した状態になるように整列させるよう
にしたことを特徴とするものである。又、作動部材によ
って円柱体に付与する回転力は、安定状態にある円柱体
の回転抵抗力より小さく、且つ安定状態にない円柱体の
回転抵抗力より大きく設定されている。又、円柱体は、
核燃料集合体の燃料棒内に収納されるペレットであるこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明による円柱体の整列装置は、複数の
円柱体をその端面が互いに対面するように密接させて一
列に配列するようにした円柱体の整列装置において、一
列の円柱体群の周側面を回転可能に支持するガイド部材
と、円柱体群の少なくとも一方の端面を弾性的に押圧す
る押圧部材と、円柱体群の少なくとも一個に当接して所
定の回転力をその円柱体に付与する作動部材と、円柱体
群を作動部材に対して円柱体の軸線方向に相対的に移動
させる移動手段とが備えられていて、各円柱体がより密
接した互いに安定した状態になるように整列させるよう
にしたことを特徴とするものである。又、作動部材によ
って円柱体に付与する回転力は、安定状態にある円柱体
の回転抵抗力より小さく、且つ安定状態にない円柱体の
回転抵抗力より大きく設定されている。

【００１０】ガイド部材は、円柱体群の周側面を支持す
るガイドローラであることを特徴とする。又、押圧部材
は、一列の円柱体群の両端面をそれぞれ弾性的に押圧す
る弾性部材からなることを特徴とする。又、押圧部材
は、一列の円柱体群の一方の端面を係止する係止部材
と、他方の端面を弾性的に押圧する弾性部材とからなる
ことを特徴とする。又、作動部材は、円柱体の軸線方向
に対して所定角度を以て円柱体に当接した状態で往復作
動する振動板であることを特徴とする。又、円柱体は、
核燃料集合体の燃料棒内に収納されるペレットであるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】複数の円柱体がガイド部材にガイドされて一列
にランダムに配列され、円柱体群の少なくとも一方の端
面が押圧部材によって弾性的に押圧された状態で、円柱
体群の少なくとも一個に当接する作動部材によって所定
の回転力を円柱体に付与しつつ、円柱体群を作動部材に
対して円柱体の軸線方向に相対的に移動させてゆくと、
各円柱体の内、隣接する他の円柱体の端面との関係で、
両端面間の隙間が大きく不安定な状態にある円柱体は、
作動部材の回転力を受けて軸線を中心に回転運動し、よ
り安定した回転抵抗の大きい状態になって保持されるこ
とになり、全ての円柱体についてこのように径方向の位
置調整が行われることで、円柱体間の隙間が減少して円
柱体群の全長が短くなり、しかも各円柱体がより安定し
た状態になるので、軸線方向に押圧されても円柱体の径
方向への移動距離が減少して、真直度が向上する。

【００１２】又、作動部材によって円柱体に付与される
回転力は、安定状態にある円柱体の回転抵抗力より小さ
く、且つ安定状態にない円柱体の回転抵抗力より大きく
設定されているから、作動部材によって回転させられて
不安定状態から安定状態に角度調整された円柱体に、更
に作動部材による回転力が付与されても、不安定状態に
戻されることはない。

【００１３】複数のペレットがガイド部材にガイドされ
て一列にランダムに配列され、このペレット列の少なく
とも一方の端面が押圧部材によって弾性的に押圧された
状態で、ペレットに当接する作動部材によって所定の回
転力をペレットに付与しつつ、ペレット列をペレットの
軸線方向に相対的に移動させてゆくと、各ペレットの
内、隣接する他のペレットの端面との関係で、両端面間
の隙間が大きく不安定な状態にあるペレットは回転運動
し、より安定した回転抵抗の大きい状態になって保持さ
れることになり、全てのペレットについてこのように径
方向の位置調整が行われることで、各ペレットがより安
定した状態になる。このようにして整列されたペレット
群は、そのまま被覆管内に挿入され、スプリングで押圧
しても、ペレットの径方向への移動距離が小さく被覆管
が屈曲されないから、燃料棒の真直度が向上することに
なる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図１乃至図５
により説明するが、上述の従来技術と同様の部分又は部
材には同一の符号を用いて、その説明を省略する。図１
は実施例によるペレット整列装置の要部構成を示す平面
図、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は弾性荷重がか
けられた一列の各ペレットの回転しやすさを定性的に示
すものであり、（Ａ）はランダムに並べられたペレット
を示す図、（Ｂ）は本実施例による整列装置で整列させ
られた後のペレットを示す図、図４はランダムに配列さ
れたペレットを示すものであり、（Ａ）は本実施例の整
列装置の弾性荷重で押圧された状態のペレット配列を示
す図、（Ｂ）はプレナムスプリングの荷重で押圧された
状態のペレット配列を示す図、図５は本実施例による整
列装置で整列させられた後のペレットを示すものであっ
て、（Ａ）は整列装置の弾性荷重で押圧された状態のペ
レット配列の図、（Ｂ）はプレナムスプリングの荷重で
押圧された状態のペレット配列の図を示すものである。
図１及び図２に示す整列装置は、例えばペレット５を燃
料棒１の被覆管２に収納する前段階の工程に配設されて
いるものである。

【００１５】図１及び図２に示す整列装置において、円
柱体形状をなす複数のペレット５が、それぞれ端面５ａ
を互いに隣接するペレット５の端面５ａと対面するよう
にして、ランダムに一列に配列されている。これらのペ
レット５の周側面５ｂの下側部分には、一対のガイドロ
ーラ８が、その長手方向をペレット軸線方向と平行にし
て、回転可能に配列されている。そのため、ペレット５
は、一対のガイドローラ８によって回転可能に支持され
ている。これらのペレット５は、例えば１本の燃料棒１
に収納される数量を１つのユニットとしてガイドローラ
８上に載置されている。

【００１６】又、これらペレット５のユニットの一端
（図１では、右側）は進退可能な係止部材９により係止
されており、他端はスプリング等の適宜の弾性部材１０
による付勢力Ｆで押圧されるようになっている。弾性部
材１０の付勢力Ｆは、隣接するペレット５の間に隙間ｃ
があっても、押圧状態で各ペレット５が径方向に移動し
たり、回動したりしない程度に小さく設定されている
（Ｆ＜Ｆ′）。そして、ペレット５の下側には、図２に
示すように、２つのガイドローラ８間から下方に突出す
るペレット５の周側面５ｂ下部に圧接される平面板状の
振動板１１が設けられている。この振動板１１は、ペレ
ット５の軸線方向とほぼ直交する方向（鋭角又は鈍角の
或る角度方向でもよい）に進退して揺動することで、摩
擦による回転力で、ペレット５が軸線を中心に正逆回転
可能になっている。この振動板１１の幅は、図１に示す
例では１つのペレット５の長さと同様な大きさに設定さ
れているが、これを越える又はこれより小さい幅を有す
るようにしてもよい。又、振動板１１は軸線方向に離間
して２枚設けられているが、１枚又は３枚以上設けるよ
うにしてもよい。又、ペレット５のユニットは、その軸
線方向に移動することで、２枚の振動板１１で全てのペ
レット５に逐次回転力が付与されるようになっている。
ペレット５のユニットの移動手段は、図示されていない
が、係止部材９と弾性部材１０で１群のペレット５を挟
持させた状態でガイドローラ８上を移動させるようにな
っている。或いは、ガイドローラ８も一体に移動させる
構成にしてもよい。

【００１７】ここで、振動板１１でペレット５を回転さ
せるための摩擦による回転力の大きさは、弾性部材１０
のペレット５を押圧する力Ｆによって生じる、隣接する
ペレット５間の摩擦力等による回転抵抗力の大きさと対
比して、設定（調整）されるようになっている。即ち、
ペレット５の並び方が原因で被覆管２が湾曲または屈曲
するような場合、その原因は、従来技術の項で説明した
ように、被覆管２内に配列された複数のペレット５の多
くが、隣接する先端部５ａ′同士の接触部ｓ及び隙間ｃ
を以て当接し、しかもこの接触部ｓがペレット列の軸線
方向のほぼ同一直線上に並べられていることにあるとい
うことが、発明者らによる試験によって確認されてい
る。このような場合、例えば図３（Ａ）に示すように弾
性部材１０で押圧されると、二つのペレット５の端面５
ａ間の交差角度（隙間ｃ）が相対的に大きい箇所は、両
端面５ａ（先端部５ａ′）間の接触面積が小さい状態に
あり、従ってペレット５の摩擦等の回転抵抗力が小さ
い。そのため、比較的小さな力Ｇ１によってペレット５
を軸線を中心に回転させることができる。これに対し
て、隣接するペレット５相互間の座りがよく、安定状態
にある場合には、図３（Ｂ）に示すように隣接する先端
部５ａ′同士が径方向にずれており、二つのペレット５
の端面５ａ間の交差角度（隙間ｃ）が相対的に小さいた
めに、両端面５ａ間の接触面積が大きくなっている。こ
のような場合には、ペレット５の摩擦力等の回転抵抗力
が大きく、このようなペレット５を回転させるには、比
較的大きな力Ｇ２が必要になる。

【００１８】従って、振動板１１の往復作動によるペレ
ット５を正逆回転させる力Ｇ３を、Ｇ１＜Ｇ３＜Ｇ２となるように設定しておけば、一列に配列されたペレッ
ト５に軸線方向の弾性部材１０の弾性荷重Ｆが働いた時
に、不安定状態のペレット５を安定状態になるよう角度
調整して、整列できることになる。これにより、押圧さ
れたペレット列の径方向の移動を抑制し、径方向に発生
する応力ｗを、被覆管２が曲がらない程度に小さくなる
ように、限定することができる。尚、振動板１１による
ペレット５に付与する回転力Ｇ３は、弾性部材１０の荷
重Ｆ、振動板１１とペレット５の当接力、振動板１１と
ペレット５との当接面の摩擦係数、振動板１１の振動モ
ード等によって適宜の大きさに設定される。又、図３に
おいて、小さな力Ｇ１で回転しやすい不安定状態のペレ
ット５には「○」表示がなされ、回転に大きな力Ｇ３を
要する安定状態のペレット５には「×」表示がなされ、
その中間の力で回転し得るペレット５には「△」表示が
なされている。

【００１９】本実施例は、上述のような構成を有してお
り、次にペレットの整列方法について説明する。外観検
査の終了したペレット５は、１本の被覆管２に挿入する
総数量に相当するものが図１に示す一対のガイドローラ
８上に一列に、ランダムに配設される。そして、これら
ペレット５群の一方の端面は係止部材９に係止させら
れ、他方は弾性部材１０によって荷重Ｆで押圧されるこ
とになる。ここで、複数のペレット５は、弾性部材１０
による荷重Ｆをかけた状態で、図４（Ａ）に示すような
直線状にあり、図中、特にペレット５₁，５₂，５₃，５₄
については端面直角度が不完全なために、当接する端面
５ａ間の交差角度が比較的大きく、かつ隣接するペレッ
ト５の先端部５ａ′同士が軸線方向に揃って当接して位
置するように並べられている。そのため、プレナムスプ
リング６による荷重Ｆ′をかけると、同図（Ｂ）に示す
ように、これらペレット５₁，５₂，５₃，５₄間での応力
によってペレット５が径方向に大きく移動する。よって
被覆管２内では、応力ｗで被覆管２に屈曲部ｐや点ｐを
頂点とする湾曲部が形成され、燃料棒１の真直度が低下
することになる。

【００２０】これに対して、本実施例では、図４（Ａ）
に示す状態から、振動板１１を作動させる。すると、振
動板１１は、ペレット５の配列方向に対して直交する方
向に往復作動させられ、当接するペレット５の周側面下
側をこすって回転力Ｇ３を付与することになる。このと
き、接触するペレット５の回転抵抗が、両側に隣接する
ペレット５の各端面５ａとの関係で、Ｇ３より小さい場
合には、回転抵抗に打ち勝ってそのペレット５は両隣の
ペレット５の端面５ａとの間で、より安定した状態にな
るまで軸線を中心に回転させられて、回転抵抗がＧ３を
越えると停止させられる。

【００２１】そして、往復作動する振動板１１に対し
て、図示しない移動手段によって、係止部材９及び弾性
部材１０で挟持されたペレット５のユニットを、ガイド
ローラ８に沿って軸線方向に移動させる。これによっ
て、ガイドローラ８上の１つのユニットの全てのペレッ
ト５に対して回転力Ｇ３が付与され、回転抵抗がＧ３よ
り小さい不安定な状態にあるほとんどすべてのペレット
５が回転させられて、安定位置をとるように調整され
て、整列させられる。移動手段による振動板１１に対す
るペレット５のユニットの軸線方向の相対移動は、少な
くとも１回行えばよいが、複数回往復して行えば、各ペ
レット５間の隙間ｃがより小さいものになって、ペレッ
ト相互間の回転抵抗がＧ３を越えるものがより増大する
ことになり、より座りの良い安定した整列状態になる。
尚、弾性部材１０による荷重Ｆがペレット５に加えられ
ているので、ペレット５が安定状態に位置調整された後
に、振動板１１によってペレット５に回転力Ｇ３が与え
られ続けても、不安定状態に戻ることはない。

【００２２】このようにして、ガイドローラ８上で整列
し直されたペレット５は、図５（Ａ）に示すような配列
になり、整列調整前のランダム配列状態（図４（Ａ）参
照）と比較して、隙間ｃが減少したために、その全長が
ｄだけ減少することになる。そのため、その後、係止部
材９と弾性部材１０をペレット５の移動方向から退かせ
て、ペレット５のユニットをそのままの整列状態で燃料
棒１の被覆管２に挿入して封止して、プレナムスプリン
グ６でペレット５を軸線方向に荷重Ｆ′で押圧しても、
図５（Ｂ）に示すように、ペレット５の径方向の移動距
離は小さくなり、ペレット５には被覆管２を曲げるほど
の応力ｗが発生しない。

【００２３】上述のように、本実施例によれば、ペレッ
ト５の列をランダムな配列状態から互いにより密接し
た、座りの良い安定した状態に整列することができる。
そのため、整列されたペレット５群がそのままの状態で
燃料棒１内に収納封止され、プレナムスプリング６で押
圧されても、公差内のペレット５の形状寸法のバラツキ
による径方向の移動距離と曲げ荷重を小さくすることが
でき、燃料棒１の真直度が向上する。そのため、多数の
燃料棒１を燃料集合体として組み立てた状態で、隣接す
る燃料棒１間のギャップ（チャンネルスペーシング）の
ばらつきが小さくなり、燃料棒１の支持格子への装着が
容易で、冷却水の流れがより均等になるという利点が得
られる。

【００２４】尚、上述の実施例では、一列のペレット５
を２枚の振動板１１で回転調整するようにしたが、各燃
料棒１に収納されるべきペレット５の数量が大きいの
で、この整列作業は、高速且つ連続的に処理できること
が好ましい。そのために、例えば、ガイドローラ８によ
るペレット５の列を複数にして、同一の振動板１１で同
時に位置調整させたり、或いは、振動板１の数を増やし
たりすれば、ペレット５の整列状態を効率よく調整でき
ることになる。又、上述の実施例では、ペレット５を一
列に並べるガイド部材として、２本のガイドローラ８が
設けられているが、ガイドローラ８は３本以上でもよ
く、例えば図２で二点鎖線で示すように、ほぼ等間隔に
３本配設するようにしてもよい。或いは、ローラに代え
て他の形状のガイド部材、例えば被覆管２を模した円弧
状断面を有する部材を採用してもよい。

【００２５】又、移動手段として、係止部材９や弾性部
材１０によってペレット５を移動させる手段に代えて、
振動部材１１を軸線方向に移動して全てのペレット５に
回転力を付与してもよい。又、ペレット５に回転力Ｇ３
を付与する作動部材として、往復作動する振動部材１１
に限定されることなく、１方向にのみ作動する他の適宜
部材でもよい。或いは、例えば正逆回転する回転ローラ
をペレット５に圧接する等して、回転力Ｇ３をペレット
５に付与してもよい。又、ペレット５を押圧する手段と
して、実施例では係止部材９と弾性部材１０で挟持する
ようにしたが、両方とも弾性部材を用いてペレット５を
保持させてもよい。この場合でも、ペレット５のユニッ
トを保持した状態で、径方向にペレット５が移動しない
程度の弾性荷重Ｆを印加できればよい。又、本発明によ
る整列方法及び整列装置は、核燃料集合体のペレットに
限定されることなく、円柱体状の物体であれば、これを
真直度良く一列に整列させる場合に利用できる。

【００２６】

【発明の効果】上述のように、本発明による円柱体の整
列方法及び整列装置によれば、公差内の円柱体の端面垂
直度にバラツキがあっても、各円柱体の端面間の隙間が
大きい不安定状態から、より小さい座りの良い安定状態
に径方向に整列し直すことができ、これにより、軸線方
向に円柱体群を押圧した状態で円柱体が径方向に突出し
て屈曲することを少なくして、円柱体の列の真直度を高
めることができる。又、円柱体の軸線方向の占有スペー
スを小さくできるという利点もある。又、本発明による
円柱体の整列方法及び整列装置によれば、ペレットの端
面垂直度にバラツキがあっても、各ペレットの端面間の
隙間が大きい不安定状態から、より小さい安定状態に径
方向に整列し直すことができ、そして、そのままこれら
ペレットが燃料棒内に収納されて、プレナムスプリング
で押圧されても、ペレットの径方向の移動距離と曲げ荷
重を小さくすることができ、そのため、ペレット収納状
態における被覆管の屈曲や湾曲を防止できて、燃料棒の
真直度が向上する。従って、多数の燃料棒を燃料集合体
として組み立てた状態で、隣接する燃料棒間のギャップ
（チャンネルスペーシング）のばらつきが小さくなり、
燃料棒の支持格子への装着が容易で、冷却水の流れがよ
り均等になるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるペレット整列装置の要部
構成を示す平面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】弾性部材で押圧されたペレットの列の回転容易
性を示すものであり、（Ａ）はランダムに並べられたペ
レットを示す図、（Ｂ）は本実施例による整列装置で整
列させられた後のペレットを示す図である。

【図４】ランダム配列されたペレットについて、（Ａ）
は弾性部材の荷重で押圧した状態を示す図、（Ｂ）はプ
レナムスプリングの荷重で押圧した状態を示す図であ
る。

【図５】本実施例による整列装置で整列させられた後の
ペレットの配列を示すものであって、（Ａ）は弾性部材
の荷重で押圧した状態を示す図、（Ｂ）はプレナムスプ
リングの荷重で押圧した状態を示す図である。

【図６】一般的な燃料棒の内部構造を示す断面図であ
る。

【図７】ペレットの斜視図である。

【図８】図６に示す燃料棒内の、プレナムスプリング荷
重をかけない状態のペレットを示す要部断面図である。

【図９】図６に示す燃料棒内の、プレナムスプリング荷
重をかけた状態のペレットと被覆管との関係を示す要部
断面図である。

【符号の説明】

１燃料棒、２被覆管、５ペレット、８ガイドロ
ーラ、１０弾性部材、１１振動板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の円柱体をその端面が互いに対面す
るように密接させて一列に配列するようにした円柱体の
整列方法において、前記一列の円柱体群の周側面を個々の円柱体がその軸線
周りに回転可能なように支持すると共に、前記円柱体群
の端面が軸線方向に弾性的に押圧された状態で、前記円
柱体群の少なくとも一個に当接する作動部材によって所
定の回転力を当該円柱体に付与しつつ、前記円柱体群を
作動部材に対して円柱体の軸線方向に相対的に移動させ
るようにして、各円柱体がより密接した互いに安定した
状態になるように整列させるようにしたことを特徴とす
る円柱体の整列方法。
【請求項２】前記作動部材によって円柱体に付与する
回転力は、安定状態にある円柱体の回転抵抗力より小さ
く、且つ安定状態にない円柱体の回転抵抗力より大きく
設定されていることを特徴とする請求項１に記載の円柱
体の整列方法。
【請求項３】前記円柱体は、核燃料集合体の燃料棒内
に収納されるペレットであることを特徴とする請求項１
又は２に記載の円柱体の整列方法。
【請求項４】複数の円柱体をその端面が互いに対面す
るように密接させて一列に配列するようにした円柱体の
整列装置において、前記一列の円柱体群の周側面を回転可能に支持するガイ
ド部材と、前記円柱体群の少なくとも一方の端面を弾性
的に押圧する押圧部材と、前記円柱体群の少なくとも一
個に当接して所定の回転力を当該円柱体に付与する作動
部材と、前記円柱体群を作動部材に対して円柱体の軸線
方向に相対的に移動させる移動手段とが備えられてい
て、各円柱体がより密接した互いに安定した状態になる
ように整列させるようにしたことを特徴とする円柱体の
整列装置。
【請求項５】前記作動部材によって円柱体に付与する
回転力は、安定状態にある円柱体の回転抵抗力より小さ
く、且つ安定状態にない円柱体の回転抵抗力より大きく
設定されていることを特徴とする請求項４に記載の円柱
体の整列装置。
【請求項６】前記ガイド部材は、円柱体群の周側面を
支持するガイドローラであることを特徴とする請求項４
又は５に記載の円柱体の整列装置。
【請求項７】前記押圧部材は、一列の円柱体群の両端
面をそれぞれ弾性的に押圧する弾性部材からなることを
特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の円柱体の
整列装置。
【請求項８】前記押圧部材は、一列の円柱体群の一方
の端面を係止する係止部材と、他方の端面を弾性的に押
圧する弾性部材とからなることを特徴とする請求項４乃
至６のいずれかに記載の円柱体の整列装置。
【請求項９】前記作動部材は、円柱体の軸線方向に対
して所定角度を以て円柱体に当接した状態で往復作動す
る振動板であることを特徴とする請求項４乃至８のいず
れかに記載の円柱体の整列装置。
【請求項１０】前記円柱体は、核燃料集合体の燃料棒
内に収納されるペレットであることを特徴とする請求項
４乃至９のいずれかに記載の円柱体の整列装置。