JPH083540B2 - 原子炉の燃料集合体 - Google Patents
原子炉の燃料集合体Info
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- JPH083540B2 JPH083540B2 JP62287601A JP28760187A JPH083540B2 JP H083540 B2 JPH083540 B2 JP H083540B2 JP 62287601 A JP62287601 A JP 62287601A JP 28760187 A JP28760187 A JP 28760187A JP H083540 B2 JPH083540 B2 JP H083540B2
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
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- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/334—Assembling, maintenance or repair of the bundles
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Description
本発明は、一般的に、原子炉の燃料集合体に関し、特
に、下部ノズルに係る燃料集合体の再組立を考慮した制
御棒案内シンブルに核燃料集合体の下部ノズルを取り付
けるための装置に関するものである。
に、下部ノズルに係る燃料集合体の再組立を考慮した制
御棒案内シンブルに核燃料集合体の下部ノズルを取り付
けるための装置に関するものである。
典型的な原子炉において、炉心は多数の燃料集合体を
備えており、各燃料集合体は、上部および下部ノズルを
有すると共に、両ノズルの間で縦方向に延びる横方向に
互いに隔てられた複数の細長い案内シンブルと、該案内
シンブルに沿って軸方向に互いに離隔され該案内シンブ
ルに取り付けられた複数の横向きの支持格子とを有して
いる。また、各燃料集合体は複数の細長い燃料棒から成
り、これらの燃料棒は、相互におよび案内シンブルから
横方向に隔てられて上部ノズルと下部ノズルとの間で横
向きの格子により支持されている。これらの燃料棒は、
それぞれ、核分裂性物質を収容しており、高核分裂率を
維持するのに十分な中性子束を炉心内に生じさせるよう
に、組織化された或る配列に群別されている。また、原
子炉は、核分裂反応を制御するために案内シンブル内に
挿入できる制御棒を有している。核分裂反応は多量のエ
ネルギ熱の形で発生する。炉心で発生される熱の幾らか
を取り出して有用な仕事を行わせるために、液状の冷却
材が炉心を通って上方にポンプで送られる。 原子炉の運転中、時として、燃料棒は主に内部応力に
起因してその長手方向に沿ってひび割れを生じることが
ある。このような欠陥のある燃料棒は、燃料集合体内で
交換されなければならず、この交換は、燃料集合体が原
子炉運転中に強い放射能を帯びるので、水中で行わなけ
ればならない。欠陥燃料棒に接近するために、燃料集合
体の上部ノズルおよび／または下部ノズルを取り外す必
要がある。現在、取外し可能なノズルを有するよう設計
された再組立可能な燃料集合体がある。典型的な取外し
可能な上部ノズルは、ねじによる手段またはバルジ・溝
による手段を用いて、案内シンブルの上部に取り付けら
れている。また、典型的な取外し可能な下部ノズルは、
ねじ手段を用いて、案内シンブルの下部に取り付けられ
ている。
備えており、各燃料集合体は、上部および下部ノズルを
有すると共に、両ノズルの間で縦方向に延びる横方向に
互いに隔てられた複数の細長い案内シンブルと、該案内
シンブルに沿って軸方向に互いに離隔され該案内シンブ
ルに取り付けられた複数の横向きの支持格子とを有して
いる。また、各燃料集合体は複数の細長い燃料棒から成
り、これらの燃料棒は、相互におよび案内シンブルから
横方向に隔てられて上部ノズルと下部ノズルとの間で横
向きの格子により支持されている。これらの燃料棒は、
それぞれ、核分裂性物質を収容しており、高核分裂率を
維持するのに十分な中性子束を炉心内に生じさせるよう
に、組織化された或る配列に群別されている。また、原
子炉は、核分裂反応を制御するために案内シンブル内に
挿入できる制御棒を有している。核分裂反応は多量のエ
ネルギ熱の形で発生する。炉心で発生される熱の幾らか
を取り出して有用な仕事を行わせるために、液状の冷却
材が炉心を通って上方にポンプで送られる。 原子炉の運転中、時として、燃料棒は主に内部応力に
起因してその長手方向に沿ってひび割れを生じることが
ある。このような欠陥のある燃料棒は、燃料集合体内で
交換されなければならず、この交換は、燃料集合体が原
子炉運転中に強い放射能を帯びるので、水中で行わなけ
ればならない。欠陥燃料棒に接近するために、燃料集合
体の上部ノズルおよび／または下部ノズルを取り外す必
要がある。現在、取外し可能なノズルを有するよう設計
された再組立可能な燃料集合体がある。典型的な取外し
可能な上部ノズルは、ねじによる手段またはバルジ・溝
による手段を用いて、案内シンブルの上部に取り付けら
れている。また、典型的な取外し可能な下部ノズルは、
ねじ手段を用いて、案内シンブルの下部に取り付けられ
ている。
従来、下部ノズルの取外しおよび交換は、米国特許第
4,522,780号明細書に開示されているように、燃料集合
体を上下逆転させる必要があった。照射済み燃料集合体
を逆転させることは、燃料棒内の燃料ペレットを損傷す
る恐れがある。 本発明は、燃料集合体を上下逆転させることなく下部
ノズルを取り外して交換するための改良された取付装置
を具備する核燃料集合体を提供する。
4,522,780号明細書に開示されているように、燃料集合
体を上下逆転させる必要があった。照射済み燃料集合体
を逆転させることは、燃料棒内の燃料ペレットを損傷す
る恐れがある。 本発明は、燃料集合体を上下逆転させることなく下部
ノズルを取り外して交換するための改良された取付装置
を具備する核燃料集合体を提供する。
簡単に述べるならば、第１の発明は、下部ノズルを案
内シンブルに取り付けるための装置を有する核燃料集合
体に向けられている。下部ノズルのアダプタ板は、両頭
ボルトで案内シンブルの下部端栓に取り付けられる。こ
の両頭ボルトは、アダプタ板の穴によって阻止されるの
に十分な大きさの第１の頭部と、下部端栓に設けられて
いるねじ付きの軸方向の通路および前記穴を通ることが
できるほど十分に小さな第２の頭部とを有している。こ
の両頭ボルトは下部端栓に螺合される。第１の頭部はア
ダプタ板の近傍に配置され、第２の頭部は下部端栓の近
傍に配置される。また、第２の頭部の周囲には、軸方向
に延びる複数の平坦面がボルト締結工具に嵌合されるよ
うな形状を有して形成されている。 また、第２の発明によると、下部ノズルを案内シンブ
ルに取り付ける装置を有する核燃料集合体において、下
部ノズルのアダプタ板は、ボルト締結具で案内シンブル
の下部端栓に取り付けられる。ボルト締結具は、下部端
栓の軸方向の通路によって阻止されるのに十分な大きさ
の頭部を有している。このボルト締結具は下部端栓の近
傍に配置される。ボルト締結具の頭部にはボルト締結工
具に嵌合されるような形状を有する多角形凹部が形成さ
れている。
内シンブルに取り付けるための装置を有する核燃料集合
体に向けられている。下部ノズルのアダプタ板は、両頭
ボルトで案内シンブルの下部端栓に取り付けられる。こ
の両頭ボルトは、アダプタ板の穴によって阻止されるの
に十分な大きさの第１の頭部と、下部端栓に設けられて
いるねじ付きの軸方向の通路および前記穴を通ることが
できるほど十分に小さな第２の頭部とを有している。こ
の両頭ボルトは下部端栓に螺合される。第１の頭部はア
ダプタ板の近傍に配置され、第２の頭部は下部端栓の近
傍に配置される。また、第２の頭部の周囲には、軸方向
に延びる複数の平坦面がボルト締結工具に嵌合されるよ
うな形状を有して形成されている。 また、第２の発明によると、下部ノズルを案内シンブ
ルに取り付ける装置を有する核燃料集合体において、下
部ノズルのアダプタ板は、ボルト締結具で案内シンブル
の下部端栓に取り付けられる。ボルト締結具は、下部端
栓の軸方向の通路によって阻止されるのに十分な大きさ
の頭部を有している。このボルト締結具は下部端栓の近
傍に配置される。ボルト締結具の頭部にはボルト締結工
具に嵌合されるような形状を有する多角形凹部が形成さ
れている。
以下、本発明の好適な実施例について詳細に説明し、
添付図面に示す。尚、添付図面において、同一の参照符
号は、全図を通して同一または相当部分を示すものとす
る。 第１図において、核燃料集合体［典型的には全長13.5
ft（約4.1m）］10が、垂直方向に短縮した形で示されて
いる。この燃料集合体10は、加圧水型原子炉（PWR）に
用いられている形式であり、基本的に、原子炉（図示し
ない）の炉心領域における下部炉心板（図示しない）上
に燃料集合体10を支持するための底部ノズル若しくは下
部ノズル12と、この下部ノズル12から上方に向かって突
き出して縦方向に延びる複数（典型的には24本）の案内
シンブル14［典型的には全長12ft（約3.7m）］とを備え
ている。更に、この燃料集合体10は、案内シンブル14に
沿って軸方向に互いに離隔された複数の横向きの格子16
と、該格子16によって互いに横方向に隔てられ且つ支持
された細長み燃料棒18の組織化された配列とを備えてい
る。また、燃料集合体10は、案内シンブル14の上端に取
り付けられた上部ノズル20を有している。案内シンブル
14の下端は下部ノズル12のアダプタ板22に取り付けられ
ている。この領域において、各案内シンブル14は、一般
的に、格子スリーブ（図示しない）により囲まれてい
る。燃料集合体10は、各構成部材のこのような配列によ
って、構成部材を損傷させることなく普通に取り扱うこ
とのできる一体的なユニットを形成している。 上述したように、燃料集合体10における燃料棒18は、
燃料集合体10の長手方向に沿って離間された格子16によ
って相互に隔てられた関係に保持されている。一般的
に、各燃料棒18は、二酸化ウランから成る核燃料ペレッ
ト（図示しない）を収容している。炉心に発生される熱
を抽出して有用な仕事を行わせるために、水またはホウ
素含有水のような液状の減速・冷却材が炉心の燃料集合
体20の案内シンブル14を通り且つ燃料棒18に沿って上方
にポンプにより送られる。核分裂過程を制御するため
に、多数の制御棒（図示しない）が、燃料集合体10内の
所定の位置に配置された案内シンブル14内を往復動可能
となっている。 第２図には、案内シンブルに核燃料集合体の下部ノズ
ルを取り付けるための取付装置が、本発明による装置の
第１の実施例として示されており、この取付けのために
下部挿入可能な両頭ボルト24が用いられている。“下部
挿入可能な”とは、燃料集合体の下部から挿入可能であ
ることを意味する。下部ノズルのアダプタ板22aは穴26
を有している。案内シンブル14の下端には下部端栓28が
（例えば、溶接により）固着されている。下部端栓28は
ねじが切られた軸方向の通路30を有し、この通路30はア
ダプタ板22aの穴26と整列されている。 第２図および第３図に示される両頭ボルト24は、冷却
材を流通させるために長手方向の流通穴32を有してい
る。軸部34はねじ部分36を有している。第１の頭部38は
穴26を通ることができないように寸法決めされており、
第２の頭部40は穴26と通路30とを通ることができるよう
に寸法決めされている。両頭ボルト24は穴26内に配置さ
れ、通路30にねじ込まれる。第１の頭部38は下部ノズル
のアダプタ板22aに近接する位置にあり、第２の頭部40
は案内シンブル14の下部端栓28の近くにある。これは、
第２の頭部40が上部ノズル20の方向に向くことを意味す
る。 一般的に、両頭ボルト24は、燃料集合体10の最初の組
立時に据え付けられる。燃料集合体の骨格構造は、通
常、燃料工場において横向きで組み立てられる。この燃
料集合体10は、原子炉内で未だ照射されていないので、
組立作業を水中で行う必要がなく、問題なく燃料集合体
の下部ノズル取付エリアに接近することができる。 第１の頭部38は標準的なボルト頭ならばどのようなも
のでも良いが、好適な第１の頭部38は、多角形の凹所44
が設けられた面42を有している。実施例の装置において
は、穴26はもみ下げ穴部46を備えている。もみ下げ穴部
46は、第１の頭部38を囲むと共に回り止め48を有してお
り、この回り止め48内に第１の頭部38がクリンプ固定さ
れ、緩みを防止するようになっている。 第２の頭部40も標準的なボルト頭であればどのような
ものでも良いが、好適な第２の頭部40は、その周囲に複
数の縦方向に延びるほぼ平らな面（平坦面）50を有して
いる。その場合、例えば上方から使用するソケットレン
チのようなボルト締結工具が両頭ボルト24を緩めること
ができるように、第２の頭部40は下部端栓28の上方に十
分に延びているであろう。尚、第２の頭部40がレンチ状
の形態、即ち多角形の凹所を有しているならば、その場
合には、第２の頭部40は下部端栓28の上方に延びている
必要はなく、上方から使用するアレンレンチ等によって
緩められる。 両頭ボルト24による取付装置は、下部ノズル12を案内
シンブル14に取り付けるために、組立中に下部挿入でき
るよう考慮している。従来は、単一頭部のボルトまたは
ねじが下部ノズル12の取付けのために下部挿入されてい
る。両頭ボルト24による取付装置は、燃料集合体10を上
下逆転する必要なく案内シンブル14から下部ノズル12を
取り外すために、上部からねじを外すことができるよう
になっている。これに対し、従来は、下部ノズル12の取
外しのために、燃料集合体10を逆転しなければならな
い。また、照射済み燃料集合体のこのような分解作業
は、水中で行わなければならない。照射済み燃料集合体
10の下部ノズル12は、燃料集合体10の再組立作業中、或
は、使用済み燃料棒の減容化作業中の一工程として取り
外される場合がある。従って、このような場合におい
て、両頭ボルト24による装置は、燃料集合体10を逆転す
ることなく燃料集合体10の再組立または使用済み燃料棒
の減容化を行うことを考慮している。 燃料集合体10の案内シンブル14から下部ノズル12を取
り外すために、燃料集合体10は、実質的に直立位置に、
即ち少なくとも下部ノズル12よりも上部ノズル20が上と
なるように配置される。次いで、長いハンドルのレンチ
が、上部ノズル20から下部ノズル12に向けて各案内シン
ブル14の中に挿入され、両頭ボルト24の第２の頭部40と
係合される。尚、レンチは、制御棒を挿入するのと同じ
程度に容易に案内シンブル14に挿入でき、上部ノズル20
の取外しは必要とされないことに注意されたい。レンチ
は、いかなるクリンプ固定をも解除できるように用いら
れ、両頭ボルト24を緩めてこれを脱落させる。このよう
にして、全ての両頭ボルト24が取り外されたならば、下
部ノズル12が脱落する。一般的に、このような作業は、
原子炉の使用済み燃料ピット内の水中で吊された直立の
燃料集合体上で行われ、取り外された両頭ボルト24と下
部ノズル12とを集めるために、横方向に可動のトレイ若
しくはバケットが燃料集合体の下方に配置されている。 上部ノズル20は当業者にとり公知の方法により取り外
される。一般的に、使用済み燃料棒18は、燃料集合体の
骨格構造の下部から押し出され、コンテナ内に集荷され
る。欠陥燃料棒18を取り外した場合、交換用の燃料棒18
は、燃料集合体10の再組立のために、下部から燃料集合
体の骨格構造の中に引き入れられる。下部から燃料集合
体の骨格構造の中に燃料棒18を引き入れることは、燃料
集合体10の最初の組立てにおいても好適な方法であり、
燃料棒18を上部から装荷する場合の問題点、即ち、前進
する燃料棒18がミキシングベーン付き格子に衝突して該
ベーンを損傷させ、および／または、燃料棒18にかき傷
を作る、という問題点を除去する。 第２図には、案内シンブルに核燃料集合体の下部ノズ
ルを取り付けるための取付装置が、本発明による装置の
第２の実施例として示されており、この取付けのために
上部挿入可能なボルト締結具52が用いられている。“上
部挿入可能な”とは、燃料集合体の上部から挿入可能で
あることを意味する。下部ノズルのアダプタ板22aはね
じ穴54を有している。案内シンブル14の下端には下部端
栓28が（例えば、溶接により）固着されている。下部端
栓28は、軸方向の通路30を有し、この通路30はアダプタ
板22aのねじ穴54と整列されている。 第４図と第５図に示されるボルト締結具52は、冷却材
を流通させるために長手方向の流通穴56を有している。
軸部58はねじ部分60を有している。頭部62は、通路30を
通ることができないよう寸法決めされている。ボルト締
結具52は通路30内に配置され、ねじ穴54にねじ込まれ
る。頭部62は、案内シンブル14の下部端栓28の近傍で案
内シンブル14内に配置される。これは、頭部62が上部ノ
ズル20の方向に向くことを意味する。 一般的に、ボルト締結具52は、燃料集合体10の再組立
時に、直立の照射済み燃料集合体に水中で据え付けられ
る。しかしながら、（前述した両頭ボルト24の代わり
に）ボルト締結具25による取付装置を燃料集合体10の最
初の組立時に据え付けることもできる。 頭部62は標準的なボルト頭ならばどのようなものでも
良いが、好適な頭部62は、多角形の凹所66が設けられた
面64を有している。実施例の装置において、頭部62は、
緩み止めのために、案内シンブル14の内壁にクリンプ固
定される固定キャップ68を有している。 ボルト締結具52による取付装置は、下部ノズル12を案
内シンブル14に取り付けるために、再組立中に上部挿入
できるよう考慮している。従来は、ボルトまたはねじが
下部ノズル12の取付けのために、下部挿入される。燃料
集合体10を上下逆転する必要なく案内シンブル14に下部
ノズル12を取り付けるために、ボルト締結具52による装
置では、同ボルト締結具52の頭部に、ボルト締結工具に
嵌合されるような形状を有する多角形凹部が形成されて
いて、上部からねじ締めができるようになっている。従
来、下部ノズル12の取付けのために、燃料集合体10は上
下逆転されなければならない。照射済み燃料集合体にお
けるこのような組立作業は、水中で行わなければならな
い。 下部ノズルは、欠陥燃料棒が交換用燃料棒と交換され
た後、燃料集合体の再組立作業中の一工程として、照射
済み燃料集合体に取り付けうる。従って、この場合も、
ボルト締結具52による装置は、燃料集合体を上下逆転す
ることなく燃料集合体の再組立を行うことを考慮してい
る。 燃料集合体10の案内シンブル14に下部ノズル12を取り
付けるために、燃料集合体10は、実質的に垂直位置に、
即ち、少なくとも上部ノズル20が下部ノズル12よりも上
となるように配置される。次に、アダプタ板22aに複数
のねじ穴54が設けられている下部ノズル12を用意する。
次いで、ボルト締結具52を分離可能に保持する長いハン
ドル付きのレンチが、上部ノズル20から下部ノズル12に
向けて各案内シンブル14内に挿入される。尚、レンチ
は、制御棒と同程度に容易に案内シンブル14に挿入で
き、この工程は上部ノズル20が取り付けられた状態で行
うことができることに注意されたい。レンチ（ボルト締
結工具）ボルト締結具52をねじ締めするために用いら
れ、その後、そこから取り外される。このようにして全
てのボルト締結具52がねじ締めされた場合（望まれる場
合には、更にクリンプ固定される）、下部ノズル12は固
定されるであろう。 アダプタ板がねじ穴を有しているならば、再組立中に
用いられる下部ノズル12は、例えば、最初に組み立てた
ものから再組立前に取り外された下部ノズルであって
も、交換用の下部ノズルであっても良い。 尚、第２図の両頭ボルト24に係るアダプタ板22aがね
じ穴を有しているならば、その場合には、該ねじ穴によ
って囲まれる両頭ボルト24の軸部34の領域は螺合してい
ない状態となる。同様に、最初の組立における案内シン
ブル14の下部端栓28が、ねじ付きの軸方向通路（第２図
参照）を有している場合、再組立された燃料集合体にお
けるボルト締結具52の軸部58は、該ねじ付き軸方向通路
によって囲まれた領域において、螺合していない状態と
なるであろう（第４図参照）。勿論、ボルト締結具52
が、再組立と同様に、最初の組立にも用いられたなら
ば、その場合には、案内シンブル14の下部端栓28におけ
る軸方向の通路はねじが切られないであろう。 また、上述した本発明による取付装置は、燃料集合体
の再組立が２回目、３回目或はそれ以上であっても可能
となるように考慮していることに注意されたい。 上記説明から色々な変形や変更が可能なことは明らか
であろう。従って、特許請求の範囲に記載された範囲
で、本発明が、特に前述されたような態様以外の態様で
具現化され得ることは理解されるべきである。
添付図面に示す。尚、添付図面において、同一の参照符
号は、全図を通して同一または相当部分を示すものとす
る。 第１図において、核燃料集合体［典型的には全長13.5
ft（約4.1m）］10が、垂直方向に短縮した形で示されて
いる。この燃料集合体10は、加圧水型原子炉（PWR）に
用いられている形式であり、基本的に、原子炉（図示し
ない）の炉心領域における下部炉心板（図示しない）上
に燃料集合体10を支持するための底部ノズル若しくは下
部ノズル12と、この下部ノズル12から上方に向かって突
き出して縦方向に延びる複数（典型的には24本）の案内
シンブル14［典型的には全長12ft（約3.7m）］とを備え
ている。更に、この燃料集合体10は、案内シンブル14に
沿って軸方向に互いに離隔された複数の横向きの格子16
と、該格子16によって互いに横方向に隔てられ且つ支持
された細長み燃料棒18の組織化された配列とを備えてい
る。また、燃料集合体10は、案内シンブル14の上端に取
り付けられた上部ノズル20を有している。案内シンブル
14の下端は下部ノズル12のアダプタ板22に取り付けられ
ている。この領域において、各案内シンブル14は、一般
的に、格子スリーブ（図示しない）により囲まれてい
る。燃料集合体10は、各構成部材のこのような配列によ
って、構成部材を損傷させることなく普通に取り扱うこ
とのできる一体的なユニットを形成している。 上述したように、燃料集合体10における燃料棒18は、
燃料集合体10の長手方向に沿って離間された格子16によ
って相互に隔てられた関係に保持されている。一般的
に、各燃料棒18は、二酸化ウランから成る核燃料ペレッ
ト（図示しない）を収容している。炉心に発生される熱
を抽出して有用な仕事を行わせるために、水またはホウ
素含有水のような液状の減速・冷却材が炉心の燃料集合
体20の案内シンブル14を通り且つ燃料棒18に沿って上方
にポンプにより送られる。核分裂過程を制御するため
に、多数の制御棒（図示しない）が、燃料集合体10内の
所定の位置に配置された案内シンブル14内を往復動可能
となっている。 第２図には、案内シンブルに核燃料集合体の下部ノズ
ルを取り付けるための取付装置が、本発明による装置の
第１の実施例として示されており、この取付けのために
下部挿入可能な両頭ボルト24が用いられている。“下部
挿入可能な”とは、燃料集合体の下部から挿入可能であ
ることを意味する。下部ノズルのアダプタ板22aは穴26
を有している。案内シンブル14の下端には下部端栓28が
（例えば、溶接により）固着されている。下部端栓28は
ねじが切られた軸方向の通路30を有し、この通路30はア
ダプタ板22aの穴26と整列されている。 第２図および第３図に示される両頭ボルト24は、冷却
材を流通させるために長手方向の流通穴32を有してい
る。軸部34はねじ部分36を有している。第１の頭部38は
穴26を通ることができないように寸法決めされており、
第２の頭部40は穴26と通路30とを通ることができるよう
に寸法決めされている。両頭ボルト24は穴26内に配置さ
れ、通路30にねじ込まれる。第１の頭部38は下部ノズル
のアダプタ板22aに近接する位置にあり、第２の頭部40
は案内シンブル14の下部端栓28の近くにある。これは、
第２の頭部40が上部ノズル20の方向に向くことを意味す
る。 一般的に、両頭ボルト24は、燃料集合体10の最初の組
立時に据え付けられる。燃料集合体の骨格構造は、通
常、燃料工場において横向きで組み立てられる。この燃
料集合体10は、原子炉内で未だ照射されていないので、
組立作業を水中で行う必要がなく、問題なく燃料集合体
の下部ノズル取付エリアに接近することができる。 第１の頭部38は標準的なボルト頭ならばどのようなも
のでも良いが、好適な第１の頭部38は、多角形の凹所44
が設けられた面42を有している。実施例の装置において
は、穴26はもみ下げ穴部46を備えている。もみ下げ穴部
46は、第１の頭部38を囲むと共に回り止め48を有してお
り、この回り止め48内に第１の頭部38がクリンプ固定さ
れ、緩みを防止するようになっている。 第２の頭部40も標準的なボルト頭であればどのような
ものでも良いが、好適な第２の頭部40は、その周囲に複
数の縦方向に延びるほぼ平らな面（平坦面）50を有して
いる。その場合、例えば上方から使用するソケットレン
チのようなボルト締結工具が両頭ボルト24を緩めること
ができるように、第２の頭部40は下部端栓28の上方に十
分に延びているであろう。尚、第２の頭部40がレンチ状
の形態、即ち多角形の凹所を有しているならば、その場
合には、第２の頭部40は下部端栓28の上方に延びている
必要はなく、上方から使用するアレンレンチ等によって
緩められる。 両頭ボルト24による取付装置は、下部ノズル12を案内
シンブル14に取り付けるために、組立中に下部挿入でき
るよう考慮している。従来は、単一頭部のボルトまたは
ねじが下部ノズル12の取付けのために下部挿入されてい
る。両頭ボルト24による取付装置は、燃料集合体10を上
下逆転する必要なく案内シンブル14から下部ノズル12を
取り外すために、上部からねじを外すことができるよう
になっている。これに対し、従来は、下部ノズル12の取
外しのために、燃料集合体10を逆転しなければならな
い。また、照射済み燃料集合体のこのような分解作業
は、水中で行わなければならない。照射済み燃料集合体
10の下部ノズル12は、燃料集合体10の再組立作業中、或
は、使用済み燃料棒の減容化作業中の一工程として取り
外される場合がある。従って、このような場合におい
て、両頭ボルト24による装置は、燃料集合体10を逆転す
ることなく燃料集合体10の再組立または使用済み燃料棒
の減容化を行うことを考慮している。 燃料集合体10の案内シンブル14から下部ノズル12を取
り外すために、燃料集合体10は、実質的に直立位置に、
即ち少なくとも下部ノズル12よりも上部ノズル20が上と
なるように配置される。次いで、長いハンドルのレンチ
が、上部ノズル20から下部ノズル12に向けて各案内シン
ブル14の中に挿入され、両頭ボルト24の第２の頭部40と
係合される。尚、レンチは、制御棒を挿入するのと同じ
程度に容易に案内シンブル14に挿入でき、上部ノズル20
の取外しは必要とされないことに注意されたい。レンチ
は、いかなるクリンプ固定をも解除できるように用いら
れ、両頭ボルト24を緩めてこれを脱落させる。このよう
にして、全ての両頭ボルト24が取り外されたならば、下
部ノズル12が脱落する。一般的に、このような作業は、
原子炉の使用済み燃料ピット内の水中で吊された直立の
燃料集合体上で行われ、取り外された両頭ボルト24と下
部ノズル12とを集めるために、横方向に可動のトレイ若
しくはバケットが燃料集合体の下方に配置されている。 上部ノズル20は当業者にとり公知の方法により取り外
される。一般的に、使用済み燃料棒18は、燃料集合体の
骨格構造の下部から押し出され、コンテナ内に集荷され
る。欠陥燃料棒18を取り外した場合、交換用の燃料棒18
は、燃料集合体10の再組立のために、下部から燃料集合
体の骨格構造の中に引き入れられる。下部から燃料集合
体の骨格構造の中に燃料棒18を引き入れることは、燃料
集合体10の最初の組立てにおいても好適な方法であり、
燃料棒18を上部から装荷する場合の問題点、即ち、前進
する燃料棒18がミキシングベーン付き格子に衝突して該
ベーンを損傷させ、および／または、燃料棒18にかき傷
を作る、という問題点を除去する。 第２図には、案内シンブルに核燃料集合体の下部ノズ
ルを取り付けるための取付装置が、本発明による装置の
第２の実施例として示されており、この取付けのために
上部挿入可能なボルト締結具52が用いられている。“上
部挿入可能な”とは、燃料集合体の上部から挿入可能で
あることを意味する。下部ノズルのアダプタ板22aはね
じ穴54を有している。案内シンブル14の下端には下部端
栓28が（例えば、溶接により）固着されている。下部端
栓28は、軸方向の通路30を有し、この通路30はアダプタ
板22aのねじ穴54と整列されている。 第４図と第５図に示されるボルト締結具52は、冷却材
を流通させるために長手方向の流通穴56を有している。
軸部58はねじ部分60を有している。頭部62は、通路30を
通ることができないよう寸法決めされている。ボルト締
結具52は通路30内に配置され、ねじ穴54にねじ込まれ
る。頭部62は、案内シンブル14の下部端栓28の近傍で案
内シンブル14内に配置される。これは、頭部62が上部ノ
ズル20の方向に向くことを意味する。 一般的に、ボルト締結具52は、燃料集合体10の再組立
時に、直立の照射済み燃料集合体に水中で据え付けられ
る。しかしながら、（前述した両頭ボルト24の代わり
に）ボルト締結具25による取付装置を燃料集合体10の最
初の組立時に据え付けることもできる。 頭部62は標準的なボルト頭ならばどのようなものでも
良いが、好適な頭部62は、多角形の凹所66が設けられた
面64を有している。実施例の装置において、頭部62は、
緩み止めのために、案内シンブル14の内壁にクリンプ固
定される固定キャップ68を有している。 ボルト締結具52による取付装置は、下部ノズル12を案
内シンブル14に取り付けるために、再組立中に上部挿入
できるよう考慮している。従来は、ボルトまたはねじが
下部ノズル12の取付けのために、下部挿入される。燃料
集合体10を上下逆転する必要なく案内シンブル14に下部
ノズル12を取り付けるために、ボルト締結具52による装
置では、同ボルト締結具52の頭部に、ボルト締結工具に
嵌合されるような形状を有する多角形凹部が形成されて
いて、上部からねじ締めができるようになっている。従
来、下部ノズル12の取付けのために、燃料集合体10は上
下逆転されなければならない。照射済み燃料集合体にお
けるこのような組立作業は、水中で行わなければならな
い。 下部ノズルは、欠陥燃料棒が交換用燃料棒と交換され
た後、燃料集合体の再組立作業中の一工程として、照射
済み燃料集合体に取り付けうる。従って、この場合も、
ボルト締結具52による装置は、燃料集合体を上下逆転す
ることなく燃料集合体の再組立を行うことを考慮してい
る。 燃料集合体10の案内シンブル14に下部ノズル12を取り
付けるために、燃料集合体10は、実質的に垂直位置に、
即ち、少なくとも上部ノズル20が下部ノズル12よりも上
となるように配置される。次に、アダプタ板22aに複数
のねじ穴54が設けられている下部ノズル12を用意する。
次いで、ボルト締結具52を分離可能に保持する長いハン
ドル付きのレンチが、上部ノズル20から下部ノズル12に
向けて各案内シンブル14内に挿入される。尚、レンチ
は、制御棒と同程度に容易に案内シンブル14に挿入で
き、この工程は上部ノズル20が取り付けられた状態で行
うことができることに注意されたい。レンチ（ボルト締
結工具）ボルト締結具52をねじ締めするために用いら
れ、その後、そこから取り外される。このようにして全
てのボルト締結具52がねじ締めされた場合（望まれる場
合には、更にクリンプ固定される）、下部ノズル12は固
定されるであろう。 アダプタ板がねじ穴を有しているならば、再組立中に
用いられる下部ノズル12は、例えば、最初に組み立てた
ものから再組立前に取り外された下部ノズルであって
も、交換用の下部ノズルであっても良い。 尚、第２図の両頭ボルト24に係るアダプタ板22aがね
じ穴を有しているならば、その場合には、該ねじ穴によ
って囲まれる両頭ボルト24の軸部34の領域は螺合してい
ない状態となる。同様に、最初の組立における案内シン
ブル14の下部端栓28が、ねじ付きの軸方向通路（第２図
参照）を有している場合、再組立された燃料集合体にお
けるボルト締結具52の軸部58は、該ねじ付き軸方向通路
によって囲まれた領域において、螺合していない状態と
なるであろう（第４図参照）。勿論、ボルト締結具52
が、再組立と同様に、最初の組立にも用いられたなら
ば、その場合には、案内シンブル14の下部端栓28におけ
る軸方向の通路はねじが切られないであろう。 また、上述した本発明による取付装置は、燃料集合体
の再組立が２回目、３回目或はそれ以上であっても可能
となるように考慮していることに注意されたい。 上記説明から色々な変形や変更が可能なことは明らか
であろう。従って、特許請求の範囲に記載された範囲
で、本発明が、特に前述されたような態様以外の態様で
具現化され得ることは理解されるべきである。
第１図は、再組立前または再組立後における本発明によ
る案内シンブルに下部ノズルを取り付けるための取付装
置を具備した原子炉の燃料集合体を示す部分切欠き側面
図、第２図は、本発明による両頭ボルトを用いて下部ノ
ズルのアダプタ板に取り付けられた案内シンブルを示
す、再組立前における第１図の下部ノズル領域の拡大詳
細断面図、第３図は第２図の両頭ボルトの側面図、第４
図は、本発明によるボルト締結具を用いて下部ノズルの
アダプタ板に取り付けられた案内シンブルを示す、再組
立後における第１図の下部ノズル領域の拡大詳細断面
図、第５図は第４図のボルト締結具の側面図である。 10……燃料集合体、12……下部ノズル、14……案内シン
ブル、20……上部ノズル、22,22a,22b……アダプタ板、
24……両頭ボルト、26……穴、28……下部端栓、30……
通路、32,56……流通穴、34,58……軸部、36,60……ね
じ部分、38……第１の頭部、40……第２の頭部、52……
ボルト締結具、54……ねじ穴、62……頭部。
る案内シンブルに下部ノズルを取り付けるための取付装
置を具備した原子炉の燃料集合体を示す部分切欠き側面
図、第２図は、本発明による両頭ボルトを用いて下部ノ
ズルのアダプタ板に取り付けられた案内シンブルを示
す、再組立前における第１図の下部ノズル領域の拡大詳
細断面図、第３図は第２図の両頭ボルトの側面図、第４
図は、本発明によるボルト締結具を用いて下部ノズルの
アダプタ板に取り付けられた案内シンブルを示す、再組
立後における第１図の下部ノズル領域の拡大詳細断面
図、第５図は第４図のボルト締結具の側面図である。 10……燃料集合体、12……下部ノズル、14……案内シン
ブル、20……上部ノズル、22,22a,22b……アダプタ板、
24……両頭ボルト、26……穴、28……下部端栓、30……
通路、32,56……流通穴、34,58……軸部、36,60……ね
じ部分、38……第１の頭部、40……第２の頭部、52……
ボルト締結具、54……ねじ穴、62……頭部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−76090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−79495（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−288198（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】案内シンブルに対する下部ノズルの取付装
置を有する原子炉の燃料集合体であって、 （ａ） 穴を有するアダプタ板を備えた下部ノズルと、 （ｂ） 前記穴と整列されたねじ付きの軸方向の通路を
有する下部端栓を備えた案内シンブルと、 （ｃ） 長手方向の流通穴と、ねじ部分を有する軸部
と、前記穴を通ることができないように寸法決めされた
第１の頭部と、前記穴および前記通路を通ることができ
るように寸法決めされた第２の頭部とを備える下部挿入
可能な両頭ボルトであって、前記第１の頭部が前記アダ
プタ板に近接すると共に前記第２の頭部が前記下部端栓
に近接する状態で、前記両頭ボルトが前記穴内に配置さ
れて前記通路内にねじ込まれるようになっていると共
に、前記第２の頭部の周囲には、軸方向に延びる複数の
平坦面がボルト締結工具に嵌合されるような形状を有し
て形成されている、前記両頭ボルトと、 を備える原子炉の燃料集合体。 - 【請求項２】案内シンブルに対する下部ノズルの取付装
置を有する原子炉の燃料集合体であって、 （ａ） ねじ穴を有するアダプタ板を備えた下部ノズル
と、 （ｂ） 前記ねじ穴と整列された軸方向の通路を有する
下部端栓を備えた案内シンブルと、 （ｃ） 長手方向の流通穴と、ねじ部分を有する軸部
と、前記通路を通ることができないように寸法決めされ
た頭部とを備える上部挿入可能なボルト締結具であっ
て、前記頭部が前記下部端栓に近接して前記案内シンブ
ル内に配置される状態で、前記ボルト締結具が前記通路
内に配置されて前記ねじ穴にねじ込まれるようになって
いると共に、前記頭部にはボルト締結工具に嵌合される
ような形状を有する多角形凹部が形成されている、前記
ボルト締結具と、 を備える原子炉の燃料集合体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/933,716 US4738820A (en) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Nuclear fuel assembly bottom nozzle attachment system allowing reconstitution |
| US933,716 | 1986-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140990A JPS63140990A (ja) | 1988-06-13 |
| JPH083540B2 true JPH083540B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=25464405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62287601A Expired - Lifetime JPH083540B2 (ja) | 1986-11-21 | 1987-11-16 | 原子炉の燃料集合体 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4738820A (ja) |
| EP (1) | EP0268807B1 (ja) |
| JP (1) | JPH083540B2 (ja) |
| KR (1) | KR960016174B1 (ja) |
| DE (1) | DE3781516T2 (ja) |
| ES (1) | ES2035012T3 (ja) |
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1986
- 1986-11-21 US US06/933,716 patent/US4738820A/en not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-10-15 EP EP87115055A patent/EP0268807B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-15 DE DE8787115055T patent/DE3781516T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-10-15 ES ES198787115055T patent/ES2035012T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-16 JP JP62287601A patent/JPH083540B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-18 KR KR1019870012991A patent/KR960016174B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0268807B1 (en) | 1992-09-02 |
| DE3781516D1 (de) | 1992-10-08 |
| DE3781516T2 (de) | 1993-03-18 |
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| US4738820A (en) | 1988-04-19 |
| EP0268807A2 (en) | 1988-06-01 |
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| JPS63140990A (ja) | 1988-06-13 |
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