JPH09184894A - 荷重支持にチャネルまたは冷却材棒を選択的に用いる燃料集合体構造および方法 - Google Patents
荷重支持にチャネルまたは冷却材棒を選択的に用いる燃料集合体構造および方法Info
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- JPH09184894A JPH09184894A JP8292173A JP29217396A JPH09184894A JP H09184894 A JPH09184894 A JP H09184894A JP 8292173 A JP8292173 A JP 8292173A JP 29217396 A JP29217396 A JP 29217396A JP H09184894 A JPH09184894 A JP H09184894A
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Abstract
の荷重を支持する構造を提供する。 【解決手段】ラッチピン装置を、燃料集合体チャネルお
よび冷却材棒の少なくとも一方と選択的に係合する形状
として、燃料集合体の荷重を支えるのに、燃料集合体チ
ャネルおよび冷却材棒を選択的に利用し、これにより燃
料タイロッドを用いる必要をなくす。ラッチピン装置
は、燃料集合体チャネルおよび冷却材棒と選択的に係合
可能なラッチピンと、このラッチピンと協動するアンカ
ー装置とを含む。アンカー装置は、ラッチピンが燃料集
合体チャネルおよび冷却材棒の少なくとも一方と係合す
るように、ラッチピンを選択位置に係止する。
Description
燃料集合体の構造に関し、特に、燃料集合体の荷重を支
持するのに冷却材棒を選択的に利用し、これにより燃料
タイロッドを用いる必要をなくした、燃料集合体構造に
関する。
集合体は、下部タイプレート、上部タイプレート、そし
て上部および下部タイプレート間に支持された複数の密
閉燃料棒の配列を含む。燃料棒は、蒸気を発生させるの
に必要な臨界反応を支持するために、密閉容器内に核燃
料ペレットを収容したものである。燃料棒の配列内には
1本以上の冷却材棒が含まれ、同じく上部および下部タ
イプレート間に支持されている。タイプレート、燃料棒
および冷却材棒はチャネルで囲まれている。このチャネ
ルは、通常、断面が正方形で、金属(好ましくはジルカ
ロイと称される合金)で形成される。水が燃料集合体の
底部から頂部に流れる。水は、チャネル内の下部タイプ
レートを経て内部に入り、直立している燃料棒間を通過
する。水と発生した蒸気が燃料棒間のチャネル内部か
ら、上部タイプレートを通って外に出る。チャネルは、
必要な減速冷却材の流れを、タイプレート間に限定され
た流路に閉じこめる。
は、密閉された燃料棒を鉛直な直立する格子配列状態に
支持する役目を果たす。代表的には、上部タイプレート
は、燃料棒支持点の上方格子配列を形成する。通常、こ
れらの支持点のうち約8個に対応するおすねじ付きタイ
ロッドおよび取付け具を配置する。タイロッドは、燃料
棒と同様の燃料を収容し、下端がねじ切りされ、下部タ
イプレートに取り付けられるようになっている。同様
に、下部タイプレートは、燃料棒支持点の下方格子配列
を形成する。これらの下方支持点は、大部分、上部タイ
プレートの上方支持点に対応する。通常、これらの支持
点のうち約8個にめすねじ穴をねじ切りする。これらの
ねじ穴は、上部タイプレートの上方穴に対応する。下部
タイプレートのこれらのねじ切り支持点に燃料タイロッ
ドのねじ切り下端を配置する。こうして、通常、2つの
タイプレートを燃料タイロッドで一緒に結着する。
体に出入りさせる開口の格子配列を画定する。具体的に
は、下部タイプレートは、水冷却材を内部に入れるため
の開口の第1格子配列を画定する。この冷却材は、反応
で生成したはやい中性子を減速、すなわちスローダウン
して反応を継続するおそい(または熱)中性子を生成す
る能力を発揮する。同時に、冷却材がチャネル内の燃料
集合体を通して上方に通過するにつれて、冷却材の一部
が蒸気に変換される。この蒸気と蒸気に変換されず、液
相に留まっている冷却材は、上部タイプレートを通って
外に出る必要がある。その結果、上部タイプレートに
は、燃料棒支持点の格子配列間に、独特の開口の配列を
形成する。上部タイプレートの開口配列は、蒸気/水の
2相混合物が燃料集合体から外に流れ出るのを許す。
(outage)時に定期的に交換および/または点検する必
要がある。原子炉の中心にある蒸気を発生する炉心から
上置き要素を取り除いて、遮蔽水を通して炉心へのアク
セスを可能にしたときに、このような停止が起こる。こ
のような「停止」中に、炉容器炉心の数セクションの取
外し、検査および/または交換を行う。放射線抑制用水
浴に沈められた炉心においては、燃料集合体をハンドル
で遠隔把持することにより、検査のために交換すべき燃
料バンドルを取り外す。ハンドルは、燃料集合体を容器
から取りはずすときに、ハンドルに対して従属関係にあ
る燃料集合体の全重量に対する支持点を、燃料集合体の
頂部に設定しなければならない。ひとたび燃料集合体を
ハンドルで支持したら、燃料集合体の全重量はハンドル
により支えられる。この重量には、燃料棒および冷却材
棒の重量、上部タイプレートの重量、下部タイプレート
の重量および包囲チャネルの重量が含まれる(600ポ
ンド以上)。
たら、タイプレート、燃料棒および冷却材棒をチャネル
から分離することができる。チャネルから分離してしま
えば、燃料棒の検査および/または交換は容易である。
しかし、従来、燃料タイロッドのねじ切り端栓がそのね
じ連結部で焼きつく傾向があり、このため燃料タイロッ
ドの交換が困難で時間がかかるものとなっている。さら
に、燃料集合体の設計寿命が長くなるにつれて、腐食作
用により燃料タイロッドが弱くなる。この弱化が起こる
のは、材料の腐食薄肉化のせいで、また水素の発生およ
びその吸収による延性の減少による。
間にねじ係合により連結された燃料タイロッドを含まな
い燃料集合体構造を開発する必要がある。さらに、燃料
集合体のために、腐食作用による影響の少ない構造的荷
重経路を利用する必要がある。一般に、腐食は表面現象
であるので、体積対表面積比が高い構造体はこの点での
余裕が大きい。沸騰水型炉の燃料集合体の通常の設計に
余分な構造をつけ加えなければ、体積対表面積比がもっ
とも高い構成要素はチャネルである。チャネルを用いて
荷重を支持する燃料集合体が、本出願人の1995年1
0月12日付け米国出願番号08/542382(平成
8年特許願第263411号)に記載されている。
び冷却材棒を選択的に使用できるようにし、燃料集合体
全体を炉容器から取りはずすか、燃料バンドル(すなわ
ち、チャネルなし)のみを炉容器から取りはずすことが
できれば、有効である。
合体荷重を支えるための構造部材としてチャネルおよび
冷却材棒を選択的に使用できるようにする燃料集合体構
造を提供することにある。この発明の別の目的は、燃料
タイロッドを利用しない荷重経路を介して燃料集合体を
吊り上げることを可能にする燃料集合体構造を提供する
ことにある。この発明の他の目的は、燃料バンドルおよ
び燃料集合体を吊り上げる方法を提供することにある。
明によれば、複数の燃料棒および少なくとも1本の冷却
材棒を包囲する燃料集合体チャネルを含む沸騰水型原子
炉におけるタイプレート用のラッチピン装置(アセンブ
リ)が提供される。ラッチピン装置は、燃料集合体チャ
ネルおよび冷却材棒と選択的に係合可能なラッチピン
と、前記ラッチピンと協動するアンカーアセンブリとを
備える。アンカーアセンブリは、ラッチピンが燃料集合
体チャネルおよび冷却材棒の少なくとも一方と係合する
ようにラッチピンを選択位置に係止する。
び冷却材棒のいずれかと係合可能であるか、燃料集合体
チャネルおよび冷却材棒と同時に係合可能であるのがよ
い。好ましくは、前記タイプレートがラッチピン内腔を
含み、ラッチピンがラッチピン内腔内に移動自在に配置
されている。好適な実施例では、ラッチピンに、前記ラ
ッチピン内腔の外端を画定するヘッドを設け、前記ラッ
チピン装置はさらに、前記ヘッドと前記ラッチピン内腔
の内端間に配置されたばねを含む。この実施例では、ば
ねが前記ラッチピンを前記燃料集合体チャネルと係合す
る位置に向かって押圧する。
腔に形成された少なくとも1個の環状溝と、前記ヘッド
を貫通してヘッドの直径方向両側から半径方向外向きに
延在するアンカーピンとを備え、前記アンカーピンが前
記環状溝にはまる形状とすることが出来る。第1の構成
例では、前記アンカーアセンブリが、前記ラッチピン内
腔に形成された2個の環状溝を備える。一方の環状溝
は、前記ラッチピンが前記冷却材棒と係合する第1ラッ
チピン位置に対応し、他方の環状溝は、前記ラッチピン
が前記燃料集合体チャネルおよび前記冷却材棒からはず
れる第2ラッチピン位置に対応する。前記ラッチピン
は、前記ラッチピンが前記燃料集合体チャネルと係合
し、かつ前記アンカーピンが2個の前記環状溝のいずれ
にもはまらない第3ラッチピン位置に移動できるような
形状とするのがよい。
が前記ラッチピンの前記ヘッドとは反対の端部に配置さ
れたフックを備え、前記フックが冷却材棒と選択的に係
合可能である。この構成では、前記フックが前記ラッチ
ピンの長さ方向軸線からずれて配置されている。前記ラ
ッチピンは、前記ラッチピン内腔内に回転自在に配置さ
れ、前記フックが前記冷却材棒と係合する係合位置と、
前記フックが前記冷却材棒からはずれる非係合位置との
間でラッチピンの長さ方向軸線のまわりを回転する。ま
たさらに、前記ラッチピンは前記ラッチピン内腔の内端
にあけた穴を貫通し、前記フックが前記ヘッドとは反対
側の、前記穴を通り越したラッチピンの端部に固定され
る。この配置では、前記アンカーアセンブリはさらにス
トッパ面を含み、前記非係合位置で前記フックがストッ
パ面に当接する。
に移動自在に配置された内側シャフトと、この内側シャ
フトを包囲し、前記ラッチピン内腔内に移動自在に配置
された外側シャフトとを含み、前記内側シャフトが前記
外側シャフトに対して相対移動可能とすることが出来
る。この配置では、前記アンカーアセンブリが、前記ラ
ッチピン内腔に形成された少なくとも1つの環状溝と、
前記外側シャフトに形成された穴と、この穴内に配置さ
れ、前記環状溝および前記内側シャフトと係合可能なア
ンカー部材とを備える。アンカー部材がボールであるの
がよい。前記アンカーアセンブリが前記ラッチピン内腔
に形成された2個の環状溝を備える。一方の環状溝は、
前記ラッチピンが前記冷却材棒と係合する第1ラッチピ
ン位置に対応し、他方の環状溝は、前記ラッチピンが前
記燃料集合体チャネルと係合する第2ラッチピン位置に
対応する。前記内側シャフトが、冷却材棒と係合し得る
係合シャフト部分と、移行シャフト部分と、内側シャフ
トヘッドとを備え、前記内側シャフトヘッドが第1直径
部分と、テーパ部分と、直径が第1直径部分より小さい
第2直径部分とを備え、前記アンカー部材が前記内側シ
ャフトに前記内側シャフトヘッドのテーパ部分で係合す
る。前記ラッチピンがさらに、前記外側シャフトの内端
に固定され、前記外側シャフトの内側に受けを画定する
ロックリングを備え、前記ラッチピン装置がさらに、前
記受けと前記内側シャフトヘッドの第1直径部分との間
に配置されたばねを備え、このばねが前記ラッチピンを
前記燃料集合体チャネルと係合する位置に向けて押圧す
る。前記外側シャフトが前記燃料集合体チャネルと係合
し得る外側シャフトヘッドを備え、前記外側シャフトヘ
ッドが、もっとも内側の第1直径と、第1直径より小さ
い中間位置の第2直径と、第2直径より大きいもっとも
外側の第3直径を有する。
料棒と、少なくとも1本の冷却材棒と、前記燃料棒およ
び冷却材棒を包囲する燃料集合体チャネルと、前記燃料
集合体チャネルの内側に配置され、前記燃料棒および冷
却材棒を横方向に支持する上部タイプレートと、前記燃
料集合体チャネルおよび冷却材棒と選択的に係合し得る
ラッチピン装置とを備える燃料集合体が提供される。
前記冷却材棒が前記ラッチピンを受け入れる形状とされ
た係合穴を備えるようにすることが出来る。前記ラッチ
ピン装置がさらに、前記ラッチピンと協動するアンカー
アセンブリを備えるのがよい。前記アンカーアセンブリ
は、ラッチピンが燃料集合体チャネルおよび冷却材棒の
少なくとも一方と係合するようにラッチピンを選択位置
に係止する。前記ラッチピンが燃料集合体チャネルおよ
び冷却材棒のいずれかと係合可能であるか、燃料集合体
チャネルおよび冷却材棒と同時に係合可能である。前記
タイプレートがラッチピン内腔を含み、前記ラッチピン
が前記ラッチピン内腔内に移動自在に配置することが出
来る。前記ラッチピンが前記ラッチピン内腔の外端を画
定するヘッドを備え、前記ラッチピン装置がさらに、前
記ヘッドと前記ラッチピン内腔の内端間に配置されたば
ねを備え、このばねが前記ラッチピンを前記燃料集合体
チャネルと係合する位置に向かって押圧する。
水型原子炉において燃料集合体を吊り上げる方法が提供
される。この方法は、ラッチピン装置を燃料集合体チャ
ネルおよび冷却材棒と選択的に係合可能とし、ラッチピ
ンが燃料集合体チャネルおよび冷却材棒の少なくとも一
方と係合するように、ラッチピンを選択位置に係止し、
燃料集合体を上部タイプレートを介して吊り上げる工程
を含む。
の特徴と効果をさらに明瞭にするために、以下にこの発
明の好適な実施態様を添付の図面を参照しながら詳細に
説明する。図1に、この発明の1実施例による沸騰水型
原子炉用の燃料集合体(フュールアセンブリ)の断面を
示す。燃料集合体10は、複数本の燃料棒12と、1対
の冷却材棒14(好適な実施例として2本の冷却材棒1
4を図示し、説明するが、燃料集合体によっては1本の
冷却材棒を使用することも多い)と、これらの燃料棒1
2および冷却材棒14を取り囲むチャネル16とを含
む。燃料棒12は10X10の行列に配置するのが好ま
しく、複数のスペーサ18によりチャネル内で横移動し
ないように固定されている。冷却材棒14は通常、燃料
棒配列の中心に配置される。冷却材棒14の上端および
下端両方に小さな穴を設けて、水を冷却材棒内に引きこ
むことができるようにし、こうして減速材を燃料棒配列
内に導入する。1本のウォータロッドは、スペーサ18
それぞれに機械的にロックされたスペーサ捕捉棒として
も機能し、これにより各スペーサ18の軸線方向位置を
固定する。燃料棒スペーサ18にインコネルXのばねを
設けて燃料棒間の間隔を維持する。
プレート20により支持されている。上部タイプレート
22は燃料棒12および冷却材棒14を受け入れ、その
横移動を阻止する。燃料棒の端栓はピンを有し、そのピ
ンがタイプレート20、22のアンカー穴にはまる。各
燃料棒の上部端栓の上に膨張空間を確保し、燃料棒が軸
線方向に膨張するのを許す。つまり、燃料棒が上部タイ
プレート22の穴内ですべることで、軸線方向熱膨張差
を吸収する。従来の構造とは異なり、燃料棒を下部タイ
プレート20または上部タイプレート22にねじ込まな
い。冷却材棒14の片方または両方を下部タイプレート
20にしっかりねじ込んでもよい。従来技術と関連して
前述したように、長期の浸漬時間の間にねじ山が焼きつ
きを起こしがちであるので、なんであれタイプレート2
0、22にねじ込むのは望ましくない。しかし、燃料棒
12とは異なり、冷却材棒14は燃料棒12程頻繁にバ
ンドルから引き抜く必要がない。したがって、この発明
では、冷却材棒14はねじ込みその他の手段でしっかり
と下部タイプレート20に固定する。
する移行部材24が、下部タイプレート20をチャネル
16内に支持する。チャネル16を適当な構造により移
行部材24に固着する。図示の実施例では、ボルト28
をチャネル16を経て移行部材24にねじ込んでいる。
チャネル16のほぼ正方形の断面の各側面に一つずつ、
4個のボルト28をねじ込むのが好ましい。移行部材2
4には、その対応する正方形断面の各側面に、対応する
ボルト受け取り穴30がねじ切りされている。ボルト2
8は合金X−750製とするのが好ましい。
イプレート22と一体である。図1および図2に示すよ
うに、ベイルハンドル・アセンブリ32はベイルハンド
ル33および2つのボス部材34を含む。図3は図2の
III−III線方向に見た断面である。ボス部材34
には、内部に内腔(チャネル)36が形成されている。
ラッチピン38が内腔36内に移動自在に配置されてい
る。ラッチピンキャップまたはヘッド40がラッチピン
38の外端に固定され、キャップ40のもっとも外側の
第1直径は、チャネル16のラッチピン穴42を通過で
きる形状となっており、もっとも内側の第2直径は、チ
ャネル16のラッチピン穴42より大きく、ラッチピン
38用のストッパ面として作用する。ラッチピンキャッ
プ40の内側面はボス部材34の内腔36の境界を決め
る。ばね44が、ラッチピンキャップ40の内側面と内
腔36の端部との間で、内腔36内にかつラッチピン3
8のまわりに配置されている。ばね44はラッチピン3
8を、チャネル16のラッチピン穴42に係合する伸長
位置に押圧する。
よりチャネル16に剛固に固着されているので、またラ
ッチピン38がチャネル16のラッチピン穴42に挿入
されているので、燃料集合体10をベイルハンドル・ア
センブリ32で吊りあげる際に、チャネル16が燃料集
合体10の構造的荷重を支える。前述したように、チャ
ネル16は、燃料集合体10内の構成要素のうちもっと
も高い体積対表面積比を有し、うまく腐食作用を免れ
る。
ウォータロッド14間かつ上部タイプレート22の穴4
5内に配置されている。ボルト43は内腔47中に延在
する。ほぼ円筒形の部材51がボルト43の端部に固着
され、内腔47の境界を決めている。ばね53が、円筒
形部材51と内腔47の頂部とによって画定された空間
内で、ボルト43のまわりに配置されている。ばね53
は、図3に示すように、上部タイプレート22をウォー
タロッド主ばねサポート55から離間した状態に維持す
る役目を果たす。さらに、ばね53は、ラッチピン38
がラッチピン穴42の上端に係合するように、上部タイ
プレート22を上向きに押しあげる。またさらに、ウォ
ータロッド主ばねの予備荷重力を上部タイプレート22
からそらせる。
(アセンブリ)100を示す。ラッチピン・アセンブリ
100は、ラッチピン38により上部タイプレート22
とチャネル16間または上部タイプレート22と冷却材
棒14間に選択的に取り付けることができる。図4に示
すように、この実施例の冷却材棒14は上部タイプレー
ト22を貫通してさらに上方に延在する。図3に示す実
施例と同様、ラッチピン38はボス部材34の内腔36
内を移動でき、ばね44がラッチピン38を取り囲み、
ラッチピン38をチャネルと係合する方向に押圧する。
ラッチピン38の端部が上部タイプレート22の穴10
8を貫通する。
ド40′は、アンカーピン102がヘッド40′に貫通
しかつヘッド40′の直径方向反対側から半径方向外向
きに延在するように、変更されている。内腔36には、
アンカーピン102を受け入れる形状の2つの環状溝1
04が設けられている。図4に示す位置において、アン
カーピン102は内腔36の溝104からはずれてい
る。したがって、ばね44がラッチピン38をチャネル
と係合するもっとも外側の位置に押圧する。図5に移る
と、ラッチピン38を、好ましくは外部工具(図示せ
ず)により、内向きに駆動すると、ラッチピンシャフト
が冷却材棒14の穴106を貫通する。アンカーピン1
02の位置が2つの溝104のうち内側の溝と合致した
とき、外部工具によりラッチピン38を、アンカーピン
102が溝104にはまるまで、約90°回転する。こ
の位置で、燃料集合体をベイルハンドル33で吊り上げ
ると、燃料バンドルを容器から取り外すことができ、チ
ャネルは所定位置に留まる。図5に示す位置を第1ラッ
チピン位置と呼ぶ。
104と係合している、第2ラッチピン位置を示す。こ
の位置で、ラッチピン38が冷却材棒14ともチャネル
16とも係合していないので、上部タイプレート20を
燃料集合体から取りはずすことができる。図4に示す位
置では、燃料集合体をベイルハンドル33により吊り上
げると、燃料集合体全体を容器から取りはずすことがで
きる。
よるラッチピン装置(アセンブリ)200を示す。この
配置では、ラッチピン38′は、上部タイプレート22
の穴108を貫通するラッチピン38′の端部にフック
部材202が固定されたものに変更されている。アーム
部材204がラッチピン38′の端部から延在し、そし
てフック部材202がラッチピン38′の長さ方向軸線
206からずれるように、フック部材202がアーム部
材204の端部に固定されている。その結果、フック部
材202を回転して冷却材棒14と係合または脱離する
ことができる。外部工具(図示せず)によりラッチピン
38′を回転する。
却材棒14と係合させたとき、ヘッド40はチャネルか
ら引き抜かれた状態に維持される。したがって、燃料集
合体をベイルハンドル33で吊り上げるとき、燃料バン
ドルを、チャネル16なしで、炉容器から取りはずすこ
とができる。図9および図10においては、外部工具に
よりラッチピン38′を回転することにより、フック部
材202を冷却材棒14からはずす。フック部材202
を係合状態から解放すると、ばね44がラッチピン3
8′を外向きに押すので、ヘッド40がチャネル16に
係合する(図9参照)。この位置で、燃料集合体をベイ
ルハンドル33で吊り上げると、燃料集合体全体を炉容
器から取りはずすことができる。表面208は、ラッチ
ピン38をチャネル16と係合させるときに、フック部
材202に対するストッパ面となる。さらに、非係合位
置において、フック部材202はウォータロッドに接触
しない(図10参照)。
実施例によるラッチピン装置(アセンブリ)300を示
す。図11において、この実施例のラッチピンは、外側
シャフト302と内側シャフト304とからなる。外側
シャフト302は、内腔36内に配置され、内側シャフ
ト304を取り囲んでいる。外側シャフト302のヘッ
ド部分には、燃料集合体のチャネル16を受け入れるよ
うになった凹所306が設けられている。外側シャフト
302には、外側シャフト302の外周に沿ってほぼ均
等間隔で、複数(3個以上、好ましくは5個)の穴30
8があけられている。穴308はアンカー部材またはボ
ール310を受け入れる形状となっている。ロックリン
グ312が外側シャフト302の最内端に、好ましくは
ねじにより固着され、ばね44用の受けとなる。
14と、移行シャフト部分316と、内側シャフトヘッ
ド318とを含む。内側シャフトヘッド318は、第1
直径部分320と、テーパ部分322と、第1直径部分
320より直径が小さい第2直径部分324とを含む。
テーパ部分322は外側シャフト302に対して穴30
8に隣接して位置するので、ボール310がテーパ部分
322に接触する。内腔36には、ボール310を受け
入れる形状の2つの環状溝326が形成されている。
2の凹所形成部分306はチャネル16の穴から突出し
ているので、ラッチピン装置が上部タイプレート22と
チャネル16とを連結する。ばね44が、内側シャフト
ヘッド318を押圧するので、内側シャフトヘッドのテ
ーパ部分322がボール310を外向きに駆動し、溝3
26と係合させる。その結果、ラッチピン装置300は
チャネル係合位置にしっかり固定される。
れ、冷却材棒と係合するようにラッチピン装置を移動す
るには、外部工具により、内側シャフト304をばね4
4の力に抗して内方にずらす。その結果、テーパ部分3
22が相対移動するので、ボール310が溝326との
密接な係合関係から解放される。つぎに、外部工具を用
いて外側シャフト302を内方に、ボール310が内側
の溝326にはまるまで、駆動する。図12に示すこの
状態で、内側シャフト304を冷却材棒14の穴328
内に駆動し、これにより冷却材棒14と係合する。した
がって、燃料集合体をベイルハンドル33で吊り上げれ
ば、燃料バンドルを、チャネルなしで、炉容器から取り
はずすことができる。
よるラッチピン装置(アセンブリ)400を示す。この
配置では、ラッチピン38″が、工具402を受け入れ
る中空なものに変更されている。工具402はラッチピ
ン38″内で、燃料集合体チャネル係合位置(図13に
示す)と冷却材棒係合位置との間を移動できる。工具4
02に、遠隔操作できるハンドル404を設けるのがよ
い。作動時には、オペレータが工具402を内向きに移
動して冷却材棒14と係合させる。工具の長さは、燃料
集合体チャネル16および冷却材棒14と同時に係合す
るか、燃料集合体チャネル16のみに係合するような長
さとする。工具の形状は、燃料バンドルをチャネルから
取りはずした後冷却材棒に係合できるような形状とする
のがよい。工具402には、これをラッチピン38″内
の所定位置にロックする構造を設けるのが好ましい。
400の構成要素はインコネルX−750から形成する
のが好ましく、成形部材(たとえば、ヘッド40、ラッ
チピン38′、内側シャフト304)は棒材から切削加
工するのが好ましい。もちろん、当業者であればこれら
の構成要素を形成する他の材料や方法も想起できるであ
ろう。この発明は、上に図解し説明した構造に限定され
ない。
センブリの斜視図である。このハンドルアセンブリを用
いれば、この発明のラッチピン装置を、燃料棒を受け入
れる上部タイプレート格子を持たない燃料集合体に組み
込むことが可能である。燃料集合体の頂部付近に追加の
スペーサ18(図1参照)を設けるか、複数のスペーサ
18の間隔を燃料集合体に沿ってさらに広げることがで
きる。
が内部に形成された1対のボス部材504と一体のベイ
ルハンドル502を含む。1対のアウトリガー510を
有する交差部材508は、ベイルハンドル502とほぼ
直交するような形状となっている。図14に示すよう
に、ハンドルアセンブリ500の中心平面は、内腔50
6の長さ方向軸線が規定する平面より下方に位置する。
冷却材棒14は中心平面にあけた穴512を上向きに貫
通する。この発明のラッチピン装置をハンドルアセンブ
リ500の構造に組み込むのは容易である。
用的かつ好適と考えられる実施例について説明したが、
この発明は図示の実施例に限定されず、特許請求の範囲
に含まれる種々の改変や均等な配置をすべて包含するも
のである。
る。
面図である。
る。
断面図である。
チピン装置の断面図である。
の断面図である。
ラッチピン装置の断面図である。
ン装置の断面図である。
ブリの斜視図である。
Claims (27)
- 【請求項1】 複数の燃料棒および少なくとも1本の冷
却材棒を包囲する燃料集合体チャネルを含む沸騰水型原
子炉におけるタイプレート用のラッチピン装置におい
て、 燃料集合体チャネルおよび冷却材棒と選択的に係合可能
なラッチピンと、 前記ラッチピンと協動するアンカーアセンブリとを備
え、前記アンカーアセンブリは、ラッチピンが燃料集合
体チャネルおよび冷却材棒の少なくとも一方と係合する
ようにラッチピンを選択位置に係止するラッチピン装
置。 - 【請求項2】 前記ラッチピンが燃料集合体チャネルお
よび冷却材棒のいずれかと係合可能である、請求項1に
記載のラッチピン装置。 - 【請求項3】 前記ラッチピンが燃料集合体チャネルお
よび冷却材棒と同時に係合可能である、請求項1に記載
のラッチピン装置。 - 【請求項4】 前記タイプレートがラッチピン内腔を含
み、前記ラッチピンが前記ラッチピン内腔内に移動自在
に配置されている、請求項1に記載のラッチピン装置。 - 【請求項5】 前記ラッチピンが前記ラッチピン内腔の
外端を画定するヘッドを備え、前記ラッチピン装置がさ
らに、前記ヘッドと前記ラッチピン内腔の内端間に配置
されたばねを備え、このばねが前記ラッチピンを前記燃
料集合体チャネルと係合する位置に向かって押圧する、
請求項4に記載のラッチピン装置。 - 【請求項6】 前記アンカーアセンブリが、 前記ラッチピン内腔に形成された少なくとも1個の環状
溝と、 前記ヘッドを貫通してヘッドの直径方向両側から半径方
向外向きに延在するアンカーピンとを備え、前記アンカ
ーピンが前記少なくとも1つの環状溝にはまる形状とな
っている、請求項5に記載のラッチピン装置。 - 【請求項7】 前記アンカーアセンブリが、前記ラッチ
ピン内腔に形成された2個の環状溝を備え、一方の環状
溝は、前記ラッチピンが前記冷却材棒と係合する第1ラ
ッチピン位置に対応し、他方の環状溝は、前記ラッチピ
ンが前記燃料集合体チャネルおよび前記冷却材棒からは
ずれる第2ラッチピン位置に対応する、請求項6に記載
のラッチピン装置。 - 【請求項8】 前記ラッチピンは、前記ラッチピンが前
記燃料集合体チャネルと係合し、かつ前記アンカーピン
が前記2個の環状溝のいずれにもはまらない第3ラッチ
ピン位置に移動できるような形状とされている、請求項
7に記載のラッチピン装置。 - 【請求項9】 前記アンカーアセンブリが前記ラッチピ
ンの前記ヘッドとは反対の端部に配置されたフックを備
え、前記フックが冷却材棒と選択的に係合可能である、
請求項5に記載のラッチピン装置。 - 【請求項10】 前記フックが前記ラッチピンの長さ方
向軸線からずれて配置されている、請求項9に記載のラ
ッチピン装置。 - 【請求項11】 前記ラッチピンは、前記ラッチピン内
腔内に回転自在に配置され、前記フックが前記冷却材棒
と係合する係合位置と、前記フックが前記冷却材棒から
はずれる非係合位置との間でラッチピン自身の長さ方向
軸線のまわりを回転する、請求項10に記載のラッチピ
ン装置。 - 【請求項12】 前記ラッチピンは前記ラッチピン内腔
の内端にあけた穴を貫通し、前記フックが前記ヘッドと
は反対側の、前記穴を通り越したラッチピンの端部に固
定され、前記アンカーアセンブリはさらにストッパ面を
含み、前記非係合位置で前記フックがストッパ面に当接
する、請求項11に記載のラッチピン装置。 - 【請求項13】 前記ラッチピンが、前記ラッチピン内
腔内に移動自在に配置された内側シャフトと、この内側
シャフトを包囲し、前記ラッチピン内腔内に移動自在に
配置された外側シャフトとを含み、前記内側シャフトが
前記外側シャフトに対して相対移動可能である、請求項
4に記載のラッチピン装置。 - 【請求項14】 前記アンカーアセンブリが、 前記ラッチピン内腔に形成された少なくとも1つの環状
溝と、 前記外側シャフトに形成された穴と、 前記穴内に配置され、前記少なくとも1つの環状溝およ
び前記内側シャフトと係合可能なアンカー部材とを備え
る、請求項13に記載のラッチピン装置。 - 【請求項15】 前記アンカー部材がボールであり、前
記アンカーアセンブリが前記ラッチピン内腔に形成され
た2個の環状溝を備え、一方の環状溝は、前記ラッチピ
ンが前記冷却材棒と係合する第1ラッチピン位置に対応
し、他方の環状溝は、前記ラッチピンが前記燃料集合体
チャネルと係合する第2ラッチピン位置に対応する、請
求項14に記載のラッチピン装置。 - 【請求項16】 前記内側シャフトが、冷却材棒と係合
し得る係合シャフト部分と、移行シャフト部分と、内側
シャフトヘッドとを備え、前記内側シャフトヘッドが第
1直径部分と、テーパ部分と、直径が第1直径部分より
小さい第2直径部分とを備え、前記アンカー部材が前記
内側シャフトに前記内側シャフトヘッドのテーパ部分で
係合する、請求項14に記載のラッチピン装置。 - 【請求項17】 前記ラッチピンがさらに、前記外側シ
ャフトの内端に固定され、前記外側シャフトの内側に受
けを画定するロックリングを備え、前記ラッチピン装置
がさらに、前記受けと前記内側シャフトヘッドの第1直
径部分との間に配置されたばねを備え、前記ばねが前記
ラッチピンを前記燃料集合体チャネルと係合する位置に
向けて押圧する、請求項16に記載のラッチピン装置。 - 【請求項18】 前記外側シャフトが前記燃料集合体チ
ャネルと係合し得る外側シャフトヘッドを備え、前記外
側シャフトヘッドが、もっとも内側の第1直径と、第1
直径より小さい中間位置の第2直径と、第2直径より大
きいもっとも外側の第3直径を有する、請求項13に記
載のラッチピン装置。 - 【請求項19】 前記ラッチピンがインコネルX−75
0で形成された、請求項1に記載のラッチピン装置。 - 【請求項20】 複数本の燃料棒と、 少なくとも1本の冷却材棒と、 前記燃料棒および冷却材棒を包囲する燃料集合体チャネ
ルと、 前記燃料集合体チャネルの内側に配置され、前記燃料棒
および冷却材棒を横方向に支持する上部タイプレート
と、 前記燃料集合体チャネルおよび冷却材棒と選択的に係合
し得るラッチピン装置とを備える燃料集合体。 - 【請求項21】 前記ラッチピン装置がラッチピンを備
え、前記冷却材棒が前記ラッチピンを受け入れる形状と
された係合穴を備える、請求項20に記載の燃料集合
体。 - 【請求項22】 前記ラッチピン装置がさらに、前記ラ
ッチピンと協動するアンカーアセンブリを備え、前記ア
ンカーアセンブリは、ラッチピンが燃料集合体チャネル
および冷却材棒の少なくとも一方と係合するようにラッ
チピンを選択位置に係止する、請求項21に記載の燃料
集合体。 - 【請求項23】 前記ラッチピンが燃料集合体チャネル
および冷却材棒のいずれかと係合可能である、請求項2
2に記載の燃料集合体。 - 【請求項24】 前記ラッチピンが燃料集合体チャネル
および冷却材棒と同時に係合可能である、請求項22に
記載の燃料集合体。 - 【請求項25】 前記タイプレートがラッチピン内腔を
含み、前記ラッチピンが前記ラッチピン内腔内に移動自
在に配置されている、請求項22に記載の燃料集合体。 - 【請求項26】 前記ラッチピンが前記ラッチピン内腔
の外端を画定するヘッドを備え、前記ラッチピン装置が
さらに、前記ヘッドと前記ラッチピン内腔の内端間に配
置されたばねを備え、このばねが前記ラッチピンを前記
燃料集合体チャネルと係合する位置に向かって押圧す
る、請求項25に記載の燃料集合体。 - 【請求項27】 燃料集合体を備え、この燃料集合体
が、複数本の燃料棒と、少なくとも1本の冷却材棒と、
前記燃料棒および冷却材棒を包囲する燃料集合体チャネ
ルと、この燃料集合体チャネルの内側に配置され、前記
燃料棒および冷却材棒を横方向に支持する上部タイプレ
ートと、前記燃料集合体チャネルおよび冷却材棒と選択
的に係合し得るラッチピン装置とを備える、沸騰水型原
子炉において、 前記ラッチピン装置を前記燃料集合体チャネルおよび冷
却材棒と選択的に係合可能とし、 前記ラッチピンが前記燃料集合体チャネルおよび冷却材
棒の少なくとも一方と係合するように、ラッチピンを選
択位置に係止し、 前記燃料集合体を前記上部タイプレートを介して吊り上
げる工程を含む沸騰水型原子炉において燃料集合体を吊
り上げる方法。
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