JPH11153682A - 原子炉燃料集合体の再組立方法 - Google Patents

原子炉燃料集合体の再組立方法

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JPH11153682A
JPH11153682A JP9317381A JP31738197A JPH11153682A JP H11153682 A JPH11153682 A JP H11153682A JP 9317381 A JP9317381 A JP 9317381A JP 31738197 A JP31738197 A JP 31738197A JP H11153682 A JPH11153682 A JP H11153682A
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JP
Japan
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control rod
guide tube
rod guide
upper nozzle
nozzle
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JP9317381A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Ono
俊治 小野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原子炉用燃料集合体の、照射後試験を行う燃
料棒の引き抜きを可能とする再組立方法において、コス
トを低減し且つ放射性廃棄物の発生、蓄積を防止する。 【解決手段】 上部ノズル21と下部ノズルを互いに平
行な複数の制御棒案内管25により連結し、複数の支持
格子を介して燃料棒を支持する原子炉燃料集合体20の
再組立方法において、上部ノズル21のノズル板21a
に設けられた案内管挿入孔内に挿入され、接合されてい
る制御棒案内管25の溶接23を切り離して上部ノズル
21を制御棒案内管25から取り外し、再組立時には上
部ノズル21の案内管挿入孔内に再び制御棒案内管25
の上端部を挿入後、制御棒案内管25を案内管挿入孔の
内周面側に拡管する拡管工法を用いて制御棒案内管25
を上部ノズル21に再連結する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉に使用され
る燃料集合体に関し、特に再構成可能な燃料集合体に関
する。
【0002】
【従来の技術】加圧水型原子炉において一般的に使用さ
れている燃料集合体の一例を図5に示す。この燃料集合
体10の構造を概説すると、上部ノズル11と下部ノズ
ル13が、互いに平行な複数の制御棒案内管15によっ
て連結されている。このような上部ノズル11と下部ノ
ズル13は、複数の冷却材貫流口の他に案内管取付け穴
乃至挿入孔を備えてている。そして、制御棒案内管15
を個々に受け入れる格子開口を多数備えた支持格子17
が、制御棒案内管15の長手方向に間隔をおいて複数配
設されていて、例えば17行×17列の配置の格子開口
の内制御棒案内管15の無いものに燃料棒19を1本づ
つ受け入れて弾性的に支持している。そのような制御棒
案内管15は、図示はしていないが下部ノズル13とは
ボルト締めにより連結され、上部ノズル11とは図6に
示す態様で連結されている。
【0003】図6を参照するに、上部ノズル11は、前
述の冷却材貫流口の図示が省略されたノズル板11aを
有し、そのノズル板11aには制御棒案内管15を個々
に受け入れる案内管挿入孔11bが穿設されている。そ
して、案内管挿入孔11bに挿入された制御棒案内管1
5の上端が、溶接18によりノズル板11aの上面部に
固定されている。尚、図6において符号17aは最上段
支持格子である。
【0004】一般に燃料集合体10は、原子炉内におい
て位置を変えて燃焼に供され、所定の燃焼が終われば使
用済燃料として使用から除外されるのである。そして、
燃料寿命中に適切な外観検査や漏れ検査などが行われ、
安全な燃焼が図られる。而して、外観検査などで極端な
変形などが発見されると、次のような手順で損傷燃料棒
が取り外され、健全な燃料棒が挿入される。燃料棒は、
極めて高価な核燃料が内蔵されているため、1本の損傷
燃料棒の存在でその燃料集合体を使用除外にするのは、
原子炉の運転コストを著しく増大する虞れがあるからで
ある。その手順を簡単に説明すると、図7の(a)図に
示すように、制御棒案内管15と上部ノズル11の連結
部である溶接18を適当なカッターで切断し、両者を切
り離す。そして、上部ノズル11を分離すれば(b)図
に示すようになる。(b)図においては、燃料棒19の
図示が省略されている。そして、損傷燃料棒19を照射
後試験のために取り外し、必要に応じ代替の燃料棒を組
み入れる。取り外した上部ノズル11は放射性固体廃棄
物として収納される。しかる後、(c)図に示すよう
に、制御棒案内管15の上端部を新しい上部ノズル12
の案内管挿入孔12cに挿入し、両者の位置関係などが
変わらないように位置決めする。上部ノズル12のノズ
ル板12aに穿設された案内管挿入孔12bには、
(d)図に示すように円周溝12cが削成されているか
ら、制御棒案内管15の中に挿入した拡管工具(図示し
ない)により制御棒案内管15の該当部分を拡管し、円
周溝12cと係合させ、両者を固定する。尚、前述の上
部ノズルの交換などは、燃料集合体10が原子炉内での
燃焼により中性子照射を受けて放射化しているので、硼
酸水などの遮蔽水中や適切な放射線遮蔽室内で行われ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記したような燃料集
合体の上部ノズルの交換を行う再組立方法は、除去した
古い上部ノズルが放射性固体廃棄物として残り、この様
な再組立が繰り返されると放射性固体廃棄物の量が増え
ていき、保管スペースの制約に遭遇するという問題があ
る。更に又、交換用として新しい上部ノズルを製作し、
用意しなければならないという問題も生ずる。従って、
本発明の課題は、大きなコスト負担を招来する交換用新
上部ノズルの製作や保管、処理に種々制約の多い放射性
廃棄物の発生の少ない原子炉燃料集合体の再組立方法を
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、上部ノズルと下部ノズルを互いに
平行な複数の制御棒案内管により連結し、前記制御棒案
内管を個々に受け入れる開口を備えた支持格子を介して
燃料棒を支持する原子炉燃料集合体においては、再組立
方法に備えて、制御棒案内管が挿入される前記上部ノズ
ルのノズル板に設けられた案内管挿入孔に予め円周溝を
削成しておく。そして、原子炉燃料集合体の当初の組み
立てにおいては、制御棒案内管の上端とノズル板の上面
との間を溶接により固定する。そして、原子炉燃料集合
体の再組立に際しては、その案内管挿入孔内に挿入さ
れ、溶接接合されている前記制御棒案内管を溶接箇所で
切り離して該上部ノズルを該制御棒案内管から取り外
し、その上部ノズルの案内管挿入孔内に再び前記制御棒
案内管の上端部を挿入後、該制御棒案内管を前記案内管
挿入孔の内周面側に拡管する拡管工法を用いて該制御棒
案内管を前記上部ノズルに再連結する。更に、本発明の
再組立方法によれば、前記上部ノズルの案内管挿入孔に
予め円周溝を削成する代わりに、案内管の拡管箇所をノ
ズル板の直下とし、拡管プラグを使用する。即ち、再組
み立てに際し、上部ノズルの案内管挿入孔に制御棒案内
管を挿入し、その制御棒案内管に拡管プラグを挿入し、
前記拡管プラグを使用して前記制御棒案内管を拡管する
ことにより該制御棒案内管を上部ノズルに連結する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。図1は燃料集合体20の当初
の製作組み立て状態における上部ノズル21と制御棒案
内管25との連結状態を示している。当業者にとって自
明のように上部ノズル21の実機構造はかなり複雑であ
るが、本発明とは直接の関係が薄い部分の図示は省略
し、関係のある部分のみ図示することにより、上部ノズ
ル21は模擬化されている。又、燃料集合体20は、図
示はしていないが従来の燃料集合体10(図5参照)と
同様に下部ノズル、複数の支持格子及び多数の燃料棒を
有している。そして、上部ノズル21のノズル板21a
は、図示しない複数の冷却材貫流口の他に、制御棒案内
管25の数及び配置に対応して案内管挿入孔21bを備
えている。そして、特に図2に拡大して示すように、案
内管挿入孔21bには再組立に使用する拡管用円周溝2
1cが当初組立時において既に削成されている。そし
て、図1に示すように、当初の新燃料としての組立時に
おいては、制御棒案内管25は、その上端においてノズ
ル板21aの上面との間の溶接23により固定、連結さ
れる。
【0008】次に図2を参照して本発明による燃料集合
体20の再組立の手順を説明する。図2の(a)図は上
部ノズル21の取り外し前の状態を示している。符号2
7aは最上段支持格子であり、この最上段支持格子27
aを含む複数の支持格子に支持された多数の燃料棒29
が上部ノズル21の底面に近接して終端している。上部
ノズル21と制御棒案内管25とを連結する溶接23を
切断して切り離し、上部ノズル21を制御棒案内管25
から離すと(b)図のようになる。この図では燃料棒2
9の図示が省略されている。そして1本又は複数の照射
後試験対象の燃料棒29を引き抜く。必要により、除去
された燃料棒29の代替の燃料棒29を支持格子に挿入
後、取り外しておいた上部ノズル21を(c)図に示す
ように組み立てる。即ち、ノズル板21aの案内管挿入
孔21bに制御棒案内管25の上端部を挿入し、上部ノ
ズル21と他の部材との位置関係を当初の状態に保持
し、円周溝21cの部分で制御棒案内管25を拡管し、
両者を固定する。拡管には、機械式マンドレルや流体式
マンドレル等の適切な拡管工具を適宜使用する。
【0009】前述の実施形態においては、上部ノズル2
1の案内管挿入孔21bに予め円周溝21cを削成して
おいたが、燃料集合体20の燃料棒29について照射後
試験の必要性が全部の燃料集合体に必ずしも発生するも
のでは無い。従って、事情により円周溝の削成をしない
ときは、後述するように拡管プラグを使用する。即ち図
4を参照するに、上部ノズル11は円周溝の無い従来の
ものである。制御棒案内管15は、上部ノズル11との
溶接を切断したときに上端部が切除されて若干短くなっ
ている。この制御棒案内管15の上端部内に拡管プラグ
30を挿入する。拡管プラグ30は、(c)図に示すよ
うな中子31と芯棒33とからできている。中子31は
円形のフランジ31a,環状拡管突起31b及び軸方向
スリット31cを有する。そして、芯棒33は先端に卵
状部33aを有し、基端にねじ部33bを有する。この
様な拡管プラグ30を(a)図に示すように案内管挿入
孔11bの中の制御棒案内管15の中にセットする。中
子31の環状拡管突起31bが上部ノズル11の下面の
丁度真下に位置するようになっている。そして、(b)
図に示すように、ねじ部33bに適当な引張具を連結し
て芯棒33を引っ張って卵状部33bを引き上げれば、
これが中子31の下部を拡大し、中子31を制御棒案内
管15の内面に押しつける。更に、芯棒33を完全に引
き上げれば、中子31が上部ノズル11のノズル板11
aを確りと挟んで保持する。
【0010】
【発明の効果】以上説明いたように、本発明によれば、
燃料集合体の上部ノズルの案内管挿入孔に予め形成した
再組立用円周溝を、或いは拡管プラグを使用して上部ノ
ズルと制御棒案内管とを拡管連結するので、上部ノズル
をそのまま利用して放射性廃棄物の発生、蓄積を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を適用する燃料集合体の当初の組
立構造を示す部分概念図である。
【図2】図1の1部を抜き出して拡大して示す部分断面
図である。
【図3】本発明の実施形態を示す手順説明図である。
【図4】本発明の別の実施形態を示す工程及び部分斜視
図である。
【図5】本発明が適用される原子炉燃料集合体の一例を
示す短縮立面図である。
【図6】図5の一部を拡大して示す部分概念図である。
【図7】従来の再組立方法を示す工程及び部分断面図で
ある。
【符号の説明】
10 燃料集合体 11、12 上部ノズル 13 下部ノズル 15 制御棒案内管 17 支持格子 19 燃料棒 20 燃料集合体 21 上部ノズル 21a ノズル板 21b 案内管挿入孔 21c 円周溝 23 溶接 25 制御棒案内管 27a 最上段支持格子 30 拡管プラグ 31 中子 33 芯棒

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部ノズルと下部ノズルを互いに平行な
    複数の制御棒案内管により連結し、前記制御棒案内管を
    個々に受け入れる開口を備えた支持格子を介して燃料棒
    を支持する原子炉燃料集合体の再組立方法において、前
    記上部ノズルのノズル板に設けられた案内管挿入孔内に
    挿入され、溶接接合されている前記制御棒案内管を溶接
    箇所で切り離して該上部ノズルを該制御棒案内管から取
    り外し、再組立時には前記上部ノズルの前記案内管挿入
    孔内に再び前記制御棒案内管の上端部を挿入後、該制御
    棒案内管を前記案内管挿入孔の内周面側に拡管する拡管
    工法を用いて該制御棒案内管を前記上部ノズルに再連結
    することを特徴とする原子炉燃料集合体の再組立方法。
  2. 【請求項2】 前記拡管工法において、前記上部ノズル
    の前記案内管挿入孔の内周面に予め形成されていた拡管
    用円周溝を使用し、前記制御棒案内管を前記上部ノズル
    に連結することを特徴とする請求項1記載の原子炉燃料
    集合体の再組立方法。
  3. 【請求項3】 前記拡管工法において、前記制御棒案内
    管に拡管プラグを挿入し、前記拡管プラグを使用して前
    記制御棒案内管を拡管することにより該制御棒案内管を
    前記上部ノズルに連結することを特徴とする請求項1記
    載の原子炉燃料集合体の再組立方法。
JP9317381A 1997-11-18 1997-11-18 原子炉燃料集合体の再組立方法 Pending JPH11153682A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507715A (ja) * 2000-06-19 2004-03-11 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー 燃料バンドルのアンカー組立体
KR20190056453A (ko) * 2017-11-08 2019-05-27 한전원자력연료 주식회사 핵연료 집합체의 인서트

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