JPH1172587A - タイプレート迅速離脱保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上部タイプレートの組付け、取外しおよび再
組付けを単純に実施可能な低コストの上部タイプレート
迅速離脱保持装置を提供する。 【解決手段】 案内管と同軸的でかつこの案内管のフレ
ア状の端部側でこの案内管に位置決めされた中空リング
５０から成っており、この中空リングが、外方へ延びた
複数のフレキシブルな突起５２を有しており、この突起
５２が、肩部２８と係合するためカウンタボア２９内に
収容されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉燃料集合
体、特に、このような集合体の上部タイプレートの取付
けおよび取外しのための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電用の商用原子炉においては、燃料集
合体は、一般的にロッドタイプであり、この燃料集合体
には細長い燃料棒が、上部タイプレートと下部タイプレ
ートとの間で支持および位置決めされており、僅かに間
隔を置きながら平行にほぼ方形の配列で配置されてい
る。各燃料集合体は、案内管等の非燃料支承部材を有し
ていてもよく、この案内管は、加圧水形軽水炉のための
燃料集合体において上部タイプレートと下部タイプレー
トとを構造的に結合させるために部分的に機能し、ま
た、核分裂率の制御を助成する制御棒用の通路を形成す
るように成形されている。沸騰水形軽水炉用の燃料集合
体においては、通常燃料支承部材として形成されている
タイロッドが、上部タイプレートと下部タイプレートと
を構造的に結合させるために機能している。

【０００３】原子炉が運転して電力を発生させると、核
燃料は徐々に消費されて、燃料集合体の一部または燃料
集合体の燃料棒の一部を周期的に検査および／または交
換することが必要になる。このような検査および／また
は修理のためには通常、原子炉停止の間に、炉心から燃
料集合体を取り外さなければならず、修理、燃料棒の交
換および／または検査のために燃料集合体を分解しなけ
ればならない。加圧水形軽水炉および沸騰水形軽水炉用
の燃料集合体は、従来、遠隔手段によって上部タイプレ
ートを燃料集合体に組み付け、燃料集合体から取り外し
さらに再び燃料集合体に組み付けることを容易にするた
めに、機械的に単純な特徴を有するように設計および構
成されていた。しかしながら、従来技術の構成の多く
は、上部タイプレートを残りの燃料集合体から取り外す
ために多数の、しばしば比較的小さな分離可能な部材を
取り外さなければならず、このことは、遠隔で実施する
のが困難である。通常、上部タイプレートは、ねじ山付
きジョイント、ロックナット、保持スリーブ、ばねおよ
びカムを含む様々な装置によって制御棒案内管およびタ
イロッドに取り付けられている。別の従来の装置は、案
内管またはタイロッドに溶接または接着されたアダプタ
を必要とし、これにより、案内管またはタイロッドは、
このようなアダプタによって案内管またはタイロッドに
上部タイプレートを間接的に取り付けるためにロック装
置を収容することができる。しかしながら、このような
アダプタに案内管またはタイロッドを溶接または接着す
ることは、応力割れまたは応力腐食割れから生じる溶接
または接着の破損または弱まりによって原子炉運転時に
破壊を生ぜしめ、その上、原子炉運転時または遠隔取外
し時にアダプタの部分または破片を紛失してしまうおそ
れがある。さらに、このようなアダプタを有する構成
は、付加的かつ不都合なコンポーネントを用いており、
このコンポーネントは、核燃料束の初期の構成および組
付け時に機械加工および検査を必要とする。

【０００４】燃料集合体の制御棒案内管またはタイロッ
ドに上部タイプレートをロックするかまたは取り付ける
ためのあらゆる装置またはシステムは、このようなロッ
クまたは取付けシステムまたは装置のコストを減じるた
めだけではなく、水および遠隔制御条件下で後で行われ
る取外しおよび再組付けを単純化するためにもできるだ
け単純であることが望ましい。

【０００５】したがって、新規で単純で安価な信頼性の
よい装置を提供することによって前記不都合を回避また
は克服し、かつ前記課題を解決するような、原子炉燃料
集合体の制御棒案内管および／またはタイロッドに上部
タイプレートを取外し可能に固定およびロックするため
の構成を提供することは、従来技術にはない利点であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、上部タイプレートの組付け、取外しおよび再組
付けを単純に実施可能な低コストのタイプレート迅速離
脱保持装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、タイプレート迅速離脱保持装置
が、案内管と同軸的でかつこの案内管のフレア状の端部
側でこの案内管に位置決めされた中空リングから成って
おり、この中空リングが、外方へ延びた複数のフレキシ
ブルな突起を有しており、この突起が、前記肩部と係合
するために前記カウンタボア内に収容されるようにし
た。

【０００８】さらに本発明の別の構成では、タイプレー
ト迅速離脱保持装置が、タイロッド上端部キャップと同
軸的でかつタイロッド上端部キャップの上端部側でこの
タイロッド上端部キャップに位置決めされた中空リング
から成っており、この中空リングが、外方へ延びた複数
のフレキシブルな突起を有しており、この突起が、前記
肩部と係合するために前記カウンタボア内に収容される
ようにした。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
につき詳しく説明する。

【００１０】図１には加圧水形軽水炉（ＰＷＲ）の燃料
集合体１０が示されており、この燃料集合体１０は、下
部タイプレート１２と、下部タイプレート１２に下端部
が取り付けられた制御棒案内管１４と、半径方向に間隔
を置かれていて、制御棒案内管に沿って間隔を置かれた
スペーサガイド１６によって支持された燃料棒１８と、
計装管１３と、案内管スリーブ２４に取り付けられてい
て案内管スリーブ２４によって最上部のスペーサから所
定の間隔を置いて位置決めされた上部タイプレート２６
とから成っている。各燃料棒１８は、核分裂性材料から
成る燃料ペレット２３が内部に配置された、金属製の管
状の燃料棒クラッディング２０と、金属製の管状の燃料
棒クラッディング内の核燃料ペレットをシールした上部
端栓２２および下部端栓２１とを有している。核分裂反
応を制御するのを助成するために使用される制御棒は、
制御棒案内管内に配置されているが図示はされていな
い。

【００１１】図２には、下部タイプレート３４と上部タ
イプレート３６との間で支持された燃料棒３２を有す
る、沸騰水形軽水炉（ＢＷＲ）の燃料集合体が符号３０
で概略的に示されている。各燃料棒は一般的に、金属製
の管状の燃料棒クラッディング４４を有しており、この
燃料棒クラッディング４４内には、端栓４３および４５
によって管状の燃料棒クラッディング内に密にシールさ
れた核燃料ペレット４６が配置されている。下部端栓整
合ピン４８は、下部タイプレートにおいて燃料棒の下端
部を位置決めする。下部タイプレート３４と上部タイプ
レート３６とは、燃料棒の配列内に位置決めされたタイ
ロッド４０によって構造的に結合されている。スペーサ
格子３８は、燃料集合体の長さ方向に沿って燃料棒３２
を中間部で支持している。外部チャネル４９は、燃料集
合体を取り囲んでいて、下部タイプレートから上部タイ
プレートにまで延びている。

【００１２】図３に示したように、本発明によれば、図
示した上部タイプレート迅速離脱保持装置５０は、制御
棒案内管１４に取り付けられており、上部タイプレート
２６に設けられたカウンタボア２９内の取付け位置にロ
ックされている。

【００１３】図４には、図３に示した上部タイプレート
迅速離脱保持装置５０が単独で示されている。上部タイ
プレート迅速離脱保持装置５０は、中空リングから成る
一体的な単一の部材として形成されており、この中空リ
ングは、中空リングの周囲を取り囲んで外方へ延びたば
ねもしくはフレキシブルな突起５２を有している。上部
タイプレート迅速離脱保持装置５０は、Inconel７１８
等のばね用の材料から形成されていると有利である。

【００１４】上部タイプレート迅速離脱保持装置５０が
制御棒案内管１４に取り付けられ、上部タイプレート２
６が、図３に示したように制御棒案内管１４に押し付け
られることにより取付け位置に配置される場合には、フ
レキシブルな突起５２が、まず孔２７によって内方へ押
し付けられ、次いでフレキシブルな突起５２の自由端部
が肩部２８を通過すると外方へ拡開し、上部タイプレー
ト２６に形成されたカウンタボア２９に係合する。上部
タイプレート２６が完全に当て付けられると、フレキシ
ブルな突起５２はカウンタボア２９に係合し、肩部２８
が上部タイプレート２６の上方移動を防止し、これによ
り上部タイプレートを所定の位置にロックする。

【００１５】図３に示したように、上部タイプレート迅
速離脱保持装置５０は、上端部１５において制御棒案内
管１４に直接に位置決めされている。上部タイプレート
迅速離脱保持装置５０の上方には案内管リング１７が位
置決めされている。上部タイプレート迅速離脱保持装置
５０の上方への移動を防止するために、制御棒案内管の
上端部１５は、この案内管リング１７を中心にしてフレ
ア状に形成されている。上部タイプレート迅速離脱保持
装置５０は、溶接または接着によってではなく、案内管
リング１７に対して作用する制御棒案内管１４のフレア
状の上端部１５によって所定の位置に保持されている。
本発明に基づき上部タイプレート迅速離脱保持装置５０
を制御棒案内管に直接に取り付けることにより、保持装
置を収容するために制御棒案内管に溶接または接着する
ことによって取り付けられるアダプタまたは別の付加的
なコンポーネントの必要性と、これらのコンポーネント
によってもたらされる複雑さとが排除される。

【００１６】組み立てられたアセンブリからの上部タイ
プレート２６の取外しは、ばね押付け装置を備えた取外
し部材を、上部タイプレートの制御棒案内管の位置に配
置し、ばねまたはフレキシブルな突起５２に被さるよう
に押し下げながらこのばねまたはフレキシブルな突起５
２を肩部２８より内方へ押し付け、上部タイプレートが
取外し部材と共にスライドするのを許容することによっ
て達成される。

【００１７】上部タイプレート迅速離脱保持装置５０の
中心位置、ひいては上部タイプレート２６の孔２７およ
びカウンタボア２９内の制御棒案内管１４の中心位置を
さらに保証するのが望ましいならば、中空リングの壁部
からこの中空リングの周面に沿ってディンプル５４ａ，
５４ｂが形成される。図３および図４に示したように、
ディンプル５４ａは、中空リングの下端部側の内面に位
置決めされておりかつ制御棒案内管に向かって内方へ延
びている。各ディンプルは、上部タイプレート迅速離脱
保持装置５０のあらゆる所望の位置に位置決めすること
ができるが、有利な実施例の場合には、中空リングの上
端部側に位置決めされたディンプル５４ｂのように、互
いに９０゜の間隔を置いて配置されている。

【００１８】図５は、本発明による、沸騰水形軽水炉用
の燃料集合体の上部タイプレートに取り付けられたタイ
ロッドを示す、図２の細部Ｂを拡大して示した縦断面図
である。加圧水形軽水炉用の燃料集合体のための、図
１，図３および図４について図示および前述した実施例
の場合のように、沸騰水形軽水炉用の燃料集合体のため
の上部タイプレート迅速離脱保持装置５０が、取り付け
られており、この装置は前実施例と同様に機能する。上
部タイプレート迅速離脱保持装置５０は、上部タイプレ
ート３６に設けられたカウンタボア３５内の取付け位置
にロックされたタイロッド４０に取り付けられている。
上部タイプレート迅速離脱保持装置５０がタイロッド４
０に取り付けられ、上部タイプレート３６が、図５に示
したようにタイロッド４０の上端部キャップ４１に押し
下げられることによって取付け位置に配置される場合に
は、フレキシブルな突起５２が、まず孔３３によって内
方へ押し付けられ、次いで、フレキシブルな突起５２の
自由端部が、肩部３７を通過すると外方へ拡開し、上部
タイプレートに形成されたカウンタボア３５に係合す
る。上部タイプレート３６が完全に当て付けられると、
フレキシブルな突起５２がカウンタボア２９に係合し、
肩部２８が、上部タイプレート２８を所定の位置にロッ
クし、この上部タイプレートが上方へ移動するのを防止
する。

【００１９】図５に示したように、上部タイプレート迅
速離脱保持装置５０は、タイロッドの上端部キャップ４
１に直接に位置決めされている。上部タイプレート迅速
離脱保持装置５０の上方には、タイロッド上端部ナット
４２が設けられており、このタイロッド上端部ナット４
２は、タイロッドの上端部キャップ４１に形成されたね
じ山と係合するようにねじ込まれている。タイロッド上
端部ナット４２が、上部タイプレート迅速離脱保持装置
５０の上端部に対して、タイロッド上端キャップ４１に
ねじ込まれている場合には、上部タイプレート迅速離脱
保持装置５０の上方移動は防止される。

【００２０】図５には示していないが、上部タイプレー
ト迅速離脱保持装置５０の中央位置、ひいては上部タイ
プレート３６に設けられた孔３３およびカウンタボア３
５内のタイロッド上端部キャップ４１の中央位置をさら
に保証するためにディンプル５４ａ、５４ｂ（図４）を
用いることができる。

【００２１】タイロッドからの上部タイプレートの取外
しは、加圧水形軽水炉の燃料集合体の上部タイプレート
が制御棒案内管から取り外されるのと同じ形式で行われ
る。ばね押付け装置を備えた取外し部材は、上部タイプ
レートにおけるタイロッドの位置に配置され、ばねまた
はフレキシブルな突起５２に被さるように押し下げられ
ながらフレキシブルな突起５２を肩部３７よりも内方に
押し付け、これにより、上部タイプレートが取外し部材
と共に上方へスライドするのを許容する。

【図面の簡単な説明】

【図１】加圧水形軽水炉用の燃料集合体を示す側面図で
ある。

【図２】沸騰水形軽水炉用の燃料集合体を示す側面図で
ある。

【図３】本発明に基づく、上部タイプレート内に取り付
けられた制御棒案内管を示す、図１の細部Ａを拡大した
縦断面図である。

【図４】図３に示した上部タイプレート迅速離脱保持装
置を単独で示す図である。

【図５】本発明による、上部タイプレート内に取り付け
られたタイロッドを示す、図２の細部Ｂを拡大した縦断
面図である。

【符号の説明】

１０ 燃料集合体、 １２ 下部タイプレート、 １４
制御棒案内管、 １５ 上端部、 １６ スペーサガ
イド、 １７ 案内管リング、 １８ 燃料棒、 ２０
燃料棒クラッディング、 ２１ 下部端栓、 ２２
上部端栓、 ２３ 燃料ペレット、 ２６ 上部タイプ
レート、 ２７ 孔、 ２８ 肩部、２９ カウンタボ
ア、 ３０ 燃料集合体、 ３２ 燃料棒、 ３３
孔、 ３４ 下部タイプレート、 ３５ カウンタボ
ア、 ３６ 上部タイプレート、３７ 肩部、 ３８
スペーサ格子、 ４０ タイロッド、 ４１ 上端部キ
ャップ、 ４２ タイロッド上端部ナット、 ４３ 端
栓、 ４４ 燃料棒クラッディング、 ４５ 端栓、
４６ 核燃料ペレット、 ４８ 下部端栓整合ピン、
４９ 外部チャネル、 ５０ 上部タイプレート迅速離
脱保持装置、 ５２突起、 ５４ａ，５４ｂ ディンプ
ル

フロントページの続き (72)発明者 リチャード エイチ エーウィング アメリカ合衆国 ワシントン ウエスト リッチランド ダブリュー ヴァン ギー セン 3960 エクスト． ディ−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の孔を備えた上部タイプレートと半
   径方向に延びた肩部とが設けられていて案内管を収容す
   るようにサイズ決めされたカウンタボアを前記孔のうち
   の少なくとも１つが有している形式の燃料集合体におい
   て用いられる、前記案内管を上部タイプレートに解放可
   能に取り付けるためのタイプレート迅速離脱保持装置で
   あって、 案内管と同軸的でかつ該案内管のフレア状の端部側で該
   案内管に位置決めされた中空リングから成っており、該
   中空リングが、外方へ延びた複数のフレキシブルな突起
   を有しており、該突起が、前記肩部と係合するために前
   記カウンタボア内に収容されるようになっていることを
   特徴とする、タイプレート迅速離脱保持装置。
2. 【請求項２】 前記中空リングの表面から内方へ延びた
   ディンプルが設けられている、請求項１記載のタイプレ
   ート迅速離脱保持装置。
3. 【請求項３】 複数の孔を備えた上部タイプレートと半
   径方向に延びた肩部とが設けられておりタイロッド上端
   部キャップを収容するようにサイズ決めされたカウンタ
   ボアを前記孔のうちの少なくとも１つが有している形式
   の燃料集合体において用いられる、前記タイロッド上端
   部キャップを上部タイプレートに解放可能に取り付ける
   ためのタイプレート迅速離脱保持装置であって、 タイロッド上端部キャップと同軸的でかつタイロッド上
   端部キャップの上端部側で該タイロッド上端部キャップ
   に位置決めされた中空リングから成っており、該中空リ
   ングが、外方へ延びた複数のフレキシブルな突起を有し
   ており、該突起が、前記肩部と係合するために前記カウ
   ンタボア内に収容されるようになっていることを特徴と
   する、タイプレート迅速離脱保持装置。
4. 【請求項４】 前記中空リングの表面から内方へ延びた
   ディンプルが設けられている、請求項３記載のタイプレ
   ート迅速離脱保持装置。