JPS5813759Y2 - 核燃料集合体 - Google Patents

核燃料集合体

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JPS5813759Y2
JPS5813759Y2 JP1982051076U JP5107682U JPS5813759Y2 JP S5813759 Y2 JPS5813759 Y2 JP S5813759Y2 JP 1982051076 U JP1982051076 U JP 1982051076U JP 5107682 U JP5107682 U JP 5107682U JP S5813759 Y2 JPS5813759 Y2 JP S5813759Y2
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JP
Japan
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nuclear fuel
mantle
fuel rods
support
stopper
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JP1982051076U
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JPS57183594U (ja
Inventor
掛樋勲
橋本薫
熊岡祥雄
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株式会社東芝
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は特に放射線じゃ蔽手段を改善した核燃料集合体
に関する。
一般に、原子炉内に装荷される核燃料は、複数本の核燃
料集合体の形で炉心に収められる。
上記核燃料集合体は通常、内径10数m1長さ数mの筒
状に形成された外套体と、との外套体内に収納された複
数本の核燃料棒と、これら核燃料棒から放出された放射
線が外套体の上下端開口部から漏れるのを防止するため
に上記外套体内の上下端に装着された放射線しや蔽体と
で構成されている。
そして、上記のように構成された核燃料集合体は、その
外套体内に冷却材が通流するように炉心に整然と植設さ
れる。
ところで、核燃料集合体を構成するには、上記のように
外套体内に複数本、多くの場合には数10本以上の核燃
料棒を収納する必要があるが、この収納形態としては、
各核燃料棒相互間に均一な冷却材流路が確実に形成され
る構造であること、各核燃料棒の熱変形や中性子照射に
伴う変形を吸収できる構造であること、冷却材の通流に
よっていわゆる浮き上り等の現象が生じない構造である
こと、組立ての容易な構造であることなどの条件を満足
することが車重れる。
しかしながら、従来の核燃料集合体にあっては、一長一
短を有し、上述した要件を全て満足するものがなく、特
に、組立ての容易化と云う面において大幅な改善が車重
れている。
この考案は、このような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、外套体内に収納される核燃料
棒を要望される全ての要件を満足させる収納形態に収納
できると同時に組立ての容易化を図れる構造の核燃料集
合体を提供することにある。
以下、本考案の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図は本考案に係る集合体を一部切欠して示すもので
、この集合体は外套体1と、この外套体1内に収納され
た複数本の核燃料棒2と、これら核燃料棒2を外套体1
内に固定する固定機構3と、前記外套体1内の上部およ
び下部に装着された放射線しや献体4および5とから構
成されている。
上記外套体1は、その断面形状がたとえば6角形に形成
された長さ数mの筒体11と、この筒体11の上部開口
端に固定されたー・ンドリングヘッド12と、上記筒体
11の下部開口端に固定されたエントランスノズル13
とから構成されている。
上記筒体11はたとえば厚さ敷部のステンレス鋼などで
形成されたものでそのほぼ中央部外面にはスペーサパッ
ドに供される突部14が形成されている。
オた前記−・ンドリングヘッド12は外面が前記筒体1
1と同様に6角形に形成され、内面が円形に形成された
もので、その図中上部内面には図示しない操作機構に連
結される係止部15が形成され、さらに上部の外径は前
記筒体11の突部14の外径にほぼ等しく形成されてい
る。
そして、下部が上記筒体11内に嵌入さね、この嵌入部
がろう付けなどによって筒体11の内面に固定されてい
る。
一方、エントランスノズル13は、筒体11の下部開口
端を閉塞するように上記筒体11に固定されており、そ
の下部壁には筒体11内に冷却材を導入するための導入
口16が複数個穿設されている。
しかして、前記核燃料棒2は、たとえば直径敷部、長さ
数mのステンレス鋼製パイプ内に核分裂物質を充填して
密閉したもので、その一端側には第4図に示すように止
め金具18が固定されている。
上記止め金具1Bは核燃料棒2に直接連結される支持金
具19と、円柱状に形成された係止金具20と、この係
止金具20と支持金具19とを連結するシャフト21と
から構成されている。
そして、上記核燃料棒2はその止め金具18が次に述べ
る固定機構3に固定されている。
上記固定機構3は、第3図aに示すように各核燃料棒2
の止め金具18を嵌め込み係止する複数枚の支持板31
と、これら支持板31を一体に連結するくさび32と、
上記支持板31の何枚かを固定する後述する下部放射線
しや献体5とから構成されている。
上記支持板31の上端部には第4図に示すように前記核
燃料棒2に連結された止め金具18の係止金具20とシ
ャフト21とが嵌入可能な切欠部33が等間隔に形成さ
れている。
なお、上記切欠部33の支持板31を中心とする左右の
開口幅W1とW2とは、Wl〉W2に形成されており、
上記切欠部33に止め金具18を第4図の如く嵌入させ
るとシャフト21の中心と支持板31の中心とが一致し
た位置で強制的に止するようになっている。
そして、上記支持板31は第3図aからも明らかなよう
にその切欠部33の中心が1枚おきに一致する関係に配
列され、この状態で各支持板31に穿設された孔34に
前記くさび32が挿し込まれ、これによって等間隔でか
つ一体に連結されている。
したがって、核燃料棒2は第3図すに示すように外套体
1内に等間隔に林立ちした状態に収納されている。
しかして、前記放射線じゃ献体4は次のように形成され
ている。
すなわち、前記ハンドリングヘッド12の内面に、第2
図aybに示す如くその外側面にたとえば4個の螺旋溝
P(外側螺旋流路)を刻設しかつ放射線の透過し難い材
料で形成された外側リング41をねじ止めあるいはその
他の手段で固定するとともに上記リング41の内側に同
じく第2図a、bに示す如くその外側面にたとえば4個
の螺旋溝Q(内側螺旋流路)を刻設しかつ放射線の透過
し難い材料で形成された円柱体42を上記手段と同一手
段で固定したものとなっている。
また、前記放射線しや献体5はエントランスノズル13
内に第2図c、d、eに示す如くその外側面にたとえば
4個の螺旋溝Rを刻設しかつ放射線の透過し難い材料で
形成されたブロック43を密接状態に挿設して形成され
たものとなっている。
なお、上記ブロック43とエントランスノズル13とに
はピン44が一体に挿入され、これによってブロック4
3がエントランスノズル13に固定されている。
筐た、上記ブロック43の上端部には第3図aに示すよ
うに軸心と平行した溝45が刻設してあり、この溝45
に前記支持板31の軸方向に長めに形成された何枚かが
挿し込lれ、この状態でピン46によってブロック43
に固定されている。
しかして、前記各核燃料棒2はその軸方向の数個所にお
いて支持グリッド51によって支持されている。
上記支持グリッド51は第5図に示すように厚さ1/数
調の板片52を打抜き加工等によって等間隔に段違い6
角形空間53が形成されるように加工するとともにその
側壁に支持突起54を加工して支持片55を形成し、こ
の支持片55を複数枚第6図a、bに示すように互い違
いに連結したものとなっている。
そして、核燃料棒2は第6図に示されるように6角形空
間53および支持片55どうしを連結したときに形成さ
れた6角形空間に挿入された状態で支持されている。
なお、上記支持グリッド51は相互間に介在されたスペ
ーサ61によってその軸方向の位置が固定されている。
上記スペーサ61はたとえば第7図に示すように薄板を
6角形の1/2を形成する形に折り曲げて形成されたも
ので、その上部と下部とには弾性を発揮するための波形
62が形成され、また中央部には冷却材の流通を促進さ
せるための孔63が複数個開口されたものとなっている
そして、上記スペーサ61は第1図に示したように筒体
11の内面と核燃料棒2との間に挿入され波形620弾
性力で核燃料棒群を中心方向に押圧して核燃料棒群の軸
心と直交する方向の動きを規制するとともに前記支持グ
リッド51の軸方向の位置を規制している。
しかして、上述の如く構成された核燃料集合体は原子炉
の炉心下部に設けられた支持板(図示せず)の孔にエン
トランスノズル13側を挿し込んでいわゆる植設される
形に配設されて使用に供される。
このような構成であれば使用時、冷却材は、エントラン
スノズル13の下部に開口された導入口16から外套体
1内に侵入し、次に放射線じゃ献体5のブロック43に
形成された螺旋溝R内を回転しながら上昇する。
そして、次に支持板310間を通り抜は次に核燃料棒2
相互間に形成された間隙を通り抜ける。
このとき核燃料棒20表面から熱を奪う。
しかして、次に放射線しや献体4に形成された螺旋溝P
、Qを回転しながら上昇し、−・ンドリングヘッド12
の上部開口から外部に排出される。
上記のような構成であると次のようにして簡単に組立て
ることができる。
渣ず、筒体11の一端にエントランスノズル13をろう
付などで固定する。
次に、支持板31の切欠部33に核燃料棒2の一端に固
定されている止め金具18を第4図に示すように次々に
一方向から係合させる。
次に、上記のように支持板31が連結された核燃料棒2
を支持グリッド51の6角形空間53内にそれぞれ挿入
して離散防止化を図った後、各支持板31に設けられた
孔34にくさび32を挿入して各支持板31を等間隔に
連結する。
続いて、支持板31のうちの長い3枚の支持板の下端を
第3図aに示すように放射線じゃ献体5のブロック43
の上端部に設けられた溝45にそれぞれ挿入し、この状
態で各支持板とブロック43とピン46によって連結す
る。
続いて、上記のように放射線しや献体5に支持板31、
止め金具18を介して核燃料棒2が連結された要素を、
筒体11の上端側から筒体11内に挿入する。
このとき、スペーサ6を順次装着しながら挿入する。
そして、放射線しや献体5に設けられた孔とエントラン
スノズル13に設けられた孔とにピン44を挿入する。
このピン44の挿入によって、上記要素は外套体1内に
確実に固定される。
次に、ハンドリングヘッド12および放射線じゃ献体4
を装着して組立て作業を終了する。
このように、エントランスノズル13および−・ンドリ
ングヘッド12の取付けを除いては、溶接作業などを全
く伴わずに組立てることができる。
したがって、組立作業を非常に容易化できる。
そして、上記のように溶接個所の少ない条件で組立るこ
とかできるので、溶接時に発生する歪の影響を少なくで
き、高精度な組立てを簡単に行なうことができる。
一方、核燃料棒2は、その下端部が支持板31に設げら
れた切欠部33と止め金具18との係合によって固定さ
れているので、冷却材が通流したときに浮き上がる虞れ
は全くない。
また、核燃料棒2相互は支持グリッド51によって支持
されているので、これら核燃料棒2を相互間の間隔が常
に均一で、しかも、相互が離散する虞れもな(、そのう
え変形を十分吸収し得る状態に支持させることができる
したがって、外套体1内に収納される核燃料棒の収納形
態として車重れる要件を全て満たした状態で、なおかつ
組立の容易化を図れる核燃料集合体を得ることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を一部切欠して示す図、第2
図aは第1図のA−A線矢視図、同図すは第1図のB−
B線切断矢視図、同図Cは第1図のC−C線切断矢視図
、同図dは第1図のD −D線切断矢視図、同図eは第
1図のE −E線切断矢視図、第3図aは同実施例にお
ける固定機構を説明するための断面図、同図すはaのF
−F線切断矢視図、第4図は同固定機構の支持板と止
め金具との関係を説明するための斜視図、第5図および
第6図aは同実施例における支持グリッドの構成を説明
するための図、第6図すはaにおけるG−C線切断矢視
図、第7図は同実施例におけるスペーサの斜視図である
。 1・・・・・・外套体、2・・・・・・核燃料柩 3・
・・・・・固定機構、4,5・・・・・・放射線しや献
体、11・・曲筒体、12・・・・・・ハンドリングヘ
ッド、13・°・・・・エントランスノズル、14・・
・・・・突部、15・・・・・・係止部、16・・・・
・・導入口、18・・・・・・止め金具、31・・・・
・・支持板、33・・・・・・切欠部、41・・・・・
・外側リング、42・・・・・・円柱体、43・・・・
・・ブロック、51・・・・・・支持グリッド、61・
・・・・・スペーサ、P、Q、R・・・・・・螺旋溝。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 内部に冷却材が流通可能に形成され軸心線を重力方向に
    対して平行させて配置される外套体と、この外套体内の
    下部に上記外套体に対してピン止めされた螺旋状流路を
    有する放射線しや蔽体と、この放射線しや蔽体の上方に
    前記外套体の軸心線と平行するように上記外套体の半径
    方向へ等間隔に互いに連結されて配置されるとともに一
    部の下端部が上記放射線しや蔽体の上端部にピン止めさ
    れた複数の支持板と、これら支持板の上端に形成された
    複数の切欠部と、これら切欠部に上記切欠部の形状との
    関連において前記外套体の軸心軸と直交する一方向のみ
    から係合する止め具を下端部にそれぞれ有し上記止め具
    と上記切欠部との係合によって下端部がそれぞれ支持さ
    れた複数本の核燃料棒と、これら核燃料棒間に挿設され
    た各核燃料棒間の間隔を保持するとともに各核燃料棒の
    離散を拘束する支持グリッドとを具備してなることを特
    徴とする核燃料集合体。
JP1982051076U 1982-04-08 1982-04-08 核燃料集合体 Expired JPS5813759Y2 (ja)

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JPS57183594U JPS57183594U (ja) 1982-11-20
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