JPS5876797A - 原子炉の燃料要素用間隔格子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子炉の燃料要素用間隔格子に関する。

間隔格子は原子炉燃料組立体内の１群の核燃料要素を隔
てる為に用いられる。これらの要素は所与のシステムに
従って互いに平行に維持されなければならない。このた
めに、こ扛らの要素０、特にこれらと接触して流動する
液状冷却媒体の循環作用によるぞｆＬらの振動を防止す
るために長さ方向に分布された順次に異るレベルに従っ
て支持される。

上記形式の多数の間隔格子構造が既知であり、これらは
特に、各群内で平行でかつ一方の群と次の群が直交する
２群の有孔薄シートから成る装置によって形成される。

これらのシートは正方形断面をもつ空洞を形成するため
にそれらが組み付は可能表ように規則正しい間隔で溝孔
が設けられ、各空洞は当該群の燃料要素によって貫通さ
れる。

燃料要素に対し必要な弾性支持を確保するために、これ
らのシートは各空洞の内部に向けてばねを形成する凹部
および舌状部をもつ形状のボスを有するように適切に切
断かつ組み付けられる。１つの空洞内の各燃料要素は、
対向する平行シートに形成された舌状部の作用によｐｌ
つのシートに設けられた２つの固定支持部とばね当接に
より固着される。

この形式の間隔格子の１例はｃ、　ｍ、ム　の名前で１
９７９年５月２２日提出のフランス特許第７９１３０１
．５号、１原子炉の一群の燃料要素用間隔格子」に記述
さｒしている。

この機能をもつ格子はジルコニウム合金からすべて造ら
扛、この金属は中性子の吸収性が低く従ってばねを形成
する場合にこ扛よりも高い中性子吸収性をもつインコネ
ルのような金属から造られた複合部材を使用する必要が
ないから、有利である。

この発明はすべてをジルコニウム合金で造られるという
利点をもちつつ既存形式の格子に比して横応力に関して
増大された剛性をもつ間隔格子に関する。

よって、従来型間隔格子はそれらの組み句けのために規
則正しい間隔でくぼませ或は溝を有している。溝に対し
ては各シートの高さの半分に亘って延びることが必要で
ある。これらの溝の長さは間隔格子の剛性或はこわさを
減少する。

この発明によれば、これらの溝の高さは、薄い仕切りを
形成するために互いの長さ内で２つのシートを上下に組
み合わせることによって減少される。この構造は溝の高
さが減少するから壁の剛性を向上する。

さらに詳しくは、この発明は原子炉の一群の燃料要素用
の間隔格子に関し、該格子は正方形断面をもつ空洞を形
成するために、各群において互いに平行てかつ一方の群
と次の群とが直交しかつ規側圧しい間隔で溝が設けられ
てそれらを組み付は可能とする２群の薄い仕切漫の組立
体を含み、それぞれが当該群の燃料要素によって貫通さ
れ、数群の燃料要素を所定位置に保持するために支持点
が空洞の壁部に造られ、各群において薄い仕切シが互い
にその長さ内で上下に組み合わされる第１シートおよび
第２シートによって形成され、第１シートの高さが第２
シートの高さの２倍に等しく、第１シートが一方の群で
第２シートの上方にかつ他方の群でその下方に位置づけ
られ、各第２シートが他方の群の第１シート内に組み付
けられる型式のものである。

この発明の第２の特色は、間隔格子の剛性が、燃料要素
用の各支持点が格子を形成するシートの溝の無い区域上
に位置するという事実によって増大されることである。

よって、互いに取υ付けられたシートによって形成され
た既知の間隔格子の欠・、点は、燃料要素の支持点の少
くとも部分が前記シートの溝つき区域に位置することに
よって生ずる。こｎらの区域はこの発明による間隔格子
は上記欠点を無くし、即ち燃料要素の支持点はすべてシ
ートの溝の無い区域に配置される。

さらに、この発明は次の形式の原子炉の一群の燃料要素
用間隔格子に関し、即ち、正方形断面をもつ空洞を形成
するために、各群において互いに平行でかつ一方の群と
次の群とが直交しかつ規則正しい間隔で溝が設けられて
それらの組付けを可能とする２群の薄い仕切シの組立体
を含み、それぞれが当該群の燃料要素によって貫通され
、数群の燃料要素を所定位置に保持するために支持点が
空洞の壁部に造られ、ここにおいて各前記支持点か前記
シートの溝の無い部分上に配置される空間格子である。

上記２つの特色は溶接点の連続的に造られたビードによ
ってシートを合体組立１＆：可能に【７、かつこの発明
によって造られた格子の剛性をさらに改善する。

さらに、間隔格子は案内チューブによって連結されるこ
とが知られている。この発明はまた前記格子内に一体に
組付けられた案内チューブに結合するためのスリーブを
もち、案内チューブへの格子の簡単な滑り位置決めを許
す格子に関する。

この発明はまた、正方形断面をもつ空洞を形成するため
に各群において互いに平行でかつ一方の群と次の群とが
直交し、かつ規則正しい間隔で溝が設けられ、それぞれ
が当該群の燃料要素によって貫通され、格子の案内チュ
ーブを結合することによって貫通された空洞の４つの面
を形成する４つの上面および下面が、格子を案内チュー
ブに結合する円筒形スリーブを形成するように連結され
た金属シート製の舌状部が延設される２群の薄い仕切シ
の組立体を富む間隔格子に関する。

舌状部は重ね合わせおよび溶接によって連結され、或は
この発明の別の実施例によれは、舌状部の横方向縁部は
そ扛らの唇状部が溶接点の垂直方向のビードによって組
み立てられるように折り返される。

図面を１照しつつこの発明を限定するものではない実施
例について、以下にこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明による間隔格子の４つのシートの組付
は要領を示す斜視図である。このような格子は規則正し
い間隔で原子炉組立体の燃料要素を維持する。このよう
な場合、格子は第６図および第７図の２　ｆｆｉの変形
例から明らかなようにそれらの接触端によって互いに適
切に接合された横板によって構成された外側フレームを
言−／’ｒ。横板によって形成されたフレーム内に、２
組の横方向シートが取り付けられ、こ扛らは同−組内で
は互いに平行でありかつ組同志では互いに垂直であり、
即ち、これらは一連の空洞を形成しこの中に各組の燃料
要素が係合する。

この発明によｆＬば、各仕切シ２，４は互いの長さ内に
位置する上下に重なる２つのシート２ａ。

２ｂおよび４ａ、４ｂによって形成される。各群の第１
シートの高さ２ａ、４ａは第２シート２ｂ。

４’ｂの高さの２倍に等しい。１つの組において、第１
７−）２ａ扛他方のシー）２ｂ上に位置され、他の組に
ついても同様で第１シー）４ａはシート４ｂの下方に位
置する。これら４つのシートはそれぞれ、規則正しい間
隔で造られシートを互いに組み付ける組付は溝孔６をも
つ。シー）２ｂはシート４ａ内に係合し、これはシー）
２ａ内に係合する。最後にシー）４ｂはシート２ａの上
方部に形成された溝孔内に係合する。

第２図はこの発明の一実施例の斜視図である。

第１図において分解図示された４つのシートは最終位置
に組み付けられている。仕切シを構成するこれらのシー
トは第１図と同じ参照数字を付している。図から判るよ
うに、格子の各仕切りは２つのシート、それぞれ第１シ
ー）２ａ、４ａおよび高さが第１シートの高さの強であ
る第２シート２ｂ、４ｂの上下重ね合わせによって同様
にして形成さｎる。

これらのシートは仕切シの平面によって形成された二面
体に沿って適切な装置、例えばレーザーによって形成さ
れた溶接点８のビードによシ互いに組み立てられる。格
子の各仕切りが２つの部分から形成されるという事実は
実質的に連続する溶接点ピードを順次に形成することを
０Ｊ能にする。

よって、従来技術による格子の場合、各空洞の寸法、特
にその長さに比べて比較的小さいその断面の寸法は金縁
部に沿っての接近を不可能にし、従って溶接点の連続と
一ドの形成を不ロ１能にさせている。

浴接作業の順序はつき゛のとおりであり、まず第１にシ
ー）２ａおよび４ａを互いに溶接し、次いでシート２ｂ
をシート４ａに溶接し、最後にシート４ｂをシー）２ａ
Ｋ＃接する。

ボス或はブリッジ１０が各シートに形成される。

各ボスはその高さの半分の位置において水平の中間対称
面をもつ水平シート帯片で形成される。第６図から判る
ように、平面図において、前記ボスは８字状形をもち、
その頂部は空洞内に位置し、他方の頂部は隣接する空洞
内に位ＩＷする。一つのボスがシー）２ａに形成され、
他方のボスがシー）２ｂに形成される（４ａ、４ｂもそ
れぞれ）。

こ扛らのボス１０は日字形状をもつ２つのダイス間の型
打ち加工によって形成される。よって、空洞の各面は異
った平面内で異った高さにおいてかつ燃料棒の異った母
線上に作用する２つのボス１０をもつ。空洞は４つの面
をもつから、各空洞内には８つのボスがある。１０ａ、
１０ｂｉｊ１つの空洞の１つの仕切り内に形成されたブ
リッジ或はボスを示す。この発明による格子の１つの特
徴は、こ扛らのボスはそれそ扛それが形成されたシート
の溝無し区域内に配置されることにある。ボス１０ａは
シー）４ａの中央部分に形成される１１図から判るよう
に、２つの溝６はそれそ扛シート４ａの上方および下方
に形成される。第２図に示すように、ボス１０ａｌｊ溝
無し区域内に配置される。

この構造は格子の剛性を改善する。

同様にして、ボス１０ｂが形成されているシート４ｂは
その下方部に溝、およびシー）４ｂの上方部に形成され
た該ボスｉｏｂは溝無し区域に配置される。板２ａに形
成されたボス１０の対称面はシー）４ａ、４ｂの接合平
面１２と合致する。

同様にして、第１シー）４ａに形成された各ボス１０の
対称面はシー）２ａ、２ｂの接合平面と合致する。

格子の空洞間のボス或はブリッジ１０の干渉はこのシス
テムの全体の結合力を保証する。よって、ボスの頂部は
各仕切シの各領土の２つの独立支持点を形成する。よっ
て、一つの空洞と次の空洞との間で、格子と燃料棒との
間の相対変位の補償が実施される。

一つの群の成る数の空洞内に案内チューブが配設されか
つ燃料要素は配置されない。こ１１らの案内チューブは
間隔を保って維持されかつこの組立体の２つの末端部材
間で格子を隔てて保持する役目をもつ。この発明による
格子はその下方部および上方部に、これらの案内チュー
ブ用の結合スリーブをもつ。スリーブ１４は格子を形成
する仕切りの長さ内に位置する金属シートの舌状部分１
６によって形成される。各舌状部１６は円筒形スリーブ
を構成するために型打ち加工によって形成さ扛、この円
筒の直径は案内チューブの直径に対応する。第２図の実
施例において、金属シート舌状部１６．１４は重ね合わ
せかつ溶接点の垂直方向の縦ピードによって連結される
。

図示のように、案内チューブによって貫通された空洞の
４つの面内に形成さ扛たホス１０’ａ。

１０′ｂは、当該空洞内の案内チューブ用の支持部材を
もつ必要がないから異る。よって、これらのボス１０ａ
はシートの単一の面から突出する。

第６図は第２図の格子の平面図である。この図は特に８
字形状のポス１０牙示し、その頂部は一点鎖線で示す燃
料要素１８と妾触状態にあり、かつ空洞を貫通する。ボ
ス１０ａ、１０ｂと同様にしてボス１０′ａおよび１０
′ｂに空洞の壁の溝孔をもたない区域内に位置される。

ブリッジ１０′ａは、前記シー）４ａの上方および下方
に溝６を有するから、シー）４ａの中央に占位する。同
様にして、ブリッジ１０′ｂは、その下方部に溝６がお
るから、シート４ｂの上方部に形成されている。既述の
ように、この装置の目的は、格子の剛性を増大するにあ
る。なお、板２０のような、格子の外側フレームを形成
する板は、ブリッジをもつが、これらブがその中を通過
する空洞の面内に形成され、板の一方の側部上にのみ突
出することが判る。

最稜に、案内チューブへの結合のために保持格子と一体
的に構成されたスリーブを形成する金属シート舌状部１
６の重ね合わせ状態が見られ、また同様に、案内チュー
ブが組み立てられる溶接点１７の垂直方向ビードも図示
されている。

第４図および第４ａ図は、この発明による格子の変形構
造例を示す。この構造は第２図のものとはボスの形状が
異シ、とｎらのボスは燃料要素と当接する舌状部をもつ
。これらの水平舌状部はシートから造らｔかつ既出の実
施例のブリッジのような水平中央対称面をもつ。舌状部
２２はそれらの末端２４に、切断加工によって形成され
た２つの小さい対称形の肩部２５をもつ。これらの舌状
部２２は、２段作業によって造られる。これらＦ、ｆ先
づブレーナの剪断によって切断され、次いで２つの適切
に形状うけら扛たダイス間で形状づけられる。成形中、
前記肩部はその外郭形状に対応する量ｒだけ引き込まれ
かつ従ってその切断によって得られるオリアイスから隔
たった位置に位置づけられる。よって、肩部２５はこの
オリフィスの縁部と当接できる。この移動量は製造公差
を吸収するのに必要なすき間に対応する値に制限される
。

ブリッジ２２の剛性は、ブリッジ１０の場合よりも形状
修正のために一層容易に調節することを可能にする。

第５図は案内チューブ用の一体に形成された保持スリー
ブの変形実施例を示す。図から判るように、格子を形成
するシートの長さ内に位置する金属シート製舌状部２６
は円筒を構成するために変形かつ組み合わされる。舌状
部２６の２つの垂直側部のそれぞ扛の横部分は折シ返さ
れて対となって接触する。唇状部２８は垂直方向の溶接
ビードによって互いに組み立てられる。

第６図および第７図は格子の外側シートによって構成さ
れたフレームの縁部の２つの変形構造例を示す。第６図
の例において、シートの末端は４５°に曲げら扛、こ扛
によってそれらの垂直縁辺は互いに接触される。次にこ
れらは溶接によって組み立てられる。第７図において、
シートは溶接する前にほぞ穴とほぞとによって紹み立て
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明により構成された格子を構成する４つ
のシートの組付けを示す斜視図、第２図はこの発明によ
る格子の好適実施例の斜視図、第３図は格子へ一体に組
み付けられた案内チューブを通過させるスリーブの構造
を特に示す平面図、第４図および第４ａ図は核燃料の支
持用ボス或はブリッジの構造を通る前記実施例とは異る
実施例の平面図および斜視図それぞれを示し、第５図は
案内チューブを所定位置に保持するスリーブの構造変形
例、第６図および第７図はこの発明による格子のフレー
ム縁部の２種類の構造変形例そｆＬぞ扛の詳細斜視図で
ある。 図中の符号、２，４・・・仕切り、２ａ、２ｂ。 ４ａ　　４１）・・・シート、６・・・溝孔、８・・・
・溶接点、１０−−−ボス、１０ａ、１０ｂ。 １０’ａ　　１０’ｂ・・・ボス、１２・・・接合平面
、１４１６・・・舌状部、１７・・・溶接点、１８・・
・燃料要素、２０・・・板、２２・・・舌状部、２４・
・・自由端、２６・・・舌状部、２８・・・唇状部、を
示す。 嘴１１ ムー ５４８− ５５０− ０ Ｕ） −

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）正方形断面をもつ空洞を形成するために、各群にお
   いて互いに平行でかつ一方の群と次の群とが直交しかつ
   規則正しい間隔で溝が設けられてそれらを組み付は可能
   とする２群の薄い仕切りの組立体を含み、それぞれが当
   該群の燃料要素によって貫通され、数群の燃料要素を所
   定位置に保持するために支持点が空洞の壁部に造られ、
   薄い仕切りが互いにその長さ内で重ねられる第１および
   第２シートそ扛ぞれの２つのシートによって形成され、
   第１シートの高さが第２シートの２倍に等しく、第１シ
   ートが一方の群で第２シートの上方にかつ他方の群でそ
   の下方に位置づけられ、各第２シートが他方の群の第１
   シート内に組み付けられる型式の原子炉の一群の燃料要
   素用間隔格子。 ２）正方形断面をもつ空洞を形成するために、各群にお
   いて互いに平行でかつ一方の群と次の群とが直交しかつ
   規則正しい間隔で溝が設けられてそれらを組み付は可能
   とする２群の薄い仕切りの組立体を含み、それぞれが当
   該群の燃料要素によって貫通され、数群の燃料要素をハ
   「定位置に保持するために支持点が空洞の壁部に造られ
   、各前記支持点が前記仕切シの溝をもたない区域に配設
   される型式の原子炉の一群の燃料要素用間隔格子。 ３）シートが溶接点の実質的に連続するビードによって
   互いに組み立てられる特許請求の範囲第１項或は第２項
   記載の間隔格子。 り各空洞内に支持点を形成するために８字形状に型打ち
   された金楓シートのブリッジをもち、８字形状の頂部の
   一つが一方の空洞内に、および他の頂部が隣接する空洞
   内に位置し、燃料要素がこれらのブリッジの頂部と当接
   する特￥ｒ　ｉｉＷ求の範囲第１項記載の間隔格子。 ５）ブリッジが対になって対向しかつ４つの異るレベル
   に亘って分布さ扛、ブリッジが中央対称面をもち、ブリ
   ッジの中央対称面が前記シートの切込みを有しない区域
   の中央平面と合致する特許梢求の範囲第１項記載の間隔
   格子。 ６）空洞の壁部から切削されかつ空洞を貫通する燃料要
   素用の支持部を形成するように型打ちされた水平の舌状
   部をもち、舌状部の自由端が舌状部を形成した後にその
   切削作業によって残された開口の縁部と当接する特許請
   求の範囲第１項記載の間隔格子。 ７）正方形断面をもつ空洞を形成するために、各群にお
   いて互いに平行でかつ一方の群と次の群とが直交しかつ
   規則正しい間隔で溝が設けられてそれらを組み付は可能
   とする２群の薄い仕切シの組立体を含み、それぞれが当
   該群の燃料要素で貫通される間隔格子において、該格子
   の結合案内チューブによって貫通さ扛た１つの空洞の４
   つの面を形成する４つの上面および下面が格子を案内チ
   ューブに結合する円筒形スリーブを形成するために連結
   された金属シートの舌状部まで延ばされる間隔格子。 ８）舌状部が重ね合わせおよび溶接によって連結される
   特許請求の範囲第７項記載の間隔格子。 ９）舌状部の横縁部か、その唇状部が溶接点の垂直方向
   ビードによって組み立てられるように折シ返される特許
   請求の範囲第７項記載の間隔格子３．１０）すべてのＳ
   字形状金利シート％ブリッジが燃料要素の軸線と垂直な
   平面内の板上に配設される特許請求の範囲第４項記載の
   間隔格子、。