JPS59138986A - 燃料集合体の間隔保持装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は燃料集合体の間隔保持装置に係り、特に燃料集
合体の間隔保持用板バネに好適な特性を与える板バネガ
ードを具備した改良型間隔保持装置に関する。

〔従来技術〕

沸騰水型原子炉の燃料集合体に第１図に示すように、複
数本の核燃料要素２、核燃料要素２の水平方向間隔全一
定値以上に保持するための幾つかの支持格子３、核燃料
要素２を支持しがっその間隔を一定に保持する上部タイ
ブレート４及び下部タイプレート５がチャンネルボック
ス６内に収納されている構造を有している。

従来の燃料果合体１の間隔保持装置７において、沸騰水
型原子炉の炉型によって採用されている間隔保持装置７
のタイプが異なっており、例えばＢＷＲ−３，ＢＷＲ−
４では第４図に示すタイプ、ＢＷＲ−５，ＢＷ、Ｒ−６
では第５図に示すタイプとなっている。

第３図のタイプにおいては板バネ１１下端は板バネガー
ド１２と接触しない構造となっており、板バネ１１が外
力によって変位した場合でも板バネガード１２の下部（
Ｍ部）がくりぬがれていることによって、板バネ１１下
端は自由に変位できるしくみとなっている。ところが、
当該タイプは板バネ１１のたわみに伴う弾性的反発力が
小さい欠点があった。

一方、第５図のタイプは板バネ１１のたわみに伴う弾性
的反発力を大きくするために、第４図のタイプを改良し
たものであり、板バネ１１下端全板バネガード１２と接
触させておくことによって板バネ１１の反発力を増加さ
せている。すなわち、第５図のタイプでは板バネ１１が
外力によって変位した場合、板バネ１１下端は板バネ１
１の長さ方向の移動は自由となるが、たわみ方向には変
位できないしくみとなっているため板バネ１１のたわみ
方向の反力が増し、それが板バネ１１の弾性的反発力の
増加につながっている。

ところが、第５図に示すような従来の間隔保持装置７に
おいては、原子炉炉ｌＬ？に装荷された状態で板バネ１
１のたわみ量に影響を与える炉内構造物及び燃料集合体
１の谷公差を考慮すると、最悪の場合、板バネ１１のた
わみ量が極度に小さくなシ、板バネ１１に要求される所
定の弾性的力が発生しない欠点があった。また前記欠点
は板バネ１１をたわみ方向に爾くすることによって解決
できるが、板バネ１１に発生する応力が公称寸法の場合
でも必要以上に置くなシ、振動等が原因で板バネ１１の
たわみ蛍が大きくなると板バネ１１に過大な応力が発生
する欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は燃料集合体１の間隔保持に必要な弾性的
力が確実に得られるとともに弾性的力を得るための板バ
ネに所定以上の応力が発生しないように工夫された板バ
ネガードを具備する燃料集合体の改良型間隔保持装置７
を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的は当該間隔保持装置７の板バネ１１のたわみ量
に応じて、板バネ下端のたわみ方向変位量を制御するよ
うな板バネガード１２を当該間隔保持装置７に具備させ
ることによシ容易に達成できる。

すなわち、従来型の間隔保持装置７において、第４図の
タイプの場合は板バネ１１に強制変位を与えたとき板バ
ネ１１下端は完全な自由変位が可能であるのに対し、板
バネ１１による弾性的反発力を向上させた第５図のタイ
プの場合、板バネ１１下端は板バネ１１長さ方向には自
由に移動できるが板バネ１１のたわみ方向には変位がで
きない。本発明は板バネ１１下端の変位量が板バネ１１
下端の変位量が板バネ１１の弾性的反力及び発生応力に
影響することに着目し、第４図と第５図のタイプの間隔
保持装置７の中間の特性を有するように工夫したもので
ある。

本発明によって板バネ１１の最大たわみ時の応力が峨減
されるので、第５図のタイプにおいて応力の観点から制
限されていた板バネ１１のたわみ代が更に大きくとれ、
板バネ１１のたわみに伴う弾性的反発力が確実に得られ
るようになる。また、本発明の間隔保持装置７において
は、板バネ１１の最大たわみ時においても板バネ１１に
発生する応力が所定の値より大きくならないように工夫
されているので信頼性が向上するとともに、板バネ１１
のたわみ代及び板バネ１１の下端の変位量を種々組合せ
ることによって、板バネ１１の最大たわみ時の発生応力
を所定以内に抑えながら必要な弾性的反発力が得られる
ので従来型よシ設計上の融通性が増すことになる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例金弟６図〜第７図′ｆｒ：診照
して説明する。

！６図は本発明の一実施例として、板バネガード１２下
部にテーパ部を設けた例を示すもので、第７図は第６図
の特徴であるＮ部の詳細を示している。

第５図に示すような従来型の間隔保持装置７では板バネ
１１のたわみに伴って板バネ１１の下端は板バネガード
１２と接触を保ちなから板バネ１１の長さ方向に変位で
きるが、板バネ１１のたわみ方向には変位できないしく
みとなっている。

一方、第６図及びａｇ７図に示す本発明の一実施例にお
いては板バネ１１下端と接触する板バネガード下部にテ
ーバ部を設けているので、板バネ１１の下端は板バネガ
ード１２と接触金保ちながらも板バネ１１のたわみ方向
に所定量だけ変位できるしくみとなっている。

板バネ１１下端が板バネガード１２と接触を保ちながら
板バネ１１のたわみ方向に所定量変位可能な状態とする
ことによって、燃料集合体１の間隔保持に必要な所定の
弾性的力が板バネ１１のたわみによって得られるととも
に板バネ１１に発生する応力全軽減できる効果がある。

以下、本発明による効果を第８図ないし第９図ｆｒ、診
照して具体的に説明する。

第８図は板バネ１１の最大たわみ代δＷＡＸを第５図の
従来型の間隔保持装置と同一として、板バネ１１の最大
たわみ時の最大応力σＶムｘｋ板バネ１１のたわみ方向
への板バネ１１下端部変位量ｙとの関係で示したもので
ある。破線φ及びＱは各各板バネ１１の外力が作用して
いる近傍での応力、板バネ１１上端のネジ部材で固定さ
れている近傍での応力ｆｃ表わしており、破線ｐ及びＱ
を包絡する線（実線で示す）が、板バネ１１の最大たわ
み時の最大応力を示している。

第８図において、板バネ１１下端部のたわみ方向へＯ変
位量が０のときは第５図に示す従来型の間隔保持装置の
ケースを表わし、図中のＢ点は板バネ１１の形状は第５
図のタイプと同一にしながら第４図のタイプのように板
バネ１１の下端が板バネガード１２と接触することなく
自由に変位できるようにした場合を表わしている。また
、図中のＡ点は板バネ１１の最大たわみ時の下端部変位
量が図中のＢ点のケースの約−となるように板バネガー
ド１２下部にテーパ部を設けた場合の一例として示して
いるものである。

第９図は板バネ１１のたわみ量δと外力Ｆの関係を示す
もので、破線Ｔは第４図に示す従来型の間隔保持装置の
場合を、破線几は第５図に示す従来型の間隔保持装置の
場合を示している。また、実線Ｕは板バネ１１の形状は
第５図のタイプと同一にしながら第４図のタイプのよう
に板バネ１１の下端が板バネガード１２と接触すること
なく自由に変位できる場合を示し、実線Ｓは板バネ１１
下端のたわみ方向への変位量が実線【〕のケースのを設
けた場合金示している。

第５図に示す従来型の間隔保持装置７を第４図に示す従
来型のように板バネ１１の下端を完全自由変位状態とす
ると、板バネ１１の最大たわみ時に発生する応力は第８
図より約５５優軽減されることがわかるが、第９図に示
すように燃料果合体１の間隔保持に必要な板バネの弾性
的反発力が極度に小さくなってしまう離照がある。

なるように板バネ１１と接触する板バネガード１２の下
部にテーバ部を設けると、板バネ１１の弾性的反発力が
約３０％程度減少するが（第９図ε照）、応力も約３０
チ以上＠辣することになる。

（第８図参照）、板バネ１１の弾性的反発力及び応力は
板バネ１１のたわみ童にほぼ比例することから、応力の
蛾減された割合だけ板バネ１１の高くしてすなわち最大
たわみ代を大きくとれば（例えｌｌ″ｉ′通常状態での
板バネ１１のたわみ菫が第９図の０点からＤ点になるよ
うにする）、従来と応力及び弾性的反発力を同等としな
がら、従来型の欠点であった板バネ１１のたわみ量に影
響を及ぼす炉内構造物及び燃料集合体１の各公差を最悪
ケースで評価した場合の板バネ１１のたわみ量不足によ
る燃料果合体１１の間隔保持力不足が解消される。

本実施例の特徴である間隔保持装置７の板バネガード１
２下部のテーパ部寸法仕様は弾性的反発力に影響する板
バネ１１の最大たわみδＶムＸ及び板バネ１１の最大た
わみ時に発生する応力をにらみあわせながら選ぶことが
、従来型の欠点解消という意味からは、板バネ１１下端
部のたわみ方向への変位量が完全自由変位状態でのたわ
み方向ヘーパ角は板バネ１１下端の板バネ１１長さ方向
変位量Ｘとたわみ方向への変位蓋Ｙの関係を弾性解析等
で求めれば容易に決めることができる。また、テーバ部
は必ずしも平らな面とする必要はなく場合によっては曲
率をもたせた面としてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃料果合体１０間隔保持装置７の板バ
ネ１１に発生する応力が従来と比べ約３側根度軽減され
るので、従来当該板バネ１１の最大たわみ時に兄生する
応力の観点から制限されていた板バネ１１の高さすなわ
ち最大たわみ代を最大で応力軽減分相当増加でき、当該
板バネ１１のたわみ址に影響する炉内構造物ないし燃料
果合体１の最急の公差組合せを考慮した場合の通常状態
における当該仮バネ１１のたわみ輩不足に起因する燃料
果合体１の間隔保持力不足が解消される。

しかも、本案は従来型の形状を大幅に変更することなく
、必要最小限の改良にとどのて従来型の欠点を解消して
いることが特徴であり、実施が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料果合体の構造図、第２図は炉心全構成する
単位セル上部の平面図、第３図は間隔保持装置取付は状
態を示す図、第４図及び第５図は従来型の間隔保持装置
を示す図、第６図は間隔保持装置に関する本発明の一実
施例を示す図、第７図は＄６図のＮ部詳ｍＴｈ示す図、
第８図は板バネ最大たわみ時の板バネたわみ方向への板
バネ下端部変位量と最大応力の関係を示す図、第９図は
板バネのたわみ量と板バネの弾性的反発力の関係を示す
図である。 １・・・燃料果合体、２・・・核燃料要素、３川支持格
子、４・・・上部タイプレート、５・・・下部タイプレ
ート、６・・・チャンネルボックス、７・・・間隔保持
装置、８・・・チャンネルスペーサ、９・・・制御棒、
１０・・・上部格子板、１１・・・板バネ、１２・・・
板バネガード、１３・・・板バネ固定用ネジ、１４・・
・上部タイプレートボスト。 奉　　ｌ　　圀 第　２　　圀 第３凶 第　４　国　　　　　　　峯　５　目 ｘ６　目 販ハオ最入りわみ埒ｎ級ハネたわみ棺へめ５扱ハネ下塙
＃斐イＬ量２　ヅ 」ト　　タ　　　戸弓 ０　　　叛ハ゛ネｅΔ由み量７　・Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、燃料集合体の当該間隔保持装置において、板バネに
   強制変位を与えたとき、板バネ下端部が板バネたわみ方
   向に所定分だけ変位することを可能とするように、板バ
   ネガード下部においてテーパ部ないし当該目的を果たす
   ために前記テーパ部を設けた場合と同等の効果をもつ形
   状を有すること全特徴とする燃料集合体の間隔保持装置
   。