JPS59163589A - 原子炉用燃料集合体 - Google Patents

原子炉用燃料集合体

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JPS59163589A
JPS59163589A JP59034118A JP3411884A JPS59163589A JP S59163589 A JPS59163589 A JP S59163589A JP 59034118 A JP59034118 A JP 59034118A JP 3411884 A JP3411884 A JP 3411884A JP S59163589 A JPS59163589 A JP S59163589A
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nuclear reactor
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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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】 本発明は、燃料機素が燃料集合体の下部端ピース上に固
定された原子炉の燃料集合体に関する。
原子炉特に冷却材として水を使用する原子炉の燃料集合
体は、互に平行な燃料要素の束によシ形成され、これら
の燃料要素は支持格子、２個の端ピース、並びにこれら
の支持格子及び端ピースを連結する案内管によって形成
された構造物により保持されている。
長さの大な円筒状の燃料機素は、燃料犬素束中にそれら
を保持する支持格子（スペーサーともなる）の内部に係
合している。
支持格子は、一般に、案内管よシも長さの小さい燃料機
素を横方向及び軸方向に保持する役目をしており、それ
らの案内管は、燃料集合体の成る燃料機素の代わシにな
る。そのため燃料要素の先端は自由でアシ、両方の端ビ
ーズから成る距離のところにある。
支持格子によって燃料大索の軸方向の固定と横方向の固
定とを同時に行わせるＫは、燃料要素に大きな横向きの
力を加えるばねを使用することが必要になる。
ところで、原子炉の炉心部の中性子収量ヲ高めるには、
燃料果合体の支持格子の材料として、中性子吸収の少い
ジルコニウム合金が一枚に用いられる。
しかし、照射下にあるばねの弾性及び機械的性質が得ら
れるようＶこするには、ばねをニッケル合金製とするこ
とが必要になる。
そのため、燃料要素の一端を燃料集合体の下部端ピース
に固定することにより、燃料要素の順方向支持機能と・
軸方向支持機能とを分離することが検討された。しかし
この場合は、下部端ピースの構造が複雑になシ、その取
外しが一層困Ｊｉｊ　Ｊ／こなり、燃料乗合体内部への
１次側流体の移行断面イ！ｔが減少するなどの不具合を
生ずる・ 従って、本発明の目的は、その長さの少くとも一部分に
亘って円筒状の互に平行な陵数の燃料要素の集合体によ
って形成され、該燃料要素は、それに対し横断方向にあ
る支持格子とやはり横断方向にある端ピースとこれらの
支持格子及び端ピースに連結されて燃料集合体の少くと
も成る燃料要素に代わる案内管とによって形成されたＬ
遺物によって保持され、燃料要素は、原子炉の炉心部内
の使用位置に燃料集合体がある時に、燃料果合体の内部
に配された端ピースの１つの上にその一方の先端により
固定さｉｚるようにした、原子炉の燃料集合体において
、前記構造物の下部ピースの１４造を簡略にして、その
取外しを容易にし、燃料棒全横方向及び横断方向に支持
しながら１次佃１１流体の充分な通過断面積が得られる
ようにすることにある。
この目的のために、燃料集合体は、固定板を有し、この
固定板は、下部端ピース上に重ね合され、その上面に接
して」固定され、その全厚に坂るオリフィスを備えてお
シ、これらのオリフィスは、燃料要素に各々対応する直
径及び位置をもっていて、端ピースと接触する固定板の
下面に機械切削によし形成された互に平行な溝内に開口
し、該溝の各各は燃料要素の１つの列に対応し、・瑞ピ
ース自身には各々の燃料要素と向い合いに刑し孔が形成
してあり、各々の燃料要素の下部の先端横断面形状は１
２０°づつの角度隔だてられた少くとも６個の径方向の
板状部分を示し、対応する各々の膨出部分の下部は縁端
によシ終止し、該縁端は燃料要素の円筒部分の輪郭に対
し径方向に突出し、燃料要素は溝の深さにほぼ対応する
高さ突出した燃料要素の下部が対応の溝中に配されて回
転に対しロックされると共に端ピースと固定板との同に
畑方向に固定されるように、固定板を貫通しているＯ本
発明がよシよく理解されるように、中性子効率が改善さ
れた原子炉に本発明による燃料果合体を使用する例につ
いて以下に詳Ｍ！］に説明する。
第１図には、本出願人のフランス国牛′］許、禎８υ′
１８０１２号に一例として記載されたような効率の改善
された原子炉に使用する燃料果合体が図示さｈでいる。
この燃料集合体は、燃料物質のベレットｌ封入した被壕
管によって形成された燃料要素１０乗合体である。被蕩
管の下端と上端とはそれぞれ端栓２．３によシ密閉され
ている。下部の端栓２の直下にある燃料要素の領域１ａ
には、燃料要素の中央域を満たした核分裂性燃料物質の
代りに、親物質が満たされている。燃料要系の上部の端
栓３の下方にある領域１ｂｉＣついても同様である。
このようにして、各々の燃料果合体及び全部の炉心部に
ついて、フランス１１特許願８２／１８０１２号に記載
されたように原子炉の中性子効率の改善を可能にする親
物質の上部ブランケット及び下部ブランケットが形成さ
れることがわかる□燃料要素１は、燃料要素１を横方向
に支持するスペーサーともなる支持浴子５、下部端ピー
ス６、上部端ピース８及び案内管７によって形成された
構造物中に保持され、案内管７は支持格子５に連結され
ていると共に、一端が下部端ピース６に固定され、他端
が上部端ピース８に固定されている。
案内ｖ７はこのように燃料要素１の支持構造物の保持と
強度とを確実にする。
案内管７は、端ピース６．８の貝通オリフィス内に、そ
のねじ端部によって固定され、このねじ端部には、下部
端ピース６の場合にはねしブツシュ９のねじ部分音２ま
た上部の端ピース８の場合にはねじブツシュ１０のねじ
部分をそれぞれ係合させることができる。
ねじプッシュ９．１０を案内管７のねじ〜端部にねじ込
んだ後、ねじブツシュ９．１０を回１紙しないように固
定させる。
燃料集合体をその下部により下部炉心板１２上に、第１
図に略示したセンター位置決め装置１３によって固定す
る。
燃料集合体下部のこの固定装置は、フラマトーム社のフ
ランス国特許願８１／２２７５４号＋７）対象をなして
いる。
次に第１．２．３．４図を参照して、燃料要素１の下部
を下部端ピース６に固定するための固定装置について説
明する。
燃料要素１の下部の端栓２は、１２００づつの間隔をお
いた６個の径方向の板状部分２ａ、２ｂ、２Ｃを備えた
、第２図に示す断面形状に従って、その長さの大部分に
亘り機械切削されている。板状部分２ａ、２ｂ、２Ｃに
対応する各々の径方向の延長部分は、燃料要素ｌの円’
ｆ：ｉ１部分の円形断面形状に対して突出した縁端１５
を下部に備えている（端栓２の断面形状は、径方向に突
出したこれらの部分を除いて、前記円箇部分内ＶＣ含ま
れ４る）。
固定板１４ばその下面によシ下部端ピース６上に載置さ
れ、この端ピースに中空ねじブツシュ１６により固定さ
れ、中空ねじブツシュ１６Ｆｉ、下Ｎ　Ｖｍピース６の
貫通オリフィス１７内に係合している。各々のオリフィ
ス１７は肩部１７ａを有し、この肩部上には、中空ねじ
ブツシュ１６の頭部１６ａが支持される。
中空ねじブツシュ１６のねじ部分１６ｂは、下部端ピー
ス６のオリフィス１７の延長上において支持板１４に形
成した雄ねじ孔にねじ止めされる。
中空ねじブツシュ１６ｆ：ねじ止めした後、オリフィス
１７の人旧にそのために形成した鳩尾状部分にねじブツ
シュ１６の頭部１６ａの延長部分である上部カラー１６
ｃを変形圧入することによシ、回転に対してロックす４
゛。
このように固定板１４を完全に安定に福ピース６上に固
定することができる。
固定板１４は、燃料要素１の円筒部分の直径にほぼ等し
い直径のオリフィスｊ８を、燃料要素束の各燃料要素位
置に対応する位置に循えている。
端ピース６も、オリフィス１８及び各々の燃料要素１の
延長上に、燃料要素１の直径にほぼ等しい直径の通し孔
２０を備えている。
従って端ピース６は、それを−佃から他側に貫通した３
４Ｎ１０の通し孔、即ち案内Ｒ７の固定用のオリフィス
と、固定板１４の固定用の中空ねじブツシュ１６を通す
だめのオリフィス１７と、燃料要素１の下部の阿りに原
子炉の冷却水をセナ＜だめの通し孔２０とを備えている
。中空ねしブツシュ１６も冷却水ヲ導くことができる。
同様に固定板１４も、それ全−側から他側（／ｉ：頁辿
した３種項のポ］し孔、即ち案内′＃７の通路となる通
し孔と、燃料要素１の固定用のオリフィス１８と、中空
ねじプッシュ１６のねじ止め用のねじ孔とを備えている
。
他方では、固定板１４の下面には、１組の溝２１が、互
に平行に、また燃料要素１の列に各々対応するように形
成されている。燃料要素１の下部を通すためのオリフィ
ス１８の下部はこれらの溝２１の内部に開口している。
溝２１の深さは、第１図に示すように、燃料要素１の端
栓２に形成した径方向の縁端１５の高さに対応している
。効率が改善された前記原子炉用の燃料集合体の場合、
この深さは５ｒＩＩｍである。また縁端１５の径方向寸
法は２ｍｍである。
固定板１４の下面に機械切削により形成された溝２１の
幅は、燃料要素１の下部の１つの径方向板状部分２ｃが
第２図に示すように溝２１の＠線と直角になるように選
定される。６つの径方向板状部分２ａ、２ｂ、２Ｃは１
２０°づつの角度を含むため、燃料要素１全固定板１４
上の所定位置に取付は得るようにするには、溝２１の壁
部に円筒状の切欠２４を形成することが必要になる。
燃料要素１の直径が９．５＋ａである燃料集合体の場合
、溝２１の幅は３　ｍｍである。
燃料集合体内に燃料要素１を取付は固定するために必要
な操作について以下に説明する。
上部端ピース８、案内管７及び支持格子５を有し、下部
端ピース６は未だ所定位置ｔこ取付けらｉしていない燃
料部合体の構造に対して、この増刊けを行う。
案内管７の位置に対応した通し孔の配列を有する固定板
１４を、案内管７の下端に最初に増刊ける。次に燃料要
素１ｆｊｃ支持板１４及び支持格子５に挿通する。忽；
料要素１１４固定板１４に形成した荷２１の底部に下部
Ｖ■栓２の縁端１５が突当たることによって止められる
。燃料要素１は１つの仕方のみにおいて溝２１内の所定
位置に取付けることができ、これらの溝２１によって、
回転しないようにロックされる。
次に案内管７の先端上の所定位置に下部端ピース６を取
付ける。固定板１４はその際に端ピース６の上面上に載
置される。次に下部端ピース６をねじブツシュ９によっ
て案内管７上に固定する。
ねじプッシュ９ばねじ止めの終了時に案内管７の先端部
内において回転に対しロックされる。
次に中空ねじブツシュ１６によって固定板１４を端部ピ
ース６上に固定する。ねじブツシュ１６も、端ピース６
に形成した切欠の内部に変形圧入されるカラー１６ｃに
よって、ねじ止め終了時に同様に同転に対しロックされ
る。
その場合、燃料要素１は、平行移動についても回転につ
いても燃料集合体内において完全に不動にされる。燃料
要素１は、従来技術による燃料集合体の支持格子のよう
にインコネル装のばねケ備えてなく、単に燃料要素ｌの
支持用のボスを備えているのみの支持格子５によって１
．径方向に支持される。
このように固定された燃料要素が稼動中の原子炉内にお
いて異常な振動状νμを全く受けないことが、本発明者
の行った実験によって示された。
更に燃料要素１は固定板１４によって軸方間に完全に保
持される。しかし燃料集合体内の冷却水の通過断面積は
、燃料要素１の断面積と比較され得る断面積において端
ピース及び固定板１４を横切って冷却水全通過させる下
部端栓２の形状と、中空ねじブツシュ１６とによって、
なお大きな１直に保たれる。
最後に、下部端ピース６及び燃料要素１の取外しに、固
定板１４から中空ねじプッシュ１６ｉ坂外し、案内管７
からねじブツシュ９を取外すだけでよいため、非常に簡
単である。ねじ止めを解除する間に、ねじブツシュのカ
ラーが変形されるため、これらのねじプッシュを回転に
対しロックするだめの特別の操作は不要になる。
本発明は前述した実施例のみに制限されず、その全ての
可能な変形を包含する。
例えば端ピース６上に固定板１４を固足させる手段は、
前述した例によるねじプッシュのようＶこｔ’Ｍ単な取
外しを可能にするものである限り、前述した例と異なっ
た構成とすることができる。
更に燃料要素の下部端栓の異形形状は、燃料要素全溝内
に配回させ回転に対しロックすることのできるものであ
る限り、図示した例と異なった構成としてもよい。
また本発明は、親物質の層が炉心の上部と下部とに設け
られている効率が改善された原子炉だけでなく、燃料集
合体内の中性子吸収材料の量を少くして中性子のバラン
スを改善することが望まれる全部の原子炉の場合にも適
用される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による燃料集合体の一部の（ｆｊ、ｉｉ
面図であり、部分的に断面によって表わした図、第２図
は４１図のＣ−Ｃ＠断面図、第６図は第２図のＡ−Ａ線
断面図、第４図は化２図のＢ−Ｂ線断面図である。 符号の、説明 １・・・燃料要素、２・・・端栓（先端、）　、　、２
　ａ、２ｂ、２ｃ・・・板状部分、５−・・支持格子、
６．８・・・端ピース、７・・・案内管、１４・・・固
定板、１５・・・縁端、１８・・・オリフィス、２０・
・・通し孔、２１・・・溝。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）長さの少くとも一部分に亘って円筒状の互に平行
    な複数の燃料要素（１）の束によって形成された原子炉
    用燃料集合体であって、燃料要素（１）は、燃料要素（
    １）に対し横断方向にある支持格子（５）と、やはり横
    断方向にある端ピース（６）、（８）と、支持格子（５
    ）及び端ピース（６）、（８）に連結されて前記束の少
    くとも成る燃料要素（１）に代わる案内管（７）とによ
    って形成された構造物によって保′持され、燃料要素（
    ’１）は、原子炉の炉心部内の使用位置に燃料集合体が
    ある時に、燃料集合体の内部に配された端ピース（６）
    の１つの上にその一方の先端（２）により固定されてい
    る原子炉用燃料集合体において、固定板（１４）が設け
    られ、この固定板（１８）は、下部端ピース（６）上に
    重ね合され、その上面に接して固定され、その全厚に亘
    るオリフィス（１８）を備えておシ、これらのオリフィ
    スは、燃料要素（１）に各々対応する直径及び位置をも
    っていて、端ピース（６）と接触する固定板（１４）の
    下面に機械切削により形成された互に平行な溝（２１）
    内に開口し、該溝の各々は燃料要素（１）の１つの列に
    対応し、端ピース（６）自身には各々の燃料要素（１）
    と向い合いに通し孔（２０）が形成してあシ、各々の燃
    料セ素（１）の下部の先端（２）の横断面形状は１２０
    ”づつの角度で隔だてβれた少くとも３個の径方向の板
    状部分（２ａ、２ｂ、２ｅ）を示し、対応する各々の径
    方向膨出部分の下部は縁端（１５）によυ終止し、該縁
    端は燃料要素（１）の円筒部分の輪郭に対し径方向に突
    出し、燃料要素（１）は、溝（２１）の深さにほぼ対応
    する高さ突出した燃料要素（１）の下部が対応の溝（２
    １）中に配されて回転に対しロックされると共に端ピー
    ス（６）と固定板（１４）との間に１１方向に固定され
    るように、固定板（１４）を貫通している原子炉用燃料
    集合体。
  2. （２）　　固定板（１４）が中空ねじブツシュ（１６）
    を介し端ピース（６）上に固定され、これらの中空ねじ
    ブツシュが、端ピース（６）を貫通するオリフィス（１
    ７）内に配され、固定板（１４）の雌ねじ孔内にねじ止
    めされ、可変形カラー（１６ｃ）を有し、端ピース（６
    ）に設けた切欠内に該カラーを変形させて回転に対する
    ロックを得るようにしたととを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の原子炉用燃料集合体０
  3. （３）燃料機素（１）が、下部端栓（２）の上方及び上
    部端栓（３）の下方において、燃料要素（１）の長さに
    比べて厚さのわずかな２つの領域（１ａ）、（１ｂ）に
    親物質を収納したことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項又は第２項に記載の原子炉用燃料集合体。
  4. （４）支持格子（５）が燃料要素（１）を横方向に支持
    するためのざスないしは横方向の突部のみを有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記
    載の原子炉用燃料集合体１゜
JP59034118A 1983-02-25 1984-02-24 原子炉用燃料集合体 Granted JPS59163589A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR838303154A FR2541809B1 (fr) 1983-02-25 1983-02-25 Assemblage combustible pour un reacteur nucleaire
FR8303154 1983-02-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59163589A true JPS59163589A (ja) 1984-09-14
JPH0317318B2 JPH0317318B2 (ja) 1991-03-07

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ID=9286291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59034118A Granted JPS59163589A (ja) 1983-02-25 1984-02-24 原子炉用燃料集合体

Country Status (16)

Country Link
US (1) US4657733A (ja)
EP (1) EP0118355B1 (ja)
JP (1) JPS59163589A (ja)
KR (1) KR910005731B1 (ja)
AT (1) ATE30979T1 (ja)
BR (1) BR8400773A (ja)
CA (1) CA1206631A (ja)
DE (1) DE3467651D1 (ja)
DK (1) DK163847C (ja)
ES (1) ES296341Y (ja)
FI (1) FI82782C (ja)
FR (1) FR2541809B1 (ja)
GR (1) GR81414B (ja)
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