JPS5917397B2 - 原子炉圧力容器内の燃料集合体支持用の上部格子板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉圧力容器内の燃料集合体を支持するため
の−Ｌ部格子板に関する。

沸騰水形原子炉には第１図に示されるように、圧力容器
１の内部に炉心シュラウド２、・ツユラウドサポート３
、シュラウドヘッド４、気水分離器７、蒸気乾燥器８、
ジェットポンプ１１、炉心スプレィスパージャ１２、Ｌ
ＰＣＩ（低圧注水系）バッフルプレート１３等を配備し
ている。

原子炉の燃料集合体１０は先の下端部と上端部とが炉心
支持板５と上部格子板６とにそれぞれ支持され、かつ制
御棒９により制御される。

前記炉心支持板５はシュラウドサポート３に支持されて
おり、前記上部格子板６は炉心シュラウド２に支持され
ている。

ところで従来の上部格子板６は第３図、第４図および第
５図に示されるように、互いに複数個の第１、第２の板
材６ａ 、６ｂを糾み合せて構成されている。

すなわち、第１の板材６ａには下半部に位置させかつ長
さ方向に等間隔を存して嵌合溝６ｃが切り込み形成され
、第２の板材６ｂには十十部に位置させかつ長さ方向に
等間隔を存して嵌合溝６ｄが切り込み形成されており、
前記第１１第２の板材６ａ、６ｂを嵌合溝６ｃ 、６ｄ
の部分で互いに直角に交差させて嵌合し、組み合せた構
造とされている。

そして前記上部格子板６は第６図および第７図に示され
るように、炉心シュラウド２の肩部に溶接固定された着
座ブロック１４上に載置され、かつ円周方向に等間隔を
有して設けられた結合部を介して着脱自在に取り付けら
れている。

前記−に１部格子板６の結合部は第６図、第７図に示さ
れるように、内側にテーパ而を有しかつ炉心シュラウド
２の内周面に円周方向に等間隔を存して固定されたシュ
ラウドブロック１５、外側に前記シュラウドブロック１
５のテーパ而に接合するテーパ而を有しかつシュラウド
ブロック１５娑上部格子板６の外周面間に挿入されたウ
ェッジ１６、断面逆り字形に形成されかつボルト１８に
より上部格子板６の外周縁部に止着されていてウェッジ
１６を固定するストッパ１７とを有して構成されている
。

この結合部は分解時には第８図に示されるように、スト
ッパ１７を取り外し、ウェッジ１６を一旦上方に引き上
げ、ウェッジ１６が炉心スプレィスパージャ１２に干渉
しないように前記ウェッジ１６を方向変換しながら引き
抜くようになっている。

ところが前述従来の上部格子板６は耐震性が悪い欠点が
ある。

すなわち、燃料集合体１０が下部は炉心支持板５に支持
され、上部は前記上部格子板６に支持されていて両端支
持状態になっているので、地震時に燃料集合体１０が弓
なりに曲がるため、上部格子板６の第１、第２の板材５
ａ ６ｂのそれぞれの下端部に燃料集合体１０の反力
が加わり、その結果特に第１の板材６ａの嵌合溝６ｃ。

６ 間の第４図に示されるＬ”部分に過大なねじれ応力
が発生する。

従って特に高耐震地区においては上部格子板６の耐震強
度が不足する。

なお上部格子板６の耐震強度を上げるために、第１１第
２の板材６ａ 、５ｂの肉厚を増すことは燃料集合体１
０との寸法取合があり不可である。

また上部格子板６の第１１第２の板材６ａ 、 ６ｂの
高さを増すことは、燃料集合体１０の長さを上部に延長
する必要があり、かつ炉心スプレィスパージャ１２に燃
料集合体１０が接近し、非常用冷却系の炉心スプレィ散
水分布特性が大幅に変わることになるので、これも不可
である。

そして前記上部格子板６は炉心シュラウド２に溶接固定
された着座ブロック１４上に着座されているのみで、前
記着座ブロック１４に固定されていない。

従って第８図に示されるように、地震時に燃料集合体１
０の反力Ｆが上部格子板６に加わったとき、荷重方向に
圧縮力Ｆｃが生ずる。

該圧縮力Ｆｃはウェッジ１６、シュラウドブロック１５
を通じて炉心シュラウド２に伝達され、炉心シュラウド
２の剛性により上部格子板６の水平面内でのずれ、すな
わち横方向のずれが防止される。

しかしながら地震時の荷重と反対方向のウェッジ１６は
上部格子板６の横ずれを防止することはできないので、
前記圧縮力Ｆｃにより上部格子板６は第８図に仮想線で
示されるように変形し、上部格子板６の全体の強度のバ
ランスが崩れ、原子炉の心臓部である燃料集合体１０を
健全に保持できなくなる欠点がある。

本発明の目的は耐震強度が大きく、地震時の横方向のず
れを防止しうる上部格子板を提供することにある。

そして本発明は上部格子板本体が一体成形によって形成
され、前記上部格子板本体の外周面と炉心シュラウドの
内壁面間に、円周方向に等間隔を存して複数個のくさび
形ウェッジが挿入され、かつ前記上部格子板本体の外周
縁部から炉心シュラウド側の固定部材に、円周方向に等
間隔を存して締め付はボルトが装着され、該締め付はボ
ルトにより前記上部格子板本体が前記国手部材に緊締さ
れている構成とすることにより、耐震強度が大きく、地
震時の横方向のずれを防止しうる原子炉圧力容器内の燃
料集合体支持用の上部格子板を得たものである。

以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１０図および第１３図は本発明の一実施例を示すもの
で、上部格子板本体２０は第１０図に明示されるように
、一体成形によって形成されている。

この上部格子板本体２０は削り出し加工等により製作さ
れ、また第１２図に示されるように、従来の上部格子板
６の高さＨよりも約４０％低い高さｈに形成されている
。

前記上部格子板本体２０は第１２図に拡大示されるよう
に、着座ブロック１４上に固定されたマウンティングブ
ロック１９上に載置され、上面が従来の上部格子板６の
上面と同じ高さ位置に調整されている。

前記着座ブロック１４は炉心シュラウド２の肩部に載置
されかつ溶接固定されており、またマウンティングブロ
ック１９はＬＰＣＩバッフルプレート１３の内壁内に当
接されかつ前記着座ブロツ久１４に溶接固定されている
。

また前記上部格子板本体２０は円周方向に等間隔を存し
て設けられた結合部により炉心シュラウド２に着脱自在
に取り付けられている。

上部格子板本体２０の前記結合部の第１１図および第１
２図に示されるものは、上部格子板本体２０の外縁部２
１の一部分を斜めに切欠して形成されたテーパ面２２、
炉心シュラウド２の内壁内に溶接固定されたシュラウド
ブロック２３、内側面に前記上部格子板本体２０のテー
パ面２２に接合するテーパ面２５と右部２６とを有する
くさび形に形成されかつ前記上部格子板本体２０のテー
パ面２２とシュラウドブロック２３間に挿入されたウェ
ッジ２４、上部格子板本体２０の外縁部２１の上面とウ
ェッジ２４の肩部２６間に配置されたストッパ２７、該
ストッパ２７と上部格子板本体２０の外縁部２１とを貫
通して前記マウンティングブロック１９にねじ込み装着
された締め付はボルト２８とを備えて構成されている。

そして前記上部格子板本体２０は炉心シュラウド２に対
してウェッジ２４により位置決めされ、かつマウンティ
ングブロック１９にねじ込まれた前記締め付はボルト２
８の締め付は力によって炉心シュラウド２側の固定部材
たる着座ブロック１４に溶接固定された前記マウンティ
ングブロック１９に緊締されている。

前述構成の上部格子板においては、上部格子板本体２０
は結合部を介して炉心シュラウド２に取り付けられ、上
部格子板本体２０の内部に区画形成された空間部に、常
法により燃料集合体１０の上端部が挿入支持され、使用
される。

前記上部格子板の使用中、地震時に燃料集合体１０が弓
なりに曲がり、上部格子板本体２０に燃料集合体１０の
反力が作用した際、上部格子板本体２０が一体成形によ
って形成されているので、前記反力が直ちに−に部格−
子板本体２０全体に分散吸収され、従−〇で上部格子板
本体２０に過度なねじれ応力が発生せず、Ｌ部活子板本
体２０が損傷することなく、燃料集合体１０を安全に支
持する。

また上部格子板本体２０は結合部における上部格子板本
体２０の外縁部２１のテーパ面２２と、炉心シュラウド
２の内壁面に溶接固定されたシュラウドブロック２３と
の間に挿入されたくさび形のウェッジ２４により位置決
めされ、かつストッパ２７と上部格子板本体２０の外縁
部２１とを貫通してマウンティングブロック１９にねじ
込まれた締め付はボルト２８により炉心シュラウド２側
の固定部材たる前記マウンティングブロック１９に緊締
されているので、第１３図に示されるように、地震時に
燃料集合体１０の反力Ｆが上部格子板本体２０に加わっ
ても、荷重方向に圧縮力Ｆｃが発生すると同時に、地震
時の荷重方向と反対方向に引張反力ＦＴが発生し、上部
格子板本体２０全体の荷重の平衡が保たれ、従って上部
格子板本体２０の横方向のずれが防ｔｌ−，さオー燃料
集合体１０が健全に保持される。

なお一体成形としたことにより上部格子板本体２０の高
さｈを従来の上部格子板６の高さＨに対して４０％程度
低くできることにより、全体の重量が軽減され、その結
果炉心シュラウド２内の下半部側と上半部側の差圧によ
る浮き上り力の影響を受けるが、原子炉の通常運転時に
は全く問題がない。

また原子炉配管破断による冷却材喪失事故時において、
差圧による浮き上り力が上部格子板本体２０の重量より
も若干大きくなるが、締め付はボルト２８の締め付は力
により１分対処できる。

なお前記第１０図および第１３図に示される実施例では
」二部格子板本体２０の外縁部２１の一部を切欠したテ
ーパ面２２とシュラウドブロック２３間に、内側に前記
テーパ面２２に接合するテーパ面２５を有するウェッジ
２４を挿入しているで、上部格子板本体２０の結合部の
分解時に、ウェッジ２４を前記テーパ面２２．２５に沿
って、第１２図に矢印で示されるように、単に斜め上方
に引き上げるのみで炉心スプレィスパージャ１２に干渉
することなく容易に引き抜くことができる。

また前記第１０図および第１３図に示される実施例にお
いて、−７ウンテイングブロツク１９に代えてサポート
リングを用いてもよい。

つぎに第１４図は本発明の他の実施例を示すもので、上
部格子板本体２０は着座ブしフック１４上に直接載置さ
れ、結合部の締め付はボルト２８がストッパ２７と−Ｌ
部格−ｆ−ｖｊ＋、体２０の外縁部２１を貫通して前記
着座ブロック１４にねじ込まれ、前記締め付はボルト２
８により着座ブロック１４に上部格子板本体２０が固着
されており、上部格子板本体２０の底面を従来の上部格
子板６の底面位置に合せて取り付けられている外は、前
記第１０図ないし第１３図に示される実施例と同様であ
る。

さらに第１５図および第１６図は本発明の変形例を示す
ものである。

その第１５図に示されるものは−Ｌ部格子板本体２０が
締め付はボルト２８のみでマウンティングブロック１９
に固着されている。

そして第１６図に示されるものは上部格子板本体２０が
その外縁部２１を貫通してマウンティングブロック１９
に打ち込まれたテーパピン２９のみで固着されている。

本発明は以−ト説明した構成、作用のものであって、耐
震強度が大きく、地震時の横方向のずれを完全に防Ｉト
できるので、燃料集合体の支持の信頼性を著しく向上し
うる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉圧力容器の内部構造を示す縦断面図、第
２図は燃料集合体の配置を示す平面図、第３図は第２図
のＢ部分の詳細図、第４図は従来の上部格子板の組ろ立
て途中の説明図、第５図は同組み立て使用状態の拡大斜
視図、第６図は従来の上部格子板の結合部の一部拡大平
面図、第７図は同縦断正面図であって、第１図のＡ部分
の詳細図、第８図は従来の上部格子板の地震時における
荷重の伝達を示す平面図、第９図は従来の上部格子板の
結合部のウェッジの引き抜き状態の説明図である。 第１０図は本発明の上部格子板本体の拡大斜視図、第１
１図は本発明の使用状態の一部拡大平面図、第１２図は
同縦断正面図、第１３図は本発明の地震時の荷重の伝達
を示す平面図、第１４図は本発明の取付は状態の他の実
施例を示す縦断正面図、第１５図および第１６図は本発
明の変形例を示す縦断面図である。 １・・・・・・原子炉圧力容器、２・・・・・・炉心シ
ュラウド、１０・・・・・・燃料集合体、１４・・・・
・・着座ブロック、１９・・・・・・マウンティングブ
ロック、２０・・・・・・上部格子板本体、２１・・・
・・・同外縁部、２２〜２９・・・・・・上部格子板本
体の結合部を構成する部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上部格子板本体が一体成形によって形成され、前記
   上部格子板本体の外周面と炉心シュラウドの内壁面間に
   、円周方向に等間隔を存して複数個のくさび形ウウソジ
   が挿入され、かつ前記上部格子板本体の外周縁部から炉
   心シュラウド側の固定部材に、円周方向に等間隔を存し
   て締め付はボルトが装着され、該締め付はボルトにより
   前記上部格子板本体が１１１１記固定部材に緊締されて
   いることを特徴とする原子炉圧力容器内の燃料集合支持
   用の上部格子板。