JPS60157077A - 原子炉の燃料集合体 - 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】 本発明は一般に、原子炉用燃料集合体に関し、より詳細
には、燃料集合体内の所定数の燃料棒に燃料棒横支持手
段又は冷却材偏向手段を選択的に取付けるための、改良
された格子構造に関するものである。

多くの原子炉において、その炉心部分は、骨格構造内に
組分けされ支持された非常に多数の細長い燃料要素又は
燃料棒（燃料集合体と呼ばれる）を備えている。燃料集
合体は一般に細長く、横方向に延びる上下の炉心忙支持
板により支持され、整列されている。これらの上下の炉
心支持板は、直接又は間接に、支持槽に固着されており
、この支持槽は、炉心全体を包囲し、その両端間に延長
している。最も普通の形態においては、炉心支持槽の軸
線は、垂直に延びており、下部炉心支持板上に載置され
た各々の燃料集合体も同様に垂直に配置されている。一
般に、多くの原子炉の場合、冷却材流体、例えば冷却水
は、下部炉心支持板の通し孔を経て、各々の燃料集合体
に沿って上方に向けられ、それから熱エネルギーを受け
る。普通の設計による燃料集合体は、複数の燃料棒及び
制御棒案内シンプル（案内管）を有し、これらの案内シ
ンプルは、燃料集合体の長さに沿って隔置された格子に
より、１つの組織化された配列に保持されている。案内
シンプルは、これらの格子に固着されている。両端の上
部ノズル及び下部ノズルは、制御棒案内シンプルに固着
され、１つの一体的な燃料集合体を形成している。上部
ノズル及び下部ノズルは、燃料棒の両端から先に少し突
出し、その間に燃料棒を拘束している。

一般に、各々の燃料集合体には、成る数の格子があり、
これらの格子は、燃料集合体の長さに沿って軸方向に隔
置され、燃料集合体を横断するように延長している。普
通の設計によるこれらの格子は、複数のセル通孔を形成
するように設計された、卵の収納容器状に相互に差し込
まれた複数のストラップを有し、各々のセル通孔には、
７本の燃料棒が通されるようになっている。相互に差し
込まれたストラップは、これらのストラップと同じ高さ
の外周ストラップによって囲まれ、これによって格子に
強度及び剛性が付与される。これらの格子にはユつの目
的があり、その１つは、局所的な中性子束のピーキング
を防止することによって原子炉をその設計出力限界によ
り近い出力において運転するように、横方向に燃料棒を
支持し、又は位置決めすることにある。第２の目的は、
燃料棒の間を上方に流れる冷却材をよりよく混合させて
エンタルピー／温度上昇を平均化し炉心の出力を最大に
するための偏向板又はベーンを取付けることにある。通
常は、例えば米国特許第３．２に本０９／号及び第３．
　、？　７　？　Ａ　／　７号明細書に開示された位置
決め用の格子のように、燃料棒を横方向に支持又は位置
決めするために、燃料棒の６点接触を与えるための指状
ばねと、ティンプル状突部とが、各々の格子セル通孔に
配設されている。冷却材流を偏向させるために、例えば
米国特許第３、　ｊ　９　＆　０７７号明細書に開示さ
れた混合格子のように、格子のセル通孔の一部又は全部
に、片もち式の偏向板が設けられている。米国特許第３
、３７９．Ａ　／　９号及び第１１．０１．１ｋ３Ａ号
明細書に開示された他の格子は、燃料棒な横方向に支持
する手段と、冷却材流の偏向手段とを備えている。

従来のこれら全ての格子は、燃料集合体を完全に横断す
るように延長し、燃料集合体に含まれる各々の燃料棒を
別々に囲んでいる。また、各格子は、その外側周辺スト
ラップが内側ストラップの高さにほぼ等しくなるように
構成されている。

原子炉の出力は、炉心から熱を取出１７得る速度によっ
て制限され、熱伝達速度は、炉心に生ずる温度を定める
。従つ【原子炉の最大運転出力は、炉心内の成るエンタ
ルピー及び（又は）温度値によって制限される。炉心内
の中性子束の変化は、原子炉の諸燃料集合体を、異なっ
た出力レベルで動作させ、この変化は、単一の燃料集合
体内の燃料棒相互の間にも生ずる。原子炉の反応度、従
って出力は、炉心内のＭＩＩ造材ネ：１０量によって制
限される。それは、この構造材料が、核分裂過程におい
て使用されるべき中性子を寄生的に吸収するためである
。更に、燃料集合体中の構造材料が減少すると、圧力降
下が減少し、それによって出力が増大する。また、成る
１つの燃料集合体に含まれる別々の燃料棒についてその
燃焼度が異なることは、よく知られている。更に、成る
１つの燃料集合体の出力は、異なった核分裂性物質の使
用と、核分裂性物質の量、例えば異なった直径の燃料棒
の使用によって増大する。原子炉の設計者は、これらの
ことに留意して、炉心を形成する種々の燃料集合体の出
力を改善し、原子炉の全出力を増大させると共に、燃料
集合体の構造の改善によって燃料集合体の組立てを容易
にし、原子炉の運転に関連した修理及び保守コストを低
減させることに努めている。

本発明は、改良された格子構造を備えた原子炉の燃料集
合体を提供する。この格子構造は、燃料集合体の一部分
のみを横断するように延長し、上向きの冷却材流を偏向
させる手段と燃料棒を横方向に支持する手段とのうちど
ちらか一方又は両方を数句けるために使用され、局所的
な中性子束のピーキングとそれによる高温点即ち燃料集
合体に含まれる所定数の燃料棒の間の極端な温度−エン
タルピー上昇領域を除くことにより、燃料集合体の出力
を増大させる。この部分格子構造のため、燃料集合体の
他の部分に構造材料を伺加することなく、燃料集合体の
高出力部分に混合ベーンを数句けできるため、圧力降下
が低減され、燃料集合体の出力を制限する傾向をもった
寄生物（ｅＩの量が最小になる。更に、この部分格子構
造により、複数の群又は選択群に燃料棒を仕分けして配
分できるため、燃料棒の直径を変えることができ、燃料
集合体中の全部の燃料棒を交換する代りに、別々の群の
使用済み燃料のみを迅速に交換できる。更に、部分格子
構造を使用し、そのいくつかを−摺に結束し、格子槽造
集合体を、成る軸方向位置にある燃料集合体の全部の燃
料棒の間隔について形成することにより、燃料集合体の
組立てを一層容易に迅速に行なうことができる。

従って、本発明の好ましい実施例による原子炉の燃料集
合体は、大体平行な配列とした複数の細長い燃料棒と、
該燃料棒の配列中に計画的に配置された、長手方向に延
びる複数の制御棒案内シンプルと、成る燃料棒群を横方
向に支持する手段又は燃料集合体中の多数の燃料棒のう
ち所定数のものによって形成される成る燃料棒群の間に
冷却材流を偏向させる手段を取付けるための、該案内シ
ンプルのうち選択されたものに取付けられて燃料集合体
の一部を横断して延長する部分格子構造と、を備えてい
る。部分格子構造は、相互に差し込まれた複数の内側ス
トラップを有し、これらのストラップは、先端部を有し
、卵の収納容器状に配置され、燃料棒群中のそれぞれの
燃料棒を受けいれてそれを導くための複数の内側セル通
孔を画定している。外側境界ストラップは、燃料棒群の
外側境界に沿って配置されたそれぞれの燃料棒を受入れ
てそれを通すための複数の外側境界セル通孔を形成する
ように、内側ストラップのうちの成るものの先端に数句
けてあり、内側境界ストラップは、同じ燃料棒群の内側
境界に沿って配置されたそれぞれの燃４゛１棒を受入れ
てそれを通ずだめの複数の内側境界セル通孔を形成する
ように、他の内側ストラップの先端及び外側ストラップ
の先端に固着され、それにより一体面ン′工ユニットを
形成している。好ましくは、全部の内１１１リストラッ
プは、同じ高さとし、外側及び内側の境界ストラップは
同じ高さとし、外側及び内（ｔｌｌｌの境界ストラップ
の高さは、内側ストラップの高さよりも実質的に大きく
して、寄生物デ（の量を最小にすると共に、一体面で剛
な（１°１造とする。好ましくけ、外（ｔｉｌｌ及び内
側の境界ストラップの長手方向の上部縁に、横方向に隔
置された一連のフィンを取利け、Ｊ−向きの冷却月流を
部分格子構造り外周からｒｌｌｌれて技手方向軸線に向
が５ように偏向させる。また、炉心内の隣接した燃料集
合体に沿って摺動するように炉心内に燃料集合体を配設
したりそれから取出したりする操作を容易にするためＫ
、好ましくは、内方に湾曲し横方向に隔置された一連の
舌片を、外側境界ストラップのみの長手方向の１部縁に
配置する。

本発明には、燃料集合体に含まれる成る所定数の燃料棒
によって各々形成される少なくとも２つの部分格子構造
を用いて１つの格子集合体を形成することも含まれる。

各々の格子組立体は、相互に差し込まれた複数のストラ
ップを備えていることが望ましく、これらのストラップ
は、各々の燃料棒ｒ＋Ｙ−のそれぞれの燃料棒を受けい
れてそれを通すための複数のセル通孔を備えた卵の収納
容器状に配設されている。部分格子構造は、成る１つの
部分格子構造が別の部分格子構造の内（Ｉ’１１境界ス
トラップに当接して配設されている。

本明細書において、各図に共通に示された同−又は対応
の部材は、同じ符号によって示され、また「前方」、「
後方」、「上方」又は「下方」という表現は、図面を参
照するために便宜的に用いられており、限定的な表現と
解すべきではない。

次に図面に示した本発明の好ましい実施例について詳述
する。

図面特に第１図には、周知の一般的構成の燃料集合体ｌ
Ｏが図示されている。即ち、燃料集合体１Ｏ１ｔよ、原
子炉（図示しｔ）；、　Ｌ・）の炉心領域の下部炉心板
（図示しソ、【い）」二に燃料集合体を支持するための
下端、ｌ？１造物即ち下部ノズル７．２と、下部ノズル
１２から長手方向に上方に突出している多数のｉｎｎ長
い制御棒案内シンフ゛ル１よ℃・しは案内管／ｌｌと、
案内管／ｌ／、に沿って軸方向にｌ’ｌｊｌたてられた
複数（図示した例では３個）の横方向の支持格子／Ａと
、これらの支持格子１６によって横方向に隔置され支持
された細長い燃料枠１ｇの組織化された列と、燃料集合
体１０の中心部に配置へされた盲１装管２０と、燃滓１
集合体１０を損傷さ亡ることなく普通に取扱−・得る一
体的な集合体を形成するように慣用される形態で案内管
／４（の上端に固着された上端構造物即ち上部ノズル２
２と、を備えて℃・る。下部ノズル１２と上部ノズル、
２．２とは、既知のものであり、冷却材流体例えば冷却
水が各々の燃料棒／ざに沿って上方に流れ、それから熱
エネルギーを受取るようにするための流通孔（図示しな
い）を形成した端板（図示しない）を備えている。燃料
集合体ｉｏは、２つの支持格子１６の間に隔置された関
係において燃料集合体ＩＯの左側に配設され案内管／ｌ
Ｉ上に取付けられた本発明による部分格子構造２１Ｉを
備えて℃・る。本発明による部分格子構造２１につ（・
てｋま以下に説明する。

上部ノズル、２２は、立上り側部壁を外囲い又はハウジ
ングを形成するようにその周縁部に固着した、横方向に
延びる端板ないしはアダプタ板（図示しない）を備えて
いる。側部壁の頂部には、環状フランジ（図示しない）
が固着してあり、炉心によって誘起された熱膨張による
燃料集合体１０の長さの変化を許容し１よがら冷却材の
上向きの流れによって生じた液圧による燃料集合体１０
の上動を阻止するように既知の仕方で上部炉心板（図示
しない）と共働する板１ね２６（第１図に１個のみ示す
）が、前記環状フランジに固着されている。普通の制御
梓隼合体クラスタコｇは、上部ノズル２２の側部壁によ
って形成された開口内に配設してあり、制御棒集合体ク
ラスタ２ｇは、周知のように制御棒案内管／４（の内部
に：ｔ（τいて制御枠３２を垂直に移動させるために制
御（１１３２の上端部に連結され径方向に延長する支持
片３０を備えている。

支持格子／６と部分格子構造、２ダとは、燃料集合体ｌ
θを形成するために、軸方向に隔置された所定の位１へ
において、案内管／／％に固着されている。燃料枠ｉｇ
は、支持格子／６にＣ重大され、燃料棒／ｇのうちのい
くつかは、部分格子構造２４１にも挿入されている、下
部ノズル／２は案内管／ダの下端部に適四に固着されて
いる。

上部ノズル、２コ（」、次に案内１′？／りの上端に固
着される。ｄｆ：：％旧シイ１合体ＩＯのＩ；’［；知
４１ｉ造のより詳細な説明については、米国特許第θθ
Ａ　ｌ　ｊ　Ｊ　、Ｊ、号明細書を参照されたい。

図示した燃オ・１集合体ｌθは、正方形の配列の燃料棒
１８を有する形式のものであり、下部ノズル／２、上部
ノズル、２．２及び支持格子／ｌも同様に、はぼ正方形
の断面形状を備えている。

しかしこれらのノズル及び格子の形状、燃料枠及び案内
管の数及び形状は、限定的で（コ、なく、本発明は、こ
れと異なった形状ないしは（１ｑ成に対しても同様に適
用されるものである。

本発明による部分格子構造２’ｌについて詳述する前に
、燃料棒／８が支持格子１６によって所定の配列に横方
向に配置されていることを伺言する。これらの支持格子
１６は、当該技術において周知のものであり、燃料棒の
間隔を正確に保ち、燃料棒の振動を防止し、横方向の支
持を与えると共に、成る程度までは長手方向の運動に対
し燃料棒を摩控的に保持するために用いられる。例えば
米国特許第３．３７９４　／　９号及び第各０４１！；
、３Ａ号明細書に図示され記載された既知の支持格子は
、燃料棒を受Ｕ−いれるセルを形成する卵の収納容器状
の複数の相互嵌合されたストラップから成っている。各
々のセルは、通常はｔ点で燃料棒と摩擦的に係合する指
状ばね及び突部の使用によって、７本の燃料棒／ｇを、
所定の軸方向位置に支持する。これらの支持格子１６は
、本発明の範囲に含まれないので、支持格子／ｌが燃料
棒／ｇを直立面１ヒＬ配列に保持し、所望ｌｆらば冷却
濁流の混合ベーンを有し得ることをここで付貰するにと
どめる。

次に第２〜７図を参照して、本発明による部分格子４１
′ｉ造２１／、について説１明する。ｔＸ＋Ｘ分４１分
子１５子溝造コｑ方に流れる冷却材流を偏向させるため
の偏向手段の取付は構造物として、また燃料棒／ｇを横
方向に隔置し支持する手段の取付は構造物としての、２
重の役目をしている。説明の目的で、第１図に示した部
分ｉ−６子構造ユｔは、冷却材偏向子（りのＪＱ４伺け
、より特定的には、撚２１４重１合体／　Ｏｃｖ−収納
される所７．ｉ数の燃料棒／ｇの間に、長子方向にη；
ｉ、れる冷却材をよりよく混合させ、灯″、）１ｆ四６
」；：／θの出力をＪｌ；太さぜろプ、−めに用いられ
る。

ｔａコ図において、部分ｔ３子イア賞ｉ’ｉ　−１１１
Ｕ’、　、基本的に、相互に差し込まれた複数の内側ス
トラップ、？Ｑを有し、これらの内側ストラップは、卵
の収納容器状に配列され、７群の燃料棒／ｇの各々を受
けいれるための複数の内側セル通孔Ｊ６を形成している
。なお、７群の燃料棒／ｇとは、燃料集合体ＩＯ内に収
容された所定数の燃料棒として定義される。以下の説明
では、１群の燃料棒とは、燃料集合体の左側（即ち第２
図で３−３線の左側）にあって部分格子構造、２４１に
より囲まれた燃料棒を意味する。交差配列の内側ストラ
ップ３グは、燃料棒群内に配置されているそれぞれの案
内管／りを受けいれてそれらを通すための複数の案内管
セル通孔３ｇも形成している。各々の内側ストラップ３
りは、相互に連結する複数の部分から形成されており、
ストラップ同志は、向かい合うスロットを使用して相互
に係止されている。内側ストラップ３１Ｉは、各々の交
点＜１０のところで１例えば溶接により相互に適宜固定
されている。ダつの別々の内側ストラップ３グの相互連
結部分が１つの内側セル通孔３乙又は案内管セル通孔３
ｇを形成している。各々の内側セル通孔３乙には、少な
くとも７つの混合ベーン１１．２が組合せてあす、混合
ベーン’１．２１ｔ’３：、／’つのセル通孔を画定す
る内側ストラップ３りのうち７つのものの上に取付けら
れている。好ましくは、７つの燃料棒７ｇが通された各
々の内側セル通孔３乙と組合される各々の内側ストラッ
プ３’ｌの上部縁に、１つの混合ベーンク２が数句Ｕら
れている。混合ベーン＋、２け、烏のとさか形状をもち
、多少よじれてｔａす、内側ストラップ３りの上部縁か
ら片もち支持され、この上部ｆｉの上部を経て。

内側セル連孔、：？乙の長手方向の中心線又はｌｌｌ１
ｔ　線の方に突出している。混合ベーンクコの特定の形
状又は混合装置の特定のパターンは、本発明の範囲に含
まれないため、上方に流れる冷却材を燃料棒群中の隣接
する燃料ｎ１ｇ０間に横方向に偏向させるように、混合
ベーンクコが配向されていることと、混合ベーンクコが
内側セル通孔３６中に延長して〜）ることを、ここでは
指適するにとどめる。

７本の燃料棒がその内部に通されると共に混合ベーンｆ
、２がその上に取付けられている各々の内側セル通孔３
６は、ディンプル状突部ｌ／ｌＩを有し、突部グクは、
関係する混合ベーンｌＩλよりも多くセル通孔内に延長
している。成るセル通孔３６の突部１ｌｌＩは、内側ス
トラップ３グのうち１つのものの側面上において、混合
ベーン４’、２の下方に数句けてあり、内側セル通孔の
長手方向軸線に向かってこれとほぼ直角に延長している
。好ましくは、各々の内側セル通孔３６と組合せて、ダ
個のそうした突部４ｚｉを形成し、各々の突部ｌＩりは
、セル通孔を形成するダ個の内側ストラップの各１つの
ものに形成スる。各々の突部ｔＩ４／は、上方に流れる
冷却材を突部ググに通過させるように、それぞれの内側
ストラップ上に配向させることにより、部分格子構造：
１４Ｚを通る冷却材流の圧力降下を減少させる。

更に第一図を参照して、交差配列の内側ストラップ３ｔ
の、卵の収納容器形の形状によって、多数の案内管セル
通孔３８も形成される。この実施例によれば、案内管セ
ル通孔３ｇの各りには、案内管ｌｑ上に部分格子構造２
’ｌを数句けるための短いスリーブグ６が配設されてい
る。

スリーブｌＩ６は、案内管セル通孔３ｇに組合されるグ
つのそれぞれの内側ストラップ３’ｌの側面に、溶接そ
の他により適宜固着されている。

案内管ｌ１１．（第２図には図示し１．仁い）は、スリ
ーブグ６を通って延長し、例えば膨出のような公知の方
法によってスリーブｌ乙に固着されている。所望ならば
案内管セル通孔３ｇの内側ストラップ、？４（に案内管
ｌダを直接固着してもよく、この場合は、スリーブ’Ｉ
ｔは不要になる。

なお、案内管セル通孔３ｇの内部に突入する突部ｌ／−
ダはなく、混合ベーンダコも、案内管セル通孔３ｇ中に
突入罠いｌ：Ｃい。混合ベーングコ、突部’ＩＱ、その
相互関係、並びに、案内管ｌｌｌへの格子構造、２ダの
取付けの詳細については、本出願人の係属中の米国管許
出Ｍ連番第ｓｔ、ｔｔｉｔｉｇ号及び第５６７１ＳＯ号
明細書を参照されたい。

部分格子構造λダは、第２図に示すように、１つの一体
的な構造を形成するように、外側境界ストラップｌ１ｇ
と内側境界ストラップＳＯとを更に俯えている。部分格
子構造２グは矩形であるため、外側境界ストラップク８
は、第２図に示すように配列された３個のほぼ真直な同
じ栴造り別々のストラップ部分から成り、互いに隣接す
る部分のそれぞれの先端は適宜連結されている。内側境
界ストラップにθはλつの互いに平行な外側境界ストラ
ップｌ１ｇの部分の他端を一緒に連結している。外側境
界ストラップ＋８（外側境界ストラップ部分）は、燃料
棒群列側境界に沿って配置されたそれぞれの燃料棒／ｇ
を受けいれてそれを通すための成る数の外側境界セル通
孔Ｓコを画定するように、内側ストシップ３りのそれぞ
れの先端に固着されており１、内側境界ストラップ！Ｏ
は、燃料棒群の内側境界に沿って配置されたそれぞれの
燃料棒ｔｇ’を受けいれてそわを通すための成る数の内
ａ　ｔｉ界セル通孔ぷりを画定するように、内側ストラ
ップ、ｙｙのそＪｌぞれの他端に固着されている。

内側ストラップ３／ｌを境界ストラップ４７ｇ、、ｔ。

に固着する操作し１、既知であり、内側ストラップ３’
ｌの先端には、境界ストラップ＜＃、３０の対応のノ、
ロットを舌、；ニて突出するｊ１１常は短い延長部分が
形成さねている。内側ストラップ３’ｌと境界ストラッ
プクｇ、ｇｏとの交点は、泊接さ才１、境界ストラップ
＜７８．ＳＯをｊ亀って延長する部分は、境界メトジッ
プ４’　ｇ　’ｔ　！ｆ　Ｏと同一１ｍになるように研
磨される。境界セル通孔Ｓユ、５１１は各々同一であり
、３つの内（ｌ−ｉｌｌｌｌストンプ３グと境界ストラ
ップ４／、ｇ、ｇｏの７つの部分とによって形成される
が、ｑ　Ｐ、の境界セル通孔は、内子・１ｊストラツプ
Ｊ４’の２つの部分と境界ストラップ４１＆。

５０の２つの部分とによって形成される。境界セル通、
孔！ｉ２．ｓｑ＋ｚ、内（ｔｌｌｌ　セル）Ｉｌｌ　孔
３　’　ト同りの＋ｒｏ造を崩し、関係する内ｆ１ｑ、
＜ｌ・ラップ３りの少なくとも１つの部分の頂部ね上に
数句けられた少なくとも１つの混合ベーン＋ｊを備えて
おり、好ましくは、内側ストラップＪ４’の３個の部分
の各々について１つずつ、合計、３個の、ディンプル状
の突部４／ｌｌが形成されている。ダ隅の境界セル通孔
も同様の構造を有し、その内側ストラップ３夕の７つの
部分に配設された少なくとも７つの混合ベーンｌＩコと
、内側ストラップ３弘の２つの部分に形成されたディン
プル状の突部とを備えている。各々の境界セル通孔Ｓコ
。

Ｓダに組合された混合ベーンダコ及び突部４１ダは、内
側セル通孔３６に組合された混合ベーンｌＩ２及び突部
１ＩＩＩと同様である。各々の境界セル通孔！！、２．
ｊダの境界ストラツプダｇ、ｇｏの部分上には、軸方向
に隔置されたｌ対の突起３ルが形成してあり、ダ隅の境
界セル通孔に組合された境界ストラップｐｇ、ｇｏの２
つの部分の各々は、突起ｑｘ（第３，４１図参照）と同
様の１つの突起を収納している。突起Ｓ６は、それぞれ
の境界セル通孔！；２．！Ｑの内部にわずかたけ進入し
ており、はぼ台形である。突起Ｓ６は、それを通る長手
方向の冷却材流に対して閉ざされるように配向されてい
る。

第３．グ図に最もよく示すように、内側境界ストラップ
ｑｇと外側境界ストラップＳＯとの長手方向の下部縁に
は、それに沿った所定の位置において、横方向に隔置さ
れた一連の片もちフィンｓｇが形成してあり、これらの
フィンは部分格子構造２’ｌの長手方向軸線に向かって
内側」三方に延長している。フィンｓｇは、冷却材の上
向きの流ｉＬを燃料棒群の燃料棒／ｇを横切つ・Ｃ格子
４１・！造の外周から＾１（れるように偏向させるため
に用いられる。内側に肖…ロアた一連の舌片６θは、外
側境界ストラップｌＩｇＯ長手方向の下部紗上に、それ
に沿った所定の位置に増刊けられている。舌片６０は、
案内管ｌｌＩ上に格子Ｃｊｔ造ユダを絹伺けることを容
易にし、燃料集合体を炉心内の隣接する燃料集合体に沿
って長手方向に摺動させる際に燃料４１１合体を炉心内
に増刊ゆたりそれから取外したりする扮作も容易にする
。なお、内側境界ストラップＳＯはそうした舌片ｔθを
備えていない。好ましくは、フィン！ｒｇ及び舌片ＡＯ
は、それぞれの境界ストラップｌＩｇ、ｇｏ上に一体的
に成形される。

部分格子構造は、燃料集合体内の圧力降下を少なくする
ために、特定的に、成る最少量の寄生物質と共に設計さ
れている。第３，４図に最もよく示すように、各々の内
側ストラップ３１の長手方向ないしは軸方向の高さｈは
同一であり、外側境界ストラップダ８の高さＨは内側境
界ストラップＳＯの高さに笠しく、境界ストラップ４ｔ
８．！ｆθの高さＨは、内側ストシップ３１の、情さｈ
よ゛りも実質的に大きい。内側ストラップ３＋′の高さ
を実質的に減少させたと（７ても、格子楢造２グの構造
的な健全性は保たれている外側境界ストラップ１．ｔｇ
の高さＨが大きいことは、隣接した燃料集合体に沿って
摺動するための比較的長い真直な表面を与えると共に、
その外側の隅部の面取り領域を充分な直線長さとするこ
とによって、隣接した燃料集合体上の対応する格子が互
いに対して容易に摺動し５るようにする。

境界ストラップｌＩｇ、ｇｏの高さが内側ストラップ３
ダの高さよりも実質的に大きく、また直線状の上方部分
と上方部分が内ｌｌｕストラップ３ヶの上部縁及び下部
縁から先に延長しているため、格子構造２ｑは、そのい
くつかの内側ストラップｊ４’の先端に補強部を有し、
熱による応力によって境界ストラップの反り又は歪みを
防止するための、」こり堅強な４′ｌ、７造を形成する
。

より詳細には、第Ｓ、を図を参照して、内側ストラップ
Ｊ４（の先端の上部縁には、上側補強部６λが一体に成
形されており、内側ストラップ３１の先端の下部縁には
、比較的小さな下側補強部ＡＩＩが一体に成形されてい
る。十］す補強部６コは、内側ストラップ３ｑの上部縁
から外向きの上方に、それぞれの境界ストラップの側面
まで延長しており、下側補強部ｔりは、内側ストラップ
Ｊ６の頂部縁からそれぞれの境界ストラップ４ｔｇ　、
　ｇｏの側面まで外向きに下方に延長している。補強部
１２．ｔｌＩを伺加したことによつ゛（、内側ストラッ
グＪ４Ｉの端部縁の高さが大ぎくなるため、それぞれの
境界ストラップ°ｌ／８゜ＳＯとの内側ストラップ３り
の連結部を強化補強するための比較的長い真直な表面が
得られる。

部分格子構造コダには、前述したように、２つの目的が
あり、１つの目的は、以上に詳細に述べたように、冷却
材の偏向手段の増刊けであり、別の目的は、燃料棒／ｇ
を横方向に位置決めないしは１５置することである。こ
の第コの目的について、第７図を参照して簡単に説明す
る。

第７図には、反差配置された格子ストラップ３ダ′の一
部が側面図によって、またこれと直角に延長する対応の
ストラップは断面によって、それぞれト」示されている
。格子ストラップ３４＃′によって形成される各々のセ
ル通孔３６′には、既知の構造のＩ；＋１性手段及び弾
性手段が組合せてあり、これらの手段ばその上に一体的
に形成され、各々のセル通孔３６′内に突入している。

燃料棒はこのセル通孔に通される。剛性手段及び弾性手
段は、燃料棒（図示しない）を横方向の移動に対して支
持すると共に、成る程度までは長手方向の移動に対して
摩擦的に支持する。

剛性手段は、λつの長手方向に隔置された剛性の突部乙
６であり、これらの突部は、燃料棒の一例と係合してい
る。弾性手段は、指状のばね６ｇであり、このば−１１
ツは、剛性の突起乙６の好ましくは中間にある長子方向
の７点において、剛性の突起Ａ乙の反対１１すで燃料件
と係合する。

セルＡ孔、？４’を形成する他の２つのストラップにも
、別の／　１ｌｌ１１の横支持部が形成してあり、同一
の長手方向位置において、しかし第１組の横支持部と実
質的に直角に燃料棒を支持するようになっている。この
ようにして、燃料４−′ド（図示しない）の通る各々の
セル通孔３６′において、各々の燃料４″／、Ｈのため
の６点の４？へ支持が形成される。この６点支持は、前
記米国特許第’ＡＯＡｉ！；３４号明細１１ｊ°に記載
された形式のものである。格子ストラップ３り′には混
合ベーンは設けられていないが、本発明に従って混合ベ
ーングユのようなベーンを格子ストラップ部分′に付設
してもよい。

本発明には、第ｇ、ｑ図に略示１．たような格子構造集
合体を形成するように、各々７つの部分格子構造を組合
せた別りの燃料棒群に、成る与えられた燃料集合体の複
数の燃料棒を仕切ることも含まれる。

第８図には２つの部分格子ｍ造７０　、ｇＯが図示され
ている。部分格子構造７０．ｇＯは、同じものであるが
、格子構造ｇｏは、格子構造７０よりも小さい。簡単に
説明すると、格子構造７Ｑは、７つの燃料棒群の燃料棒
７Ａを受けいれるセル通孔７４１．を画定する交差配置
されたストラップ７２と、互いに連結された３つの別々
のストラップ部分から成る外側境界ストラップ７ｇと、
外側境界ストラップ７ｇの先端を互いに連結する内側境
界ストラップフタとを備えている。同様に、格子構造ｇ
ｏは、別の燃料棒群の燃料棒ｌｉ／、を受げいれてそれ
を通すためのセル通孔８ダを画定する交差配置されたス
トラップｇｅｌと、互いに連結された３つの別々のスト
ラップ部分から成る外側境界ストラップと、相互接続の
ための内側境界ストラップ８９とから成っている。格子
構造７０の内側境界ストラップ７ｑが格子構造ｇｏの内
側境界ストラップ８ｑとの突合猪係冶におかれるような
配置が１よされている。

第を図は、成る与えられた燃料集合体内のグつの別々の
燃料棒イＩＣと共に使用するためのダつの部分格子構造
の組合せを示している。これらの部分格子構造の各々は
、２つの外側境界ストラップと一つの内１ｉ１１境界ス
トラップとを有し、各々の部分格子構造の内側境界スト
ラップは、隣接した部分格子構造の内側境界ストラップ
との突合せ係合に配設されている。ここに、部分格子＜
１Ｙ造９０Ａ、９０Ｂは同じ大きさであり、部分格子構
造７θＣ，デＯＤのセル通孔は同じ大きさであり、部分
格子ｔｉＩ造９０Ｃ，９０Ｄのセル通孔は、部分格子４
昔造９．Ｏｋ、９０Ｂのセル通孔よりも実質的に太きい
。セル通孔の直径が異なるのは、部分格子構造？θＣ、
？ＯＤ内の燃料棒が部分格子構造９０に、９０Ｂ内の燃
料棒よりも大径のためである。部分格子構造９（７Ａ、
９０Ｂ、９０Ｃ，９０Ｄは、外周ストラップ９２によっ
て、大体水平な平面内に結束され保持されている。

第ｇ、９図に示した部分格子構造は、好ましくは、第２
図に示した部分格子構造２’ｌと同様。

の構成であり、冷却材混合ベーンを備えていても、第７
図に示したように燃料棒横支持手段を備えた形式として
も、別の方法として、冷却材偏向ベーンと燃料棒横支持
手段との両方を備えていてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による改良された格子構造を組付けた
従来の燃料集合体の立面図、第２図は、第１図の燃料集
合体を示し、第１図の一一コ綜に沿った断面図、第３図
は、第２図の３−３綜に沿って見た部分格子構造の内側
境界ストラップの断片的な立面図、第１図は、第一図の
＜１−ＩＩ線に沿って見た外側境界ストラップの拡大立
面図、第Ｓ図は、部分格子構造の内側境界ストラップと
７つの内側ストラップの先端部との連結部分を示し、第
２図のＳ　−Ｓ線に沿った拡大断面図、第６図は、部分
格子構造の外側境界ストラップと１つの内側ストラップ
の先端部との連結部分を示し、８１５２図のＡ−ＡＭに
沿った拡大断面図、第７図は、部分格子構造のセル通孔
中に燃料棒を横方向に支持するだめの従来の指状ばね及
び突部を示し、格子ストラップの一部を部分的に断面に
よって示した拡大側面図、第８図は、各部分格子構造を
互いに接するように配置し、内側境界ストラップを突合
せて、１つの格子構造集合体を形成した、ａつの別々の
燃料棒群のための２つの別々の部分格子構造を示す略配
列図、第９図は、各部分格子構造を互いに接するように
配置し、内側境界ストラップを突合せ、外周ストラップ
によってダつの別々の部分格子構造休を一緒に結束して
、７つの格子構造集合体を形成した、りつの別々の燃料
棒群のためのグつの別々の部分格子構造を示す略配列図
である。第９図において、一つの右側の部分格子構造の
セル通孔は、一つの左側の部分格子構造のセル通孔より
も、数が少なく、（大径の燃料棒を受けいれるように）
断面積が大きくなっている。 ｉｏ−・燃料集合体、１６・・支持格子、１ｇ−一燃料
棒、２’ｌ、７０，９０．９０に、９０Ｂ。 ９０、Ｃ，９０Ｄ　−一部分格子構造、　３ｙ、ｔｉｇ
、ｓ。 クコ、りｇ、フタ、ｇ２．ｇｇ、ｇ９　・　・ストラッ
プ１、ｊＡ、に２．ｋｌ書・セル通孔。 ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 細長い燃料棒の列と、該燃料棒列を通って長手方向に延
   長する長い制御棒案内シンプルと、燃料棒集合体を横切
   って延長し、燃料集合体の長手方向に隔同された、燃料
   棒支持格子と、を有する、原子炉の燃料集合体であって
   、該燃料集合体が、少なくとも／っの別の横向き格子を
   有し、該横向き格子は、２つの燃料棒支持格子の間仔支
   持され、少くともｌっの部分格子構造かも成り、該部分
   格子構造は、燃料集合体の一部分のみを横切って延長し
   、卵の収納容器状に配置されたストラップによって形成
   され、これらのストラップは、燃料集合体の該一部分に
   組合された慾オ′目ヤのみが通っている複数のセル；ｍ
   孔を画定することを／Ｉ’ｆ徴とする原子炉の燃料集合
   体。