JPS60203891A - 原子炉燃料組立体 - Google Patents

原子炉燃料組立体

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JPS60203891A
JPS60203891A JP60040256A JP4025685A JPS60203891A JP S60203891 A JPS60203891 A JP S60203891A JP 60040256 A JP60040256 A JP 60040256A JP 4025685 A JP4025685 A JP 4025685A JP S60203891 A JPS60203891 A JP S60203891A
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JP
Japan
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fuel assembly
grid
tube
fuel
cage
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Pending
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JP60040256A
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English (en)
Inventor
ロバート ジヨリー
コリン エドガー バターフイールド
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UK Atomic Energy Authority
Original Assignee
UK Atomic Energy Authority
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34Spacer grids
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    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34Spacer grids
    • G21C3/344Spacer grids formed of assembled tubular elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

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】 本発明は原子炉燃料組立体に関し、主に燃料ピンを6角
形の管状のラッパ管内に収容しかつ一連の間隔を隔てた
グリッドによって固定した多ピン型燃料組立体に関する
。このような燃料組立体は液体金属冷却型高速増殖炉に
一つの用途を見いだす。
慣例的に、6角形のラッパ管を有する燃料組立体は6角
形のコーナーに燃料ピンを有していない。
これは、この位置では冷却が難しいか、又はグリッド(
例えば英国特許第2,079,033 何箱2図中部月
17を参照)を離して保持するためにコーナー柱のよう
な構造部月にとってこのような場所を必要としていたか
らである。出力を最大にするためにはこの位置に燃料ピ
ンをもつことが好ましく、本発明はこれを満たずことを
目的とする。
さらに最小の1゛L荷支11機能と囲い機能たりに役立
つラッパ管は、その材料をより広く選択することができ
、特に照射状態で良好な構造上の特性を保持しない)A
料を選択することができるので有利であることがいまわ
かりつつある。このような材料、例えば照射で著しく脆
化する材料は、他の部材(例えば、グリッドつとの接合
のための溶接又は孔あけに耐えないので以前は使用に関
し除かれていた。
水冷型原子炉では、燃料ピン間隔保持用部材(英国特許
第1137621号参照)に長さ方向の支持部材を用い
ることが知られているが、これらの部材はラッパ管又は
外ケーシングのコーナーに位置決めされ、本発明に関す
る種類の燃料組立体には受け入れられない。何故なら燃
料ピンの6角形の配列のコーナーの冷却流れが過度に制
限されるからである。
本発明は、改良されたビン支持構造体をもつ初めに述べ
た種類の燃料組立体を提供するものであって、前記支持
構造体は、コーナーピンの挿入を可能にし、中性子束レ
ベルが大きい位置でグリッドをラッパ管に溶接し或は機
械的に留めることを必要とする場合に問題となっていた
ラッパ管用材料を使用することを可能にする。
本発明によれば、多数の燃料ピンを、6角形の断面形状
のラッパ管内に位置決めしかつ一連の間隔を隔てたセル
構造のグリッドによって固定した種頬の原子炉燃料組立
体において、複数の要素がラッパ管の頂点間の位置でラ
ッパ管の長さ方向に延び、かつグリッドに数例けられて
グリッドとともにラッパ管内にケージ構造を構成するこ
とを特徴とする原子炉燃料組立体を提供する。
この構成によってグリッドで占められた領域に大きな断
面積で侵入することがなく、か(してグリッドの全領域
に燃料ピンを一様に貫入させることが可能になる。特に
、要素を頂点間に位置決めするごとによって、コーナー
領域での冷却流れを妨げることもなくコーナーピンを使
用することができる。ケージ構造によってグリッド部分
をケージに溶接するために溶接電極を近づけることが間
層とならないようなデザインを作ることが可能になる。
ケージは燃料組立体を通る冷却流れに対し非常に小さい
許容抵抗と非常に少ない乱れを与えるだけである。溶接
のデザインを、引張荷重に対して高い許容度をもつよう
に選択することができる。ラッパ管は低荷重支持能力を
もつ飼料からなるものでもよい。
ユニットセルを、ケージの折曲げ部分に溶接するための
一体のタブ或いは他の露出した一体部分をもつように作
ることができるので、本発明は周囲にユニットセルを備
えたグリッドをもつ燃料組立体について特に価値がある
今、本発明を添付図面を参照してさらに説明する。
第1図および第1A図において、原子炉燃料組立体は6
角形の管状ラッパ管Il内に位置決めされかつ一連の間
隔を隔てたグリッド12(これらグリッドのうち一つの
み示す)によって固定された多数の(代表的には271
本の)燃料ピンIOを有し、燃料ピンIOは熱膨張効果
の差によりグリッド12に対して摺動可能である。ラッ
パ管は折曲げ部分14を備えた内部支持ケージ13を有
し、折曲げ部分14はグリッド12の周囲のユニットセ
ルI6の壁部15に係合する。本質的ではないが、グリ
ッド全体はユニットセルで構成されている。
第1図にラッパ管11の一つのコーナーが示されている
。このコーナーにはケージ13がなく、(従来の設計と
は違って)燃料ピンIOAがコーナーの位置に収容され
ているのがわかる。燃料ピンはグリッドのユニットセル
内にディンプル18によって位置決めされている。ケー
ジI3は頂部カラーおよび底部カラーと一体の6つの垂
直リム(limb) 20から構成されている。
第2図にはケージ13の1つのリム20が示されている
。第2図はまた折曲げ部分14と、2つの折曲げ部分1
4間に位置決めするだめの一つの周囲のユニットセル1
6と1を離しζ示している。
ユニットセル16は、これを折曲げ部分にスポット?容
接するのに用いられるタブ21をもつ。
第3図には折曲げ部分14を1つだけ備えたケージのり
l、20が示されている。タブ21を備えた単一の周囲
のユニットセル16は折曲げ部分14から“′分解”さ
れている。タブ21と折曲げ部分14とを接合するため
のスボソ1〜溶接部22が示されている。溶接電極を近
づけることに何の問題もなく、形成された溶接部は引張
荷重に対して優れた強度を有している。
第4図にはラッパ管11内に固着されている下部押えグ
リッド40にユニットセル16の溶接部42のところで
スポット溶接された燃料組立体の最下方グリッド12が
示されており、燃料ピンの下端部は押えグリッド40に
固定されている。ケージ13のリム20はライン41で
終わり、リム20はライン41より上のところで最下方
のグリッド12のセルのタブ21に溶接されている。ケ
ージ、とラッパ管との唯一の固定箇所はラッパ管の下端
部、すなわち中性子束が比較的少なく、それ故ラッパ管
材料の照射脆化が重大な問題とならないような位置であ
る。
第5図において周囲のユニットセル50 (第3図のセ
ル16に置き換えることができる)は、一対の接合タブ
52を効果的につくる切欠き部分51を有し、タブ52
のところで折曲げ部分54との溶接部53をつくること
ができる。燃料ピンをセル内に位置決めするようにセル
壁に設けられた(3つのうちの)一つのディンプル55
が示されている。セル50の長さ寸法は、セル50を位
置決めするグリッドの深さと同じであるように選ばれる
。このセル50によって、既存のグ”IJラッド接装置
を使用してセル50を折曲げ部分54に溶接することが
できる。
第6図乃至第8図はケージ構造の変形態様に関する。こ
の実施態様では、ケージのリム20には弾性的に撓む形
成部60が形成され、これらの形成部はラッパ管の内面
に当たるように構成され、ラッパ管内のケージのための
ばね式横方向支持部を作る。かくして、図示のように、
形成部60はリム20の縁部に隣接してリム20の長さ
方向に延びる型押し窪みからなる。
またリム20はそれらの縁部に、各コーナーセル64と
その各側に隣接するユニットセル16との接合部でスポ
ット溶接を容易にするだめのフランジ62を備える。前
に説明したように、ユニットセル16は、折曲げ部分1
4に溶接部22でスポット溶接される接合用タブ21を
備えている。
:I −−J−−セルとユニットセルとの接合部では、
ユニットセルの接合用タブ21Aとコーナーセルの接合
用タブ66とは異なる長さのものであるから、一方のタ
ブが他方のタブを越えて突出し、フランジ62と重なり
合う。この構造により、接合用り7’21Aと、66と
の間のスポット溶接部22Aおよび接合用タブ21Aと
フランジ62との間のスポット溶接部68を、材料の三
重の厚さでなく二重の厚さだけでつくることができる。
2つの異なる長さの接合用タブを備えたユニットセルを
つくりかつ折曲げ部分14を長い方の接合用タブとだL
J重なり合うように変形することによって二重のj7さ
の同様な構造を隣接するユニットセル間に採用すること
ができる。これは第8A図に示されており、第8A図で
注目すべきこととして折曲げ部分14は切れているので
ユニットセルの短い方の側部は上方の折曲げ部分14A
と下方の折曲げ部分1’4Bとの間に嵌まることができ
、それに対してユニットセルの長い方の側部は折曲げ部
分14A、14Bと重なり合う。かくして長い方の接合
用タブ80は、各々折曲げ部分14A又は14Bに溶接
部82のところで夫々スポット溶接され、他方短い方の
タブ84は隣接する長い方のタブ80に溶接部86のと
ころでスポット溶接される。
上述した夫々の実施態様では各リム20の折曲げ部分1
4がラッパ管の内方に突出してユニットセルの開放断面
をじゃますることな(グリッドのセル構造の中へ突出し
ていることがわかる。
図面には示されていないが、リム20には組をなす折曲
げ部分14間に延びる帯域に補強リブを形成してもよい
第9図は、2つの部分からなるケージ構造を用いる別の
変形例を示し、下方ケージは側方リム20Aを備え、上
方ケージは側方リム2013を6111えている。下方
ケージは下部支持押えグリッド40によってラッパ管1
1に取付けられ、一方、上方ケージは混合ピン支持グリ
ッド72の下方に位置決めされた支持構造体70によっ
て取付けられている。下方ケージおよび上方ケージは夫
々それらの下端部および上端部でのめラッパ管に固着さ
れ、両ケージの膨張差を可能にするためにギャップ74
によって分離されている。その上、このギャップは照射
済燃料を再処理するためにザブアセンブリーのその後の
解体中、ラッパ管11を切断することのできる有利な位
置を提供する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による燃料組立体の一部分の概略断面平
面図である。 第1A図は第1図に囲いAで示す部分の詳細部分拡大図
である。 第2図は第1図のケージの一部分の詳細な斜視図である
。 第3図はユニットセルとケージのリムの一部分とを示す
第2図の部分の単純化した拡大図である。 第4図はケージの取付は部を示す第1図の燃料組立体の
下端部の断面図である。 第5図はユニットセルの別の態様の斜視図である。 第6図は変形ケージ構造を示し、同様の部分には第1図
と同じ参照番号をイリした、第1図と同様の図である。 第7図は変形ゲージ構造のリムの等角図である。 第8図はグリッドのユニットセルおよびコーナーセルの
リムへのスポット溶接部を示す図である。 第8A図はリムの変形を示す第8図と同様の図である。 第9図は同様の部分を第1図乃至第8A図と同じ参照番
号で示した2つの部分からなるケージ構造を用いる燃料
組立体の概略縦断面図である。 (部分の名称) 10、IOA・・・・・・燃料ピン、11・・・・・・
ラッパ管、12・・・・・・グリッド、13・・・・・
・ケージ、14・・・・・・折曲げ部分、16・・・・
・・ユニットセル、20・・・・・・リム、21.21
A、66・・・・・・タブ、74・・・・・・ギャップ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 多数の燃料ピンを、6角形の断面形状のラッパ
    管内に位置決めしかつ一連の間隔を隔てたセル構造のグ
    リッドによって固定した種類の原子炉燃料組立体におい
    て、複数の要素がラッパ管の頂点間の位置でラッパ管の
    長さ方向に延び、かつグリッドに取付けられてグリッド
    とともにラッパ管内にケージ構造を構成することを特徴
    とする燃料組立体。
  2. (2)各グリッドは、ラッパ管の各頂点に燃料ピン収容
    セルを備えることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載の燃料組立体。
  3. (3)各要素は、各セルの開放断面を侵すことなく各グ
    リッドのセル構造体と重なり合うよ・)に延びる内方に
    向いた突出部を各グリッドの位置に備えることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項又は第2項のうちいずれか一
    項に記載の燃料組立体。
  4. (4)各要素は細長い板の形をしており、前記内方に向
    いた突出部は板の型押し部分によって構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の燃料組立
    体。
  5. (5)各グリッドのユニットセルには、前記要素の前記
    内方に向いた突出部と向い合せに取イ1けられる軸線方
    向に突出したタブが形成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第3項又は第4項のうちいずれか一項に記
    載の燃料組立体。
  6. (6)各グリッドのユニットセルは単一の構造体のもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5
    項のうちいずれか一項に記載の燃料組立体。
  7. (7)前記要素のうち少なくとも幾つかの要素はラッパ
    管の内面に当接するための弾性的に撓む形成部を備え、
    ラッパ管内のゲージを横方向に支持することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項乃至第6項のうちいずれか一項
    に記載の燃料組立体。
  8. (8)各グリッドの周囲にあるセルには、軸線方向に突
    出するタブが形成され、少なくとも幾つかの隣接するセ
    ルのタブは異なる長さのものであり、長い方の長さ部分
    を一部露出させCおくように互いに取4Bノられ、露出
    した部分は対応する要素の内方に向いた突出部と向い合
    せの関係にありかつ該突出部に取付けられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第7項のうちいず
    れか一項に記載の燃料組立体。
  9. (9)前記要素は唯一の軸線位置でラッパ管に固定され
    ており、ケージは前記要素の長さ部分の残部にわたりラ
    ッパ管に連結されていないことを!l111′徴とする
    特許請求の範囲第1項乃至第8項のうらいずれか一項に
    記載の燃料組立体。 00)2つの群の前記要素があり、各群はグリッドの対
    応する組と関連し、グリッド内に連続した軸線位置で2
    つの部分からなるケージ構造を構成することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項乃至第9項のうちいずれか一項
    に記載の燃料組立体。 0υ 前記ケージ構造はギャップによって分離されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の燃
    料組立体。 (+2) 各ケージ構造は、他のケージから離れた端部
    がラッパ管に固定され、固定された端部間に介在する空
    間にわたってラッパ管に連結されていないことを特徴と
    する特許請求の範囲第10項又は第11項のうちいずれ
    か一項に記載の燃料組立体。
JP60040256A 1984-02-28 1985-02-28 原子炉燃料組立体 Pending JPS60203891A (ja)

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GB848405105A GB8405105D0 (en) 1984-02-28 1984-02-28 Nuclear reactor fuel assemblies
GB8405105 1984-02-28

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DE (1) DE3505777A1 (ja)
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GB (2) GB8405105D0 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5243634A (en) * 1992-06-29 1993-09-07 Combustion Engineering, Inc. DNB performing spacer grids
JP4559965B2 (ja) * 2005-12-27 2010-10-13 株式会社東芝 核燃料集合体
JP4630811B2 (ja) * 2005-12-27 2011-02-09 財団法人電力中央研究所 核燃料集合体

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE575083A (ja) * 1958-01-24
GB944699A (en) * 1959-08-27 1963-12-18 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in or relating to nuclear reactors
GB1075522A (en) * 1963-02-22 1967-07-12 Soc Anglo Belge Vulcain Sa Nuclear fuel assembly
US3317399A (en) * 1964-04-13 1967-05-02 Babcock & Wilcox Co Fuel element container
GB1101993A (en) * 1964-08-11 1968-02-07 Atomic Energy Authority Uk Nuclear reactor fuel element assemblies
SE304793B (ja) * 1965-05-04 1968-10-07 Asea Ab
GB1190409A (en) * 1966-09-23 1970-05-06 Gen Electric Nuclear Reactor Fuel Bundle
US3431170A (en) * 1966-12-07 1969-03-04 Gen Electric Nuclear reactor fuel bundle
DE1949211A1 (de) * 1968-10-10 1970-08-06 Gen Electric Brennstoffanordnung fuer Kernreaktor
JPS5212357B1 (ja) * 1971-08-06 1977-04-06
FR2298162A1 (fr) * 1975-01-20 1976-08-13 Commissariat Energie Atomique Disposit
GB2079033B (en) * 1980-07-04 1983-02-23 Atomic Energy Authority Uk Fuel sub-assembly
SE425272B (sv) * 1981-02-03 1982-09-13 Asea Atom Ab Brenslepatron for kernreaktor
GB2113900B (en) * 1982-01-20 1985-11-20 Atomic Energy Authority Uk Bracing grids for nuclear reactor fuel sub-assemblies
GB2133918B (en) * 1983-01-18 1987-07-22 Atomic Energy Authority Uk Fuel sub-assemblies for nuclear reactors

Also Published As

Publication number Publication date
US4663117A (en) 1987-05-05
GB8501514D0 (en) 1985-03-27
FR2560422B1 (fr) 1990-03-02
FR2560422A1 (fr) 1985-08-30
GB8405105D0 (en) 1984-04-04
DE3505777A1 (de) 1985-08-29
GB2155234A (en) 1985-09-18
GB2155234B (en) 1987-10-21

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