JPS6050311B2 - 原子炉用燃料サブアセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体金属冷却形高速増殖原子炉用燃料サブアセ
ンブリに関する。

液体金属冷却形高速増殖原子炉用燃料集合体は管状被覆
内にある間隔のへだたつた燃料ピンの束よりなり、該管
状被覆を通つて金属冷却材が流れ燃料ピンと熱交換する
ことができる。

被覆の一端は厚いスチールの管状の中性子遮蔽材で延長
され、以下において下端と称する他端はスパイク延長部
を有し、サブアセンブリは該延長部により支持構造体内
へ差し込むことによつて位置決めされフ他のサブアセン
ブリとともに並列配列に直立させて燃料集合体を構成す
ることができる。従来、例えば米国特許第３、３８３、
２８７号に見ることができるように、液体金属冷却形高
速増殖原子炉の燃料集合体を複数のグループのサブアセ
ンブリに配列５すること及び各グループのサブアセンブ
リにそのグループの中心方向に向かう内方への付勢力を
付与しグループのサブアセンブリが互にあるいは中央の
支持部材に寄りかかるようにすることが提案されている
。このような装置は冷却材の流れによるサブアセンブリ
の振動を除去するという利点を有するが、近時、液体金
属冷却形高速増殖原子炉の燃料集合体は周囲から全体と
して抑制されるべきであること、即ち燃料集合体の燃料
サブアセンブリは平行な垂直列で互に中心に向かつて付
勢されるべきであることが推奨されている。

この種の燃料集合体に対して、燃料集合体全体に加わる
応力を緩和する為にスパイク延長部に対して燃料サブア
センブリの被覆の側方変位を許すような何らかの対策が
なされねばならない。従つて本発明の目的とするところ
はスパイク延長部に対して被覆をある程度側方運動を可
能にするに十分な可撓性を有する燃料サブアセンブリの
構造を提供することにある。

本発明によれば、燃料集合体支持構造体内へ差し込むこ
とのできるスパイク延長部を有する管状被覆内に間隔の
へだたつた燃料ピンの束を有する液体金属冷却形高速増
殖原子炉用燃料サブアセンブリにおいて、被覆がスパイ
ク延長部に枢着的に連結される。

本発明は又支持構造体上に並行列をなして直立している
密に詰められた複数本の燃料サブアセンブリよりなる燃
料集合体を有する液体金属冷却形高速増殖原子炉にあり
、各サブアセンブリは支持構造体に差し込むためのスパ
イク延長部を有する．管状被覆内の間隔のへだたつた燃
料ピンの束よりなり、該被覆はスパイク延長部に枢着的
に連結される。

本発明は、燃料集合体内における寸法変化に順応するた
めの個々の燃料ピンを収容する被覆の側！方変位が各被
覆のそのスパイク延長部に対する運動によつて行なわれ
るものである。

燃料サブアセンブリのスパイク延長部は望ましくは燃料
集合体の支持構造体の垂直方向に離間したソケットに係
合するための軸方間にへだたつた４スピゴツト面を形成
するスリーブよりなり、被覆は、スリーブを通して延び
、被覆及びスリーブに取付けられた端を有する弾性タイ
部材によつてスリーブに連接されている。

燃料サブアセンブリの望ましい構造において、スリーブ
に連結された管状被覆の端部はスリーブの端部領域を環
状の隙間をもつて囲み、スリーブは被覆とスリーブとの
間を流れる液体金属冷却材を密封する弾性割リングを担
持している。

以下に本発明に関する燃料アセンブリの一実施例を添付
図面を参照して説明する。

第１ａ図及び第１ｂ図に垂直に配置されて示されている
燃料サブアセンブリは燃料部分１、上端フ部分２、及び
下端部分３より構成されている。

燃料部分１は断面が六角形の管状被覆５によつて囲まれ
た一束の間隔のへだたつた燃料ピン４よりなる。燃料ピ
ン（一本だけ示されている）は基部がグリッド６によつ
て支持され、横方向は束に７沿つてある間隔をもつて配
設された細胞状グリッド７によつて支持されている。被
覆５は両端が上下部分２，３に適合するように延ばされ
ている。上端部分２は被覆の上方延長部内に保持された
スチールの厚い壁の管８よりなり、該管は冷却材）の流
通導管を構成している。管８は他の燃料サブアセンブリ
の対応する管８と組合さつて原子炉の燃料集合体の上部
中性子遮蔽体を構成する。管８は端取付部材９を保持し
、該端取付部材は冷却材用の流出口として働らき且つサ
ブアセンブリつり上げ装置と係合する内側のラグ１０を
有している。端取付部材の下部六角形部分の各側に一つ
ずつ配設された突起１１ａ１及び被覆の突起１１ｂは燃
料集合体の隣接するサブアセンブリの対応する突起と協
働してサブアセンブリを互に離す。下端部分３はセツト
ホルト１２によつて被覆５に固定され、該部分は流れ制
限装置１３、フィルター要素１牡及びスパイク組立体１
５よりなる。流れ制限装置１３は有孔板１７の間に介在
させた一組の金網板１６よりなり、円筒状の筒１８の中
に収容されている。筒１８は上端部に内側肩部１９を有
し、網板の組立板１６及び有孔板１７の組立体は、筒１
８とねじ山係合２１する内側スリーブ２０によつて肩部
１９に締付けられている。フィルター要素１４は略円錐
形状の孔付バッキング部材２３の外側て支持された金網
２２からなり、バッキング部材の円錐はその基部に筒内
の流れ制限装置の方向に向けられた開口端を有している
。バッキング部材２３はフランジ２４を有し、該フラン
ジはスリーブ２０の壁と密接な嵌合を形成し半径方向に
延在するねじ２５によつてスリーブに固定されている。
第２図を参照すると、被覆５はスリーブ２０を保持して
いる下端フランジ２７に２６で溶接されている。

外形が六角形状の支持取付リングすなわ６ち端領域２８
がセットボルト１２によつてフランジ２７に固定されて
いる。リング２８は穴３０内に形成された肩部２９を有
し、スパイクパーすなわち弾性タイ（Ｔｉｅ）部材３３
の上端を形成するスパイダー３２の脚３１１が溶接によ
つて肩部と当接して固定されている。図において、スパ
イダーには三本の脚が設けられているが、所望ならばも
つと多くの脚を設けることができる。バー３３は図に示
されているように、横断面がその長さの小部分では下方
に向つて減少しており、長さの大部分では下方に向つて
増大している。バーはその下端部に大きい直径の部分３
４を有し、該部分３４はセットボルト３７によつて閉鎖
端付取付スリーブ３６の閉鎖端３５に固定され、相対的
な回転を阻止するためにもキ−ー３８が設けてある。セ
ットボルト３７のボルト頭３９はスリーブ３６の閉鎖端
３５のさら穴の中に埋められており、さら穴はプラグ４
０で塞さがれている。バー３３は被覆とスパイク延長部
との間のタイ部材を構成しており、バー３３の形状はバ
ーが所望程度の撓曲性を有するように選択される。取付
スリーブ３６の上端は、リング２８の下方に延びる下端
内に環状の間隙をもつて収容されており、スリーブ３６
の溝４２に保持されている密封用弾性割リング４１がリ
ング２８の下端の内周面に係合している。

サブアセンブリーは、取付スリーブ３６を上板４５、下
板４６にそれぞれに形成された同軸の開口すなわちソケ
ット４３，４４に係合させることによつて垂直に延在し
炉心の１つのユニットを形成するように片持ばりの方法
て装着される。

これら上下の板は原子炉の炉心を担持する支持構造体の
一部分である。スリーブ３６の外表面は部分４７，４８
の位置ては円筒形に作られていて、開口４３，４４と係
合するスピゴツトを構成し、下部円筒面４８は、図面で
わかるように、サブアセンブリを正確な軸方向位置に定
置するため径が細くなつている。既に述べたようにバー
３３は所要量の可撓性をもつて作られているのでサブア
センブリは、下板に関し垂直線からある程度側方にピボ
ット運動をすることができる。

即ちスリーブ３６はしつかりと保持され、一方リング２
８、取付部材すなわちフランジ２７及び被覆５はその内
包部材とともにバー３３の可撓性によつて説明したよう
に側方運動することができ、リング４１は液体ナトリウ
ムの限定された漏れのみを許すような密封機能を維持し
ながらスリーブ３６とリング２８との間の相対運動を許
す。燃料ピンから熱を抽出する液体ナトリウムの流れが
両板すなわち支持構造体４５，４６間の空間によつて構
成された流入空間４９からスリーブ３６の流入導管５０
を通して起り、スパイダー３２の脚を通過してスリーブ
２０へ流入し、フィルター１４を通して流れその上にあ
る燃料ピン（図示せず）のところを流れてサブアセンブ
リから流出し同様な他のサブアセンブリからの流れと合
流する。燃料サブアセンブリの構造の側方のピボット運
動量が十分にとられているので多数のサブアセンブリに
よつて構成され、周囲が抑制されている炉心は、通常の
パラメータ及び広範囲にわたるパラメータの両方のもと
において運転中に起ると予想されるような炉心形状の変
動に順応することができることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は二つの部分で示した六角形断面の燃料サブアセ
ンブリの断面図であり、第１ａ図は平面を横切る図であ
り、第１ｂ図は隅を横切る図、第２図は第１図の拡大詳
細図である。 １・・・・・・燃料部分、４・・・・・・燃料ピン、５
・・・・・・被５覆、６，７・・・・・・グリッド、１
４・・・・フィルター組立体、１５・・・・・・スパイ
ク組立体、１６，１７・・・有孔板、２０・・・・スリ
ーブ、２４，２７・・・・・・フランジ、２８・・・・
・・支持取付リング、３２・・・・・・スパイダー、３
３・・・・・・スパイクパー、３６・・・・・・装着ス
リθ−ブ、４１・・・・・・密封リング、４３，４４・
・・・・・開口、４７，４８・・・・・・円筒面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一束の間隔のへだたつた核燃料ピンと、燃料ピンの
   束を包囲する管状被覆と、原子炉の支持構造体中へ燃料
   サブアセンブリを差し込むための前記管状被覆のスパイ
   ク延長部と、前記スパイク延長部は、前記炉の燃料集合
   体の支持構造体４５、４６において垂直方向にへだたつ
   たソケット４３、４４に係合するためのスピゴツトを構
   成する軸線方向にへだたつた円筒面４７、４８を有する
   スリーブ３６を備えていることと、よりなる液体金属冷
   却形高速増殖原子炉用燃料サブアセンブリにおいて、前
   記スリーブ３６は、前記被覆５からへだたつており、か
   つ前記被覆５の端領域２８によつて囲まれた端領域を有
   し、それらの間に環状隙間を形成しており、前記被覆５
   およびスリーブ３６は、弾性タイ部材３３によつて枢着
   的に連結され、前記弾性タイ部材は、前記スリーブ３６
   に対して前記被覆５の側方変位ができるように可撓性の
   ものであることを特徴とする液体金属冷却形高速増殖原
   子炉用燃料サブアセンブリ。 ２ 前記弾性タイ部材３３は、前記スリーブ３６を通し
   て延び、かつ前記スリーブ３６および被覆５に端部で固
   着されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の燃料サブアセンブリ。 ３ 前記スリーブ３６は、前記被覆５と前記スリーブ３
   ６との間の液体金属流に抗して密封し同時に前記側方変
   位を可能にするための弾性割リング４１を支持している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の燃料サブアセンブリ。