JPS6066189A - 原子炉燃料集合体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、正方形の格子目をもった格子状のスペーサを
有する原子炉燃料集合体であって、互に平行な棒体特に
核燃料物質を有する燃料棒がそれぞれ１つの格子目の中
に置かれて配置され、［）［１記棒体に対して直角の平
らなタ■側ウェブ板が、それぞれ２つの外側ウェブ板の
間に前記棒体に対して平行で両方の外側ウェブ板に対し
て傾斜されている中間平線を有している原子炉燃料集合
体に関する。

〔従来技術と問題点〕

かかる原子炉燃料集合体は既に使用されている。

これは頭部部分から成る終端部分と脚部部分から成る終
端部分とを有している。こｈ−ら両方の終端部分は制御
棒案内管によって互に接続されている。

各制御棒案内管は一端が頭部部分の頭部プレートに、他
端が脚部部分の脚部プレートにそれぞれたとえばねし結
合で着脱可能に取シ付けられている。

制御棒案内管は頭部プレートおよび脚部プレートを直角
に貫通している。頭部プレートおよび脚部プレートは矩
形、一般には正方形である。

制御棒案内管は正方形の格子目の中に矩形一般には同様
に正方形の複数の格子状スペーサを通して導かれている
。これらのスペーサは制御棒案内管およびそれに伴なっ
て燃料集合体の長手方向に見て一般に相互に同じ間隔を
有し、相互におよび頭部プレートおよび脚部プレートに
一直線になっている。気密に密封された被覆管の中に核
燃料物質を杓する燃料棒はスペーサの制御棒案内管で占
められていない正方形の格子目を通して導かれている。

これらの燃料棒は頭部部分の頭部プレートにも脚部部分
の脚部プレートにも固定されておらず、頭部プレートと
脚部プレートとの間に長手方向の遊びを有し、従ってそ
の長手軸心すなわち燃料集合体の長手方向に自由に膨張
できる。

特に加圧水膨原子炉の原子炉において、同形に形成され
た一連のかかる原子炉燃料集合体はチェス盤模様に長手
軸心を平行にして互に密に並べて配置されている。個々
の原子炉燃料集合体を原子炉に装填および取出す際、原
子炉に卦い″′ｒ唾会う原子炉燃料集合体がスペーサの
外側ウェブ板で引っ掛かることがあシ、これは外側ウェ
ブ板を損傷し、原子炉燃料集合体の原子炉炉心への再挿
入をできなくしてしまうおそれがある。特に原子炉炉心
における運転負荷によってひびく湾曲される原子炉燃料
集合体はこれに引っ＃、１がる傾向がある。

このために従来原子炉燃料集合体の棒体すなわち制御棒
案内管および燃料棒に対して直角のスペーサの外側ウェ
ブ板の両方の縁に内側に僅かに傾斜された防衝片が設け
られ、原子炉への装填および取出しの際、原子炉燃料集
合体の棒体に対して直角のスペーサの外側ウェブ板の縁
が横に隣合って長手方向に相対移動する原子炉燃料集合
体から滑って離され、それによってこれらの縁における
引っ掛かりが防止されている。

しかし内側に傾斜されたががる防衝片は、原子炉燃料集
合体の角の棒体たいていは燃料棒がそれぞれ互に直角を
なす２枚のウェブ板の間の正方形の角の格子目の中に存
在している原子炉燃料集合体のスペーサの角には設置で
きない。というのはそこに防衝片を設置すると、原子炉
における冷却拐の熱流状態が悪くなり、角の棒体が十分
に冷却されずに損傷してしまうおそれがあるからである
。

従って原子炉炉心においてチェス盤模様で対角線的に隣
合う原子炉燃料集合体が原子炉への装填および取出しの
際にそのスペーサの角に引っ掛かる危険がある。この角
に傾斜を設けても極端な場合には引っ掛かりに対して所
望の確実な防護作用は得られない。

〔発明の目的〕

本発明は、原子炉への装填および取出しの際に原子炉に
おいて対角線的に隣合う原子炉燃料集合体がスペーサの
角に引っ掛からないような原子炉燃料集合体を作ること
にある。

〔発明の要点と効果〕

本発明によればこの目的は冒頭に述べた形式の原子炉燃
料集合体において、スペーサの中間子縁の外側に防衝隆
起部が設けられ、との防衝隆起部゛′−が両方の外側ウ
ェブ 板の間で角の格子目の対角線の方向に向いて中間子縁の
上にあり、両方の外側ウェブ板に対して斜めに中間子縁
の両端に向って棒体の長手方向に傾斜されていることに
よって達成される。

チェス盤模様で対角線的に隣合う原子炉燃料集合体の防
衝隆起部はその都度他方の原子炉燃料集合体の角の棒体
に接触し、対角線的に隣合う２つの原子炉燃料集合体を
対角線的に引き離す働きをする。従って原子炉への装填
および取出しの際に対角線的に隣合う原子炉燃料集合体
が長手方向に相対運動する間、対角線的に隣合う原子炉
燃料集合体のスペ］すにおける中間子縁の端部は、対角
線的に隣合う原子炉燃料集合体のスペーサにある防衝隆
起部において傾斜部を介して滑動する場合にもはや引っ
掛からない程度に互に引きＮ１１されることになる。

防衝隆起部が中間子縁の端部に掛けられた板ばねに設け
られると有利である。このようにすればスペーサの中間
子縁に防衝隆起部を既に作られている原子炉燃料集合体
に対し大きな経費をかけずに追加設置することができる
。

更に防衝隆起部が、中間子縁を形成しその内側が他方の
外側ウェブ板にある接合板に固定されている一方の外側
ウェブ板の接合板の上に設けられるようにすると有利で
ある。これはスペーサの製作を容易にする。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図において、本発明に基づく原子炉燃料集合体のニ
ッケルー鉄合金１屍の格子状の正方形のスペーサのうち
、互に直交している２枚の平らな外側ウェブ板２．３が
示されている。これらのウェブ板２，３の内側には外側
ウェブ板２に対して平行に内側ウェブ板２１〜２３が、
外側ウェブ板３に対して平行に内側ウェブ板３１〜３３
がそれぞれ配置され、これらの内側ウェブ板２１〜２３
゜３１〜３３は正方形の格子目を形成した状態において
直交して配置され、これらの格子目の中に原子炉燃料集
合体の制御棒案内管あるいは核燃料物質を有する燃料棒
がそれぞれ配置ぐれる。図を簡略化するために燃料棒は
、外側ウェブ板２，３によって形成された正方形の最外
側の角の格子目５における燃料棒４だけが示されている
。この燃料棒４の長手方向に対して内側および外側ウェ
ブ板の側面は平行しており、すなわち内側および外側ウ
ェブ板は立てて配置されている。正方形の格子目の内部
において内側ウェブ板２１〜２３および内側ウェブ板３
１〜３３は、固定突部２１１，２２１゜２３１　；　３
１１、．３２１．３３１　、および外側ウェブ板２の内
側に向けられだばね６および外側ウェブ板３の内側に向
けられたばね７に相応しているばねを有している。突部
およびばねは、各格子目の中に通された制御棒案内管を
格子状のスペーサに押ＵＥ保持し、別の格子目の中に通
された燃料棒をスペーサに抑圧保持する働きをする。外
側ウェブ板２゜３はスペーサ内において互に平行してい
る制御棒案内管および燃料棒に対して直角の縁に内側に
僅かに傾斜している防衝片８，９を有している。

外側ウェブ板２，３は中間平線１０を介して互に接続さ
れている。この中間平線１０は両方の外側ウェブ板２，
３の間において格子目内で互に平行している制御棒案内
管および燃料棒に対して平行なスペーサの外側縁にあり
、この制御棒案内管および燃料棒に対して平行している
。この中間平綴ＩＯは外側ウェブ板２にある接合板によ
って形成され、この接合板は外側ウェブ板３にある相応
した接合板に重ね合わされ、その内側がこの外側ウェブ
板３の接合板に溶接されている。中間平綴１０は平らで
あシ、両方の外側ウェブ板２，３に対してそれぞれ４５
°の角度で傾斜され、すなわちこの中間子ｅ；１ｏは角
の格子目５の対角線およびそれに伴なって両方の外（ｆ
ｉｌｌウェブ板２，３の間においてスペーサ対角線上に
直角に位置している。

この中間平線１ｏの外側にスペーサ内における制御棒案
内管および燃料棒に対して直角の外側ウェブ板２，３の
縁における端部間の中火に、外側ウェブ板２にある接合
板から角の格子目の対角線ないし両方の外側ウェブ板２
，３間のスペーサ対角線の方向にエンボス加工して形成
された防衝隆起部１１がある。この防衝隆起部１１は両
刃の外側ウェブ板２，３に対して斜めに、中間平線１０
の両端に向けて、すなわちスペーサ内にある制御棒案内
管および燃料棒の長手方向に傾斜面１２を形成した状態
で傾けられている。更に両方の外側ウェブ板２，３は角
においてスペーサ内にある制御棒案内管および燃料棒に
対して直角の縁から出発して、これら、の外側ウェブ板
２，３間にある中間平線１０まで同じように傾斜した傾
斜面１３．１４を形成した状態で傾斜されて因る。

第２図に示したように、第１図に相応したスペーサを有
しチェス盤模様で対角線上に並べて配置された平行な２
つの原子炉燃料集合体が相対運動する際、防衝隆起部１
１が角の格子目５にあるそれぞれの燃料棒４に相互に接
触し、それによって両方の中間平綴１０を、燃料棒４お
よびそれｌ二伴なって原子炉燃料集合体の相対運動の際
に対角線上で隣合う２つのスペーサの中間平綴１ｏがそ
れらの端部で引っ掛からない程度に引き離す働きをする
。

第３図には第１図と同一部分に同一符号を付けた格子状
の正方形のスペーサが示されているが、ここには各格子
目における突起およびばねは図示されていない。第３図
におけるスペーサは第１図におけるスペーサとは、両方
の外側ウェブ板２゜３の間にありこれらの外側ウェブ板
２，３がそこで互に溶接されている中間平線１ｏが平ら
に形成され、スペーサ内の制御棒案内管および燃料棒に
対して直角の外側ウェブ板２，３の縁における中間平線
１０の６Ｈ：Ｈ部に板ばね１５が掛けられている点で異
なっている。この板ばね１５はばね鋼で作られ、中間平
線ｉｏを覆っている。更にこの板ばね１５はその端部の
中央に防衝隆起部１１を右１．。

この防衝隆起部１１は第１図におけるスペーサの防衝隆
起部と同様に角の格子目５の７ｊ角線ないし両方の外側
ウェブ板２，３の間のスペーザダ・ｊ角線において外側
に向いて位置し、両方の外側ウェブ板２，３に対して直
角に傾斜面１２を形成した状態で燃料棒４の長手方向に
傾斜さｈ−Ｃいる。この板ばね１５は完成された格子状
のスペーサに後から設置することができ、すなわち予め
作られて存在している原子炉燃料集合体への追加設置に
対して良好に適している。

第４図における正方形のスペーサの場合も・第１図にお
けるスペーサと同一部分には同一符号を付しである。、
第４図におけるスペーサは第１図のスペーサとは、防衝
隆起部１１が中間平線１ｏを形成する外側ウェブ板２に
ある接合板の中央にＬｊＪり抜かれた舌片１６によって
形成されて層る点で異なっている。この舌片１６は両側
にそれぞれ尖った切欠き３１．３２を有している。これ
らの切欠＠３１．３２の尖端はスペーサ内の棒休すたり
）ち特に角の格子目５内の燃料棒４に対して平行なたわ
み縁３３の上に位置している。このたわみ縁３３におい
て舌片１６は直角に曲げられている。

舌片１６の曲げられた端部は別の外側ウェブ板３の外側
にそこに予めエンボス加工されたくぼみ３４の中にろう
（＝Ｊけあるいは溶接されている。外側ウェブ板２に形
成されたわみ縁３３で境界づけられた舌片１６の一部分
はこの外側ウェブ板２の平部内に位置し、舌片１６の他
の部分は実質１別の外側ウェブ板３の平面内にある。す
なわち第４図におけるスペーサの場合、防衝隆起部のエ
ンボス加工が避けられ、これは特にこのスペーサがジル
コニウム合金で作られている場合に有利である。防衝隆
起部１１の傾斜部は尖った切欠き３１．３２における舌
片１６の緑によって形成される。

第４図におけるスペーサの場合、中間子縁１０の両端に
尖った切欠き１９を形成した状態においてこの中間子縁
１０における両方の外側ウェブ板２．３の角に直線的な
傾斜部１３．１４が有利に続いているので、チェス盤模
様で対角線上で１４合う原子炉燃料集合体におけるスペ
ーサの滑りが一層改善される。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明に基づく原子炉燃料集合体の正方形の格
子目をもった正方形のスペーサの部分斜視図、第２図は
原子炉の中にチェス盤模様に対角線上に並べて配置され
た第１図に相応した２つの原子炉燃料集合体のスペーサ
の対角線上に並ぶ角の格子目の概略図、第３図および第
４図はそれぞれ本発明に基づく原子炉燃料集合体の異な
る実施例の部分斜視図である。 ２．３：外側ウェブ板、　４；燃料棒、　５：角の格子
目、　１０；中間子縁、　ｌｌ：防衝隆起部、　１２，
１３，１４：傾斜部、　１５：板ばね、　１６：舌片、 ＩＧ　１ ＩＧ　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）正方形の格子目をもった格子状のスペーサをイｆす
   る原子炉燃料集合体であって、互に平行な棒体特に核燃
   料物質を有する燃料棒がそれぞれ１つの格子目の中に置
   かれて配置され、前記棒体に対して直角の平らな外側ウ
   ェブ板が、それぞれ２つの外側ウェブ板の間に前記棒体
   に対して平行で両方の外側ウェブ板に対して傾斜されて
   いる中間子縁を有している原子炉燃料集合体において、
   スペーサの中間子縁（１０）の外側に防衝隆起部（１１
   ）が設けられ、この防衝隆起部（１１）が両方の外側ウ
   ェブ板（２，３）の間で角の格子目（５）の対角線の方
   向に向いて中間子縁（１０）の七にあり、両方の外側ウ
   ェブ板（２，３）に対して斜めに中間子縁（１０）の両
   端に向って棒体（４）の長手方向に傾斜されていること
   を特徴とする原子炉燃料集合体。 ２）防衝隆起部（１１）が、中間子縁（１０）の端に掛
   けられている板ばね（１５）の上にあることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の原子炉燃料集合体。 ３）防衝隆起部（１１）が、中間子縁（ｌＯ）を形成し
   その内側が他方の外側ウェブ板（３）に取り付けられて
   いる一方の外側ウェブ板（２）にある接合板の旧にある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子炉燃
   料集合体。 ４）両方の外側ウェブ板（２，３）が角においてそれら
   の縁から出発してこれらのタト側ウェブ板（Ｚ　ｌ　３
   　）の間にある中間子縁（１０）に向って同じように傾
   斜した傾斜部（１３゜１４）を形成した状態で傾けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原
   子炉燃料集合体。 ５）中間子縁（１０）における直線的な傾斜部が尖った
   切欠き（１９）を形成し／こ状態で中量子線（１０）の
   端部に続けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の原子炉燃料集合体。 ６）防衝隆起部（１１）が一方の外側ウェブ板（２）に
   ある接合板からこの外側ウェブ板（２）の平面内に切り
   抜かれかつ両側縁にそれぞれ１つの尖った切欠き（３１
   ，３２）を有する舌片（１６）によって形成され、この
   両方の尖った切欠きの尖端が棒体（４）に対して平行な
   たわみ縁（３３）の玉にあり、このたわみ縁（３３）に
   おいて舌片（１６）が直角に他方の外側ウェブ板（３）
   の平面内に折り曲げられ、この舌片（１６）が他方の外
   側ウェブ板（３）の外側に固定されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の原子炉燃料集合体。