JPS6142834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ひとつの原子炉燃料集合体にまとめ
られている燃料棒に対するスペーサが、互いに直
角に貫通し合つて立てて配置されウエブ板からな
る格子として構成され、該スペーサ格子はそのセ
ル燃料棒を収納するようにされ、ウエブ板には弾
性接触支持要素および剛性接触支持要素が取り付
けられ、その際各燃料棒が、軸方向に見てウエブ
板の幅に関して中間に配置された１個の弾性接触
支持要素とセルの中で対向して位置している上下
２個の剛性接触要素とから成る２組の三点接触支
持装置によつて保持されている燃料棒スペーサに
関する。

この種のスペーサは特開昭49―7698号公報から
知られている。前記剛性接触支持要素は一つの帯
板に軸方向に互いに配置された２つの節から形成
されており、該節は燃料棒と点状に接触してい
る。燃料棒はセルの中でまつたく遊びがないよう
にされていなければならいので、燃料棒はセル壁
の中央部で接触支持されていなければならない。
この場合この接触支持箇所ではしかしながらセル
を軸方向に通流する冷却材の流れは著しく妨げら
れる。その結果、燃料棒はセル壁のこの接触支持
箇所では充分に冷却されない。

本発明の目的は、スペーサのセルの中に完全に
遊びなく配置された燃料棒を四方から冷却するこ
とを保証したスペーサ構造を得ることである。

この目的は本発明によれば、冒頭で述べた種類
の燃料棒スペーサにおいて、各セルの両セルの両
三点接触支持装置の接触支持要素がセルの隅に配
置され、格子のウエブ板の交叉点の上側に剛性接
触支持要素として、保持すべき燃料棒の直径より
も小さな直径の短かい管部片の形のリングが、前
記ウエブ板の相応したスリツトにはめ込まれてい
て、これらのウエブ板に溶接されており、断面ほ
ぼ三角形の弾性接触支持要素が、一方のウエブ板
の開口の中に掛けられ、この位置において他方の
ウエブ板によつて保持され、互いに隣接する２個
の格子セルの中に対触線上に突き出しかつ軸方向
に走つている接触支持ばねを備えていることによ
つて達成される。

セルの中に配置された燃料棒とセル隅との間の
中間室は、セル隅の中に配置された弾性接触支持
要素が冷却材の流れをほとんど防害することがな
く、一方では剛性接触支持要素として使用される
リングは流れている冷却材によつて貫流されてま
つたく冷却材の流れを阻害しないような大きさで
ある。スペーサの格子の各セルの中に置された燃
料棒は完全に遊びなくするためにはセル壁に接触
支持させる必要もなく、しかも全周に亘つて一様
に冷却される。さらにこの燃料棒が大きな横方向
力が生じた場合、例えば地震が発生した場合、ス
ペーサの格子の各セルの中心位置からずれるのを
阻止するという効果がある。

以下第１図ないし第９図に示す本発明の実施例
について詳細に説明する。

第１図の本発明による平面図からは、スペーサ
格子の中には燃料棒５だけでなくそれ自体周知の
仕方で制御棒案内管も収納されることは明らかで
ある。制御棒案内管はスリーブ６の中に挿入され
る。剛性接触支持要素は環状管部片３によつて形
成され、この管部片３はウエブ板１，２の交叉箇
所にあるスリツト３２および３１（第２図および
第３図参照）にはめ込まれていて、溶接によつて
そこに取り付けられる。同様にウエブ板１，２の
交叉点箇所にも付加的に溶接点を設けることもで
きる。第８図に側面図で示されているように、こ
の接触支持要素３は縁の箇所３３を面取りされて
いる。そのため支持要素３はスリツト３１，３２
の中に容易にはめ込むことができ、更に後の燃料
棒および制御棒案内管の挿入も容易になり、更に
また冷却材（普通は水）に対する抵抗も小さくな
る。同じ目的のためにウエブ板１，２の交叉箇所
は矢印状に形成されている。

制御棒案内管およびその収容スリーブ６は燃料
棒５よりも大きな直径を有しているので、隣接す
る環状管部片３は第９図に示すようにへこみ３６
を備え、この箇所でスリーブ６とその保持のため
に溶接されている。

弾性接触支持要素４はウエブ板１の中にすなわ
ちその開口１２（第３図参照）の中にはめ込めら
れ、続いて挿入されるウエブ板２によつてこの位
置に保持される。従つて冶金的な接続は不要であ
る。弾性接触支持要素４の構成は第５図、第６図
および第７図から詳細に理解できる。その場合第
６図はそ側面図、第５図はその平面図であり、更
に第７図はこの接触支持要素４はウエブ板１の方
向から見た図を示している。特に第５図からわか
るように、この接触支持要素４は平らな鋼板から
打抜きおよび曲げ加工によつて普通の方法で作れ
る。その２個のばね部分４１はこの場合断面三角
形の頭部部分４２と脚部部分４２とを接続してい
る。なおばね部分４１は勿論別の形状にすること
もできる。上述の終端部分４２の溶接は不要であ
る。すなわち終端部分４２には短かいスリツト４
５が設けられており、このスリツト４５がこの弾
性接触支持要素４の前面にある短かいスリツト４
３，４４と同様に、ウエブ板１の開口１２の中に
挿入される際にウエブ板壁を囲み（第７図参
照）、それ自体によつてもその設定位置に保持さ
れるからである。既に上述したように、この弾性
接触支持要素４は弾性材料たとえばインコネルで
作られている。これに対してスベーサ格子の残り
の部分はジルコニウム合金で作られている。材料
費を低減し中性子吸収量および貫流する冷却材の
圧力損失を低減するために、ウエブ板１，２には
大きな開口２２，１１も設けられている。

第１図からわかるように、燃料棒５はそれぞれ
弾性接触支持要素４に対向して位置するリング
（管部片）３にだけ当接している。これに対して
弾性接触支持要素４の上側に配置されているリン
グ３に対しては間隔が存在している。この形式お
よび方法でスペーサ格子の対角線上にける三点支
持が生じ、更に万一横方向に過度の力が生じた場
合、弾性接触支持要素４の上側および下側に取り
付けられているリング３によつて燃料棒５の動き
が妨げられるので、ばね部分４１の過負荷は防止
される。このことは地震に対する安全要求に相応
している。第１図からわかるように、燃料棒のこ
の保持位置からの偏位は従来の方法に比べて起り
難く、従つてこのことは、たとえば燃料棒の不均
一な熱応力によつても生ずるような横方向力に対
する安全対策ともなる。

燃料棒５とウエブ板１，２との間に狭い場所に
流れを妨げるような突起やばねが存在しないの
で、スペーサ格子内における燃料棒の冷却は従来
の方法に比べて改良されることも明らかである。
ここで与えられている幾何学的な関係のために冷
却材の貫流開口断面積が一様であるので、熱的な
過負荷の際の燃料棒の拳動も非常に改善される。
このことは特に、燃料棒の常に危険な箇所に冷却
材が乱れずに大量に送られることによつて、すな
わち燃料棒のスペーサ格子との接触箇所のすぐ後
方に送られることによつて達せられる。圧力損失
が従来の一般的なスペーサよりも小さいというこ
とは十分な測定で確かめられていることも明らか
である。

本発明のスペーサの構造が上述の如く作用的に
有利であるほかに、その組み立ても非常に簡単に
実施できる。すなわちまず完成品としての弾性接
触支持要素４がウエブ板１の開口１１の中にはめ
込められ、開口１２の中に突き当るまで押し込ま
れる。性接触支持要素４に対してすべての場所が
占められた後、ウエブ板２がウエブ板１のスリツ
ト２１の中にはめ込められ、ウエブ板２はスリツ
ト２１と係合する。互いに差し込み組み立てされ
たスペーサ格子の上側および下側にリング３がは
め込まれ、自動的に溶接によつて取り付けられ
る。このことは制御棒案内管用のスリーブ６がま
め込まれる格子目に対しても勿論考慮できる。こ
の場合格子目の中に突き出す接触ばね４１は予め
接触支持要素４から取り除かれる。

上述のように組み立てられた燃料集合体のスペ
ーサは勿論周知のようにして外側の囲い板によつ
て締めつけられている。各スペースサ格子目には
それ自体周知の冷却板転向板が、冷却材を良好に
旋回させるためおよびそれに伴なつて冷却作用を
良好にするだけでなく冷却材出口温度を均一にす
るために設けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくスペーサ格子の一部平
面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図のス
ペーサ格子における異なつたウエブ板の平面図、
第４図は本発明に基づくスペーサ格子の部分斜視
図、第５図、第６図および第７図はそれぞれ弾性
接触支持要素の平面図、側面図およびウエブ板方
向に見えた側面図、第８図および第９図はそれぞ
れ剛性接触支持要素の側面図および平面図であ
る。 １，２…ウエブ板、３…リング（剛性接触支持
要素）、４…弾性接触支持要素、５…燃料棒、１
１…開口、１２…切り欠き、３１，３２…スリツ
ト、４１…ばね部分、４３，４４，４５…スリツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ひとつの原子炉燃料集合体にまとめられてい
   る燃料棒に対するスペーサが、互に直角に貫通し
   合つて立てて配置されたウエブ板からなる格子と
   して構成され、該スペーサ格子はそのセルへ燃料
   棒を収納するようにされ、ウエブ板には弾性接触
   支持要素および剛性接触支持要素が取り付けら
   れ、その際各燃料棒が、軸方向に見てウエブ板の
   幅に関して中間に配置された１個の弾性接触支持
   要素とセルの中で対向して位置している上下２個
   の剛性接触支持要素とから成る２組の三点接触支
   持装置によつて保持されている燃料棒スペーサに
   おいて、各セルの両三点接触支持装置の接触支持
   要素４１，３がセルの隅に配置され、格子のウエ
   ブ板１，２の交叉点の上側に剛性接触支持要素と
   して、保持すべき燃料棒５の直径よりも小さな直
   径の短かい管部片の形のリング３が、前記ウエブ
   板１，２の相応したスリツト３１，３２にはめ込
   まれていて、これらのウエブ板１，２に溶接され
   ており、このリング３は格子の上側および下側に
   取り付けられ断面ほゞ三角形の弾性接触支持要素
   ４が、一方のウエブ板１の開口１２の中に掛けら
   れ、この位置において他方のウエブ板２によつて
   保持され、互いに隣接する２個の格子セルの中に
   対角線上に突き出しかつ軸方向に走つている接触
   支持ばね４１を備えていることを特徴とする燃料
   棒スペーサ。 ２ 接触支持ばね４１が軸方向に見て上側および
   下側に配置されているリング３よりも、該リング
   ３がばね４１によつて捕捉されている燃料棒５に
   接触しない程度に、深く格子セルの中に突き出し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のスペーサ。 ３ ウエブ板１，２が大きな面積の開口１１，１
   ２を備え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項記載のスペーサ。 ４ 弾性接触支持要素４が弾性材料から一体に打
   抜かれ、曲げ加工によつてそれぞれ１個の断面三
   角形の頭部部分４２と脚部部分４２が形成され、
   該各部分４２が一方のセル壁を形成しているウエ
   ブ板１の開口１２に案内するための切欠き４３，
   ４４，４５を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   スペーサ。