JPS6144271B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加圧水型原子炉に使用される核燃料
集合体用の支持格子に関し、特にそのコーナー部
の機械的干渉に対する強度を向上するための改良
に関する。

加圧水型原子炉に使用される燃料集合体のよう
に原子炉内で外套管を有さない燃料集合体（キヤ
ンレス集合体）を原子炉サイトで取扱う場合、燃
料集合体が他の燃料集合体或いは保管ラツクや取
扱治具などと機械的相互干渉を起し、このため燃
料集合体の構成要素のうちで最も外方へ突出して
いる支持格子、特にその角部に破損を生じる恐れ
がある。

第１図は一般的な加圧水型原子炉用燃料集合体
の構造を示し、大多数の核燃料棒案内シンブル２
とが横断面で正方格子状に配列されて構成されて
いる。これら燃料棒１と制御棒案内シンブル２を
適正間隔で離間させるために用いられる支持格子
３は、直交する多数の帯板を格子組みしてなり、
この格子組みの外周四辺は同様の帯板外板によつ
て囲周され、ろう付或いは溶接で組立てられてい
る。また燃料集合体の上部と下部にはそれぞれ上
部ノズル４および下部ノズル５が取付けられ、こ
のようにしてなる集合体が複数本炉心に装荷され
るものである。

燃料集合体の炉心への装荷或いは炉心からの取
外しなど、原子炉サイトでの集合体の取扱いは、
上部ノズル４を特殊取扱治具で係合して集合体を
その軸心方向にクレーン等で吊上げ或いは吊下げ
て行なうが、このとき集合体の外周において寸法
上最も外方へ張出す部分は支持格子３、特にその
角部である。また上部および下部ノズル４，５の
外寸は支持格子３の外寸と略々等しくされるのが
通例であり、従つてこの様な燃料集合体を炉心に
装荷する時など、他の物体と機械的相互干渉を起
す可能性のある部分は、上記上部ノズル４と下部
ノズル５、そして支持格子３の部分である。とこ
ろで上部および下部ノズル４，５は通常ステンレ
ス鋼の厚板或いは鋳物で形成されるので機械的強
度は上記干渉に対して充分であるが、支持格子３
は薄い鋼製帯板の格子組みによつて構成されるの
で、他物体との干渉によつて生じる破損はこの支
持格子３の外周部に集中する。

このような観点から支持格子外周の帯板外板に
は例えば第２図に示ように外板６の辺部の上下縁
に内部の格子組み帯板７より高い寸法の案内羽根
８を設け、集合体の装荷時などの相互干渉による
破損を極力防止するよう配慮がなされているが、
角部については何の対策ともなつていないため破
損防止効果が不充分であつた。

すなわち集合体は第３図に示すように炉心装荷
状態において各集合体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間に各々適
当な間隙を有し、このようにして通常100本以上
の集合体が炉心に装荷されているが、この間隙寸
法が使用中の集合体の曲り等によつて変化し、こ
れが装荷時等の集合体同志の干渉の因となる。例
えば集合体間の上記間隙は通常約１mm程度である
が、原子炉内で使用中に中性子照射等によつて生
じる集合体の変化、およびそれによる集合体の彎
曲により、上記間隙寸法が無くなつたりする恐れ
があり、これが一列に並んだ集合体で同方向に曲
りが生じる可能性があるなど、炉心内での上記集
合体間隙は集合体の再装荷の際に干渉を起す恐れ
が充分にある。

燃料集合体は通常炉内に３年間装荷されて燃焼
され、炉心は１年に１回ずつその燃料棒をはじめ
とする構成物の定期検査を受け、このときに燃料
集合体は炉心から取出されて燃料検査の後、原子
炉が再起動される前に再装荷されるが、この再装
荷に際して上述の集合体同志の相互干渉が生じ
る。これを図面と共に説明すれば、第３図に示し
た適正位置に対して集合体Ｃが図において左方お
よび下方に適正間隙寸法に相当する１mmずつ曲り
によつて移動してC′の位置になり、また集合体
Ｂが上方および右方に１mmずつ移動してB′の位置
になつたとする。この変位量１mmは集合体C′，
B′の周囲のＡおよび図示しない隣接集合体が適正
位置にあると仮定した場合の値であつて実際に集
合体の曲りによつて充分起り得るものであり、全
集合体の曲りが最悪状態に累積したとすれば変化
量は１mmより大きくなることを考えれば最も妥当
な値である。上記のような状態で集合体Ａが右方
向に曲つてA′となり、集合体C′，B′と接触した
状態を示すのが第４図である。この第４図におい
て集合体D′を装荷しようとするときこの集合体
D′が左上方へ曲つていたとすると集合体A′と
D′とがその角部で干渉し、その干渉を起す範囲
は第４図中の長さＬに渉る。すなわちこの場合Ｌ
は適正間隔値１mmの３倍の３mmとなる。従つて支
持格子角部相互の干渉に対する補強は少なくとも
帯板外板角部の両脇３mmずつの範囲にわたつて施
す必要がある。しかしながら従来の支持格子では
第２図に示す如く外板６の端部同志で形成される
角部が外板上下縁に至る二枚重ねの部分９からな
るため、上下縁には案内羽根を設けにくく、上下
方向からの干渉に対して角部９のテーパー状案内
羽根による損傷防止は困難であつた。

この発明は上述の状況に鑑みてなされたもの
で、支持格子の角部においてその上下左右いずれ
の方向に関する干渉に対しても直角部分での干渉
を無くすように角部にもテーパー状の案内構造を
形成せしめ、これによつて集合体同志或いは集合
体と他物体との装荷時の干渉による損傷を防止し
ようとするものである。

すなわちこの発明の核燃料集合体用支持格子に
おいては、帯板を格子組みしてその外周四辺を帯
板外板で囲周し、該外板の端部同志で形成される
角部に外板端部の内方折り曲げ端同志の二枚の重
ね合せ接続部によつて面取り部を形成し、上記重
ね合せ接続部の上下いずれかの一方の縁部を辺部
に連らなる一枚の外板端部で構成してさらに内方
へ屈曲させることにより、外板角部の上下いずれ
か一方の縁部に両辺部の一部を含む内方屈曲部を
形成してなるもので、この内方屈曲部が前記テー
パー状案内構造として相互干渉に際し直角に当接
することなく干渉相手に対し上下方向の移動によ
つて水平方向に逃げるための案内機能を果すよう
にしたものである。上記の内方屈曲部は外板角部
の上下いずれか一方の縁部にあればよく、これは
集合体の装荷時或いは抜去時に他の集合体と相対
的に上下移動するからであり、いずれか一方の縁
部に内方屈曲部があれば、移動する集合体又はそ
れを受け入れる他の集合体のいずれかの支持格子
が角部の内方屈曲部において相手を案内する。勿
論この内方屈曲部は角部の上下両方の縁部に設け
てもよく、冷却流体の流路抵抗とならないように
適宜設計される。

この発明の核燃料集合体用支持格子を図面と共
に説明すれば以下の通りである。

第５図はこの発明の支持格子の一実施例の角部
を示す半裁正面図、第６図は同じく平面図で、
６，６′は帯板外板、７は格子組みを形成する帯
板、８，８′は辺部における外板６の上縁に設け
られた案内羽根である。

隣り合う二辺の外板６，６′同志の各端部は
各々内方に45゜屈曲されてこの外板先端の折り曲
げ端同志が重なり合つて溶接され、この重ね合せ
接続部によつて格子の角に面取り部１０を形成し
ている。この面取り部１０は外板６，６′の二枚
重ねからなり、その上縁部は一方の外板６のみに
よつて形成された一枚の内方屈曲部１１となつて
いる。この屈曲部１１は他方の外板６′の上縁と
溶接部１４においてTIG溶接で溶接され、屈曲部
１１が両外板の辺部を一部含むようになされてい
る。この屈曲部１１の範囲は第５図および第６図
においてＷで示すように前記Ｌに対応してＷ＝Ｌ
≧３mmとし、また屈曲量は第６図にＭで示す如く
帯板外板の肉厚以上とする。

同一屈曲量Ｍに対し屈曲部１１の高さ（第５図
中のＨ）を大きくするほどその傾斜は緩やかにな
り、例えば第５図に鎖線１１′で示すように角部
に形成されるコーナーセル１２内の燃料棒挿入エ
リア１３に干渉しない範囲でＭを大きくとり、案
内羽根８，８′と同じ位の高さにまでしてもよ
い。

以上述べたように支持格子の外板の各部にも内
方屈曲部１１を設け、これを辺部の案内羽根８，
８′と連続させることにより該内方屈曲部１１へ
の他物体の当接があつても該屈曲部の傾斜によつ
て干渉による破損が有効に防止でき、従つて原子
炉サイトでの集合体の取扱いに際してその相互干
渉による破損が極めて少なくなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な燃料集合体の構造示す斜視
図、第２図は従来の支持格子の角部を示す斜視
図、第３図および第４図は炉心への集合体の装荷
状況を示す平面配列図、第５図はこの発明の一実
施例に係る支持格子の角部を示す正面図、第６図
は同じく平面図である。 ６，６′：帯板外板、７：格子組みされた帯
板、８，８′：案内羽根、１０：面取り部、１
１：内方屈曲部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯板を格子組みしてその外周四辺を帯板外板
   で囲周し、該外板の端部同志で形成される角部に
   外板端部の内方向折り曲げ端同志の二枚の重ね合
   せ接続部によつて面取り部を形成し、上記重ね合
   せ接続部とその両脇部分の少なくとも上下いずれ
   か一方の縁部を、上記重ね合せ接続部の縁部が重
   ね合せの二枚の外板のうち外方の一枚の外板端部
   だけとなるようにして一体的に内方へ屈曲させる
   ことにより、外板角部の少なくとも上下いずれか
   一方の縁部に、前記面取り部とその両脇の辺部の
   一部とにわたる一体的な内方屈曲部を形成してな
   ることを特徴とする核燃料集合体用支持格子。