JPS6146792B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子炉圧力容器内の燃料集合体を支持
するための上部格子板に関する。

〔発明の背景〕

沸騰水形原子炉には第１図に示されるように、
圧力容器１の内部に炉心シユラウド２、シユラウ
ドサポート３、シユラウドヘツド４、気水分離器
７、蒸気乾燥器８、ジエツトポンプ１１、炉心ス
プレイスパージヤ１２、LPCI（低圧注水系）バ
ツフルプレート１３等を配備している。

原子炉の燃料集合体１０は先の下端部と上端部
とが炉心支持板５と上部格子板６とにそれぞれ支
持され、かつ制御棒９により制御される。

前記炉心支持板５はシユラウドサポート３に支
持されており、前記上部格子板６は炉心シユラウ
ド２に支持されている。

ところで従来の上部格子板６は第３図、第４図
および第５図に示されるように、互いに複数個の
第１、第２の板材６ａ，６ｂを組み合せて構成さ
れている。すなわち、第１の板材６ａには下半部
に位置させかつ長さ方向に等間隔を存して嵌合溝
６ｃが切り込み形成され、第２の板材６ｂには上
半部に位置させかつ長さ方法に等間隔を存して嵌
合溝６ｄが切り込み形成されており、前記第１、
第２の板材６ａ，６ｂを嵌合溝６ｃ，６ｄの部分
で互いに直角に交差させて嵌合し、組み合せた構
造とされている。

そして前記上部格子板６は第６図および第７図
に示されるように、炉心シユラウド２の肩部に溶
接固定された着座ブロツク１４上に載置され、か
つ円周方向に等間隔を有して設けられた結合部を
介して着脱自在に取り付けられている。

前記上部格子板６の結合部は第６図、第７図に
示されるように、内側にテーパ面を有しかつ炉心
シユラウド２の内周面に円周方向に等間隔を存し
て固定されたシユラウドブロツク１５、外側に前
記シユラウドブロツク１５のテーパ面に接合する
テーパ面を有しかつシユラウドブロツク１５と上
部格子板６の外周面間に挿入されたウエツジ１
６、断面逆Ｌ字形に形成されかつボルト１８によ
り上部格子板６の外周縁部に止着されていてウエ
ツジ１６を固定するストツパ１７とを有して構成
されている。この結合部は分解時には第８図に示
されるように、ストツパ１７を取り外し、ウエツ
ジ１６を一旦上方に引き上げ、ウエツジ１６が炉
心スプレイスパージヤ１２に干渉しないように前
記ウエツジ１６を方向変換しながら引き抜くよう
になつているから、ウエツジの着脱が容易でな
い。

さらに、前述従来の上部格子板６は耐震性が悪
い欠点がある。すなわち、燃料集合体１０が下部
は炉心支持板５に支持され、上部は前記上部格子
板６に支持されていて両端支持状態になつている
ので、地震時に燃料集合体１０が弓なりに曲がる
ため、上部格子板６の第１、第２の板材６ａ，６
ｂのそれぞれの下端部に燃料集合体１０の反力が
加わり、その結果特に第１の板材６ａの嵌合溝６
ｃ，６ 間の第４図に示される“Ｌ”部分に過大
なねじれ応力が発生する。従つて特に高耐震地区
においては上部格子板６の耐震強度が不足する。

なお上部格子板６の耐震強度を上げるために、
第１、第２の板材６ａ，６ｂの肉厚を増すことは
燃料集合体１０との寸法取合があり不可である。
また上部格子板６の第１、第２の板材６ａ，６ｂ
の高さを増すことは、燃料集合体１０の長さを上
部に延長する必要があり、かつ炉心スプレイスパ
ージヤ１２に燃料集合体１０が接近し、非常用冷
却系の炉心スプレイ散水分布特性が大幅に変わる
ことになるので、これも不可である。

そして前記上部格子板６は炉心シユラウド２に
溶接固定された着座ブロツク１４上に着座されて
いるのみで、前記着座ブロツク１４に固定されて
いない。従つて第８図に示されるように、地震時
に燃料集合体１０の反力Ｆが上部格子板６に加わ
つたとき、荷重方向に圧縮力Ｆ_Cが生ずる。該圧
縮力Ｆ_Cはウエツジ１６、シユラウドブロツク１
５を通じて炉心シユラウド２に伝達され、炉心シ
ユラウド２の剛性により上部格子板６の水平面内
でのずれ、すなわち横方向のずれが防止される。
しかしながら地震時の荷重と反対方向のウエツジ
１６は上部格子板６の横ずれを防止することはで
きないので、前記圧縮力Ｆ_Cにより上部格子板６
は第８図に仮想線で示されるように変形し、上部
格子板６の全体の強度のバランスが崩れ、原子炉
の心臓部である燃料集合体１０を健全に保持でき
なくなる欠点がある。

又、従来の上部格子板は炉心シユラウド側に固
定されていなかつたので、浮き上がりに対する対
策が成されていなかつた。この上部格子板の浮き
上がりも燃料集合体の支持信頼性を悪くすると考
えられる。

〔発明の目的〕

本願発明の目的は、原子炉の燃料集合体の支持
信頼性を向上するとともに、上部格子板を設置す
る際に使用されるくさび形ウエツジの着脱を容易
にするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、上部格子板本体の外周と炉心シユラ
ウドとの間に複数個のくさび形ウエツジが挿入さ
れ、前記ウエツジの近傍上方に炉心スプレイスパ
ージヤを備える原子炉圧力容器において、前記上
部格子板本体を一体成形によつて形成し、前記一
体成形の上部格子板本体の外周に上方へゆくにし
たがつて炉心側へ傾く形状の斜面を設け、前記斜
面と前記炉心シユラウドとの間にくさび面を前記
斜面に向けて前記くさび形ウエツジを挿入して設
け、前記一体成形の上部格子板本体を、円周方向
に間隔を有して配した複数の締め付けボルトで炉
心シユラウド側の固定部材に緊締したことを特徴
とした原子炉圧力容器内の燃料集合体支持用の上
部格子板であつて、くさび形ウエツジを受ける上
部格子板側の斜面に沿つてくさび形ウエツジを移
動させるだけで炉心スプレイスパージヤとの干渉
回避する手間をこうじることなくくさび形ウエツ
ジの着脱が可能となるとともに、一体成形で強度
の高い上部格子板を締付ボルトで炉心シユラウド
側に固定して耐震性の向上と変形及び浮き上がり
が防止できる上部格子板とし、上部格子板による
燃料支持の信頼性を高め得ることができるもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に基づいて説明する。

第１０図および第１３図は本発明の一実施例を
示すもので、上部格子板本体２０は第１０図に明
示されるように、一体成形によつて形成されてい
る。この上部格子板本体２０は削り出し加工等に
より製作され、また第１２図に示されるように、
従来の上部格子板６の高さＨよりも約40％低い高
さｈに形成されている。

前記上部格子板本体２０は第１２図に拡大示さ
れるように、着座ブロツク１４上に固定されたマ
ウンテイングブロツク１９上に載置され、上面が
従来の上部格子板６の上面と同じ高さ位置に調整
されている。前記着座ブロツク１４は炉心シユラ
ウド２の肩部に載置されかつ溶接固定されてお
り、またマウンテイングブロツク１９はLPCIバ
ツフルプレート１３の内壁面に当接されかつ前記
着座ブロツク１４に溶接固定されている。

また前記上部格子板本体２０は円周方向に等間
隔を存して設けられた結合部により炉心シユラウ
ド２に着脱自在に取り付けられている。

上部格子板本体２０の前記結合部の第１１図お
よび第１２図に示されるものは、上部格子板本体
２０の外縁部２１の一部分を斜めに切欠して形成
されたテーパ面２２、炉心シユラウド２の内壁面
に溶接固定されたシユラウドブロツク２３、内側
面に前記上部格子板本体２０のテーパ面２２に接
合するテーパ面２５と肩部２６とを有するくさび
形に形成されかつ前記上部格子板本体２０のテー
パ面２２とシユラウドブロツク２３間に挿入され
たウエツジ２４、上部格子板本体２０の外縁部２
１の上面とウエツジ２４の肩部２６間に配置され
たストツパ２７、該ストツパ２７と上部格子板本
体２０の外縁部２１とを貫通して前記マウンテイ
ングブロツク１９にねじ込み装着された締め付け
ボルト２８とを備えて構成されている。

そして前記上部格子板本体２０は炉心シユラウ
ド２に対してウエツジ２４により位置決めされ、
かつマウンテイングブロツク１９にねじ込まれた
前記締め付けボルト２８の締め付け力によつて炉
心シユラウド２側の固定部材たる着座ブロツク１
４に溶接固定された前記マウンテイングブロツク
１９に緊締されている。

前述構成の上部格子板においては、上部格子板
本体２０は結合部を介して炉心シユラウド２に取
り付けられ、上部格子板本体２０の内部に区画形
成された空間部に、常法により燃料集合体１０の
上端部が挿入支持され、使用される。

前記上部格子板の使用中、地震時に燃料集合体
１０が弓なりに曲がり、上部格子板本体２０に燃
料集合体１０の反力が作用した際、上部格子板本
体２０が一体成形によつて形成されているので、
前記反力が直ちに上部格子板本体２０全体に分散
吸収され、従つて上部格子板本体２０に過度なね
じれ応力が発生せず、上部格子板本体２０が損傷
することなく、燃料集合体１０を安全に支持す
る。

また上部格子板本体２０は結合部における上部
格子板本体２０の外縁部２１のテーパ面２２と、
炉心シユラウド２の内壁面に溶接固定されたシユ
ラウドブロツク２３との間に挿入されたくさび形
のウエツジ２４により位置決めされ、かつストツ
パ２７と上部格子板本体２０の外縁部２１とを貫
通してマウンテイングブロツク１９にねじ込まれ
た締め付けボルト２８により炉心シユラウド２側
の固定部材たる前記マウンテイングブロツク１９
に緊締されているので、第１３図に示されるよう
に、地震時に燃料集合体１０の反力Ｆが上部格子
板本体２０に加わつても、荷重方向に圧縮力Ｆ_C
が発生すると同時に、地震時の荷重方向と反対方
向に引張反力Ｆ_Tが発生し、上部格子板本体２０
全体の荷重の平衡が保たれ、従つて上部格子板本
体２０の横方向のずれが防止され、燃料集合体１
０が健全に保持される。

なお一体成形としたことにより上部格子板本体
２０の高さｈを従来の上部格子板６の高さＨに対
して40％程度低くできることにより、全体の重量
が軽減され、その結果炉心シユラウド２内の下半
部側と上半部側の差圧による浮き上り力の影響を
受けるが、原子炉の通常運転時には全く問題がな
い。また原子炉配管破断による冷却材喪失事故時
において、差圧による浮き上り力が上部格子板本
体２０の重量よりも若干大きくなるが、締め付け
ボルト２８の締め付け力により十分対処できる。

なお前記第１０図および第１３図に示される実
施例では上部格子板本体２０の外縁部２１の一部
を切欠したテーパ面２２とシユラウドブロツク２
３間に、内側に前記テーパ面２２に接合するテー
パ面２５を有するウエツジ２４を挿入している
で、上部格子板本体２０の結合部の分解時に、ウ
エツジ２４を前記テーパ面２２，２５に沿つて、
第１２図に矢印で示されるように、単に斜め上方
に引き上げるのみで炉心スプレイスパージヤ１２
に干渉することなく容易に引き抜くことができ
る。

また前記第１０図および第１３図に示される実
施例において、マウンテイングブロツク１９に代
えてサポートリングを用いてもよい。

つぎに第１４図は本発明の他の実施例を示すも
ので、上部格子板本体２０は着座ブロツク１４上
に直接載置され、結合部の締め付けボルト２８が
ストツパ２７と上部格子板本体２０の外縁部２１
を貫通して前記着座ブロツク１４にねじ込まれ、
前記締め付けボルト２８により着座ブロツク１４
に上部格子板本体２０が固着されており、上部格
子板本体２０の底面を従来の上部格子板６の底面
位置に合せて取り付けられている外は、前記第１
０図ないし第１３図に示される実施例と同様であ
る。

〔発明の効果〕 以上の如く、本発明によれば、原子炉の上部格
子板が一体成形で耐震性が大きく、且つ変形及び
浮き上がりが起きないので、燃料支持の信頼性が
高くなる効果と、原子炉内の上部格子板廻に採用
したウエツジの着脱が容易となる効果とを奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子炉圧力容器の内部構造を示す縦断
面図、第２図は燃料集合体の配置を示す平面図、
第３図は第２図のＢ部分の詳細図、第４図は従来
の上部格子板の組み立て途中の説明図、第５図は
同組み立て使用状態の拡大斜視図、第６図は従来
の上部格子板の結合部の一部拡大平面図、第７図
は同縦断正面図であつて、第１図のＡ部分の詳細
図、第８図は従来の上部格子板の地震時における
荷重の伝達を示す平面図、第９図は従来の上部格
子板の結合部のウエツジの引き抜き状態の説明
図、第１０図は本発明の上部格子板本体の拡大斜
視図、第１１図は本発明の使用状態の一部拡大平
面図、第１２図は同縦断正面図、第１３図は本発
明の地震時の荷重の伝達を示す平面図、第１４図
は本発明の取り付け状態の他の実施例を示す縦断
正面図である。 １……原子炉圧力容器、２……炉心シユラウ
ド、１０……燃料集合体、１４……着座ブロツ
ク、１９……マウンテイングブロツク、２０……
上部格子板本体、２１……同外縁部、２２〜２９
……上部格子板本体の結合部を構成する部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上部格子板本体の外周と、炉心シユラウドと
   の間に複数個のくさび形ウエツジが挿入され、前
   記ウエツジの近傍上方に炉心スプレイスパージヤ
   を備える原子炉圧力容器において、前記上部格子
   板本体を一体成形によつて形成し、前記一体成形
   の上部格子板本体の外周に上方にゆくにしたがつ
   て炉心側へ傾く形状の斜面を設け、前記斜面と前
   記炉心シユラウドとの間にくさび面を前記斜面に
   向けて前記くさび形ウエツジを挿入して設け、前
   記一体成形の上部格子板本体を、円周方向に間隔
   を有して配した複数の締め付けボルトで炉心シユ
   ラウド側の固定部材に緊締したことを特徴とした
   原子炉圧力容器内の燃料集合体支持用の上部格子
   板。