JPS6166987A - 燃料棒スペ−サ - 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】 （発明の技術分野〕 本発明は燃料集合体を構成する多数の燃料棒をｌｄｔ間
支持する燃料棒スペーサ （発明の技術的背崇どぞの問題点） 一般に、原子炉用の燃わ１集合体においては、その長手
方向複数箇所に燃料棒スペーサを設置１　、燃料棒の湾
曲等を矯正するとともに、冷ｆＪＩＨの流動ににる燃料
棒の振動を低く抑えるＪ：うにしである。

すなわち、第５図はこの燃料集合体の断面を示し、燃料
チャンネル１内には、上下両端部をそれぞれ上部タイブ
レート２および下部タイプレート３に支持された複数本
の燃料棒４およびつＡ−タロラド５が配列装着されてお
り、更に各燃料棒４を整列支持し燃料棒４の横方向の振
動を拘束するとともに冷却材の流路を確保するための燃
料棒スペーサ６が、燃料棒４の軸方向に複数個設置」ら
れている。

従来のこの種の燃料棒スペーサ−６は、第６図から第１
４図に示すように形成されている。

第６図はその燃料棒スペーサ６の平面を示し、第７図は
その側面を示している。

この燃料棒スペーサ 料棒をｉＦ方格子状に配置するように形成されている。

？ｌなわち、内部に燃料棒を挿通して支持する八角筒状
の８１個のシェルフ、７を９×９の正方格子状に配置し
、各シェルフをその１個おきの側壁部をもって連接し、
隣接４個のシェルフの他の１個おきの側壁部をもって四
角筒状の冷却材流通路８をそれぞれ形成している。

更に説明すると、シェルフは、４角隅部に配置される１
４８図（ａ）〜（ｄ）に示すような４個の隅部シェルフ
ａと、４辺部に配置される第９図（ａ）〜（ｄ）に示１
ような２８個の辺部シェルフｂと、内部に配置される第
１０図（ａ）〜（ｄ）に示すにうな４９個の内部シェル
フＣとにより形成されている。第８図（ｂ）〜〈ｄ）、
第９図（ｂ）〜（ｄ）、第１０図（ｂ）〜（ｄ）は、そ
れぞれ第８図（ａ）、第９図（ａ）、第１０図（ａ）の
矢印８ｂ、　８ｃ、８ｄ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、１０ｂ、
１０ｃ、１０ｄからの矢視図である。

そして、これらのシェルフａ、７ｂ、７ｃは、４辺部に
それぞれ配置した第１１図に示すにうな４枚の側部材９
の内側に設けられており、第１２図から第１４図に示１
Ｊように、各シェルフａ、７ｂ。

７Ｃの内壁面に同義したスプリング１０にＪ、って燃ｆ
３１捧４を各シェルフａ、７ｂ、７ｃの内側に突設した
固定ストッパ１１に弾力的に圧接させて支持Ｊる。各シ
ェルフａ、７ｂ、７Ｃｉ、１、第８図（ａ）、第９図（
ａ）、第１０図（ａ）にそれぞれ示すように、１個おぎ
の狭幅の連接用側壁部１２ａ、１２ｂ、１２ｃと伯の１
個おきの広幅の流路用側壁部１３ａ、１３ｂ、１３ｃと
を連結した同一のへ角形衛面をしており、等長に形成さ
れている。

次に、各シェルフａ、７ｂ、７ｃと側部材９等の構成と
連接状態を更に詳しくぴ（明する。

隅部シェルフａは、第８図に示づＪ：うに、隣接づる流
路用側壁部１３ａ、１３ａの上下端をそれぞれ内側に膨
出さけて固定ストッパ１１が形成され、この２個の流路
用側壁部１３８．１３ａに挟まれた連接用側壁部１２ａ
おＪ：びこれに隣接する連接用側壁部１２ａの上下部分
を切除して、側部材９の端部切欠９ａに係合させて連接
されている。

他の隣接Ｊ−る連接用側壁部１２ａ、１２ａは、辺部シ
ェルフｂと連接するために１個は下半部を他の１個は下
半部を切除されている。

辺部シェルフｂは、第９図に示すように、隣接する流路
用側壁部１３ｂ、１３ｂの上下端に同様にして固定スト
ッパ１１がそれぞれれ形成され、この２個の流路用側壁
部１３ｂ、１３ｂの一方に隣接で−る１個の連接用側壁
部１２ｂの上下部分を切除して、側部材９の位置決め孔
９ｂに挿入係合させて連接されている。そして、」上下
部が切除されたこの連接用側壁部１２ｂと対向する連接
用側壁部１２ｂは、内部シェルフＣと連接するために下
半部が切除されている。そして、他の対向する連接用側
壁部１２ｂ、１２ｂは上半部が切除されていて、隅部シ
ェルフａの同様に半部を切除された連接用側壁部１２ａ
と半部同志を突き合わせて上下に連続する側壁部となる
ように連接し、そして隣接する辺部シェルフｂ同志にお
いては上下を逆にして配置して連接している。

内部シェル７Ｃは、第１０図に示７１−　Ｊ：うに、隣
接する流路用側壁部１３Ｇ、１３Ｃの上下端に同様にし
て固定ストッパ１１がイれぞれ形成され、この２個の流
路用側壁部１３ｃ、１３Ｃに挟Ｊ、れた連接用側壁部１
２ｃとこれに対向する連接用側壁部１２ｃとはそれぞれ
上平部を切除され、他の対向する２個の連接用側壁部１
２Ｇ、１２Ｃは下半部を切除されており、隣接する内部
シェルフＣ同志は上下逆になるＪ：うにして、相互間お
よび辺部シェルフｂとを上下半部ずつの連接用側壁部を
突ぎ合わせて上下に連続した側壁部となるＪ：うにして
連接される。

そして、各シェルフａ、７ｂ、７ｃは第６図に示すよう
に、固定ストッパ１１が設けられていない流路用側壁部
１３ａ、１３ｂ、１３ｃに挟まれている連接用側壁部１
２ａ、１２ｂ、１２Ｃ同志が連接ＪるＪ：うに配置され
ており、その連接部においてそれぞれ第１４図に示すＪ
：うに、内側にスプリング１０を両連接用側壁部１２Ｃ
，１２Ｃを跨ぐように配置するとともにスポット溶接１
４゜１４により相方に溶着して一体的に形成している。

そして、各シ■ルアａ、７ｂ、７ｃは、外周側にあるシ
ェルの上半部を切除された連接用側壁部に内周側にある
シェルの下半部を切除された連接用側壁部を載置するよ
うに連接して、上下方向にずれがｌトしないように形成
されている。

このスプリング１０は、上下に良い板ばね状に形成され
ており、第１４図の右側に示すように自由状態では連接
用側壁部１２ｃから離れており、同図左側に示すように
燃料棒の支持時には連接用側壁部１２ｃ側へ弾力的にへ
こむように形成されている。

そして、辺部シェルフｂと側部材９との接続は、各辺の
最外部にある２個の辺部シェルフｂの側部材９の位置決
め孔９ｂに係合している連接用側壁部１２ｂに、その位
置決め孔９ｂより大ぎい略台形状のロブ１５を外側から
当てがって相ｎにスボッ１〜溶接等により溶着して行な
われている。このロブ１５は、燃料集合体の燃料ヂャン
ネルの内壁面に接触して、燃料棒スペーサ６と燃料チャ
ンネルとの間に所定間隙を形成する。

このように形成された従来の燃料棒スベーザ６において
は、第１２図に示すように、各シ■ルアａ、７ｂ、７ｃ
が、隣接する４個の燃料棒４゜４についての冷却材流域
の低速流域部分に配置され、その高速流域部分には各シ
ェルの流路用側壁部によって筒状に形成された障害物の
ない冷却材流路８が配置される。よって、冷却材は冷却
材流路８内を高速流を）りされることなく自由に流通す
るようになる。

一方、今日では燃料４」イクル費用の低減化を図るため
に、燃Ｆ１の燃焼度を従来より高くすることが望まれて
いる。

これを行なうために、燃料集合体を原子炉内に長期間装
填して使用しなければならない。

どころが、従来の燃料棒スペーサ６においては、第１４
図に示すように、スプリング１０の両端を溶接にＪ：リ
シＩルアの内面に固着しているので次のような不都合が
生じる可能性がある。

すなわち、燃料棒４は乱流状態の冷却材流中に置かれて
いるので常に振動している。このように燃料棒４が撮動
している時に、燃料棒スペーサ６のスプリング１０が常
に燃料棒４に弾接していないと、振動と腐蝕どの相乗作
用によるフレッティング腐蝕を起こすことが予想される
。なぜなら、従来のスプリング１０は両端が固定されて
いるので、その弾力的動作に限りがあり、燃料棒４の振
動に追従することができないことがあり、燃料棒４の被
覆管とスプリング１０とが離れたり接触したりするので
、その再接触時に燃料棒４の被覆管の表面に衝撃荷重が
作用し、フレッティング腐蝕が急速に進行してしまうこ
とが考えられる。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、燃料
棒に常に弾接していて、燃料棒の被覆管に７レツテイン
グ腐蝕を発生させることないスプリングを有する燃料棒
スペーサを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の燃料棒スペーサは、内部に燃料棒を挿通して支
持する多数の八角筒状のシェルを、その１個おきの側壁
部をもって相互に連接し、他の１個おきの側壁部をもっ
て筒状の冷却材流通路を形成した燃料棒スペーサにおい
て、前記燃料棒を前記側壁部に弾接させるスプリングを
前記側Ｗ部に移動可能にして設けたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第４図について説明
する。

第１図おＪ：び第２図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例
を示す。

本実施例の燃料棒スペーサ１６においては、３種類の各
シェルフａ、７ｂ、７ｃ、側部材９等は従来と同様に形
成してあり、同一部分には同一符号を付しである。イし
て、本実施例では従来の側壁部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ
に溶接するスプリング１０に代えて、各側壁部１２ａ、
１２ｂ。

１２Ｇに移動自在にしてスプリング１７をそれぞれ装着
して形成している。このスプリング１７は、第２図（ａ
）（ｂ）に詳細に示すように、上下に連通した１枚板状
の側壁部１２Ｇ８その長手方向全体に？）ぐ環状形状に
形成されている。１なわち、スプリング１７の両端部１
７ａ、１７ａの間隔を側Ｑ９部１２ｃの長さより大ぎく
形成して、スプリング１７が側壁部１２ｃの１（手方向
に移動できるように形成されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

本実施例においては、スプリング１７が燃料棒スペーサ
１６の側壁部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対し【相対移動
自在にして取付（〕られているので、燃燃料棒が冷却材
の乱流中において振動したり、熱膨張したりしても、ス
プリング１７自身が燃ｒ１棒４に追従して移動するので
、スプリング１７は燃料棒４の被覆管と常に接触状態を
保持している。

これににす、スプリング１７と燃Ｆｌ棒４の被覆管との
当接部分にｌｉ撃伺Φが作用１−ることがなくなり、フ
レッティング腐蝕の発生も防１にされ、燃料棒４は常に
燃ｒ１棒スペー→ｔ１６の適正位置に弾力的に保持され
ることとなる。Ｊ、って、燃料棒４を原子炉の炉心内に
長期間に口って燃焼させることがぐき、燃料の燃焼庶を
高くすることがでさる。

第３図（ａ）（ｂ）は、スプリング１７の側壁部１２ａ
、１２ｂ、１２ｃへの取付ｔ−Ｊ方が変更した他の実施
例を示Ｊ０本実施例においては、スプリング１７０両端
部１７ａ、１７ａと共に側壁部１２ｃに穿設した開口１
８．１８に挿通して支持したものである。この場合、ス
プリング１７は聞［１１８と両端部１７ａとの余裕間隔
を自由に移動Ｊることができ、前記実施例と同様に作用
する。

また、第４図＜８）（ｂ）は、スプリング１７の一端部
１７ａを側壁部１２Ｇの間口１８に挿通し、他端を側壁
部１２ｃの端部を釣ぐＪ、うにして取付（Ｊた他の実施
例を示している。本実施例し前記実施例と同様に作用Ｍ
る。

なお、スプリングの形状および側壁部への取イ・１１」
方【ま、燃料棒の人きさ、振動１１合、炉心の運転条ｆ
’ｌ　’８に応じて、神々に変形することができる。

（発明の効果〕 このように本発明の燃１棒スペーリ＋３順、燃料棒を弾
力的に支持するスプリング自体を側壁部に移動自（１に
して設（Ｊたので、燃料棒の被覆管のフレッティング腐
蝕を確実に防１トすることができ、燃ｒ１棒の長期使用
を可能とするとと６に王の安全ｖ１を向上さけることが
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の燃料棒スペーサの実施例を
示し、第１図は平面図、第２図（ａ）（ま第１図のＩＩ
ａ−■ａ線に沿った断面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ
）の右側面図、第３図（ａ）（ｂ）、第４図（ａ）（ｂ
）は他の実施例を示す第２図（ａ）（ｂ）同様の図、第
５図は態別集合体の縦断側面図、第６図から第１４図は
従来の燃ｒ１捧スペー号を示し、第６図は平面図、第７
図は正面図、第８図（ａ）〜（ｄ）は隅部シェルを示し
、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）〜ｌｄ＞は同図（ａ
）の矢印８ｂ、　８ｃ、　８ｄ矢視図、第９図（ｎ）〜
（ｄ）は辺部シェルを示す第８図（ａ）へ−（ｄ　）と
同様の図、第１０図（ａ）〜（ｄ）は内部シェルを示す
第８図（ａ）〜（ｄ）と同様の図、第１１図は側部材の
正面図、第１２図は拡大部分平面図、第１３図は第１２
図のｘ　ｍ　、−ｘ　ｍ線に沿った断面図、第１４図は
第１２図のＸ　ＩＶ　−Ｘ　ＩＶ線に沿っｋＩｌｌｉ面
図である。 ３・・・燃料棒、７・・・シェル、７ａ・・・隅部シェ
ル、７ｂ・・・辺部シェル、７Ｃ・・・内部シェル、８
・・・冷ＩＩ祠流通路、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・
連接用側壁部、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ・＝−流路用側
壁部、１６・・・燃料棒スペーＶ１１７・・・スプリン
グ。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 第　ｌ　図 弔　２　図 第　３　図 （Ｊ）（イ） ｌｊ 蔓　４　図 （ａ）（イ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に燃料棒を挿通して支持する多数の八角筒状の
   シェルを、その１個おきの側壁部をもって相互に連接し
   、他の１個おきの側壁部をもって筒状の冷却材流通路を
   形成した燃料棒スペーサにおいて、前記燃料棒を前記側
   壁部に弾接させるスプリングを前記側壁部に移動可能に
   して設けたことを特徴とする燃料棒スペーサ。 ２、スプリングは、環状に形成されているとともに側壁
   部にその長手方向に移動自在にして装着されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料棒スペー
   サ。