JPS62116290A - 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】 発−明−の−背型≧ １訃へ１藷 本発明は、一般に原子炉の燃料集合体に関し、特に、補
修された後に上部ノズルと案内シンブルとのｍ造継手及
び非構造継手の双方を有する再構成可能な燃料集合体の
骨格構造に関するものである。

先」［挟巷聯−札明一 多くの原子炉において、炉心は細長い多数の燃料集合体
から構成されている。これ等の燃料集合体の従来の′ｎ
４造は、燃料集合体の長さに沿って隔置された複数の格
子によって組織的な配列に保持された複数の燃料棒と複
数の制御棒案内シンブルとを含んでおり、格子は制御棒
案内シンブルに収着されている。燃ｆｌ集合体の両端に
ある生部ノズル及び下部ノズルは、燃ｆ゛１棒の端部よ
りも若干上方及び下方に延びるこれ等の案内シンブルに
取着される。燃料集合体の上端では、案内シンブルは上
部ノズルのアダプタ板に形成された通路内に装着される
。各案内シンブルは上部ノズルへの取着のための上部イ
ンサート、即ちスリーブを有ｉ、ていてよい。

原子炉におけるこのような燃料集合体の運転中、主に内
部応力により、燃料棒の少数のものにその長さに沿って
割れが時々生１′、て、放射性の核分裂生成物がｊ〜み
出し、原子炉の一次冷却材に入るり能性がある。このよ
うな欠陥燃料棒を有する燃料集合体の交換に関連した高
コスＩ・のかぬに、最近、再構成可能な燃料集合体が開
発されてきた。燃料集合体を再構成可能にする一般的な
解決策は、燃料集合体に着Ｈ（２自在な上部ノズルを設
けることである。

上部ノズルを着脱自在とする１つの解決策は、ヨーロッ
パ特許出願第００３６８２１号明細書に記載され開示さ
れている。この解決策の１つの実施例においては、上記
ヨーロッパ特許出願の第３図、第６図及び第７図に示さ
れているように、上部ノズルの収り外しを可能とするた
め、」二部ノズルのアダプタ板の直ぐ下方で案内シンブ
ルを切断している。次いで、案内シンブルの外径よりも
若干大きな直径を有する短管を備えた新しし司二部ノズ
ルを案内シンブルの切断された上端部に取り付けてそこ
に膨出により固定する。しかし、この解決策は、新１〜
い一１１部ノズルを必要とする点と、燃料集合体の再構
成が１回のみしかできない点とで不具合である。

再構成可能な燃料集合体構造に対する別の解決策は、本
出願人による米国特許願連番第６４４７５８号明細書に
記載され開示されている。この解決策は、上部ノズルを
制御棒案内シンブルの上端部に着脱自在に装着するため
の取り外し可能の取付構造を含んでいる。上部ノズルを
取り外し交換するために取付構造を取り外したり装着し
たりするのに使用される種々の丁貝及び装置は特願昭６
０−２４９１４２号、特願昭６０−２５１００５号、特
願昭６１−８：’１２号及び特願昭６１−１．４８９１
号各明細書に記載され開示されている。取付構造のため
の最近考え出された再使用可能なロック管は特願昭６１
−７２６４６号明細書に記載され開示されている。

この取付構造は、上部ノズルのアダプタ板に画成された
複数の外側ソケットと、案内シンブルの上端部にそれぞ
れ形成された複数の内側ソケットと、内側ソケットを外
側ソケットに対して係合状態に維持するため内側ソケッ
トに挿入される複数の着脱自在なロック管とを有する。

各外側ソケットは、アダプタ板を貫通する通路の形態で
あって、環状の溝を有する。各内側ソケットは、環状の
膨出部を有する案内シンブルの中空上端部の形態であっ
て、膨出部は、案内シンブルの上端部がアダブタ板の通
路に挿入される時に、環状の清白に着座する。案内シン
ブルの上端部には細長い複数の軸方向スロットが設けら
れていて、該スロットが形成された部分が内方へ弾性的
に収縮するのを許容し、膨出部の大きな直径がアダプタ
板の通路にある環状の円周方向溝内に挿入されたり該円
周方向溝から抜は出たりするのを可能にしている。この
ようにして、案内シンブルの内側ソケットは外側ソケッ
トとのロック係合状態に挿入されたり該ロック係合状態
から離脱されたりする。

ロック管は、上部ノズルの−Ｆ方から、内側ソケットを
形成する案内シンブルの中空上端部内にロック位置に挿
入される。ロック管は、そのロック位置に挿入されると
、内側ソケットの膨出部を環状の溝との拡張した係合状
態に保持すると共に、内側ソケットが外側ソケットがら
離脱しうる収縮した解放位置に内側ソケットが移動する
のを防止する。このようにして、ロック管は内側ソケッ
トを外側ソケッＩ・どのロック係合状態に保持し、それ
により案内シンブルの上端部に対して上部ノズルを取り
付ける。

起こり得ないことではあるが、燃料集合体の再構成作業
中に、どんな欠陥燃料棒にもアクセスできるように上部
ノスルを放射化り、　ｒ：燃料集合体から取り外ず間に
、案内シンブルの上端部、即ち挿入スリーブが］−具に
より或は案内シンブルの上端部に衝突する落下物体によ
り不都合にも損傷を受ける可能性が存在する。この、Ｌ
うにな不都合が起きると、損傷した部分が二部ノズルの
アダプタ板の通路に入ることができず１つロック管によ
って適正に収着されなければ、この燃ｆ４集合体は原子
炉において史に使用するのには不適であるとされる。

従って、成功裡に燃料集音体の１ｆＩ−構成を行うこと
を危うくさせる、起こりそうにもないが１１１能性はあ
る損傷に関連した潜在的問題を効用的に解決する、破損
ｉ、７た案内シンブル上端部を補修（即ち、修理又は除
去）［２収容する実行可能な修理策の必要性がある。

発−明−９−概−要一 本発明は、米国特許願連番第７９７３３７号明細書記載
の発明と共に、損傷した案内シンブル」一端部を補修（
即ち、修理又は除去）し収容するように設計された再構
成装置及び上部ノズル・案内シンブル継手構造を提供す
ることによって、」一連した必要性を溝ｔ：すようにし
ている。

米国特許願連番第７９７３３７号明細書記載の発明は、
破損しｌご案内シンブル」二端部を補修する装置及び方
法に関係している。特に、遠隔操作される装置は、適度
に破損した案内シンブル上端部を補修し、そ［７て修理
不能なまでに破損した案内シンブル］二端部を切断する
ように作動可能であり、従って、案内シンブルの修理さ
れ、切断された上端部に上部ノズルを再装着し７、そし
て原子炉において、再構成された燃料集合体を続けて使
用することを可能にする。

破損した案内シンブル上端部が修理不能であり切り落と
さなけれはならない場合、本発明が、幾つかの切断され
た案内シンブル上端部、即ち挿入スリーブを有する燃料
集合体骨格ｍ造に適合する改良型−１一部ノズルの取付
思想を提案している。特に、改良型」二部ノズルにおい
ては、上部ノズルのアダプタ板に前から構造継手を設け
ていた切断された案内シンブル士端部に代わって、非構
造継手を用いている。特定の燃料集合体構造に依存する
が、少なくとも４〜６個の取り外し可能な上部ノズル・
案内シンブル構造継手を、残りの構造継手によって支持
される負荷を認容し得ないレベルまで増すことなく、無
くすことができる。

従って、本発明は、上部ノズルと、上端部を有し縦方向
に延在する複数の案内シンブルと、前記上部ノズル及び
前記案内シンブルの上端部を相互に結合する結合手段と
を含み、該結合手段は、（ａ）複数の構造継手と、（ｂ
）少なくとも１つの非構造継手と、からなる燃料集合体
に存する。非ＩＮ造継手は、前記上部ノズル及び前記案
内シンブルの１つの上端部の一方に則に結合された中空
スリーブのような部材から構成されると共に、前記上部
ノズル及び前記案内シンブルの１つの上端部の他方に対
して滑り嵌めの関係で配設されている。、：のスリーブ
は、該スリーブ中に密な嵌合関係で前記案内シンブルの
１つの上端部を滑動可能に受け入れる′／：：めに、前
記案内シンブルの１つの上端部の直径寸法に実質的に等
しい直径寸法を有して前記」一部ノズルに結合される上
方部分と、前記案内シンブルの１つの上端部の直径寸法
よりも若干大きい直径寸法を有する下方部分とを含んで
いる。

また、本発明は、（ａ）上部ノズルと、（ｂ）上端部を
有して縦方向に延在する複数の案内シンブルと、（ｃ）
上部ノズルと案内シンブルの上端部とを相互に結合する
複数の継手と、からなる燃料集合体の骨格ｍ造に関す葛
ものである。該継手の少なくとも１つ以外は、案内シン
ブルの少なくとも１つと上部ノズルとの間に剛な結合を
もたらす構造継手である。１つの継手は非構造継手であ
って、案内シンブルの１つの上端部と」一部ノズルとの
間に剛ではない結合をもたらす。具体的には、構造継手
の数は継手のうちの実質的に大多数を占めており、いか
なる場合も非構造継手の数の少なくとも３倍である。

本発明によるこれ等の利点及び結果、並びにその他の利
点及び結果は、本発明の好適な実施例を示した添付図面
に関する以下の詳細な説明を読むことにより当業者にと
って容易に明らかとなろう。

ル肌圓１Ｕ−１−明一 以下の説明において、全図面を通し同一参照数字は同一
部分もしくは対応部分を指すものとし、そして「前方」
、［後方Ｊ、「左方Ｊ、「右方」、［上方向もしくは上
向き」、［下方向もしくは下向き」その他の同様の術語
は、説明の便宜上の表現と１７で用いたまでであって、
制限的な意味に解釈されてはならない。

ＷＬ説− 図面、特に第１図を参照すると、符号１０で総括的に示
された再構成可能な燃料集合体が垂直方向に短縮された
形態で図示されている。基本的には、燃料集合体ｌＯは
、原子炉（図示せず）の炉心領域において下部炉心板（
図示せず）」二に燃料集合体を支持するための下端構造
、即ち下部ノズル１２と、この下部ノズル１２から上方
に長手方向に延びる多数の案内管も［７くは案内シンブ
ル１４とを含んでいる。

更に、燃料集合体１０は、案内シンブル１４に沿って軸
方向に離間１〜で設けられている複数の横格子１６と、
該格子１６によって横方向に離間した関係で支持された
燃料棒１８の配列とを備えている。また、燃ｆｌ集合体
１０はその中央に位置する計装管２０と、諸部材を破損
することなく通常のように取り扱うことのできる一体の
ユニットを形成するために、後述する態様で案内シンブ
ル１４の上端に着脱自在に取り付けちれる上端構造、即
ち上部ノズル２２とを有している。

前述したように、燃料集合体１０における燃料棒１日の
配列は、燃料集合体の長さに沿って離間して設けられた
格子１６によって互いに離間した関係で保持されている
。各燃料棒１８は核燃料ペレット２４を収容しており、
その両端は、燃料棒を気密に封止するために、上部端栓
２６及び下部端栓２８によって閉塞されている。通常、
上部端栓２６と核燃料ペレット２４との間のプレナムに
はばね３０が配置されていて、核燃料ペレットを燃料棒
１８内で密に詰まっな関係に保持１〜ている。核分裂性
物質からなる核燃料ペレット２４は、原子炉の炉心の反
応出力源となる。水又はほう素置有水のような液体減速
材・冷却材が炉心の燃料集合体を通って上向きにポンプ
送りされて、該炉心内に発生される熱を有用な仕事を行
わせるために取り出ず。

核分裂過程を制御するために、多数の制御棒３２が燃料
集合体１０において所定位置に配置された案内シンブル
１４内を往復動ｉ１能である。具体的には、上部ノズル
Ｚ２は、半径方向に延びる複数のフルークないしは腕３
８を備えた円筒形部材３６を有するロッドクラスタ制御
機構３４を含んでいる。円筒形部材３６には内部にねじ
が切られている。各腕３８は１つ以上の制御棒３２に相
互接続されているので、該ロッドクラスタ制御機１１ｉ
３４が、案内シンブル１４内で制御棒３２を上下に移動
させることにより燃料集合体１０における核分裂過程を
制御するように、全て周知の態様で作動可能である。

５Ｌ韻ノックＵ口Ｕ計ｌ 第２図及び第７図に示すように、上部ノズル２２−１２
＝ は下方にアダプタ板４０を有しており、該アダプタ板４
０にはそこを貫通するように複数の制御棒通路４２が形
成されている（１個のみ図示）。制御棒案内シンブル１
４の最上方の端部（上端部）４４は、アダプタ板４０に
ある通路４２内に同軸関係で配置されている。燃料集合
体１０の再構成の際に燃料棒１８に対してアクセス可能
とするために、上部ノズル２２のアダプタ板４０は、総
括的に符号４６で示された取付構造によって案内シンブ
ル１４の上端部４４に着脱可能に接続されている。この
取付構造４６は、燃料集合体骨格構造の上部ノズルと案
内シンブルとの間に複数の構造継手を与える。取付構造
４６は、前述した特願昭６１−７２６４６号明細書に記
載されたものとほぼ同様であり、ここでは、本発明の理
解を容易にするために必要な程度だけ説明する。

第２図〜第７図に最も良く示すように、再構成可能な燃
料集合体１０の取付構造４６は、各々環状の周方向溝４
８（図には１個のみ示す）を含む複数の通路４２によっ
て上部ノズルのアダプタ板４０に画成された複数の外側
ソケット（図には１個のみ示す）と、案内シンブル１４
の一１二端部４４」−に画成された複数の内側ソケット
（図には１個のみ示す）と、内側ソケットを外側ソケッ
ト内にロック係合状態に保持するｊ：めに内側ソケット
に挿入される取り外し可能Ｉ、つ再使用可能な複数のロ
ック管（図には１個のみ示す）　５０とを有する。

各内側ソケットは、１つの案内シンブル１４の中空上端
部４４に、その上縁５４より若干下方のところに設けら
れた周方向の環状膨出部５２によって画成されている。

各案内シンブル１４の上端部４４には軸方向に延びる細
長い複数のスＩ７ツト５６かバ３成されているので、ス
ロワ１−の付いな１一端部４４は内方の圧縮位置へ弾性
的に収縮可能であり、該上端部４４にある周方向の膨出
部５２をアダプタ板の通路４２を介して環状の講４８内
に挿入したり該講４８から取り出したりするのを６１能
にしている。案内シンブルの上端部４４がアダプタ板の
通路４２に挿入され拡張位置を取った時には、環状の膨
出部５２は環状の講４８内に座着する。このように１７
で、各案内シンブル１４の内側ソケットは、アダプタ板
４０の外側ソケット０１つとのロック係合状態に挿入さ
れたり該外側ソケットから取り出されたりする。

具体的には、アダプタ板４０内を軸方向に延びて外側ソ
ケットを画成する通路４２は、上方の孔５８と下方の孔
６０とから構成されている。下方の孔６０は、−上方の
孔５８よりもかなり軸方向の長さが長く、また、１方及
び下方の孔５８．６０の接続部に形成された棚部６２よ
り若干下方に隔置された環状の溝４８を含んでいる。下
方の孔６０は上方の孔５８よりも大きい直径を有してい
るので、棚部６２は下方に而している。棚部６２の主な
目的は、内側ソケットが外側ソケット内に挿入される時
に、上端部４４を通路４２内で軸方向に適切に位置決め
するためのストッパないしは整列ガイドとして作用する
ことである。

第７図に見られるように、案丙シンブル１４の上縁５４
は棚部６２に当接する。

ｉｆ＆に、各ロック管５０は、上部ノズル２２の」一方
から、１つの内側ソケットを形成する１つの案内シンブ
ル１４の中空」一端部４４にあるそれぞれのロック位置
に挿入される。ロック管５０がそのロック位置に挿入さ
れると、第７図に示すように、該口・ンク管は内側ソケ
ットの膨出部５２を環状の溝４８との拡張されたロック
係合状態に保持すると共に、内側ソケットが外側ソケッ
トから抜は出せうる収縮された解放位置に移動するのを
防止する。このようにして、各ロック管５０は各内側ソ
ケットを外側ソケットとのロック係合状態に保持し、そ
れにより、上部ノズル２２のアダプタ板４０を各案内シ
ンブル１４の」二端部４４に取着することによって形成
された′ｎＩＩ造継手全継手組立形態に保持する。

また、ロック管５０は、若干外方に（例えば、１〜２度
の角度で）開いた上方周縁部６４（第６図）と、ロック
管をそのロック位置に固定するための１対の小さなディ
ンプル６６（大きさは誇張されて示されている）とを有
し、上方周縁部６４の外径は」一方の孔５８の直径より
若干大きい。拡開した周縁部６４はアダプタ板４０との
きつい摩擦嵌合を可能にするのに対して、ディンプル６
６はアダプタ板の通路４２に画成された円周方向の清４
８に延入する。ロック管５０は、講４８からのディンプ
ル６６の離脱とロック位置からのロック管の離脱とを許
容する際に、一体向に変形し、その後、ロック管５０は
その最初の形状に弾性的に戻る。

損傷−レな一案−内−ン）（スＪ仁 」；端１１〜を一？ｌｌ１＝修−す玉装置し第８図を参
照して、再構成可能な燃料集合体１０に含まれた燃料棒
１８の点検、取り外し、交換及び／又は再配列を行うた
めには、放射化された燃料集合体を原子炉の炉心から取
り出して、標準の燃料集合体取扱工具（図示せず）によ
って作業ステーション６８内に降下させる必要がある。

作業ステーション６８においては、燃料集合体１０は冷
却材中に浸漬されており、従って、保守作業は遠隔操作
される水中の設備を操作することによって行なわれる。

かかる水中の設備の１つの要素がロック管を取り外し交
換するために使用され、該ロック管を取り外した後、別
の要素が再構成可能な燃料集合体１０の案内シンブル１
４から上部ノズル２２を取り外したり、その後、該−Ｅ
部ノズル２２を案内シンブル１４上に戻したりするのに
使用される。これ等の要素は前述の特願昭６　（１−２
４９１４２号、特願昭６０−２５１００５、特願昭６１
−８４２号及び特願昭旧−１４８９１号各明細書に記載
されたもののような形態を取りつる。

作業ステーション６８は、その頂部フランジ７２の対角
線上の１対の角部に装着されそこがら一］一方に延びる
細長い１対の案内部材７０　（弾丸形の先端を有する）
を含んでいる。案内部材７０は、ロック管５０を取り外
しｊニリ、上部ノズル２２を取り除きそ１〜で戻したり
するのに使用される種々の要素の整列を助ける。また、
作業スデーション６８には、燃料集合体１０の最−上方
の格子１６のイ１装置で作業スデーションの側壁７６を
貫通ずるように該側壁７６に設けちれた相対する複数対
（１対のみを示す）の可動パッド７４か含まれている。

パッド７４は、同様に側壁７６に装着されｊニジリンダ
７８によって内方に進められ、格子１６の各側辺に当接
して作業ステーション６８と燃料集合体１０との間に隙
間を画成し、かくして燃ｙ＋集合体を作業ステーション
に対して固定関係に維持する。

第８図には、案内シンブル１４の上端部（即ち挿入スリ
ーブ）４４に対して、特に軸方向のスロットに、１：っ
て分けられているそれ等の部分８ｏに対して、それ等が
、上部ノズル２２を燃料集合体１０がら取り外し７て案
内シンブルを上方がら露出させる燃料集合体１０の再構
成中に落下しｔ−、物体に当たっなり、設備０）一部に
衝突１−７たりすると、起こり得ないことではあるか起
こる可能性はある３つの一般的な損傷の種類が示されて
いる。案内シンブルの上端部４４ａに示されている第１
の種類の該部分の損傷（Ｊ、１つ或はそ１１以［−１の
部分８（ｌａが所望の垂直位置から外れて外方へ湾曲す
る３−とである。該部分８（）ａが、二のような状態で
あると、上部ノズルを案内シンブル十に置いた時に、案
内シンブル１４の損傷しな１−１端部４４ａが上部ノズ
ルのアダプタ板４ｏにある対Ｊ１ｔｉの通路４２に嵌合
１〜ない。案内シンブルの−Ｆ端部４４ｂに示されてい
る第２の種類の損傷は、１つ或はそれ以上の部分８ｏｂ
が所望の垂直位置がち外れて外方ノ＼湾曲することであ
る。部分８０ｂがこのような状態であると、案内シンブ
ル１４１］の損傷した上端部４４ｂは、アダプタ板にあ
る対応の通路４２に嵌合１−うるであろうが、そこにあ
る講４８内に適正に着座Ｉ７ないであろうし、また、ロ
ック管５０の１つを受け入れも１．ないであろう。

しかし、米国特訂願連香箱７９７３３７号明細書記載の
発明によれば、これから説明するように、上述した部分
の第１、第２のとび）種類の損傷でも直接修理しうるよ
うに考慮されている。案内シンブルの−Ｆ端部４４ｃに
示されｌ：第３の種類の損傷の場合にはそのようになっ
てはいない。第３のＰＩＩ類の損傷では、１つ或はそれ
以上の部分８０ｃか、それを逆に曲げて所望の垂直状態
にする８１：うなことによって直接に修理するには極端
に外方へ湾曲している、即ち損傷！−７でいる。それに
も拘わらず、米国特許願連香箱７９７３３７号明細書記
載の発明は、これから説明するように、上端部４４ｃの
影響を受けた部分を除去することによって、損傷を補修
することを可能にしている。次いで、後述する本発明に
従って、置換もしくは交換用の構造が除去された部分の
ために用意されている。

第８図及び第９図〜第１６国には、米国特許願連香箱７
９７３３７号明細書記載の発明の好適な実施例を構成す
る損傷補修装置が総括的に符号８２で図示されている。

この装置８２は、必要が生ずれば燃料集合体１０の再構
成中に使用して、燃料集合体の案内シンブル１４の軸方
向にセフメン■・化されたどの上端部４４の損傷も補修
（即ち、修理又は除去）することができる。上部ノズル
２２を燃料集合体１０がら収り外すと、燃料集合体の再
構成作業中に、案内シンブル部分８０の少なくとも１つ
が、簡単に上に述Ｉ＼た３つの種類の修理可能な及び修
理不能な損傷の１つを受番Ｊる、可能性が非常に少ない
がありうる。

特に第９図及び第１０図に示すように、損傷補修装置８
２は、フレーム８８に囲まれ且つ接続されたほぼ正方形
の板８６からなる基板８４を含んでいる。この板８６に
は、案内シンブル１４に整合するパターンで複数の工具
位置決め開口９０が画成されている。

フレーム８日は基板８４を作業ステーション６日に取り
付ける装名手段を有する。該装着手段は、作業ステーシ
ミ１ンの頂部フランジ７２がら上方に突き出る案内部材
７０を受け入れるためにフレームの２つの対向する隅角
部に画成された１対の整列孔９２の形態である。基板８
４か、第８図に示す６１うに、作業ステーションの北方
に位置決めされ、そして、下降して作業ステーションの
案内部材７０を上から整列孔９２にちょうど受け入れる
時に、第１８図に示すように、基板８４の工具に！置決
め開口９０か燃料集合体の案内シンブル１４の露出ｂ　
ｙ：　、＋・端部４４との整列状態に配置される。

史に、損傷補修装；ｆｆ８２は、１−に述べ；／：：、
ｈうに案内シンブル１４か受け得る３つの種類の損傷に
対応する３種の一丁具９４．９６．９８を有する。１Ｆ
、９４．９６．９８の各々は、Ｌ貝の上端に設けちれた
ナツト及びボルトからなるねし結合部１００によって、
工具位置決め開［１９０のとれか１つで板８６に選択的
に装着しうる。従って、基本的には、各工具は案内シン
ブル１４の１一端部４４にある部分８０に対する修理可
能な及び修理不能な柿々の損傷の１つを補修する、Ｌう
に作動するのに適合している。（挿入スリーブの形態を
通常取る１一端部４４は、始めに述べたように、上部ノ
ズル２２を案内シンブル１４−１に再装着しｔ：時に、
１一部ノズルのアダプタ板４０と共に構造継手を形成す
る。） 損傷補修装置８２は、工具９４．９６．９８の他に、ど
の下り、によっても占拠されない基板の位置決め開１］
９０のうち選択されｌ：ものの中に取り付けられた一群
の位置決め要素１０２を含んでいる。各位置決め要素１
０２は、第１１図及び第１２図に最も良く示す、Ｌうに
、ね１゛７結合部１０６によって位置決め開口９０の１
つて°板８６に取着された円筒形の本体部１０４と、該
本体部の下端に画成された円筒形の空所１０８とを有す
る非圧縮ソケットである。本体部１０４はその下端に外
方にテーパの付いた案内開口１０９を有しており、この
案内開口１０９が空所１．０８内に通している。空所１
０８は、上端部４４のうち未損傷のものの外径より若干
大きい直径を有Ｌ７、これは、第１９国に示すように、
位置決め要素１０２を案内シンブルの未損傷の上端部４
４ｄ上に装着させるのに適合１．ている。従って、非圧
縮ソケットであるイｑ置決め要素１０２の取り付けのな
め装置の基板８４にある特定の位置決め開ｌＴ１９０の
選択は、案内シンブルの未損傷の上端部４４ｄに対応し
ており、この未損傷の上端部は、図面には簡略にするた
めただ１つしか図示しないが、４つが好ましく、燃料集
合体の骨格構造の各象限に１つづつある。位置決め要素
１０２の機能は、工辻９４．９６．９８による損傷補修
作業を正確に行うのを保証すべく、案内シンブルの上端
部４４に対して損傷補修装Ｗ８２を正確に位置決めする
ことである。特に、非圧縮ソケットである位置決め要素
１０２の目的は、案内シンブルの上縁５４の標準面に対
して平行に且つ該標準面の上方において、正確な距離の
ところに損傷補修装Ｗ８２を位置決めすることである。

第８図並びに第１３図及び第１４図において、工具９４
は、案内シンブルの上端部４４ａ上の部分８０ａの１つ
（又は２つ以上）に関する上述した第１の種類の損傷を
補修するように構成されたものである。

該工具９４は、ね１７式結合部１００によって位置決め
開口９０の１つで基板の板８Ｂに収着された円筒形の本
体部１１０と、該本体部の下端に画成された円筒＝２４
− 形の空所１１２とを有する圧縮ソケットの形態である。

本体部１１０は、空所１１２に通じる案内量ｒｌ１１４
を画成する外方にテーパの付いた下縁１１４を有する。

空所１１２は、上端部４４のうちの未損傷の１つの外径
より若干小さい直径のものであり、これは、案内シンブ
ルの上端部４４ａの外方に湾曲した部分８０ａを第１９
図に示すようにその最初の位置へ内方に圧縮することに
よって、該上端部４４ａに対する修理可能な損傷を補修
するように圧縮ソケットである工具９４が作動するのに
適合する。従って、圧縮ソケットである工具９４は、第
１の種類の損傷を有する案内シンブルのものに対応する
基板８４の位置決め開１］９０で取り付けられる。

第８図並びに第１５図及び第１６図において、工具９６
は、案内シンブルの上端部４４ｂにある部分８０ｂの１
つ（又は２つ以上）関して上述した第２の種類の損傷を
修理するように構成されたものである。

この工具９６は、ねじ結納合部１００によって位置決め
開口９０の１つで板８６に取着された円筒形の本体部１
１８と、本体部の下端に画成されたテーパ付きの案内端
１２２を備えた縮径下端部＋２０とを有する拡開ピンの
形態のものである。本体部１１８は、上端部４４のうち
の未損傷の１つの内径よりも若干率さい直径を有してお
り、これは、案内シンブルの上端部４４ｂの内方に湾曲
した部分８０ｂを第１９図に示すようにその最初の位置
へ外方に拡開することによって、該−Ｆ端部４４ｂに対
する修理可能な損傷を補修するように拡開ピンである工
具９６が作動するのに適合する。従って、拡開ピンであ
る一Ｌν９６は、第２の種類の損傷を存する案内シンブ
ルのものに対応する基板８４の位置決め開１１９０で取
り付けられる。

最後に、第３の種類の損傷を補修するためのものである
工具９８は、参照によって本明細書の一部となる米国特
許願第６４９８６４号明細書に記載されｔ：２つの実施
例のうちのどちらか一方のような精密内部カッターの形
態を取るのが好まし２い。カッターであるこの−１−具
９８は、第１９図及び第２０図に示すように、修理不能
な程に損傷した部分８０ｃを有する案内シンブルの上端
部４４ｃの所定部分１２４を切断１．て捕捉することに
よって、案内シンブルの上端部４４ｃの湾曲した部分８
０ｃの１つく或は２つ以上）に対する修理不能の損傷を
補修するように作動可能である。

第１７図及び第１８図において、損傷補修装？Ｗ８２は
、案内部材７０の上端が基板８４の整列孔９２を通って
延ひた状態で、作業スデーション６８に位置決めされ示
さねている。板８６の中央にねじを切って設けられた孔
１２８に下端１２６で螺入する長柄付き昇降二「す（図
示せず）を使用ｊ−で、第１７図及び第１８図に示され
た出発位置に損傷補修装置８２を移動させ、更に、同損
傷補修装置を案内シンブル１４に向がって移動させ、補
修作業を行う。

通常、所与−の燃料集合体においては、一度に存在する
のは叫一種の損傷状態であって、それ以上は滅多にない
ことであり、従って、工具９４．９６．９８のうち適切
なものを使用する各損傷補修作業は別個に行なわれる。

１〜がし、３種の損傷を説明すると共に、損傷を補修す
べく上述の米国特許願連香箱７９７３３７号明細書に１
記載の発明の損傷補修装置８２で使用できる３柱の工具
９４．９６．９８を説明するために、第１８図における
燃料集合体の案内シンブル１４では一度に３柿の損傷状
態が存在するものとし、従って、これ等の損傷状態が３
種の工具によって同時に補修されるものとする。従って
、第１７図及び第１８図においては、損傷補修装Ｗ８２
は、圧縮ソケットからなる１つの１゛具９４と、拡開ピ
ンて・ある１つの−Ｉ具９６と、カッターである１つの
Ｔ慎９８と、非圧縮ソケットからなる４つの位置決め要
素＋０２とを案内シンブルの損傷した上端部４４ａ〜４
４ｃ及び未損傷の−１一端部４４ｄの対応のものに整列
させた状態で、示されている。非圧縮ソケットである４
つの位置決め要素１０２は燃料集合体１０の４つの象限
に対応する板８６の４つの異なる象限に装着されている
ことに注目されたい。

下端１２６で基板８４に結合されている長柄付きの昇降
工具（図示せず）の下方への運動により、損傷補修装置
８２は、第１８図におけるその出発位置から、４つの位
置決め要素１０２が案内シンブルの未損傷の４つの」一
端部４４　（Ｉ　Ｊｌに着座する第１９図の最下方位置
へ移動する。損傷補修装Ｍ８２が下方へ移動する時、圧
縮ソケットである工具９４及び拡開ピンである工具９６
は、それぞれ案内シンブル１４ａ、＋４ｂの損傷した上
端部４４ａ、４４ｂに向かって移動し、それ等に接触す
る。工具９４のテーバ付き下端縁１１４と工具９６のテ
ーパ付き下端１２２とがそれぞれ案内シンブル＋４ａ、
＋４ｂの湾曲した部分８０ａ、８０ｂに係合すると、損
傷補修装Ｗ８２が位置決め要素１０２や工具９４．９６
と共に下降するのと同時に、部分８０ａ、８０ｂを最初
の位置へ戻す補正のための湾曲が始まる。

案内シンブルの損傷した上端部４４ａ、４４ｂの各々は
、後から上部ノズルのアダプタ板４０に進入可能な有効
外径に、強制的に戻され可塑的に設定される。

このようにして、２種の修理可能な損傷を補修するよう
になっている工具９４．９６は、案内シンブル部分の対
応する種類の損傷を修理するよう作動する。

まな、案内シンブル１４に向かう損傷補修装置８２の上
述した運動により、カッターである工具９８は、そのカ
ッター刃１３０を修理不能の損傷部分８０ｃのある案内
シンブルの部分１２４を切断する作動位置にして、案内
シンブル１４ｃの修理不能なまでに損傷した上端部４４
ｃ内に置かれる。カッターである−「具９８は長柄付き
のカッター作動工具（図示せず）に接続され該カッター
作動工具によって作動される。損傷部分１２４を切断し
たら、カッター刃１３０を半径方向に進めることによっ
て、損傷補修装置８２を第２０図に示すように作業ステ
ーション６８から退出させる際に、切り落とされた部分
を捕捉する。

−ｈ郁ルへスＪヒニ家−内ンンー１ルー作弗構造−継−
千−第１及び第２の種類の損傷が補正され、そして案内
シンブル１４ａ、１４Ｉ）の修理済み上端部４４ａ、４
４ｂが上部ノズルアダプタ板４０を受け入れて該アダプ
タ板４０の構造継手を完成するばかりになっていても、
案内シンブル１４ｃの切断された上端部４４ｃは」二部
ノズルとのかかる継手を完成することはできない。付加
的なある補正手段を講じないと、案内シンブル１４ｃの
切断された上端縁１３４とアダプタ板４０との間に開放
スペースもしくは隙間が残り、破壊性の冷却材横行流が
、この隙間を通り、切断された案内シンブル１４ｃの開
放上端を横断して流れる。

第２１図〜第２４図にお・いて、本発明による解決策は
、切断された案内シンブル１４ｃに整列するように上部
ノズルのアダプタ板４０に形成された通路の各々に中空
の部材、即ちアダプタスリーブ１３６を装着することで
ある。アダプタスリーブ１３６は案内シンブル１４ｃか
ら切断された損傷部分１２４よりも長い長さのものであ
る。アダプタスリーブ１３６の上方部分１３８は切断さ
れた損傷部分１２４とほぼ同じ長さ及び外径寸法を有す
るのに対し、下方部分１４０は長さがもっと短く外径が
もつと大きい。

アダプタスリーブ１３６の下方部分１４０は、第２４図
に示すように、案内シンブル１４ｃの切断された上端部
４４ｃに具合良く嵌合して、上部ノズル２２が案内シン
ブル＋４ｃの未損傷の上端部４４ｄ及び修理済み上端部
４４ａ上に戻される時に、アダプタスリーブ１３６と案
内シンブル１４ｃとの間に剛な結合のない滑り嵌め継手
を提供するような大きさに形成されている。例えば、ア
ダプタスリーブ１３６は、長さが約３．９ｅＩ１１（１
，５ｉｎ）であるが、内径及び外径は、約２．５４ｃ＋
ｎ（１ｉｎ）の長さを有する上方部分１３８」二の切断
部分１２４と同じにすることができる。長さが１．３ｃ
ｍ（０，５ｉｎ）である下方部分１４０は、残りの上端
部４４ｃ（案内シンブル１４ｃに固着されｔ：ままにな
っている挿入スリーブ部分）の外径に対して狭いクリア
ランスの動き嵌めを行える直径になるよう拡開される。

上述の解決策は、１つ（又は２つ以上）のアダプタスリ
ーブ１３６をアダプタ板４０に機械的に取着することを
必要とするだけで、機械加工された上部ノズルに対する
変更を何等必要としない。スリーブは、アダプタ板の通
路にある渭４８に延入するようにスリーブ１３６に圧延
形成された周方向の膨出部１４２によって、アダプタ板
に永久的に結合される。この改変の特質は、燃料集合体
１０から取り外された元の上部ノズル２２、或は所望な
らば新しい交換用上部ノズルを使用しうろことである。

アダプタスリーブ１３６は燃料集合体の骨格構造である
上部ノズル２２と各案内シンブル１４ｃとの間＝３２− に構造継手を提供しない、しかし、上部ノズルを骨格構
造に結合する構造継手に対する安全サイドの負荷余裕の
ために、（第７図における取付構造４６によって提供さ
れる）構造継手の成るものは設計基準に違背することな
く無くすことができる。

アダプタスリーブ１３６４よ、第２４図において符号１
４４で総括的に示された非構造継手の一部を形成するの
で、負荷を何も支持１〜ない。燃料集合体１０の荷重は
残りの構造継手（取付構造）４６によって支持される。

これ等の構造継手４６の各々は、構造継手の全数が荷重
を分担していた時に、構造継手が支持していた損傷の起
こる前の荷重より大きな荷重を支持する。しかし、燃料
構造に応じて、少なくとも４〜６個の部分１２４は残り
の構造継手４６に対する設計リミッＩ・を超えることな
く無くすことができる。別の方法で言えば、２４本の案
内シンブルを有する燃料集合体においては、上部ノズル
と案内シンブルとの間に非構造継手の少なくとも３倍の
構造継手があるべきである。

アダプタスリーブ１３６は上端部４４ｃ（又は挿入スリ
ーブ）の損傷部分１２４と同し材料、即ちステンレス鋼
から形成されている。通常の上部ノズルＩＦ手と同し内
法寸法を維持するためにロック管５ｏがスリーブに挿入
されているが、該アダプタスリーブ１３６は、ロック管
５０を必要とｊ〜ない。

アダプタスリーブ１３６は、照射済み上部ノズルのアダ
プタ板４０内に水中で遠陪的に絹み付けることができ、
また、実地手順（ｈａｎｄｓ−ｏｎ　ｐｒｏｃｅｄｕｒ
ｅ）によって未照射の新しい交換用上部ノズルに組み付
けることがてきる。必要な数のアダプタスリーブ１３６
を切断された案内シンブル＋４ｃに整列しｆ二対応のア
ダプタ板通路４２に装着した後、標準の再構成のための
取着を用いる通常の態様で、１１つ収り外し可能な上部
ノズルの標準の収り扱いのために開発されｔ二部じ手順
に従って、１一部ノズル２２を骨格構造に装着すること
ができる。−］−）ホしｔ：改変は燃料集合体に必要と
されるかも知れない以後の再構成を決して危うくするこ
とはしない。

従って、アダプタスリーブ１３６の目的は、案内シンフ
ル＋４ｃの切断された上縁１３４の頂部とアダプタ板４
０との間の隙間を橋絡し、以て燃料集合体中に組み込ま
ｔ′ｉな炉心構成要素、即ち制御棒、シンブルプラク、
或は旧）Ｒ＾棒のｌ＝めの連続的な保護囲いを提供する
ことである。このアダプタスリーブ１：（６は、惹炉心
構成要素に向かう横行流を１９１　Ｊｌ−すると共に、
案内シンブルの内側及び外側の双方に一次冷却材の通常
の上向き流路を維持する。多分、燃料集合体の骨格構造
は」一部ノズルのアダプタ板４０と案内シンブル１４と
の間に多数の構造継手４６及び少数の非構造継手１４４
を備えるであろう。

本発明及びそれにイ・１随する利点の多くは上述しｌ：
説明から理解されるであろうし、また、本発明の精神及
び範囲を逸脱することなく、或は本発明の重要な利点の
全てを犠牲にすることなく本発明の形態、構造及び配列
に多くの変更を行うことが■「能で・あって、１１述の
形態等は本発明の好適な或は例示的な実施例に過ぎない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、再構成可能な燃料集合体を、明瞭にするため
部分的に断面で且つ部分的に破断して一３５＝ 示す側面図であり、この燃料集合体中−格構造において
、修理不能なまでに損傷した上部ノズル及び案内シンブ
ルの構造継手を本発明の原理に従った非構造継手と交換
することによって補修することができる。第２図は、再
構成可能な燃料集合体中 造の語構成要素を断面で示す分解図、第３図は、制御棒
案内シンブルの」〕端の頂部を第２図の３−３線に沿っ
て見下ろした平面図、第４図は、取付構造の再使用可能
なロック管を第２図の４−４線に沿って示す側面図、第
５図は、再使用可能なロック管の頂部を第４図の５−５
線に沿って見下ろした平面図、第６図は、第２図の改良
された再使用可能なロック管の上端における若干外側に
テーパの付いた、即ち開いた上側周縁部を示す部分拡大
図、第７図は、−一緒に組み付けちれた第２図の取付構
造の語構成要素を示す断面図、第８図は、米国特許第７
９７３３７号明細書記載の発明の損傷補修装置を作業ス
テーション及び燃料集合体の上方に整列して位置決めし
た状態で、且つ燃料集合体の上部ノズルを取り外して、
前記損傷補修装置を作動することによって補修すること
ができる種々の１１端部損傷を有しうる案内シンブルを
露出さぜな状態で、水中の作業ステーションに配設され
た再構成可能な燃料集合体を示す部分側面図、第９図は
、種々の修理及び切断工具を有する第８図の損傷補修装
置の基板を示す拡大平面図、第１０図は、第９図の１０
−１０線に沿う断面図、第１１図は、第８図においては
損傷補修装置の基板に装着され第９図においては基板か
ら取り外されて示された非圧縮ソケットの形態である位
置決め要素を部分的に断面で部分的に破断して示す拡大
側面図、第１２図は、第１１図の１２−１２線に沿う位
置決め要素の断面図、第１３図は、第８図においては損
傷補修装置の基板に装着され第１０図においては基板か
ら取り外されて示された圧縮ソケット（工具）を部分的
に断面で部分的に破断して示す拡大側面図、第１４図は
、第１３図の１４−１４線に沿う圧縮ソケット（工具）
の断面図、第１５図は、第８図においては基板に装着さ
れ第１０図においては基板から取り外されて示された拡
開ピン（−「具）の拡大側面図、第１６図は、第１５国
の１６−１６線に沿う拡開ピン（Ｔ、Ｎ）の断面図、第
１７図は、修理又は除ノＳずべき損傷した案内シンフル
上端部即ち挿入スリーブを１する燃料集合体１−の作動
出発位置において水中の作業スデーシ９ンに装着された
損傷補修装置の平面図、第１８国は、燃料集合体上の作
動出発位置にある作業スデーション及び損傷補修装置を
第１７１’？ｌの１８−１８線に沿って示す断面図、第
１９図〜第２１図は、第１８図に相当する図であるが、
前記損傷補修装置によって案内シンブル挿入スリーブの
損傷を補修する諸段階を示す図であり、第１９国におい
ては、外側及び内側に開いた又は湾曲しまた１、端部部
分を有する挿入スリーブを修理しｌ：り、修理不能の損
傷を有する挿入スリーブを切断しまたりずべく降ドする
損傷補修装置を示１７、第２０図においては、切断され
た挿入スリーブを支持する損傷補修装置の収り外しを示
し、第２１図においては、上部ノズルか、本発明に従っ
て切断された案内シンブル挿入スリーブを有する改変型
非構造継手を形成するアダプタスリーブを支持ｊ、　？
：状態で、上部ノズルを案内シンブル上に戻す再設置を
示している。第２２図は、本発明に従って改変型非構造
継手を形成するのに使用されるアダプタスリーブを部分
的に断面で部分的に破断して示す拡大側面図、第２３図
は、」二部ノズルアダプタ板の通路の渦におけるアダプ
タスリーブの膨出面め結合について説明する第２１図の
上部ノズルの拡大部分断面図、第２４図は、第２３図に
類似する図であるが、切断された案内シンブル挿入スリ
ーブ」−に挿入されたアダプタスリーブ及びこのアダプ
タスリーブ内に組み込まれたロック管を示す断面図であ
る。 １０・・・燃料集合体　　１４・・・案内シンブル２２
・・・上部ノズル ４２・・・１一部ノズルに画成された通路４６・・・構
造継手（取付構造） １３６・・・スリーブ（部材） ＋３８．、、Ｆ方部分　　　１４０・・・下方部分Ｆｉ
ｇ、　２３ Ｆｉｇ、２４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）上部ノズルと、上端部を有し縦方向に延在する複数
   の案内シンブルと、前記上部ノズル及び前記案内シンブ
   ルの上端部を相互に結合する結合手段とを含み、該結合
   手段は、 （ａ）複数の構造継手と、 （ｂ）少なくとも１つの非構造継手と、 からなる燃料集合体。 ２）前記非構造継手は、前記上部ノズル及び前記案内シ
   ンブルの１つの上端部の一方に剛に結合された部材から
   構成されると共に、前記上部ノズル及び前記案内シンブ
   ルの１つの上端部の他方に対して滑り嵌めの関係で配設
   されている特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。 ３）前記部材は中空のスリーブである特許請求の範囲第
   ２項記載の燃料集合体。 ４）前記スリーブは、該スリーブ中に密な嵌合関係で前
   記案内シンブルの１つの上端部を滑動可能に受け入れる
   ために、前記案内シンブルの１つの上端部の直径寸法に
   実質的に等しい直径寸法を有して前記上部ノズルに結合
   される上方部分と、前記案内シンブルの１つの上端部の
   直径寸法よりも若干大きい直径寸法を有する下方部分と
   を含む特許請求の範囲第３項記載の燃料集合体。 ５）前記スリーブは前記上部ノズルに画成された通路に
   膨出嵌合されている特許請求の範囲第３項記載の燃料集
   合体。