JPS62147399A - 燃料集合体格子の保定ストラツプ - 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】 本発明は、一般に原子炉の燃料集会体に関し、特に、適
正な大きさ及び面角度の隅角部のセルを有する格子を組
み立てることを可能とする格子組立治具の改良形保定ス
トラップに関するものである。

先ｊ１支迷！日胤朋− 多くの原子炉において、°炉心は、多数の長い燃料集合
体からなっている。普通のｔｆａ造による燃料集ｉ″ｌ
ｉ１水は、該燃料集会体の長さに沿って軸方向に隔置さ
れた複数の格子によって組織化された配列に保持されて
いる、複数の燃料棒を含んており、これ等の格子は、燃
料集合体の複数の廁長い制御棒案内シンプルに取着され
ている。燃料集合体の両端にある上部ノズル及び下部ノ
ズルは、燃料棒の端よりも若干上方及び下方に延長する
該案内シンプルに固着されている。

前記格子は、当該技術で周知のように、炉心内の燃料棒
の間の間隔を正確に保持し、各種の棒の振動を防止し、
燃料棒の横方向支持を行い、そして成る程度まで、長手
方向の運動に抗するように棒と摩擦により保持するため
に用いられる。普通の構造の格子は、燃料棒及び制御棒
案内シンプルを個別に受けいれるセルを形成するように
設計された卵詰め枠形状を有する多数の相互に差し込ま
れた内ｆｕｌｌストラップを備えている。燃料棒をそれ
に沿った所定の軸方向位置において受は入れ支持する各
格子のセルは、相互に差し込まれたストラップの金属材
料中に形成された、比較的剛な突部（ディンプルと呼ば
れる）と比較的弾性のあるばねとを使用するのか典型的
である。各格子セルのばね及びディンプルは、該セルを
貫いて延びる燃料棒と摩擦的に係合し又は接触する。ま
た、複数の外側ス１〜ラップは、格子に剛性及び強度を
付与するために、−緒に固着され内側ストラップの外周
を囲んでいる。外側ストラップは、通常、その金属材料
に一体的に形成されたばねを有し、これ等のばねは、格
子の外周に沿って配置された各セルに延入している。

燃料集合体の格子の製造には、以前から、面倒で時間の
かかる作業を必要としていた。しかし、内側及び外側ス
トラップの組み立てをその過大な曲げを生ずることなく
比鮫的速やかに行わせることによって格子の製造を総合
的に改善する格子組立治具が最近開発された。このよう
な格子組立治具は、米国特許第４，４９２，８４４号及
び第４，５１９，５９３号明細書に記載されている。こ
の格子１■立治具は、格子を形成するように格子ストラ
ップを正確に組み立てるために用いられるだけでなく、
組み立てられた格子のストラップをその後の溶接中−緒
に保持する保持もしくは保定手段ともなっている。

この格子組立治具は、４つのほぼＨ形のバーからなる（
”Ａ定ストラップを含み、各バーは、１対の端柱を相互
に連結する交差部材を備えている。保定スｌ〜ラップの
バーの向かい合う端柱は、組み立てられた格子の隅角部
の付近において一緒に連結されているため、保定ストラ
ップは、格子の外周の回りに延在し、格子組立治具上に
組み立てられた関係に格子ス１〜ラップを保持する。各
バーは、その向かい合う端柱のところで、隣接するバー
の端柱にそれぞれヒンジ式に且、つ脱着可能に固着され
ている。バーは、組み立てられた格子の隅角部に保定ス
トラップによって加えられる内向きの締付力の大きさを
調節するためのねじを各端柱に隣接して備えている。更
に、隅角部のセルの大きさ、面角度及びディンプルの垂
直度を保つため、上述した米国特許には記載されていな
いビンが、隅角部のセルのばね及びディンプルと係合す
るように、これ等のセルを通って配設されている。

前記米国特許の格子組立治具によって利点がもたらされ
たとしても、この格子組立治具の外側保定ストラップは
、一般的に、格子の隅角部のセルの大きさ、面角度及び
ディンプルの垂直度の仕様を所望の規準に保つことはで
きない。保定ストラップによって格子の隅角部に加えら
れた内向きに指向する締付力は、ディンプルを含むと共
にセル壁を形成する隣接の内側ストラップにディンプル
に抗してピンを経て伝達される。この力はセルの内壁に
変形及び歪みを生じさせる。また、隅角部のセルの外壁
は、隅角部のシーム溶接もしくは継目溶接作業中に内向
きに歪む傾向かあり、セルの寸法か過度に小さくなる。

これ等の２つの状７ｊＪのため、格子が隅角部での最小
包囲寸法の規準に送片するようにセルの歪みを修正する
ための余分の修理作業が必要になる。

そのため、所望の格子セルの大きさ、ディンプルの垂直
度及び隅角部の面角度を保つことによって、隅角部での
」凌小包囲寸法の規準を満たし、ＩＩＸ正処置の必要を
除くように製造上の努力を強めて、前記の格子組立治具
を改良する必要性か存在する。

笈朋ノｍ 本発明は、前記の必要性を満たすように構成した改良形
の保定ストラップを提供する。本発明の保定ストラップ
は、格子の隅角部に近接して格子の外側ストラップと係
合し保定ストラップの直角の隅角部に対してこれ等の外
側ストラップを外方に確実に引っ張るためのクランプを
その直角の各隅角部で使用する。次に、格子の各隅角部
においてストラップを剛に互いに結合させる溶接作業中
、セルのディンプルには力が加わらず、セルのストラッ
プの内向きの運動がそれに加わる外向きの引っ張りによ
って阻止されるため、格子の隅角部のセルの大きさ及び
面角度並びに格子の包囲寸法は、許容限度内に保たれる
。そのため、製造後の修正処置は不要となる。また、改
良形の保定ストラップは、現用の格子組立治具に用いら
れている遊動部品を不要とし、使用後は容易に取り外さ
れる。

従って、本発明は、燃料集合体の格子をその製造中組立
状態に（呆持するための改良形保定ストラップに向けら
れている。格子は、その外周を画定する複数の外側スト
ラップを含７）、該外側スｌ〜ラップがそれぞれ向かい
合う先端部を含んでいて、該先端部か合わさって格子の
複数の隅角部を形成している。この保定ストラップは、
（ａ）前記格子が組立状態にある時に、各隅角部の間に
設けられて前記格子の外周を囲むように、前記各外側ス
Ｉ〜ラップに沿って延在する、複数の部材と、（ｂ）前
記格子の隅角部に近接して該隅角部の実質的に外側に配
設された複数の実質的に直角の隅角部を形成するように
、前記部材を相互に連結する、連結手段と、（ｃ）前記
直角の隅角部に取り付けられ、前記格子の各隅角部を形
成する前記外側ストラップの先端部のうち選択されたも
のと係合するように作動可能であって、前記格子の隅角
部を形成すべく前記外側ス１へラップの先端部の溶接中
に前記格子の隅角部が変形するのを防止するために、該
先端部を外側に引っ張って前記保定ストラップの前記直
角の隅角部に前記先端部を固定する、係合手段と、を備
えている。

より詳しくは、係合手段は、複数のクランプであり、各
クランプは、外側ストラップの先端部によって形成され
た各隅角部に近接して、前記部材の１つを通って取り１
寸けられたステムを備えている。このステムは、隅角部
を形成する外側ストラップの先端部のうちの選択された
１つとフック状に係合するようになっている、内端の第
１要素と、該部材に突き当たって外向きに指向する引張
力を第１要素を経て外側ストラップの先端部に加えるよ
うになっている、向かい合う外端に沿って調節可能な、
第２要素とを（バδえている。外側ストラップの先端部
は、格子の隅角部を形成するように互いに重なっている
ため、クランプの第１要素は、外側ストランプの内側の
先端部のみと係合してこれ等の先端３１（を保定ストラ
ップの直角の各隅角部に対して固着する６クランプのス
テムは雄ねじを有し、第２要素は雄ねじけナツトであり
、このナツトの位置はステムに沿って、ねじ１系合によ
って調節される。また、第１要素はフンク状の形状を有
する。

本発明のこれ等の利点及びその他の利点は、本発明の実
施例を例示した添付図面を参照した以下の詳細な説明を
読むことによって一層明らかとなろう。

好］しｒヌ」Ｅ桝！口稈朋− 以下の説明において、同−又は対応部分は、図中、同一
の符号で表わされている。また、以下の説明において、
「前方」、「後方Ｊ、「左″側」、１上方」、「下方ｊ
等の用語は、便宜上使用されているものて。

本発明を限定するように解釈すべきではない。

二灸凱欠几１ 図面、特に第１図を参照すると、燃料集会体は、立面図
によって、垂直方向に短縮された形態で図示され、包括
的に符号１０により表わされている。

基本的に、燃料集合体１０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）上に燃［［集合
体１０を支持するための下端１′ｌ′４造、即ち下部ノ
ズル１２と、下部ノスル１２がら上方に突出して長手方
向に延びる多数の案内管らしくは案内シンプル１４とを
備えている。更に、燃料集合体１０は、案内シンプル１
４に沿って軸方向に隔てら“れた複数の横方向支持格子
１６と、これ笠の支持格子１６によって横方向に離隔さ
れ支持される長い燃料棒１８の組織化された配列とを備
えている。燃料集合体内０は、その中心部に配設された
計装管２０と、案内シンプル１４の上端に収着された上
端構造、即ち上部ノズルＺ２とを１荊えている。燃料集
合体１０は、このように各部を配列して、その各部を損
傷することなく通常のように取り扱うことの可能な一体
的なユニットを形成する。

燃料集合体１０における配列中の燃料棒１８は、前述し
たように、燃料集合体１０の長さに沿って隔てられた支
持格子１６によって、相互に隔てられた関係に保持され
ている。各燃料棒１８は燃料ペレット２４を１■納して
おり、燃料棒１８の両端は、上部端栓２６及び下部端栓
ｚ８によって閉ざされ、燃料棒１８を密閉している５通
常、燃料ペレッ■・２４を燃料棒１８内部に密接して積
み重ねられた関係に保つために、プレナムばね３０か上
部端栓２６と燃料ペレット２４との間に配設されている
。核分裂性物質からなる燃１１ペレット２４が原子炉の
炉出力を発生させている。

水又はホウ素含有ノにのような液体減速　冷却材は、有
用な仕事を行うために、炉心内に生成した熱を取り出す
ように、炉心の燃料集合体を通って上方に圧送される。

多数の制御棒３２は、核分裂過程を制御するために、燃
料集合体内の所定位置に配設された案内シンプル１４中
において往復運動する。即ち、上部ノズル２２には、制
御棒クラスタ３４が作動上協働しており、この制御棒ク
ラスタは、半径方向に延びる複数のアーム３８を有する
雌ねじ付きの円筒状部材３６を備えている。各アーム３
８は１本の制御棒３２に相互に連結されているので、制
御棒クラスタ３４は、制御棒３２を案内シンプル１４内
において上下に移動させ、全て周知の態様で、燃料集合
体１０における核分裂過程を制御するように（ヤ動可能
である。

格ヨ１止文峯Ｌｌの二　　ン　、ス１〜う・・ブ第４図
〜第６図に、本発明の好適な実施例を構成する改良層保
定ストラップか包括的に符号４０で示されており、この
保定ストラップ４０は、前出の米国特許に示されたもの
のような、格子組立治具（図示せず）内に製造中組立状
態に支持格子１６を保持する。このように、本発明によ
る保定ストラップ４０は、前出の米国特許の格子組立治
具に用いられているものの改良である。

ＡＩ　’ｉ刀に第２図において、第１図の燃料集合体の
各支持格子１６は、基本的に、相互に差し込まれた多数
の内側ストラップ４２を含み、これ等の内側ストラップ
は、セル４４を形成するように設計された卵詰め枠状の
形状を有する。燃料棒１８をそれに沿った所定の軸方向
位置て受は入れて支持する各支持格子１６のセルは、典
型的には、比較的弾性のあるは＃ユ４６と、比＋１（２
的剛な突部もしくはディンプル４８（第６図も参照）と
を有し、これ等は、燃料棒１８を内部に保持するために
必要なはね力を発生させるように、相互に差し込まれた
内側ストラップ４２の金属材料に形成されている。

第２図に加え第３図にも示すように、支持格子１６は、
向かい会う先端部５２において一緒に固着された外側ス
トラップ５０も（ｌｉｆｔえており、これ等の外側スト
ラップは、支持格子１６に強度及び剛性を付与するよう
に、支持格−♀１６の内側スｉ・ラップ４２の周囲を囲
むと共に内側ストラップ４２に結合されている。また、
外ｆｔｌ！Ｉストラップ４０もその金属材料と一体的に
形成された弾性ばね５４を有するのが普通であり、これ
等の弾性ばねは、支持格子１６の周囲に沿って配設され
たそれぞれのセル内に延入している。そのため、４つの
外側ストラップ５０は、支持格子１６の周囲を画定する
ほぼ矩形の形状に配列される。これ等の外側ストラップ
の向かい合う先端部５２（端縁５６を有する）は、合わ
さって、支持格子１６の隅角部５８を形成し、これ等の
隅角部５８において、端縁５６は、隅角部の重ねシーム
もしくは重ね継手６０を形成している。

ｉＴＧひ第４図〜第６図を参照して、改良された保定ス
トラップ４０は、法木的に、複数（好ましくは４個）の
部材６２を３み、これ等の部材は、支持格子１６が組立
状態にあるときに支持格子１６の周囲の回りに、そｈぞ
れの隅角部５８の間において、外側ストラップ５０に沿
って延在している。各部材６２は、１対の端柱６４と、
これ等の端柱６４の間に延長していてこれ等に連結され
た交差部材６６とから成っている。部材６２の端柱６４
は、支持格子１６か組立状態にあるときに支持格子１６
のそれぞれの隅角部５８に１（オ接して配置されている
。

保定ストラップ４０は、一般に支持格子１６の外側に、
その隅角部５８に近接して配置された、複数の（好まし
くは４個）実質的に直角の隅角部を形成するように、部
材６２を相互に連結する連結手段を備えている。特に、
複数対のアンゲル形ブラケット６８．７０は、保定スト
ラップ６２の一方の端柱６４を互いに連結しており、複
数対の上部及び下部の脱着可能な結合具７Ｚ、７４は、
実質的に剛で、直角の、固定された、開放可能な複数対
の隅角部７Ｇ、７８を対角線上で向かい合って形成する
ように、他方の×１１柱６４を固着させている。結合具
７２．７４は、そのねし８Ｚに対してノブ８０を適切に
回動させることによって、互いに強く連結したり、相互
の連結から解放したりすることができる。脱着可能な結
合具７２．７４は、保定ス＋−ラップ４０の容易な組立
及び分解を許容し、アングル形ブラケット６８．７０に
よって互いに強く連ムＩｉされている複数対の前記部材
によって形成された保定ストラップの手部分は、組立性
にはいつでも、保定ストラップの所望の正確な面角度を
規定し且つ恒久的に保持する。

また、保定ストラップ４０は、支持格子１６の隅角部５
８を形成すべく各外側ス１ヘラツブ５０の先端部５２を
溶接する間に隅角部５８が歪むのを防止するため、保定
ストラップの直角の隅角部７６．７８に対して外側スト
ラップ５０の先端部５２を固定さぜるように、直角の隅
角部７６．７８に取り付けられた新規な（系音手段を（
ｌｉｄえている。この係合手段は、好ましくは、端柱６
４によって形成された固定され、開放可能な、直角の各
隅角部７６．７８に配設された上部及び下部のねしクラ
ンプ８４．８６として形成される。

各ねしクランプ８４．８６のステム８８は、一方の保定
ストラップの部材６２の端株６４（及びアンゲル形ブラ
ケット６８．７０又は結合具７２．７４のうち１つ）を
介して取り付けられている。ステム８８は、支持格子１
６の各隅角部５８を形成する外側ストラップ５０の先端
部５２のうちの選択された１つのものとほぼ直角に延長
している。ステム８８はその内端に第１要素９０を有し
、この第１要素は、外側ストラップ５０の先端部５２の
うち選択された１つに掛止めするのに適したフック状の
形状を備えている。また、ステム８８は、外側に雄ねじ
が切られており、この雄ねじにねし止めされる雌ねじ付
ナツ１〜の形態の第２要素９２を有している。ステム８
８に沿ったナラ１〜９２の位置は、ナツト９２を適宜回
動させることによって調節することができる。外側スト
ラップ５０の先端部５２に対してフック状の内側の第１
要素９０を係合又は不係合とするようにステム８８を回
動させるためのノブ９４は、ステム８８の外端に収着さ
れている６明らかなように、ナツト９２を適宜回動さぜ
ることによって、ナツト９２は、　（各ブラケット又は
隅角部を介して）保定ス１へラップの部材６２の端柱６
４の外面に当接し、ステム８８上のフック犬の内側の第
１要素９０を介して、外側に指向した引張力を、外側ス
トラップ５０の先端部５２の選択されたものに及ぼすよ
うになっている。

ねじクランプ８４．８６は、前記のように、支持格子１
６の各隅角部５８を形成する外側ストランプ５０の先端
部５２のうち選択されたものと係合可能となっている。

隅角部５８は、保定ストラップ４０の直角の隅角部７６
．７８のうちの１つに隣接して配置されている。選択さ
れた外側ストラップ５０の先端部５２は、支持格子１６
の隅角部５８の重ね継手６０の内側部分を限定する端縁
５６を備えた先端部である。、ねしクランプ８４．８６
の内側のフック状の第１要素９０は、）ス択された先端
部５２と係合してこれを外方に引っ張ることにより、支
持格子１６の隅角部５８を形成する１対の先端部５２の
うちの他方の先端部５２を　（重ね継手６０を介して）
外方に引っ張る。この外向きの引っ張りによって、保定
ス１ヘラツブ４０の直角の隅角部７６．７８の各１つに
対して、先端部５２か固定されることにより、支持格子
１６の隅角部において、各重ね継手６０の溶接中に支持
格子１６の隅角部５８か歪むことか防止される。

ところで、上方のねしクランプ８４のフック状の内側の
第１要素９０は、外側ストラップ５０の選択された１つ
の先端部にｌｊｌ・止めされ、下方のねしクランプ８６
の池のフック状の内側の第１要素９０は、外側ストラッ
プ５０の同一の選択された１つの先端部５２の下方に掛
止めされる。更に、ねしクランプ８４から雅量した各端
柱６４に、ピン９６が取り付けてあり、このピンは、外
側ストラップ５０に掛止めされることによって、保定ス
トラップ４０の内側に固着された外側ストラップ５０を
保持することを助ける。

本発明をその特定の実施例について以上に説明したが、
本発明は、＋ｉ？ｒ述した実施例以外にも種々変更して
実施てきるので、前述した特定の構成は、ｒＢなる例示
に過ぎず、本発明を限定するものではない。

４　、　Ｉｌ！Ｉ而の簡単な説明 第１図は、本発明による改良形保定ストラップをり■１
み込んた格子組立治具を使用して製造することの可能な
燃料棒支持格子を有する原子炉の燃料集合体を一部断面
で示す立面図、第２図は、第１図の支持格子を燃料集合
体から取り出して、その各隅角部の４つのセルのみを示
し、残りのセルは仮想線によって表わした拡大平面図、
第３図は、支持格子の１つの隅角部を第２図の３−３線
に沿って見た部分的な立面図、第４図は、本発明による
改良形保定ス１〜ラップを示す平面図、第５図は、本発
明による改良形保定ストラップを第４図の５−５線に沿
って見た側面図、第６図は、第一１図に示した改良形保
定スｌ−ラップの１つの隅角部を示す部分拡大詳細図で
ある。

１０・・・燃料集合体　　　１６・・・格子４０・・・
保定ストラップ　５０・・・外側ストラップ５２・・・
外側ストラップの先端部 ５８・・・格子の隅角部　　６２・・・部材６８．７０
・・・アングル形ブラケッ１〜（連結手段）７２．７４
・・・結合具（連結手段） ７６．７８・・・保定ストラップの直角の隅角部８４．
８６・・・ねじクランプ（ｆ県会手段）出願人　ウエス
ヂングハウス・エレクトリックコーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料集合体の格子であって、該格子がその外周を画定す
   る複数の外側ストラップを含み、該外側ストラップがそ
   れぞれ向かい合う先端部を含んでいて、該先端部が合わ
   さって前記格子の複数の隅角部を形成するような前記格
   子の製造中に、該格子を組立状態に保持するための改良
   形保定ストラップにおいて、 （ａ）前記格子が組立状態にある時に、各隅角部の間に
   設けられて前記格子の外周を囲むように、前記各外側ス
   トラップに沿って延在する、複数の部材と、 （ｂ）前記格子の隅角部に近接して該隅角部の実質的に
   外側に配設された複数の実質的に直角の隅角部を形成す
   るように、前記部材を相互に連結する、連結手段と、 （ｃ）前記直角の隅角部に取り付けられ、前記格子の各
   隅角部を形成する前記外側ストラップの先端部のうち選
   択されたものと係合するように作動可能であって、前記
   格子の隅角部を形成すべく前記外側ストラップの先端部
   の溶接中に前記格子の隅角部が変形するのを防止するた
   めに、該先端部を外側に引っ張って前記保定ストラップ
   の前記直角の隅角部に前記先端部を固定する、係合手段
   と、を備える燃料集合体格子の保定ストラップ。