JPS62185194A - 原子炉におけるシンブルガイド用延長装置 - Google Patents

原子炉におけるシンブルガイド用延長装置

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JPS62185194A
JPS62185194A JP62024921A JP2492187A JPS62185194A JP S62185194 A JPS62185194 A JP S62185194A JP 62024921 A JP62024921 A JP 62024921A JP 2492187 A JP2492187 A JP 2492187A JP S62185194 A JPS62185194 A JP S62185194A
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thimble guide
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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】 免lへ11 この発明は、原子力発電プラントにおけるシンブルガイ
ド用の延長装置もしくはエクステングー(extend
er)に間し、特に、燃料集合体の下部ノズルまで真っ
直ぐに延びるシンブル用の遮蔽通路を提供するために、
シンブルガイドと伸縮自在に協働する延長装置に関する
ものである。
第1図に概略的に示されている典型的な加圧木型原子炉
6は原子炉容器7を具備し、この原子炉容器7は、核燃
料と、核燃料により加熱される冷却材(水)と、核反応
を監視し制御するための手段とを収容している。原子炉
容器7は円筒形であり、取外し不可能な半球状の底部と
、取外し可能な半球状の上部とが設けられている。1つ
以上の原子炉冷却用のループ8を備えている(第1図に
は2つのループしか示されていないが、原子炉の発電容
量に応じて、通常は2〜4つのループを備えている。)
原子炉冷却系によって、熱水が原子炉容器7から取り出
され、再度、原子炉容器7に戻される。
各ループ8は、原子炉容器7から蒸気発生器9に熱水を
送る管路と、蒸気発生器9から原子炉容器7に水を戻す
管路と、ポンプ10とを具備している。
蒸気発生器9は、本来、原子炉冷却系とは隔てられてい
る供給源から入口11に送られた水に、原子炉冷却系か
ら熱を伝導する熱交換器であり、生じた蒸気は出口12
を介して発電用のタービン(図示しない)に送られる。
原子炉6の運転中、原子炉容器7と冷却系の中の水は、
核燃料によって加熱された場合に沸騰しないように、加
圧器13によって高圧に制御され維持されている。
核燃料は、多数の燃料集合体の形態で原子炉容器7に供
給される。各燃料集合体は、下部ノズルと称される基礎
部材と、燃料棒の束と、下部ノズル上に支持された管状
のガイドとを具備している。
燃料棒は、ウラン−235が濃縮された核分裂性物質の
ペレッI・を装填する円筒形のハウジングを有している
。管状のガイドは、測定器と、中性子減速材から成る可
動に取り付けられた制御棒とを収容している。加圧水型
原子炉用の典型的な燃料集合体は、長さが約4.1m、
幅が約19.7cm、重置か約585kgであり、典型
的な4ループ型原子炉では、原子炉容器内の炉心板上に
、196体の上記のような燃料集合体が互いに平行に支
持されている。燃料集合体のウラン−235の濃縮度が
減損していく有効寿命の後、原子炉6は停止され、原子
炉容器7内の圧力が解放され、原子炉容器7の半球状上
部が収り外され、使用済み燃料集合体が新しいものと交
換される。
安全性を高めるために、且つ、核反応の適正な制御を行
うために、多数の測定器が用いられる。
その中で、多数の任意に選択された燃料集合体を通って
動かされる中性子束検出器によって集められたデータを
用いて、中性子束のマツプ(+aap)が定期的に、例
えば28日毎に作られる。この定期測定時において中性
子束検出器を案内するために、中性子束シンブル(以下
、「シンブル」と称する)として知られている密封され
たステンレス鋼製の管が、原子炉容器7の底部を貫通し
、測定位置として選ばれた燃料集合体内に延びている。
これについては、第2図に沿って更に詳細に説明する。
第2図において、厚い下部炉心板14が原子炉容器7内
に水平に取り付けられており、参照符号15は、原子炉
容器7の半球状の下端壁(以下、「容器壁」と称する)
の一部分を示している。燃料集合体16を含む多数の燃
料集合体が、下部炉心板14上に規則的な配列で支持さ
れている。燃料集合体16は4本の脚18を有する下部
ノズル17を具備しており、脚18は、中央に開口22
が設けられたプラットホーム部分20に結きされている
。開口22の他に、プラットホーム部分20は、燃料集
合体16を通る水の循環を容易にするための流体用開口
23を多数(第2図には2つのみが示されている)有し
ている。多数の燃料棒24が互いに束ねられ、流体用開
口23からずれている部分で、プラットホーム部分20
上に支持されている。この束の中には、開口22と整列
され且つ燃料集合体16の上部ノズル(図示しない)ま
で延びる計装管25がある。
めねじ部分28を有する穴26が、開口22と一直線上
に下部炉心板14を貫通して延びている。第2図に示さ
れるような形状の従来のシンブルガイド3゜には、ねじ
部分と、レンチと係合する凹部32とが設けられ、この
凹部32によって、技術者が、原子炉容器7の組立中に
、下部炉心板14のめねじ部分28にシンブルガイド3
0をねじ込むことができる。
環状の講33が四部32の下側に配置されている。シン
ブルガイド30が適所にねじ込まれた後、安全性をより
高めるために更に溶接が施される(符号34の部分)。
典型的なシンブルガイド30は、下部炉心板14の上面
からシンブルガイド30の上縁部35までの高さか約8
.58c+n(3,38in、)で、上縁部35と開口
22との間には約3.48c+n(1,37in、)の
隙間がある。
穴36が、穴26とゴ直線上に蓉器壁15を貫通して延
びている。外径が約3.81cn(1,5in、)の容
器貫通スリーブ38が穴36を通って延びており、高圧
に耐える封止を行うために符号40の部分に溶接が施さ
れている。下部炉心板14に取り付けられた下部取付計
装コラム42が穴26とスリーブ38との間で延びてい
る。コラム42は、ボルト46によって下部炉心板14
に取り付けられる管継手44と、溶接50により管継手
44に結合される上部管部材48と、タイプレート(図
示しない)て上部管部材48に同軸に結合される下部管
部材52とを具備している。スリーブ38と下部管部材
52どの間に隙間ができるように、下部管部材52の内
径は約5.08cm(2in、)となっている。
典型的な4ループ型加圧水型原子炉(196体の燃料集
合体16を有する)において、58体の燃料集合体16
が、中性子束監視のために任意に選択される。
従って、このような原子炉においては、58本のシンフ
ルガイド30があることは明らがであり、それぞれ、対
応の穴26と下部取付計装コラム42を介して、対応の
容器貫通スリーブ38と連通している。
組立時、スリーブ38は容器壁15に取り付けられ、シ
ンフルガイド30と下部取付計装コラム42は下部炉心
板14に取り1寸けられ、コラム42はタイブレート(
図示しない)により互いに固定される。そして、下部炉
心板14と付属構造物が原子炉容器7内に降ろされ、ス
リーブ38が下部管部材52内に嵌合される。このよう
にして形成された構造において、スリーブ38の上端部
(図示しない)は、上部管部材48の下端部(図示しな
い)がら飛開されており、スリーブ38が下部取付計装
コラム42と液密関係に連結されないようになっている
上部管部材48の穴54は、一般に約1.189〜1.
56cm(0,468〜0.615in、)の直径を有
しており、フレア部分56で終端している。管継手44
の穴58は一般に直径が約1.73c+a(0,68i
n、)であり、両端にフレア部分を有している。穴26
は一般に約1.91cm(0,75in、)の直径を有
している。図示されるように、穴54.58.26によ
って形成されたチャンネルが、上部管部材48から、管
継手44に、そして、穴26へと徐々に広くなっている
。この構成は、原子炉の組立てを容易にし、シンブル6
0(以下で説明される)を案内すると共に、それがチャ
ンネル内で詰まる可能性を除去する。
シンブル60は長いステンレス鋼製の管であり、この管
は、原子炉容器7の外部のプレート(図示しないが、シ
ールテーブルとして知られている)で始まり、燃料集合
体16の内部に通常配置される密画端部(図示しない)
を有している。シンブル60は、管25、シンブルガイ
ド30、穴26、下部取付計装コラム42およびスリー
ブ38を通って滑動可能に延びている。ステンレス鋼製
の案内管(図示しない)がスリーブ38の外側の端部に
溶接されており、シンブル60は案内管内をシールテー
ブルまで延びている。また、シールテーブルは、一般に
、遮蔽位置内の、原子炉容器7の底部近傍の成る高さに
配置されている。原子炉容器7の内部はスリーブ38の
内部と流体的に連通しているので、案内管が容器壁15
からシールテーブルまでシンブル6oの回りで延びる圧
力バウンダリーを提供し、その圧力バウンダリーにおい
て、高圧シール(図示しない)が、案内管(図示しない
)の内壁とシンブル6oの外壁との間に設けられている
ことは明らがであろう。この結果として、シンブル60
は、原子炉容器7の外部の遮蔽位置から原子炉容器7内
に低圧空間チャンオ・ルを提供する。
約5 cm(2in、)の長さの中性子束検出器(図示
しない)は、シンブル60内に滑動可能に収容されると
共に、可視性のプッシュプル・ケーブル(図示しない)
に取り付けられており、このケーブルはシールテーブル
(図示しない)を越えて配置されている中性子束マツピ
ング装置(図示しない)に、シンブル60を通って延び
ている。定期的に、一般的には28日毎に一度、中性子
束検出器がシンブル60の上部に押し込まれ、その後、
原子炉容器7の内部の中性子束マツプを得るために種々
の高さで中性子束測定が行われたならば、燃料集合体1
6を通ってゆっくりと引き戻される。
定期的な中性子束マツピングの作業と作業の間の期間中
、シンブル60は任意に選択された燃料集合体16の計
装管に挿入されたままとなっているのが一般的である。
しかしながら、シンブル60は、原子炉6が燃料交換お
よび燃料シャフリングのために12〜18箇月の間隔で
停止される際、燃料集合体16から引き出されなければ
ならない。燃料交換作業時、核反応は停止され、原子炉
容器7内の圧力が解放され、案内管(図示しない)がシ
ールテーブル(図示しない)でシンブル60から開封さ
れる。
次いで、(やや可撓性の)シンブル60が、使用済み燃
料集合体16から取り出されるために、約4.27m(
14ft、)引き出され、使用済み燃料集合体16がそ
こで遠隔操作により取り外され、新しい燃料集合体16
と取り替えられる。その後、シンブル60は、新しい燃
料集合体16の中に押し込まれ、原子炉容器7とシール
テーブルが封止され、発電が改めて開始される。
第2図における従来のシンブルガイド30は幾つかの欠
点を有している。原子炉運転中に、下部炉心板14の上
面と燃料集合体16のプラットホーム部分20の下面と
の間の領域に、相当な乱流が存在することが分かつてい
る。シンブルガイド30はこの乱流にシンブル60のか
なりの部分をさらし、この乱流は、寸法許容差に応じて
、シンブル60を振動させ、望ましくない程度まで摩耗
を増大させる場合がある。シンブルガイド30の長さを
単純に伸ばすことは、+111118の長さを含む燃料
集合体16の構造が変わるので、望ましくない。原子炉
容器7が組み立てられた時にシンブルガイド:30が永
久的に設置されるので、その際に還択されたシンブルガ
イド30の特定の長さが、燃料集合体16の将来におけ
るfl造の改良を利用することを不可能とするであろう
。この考えを別にしても、特定の燃料集合体16のtM
造における下部ノズル17に接触する程の長さの堅固な
シンブルガイド30を作ることも望ましくない。これは
、非常に僅かでも寸法的に不正確であると、脚18の足
場を不安定とし、燃料集合体を、1つ以上のシンブルガ
イド30の上部でぐらつかせた状態にするからである。
更に、上部管部材48から、管継手44、穴22へと徐
々に広がっているチャンネルのために、シンブル60の
回りの隙間を流れる流体は、摩耗を増大させる振動を発
生さψるのに十分な量であることが分かつている。
1哩匹」1 従って、こ、の発明の目的は、シンブルガイドと伸縮可
能に協働してシンブルガイドと一体の長さが変えられる
ようになっている延長装置であって、下部ノズルまで真
っ直ぐに延びるシンブル用の遮蔽通路を形成するために
燃料集合体の下部ノズルと接触する延長装置を提供する
ことにある。 この発明の他の目的は、既存の原子炉で
用いるために改造され得るシンブルガイド用延長装置を
提供することにある。
この発明の別の目的は、下部取付計装コラムを通って上
方に燃料集合体内に亘り連続的な流路をによって引き起
こされる振動を減じるシンブルガイド用延長装置を提供
することにある。
この発明の更に別の目的は、燃料集合体の下部ノズルに
永久的に取り付けられ、下部ノズルとシンブルガイドと
の間の僅かな水平方向のずれを許容するシンブルガイド
用延長装置を提供することにある。
また、この発明の目的は、シンブルガイドに固定され、
更に、その位置で保持されるように固定されるシンブル
ガイド用延長装置を提供することにある。
更にまた、この発明の目的は、構成部材が原子炉冷却系
内を流れ出す危険性を回避するために、非分離形の可動
部を有するシンブルガイド用延長装置を提供することに
ある。
上記および他の目的は、シンブル通路を有する中空部材
であって、燃料集合体の下部ノズルと接触する上部部分
と、前記中空部材内にシンブルガイドの上端部が配置さ
れるようにシンブルガイトドを貫通するチャンネルに対
して同軸となるように前記中空部材を取り付けるための
手段とを具備するシンブルガイド用延長装置によって達
成される。
奸」ご6(飛U上朋− 第3図において、従来のシンブルガイド30が、前述し
たような態様で、下部炉心板14の穴26に取り付けら
れている。シンブルガイド30のチャンネム部分20の
開口22とを通って延びている。この発明のシンブルガ
イド用の延長装置64は、シールリンク65と、中空の
キャップ部材(中空部材)66とを具備し、キャップ部
材66は、燃料集合体の下部ノズルのプラットホーム部
分20と接している上部部分68と、シンブルガイド3
0の上端部を覆う下部部分70とを有している。シール
リング65は下部部分70における環状の満74に遊び
をもって収容されている。第6図および第7図に示され
るように、シールリング65は斜めのカット76が設け
られており、シールリング65はばねとして機能し、そ
の間ロア8がシンブルガイド30の外壁に対して偏倚さ
れるようになっている。
次に、第3図と共に第4図および第5図を参照すると、
キャップ部材66の上部部分68には、チャンネル62
の延長として働くシンブル通路80が設けられている。
上部部分68は円筒壁82を具備し、この円筒壁82か
ら、かぎ状部分86で終端している4つの弾性的な固定
フィンガ84が延びている。
ここで、第3図に沿ってシンブルガイド用延長装置64
の作用を説明する。燃料集合体が原子炉容器7(第1図
)内に装荷される前に、延長袋に64は遠隔操作によっ
て燃料集合体における下部ノズルのプラットホーム部分
20に取り付けられる。この取付けは、固定フィンガ8
4が中央の開口22に隣接する4つの流体用開口23に
挿入されて、かぎ状部酸される。このようにして、燃料
集合体の下部ノズルに延長袋″f1.64が永久的に連
結される。その後、燃料集合体が原子炉容器7内に降ろ
されると、シンブルガイド30の上端部がシールリング
65の開ロア8に挿入され、シールリング65は、脚(
第2図)18が下部炉心板14に支持されるまで、シン
ブルガイド30の側面を下方に滑動する。環状の溝74
は、シンブルガイド30に対する燃料集合体の僅かな水
平るような態様で、燃料集合体を設置することかでも、
その変位が4mmよりも大きくなければ、パ実質きさく
4 mm)の半分、好適には4分の1よりも小さいこと
が期待されている。
この発明の第2の実施例が示されている第8図において
、シンブルガイド用の延長装置88は、中空のキャップ
部材90を具備し、このキャップ部材90は、燃料集合
体の下部ノズルのプラットホーム部分20と接触する上
部部分92と、シンブルガイド30の少なくとも上端部
を取り囲む下部部分94とを郡部材96はキャップ部材
90の半径方向内側に配置され、半径方向外側に外部部
材98が配置されている0部材90.96.98は互い
に嵌め合わされている。
部材90.96.98の間の空間は、図解を容易化する
ために、第8図では誇張されている。
内部部材96は、その上端部に、キャップ部材90の面
102と滑動可能に係合する円筒形の突出部100が設
けられている。突出部100によって囲まれている更に
もう1つのシンブル通路104は、チャンネル62とシ
ンブル通路95との間を連通している。環状のスロット
106が、ばね10Bを収容するために突出部100の
回りに設けられており、ばね108はプラットホーム部
分ZOの下側に対して上部部分92を上方に偏倚する。
第8図を更に参照すると、弾性的なばねフィンガ110
が、内部部材96の円筒壁112から下方に延びている
。図示実施例においては4つのばねフィンガ110が用
いられているが、3つ或はそれ以外の数のフィンガが用
いられてもよい、ばねフィンガ110は、シンブルガイ
ド30に内部部材96を取り付けるために、溝33と係
合する拡大部分114で終端している。拡大部分114
の内側は溝33に適合する形状に作られており、外側は
丸められ、ばねフィンガ110の外面よりも僅かに外側
に突き出ている。
ばねフィンガ110と拡大部分114は、次のようにし
て設けられる。内部部材96の製作時に、加工品(図示
しない)が、円筒壁112、ばねフィンガ110および
拡大部分114になるほぼ円筒形の部分(図示しない)
を有するように加工される。即ち、この円筒形部分の上
部は、円筒壁112に適した内径と外径を有し、その下
側に、円筒形部分けばねフィンガ110に適した内径と
外径を有し、更にその下側に、円筒形部分は拡大部分1
14を形成するように形成される。この後に、円筒形部
分の適当な部分が、独立したばねフィン力110と拡大
部分114を形成するために収り除かれる。
第8図を更に参照すると、内部部材96の円筒壁112
には、ペグ118のねじを受けるためのねじ穴116が
設けられている。ペグ118は、内部部材96のスロッ
ト120および外部部材98のスロワ1−122を介し
て半径方向外方に突出している。
外部部材98の上端部には、拡大されたリング部分12
4が設けられており、このリング部分124は、外部部
材98を整列させ且つ案内するために、キャップ部材9
0の側面から極く僅かな間隔で隔てられている。固定リ
ング126は、外部部材98の下端にペグ(図示しない
)によって固定されており、ばね128を支持している
。ばね128の他端は、キャップ部材9゜の下部部分9
4に取り1寸けられたペグ130によって固定されてい
る。ばね128のばね定数は、ばね108よりも小さい
。固定リング126の内縁部は丸められており、拡大部
分114に軽く接触するのに十分な程度、内方に延びて
いる。
シンブルガイド用延長装置88を設置する前に、ばね1
08は、ペグ118がスロット120の下部と係合する
ように、内部部材96がら離れる方向にキャップ部材9
0を偏倚している。更に、ばね128は、ペグ118が
スロット122の上部と係合するように、キャップ部材
90から離れる方向に外部部材98を偏倚している。勿
論、延長装置88は新規な原子炉容器の組立中に設置さ
れてもよいが、既存の原子炉が燃料交換のために停止さ
れている際に遠隔操作によって、或は、被曝が制限され
た遮蔽ダイパーによって手1ヤ業により、設置されても
よい、設置中に、外部部材98は、ばね128の復帰力
に抗して、スロット122の下部がペグ118と係合す
るまで引き上げられる。
これによって、固定リング126の内縁部は、拡大部分
114に対するその通常の位置から引き上げられる。次
いで、延長装置88がシンブルガイド30上に配置され
、ばねフィンガ110が僅かに曲がった状態ではあるが
講33に拡大部分114が嵌合するまで、延長装置88
が降ろされる。次に、外部部材98の力を解放すると、
ばね128が外部部材98をその下部位置に押す。この
位置で、固定リング126の内縁部は拡大部分114に
隣接し、拡大部分114を適所に固定し、拡大部分11
4が偶発的に外れないようにしている。
燃料束α体が延長装置88上に実質的に降ろされると、
ばね108は、燃料集合体の下部ノズルのプラットホー
ム部分20に対して、キャップ部材90の上部部分92
を偏倚する。燃料集合体の下方への動きは、延長装置8
8によるよりもむしろ、脚(第2図)18の長さによっ
て制限され、第8図に示されるように、スロット120
と内部部材96の上部部分は、プラットボーム部分20
が図示の最終位置にある場合でさえも、キャップ部材9
0が更に下方に動けるように形成されている。
第9図は、変形された延長装置88′の一部分を示して
おり、ばねフィンガー10および拡大部分114ではな
く、捕持された固定ボール132によってシンブルガイ
ド30に固定される点を除いて、第8図の延長装置88
と同様である。第9図において、内部部材96の変形さ
れた円筒壁112′には、この円筒壁112′の下端部
から[fflかな間隔で隔てられた穴(符号は付けられ
ていない)が穿設されている。固定リング126は、固
定ボール132との間ですべりばめを形成するように、
正確に機械加工されている。各固定ボール132は、対
応の前記開口に隣接する円筒壁112′の金属部をステ
ーキング(sLakir+H)することによって、当該
開口に保持されると共に、円筒壁112′の両側に配置
されている。これによって、円筒壁11Z′の金属部を
歪ませ、固定ボール132を捕持している。
この発明の上記説明は色々な変更、修正および改良を許
容し、また、特許請求の範囲の均等範囲内で理解される
べきものであることは、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】 第1図は典型の加圧木型原子炉の主要作動部材を示して
いる概略図、第2図は下部炉心板および下部炉心板によ
って支持された燃料集合体を含む第1図の原子炉容器内
の特徴を概略的に示す断面図、第3図はこの発明のシン
ブルガイド用延長装置の一実施例を示す断面図、第4図
は第3図における中空のキャップ部材の平面図、第5図
は第3図における中空のキャップ部材の固定フィンガを
示す部分側面図、第6図は第3図におけるシールリング
の平面図、第7図は第3図におけるシールリング内の斜
めのカットを示す部分正面図、第8図はこの発明のシン
ブルガイド用延長装置の第2の実施例の断面図、第9図
はこの発明の第2の実施例の変形を示す部分断面図であ
る。図中、6:原子炉     7:原子炉容器 14:下部炉心板   17:下部ノズル22z開口 
      26:穴 30ニシンブルガイド  60ニシンブル62:チャン
ネル    64.88.88’ :延長装置65:シ
ールリング 66.90:キA・ツブ部材(中空部材)68.92:
上部部分   70.94+下部部分80.95,10
4ニシンブル通路 84:固定フィンガ  96:内部部材98:外部部材
    110:ばねフィンガ114:拡大部分   
 126:固定リング132:固定ボール 特許出願人代理人  曽 我 道 リ、α ゛:日6.
5           日6.6FIG、7

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 穴を有する原子炉の下部炉心板に取り付けられた下端部
    と、前記下部炉心板によって支持された燃料集合体の下
    部ノズルの開口から離間されている上端部と、前記穴を
    通って前記開口内に可動に延びる細長いシンブルを収容
    すると共に、前記穴および前記開口を通って延びる軸線
    を有する細長いチャンネルを、前記下端部および前記上
    端部の間に画成する側部とを備えているシンブルガイド
    のための延長装置であって、 シンブル通路を有する中空部材であって、前記燃料集合
    体の前記下部ノズルと接触する上部部分と、前記中空部
    材内に前記シンブルガイドの上端部が配置されるように
    前記シンブルガイドの前記側部の回りを延びる下部部分
    とを有している前記中空部材と、 前記シンブル通路の軸線が前記チャンネルの前記軸線に
    対して同軸となるように前記中空部材を取り付けるため
    の手段と、 から成る原子炉おけるシンブルガイド用延長装置。
JP62024921A 1986-02-06 1987-02-06 原子炉におけるシンブルガイド用延長装置 Expired - Lifetime JPH0644064B2 (ja)

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