JPS6312552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は正方形網目格子形状でプレートを交差
することによつて構成される原子炉に使用する燃
料集合体用スペーサ格子に関するものである。

原子炉、とくに軽水型原子炉における燃料集合
体は中性子を差し控えて吸収する材料からなり核
分裂性物からなるペレツトで充填される燃料ペン
シル、すなわちチユーブの束によつて一般には構
成され、前記束は集合体の各端部に配置される部
片によつて組み立てられる。束になつたこれらの
燃料ペンシルを横断して保持するために、一般に
は正方形網目格子形状において交差するプレート
により構成されたスペーサ格子が使用される。こ
の方法において、ペンシルは格子によつて強いら
れる横方向に規則的に配置される。燃料ペンシル
用スペーサ格子によつて配置されるいくつかの位
置は案内チユーブによつて占有され、該案内チユ
ーブはそれらの端部においてその結合力を確実に
するために集合体のプレートに接続される。スペ
ーサ格子内に画成される各セルは燃料ペンシル、
案内チユーブまたは原子炉の炉心の自動制御用機
器の通過を許容するチユーブのいずれかを収容す
る。

スペーサ格子のセル内の燃料ペンシルの横断保
持を割実にするために、これらのペンシルに横方
向の力を働かせかつこのためセルの内方に向つて
延在する格子のセルの壁に支持される装置を設け
ることが必要であり、これらのセルはかなりのク
リヤランスがペンシルとセルの壁との間に作られ
るような寸法になつている。このかなりのクリヤ
ランスは実際上冷却剤の流れを許容しかつ集合体
の据付けを容易にするために必要である。

格子のセル内にペンシルを保持するための装置
は大き過ぎる振幅のペンシルの偏移および変形お
よび熱的原因の変形の作用によりかつ照射により
発生される極端な曲がりを回避するために格子の
セル内のペンシルの十分な半固体嵌合を許容しな
ければならない。熱的原因の変形は案内チユーブ
間、案内チユーブとペンシル間およびそれらの間
のペンシル間の温度変化によつて一般には発生さ
れ、照射の作用による変形は主としてフラツクス
の変化および応力の変化による伸長における一定
の分散の結果として生ずる。事実上、集合体の構
造が原子炉の運転中強力撹乱され過ぎるならば、
原子炉の冷却流体の循環は変更される危険があり
かつこの流れの一定の不釣いが局部的に生ずるか
も知れず、その結果原子炉の運転の条件は最適条
件かそれる。他方において、回避されねばならな
いのは、ペンシルの管状金属被覆体（Cladding）
上に大き過ぎる締付け力を使用するペンシルの半
堅固嵌合（semi―rigid fit）、この金属被覆体上
の過度の当接応力ならびに半堅固嵌合において金
属被覆体を破壊する危険のある異なる熱的エクス
プランシヨンズ（explansions）によつて発生さ
れる金属被覆体内の軸方向応力である。

運転中の集合体がこの場合に半堅固嵌合の最良
のモーメントを確実にする比較的大きな締付け力
を働かすことにより受ける振動の作用によりペン
シルの金属被覆体の大きな摩耗および裂け目を生
ずる危険のある格子のセル内にペンシルを固着す
る方法は避けられねばならない。

それゆえ、その目的がこれらの反対の条件間の
許容し得る折衷案を提供することにあるスペーサ
格子内に燃料ペンシルを保持するための装置が提
案された。

例えば、ニツケル合金のごとき弾性合金または
ステンレス鋼からなるスペーサ格子を製作するこ
とが提案され、スプリングと堅いストツプはペン
シルを保持するための装置を形成するために格子
を構成するプレートのある部分を切断しかつプレ
スすることにより得られる。

このような解決は集合体に中性子を強力に吸収
する材料からなる比較的大きな容積の格子を導入
する欠点を有している。

また、ジルコニウム合金のごとき中性子を控え
目に吸収する材料から格子のセルを構成するプレ
ートを製作することも提案されており、燃料ペン
シルを保持するための要素はこれらのジルコニウ
ム合金製格子に付加される。これらの保持要素は
弾力性のある合金によつて作られたスプリングに
より、かつ格子のセルの異なる壁を構成するプレ
ート上に配置された堅いストツプにより構成され
ることができ、その結果、各セル内において、ス
プリングは堅いストツプが配置されるこれらのセ
ルの面に対向する面上にある。

格子のプレートに付加されたスプリングおよび
堅いストツプのこの分布を作るために、スプリン
グが２つの隣接するセル内の２つの異なるペンシ
ル上にスプリングの作用を許容するように配置さ
れる壁の各側上に２つの活動部を含んでいるスプ
リングを使用することが提案された。かかるスプ
リングは、例えば、プレートを取り囲みかつそれ
自体で閉止される弾性材料からなるリーフによつ
て構成されてもよい。

単一型のセルを有するこのような公知の実施例
の各セルにおいて、ダブルスプリングはセルの壁
の２つとかつ堅いストツプは他の２つの壁と関連
する。しかしながら、かかる装置はその各側部に
完全に設けられるような奇数のセルを含む格子を
作ることができずかつそれらはセル上へのその固
着方法が堅固であるラテス（lattice）中に配置さ
れた案内チユーブによつて、燃料ペンシルを含む
セルを備えているスプリングの分布において発生
される妨害を考慮してない。

本発明の目的は、セル内に燃料ペンシルをその
横断保持のために通す正方形網目格子形状にプレ
ートを交差することにより構成される原子炉に使
用する燃料集合体用スペーサ格子であつて、ペン
シルはいくつかのペンシルが案内チユーブによつ
て代えられる場合に束を構成し、セルの壁を構成
するプレートがセル内に突出する燃料ペンシルを
保持するため２つの型、すなわち、一方では堅い
ストツプかつ他方では燃料ペンシルに横方向の力
を働かすようにされ、格子に付加されかつ１個の
ペンシルを含む各セルの各面が対向面によつて支
持される要素と異なる型の要素を支持するように
プレートのまわりに配置されるスプリングからな
る要素を支持し、この格子がこれらのペンシルの
被覆金属板の劣化を導くことなくペンシルの有効
な保持を許容せしめるスペーサ格子を提供するこ
とにある。本発明によればスプリングと堅いスト
ツプの適切な分布は案内チユーブおよび格子の各
側部の奇数の数のセルの存在に拘らず得られる一
方格子の壁と関連する大量の保持要素およびこれ
らの保持要素を構成するための多量の中性子吸収
材料の使用を回避する。

このため、本発明によるスペーサ格子は、スプ
リングを備えた壁の大きな部分上のダブルスプリ
ングと、スプリングを備えた他の壁上のシングル
スプリングと、スプリングとは別に格子のプレー
ト上に配置される堅いストツプとを含み、 前記ダブルスプリングは該スプリングが配置さ
れる壁の各側部に、２つの隣接するセル内の異な
る２つのペンシル上に前記ダブルスプリングの対
称作用を許容する２つの活動部を含み、 前記シングルスプリングは該スプリングが配置
される壁によつて分離される２つのセルの一方に
配置される１つの活動部を含み、前記スプリング
の他の部が燃料ペンシルと接触できないようにな
されている。

本発明の変形実施例においては、シングルスプ
リングはスプリングおよび／または堅いストツプ
を備えた他の壁にあり、該シングルスプリングは
該スプリングが配置される壁によつて分離される
２つのセルの一方に配置される１つの活動部を含
み、前記スプリングは前記壁の両側に配置される
セルを貫通する燃料ペンシルと接触する堅いスト
ツプに接続され、そして堅いストツプはセルの壁
の一側に配置されかつ前記シングルスプリングま
たは壁の他側に配置された堅いストツプにより固
着される追加の部片によつて構成される。

本発明の特別な実施例によれば、スプリングは
それらが２つの端部で付加されかつ溶接される壁
の各側部に配置された２本のアームを含み、その
結果アームの一方に働かされるモーメントおよび
せん断応力が他方のアームに働かされるモーメン
トおよびせん断応力によつて大部分は均り合わさ
れそして格子の壁を構成するプレートに事実上伝
達されない。

本発明の同様に好適な実施例によれば、それら
の活動部にペンシルの長さに沿つて最大に離し置
かれる２つの点においてペンシルの母線の１つと
接触する格子のセルの内方に向つて突出する２つ
の部分を含むセクシヨンを有しそして二重突起を
備えたこれらのスプリングに対向するセルの面は
当該セルの面に対して垂直な横方向においてスプ
リングの突起のレベルに実質上配置された２つの
堅固なストツプを含んでいる。

また、本発明の目的は、一側にスプリングを他
側に堅いストツプを備えたセルの壁は、２つの突
起を有するスプリングおよび２つの溶接した端肩
部、壁内に整列された３つの矩形開口の１つに
各々収納される同様に溶接された中間摺動プレー
トおよび肩部の近くに配置された２つの半堅固嵌
合開口により壁に追加されかつ固着される３つの
堅いストツプを含み、その結果壁の一側に働かさ
れる横方向の推力が壁を屈曲させることなしに端
部および中間肩部を介して直接釣り合され、２つ
の突起上の長手方向推力の釣合いはその開口内に
長手方向クリヤランスをもつて取り付けられた中
間摺動肩部の摺動によつて行なわれ、そしてそれ
らの各開口における端肩部の固着は壁に締め付け
る肩部の屈曲縁によつて得られるスペーサ格子を
提供することにある。

他の変形実施例において、前記スペーサ格子
は、それらの２つの面上に堅いストツプを備えた
セルの壁が各端部において背中合せで一対の堅い
ストツプを含み、各堅いストツプはインコネルの
ストリツプを冷間成形することにより得られる卵
形形状になつており、各対の堅いストツプは溶接
した肩部を介して壁に付加固着され、各々長手方
向のクリヤランスをもつてそれらがプレート上に
締め付ける屈曲縁によつて固着される壁の矩形の
開口内に取り付けられることを特徴としている。

他の変形実施例において、スペーサ格子のセル
の壁は各側部に、壁内の整列した３つの矩形開口
によつて３つの領域、すなわち屈曲縁によつて壁
に固着される２つの端部領域または肩部およびそ
の対応開口内に長手方向のクリヤランスをもつて
取り付けられた中央領域または中間摺動プレート
において互いに溶接されたインコネルからなる２
枚の連続ストリツプにより構成された一対のスプ
リングを備えている。

好都合な実施例においては、案内チユーブを含
んでいるセルの外壁は前記壁は前記壁に形成され
たスロツトにおいてその２つの端部でクリンプさ
れたストリツプで形成された追加の堅いストツプ
を備えている。さらに、組立中セルの壁を形成す
るプレートの案内を促進するために、前記プレー
トは該プレートに導入方向において斜めになつた
セクシヨンを有する浮出し部分を備えることもで
きる。

本発明をより容易に理解するために、本発明に
よるスペーサ格子の実施例は、軽水型原子炉用燃
料集合体およびこの格子を装備する燃料ペンシル
を横断して保持するための要素について、添付図
面を参照して非限定例として説明されるであろ
う。

図面を参照して、第１図にはその１つのコーナ
ー近傍の軽水型原子炉の燃料集合体用の格子の一
部を示している。格子全体は該格子の各側部に沿
う17個のセルからなつている。格子はその周部で
補強材を構成するための開口を有する長尺プレー
トにより構成される符号１および２のごとき壁に
よつて規定される。

該格子の外壁は１つの壁上で両側のセルが関係
しかつ２つの壁上でコーナーセル６が関係するま
での各セルのレベルにおいて符号４および５のご
とき堅いストツプを支持している。

第１図に示した格子は符号８のごとき燃料要素
用セル７および案内チユーブ用セル１０を含んで
いる。

燃料セル８を通すセル７の大部分はセルの周囲
に順次配置されるダブルスプリング１２を備えた
２つの壁を有しており、ダブルスプリング１２を
備えたこれらの壁に対向する２つの壁は、それぞ
れ一方および他方の壁に配置され、そのセルの内
方に向けられかつその壁の他側に配置された隣接
セルの内方に向けられる堅いダブルストツプ１３
および１４、堅いストツプ１３ａおよび１３ｂお
よび堅いストツプ１４ａおよび１４ｂを含んでい
る。案内チユーブの通路のために保留されたセル
１０のプレートはそれらの壁にいかなるスプリン
グも含まないが、隣接セルに向けられた単一の堅
いストツプ１５および案内チユーブがセルの内部
にこの案内チユーブを堅固に固着するため通過す
るセルの内部に向う接続手段を含んでいる。

17×17の集合体、すなわち格子の各側部に17個
のセルを含んでいる集合体においては、セル１０
のごとき24個のセルを明らかに必要とする24本の
案内チユーブが配置される。

その壁がスプリングを含まないセル１０の存在
は燃料ペンシルを保持する要素のラテスに妨害を
与え、その結果いくつかの点において、セルの１
つにおいてのみ１つの作用面を含むシングルスプ
リング１６を配置することが必要であり、隣接セ
ルはシングルスプリングが配置される壁上にスプ
リング１６から独立して壁に形成された堅いスト
ツプ１７を含んでいる。

同様な方法において、シングルスプリング１６
は格子の側部のセルの数が奇数でありかつこの格
子の外壁が符号４および５のごとき堅いストツプ
のみを支持するという事実によつて発生される横
断支持要素の分布における妨害を考慮する必要が
ある。

案内チユーブの存在による格子全体の不釣合い
を考慮すると、その結果格子のセルは４つの異な
る壁の型式、すなわち、 それらの２つの面にスプリングを備えた壁、 それらの２つの面に堅いストツプを備えた壁、 一側にスプリングをかつ他側に堅いストツプを
備えた混合の壁、 案内チユーブと接触しない面に堅いストツプを
備えた案内チユーブ用のセルの壁 を共同させることによつて形成される。

第１図に示した格子は直角に交差するプレート
１９および２０によつて構成され、このようなプ
レートを第２図に示す。第２図において、該プレ
ートは切断後でかつ屈曲前のものが示してあり、
前記屈曲自体は格子の組立に先行する。

第３図において、同じプレートは格子の組立作
業に先行する屈曲およびプレス後のものが平面図
で示してある。

第２図および第３図に示したプレートは特別な
形状に切断されかつ格子のセルの側部に等しい間
隔だけ距離が置かれる一連のスリツト２５を有す
るストリツプによつて構成される。

格子は、該格子のセルを画成するようにスリツ
ト２５内に相互に導入される、第２図に示したプ
レートと同じ幅のプレートを重ね接続することに
より組み立てられる。これらの交差プレートは画
成したセルの各上方および下方コーナーで行なわ
れる溶接２６―２によつて組立後ともに接続され
る。

プレートが交差しているとき、スリツト２５の
縁部は第２図に示したプレートを切断かつプレス
することにより得られた浮出し部分２６を通つて
案内されかつ位置決めされる。

該浮出し部分２６は第１の作用においてプレー
トを組み立てるとき該プレートの案内を確実にす
る。この案内を容易にするために、浮出し部分２
６はプレートを切断したとき直接得られる斜めに
なつたセクシヨンを有している。

第２ａ図および第２ｂ図は、浮出し部分が形成
された後、プレートの導入方向に斜めになつたセ
クシヨンを有するキーホール２６―１の形のプレ
ートの従前の切断によつて得られる案内の実施例
を示している。

前記浮出し部分の第２の作用は堅いストツプ
（１４ａおよび１４ｂ）に伝達される横方向の力
の分布を確実にすることである。第２ｃ図は２つ
の隣接セル内に置かれた２つのペンシルの力Ｆに
よつて誘起されるトルクが浮出し部分２６の隆接
反作用f₁およびf₂によつてかつ溶接点２６―２の
レベルにおける当接反作用f₃によつていかに取ら
れるかを示すものである。

支持要素１４ａおよび１４ｂの近傍にかつそれ
らの各側上に浮出し部分を挿入して構成する好適
な配置はf₁，f₂およびf₃の型の力を分布させるこ
とができる。

プレート２４はとくに詳細は後述するピンの形
で構成されたスプリングの導入用開口２７および
２８を含んでいる。

またプレート２４は開口３０を含み、該開口の
間で金属が第１図において目視し得る堅いストツ
プのごときプレスした堅いストツプ１４を形成す
るために縁部３１に沿つてプレスされかつ屈曲さ
れる。壁の両側に配置されたこれらの堅いストツ
プ１４は対応するセル内に配置されかつプレート
の高さに関連して比較的長い長さまで距離が置か
れる点においてペンシルと接触する該燃料ペンシ
ル用の堅いストツプを形成するようにプレートの
上方部分および下方部分に設けられる。

プレート２４はまた符号１４，１５のごとき堅
いストツプをプレス加工により形成するための開
口３２を含んでいる。

第２および第３図に示したプレートは第１図に
示した格子のプレート１９に対応し、それは単に
格子を構成するプレートに設けられた異なる型の
開口および堅いストツプを示すようにしたもので
ある。

第４図は第２図に示したプレートのごときプレ
ート２４に付加されかつ符号２７のごとき開口に
おいてこのプレート２４を囲繞するダブルスプリ
ングの第１実施例を示す。

ダブルスプリング４０はそれ自体に屈曲された
リーフから構成されかつ領域４１および４２にお
いてピンの２つの端部近傍において溶接される２
本のアーム４０ａおよび４０ｂを有するピンの形
で構成される。

該ピンの頂部はループ４３を構成する。

ピンのアーム４０ａおよび４０ｂはプレート２
４に関連して対称であり、かつそれらの活動部
に、ペンシル８と接触するように隣接セルの内方
に向かつて突出する２つの平らな支持面４４ａと
４５ａ，４４ｂと４５ｂを含んでいる。これらの
２つの支持面４４ａと４５ａまたは４４ｂと４５
ｂとの間で、スプリングを構成する金属リーフの
剛性がピンのアームの中央部においてＣ形状セク
シヨンを有するこのリーフの縁部４６ａと４６ｂ
を形成することによつて補強される。

支持面４４と４５はプレート２４に形成された
堅いストツプ１４間の距離に実質的に等しい垂直
方向の距離だけ離して置かれる。

第４図に示したようなダブルスプリングは、プ
レート２４によつて制限されたセルの１つに配置
された燃料ペンシル８の２点においてスプリング
を形成するピンの堅固な中央部分により釣り合つ
た力を印加せしめることができる。

横断力（横方向の力）が燃料ペンシル上のスプ
リングのアームの１一方に印加されるとき、これ
らの力はスプリングピンがプレート２４上に固着
されないが該ピンを該プレート上に締め付けるこ
となくこのプレートを囲繞するのでスプリングピ
ンの他方のアームに直接取られる。この第２アー
ム自体はそれが使用する隣接セルの燃料ペンシル
上に横方向の力を印加し、これらの力は第１アー
ムに直接取られ、かくして２つの燃料ペンシル上
に働わされる力の対称を画成する。

この方法において、ペンシル上に働かされる横
方向の力はしたがつて事実上格子のプレート上に
印加されず、これらの力の釣合いは壁に関連して
実質的に軸方向の変形によつて作動する各ピンの
レベルにおいて可能であり、該ピンは前記壁に沿
つて摺動することができる。

第５図は第４図に示したスプリングピンと異な
る形状を有するが同一の作用を達成するダブルス
プリングを示してある。

このスプリングピン５０はまたその上方および
下方の丸形部５５および５７がそれぞれ突出しか
つペンシル８上に横方向の力を働かすように該ペ
ンシル８と接触する２本のアーム５０ａおよび５
０ｂを含んでいる。

ピンの各アームの頂部および底部の丸形部は、
第６図に示されるように、これらの丸形部のレベ
ルにおいてｃ形状セクシヨン５６を得るようにピ
ンの２本のアームを構成する金属リーフの縁部を
成形することによつて堅固にされる。

他方において、アーム５０の中央部５４は堅固
にされずかつピンの２本のアームの各々の２つの
堅固な部分間に連接領域を構成する。ピンのアー
ムのプレート２４と軽く接触しかつ領域５２およ
び５１により、ペンシル８によつて働かされる力
の釣合いを取ることができるピンの２本のアーム
の中央部分の変形がある。

第４図に示したスプリングピンにおけるよう
に、上方領域５１と下方領域５２はプレート２４
のまわりにピンの２本のアームを接続するように
互いに溶接される一方頂部５３はループの形状で
ある。

上記で検討した場合のように、プレート２４の
各側部のセル内のペンシル８の働かされる力はこ
のプレート２４によつて単に弱く支持されかつほ
とんどピンの一方のアームから他方のアームに伝
達されかつしたがつて釣り合わされて実質的に軸
方向の変形を引き起す。

第７図および第８図は１つの活動部６０のみを
含むシングルスプリングを示し、ピンは格子の対
応セルに配置される燃料ペンシルと接触しない直
線アーム６１によつてプレート２４の他面上で閉
止する。

ピンの活動アームの中央領域６２は金属リーフ
を形成することにより堅固になされそして支持面
６４と６５はピンのアームのこの堅固にした部分
の各側部に配置される。

第８図に示したスプリングはこれに反して可撓
性の中央領域７０およびペンシルと接触しかつＣ
形状にリーフを形成することにより堅固になされ
た上方および下方の丸形領域７１と７２を含んで
いる。

第７図および第８図に示したスプリングの場合
において、活動アームの変形は対向アーム６１の
伸長によつて改められる。

横方向の力の作用および対向アーム６１の作用
によりスプリングの活動部の伸張は２つの変形領
域６８によつて第７図および第８図に示したスプ
リングの場合に補償される。

第７図および第８図に示したスプリングの場合
において、プレート２４に設けた開口２８ａはア
ーム６１の屈曲部６８をこれらの開口内に導入せ
しめることができる。

ダブルスプリングの場合におけるように、スプ
リングピンの端部領域６９は溶接によつて連結さ
れかつピンの上方部はループ７３によつて構成さ
れている。

シングルスプリングおよびダブルスプリングの
場合において、スプリングピンは端部が溶接され
た後プレート上の所定の位置にスプリングピンを
保持せしめる開口２７においてプレート２４にク
リヤランスをもつて取り付けられる一方相当な初
期軸方向クリヤランスを備えている。この初期ク
リヤランスをスプリングを極めて簡単に位置決め
せしめかつその端部およびプレートの開口２７に
おいてスプリングの溶接領域間の距離に関して広
い許容誤差を許容する。プレートの開口の配列お
よびピンの形状は格子を形成するプレートが組み
立てられるときこれらのピンの容易な組立および
可能な取外しを許容する。このことは製造中ピン
取替え作業ができるという利点を構成する。

スプリングはピンの伸長により弾性的に作動す
るように設計され、したがつてスプリングの端部
はこれらを支持するプレートに関連して自由に摺
動するように取り付けられる。

しかしながら、それらの場合にかなりの横方向
の力が先行のスプリングに働かされるならば、セ
ルのプレート上へのこれらの力の伝達は、本発明
の配列により、それらのスプリングの中央領域に
制限される。

第９図および第１０図はそれぞれ第４図ないし
第８図に関連して説明したスプリングと同じ方法
でプレート２４に取り付けられるダブルスプリン
グとシングルスプリングを示すが、それらのスプ
リングは燃料ペンシルを含むセル内に突出するそ
れらの活動部の各々に対して１つの支持領域７５
を含んでいる。この支持領域の剛性は、第１１図
に見ることができるような、Ｃ形状断面を得るよ
うにリーフのアーム６を折り返すことによつて確
実にされる。

この簡単化した形のスプリングはスプリングの
各活動部の２つの支持領域がスプリングを支持す
る面に対向するセルの面により支持された２つの
堅いストツプのレベルで配置されるときと同様十
分である半堅固嵌合を得せしめることができな
い。しかしながら、この型のスプリングは半堅固
嵌合の極めて強力なモーメントが格子のセル内の
燃料ペンシルに求められないならば十分であるか
も知れない。

17×17集合体、すなわち一方では自動制御機器
を含むチユーブおよび他方では燃料ペンシルであ
る案内チユーブによつて24個が占有される17個の
セルの17列を含む正方形ラテスに配置される集合
体の場合において、第４図および第６図に示され
た型の244個のダブルスプリングおよび40個のシ
ングルスプリングは燃料ペンシルの横方向支持を
行うようにセルの面の２つに配置された堅いスト
ツプに関連して使用される。

それゆえ284個のスプリングピンが合計528個の
スプリングのために使用されたが、シングルスプ
リングを好ましく使用する装置に関連して簡単化
した集合体を明瞭のために示す。

第１２図ないし第１５図を参照して、燃料要素
用の格子のセルの壁に形成された支持体の他の考
えうる実施例を説明する。

これらのすべての実施例において、必須なかつ
本来の特徴はすべてのスプリングと堅いストツプ
がこのために設けた開口を支持するセルの壁に溶
接することにより組み立てられる前にニツケル合
金から互いに付加されかつ互いに分類して形成さ
れるという事実にある。この装置はそれらがセル
のプレートに沿つて摺動するときスプリングの軸
方向伸張の制限、および壁が他の面上で堅いスト
ツプと協働するダブルスプリングかまたはシング
ルスプリングを含むかによりスプリングを形成す
る部分上への力の受容を許容する。

ここで記載される実施例においては、セルの壁
はスタンピングでなく機械加工されかつしたがつ
て使用される材料のより大きな抵抗およびより小
さな伸張を許容する。支持片は壁を構成するプレ
ートに付加されかつそれらが中性子を相当吸収す
る材料から一般に形成されるので材料の量は、以
下の説明から明らかになるように、異なるスプリ
ングおよび堅いストツプを作るに必要な量に厳格
に制限される。

第１２図は符号８０で両側に２つのダブルスプ
リング８１ａ，８１ｂおよび８２ａと８２ｂを備
えたセルの壁を示している。第１２ａ図はこの平
面図である第１２ｂ図のＡ―Ａ線に沿う断面図で
ある。プレート８０はそれぞれ上方および下方縁
部近傍にかつこのプレートの中心に置かれた３つ
の矩形の開口８３，８４および８５を含んでい
る。これらの各開口８３，８４および８５内には
互いに溶接されかつプレート８０上に締め付ける
接触肩部、すなわち８６，８７および８８がそれ
ぞれ配置され、これらの接触肩部を介して先行す
る２つのスプリングに接触する。このため、符号
８９のごとき一定数の溶接点が各肩部に設けられ
る。中央摺動肩部８７はハウジング８４内に、中
央肩部８７のための長手方向の接触なしに摺動固
着を行なわせることができる長手方向クリヤラン
ス９０を含んでいる。このクリヤランスは、それ
がプレート８０に付加されたすべての部片８１お
よび８２の長手方向移動による燃料ペンシル（図
示せず）上の異なるスプリングの反作用の釣合い
を許容するので、非常に重要である。スプリング
８１と８２の端部にはストツプがプレート自体に
肩部８６と８８のハウジングの断面上のプレート
８０の平面における圧縮によつて形成される。

最後に、上端にある第１２ａ図の線Ｂ―Ｂに沿
う断面図である第１２ｃ図は肩部８８の縁部９１
および９２が、これらにおいてプレート８０上で
締め付けることにより、肩部８８がプレート８０
の打抜き開口８５を通つて抜け出るのをいかに回
避させることができるかを示している。このこと
は下方部分に配置された肩部８６にも適用する。

種々の第１２図において証明されることができ
るように、プレート８０が運転に耐える力はその
許容し得ない変形を生ずるかも知れないいかなる
曲げモーメントも排除してその平面内に含まれ
る。事実、スプリング８１および８２の両側に働
かされる力は釣り合わされかつそれらが２つずつ
かつ向い合つて補償されるならば肩部８６，８７
および８８に伝達される。

種々の第１３図は一面に２つのスプリングをか
つ反対面に３つの堅いストツプを含む壁の実施例
を断面図、正面図および平面図で示す。プレート
８０はこの例においてはそれぞれ符号９５，９
６，９７，９８および９９で示す５個の開口を含
んでいる。付加した部片は一側でスプリング１０
０と１０１をかつ、他側で堅いストツプ１０２，
１０３および１０４を含んでいる。プレート８０
上に前記付加部片を挿入する方法は端部および中
心に関係する第１２図の実施例のものと同一性質
からなる。堅いストツプ１０３によつてかつ２つ
のスプリング１００と１０１との間の連結領域１
０５によつて構成される中央接合は中央摺動肩部
を形成するようにプレート８０の開口９７中で２
つの長手方向のクリヤランスで摺動するために取
り付けられる。第１２図の前述の実施例における
ように、第１３ａ図のＢ―Ｂ線に沿う断面図であ
る第１３ｃ図は、対応する開口９５または９９を
通る端部肩部の通過を回避せしめることができる
端部肩部の縁部９１および９２を示す。

この実施例において、開口９５および９９に対
向する堅い端部ストツプ１０２および１０４の端
部はプレート８０の縁部にクリンプすることによ
り開口９６および９８に嵌入される。３つの堅い
ストツプ１０２，１０３および１０４に水の流れ
を極めて容易にしかつ運転中の極めて不必要なキ
ヤビテーシヨン現象を回避する卵形形状を与える
ことによりそれらを形成することはまた非常に好
都合である。この方法において形成された堅いス
トツプは冷間スタンピングによつて容易に得るこ
ともできる。

第１２図の例におけるように、壁のいずれかの
側部に発生する反作用の釣合いはその平面に含ま
れる力によつてその端部でのみ影響を及ぼされる
プレート８０上にいかなる曲げトルクも導入する
ことなく溶接点で向い合つて行なわれることが容
易に理解される。

卵形形状の２つの堅いストツプを両側に備えた
セルのプレート８０の実施例を第１４ａ，１４ｂ
および１４ｃ図を参照して説明する。

この実施例においては、プレート８０は４個の
矩形開口、すなわち一端で符号１１０，１１１お
よび他端で符号１１２，１１３を含み、これらの
開口内には卵形の堅いストツプ１１８，１１９，
１２０および１２１が両側に形成される２枚のプ
レートの肩部１１４，１１５，１１６および１１
７が溶接される。４個の肩部１１４，１１５，１
１６および１１７は第１２ｃ図および第１３ｃ図
に比すべき縁部９１と９２によつて壁８０上の所
定位置に支持される。これは肩部１１４，１１
５，１１６または１１７の１つのレベルにおいて
第１４ａ図のＢ―Ｂ線に沿う断面図である第１４
ｃ図において極めて明瞭に示されている。一方で
クリヤランス１２２と１２３および他方で１２４
と１２５が一方で１１４と１１５および他方で１
１６と１１７の肩部と対応開口１１０，１１１，
１１２および１１３との間に長手方向に設けら
れ、その結果対応する堅いストツプ上に横方向に
働かされる力を均衡せしめる。第１４図の実施例
において、異なるストツプ１１８，１１９，１２
０および１２１および端部にそれらの溶接肩部を
構成する部片は厳格に規制されかつ中性子をかな
り吸収する材料からなる格子内への導入をできる
だけ多く制限するために、プレート８０を完全に
はカバーしないことが理解される。さらに、同じ
ものが両側の圧力の均衡に適用されかつこの実施
例の利点に関するかぎりプレート上のいかなる曲
げトルクおよびいかなる浮出し部分の欠乏にも適
用される。

第１５図には案内チユーブ１３１がその中で摺
動するセル１３０のプレート８０が備えられる方
法が説明されている。かかる案内チユーブは符号
８０のごとき各壁との接触のレベルにおいて窓１
３３を含むスリーブ１３２内に容易な嵌合で挿入
される。堅いストツプ１３４は壁８０に作られる
スロツト１３６と１３７を通るダブルクリンピン
グ１３５によつて案内チユーブ１３１に対向する
壁８０の面に固着される。

本発明のこの好適な適用において、それゆえ燃
料ペンシルの各々は各々２つの支持面を含む２つ
のスプリングによつてかつ該スプリングの支持面
に実質的に対向して配置された２組の堅いストツ
プによつて各セルの内部に支持される。したがつ
て前記燃料ペンシルは各セル用の少なくとも８個
の異なる領域において保持要素と接触する。これ
は垂直方向に関連してペンシルのかなりの角度的
ずれを回避する半堅固嵌合を引き起す。

それゆえ本発明の主たる利点はペンシルの金属
被覆板を破壊するかも知れない高圧をこれらのペ
ンシルに働かすことなくスペーサ格子のセル内で
の燃料ペンシルの十分な半堅固嵌合を許容し、中
性子を吸収する材料からなる追加の要素の数を減
じる一方案内チユーブの存在に拘らずすべてのペ
ンシルを同様に保持せしめることを可能とするこ
とにあることが理解される。格子の各側部に奇数
のセルを有する集合体において、本発明は格子上
に燃料ペンシルを横にして保持するための要素の
簡単な組立を許容し、これらの保持要素は燃料ペ
ンシルに働されるすべての横方向の力を格子のプ
レートに通さない。

しかしながら、本発明はここに説明された実施
例に限定されず、そのすべての変形を網羅する。

したがつてプレートは記載されたものと異なる
形状にすることができる。

同様にプレートの材料に一致する材料から作ら
れる部片が付加されて所望の点で溶接されてもよ
い。同様にリベツトを使用してプレート上に固着
してもよく、そのリベツトのセル内に突出するヘ
ツドは堅いストツプを構成する。

同様に、ダブルスプリングまたはシングルスプ
リングに関しては、記載したものと異なる形状を
使用しても良い。とくにこれらのスプリングは同
一数または異なる数において堅いストツプを有す
る直径的に対向する母線を介して接触する燃料ペ
ンシルの母線（generatrix）に沿つてこれらの燃
料ペンシルと接触するようになされた多数の支持
点を有してもよい。

本発明のすべての実施例において、中性子の吸
収が完全に最小に減じられるように格子を構成す
る材料を選ぶことが賢明である。このため、例え
ば、プレートは最も一般的には中性子に対して透
明なジルカロイのごときジルコニウムを基礎にし
た合金から作られ、そして追加の保持要素は高機
械的強度を有するインコネル（Inconel）または
ニモニツク（nimonic）のごときニツケルを基礎
とした合金から作られる。

最後に、本発明によるスペーサ格子はラテス内
のどのような数の燃料ペンシルおよび燃料集合体
が向けられるどのような型の原子炉にも適用し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はスペーサ格子の平面図、第２図は格子
が組み立てられる前の該格子をを構成するプレー
トの拡大正面図、第２ａ，２ｂおよび２ｃ図はセ
ルの壁を構成する種々のプレートの据付けを示す
詳細図、第３図は格子の組立に先行する折り重ね
作業後のプレートを示す平面図、第４図は第１実
施例によるダブルスプリングを示す正面図、第５
図は第２実施例によるダブルスプリングを示す第
４図と同様な正面図、第６図は第５図の線Ａ―Ａ
に沿う断面図、第７図および第８図は２つの異な
る実施例によるシングルスプリングを示す正面
図、第９図は簡単化した形状のダブルスプリング
を示す垂直平面を通る断面図、第１０図は簡単化
した形状のシングルスプリングを示す垂直平面を
通る断面図、第１１図は第１０図の線Ｂ―Ｂに沿
う断面図、第１２ａ，１２ｂおよび１２ｃ図はス
プリング―スプリング型のセル壁の好都合な変形
実施例を示し、第１３ａ，１３ｂおよび１３ｃ図
はスプリング―堅いストツプ型のセル壁の好都合
な変形実施例を示し、第１４ａ，１４ｂおよび１
４ｃ図は堅いストツプ―堅いストツプ型のセル型
の好都合な変形実施例を示し、第１５図は案内チ
ユーブ―堅いストツプ型のセル壁の好都合な実施
例を示すものである。 図中符号１，２…壁、４，５…堅いストツプ、
７…セル、８…燃料ペンシル、１２…ダブルスプ
リング、１６…シングルスプリング、１９，２０
…プレート、２６…浮出し部分、４０…ダブルス
プリング、４０ａ，４０ｂ…アーム、５０…スプ
リングピン、５０ａ，５０ｂ…アーム、５１，５
２…領域、５４…中央部、６０…活動部、８０…
プレート、８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ…ダ
ブルスプリング、８３，８４，８５…開口、８
６，８７，８８…接触肩部、９０…長手方向クリ
ヤランスである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セル内に燃料ペンシルをその横断保持のため
   通す正方形網目格子形状にプレートを交差するこ
   とにより構成される原子炉に使用する燃料集合体
   用スペーサ格子であつて、前記ペンシルはいくつ
   かのペンシルが案内チユーブによつて代えられる
   場合に束を構成し、セルの壁を構成するプレート
   がセル内に突出する燃料ペンシルを保持するため
   ２つの型、すなわち、一方では堅いストツプかつ
   他方では燃料ペンシルに横方向の力を働かすよう
   にされ、格子に付加されかつ１個のペンシルを含
   む各セルの各面が対向面によつて支持される要素
   と異なる型の要素を支持するようにプレートのま
   わりに配置されるスプリングからなる要素を支持
   するものにおいて、前記格子がスプリングを備え
   た壁の大きな部分上のダブルスプリングと、スプ
   リングを備えた他の壁上のシングルスプリング
   と、スプリングとは別に格子のプレート上に作ら
   れる堅いストツプとを含み、 前記ダブルスプリングは該スプリングが配置さ
   れる壁の各側部に、２つの隣接するセル内の異な
   る２つのペンシル上に前記ダブルスプリングの対
   称作用を許容する２つの活動部を含み、 前記シングルスプリングは該スプリングが配置
   される壁によつて分離される２つのセルの一方に
   配置される１つの活動部を含み、前記スプリング
   の他の部が燃料ペンシルと接触することができな
   いことを特徴とするスペーサ格子。 ２ 前記スプリングは壁の各側部に配置された２
   本のアームを含み、該アームはそれらの２つの端
   部で、モーメントおよびせん断応力が他のアーム
   のモーメントおよびせん断応力によつて大部分は
   バランスされかつスプリングの端部が自由に摺動
   するかも知れない格子の壁を構成するプレートに
   事実上伝達されないように溶接されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のスペーサ格
   子。 ３ 前記スプリングは前記格子のセルの壁を構成
   するプレート上に軸方向の力を伝達することなく
   軸方向の変形によつて実資上作動することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項および第２項のいず
   れかに記載のスペーサ格子。 ４ 前記スプリングの部分は少なくともそれらの
   活動部に、ペンシルの長さに沿つて最大に距離が
   置かれた２つの点で前記ペンシルの母線の１つと
   接触する前記格子のセルの内方に突出する２つの
   部分を含んでいる区分される形状を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１、２および３項の
   いずれかに記載のスペーサ格子。 ５ 前記スプリングはそれらの突出部にＣ形状断
   面を有していることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載のスペーサ格子。 ６ 前記ペンシルと接触する前記スプリングの前
   記突出部は２つの領域間の力を均衡せしめるＣ形
   状断面の堅い部分によつて分離されることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載のスペーサ格
   子。 ７ 前記ペンシルと接触する前記スプリングの突
   出部は前記スプリングの活動部に働かされる力の
   少なくとも一部を取るため低堅固性の連接の領域
   によつて分離されることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項および第５項のいずれかに記載のスペ
   ーサ格子。 ８ 前記ペンシルと接触する２つの突出部を有す
   るスプリングに対向するセルの面は該セルの面に
   対して垂直な横方向において実質上前記スプリン
   グの突起のレベルで配置される２つの堅いストツ
   プを含むことを特徴とする特許請求の範囲第４，
   ５，６および７項のいずれかに記載のスペーサ格
   子。 ９ 前記スプリングの少なくとも一部分はそれら
   の活動部上に、前記ペンシルの一点のみにおいて
   該ペンシルと接触する前記格子のセルの内方に向
   つて突出する一部分のみを含むセクシヨンを有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１，２およ
   び３項のいずれかに記載のスペーサ格子。 １０ 前記スプリングの突出部分はＣ形状セクシ
   ヨンを有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載のスペーサ格子。 １１ 前記ペンシルと接触する１つの突出部分を
   有する前記スプリングに対向するセルの面は前記
   スプリングの突出部分に関連して実質上対称的に
   配置された２つの堅いストツプを含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第９項および第１０項のい
   ずれかに記載のスペーサ格子。 １２ セル内に燃料ペンシルをその横断保持のた
   め通す正方形網目格子形状にプレートを交差する
   ことにより構成される原子炉に使用する燃料集合
   体用スペーサ格子であつて、前記ペンシルはいく
   つかのペンシルが案内チユーブによつて代えられ
   る場合に束を構成し、セルの壁を構成するプレー
   トがセル内に突出する燃料ペンシルを保持するた
   め２つの型、すなわち、一方では堅いストツプか
   つ他方では燃料ペンシルに横方向の力を働かすよ
   うにされ、格子に付加されかつプレートのまわり
   に配置されるスプリングからなる要素を支持し、
   その結果１個のペンシルを含む各セルの各面が対
   向面によつて支持される要素と異なる型の要素を
   支持するものにおいて、前記格子はスプリングを
   備えた壁の大きな部分上のダブルスプリングと、
   スプリングおよび／または堅いストツプを備えた
   他の壁上のシングルスプリングと、堅いストツプ
   とを含み、 前記ダブルスプリングは該スプリングが配置さ
   れる壁の各側部に、２つの隣接するセル内の異な
   る２つのペンシル上に前記ダブルスプリングの対
   称作用を許容する２つの活動部を含み、 前記シングルスプリングは該スプリングが配置
   される壁によつて分離される２つのセルの一方に
   配置される１つの活動部を含み、前記スプリング
   は前記壁の両側に配置されるセルを貫通する燃料
   ペンシルと接触する堅いストツプに接続され、 前記堅いストツプはセルの壁の一側に配置され
   かつ前記シングルスプリングまたは壁の他側に配
   置された堅いストツプにより固着される追加の部
   片によつて構成されることを特徴とするスペーサ
   格子。 １３ 一側にスプリングをかつ他側に堅いストツ
   プを備えたセルの壁は２つの突起を有するスプリ
   ングおよび２つの溶接した端肩部、壁内に整列さ
   れた３つの矩形開口の１つに各々収納される同様
   に溶接された中間摺動プレートおよび肩部の近く
   に配置された２つの半堅固嵌合開口により壁に追
   加されかつ固着される３つの堅いストツプを含
   み、その結果壁の一側に働かされる横方向の推力
   が壁を屈曲させることなしに端部および中間肩部
   を介して直接生じ、２つの突起上の長手方向推力
   の均衡はその開口内に長手方向クリヤランスをも
   つて取り付けられた中間摺動肩部の摺動によつて
   行なわれ、そしてそれらの各開口における端肩部
   の固着は壁に締め付けている肩部の屈曲縁により
   得られることを特徴とする特許請求の範囲第１２
   項記載のスペーサ格子。 １４ それらの２つの面上に堅いストツプを備え
   たセルの壁は各端部において背中合せで一対の堅
   いストツプを含み、各堅いストツプは冷間成形に
   よつて得られた卵形形状からなつており、各対の
   堅いストツプは溶接した肩部を介して壁に付加固
   着され、各々長手方向のクリヤランスをもつてそ
   れらがプレート上に締め付ける屈曲縁によつて固
   着される壁の矩形の開口内に取り付けられること
   を特徴とする特許請求の範囲第１２項記載のスペ
   ーサ格子。 １５ 両側にスプリングを備えたセルの壁は、壁
   内の３つの整列した矩形開口によつて３つの領
   域、すなわち屈曲縁によつて壁に固着される２つ
   の端部領域または肩部およびその対応開口内に長
   手方向のクリヤランスをもつて取り付けられた中
   央領域または中間摺動肩部において互いに溶接さ
   れた２枚の連続ストリツプによつて構成された、
   壁の各側部上の２対のスプリングを有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１２項記載のスペー
   サ格子。 １６ 案内チユーブを含んでいるセルの外壁は前
   記壁に設けられたスロツト内で２つの端部におい
   てクリンプされたストリツプで形成された追加の
   堅いストツプを備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項記載のスペーサ格子。 １７ セル壁はジルカロイで作られ、追加のスプ
   リングおよび堅いストツプはインコネルおよびニ
   モニツクを含有するグループから選ばれる材料か
   ら作られることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第１６項のいずれかに記載のスペーサ格
   子。 １８ 組立中セルの壁を形成するプレートの案内
   を促進するために、前記プレートは該プレートの
   導入方向において斜めになつたセクシヨンを有す
   る浮出し部分を備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項および第１２項のいずれかに記
   載のスペーサ格子。