JPS63201594A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料集合体に係り、特に、多数の円筒部材か
らなる燃料スペーサをもつ燃料集合体に関する。

〔従来の技術〕

沸騰水型原子炉に用いられる燃料集合体の燃料スペーサ
として特開昭５９−６５２８７号公報の第２Ａ図に示す
構造が提案されている。この燃料スペーサは、内部に燃
料棒が挿入される多数の円筒スリーブを格子状に配列し
、隣接する相互の円筒スリーブを溶接で結合して構成し
たものである。燃料棒と同様に水ロッドも、円筒スリー
ブ内に挿入されている。

また、水ロッドの外径を大きくした太径の水口ラドを設
置した燃料集合体の開発も行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

水ロッドは、燃料集合体の横断面中央部の冷却水の割合
を高めることになり、その中央部における中性子の減速
作用を増加させる働きをする。このため、燃料集合体の
横断面中央部の反応度が高゛くなり、横断面における出
力分布の平担化がなされる。しかし、特開昭５９−６５
２８７号公報では、水ロッドの径が燃料棒の径と同じで
あり、径が小さすぎるため水ロッドの機能が十分ではな
かった。

水ロッドの機能を最大限に働かせるには、燃料集合体の
横断面中央部の冷却水の割合を最適なものとする必要が
ある。このことを考慮して、特開昭６１−２０７９９１
号公報の燃料集合体では、外径を太くした水ロッドを設
置した。この燃料集合体の燃料スペーサを第１０図に示
す、このスペーサ９は。

特開昭５９−６５２８７号公報に記載のスペーサから中
央部門ヶの円筒スリーブ１２を取り去り、あとに生じた
空間に太径水ロッド６を設けたものである。

しかし、最適な冷却水の割合にはまた若干不足していた
。水ロッド６をさらに太くするためには、水ロッド６の
回りに近接するへヶの円筒スリーブ１２を取り除く必要
がある。この場合、逆に冷却水の割合が最適値より多く
なってしまう。

そこで、冷却水の割合を最適なものとするために、大径
の水ロッドを二本設置した燃料集合体の開発が進められ
ている。この場合、二本の水ロッドは接することが予想
され、稼動中の流体振動による水ロッド間の摩耗を防止
するためには、二本の水ロッドを結合する必要がある。

従って、第１０図に示した従来の水ロッド６に設けられ
た突起部２０により燃料スペーサ９に設けられた架橋部
材１７を介して、燃料スペーサ９を水ロッド６に保持す
る構造には単純にできない。

本発明の目的は、燃料棒と水ロッドとの接触の危険性が
なく、シかも１円筒部材からなる燃料スペーサを設は製
作の容易な燃料集合体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、二本の水ロッドに架橋部材を設けて、この
架橋部材の両端を、それぞれ、水ロッドに結合すること
により、二本の水ロッドを結合し。

さらに、燃料スペーサの二本の水ロッドに隣接して配置
された隣合う二個または三個の円筒部材に取付けられ、
しかも、円筒部材と水ロッドとの間に介在している突起
部材を燃料スペーサに設け、架橋部材が突起部材を保持
することにより達成される。

〔作用〕

前記架橋部材は、二本の水ロッドを結合する役目をなし
、稼動中に流体振動により二本の水ロツド同士がこすれ
て摩耗することを防止することができる。かつ、架橋部
材は燃料スペーサの円筒部材に設けられた突起部材を保
持することができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図から第４図に基づいて以下説
明する。第４図に示したように、燃料集合体１は、ハン
ドル３をもつ上部タイプレート２、下部タイプレート４
１両端部が上部タイプレート２及び下部タイプレート４
に保持された多数の燃料棒５．燃料捧５の間に配置され
た水ロッド６、及び、軸方向に配置された複数の燃料ス
ペーサ９からなっている。さらに、チャンネルボックス
１ｏが、上部タイプレート２に取付けられる。チャンネ
ルボックス１０は、燃料スペーサ９で束ねられた燃料棒
５の束を取囲んでいる。水ロッド６の両端部も、上部タ
イプレート２及び下部タイプレート４に保持されている
。しかし、水ロッド６は、その下端部のみを下部タイプ
レート４に保持させてもよい。水ロッド６の下端部に冷
却水流入ロアが設けられ、水ロッド６の上端部に°冷却
水流出口８が設けられる。

冷却水は、炉心の下方より炉心内に装荷された燃料集合
体１内を上昇する。すなわち、冷却水は。

下方より下部タイプレート４内に流入し、さらに。

チャンネルボックスｌｏ内で燃料棒５間の流路を上昇し
て上部タイプレート２より外部に流出する。

チャンネルボックス１０内に流入した冷却水の一部は、
冷却水流入ロアより水ロッドロ内に供給され、水ロツド
６内を上昇して冷却水流出口８より水ロッド６の外部に
流出する。水ロッド６は、燃料集合体１の横断面中央の
冷却水の割合を高めることになり、その中央部における
中性子の減速作用を増加させる働きをする。このため、
燃料集合体の横断面中央部の反応度が高くなり、横断面
における出力分布の平担化がなされる。なお、冷却水の
割合には最適値があることは言うまでもない。

最適な冷却水の割合は、太径の水ロッド６を二本設置す
ることにより得られる。しかし、燃料スペーサ９の寸法
上、二本の水ロッド６は接することが予想される。前述
のように、水ロッド６の内部には冷却水が流れており、
稼動中に水ロッド６は流体振動する。このとき、二本の
水ロッド６が互いにこすり合わされて摩耗が生じる可能
性がある。従って、二本の水ロッド６は互いに振動によ
り相対変化が生じないように結合する必要があり、結合
構造を第１図に示す０本構造は複数の架橋部材１６を設
け、架橋部材１６の両端をそれぞれ二本の水ロッド６に
結合することを特徴とする。

燃料スペーサ９は、第２図に示すように、燃料棒５と同
数の円筒スリーブ１２を格子状に配列して円筒スリーブ
１２の束の外周を帯状のサイドバンド１１で取囲んだも
のである。格子状に配列された円筒スリーブ１２は、隣
接しているものどうしが点溶接で接合されている０円筒
スリーブ１２の上下端部には、特開昭５９−６５２８７
号公報記載の第１０図に示したような突起１３が二個ず
つ設けられている。また、隣接している二個の円筒スリ
ーブ１２にまたがって連続ループばね１４が設置されて
いる。連続ループばね１４の形状および円筒スリーブ１
２への取り付は構造は、特開昭５９−６５２８７号公報
と同じである。特開昭５９−６５２８７号公報記載の燃
料スペーサ９にはへ行へ列計六十四個の円筒部材１２が
設けられているが、本実施例の燃料スペーサ９では九行
九列の円筒部材１２を設け、かつ、中央部の七個の円筒
部材１２が取り除かれて合計七十四個の円筒部材１２が
設けられている。円筒部材１２が取り除かれて生じた孔
部１５に二本の水ロッドが挿入される。本実施例におい
ては、隣接している二個の円筒部材１２にまたがって連
続ループばね１４を設置してゆくと、最後に、二個の円
筒部材１２が隣接しないことになる。これは、円筒部材
１２の合計数が四で割り切れないからである。そこで、
本実施例では、連続ループばね１４を、燃料スペーサ９
の中央部の孔部１５に接する円筒部材１２のうちの二個
に設置し、燃料棒５と水ロッド６とを相互に押し付ける
構造とする。

燃料スペーサ９の中央部の構造を第３図に基づいて説明
する。燃料スペーサ９の中央の孔部１５に接する円筒部
材１２の三個に接して、しかも。

円筒部材１２と水ロッドとの間に突起部材２１を設置す
る。このとき、突起部材２１の先端は、架橋部材１６に
よって結合された二本の水ロッド６の間に接し、かつ、
水ロッド６に設けられた架橋部材１６の一方とオーバラ
ップする。水ロッド６の軸方向（紙面垂直方向）に、燃
料スペーサ９に設けられた突起部材２１をはさんで二個
の架橋部材１６を水ロッド６に設置することにより、架
橋部材１６が突起部材２１を保持することが可能となる
。このようにして、水ロッド６に燃料スペーサ９を保持
することができる。ところで、水ロッド６は全長が約４
ｍあり、複数個所で燃料スペーサ９を保持する構造とな
っている。従って、燃料集合体１の組立ての際は水ロッ
ド６の燃料スペーサ９が設置される位置に、予め、複数
の架橋部材１６を設け、燃料スペーサ９を水ロッド６の
端部から挿入し、複数の架橋部材１６を突起部材２１が
乗り越えて、燃料スペーサ９で適正な位置に設置される
０本発明では、架橋部材１６を突起部材２１が乗り越え
る際に、水ロッド６をばね１４の方向に押し付けて突起
部材２１と架橋部材１６とのオーバラップをなくすこと
により、燃料スペーサ９の組立て時の移動を妨げない構
造となっている。

また、第３図、第４図で示した連続ループばね１４の取
り付は構造を第５図により説明する。隣り合う二つの円
筒部材１２に設けられる連続ループばね１４は、特開昭
５９−６５２８７号公報に記載されているように、二つ
の円筒部材のばね取り付は部２２が相対して、連続ルー
プばね１４が支持されて、はずれない構造となっている
。従って、第４図に示した孔部１５に接して、連続ルー
プばね１４を設けた円筒部材１２では、ばね１４がはず
れるおそれがある。そこで、本実施例では第５図に示し
たばね支持板２３を設け、支持板の端部を円筒部材に結
合する構造とし、連続ループばね１４を係留する。第５
図（ａ）はばね支持板２３の構造を、（ｂ）は支持板２
３に連続ループばね１４を設置した構造を示す。

以上の実施例によれば、燃料棒５と水ロッド６との接触
の危険性がなく、シかも１円筒部材１２からなる燃料ス
ペーサ９をもち製作が容易となる効果がある。

この効果を達成できる他の実施例を第６図により説明す
る。第６図は、燃料スペーサ９の中央部の構造である。

燃料スペーサ９の中央の孔部１５に接する円筒部材１２
の二個に接して、しかも、円筒部材１２と水ロッド６と
の間に突起部材２１を、水ロッド６を対称として二ケ所
に設ける。このとき、突起部材２１の先端は、架橋部材
１６によって結合された二本の水ロッド６に接し、かつ
、水ロッド６に設けられた架橋部材１６とオーバラップ
する。なお、架橋部材１６の一端は折り曲げられており
、この部が、架橋部材１６とオーバラップする。その他
の構造は第３図で示した実施例と同じである１本実施例
での燃料集合体の組立て時には、水ロッド６を中心に燃
料スペーサ９をねじれば、突起部材２１と架橋部材１６
とのオーバラップをなくすことができ、燃料スペーサ９
の適正位置への移動を妨げない構造となっている。

第６図で示した実施例では、二本の水ロッド６の中心を
結ぶ直線方向の拘束が弱く、稼動時にこの方向への水ロ
ッド６の流体振動が予想される。

そこで、第７図に示したように、この方向に位置する二
つの円筒部材１２に、その先端が水ロッド６に接する水
ロツド支持部材２４を設けることにより、この流体振動
を防止することができる。なお、水ロッド支持部材２４
は、燃料スペーサ９の組立て時の移動を妨げない、また
、水ロツド支持部材２４の一方に特開昭６１−２０７９
９１号公報の第６図に記載のばねを用いても効果は同じ
である。

第３図および第６図で示した、水ロッド６と燃料管５と
を相互に押し付ける連続ループばね１４の代りに、特開
昭６１−２０７９９１号公報の第６図に記載のばね２５
を用いた実施例を第８図および第９図に示す。第８図は
第３図の実施例に基づき、ばね２５を設置した実施例で
ある。燃料スペーサ９は、その中央の孔部１５に隣接す
る円筒部材１２に設けた突起部材２１の反対側の円筒部
材１２にばね２５を二個設置し、水ロッド６を押し付け
る構造となっている１本実施例によれば第３図に示した
実施例と同じ効果が得られる。第９図は、第６図および
第７図の実施例に基づき、ばね２５を設置した実施例で
ある。燃料スペーサ９の中央の孔部１５に臨接する円筒
部材１２に設けた二個の突起部材２１のそれぞれ反対側
の円筒部材１２にばね２５を一個ずつ設置し、水ロッド
６を押し付ける０本実施例は、第６図および第７図に示
した実施例と同じ効果を奏する。

〔発明の効果〕

本発明によれば１円筒部材をもつ燃料スペーサを用いた
燃料集合体において、燃料棒と水ロッドとの接触の危険
性が少なくなり、しかも、燃料集合体の製作が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部タイプレートと、下部タイプレートと、両端部
   が前記上部タイプレート及び前記下部タイプレートに保
   持される複数の燃料棒と、前記燃料棒間に配置されて下
   端部が前記下部タイプレートに保持され、前記燃料棒の
   外径よりも大きな外径の二本の水ロッドと、前記水ロッ
   ドで保持され、各々の前記燃料棒の相互の間隔を保持す
   る燃料スペーサとからなる燃料集合体において、 前記水ロッドに複数の架橋部材を設けて前記二本の水ロ
   ッドを結合し、 前記燃料スペーサが、前記水ロッドを取囲んでその周囲
   に配置されて内部に前記燃料棒が挿入され、しかも、互
   いに結合されている多数の円筒部材と、前記水ロッドに
   隣接して配置された隣合う三個または二個の円筒部材に
   取付けられ、前記円筒部材と前記水ロッドとの間に介在
   している単数または複数の突起部材とを設け、前記水ロ
   ッドに設けられた前記架橋部材が前記円筒部材に取り付
   けられた前記突起部材を保持することを特徴とする燃料
   集合体。