JPS64674B2 - - Google Patents
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- JPS64674B2 JPS64674B2 JP58007192A JP719283A JPS64674B2 JP S64674 B2 JPS64674 B2 JP S64674B2 JP 58007192 A JP58007192 A JP 58007192A JP 719283 A JP719283 A JP 719283A JP S64674 B2 JPS64674 B2 JP S64674B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子炉燃料棒用の隔離格子に係る。
隔離格子の役割は格子炉内の核燃料棒を隔離す
ることである。燃料棒の全ては所定の方向に沿つ
て平行に保持される。更に、燃料棒の長さ方向に
沿つて分布するいくつかの位置で燃料棒を支持す
る。これにより、特に燃料棒と接触して流れる液
状冷媒の流れによる燃料棒の振動を回避する。
ることである。燃料棒の全ては所定の方向に沿つ
て平行に保持される。更に、燃料棒の長さ方向に
沿つて分布するいくつかの位置で燃料棒を支持す
る。これにより、特に燃料棒と接触して流れる液
状冷媒の流れによる燃料棒の振動を回避する。
このような隔離格子の多数の具体例がすでに知
られており、特に、互いに平行に規則的な間隔で
配列された複数の一方の金属板と、互いに平行に
規則的な間隔で配列されていると共に前記一方の
金属板に垂直に嵌合された複数の他方の金属板と
からなり、これらの金属板によつて正方形断面を
有するハニカム状の多数の小空洞が規定され、こ
れらの小空洞の夫々の中に燃料棒が配置される隔
離格子が知られている。
られており、特に、互いに平行に規則的な間隔で
配列された複数の一方の金属板と、互いに平行に
規則的な間隔で配列されていると共に前記一方の
金属板に垂直に嵌合された複数の他方の金属板と
からなり、これらの金属板によつて正方形断面を
有するハニカム状の多数の小空洞が規定され、こ
れらの小空洞の夫々の中に燃料棒が配置される隔
離格子が知られている。
この種の隔離格子には、通常、格子の材料と異
なる材料で作られたばねが取付けられている。例
えば1979年７月７日付の“原子炉組立体内の燃料
棒の集合のための隔離格子”の名称のフランス国
特許第7720908号には、小空洞の夫々の中に配置
された燃料棒に当接する少くとも２個の凸部を有
するＺ字形縦断面の舌状ばね部が取付けられた隔
離格子が開示されている。
なる材料で作られたばねが取付けられている。例
えば1979年７月７日付の“原子炉組立体内の燃料
棒の集合のための隔離格子”の名称のフランス国
特許第7720908号には、小空洞の夫々の中に配置
された燃料棒に当接する少くとも２個の凸部を有
するＺ字形縦断面の舌状ばね部が取付けられた隔
離格子が開示されている。
この隔離格子はジルカロイ製であつて、ばねは
インコネル製である。
インコネル製である。
ばねを使用せず、全体がジルカロイ製の隔離格
子の具体例もあり、この隔離格子によれば、隔離
格子の構造を簡単化し得ると共に中性子の吸収能
が高い材料の使用を避け得る。
子の具体例もあり、この隔離格子によれば、隔離
格子の構造を簡単化し得ると共に中性子の吸収能
が高い材料の使用を避け得る。
小空洞を規定する金属板にスリツトを打抜いて
金属板自体にばね機能を持たせた隔離格子の具体
例もあるが、中性子が照射されることによるジル
カロイの弛緩現象により、一定時間経過後は、燃
料棒に対する付勢力が弱まり、燃料棒の保持を維
持し得ない。
金属板自体にばね機能を持たせた隔離格子の具体
例もあるが、中性子が照射されることによるジル
カロイの弛緩現象により、一定時間経過後は、燃
料棒に対する付勢力が弱まり、燃料棒の保持を維
持し得ない。
隔離格子の役割は、燃料棒の保持にもあるが、
本質的には燃料棒同士の遊〓のない触触を確保し
て互いに隔離することにある。なぜならば、隔離
格子と燃料棒との間に遊〓があると燃料棒が摩耗
するからである。この摩耗は絶対に避けなければ
ならない。従つて隔離格子の製造時の寸法誤差を
補償する必要がある。そこで、小型洞を規定する
隔離格子の金属板を弾性的に変形可能とし、当該
金属板に燃料棒に当接する一対の支持点を設ける
ことによつて、前述の問題を解決している。
本質的には燃料棒同士の遊〓のない触触を確保し
て互いに隔離することにある。なぜならば、隔離
格子と燃料棒との間に遊〓があると燃料棒が摩耗
するからである。この摩耗は絶対に避けなければ
ならない。従つて隔離格子の製造時の寸法誤差を
補償する必要がある。そこで、小型洞を規定する
隔離格子の金属板を弾性的に変形可能とし、当該
金属板に燃料棒に当接する一対の支持点を設ける
ことによつて、前述の問題を解決している。
米国特許第3679547号明細書には、互いに平行
に規則的な間隔で配列された複数の一方の金属板
と、互いに平行に規則的な間隔で配列されている
と共に前記一方の金属板に垂直に嵌合された複数
の他方の金属板とからなり、これらの金属板によ
つて正方形断面を有するハニカム状の多数の小空
洞が規定され、これらの空洞の夫々の中に燃料棒
が配置される隔離格子が開示されている。この隔
離格子において、各小空洞の一側面を規定する金
属板には、鉛直方向に沿つて間隔を置いて２つの
凸部が設けられており、当該凸部の夫々の両側に
は、鉛直方向に伸長する２つのスリツトが設けら
れている。また、当該凸部の一つは隣接した小空
洞の一方に突出しており、当該凸部の他方は当該
隣接した小空洞の他方に突出している。
に規則的な間隔で配列された複数の一方の金属板
と、互いに平行に規則的な間隔で配列されている
と共に前記一方の金属板に垂直に嵌合された複数
の他方の金属板とからなり、これらの金属板によ
つて正方形断面を有するハニカム状の多数の小空
洞が規定され、これらの空洞の夫々の中に燃料棒
が配置される隔離格子が開示されている。この隔
離格子において、各小空洞の一側面を規定する金
属板には、鉛直方向に沿つて間隔を置いて２つの
凸部が設けられており、当該凸部の夫々の両側に
は、鉛直方向に伸長する２つのスリツトが設けら
れている。また、当該凸部の一つは隣接した小空
洞の一方に突出しており、当該凸部の他方は当該
隣接した小空洞の他方に突出している。
このような隔離格子においては、燃料棒が小空
洞に配置されたときに、隔離格子を構成する金属
板にねじりモーメントを印加し、隔離格子を変形
させ、その結果、隔離格子の構造状の安定性に悪
影響を与える。
洞に配置されたときに、隔離格子を構成する金属
板にねじりモーメントを印加し、隔離格子を変形
させ、その結果、隔離格子の構造状の安定性に悪
影響を与える。
本発明の目的は、燃料棒が小空洞に配置された
ときに、隔離格子を構成する金属板が大きく変形
するのを回避し得、燃料棒が経時的に弛緩しても
燃料棒を安定的に保持し得る原子炉燃料棒用の隔
離格子を提供することにある。
ときに、隔離格子を構成する金属板が大きく変形
するのを回避し得、燃料棒が経時的に弛緩しても
燃料棒を安定的に保持し得る原子炉燃料棒用の隔
離格子を提供することにある。
本発明によれば、前記目的は、原子炉燃料棒用
の隔離格子であつて、格子状に組み立てられてお
り、ほぼ正方形の横断面を有すると共に前記燃料
棒を収容する空洞の複数を規定する複数の板部材
と、隣接する前記空洞の２つを仕切る前記板部材
の１つの長手方向中央部に設けられており、前記
空洞の長手方向に伸長し且つ互いに前記長手方向
と垂直な方向に離間したほぼ同一の長さの２つの
スリツトと、前記１つの板部材の一端に設けられ
ており、前記隣接する空洞の一方に突出する第１
の凸部と、前記１つの板部材の他端に設けられて
おり、前記隣接する空洞の他方に突出する第２の
凸部と、前記１つの板部材の長手方向中央部にお
いて前記２つのスリツトの間に設けられており、
前記隣接する空洞の一方に突出する第３の凸部
と、前記１つの板部材の長手方向中央部におい
て、前記２つのスリツトの間であつて前記第１の
凸部と前記第３の凸部の間に設けられており、前
記隣接する空洞の他方に突出する第４の凸部とか
らなる格子によつて達成される。
の隔離格子であつて、格子状に組み立てられてお
り、ほぼ正方形の横断面を有すると共に前記燃料
棒を収容する空洞の複数を規定する複数の板部材
と、隣接する前記空洞の２つを仕切る前記板部材
の１つの長手方向中央部に設けられており、前記
空洞の長手方向に伸長し且つ互いに前記長手方向
と垂直な方向に離間したほぼ同一の長さの２つの
スリツトと、前記１つの板部材の一端に設けられ
ており、前記隣接する空洞の一方に突出する第１
の凸部と、前記１つの板部材の他端に設けられて
おり、前記隣接する空洞の他方に突出する第２の
凸部と、前記１つの板部材の長手方向中央部にお
いて前記２つのスリツトの間に設けられており、
前記隣接する空洞の一方に突出する第３の凸部
と、前記１つの板部材の長手方向中央部におい
て、前記２つのスリツトの間であつて前記第１の
凸部と前記第３の凸部の間に設けられており、前
記隣接する空洞の他方に突出する第４の凸部とか
らなる格子によつて達成される。
本発明によれば、燃料棒が空洞の中に配置され
た際、１つの板部材の長手方向中央部において２
つのスリツトの間の部分が弾性的に変形すること
によつて、１つの板部材全体が変形するのを回避
すると同時に、当該２つのスリツトの間の部分が
塑性的に変形するのを阻止し得、その結果当該２
つのスリツトの間の部分の弾性を維持し得、燃料
棒が経時的に弛緩しても燃料棒を安定的に保持し
得る。さらに言えば、本発明に係る一つの板部材
が、中性子の照射により弛緩するジルカロイのよ
うな材料で作られており、しかも所定時間経過後
に燃料棒の締めつけをさらに加えない場合であつ
ても、燃料棒の全使用期間中、遊〓なしの燃料棒
の保持を確保し得る。
た際、１つの板部材の長手方向中央部において２
つのスリツトの間の部分が弾性的に変形すること
によつて、１つの板部材全体が変形するのを回避
すると同時に、当該２つのスリツトの間の部分が
塑性的に変形するのを阻止し得、その結果当該２
つのスリツトの間の部分の弾性を維持し得、燃料
棒が経時的に弛緩しても燃料棒を安定的に保持し
得る。さらに言えば、本発明に係る一つの板部材
が、中性子の照射により弛緩するジルカロイのよ
うな材料で作られており、しかも所定時間経過後
に燃料棒の締めつけをさらに加えない場合であつ
ても、燃料棒の全使用期間中、遊〓なしの燃料棒
の保持を確保し得る。
本発明の好ましい特徴によれば、前記２つのス
リツトの間における前記１つの板部材の長手方向
中央部の縦断面が、前記第３の凸部の部位におい
て前記第３の凸部の突出方向に湾曲しており、前
記第４の凸部の部位において前記第４の凸部の突
出方向に湾曲している。
リツトの間における前記１つの板部材の長手方向
中央部の縦断面が、前記第３の凸部の部位におい
て前記第３の凸部の突出方向に湾曲しており、前
記第４の凸部の部位において前記第４の凸部の突
出方向に湾曲している。
以下、本発明を図に示す好ましい具体例を参照
しながら詳説する。
しながら詳説する。
第１図は、原子炉の核燃料棒２の集合体１を示
す縦断面図であり、燃料棒２が、燃料棒２に沿つ
て規則的に配列されている隔離格子４によつて間
隔をおいて保持されている。各集合体１は２個の
剛性の端部フレーム６を含んでおり、フレーム６
は下から上に流れる冷却水を通過させ得る開口部
を備えている。何本かの案内管１０をフレーム６
に固定することによつて集合体１全体の堅牢性を
確実にしている。各集合体１は原子炉容器の内部
装置に属する下部炉心板（図示せず）と上部炉心
板１４との間に配置されており、長さ数メートル
にわたつて延びている。
す縦断面図であり、燃料棒２が、燃料棒２に沿つ
て規則的に配列されている隔離格子４によつて間
隔をおいて保持されている。各集合体１は２個の
剛性の端部フレーム６を含んでおり、フレーム６
は下から上に流れる冷却水を通過させ得る開口部
を備えている。何本かの案内管１０をフレーム６
に固定することによつて集合体１全体の堅牢性を
確実にしている。各集合体１は原子炉容器の内部
装置に属する下部炉心板（図示せず）と上部炉心
板１４との間に配置されており、長さ数メートル
にわたつて延びている。
第２図は本発明の一具体例の斜視図であり、第
３図は第２図の具体例の平面図である。
３図は第２図の具体例の平面図である。
本具体例の隔離格子は、互いに平行に規則的な
間隔で配列されていると共に規則的な間隔でノツ
チ２３を有する一方の金属板２０の複数と、互い
に規則的な間隔で配列されていると共に金属板２
０に垂直にノツチ２３によつて嵌合された他方の
金属板２２の複数とからなり、金属板２０，２２
によつて正方形断面を有するハニカム状の多数の
小空洞２４が規定され、小空洞２４の夫々の中に
燃料棒が配置される。
間隔で配列されていると共に規則的な間隔でノツ
チ２３を有する一方の金属板２０の複数と、互い
に規則的な間隔で配列されていると共に金属板２
０に垂直にノツチ２３によつて嵌合された他方の
金属板２２の複数とからなり、金属板２０，２２
によつて正方形断面を有するハニカム状の多数の
小空洞２４が規定され、小空洞２４の夫々の中に
燃料棒が配置される。
いくつかの小空洞２４の中には、円筒状スリー
ブ２６が、金属板２０，２２に設けられた足状部
２８にレーザ溶接又はT.I.G.溶接によつて溶接さ
れており、スリーブ２６は案内管１０の通過を可
能にしている。
ブ２６が、金属板２０，２２に設けられた足状部
２８にレーザ溶接又はT.I.G.溶接によつて溶接さ
れており、スリーブ２６は案内管１０の通過を可
能にしている。
本隔離格子の全体は燃料棒２を確実に支持し得
ない材料、例えばジルカロイによつて製造されて
いるので、本隔離格子においては燃料棒２が別の
手段によつて支持される必要がある。なぜなら
ば、本隔離格子は燃料棒２の支持を確実に行わな
いからである。本隔離格子は単に燃料棒の隔離を
可能にするのみである。
ない材料、例えばジルカロイによつて製造されて
いるので、本隔離格子においては燃料棒２が別の
手段によつて支持される必要がある。なぜなら
ば、本隔離格子は燃料棒２の支持を確実に行わな
いからである。本隔離格子は単に燃料棒の隔離を
可能にするのみである。
第４図は、本発明の一具体例の縦断面図を示
す。本隔離格子は、隣接する小空洞２４の２つを
仕切る金属板２０，２２の１つの長手方向中央部
に設けられており、小空洞２４の長手方向に伸長
し且つ互いに長手方向と垂直な方向に離間したほ
ぼ同一の長さの２つのスリツト３３，４３と、金
属板２０，２２の一端に設けられており、隣接す
る小空洞２４の一方に突出する凸部３０と、金属
板２０，２２の他端に設けられており、隣接する
小空洞２４の他方に突出する凸部４０と、金属板
２０，２２の長手方向中央部において２つのスリ
ツト３３，４３の間の舌状部３２に設けられてお
り、隣接する空洞の一方に突出する凸部３４と、
金属板２０，２２の長手方向中央部において２つ
のスリツト３３，４３の間の舌状部３２であつて
凸部３０と凸部３４の間に設けられており、隣接
する空洞の他方に突出する凸部４４とを備える。
一つの小空洞には計８個の凸部３０，３４，４
０，４４が設けられる。
す。本隔離格子は、隣接する小空洞２４の２つを
仕切る金属板２０，２２の１つの長手方向中央部
に設けられており、小空洞２４の長手方向に伸長
し且つ互いに長手方向と垂直な方向に離間したほ
ぼ同一の長さの２つのスリツト３３，４３と、金
属板２０，２２の一端に設けられており、隣接す
る小空洞２４の一方に突出する凸部３０と、金属
板２０，２２の他端に設けられており、隣接する
小空洞２４の他方に突出する凸部４０と、金属板
２０，２２の長手方向中央部において２つのスリ
ツト３３，４３の間の舌状部３２に設けられてお
り、隣接する空洞の一方に突出する凸部３４と、
金属板２０，２２の長手方向中央部において２つ
のスリツト３３，４３の間の舌状部３２であつて
凸部３０と凸部３４の間に設けられており、隣接
する空洞の他方に突出する凸部４４とを備える。
一つの小空洞には計８個の凸部３０，３４，４
０，４４が設けられる。
舌状部３２はスリツト３３，４３のために弾性
的に変形自在であり、従つて燃料棒２が小空洞２
４に挿入されたときに、凸部３０，４０が剛性の
支持点を構成するのに対して、凸部３４，４４は
弾性の支持点を構成する。
的に変形自在であり、従つて燃料棒２が小空洞２
４に挿入されたときに、凸部３０，４０が剛性の
支持点を構成するのに対して、凸部３４，４４は
弾性の支持点を構成する。
従つて、凸部３４と凸部４４とに対する燃料棒
２の反作用は逆向きである。その結果、舌状部３
２に対してねじりモーメントが生じ、このねじり
モーメントが舌状部３２を弾性的に変形させ、隔
離格子の製造誤差及び燃料棒２の集合体１の組立
て誤差の吸収を可能にする。
２の反作用は逆向きである。その結果、舌状部３
２に対してねじりモーメントが生じ、このねじり
モーメントが舌状部３２を弾性的に変形させ、隔
離格子の製造誤差及び燃料棒２の集合体１の組立
て誤差の吸収を可能にする。
凸部３０，４０は凸部３４，４４と同様な形状
を有しており、これらの形状は、冷却用流体の流
れに対する抵抗を減少し得るように形成されてい
る。
を有しており、これらの形状は、冷却用流体の流
れに対する抵抗を減少し得るように形成されてい
る。
第４図の本隔離格子によれば、燃料棒２が小空
洞に配置された際の舌状部３２に生起するモーメ
ントにより舌状部３２が弾性的に変形することに
よつて、金属板２０，２２全体の変形を回避する
と同時に、舌状部３２自体が大きく塑性的に変形
するのを阻止し得、その結果舌状部３２の弾性を
維持し得、燃料棒２が経時的に縮小しても燃料棒
２を安定的に保持し得る。
洞に配置された際の舌状部３２に生起するモーメ
ントにより舌状部３２が弾性的に変形することに
よつて、金属板２０，２２全体の変形を回避する
と同時に、舌状部３２自体が大きく塑性的に変形
するのを阻止し得、その結果舌状部３２の弾性を
維持し得、燃料棒２が経時的に縮小しても燃料棒
２を安定的に保持し得る。
第５図は、第４図の隔離格子の変形例の縦断面
図を示す。
図を示す。
本隔離格子の第４図の隔離格子に対する相異点
は、２つのスリツト３３，４３の間における舌状
部３２の縦断面が、凸部３４の部位において凸部
３４の突出方向に湾曲しており、凸部４４の部位
において凸部４４の突出方向に湾曲している。従
つて、本隔離格子の舌状部３２は燃料棒２が小空
洞２４の中に配置されるときに受ける変形とは逆
のＳ字状の形状を有している。これにより、舌状
部３２の剛性を増大させ得、隔離格子の製造誤差
及び燃料棒２の集合体１の組立誤差を吸収し得
る。
は、２つのスリツト３３，４３の間における舌状
部３２の縦断面が、凸部３４の部位において凸部
３４の突出方向に湾曲しており、凸部４４の部位
において凸部４４の突出方向に湾曲している。従
つて、本隔離格子の舌状部３２は燃料棒２が小空
洞２４の中に配置されるときに受ける変形とは逆
のＳ字状の形状を有している。これにより、舌状
部３２の剛性を増大させ得、隔離格子の製造誤差
及び燃料棒２の集合体１の組立誤差を吸収し得
る。
第１図は原子炉の核燃料棒の集合体を示す縦断
面図、第２図は本発明の一具体例の斜視図、第３
図は第２図の具体例の平面図、第４図は本発明の
一具体例の縦断面図、第５図は第４図の具体例の
変形例の縦断面図を示す。 ２……燃料棒、２０，２２……金属板、２４…
…小空洞、３０，３４，４０，４４……凸部、３
３……スリツト。
面図、第２図は本発明の一具体例の斜視図、第３
図は第２図の具体例の平面図、第４図は本発明の
一具体例の縦断面図、第５図は第４図の具体例の
変形例の縦断面図を示す。 ２……燃料棒、２０，２２……金属板、２４…
…小空洞、３０，３４，４０，４４……凸部、３
３……スリツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子炉燃料棒用の隔離格子であつて、格子状
に組み立てられており、ほぼ正方形の横断面を有
すると共に前記燃料棒を収容する空洞の複数を規
定する複数の板部材と、隣接する前記空洞の２つ
を仕切る前記板部材の１つの長手方向中央部に設
けられており、前記空洞の長手方向に伸長し且つ
互いに前記長手方向と垂直な方向に離間したほぼ
同一の長さの２つのスリツトと、前記１つの板部
材の一端に設けられており、前記隣接する空洞の
一方に突出する第１の凸部と、前記１つの板部材
の他端に設けられており、前記隣接する空洞の他
方に突出する第２の凸部と、前記１つの板部材の
長手方向中央部において前記２つのスリツトの間
に設けられており、前記隣接する空洞の一方に突
出する第３の凸部と、前記１つの板部材の長手方
向中央部において、前記２つのスリツトの間であ
つて前記第１の凸部と前記第３の凸部の間に設け
られており、前記隣接する空洞の他方に突出する
第４の凸部とからなる格子。 ２ 前記２つのスリツトの間における前記１つの
板部材の長手方向中央部の縦断面が、前記第３の
凸部の部位において前記第３の凸部の突出方向に
湾曲しており、前記第４の凸部部位において前記
第４の凸部の突出方向に湾曲している特許請求の
範囲第１項に記載の格子。
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