KR940003799B1 - 스페이서 격자를 가지는 연료집합체 - Google Patents

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KR940003799B1 KR1019860002506A KR860002506A KR940003799B1 KR 940003799 B1 KR940003799 B1 KR 940003799B1 KR 1019860002506 A KR1019860002506 A KR 1019860002506A KR 860002506 A KR860002506 A KR 860002506A KR 940003799 B1 KR940003799 B1 KR 940003799B1
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웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

내용 없음.

Description

스페이서 격자를 가지는 연료집합체
제1도는 본 발명을 구체화하는 스페이서 격자를 포함하는 관례적인 연료집합체의 정면도.
제2도는 본 발명을 구체화하는 스페이서 격자를 부분절개하여 도시한 사시도.
제3도는 스페이서 격자의 스프링의 정면도.
제4도는 제3도의 선 A-A 따라 도시한 단면도.
제5도는 제4도의 선 C-C, 또는 선 B-B를 따라 도시한 단면도.
제6도는 제4도의 선 D-D를 따라 도시한 단면도.
제7도는 본 발명을 구체화하는 스페이서 격자의 딤플의 정면도.
제8도는 제7도의 선 E-E선을 따라 도시한 단면도.
제9도는 제8도의 선 F-F선을 따라 도시한 단면도.
제10도는 제8의 선 G-G를 따라 도시한 단면도.
제11도는 제9도의 딤플 형태를 변형한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 연료집합체 12 : 저부노즐
14 : 안내딤블 16 : 격자
18 : 연료봉 20 : 구조관
22 : 상단노즐 24 : 내부스트립(Strap)
26 : 판 스프링 28 : 봉다발 제어 조립체
30 : 플루크(fluke) 32 : 제어봉
34 : 셀 36 : 주변스트립
46 : 딤플(dimple) 48 : 격자스프링
50 : 융기부분 52, 54, 66, 68 : 슬롯(slot)
56 : 아아크형 표면 58, 76 : 리브(rib)
70 : 중앙부분 60, 62, 72 : 기부부분
74 : 플랜지
본 발명은 일반적으로 원자로의 연료집합체에 관한 것이며, 특히, 연료집합체에서 연료봉을 크레이들링(cradling) 및 간격을 두게 하기 위한 개선된 스페이서 격자 조립체에 관한 것이다.
연료집합체에 있어서, 스페이서 격자 조립체는 봉 진동을 예방하고 연료봉을 위한 축방향 지지를 제공하기 위하여 원자로심내의 연료봉들 사이의 간격을 정확하게 유지하는 것으로 사용된다. 관례적인 설계의 스페이서 격자 조립체는 연료봉(표준셀)과 제어봉 안내딤블(딤블셀)이 통과하는 셀을 형성하도록 설계되는 계란상자와 같은 형태로 결합된 다수의 금속격자 스트랩(strap)을 포함하고 있다. 슬롯은 종종 격자 스트랩 사이의 결합 맞물림을 달성하기 위하여 활용된다.
각각의 표준셀은 금속 격자 스트랩에 부착되어 있거나 금속 격자 스트랩내에 형성되어 있는 비교적 단단한 돌출부(딤플)와 비교적 탄성력이 있는 격자 스프링을 사용하는 것에 의하여 하나의 연료봉을 일정한 축방향의 지점에 지지하는 것으로 제공된다. 주변 스트립은, 연료집합체에 대하여 강도와 강성을 부과하고 주변셀에 관한 격자 스프링과 딤플의 위치를 제공하기 위하여 맞물려 있는 격자 스트랩을 에워싸는 것으로 사용된다. 가동시 연료봉의 측방향 변위를 최소화하고 연료집합체의 연료 제10 개선하기 위하여, 이러한 다수의 스페이서 격자 조립체는 연료집합체를 따라 일정한 간격을 두고 있다. 이들 격자는 일반적으로 격자들을 잘 알려져 있는 벌징(bulging) 기술 또는 그와 같은 기술을 통하여 제어봉 안내딤블에 부착함으로서 적소에 유지된다.
그러나 스페이서 격자 조립체는 예를 들면 미합중국 특허 제3,389,056호와, 제3,713,971호와, 3,944,467호와, 제4,224,107호에 기술되어 있다.
원자로의 가동시, 격자 스프링과 딤플은 격자 스프링의 필요 탄성력을 소멸시켜 최종적으로 연료봉을 진동시키거나 연료봉을 딤플과 충돌하여 부딪치도록 야기하는 강한 방사선에 피폭된다. 그 결과로서 연료봉의 피복은 프레팅(fretting)을 일으키게 된다. 전형적인 연료봉에 있어서, 피복은 핵연료 펠릿을 적재하는 금속관으로 구성된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 '프레팅'은 연료봉 피복과 격자 스프링 및 딤플사이의 마찰작용을 의미한다. 만일 프레팅이 심하게 발생한다면, 프레팅은 연료봉 파손을 야기하게 될 것이다.
연료집합체에 있어서, 프레팅은 원자로심내의 냉각재/감소재 유체유동에 의하여 유도되는 봉 진동에 의하여 야기되며, 때때로 연료봉의 적재와 삽입시 조립되는 힘에 의하여 야기된다.
더욱이, 연료봉은 통상적으로 연료적재시 관례적인 스페이서 격자 조립체내에 삽입될 때 스프링 및 딤플과 연료봉 표면 사이의 점접촉 또는 선접촉을 야기하는 방식으로 격자 스프링과 딤플의 융기표면 또는 융기 평탄부에 정착되는 그 외부 주변 표면을 가지는 길고(수 m) 가느다란 실린더이다. 봉이 그러한 종래 스페이서 격자 조립체 내부에 넣어질 때의 일반적인 문제는 적재 스크래치(scratch)로 잘 알려져 있는 스크래치를 발생시키는 것이다. 이들 스크래치는 연료봉을 스페이서 격자 조립체 내부에 삽입하는 동안 연료봉 피복을 따라 긁혀지며, 이것은 스프링과 딤플상의 예리한 가장자리에 의하여 야기되는 것으로 믿어진다.
또한 일부 종래 스페이서 격자는 연료봉 스프링과 딤플이 연료봉을 표준셀의 중심에 정확하게 위치선정되지 않게 되는 추가적인 문제에 봉착된다. 중심위치로 부터의 이탈은 만곡된 딤플과 만곡된 스프링과 같은 기계적인 훼손과 수력유동의 불균일 분배와 같은 연료집합체 내에서의 불리한 핵 특성을 야기할 수 있다.
본 발명의 주된 목적은 이러한 문제들을 경감시키는 데 있으며, 따라서 본 발명은 연료봉을 측방향으로 지지하기 위한 다수의 횡격자와, 연료집합체의 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 있는 각각의 상기 격자는, 딤플과 딤플의 맞은편에서 딤플에 대향하여 연료봉을 편의하는 스프링을 가지는 스트랩 부분에 의하여 경계를 이루고 있고 셀을 통하여 연장되는 상기 연료봉의 하나를 가지는 각각의 연료봉 수용셀을 포함하는 셀들의 범위를 정하기 위하여 계란상자와 같은 형태로 끼워 넣어져 있는 다수의 스트랩으로 구성되며, 실질적으로 평행하게 간격을 두고 있는 연료봉의 배열을 포함하는 연료집합체에 있으며, 각각의 상기 딤플과 각각의 상기 스프링은, 관련셀을 통하여 뻗어있는 연료봉의 주변 표면을 대향하여 지지하며 연료봉을 크레이들 하도록 굽은면 형태로 되어 있는 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.
연료봉 크레이들링 표면을 가지는 딤플과 스프링은 연료봉과 함께 점접촉을 이루는 대신에 연료봉 피복의 프레팅이나 스크래칭을 더욱 적게 야기하고 보다 큰 면적에 걸쳐서 진동이나 충격유도력을 분배할 수 있는 보다 큰 연료봉 지지표면을 제공하는 것으로 제10 있다.
연료봉은 실질적으로 원통형이며, 각각의 딤플과 스프링의 굽은면 크레이들링 표면은 최소한 연료봉의 주변 표면의 곡률반경범위와 동일한 곡률반경범위를 가진다.
각각의 딤플과 각각의 스프링은 관련 격자 스트랩에서 부터 관련셀의 안쪽으로 아아치 모양을 이루는 긴 부재이며, 각각의 딤플과 스프링의 융기 중앙 부분상에 형성되어 있는 크레이들링 표면을 가지며, 긴 부재는 그 세로 가장자리를 따라 관련격자 스트랩의 평면을 향하여 각을 이루는 플랜지를 가지는 것이 바람직하다. 후술되는 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 긴 아아치형 딤플은 가로로 뻗어 있으며, 긴 아아치형 스프링은 각각의 격자셀의 세로축에 관하여 실질적으로 평행하게 뻗어 있으며, 스프링은 스프링의 융기 중앙부분의 대향단부에서부터 연장되는 그 단부 또는 기부부분상에 형성되는 세로 리브를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 양호한 실시예를 첨부도면에 관련하여 예로서 서술하면 다음과 같다.
다음 설명에 있어서, '전방', '배후', '좌측', '우측', '하향'등과 같은 용어는 제한된 용어로서 설명되는 것이 아니라 편의상 사용되는 것이다.
도면, 특히 제1도를 참고하면, 일반적으로 참고번호(10)으로 표시되어 도시된 연료집합체는 원자로(도시하지 않음)의 노심구역내의 하부노심판(도시하지 않음)상의 조립체를 지지하기 위한 하부단부구조체 또는 저부노즐(12)과, 저부노즐(12)로부터 위쪽으로 뻗어있는 제어봉 안내관 또는 안내딤블(14)과, 연료봉(18)의 유기적인 배열을 측방향으로 지지하는 가로 스페이서 격자(16)와, 구조관(20)과, 집합체의 구성 부분을 훼손시킴이 없이 관례적으로 취급되어질 수 있는 통합 조립체를 형성하기 위하여 안내딤블(14)의 상부단부에 부착되어 있는 상부단부 구조체 또는 상단노즐(22)로 구성되어 있다. 저부 및 상단노즐(12,22)은 관례적인 설계로 되어 있으며, 각각의 노즐은 종래기술에서 널리 알려져 있는 바와 같이 물과 같은 액체 냉각재의 유동을 위하여 어댑터판을 통과하는 개구(도시하지 않음)을 가지는 어댑터판을 포함하고 있다.
상단노즐(22)은 어댑터판에서부터 연장되는 직립측벽을 포함하며, 노심내에서 발생되는 열팽창과 같은 것에 의하여 야기되는 연료집합체의 길이변화를 허용하는 반면에 상향냉각재 유동에 의하여 야기되는 연료집합체(10)의 수력상승을 예방하기 위하여 상부 노심판(도시하지 않음)과 함께 협력되는 판 스프링(26, 하나만 도시함)을 적당하게 고정하고 있는 상부 플랜지(도시하지 않음)를 가진다. 상단노즐(22)의 측벽에 의하여 범위를 정하는 밀폐부 내부에 배치되어 있는 것은 종래기술에서 널리 알려져 있는 바와 같이 제어봉 안내딤블(14)에서 제어봉을 수직으로 변위시키기 위하여 제어봉(32)의 상부단부에 연결되어 있는 방사상으로 연장되는 플루크(30, fluke)를 가지는 관례적인 봉다발 제어 조립체(28)이다.
연료집합체(10)을 조립하게 될 때, 스페이서 격자(16)는 선결된 축방향으로 일정하게 간격을 두고 있는 위치에서 안내딤블(14)에 부착되며, 연료봉(18)은 맞물려 있는 격자 스트랩에 의하여 형성된 각각의 셀을 통하여 삽입되고, 하부노즐(12)은 안내딤블(14)의 하부단부에 적당하게 부착되며, 상단노즐(22)은 안내딤블(14)의 상부단부에 부착된다. 연료집합체(10)의 관례적인 구성 부분을 보다 더 세부에 걸쳐 이해하기 위하여 미합중국 특허 4,061,536호가 참고되어질 수 있다.
본 발명을 구체화하는 스페이서 격자 구조체를 서술하기 전에, 먼저 스페이서 격자는 종래기술에서 널리 알려져 있으며, 주로 연료제10 사이의 정확한 간격을 유지하고 연료봉의 진동을 예방하는 것으로 사용되고 있음을 주목해야 할 것이다. 미합중국 특허 제3,379,619호와 제4,061,536호에서 서술되고 도시된 것과 같은 종래의 스페이서 격자는 연료봉을 수용하기 위하여 셀을 제공하는 계란상자와 같은 형태로 결합되어 있는 스트랩으로 구성된다.
각각의 셀은 대표적으로 셀내의 6개 지점에서 연료봉을 마찰성 있게 맞물고 있는 스프링 핑거와 딤플에 의하여 연료봉을 셀내에 지지하고 있다.
스페이서 격자는 종래 기술에서 잘 알려져 있는 바와 같이 냉각재 유동을 혼합하기 위한 배인을 포함한다.
도면의 제2도를 참고하면, 제2도에는 본 발명을 구체화하는 스페이서 격자의 부분이 도시되어 있다. 종래 스페이서 격자와 유사한 격자(16)는 각각의 연료봉(18)이 셀을 통하여 연장되도록 셀(34)을 형성하기 위하여 계란 상자와 같은 형태로 결합되어 있는 스트랩(24)으로 구성된다. 또한 스페이서 격자(16)는 외부 또는 주변 스트랩(36)을 포함하며, 주변 스트랩(36)은 내부 스트랩(24)의 계란 상자와 같은 구조물을 에워싸며 내부 스트랩의 단부를 주변 스트랩에 결합하고 있으며 그 단부에서 상호 연결되어 있다.
제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 외부 스트랩(36)은 제각기 주부분(40)과 상부 및 하부 탄성 가장자리부분(42,44)을 가진다.
가장자리부분(42,44)은 연료집합체를 원자로까지 운반하는 것으로 사용되는 적하콘테이너상의 충격으로부터 밀폐된 연료봉을 쿠션으로 받치기 위하여 관련부분(40)의 평면으로부터 외부쪽으로 돌출되며 주부분(40)과 함께 통합적으로 형성되어 있다. 가장자리부분(42,44)은 연료집합체를 통과하는 냉각재 유동의 혼합을 촉진하고 난류를 발생시키기 위하여 혼합배인을 형성하도록 하는 형태로 된다. 외부 스트랩(36)은 지르코늄 또는 지르코늄합금과 같은 저중성자 포획단면을 가지는 재료로 만드는 것이 바람직하며, 용접에 의하여 내부격자 스트랩과 함께 결합되어 있다.
도시된 바와 같이, 스페이서 격자(16)의 각각의 셀(34) 내부에 돌출되어 있는 것은 두개의 격자 스프링(48)과, 두쌍의 비교적 단단한 딤플(46)이다. 두쌍의 딤플(46)은 스트랩 부분의 두개의 인접하는 면 상에서 셀(34)을 한정하는 각각의 스트랩부분에 제각기 한쌍씩 형성되며, 스프링(48)은 스트랩 부분의 나머지면, 즉 딤플을 유지하고 있는 스트립 부분에 대향하는 면 상에서 셀을 한정하는 각각의 스트랩 부분에 형성되며, 각각의 스트랩 부분상의 딤플(46)은 연료봉이 셀을 통하여 뻗어있을 때 특정연료봉의 세로 방향과 동일공간을 차지하는 셀의 세로방향에서 서로가 일직선으로 정렬하여 일정한 간격을 두고 있다. 이러한 배열이 이루어짐에 따라, 각각의 격자셀내의 스프링(48)은 셀내에서 연료봉을 맞물리게 되며, 각각의 스프링에 대향하고 있는 비교적 단단한 딤플(46)에 대향하여 연료봉을 편의하게 된다.
각각의 격자셀의 세로축에 관하여 가로로 뻗어있는 딤플(46)과, 실질적으로 격자셀의 세로축에 평행하게 연장되는 스프링(48)은 일반적으로 긴 부등변 사변형 형태를 가진다. 예시된 실시예에 있어서, 딤플(46)과 스프링은 각각의 격자 스트랩(24)의 통합부분이며, 각각의 딤플과 스프링은 딤플과 스프링의 길이의 가장자리를 따라 관련 스트랩(24)에서 절개되어 관련 스트랩의 평면에서부터 관련 격자셀의 내부로 아아치 형태를 이루고 있다.
제3도에서 제6도까지를 참고하여 본 발명에 따라 구성된 연료봉 크레이들 격자스프링(48)을 세부에 걸쳐 서술하면 다음과 같다. 상기 언급한 바와 같이, 양호한 실시예로 도시된 스프링(48)은 각각의 격자 스트랩(24)의 통합부분이며, 각각의 스프링은 스프링(48)의 세로 가장자리를 따라 슬롯(52,54)를 천공하는 것에 의하여 관련 스트랩(24)으로부터 절개되어 있다.
각각의 스프링(48)은, 보다 큰 봉의 표면적에 걸쳐서 진동과 충격발생력을 분배함과 동시에 적재 또는 하역작업시 연료봉이 스크래치 되는 기회를 최소화하는 비교적 큰 지지표면을 연료봉에 대하여 제공하고 연료봉을 크레이들하기 위하여 굽은면 형태로 된 융기부분(50)을 가진다. 보다 큰 지지표면을 제공하기 위하여 각각의 격자 스프링(48)의 융기부분(50)은 일반적인 원통형의 연료봉의 표면형태와 대략적으로 일치하도록 굴곡되어 있는 아아크형 표면(56)을 가지며, 프레팅되는 경향을 한층 더 저감시키기 위하여 각각의 스프링(48)은 스프링의 융기중앙부분(50)의 대향단부에서부터 뻗어있는 기부부분(60,62)의 가로방향의 중심을 따라 형성되어 있는 세로 리브(58)을 가지는 것이 바람직하다. 또한 리브(58)는 격자스프링(48)에 대하여 강성을 부가한다.
각각의 스프링(48)은 스프링이 돌출되어 있는 스트랩(24)의 평면을 향하여 각을 이루는 플랜지(64)와 함께 스프링의 세로 가장자리를 따라 리브를 제공함으로서 더욱더 강성을 가지게 된다. 제5도로부터 잘 알 수 있는 바와 같이, 격자스프링이 주된면에 관하여 각각의 플랜지에 의하여 형성된 각 α는 90。까지 될 수 있으며 30。에서 60。까지의 범위로 되는 것이 바람직하다.
제7도에서 제10도까지를 참고하여 연료봉 크레이들 딤플(46)을 세부에 걸쳐 서술하면 다음과 같다. 스프링(48)과 같이, 딤플(46)은 각각의 딤플의 길이방향의 가장자리를 형성하기 위하여 스트랩내에서 슬롯(66,68)을 천공하는 것에 의하여 각각의 스트랩(24)으로부터 절개되어 있는 스트랩 재료로 이루어진 스트랩이다. 제8도로부터 잘 알 수 있는 바와 같이, 각각의 격자 스프링(48)과 같은 각각의 딤플(46)은 통상 중앙부분의 대향단부에서부터 격자스트랩(24)까지 뻗어있는 기부부분(72)과 중앙부분(70)을 가지는 아아치형태를 이루고 있다.
예시된 실시예에 있어서 딤플(46)은 격자셀의 세로축에 관하여 가로로 뻗어있으며 냉각재 유동방향으로 절개되어 있기 때문에, 각각의 딤플의 중앙부분(70)은 관련 격자셀을 통과하는 일반적인 원통형 연료봉을 크레이들하도록 기부부분(72) 사이에 뻗어있는 아아크 형태로 굴곡되어 있다.
각각의 격자 스프링(제6도)과 각각의 딤플(제8도)내에 형성된 아아크의 곡률(r) 반경은 스페이서 격자 조립체내의 격자 스프링과 딤플의 위치에서의 연료봉의 미소이탈을 허용하는 반면에 연료봉을 크레이들하기 위하여 지지되는 연료봉의 외경의 곡률반경보다 미소하게 더 크다. 상기 반경(r)은 연료봉이 팽창상태, 즉 가열된 상태에 있을 때 지지되는 연료봉의 곡률반경과 최소한 동일해야 한다.
연료봉이 각각의 딤플(46)의 면에 평행한 방향으로 삽입되어지기 때문에, 최소한 연료봉의 삽입 방향에 대향하고 있는 딤플의 가장자리는 아래로 구부러지는 것이 바람직하며, 이것에 의하여 연료봉 피복을 스크래치하는 것을 예방할 수 있는 경사부분이 형성된다.
제9도와 제10도로부터 잘 알 수 있는 바와 같이, 아래로 구부러진 부분 또는 경사부분은 각각의 딤플이 돌출되어 있는 격자스트랩(24)의 평면을 향하여 각을 이루는 플랜지(74)로 구성되며, 중앙부분(70)과 기부부분(72)상에서 일반적으로 평탄한 경사부분을 형성하도록 아아치에 관하여 각 β관계로 배치되어 있다.
각 β는 90。까지 변화될 수 있으며, 30。에서 60。 사이의 범위로 되는 것이 바람직하다.
플랜지 또는 플랜지(74)들은 딤플에 대하여 강성을 부가할 뿐만 아니라 스크래칭 되어짐이 없이 연료봉을 적재할 수 있게 한다.
제11도에서 도시된 바와 같이, 각각의 딤플의 기부부분(72)는 역시 강성리브(76)을 가질 수 있다.
연료집합체의 제조 또는 원자로 내에서의 작동시, 연료봉은 격자셀의 축과 함께 일직선으로 정렬되어 있는 그 정상 중심 위치로부터 이탈될 수 있다. 본 발명에 일치하는 연료봉 크레이들 스페이서 격자 설계는 이러한 정상 위치로부터 연료봉을 이탈시키려면 딤플 또는 스프링상의 더 높은 위치로 연료봉을 치켜 올라가도록 하는 것을 필요로 한다.
이러한 치켜올려지는 운동은 이탈 연료봉을 크레이들의 '골'내부로 후퇴되도록 가압하는 힘을 받게 하며, 이것에 의하여 연료집합체의 핵 특성과 열 및 수력특성을 변경시키며 딤플과 스프링을 만곡시킬 수 있는 정상 중심 위치로부터의 대량이탈을 향한 경향을 저감시킬 수 있게 된다.
작동시, 본 발명의 크레이들 격자 스프링과 딤플 설계는 역시 격자셀내에 중심을 맞추고 있는 연료봉을 지지하기 쉽게 한다. 이것은 방사성이 격자 스프링에 의하여 연료봉상에 작용되는 힘을 이완하기 시작한 경우에는 특히 중요하다. 이점에 있어서, 크레이들 설계는 연료봉에 관하여 더욱 균일한 냉각재 유동분배를 유지하는데 도움이 된다. 만일 가동시 연료봉이 통상적으로 격자 스프링 또는 딤플로부터 100분의 수 mm보다 크지 않게 이격된다면 이격 연료봉과 스프링 또는 딤플 표면사이에 형성된 공통내부 및 외부의 냉각제유동은 연료봉상의 수력상승을 증가시키는 경향을 감소시키도록 종래의 평탄부 설계에서 제한되는 것보다 본 발명의 크레이들 설계와 함께 더욱 제한되어진다.
실제로, 크레이들 설계에 의한 연료봉 이격으로 야기되는 더욱 한정된 공동은 유동이 유도하는 연료봉 진동수를 저감시키는 경향이 있으며, 이것에 의하여 연료피복의 프레팅에 대한 어떠한 경향이라도 감소시키게 된다.

Claims (8)

  1. 연료봉을 측방향으로 지지하기 위한 다수의 횡격자와, 연료집합체의 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 있는 각각의 상기 격자는, 딤플과 딤플의 맞은편에서 딤플에 대향하여 연료봉을 편의하는 스프링을 가지는 스트랩 부분에 의하여 경계를 이루고 있고 셀을 통하여 연장되는 상기 연료봉의 하나를 가지는 각각의 연료봉 수용셀을 포함하는 셀들의 범위를 정하기 위하여 계란상자와 같은 형태로 끼워 넣어져 있는 다수의 스트랩으로 구성되며, 실질적으로 평행하게 간격을 두고 있는 연료봉의 배열을 포함하는 연료집합체에 있어서, 각각의 상기 딤플(46)과 각각의 상기 스프링(48)은, 관련셀(34)을 통하여 뻗어있는 연료봉(18)의 주변 표면을 대향하여 지지하며 연료봉을 크레이들하도록 굽은면 형태로 되어 있는 표면(70; 56)을 가지는 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 딤플(46)과 각각의 스프링(48)의 굽은면 표면(56; 70)은 최소한 실질적으로 원통형인 각각의 연료봉의 주변표면의 곡률 반경과 동일한 곡률반경으로 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 상기 스프링(48)과 각각의 상기 딤플(46)은, 융기중앙 부분상에 형성된 상기 굽은면 표면(56; 70)을 가진 융기 중앙부분을 가지며 관련 스트랩(24)으로부터 관련 셀(34)의 내부쪽으로 아아치형 형태를 이루는 긴 부재인 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 스프링(48)은 실질적으로 관련셀(34)의 세로축에 평행하게 뻗어있으며, 스프링의 상기 융기 중앙부분의 대향단부에서부터 연장되고 각개가 그 위에 형성하고 있는 세로리브(58)를 가지는 기부부분(60, 62)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 스프링(48)은 관련 스트랩(24)의 평면을 향하여 각을 이루며 스프링의 세로 가장자리를 따라 형성되어 있는 플랜지(64)를 가지는 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
  6. 제5항에 있어서, 각각의 상기 딤플(46)은, 관련 스트랩(24)의 평면을 향하여 각을 이루며 딤플의 길이방향의 가장자리를 따라 형성되어 있는 플랜지(74)를 가지는 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
  7. 제6항에 있어서, 각각의 딤플(46)은 관련셀(34)의 세로축에 관하여 가로로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 딤플(46)은, 기부부분의 상승중앙부분의 대향단부에서부터 연장되고 각계가 그 위에 형성하고 있는 세로리브(76)를 가지는 기부부분(72)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 스페이서 격자를 가지는 연료집합체.
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4844860A (en) * 1986-06-20 1989-07-04 Combustion Engineering, Inc. Support grid with integral vanes
FR2610445B1 (fr) * 1987-01-29 1989-06-09 Framatome Sa Ressort en epingle a cheveux pour assemblage de combustible nucleaire et grille d'assemblage comportant de tels ressorts
JPH01173898A (ja) * 1987-09-10 1989-07-10 Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd 原子炉燃料集合体の支持格子
US4895698A (en) * 1988-03-14 1990-01-23 Westinghouse Electric Corp. Nuclear fuel rod grip with modified diagonal spring structures
JPH0776795B2 (ja) * 1989-01-25 1995-08-16 三菱原子燃料株式会社 支持格子
US4923669A (en) * 1989-02-21 1990-05-08 Westinghouse Electric Corp. Nuclear fuel rod grid spring and dimple structures having chamfered edges for reduced pressure drop
US5357547A (en) * 1992-03-18 1994-10-18 Westinghouse Electric Corporation Vibration dampener for dampening vibration of a tubular member
US5444748A (en) * 1994-04-04 1995-08-22 Westinghouse Electric Corporation Grid structure for supporting fuel rods in a nuclear reactor
US5488644A (en) * 1994-07-13 1996-01-30 General Electric Company Spring assemblies for adjoining nuclear fuel rod containing ferrules and a spacer formed of the spring assemblies and ferrules
US5526387A (en) * 1994-08-12 1996-06-11 General Electric Company Flow tabs for a fuel rod bundle spacer
US5519747A (en) * 1994-10-04 1996-05-21 General Electric Company Apparatus and methods for fabricating spacers for a nuclear fuel rod bundle
US5546437A (en) * 1995-01-11 1996-08-13 General Electric Company Spacer for nuclear fuel rods
US5566217A (en) * 1995-01-30 1996-10-15 General Electric Company Reduced height spacer for nuclear fuel rods
US5675621A (en) * 1995-08-17 1997-10-07 General Electric Company Reduced height flat spring spacer for nuclear fuel rods
FR2766003B1 (fr) * 1997-07-11 1999-12-03 Framatome Sa Grille pour assemblage combustible nucleaire et plaquette pour une telle grille
KR100318233B1 (ko) * 1997-12-22 2002-03-20 장인순 프레팅마모억제를위한h형스프링이부착된지지격자체
KR100287278B1 (ko) * 1998-02-04 2001-04-16 장인순 회전유동발생장치를가진핵연료집합체지지격자
KR100330358B1 (ko) 1999-07-29 2002-04-01 장인순 냉각수 혼합을 위한 딤플형 베인과 다중스프링이 부착된 지지격자체
DE50201834D1 (de) * 2001-01-26 2005-01-27 Framatome Anp Gmbh Abstandhalter mit mitteln zur vermeidung von reibungsschäden an brennstäben und entsprechendes kernreaktor-brennelement
US6606369B1 (en) 2002-03-06 2003-08-12 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear reactor with improved grid
US7421056B2 (en) * 2002-03-14 2008-09-02 Areva Np Gmbh Fuel assembly for a boiling water reactor
US6819733B2 (en) * 2002-05-15 2004-11-16 Westinghouse Electric Company Llc Fuel assembly and associated grid for nuclear reactor
KR100475633B1 (ko) 2002-10-30 2005-03-11 한국수력원자력 주식회사 핵연료 집합체용 측면 절개형 이중판 노즐형 냉각재 혼합지지격자체
US7526058B2 (en) * 2004-12-03 2009-04-28 General Electric Company Rod assembly for nuclear reactors
US7623612B2 (en) * 2006-03-27 2009-11-24 Westinghouse Electric Co. Llc Bi-alloy spacer grid and associated methods
KR20070102001A (ko) * 2006-04-13 2007-10-18 한국원자력연구원 연료봉과 등각 접촉면적을 증가시키는 지지격자 스프링
FR2910687B1 (fr) * 2006-12-26 2016-08-26 Areva Np Grille-entretoise a elements d'appui en forme de selle de cheval et assemblage de combustible nucleaire correspondant.
KR100844879B1 (ko) * 2006-12-27 2008-07-09 한전원자력연료 주식회사 연료봉 프레팅 마모저항성이 향상된 w형 및 m형 스프링을구비한 지지격자
KR100932436B1 (ko) * 2007-08-27 2009-12-17 한전원자력연료 주식회사 연료봉 프레팅 마모방지를 위한 카누 모양의 스프링을 가진지지격자
US8369475B2 (en) * 2009-07-01 2013-02-05 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear fuel assembly support grid
EP2525363A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-21 Areva NP Strip for a nuclear fuel assembly spacer grid
EP2525366A1 (en) 2011-05-20 2012-11-21 Areva NP Strip for a nuclear fuel assembly spacer grid
US9620250B2 (en) 2012-02-02 2017-04-11 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Spacer grid
US9881701B2 (en) 2012-04-17 2018-01-30 Bwxt Mpower, Inc. Spacer grids with springs having improved robustness
US11935663B2 (en) 2012-05-21 2024-03-19 Smr Inventec, Llc Control rod drive system for nuclear reactor
WO2014011632A2 (en) * 2012-07-09 2014-01-16 Holtec International, Inc. Nuclear fuel core, nuclear fuel cartridge, and methods of fueling and/or defueling a nuclear reactor
US10923239B2 (en) 2012-07-09 2021-02-16 Smr Inventec, Llc Moving an entire nuclear reactor core as a unitary structure
US9564249B2 (en) * 2013-03-05 2017-02-07 Global Nuclear Fuel—Americas Llc Spacers for nuclear fuel assemblies
WO2017219304A1 (zh) * 2016-06-23 2017-12-28 中广核研究院有限公司 燃料组件及其格架、条带及条带上的弹簧
WO2018098703A1 (zh) * 2016-11-30 2018-06-07 中广核研究院有限公司 燃料组件及燃料组件的管座
CN109935367A (zh) * 2017-12-19 2019-06-25 中国原子能科学研究院 一种带卡扣的燃料组件定位格架和燃料组件
CN109935368A (zh) * 2017-12-19 2019-06-25 中国原子能科学研究院 一种带角插件的燃料组件定位格架和燃料组件
CN109935359A (zh) * 2017-12-19 2019-06-25 中国原子能科学研究院 一种燃料组件骨架连接结构及燃料组件骨架
CN111540481A (zh) * 2020-05-14 2020-08-14 吉林农业大学 一种基于增材制造工艺的搅混格架
CN113362973B (zh) * 2021-06-04 2022-02-22 中国核动力研究设计院 一种提高抗磨蚀性能并减小阻力的格架弹簧及定位格架

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US30247A (en) * 1860-10-02 Watch
US2832733A (en) * 1946-04-23 1958-04-29 Szilard Leo Heavy water moderated neutronic reactor
US4087324A (en) * 1951-10-30 1978-05-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Pile construction
US3968007A (en) * 1952-12-09 1976-07-06 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Neutronic reactor construction
US3049485A (en) * 1958-04-17 1962-08-14 Tatlock John Support structures
US3389056A (en) * 1964-07-09 1968-06-18 Westinghouse Electric Corp Fuel assemblies
USRE30247E (en) * 1965-05-25 1980-04-01 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Means for supporting fuel elements in a nuclear reactor
US3395077A (en) * 1966-05-25 1968-07-30 Westinghouse Electric Corp Fuel assembly for nuclear reactors
US4061536A (en) * 1966-05-25 1977-12-06 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Fuel assembly for nuclear reactors
FR1531996A (fr) * 1966-07-21 1968-07-05 Atomic Energy Authority Uk Grille d'écartement pour un ensemble de combustible pour un réacteur nucléaire
GB1186518A (en) * 1966-07-21 1970-04-02 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to Nuclear Reactor Fuel Element Assemblies
SE324019B (ko) * 1968-12-02 1970-05-19 Asea Ab
FR2028039A1 (en) * 1969-01-14 1970-10-09 Commissariat Energie Atomique Spacer for nuclear fuel rods
US3944467A (en) * 1969-10-04 1976-03-16 Interatom, International Atomreaktorbau Gmbh Spacer for fuel rods in nuclear fuel elements
US3920515A (en) * 1972-09-26 1975-11-18 Westinghouse Electric Corp Fuel assembly for a nuclear reactor
US4165256A (en) * 1975-03-03 1979-08-21 The Babcock & Wilcox Company Fuel element grid plate with corrugation and bosses
DE2647000C3 (de) * 1976-10-18 1980-11-20 Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim Abstandshaltegitter für Brennelemente
US4224107A (en) * 1978-05-09 1980-09-23 Commissariat A L'energie Atomique Spacer grids for a nuclear reactor fuel assembly
JPS5836007Y2 (ja) * 1978-07-07 1983-08-13 渡辺測器株式会社 感熱記録ペン
DE2905661C2 (de) * 1979-02-14 1982-06-24 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Abstandshalter für die zu einem Kernreaktorbrennelement zusammengefaßten Brennstäbe
US4585616A (en) * 1983-03-09 1986-04-29 Westinghouse Electric Corp. Nuclear fuel spacer grid with improved outer straps

Also Published As

Publication number Publication date
EP0196598A1 (en) 1986-10-08
ES553616A0 (es) 1987-10-16
DE3667352D1 (de) 1990-01-11
CN86102224A (zh) 1986-11-26
EP0196598B1 (en) 1989-12-06
US4702881A (en) 1987-10-27
KR860008563A (ko) 1986-11-17
JPS61231487A (ja) 1986-10-15
ES8800487A1 (es) 1987-10-16

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