WO2009084402A1 - 燃料集合体結合構造 - Google Patents

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WO2009084402A1
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latch sleeve
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upper nozzle
coupling structure
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Hidenori Harada
Masahiko Yamada
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
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    • 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
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    • G—PHYSICS
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    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to a fuel assembly coupling structure.
  • the fuel assembly of the pressurized water reactor includes a fuel rod 100, an upper nozzle 101, a lower nozzle 102, a guide tube 103, an upper support grid 104, an intermediate support grid 105, a lower support grid 106, a foreign matter filter. It is composed of The upper support grid 104 and the intermediate support grid 105 are mechanically coupled to the guide tube 103, and the lower support grid 106 is mechanically coupled to the lower end of the guide tube 103 together with the lower nozzle 102.
  • the fuel rod 100 is held by 105 and the lower support grid 106.
  • the upper nozzle 101 is coupled to the upper end portion 108 of the sleeve 107 attached to the upper support grid 104 by welding.
  • the sleeve 107 and the guide tube 103 are mechanically coupled.
  • the fuel assembly may need to remove the upper nozzle 101 of the fuel assembly in order to replace the fuel rod 100 damaged during operation at the power plant. For this reason, the fuel assembly needs to be designed so that the upper nozzle 101 can be removed.
  • the upper nozzle 101 is coupled to the sleeve 107 by welding, so that it could not be easily detached at the power plant.
  • a male screw 109 is formed on the upper end portion of the guide tube 103 as an upper nozzle detachable structure that allows the upper nozzle 101 to be detachable, and this is used as a locking cup 110 installed on the upper nozzle 101. Therefore, there is known a fuel assembly coupling structure using the nut 111, which is sandwiched and fixed by a nut 111 having an internal thread 112 formed on the inner surface (see Patent Document 1 below).
  • a guide pipe 103 is provided with a protruding portion, and this protruding portion is inserted into an opening of a lock ring (not shown) attached to the upper nozzle 101, and then the lock ring is rotated.
  • a fuel assembly coupling structure using a lock ring in which the guide tube 103 and the upper nozzle 101 are coupled by overlapping the projecting portion of the guide tube 103 and the receiving portion of the lock ring (see the following patents). Reference 2).
  • the present invention does not require disassembly of the parts when the upper nozzle is detached, eliminating the factor that the removed parts are mixed into the fuel assembly, and causing the upper nozzle to bend vertically. It is an object of the present invention to provide a fuel assembly coupling structure that is free of fuel.
  • a fuel assembly coupling structure for solving the above-described problems is A latch sleeve having an overhang formed on the upper end; An upper nozzle formed with a latch sleeve installation hole into which the upper end of the latch sleeve is inserted; A lock key that is installed inside the latch sleeve installation hole and has an opening having a shape corresponding to the protruding portion formed on the lower surface;
  • a male screw is formed on a side surface of the lock key, and screw joining means for screw-joining the lock key to the upper nozzle side is provided.
  • a fuel assembly coupling structure according to a second aspect of the present invention for solving the above problem is the fuel assembly coupling structure according to the first aspect of the invention,
  • the screw joining means includes A female screw is formed on the inner surface of the latch sleeve installation hole, and the lock key and the latch sleeve installation hole are screwed together.
  • a fuel assembly coupling structure according to a third aspect of the present invention for solving the above problem is the fuel assembly coupling structure according to the first aspect of the invention,
  • the screw joining means includes A cylindrical thick tube is installed inside the latch sleeve installation hole, A female screw is formed on the inner surface of the thick tube, the lock key is installed inside the thick tube, and the lock key and the thick tube are screwed together. .
  • the present invention since it is not necessary to disassemble the parts when the upper nozzle is detached, the factor that the removed parts are mixed into the fuel assembly is eliminated, and the fitting portion between the latch sleeve and the lock key, that is, the upper nozzle is detached. Therefore, it is possible to realize a fuel assembly coupling structure in which no vertical backlash occurs in the portion.
  • FIG. 4 (a) and 4 (c) are side views of the latch sleeve
  • FIG. 4 (b) is a top view of the latch sleeve
  • FIG. 4 (d) is an A- view of the latch sleeve shown in FIG. 4 (b). Sectional drawing in A section is shown.
  • the latch sleeve 10 has a cylindrical shape, and a rectangular projecting portion 11 having a rounded corner when viewed from above is formed at the upper end of the latch sleeve 10.
  • An upper nozzle 30 (see FIG. 6), which will be described later, or a thick tube 40, which will be described later and the latch sleeve 10 to be welded and joined, are fixed to the lower portion of the latch sleeve projecting portion 11 in the vertical direction.
  • a flange 12 is formed on the top.
  • a gap portion 13 is formed between the latch sleeve projecting portion 11 and the flange portion 12.
  • FIG. 5 (a) is a bottom view of the lock key
  • FIG. 5 (b) is a side view of the lock key
  • FIG. 5 (c) is a top view of the lock key
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 5
  • FIG. 5E is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG.
  • the lock key 20 has a cylindrical shape, and a rectangular lock key opening 21 having a rounded corner that engages with the latch sleeve overhanging portion 11 (see FIG. 4) is formed on the lower surface. ing. The thick portions on the four sides of the lock key opening 21 serve as receiving portions 22 for the lock key 20. A male screw 23 is formed on the side surface of the lock key 20.
  • the lock key 20 is rotatably attached to the latch sleeve installation hole 31 of the upper nozzle 30 as shown in FIG.
  • the structure of the inner surface of the latch sleeve installation hole 31 will be described in detail in first and second embodiments to be described later.
  • FIG. 6A is a view showing a state where the lock key is inserted into the latch sleeve
  • FIG. 6B is a view showing a state immediately after the lock key is inserted into the latch sleeve
  • FIG. (C) is a view showing a state in which after the lock key is inserted into the latch sleeve, the lock key is rotated to couple the latch sleeve and the lock key.
  • the latch sleeve 10 is inserted into the lock key opening 21 attached to the upper nozzle 30 until the upper nozzle fixing portion 12 of the latch sleeve 10 hits the lower surface of the upper nozzle 30 as indicated by an arrow I. Inserted. Then, by rotating the lock key 20 by 45 degrees as indicated by an arrow T, the receiving portion 22 of the lock key 20 enters the gap 13 of the latch sleeve 10, and the overhanging portion 11 of the latch sleeve 10 is the receiving portion of the lock key 20.
  • the latch sleeve 10 and the upper nozzle 30 are coupled to each other when the latch sleeve 10 cannot be removed from the lock key 20.
  • the lock key 20 is rotated (45 degrees in this case) until the protruding portion 11 of the latch sleeve 10 and the receiving portion 22 of the lock key 20 are not overlapped, thereby pulling out the lock key 20 from the latch sleeve 10.
  • the upper nozzle 30 can be removed.
  • the protruding portion 11 of the latch sleeve 10 has a shape other than the quadrangle shown in FIGS. 4 to 6, such as a triangle or a polygon, or is formed at the upper end of the latch sleeve 10 as shown in FIG.
  • the shape of the overhanging portion 11 may be a flower shape or the like, and the rotation angle of the lock key 20 required for the overhanging portion 11 of the latch sleeve 10 and the receiving portion 22 of the lock key 20 to overlap appropriately according to the shape of the overhanging portion 11. It may be determined.
  • FIG. 8A shows a side view of a latch sleeve having a flower-shaped overhanging portion
  • FIG. 8B shows a top view of the latch sleeve having a flower-shaped overhanging portion.
  • a male screw 23 is formed on the side surface of the lock key 20.
  • a female screw 32 is formed on the inner surface of the latch sleeve installation hole 31 of the upper nozzle 30.
  • the lock key 20 is installed inside the latch sleeve installation hole 31, and the lock key 20 and the latch sleeve installation hole 31 are screwed together.
  • the coupling between the lock key 20 and the latch sleeve 10 is released without completely removing the lock key 20 from the latch sleeve installation hole 31, and the upper nozzle 30. Since it is not necessary to disassemble the parts when the upper nozzle 30 is attached / detached, it is possible to eliminate the factor that the removed parts are mixed into the fuel assembly.
  • the receiving portion 22 (see FIG. 6) of the lock key 20 and the protruding portion of the latch sleeve 10 11 (see FIG. 6) can be filled with the bottom surface, so that the vertical play of the fitting portion between the lock key 20 and the latch sleeve 10 can be eliminated at the time of connection, and the lock key 20 at the time of release of the connection. And a gap between the latch sleeve 10 and the latch sleeve 10.
  • the female screw 32 processed on the inner surface of the latch sleeve installation hole 31 of the upper nozzle 30 is attached to all the lock keys 20 installed in the upper nozzle 30.
  • the processing start point must be adjusted to eliminate rattling when combined.
  • a cylindrical thick tube 40 (see FIG. 2), which will be described later, is installed so that the processing start point of the female screw on the upper nozzle 30 side can be easily adjusted.
  • the lock key 20 is installed inside 40.
  • the thick tube 40 has a cylindrical shape, and a female screw 41 is formed on the inner surface of the thick tube 40.
  • the inner surface of the latch sleeve installation hole 31 and the outer surface of the thick tube 40 form a flat surface, and the latch sleeve installation hole 31 of the upper nozzle 30 is formed. It is installed to be freely rotatable.
  • the processing start point of the female screw 41 formed on the inner surface of the thick pipe 40 is the combination of the lock key 20 and the latch sleeve 10.
  • the installation angle is adjusted so as to eliminate backlash in the vertical direction.
  • These thick tubes 40 are connected to the upper nozzle 30 by welding or the like after the installation angle is adjusted. Then, the lock key 20 is installed inside the thick tube 40 combined with the upper nozzle 30.
  • the individual adjustments are made so as to eliminate the vertical play when combined by the thick tube 40, and the thick tube 40 and the upper end portion 108 of the upper nozzle 30 are simply connected by welding or the like. It is possible to optimize the processing start point of the formed female screw 41, and it is possible to eliminate play in the up-down direction at all the coupling locations installed in the upper nozzle 30.
  • the thimble plug in the fuel assembly coupling structure according to the third embodiment of the present invention will be described.
  • the thimble plug 51 attached to the thimble plug assembly 50 as shown in FIG. 9 is mechanically coupled to the latch sleeve 10 and the inside of the latch sleeve 10 of the upper nozzle 30 shown in FIG.
  • the core bypass flow generated by the cooling water flowing through the guide tube 52 is controlled.
  • FIG. 3 (a) is a view showing a state where the thimble plug is inserted into the lock key and the latch sleeve
  • FIG. 3 (b) is DD in FIG. 3 (a) of the thimble plug projecting portion.
  • 3C is a top view of the lock key in the direction indicated by EE in FIG. 3A
  • FIG. 3D is a view after the thimble plug is inserted into the lock key and the latch sleeve. It is the figure which showed a mode.
  • FIG. 3 shows a hexagonal counterbored hole 60 formed on the top of the lock key 20. If a hexagonal projecting portion 61 is formed at the axial position of the thimble plug 51 so as to fit into the hexagonal countersink hole 60 when the thimble plug 51 is inserted, the thimble plug 51 is inserted into the countersink hole 60. By doing so, the hexagonal counterbore hole 60 and the hexagonal thimble plug projecting portion 61 of the thimble plug 51 are fitted together, and the lock key 20 can be prevented from rotating.
  • the fuel assembly coupling structure includes the thimble plug 51 inserted into the lock key 20 and the latch sleeve 10, and the countersink hole 60 other than the circular shape is formed in the upper part of the lock key 20.
  • An overhang 61 having a shape that fits into the counterbore hole 60 is formed into a thimble plug overhang 61, and the rotation of the lock key 20 is prevented by fitting the thimble plug overhang 61 into the counterbore 60. It is said.
  • the countersink hole 60 has a hexagonal shape as an example.
  • other shapes may be used instead of a circle, for example, a polygon or a structure having a key on the surface.
  • the shape of the thimble plug overhang 61 may be determined according to the shape of the counterbore hole 60 so that the counterbore 60 and the thimble plug overhang 61 are engaged with each other.
  • the protruding portion 61 provided in the thimble plug 51 and the counterbore hole 60 of the lock key 20 are formed by simply inserting the thimble plug 51 into the lock key 20 and the latch sleeve 10. Since it is fitted, the lock key 20 can be prevented from rotating.
  • the present invention can be used for, for example, a coupling structure of an upper nozzle of a fuel assembly used in a pressurized water reactor and an upper end of a guide tube.

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Abstract

　燃料への異物の混入を防ぎ、ラッチスリーブ１０とロックキー２０との嵌合部に上下方向のがたが生ずることのない燃料集合体の結合構造を提供するため、上端部に張り出し部１１が形成されたラッチスリーブ１０と、ラッチスリーブ１０の上端部が挿入されるラッチスリーブ設置穴３１が形成される上部ノズル３０と、ラッチスリーブ設置穴３１の内部に設置され、張り出し部１１と対応する形状の開口部２１が下面に形成されたロックキー２０とを備え、ラッチスリーブ１０の上端部をロックキー２０に挿入した上でこのロックキー２０を回転させて、ラッチスリーブ１０とロックキー２０とを結合する燃料集合体結合構造において、ロックキー２０の側面に雄螺子２３を形成し、ロックキー２０を上部ノズル３０側に対して螺子接合させる螺子接合手段を備えた。

Description

燃料集合体結合構造
　本発明は、燃料集合体結合構造に関する。
　加圧水型原子炉の燃料集合体は、図１１に示すように、燃料棒１００、上部ノズル１０１、下部ノズル１０２、案内管１０３、上部支持格子１０４、中間支持格子１０５、下部支持格子１０６、異物フィルタから構成されている。上部支持格子１０４及び中間支持格子１０５は、案内管１０３に機械的に結合され、下部支持格子１０６は下部ノズル１０２と共に案内管１０３の下端と機械的に結合され、上部支持格子１０４、中間支持格子１０５及び下部支持格子１０６で燃料棒１００を保持している。そして、図１２に示すように、上部ノズル１０１は、上部支持格子１０４に取り付けられたスリーブ１０７の上端部１０８と溶接により結合されている。また、スリーブ１０７と案内管１０３は機械的に結合されている。
　ところで、燃料集合体は、運転中に損傷した燃料棒１００を発電所で取り替える等のために、燃料集合体の上部ノズル１０１を取り外す必要がある場合がある。このため、燃料集合体には、上部ノズル１０１の取り外しを可能とする設計が必要となる。しかし、上述したように、従来、上部ノズル１０１はスリーブ１０７と溶接により結合されるため、発電所で容易に脱着することは不可能であった。
　そこで、上部ノズル１０１を脱着可能とする上部ノズル脱着構造として、図１３に示すように、案内管１０３の上端部に雄螺子１０９を形成し、これを上部ノズル１０１に設置されたロッキングカップ１１０を介し、内面に雌螺子１１２が形成されたナット１１１で挟み込み固定するという、ナット１１１を用いた燃料集合体結合構造が知られている（下記特許文献１参照）。
　また、上部ノズル脱着構造として、案内管１０３に張り出し部を設け、この張り出し部を、上部ノズル１０１に取り付けたロックリング（図示省略）の開口部に挿入した上でロックリングを回転させることで、案内管１０３の張り出し部とロックリングの受け部とを重なり合わせることにより、案内管１０３と上部ノズル１０１とを結合するという、ロックリングを用いた燃料集合体結合構造が知られている（下記特許文献２参照）。
特開昭５９－１２３８３号公報 米国特許第５８４４９５８号明細書
　しかしながら、上述した従来のナット１１１を用いた燃料集合体結合構造の場合、取り外したナット１１１が作業中に落下し燃料に混入した場合、異物損傷の原因となる。
　また、上述した従来のロックリングを用いた燃料集合体結合構造の場合、案内管１０３及びロックリングの製造公差の範囲で案内管１０３の張り出し部の底面とロックリングの受け部との間に隙間が生じてしまい、案内管１０３の張り出し部とロックリングとの嵌合部、すなわち上部ノズルの脱着部に上下方向のがたが生じてしまう。
　これらのことから、本発明は、上部ノズル脱着時に部品を分解する必要が無いため、取り外した部品が燃料集合体に混入する要因をなくし、上部ノズルの脱着部に上下方向のがたが生ずることのない燃料集合体の結合構造を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するための第１の発明に係る燃料集合体結合構造は、
　上端部に張り出し部が形成されたラッチスリーブと、
　前記ラッチスリーブの上端部が挿入されるラッチスリーブ設置穴が形成される上部ノズルと、
　前記ラッチスリーブ設置穴の内部に設置され、前記張り出し部と対応する形状の開口部が下面に形成されたロックキーとを備え、
　前記ラッチスリーブの上端部を前記ロックキーに挿入した上で該ロックキーを回転させて、前記ラッチスリーブと前記ロックキーとを結合する燃料集合体結合構造において、
　前記ロックキーの側面に雄螺子を形成し、前記ロックキーを前記上部ノズル側に対して螺子接合させる螺子接合手段を備える
ことを特徴とする。
　上記の課題を解決するための第２の発明に係る燃料集合体結合構造は、第１の発明に係る燃料集合体結合構造において、
　前記螺子接合手段は、
　前記ラッチスリーブ設置穴の内面に雌螺子を形成して、前記ロックキーと前記ラッチスリーブ設置穴とを螺子接合させたものである
ことを特徴とする。
　上記の課題を解決するための第３の発明に係る燃料集合体結合構造は、第１の発明に係る燃料集合体結合構造において、
　前記螺子接合手段は、
　前記ラッチスリーブ設置穴の内部に円筒形状の肉厚管を設置し、
　前記肉厚管の内面に雌螺子を形成し、前記肉厚管の内部に前記ロックキーを設置して、前記ロックキーと前記肉厚管とを螺子接合させたものである
ことを特徴とする。
　本発明によれば、上部ノズル脱着時に部品を分解する必要が無いため、取り外した部品が燃料集合体に混入する要因をなくし、ラッチスリーブとロックキーとの嵌合部、すなわち、上部ノズルの脱着部に上下方向のがたが生ずることのない燃料集合体の結合構造を実現することができる。
本発明の第１の実施例に係る燃料集合体結合構造を示した図である。 本発明の第２の実施例に係る燃料集合体結合構造を示した図である。 本発明の第３の実施例に係る燃料集合体結合構造におけるロックキーの回り止め構造を示した図である。 本発明に係る燃料集合体結合構造におけるラッチスリーブの構造の例を示した図である。 本発明に係る燃料集合体結合構造におけるロックキーの構造の例を示した図である。 本発明に係る燃料集合体結合構造におけるラッチスリーブとロックキーとの結合の様子を示した図である。 本発明に係る燃料集合体結合構造における上部ノズルとラッチスリーブの結合状態を示した図である。 本発明に係る燃料集合体結合構造におけるラッチスリーブの張り出し部の形状が花形の場合の例を示した図である。 本発明に係る燃料集合体結合構造におけるシンブルプラグ集合体を示した図である。 本発明に係る燃料集合体結合構造におけるシンブルプラグの挿入の様子を示した図である。 従来の加圧水型原子炉の燃料集合体の構造を示した図である。 従来の加圧水型原子炉の燃料集合体において上部ノズルとラッチスリーブとを溶接により結合した構造を示した図である。 従来のナットを用いた燃料集合体結合構造を示した図である。
　以下、本発明に係る燃料集合体結合構造の実施形態について図を用いて説明する。
　はじめに、本発明の燃料集合体結合構造に係るラッチスリーブの構造の例について説明する。
　図４において、図４（ａ），（ｃ）はラッチスリーブの側面図、図４（ｂ）はラッチスリーブの上面図、図４（ｄ）はラッチスリーブの図４（ｂ）に示すＡ－Ａ断面での断面図を示している。
　図４に示すように、ラッチスリーブ１０は、円筒形状になっており、ラッチスリーブ１０の上端部には上方から見た形状が角部を丸くした四角形状の張り出し部１１が形成されている。ラッチスリーブ張り出し部１１の下部には、後述する上部ノズル３０（図６参照）または、上部ノズル３０に挿入し、溶接結合される後述する肉厚管４０とラッチスリーブ１０を上下方向に固定するために鍔部１２が形成されている。
ラッチスリーブ張り出し部１１と鍔部１２との間には隙間部１３が形成されている。
　次に、本発明の燃料集合体結合構造に係るロックキーの構造の例について説明する。
　図５において、図５（ａ）はロックキーの下面図、図５（ｂ）はロックキーの側面図、図５（ｃ）はロックキーの上面図、図５（ｄ）は図５（ａ）に示すＢ－Ｂ断面での断面図、図５（ｅ）は図５（ａ）に示すＣ－Ｃ断面での断面図を示している。
　図５に示すように、ロックキー２０は、円筒形状になっており、下面にラッチスリーブ張り出し部１１（図４参照）と勘合する角部を丸くした四角形状のロックキー開口部２１が形成されている。そして、ロックキー開口部２１の四辺の肉厚部はロックキー２０の受け部２２となっている。ロックキー２０の側面には雄螺子２３が形成されている。
　このロックキー２０は、図７に示すように、上部ノズル３０のラッチスリーブ設置穴３１に回転自在に取り付けられる。なお、ラッチスリーブ設置穴３１の内面の構造については、後述する第１及び第２の実施例において詳細に説明する。
　次に、本発明の燃料集合体結合構造に係るラッチスリーブとロックキーとの結合の様子について説明する。
　図６において、図６（ａ）はラッチスリーブにロックキーが挿入される様子を示した図、図６（ｂ）はラッチスリーブにロックキーが挿入された直後の様子を示した図、図６（ｃ）はラッチスリーブにロックキーが挿入された後にロックキーを回転させてラッチスリーブとロックキーとが結合された様子を示した図である。
　図６に示すように、ラッチスリーブ１０は、矢印Ｉで示すようにラッチスリーブ１０の上部ノズル固定部１２が上部ノズル３０の下面に突き当たるまで、上部ノズル３０に取り付けられたロックキー開口部２１に挿入される。そして、矢印Ｔで示すようにロックキー２０を４５度回転させることでラッチスリーブ１０の隙間部１３にロックキー２０の受け部２２が入り込み、ラッチスリーブ１０の張り出し部１１がロックキー２０の受け部２２と重なり合うことで嵌合し、ラッチスリーブ１０がロックキー２０から抜けなくなることにより、ラッチスリーブ１０と上部ノズル３０とが結合される。
　また、ラッチスリーブ１０の張り出し部１１とロックキー２０の受け部２２との重なりがなくなる状態までロックキー２０を回転（ここでは、４５度）させることで、ラッチスリーブ１０からロックキー２０を引き抜き、上部ノズル３０を取り外すことができる。
　なお、ラッチスリーブ１０の張り出し部１１の形状としては、図４～図６に示した四角形以外にも、三角形や多角形としたり、図８に示すように、ラッチスリーブ１０の上端部に形成する張り出し部１１の形状を花形等としてもよく、張り出し部１１の形状に応じて適宜ラッチスリーブ１０の張り出し部１１とロックキー２０の受け部２２とが重なるために必要なロックキー２０の回転角度を決定するようにすればよい。なお、図８において、図８（ａ）は張り出し部の形状が花形のラッチスリーブの側面図、図８（ｂ）は張り出し部の形状が花形のラッチスリーブの上面図を示している。
　次に、本発明の第１の実施例に係る燃料集合体結合構造について説明する。
　図１に示すように、ロックキー２０の側面には雄螺子２３が形成されている。上部ノズル３０のラッチスリーブ設置穴３１の内面には雌螺子３２が形成されている。ロックキー２０はラッチスリーブ設置穴３１の内部に設置され、ロックキー２０とラッチスリーブ設置穴３１とは螺子接合されている。
　以上のように、本実施例によれば、ロックキー２０をラッチスリーブ設置穴３１から完全に取り外すことなく、ロックキー２０とラッチスリーブ１０（図６参照）との結合を解除し、上部ノズル３０を取り外すことができるため、上部ノズル３０脱着時に部品を分解する必要が無いため、取り外した部品が燃料集合体に混入する要因をなくすことができる。
　また、ロックキー２０はラッチスリーブ設置穴３１の内面に形成された雌螺子３２を通して回転しながら上下方向に昇降するため、ロックキー２０の受け部２２（図６参照）とラッチスリーブ１０の張り出し部１１（図６参照）の底面との隙間を埋めることができるため、結合時にはロックキー２０とラッチスリーブ１０との嵌合部の上下方向のがたをなくすことができ、結合解除時にはロックキー２０とラッチスリーブ１０との嵌合部に隙間を生じさせることができる。
　次に、本発明の第２の実施例に係る燃料集合体結合構造について説明する。
　まず、本実施例の背景について説明する。上述した第１の実施例に係る燃料集合体結合構造の場合、ロックキー２０とラッチスリーブ１０の結合・解除操作において、ロックキー２０を回転させると、ラッチスリーブ設置穴３１の内面に形成された雌螺子３２を通して回転しながら上下方向に昇降する。
　したがって、ロックキー２０とラッチスリーブ１０を結合したときの上下方向のがたをなくすためには、少なくとも上部ノズル３０のラッチスリーブ設置穴３１の内面に加工される雌螺子３２の加工開始点を調整する必要がある。
　また、燃料集合体として上部ノズル３０を組み付ける場合には、上部ノズル３０に設置される全てのロックキー２０に対して、上部ノズル３０のラッチスリーブ設置穴３１の内面に加工される雌螺子３２の加工開始点を、結合させたときにがたがなくなるように調整しなければならない。
　このため、本実施例では、上部ノズル３０側の雌螺子の加工開始点を容易に調整できるように後述する円筒形状の肉厚管４０（図２参照）を設置した上で、この肉厚管４０の内部にロックキー２０を設置する構造とした。
　図２に示すように、肉厚管４０は円筒形状になっており、肉厚管４０の内面には雌螺子４１が形成されている。なお、本実施例においては、第１の実施例とは異なり、ラッチスリーブ設置穴３１の内面および肉厚管４０の外面は平坦な面を形成しており、上部ノズル３０のラッチスリーブ設置穴３１に回転自在に設置される。
　上部ノズル３０のラッチスリーブ設置穴３１に設置される全ての肉厚管４０において、肉厚管４０の内面に形成された雌螺子４１の加工開始点は、ロックキー２０とラッチスリーブ１０を結合したときの上下方向のがたをなくすように設置角度が調節される。これらの肉厚管４０は、設置角度を調節された上で、上部ノズル３０と溶接等により結合される。そして、上部ノズル３０と結合された肉厚管４０の内部にロックキー２０を設置する。
　以上のように、本実施例によれば、第１の実施例の効果に加え、上部ノズル３０のラッチスリーブ設置穴３１にねじ加工を施す際の加工開始点などを気にすることなく、肉厚管４０によって結合したときの上下方向のがたをなくすように個々に調節した上で、肉厚管４０と上部ノズル３０の上端部１０８を溶接等により結合するだけで、肉厚管４０に形成された雌螺子４１の加工開始点を最適化することが可能となり、上部ノズル３０に設置される全ての結合箇所において上下方向のがたをなくすことが可能となる。
　次に、本発明の第３の実施例に係る燃料集合体結合構造について説明する。
　上述した第１及び第２の実施例に係るロックキー２０が、何らかの理由で回転してゆるんだ場合、ロックキー２０とラッチスリーブ１０との嵌合部が解除されたり、上下方向のがたが生ずるおそれがある。このためロックキー２０が回転してゆるむことを防止するためのロックキー２０の回り止め構造を設ける必要がある。
　この回り止め構造としては、かしめ、ピン止め又は溶接止めなど従来の工業的手法を流用することも可能であるが、これらを用いた場合、発電所等におけるすばやい上部ノズル３０の取り付け（ロックキー２０ゆるみ止め）及び取り外しを行うことができない。このため、本実施例では、ロックキー２０の上端部に円形以外の断面を有する後述する座繰り穴６０（図３参照）を形成しておき、後述するシンブルプラグ５１（図１０参照）の挿入時に、座繰り穴６０と勘合するような張り出し部６１（図３参照）をシンブルプラグ５１の軸方向位置に設けた。
　ここで、本発明の第３の実施例に係る燃料集合体結合構造におけるシンブルプラグについて説明する。加圧水型原子炉では、図９に示すようなシンブルプラグ集合体５０に取り付けられたシンブルプラグ５１を、図１０に示す上部ノズル３０のラッチスリーブ１０及びラッチスリーブ１０の内側に機械的に結合された案内管５２へ挿入することで、案内管５２内を冷却水が流れることにより生ずる炉心バイパス流を制御している。
　図３において、図３（ａ）はシンブルプラグのロックキー及びラッチスリーブへの挿入時の様子を示した図、図３（ｂ）はシンブルプラグ張り出し部の図３（ａ）にＤ－Ｄで示す断面における断面図、図３（ｃ）はロックキーの図３（ａ）にＥ－Ｅで示す向きにおける上面図、図３（ｄ）はシンブルプラグのロックキー及びラッチスリーブへの挿入後の様子を示した図である。
　図３には、六角形状の座繰り穴６０をロックキー２０の上部に形成したものを示す。シンブルプラグ５１の挿入時にこの六角形状の座繰り穴６０に勘合するような六角形の張り出し部６１をシンブルプラグ５１の軸方向位置に形成しておけば、座繰り穴６０にシンブルプラグ５１を挿入することで、六角形の座繰り穴６０とシンブルプラグ５１の六角形のシンブルプラグ張り出し部６１が嵌合し、ロックキー２０が回転することを防ぐことができる。
　このように、燃料集合体結合構造では、ロックキー２０及びラッチスリーブ１０の内部に挿入されるシンブルプラグ５１を備え、ロックキー２０の上部に円形以外の座繰り穴６０を形成し、シンブルプラグ５１に座繰り穴６０と勘合する形状の張り出し部６１を形成してシンブルプラグ張り出し部６１とし、座繰り穴６０にシンブルプラグ張り出し部６１を嵌合させることでロックキー２０の回転を防ぐことを特徴としている。
　なお、本実施例では、例として、座繰り穴６０を六角形状としたが、これ以外の形状であっても円形以外の、例えば多角形や表面にキーを有するような構造としてもよく、決定した座繰り穴６０の形状に応じてシンブルプラグ張り出し部６１の形状を決定して、座繰り穴６０とシンブルプラグ張り出し部６１とが勘合するようにすればよい。
　以上のように、本実施例によれば、ロックキー２０及びラッチスリーブ１０内にシンブルプラグ５１を挿入するだけで、シンブルプラグ５１に設けた張り出し部６１とロックキー２０の座繰り穴６０とが嵌合されるため、ロックキー２０が回転することを防ぐことができる。
　本発明は、例えば、加圧水型原子炉に使用される燃料集合体の上部ノズルと案内管上端との結合構造に利用することが可能である。
                                                                                

Claims (3)

  1. 　上端部に張り出し部が形成されたラッチスリーブと、
    　前記ラッチスリーブの上端部が挿入されるラッチスリーブ設置穴が形成される上部ノズルと、
    　前記ラッチスリーブ設置穴の内部に設置され、前記張り出し部と対応する形状の開口部が下面に形成されたロックキーとを備え、
    　前記ラッチスリーブの上端部を前記ロックキーに挿入した上で該ロックキーを回転させて、前記ラッチスリーブと前記ロックキーとを結合する燃料集合体結合構造において、
    　前記ロックキーの側面に雄螺子を形成し、前記ロックキーを前記上部ノズル側に対して螺子接合させる螺子接合手段を備える
    ことを特徴とする燃料集合体結合構造。
  2. 　前記螺子接合手段は、
    　前記ラッチスリーブ設置穴の内面に雌螺子を形成して、前記ロックキーと前記ラッチスリーブ設置穴とを螺子接合させたものである
    ことを特徴とする請求項１に記載の燃料集合体結合構造。
  3. 　前記螺子接合手段は、
    　前記ラッチスリーブ設置穴の内部に円筒形状の肉厚管を設置し、
    　前記肉厚管の内面に雌螺子を形成し、前記肉厚管の内部に前記ロックキーを設置して、前記ロックキーと前記肉厚管とを螺子接合させたものである
    ことを特徴とする請求項１に記載の燃料集合体結合構造。
                                                                                    
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