JP2007155604A - 燃料集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】結合燃料棒及びナットの回り止め固定作業における作業効率向上を図る。
【解決手段】格子状に配列した複数の燃料棒４が上部タイプレート２を貫通して上方へ突出する上部端栓ネジ部５ａを備えた複数の結合燃料棒４Ａを含む燃料集合体１において、上部タイプレート２より上方へ突出した上部端栓ネジ部５ａに螺合する結合燃料棒固定用のナット８と、上部端栓ネジ部５ａに設けたキー溝２２に嵌合するキー部２１を少なくとも１つ有する略正多角形形状の第１ワッシャ９Ａと、ナット８を包囲するように折り曲げられてナット８の外周面及び第１ワッシャ９Ａの外周面に嵌合可能な爪部２０を突設した第２ワッシャ９Ｂとを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば沸騰水型原子炉に係わり、特に、沸騰水型原子炉の炉心において使用される燃料集合体に関する。

沸騰水型原子炉用の一般的な燃料集合体は、金属製被覆管内部に核燃料物質を充填した多数の燃料棒と単数あるいは複数の水ロッドを例えば正方格子状に束ねた燃料バンドルを、上部タイプレート、スペーサ、下部タイプレートにより固定し、その外側をチャンネルボックスで取り囲んで構成されている。

上記燃料棒のうち一部(例えば数本)はいわゆる結合燃料棒であり、その上下に上部端栓ネジ部と下部端栓ネジ部が設けられている。そのうち下部端栓ネジ部は下部タイプレートのネジ孔にネジ止めされる。また、上部端栓ネジ部は上部タイプレートのプレートに縦設された取付孔を貫通させ、当該プレートの上面に敷設する固定ワッシャを介在させ、固定用のナットを螺合させることによって締結される。

このとき、従来、結合燃料棒及びナットの回り止めのために、結合燃料棒の上部端栓ネジ部にキー溝を設け、複数本の結合燃料棒に共通の１つの固定ワッシャのキー部を嵌合させるとともに、固定ワッシャに複数本突設した爪部でネジ止めしたナットを抱持するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１２３７９０号公報（図１１〜１５）

上記従来技術において、実際の燃料集合体の組立手順においては、通常、全ての結合燃料棒の下部端栓ネジ部を下部タイプレートにねじ込んだ後、各結合燃料棒の上部端栓ネジ部を上部タイプレートの対応取り付け孔へ挿通させるように上部タイプレートを被せる。そして、上部タイプレートより突出した結合燃料棒の上部端栓ネジ部のキー溝に固定ワッシャのキー部を嵌合させつつ固定ワッシャを挿通させて燃料棒のまわり止めを行った後、さらに固定ワッシャを介在させつつ上部端栓ネジ部にナットを締め込み、最後に固定ワッシャの爪部を引き起こすように折り曲げてナットを包囲してその外周側と嵌合させナットの回り止めを行う。

ここで、上記の一連の手順において、結合燃料棒を下部タイプレートに所定のトルクでねじ込んだとき、通常は、各結合燃料棒の上部端栓ネジ部のキー溝はばらばらの向きを向いている。このため、固定ワッシャの対応するキー部の位置に結合燃料棒のキー溝が合致するように、結合燃料棒を（先のねじ込み方向とは）逆に回転させてキー溝の位置合せを行う必要がある。この結果、結合燃料棒を最大でも３６０°弱回転させる必要があり、作業の効率化の面では改善の余地があった。特に、結合燃料棒は細長いため上記回転によりねじれが生じる場合があり、位置あわせのために回転させた後に開放したとき、ねじれが元に戻ろうとする力が働いて位置合せしたはずのキー溝の位置が若干ずれてしまう可能性があり、作業効率の向上が困難であった。特に、自動操作で燃料集合体の組立を行おうとする場合には重要な問題であった。

本発明の目的は、結合燃料棒及びナットの回り止め固定作業における作業効率向上を図れる燃料集合体を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、格子状に配列した複数の燃料棒と、これら複数の燃料棒の上端及び下端をそれぞれ支持する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記複数の燃料棒は、前記上部タイプレートを貫通して上方へ突出する上端ネジ部を備えた複数の結合燃料棒を含む燃料集合体において、前記上部タイプレートより上方へ突出した前記上端ネジ部に螺合する前記結合燃料棒固定用のナットと、前記ナットと前記上部タイプレートとの間に位置するように前記上端ネジ部に挿通されるとともに、前記上端ネジ部に設けたキー溝に嵌合するキー部を少なくとも１つ有する略正多角形形状の第１ワッシャと、この第１ワッシャと前記上部タイプレートとの間に位置するように前記上端ネジ部に挿通されるとともに、前記ナットを包囲するように折り曲げられて前記ナットの外周面及び前記第１ワッシャの外周面に嵌合可能な爪部を突設した第２ワッシャとを有する。

本発明においては、ワッシャの機能を、燃料棒回り止め用のキー部つき第１ワッシャと、ナット回り止め用の爪部つき第２ワッシャとに分けており、第２ワッシャは例えば複数の結合燃料棒について共通に設けられる等して回転しないが、第１ワッシャは第２ワッシャと分離して独自に回転可能である。これにより、結合燃料棒を下部タイプレートに所定のトルクでねじ込んだときに、各結合燃料棒の上端ネジ部のキー溝はばらばらの向きを向いていたとしても、第１ワッシャ側を回転させることで結合燃料棒側は回転させなくても第１ワッシャのキー部を結合燃料棒上端ネジ部のキー溝に嵌合できる構造となる。

一方、このようにして結合燃料棒を回転方向に嵌合拘束した第１ワッシャに対し、第１ワッシャごと結合燃料棒が回転しないように、第１ワッシャを回り止めする必要がある。そこで、本発明においては、ナット回り止め用の第２ワッシャの爪部を折り曲げてナットを包囲するときに、上記第１ワッシャについても併せて包囲することで第１ワッシャの回り止めを行う。

このように結合燃料棒・第１ワッシャ結合体を最終的に第２ワッシャでナットと共に回り止めする構造としたことにより、例えば第１ワッシャをナットと略同一の外郭形状の六角形状とすれば、第１ワッシャの外周面が第２ワッシャの爪部と向きがずれていたとしても、結合燃料棒・第１ワッシャ結合体を最大でも３６０°／６＝６０°弱だけ回転させれば第２ワッシャの爪部と向きを一致させ、第１ワッシャをナットと共に第２ワッシャに包み込まれるようにすることができる。したがって、位置合わせのために最大で３６０°弱回転させる必要があった従来構造に比べれば、位置あわせのために必要な回転角度を数分の１以下に大きく低減できる。したがって、結合燃料棒及びナットの回り止め固定作業における作業効率を大きく向上することができる。特に、ナット及び第１ワッシャを正ｎ角形形状とする場合には、ｎが大きいほど効果が大きい。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１ワッシャは、前記ナットと略同一の外郭形状を備えている。

（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記第２ワッシャは、複数の前記結合燃料棒について共通に設けられている。

（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、また好ましくは、前記第１ワッシャの厚さを、前記第２ワッシャの厚さより厚くする。

（５）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、また好ましくは、前記上端ネジ部は、前記キー溝を複数備えており、これに対応して前記第１ワッシャは、前記キー部を複数備えている。

（６）上記（１）〜（３）のいずれか１つにおいて、また好ましくは、前記ナットは、ｎ≧７である正ｎ角形であり、これに対応して前記第１ワッシャも、ｎ≧７である略正ｎ角形形状を備えている。

（７）上記目的を達成するために、本発明は、格子状に配列した複数の燃料棒と、これら複数の燃料棒の上端及び下端をそれぞれ支持する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記複数の燃料棒は、複数のキー溝を形成し前記上部タイプレートを貫通して上方へ突出する上端ネジ部を備えた複数の結合燃料棒を含む燃料集合体において、前記上部タイプレートより上方へ突出した前記上端ネジ部に螺合する前記結合燃料棒固定用のナットと、対応する１つの前記結合燃料棒の前記複数のキー溝に嵌合する少なくとも１つのキー部を有する燃料棒嵌合部；及びこの燃料棒係合部の外周側に複数突設され、対応する１つの前記ナットを包囲するように折り曲げられて前記ナットの外周面にそれぞれ嵌合可能な複数の爪部；を備え、前記ナットと前記上部タイプレートとの間に位置するように前記上端ネジ部に挿通される固定ワッシャとを有する。

燃料集合体の組立手順において、結合燃料棒を下部タイプレートに所定のトルクでねじ込んだとき、通常は、各結合燃料棒の上部端栓ネジ部のキー溝はばらばらの向きを向いている。このため、固定ワッシャの対応するキー部の位置に結合燃料棒のキー溝が合致するように、結合燃料棒を逆回転させてキー溝の位置合せを行う必要があり、ワッシャ側のキー部と結合燃料棒側のキー溝がそれぞれ１つずつしか設けられない従来構造では、結合燃料棒を最大でも３６０°弱回転させる必要がある。

そこで本発明においては、結合燃料棒に複数のキー溝を設け、固定ワッシャの燃料棒嵌合部のキー部を、それら複数のキー溝のうち少なくとも１つに嵌合させるようにする。これにより、例えばキー溝を周方向等間隔で２つ設けた場合には位置合わせ時に最大でも３６０／２＝１８０°弱回転させれば足り、同様に例えばキー溝を周方向等間隔で３つ設けた場合には位置合わせ時に最大でも３６０／３＝１２０°弱回転させれば足りる。

したがって、上記（１)同様、位置合わせのために最大で３６０°弱回転させる必要があった従来構造に比べれば、位置あわせのために必要な回転角度を数分の１以下に大きく低減でき、結合燃料棒及びナットの回り止め固定作業における作業効率を大きく向上することができる。

本発明によれば、結合燃料棒及びナットの回り止め固定作業における作業効率向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。

本発明の第１の実施形態を図１〜図４により説明する。

図１は、本実施形態による燃料集合体の全体構造を表す側断面図である。

図１において、本実施形態の燃料集合体１は、正方格子（この例では９×９)状に配列した複数（この例では７４)の燃料棒４と、これら複数の燃料棒４及び水ロッド６（この例では２本)よりなる燃料バンドルの上端及び下端をそれぞれ支持する上部タイプレート２及び下部タイプレート３と、燃料バンドルの軸方向中間部複数箇所を束ねるスペーサ７と、燃料バンドルの外周側を覆うように設けたチャンネルボックス１１とを有している。

燃料棒４のうち一部(例えば数本)は結合燃料棒４Ａであり、その上下に上部端栓ネジ部５ａと下部端栓ネジ部５ｂとが設けられている。下部端栓ネジ部５ｂは下部タイプレート３のネジ孔３ａにネジ止めされる。上部端栓ネジ部５ａは上部タイプレート２に固定される。

図２は、上部端栓ネジ部５ａの上部タイプレート２への詳細固定構造を表す拡大断面図である。

図２において、上部端栓ネジ部５ａは、上部タイプレート２のプレート２ａに縦設された取付孔２ｂを貫通して配置されている。そして、上部端栓ネジ部５ａは、プレート２ａの上面に敷設する固定ワッシャ９を介在させつつ、固定用のナット８を螺合させることによって上部タイプレート２に締結される。

本発明の要部は、固定ワッシャ９の構造にある。

図３(ａ)、図３(ｂ)、図３(ｃ)、図３(ｄ)、図３(ｅ)はそれぞれ、固定ワッシャ９を用いた詳細固定構造を表す図２中Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄ、Ｅ−Ｅ断面による横断面図である。

これら図３(ａ)〜(ｅ)及び前述の図２において、上部端栓ネジ部５ａには、１つのキー溝２２が設けられている。固定ワッシャ９は、ナット８と上部タイプレート２のプレート２ａとの間に位置するように上部端栓ネジ部５ａに挿通される燃料棒回り止め用部品としての第１ワッシャ９Ａと、この第１ワッシャ９Ａと上部タイプレート２のプレート２ａとの間に位置するように上部端栓ネジ部５ａに挿通されるナット回り止め用部品としての第２ワッシャ９Ｂとの２つのワッシャから構成される。

第１ワッシャ９Ａは、略正多角形(この例ではナット８と同じ六角形)外郭形状を備え、キー溝２２に嵌合するキー部２１を有している。この第１ワッシャ９Ａは、各結合燃料棒４Ａに１つずつ配置される。

第２ワッシャ９Ｂは、ナット８を包囲するように折り曲げられて(図３(ｃ)は参考までに折り曲げ前の状態を示している)ナット８の外周面及び第１ワッシャ９Ａの外周面に嵌合可能な爪部２０を突設している。この第２ワッシャ９Ｂは、複数(この例では２個)の結合燃料棒４Ａについて共通に設けられており、これによって第２ワッシャ９Ｂ自身の回り止めを図っている。

なお、１０は、燃料棒４、結合燃料棒４Ａの上部に取り付けられた膨張スプリングである。

以上のように構成した本実施形態の燃料集合体１の組立手順においては、まず、全ての結合燃料棒４Ａの下部端栓ネジ部５ｂを下部タイプレート３のネジ孔３ａにねじ込んだ後、各結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａを上部タイプレート２のプレート２ａの対応する取付孔２ｂへ挿通させるように上部タイプレート２を被せる。そして、上部タイプレート２のプレート２ａより上方へ突出した結合燃料棒４Ａに第２ワッシャ９Ｂ及び第１ワッシャ９Ａを挿通させ介在させつつ上部端栓ネジ部５ａにナット８を締め込む。

ここで、上記の一連の手順において、結合燃料棒４Ａを下部タイプレート３に所定のトルクでねじ込んだとき、通常は、各結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａのキー溝２２はばらばらの向きを向いている。このため、固定ワッシャ９Ａ，９Ｂ側のキー部の位置に結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａのキー溝２２が合致するように、結合燃料棒４Ａを（先のねじ込み方向とは）逆に回転させてキー溝の位置合せを行う必要がある。

そこで、本実施形態の燃料集合体１においては、固定ワッシャ９の機能を、燃料棒回り止め用のキー部２１つき第１ワッシャ９Ａと、ナット回り止め用の爪部２０つき第２ワッシャ９Ｂとに分ける。第２ワッシャ９Ｂは、上述したように複数の結合燃料棒４Ａについて共通に設けるので回転しないが、第１ワッシャ９Ａは第２ワッシャ９Ｂと分離して独自に回転可能である。これにより、上記のような燃料集合体１の組立の際に、各結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａのキー溝２２がばらばらの向きを向いていたとしても、第１ワッシャ９Ａ側を回転させることで結合燃料棒４Ａ側は回転させなくても第１ワッシャ９Ａのキー部２１を結合燃料棒４Ａ上部端栓ネジ部５ａのキー溝２２に嵌合できる構造となる。

一方、このようにして結合燃料棒４Ａを回転方向に嵌合拘束した第１ワッシャ９Ａに対し、第１ワッシャ９Ａごと結合燃料棒４Ａが回転しないように、第１ワッシャ９Ａを回り止めする必要がある。ここで、本実施形態においては、第１ワッシャ９Ａと上部タイプレート２のプレート２ａとの間にナット回り止め用の第２ワッシャ９Ｂを介在させ、この第２ワッシャ９Ｂの爪部２０を折り曲げてナット８を包囲するが、このときに上記第１ワッシャ９Ａについても併せて包囲することで第１ワッシャ９Ａの回り止めを行うようにする。なお、本実施形態の図３（ｃ）では、第２ワッシャ９Ｂの爪部２０が各２枚の例を代表的に示しているが、該爪部２０の数を例えば各３枚又はそれ以上として、爪部２０を折り曲げてナット８を包囲するようにしてもよい。以降に説明する実施形態でも同様である。

このとき、第１ワッシャ９Ａとナット８とがそれぞれ略同一外郭形状(六角形)であるから、第１ワッシャ９Ａの外周面が第２ワッシャ９Ｂの爪部２０と向きがずれていたとしても、結合燃料棒４Ａ・第１ワッシャ９Ａの結合体をねじ込み方向とは逆に最大でも３６０°／６＝６０°弱だけ回転させれば第２ワッシャ９Ｂの爪部２０と向きを一致させることができる。また、ナット８が第２ワッシャ９Ｂの爪部２０と向きがずれていたとしても、ナット８をねじ込み方向またはその逆方向に最大で６０°／２＝３０°弱だけ回転させて第２ワッシャ９Ｂの爪部２０と向きを一致させる。このようにして、第１ワッシャ９Ａとナット８を共に第２ワッシャ９Ｂで包み込むことができる。したがって、位置合わせのために最大で３６０°弱回転させる必要があった従来構造に比べれば、位置あわせのために必要な回転角度を数分の１以下に大きく低減でき、結合燃料棒４Ａ及びナット８の回り止め固定作業における作業効率を大きく向上することができる。特に、ナット８及び第１ワッシャ９Ａを正ｎ角形形状とする場合には、ｎが大きいほど（例えば上記ｎ＝６より大きいｎ≧７のほうが）回転角度が小さくなり、効果が大きい。

また、特に燃料棒４は細長いため、回転によりねじれが生じる場合があり、位置合わせのために回転させた後に開放したとき、ねじれが元に戻ろうとする力が働き位置合わせしたはずのキー溝の位置が若干ずれてしまう可能性があった。本実施形態では、上記のように回転量（回転角度）を少なくできるので、上記ねじれからの復元による位置ずれが発生したとしてもその量を少なく抑えることができるので、これによっても作業効率の向上を図れる。特に、自動操作で燃料集合体の組立を行おうとする場合には有効である。

また、本実施形態では、上部タイプレート２は燃料棒４(結合燃料棒４Ａを含む)の上部に取り付けられた膨張スプリング１０の反力と、結合燃料棒４Ａの先端に取り付けられたナット８により固定される。このとき、チャンネルボックス１１の装着性の観点から、上部タイプレート２のプレート２ａは、かなりの精度で結合燃料棒４Ａに対して直角に取り付けなければならない。そこで、ナット８を第２ワッシャ９Ｂの爪部２０と向きを一致させた状態で、ねじ込み方向またはその逆方向に３０°づつ回転させながらナット８の高さを調整し、上部タイプレート２の直角度を調整をする。したがって、ナット８の高さ調整作業では、ナット８を正ｎ角形形状とする場合に、ｎが大きいほど（例えば上記ｎ＝６より大きいｎ≧７のほうが）最小回転角度を小さくすることができる。

図４は、ｎ＝８、すなわち外形が八角形のナット８′とした例を表す図である。これにより、ナット８′の上記位置合わせにおける最大回転角度及び上記高さ調整における最小回転角度を上記六角形のときの３０°から１８０／ｎ（この例ではｎ＝８）＝２２．５°にまでさらに減少させることができる。また、図示しないが、同様に上記第１ワッシャの外形を八角形とすれば、第１ワッシャの上記位置合わせにおける最大回転角度を上記六角形のときの６０°から３６０／ｎ（この例ではｎ＝８）＝４５°弱にまでさらに減少させることができる。

本発明の第２の実施形態を図５（ａ）〜（ｅ）により説明する。本実施形態は、結合燃料棒回り止め用に厚肉の第１ワッシャを用いた場合の実施形態である。第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図５（ａ）は、本実施形態における第１ワッシャ９Ａ′の詳細構造を表す上面図で第１の実施形態における図３(ｂ）に相当する図であり、図５（ｂ）は第１ワッシャ９Ａ′の側面図であり、図５（ｃ）は、本実施形態における第２ワッシャ９Ｂの詳細構造を表す上面図で第１の実施形態における図３(ｃ）に相当する図であり、図５（ｄ）は、第２ワッシャ９Ｂの側面図であり、図５（ｅ）は、本実施形態における結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａ′の詳細構造を表す上面図で第１の実施形態における図３(ｅ）に相当する図である。
これら図５（ａ）〜（ｅ）において、本実施形態では、従来の固定ワッシャの板厚が約１ｍｍであったのに対して、第１ワッシャ９Ａ′の厚さを厚くして(好まししくは約１．５ｍｍ〜２ｍｍの厚さとして)強度をもたせている。第２ワッシャ９Ｂについては従来と同等の厚みとなっている。
このような構成には、以下のような意義がある。

すなわち、このようなキーとキー溝との結合構造においては、キーをなるべく厚くした方がその分細くすることができ、キー溝とのはめ合いに余裕を持たせることができる。しかしながら、従来のような燃料棒回り止めとナット回り止めとを１つのワッシャで行う場合には、このワッシャを厚くすると、ナットを抱持するための爪（本実施形態の爪２０に相当）を折り曲げることが困難になる。

本実施形態においては、前述のように、燃料棒回り止め用でキー部２１を備えた第１ワッシャ９Ａ′と、ナット回り止め用で爪部２０を備えた第２ワッシャ９Ｂとを別々の部品としている。これにより、キー部２１を備えた第１ワッシャ９Ａ′については比較的厚い部品とし、爪部２０を備えた第２ワッシャ９Ｂについては従来どおりの厚さとすることが可能となる。

第１ワッシャ９Ａ′を比較的厚く(言い換えれば第２ワッシャ９Ｂよりも厚く)することにより、キー部２１の強度を向上することができるので、キー部２１を細くできキー溝２２との嵌めあいに余裕を持たせることができる。特に、可能な限り結合燃料棒４Ａのキー溝２２の幅を広げると、更に効果的である。

なお、第１ワッシャ９Ａの厚さは従来どおりとし、それを複数枚重ねる構造としても同様の効果を得られることは言うまでもない。

本発明の第３の実施形態を図６（ａ）及び図６（ｂ）により説明する。本実施形態は、第１ワッシャにキー部を複数個設けた実施形態である。第１及び第２の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図６（ａ）は、本実施形態における第１ワッシャ９Ａ″の詳細構造を表す上面図で第２の実施形態における図５(ａ）に相当する図であり、図６（ｂ）は結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａ″の詳細構造を表す上面図で第２の実施形態における図５（ｅ）に相当する図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）において、本実施形態においては、第１ワッシャ９Ａ″には周方向複数箇所(この例では１８０°間隔で周方向２箇所)のキー部２１が設けられ、これに対応して結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａ″にも周方向複数箇所(この例では１８０°間隔で周方向２箇所)のキー溝２２が設けられている。このようにキー溝２２とキー部２１とが嵌合する箇所の数を増やすことにより、嵌合のさらなる確実化を図れると共に、キー部２１を細くしたい場合であっても、キー部２１の小型化による強度低下を補うことが可能となる。

本発明の第４の実施形態を図７及び図８（ａ）〜(ｄ)により説明する。本実施形態は、第１ワッシャと第２ワッシャに分離しない従来型の固定ワッシャにおいて、キー部を複数個設けた実施形態である。第１〜第３の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図７は、本実施形態の燃料集合体における上部端栓ネジ部の上部タイプレートへの詳細固定構造を表す拡大断面図であり、第１実施形態における図２に相当する図である。また、図８(ａ)、図８(ｂ)、図８(ｃ)、及び図８(ｄ)はそれぞれ、固定ワッシャを用いた詳細固定構造を表す図７中Ｆ−Ｆ、Ｇ−Ｇ、Ｈ−Ｈ、Ｉ−Ｉ断面による横断面図であり、第１実施形態における図３(ａ)、図３(ｃ)、図３(ｄ)、図３(ｅ)にそれぞれ相当する図である。

図７及び図８(ａ)〜(ｄ)において、本実施形態では、従来構造と同様、上部端栓ネジ部５ａは、プレート２ａの上面に敷設する固定ワッシャ９を介在させつつ、固定用のナット８を螺合させることによって上部タイプレート２に固定される。本実施形態による組立手順においては、複数本の結合燃料棒４Ａに共通の１つの固定ワッシャ９のキー部２１の位置に、結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａに設けたキー溝２２が合致するように、結合燃料棒４Ａを（ねじ込み方向とは）逆に回転させる。そして、結合燃料棒４Ａの上部端栓ネジ部５ａのキー溝２２に、固定ワッシャ９のキー部２１を嵌合させるとともに、固定ワッシャ９に複数本突設した爪部２０でネジ止めしたナット８を抱持する。

従来構造では１つの結合燃料棒４Ａに対してキー溝２２が１つとこれに対応する固定ワッシャ９のキー部２１も１つのみが設けられていたのに対して、本実施形態の特徴は、１つの結合燃料棒４Ａに対してキー溝２２が周方向等間隔で複数箇所(この例では１８０°間隔で２箇所)とこれに対応する固定ワッシャ９のキー部２１も周方向等間隔で複数箇所（この例では１８０°間隔で２箇所であり、少なくとも１箇所あればよい）に設けられていることである。

このような本実施形態によれば、位置合わせ時に結合燃料棒４Ａを最大でも３６０／２＝１８０°弱回転させれば足りる（同様に例えばキー溝を１２０°間隔で３箇所設けた場合には位置合わせ時に最大でも３６０／３＝１２０°弱回転させれば足りる）。

したがって、上記第１実施形態と同様、位置合わせのために最大で３６０°弱回転させる必要があった従来構造に比べれば、位置あわせのために必要な回転角度を数分の１以下に大きく低減でき、結合燃料棒４Ａ及びナット８の回り止め固定作業における作業効率を大きく向上することができる。

本発明の第１の実施形態による燃料集合体の全体構造を表す側断面図である。 図１に示した上部端栓ネジ部の上部タイプレートへの詳細固定構造を表す拡大断面図である。 固定ワッシャを用いた詳細固定構造を表す図２中Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄ、Ｅ−Ｅ断面による横断面図である。 本発明の第１の実施形態において、外径が八角形のナットとした変形例を表す図である。 本発明の第２の実施形態における第１ワッシャの詳細構造を表す上面図、側面図、第２ワッシャの詳細構造を表す上面図、側面図、及び上部端栓ネジ部の詳細構造を表す上面図である。 本発明の第３の実施形態における第１ワッシャの詳細構造を表す上面図、結合燃料棒の上部端栓ネジ部の詳細構造を表す上面図である。 本発明の第４の実施形態の燃料集合体における上部端栓ネジ部の上部タイプレートへの詳細固定構造を表す拡大断面図である。 固定ワッシャを用いた詳細固定構造を表す図７中Ｆ−Ｆ、Ｇ−Ｇ、Ｈ−Ｈ、Ｉ−Ｉ断面による横断面図である。

符号の説明

１ 燃料集合体
２ 上部タイプレート
３ 下部タイプレート
４ 燃料棒
４Ａ 結合燃料棒
５ａ 上部端栓ネジ部（上端ネジ部)
５ａ′ 上部端栓ネジ部（上端ネジ部)
５ａ″ 上部端栓ネジ部（上端ネジ部)
８ ナット
８′ ナット
９ 固定ワッシャ
９Ａ 第１ワッシャ
９Ａ′ 第１ワッシャ
９Ａ″ 第１ワッシャ
９Ｂ 第２ワッシャ
２０ 爪部
２１ キー部
２２ キー溝

Claims (7)

1. 格子状に配列した複数の燃料棒と、これら複数の燃料棒の上端及び下端をそれぞれ支持する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記複数の燃料棒は、前記上部タイプレートを貫通して上方へ突出する上端ネジ部を備えた複数の結合燃料棒を含む燃料集合体において、
   前記上部タイプレートより上方へ突出した前記上端ネジ部に螺合する前記結合燃料棒固定用のナットと、
   前記ナットと前記上部タイプレートとの間に位置するように前記上端ネジ部に挿通されるとともに、前記上端ネジ部に設けたキー溝に嵌合するキー部を少なくとも１つ有する略正多角形形状の第１ワッシャと、
   この第１ワッシャと前記上部タイプレートとの間に位置するように前記上端ネジ部に挿通されるとともに、前記ナットを包囲するように折り曲げられて前記ナットの外周面及び前記第１ワッシャの外周面に嵌合可能な爪部を突設した第２ワッシャとを有することを特徴とする燃料集合体。
2. 請求項１記載の燃料集合体において、
   前記第１ワッシャは、前記ナットと略同一の外郭形状を備えていることを特徴とする燃料集合体。
3. 請求項１又は２記載の燃料集合体において、
   前記第２ワッシャは、複数の前記結合燃料棒について共通に設けられていることを特徴とする燃料集合体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の燃料集合体において、
   前記第１ワッシャの厚さを、前記第２ワッシャの厚さより厚くしたことを特徴とする燃料集合体。
5. 請求項１〜３のいずれか１項記載の燃料集合体において、
   前記上端ネジ部は、前記キー溝を複数備えており、これに対応して前記第１ワッシャは、前記キー部を複数備えていることを特徴とする燃料集合体。
6. 請求項１〜３のいずれか１項記載の燃料集合体において、
   前記ナットは、ｎ≧７である正ｎ角形であり、これに対応して前記第１ワッシャも、ｎ≧７である略正ｎ角形形状を備えていることを特徴とする燃料集合体。
7. 格子状に配列した複数の燃料棒と、これら複数の燃料棒の上端及び下端をそれぞれ支持する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記複数の燃料棒は、複数のキー溝を形成し前記上部タイプレートを貫通して上方へ突出する上端ネジ部を備えた複数の結合燃料棒を含む燃料集合体において、
   前記上部タイプレートより上方へ突出した前記上端ネジ部に螺合する前記結合燃料棒固定用のナットと、
   対応する１つの前記結合燃料棒の前記複数のキー溝に嵌合する少なくとも１つのキー部を有する燃料棒嵌合部；及びこの燃料棒嵌合部の外周側に複数突設され、対応する１つの前記ナットを包囲するように折り曲げられて前記ナットの外周面にそれぞれ嵌合可能な複数の爪部；を備え、前記ナットと前記上部タイプレートとの間に位置するように前記上端ネジ部に挿通される固定ワッシャとを有することを特徴とする燃料集合体。

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