JPH01250093A - 核燃料棒 - 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１ 本発明は、核燃料棒に関し、さらに詳しくは、黒鉛ブロ
ックの所定の核燃料棒挿入孔に正確に挿入することので
きる核燃料棒に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］現在、ピ
ンインブロックタイプの高温ガス炉用燃料集合体におい
ては、核燃料の濃縮度に応じて、六角形の黒鉛ブロック
に設けられた核燃料棒挿入孔に所定の濃縮度の核燃料棒
を挿入しなければならない。

それ故、所定の核燃料棒挿入孔に定められた核燃料棒以
外の核燃料が誤装荷されないような特別な工夫が必要で
ある。

即ち、核燃料棒の後端部に装着された回転防止用のリブ
の幅および長さとその核燃料棒を挿入しなければならな
い核燃料棒挿入孔に設けられた前記リブに応じた溝の幅
と長さとが一致するように、前記リブおよび前記溝の各
寸法を設計し、前記燃料棒の濃縮度に応じて前記設計を
相違ならしめることにより、特定の核燃料棒挿入孔にそ
の濃縮度に対応しない濃縮度の他の核燃料棒を挿入する
と言う核燃料棒の誤装荷を防止している。

例えば、高濃縮度用の核燃料棒はどその回転防止用のリ
ブの幅を広く、かつ長さを短くシ、また低濃縮度用の核
燃料棒はどリブの幅を狭く、かつ長さが長くなるように
前記リブの寸法を段階的に定め、それらに対応した核燃
料棒挿入孔に関しては、前記濃縮度用のリブの寸法と同
じ幅および長さの溝になるように前記溝の寸法を設計す
ることにより、特定濃縮度の核燃料棒がそれに対応する
核燃料棒挿入孔のみに挿入されるように機械的に制御し
ている。

もしある核燃料棒が核燃料棒挿入孔の異なった位置に誤
って挿入されたときは、核燃料棒が核燃料棒挿入孔の正
しい位置まで入りきらず燃料棒の後端部が核燃料棒挿入
孔入口から突出するか、または核燃料棒の後端部がまっ
たく挿入できないので、誤装荷を外観によって発見する
ことができる。

しかしながら、濃縮度が多種になればなるほど核燃料棒
とそれに対応する核燃料棒挿入孔との組合せ数も増して
くるので１回転防止用のリブの幅および長さを変えるだ
けでは寸法的に限度が有り、充分にその組合せ数に対応
しきれない回部性が生じ、誤配置の原因となる。

本発明の目的は、核燃料棒を濃縮度が多種になった場合
でも黒鉛ブロックに設けられたその核燃料棒の所定の核
燃料棒挿入孔に正確に挿入することのできる核燃料棒を
提供することである。

［課題を解決しようとする手段］ 前記課題を解決するための本発明は、濃縮度に応じて他
の核燃料棒におけるのと相違する幅、長さおよび高さを
有し、かつその端面が核燃料棒の後端面に一致する誤装
荷防止用リプをその後端部に設けてなり、黒鉛ブロック
に設けられた複数の核燃料棒挿入孔における、前記誤装
荷防止用リブに対応する溝を有する特定の核燃料棒挿入
孔に挿入することができるようにしたことを特徴とする
核燃料棒である。

本発明においては、核燃料棒の濃縮度に応じて、誤装荷
防止用のリブの幅、長さおよび高さからなる３種のパラ
メータを変化させる。

リブの幅、長さおよび高さをどのように変化させるかは
、任意である。

したがって、濃縮度に対応した寸法を有する誤装荷防止
用リブを備えた任意数の核燃料棒が用、へされることに
なる。

また、濃縮度に応じて核燃料棒を特定の核燃料棒挿入孔
に挿入しなければならないのであるから、黒鉛ブロック
に設けられた複数の核燃料棒挿入孔に、前記誤装荷防止
用のリブに対応する幅、長さおよび深さの溝を形成する
ことを要する。もっとも誤装荷防止用のリブの形状と核
燃料棒挿入孔の溝の形状とは、完全に一致することが要
求されるのではなく、核燃料棒挿入孔に所定の対応する
核燃料棒を挿入した場合に、溝の内壁と誤装荷防止用の
リブの外面とがほぼ一致し、無駄な空間を生じることな
く、前記溝内に誤装荷防止用のリブが収納されるに足る
形状を、前記溝が有していれば良い。

［作用］ 前記構成によると、黒鉛ブロックに設けられた核燃料棒
挿入孔における溝の幅および深さそれぞれの寸法が、核
燃料棒における誤装荷防止用のリブの幅および高さそれ
ぞれの寸法と一致していたとしても、その核燃料棒挿入
孔に核燃料棒を挿入した場合、前記溝の長さと前記リグ
の長さとが不一致であるから、核燃料棒の後端部が黒鉛
ブロックの核燃料棒挿入孔を有する平面から突出し、あ
るいは核燃料棒の後端部が黒鉛ブロックの核燃料棒挿入
孔内に入り込み過ぎることになって、この核燃料棒はそ
の核燃料棒挿入孔に誤装荷したことを判別することがで
きる。

黒鉛ブロックに設けられた核燃料棒挿入孔における溝の
幅および長さそれぞれの寸法が、核燃料棒における誤装
荷防止用のリブの輻および長さそれぞれの寸法と一致し
ていたとしても、その核燃料棒挿入孔に核燃料棒を挿入
しようとする場合、前記溝の深さ寸法が前記リブの高さ
寸法よりも小さいときには、核燃料棒が核燃料棒挿入孔
に挿入不可ｆｅになり、また、前記溝の深さ寸法が前記
リブの高さ寸法よりも大きいときには、核燃料棒挿入孔
内に核燃料棒を挿入することができるのではあるが、溝
内の深さ方向において前記リブと溝との間に大きな間隙
を生じるので、いずれにしてもこの核燃料棒はその核燃
料棒挿入孔に誤装荷したことを判別することができる。

黒鉛ブロックに設けられた核燃料棒挿入孔における溝の
深さおよび長さそれぞれの寸法が、核燃料棒における誤
装荷防止用のリブの高さおよび長さそれぞれの寸法と一
致していたとしても、その核燃料棒挿入孔に核燃料棒を
挿入しようとする場合、前記溝の幅寸法が前記リブの幅
寸法よりも小さいときには、核燃料棒が核燃料棒挿入孔
に挿入不可部になり、また、前記溝の幅寸法が前記リブ
の幅寸法よりも大きいときには、核燃料棒挿入孔内に核
燃料棒を挿入することができるのではあるが、溝内の幅
方向において前記リブと溝との間に大きな間隙を生じる
ので、いずれにしてもこの核燃料棒はその核燃料棒挿入
孔に誤装荷したことを判別することができる。

このように、核燃料棒の後端部に設けた誤装荷防止用の
リブの高さをａ段階、リブの幅をｂ段階に、およびリブ
の長さをＣ段階に変化させることにより、（ａＸｂＸｃ
）段階の濃縮度に対応する核燃料棒の誤装荷防止用リブ
が形成される。

したがって、濃縮度が飛躍的に増加しても、本発明によ
ると、核燃料棒の誤装荷が有効に防止される。

［実施例１ 以下に本発明の実施例を示して本発明をさらに詳細に説
明する。

第１図および第２図に誤装荷防止用のリブの構造をしめ
す。

第１図および第２図に示すように、断面略円形の核燃料
棒１の後端部におけるその外周面に、高さＨ，［Ｗおよ
び長さＬの寸法を有する誤装荷防止用のリブ２が突出し
て形成されている。なお、３で示すのは回転防止用のリ
ブである。

本発明においては、誤装荷防止用の前記リブ２における
高さＨ１幅Ｗおよび長さＬの寸法を核燃料の濃縮度に応
じて変化させ、これによって、黒鉛ブロックにおける核
燃料棒挿入孔に対する核燃料棒の誤装荷を防止しようと
するものである。

−例として、第３図に示すように、高濃縮度の第１核燃
料棒１ａに付いては、その誤装荷防止用リブ２ａの幅を
Ｗｌに、その高さをＨｌに、そして長さをＬｌに設定し
、第４図に示すように、前記高濃縮度の第１核燃料棒１
ａよりも濃縮度の低い第２核燃料棒１ｂについては、そ
の誤装荷防止用リブ２ｂの幅をＷ２　　（Ｗ２　＜Ｗｌ
　）に、その高さをＨ２（Ｈ２＜Ｈｌ　）に、そして長
さをＬｐ　　（Ｌ２　＜ｔ、）に設定し、第５図に示す
ように、前記第２核燃料棒１ｂよりも濃縮度の低い第３
核燃料棒１ｃに付いては、その誤装荷防止用のリブ２Ｃ
（７）幅をＷ３　　（Ｗ３　＜Ｗ２　）に、その高さを
Ｈ３（Ｈ３＜Ｈ２）に、そして長さをＬ３　　（Ｌ３＜
Ｌ２）に設定する。

黒鉛ブロック５に設けられた核燃料棒挿入孔に関しても
、第６図に示すように、第１核燃料棒ｌａを挿入する第
１核燃料棒挿入孔には、幅をＷｌよりわずかに大きい寸
法に、深さを１＋に。

そして長さをＬｌよりわずかに大きい寸法に設定した溝
４ａが設けられ、第７図に示すように、第２該燃料棒ｔ
ｂを挿入する第２核燃料棒挿入孔には、幅をＷ２よりわ
ずかに大きい寸法に、深さを立２に、そして長さをＬ２
よりわずかに大きい寸法に設定したｙＩ４ｂが設けられ
、第８図に示すように、第３核燃料棒１ｃを挿入する第
３核燃料棒挿入孔には１幅をＷ３よりわずかに大きい寸
法に、深さを２３に、そして長さをＬ３よりわずかに大
きい寸法に設定した溝４Ｃが設けられている。

なお、第１〜３核燃料棒１ａ−１ｃにおいて、誤装荷防
止用リブ２ａ〜２ｃそれぞれは３個の回転防止用のリブ
の内の一個のリブ３と一直線上に設けられている。従っ
て、前記寸法Ｊｌ＋は、文盲と第１核燃料棒挿入孔の半
径との和が第１核燃料棒１ａの半径と前記Ｈ１との和よ
りもわずかに大きくなるように設定され、前記寸法立２
．見３についても同様の関係でその寸法が設定されてい
る。

そこで、本来であれば、第１核燃料棒挿入孔に第１核燃
料棒１ａが挿入されると、第１核燃料棒ｌａの後端面は
黒鉛ブロック５の平端面と一致するのであるが、たとえ
ば、第２核燃料棒挿入孔に第１核燃料棒１ａを挿入する
場合、第２核燃料棒挿入孔における溝４ｂの幅が第１核
燃料棒１ａにおける誤装荷防止用のリブ２ａの幅と相違
するので、第１核燃料棒１ａの前記リブ２ａがつかえて
、：５１核燃料棒１ａの後端部が黒鉛ブロック５の平端
面から突出してそれ以上に第１核燃料棒１ａが第２核燃
料棒挿入孔内に入らなくなる。

よって、第１核燃料棒１ａの誤装荷が視覚的に明確に判
別することができる。

また、第３核燃料棒ＩＣを第１核燃料棒挿入孔に挿入し
た場合、誤装荷防止用のリブ２Ｃの輻Ｗ３は第１核燃料
棒挿入孔における溝４ａの幅よりも小さな寸法になって
いるから、このリブ２Ｃは前記溝４ａ内に入り込む、し
かしながら、この溝４ａの長さはＬｌにほぼ等しくて、
前記リブの長さＨ３よりも短いので、前記溝４ａに前記
リブ２Ｃが収納された状態では、第１核燃料棒１ａの後
端部が黒鉛ブロック５の平端面から突出した状態になり
、それ以上第１核燃料棒挿入孔高内に第３核燃料棒１ｃ
が入らなくなる（第９図参照）。

よって、第３核燃料棒１ｃの誤装荷が視覚的に明確に判
別することができる。

以上の例の他に、以下のようにリブ寸法を決定すること
もできる。

第１０図に示すように、低濃縮度の第４核燃料棒１ｄに
付いては、その誤装荷防止用リブ２ｄの幅をＨ４に、そ
の高さをＨ４に、そして長さをＨ４に設定し、第１１図
に示すように、前記低濃縮度の第４核燃料棒１ｄよりも
濃縮度の高い第５核燃料棒１ｅについては、その誤装荷
防止用リブ２ｅの幅をＨ４に、その高さをＨ５（Ｈ４＜
Ｈｓ）に、そして長さをＨ４に設定し、第１２図に示す
ように、前記第５核燃料棒１ｅよりもｃｉｌｉｉ度の高
い第６核燃料棒ｉｆに付いては、その誤装荷防止用のリ
ブ２ｆの幅をＨ４に、その高さをＨ６（Ｈ５＜Ｈ６）に
、そして長さをＨ４に設定する。

すなわち、第４〜６核燃料棒１ｄ−１ｆの誤装荷防止用
のリブ２ｄ〜２ｆにおいては、輻Ｗ４および長さＨ４が
互いに等しく、その高さのみが相違しているのである。

黒鉛プａ７り５に設けられた核燃料諸種入孔に関しても
、第１３図に示すように、第４核燃料棒１ｄを挿入する
第４核燃料棒挿入孔には、幅をＨ４よりわずかに大きい
寸法に、深さを１ｇに。

そして長さをＨ４よりわずかに大きい寸法に設定した溝
４ｄが設けられ、第１４図に示すように、第５核燃料棒
１ｅを挿入する第５核燃料棒挿入孔には、幅をＨ４より
わずかに大きい寸法に、深さを２５に、そして長さをＨ
４よりわずかに大きい寸法に設定した溝４ｅが設けられ
、第１５図に示すように、第３核燃料棒１ｃを挿入する
第３核燃料棒挿入孔には、幅をＨ４よりわずかに大きい
寸法に、深さを文６に、そして長さをＨ４よりわずかに
大きい寸法に設定した溝４ｃが設けられている。

なお、第４〜６核燃料棒１ｄ〜１ｆにおいて。

誤装荷防止用リブ２ｄ〜２ｆそれぞれは３個の回転防止
用のリブの内の一個のリブ３と一直線上に設けられてい
る。従って、前記寸法！；Ｌ４は、又４とｍｌ核燃料棒
挿入孔の半径との和が第４核燃料棒１ｄの半径と前記Ｈ
４との和よりもわずかに大きくなるように設定され、前
記寸法文５．交６についても同様の関係でその寸法が設
定されている。

そこで、本来であれば、第４核燃料棒挿入孔に第４核燃
料棒１ｄが挿入されると、第４核燃料棒ｌｄの後端面は
黒鉛ブロック５の平端面と一致するのであるが、たとえ
ば、第５核燃料棒挿入孔に第４核燃料棒１ｄを挿入する
場合、第５核燃料棒挿入孔におけるｙｔ４ｅの高さｆＬ
５と第５核燃料棒挿入孔の半径との和が第４核燃料棒１
ｄにおける誤装荷防止用のリブ２ｄの高さＨ４と第４核
燃料棒１ｄの半径との和よりも大きいので、前記リブ２
ｄは前記溝４ｅの中に収納される。しかしながら、リブ
２ｄの上面と溝４ｅの底面とに異常なｌｉＪＩ隙を生じ
る。

よって、第４核燃料棒１ｄの誤装荷が視覚的に明確に判
別することができる。

また２第５核燃料棒１ｅを第４核燃料棒挿入孔に挿入し
た場合、誤装荷防止用のリブ２ｅの高さＨ５と第５核燃
料棒１ｅの半径との和が第４核燃料棒挿入孔における溝
４ｄの高さｉｓと第４核燃料棒挿入孔の半径との和より
も大きな寸法になるから、このリブ２ｅが黒鉛ブロック
５の平端部につかえて第５核燃料棒１ｅが前記１ａ４ｄ
内に入り込むことができず、第５核燃料棒１ｅの後端部
が黒鉛ブロック５の平端部から突出した状態になる（第
１６図参照）。

よって、第５核燃料棒１ｅの誤装荷が視覚的に明確に判
別することができる。

なお、第６核燃料棒ｉｆを第４核燃料棒挿入孔あるいは
第５核燃料棒挿入孔に挿入しようとする場合においても
同様に視覚的に誤装荷を判別することができる。

［発明の効果Ｊ 本発明により、核燃料棒における誤装荷防止用のリブの
幅、高さおよび長さを核燃料の濃縮度に応じて設定する
ので、黒鉛ブロックに設けた核燃料棒挿入孔における溝
と誤装荷防止用のリブとの組合わせが飛躍的に増大し、
その結果、核燃料棒における核燃料の濃縮度が多種多様
になった場合においても、黒鉛ブロックに設けられた所
定の核燃料棒挿入孔に対する核燃料棒の誤装荷を容易に
発見することができる。

したがって、本発明によると、正確に核燃料棒挿入孔に
核燃料棒を挿入することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の誤装荷防止用のリブの構造を示す正面
図、第２図は前記リブを有する核燃料棒の後端部を示す
側面図、第３〜５図それぞれおよび第１０〜１２図それ
ぞれは本発明の誤装荷防止用リブの他の例を示す正面図
、ｔＪＳ６〜８図および第１３〜１５図は前記能の例で
あるリブを有する核燃料棒の黒鉛ブロックの核燃料棒挿
入孔内に収納した状態を示す−ｇ８断面説明図、ならび
に第９図および第１６図は本発明の作用を示すための一
部断面説明図である。 １、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ、ｌｅ、ｌｅ。 ｌ　ｆ　・・−−−−・−核燃料棒、２．２ａ、２ｂ、
２ｃ。 ２ｄ、２ｅ、２ｆ・・・・・・・・・誤装荷防止用リブ
、３・・・・・・・・・回転防１ヒ用のリブ、４ａ、４
ｂ。 ４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、・・・・・・・・・溝、５・
・・・・・・・・黒鉛ブロック。 第１図　　　　　　第２図 第３図　　　　　第６図 第４図　　　　　第７図 第５図　　　　　第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 濃縮度に応じて他の核燃料棒におけるのと相違する幅、
   長さおよび高さを有し、かつその端面が核燃料棒の後端
   面に一致する誤装荷防止用リブをその後端部に設けてな
   り、黒鉛ブロックに設けられた複数の核燃料棒挿入孔に
   おける、前記誤装荷防止用リブに対応する溝を有する特
   定の核燃料棒挿入孔に挿入することができるようにした
   ことを特徴とする核燃料棒。