JPH0130119B2 - - Google Patents
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- JPH0130119B2 JPH0130119B2 JP59044166A JP4416684A JPH0130119B2 JP H0130119 B2 JPH0130119 B2 JP H0130119B2 JP 59044166 A JP59044166 A JP 59044166A JP 4416684 A JP4416684 A JP 4416684A JP H0130119 B2 JPH0130119 B2 JP H0130119B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grid
- cell
- fuel
- protrusions
- straps
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- 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
- G21C3/356—Spacer grids being provided with fuel element supporting members
- G21C3/3563—Supporting members formed only by deformations in the strips
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉の燃料集合体に関し、特に、燃
料棒を隔置するための、改良グリツドストラツプ
を有するグリツドに関するものである。
料棒を隔置するための、改良グリツドストラツプ
を有するグリツドに関するものである。
核燃料のスペーサグリツドは、原子炉の炉心内
での燃料棒間の間隔を精確に維持したり、燃料棒
の振動を防止したり、燃料棒に対し横方向の支持
を与えたりするのに使用されている。従来の原子
炉燃料集合体用グリツドの構造は、燃料棒を受け
容れるセルを形成するように設計された卵詰め枠
形状の相互差し込みグリツドストラツプを含んで
いる。隣接するストラツプの一体的結合を行なう
のに切欠きが利用されている。各セルは、比較的
に弾性のあるばねと、ストラツプに形成される比
較的に剛な凹部とを使用することによつて、軸方
向の所定位置で１本の燃料棒を支持することがで
きる。外側ストラツプは互いに一緒に結合される
と共に内側のグリツドストラツプの周囲を囲ん
で、グリツドに強度及び剛性を付与する。燃料棒
の横変位を可能な限り小さくするため及び燃料集
合体の燃料特性を向上するため、多数のグリツド
が燃料集合体の長さ沿いに隔置されている。
での燃料棒間の間隔を精確に維持したり、燃料棒
の振動を防止したり、燃料棒に対し横方向の支持
を与えたりするのに使用されている。従来の原子
炉燃料集合体用グリツドの構造は、燃料棒を受け
容れるセルを形成するように設計された卵詰め枠
形状の相互差し込みグリツドストラツプを含んで
いる。隣接するストラツプの一体的結合を行なう
のに切欠きが利用されている。各セルは、比較的
に弾性のあるばねと、ストラツプに形成される比
較的に剛な凹部とを使用することによつて、軸方
向の所定位置で１本の燃料棒を支持することがで
きる。外側ストラツプは互いに一緒に結合される
と共に内側のグリツドストラツプの周囲を囲ん
で、グリツドに強度及び剛性を付与する。燃料棒
の横変位を可能な限り小さくするため及び燃料集
合体の燃料特性を向上するため、多数のグリツド
が燃料集合体の長さ沿いに隔置されている。
加圧水型原子炉（PWR）においては、グリツ
ドのセルのあるものに、燃料棒ではなく制御棒案
内筒が入つているのが普通であり、各グリツドを
この案内筒に取着することにより、燃料集合体の
長さに沿つた所定位置に各グリツドが保持され
る。
ドのセルのあるものに、燃料棒ではなく制御棒案
内筒が入つているのが普通であり、各グリツドを
この案内筒に取着することにより、燃料集合体の
長さに沿つた所定位置に各グリツドが保持され
る。
沸騰水型原子炉（BWR）においては、被覆容
器で燃料棒及びグリツドを囲むのが典型的であ
る。各グリツドは特別のロツキングロツドによつ
て燃料集合体の長さ沿いの所定位置に保持されて
いる。ある従来装置では、燃料集合体における所
定の１垂直方向位置に、被覆容器に囲まれ正方形
状に水平に配列された４つのグリツドがある。
器で燃料棒及びグリツドを囲むのが典型的であ
る。各グリツドは特別のロツキングロツドによつ
て燃料集合体の長さ沿いの所定位置に保持されて
いる。ある従来装置では、燃料集合体における所
定の１垂直方向位置に、被覆容器に囲まれ正方形
状に水平に配列された４つのグリツドがある。
設計者はグリツドの性能を向上させようと常に
心がけている。その関係領域には、輸送中の燃料
集合体の緩衝の外に、グリツドを貫流する縦方向
の冷却材流の圧力降下の減少や、照射による応力
緩和に由来するばね力の喪失に対する対処があ
る。BWRの燃料集合体に特に重要な項目は、被
覆容器に作用する地震力から守るためのグリツド
の緩衝及び被覆容器の壁面に沿つて流れる相対的
に低温の水流をグリツドの相対的に高温の内部セ
ルに向ける案内である。
心がけている。その関係領域には、輸送中の燃料
集合体の緩衝の外に、グリツドを貫流する縦方向
の冷却材流の圧力降下の減少や、照射による応力
緩和に由来するばね力の喪失に対する対処があ
る。BWRの燃料集合体に特に重要な項目は、被
覆容器に作用する地震力から守るためのグリツド
の緩衝及び被覆容器の壁面に沿つて流れる相対的
に低温の水流をグリツドの相対的に高温の内部セ
ルに向ける案内である。
本発明の主な目的は、少量の構造材料を使用す
るに過ぎず、しかも、少なくとも原子炉運転中、
どんな時でも燃料棒をしつかりと位置決めする、
簡単な原子炉燃料集合体用のグリツドを提供する
ことである。
るに過ぎず、しかも、少なくとも原子炉運転中、
どんな時でも燃料棒をしつかりと位置決めする、
簡単な原子炉燃料集合体用のグリツドを提供する
ことである。
上記目的から、本発明は、原子炉燃料集合体内
で複数の燃料棒を隔置するために、相互に差し込
まれた複数のグリツドストラツプを卵詰め枠形状
に配設して、前記燃料棒の各々を別個に収容する
セルを画成すると共に、前記グリツドストラツプ
は、各セル内に少なくとも１つの突起を延入させ
て、該セル内を延びる燃料棒の位置決めをする燃
料棒の隔置用グリツドにおいて、前記各セルに延
入する前記突起は、全て剛であると共に、前記セ
ル内の前記燃料棒が動き嵌めを有するような大き
さに形成されており、互いに協働してはいるが対
峙してはいない１対のグリツドストラツプにある
前記セルの突起は該セルを通る軸方向の冷却材流
に対してその通過を大体遮断し、互いに協動した
残りのグリツドストラツプにある前記セルの残り
の突起は該セルを通る軸方向の冷却材流に対して
大体その通過を許容し、運転中、前記冷却材流に
より前記燃料棒を前記遮断する突起から離間させ
前記通過を許容する突起に係合させる、ことを特
徴とするものである。
で複数の燃料棒を隔置するために、相互に差し込
まれた複数のグリツドストラツプを卵詰め枠形状
に配設して、前記燃料棒の各々を別個に収容する
セルを画成すると共に、前記グリツドストラツプ
は、各セル内に少なくとも１つの突起を延入させ
て、該セル内を延びる燃料棒の位置決めをする燃
料棒の隔置用グリツドにおいて、前記各セルに延
入する前記突起は、全て剛であると共に、前記セ
ル内の前記燃料棒が動き嵌めを有するような大き
さに形成されており、互いに協働してはいるが対
峙してはいない１対のグリツドストラツプにある
前記セルの突起は該セルを通る軸方向の冷却材流
に対してその通過を大体遮断し、互いに協動した
残りのグリツドストラツプにある前記セルの残り
の突起は該セルを通る軸方向の冷却材流に対して
大体その通過を許容し、運転中、前記冷却材流に
より前記燃料棒を前記遮断する突起から離間させ
前記通過を許容する突起に係合させる、ことを特
徴とするものである。
上に述べたように、本発明によると、燃料棒は
ストラツプの突起により機械的に係合されるので
はなく、同突起は、剛であり、燃料棒に動き嵌め
を与えるような大きさに形成されると共に、同突
起は、燃料棒が、原子炉の運転中、セルを通る冷
却材流に対して閉じた突起、即ち同冷却材流の通
過を遮るように同セル内に延びた突起１４ａが存
在するために発生する流力によつて、燃料棒が、
同セルを通る冷却材流に対して開いた突起、即ち
冷却材流の通過を許容するように同セルの外に延
びた突起１４ｂに流体の力により係合せしめられ
るように、配設されている。
ストラツプの突起により機械的に係合されるので
はなく、同突起は、剛であり、燃料棒に動き嵌め
を与えるような大きさに形成されると共に、同突
起は、燃料棒が、原子炉の運転中、セルを通る冷
却材流に対して閉じた突起、即ち同冷却材流の通
過を遮るように同セル内に延びた突起１４ａが存
在するために発生する流力によつて、燃料棒が、
同セルを通る冷却材流に対して開いた突起、即ち
冷却材流の通過を許容するように同セルの外に延
びた突起１４ｂに流体の力により係合せしめられ
るように、配設されている。
このように構成したために、各セルを通る冷却
材流に対して開いた突起１４ｂの近傍で流れが妨
害されないので、且つ同セル内の冷却材流に対し
て閉じた突起１４ａと燃料棒との間にある小さな
隙間を冷却材が流れるので、同セル内においては
ストラツプに形成された突起１４ａ，１４ｂの近
傍であつても、良好な冷却が行われる。
材流に対して開いた突起１４ｂの近傍で流れが妨
害されないので、且つ同セル内の冷却材流に対し
て閉じた突起１４ａと燃料棒との間にある小さな
隙間を冷却材が流れるので、同セル内においては
ストラツプに形成された突起１４ａ，１４ｂの近
傍であつても、良好な冷却が行われる。
各セルは、セル囲繞壁面の各々から１つだけの
突起が該セルに延入していることが好ましい。セ
ルのこれ等の突起は軸方向に離間した２つの面内
にある。隣接する２枚のストラツプに突起は２つ
の面の一方にあり、これ等のストラツプに対峙し
たストラツプの突起は２つの面の他方にある。
突起が該セルに延入していることが好ましい。セ
ルのこれ等の突起は軸方向に離間した２つの面内
にある。隣接する２枚のストラツプに突起は２つ
の面の一方にあり、これ等のストラツプに対峙し
たストラツプの突起は２つの面の他方にある。
本発明は添付図面に例示したその好適な実施例
に関する以下の記載から一層容易に明らかとなろ
う。
に関する以下の記載から一層容易に明らかとなろ
う。
同一符号は同一又は対応部分を示す図面には、
燃料集合体３８中の燃料棒１８（簡略にするた
め、そのうちの２本のみを第２図に、１本のみを
第３図に示す）を隔置するためのグリツド１０が
示されている。グリツド１０は相互に差し込まれ
た多数のグリツドストラツプ１２を有し、該スト
ラツプ１２は卵詰め枠状に配設されて、燃料棒１
８の各々を別個に囲むセル７を形成する。また、
グリツド１０は、グリツドストラツプの高さ方向
の縁１６を囲むほぼ正方形の枠を形成するように
相互に結合された４枚の外側ストラツプ２０を有
する。
燃料集合体３８中の燃料棒１８（簡略にするた
め、そのうちの２本のみを第２図に、１本のみを
第３図に示す）を隔置するためのグリツド１０が
示されている。グリツド１０は相互に差し込まれ
た多数のグリツドストラツプ１２を有し、該スト
ラツプ１２は卵詰め枠状に配設されて、燃料棒１
８の各々を別個に囲むセル７を形成する。また、
グリツド１０は、グリツドストラツプの高さ方向
の縁１６を囲むほぼ正方形の枠を形成するように
相互に結合された４枚の外側ストラツプ２０を有
する。
各外側ストラツプ２０は中央部２２と、弾性を
有する縦方向の上側周辺部２４と、弾性を有する
縦方向の下側周辺部２６とを有する。共通の外側
ストラツプにある周辺部２４，２６は中央部２２
と一体であることが好ましい。グリツドストラツ
プの高さ方向の縁１６は該縁を囲む関連した外側
ストラツプ２０の中央部２２に固定される。外側
ストラツプの周辺部２４，２６は、それ等が接続
されている中央部２２から上下に延びると共に、
該中央部２２よりも水平方向に関しグリツドから
外側に突出している。好適なのは、外側ストラツ
プの中央部２２が該外側ストラツプ２０をグリツ
ドストラツプの高さ方向の縁１６に取着する時に
剛であり、そして周辺部２４，２６が内方にわん
曲していることである。
有する縦方向の上側周辺部２４と、弾性を有する
縦方向の下側周辺部２６とを有する。共通の外側
ストラツプにある周辺部２４，２６は中央部２２
と一体であることが好ましい。グリツドストラツ
プの高さ方向の縁１６は該縁を囲む関連した外側
ストラツプ２０の中央部２２に固定される。外側
ストラツプの周辺部２４，２６は、それ等が接続
されている中央部２２から上下に延びると共に、
該中央部２２よりも水平方向に関しグリツドから
外側に突出している。好適なのは、外側ストラツ
プの中央部２２が該外側ストラツプ２０をグリツ
ドストラツプの高さ方向の縁１６に取着する時に
剛であり、そして周辺部２４，２６が内方にわん
曲していることである。
各外側ストラツプの中央部２２は少なくとも１
つ（好適には２つ）の外方へ突出する剛な鋲状部
３４を備えていることが望ましい。鋲状部３４の
突出量は、共通の外側ストラツプにある周辺部２
４，２６の突出量より少ない。該鋲状部３４はそ
の外側ストラツプと一体であることが好ましい。
つ（好適には２つ）の外方へ突出する剛な鋲状部
３４を備えていることが望ましい。鋲状部３４の
突出量は、共通の外側ストラツプにある周辺部２
４，２６の突出量より少ない。該鋲状部３４はそ
の外側ストラツプと一体であることが好ましい。
このグリツド１０は、沸騰水型原子炉や加圧水
型原子炉で使用されているようなどんな燃料集合
体においても利用できる。外側ストラツプの周辺
部２４，２６は、燃料集合体を原子炉へ輸送する
のに使用される輸送容器（図示しない）に働く力
の影響から燃料棒を弾性的に緩衝する。外側スト
ラツプの鋲状部３４は周辺部２４，２６の変形を
制限してその損傷を防止する。
型原子炉で使用されているようなどんな燃料集合
体においても利用できる。外側ストラツプの周辺
部２４，２６は、燃料集合体を原子炉へ輸送する
のに使用される輸送容器（図示しない）に働く力
の影響から燃料棒を弾性的に緩衝する。外側スト
ラツプの鋲状部３４は周辺部２４，２６の変形を
制限してその損傷を防止する。
正方形状に配列された４つのグリツド１０ａを
囲む被覆容器３６を有する沸騰水型原子炉の燃料
集合体３８（第４図参照）においては、各グリツ
ド１０ａの対峙していない即ち隣接する２枚の外
側ストラツプ２０ａ及び２０ｂがそれ等の周辺部
２４，２６（第１図及び第２図に明確に図示）を
被覆容器３６に弾性的に接触させている。これ
は、グリツド１０ａと被覆容器３６との間を冷却
材流が縦方向に通過するのを阻止したり、この阻
止された流れをグリツド１０ａの中央に向かつて
横方向に案内したり、被覆容器３６に働く横方向
の力による案内棒１８に対する影響を緩衝したり
する種々の効果を奏する。被覆容器の壁面に沿つ
て来る相対的に低温の流れを阻止し、グリツド内
部のセルを貫流する相対的に高温の流れに向ける
ことによつて、グリツド内の燃料棒18束を横断す
る方向の冷却材温度がより一様になると共に、限
界熱流束（CHF：critical heat flux）特性が向
上する。鋲状部３４（第１図及び第２図参照）
は、被覆容器３６に働く横方向の力がない場合、
該鋲状部のある外側ストラツプの周辺部２４，２
６の突出量よりも長く延びることはない。鋲状部
３４は、このような力が外側ストラツプの周辺部
２４，２６にかかつている場合、その力を制限す
る。被覆容器３６内のグリツド１０ａの据付け
は、外側ストラツプの周辺部２４，２６にある通
常のタブ３２によつて容易になる。
囲む被覆容器３６を有する沸騰水型原子炉の燃料
集合体３８（第４図参照）においては、各グリツ
ド１０ａの対峙していない即ち隣接する２枚の外
側ストラツプ２０ａ及び２０ｂがそれ等の周辺部
２４，２６（第１図及び第２図に明確に図示）を
被覆容器３６に弾性的に接触させている。これ
は、グリツド１０ａと被覆容器３６との間を冷却
材流が縦方向に通過するのを阻止したり、この阻
止された流れをグリツド１０ａの中央に向かつて
横方向に案内したり、被覆容器３６に働く横方向
の力による案内棒１８に対する影響を緩衝したり
する種々の効果を奏する。被覆容器の壁面に沿つ
て来る相対的に低温の流れを阻止し、グリツド内
部のセルを貫流する相対的に高温の流れに向ける
ことによつて、グリツド内の燃料棒18束を横断す
る方向の冷却材温度がより一様になると共に、限
界熱流束（CHF：critical heat flux）特性が向
上する。鋲状部３４（第１図及び第２図参照）
は、被覆容器３６に働く横方向の力がない場合、
該鋲状部のある外側ストラツプの周辺部２４，２
６の突出量よりも長く延びることはない。鋲状部
３４は、このような力が外側ストラツプの周辺部
２４，２６にかかつている場合、その力を制限す
る。被覆容器３６内のグリツド１０ａの据付け
は、外側ストラツプの周辺部２４，２６にある通
常のタブ３２によつて容易になる。
外側ストラツプ２０はジルコニウム又はその合
金のような低中性子捕獲断面積の材料で形成する
のがよく、また、外側ストラツプ同志の取着及び
グリツドストラツプの高さ方向の縁１６への取着
は溶接によつて行なうのがよい。
金のような低中性子捕獲断面積の材料で形成する
のがよく、また、外側ストラツプ同志の取着及び
グリツドストラツプの高さ方向の縁１６への取着
は溶接によつて行なうのがよい。
グリツド１０において、１つ以上のセル７、好
ましくは各セル７が縦方向の軸心を有しており、
また、該セルに関連したグリツドストラツプ１２
には少なくとも１つ（丁度１つが好ましい）の剛
な突起１４，１４ａ，１４ｂがあり、この突起１
４が該セル７内に囲まれた燃料棒１８の隔置のた
め同セル７内に入り込む。
ましくは各セル７が縦方向の軸心を有しており、
また、該セルに関連したグリツドストラツプ１２
には少なくとも１つ（丁度１つが好ましい）の剛
な突起１４，１４ａ，１４ｂがあり、この突起１
４が該セル７内に囲まれた燃料棒１８の隔置のた
め同セル７内に入り込む。
改良グリツドストラツプを有する本発明のグリ
ツドの第１の特徴においては、各セル７で、セル
を画成すべく協動してはいるが互いに対峙してい
ない、即ち隣接する１対のグリツドストラツプに
ある突起１４ａが該セルを通る縦方向の冷却材流
に対してほぼ閉じており（即ち、その通過を遮断
するように延びており）、一方、接続された残り
のグリツドストラツプにある残りの突起１４ｂが
上記冷却材流に対してほぼ開いている（即ち、そ
の通過を許容するように延びている）。これ等の
突起１４は、関連したセル７の縦方向軸心に向か
つてほぼ垂直に突き出ると共に、どのセル７にあ
る突起１４もほぼ同一形状であることが望まし
い。また、閉じた突起１４ａは概して縦方向に弓
形に延びる台形状のものであり、開いた突起１４
ｂは概して横方向に弓形に延びる同様の台形状の
ものであることが好適である。突起１４はそれ等
が関連するグリツドストラツプと一体であるのが
よく、また、かかる突起１４を一体に有するグリ
ツドストラツプ１２は、外側ストラツプ２０と同
様に、ジルコニウム又はその合金のような低中性
子捕獲断面積の材料で形成するのがよい。
ツドの第１の特徴においては、各セル７で、セル
を画成すべく協動してはいるが互いに対峙してい
ない、即ち隣接する１対のグリツドストラツプに
ある突起１４ａが該セルを通る縦方向の冷却材流
に対してほぼ閉じており（即ち、その通過を遮断
するように延びており）、一方、接続された残り
のグリツドストラツプにある残りの突起１４ｂが
上記冷却材流に対してほぼ開いている（即ち、そ
の通過を許容するように延びている）。これ等の
突起１４は、関連したセル７の縦方向軸心に向か
つてほぼ垂直に突き出ると共に、どのセル７にあ
る突起１４もほぼ同一形状であることが望まし
い。また、閉じた突起１４ａは概して縦方向に弓
形に延びる台形状のものであり、開いた突起１４
ｂは概して横方向に弓形に延びる同様の台形状の
ものであることが好適である。突起１４はそれ等
が関連するグリツドストラツプと一体であるのが
よく、また、かかる突起１４を一体に有するグリ
ツドストラツプ１２は、外側ストラツプ２０と同
様に、ジルコニウム又はその合金のような低中性
子捕獲断面積の材料で形成するのがよい。
上述したグリツドの第１の特徴において、収容
された燃料棒１８（第３図参照）は、グリツド１
０の突起１４に対して動き嵌めを有している。こ
れは、グリツドの別の特徴について後述するよう
に、原子炉における当該燃料集合体の寿命末期近
くでのみ起るように設計することができる。即
ち、動き嵌めは燃料集合体の製造中に工作するこ
とができる。動き嵌めが存在する場合、どんな理
由があつても、水力が燃料棒１８をグリツド１０
のセル７内の所定位置に維持する。第３図を参照
して、閉じた突起１４ａに当たり、そして開いた
突起１４ｂを通り抜ける縦方向の冷却材流の相互
作用によつて、収容された燃料棒１８は閉じた突
起１４ａから強制的に離され、閉じた突起１４ｂ
に強制的に接触させられる。尚、この場合、突起
１４ａと燃料棒１８との間の隙間を冷却材が流れ
るが、この隙間の大きさは、第３図では誇張して
示されており、実際には非常に小さくて、この隙
間にある冷却材が燃料棒に振動を生じさせるとい
うよりも、むしろ制振するような大きさである。
された燃料棒１８（第３図参照）は、グリツド１
０の突起１４に対して動き嵌めを有している。こ
れは、グリツドの別の特徴について後述するよう
に、原子炉における当該燃料集合体の寿命末期近
くでのみ起るように設計することができる。即
ち、動き嵌めは燃料集合体の製造中に工作するこ
とができる。動き嵌めが存在する場合、どんな理
由があつても、水力が燃料棒１８をグリツド１０
のセル７内の所定位置に維持する。第３図を参照
して、閉じた突起１４ａに当たり、そして開いた
突起１４ｂを通り抜ける縦方向の冷却材流の相互
作用によつて、収容された燃料棒１８は閉じた突
起１４ａから強制的に離され、閉じた突起１４ｂ
に強制的に接触させられる。尚、この場合、突起
１４ａと燃料棒１８との間の隙間を冷却材が流れ
るが、この隙間の大きさは、第３図では誇張して
示されており、実際には非常に小さくて、この隙
間にある冷却材が燃料棒に振動を生じさせるとい
うよりも、むしろ制振するような大きさである。
改良グリツドストラツプを有するグリツドの第
２の特徴においては、前述した第１の特徴を包含
しているものでもいないものでも、どの１つのセ
ル７にある突起１４も同一形状であり且つ縦方向
に分離した２つの面の１つにある。１つのセル７
内の突起１４の面は、２つの面の一方に突起１４
を有するセル７′が、関連したグリツドストラツ
プ１２の別の側にある隣接セル７″に入る突起１
４を２つの面の他方に有するように、選択されて
いる（第１図及び第４図参図）。グリツド１０全
体にわたつて突起１４が同一高さにあるのではな
いため、グリツド１０を通る縦方向の冷却材流の
圧力降下は低下する。また、突起１４は１つの面
ではなくグリツド１０を横切る２つの面にあるの
で、グリツド１０が燃料棒に関して傾くこともな
い。
２の特徴においては、前述した第１の特徴を包含
しているものでもいないものでも、どの１つのセ
ル７にある突起１４も同一形状であり且つ縦方向
に分離した２つの面の１つにある。１つのセル７
内の突起１４の面は、２つの面の一方に突起１４
を有するセル７′が、関連したグリツドストラツ
プ１２の別の側にある隣接セル７″に入る突起１
４を２つの面の他方に有するように、選択されて
いる（第１図及び第４図参図）。グリツド１０全
体にわたつて突起１４が同一高さにあるのではな
いため、グリツド１０を通る縦方向の冷却材流の
圧力降下は低下する。また、突起１４は１つの面
ではなくグリツド１０を横切る２つの面にあるの
で、グリツド１０が燃料棒に関して傾くこともな
い。
上述したグリツドの第２の特徴について好適な
のは、１枚のグリツドストラツプ１２について、
１つのセルに１つの閉じた突起１４ａが入り、グ
リツドストラツプの反対側にある１つのセルに１
つの開いた突起１４ｂが入り、しかも、１枚のグ
リツドストラツプ１２にある閉じた突起１４ａの
全てが大体直線状に並び、開いた突起１４ｂの全
てが大体直線状に並ぶことである。閉じた突起１
４ａが縦方向に延びる弓形であり、開いた突起１
４ｂが横方向に延びる弓形である場合、閉じた突
起１４ａは高さ方向にほぼ直線上であり、開いた
突起１４ｂはその長さ方向にほぼ直線状である。
のは、１枚のグリツドストラツプ１２について、
１つのセルに１つの閉じた突起１４ａが入り、グ
リツドストラツプの反対側にある１つのセルに１
つの開いた突起１４ｂが入り、しかも、１枚のグ
リツドストラツプ１２にある閉じた突起１４ａの
全てが大体直線状に並び、開いた突起１４ｂの全
てが大体直線状に並ぶことである。閉じた突起１
４ａが縦方向に延びる弓形であり、開いた突起１
４ｂが横方向に延びる弓形である場合、閉じた突
起１４ａは高さ方向にほぼ直線上であり、開いた
突起１４ｂはその長さ方向にほぼ直線状である。
改良グリツドストラツプを有するグリツドの第
３の特徴においては、前述した第１、第２の特徴
を包含しているものでもいないものでも、特定の
１つのセル７について、接続された少なくとも２
枚の隣接グリツドストラツプ１２は弾性を有し、
ばねのような方法でわん曲していて、収容された
燃料棒１８を可撓的に把持する。弾性のあるグリ
ツドストラツプ１２は突起１４のある領域におい
てわん曲し、そして剛な突起１４はグリツドスト
ラツプが弾性であるため可撓的な態様で燃料棒１
８に接触する。特定セルについての全ての関連グ
リツドストラツプが弾性を有するのがよく、ま
た、グリツド１０における全セル７についての関
連グリツドストラツプ１２のうち複数（好適には
全て）のものが弾性を有し且つ特定セルの突起と
ほぼ同様の突起１４を有するのがよい。前述のよ
うに、セル７の各々がその各関連グリツドストラ
ツプ１２に１つの対応セルに入る１つの突起１４
を有するのが好ましい。普通の外的又は一体的ば
ね突起（又はばね及び凹部）に頼る代りに、ばね
作用をグリツドストラツプ１２に組み入れること
により、グリツド１０の高さを低くすることがで
き、その結果、グリツド１０を通る縦方向の冷却
材流の圧力降下が減少する。
３の特徴においては、前述した第１、第２の特徴
を包含しているものでもいないものでも、特定の
１つのセル７について、接続された少なくとも２
枚の隣接グリツドストラツプ１２は弾性を有し、
ばねのような方法でわん曲していて、収容された
燃料棒１８を可撓的に把持する。弾性のあるグリ
ツドストラツプ１２は突起１４のある領域におい
てわん曲し、そして剛な突起１４はグリツドスト
ラツプが弾性であるため可撓的な態様で燃料棒１
８に接触する。特定セルについての全ての関連グ
リツドストラツプが弾性を有するのがよく、ま
た、グリツド１０における全セル７についての関
連グリツドストラツプ１２のうち複数（好適には
全て）のものが弾性を有し且つ特定セルの突起と
ほぼ同様の突起１４を有するのがよい。前述のよ
うに、セル７の各々がその各関連グリツドストラ
ツプ１２に１つの対応セルに入る１つの突起１４
を有するのが好ましい。普通の外的又は一体的ば
ね突起（又はばね及び凹部）に頼る代りに、ばね
作用をグリツドストラツプ１２に組み入れること
により、グリツド１０の高さを低くすることがで
き、その結果、グリツド１０を通る縦方向の冷却
材流の圧力降下が減少する。
改良グリツドストラツプを有するグリツドの第
４の特徴においては、前述した第１、第３特徴の
構成が独特の方法で組み合わされている（第２の
特徴は組み入れても組み入れなくてもよい）。燃
料棒１８及びそのグリツド１０が原子炉内におけ
るその寿命の初期に近い時は（第２図参照）、グ
リツドストラツプ１２は弾性を有し、そして（第
３の特徴と同様に）突起１４の領域においてばね
状の態様でわん曲して、収容された燃料棒１８を
突起１４で可撓的に把持する。燃料棒１８及びそ
のグリツド１０が原子炉内におけるその寿命終期
に近い時は、グリツドストラツプ１２は照射によ
る応力緩和のため弾性をすでに失つている。突起
１４に対する燃料棒１８の（第１の特徴と同様
の）動き嵌めは、当業者によつてなしうる通り、
放射効果（第１に照射によるグリツドストラツプ
１２の応力緩和、第２の照射によるグリツドの成
長及び照射による燃料棒１８の直径減少となるク
リープ低下）の理由を明らかにすることによつ
て、寿命終期の近くに起るように設計されている
（第３図）。ここで、収容された燃料棒１８は強制
的に、閉じた突起１４ａとの接触から離され、開
いた突起１４ｂに接触する。燃料棒１８はセル７
内のこの位置に、閉じた突起１４ａに当たり開い
た突起１４ｂを通り抜けるセル７内の縦方向の冷
却材流の相互作用によつて、保持される。グリツ
ド１０における１つ以上、好ましくは全てのセル
７がこのような可撓性のグリツドストラツプ１２
と、閉じた突起１４ａ及び開いた突起１４ｂとを
有する。グリツドストラツプ１２及び好ましくは
一体の突起１４のために選択したジルコニウム又
はその合金のような材料は、原子炉内におけるそ
の寿命始期近くで弾性を有し、そして（当業者に
よつて測定しうる通り）照射による応力緩和で寿
命終期近くに弾性を失なう。また、かかる材料は
低中性子捕獲断面積である。
４の特徴においては、前述した第１、第３特徴の
構成が独特の方法で組み合わされている（第２の
特徴は組み入れても組み入れなくてもよい）。燃
料棒１８及びそのグリツド１０が原子炉内におけ
るその寿命の初期に近い時は（第２図参照）、グ
リツドストラツプ１２は弾性を有し、そして（第
３の特徴と同様に）突起１４の領域においてばね
状の態様でわん曲して、収容された燃料棒１８を
突起１４で可撓的に把持する。燃料棒１８及びそ
のグリツド１０が原子炉内におけるその寿命終期
に近い時は、グリツドストラツプ１２は照射によ
る応力緩和のため弾性をすでに失つている。突起
１４に対する燃料棒１８の（第１の特徴と同様
の）動き嵌めは、当業者によつてなしうる通り、
放射効果（第１に照射によるグリツドストラツプ
１２の応力緩和、第２の照射によるグリツドの成
長及び照射による燃料棒１８の直径減少となるク
リープ低下）の理由を明らかにすることによつ
て、寿命終期の近くに起るように設計されている
（第３図）。ここで、収容された燃料棒１８は強制
的に、閉じた突起１４ａとの接触から離され、開
いた突起１４ｂに接触する。燃料棒１８はセル７
内のこの位置に、閉じた突起１４ａに当たり開い
た突起１４ｂを通り抜けるセル７内の縦方向の冷
却材流の相互作用によつて、保持される。グリツ
ド１０における１つ以上、好ましくは全てのセル
７がこのような可撓性のグリツドストラツプ１２
と、閉じた突起１４ａ及び開いた突起１４ｂとを
有する。グリツドストラツプ１２及び好ましくは
一体の突起１４のために選択したジルコニウム又
はその合金のような材料は、原子炉内におけるそ
の寿命始期近くで弾性を有し、そして（当業者に
よつて測定しうる通り）照射による応力緩和で寿
命終期近くに弾性を失なう。また、かかる材料は
低中性子捕獲断面積である。
剛な外側ストラツプ２０は、その中央部２２に
比較的弾性のあるばね２８と比較的に剛な凹部３
０とを設けることによつて、外側に位置するセル
７内の燃料棒１８の支持を完全なものにする。ば
ね２８は長い弓形であり、凹部３０は短い弓形で
あり、全て外側ストラツプ２０の中央部２２と一
体であることが好ましい。外側ストラツプの弓形
部の縦方向又は横方向に指向して、グリツドスト
ラツプ１２について前述した、隣接する閉じた突
起対と隣接する開いた突起対とを有するセルを完
成する。
比較的弾性のあるばね２８と比較的に剛な凹部３
０とを設けることによつて、外側に位置するセル
７内の燃料棒１８の支持を完全なものにする。ば
ね２８は長い弓形であり、凹部３０は短い弓形で
あり、全て外側ストラツプ２０の中央部２２と一
体であることが好ましい。外側ストラツプの弓形
部の縦方向又は横方向に指向して、グリツドスト
ラツプ１２について前述した、隣接する閉じた突
起対と隣接する開いた突起対とを有するセルを完
成する。
一つのプロトタイプにおいては（原子炉では未
試験）、約63.5mm（２1/2in）の正方形の４行×４
列ジルコニウム製グリツドが16本の燃料棒を支持
する。グリツドストラツプは高さが約22.2mm（7/
８in）、厚さが約0.46mm（18mil）であり、そして
燃料棒が存在するため約0.15〜0.20（６〜8mil）
（寿命の初期近くに）可撓的にわん曲する。外側
ストラツプは厚さが約0.46mm（18mil）であり、
その中央部の高さは約22.2mm（7/8in）、各周辺部
の高さは約3.2mm（1/8in）である。周辺部は約3.2
mm（1/8in）垂直方向に延び、約0.94mm（37mil）
水平方向に延びる。中央部の鋲状部は約0.81mm
（32mil）延びており、燃料棒は、中央部を約0.05
mm（2mil）だけ変形させる。
試験）、約63.5mm（２1/2in）の正方形の４行×４
列ジルコニウム製グリツドが16本の燃料棒を支持
する。グリツドストラツプは高さが約22.2mm（7/
８in）、厚さが約0.46mm（18mil）であり、そして
燃料棒が存在するため約0.15〜0.20（６〜8mil）
（寿命の初期近くに）可撓的にわん曲する。外側
ストラツプは厚さが約0.46mm（18mil）であり、
その中央部の高さは約22.2mm（7/8in）、各周辺部
の高さは約3.2mm（1/8in）である。周辺部は約3.2
mm（1/8in）垂直方向に延び、約0.94mm（37mil）
水平方向に延びる。中央部の鋲状部は約0.81mm
（32mil）延びており、燃料棒は、中央部を約0.05
mm（2mil）だけ変形させる。
上述の記載から、種々の改変及び修正が可能で
あることは明らかである。従つて、本発明は特許
請求の範囲内で実施例以外の態様で実施できる。
あることは明らかである。従つて、本発明は特許
請求の範囲内で実施例以外の態様で実施できる。
第１図は本発明のグリツドを部分的に破断して
示す斜視図、第２図は原子炉内における寿命の初
期近くにある２本の燃料棒を含む、第１図の−
線断面図、第３図は原子炉内における寿命の終
期近くにある１本の燃料棒を含む、第１図のグリ
ツドの平面図、第４図は第１図に示したグリツド
と同一の４つのグリツドを被覆容器で囲んだ
BWR燃料集合体の横断面図である。 図中、７はセル、１０はグリツド、１２はグリ
ツドストラツプ、１４ａは閉じた突起、１４ｂは
開いた突起、１８は燃料棒、３８は燃料集合体で
ある。
示す斜視図、第２図は原子炉内における寿命の初
期近くにある２本の燃料棒を含む、第１図の−
線断面図、第３図は原子炉内における寿命の終
期近くにある１本の燃料棒を含む、第１図のグリ
ツドの平面図、第４図は第１図に示したグリツド
と同一の４つのグリツドを被覆容器で囲んだ
BWR燃料集合体の横断面図である。 図中、７はセル、１０はグリツド、１２はグリ
ツドストラツプ、１４ａは閉じた突起、１４ｂは
開いた突起、１８は燃料棒、３８は燃料集合体で
ある。
Claims (1)
- １ 原子炉燃料集合体３８内で複数の燃料棒１８
を隔置するために、相互に差し込まれた複数のグ
リツドストラツプ１２を卵詰め枠形状に配設し
て、前記燃料棒１８の各々を別個に収容するセル
７を画成すると共に、前記グリツドストラツプ１
２は、各セル７内に少なくとも１つの突起１４を
延入させて、該セル７内を延びる燃料棒１８の位
置決めをする燃料棒の隔置用グリツド１０におい
て、前記各セルに延入する前記突起１４は、全て
剛であると共に、前記各セル７内の前記燃料棒１
８が動き嵌めを有するような大きさに形成されて
おり、互いに協働してはいるが対峙してはいない
１対のグリツドストラツプ１２にある前記セルの
突起１４ａは、該セルを通る軸方向の冷却材流に
対してその通過をほぼ遮断し、互いに協働した残
りのグリツドストラツプ１２にある前記セル７の
残りの突起１４ｂは、該セル７を通る軸方向の冷
却材流に対してその通過を許容し、原子炉の運転
中、前記冷却材流により前記燃料棒１８を前記通
過を遮断する突起１４ａから離間させ前記通過を
許容する突起１４ｂに係合させる、ことを特徴と
する燃料棒の隔置用グリツド。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US473515 | 1983-03-09 | ||
| US473516 | 1983-03-09 | ||
| US06/473,515 US4585616A (en) | 1983-03-09 | 1983-03-09 | Nuclear fuel spacer grid with improved outer straps |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59171887A JPS59171887A (ja) | 1984-09-28 |
| JPH0130119B2 true JPH0130119B2 (ja) | 1989-06-16 |
Family
ID=23879855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59044166A Granted JPS59171887A (ja) | 1983-03-09 | 1984-03-09 | 燃料棒の隔置用グリツド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4585616A (ja) |
| JP (1) | JPS59171887A (ja) |
| BE (1) | BE899119A (ja) |
| IT (1) | IT1175946B (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4702881A (en) * | 1985-04-02 | 1987-10-27 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear reactor spacer grid |
| US4678631A (en) * | 1985-05-02 | 1987-07-07 | Westinghouse Electric Corp. | Boiling water nuclear reactor fuel assembly |
| US4738819A (en) * | 1986-07-18 | 1988-04-19 | Westinghouse Electric Corp. | Boiling water nuclear reactor fuel assembly with cross-flow elimination at upper spacer locations |
| US4740350A (en) * | 1986-07-22 | 1988-04-26 | Westinghouse Electric Corp. | BWR fuel assembly having fuel rod spacers axially positioned by exterior springs |
| US4728490A (en) * | 1986-09-17 | 1988-03-01 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel rod spacer with perimeter scoops for diverting liquid coolant flow |
| US4698204A (en) * | 1986-09-17 | 1987-10-06 | Westinghouse Electric Corp. | Intermediate flow mixing nonsupport grid for BWR fuel assembly |
| US4781884A (en) * | 1987-03-02 | 1988-11-01 | Combustion Engineering, Inc. | Debris catching strainer grid |
| 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 |
| US4873051A (en) * | 1988-04-06 | 1989-10-10 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear fuel grid outer strap |
| 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 |
| 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 |
| DE10246131A1 (de) * | 2002-10-01 | 2004-04-22 | Framatome Anp Gmbh | Brennelement eines Siedewasserreaktors |
| US20060222140A1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-10-05 | Westinghouse Electric Company Llc | Eccentric support grid for nuclear fuel assembly |
| US20060227925A1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Westinghouse Electric Company Llc | Four point contact structural spacer grid |
| RU2290707C1 (ru) * | 2005-07-08 | 2006-12-27 | Открытое акционерное общество "ТВЭЛ" | Дистанционирующая решетка |
| RU2331119C1 (ru) * | 2006-12-22 | 2008-08-10 | Открытое акционерное общество "ТВЭЛ" | Тепловыделяющая сборка и вставной дистанционирующий элемент |
| US9053827B2 (en) * | 2009-03-27 | 2015-06-09 | Westinghouse Electric Company Llc | Nuclear fuel assembly with pivot dimpled grids |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3920515A (en) * | 1972-09-26 | 1975-11-18 | Westinghouse Electric Corp | Fuel assembly for a nuclear reactor |
| SE421969B (sv) * | 1980-03-17 | 1982-02-08 | Asea Atom Ab | Brenslepatron for en kokarreaktor |
| US4426355A (en) * | 1982-01-04 | 1984-01-17 | Combustion Engineering, Inc. | Spacer grid for nuclear fuel assembly |
-
1983
- 1983-03-09 US US06/473,515 patent/US4585616A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-03-07 IT IT19932/84A patent/IT1175946B/it active
- 1984-03-09 BE BE0/212539A patent/BE899119A/fr not_active IP Right Cessation
- 1984-03-09 JP JP59044166A patent/JPS59171887A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT8419932A1 (it) | 1985-09-07 |
| BE899119A (fr) | 1984-09-10 |
| IT1175946B (it) | 1987-08-12 |
| US4585616A (en) | 1986-04-29 |
| IT8419932A0 (it) | 1984-03-07 |
| JPS59171887A (ja) | 1984-09-28 |
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