JPH0151950B2 - - Google Patents

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JPH0151950B2
JPH0151950B2 JP58140657A JP14065783A JPH0151950B2 JP H0151950 B2 JPH0151950 B2 JP H0151950B2 JP 58140657 A JP58140657 A JP 58140657A JP 14065783 A JP14065783 A JP 14065783A JP H0151950 B2 JPH0151950 B2 JP H0151950B2
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fuel
straps
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Maaku Heruman Jeremi
Emorii Demario Edomando
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Westinghouse Electric Corp
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Westinghouse Electric Corp
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    • 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
    • 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
    • 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
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉燃料集合体のグリツドに関
し、特に、二種の金属材料、即ち低中性子捕獲断
面積を有する材料と、放射線に対するその応力弛
緩特性のために選ばれた材料とを使用するグリツ
ド構造の改良に関するものである。
核燃料棒のスペーサグリツドは、原子炉炉心内
における燃料棒間の間隔を精確に保持し、燃料棒
の振動を防止し、燃料棒の横方向支持を行うのに
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（標準セ
ルという）と、制御棒案内シンブルを受け容れる
セル（シンブルセルという）とを形成するべく互
いに差し込まれ格子状に設計された複数のストラ
ツプを含んでいる。各標準セルは、金属材料に形
成したばねと突起（ストラツプに関して凹部）と
を介して所定の軸方向位置で１本の燃料棒に対す
る支持を行つている。周辺のストラツプ（互いに
差し込まれたストラツプと同一の幅を有する）は
互いに差し込まれたストラツプを囲んで、燃料集
合体に強度と剛性を与える。燃料棒の横方向変位
を最小にすると共に燃料集合体の燃料特性を改良
するために、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。これ等のグリツドは、制
御棒案内シンブルを膨出か或はその他の手段によ
りグリツドに取着することによつて、所定位置に
保持される。
一種の金属からなり、ばねを一体に有する既存
グリツドのストラツプは、低中性子捕獲断面積の
材料で形成されている。これ等のばねは放射線を
受けて応力弛緩を起こし易い。
一方、二種の金属からなる既存のスペーサグリ
ツドは、低中性子捕獲断面積の材料でできたスト
ラツプと、燃料棒に接触するように該スペーサに
設けられる。良放射線応力弛緩材料でできたばね
とを使用している。“良放射線応力弛緩材料”と
は、照射中の応力弛緩が少ない材料であり、強い
照射に長い間曝された時に目立つほど弾性の喪失
がない材料を意味している。かかるスペーサグリ
ツドは、例えば特開昭51−151492号公報に開示さ
れている。
このスペーサグリツドにおいては、燃料棒を収
容するためのセルを画成する低中性子捕獲断面積
のストラツプの他に、良放射線応力弛緩特性の材
料からなる別のストラツプを設け、この別のスト
ラツプのみにばね部分を設けることにより、応力
弛緩の問題に対処している。しかし、このような
解決手段であると、この別のストラツプには、例
えば、燃料集合体の組立中に燃料棒をセルに挿入
する際や、原子炉炉心の温度変化時に燃料棒が膨
張及び収縮する際に、特に軸方向の力のような
種々の力が働くので、別のストラツプは、種々の
力に耐え得るように比較的に大きな強度を有する
ものとする必要があり、当然、幅広もしくは肉厚
になるので、この別のストラツプが比較的に多量
の中性子を吸収してしまうという問題がある。
従つて、本発明の目的は、長く放射線に曝され
た後でも弾性を持続し、しかも中性子の吸収を可
及的に低減させる、二種の金属からなる燃料棒支
持グリツドを提供することにある。
この目的から、本発明は、原子炉燃料集合体中
の複数の燃料棒を支持するグリツドであつて、該
燃料棒の各々を別個に収容するため内側に標準セ
ルを画成するべく格子状に互いに差し込まれた複
数のストラツプを備え、該ストラツプの少なくと
も一つは前記標準セルに突入する複数のばね部分
を一体に有していて、該ばね部分がその関連する
燃料棒に圧接している支持グリツドにおいて、前
記ばね部分の各々の後方には該ばね部分を横断す
るように補助ばねが設けられており、該補助ばね
が前記ばね部分に係合してこれ等のばね部分を前
記燃料棒との係合状態に押圧しており、前記スト
ラツプを形成する第１材料が前記補助ばねを形成
する第２材料よりも低中性子捕獲断面積の材料で
あり、前記補助ばねの第２材料が、前記ばね部分
も含めて、前記ストラツプの第１材料よりも良放
射線応力弛緩特性の材料であることを特徴とする
ものである。
本発明は、添付図面に例示したその好適な実施
例に関する下記の説明から一層容易に明らかとな
ろう。
図中、同一符号は同一又は対応部分を示してお
り、第１図には、原子炉燃料集合体の１つのグリ
ツド１０の一部の領域が斜視図で示されている。
該グリツドは、（周辺ストラツプ１６に囲まれた）
互いに差し込まれて格子状の構造を形成するスト
ラツプ１２，１４を具える。従つて、該差込スト
ラツプは多数の標準セル１８を形成し、この標準
セルを燃料棒２０（第１図には、簡略にするため
そのうちの２本のみを図示する）が貫通するよう
になつている。各標準セルは１本の燃料棒を囲
む。各燃料棒２０は、１つの標準セルを部分的に
形成する２枚の隣接ストラツプにある一体のばね
部分２２と、１つの標準セルの囲いを完成する残
りの２枚の隣接ストラツプのそれぞれにある１対
の、軸方向に隔置された凹部２４とによつて所定
位置に保持されており、該ばね部分及び凹部が各
燃料棒に対して６点支持を行つている。標準セル
による燃料棒のその他の支持方式も可能であり、
そして該支持方式は、関連した標準セルの中に入
つて該標準セルに囲まれた燃料棒を押圧するよう
に係合する。最低で、少なくとも１つの一体のば
ね部分を具えるべきである。
第１Ａ図及び第２図〜第４図は燃料棒を所定位
置に保持するのに使用するストラツプ１２の構造
をもつと詳細に示している。一体のばね部分２２
はストラツプ１２の中央にある材料を変形して形
成する。変形工程の際に、該ばね部分の上方及び
下方に凹部２４を形成する。溝２６は隣接するス
トラツプとの差込係合を行うのに使用する。
また、グリツド１０は補助ばね２８を有する。
補助ばね２８は少なくとも２つのばね部分２２の
各々の後方を横断するように置かれており、燃料
棒２０には接触しない。
補助ばね２８は関連するばね部分２２を燃料棒
との係合状態に押している。ばね部分２２は板ば
ねであり、そして１つのストラツプにあるばね部
分２２が大体平行に且つ横方向に大体直線状にな
るように、配設するのが望ましい。各ばね部分の
後方に１つの補助ばねがあるのが望ましく、また
１つのストラツプにある隣接補助ばねが同一外形
であることが望ましい。
第３図に見られる通り、補助ばね２８は脚部３
２のある弓形部３０を具えた弓形構造であること
が好ましく、また第２図に見られるように、スト
ラツプ１２はどの隣接する２つのばね部分２２の
間の途中にもある切欠き３４を具えることが好ま
しい。補助ばね２８がストラツプ１４にあるばね
部分２２も押しているので、切欠き３４は補助ば
ね２８にその脚部３２でロツク状態に係合する。
第１図に示すように、グリツド１０は制御棒案
内シンブル（筒）３６のスペースも与えている。
格子構造のストラツプ１２及び１４は該制御棒案
内シンブル３６を囲むシンブルセル３８を画成す
る。各シンブルセルが１本の制御棒案内シンブル
を囲んでいる。第３図から分かるように、シンブ
ルセルの場合、１つのストラツプ１２に設けられ
た隣接補助ばね２８は、同一外形の大体平らな部
分４０も有している。これ等の平らな部分４０は
互いに同一の外形であるから、関連したストラツ
プには、弓形ばね部（標準セル用）と平らな部分
（シンブルセル用）とからなる１本の補助ばねバ
ンド４２が提供される。グリツドの組み立ての際
には、この補助ばねバンド４２を脚部３２が切欠
き３４に入つてロツクするまで、ストラツプ１２
のばね部分２２の後方において押し動かす。その
後、ストラツプ１２及び１４を互いに差し込んで
グリツド組立体を形成し、溶接することができ
る。
ストラツプ１２及び１４は、一体のばね部分２
２も含めて、補助ばね２８用の材料より小さい中
性子捕獲断面積を有する材料で製作する。また、
補助ばね２８はストラツプ１２及び１４よりも良
好な放射線応力弛緩特性を有する材料で形成す
る。ストラツプ１２及び１４の材料はジルカロイ
が好ましいが、補助ばね用の好ましい材料はニツ
ケル、クロム、鉄の合金である。
以上のように、本発明による燃料棒２０の支持
グリツド１０は、標準セルを画成するストラツプ
に一体に形成されたばね部分２２とは別に、良好
な放射線応力弛緩特性のために選ばれた材料で作
つた補助ばね２８を使用し、該補助ばね２８を燃
料棒から離して前記ストラツプのばね部分２２の
後方に配置すると共に、同ストラツプ（一体のば
ね部分も含む）を低中性子捕獲断面積のために選
ばれた材料で作つている。このように、ばね部分
２２こそ、放射線による応力弛緩が比較的に大き
い低中性子捕獲断面積の材料から形成されている
が、同ばね部分２２の後方には補助ばね２８が更
に配設されていて、ばね部分２２に当接し同ばね
部分２２を支持すると共に、補助ばね２８は、ば
ね部分２２の材料とは別の、良放射線応力弛緩特
性を有する材料から形成されているので、放射線
に長期間曝された後でもばね力を保持しており、
ばね部分２２がその弾性を失つた後でも、同ばね
部分２２、従つて燃料棒２０にばね力を伝えるこ
とができる。しかも、例えば、燃料集合体の組立
中に燃料棒をセルに挿入する際や、原子炉炉心の
温度変化時に燃料棒が膨張及び収縮する際に作用
する種々の力については、従来から存在するばね
部分２２が受け持つので、補助ばね２８の材料の
量としては、比較的に僅かであり、原子炉の炉心
における中性子の流れに実質的に悪影響を及ぼす
ことはない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を説明するため一部破断して示
すグリツド領域の等角斜視図、第１Ａ図は、同一
外形の補助ばねのバンドを該バンドが関連するス
トラツプのばね部分に関して示す、第１図の一部
の拡大斜視図、第２図は第１図に示したストラツ
プの一部の正面図、第３図は第２図の−線に
沿つて切断したストラツプの断面図、第４図は第
２図の−線に沿つて切断したストラツプの断
面図である。 １０……支持グリツド、１２，１４……ストラ
ツプ、１８……標準セル、２０……燃料棒、２２
……ばね部分、２８……補助ばね。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 原子炉燃料集合体中の複数の燃料棒を支持す
    るグリツドであつて、該燃料棒の各々を別個に収
    容するため内側に標準セルを画成するべく格子状
    に互いに差し込まれた複数のストラツプを備え、
    該ストラツプの少なくとも一つは前記標準セルに
    突入する複数のばね部分を一体に有していて、該
    ばね部分がその関連する燃料棒に圧接している支
    持グリツドにおいて、前記ばね部分の各々の後方
    には該ばね部分を横断するように補助ばねが設け
    られており、該補助ばねが前記ばね部分に係合し
    てこれ等のばね部分を前記燃料棒との係合状態に
    押圧しており、前記ストラツプを形成する第１材
    料が前記補助ばねを形成する第２材料よりも低中
    性子捕獲断面積の材料であり、前記補助ばねの第
    ２材料が、前記ばね部分も含めて、前記ストラツ
    プの第１材料よりも良放射線応力弛緩特性の材料
    であることを特徴とする燃料棒の支持グリツド。
JP58140657A 1982-08-05 1983-08-02 燃料棒の支持グリツド Granted JPS5963588A (ja)

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US06/405,482 US4474730A (en) 1982-08-05 1982-08-05 Nuclear fuel spacer grid
US405482 1982-08-05

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JPS5963588A JPS5963588A (ja) 1984-04-11
JPH0151950B2 true JPH0151950B2 (ja) 1989-11-07

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EP (1) EP0101241B1 (ja)
JP (1) JPS5963588A (ja)
KR (1) KR910004190B1 (ja)
BE (1) BE897480A (ja)
DE (1) DE3370224D1 (ja)
ES (1) ES8600549A1 (ja)
FR (1) FR2531562A1 (ja)
IT (1) IT1170176B (ja)
PH (1) PH20824A (ja)
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