JPH0156715B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は網目模様の形に組み合わされて長尺の
断面六角形の燃料集合体に形成された燃料棒のグ
リツドスペーサに関する。

特に高速増殖炉および転換率が１以下の改良型
加圧水形原子炉などの所謂改良型原子炉では、燃
料棒の間隔保持の際比較的高い精度が得られるス
ペーサ構造が必要とされる。とりわけスペーサの
寸法を燃料集合体の横断面に応じて20cm幅以上に
大きくしなければならない場合にも比較的高い精
度が要求される。燃料棒の間隔保持精度を高める
理由は、燃料棒とどんな場合でも保持されるべき
中間室とを比較的大きなパツキング密度にするこ
とが特に重要であるからである。

かかる燃料棒のグリツドスペーサであつて、燃
料集合体の軸方向の長さに亘つて配分された多数
のスペーサがそれぞれ１つのグリツド構造として
形成され、この各グリツド構造は燃料集合体の横
断面に亘つて半径方向に伸びておりしかも燃料棒
に対する開口部を備え、その際さらに該グリツド
構造は複数個の多角形の部品から構成され、この
複数個の部品は内側角位置で中央の構造ピンによ
つて外側角位置で別の構造ピンによつて連結され
ているようなスペーサはドイツ連邦共和国特許出
願公開第1639406号公報の特に第３図から知られ
ている。この公知のスペーサではグリツド構造の
内部に配置された補強ブリツジが中央から外側に
向かつて星状に走つている。この薄板状グリツド
スペーサの場合前記補強ブリツジはグリツド構造
の各部品と接続されている。それゆえこのスペー
サを平面から視察した場合には同質構造に形成さ
れていない。従つてグリツド構造の内部の補強ブ
リツジの領域にはグリツド構造の範囲に比較して
質量蓄積が生じる。角荷変化の際、従つて温度変
化の際この質量蓄積により種々の熱膨張が結果と
して生じる。その結果再び曲げ応力およびせん断
応力が比較的細い燃料棒に生じるおそれがある。

上述の公知のグリツドスペーサは薄板状構造で
あるがゆえに、密にパツキングされた燃料棒を精
確に案内する場合には、種々の問題を生ぜしめ
る。その場合許容誤差が小さい場合でも、それに
もかかわらず熱応力を回避しなければならないと
いう課題を有する。

薄板状構造のグリツドスペーサは英国特許第
962266号公報からも知られている。この公知のグ
リツド構造においては６個の扇形部品がまとめら
れてスポツト溶接され、さらにこの溶接された６
個の部品とひとつの支持リングが溶接されること
によつて１つの円形グリツドスペーサが形成され
ている。その際個々の扇形部品は３個のセルがス
ポツト溶接されることによつて形成されている。
従つて複数の構成部品を溶接して形成されるこの
薄板状構造のスペーサは寸法安定性に欠けるとと
もに、前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第
1639406号公報で述べた問題、即ち運転中におい
て燃料集合体の横断面の全方向における均一な熱
膨張を得ることは出来ない。

本発明は燃料集合体の横断面の全方向にわたつ
て均一な熱膨張比率を持つたスペーサ構造を得る
ことによつて、スペーサの比較的大きな寸法にも
拘らず要求される極めて小さな許容誤差で燃料集
合体の半径方向および軸方向において燃料棒の精
密な保持が保障されるグリツドスペーサを提供す
ることを目的とする。

この目的は、本発明によれば、一枚の板状グリ
ツドスペーサのグリツド構造を正三角形をした部
品に６分割し、この６個の部品を２つあるいは３
つの部品群に分け、この２つあるいは３つの部品
群をそれぞれ燃料集合体の軸方向でずれた位置に
ある２つあるいは３つの平面に配置し、その際一
平面に配置されたひとつの部品群の少なくとも２
個の部品が燃料集合体の半径方向において互いか
ら間隔を置いて配置され、しかもこの少なくとも
２個の部品は、２つあるいは３つの平面に配置さ
れた前記２つあるいは３つの部品群が燃料集合体
の横断面全面を被うように、中央の構造ピンを中
心として配置され、該横断面内で隣接する２つの
部品は外側の角位置で共通の構造ピンによつて互
いに連結されていることによつて達成される。

本発明によるスペーサ構造の効果は互いに外見
上相入れない２つの要望が満たされるということ
であり、その１つは燃料棒の間隔を保持する際に
半径方向のみならず軸方向においてもさらに高い
精度が得られ、第２はスペーサの容積ないし有効
横断面が増大もしないし減少もされないという効
果を有する。燃料集合体の横断面を本発明のよう
に分割することによつて、比較的高い加工精度で
良好に加工可能な小さな単位部品が生ずる。その
際この小さな単位部品は半径方向でも軸方向でも
小さくされる。さらにこのような単位部品は燃料
集合体の安定性を損なうことなく燃料集合体の横
断面全体に亘つて広がる単一の一枚の板よりも薄
く従つて放射技術上および流量技術上好適に形成
することができる。

また各部品の縁部を補強することにより常に良
好な中性子経済において大きな剛性を生ずること
になる。この補強としては、燃料棒の開口部が断
面多角形である場合の縁部は断面多角形の丸味を
成している。

次に図示する実施例により本発明を説明する。

第１図には水冷却形高転換炉の断面六角形の燃
料集合体BEのスペーサが全体として符号１で示
されている。その場合小さな燃料棒間隔のため、
長さ約２メートルの燃料棒を固定するためには極
めて高い精度が必要とされる。

板状のスペーサ１は同形の６個の部品２から構
成されており、これらの部品２の位置は平面Ｅ１
では時計の針の方向に順次，，を付され、
平面Ｅ２では同じく順次′，′，′を付され
ている（参照第４図）。各部品２は正三角形をし
ており、燃料棒の所望の網目模様に対応した、燃
料棒（不図示）に対する112個の開口部３を有し
ている。これらの開口部３は第２図から明らかな
ように同様に断面六角形の形としている。各開口
部３は120゜ずつ等間隔にずれて配置された３個の
突起４を有する。この突起４は一点鎖線のように
配置された燃料棒５を案内する作用を有する。

各部品２は既述したように２つの部品群として
配置されている。即ち，，の位置にある部
品２は平面Ｅ１で、′，′，′の位置にある
部品２は平面Ｅ１に対して燃料集合体の長手方向
においてずれた平面Ｅ２で配置されている。その
ため位置，，にある一方の部品群の部品２
と位置′，′，′にある他方の部品群の部品
２とは燃料集合体の長手軸心に対して直角に走る
２つの平面に配置されることになる。各ローマ数
字（，′，，′，，′）は中央の構造
ピン１５の軸ｍを中心にそれぞれ60゜ずつずらさ
れた位置にある部品２を示すものである。各部品
２はその中央の角位置８において構造ピン１５に
よつて貫通されている（参照第３図）。従つて２
つの平面Ｅ１，Ｅ２にある６個の各部品２は中央
の角位置８で構造ピン１５を用いてちようつがい
状に互いに連結されている。別の外側角位置７に
おいては第１の平面Ｅ１の位置１にある部品２と
第２の平面Ｅ２の位置I′にある部品２との連結は
別の構造ピン７′によつて行われる。同じように
角位置６における平面Ｅ１と平面Ｅ２とにそれぞ
れ存在する各部品２は構造ピン６′によつて連結
されている。

第１図および第４図から明らかのように、スペ
ーサ１のグリツド構造の正三角形の形をして半径
方向において互いから間隔を置いて配置された３
個の部品２が軸方向に互いから位置をずらされて
軸方向に対して直角に走る２つの平面Ｅ１，Ｅ２
に２つの部品群としてそれぞれ配置され、この場
合２つの部品群にあるこの３個の部品２が燃料集
合体BEの横断面を被うように中央の構造ピン１
５を中心に互いから位置ずれされて配置されてい
る。さらに、一方の平面Ｅ１の位置，，に
ある第１の部品群と他方の平面Ｅ２の位置′，
′，′にある第２の部品群とは外側の各角位置
６，７の範囲で共通の構造ピン６′，７′で連結さ
れている。その際スペーサ１の６分割された各グ
リツド構造は燃料棒５に対する多数の開口部３を
備えた１枚の板から構成されている（参照第２
図）。

ちようつがい部品として作用するスペーサ部品
２のリング１０，１１は燃料集合体BEの長手方
向に部品２の全厚みＤに亘つて延びている。それ
に対して中央角位置８のリング１２の高さは、第
３図からわかるように、厚みＤの１／３となつて
いる。心出しのためにちようつがいの軸心として
設けられた構造ピン１５はブツシユ１６を支持し
ている。このブツシユ１６は燃料集合体BEの長
手方向においてスペーサ１の位置決めする。

第２図の拡大平面図によれば、位置１のスペー
サ部品２の縁部１８は補強されており、そのため
その外側輪郭は六角形の開口部３の内角辺に平行
に走つているのではなく丸味２０をもつて面取り
されている。このように機械的に補強することに
より、一辺が25cmの図示された断面六角形におい
て製作が簡単で燃料棒５の所望する確実かつ精確
な保持が生ずるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスペーサの平面図、第２
図は第１図の一部を拡大した平面図、第３図は第
１図のＡ−Ｂに沿つた垂直断面図、第４図は第１
図の概略透視図である。 １……スペーサ、２……スペーサの部品、３…
…開口部、４……突起、５……燃料棒、６，７…
…外側角位置、８……中央角位置、６′，７′，１
５……構造ピン、１０，１１，１２……リング、
１６……ブツシユ、１８……部品２の縁部、２０
……丸味、，，，′，′，′……各部
品２の位置、BE……燃料集合体、Ｅ１……位置
〜にある部品２の平面、Ｅ２……位置′〜
′にある部品２の平面、Ｄ……部品２の厚み、
ｍ……中央の構造ピン１５の軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 網目模様の形に組み合わされて長尺の断面六
   角形の燃料集合体に形成された燃料棒の間隔を保
   持するためのグリツドスペーサにおいて、一枚の
   板状グリツドスペーサのグリツド構造を正三角形
   の形状をした部品２に６分割し、この６個の部品
   ２を２つあるいは３つの部品群に分け、この２つ
   あるいは３つの部品群をそれぞれ燃料集合体の軸
   方向でずれた位置にある２つあるいは３つの平面
   に配置し、その際一平面に配置されたひとつの部
   品群の少なくとも２個の部品２は燃料集合体の半
   径方向において互いから間隔を置いて配置され、
   しかもまたこの少なくとも２個の部品は、２つあ
   るいは３つの平面に配置された前記２つあるいは
   ３つの部品群が燃料集合体の横断面全面を被うよ
   うに、中央の構造ピン１５を中心として配置さ
   れ、該横断面内で隣接する２つの部品は外側の角
   位置で共通の構造ピンによつて互いに連結されて
   いることを特徴とする燃料棒のグリツドスペー
   サ。 ２ 部品２の縁部１８が補強されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のグリツドス
   ペーサ。