JPH0247718B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は沸騰水型原子炉に配置される燃料集
合体に関するもので、この燃料集合体は燃料チヤ
ンネル装置と、複数個の垂直な燃料棒と、複数個
のスペーサーと、頂板と、少なくとも１つの底板
とを有し、前記燃料棒は前記底板とスペーサーと
によつて前記燃料チヤンネル装置内に配置されて
いる。さらに詳細にいうと、この発明は頂板が、
その製造において比較的大きな公差が許容される
ように構成されている燃料集合体に関する。

この発明がさらに発展した結果によれば、燃料
集合体は、この集合体の液圧抵抗にできるだけ少
なく寄与するように設計されている上記種類の頂
板を備えている。

この発明の特徴となる事項は特許請求の範囲の
記載から、垂直な中心線をもつ複数の燃料棒と、
燃料棒を支持する少なくとも一つの底板と、矩形
の横断面をもつ垂直な燃料チヤンネル装置と、燃
料チヤンネル装置を四つの部分チヤンネルに分配
する仕切り装置手段で、燃料棒の部分集合体を構
成する複数のスペーサ装置により位置付けられた
前記燃料棒の束を各部分チヤンネルが囲み、スペ
ーサ装置が燃料チヤンネル装置に関して軸線に沿
つた上方向への移動の自由度を制限される仕切り
装置手段と、燃料棒の軸線に沿つた上方向への移
動を制限する装置手段と、室温において燃料棒の
上方に垂直距離を置く頂板を有する移動制限装置
手段、とを含んだ沸騰水型原子炉の燃料集合体で
あり、そして、この頂板は、前記仕切り装置手段
と取外し可能で機械的に接続されて配置される中
心部材と、前記燃料チヤンネル装置の対応する側
面に隣接する四つの側面をもつように配置された
フレームと、その一端は前記フレームの対応する
角部とまた他端は中心部材と固定的に連結される
４本のほぼ水平に向いた斜行棒と、この斜行棒と
交差するように配置された４本のほぼ水平に向い
た横棒で、斜行棒は対応する横棒の中央部分と固
定的に連結された中央部分を有し、横棒のそれぞ
れは対応する燃料棒の垂直中心線の方向で横棒か
ら横方向に突出する複数の水平に向いた第１の細
長い突起を有している４本のほぼ水平に向いた横
棒と、を有しており、フレームが部分集合体の一
つに属する燃料棒の第１グループの上方に垂直に
位置付けされた一つの角部を有し、その同じ部分
集合体に属する燃料棒の第２グループが第１の細
長い突起の自由端の下に垂直に位置付けられて、
角部と第１の細長い突起は対応する燃料棒によつ
て前記対応する燃料棒の一つの十分に大きな垂直
上方に向いた移動のもとで接触可能である構成を
有していることである。

以下この発明を添付した図面を参照して説明す
る。

図示の燃料集合体は、垂直方向に配列されて横
断面が実質的に方形の燃料チヤンネル２によつて
包囲されている64本の燃料棒１を有する。燃料チ
ヤンネル２は、Ｌ字形横断面を有する細長い垂直
方向に配列された４個の薄板金要素２′を共に溶
接して作られており、この薄板金要素２′は４個
の垂直方向に延びる支持ストリツプ２″によつて
相互に連結されている。燃料チヤンネル２によつ
て包囲されている空間は、燃料棒が活動する部分
に沿つて、４個の二重になつた仕切壁により大き
さが等しい４個の部分に分割されており、各仕切
壁は支持ストリツプ２″と中央水管３との間に配
置されている。各仕切壁は２個の平行な壁要素４
によつて構成されている。このように、燃料集合
体は４個の部分集合体に分割されていて、各部分
集合体には16個の燃料棒があり、各部分集合体は
複数個のスペーサを備えており、各スペーサーは
16個の燃料棒１のために作られており、またたと
えば内方に向いている複数個の妨害突起に援助さ
れて隣接する燃料チヤンネル部に対する軸線方向
の運動の自由度が大幅に減少するように配置され
ており、前記の妨害突起は包囲している壁の中に
形成されていて垂直方向上向きの運動の自由度
が、室温において、燃料棒の長さの５パーセント
よりも小さく、好ましくは燃料棒の長さの１パー
セントよりも小さくなるように配置されている。
この種のスペーサーは第１図に対角線を有する長
方形６により示されている。各部分集合体におい
て、燃料棒１の下端は対応する底板７に載つてお
り、この底板は他の部分集合体の底板といつしよ
に基礎８とその基礎８内に配置された中央部材９
とによつて支持されている。燃料集合体の垂直方
向の中心軸線が符号１０で示されている。スペー
サーは、たとえば特願昭54−87384（米国特許第
4190494号）に記載されているスペーサーと同様
に製作することができる。

各底板７は部分集合体に供給される水流のため
の９個の貫通孔１１を備えている。燃料チヤンネ
ル２には壁要素４の上方に配置された実質的に方
形の部分があり、この部分においては、全部の燃
料棒が共有する頂板１２が燃料棒１の上端面の上
方に配置されている。燃料棒に面している頂板１
２の表面はすべて水平面（Ｈ―Ｈ）にあり、この
水平面と燃料棒との垂直方向の距離は第１図にお
いてａで示されている。この距離ａは室内温度と
関係がある。原子炉の通常の作動においては、該
当する距離はかなり小さいが、零よりも大きい。
頂板１２は、各燃料棒１が軸線方向上向きに十分
に大きな移動をすると、該頂板と機械的に接触す
ることによつて、前記の方向における該燃料棒の
それ以上の移動が阻止されるように作られてい
る。頂板はすべての燃料棒に対する有効な阻止装
置となり、また燃料集合体の液圧抵抗に月並みに
設計された頂板よりも寄与する程度が小さくなる
ように設計されている。

頂板１２は実質的に方形のフレーム１３を有
し、このフレームは言及するほどの価値のあるな
んらの働きもしないで燃料チヤンネルの上部によ
つて包囲されるようになつており、このフレーム
の外側面はそれぞれ上記燃料チヤンネルの上部の
１つの側面に隣接して配置されている。さらに、
頂板には同一の線上に配置されていて水平方向に
延びる２本の斜行棒１４と、斜行棒１４に垂直に
配置された、約２倍の高さの、水平方向に延びる
２本の斜行棒１４′とがある。斜行棒１４および
１４′のそれぞれは、その一端がフレーム１３の
対応するすみに固着されており、その他端は中央
スリーブ１５に溶接されている。斜行棒１４′は
それらの棒の半径方向の外方端において持上げヨ
ーク１６に機械的に連結されている。斜行棒１４
および１４′のそれぞれの中央部は横棒１７の中
央部に固定的に連結されており、また各横棒１７
の両端はフレーム１３に固定的に連結されてい
る。斜行棒１４，１４′および横棒１７のそれぞ
れには水平面（Ｈ―Ｈ）に位置する複数の突起１
８および１８′が形成されており、これらの突起
のそれぞれは１本の燃料棒１の垂直方向上方に配
置されている。突起１８また１８′のうちのいず
れの垂直方向下方にも配置されていない燃料棒
は、フレーム１３または斜行棒１４および１４′
の一部分の垂直方向下方に配置されている。

フレーム１３は実質的にＵ字形状の横断面をも
つように作られている。すなわち、フレーム１３
はその周囲の大部分に沿つて、半径方向外側の垂
直壁１９と半径方向内側の垂直壁２０とを備えて
おり、散水をするための分配チヤンネル２１が前
記の壁１９と２０との間に形成されている。かく
して、頂板１２は、その主要な機能に加えてま
た、もし散水が均一に行われなければ、非常用冷
水を一層均一に分配する。

頂板１２は、４個の垂直方向に延びる支持スト
リツプ２″のそれぞれの上端に設けた、上方に向
いた支持面２２にフレーム１３を載せて配置され
る。

中央水管３の上端部はこれと同心に配置されて
いる棒２３の下端部に溶接されており、この棒２
３の上端部はスリーブ１５と螺旋ばね２４により
包囲されており、このばね２４は棒２３のねじを
切つた端部に配置したナツト２５によつてより多
くまたはより少なく圧縮することができ、それに
よつて支持面２２に明確な荷重を加える。

ナツト２５とばね２４との間には固定用ワツシ
ヤー２６が配置されており、複数個の軸線方向に
向いた突起２７を斜行棒１４および１４′のうち
の少なくとも１本と接触させて、それによつて固
定用ワツシヤー２６を軸線１０のまわりに回転し
ないように固定するようになつている。固定用ワ
ツシヤーの上側には半径方向に向いた複数個歯２
８があり、これらの歯はばね２４により押圧され
てナツト２５の下側にある対応する歯と係合す
る。ナツト２５を締めたり緩めたりする際には、
ボツクススパナーを使用し、それによつて固定用
ワツシヤー２６が押し下げられ、そのために歯２
８とナツト２５の歯との係合が解除される。

頂板１２を取り除くと、それ以上になんらの処
置を前もつてすることなく燃料棒１を個々に取り
出すことができる。

図面を参照して記載した燃料集合体は、この発
明による燃料集合体の多くの可能な実施例のうち
の１つに過ぎない。もし、燃料集合体が複数個の
部分集合体に分割されないならば、または、もし
燃料集合体が、たとえば英国特許出願2054247に
示すように、他のなんらかの方法で部分集合体に
分割されるならば、頂板１２を特許請求の範囲の
第１項および第２項に記載するように構成するこ
とができる。支持ストリツプ２″に載せる代りに、
頂板を棒２３に設けた支持面に載せることができ
る。複数個の底板７を設ける代りに、燃料集合体
がすべての燃料棒を支持するただ１個の底板を備
えてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の燃料集合体を第２図およ
び第３図の線―に沿つて垂直方向に切断して
示す図であり、第２図および第３図は、それぞれ
第１図の線―および線―に沿う水平断面
図であり、第４図は第２図および第３図の線―
に沿つて部分的に切断して前記燃料集合体の底
板を示す。 １……燃料棒、２……燃料チヤンネル、６……
スペーサー、７……底板、１０……燃料集合体の
中心軸線、１２……頂板、１３……フレーム、１
４，１４′……斜行棒、１５……スリーブ、１７
……横棒、１８，１８′……突起、２２……支持
面、２３……棒、２４……螺旋ばね、２５……ナ
ツト、２６……固定用ワツシヤー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 沸騰水型原子炉の燃料集合体で、垂直な中心
   線をもつ複数の燃料棒と、該燃料棒を支持する少
   なくとも一つの底板と、矩形の横断面の垂直な燃
   料チヤンネル装置と、該燃料チヤンネル装置を四
   つの部分チヤンネルに分配する仕切り装置手段
   で、燃料棒の部分集合体を構成する複数のスペー
   サ装置により位置付けられた前記燃料棒の束を各
   当該部分チヤンネルが囲み、該スペーサ装置が前
   記燃料チヤンネル装置に関して軸線に沿つた上方
   向への移動の自由度を制限される仕切り装置手段
   と、前記燃料棒の軸線に沿つた上方向への移動を
   制限する装置手段で、室温において前記燃料棒の
   上方に垂直距離を置かれる頂板を含む移動制限装
   置手段、とを含み、該頂板は、前記仕切り装置手
   段と取外し可能で機械的に接続されて配置される
   中心部材と、前記燃料チヤンネル装置の対応する
   側面に隣接する四つの側面をもつように配置され
   たフレームと、一端は前記フレームの対応する角
   部と他端は前記中心部材と固定的に連結される４
   本のほぼ水平に向いた斜行棒と、該斜行棒と交差
   するように配置された４本のほぼ水平に向いた横
   棒で、前記斜行棒は対応する該横棒の中央部分と
   固定的に連結された中央部分を有し、該横棒のそ
   れぞれは対応する燃料棒の垂直中心線の方向にお
   いて該横棒から横方向に突出する複数の水平に向
   いた第１の細長い突起を有する４本のほぼ水平に
   向いた横棒と、を有して、前記フレームが前記部
   分集合体の一つに属する燃料棒の第１グループの
   上方に垂直に位置付けされた一つの角部を有し、
   同じ前記部分集合体に属する燃料棒の第２グルー
   プが前記第１の細長い突起の自由端の下に垂直に
   位置付けられて、前記角部と前記第１の細長い突
   起は対応する燃料棒によつて前記対応する燃料棒
   の一つの十分に大きな垂直上方に向いた移動のも
   とで接触可能であることを特徴とする沸騰水型原
   子炉の燃料集合体。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載する燃料集合体
   において、前記燃料チヤンネル装置が実質的に方
   形の上方燃料チヤンネル部を有し、この上方燃料
   チヤンネル部の水平射影が全部の燃料棒１を包囲
   していることと、前記頂板１２が実質的に方形の
   フレーム１３と、斜めにかつ実質的に水平に向け
   られている４本の斜行棒１４，１４′とを有し、
   前記フレームの側面はそれぞれ前記上方燃料チヤ
   ンネル部の１つの側面に隣接して配置されてお
   り、前記斜行棒１４，１４′のそれぞれが前記フ
   レーム１３の１つのすみに固定的に連結せられ、
   また前記頂板１２の中央部１５を介して相互に固
   定的に連結されており、斜行棒１４，１４′のそ
   れぞれの中央部は横棒１７の中央部に固定的に連
   結されており、横棒の両端部は前記フレーム１３
   に固定的に連結されており、前記斜行棒１４，１
   ４′と前記横棒１７とが水平に向けられた複数個
   の突起１８，１８′を備えていることを特徴とす
   る燃料集合体。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載する燃料集合体
   において、前記燃料集合体の各四分円が方形の格
   子の中に配列された16個の燃料棒１を収容してお
   り、前記突起１８，１８′が各斜行棒１４，１
   ４′上に２つの突起１８がまた各横棒１７上に４
   つの突起があるように分配されていることを特徴
   とする燃料集合体。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載する燃料集合体
   において、前記頂板の前記中央部がスリーブ１５
   によつて構成されていること、また前記スリーブ
   は中心に配置された細長い力伝達部材２３の上端
   部を取外しできるように包囲するようになつてお
   り、この力伝達部材は前記頂板１２の下方におい
   て前記燃料チヤンネル装置２′，２″，４，３と張
   力を伝達する関係に配置されており、前記力伝達
   部材２３は、少なくとも上向きの方法において、
   前記スリーブの前記張力伝達部材に対する軸線方
   向の運動の自由を制限する装置を備えていること
   を特徴とする燃料集合体。 ５ 特許請求の範囲第２項に記載する燃料集合体
   において、前記フレーム１３の大部分が、前記方
   形の燃料チヤンネル部の複数の側面に沿つて延び
   るチヤンネル２１が形成されるようにＵ字形の横
   断面を有するように作られていることを特徴とす
   る燃料集合体。 ６ 特許請求の範囲第４項に記載する燃料集合体
   において、前記燃料チヤンネル装置には、全部の
   燃料棒を包囲しかつ実質的に方形の横断面を有す
   る燃料チヤンネル２があり、この燃料チヤンネル
   ２の各側面は垂直方向に向けられたストリツプ
   ２″を備えていること、また前記スリーブ１５に
   はばね２４があり、このばねが前記頂板を前記の
   垂直方向に向けられたストリツプ２″の上端に設
   けた上方に面した水平の支持面２２に押しつける
   ようになつていることを特徴とする燃料集合体。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載する燃料集合体
   において、前記張力伝達部材２３はその上端部に
   ねじを切つてあり、またこの部材はナツト２５を
   備えており、このナツトには軸線方向に可動な固
   定部材２６の凹凸のある上向きの接触面に面する
   凹凸のある接触面があり、前記固定部材は垂直な
   軸線のまわりの回転運動をしないように固定され
   ており、前記固定部材の接触面の少なくとも１つ
   には少なくとも１つの突起２８があり、この突起
   は前記ばね２４によつて前記固定部材２６に加え
   られる上向きに作用するばね力により他の接触面
   の対応する凹所と係合する状態にされていること
   を特徴とする燃料集合体。