JPH0376879B2

JPH0376879B2 -

Info

Publication number: JPH0376879B2
Application number: JP60177570A
Authority: JP
Inventors: Mutsuo Konno; Tetsuaki Matsura; Kenji Yamada; Yoshinari Kawada; Hiromasa Hirakawa
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1985-08-14
Filing date: 1985-08-14
Publication date: 1991-12-06
Also published as: JPS6238392A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、燃料集合体に係り、特に沸騰水型原
子炉で使用するのに好適な燃料集合体に関するも
のである。

〔発明の背景〕

原子炉において使用される燃料集合体用の独立
セル型燃料スペーサとしては、例えば特開昭59−
65287号公報の第２Ａ図や特公昭55−38638号公報
の第１図に示すように構造の燃料スペーサなどが
提案されている。

第２２図は、上記特開昭59−65287号公報にて
提案された燃料スペーサを示すものである。この
燃料スペーサ１は、内部に燃料棒６が挿入される
多数の円筒部材（独立セル）３を格子状に配列
し、隣接する相互の円筒部材どうしを溶接部W₁
で溶接して結合して形成した円筒部材の束の外周
を帯状のサイドバンド２で取囲み、円筒部材３と
の接点（溶接部W₂）を溶接にて結合して構成し
たものである。なお、第２２図における４及び５
は、各々燃料棒６を支持するためのばねと円筒部
材３の内側に突出した突起である。

円筒部材３の側壁には、第２３図及び第２４図
に示すようにばね４を支持するためのＣ字形開口
７Ａと、第２７図に示すように突起５を形成する
ための切込み９が設けられている。

燃料スペーサ１で用いるばね４は、１個の円輪
から形成された連続ループ型のばねである。円筒
部材３にばね４を取付ける場合には、まず、ばね
４の片側のばね部材を円筒部材３のＣ字形開口７
Ａを通して円筒部材３内に挿入させ、この状態で
円筒部材３を回転させる。この操作により、Ｃ字
形開口７Ａを設けることによつて円筒部材３の側
壁に形成された突片８Ａが、ループ型のばね４の
内側に挿入される（すなわち、突片８Ａの周囲を
ばね４が取囲んでいる）。次に、もう１個の円筒
部材３の上下の向きを前述のばね４が係合された
円筒部材３のそれと逆にして（開口７Ａがコ字形
に見える状態にして）、この円筒部材３の軸心を
回転させることにより、突片８Ａをばね４の他方
の入口から入れ、ばね４の片側ずつのばね部材を
円筒部材内に突入させた状態で円筒部材どうしの
上下を溶接により結合して、ばね４を保持する。

第２５図は、第２２図に示した燃料スペーサ３
の一部を拡大したものである。第２６図及び第２
７図は、第２５図のS₁₂−S₁₂断面及びS₁₃−S₁₃断
面の形状を示している。各円筒部材３内に挿入さ
れた燃料棒６のばね４及び突起５による支持状態
を表示している。これらの図における符号のう
ち、４Ａはばね４の長手方向中央部に設けられて
凸部を、４Ｂはばね４の上部と下部に設けられた
凸部を示している。

以上述べた独立セル型燃料スペーサは、例え
ば、沸騰水型原子炉用燃料集合体に適用されてい
る格子型の燃料スペーサに比べて構造強度が高い
ため、部材の薄肉化によつて圧力損失の低減と中
性子経済性の向上を図つている。また、この燃料
スペーサは、燃料棒の熱的限界を向上させること
も実験にて確認されている。

しかしながら、発明者等は、このような独立セ
ル型燃料スペーサを検討したところ、独立セル型
燃料スペーサにおいて下記の新たな問題が生じる
ことを発見した。すなわち、独立セル型燃料スペ
ーサは、ばね４内に円筒部材３の突片８Ａが２枚
配置されるので、突片８Ａとばね４との間隙が、
格子型燃料スペーサ（特開昭59−63589号公報参
照。この燃料スペーサでは、ばね内に１枚の格子
部材を配置）に比べて少なくとも１つの突片８Ａ
の肉厚分だけ狭くなつている。このため、独立セ
ル型燃料スペーサでは、極く限られたスペース内
で所定のばね力を発揮し、かつ燃料棒挿入時（燃
料集合体組立時）及び地震時等で、ばね４に極め
て大きな荷重が負荷される場合にもばね４が損傷
又は塑性変形によつて弾性体としての機能を喪失
しないようにする必要がある。従つて、燃料棒挿
入時（組立時）及び地震時等でばね４にどのよう
な不具合が生じる可能性があるかを予め把握する
必要がある。発明者等は、検討により、以下の不
具合が生じることを見つけた。

第２８図及び第２９図は、燃料棒６を円筒部材
３に挿入する際に燃料棒の溶接ビード部６Ｂがば
ねの上部の凸部４Ｂと干渉する場合を示したもの
である。この場合、燃料棒の溶接ビード部６Ｂ
が、第２９図から分かるように円筒部材３の上側
の突起５と接触し、ばね４の内側が円筒部材３に
接触しているので、強制的に燃料棒６を挿入しよ
うとすると、ばね４上端部の凸部４Ｂ及びその近
傍が塑性変形したり、円筒部材３の突起５及び燃
料棒管部６Ａ等に損傷が生じたりすることにな
る。

第３０図及び第３１図は、燃料棒挿入時に溶接
ビード部６Ｂがばね４の中央部の凸部４Ａと干渉
する場合を示したものである。この場合にも燃料
棒をさらに挿入しようとすると、第２８図の場合
と同様な不具合が生じることになる。

第３２図、第３３図及び第３４図は、燃料棒の
溶接ビード部６Ｂと円筒部材３の下側の突起５と
が干渉する場合を示したものである。この場合に
は、ばね４の中央部とその近傍でばね４の内側が
円筒部材３の突片８Ａと接触し、外側が燃料棒の
管部６Ａと接触しているので、燃料棒６を更に挿
入しようとすると、円筒部材３の下側の突起５だ
けでなく、ばねの中央部の凸部４Ａ、及びその近
傍や凸部４Ａと接触している燃料棒管部６Ａも塑
性変形などの損傷を受けることになる。

第３５図は、地震時、燃料集合体輸送時及び燃
料集合体取扱時などにおいて燃料集合体の横断面
方向の荷重（加速度）を受けて燃料棒６がばね４
の方向（図中の矢印Asの方向）に移動し、ばね
４中央部近傍のばね４の内側が円筒部材３の突片
８Ａに接触した状態を示すものである。この場合
には、ばね４中央部の凸部４Ａが塑性変形すると
ともに燃料棒６の管部６Ａも燃料棒６がばね４を
押す力と同等の反力をばね４との接触部のみで受
けるので大きな応力が管部６Ａにも生じることに
なる。

なお、以上述べたような不具合の比較的簡単な
対策としては、例えば、ばね４の変形スペースを
確保するという観点から適用する燃料棒の外径を
小さくすること及び燃料棒の外径は変えずに円筒
部材３の突起５の高さを低くして燃料棒６を突起
５の方へ偏心させることが考えられる。しかし、
燃料棒外径を小さくする場合には、燃料棒６内に
装填し得る核反応物質の量が必然的に減る。従つ
て、核分裂反応を維持するために濃縮度を上げる
必要があり、燃料のサイクルコストが上昇する。
一方、燃料棒を突起側に偏心させる場合には、燃
料棒間隔が狭くなる部分が生じてしまい核的にも
熱水力の面でも好ましくない。また、その他の対
策としては、ばね４の凸部４Ａの高さ（第３６図
中の寸法h₁）を低くして、第３０図や第３２図及
び第３５図に示したような不具合の発生を防止す
るという方法及びばね４の凸部４Ｂの高さ（第３
６図中の寸法h₂）を低くして第２８図に示した不
具合の発生を防止するという方法も考えられる。
しかし、燃料棒６を円筒部材３に挿入する際の変
形によつて、ばね４に生じる応力は、一般にばね
の中央部で最も大きくなる。凸部４Ａはその応力
を低く抑える役目も担つているので、ばね４の機
械的健全性という観点からみれば、凸部４Ａの高
さh₁を低くするのは好ましくない。また、ばね４
と燃料棒６との間の間隙が凸部４Ａ近傍で狭くな
り、冷却材の流れ方が悪化するので、熱水力設計
の面でも好ましくない。一方、ばね上下の凸部４
Ｂを低くすると、第２８図に示した不具合に対し
ては、有効であるが、第３５図に示した不具合に
とつては、むしろこの不具合を助長することにな
るので好ましくない。このように、ばね４は、非
常に微妙なバランスを保つように構成されている
ものであつて、１つの不具合のみに着目して安易
にばね４の形状を変更すると、他の不具合が助長
されたり、新な不具合を引起こす恐れがあり、ば
ねの形状を変更するのは、あまり好ましい方法と
はいえない。

以上の発明者等による検討結果に基づいて、新
たに発見した問題点を解消するために、本発明が
なされたのである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、セル型燃料スペーサの損傷の
危険性の低減及び中性子利用率を向上できる燃料
集合体を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、ループ状ばね内に挿入される
ばね支持部の体積を減少してループ状ばねの変形
するスペースを増大したことにある。

本発明の燃料集合体の第１の構造は、セル型燃
料スペーサの筒状体の軸心に垂直な方向における
ばね支持部の肉厚が、隣接した筒状体の接触位置
での両筒状体の肉厚の合計よりも薄くしたもので
ある。

また、本発明の燃料集合体の第２の構造は、セ
ル型燃料スペーサの筒状体に設けられるばね支持
部が、ループ状ばねの上端部及び下端部でループ
状ばね内に挿入されており、しかもループ状ばね
の凸部が存在する付近ではループ状ばね内に挿入
されていないものである。

なお、セル型燃料スペーサは、内部に燃料棒が
挿入されると共に互いに接触して設けられた複数
の筒状体と、隣接した筒状体が互いに接触する位
置に設けられて燃料棒に接触する凸部を有するル
ープ状ばねと、ループ状ばねを支持するばね支持
部を有する前記筒状体とを備えている。

〔発明の実施例〕

本発明の好適な一実施例である燃料集合体を以
下に説明する。本実施例の燃料集合体は、図示さ
れていないが、特開昭59−65287号公報の第１図
に示されているように、上部タイプレート、下部
タイプレート、各々のタイプレートに両端部が保
持された多数の燃料棒及びセル型燃料スペーサを
備えている。

本実施例に用いられるセル型燃料スペーサは、
第２２図に示すセル型燃料スペーサの構造におい
て円筒部材３を第１図に示す独立セルである円筒
部材３Ａに取替えたものである。セル型燃料スペ
ーサは、円筒部材３Ａ内に第４図のように燃料棒
６を挿入し、隣接する燃料棒６相互間の間隙を所
定幅に保持している。セル型燃料スペーサは、燃
料集合体の軸方向に複数個配置されている。

本実施例に用いられるセル型燃料スペーサの構
造を第１図、第２図、第３図及び第４図に基づい
て詳細に説明する。

そのセル型燃料スペーサを構成する円筒部材３
Ａは、側壁にＥ字形開口７Ｂを有している。Ｅ字
形開口７Ｂの形成によつて、ループ状ばね４のば
ね支持部として機能する一対の突片８B₁及び８
B₂が円筒部材３Ａの側壁に形成される。突片８
B₁は、突片８B₂よりも上方に位置している。一
対の突起５が、円筒部材３Ａの上下端部に設けら
れる。これらの突起５は、円筒部材３Ａの側壁に
円周方向に沿つた細長い切込み９（第３図参照）
を施した後、円筒部材３Ａの一部をその内側に突
出させて形成したものである。

円筒部材３Ａは、第２２図の円筒部材３のよう
に格子状に配置される。隣接した円筒部材３Ａ
は、お互いに接触する位置の上下端で溶接にて接
合される。第３図のW₁がその溶接部である。１
つの円筒部材３Ａは、４箇所で隣接する４個の他
の円筒部材３Ａと接合される。隣接する円筒部材
３Ａを溶接による接合は、１つの円筒部材３Ａの
突片８B₁及び８B₂がその円筒部材３Ａに隣接す
る４個のうちの１つの他の円筒部材３Ａの突片８
B₁及び８B₂とが互いに接触するようにして行う。
１つのループ状ばね４が、突片８B₁及び８B₂ど
うしが接触している位置、すなわち隣接した一対
の円筒部材３Ａの接触位置に第３図のように設置
される。設触する一対の突片８B₁が、ループ状
ばね４の上端部でそのばね４内に挿入され、ルー
プ状ばね４の上端部を支持している。接触する１
対の突片８B₂は、ループ状ばね４の下端部でそ
のばね４内に挿入され、ループ状ばね４の下端部
を支持している。ループ状ばね４は、その半分
（第３図の右半分）が１つの円筒部材３Ａの内側
に、他の半分（第３図の左半分がその円筒部材３
Ａに隣接している他の円筒部材３Ａの内側に位置
している。両方の円筒部材３Ａ内にそれぞれ位置
しているループ状ばね４の各部分に凸部４Ａ及び
４Ｂが形成されており、これらの凸部４Ａは該当
する円筒部材３Ａ内に挿入された燃料棒６を半径
方向に押圧している。ループ状ばね４が円筒部材
３Ａに取付けられていないときは勿論のことそれ
が円筒部材３Ａに取付けられているときでも、ル
ープ状ばね４に設けられた一対の凸部４Ａの内面
は、空間を介して直接対向している。これは、突
片８B₁と突片８B₂との間にＥ字形開口７Ｂの一
部である中央間隙Z₁が形成されているためであ
る。すなわち、ループ状ばね４が隣接した両方の
円筒部材３Ａに設置された状態では、ループ状ば
ね４の高さ方向の中央部、すなわち凸部４Ａが存
在する位置でループ状ばね４内にばね支持部であ
る突片が存在しなく、ループ状ばね４の一対の凸
部４Ａの内面が中央間隙Z₁を間に挾んで直接対向
している。

次に、ループ状ばね４の円筒部材３Ａへの取付
けについて説明する。まず、ループ状ばね４の片
側部分を円筒部材３ＡのＥ字形開口７Ｂ内に挿入
した後、円筒部材３Ａの突片８B₁及び８B₂が一
方の入口からループ状ばね４内に入るように円筒
部材３Ａを軸心を中心に回転させる。次に、もう
１個の円筒部材３Ａの上下の向きをループ状ばね
４が係合された円筒部材３Ａと逆にしてＥ字形開
口７Ｂがヨの字形に見えるようにした後、逆にし
た円筒部材３Ａの突片８B₁及び８B₂を反対側の
他方の入口からループ状ばね４内に挿入する。最
後に、円筒部材３Ａの突起５の中心が隣接した円
筒部材３Ａどうしの中心を結ぶ直線に対し、所定
の角度だけ傾くように２つの円筒部材３Ａ間の相
対角度を調整して溶接部W₁で両方の円筒部材３
Ａを溶接し、ループ状ばね４を突片８B₁及び８
B₂で保持する。

第５図及び第６図に示すように、本実施例によ
れば、燃料集合体組立時において燃料棒６を円筒
部材３Ａ内へ挿入したとき、燃料棒６の管部６Ｂ
より外径の大きな燃料棒６の下部端栓の溶接ビー
ド部６Ａによつてループ状ばねの中央部（凸部４
Ａとその近傍）は、それが存在する円筒部材３Ａ
側からこれに隣接する他の円筒部材３Ａの方へ押
し込まれる。この場合には押込まれるループ状ば
ね４の中央部が、円筒部材３ＡのＥ字形開口７Ｂ
の中央間隙Z₁内に挿入される。従つて、溶接ビー
ド部６Ａの通過によるループ状ばね４の変形を中
央間隙Z₁で吸収することができるので、ループ状
ばね４が過度の変形によつて弾性体としての機能
を喪失したり、燃料棒６や円筒部材３Ａの突起５
が損傷したりすることを防止することができる。
また、本実施例によれば、第７図及び第８図に示
すように、地震時、燃料集合体輸送時及びその取
扱時等で燃料集合体の横断面方向に大きな加速度
が加わつて燃料棒６がループ状ばね４と接する方
向（図中の矢印Asの方向）に移動する場合にも、
ループ状ばね４の中央部（凸部４Ａとその近傍）
が、前述の空間スペースである中央間隙Z₁内に挿
入されるのでループ状ばね４の塑性変形を防止す
ることができる。更に、この場合には、燃料棒６
がループ状ばね４の方へ移動すると、燃料棒６
は、所定の移動量でループ状なね４の凸部４Ａだ
けでなく上下の凸部４Ｂとも接触するようになる
ので、燃料棒６がループ状ばね４から受ける反力
を分散することができる。このため、燃料棒６に
過度の応力が生ずるのを防止することもできる。
この効果を示したものが第９図である。第９図
は、地震時などにおいて燃料集合体が受ける横断
面方向の加速度Ｇとそのときに燃料棒６がループ
状ばね４から受ける圧力Ｆとの関係を示したもの
である。第９図において、F₁は初期のループ状
ばね４の反力、F₂は燃料棒６がループ状ばね４
の上下の凸部４Ｂと接触したときにおけるループ
状ばね４の反力である。また、G₁は燃料棒６は
ループ状ばね４を押す力とループ状ばね４の反力
が釣合うときの加速度であり、G₂は燃料棒６が
ループ状ばね４の上下の凸部４Ｂと接触するとき
の加速度である。従来のセル型燃料スペーサの場
合には、燃料棒６は、常にループ状ばね４の凸部
４Ａとのみ接触し、上下の凸部４Ｂとは接触しな
い（第３５図参照）ので、加速度Ｇと燃料棒６が
ループ状ばね４から受ける反力Ｆの関係は、第９
図の二点鎖線P₁〜P₂〜P₃〜P₄のようになる。こ
れに対し、本実施例に用いられるセル型燃料スペ
ーサの場合には、先に述べた理由から、第９図の
実線P₁〜P₂〜P₃〜P₅及び一点鎖線P₆〜P₇のよう
になる。第９図から、第１図に示す円筒部材３Ａ
を備えたセル型燃料スペーサを用いることによつ
て、燃料棒６がループ状ばね４から受ける反力が
大幅に軽減され、燃料棒６の機械的な健全性を維
持する上で非常に有効であることが容易に理解さ
れよう。このため、適用し得る燃料棒外径の許容
範囲を格段に広くすることができる。

更に、本実施例では、第２８図の従来例に用い
られるセル型燃料スペーサに比べて、ループ状ば
ね４内に挿入されているばね支持部（突片８B₁
及び８B₂）の体積が減少している。これは、本
実施例に用いられるセル型燃料スペーサの構造材
量が少なくなつていることであり、その燃料スペ
ーサに吸収される中性子量が減少する。このた
め、本実施例の燃料集合体内で発生した中性子の
うち新たな核分裂に寄与する中性子量が増大する
ことになり、中性子利用率の増大、すなわち中性
子経済を向上を図ることができる。

中央間隙Z₁を設けることによつて、セル型燃料
スペーサの損傷の危険性、特にループ状ばね４の
損傷の危険性の減少を図る機能と中性子経済の向
上を図る機能の両方を達成している。

また、本実施例では、ループ状ばね自体の形状
やループ状ばねの保持方法は、従来と何ら変更す
る必要はなく、一方、独立セルに施す加工も極め
て部分的かつ軽微であり、しかも独立セルは一種
類で済むので、燃料スペーサの組立が容易であ
る。

第１０図は、本発明の他の実施例である燃料集
合体を構成するセル型燃料であり、スペーサの円
筒部材を示している。このセル型燃料スペーサ
を、第１０図、第１１図、第１２図及び第１３図
により説明する。前述の実施例は、ループ状ばね
４を保持する突片を形成するために円筒部材の側
壁にＥ字形開口７Ｂを形成し、しかも突片の横断
面形状が弓形のままであつた。しかし、本実施例
に用いられるセル型燃料スペーサでは、円筒部材
３Ｂを用いている。この円筒部材３Ｂは、側壁に
Ｃ字形開口７Ｃを設けると共にこれによつて形成
された突片８Ｃの大部分を平坦にし、突片８Ｃの
板厚の中心と円筒部材３Ｂの中心との距離が燃料
ピツチの半分になるように突片８Ｃを円筒部材３
Ｂの外側に突出させたものである。ばね支持部と
なる突片８Ｃは、円筒部材３Ｂの一部を突出させ
たものであり、突片８Ｃの肉厚と円筒部材３Ｂの
肉厚は等しい。

第１２図及び第１３図は、溶接部W₁で上下を
溶接してループ状ばね４を設置した円筒部材３Ｂ
内に燃料棒６の挿入するときの状態を示したもの
である。この場合、隣接した２つの円筒部材３Ｂ
の突片８Ｃは、相手側の円筒部材３Ｂに形成され
るＣ字形開口７Ｃの一部である空間スペーサZ₂
（第１０図参照）に位置することになる。本実施
例に用いられるセル型燃料スペーサにおいては、
形成された突片８Ｃの円筒部材軸方向に沿つた長
さを円筒部材３Ｂどうしを組合せても２つの突片
８Ｃが干渉せず、突片８Ｃの端面がほとんど隙間
のない状態で向い合うように設定されているの
で、ループ状ばね４内を１枚の平坦なばね支持部
材が挿入される場合と同一の状態になる。したが
つて、本実施例によれば、ループ状ばね４内に２
枚の突片が挿入される構造の従来のセル型燃料ス
ペーサ（第３０図参照）に比べて少なくとも突片
１枚の板厚分だけ、ループ状ばね４が変形し得る
スペースが増すので、第２８図、第３０図及び第
３２図に示したような燃料棒挿入時における不具
合（ループ状ばね４及び円筒部材３Ｂ等の損傷）
を防止することができる。また、本実施例の場合
には、ループ状ばね４の上下の凸部４Ｂの高さ
（第３６図中の寸法h₂）を凸部４Ａの高さ（第３
６図中の寸法h₁）より若干大きくすれば、地震時
などにおいても前述の実施例と同様の効果を得る
こともできる。更に、ループ状ばね４内を通る突
片の全体積が、従来のセル型燃料スペーサのそれ
よりも減少しているので、中性子経済を向上でき
る。

本発明の他の実施例である燃料集合体を構成す
るセル型燃料スペーサを第１４図から第１７図を
用いて説明する。本実施例に用いられる円筒部材
３Ｃは、側壁にＣ字形開口７Ｄを設け、これによ
り突片８Ｄを形成する。しかし、第１０図〜第１
３図に示す実施例では、円筒部材３Ｂの軸方向に
おける突片８Ｃの長さが、隣接する円筒部材３Ｂ
どうしを結合させると突片８Ｃの端面がほとんど
隙間なく向い合う（第１２図参照）長さであつた
のに対し、本実施例では、接合された隣接する円
筒部材３Ｃにおいて、上下に位置する２つの突片
８Ｄの端面間の間隙が前述の第１図の円筒部材３
Ａの上下２つの突片８B₁及び８B₂の端面間の間
隙と同一になるような長さ（第３図及び第１６図
参照）にしたものである。したがつて、第１６図
から分かるように本実施例において、隣接した円
筒部材３Ｃを接合した状態で、上下の突片８Ｄの
間に第３図の中央間隙Z₁が実質的に形成されるこ
とになる。中央間隙Z₁に相当する空間は、空間Z₃
の一部で形成される。更に、ループ状ばね４内を
平坦な１枚のしかも上下に分離した部材が通るの
と同一の状態になる。このため、第３図及び第１
２図の両方の構造で生じる機能が本実施例で生じ
ることになり、ループ状ばね４の変形スペースが
従来に比べ飛躍的に大きくなり、中性子経済も著
しく向上する。これらの効果は、第３図及び第１
２図の構造よりも大きくなる。

なお、以上の実施例の説明では、セル型燃料ス
ペーサを構成する独立セルの断面形状が円形の場
合だけを対象としたが、独立セルの断面形状が八
角形や六角形などの多角形の場合にも本発明を適
用し、同様に効果を得ることができる。第１８図
から第２１図に示す各図は、断面形状が八角形の
独立セル（角筒部材１０）に本発明の第一の実施
例を適用した角筒部材１０と、この角筒部材１０
にばね４を取付けて溶接により角筒部材間を結合
させた後、燃料棒６を挿入させた状態を示すもの
である。各符号は、角筒部材１０を除きすべて第
１図から第４図に示したものと同一である。第２
０図と第３図の比較から分かるように、独立セル
の形状が異なる他は、両者のばね４や燃料棒６の
支持方法は、同一である。したがつて独立セルの
断面形状が多角形の場合にも、本発明の各実施例
も適用することは、十分に可能であり、前述の効
果を得ることができることは、これらの図から容
易に理解されよう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、セル型燃料スペーサの損傷、
特にループ状ばねの損傷の危険性を低減でき、し
かも中性子経済を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である燃料集合体に
用いられるセル型燃料スペーサの独立セルの側面
図、第２図は第１図のS₁−S₁断面図、第３図は第
１図の独立セルを用いたセル型燃料スペーサにお
ける通常の燃料棒支持状態を示す破断側面図、第
４図は第３図のS₂−S₂断面図、第５図は第３図の
構造で燃料棒挿入状態を示す破断側面図、第６図
は第５図のS₃−S₃断面図、第７図は第３図の構造
で地震時等での燃料棒支持状態を示す破断側面
図、第８図は第７図のS₄−S₄断面、第９図は第３
図の構造で地震時等における加速度と燃料棒がル
ープ状ばねから受ける反力との関係を示す説明
図、第１０図は本発明の他の実施例である燃料集
合体に用いられるセル型燃料スペーサの独立セル
の側面図、第１１図は第１０図のS₅−S₅断面図、
第１２図は第１０図の独立セルを用いたセル型燃
料スペーサにおける燃料棒挿入状態を示す破断側
面図、第１３図は第１２図のS₆−S₆断面図、第１
４図は本発明の他の実施例である燃料集合体に用
いられるセル型燃料スペーサの独立セルの側面
図、第１５図は第１４図のS₇−S₇断面図、第１６
図は第１４図の独立セルを用いたセル型燃料スペ
ーサにおける燃料棒挿入状態を示す破断側面図、
第１７図は第１６図のS₈−S₈断面図、第１８図は
本発明の他の実施例である燃料集合体に用いられ
るセル型燃料スペーサの独立セルの側面図、第１
９図は第１８図のS₉−S₉断面図、第２０図は第１
８図の八角形独立セルを用いたセル型燃料スペー
サにおける燃料棒支持状態を示す破断側面図、第
２１図は第２０図のS₁₀−S₁₀断面図、第２２図は
従来のセル型燃料スペーサの平面図、第２３図は
従来のセル型燃料スペーサ用の独立セルの側面
図、第２４図は第２３図のS₁₁−S₁₁断面図、第２
５図は従来のセル型燃料スペーサにおける燃料棒
支持状態を示す平面図、第２６図は第２５図の
S₁₂−S₁₂断面図、第２７図は第２５図のS₁₃−S₁₃
断面図、第２８図、第３０図及び第３２図は従来
のセル型燃料スペーサへの燃料棒挿入時における
不具合を表す破断側面図、第２９図は第２８図の
S₁₄−S₁₄断面図、第３１図は第３０図のS₁₅−S₁₅
断面図、第３３図は第３２図のS₁₆−S₁₆断面図、
第３４図は第３３図の−矢視での破断側面
図、第３５図は従来のセル燃料スペーサでの地震
時等における燃料棒支持状態を表す破断側面図、
第３６図は従来のセル型燃料スペーサにおける燃
料棒の支持状態を表す破断側面図である。１……燃料スペーサ、２……サイドバンド、
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ……独立セル（円筒部材）、
４……ループ状ばね、４Ａ，４Ｂ……凸部、５…
…突起、６……燃料棒、６Ａ……燃料棒の管部、
６Ｂ……燃料棒の下部端栓溶接ビード部、６Ｃ…
…燃料棒の下部端栓、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ…
…切欠き、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ……突片、９
……切込み、１０……独立セル（八角形断面の角
筒部材）、W₁……独立セル間溶接部、W₂……独
立セル〜サイドバンド間溶接部、Z₁，Z₂，Z₃……
ばねの通過スペース又は突辺の収納スペース。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の燃料棒と、前記燃料棒相互の間隔を保
持する燃料スペーサとを備えた燃料集合体におい
て、前記燃料スペーサが、内部に燃料棒が挿入さ
れると共に互いに接触して設けられた複数の筒状
体と、隣接した前記筒状体が互いに接触する位置
に設けられて前記燃料棒に接触する凸部を有する
ループ状ばねと、前記ループ状ばね内に挿入され
て前記ループ状ばねを支持するばね支持部を有す
る前記筒状体とを有し、前記筒状体の軸心に垂直
な方向における前記ばね支持部の肉厚が、隣接し
た前記筒状体の前記接触位置での両筒状体の肉厚
の合計よりも薄くなつていることを特徴とする燃
料集合体。２前記筒状体が円筒である特許請求の範囲第１
項記載の燃料集合体。３複数の燃料棒と、前記燃料棒相互の間隔を保
持する燃料スペーサとを備えた燃料集合体におい
て、前記燃料スペーサが、内部に燃料棒が挿入さ
れると共に互いに接触して設けられた複数の筒状
体と、隣接した前記筒状体が互いに接触する位置
に設けられて前記燃料棒に接触する凸部を有する
ループ状ばねと、前記ループ状ばねを支持するば
ね支持部を有する前記筒状体とを有し、前記ばね
支持部が、前記ループ状ばねの上端部及び下端部
で前記ループ状ばね内に挿入されておりしかも前
記ループ状ばねの前記凸部が存在する付近では前
記ループ状ばね内に挿入されていないことを特徴
とする燃料集合体。４前記筒状体が円筒である特許請求の範囲第３
項記載の燃料集合体。５複数の燃料棒と、前記燃料棒相互の間隔を保
持する燃料スペーサとを備えた燃料集合体におい
て、前記燃料スペーサが、内部に燃料棒が挿入さ
れると共に互いに接触して設けられた複数の筒状
体と、隣接した前記筒状体が互いに接触する位置
に設けられて前記燃料棒に接触する凸部を有する
ループ状ばねと、前記ループ状ばねを支持するば
ね支持部を有する前記筒状体とを有し、前記ばね
支持部が、前記ループ状ばねの上端部及び下端部
で前記ループ状ばね内に挿入されておりしかも前
記ループ状ばねの前記凸部が存在する付近では前
記ループ状ばね内に挿入されていなく、前記筒状
体の軸心に垂直な方向における前記ばね支持部の
肉厚が、隣接した前記筒状体の前記接触位置での
両筒状体の肉厚の合計よりも薄くなつていること
を特徴とする燃料集合体。６前記筒状体が円筒である特許請求の範囲第５
項記載の燃料集合体。