JPH04249793A - 核燃料集合体のスペーサとばね - Google Patents
核燃料集合体のスペーサとばねInfo
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- JPH04249793A JPH04249793A JP3094964A JP9496491A JPH04249793A JP H04249793 A JPH04249793 A JP H04249793A JP 3094964 A JP3094964 A JP 3094964A JP 9496491 A JP9496491 A JP 9496491A JP H04249793 A JPH04249793 A JP H04249793A
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- rod
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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
- G21C3/3566—Supporting members formed only of elements fixed on 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
- G21C3/344—Spacer grids formed of assembled tubular elements
-
- 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
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核燃料集合体における燃
料棒の配置に用い得るスペーサとばねに関し、特に、こ
のようなスペーサにおいて比較的少ない空間を占めそし
てスペーサの一部分に燃料棒を押圧するばねを備えたス
ペーサに関する。
料棒の配置に用い得るスペーサとばねに関し、特に、こ
のようなスペーサにおいて比較的少ない空間を占めそし
てスペーサの一部分に燃料棒を押圧するばねを備えたス
ペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】公知の型の原子炉、例えば、沸騰水型原
子炉では、核燃料を細長い棒内に設ける。この核燃料は
、通例、ジルカロイ管内に封入した酸化ウランおよび（
または）酸化プルトニウムのペレットの形態をなす。 多数のこのような燃料棒を１群として開端管状フローチ
ャネル内に配設する。燃料棒を入れたフローチャネルは
「燃料集合体」または「燃料束」と呼ばれる。複数の燃
料集合体が炉心内にマトリックス状に着脱自在に配置さ
れる。このように形成した炉心は自己持続核分裂反応が
可能である。炉心は軽水のような流体内に沈められ、こ
の流体は冷却材兼中性子減速材として役立つ。
子炉では、核燃料を細長い棒内に設ける。この核燃料は
、通例、ジルカロイ管内に封入した酸化ウランおよび（
または）酸化プルトニウムのペレットの形態をなす。 多数のこのような燃料棒を１群として開端管状フローチ
ャネル内に配設する。燃料棒を入れたフローチャネルは
「燃料集合体」または「燃料束」と呼ばれる。複数の燃
料集合体が炉心内にマトリックス状に着脱自在に配置さ
れる。このように形成した炉心は自己持続核分裂反応が
可能である。炉心は軽水のような流体内に沈められ、こ
の流体は冷却材兼中性子減速材として役立つ。
【０００３】燃料集合体内の燃料棒は上側結合板と下側
結合板の間に支持される。冷却流体流は燃料棒間の空間
内を流れて燃料棒を通り過ぎる。適当な冷却材流を発生
させそして燃料棒の健全性を保つのに重要なことは、燃
料棒を好適離間関係に保ちそして原子炉運転中の燃料棒
の湾曲と振動を抑制することである。
結合板の間に支持される。冷却流体流は燃料棒間の空間
内を流れて燃料棒を通り過ぎる。適当な冷却材流を発生
させそして燃料棒の健全性を保つのに重要なことは、燃
料棒を好適離間関係に保ちそして原子炉運転中の燃料棒
の湾曲と振動を抑制することである。
【０００４】均等離間を保つために、燃料集合体の長さ
方向に相隔たる複数の燃料棒スペーサを設ける。１種の
代表的なスペーサは複数の概して筒形のフェルール要素
を含む。燃料集合体において用い得るスペーサの一例は
マツナ（Ｍａｔｚｎｅｒ ）等の１９８９年４月２日付
の米国特許第４５０８６７９ 号に示されている。この
引例に示されているように、燃料棒をスペーサのフェル
ール要素内に配置する一方法は、燃料棒をフェルール内
の剛性止め部に押圧するためのばね部材を設けることで
ある。米国特許第４５０８６７９ 号に示してあるばね
は概して長円形の連続ループとして形成されている。ば
ねは燃料棒相互間の区域内に配置される。
方向に相隔たる複数の燃料棒スペーサを設ける。１種の
代表的なスペーサは複数の概して筒形のフェルール要素
を含む。燃料集合体において用い得るスペーサの一例は
マツナ（Ｍａｔｚｎｅｒ ）等の１９８９年４月２日付
の米国特許第４５０８６７９ 号に示されている。この
引例に示されているように、燃料棒をスペーサのフェル
ール要素内に配置する一方法は、燃料棒をフェルール内
の剛性止め部に押圧するためのばね部材を設けることで
ある。米国特許第４５０８６７９ 号に示してあるばね
は概して長円形の連続ループとして形成されている。ば
ねは燃料棒相互間の区域内に配置される。
【０００５】従来の燃料集合体は棒相互間隔（すなわち
、隣り合う棒の外周間の距離）が約０．１２５ インチ
〜約０．１６０ インチ（約３ｍｍ 〜約４ｍｍ）とな
るように構成された。最新の燃料束は棒間隔がもっと狭
く、例えば、約０．１１インチ（約２．８ｍｍ ）以下
、好ましくは約０．１ インチ（約２．５ｍｍ）となる
ように設計されている。このような間隔は、９×９以上
のマトリックス密集度をもつ最新の燃料棒配列に見られ
る。
、隣り合う棒の外周間の距離）が約０．１２５ インチ
〜約０．１６０ インチ（約３ｍｍ 〜約４ｍｍ）とな
るように構成された。最新の燃料束は棒間隔がもっと狭
く、例えば、約０．１１インチ（約２．８ｍｍ ）以下
、好ましくは約０．１ インチ（約２．５ｍｍ）となる
ように設計されている。このような間隔は、９×９以上
のマトリックス密集度をもつ最新の燃料棒配列に見られ
る。
【０００６】ばねの長さと幅もスペーサの設計により制
限される。ばねの長さは、ばねがスペーサ内に保持され
得るように、スペーサの高さより短くなければならない
。スペーサの高さが増すと、スペーサにおける圧力降下
が増す。ばねの幅が増すと、ばねにより阻止される流れ
の断面積が増すので圧力降下が増す。
限される。ばねの長さは、ばねがスペーサ内に保持され
得るように、スペーサの高さより短くなければならない
。スペーサの高さが増すと、スペーサにおける圧力降下
が増す。ばねの幅が増すと、ばねにより阻止される流れ
の断面積が増すので圧力降下が増す。
【０００７】必要な公称ばね力は約２．５ ポンドであ
る。 組立てと出荷中、公称たわみより大きなたわみが起こる
可能性がある。また、公称値からの寸法変動がたわみを
増大させ得る。ばねは、永久たわみを起こさずにこのよ
うな追加的なたわみを吸収できなければならない。
る。 組立てと出荷中、公称たわみより大きなたわみが起こる
可能性がある。また、公称値からの寸法変動がたわみを
増大させ得る。ばねは、永久たわみを起こさずにこのよ
うな追加的なたわみを吸収できなければならない。
【０００８】要約すると、ばねは、小さな空間にはめ込
まれた状態で、所与の公称力を働かせかつ公称値以上の
たわみを吸収し得る必要がある。ここに開示したばねは
、上述の設計制限のもとで、所要公称力を働かせかつ永
久たわみの発生前のたわみが比較的大きいものである。
まれた状態で、所与の公称力を働かせかつ公称値以上の
たわみを吸収し得る必要がある。ここに開示したばねは
、上述の設計制限のもとで、所要公称力を働かせかつ永
久たわみの発生前のたわみが比較的大きいものである。
【０００９】
【発明の概要】スペーサに取付けるばねとして、単一の
ばね脚で形成したばねを開示する。単一ばね脚は、上端
部においてスペーサに支持されるように、第１フェルー
ル部分を囲み得る上側ループを形成するように曲げられ
る。同様に、単一ばね脚は、下端部においてスペーサに
支持されるように、第２フェルール部分を囲み得る下側
ループを形成するように曲げられる。
ばね脚で形成したばねを開示する。単一ばね脚は、上端
部においてスペーサに支持されるように、第１フェルー
ル部分を囲み得る上側ループを形成するように曲げられ
る。同様に、単一ばね脚は、下端部においてスペーサに
支持されるように、第２フェルール部分を囲み得る下側
ループを形成するように曲げられる。
【００１０】単一ばね脚の中央部には凸状アーチ形接点
が形成され、燃料棒をスペーサに押し付けるように作用
する。
が形成され、燃料棒をスペーサに押し付けるように作用
する。
【００１１】フェルールに支持される上側および下側ル
ープは、各ループの内側にフェルールに対する支持接点
を有する。ループは燃料棒にかかるばねの力とは逆向き
にこれらの支持接点でスペーサに当接する。しかし、ル
ープは、ばね脚が曲げモーメントを受けた時、これらの
支持接点を中心として自由に回動し得る。簡単に述べる
と、ばねの各端部に単純ばり支点が存在する。
ープは、各ループの内側にフェルールに対する支持接点
を有する。ループは燃料棒にかかるばねの力とは逆向き
にこれらの支持接点でスペーサに当接する。しかし、ル
ープは、ばね脚が曲げモーメントを受けた時、これらの
支持接点を中心として自由に回動し得る。簡単に述べる
と、ばねの各端部に単純ばり支点が存在する。
【００１２】これに対し、従来のループばねの上端と下
端は回転できない。同じ長さに対し、ループばねは開示
したばねより剛性が高い。
端は回転できない。同じ長さに対し、ループばねは開示
したばねより剛性が高い。
【００１３】ばねは燃料棒に約１ポンドないし約４ポン
ド（約０．５ｋｇ 〜約２ｋｇ）、好ましくは、約２．
５ ポンド（約１ｋｇ）の力を働かせ、しかも棒相互間
隔が約０．１ インチ（約２．５ｍｍ ）に過ぎない棒
相互間に収容される。
ド（約０．５ｋｇ 〜約２ｋｇ）、好ましくは、約２．
５ ポンド（約１ｋｇ）の力を働かせ、しかも棒相互間
隔が約０．１ インチ（約２．５ｍｍ ）に過ぎない棒
相互間に収容される。
【００１４】ばねは各燃料棒に対して１個ずつ配設され
る。各ばねはフェルール壁に設けたスロットにより形成
された耳部に装着される。隣接フェルールの別形のスロ
ットがばねを拘束し、耳部からのばねの離脱を防ぐ。
る。各ばねはフェルール壁に設けたスロットにより形成
された耳部に装着される。隣接フェルールの別形のスロ
ットがばねを拘束し、耳部からのばねの離脱を防ぐ。
【００１５】先行技術のループばねはばね全体にわたっ
て均等な幅を有する。幅を不均等にするともっと効率の
良いばねを設計し得る。しかし、不均等な幅のループば
ねは製造が極めて困難であり、非常に高価である。ここ
に開示したばねを製造するには、まず平らな帯片を型打
ちにより所望の不均等幅に変える。次いで、その帯片を
曲げて所望の形にする。
て均等な幅を有する。幅を不均等にするともっと効率の
良いばねを設計し得る。しかし、不均等な幅のループば
ねは製造が極めて困難であり、非常に高価である。ここ
に開示したばねを製造するには、まず平らな帯片を型打
ちにより所望の不均等幅に変える。次いで、その帯片を
曲げて所望の形にする。
【００１６】ばねの両端近くの幅を減らすことにより、
ばねによる流れの途絶とばねによる中性子捕獲が極めて
少なくなる。
ばねによる流れの途絶とばねによる中性子捕獲が極めて
少なくなる。
【００１７】他の実施例では、ばねは旋回羽根形スペー
サと関連して用いられる。
サと関連して用いられる。
【００１８】ばねは過度のたわみを起こしても変形した
ままにならず、従って、プラスチックシースを燃料棒に
被せて燃料棒被覆外面の引かきを防ぐような組立てを可
能にする。
ままにならず、従って、プラスチックシースを燃料棒に
被せて燃料棒被覆外面の引かきを防ぐような組立てを可
能にする。
【００１９】
【実施例の記載】本発明のばねとスペーサの組立体は図
１に示すような燃料集合体と関連して用いられる。燃料
集合体２０は上側結合板２２と下側結合板２３の間に支
持された複数の燃料要素または燃料棒２１を有する。燃
料棒２１は複数の燃料棒スペーサ２４ａ、２４ｂを貫通
しており、これらのスペーサは細長い燃料棒２１を離隔
関係に保ちかつそれらの横振動を抑制するための中間支
持をなす。一実施例では、７つのスペーサが燃料集合体
の長さ方向に沿って均等に隔設される。
１に示すような燃料集合体と関連して用いられる。燃料
集合体２０は上側結合板２２と下側結合板２３の間に支
持された複数の燃料要素または燃料棒２１を有する。燃
料棒２１は複数の燃料棒スペーサ２４ａ、２４ｂを貫通
しており、これらのスペーサは細長い燃料棒２１を離隔
関係に保ちかつそれらの横振動を抑制するための中間支
持をなす。一実施例では、７つのスペーサが燃料集合体
の長さ方向に沿って均等に隔設される。
【００２０】各燃料棒２１は、核分裂性燃料と、他の材
料、例えば、可燃性核毒物、不活性材料等を内蔵する細
長い管状被覆材料で形成されている。燃料と他の材料は
上端栓２６と下端栓２７により管内に封じ込められてい
る。下端栓２７は下側結合板２３に形成した空洞２９に
はめ込まれ、同様に、上端栓２６は上側結合板２２の空
洞３１にはめ込まれている。
料、例えば、可燃性核毒物、不活性材料等を内蔵する細
長い管状被覆材料で形成されている。燃料と他の材料は
上端栓２６と下端栓２７により管内に封じ込められてい
る。下端栓２７は下側結合板２３に形成した空洞２９に
はめ込まれ、同様に、上端栓２６は上側結合板２２の空
洞３１にはめ込まれている。
【００２１】燃料棒２１の幾つかには、ねじ付きの下側
および上側端栓延長部２７’、２８’を設け得る。ねじ
付き下端栓は下側結合板のねじ穴にねじ込まれる。ねじ
付き上端栓は上側結合板を貫通して止めナット３２を受
ける。こうして、上側結合板と下側結合板と燃料棒は一
体構造物に形成される。
および上側端栓延長部２７’、２８’を設け得る。ねじ
付き下端栓は下側結合板のねじ穴にねじ込まれる。ねじ
付き上端栓は上側結合板を貫通して止めナット３２を受
ける。こうして、上側結合板と下側結合板と燃料棒は一
体構造物に形成される。
【００２２】通例、燃料棒集合体には実質的に正方形断
面のフローチャネル３３が含まれ、このチャネルは上側
結合板２２と下側結合板２３とスペーサ２４ａ、２４ｂ
に滑りばめにより被せられるような寸法を有し、従って
チャネル３３は着脱自在である。チャネル３３はタブ３
４を貫通するボルト３７により上側結合板２２上の柱体
３６に固定されている。下側結合板２３には突出片３８
が含まれ、この突出片は原子炉圧力容器内の炉心支持板
（図示せず）に設けたソケット内に燃料集合体２０を支
持するようになっている。突出片３８の端部には開口３
９が形成され、加圧された冷却材を受入れるので、冷却
材は燃料棒群の間を上方に流れ得る。
面のフローチャネル３３が含まれ、このチャネルは上側
結合板２２と下側結合板２３とスペーサ２４ａ、２４ｂ
に滑りばめにより被せられるような寸法を有し、従って
チャネル３３は着脱自在である。チャネル３３はタブ３
４を貫通するボルト３７により上側結合板２２上の柱体
３６に固定されている。下側結合板２３には突出片３８
が含まれ、この突出片は原子炉圧力容器内の炉心支持板
（図示せず）に設けたソケット内に燃料集合体２０を支
持するようになっている。突出片３８の端部には開口３
９が形成され、加圧された冷却材を受入れるので、冷却
材は燃料棒群の間を上方に流れ得る。
【００２３】１本以上の燃料棒２１の代わりに、中性子
減速材を入れた減速材管４１を設け得る。減速材管４１
には符号４２、４３で示すような穴を設け得る。また、
上下両端栓には減速水流を通し得る通路４４、４６を形
成し得る。
減速材を入れた減速材管４１を設け得る。減速材管４１
には符号４２、４３で示すような穴を設け得る。また、
上下両端栓には減速水流を通し得る通路４４、４６を形
成し得る。
【００２４】本発明を理解しやすくするために、従来装
置のスペーサ・ばね装置を簡単に説明する。図２と図３
に示すような従来のスペーサ２４は複数の実質的に筒形
のフェルール５１で構成され、これらのフェルールは隣
り合うフェルールの当接部分の上下両縁部において、例
えば溶接により、相互に連結されている。各フェルール
５１内は燃料棒２１または減速材管４１用の空間になっ
ている。
置のスペーサ・ばね装置を簡単に説明する。図２と図３
に示すような従来のスペーサ２４は複数の実質的に筒形
のフェルール５１で構成され、これらのフェルールは隣
り合うフェルールの当接部分の上下両縁部において、例
えば溶接により、相互に連結されている。各フェルール
５１内は燃料棒２１または減速材管４１用の空間になっ
ている。
【００２５】各フェルール５１は円形断面をもつ短い管
で形成されることが好ましい。周帯５６が複数のフェル
ール５１を囲みかつ支持している。２つのストップ６２
ａ、６２ｂが各フェルール内に設けられている。好まし
くは、ストップ６２ａ、６２ｂは、フェルール５１の上
縁と下縁の近くで横方向に相隔たって対をなすアーチ形
フェルール壁部分としてフェルール５１と一体に形成さ
れる。
で形成されることが好ましい。周帯５６が複数のフェル
ール５１を囲みかつ支持している。２つのストップ６２
ａ、６２ｂが各フェルール内に設けられている。好まし
くは、ストップ６２ａ、６２ｂは、フェルール５１の上
縁と下縁の近くで横方向に相隔たって対をなすアーチ形
フェルール壁部分としてフェルール５１と一体に形成さ
れる。
【００２６】ストップ６２ａ、６２ｂはスペーサの突出
域と冷却材流抵抗を最少にするように横方向に向けられ
ることが好ましい。図３に明示のように、各対のフェル
ール５１は連続ループばね７０を共有する。図４に示す
ように、従来の装置で用いた連続ループばね７０には第
１、第２、第３および第４脚部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ
、７２ｄが含まれ、中央位置の隆起部７４ａ、７４ｂと
、両端位置のアーチ部７６ａ、７６ｂとにより連結され
ている。図３に示すばね７０は実質的に応力またはたわ
みの無い状態にある。たわみまたは応力発生状態にある
ばねは図５と図６に示されている。図５と図６に示した
従来装置におけるばね７０は燃料棒相互間の区域７８を
占める。従来装置における棒相互間隔７８は約０．１２
５ 〜０．１６インチ（約３ｍｍ〜約４ｍｍ）である。
域と冷却材流抵抗を最少にするように横方向に向けられ
ることが好ましい。図３に明示のように、各対のフェル
ール５１は連続ループばね７０を共有する。図４に示す
ように、従来の装置で用いた連続ループばね７０には第
１、第２、第３および第４脚部７２ａ、７２ｂ、７２ｃ
、７２ｄが含まれ、中央位置の隆起部７４ａ、７４ｂと
、両端位置のアーチ部７６ａ、７６ｂとにより連結され
ている。図３に示すばね７０は実質的に応力またはたわ
みの無い状態にある。たわみまたは応力発生状態にある
ばねは図５と図６に示されている。図５と図６に示した
従来装置におけるばね７０は燃料棒相互間の区域７８を
占める。従来装置における棒相互間隔７８は約０．１２
５ 〜０．１６インチ（約３ｍｍ〜約４ｍｍ）である。
【００２７】図６に見られるように、従来のばね７０は
隆起部７４ａ、７４ｂにおいて燃料棒８２ａ、８２ｂに
接触し、そして燃料棒８２ａ、８２ｂを各フェルールの
ストップ６２ａ、６２ｂに押し付ける力を働かせる。各
フェルール５１にはタブ８６を画成するＣ形スロット８
４が設けられている（図７参照）。組立ての際、ばね７
０はスロット８４に挿入されそしてタブ８６に被着され
る。隣接フェルールが最初のフェルールに取付けられ、
その際この第２フェルールのＣ形スロットはタブ８６が
第１フェルールのタブとは逆方向に突き出るように向け
られる。第１および第２フェルールのタブ８６は互いに
重なり合う。この時ばねは両フェルール間に捕捉され、
そして両タブ８６の周囲にループを形成する。
隆起部７４ａ、７４ｂにおいて燃料棒８２ａ、８２ｂに
接触し、そして燃料棒８２ａ、８２ｂを各フェルールの
ストップ６２ａ、６２ｂに押し付ける力を働かせる。各
フェルール５１にはタブ８６を画成するＣ形スロット８
４が設けられている（図７参照）。組立ての際、ばね７
０はスロット８４に挿入されそしてタブ８６に被着され
る。隣接フェルールが最初のフェルールに取付けられ、
その際この第２フェルールのＣ形スロットはタブ８６が
第１フェルールのタブとは逆方向に突き出るように向け
られる。第１および第２フェルールのタブ８６は互いに
重なり合う。この時ばねは両フェルール間に捕捉され、
そして両タブ８６の周囲にループを形成する。
【００２８】従来のばねとスペーサの組立体に関連し、
特に、このような組立体を棒間隔の狭い燃料集合体とと
もに用いようとする場合、幾つかの難点が従来存在した
。ばねとスペーサの組立体において用いるばねは、所要
の大きさの力、好ましくは約２．５ ポンド（約１ｋｇ
）の力を働かせる必要があるが、しかしまた、実質的な
永久変形を起こすことなく燃料棒を位置づけるのに通常
必要なたわみ以上のたわみを許容する十分なたわみ性を
もたなければならない。燃料棒を位置づけるのに通常必
要なたわみ以上のばねのたわみは、例えば、組立て中に
起こることがあり、特に、組立て中、燃料棒８２を保護
用プラスチックシース（図示せず）に入れる場合に起こ
り得る。
特に、このような組立体を棒間隔の狭い燃料集合体とと
もに用いようとする場合、幾つかの難点が従来存在した
。ばねとスペーサの組立体において用いるばねは、所要
の大きさの力、好ましくは約２．５ ポンド（約１ｋｇ
）の力を働かせる必要があるが、しかしまた、実質的な
永久変形を起こすことなく燃料棒を位置づけるのに通常
必要なたわみ以上のたわみを許容する十分なたわみ性を
もたなければならない。燃料棒を位置づけるのに通常必
要なたわみ以上のばねのたわみは、例えば、組立て中に
起こることがあり、特に、組立て中、燃料棒８２を保護
用プラスチックシース（図示せず）に入れる場合に起こ
り得る。
【００２９】従来装置のばね７０は各対のフェルール５
１に１個ずつ設けられたので、奇数の燃料棒８２をもつ
燃料集合体に対しては特別の構成が必要であった。
１に１個ずつ設けられたので、奇数の燃料棒８２をもつ
燃料集合体に対しては特別の構成が必要であった。
【００３０】図９と第１０図は本発明によるスペーサの
一部およびそれと関連するばねを示す。ばね９２ａは幅
９４（図１６）と厚さ９６（図１５）をもつ帯状金属材
で形成される。このばねは適当な強度、耐食性および弾
性特性を有する幾つもの材料で形成され得る。一好適実
施例では、ばねは米国ウェストヴァージニア州ハンティ
ントンのインタナショナル・ニッケル社（Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｎｉｃｋｅｌ， Ｉｎｃ．）のハンテ
ィントン・アロイ・プロダクツ・ディヴィジョン（Ｈｕ
ｎｔｉｎｇｔｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｄ
ｉｖｉｓｉｏｎ）から入手し得るインコネルのようなニ
ッケル合金で形成される。この好適実施例では、幅９４
は約０．１ 〜０．１５インチ（約２．５ 〜３．８ｍ
ｍ ）であり、厚さ９６は約０．０１〜０．０１５ イ
ンチ（約０．２５〜０．３８ｍｍ）である。帯状金属材
は相隔たる第１および第２端部１０２、１０４を有する
。この帯片は脚部１０６をもつばねとなるように形成さ
れる。脚部１０６はアーチ形棒接触部１０８を含み、そ
の中央に棒接触点１１０がある。アーチ形接触域１０８
を設けることは接点１１０を形成する好適な方法である
が、接点はまた、帯片に形成した円錐形凹部あるいは帯
片に形成または装着した峰形、ボタン形等の突起、ある
いは他の類似手段によって形成され得る。棒接触部１０
８の両側にある脚部１０６の部分１１２、１１４はほぼ
平らである。
一部およびそれと関連するばねを示す。ばね９２ａは幅
９４（図１６）と厚さ９６（図１５）をもつ帯状金属材
で形成される。このばねは適当な強度、耐食性および弾
性特性を有する幾つもの材料で形成され得る。一好適実
施例では、ばねは米国ウェストヴァージニア州ハンティ
ントンのインタナショナル・ニッケル社（Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｎｉｃｋｅｌ， Ｉｎｃ．）のハンテ
ィントン・アロイ・プロダクツ・ディヴィジョン（Ｈｕ
ｎｔｉｎｇｔｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｄ
ｉｖｉｓｉｏｎ）から入手し得るインコネルのようなニ
ッケル合金で形成される。この好適実施例では、幅９４
は約０．１ 〜０．１５インチ（約２．５ 〜３．８ｍ
ｍ ）であり、厚さ９６は約０．０１〜０．０１５ イ
ンチ（約０．２５〜０．３８ｍｍ）である。帯状金属材
は相隔たる第１および第２端部１０２、１０４を有する
。この帯片は脚部１０６をもつばねとなるように形成さ
れる。脚部１０６はアーチ形棒接触部１０８を含み、そ
の中央に棒接触点１１０がある。アーチ形接触域１０８
を設けることは接点１１０を形成する好適な方法である
が、接点はまた、帯片に形成した円錐形凹部あるいは帯
片に形成または装着した峰形、ボタン形等の突起、ある
いは他の類似手段によって形成され得る。棒接触部１０
８の両側にある脚部１０６の部分１１２、１１４はほぼ
平らである。
【００３１】第１および第２ループ１１６、１１８が第
１および第２端部１０２、１０４に隣接して形成され、
それぞれ脚部１０６の各端に位置する。ループ１１６、
１１８を形成する好ましい方法は、帯片の両端を曲げて
ヘアピン形湾曲部を形成し、次いで端部１０２、１０４
をそれらが帯片と接触する箇所で溶接することである。
１および第２端部１０２、１０４に隣接して形成され、
それぞれ脚部１０６の各端に位置する。ループ１１６、
１１８を形成する好ましい方法は、帯片の両端を曲げて
ヘアピン形湾曲部を形成し、次いで端部１０２、１０４
をそれらが帯片と接触する箇所で溶接することである。
【００３２】図１５はばねのわずかに改変した形状を示
す。この場合、帯片は耳部の近い側を通ってから耳部を
覆うように延びて耳部の遠い側を下降し、そこで溶接さ
れる。対称的なばねの上半分だけを示す。各ループ１１
６には１個の凹部１２２が形成され、凹部１２２はルー
プ１１６の内部に向かって張り出したトラフ状凹部の形
態をなしている。凹部１２２の内面は、後に詳述するよ
うにフェルールに形成した耳部１３２と接触する点また
は線１２６を形成している。トラフ形凹部１２２、１２
４は耳部１３２、１３４との接触をなす好適手段である
が、接触はまた、（接点を形成する）円錐形凹部、ある
いはループ１１６、１１８の内面に形成または装着した
峰形またはボタン形突起等の手段によって生じ得る。
す。この場合、帯片は耳部の近い側を通ってから耳部を
覆うように延びて耳部の遠い側を下降し、そこで溶接さ
れる。対称的なばねの上半分だけを示す。各ループ１１
６には１個の凹部１２２が形成され、凹部１２２はルー
プ１１６の内部に向かって張り出したトラフ状凹部の形
態をなしている。凹部１２２の内面は、後に詳述するよ
うにフェルールに形成した耳部１３２と接触する点また
は線１２６を形成している。トラフ形凹部１２２、１２
４は耳部１３２、１３４との接触をなす好適手段である
が、接触はまた、（接点を形成する）円錐形凹部、ある
いはループ１１６、１１８の内面に形成または装着した
峰形またはボタン形突起等の手段によって生じ得る。
【００３３】図１６に示すように、本発明の一実施例で
は、ばねの幅９４はばねの全部分において同じである。 図１７に示す他の実施例では、端部近く、例えば、ルー
プ部１１６、１１８の幅１４２がばねの脚部１０６の幅
１４４より小さい。図１７に示すように、比較的狭いま
たはテ−パを付けた区域をばねの一端または両端に設け
ることができる。なぜなら、後に詳述するように、本発
明のばねの端部に生じる応力は（他部における応力に比
べ）従来設計における対応部分の応力より少ないからで
ある。応力が減るので、質量の少ない、すなわち、幅の
狭い構造体を用い得る。狭いまたはテ−パのついた幅１
４２を設けることにより、図１６の一定幅のばねに比べ
、全質量を減らしたばねを設け得る。質量を減らしたば
ねにより、ばねの質量と関係する中性子吸収量が少なく
なる。中性子捕獲を減らすことにより中性子捕獲の悪影
響が減少する（中性子は捕獲されなければ核反応の維持
に役立つものである）。さらに、端部にテ−パをつけた
ばねは、端部において、図１６に示したような一定幅の
ばねの表面積より小さな表面積を呈する。このような小
さな表面積をもつばねは、妨害物の表面積と関連する流
れ抵抗または妨害の程度を減らす。
は、ばねの幅９４はばねの全部分において同じである。 図１７に示す他の実施例では、端部近く、例えば、ルー
プ部１１６、１１８の幅１４２がばねの脚部１０６の幅
１４４より小さい。図１７に示すように、比較的狭いま
たはテ−パを付けた区域をばねの一端または両端に設け
ることができる。なぜなら、後に詳述するように、本発
明のばねの端部に生じる応力は（他部における応力に比
べ）従来設計における対応部分の応力より少ないからで
ある。応力が減るので、質量の少ない、すなわち、幅の
狭い構造体を用い得る。狭いまたはテ−パのついた幅１
４２を設けることにより、図１６の一定幅のばねに比べ
、全質量を減らしたばねを設け得る。質量を減らしたば
ねにより、ばねの質量と関係する中性子吸収量が少なく
なる。中性子捕獲を減らすことにより中性子捕獲の悪影
響が減少する（中性子は捕獲されなければ核反応の維持
に役立つものである）。さらに、端部にテ−パをつけた
ばねは、端部において、図１６に示したような一定幅の
ばねの表面積より小さな表面積を呈する。このような小
さな表面積をもつばねは、妨害物の表面積と関連する流
れ抵抗または妨害の程度を減らす。
【００３４】本発明のばねは、多数のフェルール１３６
（図１１〜図１４）からなるスペーサと関連して用いら
れる。このスペーサは、適当な低中性子吸収断面積をも
つ数々の材料、好ましくはジルカロイ４〜のようなジル
コニウム合金で形成され得る。一実施例におけるスペー
サは約５．２５インチ（約１３．３ｃｍ）平方であり、
フェルールは外径が約０．６４インチ（約１６．２ｍｍ
）であり、壁厚が約０．０２０ インチ（約０．５ｍｍ
）である。
（図１１〜図１４）からなるスペーサと関連して用いら
れる。このスペーサは、適当な低中性子吸収断面積をも
つ数々の材料、好ましくはジルカロイ４〜のようなジル
コニウム合金で形成され得る。一実施例におけるスペー
サは約５．２５インチ（約１３．３ｃｍ）平方であり、
フェルールは外径が約０．６４インチ（約１６．２ｍｍ
）であり、壁厚が約０．０２０ インチ（約０．５ｍｍ
）である。
【００３５】図１１〜図１４に示すように、好適実施例
のフェルールは２個の上側ストップ（止め部）１４６、
１４８と２個の下側ストップ１５２、１５４を含み、こ
れらのストップはフェルール１３６の内方に突出してい
る。ストップ１４６、１４８、１５２、１５４はフェル
ール壁の部分的な押込みによって内方に湾曲する構造部
として形成されることが好ましい。図９に明示のように
、燃料棒８２ａ、８２ｂ、８２ｃはストップ１４６、１
４８、１５２、１５４に当接してフェルール１３６内の
好適位置、例えば、フェルールと同軸の位置に置かれる
。燃料棒８２ａ、８２ｂ、８２ｃをストップ１４６、１
４８、１５２、１５４と接触した状態に保つ力はばね９
２ａ、９２ｂ、９２ｃによって与えられる。このような
力を働かせるために、ばね９２ａがフェルール１３６の
耳部１３２、１３４に装着される（図１２参照）。耳部
１３２、１３４はフェルール１３６の壁に形成したＥ形
スロット１５８により画成されている。Ｅ形スロット１
５８の上側および下側脚部１６２、１６４が狭いスロッ
ト１６６、１６８に接続されている。上側脚部１６２お
よびスロット１６６と、下側脚部１６４およびスロット
１６８との間の区域は、概してタブ１７６の形をしてい
る。Ｅ形スロット１５８の中央脚部１７８は耳部１３２
、１３４の画成に役立つ。図１１と図１４に見られるよ
うに、タブ１７６はフェルール１３６の周囲から 外
方に湾曲している。図２０でわかるように、ばね９２ａ
のフェルール１３６への取付けは、上側および下側ルー
プ１１６、１１８を上側および下側耳部１３２、１３４
に被せるように滑らせることによりなされる。
のフェルールは２個の上側ストップ（止め部）１４６、
１４８と２個の下側ストップ１５２、１５４を含み、こ
れらのストップはフェルール１３６の内方に突出してい
る。ストップ１４６、１４８、１５２、１５４はフェル
ール壁の部分的な押込みによって内方に湾曲する構造部
として形成されることが好ましい。図９に明示のように
、燃料棒８２ａ、８２ｂ、８２ｃはストップ１４６、１
４８、１５２、１５４に当接してフェルール１３６内の
好適位置、例えば、フェルールと同軸の位置に置かれる
。燃料棒８２ａ、８２ｂ、８２ｃをストップ１４６、１
４８、１５２、１５４と接触した状態に保つ力はばね９
２ａ、９２ｂ、９２ｃによって与えられる。このような
力を働かせるために、ばね９２ａがフェルール１３６の
耳部１３２、１３４に装着される（図１２参照）。耳部
１３２、１３４はフェルール１３６の壁に形成したＥ形
スロット１５８により画成されている。Ｅ形スロット１
５８の上側および下側脚部１６２、１６４が狭いスロッ
ト１６６、１６８に接続されている。上側脚部１６２お
よびスロット１６６と、下側脚部１６４およびスロット
１６８との間の区域は、概してタブ１７６の形をしてい
る。Ｅ形スロット１５８の中央脚部１７８は耳部１３２
、１３４の画成に役立つ。図１１と図１４に見られるよ
うに、タブ１７６はフェルール１３６の周囲から 外
方に湾曲している。図２０でわかるように、ばね９２ａ
のフェルール１３６への取付けは、上側および下側ルー
プ１１６、１１８を上側および下側耳部１３２、１３４
に被せるように滑らせることによりなされる。
【００３６】ばねは、隣接フェルール１８２に形成した
長方形スロット１７８との係合により、耳部上の位置に
保たれる。図２０で分かるように、隣接フェルール１８
２が第１フェルール１３６に取付けられると、隣接フェ
ルール１８２の長方形スロット１７８がばね９２ａの耳
部１３２、１３４からの離脱を阻止する。各フェルール
１３６は、図１２〜図１４に示すように、Ｅ形スロット
をもつとともに、ほぼ反対側の表面に長方形スロット１
７８をもつことが好ましい。
長方形スロット１７８との係合により、耳部上の位置に
保たれる。図２０で分かるように、隣接フェルール１８
２が第１フェルール１３６に取付けられると、隣接フェ
ルール１８２の長方形スロット１７８がばね９２ａの耳
部１３２、１３４からの離脱を阻止する。各フェルール
１３６は、図１２〜図１４に示すように、Ｅ形スロット
をもつとともに、ほぼ反対側の表面に長方形スロット１
７８をもつことが好ましい。
【００３７】図示の好適なばね・スペーサ組立体によれ
ば、ばね９２ａは２箇所、すなわち、上側および下側耳
部１３２、１３４においてフェルール１３６と接触する
（図１０）。ばね脚部１０６と連続して耳部１３２、１
３４と結合し得る上側および下側ループ１１６、１１８
を設けることにより、ばねのいかなる部分に単一の破損
が起こっても、ばねまたはその一部がフェルール１３６
から離脱することはあり得ない。
ば、ばね９２ａは２箇所、すなわち、上側および下側耳
部１３２、１３４においてフェルール１３６と接触する
（図１０）。ばね脚部１０６と連続して耳部１３２、１
３４と結合し得る上側および下側ループ１１６、１１８
を設けることにより、ばねのいかなる部分に単一の破損
が起こっても、ばねまたはその一部がフェルール１３６
から離脱することはあり得ない。
【００３８】ばね９２ａの有効長さ１９２は接点１２４
、１２６間の距離である。ばね９２ａは凹部１２２、１
２４により定められた点で耳部１３２、１３４と接触す
るので、ばねの有効長さ１９２は、ばねの小さな変形、
腐食生成物の堆積等による影響を受け難い。すなわち、
本発明によれば、ばね９２ａの有効長さ１９２は不変で
ある。好適実施例における有効ばね長さ１９２は約０．
８ インチ（約２０ｍｍ）である。
、１２６間の距離である。ばね９２ａは凹部１２２、１
２４により定められた点で耳部１３２、１３４と接触す
るので、ばねの有効長さ１９２は、ばねの小さな変形、
腐食生成物の堆積等による影響を受け難い。すなわち、
本発明によれば、ばね９２ａの有効長さ１９２は不変で
ある。好適実施例における有効ばね長さ１９２は約０．
８ インチ（約２０ｍｍ）である。
【００３９】安定したかつ定め得る長さ１９２をもたら
すことに加え、凹部１２２、１２４は従来のばね設計に
比べ、ばね９２ａのたわみ性を高めるように作用する。 前述のように、従来設計のばねは、単一燃料棒に荷重を
与える部分を考慮すると、事実上拘束されたはりとして
作用する。図１５に明示のように、本発明のばねは単純
に支持されたはりとして作用する。ばね９２ａに応力が
働きそして脚部１０６が好適位置の燃料棒から離れる方
向に動くと、ばね９２ａは、図１５に仮想線で誇張して
示すように、耳部接点１２６を中心として回動する。本
発明のばねの高いたわみ性は、定要素技術を用いた計算
機による応力と移動のモデル設定により確認されている
。
すことに加え、凹部１２２、１２４は従来のばね設計に
比べ、ばね９２ａのたわみ性を高めるように作用する。 前述のように、従来設計のばねは、単一燃料棒に荷重を
与える部分を考慮すると、事実上拘束されたはりとして
作用する。図１５に明示のように、本発明のばねは単純
に支持されたはりとして作用する。ばね９２ａに応力が
働きそして脚部１０６が好適位置の燃料棒から離れる方
向に動くと、ばね９２ａは、図１５に仮想線で誇張して
示すように、耳部接点１２６を中心として回動する。本
発明のばねの高いたわみ性は、定要素技術を用いた計算
機による応力と移動のモデル設定により確認されている
。
【００４０】本発明のばねの高いたわみ性（すなわち、
所与荷重でのたわみ）は、比較的小さな棒相互間隔を許
容するのに役立つだけでなく、燃料棒の引かき防止に用
いる組立て技術と関連して有用である。燃料棒の引かき
防止が望まれるのは、このような引かきが割れの開始ま
たは進展にかなり寄与し、燃料集合体の外観を損ねるお
それがあるからである。割れ防止組立て技術によれば、
燃料棒を組立体に挿入する前にプラスチックシース内に
入れる。このシース付き燃料棒を所望位置に置いてから
シースを除く。通例、シースの厚さは約０．００４ イ
ンチ（約０．１ｍｍ ）である。シースの厚さによって
（組立て中に）生じる追加的なばねたわみは、ばねの永
久変形を起こすことなくばねに発生しなければならない
。本発明のばねは、ばねの保持に利用し得る棒相互間隔
が狭い場合でも、割れ防止組立て中に永久変形を防ぐの
に十分なたわみ性を有する。
所与荷重でのたわみ）は、比較的小さな棒相互間隔を許
容するのに役立つだけでなく、燃料棒の引かき防止に用
いる組立て技術と関連して有用である。燃料棒の引かき
防止が望まれるのは、このような引かきが割れの開始ま
たは進展にかなり寄与し、燃料集合体の外観を損ねるお
それがあるからである。割れ防止組立て技術によれば、
燃料棒を組立体に挿入する前にプラスチックシース内に
入れる。このシース付き燃料棒を所望位置に置いてから
シースを除く。通例、シースの厚さは約０．００４ イ
ンチ（約０．１ｍｍ ）である。シースの厚さによって
（組立て中に）生じる追加的なばねたわみは、ばねの永
久変形を起こすことなくばねに発生しなければならない
。本発明のばねは、ばねの保持に利用し得る棒相互間隔
が狭い場合でも、割れ防止組立て中に永久変形を防ぐの
に十分なたわみ性を有する。
【００４１】本発明のばねは、図９〜図１７に示したス
ペーサとは別種のスペーサと関連して設け得るものであ
る。図１８と図１９に示す代替スペーサ形状では、らせ
ん状にねじられた「旋回羽根」２３７ａ、２３７ｂ、２
３７ｃ、２３７ｄが燃料棒２８２の周囲に、例えば、燃
料棒２８２の外周に沿う４つの等間隔位置に配置される
。アーム２３９が旋回羽根を相互に連結し、燃料棒２８
２を保持するための方形マトリックスを画成する。ばね
２９３に２つの端ループ２１６、２１８が含まれ、２本
のアーム２３９に取付けられている。ばね２９３は、図
１０と関連して既に示した棒接触部と同様のアーチ形棒
接触部２０８を有する。旋回羽根２３７ａ、２３７ｂ、
２３７ｃ、２３７ｄの縁には突起２４６が設けられ、燃
料棒２８２を位置づけるストップすなわち止め部として
作用する。ばね２９３の上側および下側ループ１１６、
１１８は、図９と図１０に示した実施例と関連して前述
した凹部と同様の凹部（図示せず）をもち、アーム２３
９と接触し得る。
ペーサとは別種のスペーサと関連して設け得るものであ
る。図１８と図１９に示す代替スペーサ形状では、らせ
ん状にねじられた「旋回羽根」２３７ａ、２３７ｂ、２
３７ｃ、２３７ｄが燃料棒２８２の周囲に、例えば、燃
料棒２８２の外周に沿う４つの等間隔位置に配置される
。アーム２３９が旋回羽根を相互に連結し、燃料棒２８
２を保持するための方形マトリックスを画成する。ばね
２９３に２つの端ループ２１６、２１８が含まれ、２本
のアーム２３９に取付けられている。ばね２９３は、図
１０と関連して既に示した棒接触部と同様のアーチ形棒
接触部２０８を有する。旋回羽根２３７ａ、２３７ｂ、
２３７ｃ、２３７ｄの縁には突起２４６が設けられ、燃
料棒２８２を位置づけるストップすなわち止め部として
作用する。ばね２９３の上側および下側ループ１１６、
１１８は、図９と図１０に示した実施例と関連して前述
した凹部と同様の凹部（図示せず）をもち、アーム２３
９と接触し得る。
【００４２】以上の説明から明らかなように、本発明は
幾つかの利点を有する。本ばねは比較的小さな空間、例
えば、約０．１ インチ（約２．５ｍｍ ）ばかりの棒
相互間隔とともに利用し得る空間内に設置され得、しか
も燃料棒押圧に要する力として約１ポンド、好ましくは
約２．５ ポンド（約１ｋｇ）の力を働かせ得る。本ば
ねは比較的たわみ性が高く、そして拘束ばりのように固
定端点をもつのではなく単純支持ばりのように応力発生
時に回動自在である。ばねの有効長さは予定し得る比較
的安定した予知量である。ばねの端部で発生するひずみ
が比較的少ないので、端部をテ−パ付きにするかまたは
狭くして中性子吸収と流れの妨害とを減らすことができ
る。幾種かの形状は棒相互間隔を増して燃料棒近辺によ
り良い冷却材流を発生させる。単一のばねを用いて２本
の燃料棒を押圧する必要がないので、燃料棒が奇数本の
場合スペーサを特殊形状にする必要がなくなる。ばねの
高いたわみ性により、狭い棒相互間隔をもつ形状の場合
でも、引かきを起こさない組立てを採用できる。本発明
のばね・スペーサ組立体は製造が容易であり、また本発
明のばねは幾つかの異種のスペーサに適合し得る。本発
明のばねは、ばねの単一単純破損が起きてスペーサとの
結合から離脱することはない。
幾つかの利点を有する。本ばねは比較的小さな空間、例
えば、約０．１ インチ（約２．５ｍｍ ）ばかりの棒
相互間隔とともに利用し得る空間内に設置され得、しか
も燃料棒押圧に要する力として約１ポンド、好ましくは
約２．５ ポンド（約１ｋｇ）の力を働かせ得る。本ば
ねは比較的たわみ性が高く、そして拘束ばりのように固
定端点をもつのではなく単純支持ばりのように応力発生
時に回動自在である。ばねの有効長さは予定し得る比較
的安定した予知量である。ばねの端部で発生するひずみ
が比較的少ないので、端部をテ−パ付きにするかまたは
狭くして中性子吸収と流れの妨害とを減らすことができ
る。幾種かの形状は棒相互間隔を増して燃料棒近辺によ
り良い冷却材流を発生させる。単一のばねを用いて２本
の燃料棒を押圧する必要がないので、燃料棒が奇数本の
場合スペーサを特殊形状にする必要がなくなる。ばねの
高いたわみ性により、狭い棒相互間隔をもつ形状の場合
でも、引かきを起こさない組立てを採用できる。本発明
のばね・スペーサ組立体は製造が容易であり、また本発
明のばねは幾つかの異種のスペーサに適合し得る。本発
明のばねは、ばねの単一単純破損が起きてスペーサとの
結合から離脱することはない。
【００４３】本発明について様々な改変が可能である。
ばねおよび（または）スペーサはここに述べた材料以外
の材料で製造され得る。ばねとばね・スペーサ組立体の
総合的な形状は、図示の燃料棒位置より多いかまたは少
ない棒位置をもつスペーサと関連して用い得るとともに
、燃料棒以外の貫通部材として連結棒、水棒（減速材棒
）等を備える構成でも用い得る。本発明のばねは、図示
のフェルールスロット以外の手段、例えば、他の形状の
スロットを用いる取付け方法によりスペーサに取付け得
るものである。また本ばねは、隣接フェルールの係合ス
ロット以外の手段、例えば、タブ状耳部の曲げ加工、弾
性タブとスロットとの係合等によりフェルールに係止さ
れ得る。開示設計の様々な特徴は他の特徴と無関係に利
用できるものであり、例えば、ばねに端ループを設ける
が、凹部は設けないようにしてもよい。
の材料で製造され得る。ばねとばね・スペーサ組立体の
総合的な形状は、図示の燃料棒位置より多いかまたは少
ない棒位置をもつスペーサと関連して用い得るとともに
、燃料棒以外の貫通部材として連結棒、水棒（減速材棒
）等を備える構成でも用い得る。本発明のばねは、図示
のフェルールスロット以外の手段、例えば、他の形状の
スロットを用いる取付け方法によりスペーサに取付け得
るものである。また本ばねは、隣接フェルールの係合ス
ロット以外の手段、例えば、タブ状耳部の曲げ加工、弾
性タブとスロットとの係合等によりフェルールに係止さ
れ得る。開示設計の様々な特徴は他の特徴と無関係に利
用できるものであり、例えば、ばねに端ループを設ける
が、凹部は設けないようにしてもよい。
【００４４】以上、本発明の好適実施例とその様々な改
変について説明したが、他の改変も本発明の範囲内で可
能である。
変について説明したが、他の改変も本発明の範囲内で可
能である。
【図１】核燃料束を部分的に断面で示す部分破断立面図
である。
である。
【図２】従来の燃料棒スペーサの平面図である。
【図３】図２のスペーサの部分断面立面図である。
【図４】従来装置に設けたループばねの斜視図である。
【図５】従来装置の２個の隣接フェルールと介在ばねの
上面図である。
上面図である。
【図６】図５のフェルールの部分断面前面図である。
【図７】従来装置に設けたフェルールの立面図である。
【図８】図７の線８ー８に沿うフェルールの断面図であ
る。
る。
【図９】本発明による３個の隣り合うフェルールと関連
ばねの上面図である。
ばねの上面図である。
【図１０】図９のフェルールとばねの部分断面立面図で
ある。
ある。
【図１１】本発明と関連して用い得るフェルールの上面
図である。
図である。
【図１２】図１１のフェルールの立面図である。
【図１３】本発明によるフェルールの立面図である。
【図１４】図１３の線１４ー１４に沿う断面図である。
【図１５】本発明によるばねのループ部の詳細図であり
、仮想線でばねの回動時形状を誇張して示す。
、仮想線でばねの回動時形状を誇張して示す。
【図１６】図１５のばねの詳細側面図である。
【図１７】図１６にほぼ対応する図で、代替実施例を示
す。
す。
【図１８】本発明と関連して用い得る旋回羽根スペーサ
の部分上面図である。
の部分上面図である。
【図１９】図１８のスペーサ部の部分立面図である。
【図２０】本発明によるばねと、隣り合うフェルールと
の部分的分解斜視図である。
の部分的分解斜視図である。
８２ａ 燃料棒
８２ｂ 燃料棒
８２ｃ 燃料棒
９２ａ ばね
９２ｂ ばね
９２ｃ ばね
１０６ 脚部
１０８ アーチ形棒接触部
１１６ ループ
１１８ ループ
１２２ 凹部
１２４ 凹部
１３２ 耳部
１３４ 耳部
１３６ フェルール
１８２ フェルール
２１６ ループ
２１８ ループ
２９３ ばね
Claims (20)
- 【請求項１】 原子力発電所の燃料集合体において使
用し得るスペーサに複数のフェルールを設け、各フェル
ールが複数本の核燃料棒の少なくとも１本を保持するた
めの棒接触部を有し、前記保持は前記燃料棒がばねによ
り前記棒接触部に押圧される時になされるようなスペー
サ内に前記複数本の核燃料棒の少なくとも１本を位置づ
けるばねであって、幅と厚さを有しかつ相隔たる第１お
よび第２端部を有する金属帯片からなり、この帯片を、
棒接触部を有する中央域と、前記第１端部に隣接して形
成された第１スペーサ係合ループと、前記第１ループに
形成され前記第１ループ内に向かって張り出した第１凹
部と、前記第２端部に隣接して形成された第２スペーサ
係合ループと、前記第２ループに形成され前記第２ルー
プ内に向かって張り出した第２凹部と、前記中央棒接触
部と前記第１ループとの間に存在する第１脚部と、前記
中央棒接触部と前記第２ループとの間に存在する第２脚
部とを含むように形成したばね。 - 【請求項２】 前記ばねの幅が前記ばねの長さ方向に
沿って変わる請求項１記載のばね。 - 【請求項３】 前記棒接触部はそれに形成されたアー
チを含み、また前記棒接触部と前記第１および第２脚部
との間のばねの部分が実質的に平らである、請求項１記
載のばね。 - 【請求項４】 原子力発電所の燃料集合体において使
用し得る、複数本の核燃料棒の少なくとも１本を位置づ
けるばねとスペーサとの組立体において、各フェルール
が少なくとも１個の棒止め部を有し、この棒止め部は前
記燃料棒の少なくとも１本が前記棒止め部に押圧される
好適棒位置にある時該棒と接触し、少なくとも第１のフ
ェルールが耳部を画成する第１スロットを有するような
複数のフェルールが互いに接合されていて、燃料棒を前
記棒止め部に押圧する少なくとも第１のばねは幅と厚さ
を有し、かつ相隔たる第１および第２端部を有し、この
ばねを、棒接触部を有する中央域と、前記第１フェルー
ルの前記耳部と係合するために、前記耳部と接触する第
１および第２凹部をそれぞれ有する第１および第２ルー
プと、前記中央域と前記第１および第２ループとの間に
存在する第１および第２脚部とを含むように形成した、
ばねとスペーサの組立体。 - 【請求項５】 前記ばねの少なくとも一部分が前記ば
ねのたわみ時に前記第１凹部と前記耳部との接点を中心
として回動する請求項４記載の組立体。 - 【請求項６】 前記第１および第２凹部間の前記ばね
の長さが約０．８ インチである請求項４記載の組立体
。 - 【請求項７】 前記棒接触部は前記中央域に形成した
隆起部を含み、また前記第１および第２脚部は実質的に
平らである、請求項４記載の組立体。 - 【請求項８】 前記ばねはその長さ方向に沿って可変
の幅を有し、この幅は前記ばねの前記中央部で最大であ
りそして前記ばねの他部で減少している、請求項４記載
の組立体。 - 【請求項９】 前記スペーサによって画成された棒相
互間隔が約０．１１インチより少ない請求項４記載の組
立体。 - 【請求項１０】 前記ばねは前記燃料棒に少なくとも
約１ポンドの力を働かせる、請求項４記載の組立体。 - 【請求項１１】 前記スペーサによって画成された棒
位置の棒相互間隔が約０．１１インチより少ない請求項
４記載の組立体。 - 【請求項１２】 原子力発電所の炉心集合体において
使用し得る、複数本の核燃料棒の少なくとも１本を位置
づけるばねとスペーサとの組立体において、各フェルー
ルが複数の棒止め部を有し、これらの棒止め部は前記燃
料棒の少なくとも１本が前記棒止め部に押圧される好適
棒位置にある時該棒と接触し、少なくとも第１のフェル
ールが２つの耳部を画成する第１スロットを有するよう
な複数のフェルールが互いに接合されていて、燃料棒を
前記棒止め部に押圧する少なくとも第１のばねは幅と厚
さを有し、かつ相隔たる第１および第２端部を有し、こ
のばねを、棒接触部を有する少なくとも第１の脚部と、
前記第１フェルールの前記耳部と係合する第１および第
２ループとを含むように形成し、前記幅を前記脚部の中
央部で最大としかつ前記ばねの他部で短くして前記ばね
による中性子捕獲を減らすようにした、ばねとスペーサ
の組立体。 - 【請求項１３】 前記第１および第２ループはそれぞ
れ前記耳部と接触する区域を含み、また前記第１および
第２ループはそれぞれ前記ばねのたわみ時に前記接触域
を中心として回動する、請求項１２記載の組立体。 - 【請求項１４】 前記複数のフェルールは、約０．１
１インチより少ない棒相互間隔を有する複数の好適棒位
置を画成する、請求項１２記載の組立体。 - 【請求項１５】 原子力発電所の炉心集合体において
使用し得る、複数本の核燃料棒の少なくとも１本を位置
づけるばねとスペーサとの組立体において、各フェルー
ルが複数の棒止め部を有し、これらの棒止め部は前記燃
料棒の少なくとも１本が前記棒止め部に押圧される好適
棒位置にある時該棒と接触し、少なくとも第１のフェル
ールが２つの耳部を画成する第１スロットを有し、少な
くとも第２のフェルールが実質的に耳部のない第２スロ
ットを有し、またこの第２フェルールはある幅を有する
ような複数のフェルールが互いに接合されていて、燃料
棒を前記棒止め部に押圧する少なくとも第１のばねは、
前記第２フェルールスロットの幅より小さな幅とある厚
さとを有し、かつ相隔たる第１および第２端部を有し、
このばねを、棒接触部を有する少なくとも第１の脚部と
、前記第１フェルールの前記耳部と係合する第１および
第２ループとを含むように形成し、また前記第２フェル
ールを、前記第２スロットが前記第１スロットと整合し
て前記ばねの前記耳部からの離脱を防ぐような位置にお
いて前記第１フェルールに取付けた、ばねとスペーサの
組立体。 - 【請求項１６】 前記第１および第２ループの少なく
とも一方が前記耳部と接触する区域を含み、また前記第
１および第２ループはそれぞれ前記ばねのたわみ時に前
記接触域を中心として回動する、請求項１５記載の組立
体。 - 【請求項１７】 前記ばねはその長さ方向に沿って可
変の幅を有し、この幅は前記ばねの前記中央部で最大で
ありそして前記ばねの他部で減少している、請求項１５
記載の組立体。 - 【請求項１８】 前記複数のフェルールは、約０．１
１インチより少ない棒相互間隔を有する複数の好適棒位
置を画成する、請求項１５記載の組立体。 - 【請求項１９】 原子力発電所の炉心集合体において
使用し得る、複数の棒位置を画成するスペーサ内に複数
本の核燃料棒の少なくとも１本を位置づけるばねであっ
て、幅と厚さを有しかつ相隔たる第１および第２端部を
有する金属帯片からなり、この帯片を、棒接触部を有す
る少なくとも第１の脚部と、前記第１端部に隣接して形
成された第１スペーサ係合ループとを含むように形成し
、前記脚部の少なくとも一部分が前記第１ループに隣接
して延在し、前記棒接触部は前記脚部に形成されたアー
チを含み、また前記棒接触部と前記第１ループとの間の
ばねの部分が実質的に平らであるようにしたばね。 - 【請求項２０】 前記第１スペーサ係合ループは隣接
する燃料棒と接触する隆起部を含む、請求項１９記載の
ばね。
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