JPH05273372A - 原子燃料用支持格子及び該支持格子を用いた燃料集合体の組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＷＲ燃料支持格子の弾性突起に新規な構成
を見出すことによって、燃料集合体組立時における燃料
棒の支持格子への挿入作業を、該燃料棒を傷つけること
なく簡便で迅速に且つ機械化を可能にして行わしめる。 【構成】 支持格子各セル（１）の壁部を用いて形成さ
れる弾性突起（３）を、燃料棒挟持側に膨出する表膨出
形状（３ａ）と、該表膨出形状（３ａ）から隣接するセ
ル（１）内に裏返って膨出する裏膨出形状（３ｂ）と
を、安定静止状態にて選択的に形成しうるよう構成し、
上記支持格子の弾性突起（３）を裏膨出形状（３ｂ）と
なして、所定の順序でセル（１）内に燃料棒（Ｎ）を挿
入することにより、先に燃料棒（Ｎ）を挿入したセル
（１）の弾性突起（３）を本来の表膨出形状（３ａ）に
順次復帰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＷＲ燃料集合体の支
持格子に係り、詳しくは、燃料棒を挿入する際に、該燃
料棒を傷つけることなく挿入作業を行わしめることが可
能な原子燃料用支持格子、及び該支持格子を用いた燃料
集合体の組立方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子燃料集合体には、燃料棒同士を所定
の間隔を隔てて上下部ノズル間で確実に保持し、原子炉
運転中何等支障なく充分に性能を発揮できるように支持
格子が燃料棒長手方向に複数個設けられている。この支
持格子は通常、格子によって仕切られた多数のセル内
に、夫々多数の燃料棒および一部所要位置に制御棒案内
シンブル管などを平行に整列させ、発熱する燃料棒表面
から除熱するため燃料棒間に必要なギャップを保持して
冷却材の流れを保障する働きをするものであり、一般に
鉄−クロム−ニッケル系超合金のインコネルの薄板をプ
レス加工で所定形状に成型すると共に、図５（Ａ），
（Ｂ）に示すように燃料棒（図示せず）をセル（１）内
で弾性的に保持する弾性突起（８）や固定突起（９）を
設け、スリットを付した格子板を縦横格子状に組み立て
その交わる部分の上下を各種溶接やロー付等の冶金的接
合手段で結合一体化することによって製作されている。

【０００３】一方、上記多数の燃料棒は、上述の如く支
持格子の各セル内で前記弾性突起と固定突起とにより弾
性的に保持されているが、この燃料棒の挿入または抜き
取りに際しては、上記両突起によって燃料棒が傷つけら
れることがないように、弾性突起の方を引っ込ませてお
かねばならない。そこで、従来は、この燃料棒の支持格
子への挿入あるいは抜き取りに際し、図６（Ａ），
（Ｂ）に示す如く、セル（１）コーナー部のスリット溝
（Ｓ）…（Ｓ）の間隔に合わせ複数の突出部（１０）…
（１０）を設けた棒状のキー部材（Ｋ）を、上記スリッ
ト溝（Ｓ）…（Ｓ）に突出部を縦にして挿入した後に、
該キー部材を９０度回転させ、突出部（１０）…（１
０）を図示の如く溝縁部（１１）…（１１）に圧接する
ことによってキー部材（Ｋ）の背で前記弾性突起（８）
…（８）を押圧し、燃料棒が非接触状態で入る空間部を
セル（１）内に形成せしめていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法であると、弾性突起を押圧するためには、上述
の如く、先ず、キー部材をスリット溝に対してその突出
部が縦になるよう挿入し、次いで９０度キー部材を回転
させる動作が必要であり、さらに燃料棒挿入後もキー部
材を９０度回転させて引き抜く作業が必要であることか
ら、この作業は直接人手によって行われているのが現状
であり、燃料集合体１体につき非常に多数の治具を挿入
するこの作業は大変な手間と時間を要すると共に、将来
のＭＯＸ燃料等の高放射線量の燃料組立ての際の作業員
の被曝低減の観点からも何らかの改善が望まれていた。

【０００５】本発明は、叙上の如き実状に鑑みてなされ
たものであって、支持格子の前記弾性突起に新規な構成
を見出すことにより、前記キー部材を用いることなくセ
ルの弾性突起を窪んだ状態とし、もって支持格子への燃
料棒の挿入作業を機械を用いて短時間で、しかも作業者
の被曝を大きく低減させて行わしめることを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明支持格子の特徴は、燃料棒等を挿通させる多数
の角筒状セルを碁盤状に有してなり、上記セル各壁部の
一部を、筒軸方向の切り溝によってその両側を切り離す
と共に、該切離し片を、平行する壁部において同方向に
膨出せしめて弾性突起を形成し、該弾性突起とセル内に
設けた固定突起とによって上記燃料棒等を弾性的に挟持
する原子燃料用支持格子において、上記各弾性突起を、
上記燃料棒挟持側に膨出する表膨出形状と、該表膨出形
状から隣接するセル内に裏返って膨出する裏膨出形状と
を、安定静止状態にて選択的に形成しうるよう構成した
ところにある。また、本発明の燃料集合体の組立て方法
は、上記本発明の支持格子を用い、前記各セルの弾性突
起を裏膨出形状となす第１工程と、この裏膨出方向基端
側の支持格子のセルに燃料棒を挿入する第２工程と、隣
合うセルに燃料棒を挿入して、上記先に燃料棒を挿入し
たセルの弾性突起を裏側から押圧することにより、該弾
性突起を裏膨出形状から表膨出形状に復帰させる第３工
程と、以下、順次隣合うセルに燃料棒を挿入して、先に
燃料棒を挿入したセルの弾性突起を表膨出形状に復帰さ
せる第４，第５，第６…工程とからなることを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】上記本発明の支持格子を用い、本発明の組立方
法を実施することにより、燃料棒の支持格子への挿入作
業を、従来の如きキー部材も使用せずに、簡便で、迅速
に、かつ機械化を可能にして行い、支持格子セル内突起
によって燃料棒に傷をつけることなく挿入することがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、さらに添付図面を参照し、本発明の実
施例を説明する。図１は本発明実施例の支持格子と燃料
棒挿入状態を示す部分断面図であり、図２は同平面図、
図３は同実施例支持格子の弾性突起の例を示す部分拡大
図、図４は同実施例支持格子の部分斜視図である。図２
はセル（１）の数をあえて省略した図ではあるが、本発
明実施例の支持格子は同図に示すように、燃料棒（Ｎ）
等を挿通させる角筒状のセル（１）…（１）を碁盤状に
有してなり、また図４に示す如く、上記セル（１）…
（１）の各壁部の一部を、筒軸方向の切り溝（２）…
（２）によってその両側を壁部から切り離すと共に、さ
らにこの切り離し片を、平行する壁部において同方向に
膨出せしめて弾性突起（３）を形成し、この弾性突起
（３）と上記セル内に設けた固定突起（４）とによっ
て、上記燃料棒（Ｎ）等を弾性的に挟持する構成を有し
ている。なお、上記弾性突起（３）は図２に示す如く、
支持格子最外周の２つの辺においては、形成する必要は
ない。

【０００９】そして、本発明においては、上記弾性突起
（３）が図１の（Ｂ）に示すように、本来の燃料棒支持
側に膨出する表膨出形状（３ａ）と、同図（Ａ）に示す
如く、この表膨出形状から隣接するセル（１）内に裏返
って膨出する裏膨出形状（３ｂ）とを、安定静止状態に
て選択的に形成しうるよう構成されている。このよう
に、弾性突起（３）を、表と裏の２つの膨出形状を安定
静止状態にて形成させるための構成としては、例えば図
３の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、上記弾性突起（３）
を、燃料棒（Ｎ）を弾性保持する本来の支持用弾性変位
部（５）と、上記裏膨出形状に変位するための裏膨出用
弾性変位部（６）とを備えた複合構造にすることが挙げ
られる。また、このような構成によって、上記弾性突起
（３）の裏膨出形状（３ｂ）から表膨出形状（３ａ）へ
の復帰を、軽い押圧力にて行うことが容易となる。なお
図３（Ｃ）に示す（７）はスリット溝である。

【００１０】次に上記本発明実施例の支持格子を用いた
燃料集合体の組立方法を説明する。燃料棒（Ｎ）は、組
立後には、支持格子のセル内で固定突起と弾性突起とに
よって弾性的に保持されるが、挿入時に突起によって傷
つくことがないようにしなければならない。そこで、本
発明では、支持格子の弾性突起（３）を上述の如く、表
膨出形状から裏膨出形状へと安定静止状態で変位しうる
ように構成した。即ち、本発明実施例の燃料集合体の組
立方法は、先ず第１工程として、図２に示す如く、治具
等を用いて支持格子セル（１）…（１）の弾性突起
（３）…（３）を実線で示すように全て裏膨出形状（３
ｂ）となす。

【００１１】次に、第２工程として弾性突起（３）…
（３）の裏膨出方向（Ｒ）の基端側のセル（１ａ）に燃
料棒（Ｎ）を挿入する。このセル（１ａ）では、上記の
如く弾性突起（３），（３）が裏膨出しているため、燃
料棒（Ｎ）は、弾性突起（３）あるいは固定突起（４）
の干渉を受けることなくセル（１ａ）内に挿入される。
そして、第３工程として図１（Ａ），（Ｂ）及び図２の
１点鎖線に示すように、隣合うセル（１ｂ），（１ｂ）
に燃料棒（Ｎ）を挿入して、上記先に燃料棒を挿入した
セル（１ａ）の弾性突起（３），（３）を裏側から押圧
することにより、この弾性突起（３），（３）を、図１
（Ａ），（Ｂ）及び図２に実線で示す裏膨出形状（３
ｂ）から１点鎖線で示す表膨出形状（３ａ）に復帰させ
る。

【００１２】さらに、以下第４，第５，第６…工程とし
て、同じようにして順次隣合うセル（１）…（１）に燃
料棒を挿入し、先に燃料棒を挿入したセルの弾性突起
（３）…（３）を表膨出形状に復帰させる。なお、最終
に燃料棒を挿入することになる支持格子最外周の弾性突
起（３ｃ）…（３ｃ）は、この例では治具等によって表
膨出形状に復帰させる。なお、場合によっては、この最
外周の弾性突起は、例えば特開平３−１９９９９８号公
報に記載されるような特殊な外周キーが使用されること
もある。なお、支持格子内の弾性突起と固定突起の向き
は、この例をはじめとして種々あるが、上記工程１，２
及び３を支持格子の多数のセルのどこから始めるかは、
こうした突起の向きを考慮して適宜定めることができ
る。このように、本発明の支持格子を用い、本発明の組
立方法を実施することにより、燃料棒の支持格子への挿
入作業を、従来のキー部材も使用せずに、簡便で迅速
に、かつ機械化を容易ならしめて行うことが可能とな
る。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の原子燃料
用支持格子は、支持格子各セルの壁部を用いて形成され
る弾性突起を、燃料棒挟持側に膨出する表膨出形状と、
該表膨出形状から隣接するセル内に裏返って膨出する裏
膨出形状とを、安定静止状態にて選択的に形成しうるよ
う構成したものであり、またさらに、本発明の燃料集合
体の組立方法は、上記支持格子の弾性突起を裏膨出形状
となして、所定の順序でセル内に燃料棒を挿入すること
により、先に燃料棒を挿入したセルの弾性突起を本来の
表膨出形状に順次復帰させるものであり、上記本発明の
支持格子を用い、本発明の組立方法を実施することによ
り、燃料棒の支持格子への挿入作業を、従来の如き多数
のキー部材を複雑な操作をもって使用することなく、簡
便で迅速に、かつ機械化を可能にして行うことができ、
組立装置の機械化により作業員の被曝を低減せしめて将
来のＭＯＸ燃料の組立てにも充分対応しうるとの顕著な
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明実施例の支持格子と燃料棒挿入状
態を示す部分断面図である。（Ｂ）本発明実施例の支持
格子と燃料棒挿入状態を示す部分断面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】（Ａ）同実施例支持格子の弾性突起の例を示す
部分拡大図である。（Ｂ）同実施例支持格子の弾性突起
の例を示す部分拡大図である。（Ｃ）同実施例支持格子
の弾性突起の例を示す部分拡大図である。

【図４】同実施例支持格子の部分斜視図である。

【図５】（Ａ）支持格子セルの平面図である。（Ｂ）同
正面図である。

【図６】（Ａ）キー部材の使用状態を示す平面図であ
る。（Ｂ）同正面図である。

【符号の説明】

（１） セル （２） 切り溝 （３） 弾性突起 （３ａ）表膨出形状 （３ｂ）裏膨出形状 （４） 固定突起 （５） 支持用弾性変位部 （６） 裏膨出用弾性変位部 （Ｎ） 燃料棒 （Ｒ） 裏膨出方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料棒等を挿通させる多数の角筒状セル
   を碁盤状に有してなり、上記セル各壁部の一部を、筒軸
   方向の切り溝によってその両側を切り離すと共に、該切
   離し片を、平行する壁部において同方向に膨出せしめて
   弾性突起を形成し、該弾性突起とセル内に設けた固定突
   起とによって上記燃料棒等を弾性的に挟持する原子燃料
   用支持格子において、上記各弾性突起を、上記燃料棒挟
   持側に膨出する表膨出形状と、該表膨出形状から隣接す
   るセル内に裏返って膨出する裏膨出形状とを、安定静止
   状態にて選択的に形成しうるよう構成したことを特徴と
   する原子燃料用支持格子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の支持格子を用いた燃料集
   合体の組立て方法であって、上記各セルの弾性突起を裏
   膨出形状となす第１工程と、この裏膨出方向基端側の支
   持格子のセルに燃料棒を挿入する第２工程と、隣合うセ
   ルに燃料棒を挿入して、上記先に燃料棒を挿入したセル
   の弾性突起を裏側から押圧することにより、該弾性突起
   を裏膨出形状から表膨出形状に復帰させる第３工程と、
   以下、順次隣合うセルに燃料棒を挿入して、先に燃料棒
   を挿入したセルの弾性突起を表膨出形状に復帰させる第
   ４，第５，第６…工程とからなることを特徴とする燃料
   集合体の組立て方法。