JPH0547896U - 燃料集合体用のスペーサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ スペーサの中心部に設けられるフロータブの
強度と冷却材の撹拌機能を低下させることなく、格子板
の溶接をやり易くすることを目的とする。 ［構成］ 四方の外側板１１の内側を縦，横所定数の格
子板１２によって単位セル１３に区分すると共に中心部
には単位セルの３行３列の広さに相当する角形空間１４
を形成し、単位セル１３を囲む四辺には保持ばね１５を
それぞれ取付け、角形空間１４を囲む縦及び横の格子板
１２の上縁で他の横又は縦の格子板１２がＴ字状に突き
合せられる部位に外方に傾くフロータブ１６をそれぞれ
設け、各フロータブ１６に細長孔１６ａを設ける一方、
フロータブ１６の下側に突き合せられる各格子板１２の
端部上に設けたほぞ状の突起１７ｂを各細長孔１６ａに
それぞれ嵌め合せ、各嵌め合せ部分をフロータブ１６の
上方から溶接したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は燃料集合体主として太径の水管を用いるようにした燃料集合体のス ペーサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近、沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲという）では、原子炉の長期サイクル運 転化と燃料のより経済的な燃焼化が望まれており、これに応える手段の一つとし て、燃料集合体自体の大きさを変えることなく、燃料からできるだけ多量の熱エ ネルギーを取出すように燃料の濃密度を高める一方、水管を太くして燃料集合体 内の未沸騰水体積を大きくして燃料の反応度を高めるようにしている。

【０００３】 その概略を示せば図４のとおりであり、所定数の燃料棒ｎを正方配列（図では ９行９列）し、中心部には３行３列又は２行２列の燃料棒ｎが占有する面積にほ ぼ等しい断面積を持つ角形の水管Ｗを配置し、それらの燃料棒ｎと水管Ｗとを、 軸方向に数段に配設されるスペーサＳの、四方の外側板（但し、図５では三方だ けを示した）の内側を縦，横の格子板２によって区分した単位セル３と、中心部 に形成された広い角形空間（単位セル３の３行３列又は２行２列分の広さ）４に それぞれ嵌挿し、燃料棒ｎは、単位セル３の四辺の中央部に取付けられた図６の ようなクリップ状ばね５の山形弾性片５ａと角形等の固定突部５ｂとで支持し、 水管Ｗはその四側面を３つ又は２つのクリップ状ばね５の山形弾性片５ａで支持 するようにしている。

【０００４】 そして、燃料棒ｎ及び水管Ｗの上下端は端栓を介して上下のタイプレートｔ₁ ，ｔ₂ を装着し、外側にはチヤンネルボックスＢを被嵌して燃料集合体となし、 その所定数のものを炉心の受座Ｆに立設し、炉の運転中には受座Ｆの通孔Ｆ₁ を 通じて冷却材を下側からチヤンネルボックスＢの内側及び水管Ｗの内側に送り込 み、沸騰を伴う伝熱現象により除熱を行うようにしている。

【０００５】 一般に、ＢＷＲの燃料集合体の最大熱出力は、冷却材の除熱能力により規定さ れていて、冷却材の除熱能力以上の熱出力を発生させると燃料棒ｎの表面が蒸気 膜でおおわれて温度が急上昇して焼損し、高い放射能を持つ核分裂性生成物を流 出させる恐れがあるので、燃料集合体の出力は一定の出力（限界出力）以下に抑 える必要があり、特に燃焼特性を向上させるべく上記のような太径の水管Ｗを中 央に配置した集合体では、水管Ｗの表面に沿って冷却材が無造作に流れないよう にして限界出力を向上させる観点から、スペーサＳには水管Ｗを囲むスペーサの 中央部の縦，横の格子板２の上縁に外方に傾いたばち状のフロータブ６を設け、 冷却材を積極的に燃料棒側に向けるようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記燃料集合体に使用されるスペーサＳは、所要数の縦，横の格子 板２を交差させて組合せ（各板の途中では互いに向き合う半分高さ程度のスリッ トを設けてそれらのスリットを嵌め合せ、かつ端部においては突き合せる）、そ れらの交差部又は突き合せ部を上方からティグ溶接又はレーザ溶接することによ り結合しているが、中央の水管挿通用の角形空間４を形成する部分では、図７の ように縦，横の格子板２の突き合せ部は外方に傾くフロータブ６の真下にあるた め、溶接が甚だ困難である。

【０００７】 このため、図８のようにフロータブ６に丸い窓孔６ａを設け、この窓孔６ａを 通じ、縦，横の格子板２の突き合せ部を溶接することが試みられているが、この やり方ではフロータブ６の機械的強度が低下するばかりでなく、フロータブ６本 来の機能である冷却材の撹伴作用が著しく低下してしまう。

【０００８】 そこで、この考案はスペーサの中心部に設けられるフロータブの強度と冷却材 の撹拌機能を低下させることなく、格子板の溶接をやり易くすることを目的とす る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的のもとにこの考案は、四方の外側板の内側を縦，横所定数の格子板に よって燃料棒支持用の単位セルに区分し、中心部には単位セルの３行３列又は２ 行２列の広さに相当する角形空間を形成し、該空間内に太径の水管を嵌挿支持す るようにした燃料集合体用のスペーサとして、角形空間を囲む縦及び横の格子板 の上縁で他の横又は縦の格子板がＴ字状に突き合せられる部位に外方に傾くフロ ータブをそれぞれ設け、これらのフロータブに細長孔を設ける一方、フロータブ に突き合せられる各格子板の端部上にはフロータブの傾きに一致する傾斜端面を 有する突片をそれぞれ設け、各傾斜端面上にはほぞ状の突起を設け、これらの突 起を各フロータブの細長孔に嵌め合せ、その嵌め合せ部分を溶接して格子板の突 き合せ部を結合させたことを特徴としている。

【００１０】

【実施例】

図１はこの考案に係るスペーサＳの一例を示すものであり、スペーサＳは四方 の外側板１１により角枠状に形成され、その内側は、縦，横各所定数の格子板１ ２によって９行９列に配列される多数の燃料棒ｎをそれぞれ嵌挿すべき単位セル １３に区分され、その中心部には燃料棒挿入用の単位セル１３の３行３列分の広 さに相当する太径水管Ｗ挿入用の角形空間１４が形成されており、縦，横の格子 板１２によって区分された単位セル１３を囲む四辺の中央部には、前記のように それぞれインコネル合金製細幅の板材を折曲げ、一側に山形弾性片を、他側には 角形等の固定突部を形成したクリップ状の保持ばね１５（但し、外側板に取付け られるばねは山形弾性片だけが設けられる）が挟み付けられていて、単位セル１ ３に嵌挿される燃料棒ｎに対しては二方の山形弾性片と他の二辺の固定突部とで 支持し、中心部の角形空間１４に嵌挿される水管Ｗに対しては四側面のすべてを それぞれ複数のばね１５の山形弾性片で支持するようになされている。

【００１１】 又、太径の水管Ｗを挿入すべき中心部の角形空間１４を囲む縦格子板１２と横 格子板１２とがＴ字状に突き合せられる部分の縦格子板１２又は横格子板１２の 上縁には、外方即ち隣接単位セル側に傾いて張出すばち状のフロータブ１６がそ れぞれ設けられている。

【００１２】 そして、それらのフロータブ１６の中央部には、図２のように格子板の厚さに ほぼ等しい幅の細長孔１６ａがそれぞれ穿設される一方、縦又は横の格子板１２ のフロータブ１６の設定部分に突き合せられる他の横又は縦の格子板１２の突き 合せ端の上縁には、フロータブ１６の傾きに一致する斜めの端面１７ａを持つ突 片１７がそれぞれ形成され、各突片１７の傾斜端面１７ａにはフロータブ１６の 細長孔１６ａにほぼ一致するほぞ状の突起１７ｂがそれぞれ設けられている。 なお、図２における１２ａは縦，横の格子板１２を十字に交差させて組付ける ためのスリットである。

【００１３】 しかして、図３のように各フロータブ１６の細長孔１６ａに上記突片１７のほ ぞ状の突起１７ｂを嵌め込みつつ、角形空間１４を囲む一方の縦又は横の格子板 １２に他方の横又は縦の格子板１２がＴ字状に突き合せられ、フロータブ１６の 上方から細長孔１６ａとほぞ状突起１７ｂの嵌め込み部分が溶接されて、各格子 板１２は結合されている。

【００１４】 そこで、燃料集合体の組立に当たり、上記スペーサＳを数段に整列し、それら の各単位セル１３に燃料棒ｎを嵌挿すると共に中心の角形空間１４に前記のよう な太径の水管Ｗを嵌挿させれば、単位セル１３においては、二辺に取付けられた 保持ばね１５の山形弾性片と他の二辺における保持ばね１５の固定突部が燃料棒 ｎの側面に当接してこれを支持し、一方、角形空間１４においては、これを囲む 縦，横の格子板１２に取付けられた保持ばね１５の山形弾性片が水管Ｗの側面に 当接してこれを弾性的に支持する。

【００１５】 又、炉の運転時に、スペーサＳの部分において水管Ｗの表面に沿って冷却材が 流れた際、冷却材は無造作に通り抜けることなく、水管Ｗを囲む縦，横の格子板 １２に設けられた傾いたフロータブ１６により、確実に燃料棒ｎ側に向わせられ る。

【００１６】

【考案の効果】

以上のようにこの考案では、中心部に広い角形空間を設けて太径の水管を嵌挿 支持するようにした燃料集合体用のスペーサとして、角形空間を囲む縦及び横の 格子板の上縁に設けたフロータブに細長孔を設ける一方、フロータブの下側に突 き合せられる格子板の端部上にフロータブの傾きに一致する傾斜端面を有する突 片を設けると共に傾斜端面にはそれぞれほぞ状の突起を設け、その突起をフロー タブの細長孔に嵌め合せ、その嵌め合せ部分を溶接して格子板の突き合せ部を結 合させるようにしたので、中心部における格子板の突き合せ部の溶接がフロータ ブの上方から行えて甚だやり易く、しかもフロータブに設けられる孔は細長孔で 、しかもそれらは突起でふさがれるため、タブの機械的強度と冷却材の撹拌機能 は低下せず、冷却材を確実に燃料棒側に向けて除熱能力を向上させることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例の平面図。

【図２】縦，横に突き合せられる格子板を分離して示す
側面図。

【図３】図２の縦，横の格子板を結合させた状態の平面
図。

【図４】燃料集合体の概略的な側面図。

【図５】従来のスペーサの一部を省略した平面図。

【図６】燃料棒の支持状態を示す側面図。

【図７】従来の格子板の突き合せ状態を示す平面図。

【図８】フロータブに窓孔を設けた格子板の部分正面
図。

【図９】図８の格子板に他の格子板を突き合せて結合さ
せた状態の平面図。

【符号の説明】

１１ 外側板 １２ 格子板 １３ 単位セル １４ 角形空間 １５ 保持ばね １６ フロータブ １６ａ 細長孔 １７ 突片 １７ａ 傾斜端面 １７ｂ 突起 ｎ 燃料棒 Ｓ スペーサ Ｗ 水管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 四方の外側板の内側を縦，横所定数の格
   子板によって燃料棒支持用の単位セルに区分し、中心部
   には単位セルの３行３列又は２行２列の広さに相当する
   角形空間を形成し、該空間内に太径の水管を嵌挿支持す
   るようにしたスペーサにおいて、上記角形空間を囲む縦
   及び横の格子板の上縁で他の横又は縦の格子板がＴ字状
   に突き合せられる部位に外方に傾くフロータブをそれぞ
   れ設け、これらのフロータブに細長孔を設ける一方、フ
   ロータブの下側に突き合せられる各格子板の端部上には
   フロータブの傾きに一致する傾斜端面を有する突片をそ
   れぞれ設け、各傾斜端面上にはほぞ状の突起を設け、こ
   れらの突起を各フロータブの細長孔に嵌め合せ、該嵌め
   合せの部分を溶接して格子板の突き合せ部を結合させて
   なる燃料集合体用のスペーサ。