JPH057596Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、原子炉用燃料集合体を支持するた
めの支持格子に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の支持格子としては、第１１図及
び第１２図に示すものが提供されている。

これらの図において符号１は支持格子を示す。
この支持格子１は、多数の格子空間２を画成する
ように、複数の内ストラツプ３を格子状に組み立
てて内格子４となし、この内格子４の四周に外ス
トラツプ５を装着してなるものである。

格子空間２の軸線方向における内ストラツプ３
の上下の端部には、格子空間２の内方に向つて突
出するデインプル（ハードストツプ）６が形成さ
れており、このデインプル（ハードストツプ）６
に対向する内ストラツプ３の中央部には、弾性を
有するスプリング（ソフトストツプ）７が格子空
間２の内方へ向つて突出するようにして形成され
ている。そして、格子空間２内に挿通された燃料
棒８をスプリング（ソフトストツプ）７の弾性力
によつてデインプル（ハードストツプ）６に押し
付け、これによつて弾性的に支持するようになつ
ている。

なお、格子空間２の一部には、デインプル（ハ
ードストツプ）６及びスプリング（ソフトストツ
プ）７が形成されていないものがあり、そこには
格子空間２の対辺距離とほぼ同じ外径を有するス
リーブ９が挿通され、ろう付けもしくは溶接によ
つて固定されている。このスリーブ９内には、図
示しない制御棒案内管が挿通される。

格子空間２のこのような構造は、各格子空間２
とも同様である。従つて、内ストラツプ３は格子
空間２の軸線方向における両端部に、長手方向
（格子空間２の軸線と直交する方向）に沿つて複
数のデインプル（ハードストツプ）６が互いに離
間して形成され、また内ストラツプ３の中央部に
デインプル（ハードストツプ）６のピツチと同ピ
ツチをもつてスプリング（ソフトストツプ）７が
形成された構造となつている。

ところで、上記支持格子１は高温の原子炉内で
用いられるものであり、しかも格子空間２の壁部
と燃料棒８との間には冷却水が高速度で流れる。
このような状況下においても燃料棒８を確実に支
持し得るように、スプリング（ソフトストツプ）
７の材質、つまり内格子４の材質としては、耐熱
強度が高く、しかも高温下でのバネ特性に優れた
金属であることが要求される。そこで、一般的に
は、内格子４の材質としてインコネルが用いられ
ている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、内格子４がインコネルからなる支持
格子１においては、耐熱強度及び高温下でのスプ
リング（ソフトストツプ）７のバネ強度が優れて
いる半面、インコネルは中性子吸収断面積が大き
いため、原子炉内で燃料棒８が照射された際に出
る中性子を吸収する量が多く、このため燃料効率
が低下するという問題があつた。

〔考案の目的〕

この考案は、上記の問題点を解消するためにな
されたものであり、耐熱強度及び高温下でのスプ
リング（ソフトストツプ）のバネ強度が優れてい
るのは勿論のこと、燃料効率を向上させることが
できる支持格子を提供することを目的としてい
る。

〔目的を達成するための手段〕

この考案は、上記の目的を達成するために、支
持格子の内格子を、複数の管を、これらの管の軸
線が互いに平行になるように向けて軸線と直交す
る方向に並設して構成し、上記管を内方に向つて
突出したスプリング（ソフトストツプ）が形成さ
れて管部と、他の管部とをこれらの管部の軸線が
一致するように積み重ねて一体化して構成し、上
記他の管部をジルコニウム合金によつて構成し、
上記スプリング（ソフトストツプ）が形成された
管部をジルコニウム合金より高温下においてもバ
ネ定数の高い金属によつて構成したものである。

〔実施例〕

第１図ないし第１０図は、この考案の一実施例
を示す図であり、図中符号２０は支持格子を示
す。この支持格子２０は多数の格子空間２１を有
する内格子２２と、この内格子２２の四周に装着
された外ストラツプ２３とで構成されている。

上記内格子２１は、複数の円筒管２４を、これ
ら円筒管２４の軸線が互いに平行になるように向
けて軸線と直交する向きに、円筒管２４の外壁を
互いに当接させて並設すると共に、円筒管２４と
同径で、かつ長さの長い複数のスリーブ２５を、
これらスリーブ２５に軸線が円筒管２４の軸線と
平行になるように向けてスリーブ２５の外壁と円
筒管２４の外壁とを互いに当接させてなる略直方
体状のものであり、上記円筒管２４同志の当接し
ている部分及び円筒管２４とスリーブ２５とが当
接している部分は溶接されている。

上記円筒管２４は、第２図に示すように、上管
部２６と、中管部２７と、下管部２８とを互いの
軸線が一致するように積み重ねて一体化した三段
構造となつており、この円筒管２４の内部が上記
格子空間２１となつている。

上記上管部２６及び下管部２８の内壁部には、
第２図ないし第５図に示すように内方に向つて突
出するデインプル（ハードストツプ）２９が形成
されており、このデインプル（ハードストツプ）
２９に対向する中管部２７の内壁部には、弾性を
有するスプリング（ソフトストツプ）３０が中管
部２７の内方へ向つて突出するようにして形成さ
れている。そして、上記格子空間２１内に挿通さ
れた燃料棒８をスプリング（ソフトストツプ）３
０の弾性力によつてデインプル（ハードストツ
プ）２９に押し付け、これによつて燃料棒８を弾
性的に支持するようになつている。

ところで、上記上管部２６及び下管部２８は、
これらに形成されたデインプル（ハードストツ
プ）２９が燃料棒８を自ら押すものでなく、単に
押し付けられるものであることから、高温下にお
けるバネ強度を求められることがない。そこでバ
ネ強度は低いが、耐熱強度が高く、中性子吸収断
面積が小さいという観点から上管部２６及び下管
部２８はジルカロイ（ジルコニウム合金）によつ
て構成されている。中管部２７については、燃料
棒８を弾性的に押圧するスプリング（ソフトスト
ツプ）３０が形成されている関係上、中性子吸収
断面積が小さいことよりも耐熱強度及びバネ強度
が高いことが要求される。このような点から中管
部２７を構成する材料としてはインコネル、ある
いはステンレス鋼等が用いられている。

上記構成の支持格子２０においては、支持格子
２０の内格子２２を構成する円筒管２４をデイン
プル（ハードストツプ）２９が形成された上管部
２６及び下管部２８と、スプリング（ソフトスト
ツプ）３０が形成された中管部２７とで構成した
三段構造とし、上記上管部２６及び下管部２８を
耐熱強度が高く、中性子吸収断面積の小さいジル
カロイ（ジルコニウム合金）によつて構成し、上
記中管部２７を耐熱強度が高く、ジルカロイ（ジ
ルコニウム合金）より高温下においてもバネ定数
の高いインコネルによつて構成したので、耐熱強
度及び高温下でのスプリング（ソフトストツプ）
３０のバネ強度が優れているのは勿論のこと、燃
料効率を向上させることができる。

また、上記支持格子２０においては、単体の円
筒管２４を多数並設することにより内格子２２を
構成するようにしたので円筒管２４の配列を組み
換えることによりあらゆる形状の内格子２２を構
成することができる。

なお、本実施例では、支持格子２０の内格子２
２を円筒管２４により構成したが多角形状の管に
より構成してもよい。

次に、支持格子２０を構成している円筒管２４
の製造方法について第６図を参照して説明する
と、予めジルカロイ製の上管部２６及び下管部２
８と、インコネル製の中管部２７とを形成してお
き、それぞれの管部の軸線が一致するように三段
に積み重ねると共に、それぞれの管部の間にチタ
ン、モリブデン、またはチタン−モリブデン合金
等のリング状の介在金属３１を挟んで溶接するこ
とにより上管部２６と、中管部２７と、下管部２
８とを接合する。これは、上管部２６及び下管部
２８はジルカロイ（ジルコニウム合金）、中管部
２７はインコネルによつて構成されており、ジル
カロイと、インコネルとは直接溶接できないため
である。なお、上記の接合は、中管部２７の上下
縁部の外周面及び内周面に、それぞれ上下方向に
突出するタブを形成し、これらタブの間に、上管
部２６の下縁部及び下管部２８の上縁部を差し込
んで嵌めることによつて行つてもよい。

なお、第７図、第８図は、上記円筒管２４と、
ジルカロイ製のスリーブ２５とを接合する方法を
示す図であり、第７図に示すように、円筒管２４
の上管部２６及び下管部２８の外周面と、スリー
ブ２５の外周面とが当接している部分Ａにてスポ
ツト溶接するか、あるいは第８図に示すように、
スリーブ２５の上下部に外方に向けて突出したタ
ブ４１を円筒管２４の上下端部に形成されたノツ
チ４４に嵌合して溶接することにより円筒管２４
とスリーブ２５とを溶接する。

また、第９図、第１０図は、円筒管２４と、ス
リーブ２５とで構成された内格子２２の四周に外
ストラツプ２３を装着する方法を示す図であり、
外ストラツプ２３に形成されたサイドタブ４３…
…を円筒管２４……の外周面に当接して溶接する
か、あるいは第１０図に示すように外ストラツプ
２３に形成されたサイドタブ４４……を円筒管２
４に形成されたノツチ４５……に嵌合して溶接す
ることにより内格子２２の四周に外ストラツプ２
３を装着する。

〔考案の効果〕

この考案によれば、支持格子を、複数の管を、
これらの管の軸線が互いに平行になるように向け
て、軸線と直交する方向に並設し、上記管を、内
方に向つて突出したスプリング（ソフトストツ
プ）が形成された管部と、他の管部とをこれらの
管部の軸線が一致するように積み重ねて一体化
し、上記他の管部を中性子吸収断面積の小さいジ
ルコニウム合金によつて構成し、上記スプリング
（ソフトストツプ）が形成された管部をジルコニ
ウム合金より高温下においてもバネ定数の高い金
属によつて構成したので、耐熱強度及び高温下で
のスプリング（ソフトストツプ）のバネ強度が優
れているのは勿論のこと、燃料効率を向上させる
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図は、この考案の一実施例
を示す図であり、第１図は、支持格子を示す概略
斜視図、第２図は円筒管を示す側断面図、第３図
は、第２図における−線視断面図、第４図
は、第２図における−線視断面図、第５図
は、第２図における−線視断面図、第６図は
円筒管の組立方法を示す概略斜視図、第７図、第
８図は、円筒管と、スリーブとを接合する方法を
示す図、第９図、第１０図は、外ストラツプを装
着する方法を示す図、第１１図及び第１２図は、
従来の支持格子の一例を示す図であり、第１１図
は、支持格子を示す斜視図、第１２図はデインプ
ル（ハードストツプ）及びスプリング（ソフトス
トツプ）を示す側断面図である。 ２０……支持格子、２４……管、２６，２７，
２８……管部、３０……スプリング（ソフトスト
ツプ）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の管を、これらの管の軸線が互いに平行に
   なるように向けて軸線と直交する方向に並設して
   なり、上記管は、内方に向かつて突出したスプリ
   ング（ソフトストツプ）が形成された管部と、他
   の管部とを、これらの管部の軸線が一致するよう
   に積み重ねて一体化されており、上記他の管部は
   ジルコニウム合金によつて構成され、上記スプリ
   ング（ソフトストツプ）が形成された管部はジル
   コニウム合金より高温下においてもバネ定数の高
   い金属によつて構成されていることを特徴とする
   支持格子。