JPH06123790A - 原子炉用燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】結合用燃料棒固定用ナットおよび爪付きワッシ
ャの装着，脱着作業を容易にし、かつチャンネルボック
ス装着時の干渉を防止することにより作業時間短縮を可
能にする原子炉用燃料集合体を提供する。 【構成】結合用燃料棒９の固定用ナット１０に爪付きワ
ッシャ１１の爪１９が嵌合できるように溝を設け、また
固定用ナットに対応して、爪付きワッシャの爪の数を最
低１枚とする。また、固定用ナットを袋ナット構造若し
くはナット上部に傾斜を設けた構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子炉用燃料集合体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子炉の燃料集合体は、金属製
被覆管内部に核燃料物質を充填した多数の燃料棒を規則
正しく配列されたものが方形のチャンネルボックスの内
部に収納されている。現在、原子炉で使用されている燃
料集合体の一例を図１１に示す。すなわち、燃料集合体
１は複数の燃料棒２と単数あるいは複数のウォータロッ
ド３を上部タイプレート４，スペーサ５，下部タイプレ
ート６により固定し、その外側をチャンネルボックス７
で取囲むように構成されている。図１２および図１３に
上部タイプレート４とチャンネルボックス７との詳細な
関係を示す。上部タイプレート４は、燃料棒２およびウ
ォータロッド３の配置にしたがって配置された円筒形の
ボス１３と、隣接するボス１３どうしを連結するリブ１
４と、燃料体を取扱うためのハンドル１２と、４隅に立
てられた３本のポスト１６および１本の固定用ポスト１
５と、各辺に二つずつ配された計八つのチャンネルパッ
ド１８とからなる。これらのボス１３およびリブ１４
は、燃料使用中の冷却材の流路面積をなるべく大きく取
り圧力損失を小さくするために、基本的には強度上必要
最小限の大きさになっている。燃料棒２の上端部および
下端部は上部タイプレート４および下部タイプレート６
に設けられたボス１３のボス穴に挿入されて支持され
る。燃料棒２のうちのいくつかは上下端にねじがきって
ある結合用燃料棒９であり、その下端は下部タイプレー
ト６にねじこまれる。また、結合用燃料棒９の上端はボ
ス１３のボス穴ならびに爪付きワッシャ１１の穴を貫通
し、上部タイプレート４の上面で固定用ナット１０をね
じこむことで固定される。固定用ナット１０は、また、
爪付きワッシャ１１の爪１９を上方に折り曲げることで
使用中に回転して緩むことのないようにしてある。固定
用ナット１０は、図１４に示すように六角ナットであ
り、爪付きワッシャ１１の爪１９を上方に折り曲げるこ
とで使用中に回転して緩むことのないようにしてある。
爪付きワッシャ１１は図１５に示すように、リングを四
つ連ねてつないだ構造となっている。外側の二つのリン
グが固定用ナット１０用のワッシャで、各々リングの中
心線延長上に１本とそれから１２０°ずつ回転した方向
に放射状に固定用ナット１０の六角の辺を一つおきに固
定する爪１９が設けられており、２本の結合用燃料棒９
用の固定用ナット１０を同時に固定することができ、固
定用ナット１０自身が回転しない構造となっている。チ
ャンネルボックス７は、原子炉建屋内で燃料集合体１の
上方から垂直にかぶせられる。チャンネルボックス７上
端の相対する二つのコーナにはクリップ１７があり、上
部タイプレート４のポスト１６の上端に載置される。ク
リップ１７と接するポスト１６のうちの一つは固定用ポ
スト１５で、ねじ穴があけられており、チャンネルファ
スナ８のねじをクリップ１７を貫通してねじこむことに
より、チャンネルボックス７を燃料集合体１に固定す
る。固定用ポスト１５を除く３本のポスト１６は、圧力
損失を小さくするため直下のボス１３と同芯同径の直立
円筒としている。一方、チャンネルファスナ用ねじ穴を
あけるため、固定用ポスト１５ならびにその直下のボス
１１は他のポスト１６よりも太径であり、直下の燃料棒
２と中心線もずれた直立円筒である。チャンネルボック
ス７を燃料集合体１に装着する作業を容易にするべく、
特公昭58−6919号公報に示されているように上部タイプ
レート４にはリードイン構造を持たせている。図１２お
よび図１３ではハンドル１２と隣接するポスト１６との
間に傾斜を有したブリッジ２０を形成すること、ならび
にチャンネルパッド１８に面とりを施すことによりリー
ドイン構造を持たせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、爪付き
ワッシャ１１の両端のリングに１２０°おきに有する３
枚の爪１９を固定用ナット１０の六角の辺に一つおきに
合うように配置しその爪を上方に折り曲げることで、結
合用燃料棒９を締め付けている固定用ナット１０が使用
中に回転して緩むことのないようにしてある。しかし、
従来技術では試験等の目的で燃料集合体１の使用中また
は使用後に一時解体し再組立を行うために上部タイプレ
ート４を取外し、取付けを行うにあたり、爪付きワッシ
ャ１１の３枚の爪１９を１枚ずつ解除または折り曲げる
か、専用の治具を用いて一度に解除または折り曲げる必
要があった。

【０００４】また、従来技術ではチャンネルボックス７
の燃料集合体２への装着作業を容易にするべく、ポスト
１６にリードイン構造を持たせており、上部タイプレー
ト４のポスト１６の頭部までの装着作業に関しては、チ
ャンネルボックス７の下端が上部タイプレート４と干渉
することはなかったのに対し、チャンネルボックス７が
ポスト１６の頭部を通過した後、チャンネルボックス７
と固定用ナット１０の回り止めのために折り曲げた爪付
きワッシャ１１の爪との干渉については考慮がなされて
いなかった。したがって、原子炉建屋内におけるチャン
ネルボックス７の燃料集合体１への装着作業時に干渉が
生じる可能性があった。

【０００５】本発明の目的は、原子炉建屋内等での固定
用ナット回り止め用の爪付きワッシャの装着，脱着作業
性の向上および作業時間の短縮、並びにチャンネルボッ
クス装着作業時間短縮を可能にする原子炉燃料集合体を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、結合用燃料棒９の固定用ナット１０に爪付きワッシ
ャ１１の爪１９が嵌合できるように溝を設け、また固定
用ナットに対応し爪付きワッシャの爪の数を最低１枚と
する。また、固定用ナットを袋ナット構造若しくはナッ
ト上部に傾斜を設けた構造とする。

【０００７】

【作用】燃料編集体１の組立時および試験等の目的で燃
料集合体１の使用中または使用後に一定解体し再組立を
行う際に上部タイプレート４を取外し，取付けを行うに
あたり、固定用ナット１０に爪付きワッシャ１１の爪１
９が嵌合できるように溝を設けることにより爪付きワッ
シャには最低１枚の爪を設けていればよく、そのため爪
の折り曲げまたは解除の作業が容易にかつ短い時間で実
施することができる。

【０００８】また、固定用ナット１０を袋ナット構造若
しくはナット上部に傾斜を設けた構造とすることによ
り、チャンネルボックス７を燃料集合体１に装着する場
合に固定用ナット自身の持つリードイン機能によりチャ
ンネルボックス７を燃料集合体１に装着する場合の干渉
を防止することができる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図１ならびに図２を用いて
説明する。本実施例では、結合用燃料棒９の固定用ナッ
ト１０の六角の辺のうち一辺に爪付きワッシャ１１の爪
１９を折り曲げた際に嵌合できるような溝を有したもの
であり、爪付きワッシャ１１は１枚の爪１９しか有して
いない構造である。なお、固定用ナット１０の高さにつ
いては、爪付きワッシャ１１の爪１９を折り曲げた際に
嵌合しやすいような高さとするが、チャンネルボックス
７の装着時にクリップ１７等に干渉しないようにする必
要がある。組立時の固定用ナット１０と爪付きワッシャ
１１の状態を図３ならびに図４に示す。この組合わせに
より、燃料集合体１の組立時および試験等の目的で燃料
集合体１の使用中または使用後に一時解体し再組立を行
う際の上部タイプレート４の取外し，取付け作業にあた
り、従来爪付きワッシャ１１の３枚の爪１９を１枚ずつ
解除または折り曲げるか、専用の治具を用いて一度に解
除または折り曲げる必要があったのに対し、短時間に容
易に取付け，取外し作業ができることになる。また、爪
付きワッシャ１１の爪１９の枚数が減ることにより、折
り曲げた爪が上部タイプレート外周面よりも外側にはみ
出す可能性が少なくなり、チャンネルボックス７を燃料
集合体１に装着する際のチャンネルボックス７との干渉
の可能性を低減することができる。また、爪付きワッシ
ャ１１の爪１９が、図２（ｂ）に示すように爪付きワッ
シャ１１の四つのリングの中心線延長上近傍に配置する
か、または図２（ａ）に示すように爪付きワッシャ１１
の爪１９が四つのリングの中心線に対しいずれもどちら
かの側に配置され、それを組み立てた状態で爪１９が集
合体内部に向いているように配置することでチャンネル
ボックス７との干渉の可能性を一層低減することができ
る。

【００１０】図５は本発明の第２の実施例である。本実
施例では、固定用ナット１０に設ける爪付きワッシャ１
１の爪１９を折り曲げた際に嵌合できる溝を複数個有し
たものである。本実施例の固定用ナット１０を図２に示
す爪付きワッシャ１１と組み合わせて使用すると、第１
の実施例の場合と比べ、固定用ナット１０を結合用燃料
棒に締め付けた際の固定用ナット１０の溝と爪付きワッ
シャ１１の爪１９との周方向の位置合わせの機会が増え
ることから、作業性を向上することができる。図６は本
発明の第３の実施例である。本実施例では、爪付きワッ
シャ１１の爪１９が２枚あるものであり、図１に示す固
定用ナット１０と組み合わせて使用することにより、爪
１９のうち一枚は固定用ナット１０の溝と嵌合させるた
めに使用し、もう一枚は折り曲げない状態で使用する。
但し、折り曲げない状態で使用する爪については他の燃
料棒等と干渉しない位置にくるように配置する。図６
（ａ）は他の燃料棒等と干渉する位置にもう一枚の爪が
配置されている例であり、図６（ｂ）は他の燃料棒等と
干渉しない位置にもう一枚の爪を配置した本実施例を示
す。折り曲げない状態で使用するもう一枚の爪は、試験
等の目的で上部タイプレートの取外し，取付け作業にあ
たり、爪付きワッシャ１１の爪１９の解除または再度折
り曲げを行った際、爪が切損した場合において予備用の
爪として設けておくものであり、爪付きワッシャ１１を
新しいものと交換することなく使用できることが特徴で
ある。

【００１１】図７は本発明の第４の実施例である。図１
に示す固定用ナット１０に設けた溝の形状に傾斜をもた
せることで、爪付きワッシャ１１の爪１９を嵌合させる
際に爪１９の内側をガイドしながら折り曲げることを容
易な構造としたものである。図８は本発明の第５の実施
例である。図８（ａ）は図１に示す固定用ナット１０に
設けた溝を軸方向に貫通させたものであり、同様に図８
（ｂ）は図５に示す固定用ナット１０に設けた溝を軸方
向に貫通させたものである。本実施例の場合、図１およ
び図５に示す固定用ナットに比べ溝の加工がしやすいこ
と、および爪付きワッシャ１１の爪１９を折り曲げる
際、爪の根本から確実に固定用ナットの溝に嵌合させる
ことができることが特徴である。

【００１２】図９は本発明の第６の実施例である。本実
施例は図１に示す固定用ナット１０の上部に傾斜を設け
たことを特徴とし、固定用ナット自身にチャンネルボッ
クス装着時のリードイン機能を付加したものである。つ
まり、チャンネルボックス７を燃料集合体１に装着する
場合に固定用ナット１０の傾斜に沿ってチャンネルボッ
クス７がガイドされるためにチャンネルボックス７を燃
料集合体１に装着する場合の干渉を防止することができ
る。

【００１３】図１０は本発明の第７の実施例である。本
実施例は図９に示す固定用ナット１０を袋ナット構造と
したものであり、図９のナットを使用した場合には結合
用燃料棒９の上端がナット上部にいくらか突き出ている
ためにチャンネルボックス装着時のリードイン機能が十
分でない可能性があるのに対し、本実施例ではチャンネ
ルボックス７と結合用燃料棒９の上端との干渉がなくな
ることで固定用ナット自身に有するチャンネルボックス
装着時のリードイン機能を強化したものである。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、燃料集合体の組立時お
よび試験等の目的で燃料集合体の使用中または使用後に
一時解体し再組立を行うにあたり、上部タイプレートの
取付けまたは取外しを行う場合、結合用燃料棒の固定用
ナットに爪付きワッシャの爪が嵌合できるように溝を設
けることにより、爪の折り曲げまたは解除の作業が容易
に、かつ、短い時間で実施することができる。

【００１５】また、固定用ナット上部に傾斜を設けた構
造若しくは袋ナット，構造ナットにすることにより、チ
ャンネルボックスを燃料集合体に装着する場合に固定用
ナット自身の持つリードイン機能によりチャンネルボッ
クスを燃料集合体に装着する場合の干渉を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の固定用ナット正面図
（ｂ），平面図（ａ），側面図（ｃ）。

【図２】本発明の第１の実施例の爪付きワッシャ平面
図。

【図３】本発明の第１の実施例の固定用ナットと爪付き
ワッシャの組立状態の平面図。

【図４】本発明の第１の実施例の固定用ナットと爪付き
ワッシャの組立状態の側面図。

【図５】本発明の第２の実施例の固定用ナットの正面図
（ｂ），平面図（ａ）。

【図６】本発明の第３の実施例の爪付きワッシャの平面
図。

【図７】本発明の第４の実施例の固定用ナットの正面図
（ｂ），平面図（ａ），側面図（ｃ）。

【図８】本発明の第５の実施例の固定用ナットの正面図
（ｃ)，(ｄ），平面図（ａ），（ｂ）。

【図９】本発明の第６の実施例の固定用ナットの正面図
（ｂ），平面図（ａ）。

【図１０】本発明の第７の実施例の固定用ナットの正面
図（ｂ），平面図（ａ）。

【図１１】従来の原子炉用燃料集合体構造の正面図。

【図１２】従来の原子炉用燃料集合体上部構造の正面
図。

【図１３】従来の原子炉用燃料集合体上部構造の平面
図。

【図１４】従来の固定用ナットの正面図（ｂ），平面図
（ａ）。

【図１５】従来の爪付きワッシャの平面図。

【符号の説明】

４…上部タイプレート、９…結合用燃料棒、１０…結合
用燃料棒固定用ナット、１１…爪付きワッシャ、１９…
ワッシャ爪。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製被覆管内部に核燃料物質を充填した
   複数本の燃料棒を格子状に配列させ、前記燃料棒の上端
   を上部タイプレートに嵌合あるいは貫通して保持させ、
   貫通した一部の前記燃料棒の上部を固定用ナットおよび
   ナット回り止め用の爪付きワッシャにより固定した燃料
   集合体において、前記固定用ナットに前記爪付きワッシ
   ャの爪が嵌合できるように溝を設けたことを特徴とする
   原子炉用燃料集合体。
2. 【請求項２】請求項１において、前記固定用ナットに前
   記爪付きワッシャの爪の数と同等もしくはそれ以上の数
   の溝を設けた原子炉用燃料集合体。
3. 【請求項３】請求項１において、前記固定用ナットの上
   部に傾斜を設けた原子炉用燃料集合体。
4. 【請求項４】請求項１において、前記固定用ナットが袋
   ナット構造である原子炉用燃料集合体。
5. 【請求項５】請求項１または２において、前記爪付きワ
   ッシャの爪の数が最低１個である原子炉用燃料集合体。