JPH0670679B2 - 支持格子 - Google Patents

支持格子

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JPH0670679B2
JPH0670679B2 JP63262007A JP26200788A JPH0670679B2 JP H0670679 B2 JPH0670679 B2 JP H0670679B2 JP 63262007 A JP63262007 A JP 63262007A JP 26200788 A JP26200788 A JP 26200788A JP H0670679 B2 JPH0670679 B2 JP H0670679B2
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JP
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清道 加納
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Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Springs (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子炉用燃料集合体の支持格子に関する。
〔従来の技術〕
原子炉に装荷される燃料集合体は、多数の短い円柱状の
ペレットを密封した多数の長い円筒状の燃料棒を、一定
の間隔をおいて互いに平行になるように配置して形成さ
れている。この場合、燃料棒をこのような位置関係に保
持する手段として、支持格子が用いられている。
この支持格子は、第17図に示すように、長方形状の薄板
からなる多数のストラップ1を縦横に格子状に組んだも
のである。
このような支持格子の各セル2の内面のうち、格子中心
に対して遠い方の隣り合う2面には、第18図と第19図に
示すように、セル2の中心に向けて弾性を有するスプイ
リング3が形成され、また、このスプイリング3の突出
している面に対向する面には、セル2の中心に向けてデ
ィンプル4が形成されている。
このような支持格子の各セル2に燃料棒を挿入すると、
燃料棒はスプリング3の弾性力によりディンプル4に押
し付けられて、ディンプル4で規制される所定の位置、
この場合セル2の中心に支持される。
従って、燃料棒の長手方向の数箇所にこの支持格子を設
置すれば、多数の燃料棒を一定間隔をおいて平行に支持
した燃料集合体を構成することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上記従来の支持格子のスプリング3は、第20
図に示すように、山形に折曲された非弾性の板バネであ
り、この非弾性バネは、たわみ量に対して目標とするバ
ネ力を得るための制御範囲が弾性バネに比べて広いとい
う利点がある反面、ヒステリシスが大きく、長期にわた
って使用すると保持力が変化する可能性を否定できな
い。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、燃料棒を確実に保持することができ、
燃料棒の使用開始時から使用終了時までの間安定した保
持力を確保できると共に、燃料集合体の組立、製造を容
易にかつ効率的に行うことができて、品質の向上を図る
ことができる支持格子を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、スプリングを、
ストラップと一体でかつストラップと同一平面上になる
ように構成された平板状の弾性バネ部と、この弾性バネ
部に連続させられかつ厚さ方向に屈曲させられた非弾性
バネ部とを備えた構成としたものである。
〔作用〕
本発明の支持格子にあっては、非弾性バネ部によって、
たわみ量に対するバネ力の制御範囲を広く確保すると共
に、弾性バネ部によって非弾性バネ部のヒステリシスを
抑制する。
〔実施例〕
以下、第1図ないし第16図に基づいて本発明の実施例を
説明する。
第1図はストラップの一例を示す斜視図であり、このス
トラップは、帯状薄板10に、その一端から中央部にかけ
て一定間隔毎に多数のスリット11が形成され、これらの
スリット11,11間に、スプリング12が帯状薄板10の一方
の側に突出して形成され、かつこれらのスプリング12の
両脇にスロット13が形成されると共に、各スプリング12
の両端にディンプル14が帯状薄板10の他方の側に突出し
て形成されたものである。
上記スプリング12は、その中間部に、第2図及び第3図
に示すように厚さ方向に屈曲させて、山形状に突出して
形成された非弾性バネ部12aと、この非弾性バネ部12aの
両端に連続され、端部に行くほど幅広に形成されかつ上
記帯状薄板10と同一平面状をなす弾性バネ部12bとから
構成されている。
上記のように構成されたストラップは、従来同様、ろう
付、あるいは溶接によって支持格子に組立てられ、この
支持格子の格子空間に燃料棒を挿入することにより、燃
料棒は、スプリング12のバネ力によってディンプル14に
押し付けられて、所定の位置に支持される。
この場合、上記スプリング12のバネ特性は、第4図及び
第5図に示すように、非弾性バネと弾性バネの特性を合
わせたものになる。すなわち、第4図は非弾性バネの、
みかけのバネ定数を弾性バネ定数より大きくとった場合
を表わし、第5図は弾性バネ定数を非弾性バネの、みか
けのバネ定数より大きくとった場合の例である。従っ
て、上記燃料棒は、上記非弾性バネ部分の特性により、
変位量に依存しないバネ力によって保持されると共に、
たわみが過剰になるとバネ力が増加するから、保持力は
低下しない。
また、第6図は本発明の第2実施例を示すもので、この
実施例においては、上記第1実施例のスプリング12の代
わりにスプリング15が形成されたものである。
このスプリング15は、山形状に突出した非弾性バネ部15
aと、この非弾性バネ部15aの両端に、端部に行くほど幅
広に形成されかつ略三角形状の開口部15cが形成されて
結果として上記非弾性バネ部15aと概ね同一幅を有する
と共に上記帯状薄板10と同一平面状をなす弾性バネ部15
bとから構成されている。この開口部15cは支持格子組立
時、及び燃料集合体組立時に、治工具の挿入が可能とな
る利点を有する。
上記のように構成されたスプリング15にあっては、非弾
性バネ部15aと弾性バネ部15bとによって変位を受け持つ
ことになると共に、初期の変位量に対するバネ力を第1
実施例と同様の性質を有しており、従って、ヒステリシ
スも極めて小さい。
さらに、第7図は、本発明の第3実施例を示すもので、
この実施例のスプリング16は、非弾性バネ部16aと、こ
の非弾性バネ部16aより幅狭の弾性バネ部16bとから構成
されている。
上記スプリング16にあっては、初期の変位を幅狭の弾性
バネ部16bが受けることにより、バネ特性は直線的にな
り、従って、ヒステリシスは小さい。また、ある程度変
位が進むと、非弾性バネ部16aでも変位を受け持つこと
により、変位量に依存しないバネ力を保持することにな
り、過剰たわみが生じてもバネ力は低下しない。さら
に、非弾性バネの形状を選ぶことにより、また非弾性バ
ネの受け持つたわみ量と弾性バネの受け持つたわみ量を
うまく組み合わせることにより、たわみ量をさらに増し
た場合、再びバネ力の増加を得ることができる。また、
第6図に示されているリブ部17をなくすことにより、非
弾性バネ部16aと弾性バネ部16bの幅比を大きくとること
ができる。
上記3つの実施例について具体的にバネ特性曲線を調べ
たものが第9図、第12図及び第14図である。
このうち、第9図は、第8図に示したスプリング12の一
例を用いて得たバネ特性図である。このスプリング12に
おいては、非弾性バネ部12aが幅狭で、この部分にかか
る応力が大きいから、初期の変位は優先的にこの非弾性
バネ部12aで受けることになり、非線形的な曲線にな
る。そして、ある程度変位が進んでも、この非線形の特
性は維持されており、この領域におけるバネ特性は、変
位量に依存しないバネ力を保持している。また、さらに
変位が進むと、弾性バネ部12bでも変位を受け持つこと
になり、バネ特性として線形性が現れ変位とともにバネ
力が増加するから、たわみが過剰になってもスプリング
力は低下しない。ここで、それぞれの領域の始点、及び
領域幅は、弾性バネ部12bと非弾性バネ部12aの長さ、幅
(形状)に依存すると共に、線形部分を持っているの
で、ヒステリシスは非弾性バネに比べて極めて小さい。
第12図は、第10図及び第11図に示したスプリング15の例
を用いて得たバネ特性図である。このスプリング15にあ
っては、非弾性バネ部15aと弾性バネ15bとの幅が同じで
あるため、各部が受ける応力が同じで、変位は、両部分
で均等に受け持っている。この結果、本質的には、非弾
性バネの特性を維持しているが、初期の変位量に対する
バネ力は、比較的線形の性質を示しており、従って、ヒ
ステリシスも極めて小さい。
第14図は、第13図に示したスプリング16の一例を用いて
得たバネ特性図である。このスプリング16にあっては、
弾性バネ部16bが幅狭で、この部分にかかる応力が大き
いから、初期の変位は、この弾性バネ部16bで優先的に
受けることになり、バネ特性としては直線的である。そ
して、ある程度変位が進むと、非弾性バネ部16aでも変
位を受け持つことになり、バネ特性として、変位量に依
存しないバネ力を保持することになる。次いで、さらに
変位が進むと、再び直線的変化を示すから、過剰たわみ
が生じてもスプリング力は低下しない。なお、それぞれ
の領域の始点及び幅は、非弾性バネ部16a及び弾性バネ
部16bの長さ、幅(形状)に依存し、またこのスプリン
グ16は、線形部分を持っているのでヒステリシスは小さ
い。
なお、上記各実施例においては、2点支持(両持ち)の
スプリング12,15,16を用いて説明したが、第15図、第16
図に示すように、非弾性バネ部20aと弾性バネ部20bとか
らなる1点支持(片持ち)のスプリング20を用いてもよ
い。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、支持格子におけるスプ
リングを、ストラップと一体でかつストラップと同一平
面上になるように構成された平板状の弾性バネ部と、こ
の弾性バネ部に連続させられかつ厚さ方向に屈曲させら
れた非弾性バネ部とを備えた構成としたものであるか
ら、非弾性バネ部によって、たわみ量に対するバネ力の
制御範囲を広く確保すると共に、弾性バネ部によって非
弾性バネ部のヒステリシスを抑制することにより、燃料
棒を確実に保持することができ、燃料棒の使用開始時か
ら使用終了時までの間安定した保持力を確保できる。、
また、弾性バネ部を人為的にたわませることにより、燃
料集合体の組立時に燃料棒にかかるバネ力を一時的に軽
減し、作業性、加工性の向上を図ることができる。さら
に、弾性バネ部と非弾性バネ部のバネ幅、バネ板厚、バ
ネ長さ、バネ形状をそれぞれ調整することにより、バネ
特性を容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は本発明の第1実施例を示すもの
で、第1図はストラップの斜視図、第2図は一方の側に
突出したスプリング部の例を示す側面図、第3図は両方
の側に突出したスプリング部の例を示す側面図、第4図
は非弾性バネの、みかけのバネ定数を弾性バネ定数より
大きくとった場合のバネ特性を示す説明図、第5図は弾
性バネ定数を非弾性バネの、みかけのバネ定数より大き
くとった場合のバネ特性を示す説明図、第6図は本発明
の第2実施例を示す斜視図、第7図は本発明の第3実施
例を示す斜視図、第8図ないし第14図は第1、第2、第
3実施例について具体的に実証したもので、第8図は第
1実施例のスプリングの一例を示す説明図、第9図は第
8図のスプリングのバネ特性図、第10図は第2実施例の
スプリングの一例を示す説明図、第11図は第2実施例の
スプリングの他の例を示す説明図、第12図は第10図及び
第11図のスプリングのバネ特性図、第13図は第3実施例
のスプリングの一例を示す説明図、第14図は第13図のス
プリングのバネ特性図、第15図は片持ち支持で一方の側
に突出したスプリングの側面図、第16図は片持ち支持で
両方の側に突出したスプリングの側面図、第17図は支持
格子部の斜視図、第18図は従来の支持格子の平面図、第
19図は同斜視図、第20図は従来のスプリングの側面図で
ある。 10……帯状薄板、 12,15,16,20……スプリング、 12a,15a,16a,20a……非弾性バネ部、 12b,15b,16b,20b……弾性バネ部、 13……スロット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の薄板帯状をなすストラップを互いに
    交差させて多数の格子空間を形成し、これらの格子空間
    を形成するストラップの一部を一方の側もしくは両側に
    突出させてスプリングを前記ストラップと一体で形成す
    ると共に、このスプリングの両端部を打ち抜いてスロッ
    トを形成してなる支持格子において、前記スプリング
    は、前記ストラップと一体でかつ前記ストラップと同一
    平面上になるように構成された平板状の弾性バネ部と、
    この弾性部に連続させられかつ厚さ方向に屈曲させられ
    た非弾性バネ部とを備えていることを特徴とする支持格
    子。
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US20110200160A1 (en) * 2010-02-16 2011-08-18 Westinghouse Electric Company Split spring anti-fretting fuel rod support structure

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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