JPH0797151B2 - 燃料集合体の組立方法および燃料集合体の支持格子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、燃料集合体を組み立てる際に生じる燃料棒
外周面のスクラッチを防止するためになされた燃料集合
体の組立方法および燃料棒を支持する燃料集合体の支持
格子に関する。

「従来の技術」 加圧水型軽水炉等の原子炉に装荷される燃料集合体の一
例として、第10図に示すものが知られている。

この図において、符号１および２は上下方向に離間して
対向配置された上部ノズルおよび下部ノズルを示し、こ
れら上部ノズル１と下部ノズル２との間には、複数の制
御棒案内管３が渡されて固定されている。これら制御棒
案内管３の中途部には、複数の支持格子４が上下方向に
互いに離間して取り付けられている。

上記支持格子４は、第11図ないし第13図に示すように、
複数の薄板帯状のストラップ７を、その長手方向に等間
隔で形成されたスリット８を互いに嵌め合わすことによ
り互いに直交させ格子状に組んで内部に多数の格子空間
５を形成したものであり、これら格子空間５を形成する
壁面には燃料棒６を支持するためのディンプル９とスプ
リング10とが互いに対向して形成されている。そして、
格子空間５に挿通された燃料棒６はスプリング10により
ディンプル９に押圧されて支持されている。

次に、上記構成の燃料集合体の組立方法について説明す
る。

まず、支持格子４を所定の間隔だけ離間させて配置し、
これら支持格子４の互いに対応する格子空間５の一部に
制御棒案内管３を挿通固定する。その後、制御棒案内管
３に支持された支持格子４の格子空間５に、燃料棒６を
スプリング10およびディンプル９に摺動させつつ挿通す
る。このようにして、各格子空間５内に燃料棒６をスプ
リング10およびディンプル９を介して配置固定する。そ
して、全ての燃料棒６を挿通し終えたならば、上部ノズ
ル１および下部ノズル２を制御棒案内管３の両端部にそ
れぞれ固定する。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記燃料集合体の組立方法にあっては、支持
格子４の格子空間５に燃料棒６を挿通する際に、燃料棒
６の外周面が、スプリング10とディンプル９との間に挾
まれるため、燃料棒６の外周面には、これらスプリング
10およびディンプル９により軸線方向に沿うスクラッチ
が発生してしまうという問題があった。

「発明の目的」 この発明は、上記問題点を解消するためになされたもの
であり、燃料集合体組立の際に、燃料棒外周面へのスク
ラッチの発生を防止することができる燃料集合体の組立
方法および燃料集合体の支持格子を提供することを目的
としている。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明の燃料集合体の組
立方法は、複数の薄板帯状のストラップを互いに交差さ
せてなる支持格子の格子空間に燃料棒が挿通され、この
燃料棒が上記格子空間を画成する壁部に対向して突出形
成されたディンプルおよびスプリングに支持された燃料
集合体を組み立てるに際し、 内部に位置するテーパ部材を移動させることでその外周
に周方向に分割して形成されたスリーブを拡径可能とし
た、棒状のたわませ治具を、上記格子空間に挿通し、 次いで、このたわませ治具を拡径することにより上記ス
プリングを押圧して上記ディンプルから離間する方向に
撓ませ、この状態で、フックが長手方向に所定間隔で形
成された長尺なキー部材を、上記ストラップの交差部に
形成された開口部からストラップの長手方向に沿って格
子空間内に挿通し、 その後、キー部材を軸回りに回転させて上記フックを上
記開口部内において、上記スプリングの突出方向と逆方
向を向くストラップの壁面から突出させ、さらに、上記
キー部材をストラップの長手方向に前進移動させて、上
記フックをストラップの壁面に係合することにより、キ
ー部材をストラップに固定して、スプリングを撓ませた
状態で保持し、 次いで、上記たわませ治具による押圧を解除して、この
たわませ治具を上記格子空間から引き抜いた後、この格
子空間に上記燃料棒を挿通し、 その後、上記キー部材を後退させて、フックによるスプ
リングの保持を解除してこのスプリングを上記燃料棒に
圧接させると共に、上記キー部材を上記格子空間から引
き抜くことを特徴としている。

また、この発明による燃料集合体の支持格子は、ストラ
ップの格子空間を画成するスプリングが形成された壁部
には、フックが長手方向に所定間隔で形成された長尺な
キー部材のフックが係止されるリブと、このリブより突
出して形成されていてキー部材の本体に押圧されてディ
ンプルから離間する方向に撓まされるスプリングとが形
成され、 交差する二つのストラップの交差部にそれぞれキー部材
を挿通可能にする二つの開口部が設けられ、しかもこれ
らの開口部は、一方の開口部に沿って延在する一のキー
部材のフックが回動されてこの開口部内に挿通可能であ
ると共に、この開口部に挿通されて他方の開口部に沿っ
て延在する他方のキー部材が当接しない大きさに、それ
ぞれ形成されていることを特徴としている。

「作用」 この発明の燃料集合体の組立方法および燃料集合体の支
持格子にあっては、支持格子の格子空間に燃料棒を挿通
する際に、たわませ治具を格子空間に挿通して、これを
拡径することによりスプリングをこれに対向するディン
プルから離間する方向に撓ませ、キー部材をストラップ
の交差部に形成された開口部から格子空間に挿通し、こ
のキー部材を回転させて前進させることにより、キー部
材のフックをストラップの壁面に係合して、スプリング
を撓ませた状態で保持したので、この状態において、ス
プリングとこれに対向するディンプルとの距離が燃料棒
の直径より大になる。したがって、燃料棒の外周面がス
プリングとディンプルとの間に挾まれて摺動することが
ないので、燃料棒の外周面にスクラッチが発生すること
がない。

「実施例」 以下この発明の一実施例を第１図ないし第９図を参照し
て説明する。

第１図ないし第９図において符号20は支持格子を示す。
この支持格子20を構成するストラップ21の幅方向中央部
には、長方形状の切欠部22がストラップ21の長手方向に
所定間隔で形成されている。

これら互いに隣接する切欠部22,22間には、格子空間23
の内方に突出するスプリング24が形成されている。この
スプリング24は、ストラップ21の壁部を切り込み、この
切り込みの内側を格子空間23の内方に向けて張り出して
なるものであり、その中央部には燃料棒６に圧接する凸
部24aが形成されている。また、スプリング24をストラ
ップ21の長手方向において挾む壁部は、後述するキー部
材のフックが係合するリブ25,25とされている。さら
に、スプリング24をストラップ21の幅方向に挾む位置に
は、ディンプル26,26がスプリング24と逆方向に突出形
成されている。

このようなストラップ21を格子状に組み付けることによ
り、燃料棒６が挿通される多数の格子空間23を有する支
持格子20が形成され、各格子空間23を画成する壁部に、
格子空間23の内方に向けて突出するスプリング24とディ
ンプル26とが互いに対向して配置されると共に、互いに
交差するストラップ21,21の交差部に、上記切欠部22,22
が組み合わされて、開口部27が形成されるようになって
いる。各交差部に形成された開口部27はストラップ21長
手方向に一直線状に配置され、これら開口部27…には、
キー部材30が挿通可能になっている。

このキー部材30は、本体が上記支持格子20の一辺より長
尺な四角棒状のものであり、その一側面には、フック31
…が長手方向に所定間隔（上記ストラップに形成された
切欠部22…と同間隔）でかつ同一方向を向けて形成され
ている。このフック31はＬ字状のものであり、上記リブ
25に係合して、スプリング24を押圧するキー部材30の本
体と共に、このリブ25とスプリング24を挟持することに
より、スプリング24をリブ25と面一になるように撓ませ
た状態で保持するようになっている。

次に、上記構成の支持格子20を用いて燃料集合体を組み
立てる方法を第２図ないし第９図を参照して説明する。

第２図に示すように、支持格子20の各格子空間23に、た
わませ治具32を挿通する。

ここで、このたわませ治具32は、第２図および第３図に
示すように、周方向に４分割されたスリーブ33にテーパ
ピン34を軸方向に摺動自在に挿通してなるものであり、
テーパピン34を引き込むことにより、テーパピン34の外
周面に４分割されたスリーブ33のスリーブ片33aが押圧
されて開環する、すなわち拡径するようになっている。

次に、各格子空間23に挿通されたたわませ治具32のテー
パピン34を引き込む。すると、第４図に示すように、ス
リーブ33が開環してスプリング24の凸部24aを押圧し、
これによりスプリング24が対向するディンプル26から離
間する方向に撓んで、上記リブ25と面一の状態になる。

そして、この状態で、第５図に示すように、上記キー部
材30を支持格子20の側面側から、上記開口部27…に挿通
して、キー部材30のフック31…を開口部27…内に位置さ
せる。このとき、フック31…を第１図において、上向き
にしておく。

次いで、キー部材30を軸回りに90度回転させフック31…
を開口部27…内で横向きにして該フック31…を上記スプ
リング24…の突出方向と逆向きにストラップ21の壁面か
ら突出させる。

さらに、第６図に示すように、キー部材30をストラップ
21の長手方向に沿って前進移動させ、フック31を上記リ
ブ25に係合することにより、キー部材30をストラップ21
に固定して、スプリング24…を撓ませた状態で保持す
る。なお、上記キー部材30は縦横の両方向から挿通し
て、同一格子空間23に突出する２つのスプリング24,24
を撓ませた状態で保持するようにする。

次いで、第７図に示すように、上記たわませ治具32のテ
ーパピン34を押し戻してスリーブ33によるスプリング24
…の押圧を解除して、このたわませ治具32を格子空間23
から引き抜く。このように、押圧を解除しても、スプリ
ング24…はキー部材30により撓んだ状態で保持されてい
る。

このようにして得られたキー部材付支持格子を所定数、
所定の間隔だけ離間させて配置する。

その後、第８図に示すように、プルインロッド（図示せ
ず）により燃料棒６を把持して、各格子空間23にスプリ
ング24およびディンプル26に接触しないようにして引き
込み、ディンプル26に当接させる。

次に、上記キー部材30を後退させて、フック31…をリブ
25から外して、スプリング24の保持を解除する。する
と、第９図に示すように、スプリング24…が燃料棒６に
圧接し、これにより燃料棒６を該スプリング24…とディ
ンプル26…とで挾持して、支持格子20に固定する。ま
た、上記キー部材30を上記と逆方向に90度回転させて、
フック31…を上記開口部27…内で上向きに戻して、キー
部材30を支持格子20から抜き出す。

そして、所定の格子空間23…の一部に制御棒案内管を挿
通して固定し、最後に上部ノズル１および下部ノズル２
を装着して燃料集合体の組み立てを完了する。

上記構成の支持格子20を用いた燃料集合体の組立方法に
よれば、支持格子20の格子空間23に燃料棒を挿通する際
に、たわませ治具30によりスプリング24をこれに対向す
るディンプル26から離間する方向に撓ませ、キー部材30
によりスプリング24を撓ませた状態で保持したので、こ
の状態において、スプリング24とこれに対向するディン
プル26との距離が燃料棒６の直径より大になる。したが
って、燃料棒６の外周面がスプリング24とディンプル26
との間に挾まれて摺動することがないので、燃料棒６の
外周面にスクラッチが発生することがない。

また、格子空間23に燃料棒６を引き込む際に、燃料棒６
がスプリング24およびディンプル26に挾み付けられない
ので、燃料棒６に無理な引張力が作用することがなく、
しかも、燃料棒６を引き込む動力源を小さくすることが
できるので、引込装置等をコンパクトにすることができ
る。

さらに、スプリング24を挾む位置にリブ25,25を設けた
ので、このリブ25,25により安定したスプリング特性を
得ることができる。

加えて、たわませ治具32を、周方向に４分割されたスリ
ーブ33と、この内部に軸方向に摺動自在に設けられたテ
ーパピン34とにより構成し、テーパピン34を引き込むこ
とにより、４分割されたスリーブ33のスリーブ片33aを
押圧して開環し、これによりスプリング24を撓ませるよ
うにしたので、スプリング24を撓ませる際に、このスプ
リング24にねじれ応力が作用することがなく、よって、
スプリング24に、ねじれによる歪や亀裂等が生じること
がない。

また、キー部材30のフック31を、スプリング24を挾む位
置に設けられたリブ25,25に係合することにより、リブ2
5,25がスプリングの反力を受けた状態で、該スプリング
24を撓ませた状態で保持するようにしたので、スプリン
グ24にねじれ等の悪影響を及ぼすことがない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の燃料集合体の組立方法
および燃料集合体の支持格子によれば、支持格子を構成
するストラップの交差部に、スプリングをディンプルか
ら離間する方向に撓ませた状態で保持するキー部材を格
子空間に挿通可能にする開口部を形成し、燃料集合体を
組み立てるに際し、内部に位置するテーパ部材を移動さ
せることでその外周に周方向に分割して形成されたスリ
ーブを拡径可能とした、棒状のたわませ治具を、格子空
間に挿通して、このたわませ治具を拡径することにより
スプリングをこれに対向するディンプルから離間する方
向に撓ませて、このスプリングとこれに対向するディン
プルとの距離を燃料棒の直径より長くし、次いで、この
状態で、キー部材を上記開口部から格子空間内に挿通
し、その後、キー部材を回転させて、フックを開口部内
で上記スプリングの突出方向と逆方向を向くストラップ
の壁面から突出させ、さらに、キー部材を前進移動させ
て、フックをストラップの壁面に係合することにより、
キー部材をストラップに固定して、スプリングを撓ませ
た状態で保持し、次いで、たわませ治具を上記格子空間
から引き抜いた後、この格子空間に燃料棒を挿通し、そ
の後、上記キー部材を後退させてフックを外すことによ
りスプリングの保持を解除して、スプリングを燃料棒に
圧接させて、このスプリングとこれに対向するディンプ
ルとにより燃料棒を挾持するようにしたので、燃料棒の
外周面がスプリングとディンプルとの間に挾まれて摺動
することがなく、よって、燃料棒の外周面にスクラッチ
が発生することがない。

また、格子空間に燃料棒を引き込む際に、燃料棒がスプ
リングおよびディンプルに挾み付けられないので、燃料
棒に無理な引張力が作用することがなく、しかも、燃料
棒を引き込む動力源を小さくすることができるので、引
込装置等をコンパクトにすることができる。

しかも、たわませ治具による押し広げに際しては、拡径
操作によってスリーブが径方向に回動してスプリングを
押圧するだけであるから、スプリングに弾性作用方向以
外に荷重が働くことがほとんどない。そのため、組立時
に、スプリングを撓ませる際に、このスプリングにねじ
れ応力が作用することがほとんどなく、よって、スプリ
ングに、ねじれによる歪みや亀裂等がほとんど生じな
い。

また、キー部材のフックを、スプリングを挾むストラッ
プの壁部に係合することにより、この壁部がスプリング
の反力を受けた状態で、該スプリングを撓ませた状態で
保持するようにしたので、スプリングにねじれ等の悪影
響を及ぼすことがない。

しかも、キー部材をスプリングから外す際も、キー部材
を長手方向に移動させるだけでよく、そのために、キー
部材引き抜き時にも、スプリングにねじれ応力が発生す
ることはない。

又、本発明による燃料集合体の支持格子は、ストラップ
の格子空間を画成するスプリングが形成された壁部に
は、フックが長手方向に所定間隔で形成された長尺なキ
ー部材のフックが係止されるリブと、このリブより突出
して形成されていてキー部材の本体に押圧されてディン
プルから離間する方向に撓まされるスプリングとが形成
され、交差する二つのストラップの交差部にそれぞれキ
ー部材を挿通可能にする二つの開口部が設けられ、しか
もこれらの開口部は、一方の開口部に沿って延在する一
のキー部材のフックが回動されてこの開口部内に挿通可
能であると共に、この開口部に挿通されて他方の開口部
に沿って延在する他方のキー部材が当接しない大きさ
に、それぞれ形成されている。

従って、本発明による支持格子及び組立方法によれば、
たわませ治具等によって格子空間の壁部のスプリングが
ディンプルから離れる方向に撓ませられた状態で、キー
部材のフックが壁部のリブに係止してキー部材の本体で
スプリングを撓ませた押圧状態に保持できるから、スプ
リングにねじれ等の悪影響を及ぼすことなく、係止保持
できる。しかも、スプリングの押圧状態での係止にあた
っては、そのスプリングを備えたストラップにのみキー
部材が係止されて保持されるから、この開口部はフック
が回動できて、挿通状態でフックが進退して係合とその
解除を行える大きさであればよく、このストラップに交
差する他方のストラップの開口部はこのキー部材による
係合及び解除に関与しないので、開口部の寸法精度がそ
れほど精密でなくてもよく、その分、ストラップの製造
と組立が容易になる。

又、この壁部から格子空間内へ突出しているのはスプリ
ングの部分だけであり、リブを含むその他の部分は突出
していないから、稼動時に冷却水流の流れを阻害するこ
とが少ないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は、この発明の燃料集合体の組立方
法および燃料集合体の支持格子の一実施例を説明するた
めのものであり、 第１図は支持格子の格子空間にキー部材を挿通した状態
を示す要部の斜視図、第２図は格子空間にたわませ治具
を挿通した状態を示す要部の平面図、第３図はたわませ
治具の一部を破断した側面図、第４図はたわませ治具に
よりスプリングをたわませた状態を示す要部の平面図、
第５図はキー部材を格子空間に挿通した状態を示す要部
の平面図、第６図はフックによりスプリングを撓ませた
状態で保持した状態を示す要部の平面図、第７図はたわ
ませた治具の押圧を解除した状態を示す要部の平面図、
第８図は格子空間に燃料棒を挿通した状態を示す要部の
平面図、第９図はスプリングおよびディンプルにより燃
料棒を挾持した状態を示す要部の断面図、 第10図は燃料集合体の正面図、第11図ないし第13図は従
来の支持格子を示すものであり、第11図はストラップの
正面図、第12図は支持格子の概略平面図、第13図は第12
図における鎖線Ｘ円部の拡大図である。 ６……燃料棒、20……支持格子、 21……ストラップ、23……格子空間、 22……切欠部、24……スプリング、 25……リブ、26……ディンプル、 27……開口部、30……キー部材、 31……フック、32……たわませ治具、 33……スリーブ、34……テーパピン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 一一 茨城県那珂郡東海村大字舟石川622番地１ 三菱原子燃料株式会社東海製作所内 (72)発明者 加藤 明博 茨城県那珂郡東海村大字舟石川622番地１ 三菱原子燃料株式会社東海製作所内 (72)発明者 稲田 均 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 森 政次 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 宮井 廣政 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 河越 稔之 東京都港区芝公園２丁目４番１号 三菱原 子力工業株式会社内 (56)参考文献 特公 昭52−46594（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の薄板帯状のストラップを互いに交差
   させてなる支持格子の格子空間に燃料棒が挿通され、こ
   の燃料棒が上記格子空間を画成する壁部に対向して突出
   形成されたディンプルおよびスプリングに支持された燃
   料集合体を組み立てるに際し、 内部に位置するテーパ部材を移動させることでその外周
   に周方向に分割して形成されたスリーブを拡径可能とし
   た、棒状のたわませ治具を、上記格子空間に挿通し、 次いで、このたわませ治具を拡径することにより上記ス
   プリングを押圧してディンプルから離間する方向に撓ま
   せ、この状態で、フックが長手方向に所定間隔で形成さ
   れた長尺なキー部材を、上記ストラップの交差部に形成
   された開口部からストラップの長手方向に沿って上記格
   子空間内に挿通し、 その後、キー部材を軸回りに回転させて、上記フックを
   上記開口部から上記スプリングの突出方向と逆方向を向
   くストラップの壁面側に突出させた後、移動させて、上
   記フックをストラップの壁面に係合することにより、キ
   ー部材をストラップに固定して、スプリングを撓ませた
   状態で保持し、 次いで、上記たわませ治具による押圧を解除して、この
   たわませ治具を上記格子空間から引き抜いた後、この格
   子空間に上記燃料棒を挿通し、 その後、上記キー部材を後退させて、フックによるスプ
   リングの保持を解除してこのスプリングを上記燃料棒に
   圧接させると共に、上記キー部材を上記格子空間から引
   き抜くことを特徴とする燃料集合体の組立方法。
2. 【請求項２】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画成し、これら格子空間を
   画成する壁部に燃料棒を支持固定するディンプルおよび
   スプリングが互いに対向して突出形成された支持格子に
   おいて、 上記ストラップの格子空間を画成する上記スプリングが
   形成された壁部には、フックが長手方向に所定間隔で形
   成された長尺なキー部材の上記フックが係止されるリブ
   と、このリブより突出して形成されていて上記キー部材
   の本体に押圧されて上記ディンプルから離間する方向に
   撓まされる上記スプリングとが形成され、 交差する二つの上記ストラップの交差部にそれぞれ上記
   キー部材を挿通可能にする二つの開口部が設けられ、し
   かもこれらの開口部は、一方の開口部に沿って延在する
   一の上記キー部材のフックが回動されてこの開口部内に
   挿通可能であると共に、この開口部に挿通されて他方の
   開口部に沿って延在する他方のキー部材が当接しない大
   きさに、それぞれ形成されていることを特徴とする支持
   格子。