JPH08240679A - 下部タイプレート格子及び燃料棒支持構造体 - Google Patents

下部タイプレート格子及び燃料棒支持構造体

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JPH08240679A
JPH08240679A JP7281149A JP28114995A JPH08240679A JP H08240679 A JPH08240679 A JP H08240679A JP 7281149 A JP7281149 A JP 7281149A JP 28114995 A JP28114995 A JP 28114995A JP H08240679 A JPH08240679 A JP H08240679A
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JP7281149A
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Richard A Proebstle
リチャード・アラン・プロエブトル
Bruce Matzner
ブルース・マツナー
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Original Assignee
General Electric Co
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/3206—Means associated with the fuel bundle for filtering the coolant, e.g. nozzles, grids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速材の流れに混入している破片の通過を制
限すると共に圧力降下を最小にすることのできる下部タ
イプレート格子を提供する。 【解決手段】 本発明に係る下部タイプレート格子は、
核燃料棒を支持すると共に格子を貫通する流れ開口５０
を画成する円筒形ボスと、ボスを相互連結しているウェ
ブとを含んでいる。冷却材は流れ開口５０を通流して燃
料棒の周囲を上方に流れる。この格子は、上部１６ａ
と、下部１６ｂとを含んでおり、スクリーンが組み立て
時に、上部１６ａと下部１６ｂとの間に配設され、それ
ぞれの上部１６ａ及び下部１６ｂのボスとウェブとが互
いに整合する。上部１６ａ及び下部１６ｂは相互に溶接
され、これにより、アパーチャが形成されたスクリーン
は、流れ開口５０を通流する冷却材から破片を分離する
ように作用する。スクリーンは、燃料棒の端栓を支承す
るためにボスによって画成されている開口と整合した開
口を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉燃料バンドル用
の下部タイプレート格子に関し、特に、下部タイプレー
ト・アセンブリの一部を形成している下部タイプレート
格子であって、下部タイプレート格子を通る冷却水の流
れから破片を分離するためのスクリーンを挟んで相互に
固定された上部と下部とを有している下部タイプレート
格子に関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉は多年にわたって運転さ
れている。これらの原子炉は、建造直後からの使用期間
にわたって減速材閉循環系内に破片を蓄積している可能
性がある。このような破片は、もし熱を発生する燃料棒
を内蔵している燃料バンドル炉心域内に入ると、運転上
の危険をもたらすおそれがある。この問題を理解するた
めには、炉心内の破片の蓄積と関係する原子炉構造の要
約を先ず述べる必要がある。次いで、燃料バンドル構造
について述べる。更に、燃料バンドル内の圧力降下域を
実質上不変に保つ必要を強調する。その後、燃料バンド
ルの燃料棒区域内に入った破片による影響を要約する。
【０００３】沸騰水型原子炉構造では、原子炉に大きな
中央炉心が設けられている。液状水である冷却材及び減
速材の流れが炉心の底部から炉心に入り、そして頂部か
ら気水混合物として炉心を出る。炉心は多数の並置され
た燃料バンドルを含んでおり、各々の燃料バンドルは複
数の燃料棒を有している。水は炉心の下方に位置してい
る高圧プレナムから燃料バンドル支持キャスティング
（鋳物）を経て、各々の燃料バンドルに導入される。水
は個々の燃料バンドルに分布する流れとして燃料バンド
ルを通流して燃料棒の周囲を流れ、加熱されて蒸気を生
成し、２相気水混合物として炉心の上部から流出する。
この気水混合物からエネルギを発生するための蒸気が抽
出される。
【０００４】炉心支持キャスティングと、燃料バンドル
とは、炉心を通る水の循環における圧力損失源である。
このような圧力損失を適切に制御することにより、炉心
の個々の燃料バンドルに実質的に均等に分布する流れが
得られる。炉心には７５０個もの多くの燃料バンドルが
存在することを考えれば、流れ分布の均等性の確保が重
要であることがわかる。燃料バンドル内の圧力降下を妨
害することは、炉心の燃料バンドル内の冷却材及び減速
材の全体的な分布に影響するおそれがある。
【０００５】沸騰水型原子炉用の燃料バンドルは、燃料
棒を支持する下部タイプレート・アセンブリを含んでい
る。通例、このアセンブリは、上側格子と、下側入口ノ
ズルと、入口から格子までの遷移域を形成している構造
体とを含んでいる一体鋳造構造体である。入口ノズル
は、下部タイプレート・アセンブリの流れ遷移域内の拡
大流室に冷却材を導入する。流室の上端には、ノズルと
共に流室を画成しているタイプレート格子が配置されて
いる。このタイプレート格子は、２つの目的を有する。
第１に、この格子は、個々の燃料棒の重量が下部タイプ
レート・アセンブリ全体を経て燃料支持キャスティング
に伝達されるための機械的支持結合部を形成する。第２
に、このタイプレート格子は、減速材としての液状水が
燃料バンドルに流入して並置された燃料棒の間を通るた
めの通路を形成する。
【０００６】下部タイプレート格子の上方において、各
々の燃料バンドルはマトリクス（行列）を成す複数の起
立した燃料棒を含んでおり、これらの燃料棒の各々は、
核分裂性物質を内蔵している密封管であり、核分裂性物
質は核反応発生時にエネルギを水流に伝達して、動力発
生用蒸気を生成する。起立した燃料棒のマトリクスは、
その上端に上部タイプレート・アセンブリを含んでい
る。この上部タイプレート・アセンブリは、垂直方向に
並置されて整列した状態にある燃料棒の少なくともいく
つかを保持している。燃料棒のいくつかは、上部タイプ
レート・アセンブリ及び下部タイプレート・アセンブリ
の両方に取り付けられている。通常、ウォータロッドも
上部タイプレート・アセンブリと下部タイプレート・ア
センブリとの間に設けられており、特に燃料バンドルの
上側区域内の減速水対燃料比を改善する。
【０００７】燃料バンドルは又、多数の燃料棒スペーサ
を含んでおり、これらのスペーサは、燃料バンドルの長
さに沿って様々な高さの位置に配設されている。これら
のスペーサが必要であるのは、燃料棒が長く（約１６０
インチ）そして細く（直径約０．４インチ〜０．５イン
チ）、燃料バンドル内の流体流と原子力発生とにより力
を受けて、摩擦接触を成すおそれがあるからである。ス
ペーサはそれぞれの高さにおいて、各々の燃料棒に適当
な横方向の拘束を与え、こうして燃料棒相互の間の摩擦
接触を防止すると共に、燃料棒を燃料バンドルの長さに
沿って均等相互間隔に維持することにより最適性能をも
たらす。これらのスペーサは、破片が捕捉されると共に
燃料棒を破損するおそれのある位置であることを認識さ
れたい。
【０００８】各々の燃料バンドルは、チャンネルによっ
て包囲されている。このチャンネルによって、上部タイ
プレート・アセンブリと下部タイプレート・アセンブリ
との間を流れる水は、ただ１つの燃料バンドルに限定さ
れ、上部タイプレート・アセンブリと下部タイプレート
・アセンブリとの間の隔離流路内を流れる。チャンネル
は又、燃料バンドルを貫通している蒸気発生用流路を周
囲のコアバイパス域から隔離するように作用する。この
バイパス域は、制御棒の貫通に利用されるものである。
バイパス域内の水も中性子減速をもたらす。
【０００９】沸騰水型原子炉の運転中に、元来の設計通
りの流れ分布を保つことは非常に重要である。特に、水
が下側（高圧）プレナムから炉心に入り、気水混合物が
燃料バンドルの上部タイプレート・アセンブリを経て炉
心から出るまでに、約２０ポンド毎平方インチ（ｐｓ
ｉ）の圧力降下（圧損）が典型的な運転時流れ状態にお
いて発生する。この圧力降下のうちの約７ｐｓｉ〜８ｐ
ｓｉは、入口オリフィス及び燃料支持キャスティング通
流中に発生する。この圧力降下は主として、原子炉の炉
心を構成している多くの燃料バンドルを通る冷却材及び
減速材の流れの均等分布を確保するためのものであり、
ある出力率での原子炉内の運転不安定の防止と関係す
る。各々の燃料バンドルの下部タイプレート・アセンブ
リでは、入口ノズルから流室への流入及びタイプレート
格子通流時に、約１ｐｓｉ〜１．５ｐｓｉの圧力降下が
発生し、各々の燃料バンドルの個々の燃料棒の間の流れ
分布の確保に寄与する。最後に、下部タイプレート・ア
センブリの出口から上部タイプレート・アセンブリの出
口まで燃料バンドル自体を通る流れには通常、約１１ｐ
ｓｉの圧力降下が発生する。新しい燃料バンドルを炉心
に導入するときには、これらの流れ抵抗を維持する必要
がある。さもないと、炉心内の様々な種類の燃料の間で
の冷却材及び減速材の流れ分布に悪影響を及ぼすおそれ
がある。
【００１０】下部タイプレート・アセンブリのタイプレ
ート格子に関しては、マトリクスを成す複数の円筒形ボ
スとウェブとが一般的には、格子を形成している。ボス
は燃料棒端栓を支承するような寸法を有している。ボス
とウェブとの間の流れ面積は、水の格子通流に起因する
圧力降下を制御する主要因である。初期の格子構造で
は、燃料棒は比較的大きな断面直径を有していたので、
ボスは大きかった。比較的最近の格子構造では、燃料棒
はより小さな断面直径を有しているので、ボスはそれだ
け小さくなっている。又、初期の構造では、最近の構造
におけるよりも少ない燃料棒が燃料バンドルを形成して
いた。
【００１１】しかしながら、格子及び燃料バンドルの構
造におけるこれらすべての変化にもかかわらず、かなり
変動する圧力降下を防止する必要がある。例えば、１つ
の炉心を比較的古い（８×８）燃料バンドルと比較的新
しい（１０×１０）燃料バンドルとで構成することがで
き、各々の燃料バンドルを通る流れは、均等であること
が好ましい。新しい燃料バンドル構造、特に下部タイプ
レート格子構造に関する一方策は、より多くの燃料棒を
設けると共に破片捕取機能を達成し、しかも比較的古い
燃料バンドル構造で生ずる流れと同等の流量を保つよう
にすることである。
【００１２】通例、沸騰水型原子炉内の破片は、原子炉
建造時から残留する異物と、原子炉寿命中の腐食により
遊離する破片とを含んでいることがある。又、度重なる
出力停止及び修理中に、更に破片が蓄積する。原子炉は
閉循環系を構成しているので、破片は本質的に、経年及
び原子炉の使用増加に伴い蓄積することを理解された
い。破片蓄積の特に厄介な通常の位置は、燃料バンドル
内の燃料棒の間、特に燃料棒スペーサの近辺である。各
々の燃料棒は、スペーサの特定の高さにおいてスペーサ
によって囲まれていることを想起されたい。破片はスペ
ーサ構造体と燃料棒との間に残留し易く、しばしば冷却
材及び減速材の流れと共に激しく振動して、燃料棒の密
封被覆と摩擦接触を起こす。
【００１３】
【発明の概要】本発明は、燃料棒の下端を支持する下部
タイプレート・アセンブリを提供するものであり、破片
捕取装置（キャッチャ）を有している格子を含んでい
る。この格子は、横方向に相隔たった全体的に円筒形の
複数のボスを画成している個別の整合した上部と、下部
とを含んでおり、これらのボスは、貫通円筒形開口を有
しており、下部タイプレート格子の上面と下面との間に
延在していると共に燃料棒の下端を支承している。複数
のウェブは又、下部タイプレート格子の上面と下面との
間に延在していると共にボスを相互連結している。ボス
と、ウェブとは、格子を貫通する複数の流れ開口を画成
している。更に詳述すると、ボスは、複数の正方形マト
リクスの隅（コーナ）に位置しているそれぞれの垂直中
心線上に配置されており、ウェブは正方形マトリクスの
辺に沿ってボスの間に線形に延在している。即ち、円筒
形ボスの凸部が、各々のマトリクスの直交関係にあるウ
ェブ相互の間に延在している。従って、ウェブと、ボス
の凸部とは、格子を貫通する流れ開口を画成している。
【００１４】本発明によれば、格子の上部と下部とは、
互いに別個に形成されている。例えば、上部は、別個の
部分として鋳造され得るのに対し、下部は、下部タイプ
レート・アセンブリの残部と共に、他の一体部分として
鋳造され得る。その後、２つの鋳造部分は、格子の上部
及び下部それぞれのボス部及びウェブ部が互いに整合し
た状態で、相互に固定される。本発明によれば、格子の
上部と下部との間に破片捕取装置が配設されており、こ
の破片捕取装置は事実上、下部タイプレート格子の上部
と下部との間に挟まれている。
【００１５】本発明の好適な実施例では、破片捕取装置
は、スクリーン、例えば、一連の小さなアパーチャ（開
口）と、これらのアパーチャを貫通している複数の円筒
形開口（オープニング）とを有している一体の拡張金属
はく（フォイル）を含んでいる。このはくを格子の上部
と下部との間に配置して、上部及び下部を相互に固定す
ると、これらの円筒形開口は、ボスを貫通する円筒形開
口と整合する。代替的には、このはくを格子の上部と下
部との間に配置して、上部及び下部を相互に固定した後
に、ボスを貫通する開口内のはく部分を除去してもよ
い。こうすると、燃料棒の端栓は、格子の上部及び下部
によって形成されているボス、並びに金属はくのそれぞ
れの整合した円筒形開口を貫通し得る。金属はくを貫通
するアパーチャは、格子の整合した上部及び下部のボス
とウェブとの間の格子を貫通する流れ開口によって画成
された冷却材流路内に存在している。流れ開口内にアパ
ーチャを有している金属はくは、ある寸法以上の破片が
冷却材と共に格子を通流することを阻止する。好ましく
は、格子の上部と下部とは、厚さが等しい。格子の底部
は、標準の下部タイプレート・キャスティングの一部を
形成しているが、上部は、全く別個のキャスティングで
ある。金属はくが格子の上部と下部の間に挟まれた後
に、格子の上部及び下部は、例えば下部タイプレート格
子の外周に沿った溶接により相互に固定される。
【００１６】本発明の他の好適な実施例によれば、はく
の代わりに、正方形の焼結金網材料を用いることが可能
である。例えば、１インチ当たり外径０．０３０インチ
の１０本のワイヤを有している金網（メッシュ）を用い
ることができる。この金網は本質的に、織物形態で設け
得るものである。本発明による好適な一実施例では、下
部タイプレート格子が設けられている。この下部タイプ
レート格子は、燃料棒を下部タイプレート格子上に支持
する格子上部と格子下部とを含んでおり、格子上部及び
格子下部の各々は、燃料棒の下端を支承するような寸法
の開口を画成している横方向に相隔たった複数のボス部
と、ボス部と共に複数の流れ開口を画成するようにボス
部を相互連結している複数のウェブ部とを有している。
格子上部及び格子下部のボス部は、互いに整合して存在
していると共に、格子上部及び格子下部のウェブ部は、
互いに整合して存在しており、これにより、上部の流れ
開口と下部の流れ開口とは互いに整合して、冷却材が下
部タイプレート格子を通流し得るようにする。スクリー
ンが格子上部と格子下部との間に配設されており、ボス
部によって画成されている開口と整合した貫通開口を有
している。このスクリーンは、下部タイプレート格子を
貫通する流れ開口内にアパーチャ（開口）が形成された
部分を有しており、流れ開口を通流する冷却材から破片
を分離する。
【００１７】本発明による他の好適な実施例では、核燃
料集合体において、燃料棒支持構造体が設けられてい
る。この燃料棒支持構造体は、入口ノズルと、下部タイ
プレート格子と、入口ノズルに入る冷却材を受け入れる
と共に下部タイプレート格子に流す流室を画成している
遷移構造体とを含んでいる下部タイプレート・アセンブ
リを含んでいる。下部タイプレート格子は、格子下部
と、格子上部とを有していると共に、燃料棒の下端を支
承するような寸法の開口を画成している横方向に相隔た
った複数のボスを含んでいる。下部タイプレート格子は
更に、ボスを相互連結している複数のウェブを含んでお
り、これらのウェブはボスと共に、下部タイプレート格
子の上面及び下面を貫通する複数の流れ開口を画成して
おり、冷却材が下部タイプレート格子を通流し得るよう
にする。スクリーンが格子の上面と下面との中間におい
て格子上部と格子下部との間に配設されており、ボスに
よって画成されている開口と整合した貫通開口を有して
いる。このスクリーンは、複数のアパーチャ（開口）を
有していると共に、ボスとウェブとの間の流れ開口を通
流する冷却材から破片を分離するように、流れ開口内に
配設されている。格子上部と格子下部とを、これらの格
子上部と格子下部との間のスクリーンと共に固定する手
段が設けられている。
【００１８】本発明による更に他の好適な実施例では、
核燃料バンドル及びその支持体が設けられている。この
核燃料バンドル及びその支持体は、上部タイプレート・
アセンブリ及び下部タイプレート・アセンブリと、上部
タイプレート・アセンブリと下部タイプレート・アセン
ブリとの間に設けられていると共に複数の燃料棒を含ん
でいる核燃料バンドルとを含んでいる。下部タイプレー
ト・アセンブリは、核燃料バンドルを支持する手段を含
んでおり、下部タイプレート・アセンブリは更に、格子
上部と、格子下部とを有している下部タイプレート格子
を含んでいる。格子上部及び格子下部の各々は、燃料棒
の下端を支承するような寸法の開口を画成している横方
向に相隔たった複数のボス部と、ボス部と共に複数の流
れ開口を画成するようにボス部を相互連結している複数
のウェブ部とを有している。格子上部及び格子下部のボ
ス部は、互いに整合して存在していると共に、格子上部
及び格子下部のウェブ部は、互いに整合して存在してお
り、これにより、上部の流れ開口と下部の流れ開口とは
互いに整合して、冷却材が下部タイプレート格子を通流
し得るようにする。スクリーンが格子上部と格子下部と
の間に配設されており、ボス部によって画成されている
開口と整合した貫通開口を有している。このスクリーン
は、下部タイプレート格子を貫通する流れ開口を通流す
る冷却材から破片を分離するように、流れ開口内にアパ
ーチャ（開口）が形成された部分を有している。格子上
部と格子下部とを、格子上部と格子下部との間のスクリ
ーンと共に固定する手段が設けられている。
【００１９】
【発明の目的】従って、本発明の主目的は、核燃料バン
ドルを支持する新規で改良された下部タイプレート格子
を提供することにあり、この下部タイプレート格子は、
個別の上部と下部とを有しており、上部と下部との間に
は、下部タイプレート格子を通る減速材の流れに混入し
ている破片の通過を制限すると共に圧力降下を最小にす
るように、はく又はスクリーンが配設されている。
【００２０】
【実施例】図１に燃料集合体の代表例が総体的に参照番
号１０で示されており、燃料集合体１０は、核燃料バン
ドルを形成している複数の核燃料棒１２を含んでいる。
棒１２は、上端が上部タイプレート１４に連結されてい
ると共に下端が下部タイプレート格子１６に支持されて
おり、下部タイプレート格子１６は、総体的に参照番号
２３で示すタイプレート・アセンブリの一部を形成して
いる。スペーサ１８が垂直方向に離間した複数の位置に
配置されており、燃料棒１２の横方向の相互間隔を維持
する。燃料バンドルは燃料バンドル・チャンネル２０内
に配設されており、これにより、タイプレート・アセン
ブリ２３の底部ノズル又は入口開口２２を通って流入す
る冷却水がそこから上方に流れ、拡大流室２７を画成し
ている遷移構造体２５を通り、更に下部タイプレート格
子１６を通って燃料棒の周囲を流れ、その結果、蒸気が
発生する。
【００２１】図２及び図３に、下部タイプレート・アセ
ンブリ２３をより詳細に示す。詳述すると、下部タイプ
レート格子１６は、複数の円筒形ボス３２を含んでい
る。ボス３２は、核燃料棒の円筒形端栓を受け入れると
共に燃料棒を支持するように、タイプレート格子１６の
上面３４と下面３６との間に延在している。図２に示す
ように、円筒形ボス３２はそれぞれの垂直中心線を有し
ており、これらの中心線は、ボス３２の実質的に正方形
の複数のマトリクスの隅（コーナ）に配置されている。
これらの正方形マトリクスを相互連結していると共にマ
トリクスの辺を形成しているのが、隣り合った円筒形ボ
ス３２をボス３２の半径方向線に沿って連結しているウ
ェブ３８である。ウェブ３８と、ボス３２とは、下部タ
イプレート格子１６の上面と下面との間に延在してい
る。その結果、ウェブ３８は各々の正方形マトリクスの
辺に沿って形成された部分を有しており、そして円筒形
ボス３２の外側凸部と共に、冷却材流れ開口４０を画成
している。流れ開口４０は格子の上面と下面との間に延
在しており、これらの開口によって、冷却材は流室２７
から格子１６を通流し、そして下部タイプレート・アセ
ンブリ２３に支持されている燃料棒の周囲を上昇する。
【００２２】次に、図４〜図６を参照すると、本発明の
下部タイプレート格子の破片捕取機能は、下部タイプレ
ート格子の個別の上部と下部との間にスクリーンＳを配
設することにより達成される。これを達成するために、
格子上部１６ａと、格子下部１６ｂとが形成されてい
る。格子上部１６ａは、ボス部３２ａと、ウェブ部３８
ａとを有しており、格子下部１６ｂは、ボス部３２ｂ
と、ウェブ部３８ｂとを有している。格子上部及び格子
下部のボス部とウェブ部とはそれぞれ、後述のように、
組み立て時に互いに整合して存在している。好ましく
は、格子上部及び格子下部の厚さは、相等しいが、又は
そうでなくてもよく、上部及び下部の一方若しくは他方
の厚さを比較的大きくしてもよい。
【００２３】破片捕取機能を達成するために、スクリー
ンが格子上部１６ａと格子下部１６ｂとの間に配設され
ている。本発明の好適な実施例では、スクリーンは拡張
金属はく（フォイル）又は薄板（シート）から構成され
ている。この種のスクリーンは、金属薄板に一連の個別
スリットを設けることにより形成することができ、この
金属薄板をその面に沿って拡張又は伸張させると、冷却
材用の複数の流れアパーチャ（開口）４９が形成される
ことを理解されたい。代替的には、正方形の金網（メッ
シュ）焼結スクリーン、例えば、１インチ当たり外径
０．０３０インチの１０本のワイヤを有しているスクリ
ーンを用いることができる。はくスクリーンを形成した
後に、又は金網焼結スクリーンを設けた後に、他の一組
の全体的に円筒形の開口をスクリーンの貫通開口として
形成する。これらの円筒形開口は、格子上部１６ａと格
子下部１６ｂとを組み立てたときに整合したボス部３２
ａ及び３２ｂの円筒形貫通開口と合致する位置に形成さ
れる。従って、整合したボス部３２ａ及び３２ｂの円筒
形貫通開口は、スクリーンに妨害されないので、最終組
み立て後に核燃料棒の端栓を支承することができる。ス
クリーンの円筒形貫通開口は、格子の最終組み立て後に
格子上部と格子下部との間に形成してもよいことを認識
されたい。
【００２４】スクリーンを格子の上部１６ａと下部１６
ｂとの間に配置したときに、スクリーンは、ボス部３２
ａの凸壁及びボス部３２ｂの凸壁と、ボス部３２ａ及び
３２ｂを相互連結しているウェブ部３８ａ及び３８ｂと
によって画成された冷却材流れ開口５０内に存在してい
る。スクリーンを例えば格子下部１６ｂの上面に配置し
た後に、格子上部１６ａを、そのボスとウェブとが格子
下部１６ｂのボスとウェブとにそれぞれ整合するよう
に、スクリーン上に配設することができる。即ち、ボス
部３２ａ及び３２ｂの円筒形開口は互いに整合してお
り、そして格子上部１６ａ及び格子下部１６ｂそれぞれ
のボス部とウェブ部との間の流れ開口５０ａ及び５０ｂ
は、互いに整合していると共に冷却材流用の貫通開口５
０を画成している。次いで格子上部と格子下部とを、好
ましくは格子の周囲に沿った溶接により互いに固定する
ことができる。但し、他の形式の固定手段、例えばボル
トを用いてもよい。
【００２５】この構成では、冷却材は流れ開口５０を通
流して、下部タイプレート・アセンブリによって支持さ
れた燃料棒の間に流入すると共に燃料棒の周囲を流れ
る。流れ開口５０内に金属スクリーンを用いた場合の圧
力降下は極めて少ないが、ある寸法以上の破片が流れ開
口内のスクリーンによって捕集される。更に、格子を貫
通する流れ開口５０は、他の形状でもよいことを理解さ
れたい。例えば、ベンチュリのような形状の設計をこれ
らの流れ開口に適用して、圧力降下の減少を最適にする
ことができる。加えて、ウェブ及びボスの下縁に丸みを
付けることにより、比較的低圧の流れが格子を通ること
を容易にすることができる。
【００２６】又、格子下部１６ｂは、格子上部１６ａの
貫通開口と整合した開口を有さずに、格子上部１６ａを
貫通するボスの下方に配置され得ることを理解された
い。これを達成するために、燃料棒の端栓を、格子上部
１６ａのボスのみにねじ込み可能な短いねじ付きシャン
クを有しているものとすることができる。この構成で
は、スクリーンＳは、燃料棒端栓の短いシャンクがスク
リーンを突き抜けない限り、格子上部と整合した貫通孔
を有する必要はない。
【００２７】以上、本発明の最適な実施例と考えられる
ものについて説明したが、本発明は、開示した実施例に
限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で様々
な改変及び均等構成が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】下部タイプレート・アセンブリ上に支持されて
いる燃料バンドルを示す従来の燃料集合体の縦断面図で
ある。
【図２】従来の下部タイプレート格子の拡大平面図であ
る。
【図３】図２の下部タイプレート格子の断面図である。
【図４】図３と類似の図であって、下部タイプレート格
子内に配置した本発明による破片捕取装置を示す図であ
る。
【図５】本発明による破片捕取スクリーンを形成するた
めの拡張金網又は金属はくの一例の平面図である。
【図６】下部タイプレート格子の拡大断片平面図であっ
て、格子の上部と下部との間に且つボスとウェブとの間
において流れ開口内に配置された金網又ははくを示す図
である。
【符号の説明】 １２ 燃料棒 １６ 下部タイプレート格子 １６ａ 下部タイプレート格子上部 １６ｂ 下部タイプレート格子下部 ２３ 下部タイプレート・アセンブリ ２５ 遷移構造体 ３２ ボス ３２ａ、３２ｂ ボス部 ３８ ウェブ ３８ａ、３８ｂ ウェブ部 ４９ アパーチャ ５０、５０ａ、５０ｂ 流れ開口 Ｓ スクリーン

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料棒を当該下部タイプレート格子上に
    支持していると共に当該下部タイプレート格子を部分的
    に形成している格子上部及び格子下部であって、該格子
    上部及び格子下部の各々は、前記燃料棒の下端を支承す
    るような寸法の開口を画成している横方向に相隔たった
    複数のボス部と、該ボス部と共に複数の流れ開口を画成
    するように該ボス部を相互連結している複数のウェブ部
    とを含んでおり、前記格子上部及び格子下部の前記ボス
    部は、互いに整合して存在していると共に、前記格子上
    部及び格子下部の前記ウェブ部は、互いに整合して存在
    しており、これにより、前記上部の流れ開口と、前記下
    部の流れ開口とは、冷却材が当該下部タイプレート格子
    を通流するように互いに整合している、格子上部及び格
    子下部と、 当該下部タイプレート格子の前記格子上部と前記格子下
    部との間に設けられているスクリーンであって、該スク
    リーンは、前記ボス部により画成されている前記開口と
    整合した貫通開口を有しており、前記スクリーンは、当
    該下部タイプレート格子を貫通する前記流れ開口内に、
    該流れ開口を通流する冷却材から破片を分離するための
    アパーチャが形成された部分を有している、スクリーン
    とを備えた下部タイプレート格子。
  2. 【請求項２】 前記格子上部と、前記格子下部とは、個
    別の一体キャスティングから構成されており、前記格子
    上部のキャスティングと前記格子下部のキャスティング
    との間の前記スクリーンと共に、該格子上部のキャステ
    ィングと該格子下部のキャスティングとを固定する手段
    が設けられている請求項１に記載の下部タイプレート格
    子。
  3. 【請求項３】 前記ボス部は、円筒形であると共に、正
    方形マトリクスの隅に配置されたそれぞれの垂直中心線
    を有しており、前記ウェブ部は、前記正方形マトリクス
    の辺に沿って前記ボス部の間に線形に延在しており、前
    記円筒形のボス部の凸部は、各々のマトリクスの垂直方
    向に向いたウェブ部相互の間に延在しており、前記ウェ
    ブ部と、前記凸部とは、前記流れ開口の側壁を画成して
    いる請求項１に記載の下部タイプレート格子。
  4. 【請求項４】 前記スクリーンは、金属はくを含んでい
    る請求項１に記載の下部タイプレート格子。
  5. 【請求項５】 前記スクリーンは、拡張金網を含んでい
    る請求項１に記載の下部タイプレート格子。
  6. 【請求項６】 前記固定する手段は、前記タイプレート
    の外周で前記タイプレートの上部及び下部に沿った溶接
    部を含んでいる請求項１に記載の下部タイプレート格
    子。
  7. 【請求項７】 前記格子上部と、前記格子下部とは、個
    別の一体キャスティングから構成されており、前記格子
    上部のキャスティングと前記格子下部のキャスティング
    との間の前記スクリーンと共に、該格子上部のキャステ
    ィングと該格子下部のキャスティングとを固定する手段
    が設けられており、前記スクリーンは、拡張金網を含ん
    でいる請求項１に記載の下部タイプレート格子。
  8. 【請求項８】 前記ボス部は、円筒形であると共に、正
    方形マトリクスの隅に配置されたそれぞれの垂直中心線
    を有しており、前記ウェブ部は、前記正方形マトリクス
    の辺に沿って前記ボス部の間に線形に延在しており、前
    記円筒形のボス部の凸部は、各々のマトリクスの垂直方
    向に向いたウェブ部相互の間に延在しており、前記ウェ
    ブ部と、前記凸部とは、前記流れ開口の側壁を画成して
    おり、前記固定する手段は、前記タイプレートの外周で
    前記タイプレートの上部及び下部に沿った溶接部を含ん
    でいる請求項７に記載の下部タイプレート格子。
  9. 【請求項９】 核燃料集合体における燃料棒支持構造体
    であって、 入口ノズルと、下部タイプレート格子と、前記ノズルに
    入る冷却材を受け入れると共に前記下部タイプレート格
    子に流す流室を画成している遷移構造体とを含んでいる
    下部タイプレート・アセンブリであって、前記下部タイ
    プレート格子は、格子下部と、格子上部とを有してお
    り、前記下部タイプレート格子は、燃料棒の下端を支承
    するような寸法の開口を画成している横方向に相隔たっ
    た複数のボスを含んでおり、前記下部タイプレート格子
    は更に、前記ボスを相互連結している複数のウェブを含
    んでおり、該ウェブは、冷却材が前記下部タイプレート
    格子を通流するように該下部タイプレート格子の上面及
    び下面を貫通する複数の流れ開口を前記ボスと共に画成
    している、下部タイプレート・アセンブリと、 前記上面と前記下面との中間において前記格子上部と前
    記格子下部との間に設けられているスクリーンであっ
    て、該スクリーンは、前記ボスにより画成されている前
    記開口と整合した貫通開口を有しており、前記スクリー
    ンは、複数のアパーチャを有していると共に、前記ボス
    と前記ウェブとの間の前記流れ開口を通流する冷却材か
    ら破片を分離するように該流れ開口内に設けられてい
    る、スクリーンと、 前記格子上部と前記格子下部との間の前記スクリーンと
    共に、該格子上部と該格子下部とを固定する手段とを備
    えた燃料棒支持構造体。
JP7281149A 1994-11-03 1995-10-30 下部タイプレート格子及び燃料棒支持構造体 Withdrawn JPH08240679A (ja)

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