JPH088478Y2 - 制御棒クラスタ案内管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、加圧水型原子炉の燃料集合体に挿入された
り同燃料集合体から引き抜かれたりする制御棒クラスタ
を案内するための制御棒クラスタ案内管に関するもので
ある。

［従来の技術］ 加圧水型原子炉においては、第３図に示すように、原
子炉容器１内に装荷されて炉心４を形成する複数（図に
は代表的に１体のみを示す）の燃料集合体３の上方に位
置する上部構造物８内に、制御棒クラスタ案内管（以
下、単に案内管という）７が整列して垂設されており、
原子炉容器１の着脱自在な蓋体２に装着された制御棒駆
動装置９の駆動軸10により把持された制御棒クラスタ６
（第４図参照）が、制御棒駆動装置９の作動時に、上述
の案内管７により案内且つ支持されながら、対応の燃料
集合体３内に挿入されたり同燃料集合体３から引き抜か
れるようになっている。

この制御棒クラスタ６は、第４図に示すように、周知
のスパイダ軸6aから放射状に伸びるスパイダ6bによって
房状に保持された複数の制御棒6cから形成されている。
同制御棒クラスタ６は、第３図において鎖線VIで囲まれ
た領域を示す第６図から分かるように、そのスパイダ軸
6aの上端で駆動軸10の下端に周知の態様で結合されてい
る。制御棒クラスタ６の駆動は、原子炉容器１の蓋体２
に上述のごとく立設された制御棒駆動装置９の駆動軸10
によって行なわれるが、第６図においては制御棒クラス
タ６は案内管７内へ引っ込んだ位置にある。

一方、各案内管７は、第３図及び第５図から諒解され
るように、上部炉心支持板11の上方にある上部案内管7a
と、同上部炉心支持板11及び上部炉心板５の間に位置す
る下部案内管7bとからなっている。第７図に示すように
ほぼ円形断面の上部案内管7a内には、軸方向に離間した
複数の上部案内板13が装着されており、また、第８図に
示すようにほぼ角筒断面の下部案内管7b内には、軸方向
に離間した複数の中間案内板14が挿入されている。

各案内板13、14は第４図に示した制御棒クラスタ６の
運動を案内するために、制御棒クラスタ６のスパイダ軸
6a、スパイダ6b及び制御棒6cの通過をそれぞれ許容す
る、中央開口13a、14a、スリット13b、14b及びＣ形断面
溝13c、14cをそれぞれ有する。

更に、第５図に示すように、下部案内管7bの底板もし
くは下部フランジ17の近傍上方には、下部案内板16が挿
入されており、同下部案内板16と底板17との間には、角
筒形の下部案内管7bの各辺について２個、合計８個の開
口部15が形成されている。下部案内板16と底板17との間
はコンティニュアス部と呼ばれており、この部分におい
ては、上述のように開口部15が形成されているため、後
述するように冷却材の流れ方向が変化するので、第５図
及び第９図から分かるように、複数の案内筒18と複数の
鞘板19とが連続的に延びていて、冷却材の流れにより励
振が生じないように第４図に示した制御棒6cを囲み保護
するようになっている。

案内筒18及び鞘板19の上端は、上方の開口部近傍の下
部案内板16で終端しており、それ等の下端は、下部案内
管7bの底板17で終端している。

［考案が解決しようとする課題］ このような加圧水型原子炉の運転時においては、第３
図に矢印で示すように、水冷却材の主流は、原子炉容器
１の側部上方に一体的に設けられた入口ノズル1aから原
子炉容器１内に流入して、原子炉容器１と炉心槽4aとの
間の環状下降領域を流下し、原子炉容器１の底部プレナ
ムで反転して上昇流となつてから、下部炉心支持板12の
流路孔を経て炉心４を上方に通過する。その際に燃料集
合体３によつて加熱された冷却材は、上部炉心板５の流
路孔（図示せず）を経て上部構造物８内に流入し、ここ
で案内管７の内部を上昇しながら、冷却材の一部は同案
内管７に形成された開口部15から出て横方向に流れの向
きを変え、出口ノズル1bから流出する。また、冷却材の
残りの一部は案内管７内を更に上方に流れ、上述のコン
ティニュアス部を去って案内筒及び鞘板が設けられてい
ない領域に至る。

しかし、前述したように、案内筒18及び鞘板19の上端
は開口部15の近傍の下部案内板16で終端していたので、
下部案内板16より上方の領域においては、制御棒6cが冷
却材の流れに直接さらされて、制御棒クラスタ６が励振
される。

制御棒クラスタ６が上述のように励振されると、同制
御棒クラスタ６の制御棒6cが、それを支持し案内するよ
うに形成された案内板13、14、16の穴の壁面に接触する
ことにより、摩耗減肉し、制御棒クラスタ６の使用時間
を制限する一要因となる可能性がある。

従って、本考案の目的は、制御棒クラスタが冷却材の
流れにより加振されることのない制御棒クラスタ案内管
を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この目的から、燃料集合体内に挿入されたり同燃料集
合体から引き抜かれたりする制御棒クラスタを案内する
ために、燃料集合体の上方に整列して配置されている制
御棒クラスタ案内管は、軸方向に離間した複数の開口部
を下方部に有すると共に、底部に底板を有する囲い板、
該囲い板内において前記開口部の上方に軸方向に離間し
て配設された複数の案内板、及び前記底板と前記複数の
案内板の最下方のものとの間に延在する複数の案内筒及
び鞘板を備えており、本考案によると、囲い板内には、
流量制限部材が追設され、その追設位置を複数の開口部
間としている。

［作用］ 原子炉の運転中、制御棒クラスタ案内管に入った冷却
材主流は、流量制限部材が最下方の案内板より下方で且
つ下側開口部上端より上方、即ち開口部間に追設されて
いるため、大部分が横向きに流れ方向を変えて、先ず下
側の開口部を経て案内管外に出る。残りの冷却材料の一
部は流量制限部材を通過して上方に流れ上側の開口部か
ら案内管外に流出する。

従って、最下方の案内板を通過して案内筒及び鞘板が
存在しない領域に入る冷却材の量は必要最少限になり、
案内筒及び鞘板により囲まれていない同領域の制御棒ク
ラスタが冷却材流により加振されるようなことはない。

また、流量制限部材が設けられる領域においては、制
御棒クラスタは案内筒及び鞘板により囲まれているの
で、流量制限部材により乱流が生じても、この乱流は制
御棒クラスタに影響を与えない。

［実施例］ 次に、本考案の好適な実施例について添付図面を参照
して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一又は対応
部分を示すものとする。

第１図に示す本考案の案内管７は、第５図の従来の案
内管と同様に、上部炉心支持板11の上方にある上部案内
管7a（囲い板）と、同上部炉心支持板11及び上部炉心板
５の間に位置する下部案内管7b（囲い板）とを含んでい
る。ほぼ円形断面の上部案内管7a内には、軸方向に離間
した複数の上部案内板13が装着されており、また、ほぼ
角筒断面の下部案内管7b内には、軸方向に離間した複数
の中間案内板14が挿入されている。

各案内板13、14は、第４図に示した制御棒クラスタ６
の運動を案内するために、従来のものと同様に、制御棒
クラスタ６のスパイダ軸6a、スパイダ6b及び制御棒6cの
通過をそれぞれ許容する、第７図〜第10図に関連して説
明したような中央開口、スリット及びＣ形断面溝をそれ
ぞれ有する。

更に、下部案内管7bの底板もしくは下部フランジ17の
近傍上方には、下部案内板16（最下方の案内板）が挿入
されており、同下部案内板16と底板17との間には、角筒
形の下部案内管7bの各辺について軸方向に離間して２
個、合計８個の開口部15が形成されている。下部案内板
16と底板17との間はコンティニュアス部と呼ばれてお
り、この部分においては、上述のように開口部15が形成
されているため、冷却材の流れ方向が変化するので、第
１図及び第２図から分かるように、複数の案内筒18と複
数の鞘板19とが連続的に延びていて、冷却材の流れによ
り励振が生じないように第４図に示した制御棒6cを囲み
保護するようになっている。

第４図に示す制御棒クラスタ６のスパイダ6b及び制御
棒6cに対応するパターンで配置された案内筒18及び鞘板
19の上端は、上方の開口部近傍の下部案内板16で終端し
ており、それ等の下端は、下部案内管7bの底板17で終端
している。

下部案内管7bは、底板17（下部フランジ）と、下部案
内板16と、複数の中間案内板14とを有する。これ等の案
内板14、16や底板17は、前述のように第４図に示した制
御棒クラスタ６を案内するための開口、スリツト及びＣ
形溝等を有するが、それ等は第７図〜第９図に関連して
説明した従来の技術と同様のものでよい。

案内管７の角筒形のハウジングには、底板17と下部案
内板16との間に、各片につき２個の開口部15が従来のも
のと同様に形成され、案内管７内の冷却材がこれ等の開
口部15から横向きに流れの方向を変えて外部に流出しう
るようになっている。

以上の構造は第３図〜第10図に関連して説明した従来
の制御棒クラスタ案内管と同様である。

本考案の好適な実施例によると、下部案内管7b内に
は、軸方向に離間した下側及び上側開口部15の間に、下
部案内管7bを横断するように流量制限部材20が設けられ
ている。好適な実施例では、この流量制限部材20は、第
２図から明らかなように、第８図に示した案内板14とほ
ぼ同様の形状を有する邪魔板の形態をしており、案内筒
18及び鞘板19が挿通する開口20a、20bをそれぞれ有する
と共に、第４図に示した制御棒クラスタ６のスパイダ軸
6a及びスパイダ6bの通過をそれぞれ許容する、中央開口
20c及びスリット20dを有する。

制御棒クラスタ案内管７を本考案に従って上述のよう
に構成すると、原子炉の運転中、制御棒クラスタ案内管
７に入った冷却材主流は、軸方向に離間した開口部15間
に流量制限部材20があるので、大部分が横向きに流れ方
向を変えて、先ず下側の開口部15を経て案内管７外に出
る。残りの冷却材料の一部は流量制限部材20の通路を通
って上方に流れ上側の開口部15から案内管７外に流出す
る。

従って、最下方の案内板16を通過して案内筒18及び鞘
板19が存在しない領域に入る冷却材の量は必要最少限に
なり、案内筒18及び鞘板19により囲まれていない同領域
の制御棒6c（第４図）が冷却材流により加振されるよう
なことはない。

また、流量制限部材20が設けられる領域においては、
制御棒クラスタ６の制御棒6cは案内筒18及び鞘板19によ
り囲まれているので、流量制限部材20により乱流が生じ
ても、この乱流は制御棒クラスタ６に影響を与えない。

［考案の効果］ 従って、本考案によれば、制御棒クラスタの励振が防
止されるため、制御棒と案内板の穴との接触による摩耗
減肉が低減され、制御棒クラスタの使用時間の延長が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による制御棒クラスタ案内管を部分的
に破断して示す立面図、第２図は、本考案による制御棒
クラスタ案内管の要部を第１図のII−II線に沿って示す
拡大断面図、第３図は、従来の制御棒クラスタ案内管を
有する原子炉容器内の冷却材の流れを説明する原子炉断
面図、第４図は、制御棒クラスタ案内管内に挿入される
制御棒クラスタの斜視図、第５図は、第３図に示した従
来の制御棒クラスタ案内管全体の立面図、第６図は、駆
動軸に接続された制御棒クラスタを部分的に示す、第３
図の領域VIの拡大断面図、第７図は、第５図のVII−VII
線に沿った断面図、第８図は、第５図のVIII−VIII線に
沿った断面図、第９図は、第５図のIX−IX線に沿った断
面図、第10図は、第５図のＸ−Ｘ線に沿った断面図であ
る。 ３……燃料集合体、６……制御棒クラスタ ７……制御棒クラスタ案内管 7a……上部案内管（囲い板） 7b……下部案内管（囲い板） 13……上部案内板（案内板） 14……中間案内板（案内板） 15……開口部 16……下部案内板（最下方の案内板） 17……底板、18……案内筒 19……鞘板、20……流量制限部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−271292（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−118298（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−44394（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−152599（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−152996（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−24398（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−17495（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料集合体内に挿入されたり同燃料集合体
   から引き抜かれたりする制御棒クラスタを案内するた
   め、前記燃料集合体の上方に整列して配置される制御棒
   クラスタ案内管であって、軸方向に離間した複数の開口
   部を下方部に有すると共に、底部に底板を有する囲い
   板、該囲い板内において前記開口部の上方に軸方向に離
   間して配設された複数の案内板、及び前記底板と前記複
   数の案内板の最下方のものとの間に延在する複数の案内
   筒及び鞘板、を備える制御棒クラスタ案内管において、
   前記囲い板内には、前記複数の開口部間に流量制限部材
   が設けられていることを特徴とする制御棒クラスタ案内
   管。