JPH1090480A - 多軸スペーサグリッドキー取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料集合体の組立を容易にし、かつ、燃料棒
の損傷を回避する取付装置を提案する。 【解決手段】 セルのマトリクスを有し、該セルの少な
くともいくつかが、第１の方向の柔軟な止め具と第２の
方向の柔軟な止め具とを有する核燃料集合体スペーサグ
リッドにグリッドキーを装着するためのグリッドキー取
付装置であって、フレーム組立体１００と、該フレーム
組立体１００に設けられ各々が前記グリッド１０の各セ
ルに挿入されるように配列されかつ適合された複数の取
付杭２００とを具備し、各取付杭２００が、各セルの前
記第１軸方向の柔軟な止め具および前記第２軸方向の柔
軟な止め具を同時に撓ませることを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、概して、核燃料
集合体のスペーサグリッドにおけるグリッドキーを取り
付けるための方法および装置に関し、さらに詳細には、
スペーサグリッドの２つの軸に沿って、柔軟な止め具を
同時に湾曲させることにより、スペーサグリッド内にグ
リッドキーを取り付けるための方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】原子
炉の作動に必要とされる核分裂性物質の集中は、通常、
燃料棒の配列により達成される。これらの棒は、通常、
ペレット形態のウラニウム化合物を包含している。

【０００３】これらの棒の構造的な集積は、しかしなが
ら、多数の非常に困難な技術的問題を与えている。例え
ば、原子炉内で発生する核反応は、潜在的に危険な量の
放射性のある物質を発生する。いくつかの核分裂性材料
は、さらに、非常に有毒である。その結果、これらの棒
の１つまたはそれ以上のものが破断し、内包していた物
質が流れ出た場合には、深刻な健康上の危険、および、
時間がかかりかつ高価な除染および補修作業がほぼ間違
いなく必要となる。炉の環境は、健全な燃料棒の設計を
困難にしている。なぜなら、燃料棒は、例えば、高温、
冷却材の流れおよび圧力状態のみならず内部放射環境に
晒されるからである。したがって、これらの燃料棒の設
計、製造および組立においては、十分な注意が払われて
いる。

【０００４】燃料棒は、原子炉炉心の一部として装着さ
れるように、通常、集合状態、または「燃料要素」に組
み立てられる。ある燃料要素のデザインは、個々の棒を
スペーサグリッドによって、規則正しい物理的配列に係
合する。典型的には、これらのスペーサグリッドは、セ
ル構造を達成する一群の連結板から形成され、各セルは
その中に燃料棒の一部を留めている。市販の核燃料集合
体において使用されているスペーサグリッドには、燃料
集合体が建築状況に配されたときに、所定位置に燃料棒
を把持する止め具が形成されている。２つの隣接するセ
ル壁に設けられた止め具は、位置を固定された剛性のあ
る止め具であり、他の２つのセル壁は、バネ荷重された
柔軟な止め具、典型的には、一体的に形成された移動止
めを有する板バネを有している。

【０００５】バネ装着された移動止めは、製造が困難で
ある。柔軟な止め具が適当な抑制力を印加する場合に
は、それらは、必ず、燃料棒が挿入されて、所定のセル
を通過させられるときに摩擦され、棒の挿入がより困難
になり、多くの場合、装着を補助する機械的手段が必要
になる。

【０００６】したがって、燃料集合体の製造時には、燃
料棒がグリッドを通して自由に通過できるように、柔軟
な止め具が、各グリッドセルの中心線から引き離されて
いることが望ましい。典型的には、矩形のワイヤグリッ
ドキーが窓を通してグリッド内に挿入される。該ワイヤ
キーはグリッドの全幅にわたって延び、該キーの最も厚
い断面が帯板部分を後方に押し、それによって止め具を
引っ込めさせるように回転される。キーには、回転され
た位置に配されたときに燃料棒と干渉することを防止す
るために切欠が形成されている。この方法および装置の
例またはこれに類する形式のものは、ヤマザキ他の米国
特許第５２７２７４３号明細書、第５３６９８６６号明
細書およびジャブセン(Jabsen)の米国特許第３６６５５
８６号明細書、第３８９４３２７号明細書、第３９８２
９９４号明細書に開示されている。

【０００７】上述したグリッドキーの通過および取り付
けを許容するのに必要な量だけ、バネ式の止め具を各セ
ルの中心から遠ざけるように撓ませるために、取付装置
が必要である。多くの方法および装置が以下に説明する
ようにこの作業を達成するために開発されてきた。

【０００８】従来、柔軟なキーをグリッドの単一の軸方
向に撓ませるような手段が提供されてきた。したがっ
て、キーは、その軸に沿って挿入され、取付装置からの
撓み力が解放され、キーがグリッドの一軸方向に装着さ
れた状態に残される。グリッドはその後、９０゜回転さ
れ、同一のプロセスが第２軸方向について繰り返され
る。キーが第２軸方向に装着される前に撓み力を第１軸
方向から取り除く動作は、プロセスおよび製造物に問題
を生じる。第１軸方向に挿入されたキーによって生じる
制限によって、大きな傾きがグリッドの柔軟な止め具
に、特に、燃料棒と接触する部分に与えられる。第２軸
方向にグリッドキーを装着する際には、さらに大きな困
難性が経験される。結局、このプロセスは、多くの場
合、時間を浪費するものである。これらの各問題点は、
スペーサグリッドの品質に悪影響を及ぼし、炉内の燃料
の燃焼中に燃料棒を破壊してしまうことについての懸念
も生ずる。多くの方法および装置が、以下に説明するよ
うに、キー部材のグリッド内への挿入を容易にするため
に開発されてきた。

【０００９】ジャブセンの米国特許第３７９５０４０号
明細書は、燃料要素グリッド内の個々のセルへの燃料棒
の挿入方法を開示している。これによると、カムがセル
内に導入される。カムは、セル壁を構成しているグリッ
ドの表面を撓ませるように回転される。撓んだグリッド
にほぼ一致する形状を有するキーが、一時的に曲げられ
たグリッド表面に係合するようにセル内に挿入される。
カムは、最初の方向に回し戻され、グリッドから引き出
される。撓ませたキーは、燃料棒が摩擦されることなく
セル内に挿入されることを可能とするように撓みを支持
する。燃料棒が挿入された後には、撓ませたキーの一致
させた寸法部分が、グリッドとの係合を外され、キー
は、バネを解放するためにセルから引き出されて、移動
止めが燃料棒を把持することを許容する。

【００１０】オオヤマ(Oyama)他の米国特許第５０６８
０８１号明細書、第５３９６３３号明細書および５２８
９５１５号明細書は、核燃料集合体の組立方法およびグ
リッドを開示している。撓ませるジグが複数のグリッド
の各々におけるグリッドセル内に挿入される。撓ませる
ジグの直径は、少なくとも一対の窪みのバネおよび該窪
みからバネを遠ざけるように撓ませるためにグリッドセ
ルに接続されたバネを付勢することにより拡大される。
複数の拡大されたキー部材が、グリッドセルの壁面を形
成している帯板間の交差部分に画定された複数の開口を
通してグリッドセル内に挿入される。各キー部材は、そ
の軸線まわりに回転され、キー部材のフックを、バネの
突出方向に対向する方向に帯板の壁面から突出させる。
キー部材は、その後、フックを壁面と係合させる方向に
移動される。撓ませるジグをグリッドセルから引き抜く
ために撓ませるジグによるバネの付勢が解放され、その
後、燃料棒が挿入される。キー部材は、その後、バネを
燃料棒に圧接させる方向に移動される。キー部材は、そ
の後グリッドセルから引き出される。

【００１１】ベル他の米国特許第５２７１０４９号明細
書は、内側グリッドセルのグリッドキーを開示してい
る。矩形の本体部分は、中央部分の近傍で曲げられる。
前記本体部分と面一の２つのタブが、本体部分の一端か
ら外側反対方向に延びている。本体部分は、前記タブに
一致する厚肉部分を有する。この厚肉部分は、止め具を
引っ込めて燃料棒の挿荷を可能にするために、個々の内
側グリッドセルの柔軟な止め具の間に押し入れられる。

【００１２】デマリオ他の米国特許第４７１６０１６号
明細書および第４７９３９６３号明細書は、万能燃料集
合体構造および核燃料集合体のための燃料棒群交換シス
テムおよび方法を開示している。開示された装置および
方法の一部として、案内棒を備えた案内取付具およびロ
ックバーを備えた一対のくし部材が、燃料棒をその外面
を引っ掻くことなくグリッドセル内に挿荷するためにグ
リッドのセル内においてバネを押し下げるために用いら
れる。

【００１３】オオウチ他の米国特許第５３１３５０７号
明細書は、核燃料集合体グリッドにキー部材を取り付
け、かつそれをそこから取り外すための装置を開示して
いる。この装置は、供給および回収機構と、供給および
取り外し機構と回転機構とを具備している。

【００１４】オオヤマ他の米国特許第５３０３２７２号
明細書は、核燃料集合体のグリッドバネを操作する装置
を開示している。

【００１５】上述したジャブセンの米国特許第３７９５
０４０号、オオヤマ他の’５１５号、’０８１号、’６
３３号およびデマリオの’０１６号、’９６３号は、多
くの欠点を有している。例えば、ジャブセンにより使用
されるカムは、その本質により、グリッド止め具にねじ
り荷重を印加し、剛性のある（固定された）止め具およ
び柔軟な（バネの）止め具の作動に反作用する。オオヤ
マの撓ませるジグも、剛性のある（固定された）止め具
および柔軟な（バネの）止め具に、ジャブセンと同じよ
うに反作用する。同様の問題はデマリオの特許において
も見られる。

【００１６】したがって、柔軟な止め具を両軸方向に同
時に撓ませる一方、それと同時に、キー動作の際におけ
るグリッド帯板の多方向の撓みを必要としない、新規の
改良されたグリッドキー取付装置が必要である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は、セルのマト
リクスを有する核燃料集合体スペーサグリッド内にグリ
ッドキーを装着するためのグリッドキー取付装置であっ
て、それらのセルの内の少なくともいくつかに、第１の
軸方向の柔軟な止め具と第２の軸方向の柔軟な止め具と
を具備するグリッドキー取付装置に向けられている。グ
リッドキー取付装置は、フレーム組立体に設けられ、グ
リッドの各セルに挿入されるように配列されかつ適合さ
れた複数の取付杭を有するフレーム組立体を具備してい
る。取付杭の各々は、各セルの第１軸方向の柔軟な止め
具および第２軸方向の柔軟な止め具を同時に撓ませるよ
うに作動可能である。

【００１８】好ましい実施形態では、各取付杭は、該取
付杭が第１軸方向の柔軟な止め具および第２軸方向の柔
軟な止め具の各々を撓ませるように作用する拡大位置
と、該取付杭が第１軸方向の柔軟な止め具および第２軸
方向の柔軟な止め具を撓んでいない位置に配することが
できる収縮位置との間で半径方向に拡縮することができ
る筒状部材を具備している。楔部材は、第１の位置と第
２の位置との間で移動可能である。

【００１９】動作中に、楔部材が第１の位置に移動した
時には、筒状部材は、収縮位置に配され、楔部材が第２
の位置に移動した時には、筒状部材は、拡大位置に配さ
れる。また、好ましい実施形態では、取付杭を各セルに
位置決めするために位置決め杭がフレーム組立体に設け
られている。

【００２０】したがって、この発明の一側面は、セルの
マトリクスを有し、該セルの内の少なくともいくつかが
第１軸方向の柔軟な止め具および第２軸方向の柔軟な止
め具を有する核燃料集合体スペーサグリッドにグリッド
キーを装着するためのグリッドキー取付装置を提供する
ものである。この装置は、（ａ）フレーム組立体と、
（ｂ）該フレーム組立体に設けられ、それぞれがグリッ
ドの各セルに挿入されるように配列されかつ適合された
複数の取付杭とを具備し、各取付杭が、各セルの第１軸
方向の柔軟な止め具および第２軸方向の柔軟な止め具を
同時に撓ませるように作動可能である。

【００２１】この発明の他の側面は、第１軸方向の柔軟
な止め具および第２軸方向の柔軟な止め具を有するセル
を含む核燃料集合体スペーサグリッド内にグリッドキー
を装着するための取付杭を提供するものである。この取
付杭は、（ａ）該取付杭が第１軸方向の柔軟な止め具お
よび第２軸方向の柔軟な止め具をそれぞれ撓ませるよう
に作用する拡大位置と、取付杭が第１軸方向の柔軟な止
め具および第２軸方向の柔軟な止め具を撓んでいない位
置に配することができる収縮位置との間で半径方向に拡
縮可能な筒状部材と、（ｂ）第１の位置と第２の位置と
の間を移動可能な楔部材とを具備し、該楔部材が第１の
位置に移動したときに前記筒状部材が収縮位置に配さ
れ、前記楔部材が第２の位置に移動したときに前記筒状
部材が拡大位置に配される。

【００２２】この発明の他の側面は、セルのマトリクス
を有し、該セルの少なくともいくつかが第１軸方向の柔
軟な止め具と第２軸方向の柔軟な止め具とを有する核燃
料集合体スペーサグリッド内にグリッドキーを装着する
ためのグリッドキー取付装置を提供するものである。装
置は、（ａ）フレーム組立体と、（ｂ）該フレーム組立
体に設けられ各々がグリッドの各セルに挿入されるよう
に配列されかつ適合された複数の取付杭と、（ｃ）前記
フレーム組立体に、前記取付杭を各セルに対して位置決
めするように設けられた位置決め杭とを具備し、各取付
杭が、各セルの第１軸方向の柔軟な止め具および第２軸
方向の柔軟な止め具を同時に撓ませるように作動可能で
あり、各取付杭は、（ｉ）該取付杭が第１軸方向の柔軟
な止め具および第２軸方向の柔軟な止め具をそれぞれ撓
ませるように作用する拡大位置と、取付杭が第１軸方向
の柔軟な止め具および第２軸方向の柔軟な止め具を撓ん
でいない位置に配することができる収縮位置との間で半
径方向に拡縮可能な筒状部材と、（ｉｉ）第１の位置と
第２の位置との間を移動可能な楔部材とを具備し、該楔
部材が第１の位置に移動したときに前記筒状部材が収縮
位置に配され、前記楔部材が第２の位置に移動したとき
に前記筒状部材が拡大位置に配されるものである。

【００２３】この発明のこれらの、そして、他の側面
は、図面を考慮して、好ましい実施形態の以下の記載を
読むことにより、当業者に明らかである。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に従って構成さ
れたグリッドキー取付装置の側面図であり、簡略のため
に側面のシールドプレートを取り外したものである。図
２は、グリッドキー取付装置の平面図である。図３は、
グリッドキー取付装置の一部を形成する筒状部材の縦断
面図である。図４は、線４−４に沿って切断した筒状部
材の横断面図である。図５は、筒状部材の端部を示す図
である。図６は、収縮位置に示されたグリッドキー取付
装置の一部を形成する取付杭の概略縦断面図である。図
７は、拡大位置に示された取付杭の概略縦断面図であ
る。図８は、従来のグリッドの断片的な斜視図である。
図９は、取付杭が収縮位置に配置され、セルの柔軟な止
め具が撓んでいない位置に配された取付杭およびグリッ
ドのセルを示す概略平面図である。図１０は、取付杭が
拡大位置に配置され、セルの柔軟な止め具が撓んだ位置
に配された取付杭およびグリッドのセルを示す概略平面
図である。

【００２５】以下の説明では、複数の図面を通して同様
のまたは対応する部分には同様の参照番号を付すること
とする。また、以下の説明において、「前方」、「後
方」、「左」、「右」、「上方」、「下方」その他これ
に類するような語句は、便宜上の語句であって、限定的
な語句として解釈されるものではない。

【００２６】ここで、広く図面、特に、図１および図２
を参照すると、これらの図面がこの発明の好ましい実施
形態を説明するためのものであり、この発明をそれに限
定しようとするものではないことがわかる。図１に最も
よく見ることができるように、符号１０によって大まか
に指し示されたグリッドキー取付装置が、この発明にし
たがって構成されているのを見ることができる。

【００２７】グリッドキー取付装置１０は、複数の取付
杭２００を支持する集合体１００を具備している。グリ
ッドキー取付装置１０は、在来のグリッド、例えば、各
々が柔軟な止め具またはバネ２４と剛性のある止め具２
６とを有するセル２２のマトリクスを有するグリッド２
０（図８〜図１０参照）へのグリッドキーの取り付けお
よび取り外しを容易にするように適合されている。さら
に詳細には、グリッドキー取付装置１０は、グリッド２
０の柔軟な止め具２４を（図８に示されたような）Ｘ軸
方向およびＹ軸方向の両方に同時に撓ませるように設け
られている。柔軟な止め具２４が一旦撓ませられると、
グリッドキーがグリッドセルを通して導入され、公知の
方法で装着される。

【００２８】一般に、そして、図１および図３〜図７を
参照すると、各取付杭２００は、外部筒状部材２１０と
その内部にスライド可能に据え付けられた楔部材２５０
とを具備している。各筒状部材２１０は、ベース２１２
と環状フランジ２１４とを有している。各楔部材２５０
は、少なくとも一部に雄ねじが形成された軸２５４を有
している。取付杭２００および楔部材２５０について
は、以下に詳細に説明する。取付杭２００は、簡単のた
めに、２つだけスロットが設けられた筒状部材を有する
ように示されているけれども、以下に詳細に説明される
ように、図５に示される好ましい実施形態においては、
各筒状部材の３つのスロットが３つの指部を画定してい
る。

【００２９】図１から図３を参照すると、フレーム組立
体１００は、側部シールドプレート１０２を具備してい
る。上部プレート１１０は、側部シールドプレートの間
に固定状態に締結されている。上部プレート１１０に
は、取付杭２００のベース２１２を受け入れるために座
ぐり穴（図示略）が至る所に形成されている。穴の直径
は各取付杭２００の各穴への挿入がその環状フランジ２
１４によって制限されるように、取付杭２００の環状フ
ランジ２１４の直径よりも小さい。ボタンヘッドねじ１
１２が、上部プレート１１０に形成された相補的なネジ
穴（図示略）に装着され、各筒状部材２１０を上部プレ
ート１１０上の適正な位置および方向に保持するために
設けられている。以下にさらに詳細に説明するように、
楔部材２５０は、各筒状部材２１０内を移動する。各楔
部材２５０の軸２５４は、それぞれの筒状部材２１０の
ベース２１２を通し、かつ、筒状部材のベースが据え付
けられた上部プレート１１０に形成された各穴を通して
延びている。軸２５４は、さらに、中間プレート１３０
に形成されたネジ穴（図示略）を通して延び、軸２５４
のネジは該穴のネジに螺合している。さらに、好ましく
はナイロン材料により形成されたロックプレート１２０
は、ネジ軸２５４の外径より若干小さい直径を有する穴
（図示略）を具備している。軸２５４は、ロックプレー
トの穴にも係合している。これらの穴は、楔部材２５０
の回転を防止するようにねじり抵抗を与えるために設け
られている。

【００３０】各上部プレート１１０、ロックプレート１
２０、中間プレート１３０および下側ベースプレート１
３５は、実質的に相互に平行に配列されている。上部プ
レート１１０および下側ベースプレート１３５は、所定
の相対位置に固定されている。中間プレート１３０は、
スライド機構１４０による移動によって、上部プレート
１１０に対して接離する方向に移動され得る。スライド
機構１４０は、ダイセットブシュ１４１、固定された軸
受け軸１４２、無軸受け軸１４４および不動軸受け軸１
４６を具備している。油圧シリンダ１４８は、スライド
機構１４０によって、上部プレート１１０に対して中間
プレート１３０を選択的に変位させるように設けられて
いる。プレート間の分離の程度は、固定ストッパ１５０
によって制限されている。

【００３１】位置決め杭１７０は、上部プレート１１０
に締結されている。各位置決め杭１７０は、上部プレー
トに形成された相補的な穴（図示略）内に受け入れられ
るベースを有していることが好ましい。位置決め杭を適
正な位置および方向に固定するために、ボルトまたは他
の好適な手段が設けられていてもよい。各位置決め杭１
７０は、テーパ状の、そして、好ましくは円錐形状の端
部１７２を有している。

【００３２】回転／据付機構１６０は、フレーム組立体
１００の挿荷されるべきグリッドに対する位置合わせを
容易にするために設けられている。フレーム組立体１０
０は軸受１６２の回りに２７０゜の範囲で回転され得
る。

【００３３】取付杭２００についてさらに詳細に説明す
ると、模式的な筒状部材２１０が図３〜図５に示されて
いる。筒状部材２１０は、ベース２１２と、一対の柔軟
な指部２３０と剛性のある指部２４０とを具備してい
る。穴２２０はベース２１２内の指部２３０，２４０の
間に画定されている。穴２２０は、テーパ状のまたは傾
斜した部分２２２を筒状部材２１０の上端開口部近傍に
具備している。テーパ状部分２２２は、鉛直方向に対し
て約９．５゜〜１０．５゜の間の傾きを有している。各
柔軟な指部２３０は、好ましくは、約０゜〜３７゜の円
弧角度と、約０．３７インチ〜０．３８インチの間の曲
率半径とを有する湾曲した接触面２３２を有している。
各柔軟な指部２３０はそれぞれ、軸部２３４を具備して
いる。剛性のある指部２４０は、軸部２４４を具備して
いる。特に、核軸部２３４の実質的部分は、軸部２４４
と比べて取り除かれまたは切り取られている。

【００３４】上述したように、筒状部材２１０は、ボタ
ンヘッドネジ１１２によって上部プレート１１０の所定
位置に保持されている。ボタンヘッドネジは、環状フラ
ンジ２１４に形成された凹部２１４Ａ内に受け入れられ
る。したがって、図４により最も良好に評価されるよう
に、柔軟な指部と剛性のある指部のフレーム組立体１０
０に対する相対位置は、選択的に４つの９０゜ずれた位
置のいずれかとなるように選択され得る。

【００３５】図６および図７は、それぞれ、収縮位置
と、拡大位置における取付杭２００を示している。取付
杭２００が、図６の収縮位置に配されるときには、楔部
材２５０の頭部２５２は筒状部材２００の上端部の近傍
に配置される。楔部材２５０が図７に示されるように拡
大位置に向かって下方に引かれたときには、ヘッド２５
２のテーパのついたまたは傾斜した部分２５２Ａが、筒
状部材の穴の傾斜部分２２２に係合しかつ支持される。
剛性のある指部２４０の軸部２４４は、柔軟な指部２３
０の軸部２３４よりも実質的に厚いために、そして、剛
性のある指部および柔軟な指部の各幾何学的寸法のため
に、剛性のある指部２４０はその元の位置を維持する一
方、柔軟な指部２３２は、外側に撓んで、接触面２３２
を距離Ｄだけ変位させる。楔部材２５０を最大限に引き
出すこと、したがって、指部２３０を最大限に撓ませる
ことは、中間プレートのストッパ１５０によって制限さ
れ得る。

【００３６】上記説明から、筒状部材２１０が締結され
た上部プレート１１０と、楔部材２５０の軸２５４が締
結された中間プレート１３０との相対変位が、取付杭２
００の図６に示される収縮位置と図７に示される拡大位
置との間の移動に帰結することがわかる。

【００３７】グリッドキー取付装置１０は、以下のよう
にグリッドキーを装着するためにグリッドを準備するべ
く用いられ得る。最初に、取付杭２００が収縮位置に移
動される。このことは、楔部材２５０の頭部２５２が図
６に示されるように穴２２０内に配置されるように、中
間プレート１３０を上部プレート１１０に向けて移動す
ることにより達成される。

【００３８】フレーム組立体１１０は、回転／据付機構
１６０によってグリッド２０に対して適当に位置決めさ
れかつ方向付けられる。フレーム組立体１００が、一旦
適正に位置決めされると、グリッド２０が取付装置に装
着される。位置決め杭１７０は、取付杭２００が、それ
らが受け入れられる各セル２２と適正に一致することを
保証する。グリッド２０がグリッドキー取付装置１０に
一旦据え付けられると、図９に概略的に示されたよう
に、柔軟な指部２３０が柔軟な止め具２４に隣接配置さ
れ、剛性のある指部２４０は、剛性のある止め具２６に
隣接配置される。凹部２１４Ａとボタンヘッドネジ１１
２とにより付与される調節可能性によって、各指部は、
所定のセルの配列に対して適正に位置決めされる。すな
わち、柔軟な指部は柔軟な止め具に隣接し、剛性のある
指部は剛性のある止め具に隣接して位置決めされる。さ
らに、複数の取付杭が独立して位置決めされてもよい。

【００３９】油圧シリンダ１４８は、その後、中間プレ
ート１３０を上部プレート１１０から下方に離れる方向
に引くように駆動される。中間プレート１３０が下方に
引かれると、楔部材２５０も同様に、筒状部材２１０に
対して下方に引かれ、取付杭２００を図７に示されるよ
うな拡大位置に配置させる。その結果、柔軟な止め具２
４は柔軟な指部２３０によって図１０に示されるよう
に、セルの中心から遠ざかる方向に撓ませられる。接触
面２３２は、柔軟な止め具の撓みの範囲を通して各柔軟
な止め具を押圧する。特に、剛性のある指部２４０は、
剛性のある止め具２６を押圧しない。むしろ、剛性のあ
る指部２４０は、位置決め杭１７０および／または上部
プレート１１０とグリッドの相対位置を固定するための
他の好適な手段によって、剛性のある止め具２６に対す
るその元の位置に実質的に維持される。

【００４０】図１０に示されるように柔軟な止め具２４
が撓ませられた後に、グリッドキーが公知の態様でグリ
ッド内に形成された窓を通して装着され得る。特に、し
かしながら、柔軟な止め具２４がＸ軸およびＹ軸の両方
向に撓ませられているので、グリッドキーは、両方向に
沿って挿入され得る。グリッドキーが一旦装着されたな
らば、中間プレート１３０は再度、上部プレート１１０
の方向に向けて移動され、取付杭２００が図６および図
９に示されるように収縮位置に位置させられる。取付杭
２００は、その後グリッドキー取付装置１０からグリッ
ド２０を取り外すことによって、セル２２から引き出さ
れる。

【００４１】上述したように、柔軟な指部２３０の接触
面２３２は、図示したような湾曲した輪郭を有している
ことが好ましい。この湾曲した輪郭により、柔軟な止め
具の撓みの範囲を通じて、各柔軟な止め具に対する一定
した押圧点が提供される。その結果、柔軟な止め具の傾
きが、大幅に低減され、または消滅される。

【００４２】この発明にかかるグリッドキー取付装置
は、従来技術の方法および装置に対して数多くの利点を
提供している。キー挿入作業の間におけるグリッド帯板
の多方向への撓みは、グリッドキー取付装置が両方向へ
の柔軟な止め具の同時の撓みを提供するので、必要では
ない。さらに、グリッドキーが一度に両方向に装着され
得るので、キー装着に要する時間が大幅に低減される。

【００４３】グリッドキー取付装置は、グリッドキーを
装着するために必要な撓み以上の撓みを生じさせない。
特に、取付杭の各縮および位置決めの程度、したがっ
て、柔軟な止め具の撓み量は、正確かつ簡単に調節され
得る。柔軟な止め具の撓みの程度は、楔部材を引き出す
程度を調節することより、都合よくかつ正確に調節可能
である。柔軟な止め具の傾き量が低減され、または、な
くなると、それによって、装着される燃料棒に対する接
触面積が増大する。

【００４４】柔軟な止め具は、剛性のある止め具に損傷
を与え、燃料棒を摩損させることになる剛性のある止め
具との接触を生じさせることなく、必要なだけ撓ませら
れる。さらに、この発明の装置および方法は、一定の従
来技術の方法および装置により与えられるような、剛性
のある止め具および柔軟な止め具に対するいかなるねじ
り荷重をも与えることがない。

【００４５】上記説明を読むことにより、当業者であれ
ば、一定の変更および改良を思いつくであろう。例え
ば、柔軟な指部の幾何学的寸法は異なるグリッドデザイ
ンに最も適するように変更することもできる。また、キ
ー指部の数および大きさは、異なるグリッドデザインに
対して変更することもできる。そのような全ての変更お
よび改良は、簡明さおよび読みやすさのためにここでは
省略されているが、当然に添付した請求の範囲内に配さ
れるものであることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に従って構成されたグリッドキー取
付装置の側面図であり、簡単のために側面のシールドプ
レートを取り外したものである。

【図２】 グリッドキー取付装置の平面図である。

【図３】 グリッドキー取付装置の一部を形成する筒状
部材の縦断面図である。

【図４】 線４−４に沿って切断した筒状部材の横断面
図である。

【図５】 筒状部材の端部を示す図である。

【図６】 収縮位置に示されたグリッドキー取付装置の
一部を形成する取付杭の概略縦断面図である。

【図７】 拡大位置に示された取付杭の概略縦断面図で
ある。

【図８】 従来のグリッドの断片的な斜視図である。

【図９】 取付杭が収縮位置に配置され、セルの柔軟な
止め具が撓んでいない位置に配された取付杭およびグリ
ッドのセルを示す概略平面図である。

【図１０】 取付杭が拡大位置に配置され、セルの柔軟
な止め具が撓んだ位置に配された取付杭およびグリッド
のセルを示す概略平面図である。

【符号の説明】

１０ グリッドキー取付装置 ２０ 核燃料集合体スペーサグリッド ２２ セル ２４，２６ 止め具 １００ フレーム組立体 １１０ 上部プレート（第１の据付プレート） １３０ 中間プレート（第２の据付プレート） １４０ スライド機構 １４８ 油圧シリンダ（駆動手段） １５０ 固定ストッパ（制限ストッパ） １６０ 回転／据付機構（回転手段） １７０ 位置決め杭 １７２ 端部 ２００ 取付杭 ２１０ 筒状部材 ２２０ 穴 ２３０ 柔軟な指部 ２３２ 外表面 ２４０ 剛性のある指部 ２５０ 楔部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・イーサン・ベイリー アメリカ合衆国・ヴァージニア・24502・ リンシュバーグ・レインボー・フォレス ト・605

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルのマトリクスを有し、該セルの少な
   くともいくつかが第１の軸方向の柔軟な止め具と第２の
   軸方向の柔軟な止め具とを具備する核燃料集合体スペー
   サグリッドにグリッドキーを装着するためのグリッドキ
   ー取付装置であって、 （ａ） フレーム組立体と、 （ｂ） 該フレーム組立体に設けられ、各々が前記グリ
   ッドの各セルに挿入されるように配列されかつ適合され
   た複数の取付杭とを具備し、 前記取付杭の各々が、各セルの第１軸方向の柔軟な止め
   具および第２軸方向の柔軟な止め具を同時に撓ませるよ
   うに作用することを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記フレーム組立体に、前記取付杭を前
   記各セルに位置決めするために、さらに位置決め杭が設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記位置決め杭が、前記取付杭を超えて
   延びていることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 前記位置決め杭が、全体的に細長いこと
   を特徴とする請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記位置決め杭が、テーパ状の端部を有
   することを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 前記テーパ状の端部が、略錐状に形成さ
   れていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 前記フレーム組立体を前記グリッドに対
   して選択的に位置決めし、それによって、前記取付杭を
   前記各セルに対して位置決めするための回転手段をさら
   に具備することを特徴とする請求項１記載の装置。
8. 【請求項８】 前記取付杭の各々が、前記第１軸方向お
   よび第２軸方向の柔軟な止め具の一方に対向する各セル
   内の剛性のある止め具に押圧されることなく、各セル内
   の第１軸方向の柔軟な止め具および第２軸方向の柔軟な
   止め具を同時に撓ませるように作用することを特徴とす
   る請求項１記載の装置。
9. 【請求項９】 前記取付杭の各々が、筒状部材と楔部材
   とを具備し、 前記フレーム組立体が、 （ａ） 前記筒状部材が取り付けられる第１の据付プレ
   ートと、 （ｂ） 前記楔部材が取り付けられる第２の据付プレー
   トと、 （ｃ） 前記第１および第２の据付プレートの距離を選
   択的に変更し、それによって前記筒状部材と前記楔部材
   との相対的な位置を選択的に変更する移動手段とを具備
   することを特徴とする請求項１記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記移動手段が、スライド機構を具備
    することを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記第１および第２の据付プレートが
    前記移動手段によって相対的に変位するように作動可能
    な駆動手段をさらに具備することを特徴とする請求項９
    記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記駆動手段が、油圧シリンダを具備
    することを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記フレーム組立体が、前記第１およ
    び第２の据付プレートの間の距離を制限するための制限
    ストッパを具備することを特徴とする請求項９記載の装
    置。
14. 【請求項１４】 第１軸方向の柔軟な止め具と第２軸方
    向の柔軟な止め具とを有するセルを具備する核燃料集合
    体スペーサグリッドにグリッドキーを装着するための取
    付杭であって、 （ａ） 前記取付杭が前記第１軸方向の柔軟な止め具お
    よび第２軸方向の柔軟な止め具の各々を撓ませるように
    作用する拡大位置と、前記取付杭が前記第１軸方向の柔
    軟な止め具と前記第２軸方向の柔軟な止め具を撓まない
    位置に配することを可能とする収縮位置との間で、半径
    方向に拡縮可能な筒状部材と、 （ｂ） 第１の位置と第２の位置との間を移動可能な楔
    部材とを具備し、 前記楔部材が第１の位置に移動したときには、前記筒状
    部材が前記収縮位置に配され、前記楔部材が第２の位置
    に移動したときには前記筒状部材が前記拡大位置に配さ
    れることを特徴とする取付杭。
15. 【請求項１５】 前記筒状部材が、 （ａ） 前記楔部材がスライド可能に配置される、内側
    に画定された穴と、 （ｂ） 第１および第２の柔軟な指部と、 （ｃ） 少なくとも１つの実質的に剛性のある指部と、 （ｄ） 前記筒状部材が前記拡大位置に配されたとき
    に、前記第１および第２の柔軟な指部が外側に撓まされ
    て、それにより、第１軸および第２軸方向の柔軟な止め
    具にそれぞれ接触してこれを撓ませ、前記剛性のある指
    部は実質的に撓まないことを特徴とする請求項１４記載
    の装置。
16. 【請求項１６】 前記第１および前記第２の柔軟な指部
    の各々が、前記第１軸方向の柔軟な止め具および前記第
    ２軸方向の柔軟な止め具の内の１つにそれぞれ接触する
    外表面を有し、前記外表面が湾曲した輪郭を有すること
    を特徴とする請求項１５記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記楔部材および前記穴が、前記楔部
    材と前記穴との間の軸方向の相対移動によって、前記筒
    状部材が前記収縮位置と前記拡大位置との間で移動する
    ように相対的に形成されていることを特徴とする請求項
    １５記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記穴が、前記第１および第２の柔軟
    な指部の近くに形成されたテーパ部分を有し、前記楔部
    材にもテーパ部分が設けられていることを特徴とする請
    求項１４記載の装置。
19. 【請求項１９】 セルのマトリクスを有し、該セルの少
    なくともいくつかが第１軸方向の柔軟な止め具と第２軸
    方向の柔軟な止め具とを維持する核燃料集合体スペーサ
    グリッドにグリッドキーを装着するためのグリッドキー
    取付装置であって、 （ａ） フレーム組立体と、 （ｂ） 該フレーム組立体に設けられ、各々が前記グリ
    ッドの各セル内に挿入されるように配列されかつ適合さ
    れた複数の取付杭と、 （ｃ） 前記フレーム組立体に、前記取付杭を前記各セ
    ルに位置合わせするように設けられた位置決め杭とを具
    備し、 前記取付杭の各々が、前記各セルの前記第１軸方向の柔
    軟な止め具と前記第２軸方向の柔軟な止め具とを同時に
    撓ませることを可能とし、 前記取付杭の各々が、 （ｉ） 前記取付杭が前記第１軸方向の柔軟な止め具お
    よび前記第２軸方向の柔軟な止め具の各々を撓ませるよ
    うに作用する拡大位置と、前記取付杭が前記第１軸方向
    の止め具および前記第２軸方向の止め具を撓んでいない
    位置に配することを可能とする収縮位置との間で半径方
    向に拡縮可能な筒状部材と、 （ｉｉ） 第１の位置と第２の位置との間で移動可能な
    楔部材とを具備し、 前記楔部材が前記第１の位置に移動されたときに、前記
    筒状部材が前記収縮位置に配され、前記楔部材が前記第
    ２の位置に移動されたときに、前記筒状部材が前記拡大
    位置に配されることを特徴とする装置。
20. 【請求項２０】 前記位置決め杭が、前記取付杭を超え
    て延びていることを特徴とする請求項１９記載の装置。
21. 【請求項２１】 前記位置決め杭が、全体的に細長い形
    状をしていることを特徴とする請求項２０記載の装置。
22. 【請求項２２】 前記位置決め杭が、先細の端部を有す
    ることを特徴とする請求項２１記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記先細の端部が、略錐状に形成され
    ていることを特徴とする請求項２２記載の装置。
24. 【請求項２４】 前記フレーム組立体を前記グリッドに
    対して選択的に位置決めし、それによって前記取付杭を
    前記各セルに位置決めするための回転手段をさらに具備
    することを特徴とする請求項１９記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記取付杭の各々が、前記第１軸方向
    および前記第２軸方向の柔軟な止め具の内の１つに対向
    配置された各セル内の剛性のある止め具を押圧すること
    なく、前記各セル内の前記第１軸方向の柔軟な止め具お
    よび前記第２軸方向の柔軟な止め具を同時に撓ませるこ
    とを可能とすることを特徴とする請求項１９記載の装
    置。
26. 【請求項２６】 前記取付杭の各々が、筒状部材と楔部
    材とを具備し、 前記フレーム組立体が、 （ａ） 前記筒状部材が据え付けられた第１の据付プレ
    ートと、 （ｂ） 前記楔部材が据え付けられた第２の据付プレー
    トと、 （ｃ） 前記第１および第２の据付プレートの距離を選
    択的に変更し、それによって、前記筒状部材と前記楔部
    材との相対位置を選択的に変更するための移動手段とを
    具備することを特徴とする請求項１９記載の装置。
27. 【請求項２７】 前記移動手段が、スライド機構を具備
    することを特徴とする請求項２６記載の装置。
28. 【請求項２８】 前記第１および第２の据付プレートを
    前記移動手段によって相対的に変位させることを可能と
    する駆動手段をさらに具備することを特徴とする請求項
    ２６記載の装置。
29. 【請求項２９】 前記駆動手段が油圧シリンダを具備す
    ることを特徴とする請求項２８記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記フレーム組立体が、前記第１およ
    び第２の据付プレートの間の距離を制限するための制限
    ストッパを具備することを特徴とする請求項２６記載の
    装置。
31. 【請求項３１】 前記筒状部材が、 （ａ） 前記楔部材をスライド可能に内側に配置する、
    内部に画定された穴と、 （ｂ） 第１および第２の柔軟な指部と、 （ｃ） 少なくとも１つの実質的に剛性のある指部とを
    具備し、 （ｄ） 前記筒状部材が前記拡大位置に配されたとき
    に、前記第１および第２の柔軟な指部が外側に撓ませら
    れ、それによって、前記第１軸および第２軸方向の柔軟
    な止め具にそれぞれ接触させられ、前記剛性のある指部
    は実質的に撓まないことを特徴とする請求項１９記載の
    装置。
32. 【請求項３２】 前記第１および第２の柔軟な指部の各
    々が、前記第１軸方向の柔軟な止め具および前記第２軸
    方向の柔軟な止め具の内の一方にそれぞれ接触する外表
    面を具備し、該外表面が湾曲した輪郭を有していること
    を特徴とする請求項３１記載の装置。
33. 【請求項３３】 前記楔部材および前記穴が、前記楔部
    材と前記穴との間の軸方向の相対的な移動によって、前
    記筒状部材が前記収縮位置と前記拡大位置との間を移動
    するように相対的に形成されていることを特徴とする請
    求項３１記載の装置。
34. 【請求項３４】 前記穴に、前記第１および第２の柔軟
    な指部の近くにテーパ部分が形成され、前記楔部材にも
    テーパ部分が形成されていることを特徴とする請求項３
    １記載の装置。
35. 【請求項３５】 セルのマトリクスを有し、該セルの少
    なくともいくつかが第１軸方向の柔軟な止め具と第２軸
    方向の柔軟な止め具とを具備する核燃料集合体スペーサ
    グリッドにグリッドキーを装着する方法であって、 フレーム組立体に設けられ前記グリッドの各セル内に挿
    入されるように配列されかつ適合された複数の取付杭を
    用いて、前記各セルの前記第１軸方向の柔軟な止め具お
    よび前記第２軸方向の柔軟な止め具を同時に撓ませるス
    テップを具備することを特徴とする方法。
36. 【請求項３６】 セルのマトリクスを有し、該セルの少
    なくともいくつかが第１軸方向の柔軟な止め具と第２軸
    方向の柔軟な止め具とを具備する核燃料集合体スペーサ
    グリッドにグリッドキーを装着する方法であって、 フレーム組立体に設けられ前記グリッドの各セル内に挿
    入されるように配列されかつ適合された複数の取付杭を
    用いて、前記各セルの前記第１軸方向の柔軟な止め具お
    よび前記第２軸方向の柔軟な止め具を同時に撓ませるス
    テップを具備し、 前記取付杭が、 （ｉ） 該取付杭が前記第１軸方向の柔軟な止め具およ
    び前記第２軸方向の柔軟な止め具をを撓ませるように作
    用する拡大位置と、前記取付杭が、前記第１軸方向の柔
    軟な止め具および前記第２軸方向の柔軟な止め具を撓ま
    せない位置に配することを可能とする収縮位置との間
    で、半径方向に拡縮可能な筒状部材と、 （ｉｉ） 第１の位置と第２の位置との間で移動可能な
    楔部材とを具備し、 前記楔部材が前記第１の位置に配されたときに、前記筒
    状部材が前記収縮位置に配され、前記楔部材が前記第２
    の位置に配されたときに、前記筒状部材が前記拡大位置
    に配されることを特徴とする方法。