JPH11148992A - 原子炉燃料集合体 - Google Patents
原子炉燃料集合体Info
- Publication number
- JPH11148992A JPH11148992A JP9315337A JP31533797A JPH11148992A JP H11148992 A JPH11148992 A JP H11148992A JP 9315337 A JP9315337 A JP 9315337A JP 31533797 A JP31533797 A JP 31533797A JP H11148992 A JPH11148992 A JP H11148992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel assembly
- spring
- upper nozzle
- nozzle
- leaf spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子炉用燃料集合体の押さえばねの応力腐食
割れを防止する。 【解決手段】 上部ノズル３１と下部ノズルとを複数の
平行な案内管により連結し、その案内管に取り付けた支
持格子を介して複数の燃料棒を支持した原子炉燃料集合
体において、上部ノズル３１の上面に設けられる押さえ
機構５０が、基端５１ａが上部ノズル３１に固定される
板ばね５１と、板ばね５１の自由端部５１ｂと上部ノズ
ル３１との間に介装された圧縮コイルばね５９とから構
成されている。
割れを防止する。 【解決手段】 上部ノズル３１と下部ノズルとを複数の
平行な案内管により連結し、その案内管に取り付けた支
持格子を介して複数の燃料棒を支持した原子炉燃料集合
体において、上部ノズル３１の上面に設けられる押さえ
機構５０が、基端５１ａが上部ノズル３１に固定される
板ばね５１と、板ばね５１の自由端部５１ｂと上部ノズ
ル３１との間に介装された圧縮コイルばね５９とから構
成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉用燃料集合
体に関し、特に燃料集合体の上部に設けられる押さえ機
構の構造に関する。
体に関し、特に燃料集合体の上部に設けられる押さえ機
構の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】加圧水型原子炉に一般的に用いられる燃
料集合体の構造及びその装荷状態を図３乃至図５を参照
して説明する。図３において、燃料集合体１０は多数の
冷却材貫流口と後述の案内管用の複数の取付け穴とを備
えた上部ノズル１１及び下部ノズル１３を有し、それら
上部ノズル１１及び下部ノズル１３は複数の制御棒案内
管１５によって連結されている。碁盤目状の格子開口を
それぞれ備えた支持格子１７は、所定位置の格子開口に
制御棒案内管１５を受け入れて、図示のように長手方向
に間隔を置いて配設され、その他の格子開口に燃料棒１
９を１本づつ受け入れて弾性的に支持している。このよ
うに構成された燃料集合体１０は、炉内構造物の一部で
ある下部炉心板１の上に並べて置かれ（燃料集合体１０
は１体のみ図示されている。）、炉心を構成し燃焼に供
される。燃料集合体１０には、運転中の中性子照射によ
る成長や炉内構造物との間の熱膨張差を考慮して押さえ
ばね２０が設けられ、上部ノズル１１に取り付けられて
いる。押さえばね２０は、中性子照射成長や熱膨張差に
よる相対距離変化を吸収すると共に冷却材流による浮き
上がりを抑制する。前述の相対寸法変化は数十mmにも及
ぶので、取付けスペースを考慮して、押さえばね２０は
図４及び図５に示すような板ばね構造となっている。
料集合体の構造及びその装荷状態を図３乃至図５を参照
して説明する。図３において、燃料集合体１０は多数の
冷却材貫流口と後述の案内管用の複数の取付け穴とを備
えた上部ノズル１１及び下部ノズル１３を有し、それら
上部ノズル１１及び下部ノズル１３は複数の制御棒案内
管１５によって連結されている。碁盤目状の格子開口を
それぞれ備えた支持格子１７は、所定位置の格子開口に
制御棒案内管１５を受け入れて、図示のように長手方向
に間隔を置いて配設され、その他の格子開口に燃料棒１
９を１本づつ受け入れて弾性的に支持している。このよ
うに構成された燃料集合体１０は、炉内構造物の一部で
ある下部炉心板１の上に並べて置かれ（燃料集合体１０
は１体のみ図示されている。）、炉心を構成し燃焼に供
される。燃料集合体１０には、運転中の中性子照射によ
る成長や炉内構造物との間の熱膨張差を考慮して押さえ
ばね２０が設けられ、上部ノズル１１に取り付けられて
いる。押さえばね２０は、中性子照射成長や熱膨張差に
よる相対距離変化を吸収すると共に冷却材流による浮き
上がりを抑制する。前述の相対寸法変化は数十mmにも及
ぶので、取付けスペースを考慮して、押さえばね２０は
図４及び図５に示すような板ばね構造となっている。
【０００３】押さえばね２０は、上部ノズル１１の各辺
に沿って合計４個設けられているが、図面の複雑さを避
けるため図４においては２個のみ示されている。押さえ
ばね２０は、図示されるように上部リーフスプリング２
１と下部リーフスプリング２３からなる複合リーフスプ
リングとして形成されている。下部リーフスプリング２
３は図６に示すように２枚構成の場合もあり、又図７に
示すように１枚構成の場合もある。尚、図示はしていな
いが３枚構成の場合もある。そして上部リーフスプリン
グ２１は、図５に示すように先端部に幅狭の垂直部２１
ａを有して下部リーフスプリング２３の貫通孔２３ａに
挿通され、段部２１ｂが下部リーフスプリング２３の上
面に当接して一体となって変形する。
に沿って合計４個設けられているが、図面の複雑さを避
けるため図４においては２個のみ示されている。押さえ
ばね２０は、図示されるように上部リーフスプリング２
１と下部リーフスプリング２３からなる複合リーフスプ
リングとして形成されている。下部リーフスプリング２
３は図６に示すように２枚構成の場合もあり、又図７に
示すように１枚構成の場合もある。尚、図示はしていな
いが３枚構成の場合もある。そして上部リーフスプリン
グ２１は、図５に示すように先端部に幅狭の垂直部２１
ａを有して下部リーフスプリング２３の貫通孔２３ａに
挿通され、段部２１ｂが下部リーフスプリング２３の上
面に当接して一体となって変形する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
押さえばねは板ばね構造となっていて、大きい相対変位
をコンパクトな構造で許容しているが、一端固定の梁構
造となっているため、付け根部において大きな応力が発
生し、周囲の熱水雰囲気とも相俟って応力腐食割れ（St
ress Corrosion Crack−ＳＣＣ）を発生する虞れがあっ
た。従って、本発明は、応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生
の虞れの無い燃料集合体、特にその押さえ構造を提供す
ることを課題とする。
押さえばねは板ばね構造となっていて、大きい相対変位
をコンパクトな構造で許容しているが、一端固定の梁構
造となっているため、付け根部において大きな応力が発
生し、周囲の熱水雰囲気とも相俟って応力腐食割れ（St
ress Corrosion Crack−ＳＣＣ）を発生する虞れがあっ
た。従って、本発明は、応力腐食割れ（ＳＣＣ）の発生
の虞れの無い燃料集合体、特にその押さえ構造を提供す
ることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、上部ノズルと下部ノズルとを複数
の平行な案内管により連結し、その案内管に取り付けた
支持格子を介して複数の燃料棒を支持した原子炉燃料集
合体において、上部ノズルの上面に設けられる押さえ機
構が、基端が上部ノズルに固定される板ばねと、原子炉
内の上部炉心板に接する該板ばねの自由端側端部と該上
部ノズルとの間に介装された圧縮コイルばねとから構成
される。更に本発明によれば、上部ノズルと下部ノズル
とを複数の平行な案内管により連結し、前記案内管に取
り付けた支持格子を介して複数の燃料棒を支持した原子
炉燃料集合体において、その上部ノズルの上部に設けら
れる押さえ機構が、上部ノズルに垂直面内で回動自在に
枢着された可動バーと、その可動バーの一端と該上部ノ
ズルとの間に介装された引張コイルばねとから構成さ
れ、該可動バーの他端が原子炉内の上部炉心板に押圧さ
れるように配置される。
め、本発明によれば、上部ノズルと下部ノズルとを複数
の平行な案内管により連結し、その案内管に取り付けた
支持格子を介して複数の燃料棒を支持した原子炉燃料集
合体において、上部ノズルの上面に設けられる押さえ機
構が、基端が上部ノズルに固定される板ばねと、原子炉
内の上部炉心板に接する該板ばねの自由端側端部と該上
部ノズルとの間に介装された圧縮コイルばねとから構成
される。更に本発明によれば、上部ノズルと下部ノズル
とを複数の平行な案内管により連結し、前記案内管に取
り付けた支持格子を介して複数の燃料棒を支持した原子
炉燃料集合体において、その上部ノズルの上部に設けら
れる押さえ機構が、上部ノズルに垂直面内で回動自在に
枢着された可動バーと、その可動バーの一端と該上部ノ
ズルとの間に介装された引張コイルばねとから構成さ
れ、該可動バーの他端が原子炉内の上部炉心板に押圧さ
れるように配置される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図１を参照するに、上部ノズル
３１は、前述の上部ノズル１１と同様に他の部材と一緒
に燃料集合体を形成するものであるが、図示しない冷却
材貫流口と制御棒案内管取付け口とを備えた端板部３３
と、角筒状の壁部３５と、壁部３５の上部に形成された
ばね取り付け部３７とを有している。そのばね取り付け
部３７には、後述する板ばねを固定するための庇部３９
が形成され、これに板ばね固定用ねじ穴４１が削成され
ている。庇部３９の下側の空所には、板ばね５１の基端
５１ａが挿入され、押さえスクリュー４３がねじ穴４１
に螺合して基端５１ａを押さえて固定している。詳言す
れば、押さえスクリュー４３の突出ピン４３ａが基端５
１ａの穴及びばね取り付け部３７の穴３８に嵌合して板
ばね５１を押さえ付け、且つ抜け出しを防止している。
上部ノズル３１のばね取り付け部３７から上方に離れて
いる板ばね５１の自由端部５１ｂにも穴５１ｃが形成さ
れ、これにばねガイド５３が挿入されている。ばねガイ
ド５３は細長のリテーナロッド５５の上端に螺合連結さ
れ、リテーナロッド５５の下端部がばね取り付け部３７
の穴４５を貫通し、これに離脱防止ナット５７が螺着さ
れている。そして、リテーナロッド５５の周りには、圧
縮コイルばね５９が嵌装され、その下端部は穴４５の中
に挿入されている。以上のように、板ばね５１、ばねガ
イド５３、リテーナロッド５５、離脱防止ナット５７及
び圧縮コイルばね５９が押さえ機構５０を構成してい
る。
の実施形態を説明する。図１を参照するに、上部ノズル
３１は、前述の上部ノズル１１と同様に他の部材と一緒
に燃料集合体を形成するものであるが、図示しない冷却
材貫流口と制御棒案内管取付け口とを備えた端板部３３
と、角筒状の壁部３５と、壁部３５の上部に形成された
ばね取り付け部３７とを有している。そのばね取り付け
部３７には、後述する板ばねを固定するための庇部３９
が形成され、これに板ばね固定用ねじ穴４１が削成され
ている。庇部３９の下側の空所には、板ばね５１の基端
５１ａが挿入され、押さえスクリュー４３がねじ穴４１
に螺合して基端５１ａを押さえて固定している。詳言す
れば、押さえスクリュー４３の突出ピン４３ａが基端５
１ａの穴及びばね取り付け部３７の穴３８に嵌合して板
ばね５１を押さえ付け、且つ抜け出しを防止している。
上部ノズル３１のばね取り付け部３７から上方に離れて
いる板ばね５１の自由端部５１ｂにも穴５１ｃが形成さ
れ、これにばねガイド５３が挿入されている。ばねガイ
ド５３は細長のリテーナロッド５５の上端に螺合連結さ
れ、リテーナロッド５５の下端部がばね取り付け部３７
の穴４５を貫通し、これに離脱防止ナット５７が螺着さ
れている。そして、リテーナロッド５５の周りには、圧
縮コイルばね５９が嵌装され、その下端部は穴４５の中
に挿入されている。以上のように、板ばね５１、ばねガ
イド５３、リテーナロッド５５、離脱防止ナット５７及
び圧縮コイルばね５９が押さえ機構５０を構成してい
る。
【０００７】上述のような構成の押さえ機構５０の作用
を説明すると、燃料集合体の炉心装荷時において、ばね
ガイド５３の上端面は図示しない原子炉内の上部炉心板
の下面に接し、所定の初期変形が板ばね５１及び圧縮コ
イルばね５９に与えられる。燃料集合体内を上向きに流
れる冷却材により燃料集合体に浮き上がり力が作用し、
上部ノズル３１が上部炉心板に近づこうとする。しかし
ながら、板ばね５１及び圧縮コイルばね５９の合計ばね
力が、その浮き上がり力に打ち勝っていて燃料集合体を
確りと保持する。 そして、燃料集合体の燃焼が進んで
照射成長により燃料集合体の全高が増し、上部ノズル３
１が上部炉心板に近づくと板ばね５１及び圧縮コイルば
ね５９が更に変形し、その相対変位を吸収する。又、運
転中の温度上昇により上部炉心板と上部ノズル３１との
距離が変化しても、板ばね５１及び圧縮コイルばね５９
の変形量の差でこれを吸収し、常に上部ノズル３１、即
ち燃料集合体を確りと保持する。
を説明すると、燃料集合体の炉心装荷時において、ばね
ガイド５３の上端面は図示しない原子炉内の上部炉心板
の下面に接し、所定の初期変形が板ばね５１及び圧縮コ
イルばね５９に与えられる。燃料集合体内を上向きに流
れる冷却材により燃料集合体に浮き上がり力が作用し、
上部ノズル３１が上部炉心板に近づこうとする。しかし
ながら、板ばね５１及び圧縮コイルばね５９の合計ばね
力が、その浮き上がり力に打ち勝っていて燃料集合体を
確りと保持する。 そして、燃料集合体の燃焼が進んで
照射成長により燃料集合体の全高が増し、上部ノズル３
１が上部炉心板に近づくと板ばね５１及び圧縮コイルば
ね５９が更に変形し、その相対変位を吸収する。又、運
転中の温度上昇により上部炉心板と上部ノズル３１との
距離が変化しても、板ばね５１及び圧縮コイルばね５９
の変形量の差でこれを吸収し、常に上部ノズル３１、即
ち燃料集合体を確りと保持する。
【０００８】次に、本発明の別の実施形態を説明する。
図２を参照するに、上部ノズル１３１は前述の上部ノズ
ル３１と同様に別の部材と一緒になって燃料集合体を構
成する。上部ノズル１３１は、図示しない冷却材貫流口
と制御棒案内管取付け口とを備えた端板部１３３と、角
筒状の壁部１３５と、壁部３５の上部に形成された取り
付け部１３７とを有している。その取り付け部１３７に
は、後述する可動バーを枢着するための縦穴１３９が形
成され、更に端板部１３３と取り付け部１３７の間に、
ばね取り付け用空所１４１が形成されている。本実施形
態における押さえ機構１５０の可動バー１５１は、ほぼ
Ｌ字形の形状を有し、中間部においてピン１５３により
縦穴１３９の部分に枢着されている。可動バー１５１の
自由端部１５１ａは、上部ノズル１３１の上方に離れて
いて、これは図示しない上部炉心板に接して押される。
又、可動バー１５１の引張端部１５１ｂは、空所１４１
の中に横方向に延びて設けられた引張コイルばね１５５
の連結ホルダ１５７にピン１５９を介して連接されてい
る。引張コイルばね１５５の両端は、ネジ付きフック１
５８を介して連結ホルダ１５７及び壁部１３５にそれぞ
れ掛止されている。
図２を参照するに、上部ノズル１３１は前述の上部ノズ
ル３１と同様に別の部材と一緒になって燃料集合体を構
成する。上部ノズル１３１は、図示しない冷却材貫流口
と制御棒案内管取付け口とを備えた端板部１３３と、角
筒状の壁部１３５と、壁部３５の上部に形成された取り
付け部１３７とを有している。その取り付け部１３７に
は、後述する可動バーを枢着するための縦穴１３９が形
成され、更に端板部１３３と取り付け部１３７の間に、
ばね取り付け用空所１４１が形成されている。本実施形
態における押さえ機構１５０の可動バー１５１は、ほぼ
Ｌ字形の形状を有し、中間部においてピン１５３により
縦穴１３９の部分に枢着されている。可動バー１５１の
自由端部１５１ａは、上部ノズル１３１の上方に離れて
いて、これは図示しない上部炉心板に接して押される。
又、可動バー１５１の引張端部１５１ｂは、空所１４１
の中に横方向に延びて設けられた引張コイルばね１５５
の連結ホルダ１５７にピン１５９を介して連接されてい
る。引張コイルばね１５５の両端は、ネジ付きフック１
５８を介して連結ホルダ１５７及び壁部１３５にそれぞ
れ掛止されている。
【０００９】上述の構成の実施形態において、燃料集合
体を炉内に装荷すると、可動バー１５１の自由端部１５
１ａが上部炉心板に接して、所定距離だけ下方に押し下
げられる。このようにして、可動バー１５１は時計方向
に回動して引張コイルばね１５５に所定の引張変位を与
える。換言すれば、引張コイルばね１５５の伸びに対応
したばね力により、上部ノズル１３１乃至燃料集合体が
押し下げられていて、冷却材の上向き流による浮き上が
り力に対抗する。従って、当業者にとって容易に理解さ
れるように、第１の実施形態による押さえ機構５０はば
ねの曲げ変位と圧縮変位によりその機能を呈するが、本
実施形態による押さえ機構１５０はばねの伸び変位によ
ってその機能を呈し、同様な作用効果を奏する。
体を炉内に装荷すると、可動バー１５１の自由端部１５
１ａが上部炉心板に接して、所定距離だけ下方に押し下
げられる。このようにして、可動バー１５１は時計方向
に回動して引張コイルばね１５５に所定の引張変位を与
える。換言すれば、引張コイルばね１５５の伸びに対応
したばね力により、上部ノズル１３１乃至燃料集合体が
押し下げられていて、冷却材の上向き流による浮き上が
り力に対抗する。従って、当業者にとって容易に理解さ
れるように、第１の実施形態による押さえ機構５０はば
ねの曲げ変位と圧縮変位によりその機能を呈するが、本
実施形態による押さえ機構１５０はばねの伸び変位によ
ってその機能を呈し、同様な作用効果を奏する。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、板ばねのみでなく、圧縮コイルばねにより変位
力を分担しているので、板ばねの発生応力が小さくなる
から応力腐食割れの発生が抑制される。更に、請求項２
の発明によれば、コイルばねを横置きで使用するので長
さを大きく取ることができるから、その発生応力が小さ
くなって応力腐食割れの発生が抑制される。
よれば、板ばねのみでなく、圧縮コイルばねにより変位
力を分担しているので、板ばねの発生応力が小さくなる
から応力腐食割れの発生が抑制される。更に、請求項２
の発明によれば、コイルばねを横置きで使用するので長
さを大きく取ることができるから、その発生応力が小さ
くなって応力腐食割れの発生が抑制される。
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す立断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の別の実施形態の全体構成を示す立断面
図である。
図である。
【図３】本発明が適用される原子炉燃料集合体の代表的
構造を示す短縮立面図である。
構造を示す短縮立面図である。
【図４】従来の構造を概念的に示す一部省略斜視図であ
る。
る。
【図５】図４の一部を拡大して示す部分省略斜視図であ
る。
る。
【図６】従来の構造の一例を概念的に示す概略側面図で
ある。
ある。
【図７】従来の構造の他の例を概念的に示す概略側面図
である。
である。
１０ 燃料集合体 １１ 上部ノズル １３ 下部ノズル １５ 制御棒案内管 １７ 支持格子 １９ 燃料棒 ３１ 上部ノズル ３３ 端板部 ３５ 壁部 ３７ ばね取り付け部 ３９ 庇部 ４１ ねじ穴 ４３ 押さえスクリュー ４５ 穴 ５０ 押さえ機構 ５１ 板ばね ５１ａ 基端部 ５１ｂ 自由端部 ５１ｃ 穴 ５３ ばねガイド ５５ リテーナーロッド ５７ 離脱防止ナット ５９ 圧縮コイルばね １３１ 上部ノズル １３３ 端板部 １３５ 壁部 １３７ 取り付け部 １３９ 縦穴 １４１ 空所 １５０ 押さえ機構 １５１ 可動バー １５１ａ 自由端部 １５１ｂ 引張端部 １５３ ピン １５５ 引張コイルばね １５７ ホルダ １５８ ねじ付きフック １５９ ピン
Claims (2)
- 【請求項１】 上部ノズルと下部ノズルとを複数の平行
な案内管により連結し、前記案内管に取り付けた支持格
子を介して複数の燃料棒を支持した原子炉燃料集合体に
おいて、前記上部ノズルの上面に設けられる押さえ機構
が、基端が前記上部ノズルに固定される板ばねと、該板
ばねの自由端側端部と該上部ノズルとの間に介装された
圧縮コイルばねとから構成されていることを特徴とする
原子炉燃料集合体。 - 【請求項２】 上部ノズルと下部ノズルとを複数の平行
な案内管により連結し、前記案内管に取り付けた支持格
子を介して複数の燃料棒を支持した原子炉燃料集合体に
おいて、前記上部ノズルの上部に設けられる押さえ機構
が、前記上部ノズルに垂直面内で回動自在に枢着された
可動バーと、該可動バーの一端と該上部ノズルとの間に
介装された引張コイルばねとから構成され、該可動バー
の他端が原子炉の上部炉心板に押圧されるように配置さ
れていることを特徴とする原子炉燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315337A JPH11148992A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 原子炉燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315337A JPH11148992A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 原子炉燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148992A true JPH11148992A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18064204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9315337A Pending JPH11148992A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 原子炉燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11148992A (ja) |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP9315337A patent/JPH11148992A/ja active Pending
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