JPS6093377A - 原子炉用燃料集合体 - Google Patents

原子炉用燃料集合体

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JPS6093377A
JPS6093377A JP58201527A JP20152783A JPS6093377A JP S6093377 A JPS6093377 A JP S6093377A JP 58201527 A JP58201527 A JP 58201527A JP 20152783 A JP20152783 A JP 20152783A JP S6093377 A JPS6093377 A JP S6093377A
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JP
Japan
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fuel assembly
cylinder
polygonal cylinder
nuclear reactor
keys
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JP58201527A
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JPH0113076B2 (ja
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木元 誠
岸 昭正
北本 紘一
保 高田
百々 隆
勇 渡辺
力久 洋
林 喬雄
掛樋 勲
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Hokkaido Electric Power Co Inc
Tohoku Electric Power Co Inc
Kansai Electric Power Co Inc
Kyushu Electric Power Co Inc
Chugoku Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Hokuriku Electric Power Co
Shikoku Electric Power Co Inc
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Hokkaido Electric Power Co Inc
Tohoku Electric Power Co Inc
Kansai Electric Power Co Inc
Tokyo Electric Power Co Inc
Kyushu Electric Power Co Inc
Chugoku Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Hokuriku Electric Power Co
Shikoku Electric Power Co Inc
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、断面正多角形状をなし、Uいに密接集合して
原子炉炉心を構成づる棒状の原子炉用燃料集合体に関し
、更に詳しくは、ハンドリングヘッド部にお(プる球面
状のガイド構造と丸みをもったキーとの組合せにより、
燃料交換時における自己方位調整機能を右り゛る原子炉
用燃料集合体に関づるものである。
一般に、高速増殖炉の炉心は、正六角形断面をもった燃
料集合体や、同じく正六角形断面をもったその他の炉心
構成要素(例えば、制御棒や中性子遮蔽体など)が互い
に密接づる如く、数百本、正三角格子状に配設されるこ
とが多い。
そのため、使用済燃料集合体を1本炉心から引抜くと、
そこには6木の周辺燃料集合体で囲まれた六角柱状の空
孔が生じることになる。この六角形の空孔に新燃わI集
合体を挿入りるIこめ、炉心上部からそれを降下させて
も、通常、燃料交換機は、燃料集合体を甲に用下げてい
るだ【プぐ、その向きを変えうるようにはなっていない
ので、空孔の向きと新燃料集合体の向きとが一致すると
は限らない。一致していればそのまま挿入できるが、ず
れた状態となると、挿入不可能となる。
イこひ、従来、燃料集合体には、空孔の向きとそれに挿
入づ−る新燃料集合体の向きとが一致しぐいなくて一6
1挿入しでいったとき、新燃料集合体が空孔の向きに合
けて自動的に回転し、適i[な方向を向くよう何j3か
の自己方位調!機構が組込まれている。
その典型的な例としては、例えば特公昭48−175!
i号公報にみられるJ:うに、燃料集合体のエントラン
スノスル部基gに、端部の一方に斜方向にエツジを右(
るカムを備え、かつ垂直断面の稜の延長線に合致する縦
方向のキー(突出部)を有し、ハンドリングヘット部に
は燃料集合体の各面の最終部にV型の斜面を設け、両者
の係合によってキーがV型の斜面に沿って案内されて、
挿入した燃料集合体が適正な方向を向くようにしたもの
がある。
しかし、このような1苺逃だと、キーとハンドリングヘ
ッド部にそれぞれ複雑な加工を施さねばならず、製作性
が悪い!こめ二1ストI!′5となるし、また、キーと
V型斜面とは1r11接触であるので滑りが悪く、更に
、キーの先端は斜切した」エツジ型であるので、新燃料
集合体を仲人しくいったとき周囲の燃FI集合体に当っ
C「かじりJ (金属同士が当接したとさ、一方の先鋭
部が他力の面に喰い込んでその表面を損傷さμるととも
に、局部的に(つつき、摩擦が大きくなって動かなくな
る現9)が生じ、挿入燃料集合体が自己り位調整機能を
果しえなくなるといった事態が生じうる。炉心の容量が
大型化するにつれて、燃わ[集合体も当然のことながら
大型化、大重量化するので、「かじり」の問題の解決、
挿入時における燃料集合体の回転しやすさをより良好に
することは極めて重要なことである。
本発明は、上ndのような従来技術の実情に鑑みなされ
たもので、イの目的は、僅かな挿入荷車によっr′4J
滑らかな回転運動を行なわびることができ、また大型化
し、自重が増大しても1゛かじり」等が生じ=f、、4
R頼性の高い自己方位:J4整槻能を有するととしに製
作性の良好な原子炉用燃料集合体を提供することにある
」二記目的を達成すべく案出された本発明は、ハンドリ
ングヘッド部の134部と中間多角筒部の上端部を、丸
みをbたl!Iこアール(R)形状のガイドiM in
にりるととしに、」−ントランスノズル部の上端位置に
設り/、:複数の1−の先端外面もアール横)2!とじ
−(、沖入りる燃料集合体に2段階で回転モーメン1−
をシjλ(、スムーズに適正方位に向くように、1人さ
れ(いる。
ジなわら本発明は、l端側に位置するハンドリングヘッ
ド部と、中間部に位置し正多角形の断面形状を右Jる中
間多角1:)部と、下端部に4i1置するエン]〜ラン
スノズル部とが連続して棒状をなす原子炉用燃料集合体
ホにdjいl’ 、 +iQ記ハンドリングヘッド部は
円筒状でその上端に円筒の面取り部を有づる形状を<t
 シ、ハンドリンクヘッド部と中間多角筒部との境界は
多角筒の面取り部で連続する形状であり、中間多角1;
)部と」ントランスノズル部との境界部分には、中間多
角筒部の稜線に)aっC−1・方に突出した、上端外面
に丸く整形された長さの異なる複数本のキーを配設した
ことを特徴とするII:【了炉用燃利集含体である。
以下、図面に基づき本発明に一つぃC史に1.■シく説
明づる。第1図(J本発明に係る原子炉用燃料集合体の
一実施例を小りμ2明図(あり、第2図はその■−■矢
視図である。燃料集合体は、上端側に位1ffi=lる
ハンドリンクヘッド部1と、中間部に位置する断面正六
角形状の中間六角筒部2と、下端側に位置りる」ントラ
ンスノズル部3とか連続した棒状体であり、中間六角四
部2の内部には多数の燃わ1ピンが収納されている。
さて、本実施例では、ハンドリングヘッド部1は、塁本
的には円筒体4ど、”Eの上端(頂部)に形成した円筒
のifI取り部5〕をイil−る構造である。この円筒
の面取り部芝〕は、円It面ではな(、あたかも「椀」
を伏I!IごJ、うな曲面であり、縦断面でみれば、半
径R1をイ■JるようなR(アール)をしった面である
。また、ハンドリングヘッド*+51と中!71j六角
?I;)部2との境界は六角筒の面取り部6が形成され
、それにょっC連続づる構造であるが、その六角筒の面
取り部6も円tit形ひはなく、縦断面でみれば、半径
R2を有するJ:うなR<77−ル〉をbつだ球面状で
ある。
他ノJ、中間六角111部2ど」−ントランスノズル部
3との境界部分に(よ、中間六角筒部2の稜線に沿−)
て下ノJに延長突出りる3個のキー7a。
7b、7cがBQ +ノられている。これら3個のキー
7a 、71+ 、7cは、iれぞれ長さが異なり、7
a 、7b 、7cO)順に小さくなッT イー”: 
N120庇の間隔で取イ1りられる。各キーは、それら
の下端外面が球面状に丸みを83σに形状(丁径R3)
であり、中間六角筒部2のF端部の稜に形成した溝に嵌
込まれることにょっC取イ」()られる。
このように構成した原子炉用燃料集合体は、燃料交換時
、新燃料集合体を1iTi人する際、燃fil集合体そ
れ自身が適止なh向を向くような自己方位調整機能を4
1′1−る。そのメカニズムは、次の如くである。
使用済燃料集合体を新燃料集合体と交換づるため、使用
済燃料集合体を1本炉心から引抜くと、第3図、第4図
に示づように、ぞこには6本の周辺燃料集合体C囲まれ
た六角柱形の空孔ができる。説明の便宜」]、周)すの
6本の燃ゎI集合体をそれぞれ符Q 10a 、 +0
1+ 、 toe 、 10d 。
10c 、 10fで表わし、また、牙じる空孔を符号
11で表わすこととづる。このような空孔11内に、炉
上部から新燃料集合体1oを1φ入づる。
前述の如く、燃料交換機は、通出、燃料集合体を吊下げ
ているだけで、それに正確な方向性を(=J与しうるb
のではないので、燃料集合体自身が方位調整機能をイリ
与することになる。
さて、生じた空孔1′1のh位に対して、挿入する新燃
料集合体の方位が合致していればなんら問題はないが、
そのようなことが生じるのはかなり稀で、一般には第4
図に示すように、多少fれ゛((角1σθをb * ’
C)挿入されるonると、まず、最も長いキー7aの先
端が周辺燃料集合体10aの円筒の面取り部5aに当る
。+10述の如く、円筒の面取り部はRJM造であり、
またキーの先端も丸みをイjJる構造eあるので、球面
状同士の点接触であり、燃料集合体10の自重が作用す
ることによって、「かじり」を生じることなく、スムー
ズに、例えば第4図のようなθ〈30°の場合には、」
一方がらみたとき、矢印Xにて承り如く現時j1廻りに
回転するような回転モーメントを受りて回転し、同時に
降下りる。他のキー7b、7Gがぞれぞれ対応する周辺
燃料集合体H1c 、Hl(!の円筒の面取り部5c、
5eに当ったときも同様である。かくして、挿入される
新燃料集合体10は、キーが円筒の面取り部cガイドさ
れて、方位の粗調整がなされ、そのまま下方へ案内され
る。そして、最長のキー7aが周辺燃料集合体10aの
六角筒の面取り部6aに当接すると、上記と同様に、回
転モーメン!・を受【)て回転し、各1−一がそれぞれ
六角筒の面取り部ひカイトされて最終的に方位の微調整
がなされ、所定の位置に収J、るのである。キー7aの
先端の当接点の軌跡を第3図に符号Pで示づ。これは、
周辺燃料集合体10aを90°回転ざUk状態を図面ノ
f半分に重ねて描ぎ、それに軌跡を描き入れIこもので
ある。
従って、同図において、二つの点Qが同じ位置を示し−
Cいることになる。
このように、円筒の面取り部と六角筒の面取り部の2段
階構造とし、でれそれを11鴎とυることによって、キ
ーは2段階にわたって回転モーメントを受()、粗調整
、微調整が自動的に行なわれて方(Oが調整されるの(
゛ある。カミ燃わI集合体が受りる回転モーメン1−を
大きくしたい時は、本実施例のような2段階構造とJ゛
ると、円筒の面取り部の傾きを急峻にでき、新燃料集合
体の自車にJ、って、す1.た、他のキーとの相互作用
によって大ぎな回転−し−メントを与えることができる
のである。
ところて゛、かなり稀なことCはあるが、第5図に示づ
ように、4ニーと1<構造の面取り部との当接位置の適
止h4(tに対りるり′れ角濱θがほぼ30°となるよ
うな場合しありうるが、そのような場合C゛も木5’を
明にJ、ればなんなくクリI7できる。つまり、新燃料
集合体1oが降下すると、キー7aが滑っでモの^さ分
だ【)矢印Y方向に押され、そのまま史に碑下覆る。す
ると、次のキー711が、周辺燃オ′31集合体10c
の円筒の面取り部50に当接し、同図矢印/で示すよう
に、新燃料集合体10には回転上−メントが生じ、回転
しながら挿入され(いくことになる。それ以降の動作は
、前)ホしI、:第1図の場合と同様である。
このようにして、ハンドリングヘッド部1の円筒の面取
り部5と中間六角筒部2の六角筒の面取り部6とをそれ
ぞれR構造とし、それにλ・1応してエントランスノズ
ル部:、3の4= −し丸みをもたけた構造とすること
により、[−かじり1か生じず、大きな回転モーメン1
−を!jえて、円滑な自己方位調整動作を行なわけるこ
とができるのである。
以上、本発明の好Jしい一実施例についC1述したが、
本発明はかかる構造のみに限定されるしのでないこと勿
論であり、特ム′目への範囲に記載した範囲内で秤々の
変更がfiJ tiにである。
キーは、中間多角115部が六角1:)状の場合は3個
とづるのが最も[1合がよいが、2個Cbよい。
その場合には、対称位置(180°の(+7胃)以外で
あれば、どこに設りCもよい。円筒の面取り部や多角筒
の面取り部は、円311状の面取りぐbよいが、スムー
ズな回転をJ3こさせるためには、実施例に述べたよう
に「椀」を伏I!Iこような丸みを有する曲面とづるの
がよい。このとき、7−ルの中心は必ヂしも燃わ1集合
体の中心軸上に存在Jる必要は<’K <、第1図に示
されているように、ずれでいてもよい。J:lζ、中間
多角間部の形状も、六角筒状にがさらず、四角筒状でも
Jzい。
本発明(は、上記のように構成l)!、:原子炉用燃料
集合体であるかIう、燃判集百体が大型化し、山手が増
大し°【も1°がじり」が生じず、挿入方位がずれてい
ても滑らかな回転運動を行なわせることができ、帛゛に
、jlEIイ「に適正な方位に調整さけることがU′さ
、信頼11J4!−ハしく高めることかぐさるし、製作
性も極めて良好であるなど、づぐれIC効果を奏しうる
しのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を承り説明図、第2図はその
■、−■矢視図、第3図は側面がらみた動作説明図、第
4図、第!j図はそれぞれ上面からみた動作説明図(”
ある。 ′1・・・ハンドリングヘッド部、2用中間六角筒部、
3・・・エン1〜ランスノズル部、4川円筒体、5・・
・円筒の面取り部、6・・・六角筒の面取り部。 7a 、 7b 、 7cm・・キー、11−・・空孔
。 特許出願人 東京電ツノ株式会着(他10名)代 理 
人 JE nD 、tJAll同 茂 見 積 置 荒 木 友之助 第1図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、上端側に位HJるハンドリングヘッド部と、中間部
    に11Ziαし正多角形の断面形状を有する中間多角筒
    部と、−ト端部に位置するエントランスノズル部とが連
    続して棒状をなt+−原子炉用燃料集合体において、前
    記ハンドリングヘッド部は円筒状でその上端に円筒の面
    取り部を右りる形状をなし、ハンドリングヘッド部と中
    間多角筒部との境yIiは多角筒の面取り部で連続りる
    形状であり、中間多角筒部と1ン]−ランスノズル部と
    の境弄部分には、中間多角1:1部の稜線に沿つ(1一
    方に突出した、下端外面に丸く整形され1.:良さの異
    なる複数本のキーを配設したことを特徴とする原子炉用
    撚1’11集合体。 2、円筒の161取り部、多角形筒の面取り部、及び4
    ニーの先端外面1.1、それぞれ球面状の丸みを有する
    ものである特許請求の範囲第1項記載の原子炉用燃料集
    合体。 3、中間多角筒部は正六角形の断面形状を有するもので
    あり、キーの本数は3本であって、それらが中間多角筒
    部の稜線の一本おきに配設されている特許請求の範囲第
    1 Mi ’J、たは第2項記載の原子炉用撚II集合
    体。
JP58201527A 1983-10-27 1983-10-27 原子炉用燃料集合体 Granted JPS6093377A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58201527A JPS6093377A (ja) 1983-10-27 1983-10-27 原子炉用燃料集合体

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JP58201527A JPS6093377A (ja) 1983-10-27 1983-10-27 原子炉用燃料集合体

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JPS6093377A true JPS6093377A (ja) 1985-05-25
JPH0113076B2 JPH0113076B2 (ja) 1989-03-03

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JP58201527A Granted JPS6093377A (ja) 1983-10-27 1983-10-27 原子炉用燃料集合体

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5013795A (ja) * 1973-06-07 1975-02-13

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5013795A (ja) * 1973-06-07 1975-02-13

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JPH0113076B2 (ja) 1989-03-03

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