JPS6093378A - 原子炉燃料集合体 - Google Patents

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】 ｊ′産業」−の利ノーｊ分ｌ１１ｆ、１本発明は、格子
状のスペーサを持った原子炉燃料集合体であって、４Ｌ
いに・１′阿を棒！酢に核燃料物質をイ１ずろ燃イ１棒
が（５１子目の中にそれぞｈ配置され、スペーサがこの
棒に７＝Ｊ　して直角を１戊し立てて配置された平らな
ウェブ板によって形成され、スペーサが烙Ｆ目の角にそ
こに配置４さ７ｔだ燃＋１搾） に対ｔ・６２つの終端゛・；μ分おｌｌ１ｉえた接触は
ねを有し、この接、（独はねが両方の終ｉ’ｉ！ａ　ｊ
’＋ｌｌ　：＋でそれぞれ１つのウェブ板にある開１−
１においてこのウェブ板に対し直角を成す別Ｓリウェブ
板（で係１宜された原子炉燃料集合体（・ζ関する。

〔従来技術と問題点〕

かかる原子炉燃料集合体はドイツ連部共１１国特許第２
９４１３２０号公報（特開昭５６−　Ｇ　１に８６号公
報参照）で知られている。この周・ノ、１１の原子炉燃
料集合体の接触ばねおよびスペーサｌｊｖもなった金属
で作られるので、接触はねに利しては例えば良好な弾性
のクロムー二、ンケル鋼が４Ａ羊１として選ばれ、一方
のスペーサのウェブ板は中性ｒ−を僅かしか吸収しない
ニッケルー鉄あるいはジルコニウム合金で作られる。更
にスペーサ１ま簡Ｊ′−，に組立でき、それにもかかわ
らず接ｊ独はＩａの部品は破損した際スペーサからの脱
落が防市できる。

かかる原子炉燃料集合体（は一般に頭部部分と脚部部分
を有している。これらは制御卸棒、（内・１゛′ンによ
って互いに接続されている。各１ｌＩＩＩσ・１１俸洛
内管（・ま一端が頭部部分の頭部ブレ・−１・に、他端
が脚部部分の脚部プレートにそれぞれ例えはねし接続で
着脱可能に取りつけられている。ｉ制御棒衾内ｆ４は頭
部グレートおよび脚部プレートを直角を成して目通して
いる。頭ｊ！Ｂグレートおよび脚部プレートは矩１杉、
一般には（Ｅ方形である。

格ト状のスペーサに溶接された制御棒案内管はそれぞれ
正方形の格Ｔ目において矩形、同様に一般にはｆ［方形
の複数の格子状スペーサを通して導かＪｔ　、スペーサ
Ｖよｌｉ制御棒案内管およびそれに伴って燃半−１棒の
長手方向に互いに一般に笠間１褐企隔−Ｃられ、相〃に
かつ頭部プレートおよび脚部プレートと整・ンｇされて
いる。気”ｔＰ７に密封されている被覆ｊ“ｉ′Ｃ）中
に核燃４−１物質が入っている燃４’）棒は、制御棒案
内管・が挿入されてｌ／）ないスペーサの正方形の格ｒ
−目の巾計ｌＩｒ１されている。この燃イーＩ棒は頭ｇ
＋＋部分の′泊：Ｘ＋Ｓプレー　１・にも１内１部部分
の脚部プレートにも敗りつけられておらず、頭部プレー
トと脚部プレートとの間に＋ｉｌ＋方向の遊びを有し、
従ってその長手方向に、即ち原子炉燃料集合体の長手方
向に自由に膨張できる。

特（・こ加１Ｆ水彩原子炉の炉心には、同形に作られた
かかる一連の原子炉燃料集合体が縦軸心を平行にしてチ
ェス盤模様で互いに密に並べて配置されている。従って
原子炉に個々に原子炉燃料集合体を装填および取り出し
する際、炉心内において隣合う原子炉燃料集合体がスペ
ーサの１つの外０＋ｔｌウェブ板に引っ掛かることがあ
り、これはその外側ウェブ板を損傷し、原子炉燃イ・）
集合体の原子炉炉心への再挿入をできなくしてしまう。

特に原子炉炉・し・における運転荷重によって激しく湾
曲する原子゛９ヨ燃料集合体は引っ掛かる傾向がある。

従ってスペーサの外側ウェブ板の原子炉燃料集合体の棒
即ら制御棒案内管Ｆよび燃イ斗棒に対し直角を成す両方
の縁に内イ則に１屯かに顛り１された防イ貯片か設けら
れておシ、原子炉へ／／）原子炉燃４・１集合体の装填
１？よび取り出しの際、横に隣合い長手方向（ｃ　（ｌ
　；ＩＮ移動する原子炉燃料集合体のスペーサＤ　ｌＡ
１１ｉｌつ１プ板の原子炉燃料集合体の棒Ｏ（ダＪ　Ｌ
直角上なずｄ・が１坊欅１片で滑るので、この縁におけ
る引掛り−う；避りられる。

しかし内順１１に順が１されたかかる防イ軒片Ｉま、原
ｒ炉燃料集合体の角の棒としての燃料棒が互いに（α角
を成す２つの外イ則ウェブ板の間の正方形の格子目の中
にある原子Ｐ燃料集合体のスペーサの角に位、そこでは
原子炉における冷却材の熱力学的な状態が角の棒となる
この燃イ＋＋棒が−Ｈ分冷却されず破損してし寸うｃ′
１どに悪ぐするので、設けるこ表ができなり０従って原
子炉炉心においてチェス盤模様で対角線的に隣合う原子
炉燃オ」集合体か原子炉燃料集合体の挿入および取り出
１〜の際にそのスペーサの角に引っ掛かる危険がある１
、この引掛りはこの角における出来るだけ長い防衛片に
よって少なくともかなり避けられるが、スペーサの角に
ある格子目の中に接触はねも配置され、その内終端部分
が外イ則ウェブ板にある開］」に拘束される場合、スペ
ーサの角に長め防衛片を形成しようとすると、スペーサ
の高さ即ちそのウェブ板の幅（ｌま時に犬きく選ばねば
ならない。

〔発明の目的」 本発明の目的Ｖよ、スペーサの川の格子目にも係留され
た接触ばねを有し、そ）ｔ′／ｃもかかわらずこの角に
特に長い防４訂片を有しかつ拡大されず普通の最適な小
さな構造高さにできるスペーサを持った原子炉燃料集合
体を作ることにある。

〔発明の要点および効果Ｊ 本発明によればこの目的辷Ｌ、冒頭（Ｉこ述べた形式の
原子炉燃料集合体において、接触（ｔ」ねの終端部分に
対する開口がスペーサのウェブ板の棒に利し平行、を端
縁から出発Ｌ、直角を成すウェブ板がスペーサの・１つ
の外イ則ウェブ板の１つであり、接触はねの両イ則終端
部分がこの外イ則ウェブ板に対し平行ケそれぞれ１つの
突き出しアームを有し、この突き出１〜アームがスペー
サＤ角において格−ｒ−目の横に隣接する格子目にはま
り込み、そこで外仙ｊウェブ板の内４１１１ｖこスペー
サの角のこの格子目の中に配置された燃料棒にズ・Ｊす
る接触ＶＦ６コの終端部分を形成することによって達１
戊される。

このようにして燃料集合体のスペーサの角の格子目にお
いて抵触ばねがその内終端部分で両方の外針Ｊウェブ板
に拘束する必勿はなくなシ、特にスペーサの角に対して
形状の自由が得られる。

スペーサの角の格子目における外付ｐ＞ニブ板が支持開
［コを有し、この支持１用口の中にこの格子目内にある
接触Ｚ・まねの突き出しアームに形成された終端部分が
はまり込んでいると良い。このと七によつ−Ｃ１この格
子目の中に配置Ｈされた燃料棒の長手方向にこの格子口
内の接触ｆｔ＋’　、１．１に作用し、燃料棒から出て
くる力が受（す止めら〕″しる。

更に、スペー→ノ′の角の格ｒ１１における外１１１抄
ニブ板がこの格子口内にある接触ばねに対する待避Ｊｕ
を有していると有利である。このＣとによって、この格
子目の中に燃料棒を挿入する際、接触ばＩコが１−分な
ばねストロークをとれることが保証さ八る。

〔実施１４ｊ１ 次に図面に示す実施例に基づいて本発明を詳、１ＩＩＫ
説明す之。

本発明に基づく原子炉燃料集合体のニッケルー鉄−合金
から成る正方形の格子状スペーサのうち、第１図には２
枚の平らな外イ則ウェブ板２，３が示され、これらのウ
ェブ板２，３は立−ｒ−Ｃ配置され、互いに直交してい
る。これらの外４１１Ｊウェブ板２゜３の内ｆｉｌｌに
は外引ＩＪウェブ板２に対して平行に内側ウェブ板２１
〜２３が、外イ４ｕウェブ板３に利して平行に内４１１
Ｊウェブ板３１〜３３があり、これらのウェブ板は同様
に立てて配置され、正方形の格子目を形成した状態で直
角に入り組んでいる。かかる正方形の格子目の中には原
子炉燃料集合体のそれぞｎ１本のｍ制御棒案内管あるい
は核燃料物質を有（７ている燃料棒が配置されている。

これらの１１１す御棒案内管セ燃旧俸に＊：Ｊして外引
リド・よび内９＋１１のウェブ板は直角を成している。

理月ｑじやすぐするために、スペーサの角においてＩ′
目創刊ウェブ板２；ｊによって形成された最外佃］の正
方形の格子目の中にだけ唯一の燃料棒４が示されている
。内’１１１１１　：４；・よび外肩ＩＪのウェブ板の
イ則面は燃料棒１７）長手方向に対して平行している。

燃料棒にに１シて設計された正り形の格不目の内部にお
いて、内４ｉ１１Ｊウェブ仮２１〜２３および：３１〜
３３は固定突起２００ないし３００を有している。更に
かかる各格子目の角に（は、これらの格子目内にある燃
料棒に対するクロム−ニッケル鋼製の接ｊ・Ｉ！ｌ＋　
ｆ−Ｊ：ねが配置されている１、この接触ｐｆ　：１２
は２つの終端部分を有し、これらの終端部分によって接
８’Ｊ！　（ｔ：Ｉ：ねは当該ウェブ板にある開１」に
おいてこのウェブ板に／・Ｊして１σ角金成すすＩＪの
ウェブ板に保留さｒｌｌ、その接触（・まねにはウェブ
Ｏｉ、Ｖ、：＜ないし２１〜２：３と３Ｉ〜３３にゾｊ
し１α角全成しないしは燃料棒にゾＩＪ　Ｉ、平行な板
（・丁ねが形成されている。格子状スペーサの各格子目
２通して導かれたｉｉｉ制御棒案内′１！ｔはこれらの
スペーサに溶接され、一方格子状スペーサの別の格子目
における突起１ｒよぴ接１’ｉ！Ｉｉ　Ｉ：Ｊ：　：１
ｗはこれらの格子目の中を通されだ燃苓１棒を押工支持
する。スペーサ内においてケいに平作Ｉｋ割御棒粱内’
Ｉｆおよび燃料棒にｖ＝）　Ｌ直角をなす鎌（Ｃ１外４
Ｎ＋１１ンエプ板２　、３　、ｉ内ｆ則に僅かに頑ヤ［
さ几た防Ｉ０片８，９を有している。

史に内４則ウェブ板２１〜２３と：３１〜：Ｓ３の制衛
１棒案内管および燃料棒に対し直角を成す縁には、原子
炉における原子炉燃料集合体を貫流する冷却水を旋回す
るだめの旋回片１０．Ｉ＋が設けられている。

外イ則ウェブ板２，３は中間・１乙縁１２を介してＣ７
−いに接続されている。この中間平行１２は両方の外１
１１Ｊウェブ板２，３の間において格子］」内のＬＬい
に平行な制餌ｊ梓案内管および燃料棒に７＝ｌ　Ｉ、平
ｒテなスペーサの外相り縁にあり、中間・ト滅１２ｄ、
これらの外４目１］ウェブ板２，３にメ１し傾斜され、
耐呻棒案内管および燃料棒に対し平行（ＣＡｉっている
。両方の外相リウェブ板２，３はスペーサの角において
そのスペーサ内にある制？ｉ１１棒案内管および燃ネ１
棒に対し直角をなす、鎌からこの中ＩＵＩ　’Ｖ−、イ
１２−１で同じ勾配で直線的な傾斜シペ１３，１４を形
成しだ状１〃＝で傾斜されている。

第り図に基づくスペーサの格子目ＩＪＩ（ｉにおいて、
格子目５ｖ横に隣接する角には、その格子目１５または
１（３内にある燃料棒に対するクロム−ニッケル鋼製の
接触ばね５１が配置されている。この接触ばね５［は上
相ＩＪ終端部分５２訃よび下４１１Ｊ終端部分５３を有
し、これらの終端部分にはその都１度の格子目１５また
は１６の燃料棒に対して平行で格子目１５＝！たは１６
の中に湾曲された坂ばＩコム４０が形成されている。」
こ側および一ド（ＭＵ終端部分５２１　＋）　Ｊは硯面
灼称に形成され、第５図に相応したクロム−ニッケル鋼
板製の打抜き部−：八から曲げられ、＋４１１．ｌ終端
ｔ’ａ＋ひ５２および下側終端−ｔｌ（分５３において
スペーサにおける燃料棒にズ」１〜平行、を直線上にあ
る切欠き＋）　４　’　ｒ　＋３５が設けられている。

スペーサの角において格子目１５と格子目５との間にあ
る同州ＩＪ　＋＞ニブ板３１は、そのスペーサ内の燃料
棒に利し平行７り端縁５にに、この端縁から出発１−〃
いに間１嚇を隔てらノ１だ２つの開【コと有し、その１
通口のうちウェブ＆３１のＬ：　ａｔｔｌにの近くの開
口５７が第７図に示されている。燃才１俸に対し平行な
端縁５６にあるこれらの開１−１の中（Ｃ切欠き５１゜
５５を持った接触ばね５］の画郭ｊ終端部分が差し込°
まれ、内ｆｌｌＪＩンエプ板３工に利し内角をなす外伸
ｊウェブ板２によって拘束される。この外曲Ｊウェブ板
２は内（［ＩＪ＋ンエブ板３１の燃料棒に利し乎（ｊ　
；９１４ｊａ縁５６およびこの同州リウェブ板；（１に
１＝Ｊｔ、平ｆ−ｊｌ別の内作Ｊウェブ板に溶接されて
いる。

接触ばね５■の両方の終端部／１）５２．　５：＋　ｉ
’こけ突き出しアーム５８．５９が形成され、これらの
アーム５８．５９はそれ−ぞれ内引１ｊウェブ板３１の
燃料棒に対１−平行な端縁５６にある開１１（たとえば
５７）を通してスペーサの角の格子目５にはまり込む。

これらの突き出しアース−ｒ＋８．ｆｉ９はスペーサ内
の燃料棒にズ＋Ｊ　Ｌ直１’Ｊ　を成している。これら
の２つの各突き出しアーム５８．５！Ｊ’ｄスペーサの
角の格子目５において外イ用ウェブ板２の内４川に板ば
ね６２を持った別の１妾触Ｏ−ｒねに対する終ｙｊＭ部
分６０．６１を形成し、その板ばｆｉ２ｖ′ｉスペーサ
内の燃料棒に対し平行に走り、格子目５内にあるｉ３％
ｌｉ料棒４に接１ｒｒＪ＋　ｒる。。

格子目５の横に隣接して格子目１Ｇの角に配置された接
触げね５１は、格子目Ｊ５の中て配置さｈた接剤ｉｆ’
、ｊ：　ＡＤ　５　Ｉと全く同様（・こ形成され、同じ
よう・てして内仰ｊウェブ板２１の燃料棒に対し平行、
ケ端ｈＪ　６９　Ｋある対応しだ開１−１の中に外４１
１］ウェブ板二（によって拘束、ぎ九でいる。寸だこの
接触（・↓ね５１ｕ、その突き出しアーム５８　＋　’
ｌ　！Ｊでイ各子目５の中にｔｒｉ＋り込み、そこで外
仰ｊウー■−プ板３の内イ則に終端部分１．ｉ　０．　
Ｎ　Ｉと板ｆ・：Ｉ’ねに２を持った接触？；ｉねを片
ａ成する。

格ｒ−月５において板はね（＋　２を持つｙ”ｒ接触ぼ
ねの終端’ｊ’ｄＩ：Ｓ＋［ｉ　（１、ｌｉ　１に（は
１ｌｒｉ旧而！ｉ３，１ｉ４が］１ぞ成さノ１、これら
の頗りＦｆ　ｉｌ＋１ｉ　ｌ、＋＋　’ｌ　７′ｉそれ
ぞれ外４１１］ウェブ板３ないし２にある支持開Ｄ　（
＋　５ないしく＋　（＋　Ｉｃ　：ｈｌみ合イ、突き出
しアーム５８．５９の上に燃料棒・１／Ｊ）長手方向に
作用する力を受ける。

更に外イ則ウェブ板：）と２には、格子目５の中にある
接触げねのこの格子目５の中に湾曲され、そ板（ｒｆね
６２における屈折個所に９に７１する待避１ノド１１．
１１Ｊ７，６８も存在している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく原子炉燃料集合体のスペーサの
角の部分↑・Ｉ親図、第５２図（・、１、氾１図にＪル
づぐスペーザ内の接触ｄ゛ねの仰］面図、第月図（ｌｉ
第２図における矢印１１１．す向から見た接触１」ねの
止面図、第４図は第２１ン１における欠印■方向から見
た接触ばねの底面１凶、第５図は第２図から第４図に基
づく接触はねに対する打抜き部品の半分の展開図、第６
図・ｌま第１図に示したスペーサの角の格子目の平面図
、第７図＋Ｉ′ｉ第６図に基つく格子目の＼１１１−．
　Ｖｌｌ　ｉｌｌに（１′１５　Ｋｆ［面図’Ｃア２ｒ
。 ２、；３　り目（リウエフ゛板、・１　・　〕然イ１１
１ｐ、５１名　ｒ目、　２１〜２３．：２〜：に３　内
イト’＋４ウエフ゛イ反、５１・・・接触ばね、５２．
　（ｉ　＋３　終端ｊ’ｉＢ分、５　（５内４＋１Ｊウ
ェブ板の端禄、５７　開口、５８．５９　突き出しアー
ム、６０，６］−終４ｔ　’ｆｌ＋　汁、Ｇ　５．　ｆ
ｉ　＋＋−・・支持開口、６７、（＋８−・・待避１１
旧」。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）格子状のスペーサを持った原子炉燃料集合体であっ
   て、互いに平行な棒特に核燃料物質を有する燃料棒が格
   子目の中にそれぞれ配置さ几、スベ・−ザがこの棒に利
   して直角を成し立てて配ｔ１′ｔｈ−されたＷらなウェ
   ブ板によって形成され、スペーサが格子１］の角（でそ
   こに配置さｉｔた燃、１′１俸に７Ｊする２つの終端部
   分をＩｊｆｆｊえた接１独げねを−ｆ−ｉ　Ｌ、この接
   触ばねが両方の終端部分でそれぞれ１つりウェブ板にあ
   る開［コに卦いてこのウェブ板に利し直角を成す別のウ
   ェブ板に係留された原子炉燃料集合体において、Ｊ妾！
   ’ｌ！ｌ！　Ｉ’よイ；ｘ（ｆｉｌ）■終端部分（５２
   ゜５；））にＩ−１するｌｆｌ　ｌ：Ｉ　（ｎ　７　）
   がスペーサのウェブ＆　（：Ｓ　Ｉないし２［）の棒に
   対し平行な端縁（５０）から出・光し、内角を成すウェ
   ブ板がスペーサの１つの外１１１！ｌウェブ板の１つ（
   ２ないし３）であり、接触ばね（５１）の両側終端部分
   （５２，５３）がこの外測ウェブ板（２ないし３）て対
   【７平行７にそれぞれ１つの突き出しアーム（５８，５
   ９）を有し、この突き出しアーム（５８，ｆ’ｉ　９　
   ）がスペーサの角において格子目（１５ないし１６）の
   横に隣接する格子目（５）にはまり込み、そこで外側ウ
   ェブ板（２ないし：＋　）　７）　内ｔｕ１ｔ　ｃでス
   ペーサの角のこの格子目（５）の中に配置１「された燃
   料棒（１１）に対する接＋’ｒＪｔば＃Ｊの終ｉτｉＡ
   　；＋ｌｉ分（６０ないし６１）を形成していることを
   特徴とする原子炉燃料集合体。 ２）スペーサの角の格子目（＋’ｉ）Ｋおける外ｊｌｌ
   ｌｌウェブ板（３ないし２）が支持開Ｃｊ　（（＋　５
   ないし６６）を有し、この支持］・トｊＩＩＩ　（（＋
   　５ないし６６）の中にこの格子目（５）内にある接触
   にｒねあ突き出しアーム（５８ないし５９）に形成され
   た終端部分（に０ないしく５１）かは士り込んでいるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の原子炉燃料
   集合体。 ３）スペーサの角の格子目（５）における外側ウェブ＆
   、（：３ないし２）がこの格子目（５）内にある接触ｖ
   Ｊ：　：ｔコに利する待避開Ｄ　（６７ないしく５８）
   と有）−でいろことをｔ時機とする／時、７［−薄氷の
   範囲第１）力記戦の原子炉燃料集合体。