JPS6137592B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6137592B2 JPS6137592B2 JP55179062A JP17906280A JPS6137592B2 JP S6137592 B2 JPS6137592 B2 JP S6137592B2 JP 55179062 A JP55179062 A JP 55179062A JP 17906280 A JP17906280 A JP 17906280A JP S6137592 B2 JPS6137592 B2 JP S6137592B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel element
- support plate
- fuel
- core
- grid
- 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.)
- Expired
Links
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- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
- G21C5/02—Details
- G21C5/06—Means for locating or supporting fuel elements
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Springs (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原子炉の炉心用の燃料要素に関する
ものであり、特には炉心等内で燃料要素の長手方
向移動を拘束乃至抑制する為の装置に関する。
ものであり、特には炉心等内で燃料要素の長手方
向移動を拘束乃至抑制する為の装置に関する。
原子炉において、炉心内で持続して起る核分裂
過程を通して最終的に有用な電気エネルギー等に
変換されるところの熱が発生する。この核分裂現
象を継続的に行わせる為には、炉心内にウラン乃
至他の核分裂性物質を臨界濃度まで集合すること
が必要である。通常、核分裂性物質の酸化物が、
小さな実質上真円状のペレツトに成形されそして
これらペレツトが長く細い中空管、即ち燃料棒内
に装填される。これら燃料棒の200本乃至それ以
上の群団が幾分剛性の燃料要素内に配列される。
次いで、これら燃料要素が、炉心を形成する大き
な一般に円筒状の配列体へと更に集合せしめられ
る。
過程を通して最終的に有用な電気エネルギー等に
変換されるところの熱が発生する。この核分裂現
象を継続的に行わせる為には、炉心内にウラン乃
至他の核分裂性物質を臨界濃度まで集合すること
が必要である。通常、核分裂性物質の酸化物が、
小さな実質上真円状のペレツトに成形されそして
これらペレツトが長く細い中空管、即ち燃料棒内
に装填される。これら燃料棒の200本乃至それ以
上の群団が幾分剛性の燃料要素内に配列される。
次いで、これら燃料要素が、炉心を形成する大き
な一般に円筒状の配列体へと更に集合せしめられ
る。
一般に、炉心を構成する燃料要素の集合体は、
一端において、個々の燃料棒の長手方向軸線に垂
直な面内に配置される格子網状の支持体格子に当
接している。
一端において、個々の燃料棒の長手方向軸線に垂
直な面内に配置される格子網状の支持体格子に当
接している。
核分裂過程で発生する熱を有用な仕事に或いは
或る形態の有用エネルギーに転換する為には、適
当な冷却材が炉心を通して流通せしめられる。加
圧水がこの目的の為しばしば使用される代表的な
冷却材である。もつとも一般的には、この加圧水
は、支持体格子における開口を通してそして燃料
要素を通して燃料棒の長手方向軸線と一般に平行
な方向に流れる。もちろん、核分裂過程が発生す
る熱を流動加圧水が吸収するのはこれら燃料棒か
らである。加熱された水は燃料要素を通して流れ
た後熱交換器に通されて、この熱を二次冷却材に
伝達する。二次冷却材は蒸気にまで昇温され、こ
れにより動力プラントにおけるタービンが駆動さ
れる。
或る形態の有用エネルギーに転換する為には、適
当な冷却材が炉心を通して流通せしめられる。加
圧水がこの目的の為しばしば使用される代表的な
冷却材である。もつとも一般的には、この加圧水
は、支持体格子における開口を通してそして燃料
要素を通して燃料棒の長手方向軸線と一般に平行
な方向に流れる。もちろん、核分裂過程が発生す
る熱を流動加圧水が吸収するのはこれら燃料棒か
らである。加熱された水は燃料要素を通して流れ
た後熱交換器に通されて、この熱を二次冷却材に
伝達する。二次冷却材は蒸気にまで昇温され、こ
れにより動力プラントにおけるタービンが駆動さ
れる。
加圧水が支持体格子から燃料要素を持上げよう
とする傾向がどうしても存在する。この動液圧に
対抗する為に、炉心の放出側においてやはり入口
側における支持板とほぼ平行な面において別の格
子状支持板を位置づけるのが通例であつた。この
放出側の支持板はまた燃料棒の長手方向軸線に垂
直な面に配置されている。燃料要素の長手方向移
動を吸収しそして拘束する為に、炉心冷却材放出
側における支持板に隣り合う燃料要素の端には、
通常支持板から燃料要素に向けて突出する格子パ
ツドに当接するコイルばねが装備されている。
とする傾向がどうしても存在する。この動液圧に
対抗する為に、炉心の放出側においてやはり入口
側における支持板とほぼ平行な面において別の格
子状支持板を位置づけるのが通例であつた。この
放出側の支持板はまた燃料棒の長手方向軸線に垂
直な面に配置されている。燃料要素の長手方向移
動を吸収しそして拘束する為に、炉心冷却材放出
側における支持板に隣り合う燃料要素の端には、
通常支持板から燃料要素に向けて突出する格子パ
ツドに当接するコイルばねが装備されている。
当然に、これら取付具のすべては非常に高価で
あるのみならず、炉心を通しての加圧水の流れを
邪魔する傾向があり、これは冷却材流れ容積にお
ける減少をもたらし、それにより圧力損失の形で
更に一層の非効率さを生じる。
あるのみならず、炉心を通しての加圧水の流れを
邪魔する傾向があり、これは冷却材流れ容積にお
ける減少をもたらし、それにより圧力損失の形で
更に一層の非効率さを生じる。
或る期間の使用後、炉心内での核分裂性物質の
相当部分が消耗しそして炉心全体乃至その一部が
取替られねばならない。この取替時の炉心の供給
業者と最初の炉心供給業者とが違つていることが
多々である。このような状況下には、取替え炉心
の核反応特性だけでなく液圧及び機械的特性を最
初の炉心のそれらに合わせる必要性が存在する。
この点で、炉心の入口側における支持板から燃料
要素を持上げる傾向のある動液圧を増減すること
なく取替え炉心の圧力損失を最初の炉心の圧力損
失に合せることがしばしば必要である。更にま
た、多くの状況において、燃料棒の端と原子炉出
口側における支持体格子から突出するパツドとの
間の非常に小さい空隙において流動冷却材により
誘発される燃料要素の長手方向運動を弾力的に吸
収或いは拘束する為の何等かの手段を設ける必要
性も存在する。
相当部分が消耗しそして炉心全体乃至その一部が
取替られねばならない。この取替時の炉心の供給
業者と最初の炉心供給業者とが違つていることが
多々である。このような状況下には、取替え炉心
の核反応特性だけでなく液圧及び機械的特性を最
初の炉心のそれらに合わせる必要性が存在する。
この点で、炉心の入口側における支持板から燃料
要素を持上げる傾向のある動液圧を増減すること
なく取替え炉心の圧力損失を最初の炉心の圧力損
失に合せることがしばしば必要である。更にま
た、多くの状況において、燃料棒の端と原子炉出
口側における支持体格子から突出するパツドとの
間の非常に小さい空隙において流動冷却材により
誘発される燃料要素の長手方向運動を弾力的に吸
収或いは拘束する為の何等かの手段を設ける必要
性も存在する。
明らかに、液圧的に誘起される燃料要素の移動
をこれまでよりも安い費用で一層良好に抑止しそ
して炉心の取替（再装填）に当つての設計上の融
通性を大巾に増すような改善された燃料要素が必
要とされている。
をこれまでよりも安い費用で一層良好に抑止しそ
して炉心の取替（再装填）に当つての設計上の融
通性を大巾に増すような改善された燃料要素が必
要とされている。
本発明においては、燃料棒の長手方向軸線を一
般に横断する方向に配される位置決め板が、燃料
棒集合体の全長を通して伸延する長手方向チユー
ブの端のボルト等により止着される。位置決め板
の反対端は端取付具の囲いを越えて突出し、そし
てこれら突出端各々はそれぞれの格子パツドに係
合している。
般に横断する方向に配される位置決め板が、燃料
棒集合体の全長を通して伸延する長手方向チユー
ブの端のボルト等により止着される。位置決め板
の反対端は端取付具の囲いを越えて突出し、そし
てこれら突出端各々はそれぞれの格子パツドに係
合している。
燃料要素の反対端において、チユーブは燃料棒
束から突出しそして凸状ばねの中央部分に止着さ
れる。更に、凸状ばねの両端は一対のロツクバー
の各々のピン止めされる。ロツクバーは燃料棒の
長手方向軸線に垂直な面において直径方向に対向
する方向に移動しうるようカム作動される。
束から突出しそして凸状ばねの中央部分に止着さ
れる。更に、凸状ばねの両端は一対のロツクバー
の各々のピン止めされる。ロツクバーは燃料棒の
長手方向軸線に垂直な面において直径方向に対向
する方向に移動しうるようカム作動される。
突出部材対が入口支持体格子構造体に止着さ
れ、各々ロツクバーのそれぞれ一つと整列する空
洞を備えている。上方格子支持板が燃料要素上に
位置決めされると、位置決め板が接触格子パツド
に当接しそしてチユーブを燃料要素に対して下方
に移動せしめる。この作用は、弧状ばねを平坦な
状態に押圧しようとし、それによりロツクバーを
燃料要素端取付具の外へ推し出しそしてこれらの
ロツクバーを入口側燃料要素支持体格子から突出
する部材における関連する空洞とラツチ係入せし
める。この態様での入口支持体格子への燃料要素
のラツチ係合が起ると、燃料要素の上方への変位
は確実に防止される。
れ、各々ロツクバーのそれぞれ一つと整列する空
洞を備えている。上方格子支持板が燃料要素上に
位置決めされると、位置決め板が接触格子パツド
に当接しそしてチユーブを燃料要素に対して下方
に移動せしめる。この作用は、弧状ばねを平坦な
状態に押圧しようとし、それによりロツクバーを
燃料要素端取付具の外へ推し出しそしてこれらの
ロツクバーを入口側燃料要素支持体格子から突出
する部材における関連する空洞とラツチ係入せし
める。この態様での入口支持体格子への燃料要素
のラツチ係合が起ると、燃料要素の上方への変位
は確実に防止される。
本発明の具体例について図面を参照して説明す
る。代表的に、冷却材放出側の燃料要素格子支持
板（上方支持板という）１５は、板１５から燃料
要素３７の方に向け突出する一対の隔置されたブ
ロツク３５，３６を具備している。図示されるよ
うに、燃料要素３７は、その長手方向軸線を一般
に横断して配される冷却材放出側の端取付具４０
を装備している。一対のスロツト４２，４３が端
取付具４０の対向壁のそれぞれに長手方向に形成
されている。長手方向軸線４１に直交しそしてそ
れと一致して扁平な矩形位置決め板４４がスロツ
ト４２，４３内に挿入されそしてそれらにより案
内される。位置決め板４４はボルト４５等により
長手方向軸線４１と同心のチユーブ４６に止着さ
れている。チユーブ４６は燃料要素３７における
燃料棒束全体を貫いて伸延し、そしてチユーブ４
６は端取付具４０の横断方向底板５０に形成され
る穴４７内に摺動自在に受容されている。
る。代表的に、冷却材放出側の燃料要素格子支持
板（上方支持板という）１５は、板１５から燃料
要素３７の方に向け突出する一対の隔置されたブ
ロツク３５，３６を具備している。図示されるよ
うに、燃料要素３７は、その長手方向軸線を一般
に横断して配される冷却材放出側の端取付具４０
を装備している。一対のスロツト４２，４３が端
取付具４０の対向壁のそれぞれに長手方向に形成
されている。長手方向軸線４１に直交しそしてそ
れと一致して扁平な矩形位置決め板４４がスロツ
ト４２，４３内に挿入されそしてそれらにより案
内される。位置決め板４４はボルト４５等により
長手方向軸線４１と同心のチユーブ４６に止着さ
れている。チユーブ４６は燃料要素３７における
燃料棒束全体を貫いて伸延し、そしてチユーブ４
６は端取付具４０の横断方向底板５０に形成され
る穴４７内に摺動自在に受容されている。
チユーブ４６は、冷却材入口側の支持格子（下
方支持板）５４に隣合つている冷却材入口側燃料
要素端取付具５３における横断板５２に形成され
る穴５１を通して燃料棒束から突出する。チユー
ブ４６の突出端は、ばね５６の中央部分を受容す
るブツシング５５内に終端している。ばね５６は
長手方向軸線４１に垂直な方向に端取付具５３を
横切つて伸延している。更に、ばね５６の両端
は、ピン６１，６２により一般に円形断面のロツ
クバー５７，６０に止着されている。こうして、
ばね５６の両端は、図面の面においてロツクバー
５７，６０に対しての回動運動に対する或る程度
の自由度を持つている。
方支持板）５４に隣合つている冷却材入口側燃料
要素端取付具５３における横断板５２に形成され
る穴５１を通して燃料棒束から突出する。チユー
ブ４６の突出端は、ばね５６の中央部分を受容す
るブツシング５５内に終端している。ばね５６は
長手方向軸線４１に垂直な方向に端取付具５３を
横切つて伸延している。更に、ばね５６の両端
は、ピン６１，６２により一般に円形断面のロツ
クバー５７，６０に止着されている。こうして、
ばね５６の両端は、図面の面においてロツクバー
５７，６０に対しての回動運動に対する或る程度
の自由度を持つている。
ロツクバー５７，６０の各々は、ピン６１，６
２を取付ける端とは反対側の端部において平坦な
肩乃至フランジ６３，６４を具備している。更
に、ロツクバー５７，６０は、円筒状ブツシング
６５，６６それぞれ内に摺動自在に収容されてい
る。ブツシング６５，６６は、長手方向軸線４１
に一般に直角の方向にロツクバーを移動するよう
ロツクバーに対するカム作用を行う。
２を取付ける端とは反対側の端部において平坦な
肩乃至フランジ６３，６４を具備している。更
に、ロツクバー５７，６０は、円筒状ブツシング
６５，６６それぞれ内に摺動自在に収容されてい
る。ブツシング６５，６６は、長手方向軸線４１
に一般に直角の方向にロツクバーを移動するよう
ロツクバーに対するカム作用を行う。
一対の隔置された部材６７，７０が端取付具５
３に隣り合う支持格子５４の表面から突出する。
部材６７，７０は、そこに形成される空洞７１，
７２がロツクバー５７，６０と長手方向に整列す
るようにする為に端取付具５３の一部を抱き込ん
でいる。
３に隣り合う支持格子５４の表面から突出する。
部材６７，７０は、そこに形成される空洞７１，
７２がロツクバー５７，６０と長手方向に整列す
るようにする為に端取付具５３の一部を抱き込ん
でいる。
作動態様について説明する。長手方向軸線４１
に平行な方向における燃料要素３７を通しての冷
却材の流れが矢印７５により示されている。先に
も述べたように、この流れの動液圧的作用は燃料
要素３７を持ち上げる、即ち燃料要素を矢印７５
の方向に移動しようとする。しかし、この傾向は
格子支持板（上方支持板）１５を燃料要素３７上
方に位置づけけることにより防止される。第２図
では、格子支持板１５はまだ燃料要素３７上に位
置づけられていない。格子支持板１５が燃料要素
３７上に位置づけられると、ブロツク３５，３６
は位置決め板４４に押接し、その結果位置決め板
４４及びチユーブ４６は矢印７６の方向に押下げ
られる。その為、それまで第２図に示すように彎
曲していたばね５６は、次第に平坦化され、最終
的に第１図のように真直ぐとなり、ロツクバー５
７，６０をそれぞれの空洞７１，７２に係入せし
める。肩６３，６４は空洞表面と密着し、それに
より燃料要素を確実に固定化する。斯うして燃料
要素３７は、格子支持板３７が取除かれるまで
は、矢印７５の方向の冷却材の流れにより誘起さ
れる持上げ力に抗して然るべく定置されている。
に平行な方向における燃料要素３７を通しての冷
却材の流れが矢印７５により示されている。先に
も述べたように、この流れの動液圧的作用は燃料
要素３７を持ち上げる、即ち燃料要素を矢印７５
の方向に移動しようとする。しかし、この傾向は
格子支持板（上方支持板）１５を燃料要素３７上
方に位置づけけることにより防止される。第２図
では、格子支持板１５はまだ燃料要素３７上に位
置づけられていない。格子支持板１５が燃料要素
３７上に位置づけられると、ブロツク３５，３６
は位置決め板４４に押接し、その結果位置決め板
４４及びチユーブ４６は矢印７６の方向に押下げ
られる。その為、それまで第２図に示すように彎
曲していたばね５６は、次第に平坦化され、最終
的に第１図のように真直ぐとなり、ロツクバー５
７，６０をそれぞれの空洞７１，７２に係入せし
める。肩６３，６４は空洞表面と密着し、それに
より燃料要素を確実に固定化する。斯うして燃料
要素３７は、格子支持板３７が取除かれるまで
は、矢印７５の方向の冷却材の流れにより誘起さ
れる持上げ力に抗して然るべく定置されている。
以上説明した通り、本発明に従えば、燃料要素
の運動を拘束する為の簡単なそして比較的廉価な
技術が提供され、これにより新しい炉心の取付及
び炉心再装填にとつて設計上の融通性が著しく増
大する。
の運動を拘束する為の簡単なそして比較的廉価な
技術が提供され、これにより新しい炉心の取付及
び炉心再装填にとつて設計上の融通性が著しく増
大する。
第１図は、本発明の具体例を組付けた燃料要素
の正面図である。第２図は、第１図に示されたば
ねが平坦化される前の状態を示す。 １５：上方支持板、５４：下方支持板、３５，
３６：ブロツク、３７：燃料要素、４０，５３：
端取付具、４２，４３：スロツト、４４：位置決
め板、４６：チユーブ、５６：ばね、５７，６
０：ロツクバー、６１，６２：ピン、６３，６
４：肩、６５，６６：ブツシング、６７，７０：
部材、７１，７２：空洞。
の正面図である。第２図は、第１図に示されたば
ねが平坦化される前の状態を示す。 １５：上方支持板、５４：下方支持板、３５，
３６：ブロツク、３７：燃料要素、４０，５３：
端取付具、４２，４３：スロツト、４４：位置決
め板、４６：チユーブ、５６：ばね、５７，６
０：ロツクバー、６１，６２：ピン、６３，６
４：肩、６５，６６：ブツシング、６７，７０：
部材、７１，７２：空洞。
Claims (1)
- １ 燃料要素の炉心冷却材放出上端側から上方に
隔置された上方支持板及び燃料要素の炉心冷却材
入口下端側から下方に隔置された下方支持板を具
備し、そして燃料要素が炉心冷却材流れ方向にほ
ぼ平行な長手方向軸線を持つ複数の燃料棒を備え
る原子炉用の運動拘束装置であつて、前記上方支
持板と当接するべく適応する位置決め板と、該位
置決め板に一端を連結されそして燃料要素の長手
方向を貫いて伸延するチユーブと、該チユーブの
他端に中央頂端において連結される彎曲ばねと、
該ばねの両端それぞれに連結されるロツクバーで
あつて、前記下方支持板から突出する部材内部に
形成された空洞と整列するロツクバーとを包含
し、前記位置決め板と前記上方支持板との当接に
際して、前記彎曲ばねが平坦化されそして前記ロ
ツクバーが前記空洞内に押進されて錠止されるこ
とを特徴とする原子炉用運動拘束装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/726,397 US4072564A (en) | 1976-09-24 | 1976-09-24 | Motion restraining apparatus for a nuclear reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56117186A JPS56117186A (en) | 1981-09-14 |
| JPS6137592B2 true JPS6137592B2 (ja) | 1986-08-25 |
Family
ID=24918442
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11343677A Granted JPS5340182A (en) | 1976-09-24 | 1977-09-22 | Device for restricting reactor operation |
| JP17906280A Granted JPS56117186A (en) | 1976-09-24 | 1980-12-19 | Motion restriction device for nuclear reactor |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11343677A Granted JPS5340182A (en) | 1976-09-24 | 1977-09-22 | Device for restricting reactor operation |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4072564A (ja) |
| JP (2) | JPS5340182A (ja) |
| BE (1) | BE855175A (ja) |
| CA (1) | CA1067216A (ja) |
| DE (2) | DE2729814C2 (ja) |
| ES (1) | ES460254A1 (ja) |
| GB (2) | GB1564651A (ja) |
| IL (1) | IL52054A (ja) |
| IT (1) | IT1083755B (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4298434A (en) * | 1978-11-13 | 1981-11-03 | Combustion Engineering, Inc. | Bottom mounted fuel holddown mechanism |
| US4268357A (en) * | 1978-11-24 | 1981-05-19 | Combustion Engineering, Inc. | Positive lock holddown device |
| DE3228971A1 (de) * | 1981-08-26 | 1983-03-17 | The Babcock & Wilcox Co., 70112 New Orleans, La. | Niederhaltetorsionsfeder mit doppelter umbiegung |
| DE3228970A1 (de) * | 1981-08-26 | 1983-03-17 | The Babcock & Wilcox Co., 70112 New Orleans, La. | Zickzack-niederhaltefeder |
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