JPS62168090A - 燃料集合体のスペ−サ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子炉の燃料集合体用スペーサに係り、特に流
体の圧力損失を低減した高性能なスペーサ構造に関する
。

〔発明の背景〕

従来のスペーサの構造例を第２図〜第６図に示す。チャ
ンネルボックス１の中に燃料棒２が複数本納められてい
る。燃料棒２の長手方向に複数個（一般には７個）のス
ペーサ３を配列されている。

スペーサ３の構造の一例を第３図に示す。第３図は格子
形のスペーサの例で、燃料棒２はそれぞれ格子状をなし
た仕切板に取付けられた角形スプリング５及びＳ字形ス
プリング５′によって支持されている。通常運転等の微
振動等はスプリング５及び５′で支持し、地震等の異常
時には仕切板によって支持するようにしたものである。

他の例としては第Ｓ図に示すような円筒リング７を組合
せた構造のスペーサもある。この場合燃料棒２は、適当
形状のばね６と突起部６′の３点により支持されている
。他の例としては第６図に示すような８角形をした角筒
８を組合せた構造のものもある。

この場合燃料棒２は突起部９による３点支持となってい
る。この他にも各種の形状をしたスペーサ構造が提案さ
れているが、このような従来の構造では燃料棒の長手方
向に冷却水が流れるその流路中に設けるスペーサの断面
積が大きいので、流体の圧力損失が大きくなり、したが
って冷却水循環用ポンプの容量を大きくする必要がある
とか、冷却効率が低下するなどの大きな欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、流体の圧力損失を小さくすることによ
って高効率の冷却を行い得る原子炉燃料集合体用スペー
サ構造を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、流体の圧力損失を小さくする手段として、ス
ペーサをそれぞれの目的別に２種類の異なった形状及び
構造のものに分割し１、それらを適宜燃料棒の長手方向
に配列するようにしたものである。

〔発明の実施例〕 本発明の具体的な一実施例の概略図を第１図に示す。チ
ャンネルボックス１の中に複数本の燃料棒２が納められ
ていることは従来と同じである。

この燃料棒を支持するために形状及び構造の異なったス
ペーサ３′と４を適宜配列しである。本例ではスペーサ
３′と４は適当な連結部品Ｂによって連結されている。

さて、ここで一般的にスペーサに要求される設計項目を
考えてみると（１）燃料棒相互の間隔を常時保持するこ
と。（２）燃料棒の振動を防止すること。（３）スペー
サ及び燃料棒相互の熱変形を十分考慮すること。（４）
燃料棒の出し入れが容易であること。（５）スペーサと
燃料棒相互の接触面積を極力小さくすること、（６）ス
ペーサ自体の構造ができるだけ簡単で製作し易いこと。

（７）いかなる荷重に対しても強度的に十分安全である
こと。（８）冷却水の流れを極力妨げないこと。（９）
中性子の吸収を最小限にすること。

等があげられる。そして、考慮すべき外的な荷重条件と
しては通常運転時の荷重と地震等の異常状態時の荷重の
２種に大別される。いずれの荷重時においても前述の設
計項目は満足されていなければならないことはいうまで
もない。通常運転時に比べて異常時の荷重ははるかに大
きくなる。この２種類の外部荷重に対して従来のスペー
サでは第２図〜第６図に示したように、同一平面内で燃
料棒を支持しようとしているので流路断面積が大になり
、圧損が大きくなるという欠点をもっていたもので、こ
れらの欠点を改善したのが本発明である。

第１図のスペーサ３′は異常荷重時に効果を発揮する強
固な構造を有するスペーサであり、他のスペーサ４は通
常運転時に前述の各項目を最大限に満足できる。どちら
かというと柔の構造のスペーサである。異常荷重時用の
スペーサ３′の構造は例えば第７図のような構造となる
。本例は格子形のスペーサの変形で、燃料棒２はスペー
サ３ａ’の各辺に設けられた突起９によって異常時にの
み支持されるようにしたものである。異常荷重時のみに
スペーサとしての効果を発揮できればよいので、通常荷
重時のための弾性ばね等を取付ける必要がなく、したが
って構造がシンプルになりスペーサの高さＨ’　も従来
のものに比べて小さくでき、製作も非常に容易となる。

まったく同一の目的で第８図に示すような円筒リングの
組合せ構造によるスペーサ３’　ｂも考えられ、その他
に８角形など多角形状をした角筒の組合せ（図示せず）
等各種の構造のものが考えられることは容易に理解され
よう。

次に通常運転時に作用するスペーサ４としてはその荷重
の小さいことから、小型にして軽量な構造で十分な効果
が得られる。例えば第９図に示すごとくスペーサ４ａは
ワイヤ１０を適当形状に加工変形させて、弾性的に燃料
棒２を支持するようにする。本例によればスペーサの構
造は非常に簡略化されることはいうまでもない。第１０
図の例に示すごとく、ワイヤの一部をコイル状に加工し
たスペーサ４ｂなども効果的である。また、他の構造例
としては第１１図のように、燃料管２が４本外接する位
置に突起付リング１１を設けこれを相互に連結パー１０
ｂによって連結して一体構造としたスペーサ４ｃなども
考えられる。これらはいずれもスペーサ全体が柔構造と
して作用するので、万が−の異常荷重時にも十分追従で
きるだけの大変形量を許容するので、破断に至るような
ことはない。

異常荷重時用のスペーサ３′は、従来と同じ方法、つま
り燃料棒の一部に設けられたウォータロッドによって長
手方向の位置設定はできる。しかし、通常荷重用のスペ
ーサは柔構造にして、小型軽量化しであるので従来と同
じような方法では位置設定が難しい。そこで、第１２図
に示したごとく、異常荷重時用のスペーサ３′の外枠と
通常荷重用のスペーサ４の外枠を、適当な連結部材Ｂに
よって連結することによって、通常荷重用のスペーサの
位置を保持する。

通常荷重用スペーサ４と異常荷重用スペーサ３′は適当
寸法りをもって取付けられる。

本実施例によれば、構造簡単にして前述したスペーサに
要求さる各項目が従来に比べて大幅に改善され、特に各
々の流路断面積が小さくなるのでその流体の圧力損失を
大幅に低下させることができるという効果がある。

なお、本案の他の実施例として、第１３図のごとく２種
のスペーサの全体の数を異なった配列とすること、すな
わち、異常荷重時用のスペーサの数を従来のものより少
なくシ、一方通常運転時用のスペーサの数を従来のもの
より多くした場合、あるいはその逆の場合なども考えら
れる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、流体の圧力損失を小さくすることがで
きるので、高効率の冷却を行い得る。原子炉の燃料集合
体用スペーサ構造が得られるという大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要図、第２図は従来の構
造概略図、第３図は従来構造の横断面図。 第４図は第３図のＡ−Ａ′＆図、第５図は従来構造の他
の一実施例の横断面図、第６図は従来構造のさらに他の
一例の横断面図、第７図は本発明の一実施例の部分図、
第８図〜第１１図は同じく他の実施例の部分図、第１２
図は同じく他の例の斜視図、第１３図は一変形例の概略
図である。 １・・チャンネルボックス、２・・・燃料棒、３・・・
スペーサ、３′・・・スペーサ、４・・・スペーサ、６
′・・・突第　１　図 第　２　図 第　３　凹 ′＠卒辺 第　５　ｍ ￥　′Ｉ　口 （Ａ） （Ｂ） 第８図 （Ａ） （Ｂ） 薗　９　図 （Ａ） （Ｂ） 第　１０　口 （Ａ） （Ｂ） 第１Ｉ　ｆｆ１ （Ａ） 第　１２　　の 第１３ ψ′ ・３′ ３′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、原子炉炉心のチャンネルボックス内に納められた複
   数本の燃料棒の長手方向の間隙に、適当形状の薄板構造
   体を、燃料棒の長手方向に複数個配列することによつて
   、燃料棒の振動あるいは曲り等を防止しようとしたスペ
   ーサ構造において、その１種類は通常運転時の燃料棒の
   微振動等を防止することを主目的とした柔構造にして小
   型軽量のスペーサとし、他の１種類は地震等の突発異常
   時の燃料集合体の挙動を十分に制止することを主目的と
   したやや剛なる構造にして強度大なるスペーサとし、こ
   れら２種類のスペーサを適宜燃料棒の長手方向に配列し
   たことを特徴とする燃料集合体のスペーサ。