JPS6224185A - 原子炉炉心の燃料集合体 - 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】 本発明は核燃料集合体に関し、特に、−緒に結合されて
一体の燃料集合体を形成する複数のサブ。

アセンブリ燃料モジュールから構成される核燃料集合体
に関するものである。

九１皮」へ１１ 従来の核燃料集合体は、上部ノズルと、下部ノズルと、
案内管シンブルと、上部ノズル及び下部ノズル間に延在
する計装管シンブルとから構成された骨格構造に支持さ
れている複数の燃料棒から形成されるのが典型的である
。燃料棒を側方から支持するために、案内管シンブル及
び計装管シンブルに沿い複数の格子アセンブリが軸方向
に離間して配設されている。

燃料棒は、典型的に、燃料を包入するために端部が塞が
れて密封されているジルカロイ製の管内に収容された二
酸化ウランの燃料ペレットから構成されている。

下部ノズルは、燃料集会体のための下部支持構造要素と
しての働きをすると共に、燃料集合体に対し冷却材流の
配分を行い燃料集会体に通流するように案内する。典型
的な下部ノズルは、ステンレス鋼から製作されており、
流入する冷却材流のためのプレナムを形成する下向きに
延びる隅の山形材脚部を有する穿孔板から構成されてい
る。穿孔板は、燃料集合体から燃料棒が゛°下向きに″
突き出るのを防止するや尚、この明細書で用いられてい
る方向に関する術語、例えば「上方」、「下方」、「上
部」、「下部」、「左方」及び「右方」は、単なる説明
の便宜上のためだけであって、如何なる場合にも本発明
を限定する意味に解釈されてはならない。

燃料集合体に加わる軸方向の負荷、即ち押さえ負荷と燃
料集会体の重量とは、下部ノズルを介して、原子炉内部
構造物の良く知られている一部分である下部炉心板に伝
達される。

上部ノズルは、燃料集合体の上部構造要素として機能す
る。上部ノズルは、典型的には、案内シンブル及び計装
管シンブルを受けるための孔と、冷却材が燃料集合体か
ら出て「上向きに」流れるのを許容するための穿孔とを
有している穿孔板から構成することができる。

案内管シンブルは、制御棒等のためのチャンネルもしく
は通路を提供する構造部材である。典型的な案内管は、
ジルカロイ管から製作される。案内管シンブルの下端部
は、典型的に、溶接固定ねし等により下部ノズルに固定
される端栓により下部ノズルに収り付けられる。燃料集
合体は、典型的に、炉内中性子検出器等を収容するため
に、上部ノズルと下部ノズルとの間に保持されて中心に
配設されている計装管シンブルを有している。

上に言及したように、燃料棒は典型的には、燃料棒間に
適切な横方向間隔を維持する格子アセンブリにより、そ
の長さ方向に沿い横方向の支持を与えられる。典型的に
は、各燃料棒は、支持ディンプル及びばねの組合せによ
り、各格子位置で４点接触又は６点接触で支持される。

従来の格子アセンブリとして、卵詰め枠構造となるよう
に嵌合してろう付けされた個々のスロット付きストラッ
プから製作されているものが知られている。格子ストラ
ップは、通常、耐腐食性及び高強度を有するところから
インコネル（ｒｎｃｏｎｅｔ）から製作されている。し
かし、炉心内の中性子経済を高めるためにジルカロイ（
Ｚｉｒｃａｌｏｙ）製の格子ストラップも使用されてい
る。

格子アセンブリは、案内管シンブルに沿って軸方向に離
間され、格子アセンブリの位置で案内管シンブルに形成
されている膨出接合等その他の締結手段により捕捉され
ており、燃料棒を挿入することができる一体の骨格構造
を実現している。

本願と同一の出願人による米国特許願第６４４０６０号
明細書には、欠陥棒へのアクセス及び欠陥棒の取り外し
を許容するために容易に取り外すことができるような仕
方で燃料集合体に上部ノズルを取り付けるための装置が
開示されている。

また、本願の出願人による米国特許願第５６４０４９号
明細書には、燃料集合体内の燃料棒の一部分だけを側方
向で支持し、また該一部分の燃料棒を通して流れるよう
に冷却材を偏向するための部分的格子アセンブリ構造が
用いられている燃料集合体が開示されている。

しかし、従来の燃料集会体構造においては、燃料集合体
の予め製作されている部分と迅速に交換することにより
、破損した燃料集合体の迅速な修理を許容するようにモ
ジュールベースで燃料集合体の再構成を行なうことはで
きない。例えば、従来の燃料集合体の格子アセンブリの
格子ストラップの隅部が移送中又は燃料交換作業中に破
損した場合、燃料集合体全体をスクラップにして廃物利
用する必要があるかも知れない。

更に、炉心の周辺部、特に反射体即ちバッフル板の近傍
においては、発生される出力は非常に低く、反射体即ち
バッフル板に直接対向する燃料集合体内の燃料は非常に
ゆっくりと減損する傾向があり、それにより、炉心及び
燃料集合体内に燃焼勾配が発生することは良く知られて
いる。燃料交換中、供給燃料集合体の大部分は炉心周辺
位置に挿入されるのが一般の慣行であるので、それ以前
にこれ等の位置を占めている燃料集合体は通常中心寄り
の炉心位置へと配置換えされる１周辺位置から中心寄り
の位置へと配置換えされた場合、従来の燃料集合体では
、炉心における出力ビーキング係数が高くなる傾向があ
る。更に、炉心の対称性上の考慮から燃料配置換えの選
択の自由度は制限される０例えば１９ｘ１９の格子配列
の大きな従来の燃料集合体を燃料交換作業中に炉心内で
配置換えする場合には、このような比較的に燃焼してい
ない燃料を、出力ビーキング問題を回避するような個所
に配置することは困難な場合がある。

更に、１９ｘ１９格子配列のような従来の大きな燃料集
合体は、一般に、燃料集合体内において、上述の出力ビ
ーキング及び炉心の対称性に関する問題を回避するよう
に調整された燃料濃縮度を有していない。

更に、燃料交換中は、棒の曲り、表面の外観等をチェッ
クするために可能な限り多数の燃料棒を点検できるよう
にするのが有利である。現在の燃料集合体において最も
簡単で一般に用いられている検査方法は目視検査である
。しかし、単純な目視検査は、従来の燃料集合体の場合
、周辺部の棒だけに制限されている。言い換えるならば
燃料集合体ａ造が迅速な分解を許容しない場合には、簡
単で且つ便宜な仕方で内部の棒を可視的に検査すること
はできない、加うるに、慣用の燃料集合体では、デモン
ストレーション（試験運転）プログラムに改良製品を組
み込むことが望まれる場合には常に燃料集合体全体が危
険を負担することになる。

と言うのは、デモンストレーション用燃ｆ４集合体が炉
心の幾何学的形態に適切に適合するためには、炉心内に
現存する他の燃料集合体と同じ寸法でなければならない
からである。

灸Ｊし８１贋− 従ってＳ本発明の１つの目的は、複数のサブアセンブリ
燃料モジュールを含む燃料集合体を提供することにある
。

本発明の他の目的は、破損したサブアセンブリモジュー
ルを容易に且つ廉価に交換及び（又は）修理することが
できる核燃料集合体を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、燃料管理上の融通性を増す核
燃料集合体を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、核出カビーキング係数を減少
することができる燃料集合体設計を提供することにある
。

本発明の更に他の目的は、低燃焼度燃料の利用を向上さ
せ得ることにある。

本発明の更に他の目的は、燃料集合体の内部燃料棒に対
する容易なアクセス及びそれ等の点検を許容することに
ある。

本発明の更に他の目的は、危険を最小限度に留めて、デ
モンストレーション（試験運転）プログラムに改良製品
を組み入れることを可能にする核燃料集合体を提供する
ことにある。

上述の目的及び他の目的を達成するために、本発明によ
れば、本明細書にその実施例の概要が開示されているよ
うに、それぞれ複数の軸方向に延びる燃料棒を含む少な
くとも２つのサブアセンブリ燃料モジュールを具備する
原子炉炉心のための燃料集合体が提案される。サブアセ
ンブリ燃料モジュールの各々は、下部ノズルモジュール
と、上部ノズルモジュールと、上部及び下部ノズルモジ
ュール間に延在する少なくとも１つの案内管シンブルと
を備える。少なくとも２つの燃料棒スペーサ格子アセン
ブリモジュールが案内管シンブルに沿い軸方向に離間し
て配置されて該案内管シンブルに捕捉され、燃料棒に対
し横方向支持を与える。

サブアセンブリ燃料モジュールの下部ノズルモジュール
部及び上部ノズルモジュールにはそれぞれ、サブアセン
ブリ燃料モジュールを固定的に結きして一体の燃料集合
体にするための相補形の結合手段が設けられる。結合手
段は、上部及び下部ノズルモジュールに形成されている
相補形の嵌合フィンガ状の突出部から構成するのが好ま
しい。また、嵌合フィンガ状の突出部は、通路が貫通し
ているほぼ台形の断面を有するのが好ましい。この場合
、嵌合フィンガの通路は整列して１つの連続した通路を
形成する。接続ビンのような固定装置を上記連続した通
路内に挿通して、隣接する上部及び下部ノズルモジュー
ルを互いに確りと結きすることができる。

隣接する上部ノズルモジュールの嵌合フィンガ状突出部
は、隣接する上部ノズルモジュール間に軸方向の間隔も
しくは空間を与えるような寸法にして、それにより、隣
接するサブアセンブリ燃料モジュールの上部ノズルモジ
ュール間に整列を維持するようにするのが好ましい、こ
のような構成は、特に、本発明のモジュール構造と関連
して有利となる。何故ならば、各サブアセンブリ燃料モ
ジュールには、運転中、その初期寸法に対し且つ互いに
相対的に成長が生ずるからである。更に、燃料集合体は
、最初から用いられているサブアセンブリ燃料モジュー
ルとは異なったサブアセンブリ燃料モジュールから再構
成することができる。

燃料集合体をこのように再構成した場合には、照射成長
から生ずるような寸法差を許容もしくは吸収しなければ
ならない、この目的がら嵌合フィンガ間の開口もしくは
空間に、可変寸法の調節シムを設置することができよう
。これ等の調節シムにも〜上に述べたのと同じ仕方で接
続ピンを挿通することができるように嵌３フィンガに形
成されている通路と整列する通路を設けるべきである。

核燃料集合体を構築する方法、再構成する方法修理方法
及び点検方法も開示される。

従って明らかなように、本発明は、破損した燃。

料集合体の迅速な修理を可能にする核燃料集合体のモジ
ュール方式での再構成を教示すると共に、更に、燃料集
合体内におけるモジュール方式での濃縮度及び（又は）
燃焼度の調整を行なうことを可能にするものである。こ
れにより、燃料管理の融通性は更に高められ、出力ビー
キング係数は減少され、そして低燃焼度燃料の利用が向
上される。

また、ここに開示するモジュール燃料集合体設計は、検
査のために内部燃料棒に対する容易な接近を可能にし、
それにより、燃料棒の監視を容易にし向上する。更に、
燃料集合体をサブアセンブリモジュールから構成するこ
とにより、最小限度の危険負担で改良された製品をデモ
ンストレーション運転プログラムに組み込むための手段
が与えられる。と言うのは、デモンストレーションのた
めの燃料！Ａ合体全体が最早や要求されないからである
。

添付図面は、本発明の現在好ましいと考えられる実施例
を図解するものであり、以下の説明と共に、本発明の詳
細な説明する上に役立つものである。

ゝｔ　　　の！日 添は図面に例示した本発明の好適な実施例に関し以下詳
細に説明する。

先ず第１図を参照するに、参照数字１０は総括的に、本
発明による構造のモジュール構成要素からなる燃料集合
体を表わす。典型的な燃料集合体は、正方形の格子に配
列された１７ｘ１７．１８ｘ　１８．１９×１９その他
の配列の燃料棒を備えることができる。

木゛発明に従えば、燃料集合体が、例えば、１８ｘ１８
配列の燃料要素を具備する場合には、この燃料集合体は
、４つのほぼ同じ９×９の配列からなるサブアセンブリ
（サブアセンブリ燃料モジュール）１２に分割すること
ができる。しかし、より一般的な事例として、以下の説
明では、全てのサブアセンブリ燃料モジュールが同一で
はなく、対角線方向に対向して位置するサブアセンブリ
燃料モジュールが互いに交換可能である１９ｘ１９配列
の燃料集合体を取り上げることにする。尚、ここで述べ
る実施例と関連して用いられるサブアセンブリ燃料モジ
ュールとは、下部ノズルモジュール１４と、軸方向に離
間した複数の燃料棒格子サブアセンブリモジュール（燃
料棒スペーサ格子モジュール）１６と、上部ノズルモジ
ュール１８と、上部ノズル板モジュール２０と、複数の
案内管シンブル２２と、その補数の燃料棒２４とから構
成されるモジュールを意味する。下に詳述するように、
本実施例に従えば、４つのサブアセンブリ燃料モジュー
ル１２（以下４分割部分もしくはクォータ部分とも称す
る）は、組み合された場合に、１つの完全な燃料集合体
１０を形成するものである。

本発明による構造は、本来単純であり、上部及び下部ノ
ズル構造並びに燃料棒スペーサ格子アセンブリ構造に対
して比較的僅かな変更しか必要とせず、然も、ここに開
示するサブアセンブリ燃料モジュールによれば、モジュ
ール方式での燃料集合体の再構成が可能であり、それに
より破損した燃料集合体の迅速な修理が可能となる。更
に、ここに開示する燃料集合体構造によれば、１つの燃
料集合体内の種々のサブアセンブリ燃料モジュールは、
異なった濃縮度及び（又は）燃焼度分布を有することが
でき、それにより、燃料集合体内の反応度及び（又は）
燃焼度を、燃料集合体構造及び炉心内においてより均等
な出力分布が得られるような仕方で調整することが可能
である。一方、その結果として、燃料管理に融通性が得
られ然も出力ビーキング係数が軽減され、それにより、
既に成る程度燃焼した低燃焼度燃料の利用度が高揚され
る。例えば、炉心の周辺部、例えば反射体即ちバッフル
板近傍においては、発生される出力は非常に低く、その
近傍の燃料の燃焼度は極めて低い。

本発明によれば、このような低燃焼度燃料のモジュール
を、燃料集合体内に選択的に配置することにより次のサ
イクルでより有効に利用することができ、出力ビーキン
グに関連する通例の問題を軽減する炉心構造が得られ、
他方、同時にこれ等の燃料モジュール内の燃料は一層均
等に燃焼して燃料領域の他の燃料の燃焼度に近づく。

更に、製造業者及び作業者にとっては、周期的に燃料集
合体を点検して、燃料棒の曲がり、表面の外観及び他の
欠陥をヂエックするのが慣行となっている。これと関連
して、慣用の燃料集合体構造では、周辺部の棒だけが、
目視観察技術を用いて容易に点検できるに過ぎない。こ
れに対し本発明によれば、各サブアセンブリ燃料モジュ
ールの周辺部の棒は、単に、後述する仕方で分解するだ
けで容易に点検することができるのである。従って、各
サブアセンブリ燃料集合体の内側にアクセスすることが
可能となり、一層綿密で効果的な診断点検及び燃料棒監
視が可能となる。

本発明のモジュール式燃料集合体構造の付加的な利点の
１つは、危険を最小限度に留めて、デモンストレーショ
ンプログラムに、改良された製品を組み込むことが可能
となる点である。例えば、慣用の燃料集合体の場合、デ
モンストレーション燃料集合体を炉心内に組み込もうと
する場合、例えば１９ｘ１９の燃料棒配列を有する燃料
集合体全体を装荷することが必要とされるであろう、こ
れに対し、本発明によれば、デモンストレーション燃料
は、単一のサブアセンブリ燃料モジュールに縮減するこ
とができるのである。

因みに、移送又は燃料交換中成も頻繁に生ずる燃料集合
体の破損の１つは、燃料棒格子アセンブリの隅部に対す
る破損である。従来、このような破損が生じた場合、燃
料集合体全体を廃棄処理する必要が生ずることがあった
。しかし本発明によれば、単に、破損したサブアセンブ
リ燃料モジュールを交換するだけで、燃料集合体を再構
成することができるのである。第２図、第３図及び第４
図はそれぞれ、組み合せて単一の一体の燃料集合体を形
成することができるサブアセンブリ燃料モジュールのた
めの下部ノズル、上部ノズル及びスペーサ格子アセンブ
リの構造の好ましい実施例を示す図である。

次に第２図を参照するに、この展開平面図には、隣接す
るサブアセンブリ燃料モジュールの下部ノズルモジュー
ルが一体の燃料集合体を形成する上でどのように協働す
るかが図解しである。組み立てられた下部ノズルモジュ
ール１４は、構造に関して、本出願人による改良式加圧
水型原子炉（＾ＰＷＲ）の燃料集合体構造又は他の現在
の標準的な燃料集合体構造で用いられているような慣用
の下部ノズルに類似のものとすることができる０組み立
てられた下部ノズル１４は、下方から一体の燃料集合体
を支持し、そして、冷却材が運転中燃料集合体内に流入
する時に通流することができるプレナム領域を提供する
。このような構造は、原子炉の炉心構造に携わる専門家
には周知である。下部ノズルモジュール部２６．２８．
３０及び３２の各々は、燃料集合体内に冷却材を流入さ
せるための複数の孔３４を有するのに加えて、案内管シ
ンブル２２を受は下部ノズルモジュールに固定するため
の１つ又は複数の案内管シンブル孔３６を有している。

説明の便宜上、下部ノズルモジュール部２６は、サブア
センブリ燃料モジュールＩの一部分であるとし、下部ノ
ズルモジュール２８は、サブアセンブリ燃料モジュール
Ｈの一部分であるとし、下部ノズルモジュール３０はサ
ブアセンブリ燃料モジュール■の一部分であるとし、そ
して下部ノズルモジュール３２はサブアセンブリ燃料モ
ジュール■の一部分であるとす・る。

ここで述べている構造例は１９Ｘ１９配列の燃料集合体
に関するものであるので、モジュールＩ及び■はそれぞ
れ９×９配列のサブアセンブリ燃料モジュールから構成
され、そしてモジュール■及び■はそれぞれｌ０ＸＩＯ
配列のサブアセンブリ燃料モジュールから構成される。

モジュール■は、計装管を収容するための孔を有する格
子位置３８を備えている。対角線方向に対向する下部ノ
ズルモジュール部３２は、下部ノズルモジュール部２８
の計装管格子位置３８のための空き空間４０をその格子
内に有している。容易に理解されるように、４つの下部
ノズルモジュール部は後述する仕方で組み合されて、１
９ｘ　１９配列の正方形の格子状配列を形成する。

次に第３図を参照ずろに、この図には、上部ノズルアセ
ンブリ１８の展開平面図が示しである。図示の実施例に
おいては、上部ノズルアセンブリ１８は、それぞれサブ
アセンブリ燃料モジュールＩ、■、■及び■に対応する
４つの上部ノズルモジュール部４２．４４．４６及び４
８を備えている。当該技術分野の専門家には明らかなよ
うに、これ等の上部ノズルモジュール部は、−緒に組み
合された場合、冷却材通路５０と案内管シンブル２２を
収容するための通路５２とを有する慣用の燃料４Ａ会体
を形成する。

上述の計装管は、通路５９により上部ノズルモジュール
部４４に収容される。

次に第４図を参照するに、この図には、展開平面図で、
本発明による４つのスペーサ格子アセンブリモジュール
を有する典型的なスペーサ格子アセンブリが示されてい
る。スペーサ格子アセンブリ部５６．５８．６０及び６
２は、それぞれ、サブアセンブリ燃ｆｌモジュールＩ、
■、■及び■に対応する。

これ等のスペーサ格子アセンブリは、上述した本出願人
のＡＩ’ＷＲ型燃料集合体構造に類似のものでも、或は
例えば米国特許第３３７９６１９号及び第４０６１５３
６号明ｍｓに開示されているような慣用のスペーサ格子
アセンブリに類似のものであっても良い。後者は、概略
的に述べて、燃料棒を受は入れるためのセルを形成する
卵詰め枠形筋の嵌合ス１へラップの組立体から構成され
る。スペーサ格子アセンブリの各セルは、燃料棒に摩擦
係合するばねフィンガ及びディンプルを用いて、典型的
には６点接触支持で、燃料集会体内の所定の軸方向位置
に１本の燃料棒を支持する。スペーサ格子アセンブリは
当該技術分野で良く知られており、燃料棒間に横方向間
隔を正確に維持したり、棒の振動を防止したり、横方向
の支持を行ったり、先に述べたように、棒の軸方向運動
を摩擦で抑止するのに使用されている。スペーサ格子ア
センブリは、燃料棒を直立の離間した配列にで支持すれ
ば十分である。所望ならば、スペーサ格子アセンブリに
は、関連の特定の燃料集合体に依存して、冷却材流混合
羽根を一体のスペーサ格子アセンブリが配設されている
。

一体の燃料集合体に沿う各軸方向の場所において、一体
のスペーサ格子アセンブリは、各サブアセンブリ燃料モ
ジュールに対応するスペーサ格子アセンブリモジュール
から構成するのが有利であることを指摘しておけば十分
であろう。燃料棒が貫通するセルを設けることに加えて
、スペーサ格子ア。

センブリモジュールの各々は、案内管シンブルの挿通を
許容するための１つ又は２つ以上の場所５６を有するこ
とができる。図示の実施例においては、計装管を収容す
るための通路５９が設けられている。

次に第５図を参照するに、この図には、サブアセンブリ
燃料モジュール【、■、■及び■の各々が一緒に結きさ
れている一体の燃料集音体の平面図が簡略な形態で示さ
れている。上部及び下部ノズルモジュールは、はぼ台形
の横断面を有しテーパビン６２のような固定手段により
固定されて互いに噛み合い結合される重き部分６０で結
きするのが好ましい、残りの全てのサブアセンブリ燃料
モジンブリ燃料モジュールは、良く知られている正方形
の包絡面を有する一体の燃料集合体を形成する。

次に第６Δ図〜第６０を参照するに、これ等の図には、
典型的には下部ノズルモジュール接続が示しである。図
示のように、下部ノズルは、嵌合表面で結きされたクォ
ータ部分（４分割部分）サブアセンブリ燃料モジュール
■及び■を備える。下部ノズルモジュール部３２には、
下部ノズルモジュール部３０に設けられている嵌合フィ
ンガ６８に対して好ましくは相補形となるように精密加
工されている嵌合フィンガ６６が設けられている。下部
ノズルモジュール部３０及び３２を相互接続すると、こ
れ等は、しっかりと嵌合する平滑な表面を形成する。当
該技術分野の専門家には理解されるように、第６八図の
嵌合フィンガ６６及び６８の形態は単なる例に過ぎず、
他の嵌合構造又は他のフィンガ状の突出部を代°りに用
いることが可能である。

下部ノズルモジュール部３０及び３２が定位値に確りと
固定された状態に留まることを確保するために、これ等
のモジュール部を一緒に固定するための容易に取外し可
ｆｍな手段を設けることができる。

この手段は、嵌合フィンガ６６及び６８を貫通し、下端
に内ねじが形成されている四部７２が設けられている孔
７０から構成することができる。第県図及び第６Ｂ図に
最も良く示しであるように、嵌合フィンガ６６及び６８
は、対向する表面を有し、該表面に沿い上記嵌合フィン
ガ６６及び６８が当接し合うようにするのが有利である
９組立後、テーバビン６２（第６Ｃ図参照）を孔７０に
通して、ねじ切りされたねじ部分７４により、ねじ切り
されている凹部７２内に捕捉する。ビンは、アレン・レ
ンチ（ａｌ　ｔｅｎ　ｗｒｅ＋＋ｃｂ）等により回転ト
ルクを加えることができるように、六角形のねじ込み用
窪み部７５を有することができる。

次に第７Ｂ図を参照するに、この図には、隣接する上部
ノズルモジュール部４６及び４８間における接続が示し
である。上部ノズルモジュール部４６及び４８は、隣接
するサブアセンブリ燃料モジュールの異なった軸方向の
成長を許容するための手段が施されている点を除き、下
部ノズルモジュールについて上に述べたのと同じ仕方で
接続される。これと関連して、上部ノズルモジュール部
４８及び４６の互いに噛み合うフィンガ７８及び８０は
対応の下部ノズルモジュールのフィンガとは若干異なる
ように機械加工されている。上部ノズルモジュール部４
６及び４８の各々は、それぞれ、外側フィンガ７６及び
８２並びにそれぞれ内側フィンガ８０及び７８を有する
ようにするのが有利である。内側の互いに噛み合うフィ
ンガフ８及び８０は、外側のフィンガ７６及び８２より
も類似の軸方向寸法を有するように機械加工するのが有
利である。尚、ここで術語「軸方向」とは、燃料集合体
１０の軸方向を表わす意味で用いられているものと理解
されたい。上述のような寸法の選定の結果として、互い
に噛み会うフィンガ間には軸方向の間隔もしくはスペー
ス８４が形成される。下部ノズルモジュールの場合と同
様に、互いに噛み合うフィンガはそれ等の対向する表面
に沿い台形状の断面を有するのが好ましい。従って、ス
ペース８４の形状も台形となる。

第７Ｃ図に示すように、嵌合フィンガの台形断面８８に
類似の断面を有する調節シム８６が設けられる。

これ等の調節シムは、再構成又は燃料燃焼調整の場合に
上部ノ゛ズルモジュールの整合状態を維持するための手
段となるように軸方向のスペース８４内に設置すること
ができる。下部ノズルモジュールと関連して先に述べた
のと類似の仕方でねじ切りされた開口９１を有する通路
９０が設けられ且つ調節シム８６に類似の通路９０が設
けられる。第６Ｃ図に示したビン６２に類似の接続ビン
を通路もしくは孔９０内に挿入することができる。孔９
０及び接続ビンは、挿入及び取り外しを容易にすると共
に、同時に又は滑会を確保するなめに、若干先細にする
のが有利である。

各サブアセンブリ燃料モジュールは、その初期寸法及び
他のサブアセンブリ燃料モジュールに対して軸方向に成
長するが、可変寸法のシム８６及び上部ノズルモジュー
ルの嵌合フィンガの上記のような寸法により、異なった
軸方向成長をしたサブアセンブリ燃料モジュールの整合
が許容されることを理解されたい。更に、一体の燃料集
合体の初期の構成中においては、全ての新しいサブアセ
ンブリ燃料モジュールは正規の軸方向寸法を有している
はずであるから、調節シム８６は公称厚さを有するもの
である点に留意されたい。また、照射後、サブアセンブ
リ燃料モジュールの点検、交換等後にも、一体燃料ｉ会
体を再構成するのに同じサブアセンブリ燃料モジュール
を再使用する場合には、使用した最初のシムを再使用す
ることができる。

しかし、燃料集合体を別の燃料集合体からのサブアセン
ブリ燃料モジュールを用い或は１つ又は２つ以上の新し
いサブアセンブリ燃料モジュールを用いて再構成する場
かには、軸方向成長の差を考慮し対処するために種々な
寸法のシムが用いられることになろう。

運転中に炉心内で燃料集合体が「浮動する」のを防止す
るために、燃料集合体をその定位値に保持する手段が設
けられる。この手段は、上部ノズルモジュールから延び
る案内管シンブル２２の回りに同軸的に配置されている
押さえばね９４から構成することができる。各サブアセ
ンブリ燃料モジュールには、慣用の膨出技術を用いて案
内管シンブル２２上に捕捉される上部ノズル板モジュー
ル２０を設けるのが好ましい。上部ノズル板モジュール
２０は、押さえばね９４により原子炉内部構造物に対し
て偏倚されて、それにより、燃料集合体はその適切な位
置に保持される。第８図に示した実施例においては、組
み立てられた上部ノズルモジュールクォータ部により画
定されるブレナム内に４つの上部ノズル板モジュールを
配置して、それにより、燃料集会体１０と原子炉の内部
構造（図示せず）との間に支承面を設けることができる
。当該技術分野の専門家には理解されるように、上部ノ
ズル板モジュールの各々には、１つ又は２つ以上の通路
９０が設けられており、この通路内に、直立の案内管シ
ンブル２２が捕捉される。従って、組立後、上部ノズル
板モジュールは、押さえばね９４上で実質的に「浮動状
態」にあり、案内管シンブルの膨出端部により捕捉され
る。

上に述べた本発明の好ましい実施例は、本発明を例示し
説明する目的で示したものであって、本発明は、この実
施例に尽きるものではなく、また本発明はここに開示し
た実施態様そのものに限定されるものではなく、上に述
べた教示に照して多くの変更及び変形が可能であること
は明らかである０例えば、燃料集合体モジュールを結合
するための構成においては、異なった種々な形態の相互
に噛みなうフィンガ或はフィンガ用の突出部或はテーパ
ピン以外の結きもしくは固定手段を用いることが可能で
ある。また、燃料集合体をりオータ部（４分の１部分）
に分割する代りに、それとは異なった数のサブアセンブ
リ燃料モジュールを用いて一体の燃料集合体を形成する
ことも可能である。

また、スペーサ格子アセンブリ構造は、モジュールに分
割することができる限りにおいて任意の慣用の側部拘束
格子装置から構成することができる。

更に、上部及び下部ノズルアセンブリは、モジュールに
分離されるように適応可能な任意の形態をとることがで
きる。本明細書において選んで説明した実施例は、本発
明の原理及びその実際的な適応に関し最良の理解を得当
該技術分野の専門家が本発明を種々な実施態様で、最良
に利用することを可能にするために示したちのであり、
企図せる特定の用途に適するように種々な変更もしくは
改変が本発明の範囲内で可能であることをけ記する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、サブアセンブリ燃料モジュールから構成され
た核燃料集自体を部分的に切除して示す部分斜視図、第
２図は第１図の下部ノズルモジュールの展開平面図、第
３図は第１図の上部ノズルモジュールを示す展開平面図
、第４図は第１２図の格子モジュールを示す展開平面図
、第５図は４つのクォータ（４分割）サブアセンブリ燃
料モジュールから構成されて組み立てられた一体の燃料
集合体を略示する平面図、第６八図は、下部ノズルモジ
ュールの接続部の立面図、第６Ｂ図は、第６八図の隣接
する下部ノズルモジュール間における接続部の部分底面
図、第６Ｃ図は、隣接する下部ノズルモジュール間にお
いて適切な配位を維持するためのテーバビンの断面図、
第７八図は隣接する上部ノズルモジュール間の接続部を
示す部分頂面図、第７Ｂ図は第７八図の隣接の上部ノズ
ルモジュール間における接続を示す立面図、第７Ｃ図及
び第７Ｄ図は第７Ｂ図に示した上部ノズルモジュールを
接続もしくは結きする上で用いられる調節シムを示す平
面図と立面図、第８図は、上部ノズル板クォータ部（４
分の１部分）の２×２のマトリックス配列からなる上部
ノズル板を示す平面図である。 １０・・・燃料集合体 １２（Ｉ、■、■、■）・・・サブアセンブリ燃料モジ
ュール １４・・・下部ノズルモジュール １６・・・燃料棒スペーサ格子モジュール１８・・・上
部ノズルモジュール ２２・・・案内管シンブル　２４・・・燃料棒結合手段 ６０・・・重合部分　　　　６２・・・テーパビン６６
・・・嵌合フィンガ　　６８・・・嵌合フィンガ７０・
・・孔　　　　　　　７２・・・凹部７４・・・ねじ部
分　　　　７６・・・フィンガ７８・・・フィンガ　　
　　８０・・・フィンガ８２・・・フィンガ　　　　９
０・・・通路出願人　ウェスチングハウス・エレクトリ
ック・コーポレーション 手続補正書（方式） 昭和６１年８月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軸方向に延びる複数の燃料棒を含む少なくとも２つのサ
   ブアセンブリ燃料モジュールを備え、各サブアセンブリ
   燃料モジュールが、 下部ノズルモジュールと、 上部ノズルモジュールと、 前記上部ノズルモジュール及び下部ノズルモジュール間
   に延在する少なくとも１つの案内管シンブルと、 前記燃料棒を側方から支持するために前記少なくとも１
   つの案内管シンブルに沿い軸方向に離間された少なくと
   も２つの燃料棒スペーサ格子モジュールとを備え、前記
   サブアセンブリ燃料モジュールの各々の前記上部ノズル
   モジュール及び下部ノズルモジュールは、隣接するサブ
   アセンブリ燃料モジュールの上部ノズルモジュール及び
   下部ノズルモジュールをそれぞれ相互に固定嵌合して一
   体の燃料集合体にするための結合手段を含んでいる、原
   子炉炉心の燃料集合体。