JPS6242092A - 燃料棒スペ−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】 ０発ＩＣの技術分野〕 本発明は沸騰水型原子炉用の燃料集合体に組み込まれる
燃料棒スペーナに係り、特に、太ｔ￥つＡ−タロラドを
組み込む独立セル型の燃料棒スペーサの改良に関する。

〔発明の技術的背狽とその問題点〕

従来、沸騰水型原子炉用の燃料棒スベー４Ｊ”は、第１
１図および第１２図に示すように構成され、はぼ矩形状
の外枠１０１内に、互いに格子状に配設された棒状のバ
ー１０２および板状のデバイダ１０３により多数の燃料
棒１０４を挿入させる挿入通路１０５を形成し、バー１
０２の各交差部に角形スプリング１０６を装着している
。

また、辺近では、第１３図〜第１５図に示すにうに構成
された独立型燃料棒スペーザが提案されている。

これは、横断面がほぼ円形もしくはへ角形に形成された
多数のセル１０７を外枠１０１内に縦横に、すなわち格
子状に配列して、セル１０７相Ｕを連結し、隣接するセ
ル１０７相〃の側面部にスプリング１０６を装着して、
セル１０７内を燃料棒の挿入通路１０５とに構成してい
る。その代表例としては、特開昭５９−６５２８８公報
、特開昭５４−８７３８号公報等に記載されている。こ
れらの従来例は第１１図および第１２図で承り燃料棒ス
ペーサに比し、冷部材の圧力に１失を抑制づると共に、
燃料集合体の限界出力を増加させる利点が１！Ｉられる
。

ところで、燃ｖ１東合体内における出力分布は水平方向
で−・様ではなく、その周辺部では冷却材による中性子
減速効果が大きいために熱中性子束が多く、そのために
出力が高い。一方、その中央部では中性子減速効果が小
ざく熱中性子束が少であるところから出力が低くなる傾
向がある。このような水平り向の出力分布を均一化する
ために、燃Ｆ１集合体内の中央部に位置づる燃料棒の内
１〜２本を欠除し、・ぞの欠除空間に燃料棒とほぼ同一
寸法のウォータロッドを挿入し、このつ４−タロラド内
を冷部材が流通するようにＮ４成して中央部での冷７Ｊ
］材による中性子減速効果を＾め、それと同時に、周辺
部に位置する燃料棒については核燃料の濃縮度を低くし
、中央部に位置する燃料棒については核燃料の濃縮度を
高くしていた。

ところが、このような従来例ではつＡ−タロラドが小口
径であるために、出力分布の均一化は一１分に図れず、
さらに核燃料の濃縮度にもＸ−を設定しなければならな
いという煩雑さがあった。

〔発明の目的〕

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、核燃
料の濶縮１αに差を設けなくても水平方向の出力分布の
均一化を図ることができ、大径のウォータロッドとの結
合にＪ：って充分な機械内作！αと確実な支持状態が得
られる燃料棒スペーサーを提供することを目的と覆る。

本発明の他の目的は、太径ウォータロッドの中心位置を
スペーサ外枠の中心位置に一致さけて、太径ウォータロ
ッドＪ３よび燃料棒の健全性の向上を図ることができる
燃料棒スペーサを提供することにある。

〔発明の概要〕

上記［１的を達成するために、本発明は、燃料棒を挿通
させる燃料棒挿通路をそれぞれ独立に形成するセルを外
枠内に格子状に配列する燃料棒スペーサすにおいて、上
記外枠内の中央部にはＬ記しルの所要数を欠除して上記
燃料棒よりも大径に形成された太径ウォータロッドを挿
通させるつＡ−タロラド挿通空間部を形成し、このウォ
ータロッド挿通空間部に隣接する所要のセル相互をこの
ウォータロッド挿通空間部の円周方向に沿って所要の間
隔をおいて複数枚配設された支持板により連結し、上記
支持板は、スプリングを装着した平状板と、上記外枠の
中心側へ凸状に湾ｕＨ１３る凸状流出部を設けた凸状板
とから形成され、上記平状板に装着されたスプリングと
、上記凸状板の凸状流出部どで太径つす一タ１．Ｊツド
を保持したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

１ス下、第１図〜第１０図を参照して本発明の詳細な説
明りる。

なお、第１図〜第１０図中、燃料棒スペー１Ｊの共通す
る部分には同一符号を付している。

第１図は本発明に係る燃料棒スペーサの一実施例を示す
全体平面図であり、図中符号１は燃料棒スベー奮すであ
る。燃料棒スベーリ”１は第９図に示づように、角筒状
の燃料′ｆ−１・ンネル２内で多数の燃料棒３を正方格
子状に拘束支持づることで燃料集合体４を構成している
。

すなわち、核燃料を内蔵している多数の燃料棒３を燃料
ヂｔ・ンネル２内に正方格子状、例えば８行８列ｂｔ、
＜は９行９列に配列された状態で収容し、燃料棒３上下
端に固着さじである１部端栓７、下部端栓８を上部タイ
ブレート５、下部タイブレート６にイれぞれ嵌合さぜる
ことにより、支持される。燃料棒スペーサ１は、これら
の燃料捧３群を水平方向で一定間隔に保持づるために燃
ｒ１ブトンネル２内に軸方向に複数段設置されている。

燃料棒スペーサ１は第１図に承りように構成され、矩形
の外枠９内に、燃料棒３を挿入支持させる独立したセル
１０と、太径ウォータロッド１１を挿入させるためにセ
ル１０の所要数を欠除して形成した挿入空間部１２と、
この挿入空間部１２を区画形成する支持板１３とを有す
る。

セル１０は横断面がほぼ円形もしくはへ角形の１ｎ状を
呈し、外枠９内に８行８列もしくは９行９列の正方格子
状に配列されており、この独立した各セル１０内に燃料
棒３を挿入して位置決めし、横方向の振動を拘束する。

一方、１ｌｔｉ人空ｆｆ１１部１２は、外枠９内の番、
Ｔは中央部に配置したセル１０を少なくとも４個以上、
図示にあっては４個分のセル１０を欠除し、イの欠除し
て得た空間として形成される。この挿入空間部１２の外
周には外枠９の対角線方向上に支持板１３をそれぞれ配
設し、これらの支持板１３の両端部を挿入空間部１２に
隣接する所要セル１０相互の外周面に結合させである。

この挿入空間部１２には第１０図に示ずように構成され
た大径ウォータロッド１１を挿入して、横方向の振動を
拘束プるのであり、この太径ウォータロッド１１は、上
端には上部端栓１４が、下端には角柱状部１５を備えた
下部端栓１６がそれぞれ設けられている。この上７１ｇ
１端栓１４を上部タイブレート５に、下部端栓１６を下
部タイプレート６にそれぞれ嵌合させることによって、
燃料チャンネル２内に支持される。また、この大径ウォ
ータロッド１１の外周面には一対のタブ１７が上下方向
に離間して突設されており、このタブ１７を燃料棒スベ
ーザ１の支持板１３の上下に位置させることで、燃料棒
スペーサ１自体を支持固定できるのであり、燃料集合体
４内においてその軸方向での適宜間隔毎に所定の位置で
保持されるようになっている。

前記支持板１３は、外枠９の独立のセル１０群の中央部
のセル１０を欠除したことに伴う機械的強度の減少を防
止するために配設されている。すなわら、中央部４個の
セル１０を欠除したことに伴う燃料棒スペーサ１の機械
的強度の減少は、挿入空間部１２に隣接しているセル１
０、図示にあっては８個の隣接セル１０にあり、互いに
接していない斜め方向でのヒル１０Ｉｔ］互を支持板１
３により連結して、その礪械内作１身の増強を図ってい
る。

そして、支持板１３は平状板１３ａと凸状板１３ｂとの
少なくとも２Ｍ類からなり、平状板１３ａは第３図に示
１ようにＵ長の平板の左右両側縁部を内側に折曲してな
る。

一方、凸状板１３ｂは第４図に示すように構成され、平
状板の内側に凸状湾出部１９を突設している。この凸状
湾出部１９は横断面が山形に形成され、その「１部稜線
が幅方向はぼ中間部にて折曲側縁とほぼ平行に表われる
ように内方へ突出しており、凸状湾出部１９の上下両端
の角部は所要角度で面取りされて挿入傾斜面２０に削成
されている。

これら支持板１３ａ、１３ｂは第１図に示ずように外枠
１の対角線方向に沿って対向づるようにそれぞれ配設さ
れ、その各折曲側縁部の外面を、相隣なるセル１０相互
の外周面に接着している。

各平状板１３８は第２図に示すように大径ウォータロッ
ド１１の外周面をその中心方向に弾圧するスプリング１
Ｂを装着しており、各凸状板１３ｂはこの太径つＡ−タ
ロラド１１の外周面に凸状請出ｉ１１９のＫｉｄを当接
させている。すなわち、１つの平状板１３ａと１つの凸
状板１３ｂとを１対として、２対で太径つＡ−タロラド
１１を径方向に弾性的に挾持している。しかも、この太
径つＡ−タロラド１１の挟持状態では外枠９の中心に太
径ウォータロッド１１の中心を一致させている。

したがって、この燃料棒スペーサ１を燃料集合体に組立
てる際には、この燃料棒スペーサ１の中心が上部タイブ
レート５および下部タイブレート６の中心と一致するの
で、大径ウォータロッド１１等に応力が発生するのを確
実に防止することができ、機械的強度の向上を図ること
ができ、燃料集合体に組立てる場合の組立も容易となる
。また、太径つＡ−タロラド１１を挿入空間部１２に挿
入する際は各凸状板１３ｂの各挿入傾斜２０に案内され
るので、外周面に１ｆｆｉ　ｍを与えることがない。

第５図〜第８図は凸状板１３ｂの変形例をそれぞれ示し
ており、第５図で承り凸状板３０は長方形の平板を横断
面がほぼＷ字状になるように折曲されてなり、その凸状
湾出部３１のＩＬ′１部綬線が左右両側縁の折曲端とほ
ぼ平行に表われるように形成され、この凸状湾出部３１
の上下両端部の角部は、面取りされて挿入傾斜３２にそ
れぞれ形成されている。

第６図で示す凸状板４０は、第３図で示ず平状板１３ａ
と同様に左右両端縁部を内側に折曲げている。また、そ
の中央平坦部内側には凸状湾出部４１を突出させている
。この凸状湾出部４１は凸状板４０の中央平坦部にスリ
ット４２を上下方向に所要の間隔をおいて、かつ横方内
に平行に２本切込み、これら上下のスリット４２間を外
側から内側へ向けて山形に押出して形成されており、凸
状湾出部４１の上下両端部の角部は面取りされて挿入傾
斜４３にそれぞれ形成されている。

第７図で示す凸状板５０は第３図で示す平状板１３ａと
同様に左右両側縁部を内側に曲げている。

また、ぞの中央型ｌｌＪ部には外側から内側へ山形状に
絞り出した凸状湾出部５１を形成している。この凸状湾
出部５１の頂部稜線は折曲側縁とほぼ平行に表われ、そ
の上下両端部は所要角度で傾斜しており、太径ウォータ
ロッド１１の１Ｉｒ１人を円滑にガイドするようになっ
ている。

さらに、第８図に示す凸状板６０は、長方形の平板をほ
ぼくの字状に折曲させて、長子方向はぼ中間部に内側へ
突出する凸状湾出部６１を形成しており、］−上下両部
の各側面には内側へ折曲された矩形の耳片６２が一体に
連成されている。この凸状湾出部６１の上下両部は挿入
傾斜面６３に形成されている。

なお、凸状板１３ｂ、３０．４０．５０．６０はこれら
に限定されるものではなく、挿入空間部１２に挿入され
る太径ウォータロッド１１の外周面に当接して、その位
置決めを行イ５う凸状湾出部と、大径ウォータロッド１
１の挿入をスムーズにガイドする挿入傾斜とを有する支
持板であればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、スペー奢す外枠内の中央
部にはセルの所要数を欠除して燃料棒よりも大径に形成
された大径ウォータロッドを挿通させるウォータロッド
挿通空間部を形成し、このウォータロッド挿通空間部に
隣接する所要のセル相互をこのウォータロッド挿通空間
部の円周方向に沿って所要の間隔をおいて複数枚配設さ
れた支持板により連結したから、燃料集合体周辺部と中
央部とに配設される燃料棒の核燃料の濃縮度に差を設け
なくても、水平方向の出力分布を均一にさせることがで
き、しかも、スペーサ中央部に大径ウォータロッドを保
持することができ、この太径ウォータロッドとの結合に
より、セルを欠除したことに伴う機械的強度の減少を防
止できるとともに、大径ウォータロッドに隣接する所要
のセル相互を支持板で連結することにより、機械的強度
を向上さぜることができる。

また、本発明によれば、支持板はスプリングを装着した
平状板と、スペーサ外枠の中心側に凸状に溝山りる凸状
湾出部を設置ノた凸状板とから形成され、上記スプリン
グおよび凸状板の凸状湾出部とで大径・クォータロッド
を保持したから、燃料棒スペーサの外枠の中心に大径ウ
ォータロッドの中心を一致させてこれを保持することが
でき、大径つ４−タロラドおよび燃料棒の叶仝性の向上
を図ることができる。

また、燃料集合体に組立てる際の組立容易性の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の燃料棒スペーサを示ず平面
図、第２図は太径つ４−タロラドを挿入挿入した状態の
第１図で示す燃料棒スペーサの平面図、第３図は第１図
で示ず平板状の斜視図、第４図は第１図で示ず凸状板の
斜視図、第５図〜第８図は第４図で示ず凸状板の変形例
をそれぞれ示ず斜視図、第９図は本発明に係る燃料棒ス
ペーサの一実施例を組み込んだ燃Ｆ１集合体の縦断面図
、第１０図は一般的な太径つＡ−タロラドの一部省略側
面図、第１１図は従来例の一例を示す平面図、第１２図
は一部を切欠いて示ず第１１図の正面図、第１３図は他
の従来例の平面図、第１４図は一部を切欠いて示す第１
３図の正面図、第１５図は第１３図で示すセルの他の例
を拡大して示す平面図である。 １・・・燃料棒スペーサ、２・・・燃料ヂャンネル、３
・・・燃料棒、４・・・燃料集合体、５・・・上部タイ
ブレート、６・・・下部タイブレート、７・・・土部端
栓、８・・・下部端栓、９・・・外枠、１０・・・セル
、１１・・・太径ウォータロッド、１２・・・挿入空間
部、１３・・・支持板、１３ａ・・・平状板、１３ｂ・
・・凸状板。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第　ｌ　図 某２　図 茶　３　回 Ｏ 第４　図 第　６　図 ■開］■１・・ ＄　９　侶 第１０図 ＄Ｉｌ　　回 第　１２　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料棒を挿通させる燃料棒挿通路をそれぞれ独立に
   形成するセルを外枠内に格子状に配列する燃料棒スペー
   サにおいて、上記外枠内の中央部には上記セルの所要数
   を欠除して上記燃料棒よりも大径に形成された太径ウォ
   ータロッドを挿通させるウォータロッド挿通空間部を形
   成し、このウォータロッド挿通空間部に隣接する所要の
   セル相互をこのウォータロッド挿通空間部の円周方向に
   沿って所要の間隔をおいて複数枚配設された支持板によ
   り連結し、上記支持板は、スプリングを装着した平状板
   と、上記外枠の中心側へ凸状に湾出する凸状湾出部を設
   けた凸状板とから形成され、上記平状板に装着されたス
   プリングと、上記凸状板の凸状湾出部とで太径ウォータ
   ロッドを保持したことを特徴とする燃料棒スペーサ。 ２、支持板は、外枠の対角線方向上にそれぞれ配設され
   、平状板と凸状板とを対向配置している特許請求の範囲
   第１項に記載の燃料棒スペーサ。