JPS6283687A - 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】 本発明は、液体金属冷却型高速原子炉の炉心集合体に関
し、特に格子片の相互連結によフて形成され、液圧ばね
を持つ原子炉スペーサ格子及び該スペーサ格子を用いた
無導管型炉心部材（ｄｕｃｔｌｅｓｓ　ｃｏｒｅ　ｃｏ
ｍｐｏｎｅｎｔ）に関する。

液体金属冷却型高速原子炉で使用される炉心部は、一般
に、密に充填された多数の六角形の燃料集合体から成り
、その結果、炉心部はまっすぐな円筒の形状に近似した
形になる。燃料集合体は１．全長にわたって延びる壁厚
の薄い導管の内部に三角形の列状に並べられた複数の円
形断面の燃料棒から成る。燃料棒の一端部は軸方向に自
由に膨張できるよう支持されると共に、長さ方向に沿っ
て各燃料棒の周囲に設けたワイヤ外被及び、（または）
導管内部で燃料集合体の長さ方向の複数の選定個所に位
置する卵かご形の格子構造体によって横方向に支持され
る。このような燃料集合体の全長にわたって延びる導管
を持つ燃料集合体は、隣接する燃料集合体を横切る冷却
水の流れを制限し、炉心部の金属の量を増大させるため
、原子炉の効率を低下させ、炉心部通過時の圧力降下を
増大させて更に効率を低下させる。上記のような好まし
くない特性は、燃料棒が正方形の列状に並べられている
軽水炉のほぼ正方形の燃料集合体において周知のごとく
に、全長にわたる導管の必要性を取り除き格子構造体を
選定された複数の位置に位置させた開口格子燃料集合体
の使用によって回避できる。

このような無導管型（即ち、全長にわたる導管を持たな
い）燃料集合体の一例は１９８１年８月２５日イ寸けで
ロバート・イー・ダウンズ（Ｒｏｂｅｒｔ　Ｅ　、　Ｄ
ｏｗｎｓ）に付与されウェスチングハウス・エレクトリ
ック・コーポレーションに譲渡された米国特許第４，２
８５，７７１号明細書に記載されている。上記の先行す
る米国特許の明細書に記載された燃料集合体は、三角形
の燃料棒列に配置された円形断面の同一長の複数の燃料
棒から成り、燃料棒束は正六角形に似た形状である。各
コーナ一部分で１本または２本以上の燃料棒を取り除い
て、そこに燃料集合体の軸方向支持体となる燃料棒とほ
ぼ同一長さの強い裏当て材（ｂａｃｋ）が配置されてい
る。強い裏当て材の外周縁部が、隣接する各燃料集合体
の接触区域となる。壁厚の薄い導管の代わりに用いられ
た強い裏当て材に含まれる金属は導管に用いられる金属
の量よりも少ないけれども、強い裏当て材中の金属の量
は依然としてかなりの量である。

また、各裏当て材は、核物質を収納した１本または２本
以上の燃料棒によって占められるべき位置を占めること
にもなる。

液体金属冷却型原子炉の炉心集合体の内部で核物質を収
納した燃料棒を支持するために現在使用されている卵か
ご形の格子構造体は、格子片部材の相互連結によって形
成される。しかしながら、格子片部材を相互に連結して
内部にセルを持つスペーサ格子を形成するために現在利
用されている方法は、各セルの壁部のほぼ半分が２片の
格子片部材の部分によって形成されるようにする方法で
ある。

格子片部材の厚みの変動は、一定の許容誤差の範囲内に
なければならない。２片の格子片部材の部分によって形
成されるセルの壁部の場合には、壁部を形成する２片の
格子片部材の部分の格子片の厚みの変動を、単一の壁部
から成る格子片部材と同一の許容誤差範囲内におさえな
ければならない。この許容誤差の問題を克服し、炉心部
材を貫流する冷却水流を著しく制限することのない横方
向強度の高い格子構造体をつくる必要がある。

格子構造体内部における格子片部材の相互連結によって
形成される各セルの内部で、核物質を含む燃料棒の横方
向に支持しなければならない。この横断方向支持の型式
は、一般に、セルの二つの壁面上に配設したハードスト
ップ部材と、第三の壁面上に配設されハードストップ部
材に燃料棒を押しつけるばね部材とによる形である。ば
ね力は金属の曲げに由来する。原子炉運転時には、放射
線の照射及び高温により、ばねの応力緩和が生じる。

ばねの押圧力の減少により、燃料棒がセルの内部で振動
する可能性があり、燃料棒が破損する危険性が生じる。

連続的に放射線に照射される高温度下におかれても押圧
力が減少しない燃料棒のための横断方向支持体を原子炉
のスペーサ格子の内部に配設する必要がある。

従って本発明の主たる目的は、液体冷却型高速中性子束
原子炉用の開口格子型の炉心部材であって、炉心部材中
を流れる冷却材流を過度に制限することなく、充分な横
方向抑制力を発揮する炉心部材を提供することである。

上記の目的に鑑み、本発明は、複数の格子片部材の相互
連結によって形成された剛性セルを持つスペーサ格子に
よって離間させて保持された原子燃料を収納する原子炉
燃料集合体であって、剛性セルが燃料棒を受容しかつほ
ぼ軸方向上方に燃料棒と接触して流れる冷却材を貫流さ
せる通路を形成しており、セルを形成する格子片部材の
うちの２つの格子片部材からセルに突出するハードスト
ップ部材と、セルを構成する残りの格子片部材面上に配
設され燃料棒をハードストップ部材と接触させるばねア
ームとを有し、ばねアームが原子炉の炉心集合体を通る
冷却材の流れに対して一定角度で枢着された片持ちばり
構造のばねアームであって、原子炉の炉心集合体を通る
冷却材の流速に依存して定まる押圧力で組み合わされた
燃料棒にばねアームを押しつける押圧力が冷却材流によ
って得られるように構成されていることを特徴とする燃
料集合体を提供するものである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図に、液体冷却型高速原子炉、好ましくはナトリウ
ム等の液体金属で冷却する原子炉中で使用する本発明に
よる無導管型炉心部材１０を示す。部材１０は、燃料ベ
レットのような核物質が内部に収納され束ねられてほぼ
六角形の開口格子形状になっている同一の長さの平行な
複数の燃料棒１２から成る。ここで「開口格子」なる用
語は、束ねられた複数のピンの全長にわたって横側部を
包囲する管構造がないことを意味する。燃料棒の一端部
は、人口ノズル１４等によって、支持されていて自由に
軸方向上方に膨張することができる。炉心部材は、更に
、上部支持板１６と、上部格子部材１８と、複数の中間
格子部材（図を簡略にするために二つの中間格子部材２
０及び２０ａのみを図示しである）と、下部格子部材２
２と、下部支持板２４とを有する。燃料棒１２の一端部
は下部支持板２４によって支持され、下部格子部材２２
、中間格子部材２０及び２０ａ、上部格子部材１８及び
上部支持板１６を介して軸方向上方に延びている。本技
術分野でよく知られているように、下部格子部材２２、
中間格子部材２０及び２０ａ並びに上部格子部材１８は
、燃料棒の横方向支持を行いつつ燃料棒の軸方向の膨張
を許容する。

炉心部材１０の軸方向及び横方向の強度は、ナトリウム
・チューブの一部分に押込まれた複数のナツトによって
下部支持板２４に取り付けられ下部支持板２４を貫いて
延伸しているナトリウム・チューブ２６によって与えら
れる。複数のナトリウム・チューブ２６が下部格子部材
２２、中間格子部材２０．２０ａ及び下部格子部材１８
を通って、ナツト３０によって上部支持板１６に取り付
けられている。下部格子部材２２と最下方中間格子部材
２０ａの中間位置の各ナトリウム・チューブの周囲には
スペーサ・スリーブ３２が配設されていて、中間格子部
材２０ａを下部格子部材２２から離間させている。各中
間格子部材（全部は図示せず）の間及び最上部中間格子
部材２０と上部格子部材１８との間にもスペーサ・スリ
ーブ３２が配設され、隣接する格子部材を所定間隔に保
持している。ナトリウム・デユープ２６にすべり嵌合さ
せる前のスペーサ・スリーブには所定度の湾曲が付され
ており、スペーサ・スリーブ３２はナトリウム・チュー
ブ２６の周囲に緊密に嵌合するから、流れに起因する変
動によってナトリウム・チューブ２６が摩耗することは
ない。

無管型炉心部材には、更に、各炉心部材を通過する冷却
材流を調節するために使用するオリフィス・プレート３
４が設けられている。このような構造にすれば、無管型
炉心部材と管型炉心部材とを同一の原子炉の炉心部で使
用し、各部材を通過する冷却水流を別個に独立して調節
し他の炉心部材の冷却水流と補足し合うことができる。

本発明による原子炉のスペーサ格子３６の好ましい実施
例を第３図に示す。第４図は、第３図の一部分を拡大し
た図である。格子構造体３６は、第５図、第６図、第７
Ｂ図及び第７Ｃ図に示す上部格子片部材３８、中央部格
子片部材４０及び底部格子片部材４２を相互に連結して
形成される。上部格子片部材３８、中央部格子片部材４
０及び底部格子片部材４２の外縁部に設けられたタブ４
４が外側格子部材４８の孔部４６と係合し、外側格子部
材４８は格子構造体３６の外周縁部に沿って延伸してい
る。第７Ｂ図及び第７Ｃ図に示すように、接合部を溶接
またはろうづけによフて固定する。

格子構造体３６には、更に、格子構造体３６を貫通して
延伸するナトリウム・チューブ２６を収納する格子チュ
ーブ部材５ｏが設けられている。格子チューブ部材５０
をつくり、これらを上部格子片部材３８、中央部格子片
部材４０及び底部格子片部材４２に取り付ける好ましい
方法を第８図、第９図、第１０図、第１１図及び第１２
図に図示する。第９図及び第１９図に示すように、上部
格子片部材３８の格子チューブ帯片５３の中間の第−高
さ位置部分に格子チューブ帯片みぞ５２が切り込まれて
いる。第１１図及び第１２図に示すように、中央部格子
片部材４０の第二高さ位置部分に格子チューブ帯片みぞ
５２が切り込まれ、底部格子片部材４２の第三高さ位置
部分に格子チューブ帯片みぞ５２が切り込まれ、格子チ
ューブ帯片５３の形成を容易にしている。上部格子片部
材３８、中央部格子片部材４０及び底部格子片部材４２
を相互に連結することにより格子チューブ５０を形成さ
せるが、一つの格子チューブ５０は６片の格子チューブ
帯片から形成されることになる。次いで、第８図に示す
ように、格子片部材３８．４０及び４２を溶接またはろ
うづけする。格子構造体３６の格子チューブ５０にナト
リウム・チューブ２６を挿入すると、格子片部材３８．
４０．４２と嵌合した格子チューブ５０が構造的に完成
する。

上部格子片部材３８、中央部格子片部材４０及び底部格
子片部材４２を相互に連結して第４図に示すセル５４を
形成する方法を第１３図及び第１４図に示す。上部格子
片部材３８には底面から１本の倒立みぞ５６が設けられ
ている。中央部格子部材４ｏには２本のみぞが設けらて
おり、みぞ５８は上面から、みぞ６０は底面から延びて
いる。底部格子片部材４２には上面から延びる１本のみ
ぞ６２が設けられている。上部格子片部材３８のみぞ５
６は、中央部格子片部材４ｏの上面に設けたみぞ５８と
滑動係合する。中央部格子片部材４０の下縁部のみぞ６
０は、底部格子片部材４２の上縁部のみぞ６２と滑動係
合する。

上記の四つのみぞの交差状態を第１４Ａ図に示す。第１
４Ｂ図及び第１４Ｃ図に示すように、溶接またはろうづ
けにより、永続的な接合部にする。

液体冷却型高速原子炉の内部で使用する従来型技術の原
子炉格子構造体を第１５図に示す。容易にわかるように
、セル６６はほぼ六角形である。第１５図をよく見ると
、壁部材の一部６８は単一の格子片部材の一部分から形
成され、壁部材の他の部分７０は２片の格子片部材の部
分から形成されていることがわかる。各壁部材は同じ許
容誤差になるように形成されていなければなないから、
二重の金属の厚みから成る壁部材７０を許容誤差内にお
さめるための困難度は倍加されることになる。これに対
し、本発明によるときには、第４図かられかるようにセ
ル５４の全ての壁部材７２は単一の格子片部材の一部分
から成る単−厚さの金属から形成されている。

第４図において、核物質を含む燃料棒１２は各セル５４
を貫通して延伸し、横側部がセルの内部で押圧保持され
ていなければならない。この目的を達成するために、セ
ル５４を構成している二つの壁部材７８及び８０にハー
ドストップ部材７６のとと硬質の係止手段が設けられて
いる。セル５４を構成する第三の壁部材８４には、ばね
部材８２のごときばね手段が設けられている。ばね部材
８２は燃料棒１２と係合し、燃料棒をハードストップ部
材７６に押しつけて、流れに起因する振動による破損を
防止する。

本発明の格子構造体で使用する新規のばね構造を第１６
図及び第１７図に示す。くぼみ８６が燃料棒と接触する
。ばね部材８２の底縁部には孔部８８が設けられている
。この孔部８８により、冷却材流は矢印９０の方向に流
れ、第１７図かられかるようにばね部材８２のくぼみ８
６の反対側に形成されたチャンネル９２のととぎ流路に
入ることができる。

ばね部材８２から燃料棒に加わる力は、チャンネル９２
を通過する冷却材流の流量に依存し、この流れによって
ばね部材８２及びくぼみ８６が燃料棒に押し付けられる
。チャンネル９２を通過する冷却材の流量は、原子炉及
び原子炉内部の燃料集合体を通過する冷却材の流量と直
接関係にある。ばね部材８２に設けたスロット９４の働
きによって、炉心部材を通る冷却材流の所定流量に基づ
く所定のばね力がばね部材８２によって生じる。ばね部
材８２は、格子片部材８４と一体構造でありてもよいが
、溶接その他の方法によって格子片部材８４に取り付け
ることもできる。いずれの場合も、格子片部材８４のく
ぼみ８６の反対側でチャンネル９２に近接したばね部材
８２の側面に孔部９６を設ける。

以　　下　　余　　白 はぼ軸方向の冷却材流の流れに対するばね部材８２の傾
斜角度も、燃料棒１２に接触するばね部材８２のばね力
を調節する役割りを果たす。第１６図に示すように、炉
心部材を通過する冷却材流の方向にほぼ相当する炉心部
材の軸に対する好ましい傾斜角度は９度である。ばね部
材８２の傾斜度を上述の傾斜角度にすれば、チャンネル
９２を通る冷却材流の一部分が孔部９６を通フて隣接す
るセルに入り、チャンネル９２を通る冷却材流の残部が
流れに入り、冷却材の半径方向成分との混合が更に促進
される。第４図に矢印９７で示すように、セル５４の内
部でばね部材８２を好ましい配向方向に向けることによ
り、好ましい燃料棒集合体冷却材混合特性が得られる。

上述の記載においては、液体金属冷却型原子炉中で使用
するばねの場合について説明したが、この液圧ばねは水
冷却型原子炉で使用することもできる。

壁部材８４の上面に設けたハードストップ部材の断面図
である第１８図に、ハードストップ部材７６の好ましい
製造法を示す。好ましくは、ハードストップ部材７６は
、スタンプ加工（ｓｔａｍｐｉｎｇ）により、格子片部
材７８及び８０と一体の構造にする。ハードストップ部
材７６を格子片部材に溶接して取り付けることもできる
。第４図、第１６Ａ図、第１６Ｂ図及び第１７図かられ
かるように、壁部材８４は一つのセル５４のばね部材８
２を備えるとともに、隣接するセルのハードストップ部
材７６を持つ。

運転時には、燃料棒１２が燃料、ブランケットまたは吸
収材を含む場合がある。燃料、ブランケット及び吸収材
が形成された炉心部材は機械的構造が同じであり、どの
位置の炉心燃料集合体とも機械的に交換可能である。

各炉心部材は、原子炉の運転寿命を通じて予想される最
悪の運転条件を含む原子炉のヒート・アップ（ｈｅａｔ
　ｕｐ）、クール・ダウン（ｃｏｏｌ　ｄｏｗｎ）、運
転停止及び発電運転時に構造剛性を保持するように設計
される。第１図及び第２図に示すように、好ましくはナ
トリウムである液体冷却材は、原子炉冷却材ポンプ（図
示せず）によって、ノズル１４の底部に圧入され、上向
きに流れてオリフィス・プレート３４を通って下部支持
板２４に入る。

下部支持板２４において、冷却材流の一部分は上方に流
れて全長にわたって開口しているナトリウム・チューブ
２６を通って流れ、冷却材流の残部は下部支持板２４の
ナトリウム流孔部９８を通り、次いで下部格子部材２２
のセル５４を通って、燃料棒１２の外面と接触する。冷
却材流の大部分は、中間スペーサ格子部オイ２０ａ、２
０及び図示しない他の中間スペーサ格子部材を介し、上
部スペーサ格子部材１８を介１ノで炉心部材中を流れ続
けて上部支持板１６に入るが、冷却材流の一部分は隣接
する炉心部材（図示せず）に入る。下部格子部材２２、
中間スペーサ格子部材２０ａ及び２０、上部スペーサ格
子部材１８の内部において、第４図に示すように、冷却
材は燃料棒１２に密接して各セル５４を通って流れる。

冷却材流の一部分は、孔部８８を通り、チャンネル９２
に流れ込む。チャンネル９２の内部で、冷却材流は傾斜
したばね部材８２の背後部を押して、くぼみ８６を燃料
棒１２と接触させ、燃料棒１２をハードストップ部材７
６に押し付ける。冷却材流に由来する持続的なばね力に
より、燃料棒１２は流れに起因する振動による破損から
防止される。

チャンネル９２を通過する冷却材の一部分は孔部９６を
通って隣接するセル５４に流れて混合及び熱収支を促進
するが、チャンネル９２を通過する冷却材の残部は半径
方向成分とともにチャンネル９２から出て行く。冷却材
流の流速が所定値である場合、ばね力は矢印９０で示す
冷却材流の方向に対するばね部材８２の角度及びばね部
材８２に設けたスロット９４によって調節される。ばね
力が材料の弾性に完全に依存しているばね力とは異なり
、ばね部材８２が燃料棒１２をハードストップ部材７６
に押圧する力は、長時間の放射能及び高温度の印加によ
る影響を受けない。

ナトリウム・チューブ２６及び燃料棒１２の周囲の炉心
組立体を通過した冷却材は、上部支持板１６を通って上
方に流れて、操作ソケット１００（第１図参照）を通っ
て、炉心部材の外に流出する。

重大な事故のような非常事態の場合には、ナトリウム・
チューブ２６が炉心部を通る通路になる。ナトリウム・
チューブを介して冷却材を圧送して炉心部を冷却するこ
とは常時実行でき、炉心部の温度を低下させることがで
きる。成るいは、ナトリウム・チューブ２６の端部を遮
蔽して、燃料、ブランケット材または吸収材を充填して
、炉心部材の充填密度を高めることもできる。

上記の格子製造法には多くの変形が考えられ設計の自由
度が増す。格子構造体３６の変形実施例を第１９図及び
第２０図に示す。格子構造体３６は、単一燃料棒／セル
格子の形に組んだ卵かご型六角形格子である。たとえば
、セルの中央部分以外の位置に燃料棒を配設し、単一燃
料棒／セル格子の内部にハニカム形格子を組み込むこと
により充填密度を変えハニカム格子強度を改良した三燃
料棒／セル格子区画を形成する等の方法により、充填密
度効果を変化させることができる。第２０図かられかる
ように、この変形実施例では、各燃料棒１２を規制保持
するために二つのばね部材８２と二つのハードストップ
部材７６とを使用している。第２０図の矢印１０２は、
ばね部材８２を適切に配向させることによって得られる
好ましい冷却材混合パターンを示す。第２１図に、組立
を助ける複数のみぞ部１０６を設けた格子片部材１０４
を相互に連結する方法を示し、第２２図に組立てた格子
構造体３６の一部分を示す。本実施例の場合、矢部分の
壁部１０８は単一の厚さの金属から成り、壁部１１０は
２枚の金属層から成る。従って、本発明は、新規な液圧
燃料棒保持ばねを備え容易に無管型炉心部材に組み上げ
ることができ充填密度を変えることができる格子構造体
を提供するものである。

本明細書では本発明の好ましい幾つかの実施例を記載し
たが多くの変形が可能である。

本発明は、先行技術の思想によって必要となる以外は制
約を受けない。

本発明は、米国エネルギー局（ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅ
　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ）　　と
の契約に基づく研究の結果生まれたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による無管型炉心部材及びスペーサ格
子の一部分を破断し取り除いて示す分解斜視図である。 第２図は、本発明による無管型炉心部材の一部分を破断
し取り除いて示す細部分解斜視図である。 第３図は、本発明によるスペーサ格子構造体の平面図で
ある。 第４図は、本発明によるスペーサ格子構造体の一部分を
示す部分拡大平面図であり、三角形のセル並びにハード
ストップ及びばねの形状を示す図である。 第５図は、上部、中央部及び底部格子片部材の横断面上
に形成された接合部と外側格子片部材の部分立面図であ
る。 第６図は、第５図のＶＩ−ＶＩ面に沿って切断した部分
断面図である。 第７Ａ図は、第５図に示した接合部を第５図の■−■に
沿って切断した部分断面図である。 第７Ｂ図は、溶接後における第５図に示した接合部を■
−■線に沿って切断した部分断面図である。 第７Ｃ図は、ろうづけ後における第５図に示した接合部
を■−■線に沿って切断した部分断面図である。 第８図は、格子構造体内部の格子チューブの相互連結を
示す部分平面図である。 第９図は、第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した部分
断面図である。 第１０図は、上部格子片部材上に形成した格子チューブ
帯片の斜視図である。 第１１図は、第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した部
分断面図である。 第１２図は、第８図の店−■線に沿って切断した部分断
面図である。 第１３図は、上部、中央部及び底部格子片部材の相互連
結機構を示す部分立面図である。 第１４Ａ図は、上部、中央部及び底部格子片部材を相互
に連結することによって形成される接合部の部分平面図
である。 第１４Ｂ図は、溶接後における第１４Ａ図に示した接合
部の部分平面図である。 第１４Ｃ図は、ろうづけ後における第１４Ｂ図に示した
接合部の部分平面図である。 第１５図は、六角形のセルを持つ先行技術のスペーサ格
子構造体の部分平面図である。 第１６Ａ図は、格子構造体のばね部材及びハードストッ
プ部材の部分立面図である。 第１６Ｂ図は、本発明のばね部材及びハードストップ部
材の部分平面図である。 第１７図は、第１６Ａ図の■−■線に沿って切断したハ
ードストップ部材の部分断面図である。 第１８図は、第１６Ａ図のＸ■−Ｘ■線に沿って切断し
たハードストップ部材の部分断面図である。 第１９図は、本発明による格子構造体の変形実施例に平
面図である。 第２０図は、第１９図に示した格子構造体の拡大部分平
面図である。 第２１図は、第１９図に示した格子構造体の格子片部材
を相互に連結する機構の部分立面図である。 第・２２図は、第２１図に示した格子片部材を相互に連
結することによって形成された接合部の部分平面図であ
る。 １２・・・・燃料棒 ３８．４０．４２・・・・格子片部材 ５４・・・・通路 ７６・・・・ハードストップ部材 ８２・・・・ばね部材（ばねアーム） ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、７Ａ　　　　　　　ＦＩＧ、７８　　　　　　
　ＦＩＧ、７Ｃ■ ＦＩＧ、　５　　　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　
６ＦＩＧ、　＋４Ａ　　　　　　　　ＦＩＧ、　１４８
　　　　　　　　日Ｇ、　＋４ｃＦＩＧ、　＋６Ａ ＦＩＧ、旧 ＦＩＧ、　＋９ ＦＩＧ、　２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の格子片部材の相互連結によって形成された剛
   性セルを持つスペーサ格子によって離間させて保持され
   た原子燃料を収納する原子炉燃料集合体であって、剛性
   セルが燃料棒を受容しかつほぼ軸方向上方に燃料棒と接
   触して流れる冷却材を貫流させる通路を形成しており、
   セルを形成する格子片部材のうちの２つの格子片部材か
   らセルに突出するハードストップ部材と、セルを構成す
   る残りの格子片部材面上に配設され燃料棒をハードスト
   ップ部材と接触させるばねアームとを有し、ばねアーム
   が原子炉の炉心集合体を通る冷却材の流れに対して一定
   角度で枢着された片持ちばり構造のばねアームであって
   、原子炉の炉心集合体を通る冷却材の流速に依存して定
   まる押圧力で組み合わされた燃料棒にばねアームを押し
   つける押圧力が冷却材流によって得られるように構成さ
   れていることを特徴とする燃料集合体。 ２、ばねアームが格子片部材を湾曲させることにより形
   成され、格子片部材に開口部が設けられていて、開口部
   によって隣接するセルの間で流体連通が行われ、冷却材
   流の一部分がばねアームに沿って流れ開口部を通過して
   隣接するセルに流入することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の燃料集合体。 ３、ハードストップ部材が、格子片部材と一体構造であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の燃料集合 体。 ４、格子片部材を相互に連結して六角形のスペーサ格子
   構造体が形成され、格子片部材の相互連結により六角形
   スペーサ格子の内部に形成される剛性セルが三角形であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項また
   は第３項に記載の燃料集合体。 ５、格子片部材の相互連結によって形成される三角形セ
   ルの各壁部が格子片部材の一つの一部分から成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の燃料集合体。 ６、格子片部材の横方向端部にタブが配設されており、
   外側格子片部材にタブを受容する孔部が設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の何
   れかに記載の燃料集合体。 ７、複数の格子チューブがスペーサ格子面の所定位置に
   配設されており格子片部材のうちの所定格子片部材に固
   定されていて、格子チューブを貫通する支持チューブが
   延伸して隣接するスペーサ格子を連結していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れかに記
   載の燃料集合体。 ８、ばねアームの弾性を増大させる冷却材を通過させる
   ためにばねアームと格子片部材との接合部分にスロット
   が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第７項の何れかに記載の燃料集合体。 ９、液体冷却型高速原子炉の炉心部で核物質を含んだ複
   数の燃料棒を軸方向及び横方向に規制保持するために使
   用する無管型炉心部材であって、 上部支持板部材と、 上部スペーサ格子部材と、 複数の中間スペーサ格子部材と、 下部スペーサ格子部材と、 下部支持板部材と、 下部支持板と剛体係合するノ ズル手段と、 下部支持板部材とノズル手段の間に配設された複数のオ
   リフィスプレートと、下部スペーサ格子部材、中間スペ
   ーサ格子部材及び上部スペーサ格子部材を貫通し下部支
   持板部材及び上部支持板部材に固定された複数の支持棒
   であって、冷却材流を軸方向に通過させる通路手段が設
   けられた支持棒と、上部スペーサ格子部材と中間スペー
   サ格子部材の最上部格子部材との間、各中間スペーサ格
   子部材と該中間スペーサ格子部材の下方に位置する次の
   中間スペーサ格子部材との間、並びに中間スペーサ格子
   部材の最下部格子部材と下部スペーサ格子部材との間に
   各支持棒を取囲むようにして配設された複数のスペーサ
   ・スリーブ手段であって、該スペーサ・スリーブ手段が
   配設された格子部材の間の間隔を一定に保つ手段とから
   成ることを特徴とする無管型炉心部材。 １０、スペーサ・スリーブ手段が、軸に対して湾曲して
   いて、各支持棒をスペーサ・スリーブ手段のほぼ最上部
   、底部及び中央部で把持し、支持棒が流れに起因する振
   動によって破損することがないようにしていることを特
   徴とする特許請求の範囲第９項に記載の無管型炉心部材
   。 １１、更に、ノズル手段を下部支持板部材と流体接続し
   かつ機械的に接続する流体分配チューブ手段を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の無管型
   炉心部 材。 １０、更に、上部支持板に取り付けられ、炉心部材を把
   持できる操作ソケット手段を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１１項に記載の無管型炉心部材。