JP2524014B2 - スペ―サを製造する方法及びスペ―サ - Google Patents
スペ―サを製造する方法及びスペ―サInfo
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/3424—Fabrication of spacer grids
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/352—Spacer grids formed of assembled intersecting strips
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- 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
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は核燃料束に関し、特に、
核燃料束用のスペーサに関する。
核燃料束用のスペーサに関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉は個別燃料束で構成した燃料束列
を有する。これらの個別燃料束は複数の並置燃料棒を有
する。各燃料束は通例、燃料棒支持用の下側結合板と、
燃料棒を直立状に保つ上側結合板と、両結合板間で燃料
棒を囲む燃料束チャネルとを有する。水が下側結合板を
経て燃料束に流入し、燃料束を囲むチャネルにより燃料
棒の周囲の流路内を流れ、そして燃料束頂部から汽水混
合物として流出する。
を有する。これらの個別燃料束は複数の並置燃料棒を有
する。各燃料束は通例、燃料棒支持用の下側結合板と、
燃料棒を直立状に保つ上側結合板と、両結合板間で燃料
棒を囲む燃料束チャネルとを有する。水が下側結合板を
経て燃料束に流入し、燃料束を囲むチャネルにより燃料
棒の周囲の流路内を流れ、そして燃料束頂部から汽水混
合物として流出する。
【0003】燃料束の組立てと輸送と使用中、個々の燃
料棒が長さ160 インチの燃料束に沿う並立位置から移動
する傾向がある。沸騰水型原子炉内に設置した燃料棒を
使用中、このような移動は望ましくない振動を引起こ
し、設計核効率の達成を妨げる等、一般に望ましくな
い。
料棒が長さ160 インチの燃料束に沿う並立位置から移動
する傾向がある。沸騰水型原子炉内に設置した燃料棒を
使用中、このような移動は望ましくない振動を引起こ
し、設計核効率の達成を妨げる等、一般に望ましくな
い。
【0004】燃料棒のこのような移動を防止するため、
5〜8個のスペーサを燃料束の長さに沿う選定高さで利
用する。これらのスペーサの機能は、燃料棒をチャネル
に対して拘束しかつ燃料束の全長に沿う燃料棒の設計並
置離間を保つことである。
5〜8個のスペーサを燃料束の長さに沿う選定高さで利
用する。これらのスペーサの機能は、燃料棒をチャネル
に対して拘束しかつ燃料束の全長に沿う燃料棒の設計並
置離間を保つことである。
【0005】幾年にもわたって多種のスペーサが開発さ
れてきた。これらのスペーサは燃料棒に沿う流れの制御
に望ましいが、スペーサは中性子吸収材料製である。こ
の中性子吸収は燃料束内の燃料の核経済性と核効率を低
下させる。従って、スペーサにおける中性子吸収材の量
を最少に保ちしかもスペーサに所望の燃料棒離隔機能を
発揮させることが常に望まれる。
れてきた。これらのスペーサは燃料棒に沿う流れの制御
に望ましいが、スペーサは中性子吸収材料製である。こ
の中性子吸収は燃料束内の燃料の核経済性と核効率を低
下させる。従って、スペーサにおける中性子吸収材の量
を最少に保ちしかもスペーサに所望の燃料棒離隔機能を
発揮させることが常に望まれる。
【0006】先行技術のスペーサは2種の材料で作られ
るのが普通であった。一つの材料は、インタナショナル
・ニッケル社(International Nickel Company)の登録
商標であるインコネル(Inconel )という合金である。
これは鉄とクロムとニッケルの合金である。この合金は
強度と弾性が高く、理想的なばね材料である。残念なが
ら、この合金は比較的大きな中性子吸収断面積を有す
る。
るのが普通であった。一つの材料は、インタナショナル
・ニッケル社(International Nickel Company)の登録
商標であるインコネル(Inconel )という合金である。
これは鉄とクロムとニッケルの合金である。この合金は
強度と弾性が高く、理想的なばね材料である。残念なが
ら、この合金は比較的大きな中性子吸収断面積を有す
る。
【0007】スペーサを構成するもう一つの材料はジル
カロイである。ジルカロイはジルコニウムと少量の鉄、
錫、その他の合金用金属からなる合金である。この合金
は比較的小さな中性子吸収断面積を有するが、同程度の
材料特性をもたず、ばね材料としては不適当である。そ
の結果、ほとんどのジルカロイスペーサはそれらの構造
に組込まれたインコネルばねを有する。
カロイである。ジルカロイはジルコニウムと少量の鉄、
錫、その他の合金用金属からなる合金である。この合金
は比較的小さな中性子吸収断面積を有するが、同程度の
材料特性をもたず、ばね材料としては不適当である。そ
の結果、ほとんどのジルカロイスペーサはそれらの構造
に組込まれたインコネルばねを有する。
【0008】本発明は「クロスポイントスペーサ(cros
s point spacer)」と時々呼ばれる先行技術スペーサの
改良である。このスペーサはその構造の大部分がジルカ
ロイで作られ、インコネルばねは燃料棒をスペーサの縦
横列内の所望位置に押圧するのに役立つ。
s point spacer)」と時々呼ばれる先行技術スペーサの
改良である。このスペーサはその構造の大部分がジルカ
ロイで作られ、インコネルばねは燃料棒をスペーサの縦
横列内の所望位置に押圧するのに役立つ。
【0009】クロスポイント(交差点)スペーサは、複
数の帯片によって連結された垂直整合管部材の格子で形
成されている。一体に固定された管と帯片は連続格子を
形成する。管部材は通例止め部を形成しており、これら
の止め部に対して燃料棒が押圧され得る。この格子は管
連結帯片に固定した個別ばね部材を有する。これらのば
ねは、スペーサを貫通する燃料棒を、円筒から一体に形
成された管止め部に押圧する。格子とその縦横列の管止
め部および帯片に固定されたばねとの組合せは、燃料束
内の複数の選定高さにおける燃料棒の均等離間を確実に
する。
数の帯片によって連結された垂直整合管部材の格子で形
成されている。一体に固定された管と帯片は連続格子を
形成する。管部材は通例止め部を形成しており、これら
の止め部に対して燃料棒が押圧され得る。この格子は管
連結帯片に固定した個別ばね部材を有する。これらのば
ねは、スペーサを貫通する燃料棒を、円筒から一体に形
成された管止め部に押圧する。格子とその縦横列の管止
め部および帯片に固定されたばねとの組合せは、燃料束
内の複数の選定高さにおける燃料棒の均等離間を確実に
する。
【0010】いわゆるクロスポイントスペーサは様々な
形状で提案されている。一形状では、燃料束内の全燃料
棒間の離間関係またはピッチが均等に保たれる。他の形
状では、個別燃料棒間の離間またはピッチが相異なる。
いずれの場合にも、ここに開示する改良されたスペーサ
組立て法を適用し得る。
形状で提案されている。一形状では、燃料束内の全燃料
棒間の離間関係またはピッチが均等に保たれる。他の形
状では、個別燃料棒間の離間またはピッチが相異なる。
いずれの場合にも、ここに開示する改良されたスペーサ
組立て法を適用し得る。
【0011】また、いわゆる旋回羽根を組込んだスペー
サの構造も公知である。この構造では、ねじった材料片
が、スペーサを通流する水と蒸気を部分的に分離する機
能を果たす。そのねじれは少なくとも90度程度であり、
しばしば180 度〜360 度程度である。さらに詳述する
と、スペーサの旋回羽根部を通って上昇する水と蒸気に
は回転モーメントが与えられる。水は外方に投出されて
燃料棒に当たり、そこで蒸気がより高い効率で発生し得
る。上昇中の汽水混合物内の蒸気はもっと中央の流路を
たどる。このようないわゆる旋回羽根を組込んだスペー
サの一例は、「スペーサ格子と一体の旋回羽根(Swirl
Vanes Integral with Spacer Grid )」と題した1989年
3月14日付の米国特許出願第323075号に記載されてい
る。
サの構造も公知である。この構造では、ねじった材料片
が、スペーサを通流する水と蒸気を部分的に分離する機
能を果たす。そのねじれは少なくとも90度程度であり、
しばしば180 度〜360 度程度である。さらに詳述する
と、スペーサの旋回羽根部を通って上昇する水と蒸気に
は回転モーメントが与えられる。水は外方に投出されて
燃料棒に当たり、そこで蒸気がより高い効率で発生し得
る。上昇中の汽水混合物内の蒸気はもっと中央の流路を
たどる。このようないわゆる旋回羽根を組込んだスペー
サの一例は、「スペーサ格子と一体の旋回羽根(Swirl
Vanes Integral with Spacer Grid )」と題した1989年
3月14日付の米国特許出願第323075号に記載されてい
る。
【0012】
【発明の概要】チャネル内に閉じ込めた複数の燃料棒を
複数のスペーサにより平行並立関係に保つような核燃料
束用の改良スペーサとその改良製法を開示する。各スペ
ーサは燃料束内に上側および下側結合板間の選定高さに
配置される。本スペーサは、燃料棒間に隔置した管部材
に堅固な材料帯片を溶接して連続スペーサ格子を形成す
るようにしたスペーサの一種である。本改良は、別々の
正常に整合した平行な第1組と第2組の格子部材から断
面積の少ない別々の上側および下側格子を形成すること
である。一方の格子はスペーサの頂部用として形成さ
れ、他方の格子はスペーサの底部用として形成される。
燃料棒間に隔置した管部材を両格子の連結に用いる。管
部材自体に切欠きを設ける。これらの切欠きは管部材の
上部で上側格子を受け、下部で下側格子を受けるように
設けられる。両格子は切欠き付き管部材にはめ込まれ、
例えば溶接により管の頂部と底部に固定されて一体スペ
ーサ構造体を形成する。その後、管部材内を横切って存
在する格子の過剰材料をドリルにより管部材から除いて
過剰な中性子吸収材を除く。その結果、開示のスペーサ
が得られ、連結された両格子部材はスペーサの頂部と底
部に延在し、従来の単一連続格子より材料が少ない。同
時に、さもなくば組立てが困難な部材の組立てが簡単に
なる。相隔たる燃料棒間のピッチが異なる燃料束に本ス
ペーサを適用する備えがなされる。また、いわゆる旋回
羽根をある格子位置で管部材の代わりに組込むことも開
示する。
複数のスペーサにより平行並立関係に保つような核燃料
束用の改良スペーサとその改良製法を開示する。各スペ
ーサは燃料束内に上側および下側結合板間の選定高さに
配置される。本スペーサは、燃料棒間に隔置した管部材
に堅固な材料帯片を溶接して連続スペーサ格子を形成す
るようにしたスペーサの一種である。本改良は、別々の
正常に整合した平行な第1組と第2組の格子部材から断
面積の少ない別々の上側および下側格子を形成すること
である。一方の格子はスペーサの頂部用として形成さ
れ、他方の格子はスペーサの底部用として形成される。
燃料棒間に隔置した管部材を両格子の連結に用いる。管
部材自体に切欠きを設ける。これらの切欠きは管部材の
上部で上側格子を受け、下部で下側格子を受けるように
設けられる。両格子は切欠き付き管部材にはめ込まれ、
例えば溶接により管の頂部と底部に固定されて一体スペ
ーサ構造体を形成する。その後、管部材内を横切って存
在する格子の過剰材料をドリルにより管部材から除いて
過剰な中性子吸収材を除く。その結果、開示のスペーサ
が得られ、連結された両格子部材はスペーサの頂部と底
部に延在し、従来の単一連続格子より材料が少ない。同
時に、さもなくば組立てが困難な部材の組立てが簡単に
なる。相隔たる燃料棒間のピッチが異なる燃料束に本ス
ペーサを適用する備えがなされる。また、いわゆる旋回
羽根をある格子位置で管部材の代わりに組込むことも開
示する。
【0013】
【発明の目的と特徴と利点】本発明の目的は、核燃料束
で用いるクロスポイントスペーサを製造する簡単な技術
を開示することである。本発明のこの特徴によれば、対
をなす上側および下側格子を、向かい合う金属帯片の正
常に整合した平行配列により構成する。これらの上側お
よび下側格子を管部材に固定すると、管部材は上下両格
子間の連結部をなすように機能する。各管部材の上下両
端部に切欠きを形成し、これらの切欠きに両格子をはめ
込む。その後、両格子を管部材の切欠きに固定する。上
下両格子部材の固着後、各管部材内のきりもみをして余
分な中性子吸収材料を除く。
で用いるクロスポイントスペーサを製造する簡単な技術
を開示することである。本発明のこの特徴によれば、対
をなす上側および下側格子を、向かい合う金属帯片の正
常に整合した平行配列により構成する。これらの上側お
よび下側格子を管部材に固定すると、管部材は上下両格
子間の連結部をなすように機能する。各管部材の上下両
端部に切欠きを形成し、これらの切欠きに両格子をはめ
込む。その後、両格子を管部材の切欠きに固定する。上
下両格子部材の固着後、各管部材内のきりもみをして余
分な中性子吸収材料を除く。
【0014】開示されたスペーサ構造の利点は、スペー
サに比較的少量のジルカロイ材料を用いることである。
スペーサは、その垂直連結部材となる管部材相互間の深
さ全部にわたって延在する中実格子で構成されてはいな
い。その代わり、上下両格子部材はスペーサの厚さの一
部だけに延在する。開示されたスペーサ構造の中間域で
はスペーサは開いている。その結果、比較的少量の中性
子吸収材が存在する。
サに比較的少量のジルカロイ材料を用いることである。
スペーサは、その垂直連結部材となる管部材相互間の深
さ全部にわたって延在する中実格子で構成されてはいな
い。その代わり、上下両格子部材はスペーサの厚さの一
部だけに延在する。開示されたスペーサ構造の中間域で
はスペーサは開いている。その結果、比較的少量の中性
子吸収材が存在する。
【0015】本発明の他の目的は、開示されたスペーサ
構造を利用して当該技術において公知の型の可変ピッチ
スペーサを形成することである。本発明のこの特徴によ
れば、上下両格子は異なるピッチをもって形成される。
9×9本燃料棒縦横列においてここで用いる好適ピッチ
変化では、各々が9本の燃料棒からなる8つの小群が中
央水棒の周りに配設される。小群の個別燃料棒は第1の
比較的狭い間隔を有する。小群相互間の間隔は第2の比
較的大きな寸法をもつ。従って、その結果生じるスペー
サは、相隔たる燃料棒間のピッチが可変の燃料設計に適
合する。
構造を利用して当該技術において公知の型の可変ピッチ
スペーサを形成することである。本発明のこの特徴によ
れば、上下両格子は異なるピッチをもって形成される。
9×9本燃料棒縦横列においてここで用いる好適ピッチ
変化では、各々が9本の燃料棒からなる8つの小群が中
央水棒の周りに配設される。小群の個別燃料棒は第1の
比較的狭い間隔を有する。小群相互間の間隔は第2の比
較的大きな寸法をもつ。従って、その結果生じるスペー
サは、相隔たる燃料棒間のピッチが可変の燃料設計に適
合する。
【0016】本発明の他の目的は、旋回羽根をスペーサ
構造体に組込むことである。本発明のこの特徴によれ
ば、幾つかの管部材の代わりにねじり金属帯片を設け
る。ねじり金属帯片はそれぞれの上部と下部で協働し開
示された格子構造と一体となる。
構造体に組込むことである。本発明のこの特徴によれ
ば、幾つかの管部材の代わりにねじり金属帯片を設け
る。ねじり金属帯片はそれぞれの上部と下部で協働し開
示された格子構造と一体となる。
【0017】本発明の他の目的と特徴と利点は、添付図
面と関連する以下の説明からさらに明かとなろう。
面と関連する以下の説明からさらに明かとなろう。
【0018】
【実施例の記載】図1は燃料束Bを示す。この燃料束は
上側結合板42と下側結合板40を有し、下側結合板4
0は先端片Nを介して沸騰水型原子炉に連結する。この
構造例では、個々の燃料棒Lが、結合棒としても知られ
る幾つかのねじ付き燃料棒により両結合板と連結してい
る。
上側結合板42と下側結合板40を有し、下側結合板4
0は先端片Nを介して沸騰水型原子炉に連結する。この
構造例では、個々の燃料棒Lが、結合棒としても知られ
る幾つかのねじ付き燃料棒により両結合板と連結してい
る。
【0019】チャネル25が燃料棒群の周囲に設けられ
ている。チャネル25は、先端片Nからの流体流が下側
結合板40を通って流入しそして上側結合板42を経て
流出するように流れを導く。原子炉の運転中、蒸気が燃
料束組立体内で発生する。
ている。チャネル25は、先端片Nからの流体流が下側
結合板40を通って流入しそして上側結合板42を経て
流出するように流れを導く。原子炉の運転中、蒸気が燃
料束組立体内で発生する。
【0020】ここに示した特定燃料棒には幾つかの部分
長燃料棒30が含まれている。本スペーサ設計は全長お
よび部分長燃料棒とともに利用できるものであることを
理解されたい。
長燃料棒30が含まれている。本スペーサ設計は全長お
よび部分長燃料棒とともに利用できるものであることを
理解されたい。
【0021】わかりやすいように、図示の燃料束ではチ
ャネルの1部を取り除いてスペーサS1,S2が露出し
ている。代表的な燃料棒構造では約5〜8個のこのよう
なスペーサを用いることを理解されたい。既に述べたよ
うに、先行技術は多種のスペーサを包含する。いわゆる
「クロスポイント」スペーサの改良が本発明の主題であ
る。従来の典型的なクロスポイントスペーサを図2に示
す。
ャネルの1部を取り除いてスペーサS1,S2が露出し
ている。代表的な燃料棒構造では約5〜8個のこのよう
なスペーサを用いることを理解されたい。既に述べたよ
うに、先行技術は多種のスペーサを包含する。いわゆる
「クロスポイント」スペーサの改良が本発明の主題であ
る。従来の典型的なクロスポイントスペーサを図2に示
す。
【0022】図2は9×9燃料配列に対する従来のクロ
スポイントスペーサ構造を示す。様々な密集度の燃料棒
配列、例えば、8×8、9×9、10×10燃料棒配列に本
発明のスペーサ構造を適用し得ることを理解されたい。
スポイントスペーサ構造を示す。様々な密集度の燃料棒
配列、例えば、8×8、9×9、10×10燃料棒配列に本
発明のスペーサ構造を適用し得ることを理解されたい。
【0023】図2に示した燃料棒配列では、一連の管部
材C’が、深さいっぱいに第1格子部材51と第2格子
部材52とにより連結されている。格子部材51は格子
部材52と直交している。通例、組立ては個々の部材5
1、52を個々の管部材C’の外側に溶接することによ
りなされる。
材C’が、深さいっぱいに第1格子部材51と第2格子
部材52とにより連結されている。格子部材51は格子
部材52と直交している。通例、組立ては個々の部材5
1、52を個々の管部材C’の外側に溶接することによ
りなされる。
【0024】構造体全周にバンドDが設けられ、スペー
サの外周を取巻いている。
サの外周を取巻いている。
【0025】スペーサの一部を破断してスペーサ構造を
示してある。
示してある。
【0026】本発明の目的は図2の構造より簡単なスペ
ーサ構造を開示することである。また、スペーサの簡単
な組立て法を開示する。
ーサ構造を開示することである。また、スペーサの簡単
な組立て法を開示する。
【0027】図3は管部材Cを示す。管部材Cは横切欠
き60と縦切欠き61を有する。これらの切欠き60、
61はそれぞれ、載置された格子部材を完全に受入れる
深さを有する。
き60と縦切欠き61を有する。これらの切欠き60、
61はそれぞれ、載置された格子部材を完全に受入れる
深さを有する。
【0028】管部材Cの上方に、分解された状態で格子
部材の構造が示されている。横部材62が上向き切欠き
64をもつように示され、同様に、縦部材63が下向き
切欠き65をもつように示されている。
部材の構造が示されている。横部材62が上向き切欠き
64をもつように示され、同様に、縦部材63が下向き
切欠き65をもつように示されている。
【0029】組立ては分解図から明らかである。詳述す
ると、横部材62を、切欠き64、65を向かい合わせ
た状態で縦部材63と向かい合わせる。所望寸法の格
子、例えば、図4に示す格子Gを形成する。
ると、横部材62を、切欠き64、65を向かい合わせ
た状態で縦部材63と向かい合わせる。所望寸法の格
子、例えば、図4に示す格子Gを形成する。
【0030】2つの格子、すなわち、上側格子G1と下
側格子G2を形成する。これらの上下両格子をそれぞれ
スペーサの上部と下部に固定する。
側格子G2を形成する。これらの上下両格子をそれぞれ
スペーサの上部と下部に固定する。
【0031】管部材Cは頂部に横溝60と縦溝61が切
欠き状に形成され、底部にも同様な横溝60と縦溝61
が形成されている。これらの溝または切欠きに頂部格子
G1およびそれと同様の底部格子G2をそれぞれはめ込
む。このはめ込みが終わると、管部材Cと格子G1、G
2の半剛性構造が図4に示すように形成される(この部
分平面図には格子G1だけを示してある)。
欠き状に形成され、底部にも同様な横溝60と縦溝61
が形成されている。これらの溝または切欠きに頂部格子
G1およびそれと同様の底部格子G2をそれぞれはめ込
む。このはめ込みが終わると、管部材Cと格子G1、G
2の半剛性構造が図4に示すように形成される(この部
分平面図には格子G1だけを示してある)。
【0032】組立て後、両格子部材が管の切欠きにはま
り込んでいる位置5(図4)に溶接部を形成する。
り込んでいる位置5(図4)に溶接部を形成する。
【0033】この段階のスペーサは半剛性構造体を形成
することがわかるであろう。横方向と縦方向の格子部材
は、それぞれの切欠きへのはめ込みにより固定し合う。
この相互固定の特徴により、格子部材は適正位置に保持
される。両格子は管部材と係合して管部材を適正位置に
保持する。従来の構造と異なり、スペーサ部品を溶接の
ために位置づける治具は必要でない。
することがわかるであろう。横方向と縦方向の格子部材
は、それぞれの切欠きへのはめ込みにより固定し合う。
この相互固定の特徴により、格子部材は適正位置に保持
される。両格子は管部材と係合して管部材を適正位置に
保持する。従来の構造と異なり、スペーサ部品を溶接の
ために位置づける治具は必要でない。
【0034】その後、包囲バンド片N1、N2を溶接等
により両格子に固定する。ここに示した特定バンド構造
では、バンドの両半分が71、72の箇所で、代表的な
場合、突合せ溶接により接合される。
により両格子に固定する。ここに示した特定バンド構造
では、バンドの両半分が71、72の箇所で、代表的な
場合、突合せ溶接により接合される。
【0035】図5は完成スペーサを示す斜視図である。
最終段階として最後の管部材Cxから余剰材料を除くド
リルビットDを示す。同様な管部材から全ての余分な材
料を同様に除いてあることを理解されたい。
最終段階として最後の管部材Cxから余剰材料を除くド
リルビットDを示す。同様な管部材から全ての余分な材
料を同様に除いてあることを理解されたい。
【0036】完成スペーサを見ればわからように、材料
の量が最少である一体構造体が作られている。詳述する
と、上側格子G1と下側格子G2が管部材Cにより互い
に連結されている。同時に、突合せ溶接された包囲バン
ドNは最少量の寄生的中性子吸収材料をもつ一体スペー
サ構造体を形成している。
の量が最少である一体構造体が作られている。詳述する
と、上側格子G1と下側格子G2が管部材Cにより互い
に連結されている。同時に、突合せ溶接された包囲バン
ドNは最少量の寄生的中性子吸収材料をもつ一体スペー
サ構造体を形成している。
【0037】図6は図5に示したスペーサ構造と同じも
のを示す平面図である。このスペーサ構造では、収容さ
れた燃料棒L相互間の可変ピッチが示されている。
のを示す平面図である。このスペーサ構造では、収容さ
れた燃料棒L相互間の可変ピッチが示されている。
【0038】詳述すると、図6の燃料棒は9×9配列状
に配置されている。この9×9配列には、各群が9本の
燃料棒からなる8つの棒群が含まれ、E1〜E8で表さ
れている。
に配置されている。この9×9配列には、各群が9本の
燃料棒からなる8つの棒群が含まれ、E1〜E8で表さ
れている。
【0039】各群の燃料棒は第1の比較的狭い距離80
だけ相隔たる。棒群相互間の棒間隔は比較的大きい。例
えば、群E3と群E4間の棒間隔を82で示す。このよ
うな燃料設計の理論的核効率を説明することは本発明の
目的ではないが、本スペーサ製造技術とその結果生じる
スペーサ構造がこのような可変ピッチに対処し得るもの
であることは理解されよう。
だけ相隔たる。棒群相互間の棒間隔は比較的大きい。例
えば、群E3と群E4間の棒間隔を82で示す。このよ
うな燃料設計の理論的核効率を説明することは本発明の
目的ではないが、本スペーサ製造技術とその結果生じる
スペーサ構造がこのような可変ピッチに対処し得るもの
であることは理解されよう。
【0040】同様に、バンドNは改変可能である。図示
のように、バンドNは流れ転向用の上側タブ90を含
み、これらのタブは当該技術において公知である。
のように、バンドNは流れ転向用の上側タブ90を含
み、これらのタブは当該技術において公知である。
【0041】図7Aと図7Bは代替構造を示す。詳述す
ると、管部材Cの幾つかの代わりに、いわゆる旋回羽根
Sが設けられる。旋回羽根Sには連続上側格子部材10
0が含まれ、格子G1の一体部分を形成する。
ると、管部材Cの幾つかの代わりに、いわゆる旋回羽根
Sが設けられる。旋回羽根Sには連続上側格子部材10
0が含まれ、格子G1の一体部分を形成する。
【0042】全ての旋回羽根Sは管部材Cの片側におい
て垂下して部材101、102、103で終わりかつ管
部材または円筒Cの反対側において部材104、105
等で終わっている。これらの部材は間隙110により相
隔てられている。
て垂下して部材101、102、103で終わりかつ管
部材または円筒Cの反対側において部材104、105
等で終わっている。これらの部材は間隙110により相
隔てられている。
【0043】旋回羽根部材101〜105はそれぞれ上
側連続格子部材100に対して 360°ねじられる。その
後、個別部材101、102、103は一体の線形底部
格子部材120に形成される。この一体格子部材には適
当な直交切欠き61が形成され、従ってその結果生じた
連続格子部材120が下側格子G2と係合する。すなわ
ち、開示の旋回羽根構造は上側格子G1と下側格子G2
の形成に一体的に関与する。上述から、この製造技術と
スペーサの具体例は、ねじり角を 270°、 180°、90°
にするなど、様々な改変を可能にするものであることが
理解されよう。
側連続格子部材100に対して 360°ねじられる。その
後、個別部材101、102、103は一体の線形底部
格子部材120に形成される。この一体格子部材には適
当な直交切欠き61が形成され、従ってその結果生じた
連続格子部材120が下側格子G2と係合する。すなわ
ち、開示の旋回羽根構造は上側格子G1と下側格子G2
の形成に一体的に関与する。上述から、この製造技術と
スペーサの具体例は、ねじり角を 270°、 180°、90°
にするなど、様々な改変を可能にするものであることが
理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】沸騰水型原子炉用の核燃料束で、ここに開示し
たようなスペーサを利用するものの斜視図である。
たようなスペーサを利用するものの斜視図である。
【図2】従来の「クロスポイント」スペーサの斜視図で
あり、このスペーサは従来の内部格子の連続内部構造が
見えて理解できるように一部を破断してある。
あり、このスペーサは従来の内部格子の連続内部構造が
見えて理解できるように一部を破断してある。
【図3】上側格子と、その下にある切欠き付き管部材の
製法を示す斜視図であり、この管部材は上側格子を受入
れてスペーサ部材の上部の相互固定構造を形成するもの
である。
製法を示す斜視図であり、この管部材は上側格子を受入
れてスペーサ部材の上部の相互固定構造を形成するもの
である。
【図4】管部材内の余剰材料を除去する前の、開示した
格子とスペーサの構造の概略平面図である。
格子とスペーサの構造の概略平面図である。
【図5】管部材のうちの一つの内部から余剰材料をきり
もみにより除去しつつある完成スペーサの斜視図であ
る。
もみにより除去しつつある完成スペーサの斜視図であ
る。
【図6】図2〜図5に例示した方法により構成された可
変ピッチクロスポイントスペーサの図であり、この場合
の各格子は所望可変ピッチを得るために非対称的に構成
されている。
変ピッチクロスポイントスペーサの図であり、この場合
の各格子は所望可変ピッチを得るために非対称的に構成
されている。
【図7】図7Aは旋回羽根をスペーサ構造体に組込んだ
図5の可変ピッチクロスポイントスペーサの部分平面図
である。図7Bは図7Aのスペーサの一部分を構成する
旋回羽根列の詳細図である。
図5の可変ピッチクロスポイントスペーサの部分平面図
である。図7Bは図7Aのスペーサの一部分を構成する
旋回羽根列の詳細図である。
B 燃料束 L 燃料棒 S1 スペーサ S2 スペーサ C 管部材 60 切欠き(横溝) 61 切欠き(縦溝) 62 横部材 63 縦部材 64 上向き切欠き 65 下向き切欠き G1 上側格子 G2 下側格子 S 旋回羽根 100 上側格子部材 120 下側格子部材
Claims (11)
- 【請求項1】 燃料束内に垂直方向に整列して縦横列を
成している燃料棒を並立離間関係に保つスペーサを製造
する方法であって、該スペーサは、格子により相互連結
された複数の垂直な管部材を有している種類のスペーサ
であり、 上側格子部材及び下側格子部材を設ける工程であって、
該格子部材の各々は、前記燃料束内の前記燃料棒の垂直
方向と平行に垂直方向に整合した主面を有している複数
の金属帯片を含んでおり、該格子部材の各々は、前記ス
ペーサを貫通している個別燃料棒を受け入れると共に支
持する間隙域を画成している縦横列の交差した部材を形
成している、上側格子部材及び下側格子部材を設ける工
程と、 縦横列の管を設ける工程であって、該縦横列の管は、前
記燃料束内で前記燃料棒と垂直方向に整合していると共
に前記燃料棒相互の間の間隙位置に配置されている、縦
横列の管を設ける工程と、 前記管の上端及び下端に前記上側格子部材及び下側格子
部材を受け入れる切欠きを設ける工程と、 前記上側格子部材及び下側格子部材を前記縦横列の管に
該縦横列の管の上側切欠き及び下側切欠きの所で向かい
合わせる工程と、 前記スペーサ用の一体格子構造体を形成するように、前
記上側格子部材及び下側格子部材を前記管に固定する工
程とを備えたスペーサを製造する方法。 - 【請求項2】 前記固定する工程の後に、前記管の内部
から余剰な格子材料を除去するように前記管をきりもみ
する工程を含んでいる請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記縦横列の各格子部材の横列相互又は
縦列相互の幅は、均等である請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記縦横列の各格子部材は、該縦横列に
含まれている燃料棒の間のピッチが不均等であるように
構成されている請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 設けられた前記縦横列の管の部材は、相
異なる直径の管部材を含んでいる請求項4に記載の方
法。 - 【請求項6】 前記上側格子部材及び下側格子部材を設
ける工程は、 該格子部材の各々に第1の組の平行に整合した格子部材
を設ける工程であって、該第1の組の格子部材は、前記
燃料棒と平行に整合した主面を有していると共に前記燃
料棒の縦列相互の間の間隙通路を通るように相隔たって
いる、第1の組の平行に整合した格子部材を設ける工程
と、 前記格子部材の各々に第2の組の平行に整合した格子部
材を設ける工程であって、該第2の組の格子部材は、前
記燃料棒と平行に整合した主面を有していると共に前記
燃料棒の横列相互の間の間隙通路を通るように相隔たっ
ている、第2の組の平行に整合した格子部材を設ける工
程と、 前記第1及び第2の組の平行に整合した格子部材を整合
させたときに該平行に整合した格子部材のうちの少なく
とも一方の組の格子部材に対して、該平行に整合した格
子部材のうちの残りの組の格子部材と係合するように切
欠きを設ける工程と、 前記第1及び第2の組の格子部材を向かい合わせて、前
記上側格子及び下側格子を製造する工程とを含んでいる
請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 複数の旋回羽根を設ける工程であって、
設けられた該旋回羽根は、設けられた前記上側格子及び
下側格子と向かい合わせる上側部材及び下側部材を含ん
でいる、複数の旋回羽根を設ける工程と、 前記旋回羽根を設けられた前記上側格子と前記下側格子
との間に挿入する工程と、 前記旋回羽根を前記燃料束内の前記燃料棒と全体的に平
行に配設するように、前記旋回羽根を前記上側部材及び
下側部材において前記上側格子及び下側格子に固定する
工程とを含んでいる請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 燃料束内に縦横列の燃料棒を並立離間関
係に保つスペーサであって、 上側格子部材及び下側格子部材であって、該格子部材の
各々は、前記燃料束内の前記縦横列の燃料棒の垂直方向
と平行に垂直方向に整合した主面を有している複数の金
属帯片を含んでおり、前記上側格子部材及び下側格子部
材は、前記スペーサを貫通している個別燃料棒を受け入
れると共に支持する間隙域を画成している縦横列の交差
した部材を形成している、上側格子部材及び下側格子部
材と、 縦横列の管部材であって、該縦横列の管部材は、前記燃
料束内で前記燃料棒と垂直方向に整合していると共に前
記燃料棒相互の間の間隙位置に配置されている、縦横列
の管部材とを備えており、 該管は、上側切欠き及び下側切欠きを画成しており、 前記上側格子部材及び下側格子部材は、前記管部材の前
記切欠きに嵌め込まれていると共に前記管部材に固定さ
れており、前記上側格子部材及び下側格子部材は、前記
スペーサがくぼんだ切込みの設けられた管により連結さ
れている上側格子部材及び下側格子部材により画成され
るように、前記管の内部から除去されているスペーサ。 - 【請求項9】 前記縦横列の各格子部材の横列相互又は
縦列相互の幅は、均等である請求項8に記載のスペー
サ。 - 【請求項10】 前記縦横列の各格子部材は、該縦横列
に含まれている燃料棒の間のピッチが不均等であるよう
に構成されている請求項8に記載のスペーサ。 - 【請求項11】 前記上側格子及び下側格子を連結して
いる複数の旋回羽根部材を含んでいる請求項8に記載の
スペーサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/522,022 US5032351A (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Modified cross point spacer apparatus and construction |
US522,022 | 1990-05-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04231895A JPH04231895A (ja) | 1992-08-20 |
JP2524014B2 true JP2524014B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=24079118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3130329A Expired - Lifetime JP2524014B2 (ja) | 1990-05-11 | 1991-05-07 | スペ―サを製造する方法及びスペ―サ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5032351A (ja) |
EP (1) | EP0456055B1 (ja) |
JP (1) | JP2524014B2 (ja) |
DE (1) | DE69115345T2 (ja) |
DK (1) | DK0456055T3 (ja) |
ES (1) | ES2081385T3 (ja) |
NO (1) | NO911818L (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 1991-04-26 DK DK91106808.8T patent/DK0456055T3/da active
- 1991-04-26 DE DE69115345T patent/DE69115345T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-26 EP EP91106808A patent/EP0456055B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-26 ES ES91106808T patent/ES2081385T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-07 JP JP3130329A patent/JP2524014B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-10 NO NO91911818A patent/NO911818L/no unknown
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---|---|---|---|---|
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DK0456055T3 (da) | 1996-01-29 |
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