JP2527786B2 - 核燃料集合体の組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、核燃料集合体組立方法に係わり、特に核
燃料集合体を組み立てる際に、燃料棒の外周部へのスク
ラッチ発生を防止することができるものに関する。

「従来の技術」 加圧水型軽水炉等の原子炉において使用される燃料集
合体の一例として第９図および第10図に示すものが知ら
れている。

これらの図において符号１および２は上下方向に離間
して対向配置された上部ノズルおよび下部ノズルを示
し、これら上部ノズル１と下部ノズル２との間には、複
数の制御棒案内管３が渡されて固定されている。これら
制御棒案内管３の中途部には、複数の支持格子４が上下
方向に互いに離間して取り付けられている。

そして、各支持格子４の格子空間５を形成する壁部に
は第10図に示すように、燃料棒６を支持するためのディ
ンプル７とスプリング８とが互いに対向して形成されて
おり、格子空間５に挿通された燃料棒６はスプリング８
によりディンプル７に押圧されて支持されている。

次に、上記構成の燃料集合体の組立方法について説明
する。

まず、制御棒案内管３に支持された支持格子４の格子
空間５に、燃料棒６をグリッパ（図示せず）により保持
して挿通し、スプリング８によりディンプル７に押圧固
定する。

そして、全ての燃料棒６を挿通し終えたならば、上部
ノズル１および下部ノズル２を制御棒案内管３の両端部
にそれぞれ固定する。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記燃料集合体の組立方法にあっては、支
持格子４の格子空間５に燃料棒６を挿通する際に、燃料
棒６の外周面が、スプリング８とディンプル９との間に
挾まれるため、燃料棒６の外周部には、これらスプリン
グ８およびディンプル７により軸線方向に沿うスクラッ
チが発生してしまうという問題があった。

そこで、上記問題点を解消するために、燃料棒６の外
周面とスプリング８およびディンプル９との間に燃料棒
６の長手方向に長尺な薄膜状の自己潤滑性を有するポリ
エステルフイルム等を介在させて燃料棒６を格子空間５
に挿通し、その後、このポリエステルフイルムを引き抜
いて支持格子４外に取り出す方法が考えられる。

ところが、このような方法では、燃料棒６を格子空間
５に挿通する際、あるいはポリエステルフイルムを取り
外す際に、ポリエステルフイルムが破断して支持格子内
に残存する可能性がある。またポリエステルフイルムが
破断しないように、その厚さを厚くすると、このポリエ
ステルフイルムにより上記スプリング８が必要以上に押
圧され、そのスプリング特性が変化して燃料棒６の保持
力が低下する可能性があるという問題が生じる。

一方、ポリエステルよりも格段に強度の大きいステン
レス鋼等の金属薄膜を使用することも考えられるが、こ
の場合、燃料棒６と金属薄膜との間でやはりスクラッチ
が発生するという問題が生じる。

この発明は上記課題を解決することを目的としてい
る。

「課題を解決するための手段」 この発明の核燃料集合体の組立方法は、支持格子の格
子空間に挿通され、格子空間を画成する壁部に形成され
た支持部により支持格子に支持固定される燃料棒を、そ
の外周面と支持部との間に燃料棒の長手方向に長尺でか
つ内部に燃料棒が配置される筒状のスペーサを介在させ
て格子空間に挿通する工程と、この工程の後、スペーサ
を支持格子外に取り出す工程とを有してなり、 上記スペーサが自己潤滑性を有する樹脂からなる薄肉
の筒体と、この筒体の外周面のうち上記各支持部と対向
する位置にそれぞれ別々に形成され、かつ燃料棒の長手
方向に長尺な帯状の金属薄膜とを少なくとも有すること
を特徴としている。

「作用」 この発明の核燃料集合体の組立方法にあっては、核燃
料集合体を組み立てるに際し、支持格子の格子空間に燃
料棒をその外周面と、格子空間を画成する壁部に形成さ
れた支持部との間に筒状のスペーサを介在させて挿通し
た後、このスペーサを引き抜くようにしたので、燃料棒
の外周面と支持部とが直接摺接することがなく、しかも
自己潤滑性を有する樹脂製の筒体がスペーサを引き抜く
際に、燃料棒の外周面に摺接するので、燃料棒の外周面
へのスクラッチの発生を防止することができる。

しかも、スペーサが自己潤滑性を有する樹脂からなる
筒体と、この筒体の外周部のうち支持格子の支持部と対
向する位置に形成され、かつ燃料棒の長手方向に長尺な
帯状の金属薄膜とを少なくとも有しているので、スペー
サをスムーズにかつ破断させることなく支持格子外に引
き抜くことができる。

「実施例」 以下この発明の核燃料集合体の組立方法の一実施例を
第１図ないし第６図を参照して説明する。

まず、この発明の核燃料集合体の組立方法を説明する
前に、この組立方法に使用されるスペーサについて説明
する。

すなわち、第１図において符号10はスペーサ体を示
す。このスペーサ体10は、燃料棒６の長手方向にその全
長に渡って延びる略四角筒状のスペーサ11と、このスペ
ーサ11の先端部に着脱自在に取り付けられた切頭四角錐
状のプラグ12と、スペーサ11の基端部に着脱自在に取り
付けられ、スペーサ11より大径でかつ上記格子空間５を
画成する対向壁部間の距離より一辺が長いロ字状のスト
ッパブロック13とから構成されている。

上記スペーサ11は、第２図に示すように、自己潤滑性
を有するポリエステルからなる薄膜（膜厚:25μｍ）を
四角筒状に形成した筒体14と、この筒体14の４つの側面
15…にそれぞれ接着剤により接着されたSUSからなる金
属薄膜（膜厚30μｍ）16…とから構成されている。

各金属薄膜16は側面15の中央部に筒体14の長手方向に
延びて設けられており、スペーサ11を格子空間５に挿脱
する際に上記ディンプル７およびスプリング８に対して
摺動するようになっている。

また、上記スペーサ11は、これを格子空間５に挿脱す
る際に、このスペーサ11がディンプル７およびスプリン
グ８と干渉して変形、さらには破損して、本来のスペー
サ11の機能が発揮できなくなることを防止するために、
スペーサ11とディンプル７およびスプリング８との間に
物理的にギャップが生じるように、ディンプル７とこれ
に対向するスプリング８との間の最短距離よりも短い一
辺の長さを有する矩形状に形成され、かつ各辺の長さの
合計が燃料棒６の外周の長さより長く設定されたもので
ある。

次に、上記スペーサ体10を用いた核燃料集合体の組立
方法を説明する。

まず、制御棒案内管３に支持された各支持格子４の各
同一軸線上にある格子空間５に、第３図中右方から、そ
れぞれスペーサ体10を、プラグ12を先頭にかつ金属薄膜
16と上記ディンプル７およびスプリング８とが摺動する
ようにしてストッパブロック13が最右方に位置する支持
格子４に当接するまで挿通した後、全てのスペーサ体10
のプラグ12をスペーサ11から取り外す。

次いで、第４図に示すように、各スペーサ11内に、支
持格子５の右方に配置された燃料棒６を、スペーサ11内
を左方から侵入、挿通してきたグリッパ20により保持し
て引き込む。

この状態において、燃料棒６の外周面には第５図に示
すように、スペーサ11の筒体14および金属薄膜16を介し
てスプリング８およびディンプル７が圧接しており、こ
れにより燃料棒６が支持格子４に支持固定されている。

そして、全ての燃料棒６を挿通したならば、第６図に
示すように、燃料棒６を上記グリッパ20により移動不能
に保持した状態にして、ストッパブロック13を保持用治
具（図示せず）により保持固定して、スペーサ11を右方
に引っ張ることにより、ストッパブロック13ごとスペー
サ11を取り外して支持格子４外に取り出す。

この時、上記ディンプル７およびスプリング８に押圧
された燃料棒６の外周面がスペーサ11を構成する筒体14
の内面を相対的に摺動するが、この筒体14は自己潤滑性
を有するポリエステルにより形成されているので、スペ
ーサ11をスムーズに引き抜くことができる。

また、筒体14の外側面には金属薄膜16が形成されてい
るので、引張強度が高くなり、よって、スペーサ11が破
断させることなくスムーズに引き抜くことができる。

そして、全てのスペーサ11を引き抜いたならば、上記
上部ノズル１および下部ノズル２を制御棒案内管３の両
端部にそれぞれ固定することにより核燃料集合体の組立
を完了する。

上記核燃料集合体の組立方法によれば、支持格子４の
格子空間５に燃料棒６をその外周面とディンプル７およ
びスプリング８との間にスペーサ11を介在させて挿通し
た後、スペーサ11を引き抜くようにしたので、燃料棒６
の外周面とディンプル７およびスプリング８とが直接摺
接することがない。よって、燃料棒６の外周面へのスク
ラッチの発生を防止することができる。

しかも、スペーサ11を自己潤滑性を有するポリエステ
ルからなる筒体14と、この筒体14の外側面に筒体14の引
っ張り強度を高める金属薄膜16を形成したので、スペー
サ11をスムーズにかつ破断させることなく引き抜くこと
ができる。

さらに、スペーサ11の筒体14の外周を全て金属薄膜で
覆うと、スペーサ11を作製する際、もしくは、燃料集合
体を組み立てる際に、角部に亀裂が入り易く、この亀裂
が入ると、スペーサ11を引き抜く際にスペーサ11には引
張力が作用するため、亀裂が進展して破断することがあ
るが、この発明におけるスペーサ11は、筒体14の外周部
のうち、上記ディンプル７およびスプリング８と対向す
る位置に金属薄膜16が形成されており、角部はポリエス
テルからなる筒体14により形成されているので、上記亀
裂が入ることがない。

また、ポリエステルのみで形成された筒状のスペーサ
の引張強度を高めるにはその肉厚を厚くすればよいが、
十分な引張強度を得る厚さにすると、このスペーサによ
りスプリング８が押圧されてそのスプリング特性が変化
して燃料棒６の保持力が低下する可能性があるが、上記
スペーサ11ではその外周部に金属薄膜16を接着すること
によりその引張強度を高めたので、ポリエステルのみで
形成されたスペーサに比べ格段にその肉厚を薄くするこ
とができ、よってスプリング特性が変化して燃料棒６の
保持力が低下することがない。

さらに、上記スペーサ11を、筒体14の外周部に帯状の
金属薄膜16を接着するだけで容易に作製することができ
るので、燃料集合体の組立に要する時間およびコストを
低く抑えることができる。

第７図は、この発明の核燃料集合体の組立方法に使用
されるスペーサの一変形例を示すものであり、この図に
示すスペーサ25は、上記金属薄膜16上にさらに自己潤滑
性を有するポリエステルからなる薄膜26を形成したもの
である。

このスペーサ25を用いて核燃料集合体を組み立てる
と、スペーサ25を支持格子４から引き抜く際に、上記デ
ィンプル７およびスプリング８が薄膜26上を相対的に摺
動するので、よりスムーズにスペーサ25を引き抜くこと
ができる。

第５図は、この発明の核燃料集合体の組立方法に使用
されるスペーサの他の変形例を示すものであり、この図
に示すスペーサ30は、上記筒体14の周囲に自己潤滑性を
有するポリエステルからなる四角筒状の筒体31を金属薄
膜16を覆うようにして形成したものである。

上記スペーサ30を用いて核燃料集合体を組み立てる
と、上記スペーサ25と同様に、スペーサ30をよりスムー
ズに引き抜くことができると共に、金属薄膜16がスペー
サ25より剥がれ難いという利点がある。

なお、上記実施例では自己潤滑性を有する樹脂として
ポリエステルを用いたが、これに限ることなくニトロセ
ルロース、アクリル酸や酢酸ビニル等のハロゲンを含ま
ない樹脂を用いてもよい。

また、金属薄膜16の素材としてSUSを用いたが、チタ
ン、ニッケル、クロム等を用いてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の核燃料集合体の組立
方法によれば、支持格子の格子空間に燃料棒をその外周
面と、格子空間を画成する壁部に形成された支持部との
間に筒状のスペーサを介在させて挿通した後、このスペ
ーサを引き抜くようにしたので、燃料棒の外周面と支持
部とが直接摺接することがなく、しかも自己潤滑性を有
する樹脂製の筒体がスペーサを引き抜く際に、燃料棒の
外周面に摺接するので、燃料棒の外周面へのスクラッチ
の発生を防止することができる。

しかも、スペーサを、自己潤滑性を有する樹脂からな
る筒体と、この筒体の外周面のうち上記各支持部と対向
する位置にそれぞれ別々に形成され、かつ燃料棒の長手
方向に長尺な帯状の金属薄膜とを少なくとも有するよう
に構成したので、スムーズにかつ破断させることなく支
持格子外に引き抜くことができる。

さらに、筒体の外周を全て金属薄膜で覆うと、筒体が
角筒状の場合に、スペーサを作製する際、もしくは、燃
料集合体を組み立てる際に、角部に亀裂が入り易く、こ
の亀裂が入ると、スペーサを引き抜く際にスペーサには
引張力が作用するため、亀裂が進展して破断することが
あるが、この発明におけるスペーサは、筒体の外周部の
うち支持部と対向する位置に、金属薄膜が形成されてお
り、角部は樹脂からなる筒体により形成されているの
で、上記亀裂が入ることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の核燃料集合体の組立方
法の一実施例を説明するためのものであり、第１図はス
ペーサ体の斜視図、第２図はスペーサの断面図、第３図
は支持格子にスペーサ体を挿入した状態を示す概略図、
第４図はスペーサに燃料棒を挿通している状態を示す概
略図、第５図は第４図におけるＸ円部の断面図、第６図
はスペーサを支持格子から引き抜いている状態を示す概
略図、第７図および第８図はそれぞれスペーサの変形例
を示す断面図、第９図は核燃料集合体の正面図、第10図
は第９図に示す支持格子の要部の平面図である。 ４……支持格子、５……格子空間、６……燃料棒、７…
…ディンプル（支持部）、８……スプリング（支持
部）、11……スペーサ、14……筒体、16……金属薄膜。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持格子の格子空間に燃料棒を挿通し、上
   記格子空間を画成する壁部に形成された支持部により上
   記燃料棒を上記支持格子に支持固定する核燃料集合体の
   組立方法において、 上記燃料棒を、その外周面と上記支持部との間に上記燃
   料棒の長手方向に長尺でかつ内部に上記燃料棒が配置さ
   れる筒状のスペーサを介在させて、上記格子空間に挿通
   する工程と、この工程の後、上記スペーサを上記支持格
   子外に取り出す工程とを有してなり、 上記スペーサが自己潤滑性を有する樹脂からなる薄肉の
   筒体と、この筒体の外周面のうち上記各支持部と対向す
   る位置にそれぞれ別々に形成され、かつ、上記燃料棒の
   長手方向に長尺な帯状の金属薄膜とを少なくとも有する
   ことを特徴とする核燃料集合体の組立方法。