JP2753333B2 - 燃料集合体 - Google Patents

燃料集合体

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JP2753333B2
JP2753333B2 JP1173912A JP17391289A JP2753333B2 JP 2753333 B2 JP2753333 B2 JP 2753333B2 JP 1173912 A JP1173912 A JP 1173912A JP 17391289 A JP17391289 A JP 17391289A JP 2753333 B2 JP2753333 B2 JP 2753333B2
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義彦 ▲やなぎ▼
美智博 南日
能成 川田
彰 丸
哲郎 安田
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料集合体に係り、特に沸騰水型原子炉に
適用されるのに好適な燃料集合体に関するものである。
〔従来の技術〕
原子炉の炉心に装荷される燃料集合体は、複数の燃料
棒を束ねる燃料スペーサを有する。この燃料スペーサと
しては、特開昭59−65287号公報,特開昭62−38392号公
報及び特開昭62−289791号公報に示す複数の円筒部材を
格子状に配置した独立セル型燃料スペーサが提案されて
いる。
これらの円筒部材は、内側に突出した複数の突起部を
有する。また1つのループ状ばねが隣接する円筒部材に
跨って設けられる。円筒部材内に挿入された燃料棒は、
2つの突起部と1つのループ状ばねによつて半径方向が
支持される。
〔発明が解決しようとする課題〕
発明者等は、独立セル型燃料スペーサの構造を検討し
たところ新たな課題を発見した。これについて以下に説
明する。
第6図は1つの円筒部材21を示している。この円筒部
材21は、側壁にC字形開口15を有する。このため、ルー
プ状ばね14を支持する突片16が形成される。突片16は、
ループ状ばね14内に挿入される。突片16の形状は、特開
昭62−289791号公報の第1図及び第2図に示すものであ
る。隣接した円筒部材21を接合して突片16にループ状ば
ね14を取付けた状態は、特開昭62−289791号公報の第3
図及び第4図の構造となる。2つの円筒部材21の各突片
16は、上記第4図に示すように先端が接している。C字
形開口15の側面の一部となる17A及び17Bは、ループ状ば
ね14の円周方向への移動を阻止するストツパ部である。
ストツパ部17A及び17Bは、突片16の上側及び下側に形成
される。突片16は押出し曲げ加工によつて第7図(特開
昭62−289791号公報の第2図)のように円筒部材21の外
側にも突出される。このため、突片16の付根が円筒部材
21の円周方向でストッパ部17Aの位置で外側に向つて曲
げられている。押出し曲げ加工が容易に行えず、また突
片16を無理に曲げると円筒部材21に割れを発生する危険
性がある。
上記の課題を解消するために、発明者等はC字形開口
15の円周方向の幅を第8図のように広くしたC字形開口
15Aを有する円筒部材21Aを用いることを考えた。当然の
ことながら、突片16Aの円周方向の幅は、突片16のそれ
よりも広い。突片16Aの曲り部とループ状ばね14の配置
位置との距離が長くなるので、突片16Aの押出し曲げ加
工は極めて容易になる。しかし、ループ状ばね14が第7
図及び第9図に14Aで示すように円筒部材21Aの円周方向
に移動し易くなる。ループ状ばね14の移動は、燃料棒の
半径方向の支持を不安定なものにする。
本発明の目的は、半径方向における燃料棒の支持を確
実に行うことができ燃料スペーサの製作が容易な燃料集
合体を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、複数の燃料棒と、前記燃料棒相互の間隔
を保持する燃料スペーサとを備え、前記燃料スペーサ
が、内部に燃料棒が挿入されると共に互いに接触して設
けられた複数の筒状体と、隣接した前記筒状体が互いに
接触する位置に設けられて前記燃料棒に接触するループ
状ばねとを有し、前記筒状が、前記ループ状ばねに挿入
されて前記ループ状ばねを支持し前記筒状体の側壁に設
けられるばね支持部と、前記ばね支持部を取り囲むよう
に形成されたC字形開口部と、前記C字形開口部の上部
先端又は下部先端から筒状体の周方向に形成された切込
部とを有し、前記切込部が前記C字形開口部の上部先端
又は下部先端に連通する位置における前記切込部の幅
が、前記ループ状ばねの肉厚よりも小さくなるように構
成することにより達成できる。
〔作用〕
本発明によれば、C字形開口部の上部先端又は下部先
端から筒状体の周方向に形成された切込部を備えること
により、ばね支持部が筒状体の外側に向って曲がり始め
る位置を、筒状体の周方向においてC字形開口部の上部
先端又は下部先端よりも筒状体の側壁側に入込んだ位置
にできるので、ばね支持部の押出し加工が容易となり、
燃料スペーサの製作が簡単になる。
また、切込部がC字形開口部の上部先端又は下部先端
に連通する位置における切込部の幅をループ状ばねの肉
厚よりも小さくしたことにより、ループ状ばねの切込部
への侵入を防いでループ状ばねの横方向への移動を効果
的に制限できるので、ループ状ばねによる燃料棒の支持
を確実に行うことができる。
〔実施例〕
沸騰水型原子炉に適用される本発明の好適な一実施例
である燃料集合体の概要を第3図に基づいて説明する。
本実施例の燃料集合体1は、上記タイプレート2,下部
タイプレート4,燃料棒5,水ロツド6及び燃料スペーサ7
を備えている。燃料棒5及び水ロツド6の両端部は、上
部タイプレート2及び下部タイプレート4に保持され
る。上部及び下部タイプレートは、図示されていない結
合用燃料棒によつて結合される。各燃料棒5は、燃料ス
ペーサ7によつて水平方向に支持されている。このた
め、各燃料棒5相互間に、所定幅の冷却材通路が形成さ
れる。
チヤンネルボツクス8は、横断面が正方形状の筒状体
であり、チヤンネルフアスナ9に設けられたキヤツプス
クリユ10によつて上部タイプレート2のコーナポスト3
取付けられる。このようなチヤンネルボツクス8は、燃
料スペーサ7によつて束ねられた燃料棒束の周囲を取囲
んでいる。
第4図は、燃料スペーサ7を示している。燃料スペー
サ7は、内部に燃料棒5が挿入される多数の円筒部材
(独立セル)11を格子状に配列し、隣接する相互の円筒
部材11どうしを溶接部W1で溶接して結合して形成した円
筒部材11の束の外周を帯状のサイドバンド13で取囲み、
サイドバンド13と円筒部材11との接点(溶接部W2)を溶
接にて結合して構成したものである。なお、突起部12
が、円筒部材11の側壁の一部を内側に突出させて形成さ
れる。ループ状ばね14は、隣接する円筒部材11に跨つて
設置される。円筒部材11内に挿入された燃料棒5及び水
ロツド6は、突起部12及びループ状ばね14によつて支持
される。
円筒部材11は、第2図に示すようにその側壁にC字形
開口15を有する。C字形開口15の形成によつて、ループ
状ばね14内に挿入されてループ状ばね14を支持する突片
16が形成される。突辺16は、ばね支持部として機能す
る。突片16が円筒部材11の外側に向つて曲がり始める位
置Xは、円筒部材11の周方向において、C字形開口15の
側面の一部であるストツパ部17Aの位置よりも円筒部材1
1の側壁に入込んでいる。このような構成は、第2図に
示すように、円筒部材11の周方向においてストツパ部17
A及び17Bの位置よりも円筒部材11の側壁に入込む切込部
18A及び18Bをそれぞれ設けることにより可能になる。切
込部18A及び18Bは、ストツパ部17A及び17B付近で狭い隙
間によりC字形開口15と連通する。ストツパ部17A及び1
7Bは、円筒部材11の側壁の一部で構成されているとも言
える。切込部18Aの上面19Aは、C字形開口15に面する突
片16の上面22Aとほとんど同じレベルに位置する。切込
部18Aの下面19Bは、上面22Aよりも下方のレベルに位置
する。切込部18Bの上面20Aは、C字形開口15に面する下
面22Bよりも上方のレベルに位置する。切込美18Bの下面
20Bは、下面22Bとほぼ同じレベルにある。
上記の構成を有する円筒部材11を隣接して互いに接合
した状態では、各々の円筒部材11のストツパ部17A(ま
たストツパ部17B)間の距離Lは、ループ状ばね14の幅
よりも若干広くなる程度である。このとき、お互いの突
片16は、特開昭62−289791号公報の第4図のようになつ
ている。また、切込部18A及び18Bの入口部(C字形開口
15に連通する部分)は幅が狭いので、ループ状ばね14が
通過できない。以上のことから、円筒部材11の周方向に
おけるループ状ばね14の移動は、著しく制限される。従
つて、ループ状ばね14は、燃料棒5を半径方向で確実に
支持することができる。更に、突片16がループ状ばね14
を支持する位置が位置Xよりも十分に離れているので、
突片16の押出し加工が容易になる。これは、突片16の押
出し加工が容易になる程度に、ループ状ばね14を支持す
る突片16の位置と位置Xとが十分離れていることを意味
する。従つて、燃料スペーサ7の製作が簡単になり、そ
の製作に要する時間も短縮される。
更に本実施例は、第5図に示すようにループ状ばね14
内に挿入される突片16の肉厚が、隣接する2つの円筒部
材11の肉厚の合計よりも薄くなるので、特開昭62−3839
2号公報の6頁,上部右欄15行から同頁,下部左欄6行
に記載されている効果を得ることができる。
本発明の他の実施例である燃料集合体を説明する。本
実施例の燃料集合体は、第10図に示す円筒部材11Aを有
する燃料スペーサを備える。この燃料スペーサは、前述
の燃料スペーサ7の円筒部材11を円筒部材11Aに替えた
ものであり、燃料スペーサ7とほとんど同じ構成を有す
る。本実施例の燃料集合体も、第3図に示す構成を有し
ている。円筒部材11Aは、突片16よりも軸方向の長さが
短かい突片16Aを有する。このため、C字形開口5Aの下
部は、C字形開口15よりも高さ方向の幅が広くなつてい
る。ストツパ部17A及び17Bも設けられる。しかしなが
ら、開口18Bが存在せず、開口18Aが円筒部材11と同様に
設けられる。隣接する2つの円筒部材11Aは、上下を逆
にして接合する。突片16Aの横方向の長さは突片16より
も長く、突片16Aは、突片16と同様に第11図に示すよう
に2つの円筒部材11Aの接合部の上に位置する。一方の
円筒部材11Aに設けられた突片16Aは、第12図に示すよう
に上部に位置する。更にこの円筒部材11Aと対をなす他
方の円筒部材11Aの突片16Aは、第12図に示すように下部
に位置する。これらの突片16Aは、ループ状ばね14内に
挿入される。
本実施例も、前述した実施例と同様な効果を得ること
ができる。しかしながら、本実施例は、上下に位置する
2つの突片16A間に空間が存在するので、ループ状ばね1
4の圧縮変形量の許容量が前述の実施例よりも大きくな
る。更にループ状ばね14内に挿入される突片16Aの容積
が前述の実施例よりも小さくなる。これは、吸収される
中性子量が減少し、中性子経済が向上する。
燃料スペーサ7に用いる円筒部材の他の実施例を第13
図及び第14図に示す。本実施例の円筒部材11Bは、円筒
部材11Aとほとんど同じ構造である。異つている部分
は、C字形開口15Aに連通する溝25が設けられているこ
とである。開口18Aが突片16Aの上端よりも低いレベルに
位置しているのに対し、溝25は突片16Aの上端に沿つて
円筒部材11Bの側壁に入込んでいる。溝25の高さt2は、
ループ状ばね14の侵入を防ぐために、ループ状ばね14の
肉厚t1よりも小さくなつている。このような円筒部材11
Bを備えた燃料スペーサを有する燃料集合体は、円筒部
材11Aを燃料スペーサに用いてなる燃料集合体と同じ効
果を得ることができる。
第15図は、円筒部材の他の実施例を示す。本実施例の
円筒部材11Cは、E字形開口26を有する。このため、突
片16Bは、突片16の軸方向の中央部に凹部27を設けた形
状を有する。隣接した2つの円筒部材11Cが接合された
とき、各々の円筒部材11Cの突片16Bは第1図のように互
いに対向する。
本実施例の円筒部材11Cを有する燃料スペーサを備え
た燃料集合体は、第12図に示す構造と同様な効果を得る
ことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、燃料スペーサによる燃料棒の支持を
確実に行うことができ、しかも燃料スペーサの製作を簡
単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の好適な一実施例である第3図の燃料集
合体に用いられる燃料スペーサの接合した一対の円筒部
材の横断面(第2図のI−I断面)図、第2図は第1図
に示す円筒部材の側面図、第3図は本発明の好適な一実
施例である燃料集合体の縦断面図、第4図は第3図に示
される燃料スペーサであつて第1図及び第2図に示す円
筒部材を有する燃料スペーサの平面図、第5図は第1図
及び第4図のV−V断面図、第6図は従来の燃料スペー
サの円筒部材の側面図、第7図は第6図のVII−VII断面
図、第8図は発明者等が想定した燃料スペーサに用いら
れる円筒部材の側面図、第9図は第8図のIX−IX断面
図、第10図は本発明の他の実施例である燃料集合体の燃
料スペーサに用いられる円筒部材の側面図、第11図は第
10図のXI−XI断面図、第12図は第11図のXII−XII断面
図、第13図及び第15図は円筒部材の他の実施例の側面
図、第14図は第13図のXIV−XIV断面図である。 1……燃料集合体、2……上部タイプレート、4……下
部タイプレート、5……燃料棒、7……燃料スペーサ、
11,11A,11B,11C……円筒部材、12……突起部、14……ル
ープ状ばね、15,15A……C字形開口、16,16A,16B……突
片、17A,17B……ストツパ部、18A,18B……切込部、25…
…溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川田 能成 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 丸 彰 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 安田 哲郎 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の燃料棒と、前記燃料相互の間隔を保
    持する燃料スペーサとを備え、 前記燃料スペーサが、内部に燃料棒が挿入されると共に
    互いに接触して設けられた複数の筒状体と、隣接した前
    記筒状体が互いに接触する位置に設けられて前記燃料棒
    に接触するループ状ばねとを有し、 前記筒状体が、前記ループ状ばねに挿入されて前記ルー
    プ状ばねを支持し前記筒状体の側壁に設けられるばね支
    持部と、前記ばね支持部を取り囲むように形成されたC
    字形開口部と、前記C字形開口部の上部先端又は下部先
    端から筒状体の周方向に形成された切込部とを有し、 前記切込部が前記C字形開口部の上部先端又は下部先端
    に連通する位置における前記切込部の幅が、前記ループ
    状ばねの肉厚よりも小さくなるように構成された ことを特徴とする燃料集合体。
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