JPS5816156B2 - ネンリヨウピンノクラスタオシジスルソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料クラスタの平行の燃料ピンを互いに相対
的に支持して位置決めする装置に係る。

これらの燃料ピンは、通常、核***または潜在核燃料物
質を以て鉛筆形状物であっておのおの外部をステンレス
鋼によって被覆されているものとして配置されている。

前記燃料クラスタは、多角形の横断面を有する容器いわ
ゆるラッパであって頂端において開放され底部に端部取
付具を形成されたものの内部に垂直に配置されている。

ラッパと、該ラッパ内に収容された燃料ピンのクラスタ
とによって構成される完全な組立体は、普通、燃料集合
体と呼ばれている。

原子炉特に高速炉の炉心は、互いに並置関係を以て整列
された前記形式の燃料集合体によって構成され、これら
燃料集合体はそれらが垂直に延在するようにそれらの端
部取付具によって係合される開口を設けられた支持板を
構成するダイアグリッドによって支持されることは知ら
れている。

これら燃料集合体は、普通はナトＩＪウムを以て成る液
状金属の連続循環によって原子炉運転間に冷却される。

前記ナトリウムは前記ダイアグリッド下方の前記端部取
付具を通って前記燃料集合体内に進入しそして前記ラッ
パによって包囲されている燃料ピン・クラスタと接触し
つつ前記ラッパ内部を上方へ流れる。

したがって、燃料ピンは、特に平行関係に維持されるた
めに、燃料クラスタの均等の冷却を保証する目的を以て
燃料ピン間に冷却材を流れさせるための好適な横断面区
域を画成するために、そして液体ナトリウムの流れによ
って生じる機械的振動を防止するために、それぞれのラ
ッパ内において適所に好適に錠止めされることを要する
。

燃料集合体のラッパ内に燃料クラスタの燃料ピンを取付
けて錠止めするため既に提案されている手段の一つは、
対応の端部取付具上方においてラッパによって担持され
る内部グリッド上に燃料ピンを支持すること、または、
前記端部取付具に固定された円形のリングによって担持
される内部グリッド上に前記燃料ピンを支持することを
以て成る。

燃料集合体を取付けるためには、この場合、各燃料ピン
を、１本づつ、前記内部グリッドに燃料を差込むことが
要求され、これは、困難且つ時間を消費する作業である
。

前記構造の一敗良形式であって、特に１′核燃料ピンを
集合体に取付ける装置１゛に関してフランス国原子力委
員会によって出願されたフランス国特許第２，０６３，
１０７号４Ｃ説明されているものにおいては、少くとも
２個の平行の棒であってラッパに固定された支持体に結
合されて冷却材の流れの方向に対して横断方向に配置さ
れるものと、前記棒に対して直角に配置され前記棒に沿
って摺動され得る平行のレールであって燃料ピンを保持
するため列置された燃料ピンの端キヤツプ内においても
摺動され得るものとによって前記装置を構成することが
提案されている。

上記した構成に工）いては、棒及び平行のレールを以て
成る前記取付装置に、支持体上方とレール下方に配置さ
れるように仕組まれたくし形部材であってその歯が、連
続するレール間に係合されてそれらを前記棒に対して原
子炉の運転間に実質的に同じ値に維持される規定間隔を
以て錠止めし得るものの形式にされた少くとも１個の横
錠止部材を追加配置することが望ましいことが経験的に
知られている。

本発明は、前述形式の固着・支持装置の新規の改良であ
って前記レールのより効果な錠止め、前記ラッパ内にお
ける燃料集合体のより容易な装架、及びより簡単な製作
を保証するものに係る。

本発明によれば、原子炉の燃料集合体のラッパ内に垂直
な燃料ピンのクラスタを支持するための装置であって、
垂直方向に配置された燃料集合体のラッパの下端部に同
軸関係に配置された、燃料ピンのクラスタのための一連
のレールを支持する支持部材を備え、該燃料ピンのクラ
スタは該燃料ピンの端キャップに形成された横溝によっ
て該レールの上端部に固定されたリブ上を摺動するよう
になっている燃料ピンのクラスタを支持する装置におい
て、前記支持部材は該ラッパの同縁へ向けて開いている
水平な横向きの溝を有し、この溝内に各該レールの下端
部の各個に備えられた２個の固定相接耳部が係合するよ
うになっており、各該横耳部の円曲部は前記溝の２つの
区域内に係合しており、この２つの区域は、該レールの
平面に対して直角で且つ該燃料集合体のラッパの軸線を
通る平面に対して対称的に、この平面の各側に配置され
ていることを特徴とする燃料ピンのクラスタを支持する
装置が提供される。

平行のレール間の間隔は、好適には、２個の相隣するレ
ールの２個の連続する円曲部を隔てる空間内において前
記溝内に突入するようにされた錠止装置によって一定に
維持される。

要求に応じて、前記錠止装置は前記レールの固定耳部下
方において前記溝内に装架されるくし形部材であって前
記耳部間に係合される歯を有するものによって構成され
得る。

−代替構造形式においては、これら装置は、レールの片
面におのおの結合される、もしくはこれに代えて、組立
時においてはレールから独立していて前記レールが前記
溝内に係合されたとき前記レールに溶接またはろう付け
される、ブロックまたはそれに類するものによって構成
される。

さらに別の構造形式においては、平行するレール間の間
隔は、クラスタの燃料ピンに直接取付けられる装置であ
って１個のレールによって担持される燃料ピンの列と、
相隣する平行のレールの１個によって担持される燃料ピ
ンの列との間の一定の間隔を保証するものによって一定
に維持される。

必要に応じて、前記間隔装置は、各燃料ピンの外面上に
定ピツチの輝線形におのおの巻設されて前記燃料ピンの
端キャップに一端部において結合するワイヤであってそ
の前記燃料ピンのおのおのに対する初取付点が前記レー
ルに摺動自在に嵌合される前記溝の平面に対して前記燃
料ピンの軸線を中心として６０°変位されているものに
よって構成される。

さらに代替的に、前記間隔装置は、燃料ピンの１個の列
の端キャップが相隣の列の端キャップと接触するように
厚くされた端キャップの過厚部によって構成されうる。

これら端キャップの過厚部は円筒形もしくは角錐形の輪
郭を有し得る。

本発明に従って構成される支持装置のその他の特徴は、
何らの限定をも意味することなく単なる例示目的を以て
掲げられるいくつかの実施例に関して以下添付図面を参
照して述べる説明から明らかになるであろう。

第１図において、符号１は、特に高速炉のための核***
または潜在核燃料集合体の一部分を概略的に図示してい
る。

それ自体は在来的である態様において、前記燃料集合体
１は、正多角形、特に六角形の形状にされた横断面を有
する外側のラッパ２によって構成されている。

ラッパ２は好適にはステンレス鋼から作られ、図面に部
分的に図示されている位置決め用の端部取付具３の形式
にされた延長部を端部に有する。

該端部取付具３は、前記ラッパ２が炉心内に配置された
とき、該ラッパ２を垂直位置に維持するのに役立つ。

図面において、矢印ｆは、通常はナトリウムを以て構成
される冷却液体が燃料集合体１を通って炉心内部におい
て循環する方向を表わしている。

従って、前記冷却材は底部の端部取付具３とラッパ２と
を通って燃料集合体１の頂へ向かって流れる。

前記ラッパ２の内部には、後述される如き核***または
潜在核燃料ピンのクラスタを支える支持部材４が装架さ
れている。

該支持部材４はその下端部にリング５を有する。

該リング５は、ねじ５ａによって前記ラッパ２に対して
固定されている。

これらねじ５ａは前記リング５と前記ラッパ２との共通
の軸線を中心として１２０°の角度間隔を以て配列され
ている。

前記リング５は冷却材たるナトリウムを流れさせる中心
穴６を有し、そし・て、前記ラッパ２の上部分へ向かう
延長部であって円筒円錐形のスリーブ１の形式にされた
ものを有する。

前記スリーブ７はその上端に管形部材８を設けられてい
る。

該管形部材８は、一方においては、ナｔ−ＩＪウム循環
用の穴６に接続され、他方においては、前記ラッパ２の
内部輪郭に厳密に一致する多角形の外部輪郭を有してい
る。

本発明に従って、前記管形部材８は、その外面に、開放
された溝９を形成されている。

該溝９は前記管形部材８の全外周縁に沿って形成されて
いる。

代替的に、管形部材８が六角形の横断面を有するラッパ
内に装架される場合、溝９は、六角形の横断面の２個の
連続する側面に沿っておのおのｔｇ在する２個の直径方
向正反対に位置される半溝すなわち区域９ａ、９ｂを以
て構成される。

前記溝９はその頂部において平坦なフランジ１０によっ
て限界を形成されている。

該フランジ１０は管形部材８そのものの本体に比べ僅か
に短かい距離に亘って前記ラッパ２の内面の方向に延在
している。

燃料集合体１のラッパ２は、燃料ピン１１のクラスタを
包囲している。

該燃料ピン１１のクラスタの構成の細部は本発明に直接
の関係を殆んど有しない。

既知の実際的構成に従って、燃料ピン１１はおのおの特
に鋼を以て成る被覆を外部に施されており、該被覆は両
端において端キャップ１２によって閉じられている。

各端キャップ１２は横方向のスロットまたは溝１３を形
成されている。

該溝１３は、レール１５のリブ１４に燃料ピン１１を係
合させることによって、これら燃料ピン１１を互いに平
行して複数個の列を構成する如く位置決めするためのも
のである。

従って、完全なピン・クラスタは、互いに平行しておの
おの１列の燃料ピン１１を担持するようにされた一連の
レール１５を使用することを必要とする。

前記スロットはレール１５に係合されて対応のリプ１４
上を摺動自在であり、各列の燃料ピン１１の間隔は、各
燃料ピン１１の被覆則ちキャンの外面上に螺線状に巻装
されたワイヤ１１ａによって保証される。

燃料ピン１１が前記ラッパ２の内部に管形部材８によっ
て適所に支持固定され、これと同時に、レール１５によ
って前記燃料ピン１１を適所に保持することを保証する
たゆに、各レール１５は２個の横耳部１６を有する。

これら横耳部１６はラッパ２とフランジ１０との間の自
由空間内に延在し、内曲部１７において終端している。

内曲部１７は前記フランジ１０を越えて溝９内に係合し
得る。

前述した溝９の２つの半溝すなわち区域９ａ、９ｂは、
レール１５の平面に対して直角で且つ燃料集合体１のラ
ッパ２の軸線を通る平面に対して対称的に、この平面の
各側に配置されているのであるが、このことは、大きさ
の異なる複数のレール１５を等しい間隔で且つ平行に位
置決めするための幾何学的な要請からそのように構成さ
れたものである。

かくの如き構成によって、前記円曲部１７と溝９との共
働は、レール１５を垂直方向に適所に固定し、したがっ
て、これらレール１５によって支持される燃料ピン１１
を垂直方向に適所に鎖錠することを可能ならしめるとい
う結果が得られる。

さらにまた、有利な配列に従って以上説明された如き態
様を以て溝９に対して適所に配置された平行のレール１
５は、錠止部材を用いて適所に装架される。

これら錠止部材の構造の詩形式は第２図〜第４図に図示
されている。

第２図に示される実施例においては、燃料ピン１１を担
持するレール１５の錠止めは直径方向反対関係を以て管
形部材８に機械加工された２個の半溝９ａ、９ｂに係合
される２個のくし形部材１８によって達成される。

各くし形部材１８は互いにスロット２０によって離され
た歯を有する。

スロット２０は前記ラッパ２の頂へ向かって指向され、
その平面はレール１５の平面に一致する。

かくの如き条件下において、レール１５間のくし形部材
１８の保合と、歯１９の間のスロット２０内への前記レ
ール１５の配置は、管形部材８に対して、したがって、
ラッパ２に対して全てのレール１５を適所に錠止めする
効果を有する。

第３図に図示されでいる代替構造形式においては、各レ
ール１５は横ブロック２１と組合わされており、該横ブ
ロック２１は２個の相隣するレール１５間に形成された
空間内に配置されている。

必要に応じて、前記横ブロック２１は組立てに先たって
溶接またはろう付けによって前記レール１５に対して結
合され得、または、溝９内へのレール１５の保合後に適
所に配置され得、したがって、横ブロック２１は組立作
業の完了後においでのみレール１５に固定される。

第４図に示されている代替構造形式においては、溝９に
突入する各レール１５の円曲部１１は横ストリップまた
は舌片２３を設けられ得、該舌片２３は２個の相隣する
レール１５間においてスペーサとして働らき、従って、
第３図の横ブロック２１のそれと同じ機能を果たす。

第５ａ図は燃料ピン１１の軸線に対して直角に切った横
断面図であり、各燃料ピン１１の端キャップ１２が既に
詳述した如くにレール１５に係合される燃料クラスタの
部分を図示している。

しかし、この場合においては、もしレール１５そのもの
が支持部材に対して適所に固定されていないならば、矢
印の方向に変位と振動が生じ、その結果、燃料クラスタ
の形状に影響を及ぼすおそれのあることは明らかである
。

かくの如き欠点を防ぐために、第５ｂ図に示される構成
に従って、相隣する列においで燃料ピン１１の相対間隔
を維持し、従って、端キャップ１２への取付点に対して
燃料ピン軸線を中心に６０°の角度だけ各ワイヤｌｌａ
を変位することによって前記燃料ピン１１を支持するレ
ール１５を固定し、これによって、前記ワイヤ１１ａが
、各列においてのみならず一つの列から次ぎの列へ、燃
料ピン１１を互いに離すように働らくことを保証するこ
とを可能ならしめる。

第６図に示される代替形式においては、燃料ピン１１の
離間は、端キャップ１３に過厚部１３ａを設け、これに
よって、相隣する列における燃料ピン１１の相互接触を
保証することによって、端キヤツプ１３０レベルにおい
て直接的に達成されている。

第７図においては、端キャップ１３の過厚部１３ａは斜
面１３ｂを以て成るプリズム輪郭を有する。

以上の如く、本発明によれば、燃料ピンのクラスタを支
持する装置であって、きわめて簡単な構造にされていて
す） ＩＪウムの流れを妨害する全ての可能的原因が特
に機械的応力のより一そう有利な分配の結果として制限
されることにおいて公知の構造に勝る利点を有し、この
利点が燃料ピン１１の重さが大きいほど、より顕著であ
るものが提供される。

本発明は添付諸国面を参照して以上詳細に説明された構
造の実施例に限定されることなく、本発明の範囲内にお
いて全ての代替構造形式を包含する如く意図されること
は容易に理解されるであろう。

特に、核***または潜在核燃料集合体への前述の如き実
施とは別に、本発明は中性子吸収材を有するピンのクラ
スタによって構成される制御集合体であって前記ピンが
炉心燃料集合体のラッパに似ている垂直ラッパ内部に配
置されるものに実施されうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料ピンのクラスタを支持するために本発明に
従って作られた装置を含む原子炉燃料集合体を示す斜視
図であってその一部を分解部品配列図を以て図示してい
る図面：第２図は第１図に示される装置に組込まれ得る
錠止部材を拡大して示した詳細斜視図；第３図及び第４
図は錠止部材の２代替構形式を拡大して示した斜視図；
第５ａ図及び第５ｂ図は、それぞれ、通常の構造と、−
代替構造形式であって平行のレール間の間隔が燃料ピン
それ自体によって直接に得られ、その端キャップが前記
レール上に摺動自在に係合されているものとを示してい
る概略図、第６図及び第７図は第５ｂ図に示されるもの
から修正形成された２代替形式の構造を示した斜視図で
ある。 以上の諸口面において、１は「燃料集合体」；２は「ラ
ッパ」；４は「支持部材」；９は「溝」；１１は「燃料
ピン」；１２は「端キャップ」；１３は「スロット」；
１５は「レール」；１６は「横耳部」；１７は「円曲部
」を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原子炉の燃料集合体１のラッパ２内に垂直な燃料ピ
   ン１１のクラスタを支持するための装置であって、垂直
   方向に配置された燃料集合体１のラッパ２の下端部に同
   軸関係に配置された、燃料ピン１１のクラスタのための
   一連のレール１５を支持する支持部材４，５，７．８を
   備え、該燃料ピン１１のクラスタは該燃料ピン１１の端
   キャップ１２に形成された横溝１３によって該レール１
   ５の上端部に固定されたリブ１４上を摺動するようにな
   っている燃料ピンのクラスタを支持する装置において、
   前記支持部材４，５，７．８は該ラッパ２の周縁へ向け
   て開いている水平な横向きの溝９を有し、この溝９内に
   各該レール１５の下端部の各側に備えられた２個の固定
   用様耳部１６が係合するようになっており、各該横耳部
   １６の内的部１７は前記溝９の２つの区域９ａ、９ｂ内
   に係合しており、この２つの区域９ａ、９ｂは、該レー
   ル１５の平面に対して直角で且つ該燃料集合体１のラッ
   パ２の軸線を通る平面に対して対称的に、この平面の各
   側に配置されていることを特徴とする燃料ピンのクラス
   タを支持する装置。