JPS5940280B2 - 燃料組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉ｌこ用いる容易Ｉこ増外し可能な燃料
組立体の改良１こ関する。

燃料組立体、特ｌこ水型原子炉で使用される燃料組立体
は、一般１こ平行な燃料棒の束１こよって構成され、燃
料等の間隔はそれら棒１こ対して直交方向の横桁ｌこよ
って維持される。

この組立体の複数の支持管は若干の燃料棒と交換された
ものとして配置され、これら支持管は燃料棒１こ較べて
大きい長さを有し、そして組立体の両端板ｌこ連結され
、該端板がこの組立体の良好な機械的剛ａＳよび縦方向
の燃料棒の維持を図っている。

原子炉の炉芯を再装入する場合、照射済燃料要素の欠陥
棒を取り出して交換することがきわめて重要である。

というのは、欠陥燃料棒から発生する核***生成物１こ
よって起る原子炉の回路を汚染を完全１こ防止してこの
組立体の全体を連続して使用することができるからであ
る。

このよう１こ燃料棒を取り出し得るよう１こすることは
燃料経済上きわめて有利である。

というのは、欠陥棒の除去と交換の後１こ組立体を再構
成して再使用することができるからである。

また、このようｌこ欠陥棒を交換すること１こより、プ
ラントεよび人員１こ対して汚染の危険を解消して最大
安全性をもって原子炉の操業を行なうことができる。

しかしながら、それら欠陥棒の変更は大きい注意を必要
とする作業であり、また照射された要素は、放射学的保
護下でのみ修理が可能である。

一般ｌこ、このような作業は、原子炉１こ隣接するプー
ルの水の相当な深さのところで行なわれる。

また、成る特別な理由のため１こ、例えば若干の燃料等
の検査を行なうまたはこれらの燃料棒１こついて機械的
即ち物理的な試験を行なうため１こ、燃料組立体を解体
して試験または検査すべき燃料棒を回収し得るよう１こ
することがユーザ１ことって有利である。

このような燃料棒１こ近づきかつそれらを燃料組立体の
他の燃料棒から分端するため１こｉ″ｉ、燃料組立体の
端板を取外す必要がある。

プール内でのこのような作業１まいろいろな困難を伴な
う。

というのは、上記燃料要素ｔ′ｉ遠隔制御１こよってし
か近接できず、また浸漬された組立体ｆこ対して解体作
業を行なわなければならないからである。

プールの内部の組立体の燃料棒の解体と再組立作業を容
易ｌこするため、組立体をプール内部１こ置いた場合ｌ
こ上記端部板を遠隔操作でもって解体できるように該端
部板を支持管に増外し自在１こ固定することが提案され
た。

このようｆこ支持管１こ対して端板を取外し自在１こ固
定し得るよう１こするためｆこ、例えば支持管の内側１
こねじ込まれるようｌこなったねじ込みブツシュが提案
された。

各ブツシュｌこは拡大成形部分が設けられ、この拡大成
形部分が端板の内側面１こ設けられた対応形状の凹部内
１こ収容されるよう１こなっている。

これらブツシュの回転は次のよう（こして阻止される。

すなわち、端板１こ設けられた凹部の内部で上記ブツシ
ュの一部を膨張させることｆこよってその回転が阻止さ
れる。

このような方法１こより、端板を支持管から迅速かつ容
易１こすることはできろ。

しかしながら、これら端板が解体されると、支持管の両
端部］は最早や互１こ横方向１こ維持されず、また再組
立の際１こ１１、端板１こ設けた複数凹部Ｉこ挿入され
るべき支持管を該端板と再び整列させなければならない
。

このため支持管の両端部の一定維持を確保することなら
び再組立の作業を容易にすることが重要となる。

従って、本発明の目的は、燃料組立体Ｉこ対する端板の
連結およびその解除を容易１こ行ない得るととも１こ端
板の取外し時でさえも燃料組立体の成る程度の剛ｆ’＋
ｓよび安全性を持つような燃料組立体を提供することで
ある。

本発明の理解を一層法めるために、本発明１こよる燃料
組立体の実施例について添附図面を参照して説明する。

第１図１こ示された燃料組立体１１、複数の平行燃料棒
１の集合体から成り、この集合体は燃料棒の長さ方向１
こ亘ってほぼ規則的な間隔で配設された複数の横桁２１
こよって剛性の束として維持される。

第２図を見れば、横桁２の内側１こある複数の燃料棒の
横方向の配置を理解することができる。

横桁２は、内側１こ複数の燃料棒を配設するよう１こな
ったハニカム構造４を備える。

ハニカム構造４のうちのあるものは、いくつかの燃料棒
と取り替えられた複数の支持管１こよって占められてい
る。

支持管５（ユ、燃料棒１の長さより若干大きい長さを有
する。

支持管５の両端部はそれぞれ格子６１こ連結される。

第３図１こ示しであるよう１こ、格子６１こ１オ、正方
形の複数の小室１０がネット状ｌこ形成される。

格子６が組立体１こεいて第１図に示すような所定位置
１こあるとき、小室１０のうちのいくつかのもの１こ支
持管５が配置される。

なお、支持管５は嵌め込みホリ付け１こよるか、もしく
は嵌め込みと溶接とｆこより格子６１こ亘久的１こ一定
される。

両格子６１マ、成る高さで交叉されかつ互１こ固定され
た金属ストリップもしくは金属板の組立体１こよって構
成される。

第３図１こおいて、複数の十字の印１２（こよって示し
た格子の小室１０のうちの成るものは、格子６をその該
当端板３１こ連結するためのブツシュすなわちソケット
を受は入れるよう１こなっている。

格子６の小室１０１こよって構成されるネットは、支持
管を内部１こ設けていない小室すなわち十字の印１２で
示したものがそれぞれの燃料棒１と垂直方向１こおいて
整合するよう１こ組立体の燃料棒１こ関して配設される
。

従って、格子６のネットは実際上第２図１こ示したる横
桁と同様な態様で配設されることｌこなる。

格子６の小室１０の寸法１こついては、必要１こ応じて
燃料棒１の取出が格子の小室内での縦方向移動によって
行うことができるような寸法となっている。

従って、端板３のうちの一方を格外した場合、格子６が
支持管５１こ対して亘久的に固定されたままであっても
、燃料棒を、組立体から取り外すことができる。

両端板３での格子６の固定方法を説明するため第４ 、
５ 、６８よび７図を参照する。

かかる固定は、上方端部１こ拡大部分１４を設けた円筒
状ブツシュすなわちソケット７１こよって行われ、拡大
部１４の内側面が肩部１５を構成し、この肩部は端板３
の上部外側面１こ設けられた円形断面の凹部１６の底と
係合するようになっている。

第４ 、５ 、６８よび７図は、適当な端板１即ち、こ
の組立体の上方端板での上方格子の固定ソケット１こつ
いての図面である。

上方端板３がこの組立体１こ取付けられた場合、その下
側面は格子６の上側面と接触し、この端板１こ１はまた
その凹部１６の中心１こ対して正方形断面の通路１７も
設けられ、この通路１７１ま端板３を直角１こ貫通し、
しかも格子６の正方形小室１０と一致する。

通路１７の横断面の寸法は、小室１０の寸法とほぼ同一
である。

ソケット７が所定位置１こ設けられると、ソケット７１
１第５図に示すように通路１７と格子６の小室１０とを
貫通して延び、ソケット７の肩部１５は端板３の上側（
こ設けられた凹部１６の底部に着座する。

円形断面のソケット７の円筒状中央部分の直径は格子６
の小室１０の側辺の長さよりもわずか１こ小さくなって
いる。

また、ソケット７の下方部分１こも正方形断面の拡大部
分１８が設けられ、この拡大部分１８の寸法は小室１０
および通路１７の寸法よりもわずか１こ小さくされ、こ
のため拡大部分１日が適当な向きに置かれたとき、それ
は通路１７および小室１０を通り抜けることができる。

ソケット７の上方拡大部分１４１こはスロット２０が形
成され、このスロット２０はねじ用ドライバと係合する
ようｌこなっていて、ソケット７はそのようなドライバ
の回転１こよって任意の方向１こ向けられるようｌこな
っている。

このよう１こして、下方拡大部分１８が第７図（こ示す
よう１こ位置、すなわちそのコーナが格子６の下面で支
承されるような位置を取るよう１こソケット７を配置さ
せることができる。

ソケット７が端板３と格子６との内部１こ第５および第
７図１こ示すように導入されると、ソケット７は端板３
と格子６の内側面と１こ対して圧着させられる。

このような圧着は端板３の正方形断面の通路１７のとこ
ろでその通路１７のコーナ内１こソケット７の円筒状部
分を膨張させること１こよって行なわれ、この膨張部す
なわち変形部は第６図１こおいて参照番号１９で示され
ている。

変形部１９は゛ノケット７の内部で管の拡張を行うこと
によって形成される。

即ち、このような作業は長尺の拡張工具でもって行なわ
れ、この工具の端部１こはソケット７の金属の変形を行
なわせるための複数のロールが設けられている。

かかる変形の途中で打ち出された金属は、正方形断面の
通路１７の４個のコーナの中ｆこ侵入し、従って端板３
と格子６１こ対するソケットの回転は阻止される。

このような変形１ｉ、また、ソケット７１こ若干の収縮
を生じさせ、このため端板３はソケット７の拡大部分１
５および１８（これらはそれぞれ端板３の上側部分およ
び格子６の下側部分１こ圧接した状態１こある）１こよ
って格子６１こ対して締付けられること１こなる。

支持管５、横桁２、Ｓよび支持管５の両端部を固定する
両格子６Ｉこよって構成される全体は、両端板の一方も
しくは双方が格外された場合でも一定の剛性を備えるの
で、燃料棒を交換するかまたは検査あるい１ま試験の目
的で取出す際Ｉこ燃料棒の抜出または導入を確実１こ行
なうことができる。

組立体を再び組み立てるとき、両端板の一方もしくは双
方を適宜１こ格子または両格子１こ固定することは、著
しく容易となる。

というのは、格子６１こ端板３を載置するだけで通路１
７を格子６の小室１０と一致させることができるからで
あり１次いで通路１７内へソケット７を挿通し、スロッ
ト２０１こ挿入したドライバ１こよってブツシュを配向
して、ソケットの内部の変形部１９を作ることができる
からである。

これとは逆１こ、欠陥燃料棒の交換または検査あるいは
試験を目的とする燃料棒の取出のための組立体を解体し
ないときは、組立体が原子炉のプール内１こ配設されて
いる１こもかかわらず、かかる操作はさら１こ一層簡単
であり、かつ遠隔制御で容易１こ行なうことができる。

このとき組立体は浸漬された状態１こある。

取外を行なう場合１こは、実際上取外したい端板１こ配
設した各ソケット７のスロット２０１こねじ用ドライバ
を係合させ、引続いて該ドライバ１こよってソケット７
を回転させることで十分である。

取付と同時１こソケット７１こ作られた複数の変形部１
９はそのとき正方形断面の通路１７の内面との接触１こ
よって再び変形されて、ソケット７の回転阻止は解かれ
、端板３と格子６との間の締付は力１こ解消される。

その際、ソケット７は通路１７から容易１こ引き出すこ
とができ、従って端板３の取外しを行なうことができる
。

このとき燃料棒に再び近接できる。

本発明１こよる燃料組立体の主要な長所は、組立時１こ
また解体時１こ、端板３ど組立体との間の連結Ｓよびそ
の解除を容易１こ行ない得るという点１こあり、特に取
外しの際１こ組立体の諸部分を汚染するような研削また
は一新作業ならびに同様Ｉこ汚染の恐れのある溶接作業
をすべて回避し得るという点えある。

また、別な長所としては、端板３を取外しても、組立体
（こ成る程度の剛性と安定性を与え得るという点も挙げ
られる。

本発明が以上で説明した実施例１こ限定されないことは
いう才でもない。

すべての変形を包含しかつ本発明の範囲を逸脱すること
なく各種の細部を変形できる。

例えば、ソケット７の上方部分ｌこ六角形または正方形
の凹部を設けることができ、この場合１こ１マ、ねじ用
ドライバの縁をスロット１こ保合させる代り１こ、該凹
部１こは適当な形状のスパナが係合させられろ。

ソケット７は第５および第６図１と示したよう１こ管状
のものとすることもできるし、またその反対に端板を介
する流れの通過を阻止す払ため中実の部材から作ること
もできる。

ソケット７の変形部となるべき箇所はどこであってもよ
く、またそれをソケット７の附加部分として構成するこ
ともできる。

ソケット７の下方拡大部分１こついて１１、種々の形状
のものとすることができるが、そのような下方拡大部分
の形状が端板３の通路１７と格子６の小室１０とを通り
抜は得るようｆこなっていて、しかもソケット７の回転
１こよって格子６の下側面１こ対して支承面を提供する
よう１こなった形状のものとしなければならないことは
言うまでもない。

また、燃料組立体の上方格子または下方格子の重要性１
こ従って、上方横桁または下方横桁１こ、即ち、組立体
の上方端部または下方端部に最も近く設けたる横桁１こ
格子を連結することもできる。

このような格子は横桁の高さを増加させ、またソケット
の鎖錠装置としての拡大端部の通過ｌこ対する開口を該
上方横桁または該下方横桁の部分１こ設けることもでき
る。

特１こ、かかる格子は、それを構成する若干数の金属薄
板と、格子の外側で配設した複数の板と１こよって横桁
に連結させることができる。

ソケット７および格子６（ユ、一般１こ、この組立体の
別の部分と同一種類の不銹鋼から作られるが、例えば重
要な機械的な性質１こ対して選択される他の材料を使用
することが妨げるものではない。

しかしながら、格子は、端板を構成する材料と同一材料
ｆこするのが好しく、この場合これらの部品の熱膨張１
こ基づく問題が解決される。

組立体と端板との間での格子とソケット１こよる上記連
結構造は、この組立体の下方端板もしくは上方端板１こ
対しても、また両端板１こ対しても適用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ｌこよる原子炉用燃料組立体の一実施
例を示す正面図であり、第２図は、横桁の内部の複数の
燃料棒と複数の支持管の配置を示す第１図のＡ−Ａ線１
こ沿う横断面図であり、第３図は、燃料組立体の上方部
分１こ配設された支持管の連結格子を示す第１図のＢ−
Ｂ線（こ沿う断面図であり、第４図は、第３図１こ断面
で示した格子と上方端板の組立体のソケットの上部を示
す第１図のＣ矢視平面図であり、第５図は１格子端部の
孔の内部ｌこ対応するソケットを示す第４図のＤ−Ｄ線
１こ沿う断面図であり、第６図１１、第４図のＥ−Ｂ線
１こ沿うソケットの断面図であり、第７図は、格子の内
側面１こ対してソケットを所定の位置１こ示す第５図の
Ｆ矢視平面図である。 １・・・・・・燃料棒、２・・・・・・横桁、３・・・
・・・端板、６ ・・・・格子、７・・・・・・ソケッ
ト、１０・・・・・・小室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉用の容易１こ増外し可能な燃料組立体であっ
   て、互い１こ平行な燃料棒の束よりなり、前記燃料棒の
   間隔が正方形の小室を持った格子構造を形成しかつ前記
   燃料棒１こ対し直角１こなった横桁１こよって維持され
   、さら１こ、前記燃料棒と平行１こしかもそれらの燃料
   棒の束中に配置された燃料組立体支持用の支持管よりな
   り、前記支持管が前記燃料棒よりも長り、シかも横方向
   の端板と共働して、燃料組立体の強固な組立てを保証し
   、前記端板が前記燃料棒の長手方向の保持を保証してい
   る燃料組立体１こおいて、 支持管５の少なくとも一方の端部は支持管５１こ対して
   横力向ｌこ配置された格子６１こ固着され、前記格子６
   １マ小室１０を有し、これら小室１０の配列は燃料棒の
   配列及び横桁の正方形の小室ｌこ対して位置及び寸法ｌ
   こおいてほぼ対応しており、燃料棒は前記格子６の不幸
   １０を通って長手方向ｌこ移動することができ、前記格
   子６自身は燃料組立体の外側１こ配置された該当端板３
   １こ対し取外し自在１こソケット７１こより固定され、
   これらソケット７は前記格子６のいくつかの小室１０及
   び前記端板３（こ形成された通路を貫通してＳす、＠記
   ソケット７の円筒状中央部分の直径は前記格子６の正方
   形の小室１０の側辺の長さよりも小さくなっており、前
   記ソケット７１ま前記格子６の正方形の小室１０の寸法
   よりもわずかに小さい寸法の正方形断面の下方拡大部分
   １８を有し、この下方拡大部分１８は前記格子６の下側
   面１こ接触するよう１こなってεす、前記ソケット７は
   またその円筒状中央部分の直径よりも大径の円形断面の
   上方拡大部分１５を有し、この上方拡大部分１５１ま前
   記端板３の上側面１こ支持されるよう１こなっており、
   前記上方拡大部分１５１こは工具係合用のスロットが形
   成され、前記ソケット７は、前記工具１こより、前記下
   方拡大部分１８の正方形断面が前記格子６の小室１０と
   合致する増外し位置と、前記下方拡大部分１８の正方形
   断面が前記格子６の小室１０１こ対し角度的ｔこずらさ
   れる固定位置との間で回動させられるよう１こなってお
   り、前記ソケット７は変形自在な部分１９を有し、この
   変形自在な部分１９を前記端板３の通路又は前記格子６
   の小室１０のところ１こ設けられた１つ以上の収納空所
   内１こ膨張させること１こより、＠記ソケット７が回転
   １こ対して阻止されるよう１こなっていることを特徴と
   する燃料組立体。