JPS6161093A

JPS6161093A - 間隔配列型グリツド

Info

Publication number: JPS6161093A
Application number: JP60184362A
Authority: JP
Inventors: ジヤン　ピエール　デニズウ
Original assignee: Fragema
Current assignee: Fragema
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1986-03-28
Also published as: FR2569489B1; DE3530236A1; FR2569489A1; US4717533A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、規則正しい網目配列の結節点に配設されかつ
原子炉燃料組立体に沿って分布されかつ間隔を保って配
置されたグリッドによって所定位置に保持された燃料棒
のクラスタ（燃料要素としても知られる）を用いる形式
の原子炉燃料組立体に関する。さらに詳しくは、本発明
は周辺のガードルフレーム及び燃料棒が貫通する開口を
構成する少くとも２群の平行要素と、燃料棒の代りに網
目の成る点に配設される要素を含むような組立体用のグ
リッドに関する。

本発明は一般用として用いられるが、燃料組立体に使用
して特に有用であり、すなわち燃料棒は燃料棒の直径よ
りもごくわずかに大きいピッチをもつ三角形網目配列内
に配置される。このような三角形網目の使用は、隣接す
る燃料棒間の減速冷却材の量は少量でなければならず、
一方、所要の冷却材流量が流通しかつ冷却材の流れは過
度の圧力降下を伴わずに混合しなければならないので低
減速原子炉ｌこ対しては望ましい。

水冷式減速原子炉に用いられる原子燃料組立体用のグリ
ッドは、一般に燃料棒を方形格子模様の結節点において
燃料棒を保持するために設けられる。グリッドはガード
ルと２組の互いに直交する板を含む。米国特許第３，０
６８，１６３号に記載の燃料組立体は、方形の格子模様
の結節点に燃料棒を保持するグリッドを含む。各グリッ
ドは、燃料棒間を通る直線状または蛇行状の帯材を含む
。これらの帯材は交差点において互いに係合する。小さ
いピッチをもつ燃料組立体に使用する場合、上記の設計
は満足できる状態での冷却材流の通過、異なる流れの混
合と許容できる圧力損失を、保証することができない。

フランス特許第２．５０９，０７８号は上記米国特許の
記載内容とは異なる方形網目配列をもつ間隔を保つグリ
ッドを開示し、このグリッドにおいて、燃料棒を保持す
る直交帯材は上下に続けて連らなりかつ裂は目付き突出
片によって合体連結される。この方法では細かいピッチ
は適用できない。

米国特許第３，１５８，５４９号（Ｆｏｗｌｅｒへの）
では交差ワイヤをそれぞれ有するグリッドによって保持
された燃料棒をもつ燃料組立体は、それぞれの格子模様
が各燃料要素と接触する３つ以上のワイヤを提供するよ
うに配置されている。

しかし、この装置は冷却材流量への過大なヘッド損失を
与えずに燃料要素を所定位置に安全にかつ正確に維持す
るには不十分である。

本発明の目的は、燃料棒を所定位置に弾性的にかつ有効
に保持し、しかも圧力損失が比較的低く、それにより流
体の流れの良好な混合を保証し、かつ中性子吸収材料が
少量である原子炉燃料組立体を提供するにある。

このために、周辺のガードルまたはフレームと、燃料棒
用の通過ポケットを構成する少くとも２群の平行ワイヤ
を含む間隔配列型グリッドが提供される。平行ワイヤは
、この組立体の縦方向に隔たり離れた少くとも２つの基
層内に分布され、かつそれぞれ端部をガードルに固定さ
れた少くとも２群の交差ワイヤを含む。

本発明のグリッドが三角形格子模様をもつ燃料組立体に
用いられるときは、三角形格子模様の各側部は少くとも
１群のワイヤに平行となるであろう。各基層のワイヤは
、直径上に対向する位置における同一燃料棒支持点にお
いて燃料棒当り２つの支持点か、あるいは燃料棒当り４
つの支持点を提供するであろう。冷却材の流れを混合す
るために、各基層は、典型的には２群のワイヤを含み、
各基層の１群のワイヤは先行または後続基層の２群のワ
イヤと６０°の角をなす。よって、うず巻が形成される
。もし基層が循環式に構成される分布をもてば、らせん
形状の全体流が導入される。

用語「ワイヤ」とは、断面がそのすべての方向に、その
長さより数オーダの大きさ小さい同一のオーダの寸法を
もつ細長い要素を意味し、従ってこの要素はすべての方
向に変形可能である。ワイヤは一般に円形断面をもつ。

しかし、長円形または平坦形断面を使用することもでき
る。

本発明の図示の実施例についての以下の説明から本発明
はさらによく理解されるであろう。

第１図に、原子炉燃料組立体の本発明に係る構成要素を
示す。燃料組立体は上端部材１０及び下端部材１２を含
み、これらの部材は細長い円筒形要素１４及び１５によ
って連結合体されている。細長要素１４及び１５はこの
組立体に沿って間隔を保って配置された複数のグリッド
１６に固定される。これらのグリッドは規則正しい網目
の結節点において燃料棒を保持する。

図示の組立体は、六角形の全断面をもち、かつグリッド
は正三角形の頂点に分布された結節点において燃料棒１
８を所定位置に保持し、正三角形の辺はグリッド１６の
ガードルまたはフレーム１０を形成する側板と平行であ
る。網目のうちの幾つかの結節点には燃料棒１８が配置
されないが、それには細長要素１４が充当される。網目
の周辺に位置する他の細長要素１５は、この組立体の枠
組を形成するようにガードル２０に固定される。細長要
素１５は燃料棒またはチューブである。

各グリッドは互いに平行な複数のワイヤ基層を含み、燃
料棒を所定位置に所定間隔をもって保持し、これらの基
層はガードル２０に固定されかつ組立体の長さ方向にず
れて配設される。

第１図に示すように、グリッド１６は２つのワイヤ基層
をもちそれぞれ組立体の縦軸線に垂直である。各基層は
２つの、互いに平行なワイヤ群から成る。基層２４を形
成する一つのワイヤ群は基層２２の２群のワイヤに対し
６０°をなす。

基層２４の他の群のワイヤは、従って、基層２２の群の
一つのワイヤ群と平行である。

第２図及び第３図に示す実施例において、ガードルは平
坦板から形成され、これらの平坦板に２つのワイヤ基層
が固定され、これらの基層は波形を形成し、あるいは緊
張され、それにより燃料棒への当接を良好にし、従って
保持力を生せしめる。２つの方向のそれぞれのワイヤ群
はそれらの交点において例えば溶接などによって結合さ
れる。ガードルを形成する板は、一般に溶接によって、
細長要素１５に固定され、第２図及び第３図に示す実施
例におけるグリッドの各面ｔこ対し３個である。ガード
ルは「インコネル」で造られ、あるいはステンレス鋼で
造られるが、ワイヤは他の材料も好適であるが一般に高
力冷間引抜きステンレス鋼から造られる。

ワイヤの直径は網目のピッチ及び燃料棒の直径によって
大いに左右されるが、約０．６　ｍの直径がしばしば平
均的に用いられる。

一変形実施例において、ワイヤは、例えば細長要素に形
成された溝または切込み内にワイヤ端を係合することに
より細長要素１４に固定される。従って細長要素１５は
そのまま保持されまたは省略される。

原子炉冷却材は、第３図においてａで示すような概ね三
角形状のそれぞれ２つの通路を実質的に通って燃料棒の
まわりを各ワイヤ基層を通過する。２つの基層２２及び
２４（第１図）あるいはそれ以上の基層がある場合、同
一の燃料棒と組合わされた２つの連続する通路は、一つ
の基層から次の基層に通るとき６００だけずらされてい
る。よって、冷却剤の異なる流れが、温度均等化現象を
伴いながら得られる。

基層を形成する交り合わされたワイヤの末端はガードル
２０に固定される。この固定については多くの方法が用
いられ、本文で述べた方法は単なるその例を示したもの
で、これらは一般によく用いられている方法である。

第４図において、ワイヤ２６の末端はガードルに設けた
穴に係合されてから、熱変形させて小さい盛上げ部２７
をつくる。この連結方法は半田付を用いてもよい。第５
図はこれと同一の固定方法が、燃料棒のピッチをもって
波形を形成するガードル２０を含むグリッロこ適用され
る要領を示す。割すワツシャ２８またはサークリップを
、熱変形及び半田付を行なう前に、ワイヤに係合させて
、それらの完全な保持状態を保証する（第６図及び第４
図の上部におけるワイヤを参照のこと）。

第４図において、熱変形によって出来た外側盛上げ部は
、グリッドの高さにおける燃料組立体の往復動余地のた
めの停止部を形成する。周辺盛上げ部の往復動支持点は
、原子炉の炉心内での使用中に起こる変形を避けること
ができる半径方向への維持性を提供する停止部を形成す
る。ワイヤとガードルの材料が異なり、−シよに溶接で
きない場合、ワイヤをガードルに取付けかつ固定するに
はサークリップ２８が、一方においてガードルを、及び
他方においてワイヤを形成するのに用いられ、これによ
りガードルをその低中性子吸収性材料から選択された材
料で造ることを許す。

グリッドが２つのワイヤ基層のみをもつとき、またはグ
リッドの最端基層が２つ以上の基層を含むときに使用で
きる別の解決方法が第７図に示され、ワイヤの末端は、
熱的に変形されおよび／または半田付けされる前に、ガ
ードル２０に設けた切込み３０内に押入れられる。

第１図に示すグリッドは、ワイヤ基層を２つだけ含むが
、第８図に示すものは３つの平行な基層を含む。これら
の基層の形成方向を互いに６０°ずつ異なる１、２及び
３の三つの方向とすれば（第８図）、第１基層のワイヤ
は１及び２の方向、第２基層のワイヤは２及び３の方向
、及び第３基層のワイヤは３及び１の方向をもつ。

ワイヤの寸法は小さいので圧力損失を低減する。

２つの連続する基層では半数のワイヤは別方向に向いて
いるので、混合作用は改善される。この組立体の全体に
沿って配設された順次に配列されるグリッドは、同一の
らせん状に沿いあるいは五の口型配列のらせん形要素に
従って整合するように配置される。

第３図及び第４図に示す場合、各基層は燃料棒当り３つ
のピン先支点を提供して同辺にわたって間隔を保って配
置された三対の２点支持点をもつ第８図に示す形式のグ
リッドを得るが、第９，９Ａ、９Ｂ及び９０図に示すグ
リッドは各基層につき燃料棒当り２つのピン先支点を提
供するに過ぎない。そのために、各列のワイヤは第３図
のワイヤの間隔の２倍の間隔をもつ。

しかし、２つの異なる基層内で同一方向に平行なワイヤ
は半ピツチだけずれるので、すべての棒は同数の支持点
（３基層の場合には棒当り３つの２点支持点）をもつ。

この装置は、各基層によって提供された冷却剤通路部を
増大し、基層の数の増大を許し、同時に許容値への圧力
損失を制限する。

基層を互いに平行に配置する代りに、この組立体の縦軸
線に対して種々の傾斜を与えることができる。第１０図
に示されたその一つの解決実施例は、冷却材流れの混合
をさらに改善し、特に周辺の組立体に向けて一つの組立
体から流れの一部を偏向させる〇この組立体を形成するのに、種々の取付方法が用いられ
る。その第１の方法は、ワイヤが前もって波形に形成さ
れかつ過度に張力がかけられていない時に特に用いられ
、骨格構造内にワイヤを配列してから案内チューブ及び
燃料棒をはめ合わせる。別の方法は、この場合ワイヤを
最終固定前に緊張させておき、グリッド内にワイヤを取
付け、この場合ワイヤを一端のみ固定し、他端はグリッ
ドの反対側の板に挿入するのみで、張力を与えずに保持
する。ひとたび燃料棒が配置されると、これらのワイヤ
は抜止された牽引力を受けてから固定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による燃料組立体の概略部分立面図、
第２図は、第１図の線■−■に沿った部分断面図で、隣
接の組立体の輪郭は鎖線で略示され、第３図は、第２図
の一部分の拡大詳細口、第４図及び第５図は、平坦（第
４図）または燃料棒のピッチで波形を形成する（第５図
）グリッドガードルにワイヤを連結する方法を示す拡大
詳細図、第６図及び第７図は、ワイヤの他の連結方法を
示す第４図と類似の図、第８図は、ワイヤの３つの基層
から成るグリッドの図解斜視図、第９図は、３つの基層
から成るグリッドの垂直面をとおる断面図、第９ａ、９
ｂ及び９０図は、第９図の平面Ａ、Ｂ及びＣに沿った部
分断面図、第１０図は、２つの傾斜基層から成るグリッ
ドを示す第８図と類似の図である。１０：上端部材１２：下端部材１４　、１５　：細長円筒形要素１６：グリッド２０ニガードル２２　、２４　：基層２６：ワイヤ２７：ボス２８：割ワッシャ３０：切込み

Claims

【特許請求の範囲】

（１）規則正しい配列の結節部に分布された平行な燃料
要素束をもつ原子炉燃料組立体用の間隔配列型グリッド
であつて、前記グリッドが規則正しい多角形状の周辺フ
レームと縦方向に間隔を保つて配置された少くとも２つ
の基層またはワイヤをもち、前記基層のそれぞれが末端
を前記フレームに取付けられた少くとも２群の互いに平
行なワイヤ列をもち、前記同一向きのワイヤ列が前記フ
レームの２つの対向側面に平行であり、かつすべての前
記ワイヤが前記燃料要素用の通路を構成する間隔配列型
グリッド。
（２）前記フレームが六角形状をもち、かつ前記基層が
前記フレームのすべての側面に平行なワイヤ列を含み、
前記ワイヤによつて構成された通路が三角形格子模様の
結節点に分布される特許請求の範囲第１項記載の間隔配
列型グリッド。
（３）各基層内の前記ワイヤが各燃料棒用の２つの支持
点を提供し、かつ２つの引続く基層が前記燃料棒のうち
の１つの燃料棒に直径方向に対向する２つの支持点を提
供する特許請求の範囲第１項記載の間隔配列型グリッド
。
（４）各前記基層内のワイヤが各燃料棒に対して４つの
支持点を提供する特許請求の範囲第１項記載の間隔配列
型グリッド。
（５）各前記基層内の２群の前記ワイヤ列がその交差点
において結合される特許請求の範囲第１項記載の間隔配
列型グリッド。
（６）前記ワイヤの末端部分が前記周辺フレームの穴を
貫通しかつ前記フレームの外側面に向つて熱的に変形さ
れ、それにより隣接する燃料組立体間で接触する突出ボ
スが形成される特許請求の範囲第１項記載の間隔配列型
グリッド。
（７）前記ワイヤの末端部分が前記周辺フレームの穴内
に係合されかつ半田付けされる特許請求の範囲第１項記
載の間隔配列型グリッド。
（８）前記周辺フレームが平面状または前記配列体と同
一ピッチで波形に形成された側面板をもつ特許請求の範
囲第１項記載の間隔配列型グリッド。
（９）前記基層の引続く基層が前記グリッドの縦軸線に
対して異なる角度で配設される特許請求の範囲第１項記
載の間隔配列型グリッド。