JPS5811599B2 - 燃料支持金具プラグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は原子炉の炉心周辺部に配設される燃料支持金具
プラグに関するものである。

原子炉炉心は、核分裂物質を内蔵する燃料ピンを規則的
に配列した燃料集合体とこの燃料集合体の間隙部に配列
された中性子吸収材よりなる制御棒で形成するセルの集
まりであるといえる。

炉心中央部のセルは、１本の制御棒と、そのまわりに４
体の燃料集合体（ＵＯ２などの核分裂物質を含む）が配
列されているが、炉心周辺部のセルは、制御棒とその制
御棒のまわりに、４本以下例えば３体の燃料集合体とこ
れら燃料集合体を支持固定する燃料支持金具プラグ（通
称ダミー燃料と呼んでいる。

）で形成されている部分がある。第１図は、従来使用さ
れている炉心周辺部のセルを示したものである。

以下１本の制御棒とこのまわりに３本の燃料集合体と１
本の燃料支持金具プラグで構成されるセルについて説明
を行なうものとするが燃料集合体が３本以下の場合につ
いても、本発明による一般性は損なわれないのは勿論で
ある。

第２図は、従来の燃料支持金具プラグの一部を切裁して
構成を示した構成図、第３図は第２図の■−■部の矢視
断面図で、同一箇所には同一符号を附して説明を行なう
ものとする。

ＵＯ２などのペレット状核分裂物質を内蔵した燃料ピン
を規則的に配列した燃料集合体１０は、その下部が燃料
支持金具で個々に支持され、上部は、上部格子板１２に
組み込まれ、倒れないように支持されている。

但し上部は燃料集合体１０４本が互いに突っ張りあうよ
うな形で上部格子板１２に組み込まれているだけで各々
個々には支持されていない。

従って炉心周辺部のセルでは、燃料集合体１０が、４本
以下となり、例えば３本の燃料集合体１０の他に、残り
の１本を核分裂物質を含まない燃料支持金具プラグ１１
が使用され燃料集合体１０が倒れないようにセルを構成
している。

この燃料支持金具プラグ１１は、制御棒挿入の際の案内
となるチャンネル１が設けられその上端、下端には各々
バンドル２ａを有する上部タイプレート２と、下部支持
金具に嵌め合わされる下部タイプレート３が接続されて
いる。

前記チャンネル１の中の、広いスペースには、シャフト
４が設けられ、チャンネル１内上方に設けられた前記上
部タイプレート２によってこのシャフト４は支持されて
いる。

このシャフト４の下部にはこの燃料支持金具プラグ１１
が、燃料支持金具に置かれた時、燃料支持金具プラグ１
１が、制御棒の挿入の際のまさつ力および浮力などによ
ってもち上げられない様、止め棒に引掛けるピン６がつ
いている。

又、このピン６が止め棒よりはずれないようピン６下方
部には、外挿されたスリーブ７と、このスリーブ７内に
バネ８が設けられている。

前記スリーブ７には、シャフト４を固定するための平行
ピン９が設けられている。

上述したように炉心周辺部とはいえ、単に燃料集合体１
０の支持のためにのみ燃料支持金具プラグ１１を設け、
かつこの燃料支持金具プラグ１１内空間を放置するのは
不経済である。

本発明は上記の点を考慮し、原子炉炉心周辺部の空間を
有効に利用し、材料の照射特性等を知るため、これら材
料の試験片等を収納できるようにした燃料支持金具プラ
グを得ることを目的とする。

第４図は、本発明による燃料支持金具プラグの一部を切
裁して示した構成図、第５図は、第４図の■−■部の矢
視断面図、第６図は試料ボックスの詳細を示す斜視図、
第７図は試料ボックスの蓋の詳細を示す斜視図で第１図
〜第３図と同一箇所には同一符号を付して説明するもの
とする。

制御棒挿入の際の案内となるチャンネル１が設けられ、
このチャンネル１の上端、下端には各々バンドル２ａを
有する上部タイプレート２と、下部支持金具に嵌め合わ
される下部タイプレート３が接続されている。

前記チャンネル１内には、シャフト４が設ケられ、この
シャフト４上方部は、チャンネル１内に固定され、前記
上部タイプレート２を貫通して支持されている。

下方部は前記下部タイプレート３を貫通して外部に伸び
、下端近くには燃料支持金具プラグ１１据付後、冷却材
流動や制御棒挿入による摩擦力等によって浮き上がらな
いように止め棒（図示せず）に引掛けるピン６が設けら
れている。

又、このピン６が止め棒からはずれないようチャンネル
１内下方には、シャフト４に外挿されたスリーブ７と、
このスリーブ７内にバネ８が設けられ、前記スリーブ７
とシャフト４を固定するだめの平行ピン９が設けられて
いるのは従来と同じである。

前記下部タイプレート３上には、試料保持装置２０が置
かれる様、前記スリーブ７とシャフト４の固定部より上
方およびその外側に保持台２１が取り付けられている。

前記上部タイプレート２と下部タイプレート３は、前記
試料保持装置２０外側で、ごくわずかの間隙を有して設
けられた複数本の結合棒２２で接続されている。

この結合棒２２は、運搬の際の全荷重を支える他、試料
保持装置２０がスムーズに着脱可能な様にガイドの機能
も有している。

試料保持装置２０は、その本体の一実施例を第６図に示
すように、前記シャフト４に干渉しないよう凹部２３が
設けられた箱型形状で、その内部は格子板２４で仕切ら
れた桝目状の試料挿入部２５が形成され、この中には試
料２６が収納される。

又箱側面には複数個の冷却孔２７が設けられている。

又上部は、取扱いが容易なように取手２８ａが上面に設
けられた蓋２８が、ボルト等によって着脱可能なように
接続されている。

これらにより試料保持装置２０が構成されているが、と
の試料保持装置２０が前記チャンネル１内に通常、数段
に積み重ねられ使用に供される。

本発明による燃料支持金具プラグは、上記のような構成
をしてて、炉心周辺部に配置されている。

炉心反応時、チャンネル１内の試料保持装置２０内に収
納された試料２６は照射を受ける。

ある程度の中性子照射を超えるとこの試料保持装置２０
は取り出されることになる。

この試料２６は、箱側面に設けられた冷却孔２７より流
入する冷却材により冷却される。

又筒上部に取り付けられる蓋２８によって冷却材流動等
によって箱から飛び出すこともない。

上部および下部タイプレート２゜３を連結する連結棒２
２と、シャフト４によって試料保持装置２０の周囲がお
さえられているため、試料保持装置２０が移動したり、
振動したりすることはなく、内部に収納された試料２６
に損傷を与えることはない。

又この試料保持装置２０を同一チャンネル１内に伺段に
も積み重ねることによってより有効な空間利用が可能で
ある。

更に蓋２８上部に取り付けた取手２８ａにより、試料保
持装置２０のチャンネル１への装着および取出しが容易
でかつ運搬時も簡単に操作することが出来る。

第８図は本発明による燃料支持金具プラグに収納する試
料保持装置の他の実施例を示した斜視図、第９図はこの
試料保持装置に挿入する試料ホルダーを示した断面図で
第１図〜第７図と同一箇所には同一符号を附して説明を
行なうものとする。

本実施例の試料保持装置２０は、シャフト４に干渉しな
いように一側面に凹部３１を有し、側面には複数個の冷
却孔３４が設けられたボックス３０で箱型形状に構成さ
れている。

前記ボックス３０内には格子板３２により桝目状に仕切
られ、試料ホルダ挿入部３３が形成され、この試料ホル
ダ挿入部３３には、試料ホルダ３５が挿入される。

このボックス３０および試料ホルダ３５は縦長で、第４
図の保持台２１上に置かれ、はぼチャンネル１上部まで
の長さとする。

前記試料ホルダ３５は、中空の筒状としその形状は特に
限定しない。

試料ホルダ３５はその中空部３５ａに試料２６を挿入し
、上下端には端栓３５ｂが取り付けられている。

この端栓３５ｂの少くとも一つは、試料２６を出入する
ために着脱可能なように取り付けられるものとする。

上記のような構造をした燃料支持金具プラグは、炉心周
辺部に設置され、収納した試料２６がある一定中性子照
射を受けると取り出され、その特性を検査することにな
るが、各試料ホルダ３５毎に扱われるため、軸方向の特
性を調べるには極めて有利である。

上記ボックス３０は、チャンネル１と兼用させることに
より、チャンネル１内に直接格子板３２を桝目状に仕切
っても良いのは勿論である。

第１０図は本発明による燃料支持金具プラグの他の実施
例を示す断面図で第１図〜第９図と同一箇所には同一符
号を附して説明を行なうものとする。

制御棒挿入の際の案内となるチャンネル１が設けられ、
このチャンネル１の上下端には各々、バンドル２ａを有
する上部タイプレート２と、下部支持金具に嵌め合わさ
れる下部タイプレート３が取り付けられている。

前記チャンネル１内には、試料保持装置３８の案内をす
るガイドボックス３６が、上端を前記タイプレート２に
、下端を前記下部タイプレート３に各々取り付けられて
いる。

このガイドボックス３６内下部には燃料支持金具プラグ
の浮き上がりを防止をし、かつ試料保持装置３８の台と
もなる模擬重量物３７が固定されている。

この模擬重量物３７は、不銹鋼等、耐腐食性、耐熱性を
有する重量物であれば何でもよく、又設置箇所もチャン
ネル１とガイドボックス３６の間隙下部でも良い。

前記ガイドボックス３６内で、この模擬重量物３７上に
は試料を収納した試料保持装置３８が置かれる。

この試料保持装置３８はその形状は特に限定せず、前記
ガイドボックス３６内に挿入出来るものなら伺でもよく
、その内部は第６図、第８図に示した実施例同様格子板
によって桝目状に仕切っであるものとする。

又前記下部タイプレート３および模擬重量物３７には冷
却材流通孔３ａ、３７ａが均一な冷却が得られるよう複
数個設けられ、又前記上部タイプレート２にも冷却材流
通穴２ｂが設けられ、燃料支持金具プラグの冷却材流路
を形成している。

又前記試料保持装置３８の側面にも試料を冷却するだめ
の冷却孔が設けられているのは勿論である。

前記ガイドボックス３６内に挿入される試料保持装置３
８は、第８図の実施例のように縦長のもので内部に試料
ホルダ３５を収納するものであっても良いし、第６図に
示した実施例のように短い試料保持装置２０を複数個軸
方向に積み重ねるものであっても良いが、これらの実施
例に示したシャフト４が無くなるため、干渉をさけるた
め設けた凹部は不要となり、より簡単な構造となるのは
言うまでもない。

本実施例の燃料支持金具プラグも炉心周辺部に設置され
、収納した試料が冷却されながら、ある一定期間中性子
照射を受けた後取り出されその特性が調べられるのは同
じであるが、浮き上がり防止用の模擬重量物を、燃料支
持金具プラグ下部に設けることにより構造、操作が簡単
となり作業時間が短縮される他、試料保持装置３８を挿
入するスペースが何ら制約を受けることなく、任意に選
定できることになる。

以上説明したように、炉心周辺部に設置される燃料支持
金具プラグ内の空間を、中性子照射用試料の収納に利用
することによって、実際の発電用原子炉のデータを比較
的簡単に得ることが出来、又炉心周辺部にこれら中性子
照射用試料を配置することにより原子炉から漏洩する中
性子量を減少せしめることになり原子炉圧力容器外の放
射能汚染を低減させ、機器、配管等の補修点検時に作業
員の二次被曝を減らすことになる。

以上本発明をその具体例について説明したが本発明はこ
れら特定の実施例に限定されるものではなく、本発明の
精神を逸脱しないで幾多の変化、変形がなし得ることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料支持金具プラグの炉心配置を示す配置図、
第２図は従来の燃料支持金具プラグの一部を切裁してそ
の内部構造を開示した構造図、第３図は第２図の■−■
部の矢視断面図、第４図は本発明による燃料支持金具プ
ラグの一部を切裁しその内部断面の一実施例を開示した
構造図、第５図は第４図の■−■部の矢視断面図、第６
図は第５図の試料保持装置の本体の一実施例を示す斜視
図、第７図は試料保持装置の蓋の一実施例を示す斜視図
、第８図は試料保持装置の本体の他の実施例を示す斜視
図、第９図は試料ホルダーの一実施例を示す断面図、第
１０図は本発明による燃料支持金具プラグの他の実施例
を示す断面図である。 １・・・チャンネル、２・・・上部タイプレート、２ａ
・・・取手、２ｂ・・・冷却材流通穴、３・・・下部タ
イプレート、３ａｙ ３７ａ・・・冷却材流通孔、４・
・・シャフト、６・・・ピン、７・・・スリーブ、８・
・・コイルバネ、９・・・平行ピン、２０．３８・・・
試料保持装置、２１・・・保持台、２２・・・結合棒、
２３，３１・・・凹部、２４．３２・・・格子板、２５
・・・試料挿入部、２６・・・試料、２７．３４・・・
冷却孔、２８・・・蓋、２８ａ・・・取手、３０・・・
ボックス、３８・・・試料ホルダ操入部、３５・・・試
料ホルダ、３５ａ・・・空間部、３５ｂ・・・端栓、３
６・・・ガイドボックス、３７・・・模擬重量物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 制御棒案内のためのチャンネルと、このチャンネル
   の上下端に設けられチャンネルを支持するための上部タ
   イプレートおよび下部タイプレートと、前記チャンネル
   内に収納され試料を内蔵する試料保持装置と、この試料
   保持装置の着脱のため、前記チャンネル内に設けられた
   案内部材と、浮き上がりを防止するため前記チャンネル
   内に設けられた浮き上がり防止装置とから成り、原子炉
   炉心周辺部のセルに組込まれることを特徴とする燃料支
   持金具プラグ。 ２ 試料保持装置は、外筒を形成し側面に冷却材通過用
   の複数個の穴を有する本体と、この本体内に試料を挿入
   するだめの案内をするように設けられた仕切板と、前記
   本体上部に着脱可能に取り付けられる蓋よりなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料支持金具プ
   ラグ。 ３ 試料保持装置は、外筒を形成し側面に冷却材通過用
   の複数個の穴を有する本体と、この本体内に試料を挿入
   するための案内をするよう設けられた仕切板と、この仕
   切板によって仕切られた空間部に挿入され、内部に試料
   を収納するだめの空間を有し、端部を閉塞する端栓が取
   り付けられた試料ホルダよりなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の燃料支持金具プラグ。 ４ 案内部材は、試料を収納した試料保持装置の側面に
   ほとんど接するように設けられた複数本の結合棒である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料支持
   金具プラグ。 ５ 案内部材は、試料を収納した試料保持装置の側面に
   そって一定間隔を有して設けられた筒であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の燃料支持金具プラグ
   。 ６ 浮き上がり防止装置は、チャンネル上部に設けられ
   た上部タイプレートを回転可能なように貫通し取りつけ
   られ、下部タイプレートより外部で、はぼ端近くに他の
   部材に係合させるための突起を有するシャフトと、この
   シャフトが、前記突起が係合する部材から離脱しないた
   めに軸方向に力を作用させるための係合装置よりなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料支持金
   具プラグ。 ７ 浮き上がり防止装置は、チャンネル内下方で、下部
   タイプレート上に設けられ、冷却材流通用の孔を多数有
   する耐腐食性かつ耐熱性の物質よりなる重量物よりなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料支持
   金具プラグ。