(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽水炉用の燃料集合体（１）用のスペーサ格子（３）であって、
前記燃料集合体（１）は、
長手方向（Ｌ）に沿って延びる燃料棒（２）を含み、
前記スペーサ格子（３）は、燃料棒（２）を収納するセル（６）のほぼ規則正しい配列を画成するタイプのものであり、
各セル（６）は壁の周囲ベルト（７）によって囲まれ、前記セル（６）内に収納される燃料棒（２）の軸線とほぼ同じに設計された中心長手方向軸線（６’）を有し、
前記スペーサ格子（３）は、さらに、壁の前記周囲ベルト（７）から前記セル（６）内に突出する支持部材（１６a、１６b）を含み、
前記支持部材（１６a、１６b）は、前記セル（６）の内部の方に向けられた接触部の面（２４a、２４b）が燃料棒（２）と接触するようになった接触部（２０a、２０b）を含み、
少なくとも１つの支持部材（１６a、１６b）の前記内面（２４a、２４b）は、照射前前記長手方向（Ｌ）と交差する平面で凹面形状を有し、
前記支持部材（１６a、１６b）は、さらに、前記原子炉冷却水を攪拌するためのらせん状ブレードを形成するセクション（１８a、１８b）を含み、
前記らせん状ブレード（１８a、１８b）は、対応するセルの中心軸線（６’）上にらせんの中心を有し、前記接触部（２０a、２０b）を、前記対応するセル（６）の壁の前記周囲ベルト（７）に連結し、
前記接触部（２０a、２０b）は支持部材の端部を構成し、且つ前記らせん状ブレード（１８a、１８b）に関して折り曲げられ、
前記らせん状ブレード（１８a、１８b）はそれ自体壁の前記周囲ベルト（７）に関して折り曲げられ、
前記接触部は下縁（３０a）と上縁（３０a）の間に延び、
前記支持部材（１６a、１６b）の前記接触部（２０a、２０b）の前記内面（２４a、２４b）は、照射前、内面の下縁（３０a）と上縁（３０a）の間において、対応するセル（６）の中心軸線（６’）に対して、半径方向に向けられた長手方向平面で凸状且つ湾曲された面形状を有することを特徴とする、上記スペーサ格子。
【請求項２】
前記支持部材（１６a、１６b）の前記内面（２４a、２４b）は、半径方向にセル（６）の中心軸線（６’）に関して半径方向に向けられた長手方向平面で、照射前、１０００mmより小さい長手方向曲率半径（Ｒ３）を有する凸面形状を有する、ことを特徴とする、請求項１に記載のスペーサ格子。
【請求項３】
前記長手方向曲率半径（Ｒ３）は、H/２と４Ｈ2の間であり、Ｈは前記支持部材（１６a、１６b）の前記内面（２４a、２４b）の前記長手方向（Ｌ）に沿う高さである、ことを特徴とする、請求項２に記載のスペーサ格子。
【請求項４】
前記支持部材（１４a、１４b）の前記内面（２４a、２４b）は、照射前前記長手方向（Ｌ）と交差する平面で、燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径（Ｒ１）よりも大きい横曲率半径（Ｒ２）を有する凹面形状を有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載のスペーサ格子。
【請求項５】
前記内面（２４a、２４b）の横曲率半径（Ｒ２）は、厳密に云えば前記燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径（Ｒ１）の１．０５倍より大きい、ことを特徴とする、請求項４に記載のスペーサ格子。
【請求項６】
前記内面（２４a、２４b）の横曲率半径（Ｒ２）は、厳密に云えば前記燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径（Ｒ１）の１．１５倍より大きい、ことを特徴とする、請求項５に記載のスペーサ格子。
【請求項７】
前記内面（２４a、２４b）の横曲率半径（Ｒ２）は、厳密に云えば前記燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径（Ｒ１）の１．２５倍より大きい、ことを特徴とする、請求項６に記載のスペーサ格子。
【請求項８】
軽水炉用の燃料集合体（１）であって、
長手方向（Ｌ）に延びる燃料棒（２）と、燃料棒（２）を適所に保持する骨格組立体とを含み、
前記骨格組立体は、スペーサ格子（３）を含み、
各スペーサ格子（３）は燃料棒（２）を収納するセル（６）のほぼ規則正しい配列を画成するタイプのものであり、
各セル（６）は壁の周囲ベルト（７）によって囲まれ、前記セル（６）内に収納された燃料棒（２）の軸線とほぼ同じである中心長手方向軸線（６’）を有し、
各スペーサ格子（３）は、さらに、壁の前記周囲ベルト（７）から前記セル（６）内に突出する支持部材（１６a、１６b）を含み、
前記支持部材（１６a、１６b）は、前記セル（６）の内部の方に向けられた接触部の面（２４a、２４b）が前記燃料棒（２）と接触するようになった接触部（２０a、２０b）を含み、
少なくとも１つの支持部材（１６a、１６b）の前記内面（２４a、２４b）は、照射前前記長手方向（Ｌ）と交差する平面で凹面形状を有し、
前記支持部材（１６a、１６b）は、さらに、前記原子炉冷却水を攪拌するためのらせん状ブレードを形成するセクション（１８a、１８b）を含み、
前記らせん状ブレード（１８a、１８b）は、対応するセルの中心軸線（６’）上にらせんの中心を有し、前記接触部（２０a、２０b）を、前記対応するセル（６）の壁の前記周囲ベルト（７）に連結し、
前記接触部（２０a、２０b）は前記支持部材の端部を構成し、且つ前記らせん状ブレード（１８a、１８b）に関して折り曲げられ、
前記らせん状ブレード（１８a、１８b）はそれ自体壁の前記周囲ベルト（７）に関して折り曲げられ、前記接触部は下縁（３０a）と上縁（３０a）の間に延び、少なくとも１つのスペーサ格子（３）が請求項１乃至７の何れか１項に記載のスペーサ格子であることを特徴とする、上記燃料集合体。
【請求項９】
前記支持部材（１４a、１４b）の前記内面（２４a、２４b）は、照射前前記長手方向（Ｌ）と交差する平面で前記対応するセル（６）に収容される燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径Ｒ１よりも大きい横曲率半径（Ｒ２）を有する凹面形状を有することを特徴とする、請求項８に記載の燃料集合体。
【請求項１０】
前記内面（２４a、２４b）の横曲率半径（Ｒ２）は、厳密に云えば前記対応するセル（６）に収容される前記燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径（Ｒ１）の１．０５倍より大きい、ことを特徴とする、請求項９に記載の燃料集合体。
【請求項１１】
前記内面（２４a、２４b）の横曲率半径（Ｒ２）は、厳密に云えば前記対応するセル（６）に収容される前記燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径（Ｒ１）の１．１５倍より大きい、ことを特徴とする、請求項１０に記載の燃料集合体。
【請求項１２】
前記内面（２４a、２４b）の横曲率半径（Ｒ２）は、厳密に云えば前記対応するセル（６）に収容される前記燃料棒（２）の前記外面の横曲率半径（Ｒ１）の１．２５倍より大きい、ことを特徴とする、請求項１１に記載の燃料集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽水炉用の核燃料集合体用スペーサ格子に関し、核燃料集合体は、長手方向に沿って延びる燃料棒と、燃料棒を収納するセルのほぼ規則正しい配列を形成するタイプのスペーサ格子とを含み、各セルは壁の周囲ベルトによって囲まれ、セル内に収納される燃料棒の軸線とほぼ同じになっている中心長手方向軸線を有し、スペーサ格子は、さらに、壁の周囲ベルトからセル内に突出する支持部材を含み、支持部材は、セルの内部の方に向けられた面が燃料棒と接触するようになった接触部を含み、少なくとも１つの支持部材の内面は照射前長手方向と交差する平面に凹面形状を有する。
【背景技術】
【０００２】
軽水冷却原子炉、特に加圧水型原子炉は、原子炉燃料集合体を使用し、燃料集合体は長手方向に沿って延び、且つ骨格組立体によって束にして保持される核燃料棒を含む。各燃料棒は被覆管を含み、被覆管内に、燃料ペレットが積み重ねられる。
【０００３】
燃料集合体の骨格組立体は、特に、核燃料棒の束の長さにわたって分配された複数のスペーサ格子を含む。
【０００４】
スペーサ格子は、燃料棒が横方向に適所に保持されることを保証し、各スペーサ格子は、一般的に正方形格子である、ほぼ規則正しい配列に配置された一連の隣接するセルを備える。セル自身は、スペーサ格子と交差する平面に正方形形状の断面を有する。
【０００５】
セルの各々は、正方形ベースに矩形立体の側面の形状を有する壁の周囲ベルトによって隣接したセルから画成され且つ分離される。
【０００６】
スペーサ格子のセルは、燃料棒を一般的に中心配置にして受け入れるようにそれらの２つの長手方向端が開口され、この中心配置では、燃料棒の軸線はセルの軸線に沿って位置決めされる。
【０００７】
さらに、燃料棒は、セルの寸法よりも実質的に小さい直径を有し、燃料棒の外面とセルの周囲壁の間の各燃料棒のまわりに自由空間があり、その空間内で燃料棒が長手方向に合致される。
【０００８】
燃料棒を収容するようになったセルの各々において、スペーサ格子は対応する燃料棒の外面と接触するようになった支持部材を備える。支持部材は、燃料棒を燃料棒及びセルの軸線と垂直な横方向及び長手方向に適所に保持し、例えば原子炉の炉心内の膨張作用による燃料棒の限られた長手方向の移動を可能にする。
【０００９】
支持部材は、剛性ディンプル及び/又は弾性ディンプル及び/又はばねからなる。
【００１０】
これらの部材は、セル内に突出し、セルと関連し、壁の周囲ベルトを切り抜いて押し出すことによって作られ、又は周囲ベルトに取り付けられ且つ固定される。
【００１１】
例えば米国特許5,793,832号に記載されているように長手方向に、又は米国特許5,183,629号に記載されているように横方向に、又は米国特許4,803,043号に記載されているように再び斜めに、向けられた支持部材が知られている。
【００１２】
各支持部材は、接触部の面を介して対応する燃料棒の外面と当接触し、この面は当該セルの内面の方に向けられる。
【００１３】
この内面は、概ね平らであり、燃料棒との接触は理論的に円筒/平面接触である。
【００１４】
原子炉が運転中であるとき、大きな上向き速度で炉心内を循環する冷却水は、スペーサ格子内の燃料棒の小振幅振動運動を生じさせる。擦過（fretting）として知られるこの現象の結果、燃料棒と接触部の間に摩擦が生じ、摩擦が燃料棒の被覆の磨耗を引き起こす。この磨耗により、燃料棒の被覆に穴をあけ、したがって、ガスや放射性物質が1次系の冷却水に放出され、欠陥燃料棒を含む燃料集合体の早期の取り出しのために原子炉を停止させることがある。
【発明の概要】
【００１５】
これらのリスクを減少させるために、米国特許5,243,635号は、前述タイプのスペーサ格子を開示する。支持部材の接触部の内面は、燃料棒の外面と同じ曲率半径の横凹面を有する。横凹面は、燃料棒の被覆の外面を覆い、かくして、燃料棒との有効接触領域の面積を増大させ、したがって擦過によって被覆を損傷させるリスクを減らすことを可能にする。
【００１６】
しかしながら、製造公差のため、製造されたスペーサ格子に必然的に発生する称呼寸法及び位置からの差は、燃料棒の外面に関して接触する部分の相対的位置に変化を生じさせる。したがって、接触が、例えば接触領域の下縁、上縁又は側縁において制御されずにおきてしまう可能性があり、特に、接触部の面が燃料棒の面に接していないとき、これは擦過によって燃料被覆の急速な損傷に至ることがある。
【００１７】
本発明の一つの目的は、擦過による燃料棒の損傷のリスクを制限でき、且つ効率がスペーサ格子及び燃料棒に対する製造寸法公差に敏感ではない、前記のタイプのスペーサ格子を提供することによりこの問題を克服することである。
【００１８】
この目的のため、本発明は、前記タイプのスペーサ格子に関し、加えて、支持部材の接触部の内面が、照射前、対応するセルの中心軸線に関し半径方向に向けられた長手方向平面で凸面形状を有する。
【００１９】
特定の実施形態によれば、スペーサ格子は、個別に又は全ての技術的に可能な組合せで取られた次の特徴の１つ又は２以上を含む：
支持部材の内面は、照射前、セルの中心軸線に対して半径方向に向けられた長手方向平面で、１０００mmより小さい長手方向曲率半径を有する凸面形状を有し、長手方向曲率半径は、H/２と４Ｈ2の間にあり、Ｈは支持部材の内面の長手方向に沿う高さであり、
支持部材の内面は、照射前、長手方向と交差する平面で、燃料棒の外面の横曲率半径よりも大きい横曲率半径を有する凹面形状を有する。
内面の横曲率半径は、厳密には、燃料棒の外面の横曲率半径の１．０５倍より大きく、
内面の横曲率半径は、厳密には、燃料棒の外面の横曲率半径の１．１５倍より大きく、
内面の横曲率半径は、厳密には、燃料棒の外面の横曲率半径の１．２５倍より大きく、
支持部材は、さらに、原子炉冷却流体を攪拌するらせん状ブレードを形成するセクションを含み、らせん状ブレードは、対応するセルの中心軸線にほぼ中心を有し、
らせん状ブレードは、接触部を、対応するセルの壁の周囲ベルトに連結し、
接触部は、らせん状ブレードに関して折り曲げられ、らせん状ブレードはそれ自身壁の周囲ベルトに関して折り曲げられる。
【００２０】
本発明は、また、軽水炉用の燃料集合体に関し、長手方向に沿って延びる燃料棒と、燃料棒を適所に保持する骨格組立体とを含み、骨格組立体は、スペーサ格子を含み、各スペーサ格子は燃料棒を収納するセルのほぼ規則正しい配列を境界付けるタイプのものであり、各セルは壁の周囲ベルトによって囲まれ、セル内に収納された燃料棒の軸線とほぼ同じである中心長手方向軸線を有し、各スペーサ格子は、さらに、壁の周囲ベルトからセル内に突出する支持部材を含み、支持部材は、セルの内部に向けられた接触部の面が燃料棒と接触する接触部を含み、少なくとも１つの支持部材の内面は、照射前、長手方向と交差する平面で凹面形状を有し、少なくとも１つのスペーサ格子が上述に定義されたようなスペーサ格子であることを特徴とする。
【００２１】
特定の実施形態によれば、燃料集合体は、個別に又は全ての技術的に可能な組合せを取る次の特徴の１つ又は２以上を有する：
支持部材の内面は、照射前長手方向と交差する平面で凹面形状を有し、横曲率半径は、対応するセルに収容される燃料棒の外面の横曲率半径よりも大きく、
内面の横曲率半径は、厳密には対応するセルに収容される燃料棒の外面の横曲率半径の１．０５倍より大きく、
内面の横曲率半径は、厳密には対応するセルに収容される燃料棒の外面の横曲率半径の１．１５倍より大きく、
内面の横曲率半径は、厳密には対応するセルに収容される燃料棒の外面の横曲率半径の１．２５倍より大きい。
【００２２】
本発明の他の特徴及び利益は、添付図面を参照して、指示の方法及びいかなる方法で制限されることなく下記に与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】加圧水型原子炉の核燃料集合体の立面図である。
【図２】従来技術により構成された図１の核燃料集合体用のスペーサ格子の概略部分平面図である。
【図３】照射前の本発明によるスペーサ格子のセルの概略斜視図である。
【図４】図３のスペーサ格子の支持部材と燃料棒の間の接触を示す部分概略図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿った長手方向及び半径方向断面の部分概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、加圧水型原子炉用の核燃料集合体１を示す。
【００２５】
燃料集合体１は、長手方向Ｌに延びる燃料棒２の束からなる。各燃料棒２は、普通、金属被覆を含み、被覆内に核燃料ペレットが積み重ねられる。被覆はその長手方向末端が栓で閉鎖される。
【００２６】
燃料棒２は、長手方向Ｌに分配された複数のスペーサ格子３と、燃料棒２のバンドル内に配置され、スペーサ格子３とともに組立てられたガイドチューブ４と、上端ピース５aと、下端ピース５bとを含む骨格組立体によって束にして適所に保持される。
【００２７】
端ピース５aと５bは、燃料棒２よりも長いガイドチューブ４の末端にしっかりと取付けられている。
【００２８】
スペーサ格子３は、燃料棒２を横方向及び長手方向に適所に確実に保持し、図２に示すように、規則正しい正方形格子配列に配置された正方形断面のセル６を含む。各セル６は、壁の周囲ベルト７を含む。ベルト７は、２つの末端がセル６の軸線６’の方向に開口する正方形ベースに立体矩形の形状を有する。この軸線６’は、図２の平面と垂直であり、長手方向に向けられ、セル６の正方形断面の中心を通る。
【００２９】
スペーサ格子３のセル６の周囲ベルト７は、直角に交差するプレートを含み、プレートは互いに平行な２つの群のプレート８a及び８bを形成する。
【００３０】
プレートの２つの群のプレート８a及び８bは、例えばジルコニウム合金の金属シート、から切り抜かれ、プレート８a及び８bは、セル６の側面に相当する距離のところで中間までのスロットを備え、図２に示すように、このスロットは、プレートを９０度の配列で相互の係合によって組立てることを可能にする。
【００３１】
次いで、プレート８a及び８bは、スペーサ格子のセル６の縁を含む組立体ラインに沿って互いに溶接される。組立て前に、プレート８a及び８bは、切り抜かれ、押出されて、セル６内に突出するディンプル９を形成する。
【００３２】
プレート８a及び８bは、また、規則正しい間隔で切り抜かれた開口を含み、セル６の内部に向かって突出するスプリング１０を、合わせて固定することができるようにする。各周囲ベルト７は、９０度で２つの隣接した壁を含み、２つの壁の各々には、セルの軸線方向に間隔を隔てた２つのディンプル９が、プレートの金属を切って押し出すことによって構成される。隣接し、互いに９０度である、ベルト７の他の２つの壁はスプリング１０を受ける。
【００３３】
このようにして６つの接触点が、軸線方向６’に沿ってセル６内のほぼ中心の位置に挿入される燃料棒２のためにセル６の各々内に設けられる。
【００３４】
燃料棒２の外径は、セル６の側の長さよりも小さく、自由空間１１が、セル６の周囲ベルト７内で燃料棒２の外円筒面の周りに設けられ、燃料棒はセル内でディンプル９とスプリング１０によってほぼ心出しされて適所に保持される。
【００３５】
スペーサ格子３を構成するプレート８a及び８bは、スペーサ格子３がそれらの頂縁に沿って切り抜かれて、燃料棒２の外面と接触してセル６内で循環する冷却水を攪拌するフィン１２を形成することが図２でわかる。
【００３６】
攪拌フィン１２は、セル６の各々を出る冷却水を隣接したセル６に差し向けるようにセル６の内部に向かって折り曲げられる。これは、燃料棒２の各々と接触する循環水を長手方向に攪拌する効果をもたらす。
【００３７】
図３は、図２に示すような従来技術によるスペーサ格子に取って代わるように使用することができる本発明によるスペーサ格子３のセル６を示す。
【００３８】
一般に、図３のスペーサ格子３は、図２のスペーサ格子３と同じ方法で、即ち、金属プレート８a及び８bで構成され、金属プレート８a及び８bは溶接によって直角に組立てられ且つ固定されて、正方形断面のセル６の配列を形成し、セルの各々は、壁の周囲ベルト７によって区分される。ベルト７は、正方形ベースに矩形形状のものであり、その壁は、直角に互いに組立てられたプレート８a及び８bの部分からなる。
【００３９】
図３のスペーサ格子３は、特に、フランス特許2,837,975号及び対応する米国2005/226,358号に記載されたものと同様の格子であるが、本発明のスペーサ格子と引用文献のスペーサ格子の間の違いは下記の説明で強調される。
【００４０】
おそらく外周層におけるスペーサ格子３のセル６は別として、スペーサ格子３のセル６はすべて同様の構造を有するが、図３に示すセル６の構造のみを以下に記述する。
【００４１】
セル６の周囲ベルト７は、壁１４a及び１４bを切り抜いて押し出すことによって構成されたディンプル１５aと１５b及び支持部材１６a、１６b、１６’a及び１６’bディンプル１５aと１５b及び支持部材１６a、１６b、１６’a及び１６’bの向きに関する限りのほかは同様の形状の２つの対向壁１４aと２つの対向壁１４bを含む。
【００４２】
したがって、図３の左側に配置された壁１４aの構造のみを以下に記述する。
【００４３】
２つの支持部材１６aと１６’aは、金属壁１４aを切り抜いて押し出すことによって上下に設けられる。下部支持部材１６aは、該セル６の内部に向かって突出し、支持部材１６’aは隣接したセル６の内部に向かって突出する。これらの向きは別として、これらの支持部材１６aと１６’aは、同様の構造を有し、下部支持部材１６aの構造のみを以下に記述する。
【００４４】
支持部材１６aは、壁１４aの残部の連結部を形成するセクション１８aと、長手方向に沿って高さＨの端接触部２０aとを含む。
【００４５】
連結セクション１８aは、壁１４aの残部に対してセル６の内部に向かって折り曲げられ、接触部２０aは、連結セクション１８aに関して上方に折れ曲げられる。
【００４６】
連結セクション１８aは、壁１４a内に、軸線６’に対して斜めに切り抜かれ、したがって、軸線６’に対しておおよそ３０度の角度で傾むけられた線Ｐに沿って壁に関して折れ曲げられる。より一般的に、この傾斜は、厳密に言えば０度より大きく厳密に言えば９０度より小さい絶対値を有するのがよい。
【００４７】
したがって、連結セクション１８aは、軸線６’上にほぼ中心をもつらせん状ブレードを形成する。隣接した壁１４a及び１４bに設けられた支持部材１６a及び１６ｂのセクション１８a及び１８bは、冷却水の流れをセル６内で燃料棒２に巻きつかせるように、互いの延長として配置される。前述のフランス特許2,837,975号及び米国2005/226,358号では、水の流れが２つの隣接したセル６内で巻きつく方向は反対である。
【００４８】
接触部２０aは、セル６の内部に向けられるその面２０aを介して燃料棒２に当たる。この面の横断面を図４に示す。
【００４９】
図４に示すように、照射前、内面２４aは、セル６の中心軸線６’と直角な横断面において凹面形状を有する。特に、この内面は円の円弧形状である。
【００５０】
上記技術の状態に反して、内面２４aの横凹面は、内面２４aが当たる燃料棒２の外面の横凸面よりも小さい。言い換えれば、すなわち図４の平面における、面２４aの横曲率半径Ｒ２は、厳密に言えば、対応する燃料棒２の外面の横曲率半径Ｒ１よりも大きい。図４及び図５には、燃料棒２の外面が、一点鎖線によって示されることがわかる。
【００５１】
典型的に、中心軸線６’に関して燃料棒２の外面の横曲率半径Ｒ１は、スペーサ格子３当たり１７×１７のセル６を含む加圧水型原子炉用の燃料集合体１についてはおおよそ４．７５mmであり、内面２４aの横曲率半径Ｒ２は、例えばおおよそ６mmである。
【００５２】
より一般的に、Ｒ２は厳密に言えば１．０５×Ｒ１よりも大きく、Ｒ２は厳密に言えば１．１５×Ｒ１よりも大きく、好ましくは、１．２５×Ｒ１よりも大きい。
【００５３】
かくして、内面２４aは、実際には、内面２４aの領域２６aに相当する燃料棒２の外面に当たり、この有効接触領域２６aはほぼ中心であり、且つ内面２４aの縁２８aから離れている。側縁２８aは、燃料棒２の被覆と接触するかもしれない攻撃的な面又は鋭角の縁を有しないように丸められ又は面取りされる。
【００５４】
図５に示すように、照射前、内面２４aは、中心軸線６’に対して半径方向に向けられた長手方向平面に凸面形状を有する。この凸面形状は、例示の尺度のため図３では可視できない。
【００５５】
例示実施形態では、面２４aは、図５の平面においておおよそ２３mmの曲率半径Ｒ３を有する湾曲形状を有する。
【００５６】
より一般的に、曲率半径Ｒ３は、１０００mmより小さく、好ましくはH/２と４Ｈ2の間であり、Ｈは支持部材の端部２０aの内面２４aの長手方向に沿う高さである。
【００５７】
かくして、有効接触領域２６aは、内面２４aの上及び下縁３０aから或る距離にある。縁３０aは、燃料棒２の被覆と接触するかもしれない攻撃的な面又は鋭角の縁を有しないように丸められ又は面取りされるのがよい。
【００５８】
かくして、内面２４aは、横凸面及び長手方向凸面のため、サドル形状を有する。
【００５９】
このサドル形状及び、内面２４aと対応する燃料棒２の外面の間の横湾曲の差は、有効接触領域２６aを面２４aの側縁２８a及び長手方向縁３０aから遠ざけることを可能にし、擦過によって燃料棒２の被覆に穴をあけるリスクを減らす。
【００６０】
側縁２８a及び長手方向縁３０aから接触領域２６aを遠ざけることは、部品の製造寸法公差及び使用されているときの寸法変化にもかかわらず、大きな確実性を持って達成される。原子炉内での使用後でも、使用が引き起こす寸法の変化及び変形にもかかわらず、面２４aは、燃料棒２に対してサドル形状及び凹面の差を維持する。
【００６１】
実際には、有効接触領域２６aは、最初は点の形態であるが、面２４aと対応する燃料棒２の外面の間の順応によって大変急速に楕円領域になる。また、この楕円領域の表面積は急速に安定化するから、燃料棒被覆２の摩滅の速度は大変小さく、ゼロにすらなる。磨耗速度のこの大変大きな減少は、有効接触領域２６aの表面積が、従来技術としてシリンダ/平面又はシリンダ/シリンダ接触により達成される有効接触領域の表面積よりもはるかに大きいという事実によるし、また、磨耗深さの増大が接触面の表面積の実質的な増大を生じさせることからである。
【００６２】
これに加えて、サドル形状は、セル６内での燃料棒２の満足な位置決めを促進し、燃料棒が横方向に変位するのを防ぎ、内面２４aがある意味ではネストとして作動する。
【００６３】
面２４aの長手方向凸面は、燃料棒が例えば垂直下方移動によって、セル６に挿入されるとき、燃料棒２を損傷するリスクを減少させることを可能にすることもわかる。
【００６４】
上述の例では、図５に示すように、内面２４aの長手方向及び半径方向断面は、湾曲されている。しかしながら、特別な変形例では、この断面が、他の形状を有していてもよく、例えば自身湾曲された端部により延長されたまっすぐな中央部分を含み、すなわち凸面が不連続でも良い。また、内面２４aの横断面は、不連続であってもよい。
【００６５】
上述の例では、また、支持部材１６a及び１６bはまたこれらのセクション１８a及び１８bを通して１次冷却系の水の攪拌を引き起こし、追加の攪拌フィン１２を設ける必要がない。しかしながら、記述した２つの特徴、すなわち、内面２４aのサドル形状及び、内面２４aと燃料棒２の外面の間の横湾曲の差を、他のタイプの支持部材に、特に攪拌機能を有しない支持部材に使用することができることがわかる。
【００６６】
したがって、これら２つの特徴は、支持部材が剛性の又は弾性のディンプルであろうと、ばねであろうと、長手方向軸線Ｌに関して支持部材の向きにかかわらず、あらゆるタイプの支持部材に使用することができる。
【００６７】
また、これら２つの特徴は、それらの両方が、摩滅による損傷のリスクを制限し、製造寸法公差に対する敏感さを減少させることを可能にする限り、互いに独立に使用することもできることに気づくであろう。
【００６８】
同様に、これらの特徴は、単独で又は組合せで、特定のタイプの支持体についてだけ、又は特定のスペーサ格子についてだけに考えてもよい。また、該支持部材の数及び位置は、構造の形態に関して変えられてもよい。
【００６９】
したがって、摩滅の高いリスク又は製造の大きな変動等のような特定のニーズにしたがって、孤立した又は組み合わせた特徴を有するそのような支持部材を位置決めすることが決定されてもよい。
【００７０】
上述された特徴は、加圧水型原子炉以外の、例えば沸騰水型原子炉用の燃料集合体に用いてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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