(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配列された複数の燃料棒と、内部に冷却水が導入される少なくとも１本以上のウォータロッドと、前記複数の燃料棒及びウォータロッドを等間隔に支持するスペーサと、前記燃料棒とウォータロッドの上部端栓及び下部端栓を支持固定する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記ウォータロッドの１つは外周面に前記スペーサを挟持するタブが設けられているタブ付きウォータロッドである燃料集合体において、
前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の断面形状は多角形又はキー溝付形状であり、一端部に前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓と嵌合する挿入孔が形成され、他端部にタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓と嵌合する円形状の貫通孔が形成されたワッシャを、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓、およびタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓に嵌合することを特徴とする燃料集合体。
【請求項２】
格子状に配列された複数の燃料棒と、内部に冷却水が導入される少なくとも１本以上のウォータロッドと、前記複数の燃料棒及びウォータロッドを等間隔に支持するスペーサと、前記燃料棒とウォータロッドの上部端栓及び下部端栓を支持固定する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記ウォータロッドの１つは外周面に前記スペーサを挟持するタブが設けられているタブ付きウォータロッドである燃料集合体において、
前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の断面形状は多角形又はキー溝付形状であり、一端部に前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓と嵌合する嵌合爪が形成され、他端部にタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓と嵌合する円形状の貫通孔が形成されたワッシャを、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓、およびタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓に嵌合することを特徴とする燃料集合体。
【請求項３】
前記ワッシャを前記上部タイプレートと前記上部端栓に装着された膨張スプリングの間に設置することを特徴とする請求項１又は２記載の燃料集合体。
【請求項４】
前記ワッシャを前記下部タイプレートと前記下部端栓の間に設置することを特徴とする請求項１又は２記載の燃料集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は沸騰水型原子炉に装荷される燃料集合体に関し、特に、回転防止機能を備えたウォータロッドを有する燃料集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉で用いられる燃料集合体を図５により説明する。燃料集合体１は、正方角筒状のチャンネルボックス２内に核燃料を収容した多数本の燃料棒３と核燃料を収容してないウォータロッド４を正方格子状に配列すると共に、それらの上下両端部を上部タイプレート５と下部タイプレート６とによりそれぞれ固定し、その中間部に、複数個のスペーサ７を具備し、燃料棒３及びウォータロッド４の軸方向の相互間隔を保っている。また、燃料棒の伸び差を吸収するためウォータロッド４の上部端栓４１１、４１２と燃料棒３の上部端栓３１には膨張スプリング８が装着されている。
【０００３】
ウォータロッド４は、タブ４１２が上下方向に複数設けられたタブ付きウォータロッド４１とタブ無しウォータロッド４２からなり、タブ付きウォータロッド４１のタブ４１２は、タブとタブとの間にスペーサ７を挟持し、スペーサ７が軸方向に移動するのを防止する（特許文献１）。
【０００４】
燃料集合体１を組立てる際、タブ付きウォータロッド４１は、タブ４１２が組立位置に設置された複数個のスペーサ７と接触しないようにスペーサ７に挿入される。挿入後、スペーサ７の軸方向の移動を制限するため、タブ４１２がスペーサ７を挟持する位置になるように、タブ付きウォータロッド４１を回転させ調整する。
【０００５】
タブ付きウォータロッド４１を調整した後、燃料集合体１は炉心に装填されるが、プラント稼働中にタブ付ウォータロッド４１が振動等により回転すると、タブ４１２がスペーサ７と干渉しない位置に移動し、スペーサ７との係合が外れる可能性がある。そのため、従来、タブ付きウォータロッド４１の端栓を多角形の形状とし、上部又は下部タイプレート５、６に設けられた同形状の穴に嵌合させ、タブ付ウォータロッド４１が回転するのを防止する回転防止手段が設けられていた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−３８３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の回転防止手段は、ウォータロッドの端栓とタイプレートの両方を、例えば多角形状の断面嵌合形状に加工する必要があるが、いずれも高い加工精度が要求される。特に、タイプレートの厚みが大きい場合、タイプレートに多角形状の角穴を高精度で形成することは、加工、仕上げに長時間要し、非常に困難であった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高精度加工が困難な角穴加工をおこなうことなく、簡便な構成でタブ付きウォータロッドの回転を防止することができる燃料集合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料集合体は、格子状に配列された複数の燃料棒と、内部に冷却水が導入される少なくとも１本以上のウォータロッドと、前記複数の燃料棒及びウォータロッドを等間隔に支持するスペーサと、前記燃料棒とウォータロッドの上部端栓及び下部端栓を支持固定する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記ウォータロッドの１つは外周面に前記スペーサを挟持するタブが設けられているタブ付きウォータロッドである燃料集合体において、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の断面形状は多角形又はキー溝付形状であり、一端部に前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓と嵌合する挿入孔が形成され、他端部にタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓と嵌合する円形状の貫通孔が設けられたワッシャを、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓、およびタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓に嵌合することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る燃料集合体は、格子状に配列された複数の燃料棒と、内部に冷却水が導入される少なくとも１本以上のウォータロッドと、前記複数の燃料棒及びウォータロッドを等間隔に支持するスペーサと、前記燃料棒とウォータロッドの上部端栓及び下部端栓を支持固定する上部タイプレート及び下部タイプレートとを有し、前記ウォータロッドの１つは外周面に前記スペーサを挟持するタブが設けられているタブ付きウォータロッドである燃料集合体において、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の断面形状は多角形又はキー溝付形状であり、一端部に前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓と嵌合する嵌合爪が形成され、他端部にタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓と嵌合する円形状の貫通孔が設けられたワッシャを、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓、およびタブのないウォータロッド又は燃料棒の上部端栓又は下部端栓に嵌合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精度加工が困難な角穴加工をおこなうことなく、安価で簡便な構成のワッシャを用いることにより、タブ付ウォータロッドの回転を防止することができる燃料集合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るワッシャの構成図。
【図２】第１の実施形態に係るワッシャの第１の変形例。
【図３】第１の実施形態に係るワッシャの第２の変形例。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るワッシャの構成図。
【図５】燃料集合体の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の燃料集合体に係る実施形態を、図面を参照して説明する。  
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１乃至図３により説明する。  
本第１の実施形態において、タブ付きウォータロッド４１の上部端栓４１１の断面形状は角形状であり、タブ無しウォータロッド４２の上部端栓４２１及び燃料棒３の上部端栓３１の断面形状は円形である。ワッシャ９は、図２に示すように、一端部に前記タブ付きウォータロッド４１の上部端栓４１１と嵌合する角形状の挿入孔９１が形成され、他端部にタブのないウォータロッド４２の上部端栓４２１又は燃料棒３の上部端栓３１と嵌合する円形状の貫通孔９２が形成された細長の板状部材から構成され、上部タイプレート５と膨張スプリング８の間に設置固定される。
【００１４】
このワッシャ９の一方の端部に設けられた角形状の挿入孔９１にタブ付きウォータロッド４１の上部端栓４１１を嵌合する。その際、挿入孔９１の嵌合形状によりタブ付きウォータロッド４１の周方向の位置が決まるためタブ４１２の位置決めの役割を果たす。
【００１５】
また、ワッシャ９の他端部に設けられた円形の挿入孔９２にタブ無しウォータロッド４２の上部端栓４２１又は燃料棒３の上部端栓３１を嵌合させることにより、ワッシャ９自身が周方向に回転するのを防止するとともに、タブ付きウォータロッド４１の回転を防止する。  
なお、本実施形態において、ウォータロッドを組み立てる際は、ワッシャをはめ込んだ時のタブ位置が規定の位置になるようにする必要がある。
【００１６】
また、本発明に係るワッシャ９の挿入孔９１および前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の嵌合形状は角形状に限らず、図２に示すようなキー溝形状、及び図３に示すような多角形状としてもよく、その他、円形以外の種々の形状が考えられる。例えば、円柱体の一部を平面とした円弧を有する形状としてもよい。なお、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の嵌合形状はワッシャ９の挿入孔９１の形状に嵌った際、回転しない組み合わせになっていれば、特に同じ形状である必要はない。
【００１７】
なお、本実施形態では、ワッシャ９を上部タイプレート５に装着した例を説明したが、ワッシャ９をタブ付きウォータロッド４１の下部端栓４１３及びタブ無しウォータロッド４２の下部端栓４２３又は燃料棒の下部端栓に嵌合することも可能である。その際、ワッシャ９は下部タイプレート６と下部端栓の間に装着され、上部端栓に設置された膨張スプリング８の押付力により固定される。
【００１８】
しかしながら、燃料貯蔵プールで燃料集合体の解体、再組み立てを行う場合を考慮する場合、下部側に設置した場合にはウォータロッドの下部端栓から抜け落ちてプール内に落下する恐れがあるため、ワッシャは下部側に設置するより上部側に設置することが好ましく、さらには、膨張スプリングと上部タイプレートの間に設置するのがより好ましい。
【００１９】
また、上記実施形態では、ウォータロッドはタブ付きウォータロッドとタブ無しウォータロッドの２本からなる例について説明したが、ウォータロッドがタブ付きウォータロッドの１本からなる燃料集合体にも適用できることはもちろんである。
【００２０】
本第１の実施形態によれば、高精度加工が困難な角穴加工をおこなうことなく、安価で簡便な構成のワッシャを用いることにより、タブ付きウォータロッドの回転を防止することができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図４により説明する。  
本第２の実施形態では、タブ付きウォータロッド４１の上部端栓４１１が嵌合されるワッシャ９の端部の形状を、一辺が開放端を形成する角形の嵌合爪９３としている。
【００２２】
このような構成のワッシャ９を、例えば、下部端栓が下部タイプレート６にねじ込み結合されている燃料集合体に用いる場合には、タブ付きウォータロッド４１の下部端栓４１３をネジ止めした後、ネジを回転させて下部端栓４１３の方向を調整し、ワッシャ９の嵌合爪９３を嵌めた後、タブ無しウォータロッド４２の下部端栓４２３又は燃料棒３の下部端栓をもう一方の挿入孔９２に挿入する。図４の実施形態の下部端栓４１３の形状はネジ部より上部であるが、ネジ部を、円柱体の一部を平面とした円弧を有する形状とし、嵌合部としてもよい。この場合のワッシャ９はウォータロッド４２又は燃料棒３の上部端栓に設置された膨張スプリング８の押付力により固定することができる。
【００２３】
本第２の実施形態によれば、端栓をネジ止めした後にワッシャを装着することができるため、ワッシャ及びタブ付きウォータロッドの交換、装着及び燃料集合体の組立・解体作業をより簡単におこなうことができる。
【００２４】
また、第１の発明と同様に、本発明に係るワッシャ９の嵌合爪９３および前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の嵌合形状は角形状に限らず、図２に示すようなキー溝形状、及び図３に示すような多角形状としてもよく、その他、円形以外の種々の形状が考えられる。例えば、円柱体の一部を平面とした円弧を有する形状としてもよい。なお、前記タブ付きウォータロッドの上部端栓又は下部端栓の嵌合形状はワッシャ９の嵌合爪９３の形状に嵌った際、回転しない組み合わせになっていれば、特に同じ形状である必要はない。
【符号の説明】
【００２５】
１…燃料集合体、２…チャンネルボックス、３…燃料棒、３１…燃料棒の上部端栓、４…ウォータロッド、４１…タブ付きウォータロッド、４１１…タブ付きウォータロッドの上部端栓、４１２…タブ、４１３…タブ付きウォータロッドの下部端栓、４２…タブ無しウォータロッド、４２１…タブ無しウォータロッドの上部端栓、４２３…タブ無しウォータロッドの下部端栓、５…上部タイプレート、６…下部タイプレート、７…スペーサ、８…膨張スプリング、９…ワッシャ、９１…タブ付きウォータロッド用の挿入孔、９２…タブ無しウォータロッド又は燃料棒用の挿入孔、９３…タブ付きウォータロッド用の嵌合爪。
【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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