(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心支持板の冷却材流れ穴に隣接して形成された取付穴に取付けられる燃料集合体用位置決めピンであって、取付穴にすきまばめされる嵌合部、この嵌合部から支持板の面上に延出すると共に掴持面を有する大径案内部、嵌合部から取付穴内に延び、外面にねじが形成された固定部、この固定部の端部から延出したかしめ用薄肉リングからなる本体と、外周部に保持用の切欠が形成されると共に、本体の固定部のねじに螺合する固定ナットとからなり、前記本体の固定部に固定ナットを螺合して、前記大径案内部と固定ナットで前記炉心支持板を挟み付けることによって取り付けられることを特徴とする燃料集合体用位置決めピン。
【請求項２】
上記ピン本体の中心部に検査用プローブの挿入に適した貫通軸穴が形成され、この貫通軸穴の上記固定部に対応する部分にねじ面が形成されたことを特徴とする請求項１記載の燃料集合体用位置決めピン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉の内部構造に関し、特に原子炉内において炉心を構成する燃料集合体を所定の位置に固定するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず現在使用されている加圧水型原子炉の内部構造について図５を参照して説明すると、入口ノズル１を通って原子炉容器３と炉心槽５との間に流入した冷却材７は、そこを流れ下り、底部の下部プレナム９に至る。下部プレナム９の上方には、炉心槽５に支持された下部炉心板１１があり、その上に多数の燃料集合体からなる炉心１３が形成されていて、更にその上に上部炉心板１５が設けられている。従って、下部プレナム９内で流れ方向を反転した冷却材は、下部炉心板１１、炉心１３及び上部炉心板１５を貫流し、上方の上部プレナムに至る。上部プレナムは出口ノズル１７に連通しているから、冷却材７はそこで横向きに流れ方向を変え、出口ノズル１７から図示しない蒸気発生器に向かう。
【０００３】
前述の炉心１３を構成する燃料集合体は、図６に示すような構造となっている。図において、燃料集合体２０の上部ノズル２１と下部ノズル２３とは複数の制御棒案内管２５により連結されていて、制御棒案内管２５に固定された支持格子２７の各格子開口に燃料棒２９が挿通支持されている。燃料棒２９は一般に百数十本あり、狭い間隔で互いに平行に延びている。燃料集合体２０は、原子炉に装荷されるに際し、下部炉心板１１及び上部炉心板１５に配設された案内ピン乃至位置決めピンによって横方向の位置を規制されるが、そのためのピン穴２２、２４が上部ノズル２１の上面の対角位置及び下部ノズル２３の脚の下面にそれぞれ穿設されている。図７に下部炉心板１１に取付けられる位置決めピン１９の形状及び取付け構造が図示されている。位置決めピン１９は、上向きの先端部１９ａが弾丸状に形成され、下部の嵌合部１９ｂが下部炉心板１１の穴に冷やしばめされている。そして、下端のねじ部に固定ナット１８が螺合され、固定ナット１８と位置決めピン１９との間に回り止め溶接が施される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような原子炉の内部構造においては、特に位置決めピンの構造に次のような問題があった。即ち、原子炉の運転に際し、炉心からは中性子が照射されるが、位置決めピンや上下炉心板などは中性子の照射を受けて中性子脆化などの材料特性の変化を受ける。このため、位置決めピンの損傷、変形などが生じて位置決め機能の低下を生ずることがある。しかしながら、従来の取付け構造では冷やしばめ構造としているので、損傷や変形した位置決めピンの交換は簡単では無かった。特に位置決めピンや上下炉心板は、中性子照射により放射化しているので、取替え作業は水中作業にならざるを得ず、不可能では無いが古い位置決めピンの取り外しは頗る困難であり、更に取換え用の新しい位置決めピンを取付けるには冷やしばめをせざるを得ず、非常に困難であった。
本発明は、このような従来構造の問題に鑑みなされたもので、取替え作業が容易であり、更に使用中の検査が容易に行える燃料集合体用位置決めピンを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
如上の課題を解決するため、本発明によれば、炉心支持板の冷却材流れ穴に隣接して形成された取付穴に取付けられる燃料集合体用位置決めピンであって、取付穴にすきまばめされる嵌合部、この嵌合部から支持板の面上に延出すると共に掴持面を有する大径案内部、嵌合部から取付穴内に延び、外面にねじが形成された固定部、この固定部の端部から延出したかしめ用薄肉リングからなる本体と、外周部に保持用の切欠が形成されると共に、本体の固定部のねじに螺合する固定ナットとからなり、前記本体の固定部に固定ナットを螺合して、前記大径案内部と固定ナットで前記炉心支持板を挟み付けることによって取り付けられるものである。なお、ピン本体の中心部に検査用プローブの挿入に適した貫通軸穴が形成され、この貫通軸穴の上記固定部に対応する部分にねじ面が形成されたものが、原子炉内で供用を開始した後の供用中検査において、好適に使用できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。尚、前述の従来技術に関する図面を含め全図に亙り同一部分には同一の符号を付している。
先ず図１及び図２を参照するに、下部炉心板１１の穴に本発明による下部位置決めピン３０が取付けられている。下部位置決めピン３０の本体３１の大径案内部３３は、弾丸状に先細になっていて燃料集合体２０の下部ノズル２３の案内に便ならしめている。大径案内部３３は、全体的には下部炉心板１１の取付け穴よりも大径であり、図示のように肩面が下部炉心板１１の上面に載る形となるが、更に下部位置決めピン３０を掴むための一対の掴持面３５が形成されている。
一方、下部炉心板１１の取付け穴にすきまばめで嵌合する本体３１の嵌合部３７は、下部位置決め案内ピン３０を安定的に支持するに十分な長さを有し、その下端側に固定部３９が一体的に形成されている。固定部３９の外面にはねじが形成され、これに螺合する固定ナット４１が下部炉心板１１の穴の拡大部に位置して、大径案内部３３の肩面と共に炉心板１１を挟み付ける。この固定ナット４１には、特に図２で明らかなように外周部に保持用の切欠４３が形成されている。この切欠４３は、後述するように工具により炉心板１１の穴の中に固定ナット４１を位置決めし、且つ本体３１をねじ込む時に保持するために使用される。更に本体３１の固定部３９の外端部のかしめ用薄肉リング即ちリング４５が、固定ナット４１の内側の凹み内に押し入れられて固定ナット４１の緩みを防止するようにしている。
再び、図１に戻って説明するに、本体３１の中心部には全長にわたって延びる貫通軸穴３２が穿設され、その下端部にはねじ面３４が形成されている。この貫通軸穴３２は、供用中の検査に使用する探傷プローブが入るのに適した寸法になっている。
【０００７】
以上のような本体３１を有する下部位置決めピン３０は、下部炉心板１１の新規製作時には特別の工具を使用すること無く通常の方法で取着可能であるが、下部炉心板１１の供用開始後に取替え用の新しい下部位置決めピン３０を取付けるには、図３に示すような手順に従う。即ち、（ａ）図に示すように、水中に置かれた下部炉心板１１の隣接する冷却材流れ穴１２を通してナット取扱い工具Ａを挿入する。ナット取扱い工具Ａには、予め固定ナット４１がセットされていて、取付穴１４の下側内部に固定ナット４１を挿入し、位置決めする。次いで（ｂ）図に示すように、ピン取扱い工具Ｂに保持された本体３１を取付穴１４に上方から挿入する。そして本体３１の掴持面３５を掴んだまま、ナット取扱い工具Ａにより、切欠４３を保持して固定ナット４１を回転し、本体３１の固定部３９に螺合する。しかる後、（ｃ）図に示すようにピン取扱い工具Ｂを除去し、ナット取扱い工具Ａにより位置決めし、最後にリング４５を部分的に固定ナット４１の凹みに押し込んでかしめる。このかしめ作業が完了したナット取扱い工具Ａを除去すれば（ｄ）図に示す取付け状態となる。尚、損傷、変形した下部位置決めピン３０の取り外しは次のようにして行う。即ち、前述のようなピン取扱い工具Ｂで本体３１を確りと保持し、更にナット取扱い工具Ａにより固定ナット４１を緩み方向に強制的に駆動すれば、リング４５の変形かしめ部が取れて、固定ナット４１が回転する。その後前述の取付け手順を遡行すれば下部位置決めピン３０が取り外せる。
【０００８】
前述のように構成し、下部炉心板１１に取付けた下部位置決めピン３０に燃料集合体２０の下部ノズル２３を結合した状態を図４に示す。図４において、上部炉心板１５には同様な構成の上部位置決めピン１３０も下方に突出して取着され、燃料集合体２０の上部ノズル２１のピン穴に挿入されている。このようにして、燃料集合体２０は下部炉心板１１と上部炉心板１５との間に水平方向に位置決めされて確りと保持される。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、取付穴に隣接する冷却材流れ穴を利用して固定ナットを所定位置に保持し、そこで本体の固定部に固定ナットを螺合して、大径案内部と固定ナットで炉心支持板を挟み付けることによって取り付け、本体のかしめ用薄肉リングをかしめて回り止めされるので、取替えが容易にできると共に逸脱する部材もなく、浮遊異物の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す立断面図である。
【図２】図１に対応する底面図である。
【図３】前記実施形態の下部位置決めピンの取り付け手順を示す工程説明図である。
【図４】前記実施形態にかかる位置決めピンを使用して燃料集合体を装荷した状態を示す一部省略側面図である。
【図５】本発明が適用される原子炉の一例を示す切欠斜視図である。
【図６】本発明により位置決めされる原子炉用燃料集合体の一例を示す一部切欠斜視図である。
【図７】従来のピンの構造を示す断面図である。
【図８】図７に対応する底面図である。
【符号の説明】
１１  下部炉心板
１２  冷却材流れ穴
１３  炉心
１４  穴
１５  上部炉心板
２０  燃料集合体
２１  上部ノズル
２３  下部ノズル
３０  下部位置決めピン
３１  本体
３２  貫通軸穴
３３  大径案内部
３４  ねじ面
３５  掴持面
３７  嵌合部
３９  固定部
４１  固定ナット
４３  切欠
４５  リング
１３０  上部位置決めピン
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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