(57)【要約】      （修正有）【課題】液体ナトリウム冷却高速中性子炉ＳＦＲにおいてアセンブリケーシングとアセンブリケーシングに挿入されたアセンブリ要素との間に可逆的非溶接連結機構を提供する。【解決手段】アセンブリ中空本体１２の壁部が少なくとも１つの開端部開口を備え、アセンブリ中空本体１２に部分的に挿入され、少なくとも１つの可撓性ブレード２０を備えるアセンブリ要素１４であって、可撓性ブレード２０の自由端部が、中空本体の内部から開端部開口と協働してクリップ固定するクリップ固定フック２１の形状に形作られ、中空本体にアセンブリ要素を連結し、開端部開口１２２内にクリップ固定された可撓性ブレード２０をロックするための少なくとも１つの取外し可能ロック手段を有するアセンブリに関する。【選択図】図５Ａ
2019049527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉、特に液体ナトリウム冷却高速中性子炉ＳＦＲに挿入されることが意図されたアセンブリであって、
長手方向軸Ｘに沿って細長形状であるアセンブリ中空本体（１２）であって、前記アセンブリ中空本体の壁部が、少なくとも１つの開端部開口を備える、アセンブリ中空本体（１２）と、
前記アセンブリ中空本体（１２）に少なくとも部分的に挿入され、少なくとも１つの可撓性ブレード（２０）を備えるアセンブリ要素（１４）であって、前記少なくとも１つの可撓性ブレード（２０）の自由端部が、前記アセンブリ中空本体の内部から前記開端部開口と協働してクリップ固定するクリップ固定フック（２１）の形状に形作られ、前記アセンブリ中空本体に前記アセンブリ要素を連結する、アセンブリ要素（１４）と、
前記開端部開口（１２２）内にクリップ固定された前記可撓性ブレード（２０）をロックするための少なくとも１つの取外し可能ロック手段であって、前記可撓性ブレードが撓曲するのを防止し、したがって前記アセンブリ要素（１４）と前記アセンブリ中空本体（１２）との間の前記連結をロックすることを可能にする、少なくとも１つの取外し可能ロック手段と、
を備える、アセンブリ。
【請求項２】
前記クリップ固定フックは、前記可撓性ブレードの前記自由端部の厚部分により形成される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記アセンブリ中空本体（１２）は、六角形の断面のものであり、前記六角形の各面ごとに１つの開端部開口を備え、前記アセンブリ要素は、各前記開端部開口内にクリップ固定される可撓性ブレードを備える、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記取外し可能ロック手段は、ロッキングねじ（４２）からなり、前記ロッキングねじ（４２）は、前記可撓性ブレードに螺入された位置において、前記可撓性ブレードが撓曲し非クリップ状態になるのを防止し得る、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
各可撓性ブレード（２０）は、前記アセンブリ要素（１４）の厚さを切り込むことにより形成される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記アセンブリ中空本体の前記壁部は、ロッキングねじが前記アセンブリ中空本体の外部から通り、ねじ頭が収容されるのを可能にするように設計された少なくとも１つの開端部ボアを備える、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
各可撓性ブレード（２０）は、固定ねじ（４０）により前記アセンブリ要素（１４）に装着および固定される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
各固定ねじが、螺入位置において、前記アセンブリ要素および／または前記可撓性ブレードに溶接される、請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記アセンブリ要素は、少なくとも１つの空洞を備え、前記クリップ固定フックは、前記可撓性ブレードが撓曲位置にある場合に前記空洞内に留まった状態になることが可能であり、ロッキングねじは、前記クリップ固定フックに螺挿され、前記可撓性ブレードが中にクリップされると前記空洞内に収容されて、この可撓性ブレードが撓曲するのを防止する、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
核燃料アセンブリを構成し、前記アセンブリ中空本体（１２）は、燃料ピン（１２０）を被覆するケーシングを形成する中央部分であり、前記アセンブリ要素（１４）は、上部中性子遮蔽体（ＵＮＳ）デバイスまたは前記アセンブリのグリッパヘッドを形成する上方部分である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
特に反射材アセンブリ、側部中性子遮蔽体（ＬＮＳ）アセンブリ、停止および／または制御棒、試験アセンブリ、追加の安全デバイス、緩和アセンブリの中から選択された非燃料アセンブリを構成する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記アセンブリ要素（１４）は、ケーシング（１２）を形成する前記アセンブリ中空本体の内部に挿入されたいわゆるパッドリングであり、前記ケーシングは、その外部周縁部上に、少なくとも１つのスペーサプレートと前記スペーサプレートの各側に少なくとも１対の開端部開口とを備え、前記パッドリングは、その内部周縁部上に、少なくとも１つのパッドと少なくとも１対の可撓性ブレードとを備え、前記少なくとも１対の可撓性ブレードは、前記１対の可撓性ブレードの各クリップ固定フックが前記開端部開口の中の１つとのクリップ固定において協働するように配置される、請求項１１に記載の停止および／または制御棒。
【請求項１３】
請求項１に記載のアセンブリを組み立てるための方法であって、
ａ／並進移動により前記アセンブリ中空本体（１２）に前記アセンブリ要素（１４）を挿入することによって、前記アセンブリ中空本体の内部の方向への前記可撓性ブレード（２０）の同時的な撓曲が実現されて、前記可撓性ブレードが、前記可撓性ブレードの前記クリップ固定フックが前記アセンブリ中空本体の対応する開端部開口（１２１）内にクリップ固定されることにより前記アセンブリ要素に前記アセンブリ中空本体が連結される位置に戻るまで、前記アセンブリ中空本体の内部の下方に前記アセンブリ要素が下げられる、ステップと、
ｂ／前記取外し可能ロック手段（４１、４２）を使用して前記開端部開口の（１２１）内にクリップ固定された状態に各可撓性ブレード（２０）をロックするステップと、
を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載のアセンブリを分解するための方法であって、
ａ１／前記取外し可能ロック手段（４１、４２）を取り外すことにより、前記開端部開口（１２１）内にクリップ固定される前記クリップ固定フックを有する各可撓性ブレード（２０）をロック解除するステップと、
ｂ１／前記開端部開口の外部から各可撓性ブレード（２０）の前記クリップ固定フックに径方向力を印加することにより、前記可撓性ブレードを前記アセンブリ中空本体の内部の方向へと同時に撓曲させて、前記クリップ固定フックをクリップ解除させるステップと、
ｃ１／並進移動により前記アセンブリ中空本体（１２）の内部から前記アセンブリ要素（１４）を引き抜くステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記アセンブリ要素は、複数の可撓性ブレードを備え、前記複数の可撓性ブレードの前記クリップ固定フックは、前記アセンブリ中空本体の開端部開口内に個別にクリップ固定され、ロックされ、前記ステップｂ１／は、アクチュエータの同時作動により実施され、前記アクチュエータは、好ましくは１つの同一の心合わせカラー上に取り付けられ、前記開端部開口の中の１つに個別に対面するように配置される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
高速中性子炉、好ましくは液体金属冷却高速中性子炉またはガス冷却高速中性子炉における請求項１に記載のアセンブリ（１）の使用であって、液体金属は、ナトリウム、鉛、または鉛−ビスマスから選択される、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第４世代炉として知られるグループの一部を構成する液体金属冷却高速中性子原子炉、特に液体ナトリウムＦＮＲまたはＳＦＲ（ナトリウム高速炉）として知られる液体ナトリウム冷却高速中性子原子炉に挿入されることが意図されたアセンブリに関する。
【０００２】
第一に、本発明は、ＡＳＴＲＩＤと呼ばれる第４世代炉の仏国技術実証炉プロジェクトにおいて短期間にわたり使用可能な燃料アセンブリを提供しようと試みる。
【０００３】
より具体的には、本発明は、六角形断面管から構成されたアセンブリ中空本体とＳＦＲ用の燃料アセンブリの上部中性子遮蔽体（ＵＮＳ）の本体との間に非溶接連結部を提供しようと試みる。この連結部は、アセンブリ内に燃料ピンの束が存在する状態で作製され得る。
【０００４】
本発明が目指す燃料アセンブリは、回路タイプの炉、すなわち中間熱交換器および一次ナトリウム冷却材ポンプ手段が容器の外部に配置された炉において使用可能であるのとまさに同様に、一体型タイプの原子炉、すなわち一次ナトリウム冷却材回路およびポンプ手段が熱交換器をさらに収容する容器内に完全に収容された原子炉においても使用され得る。
【０００５】
アセンブリとは、原子炉に装填されるおよび／または原子炉から除去される組み立てられたユニットである。
【０００６】
燃料アセンブリとは、原子炉に装填されるおよび／または原子炉から除去される、燃料要素を備えるアセンブリである。
【０００７】
液体ナトリウムＦＮＲタイプまたはＳＦＲタイプの燃料アセンブリとは、液体ナトリウムＦＮＲまたはＳＦＲと呼ばれる液体ナトリウム冷却高速中性子原子炉内で照射されるように設計された燃料アセンブリである。
【０００８】
主要な意図された用途、すなわち原子炉用の燃料アセンブリを参照として説明がなされるが、本発明は、反射材、側部中性子遮蔽体（ＬＮＳ）、制御棒、試験アセンブリ、追加の安全デバイス等の、原子炉用の任意のタイプのアセンブリに対して適用され得る。
【背景技術】
【０００９】
ナトリウム高速炉（ＳＦＲ）内で使用されることが意図された燃料アセンブリは、特に液体ナトリウムが中を通過し得るように特定の機械構造物を有する。
【００１０】
「フェニックス」の名称で知られるＳＦＲにおいて既に使用されている燃料アセンブリ１を図１に示す。
【００１１】
第一に、長手方向軸Ｘに沿った細長形状のかかるアセンブリ１が、六角形断面の管またはケーシング１０を備え、この管またはケーシング１０は、アセンブリの把持ヘッドを形成する上方部分１１と、本体１４を有する上部中性子遮蔽体（ＵＮＳ）デバイスと、燃料ピン１２０を囲むアセンブリの中空本体を構成する中央部分１２とを備える。アセンブリのヘッド１１は、中で開口する中央開口１１０を備え、一般的には溶接によりＵＮＳまたは中央部分１２に連結される。
【００１２】
上部中性子遮蔽体デバイスは、炭化ホウ素Ｂ４Ｃおよび／または鋼などの中性子吸収材料のブロック１４０を収容する。このデバイスの役割は、中性子束を減少させ、内部および一次容器のヘッドを保護することである。ＵＮＳの本体１４は、一般的には溶接により中央部分１２に連結される。
【００１３】
また、アセンブリ１は、六角形ケーシング１０の延長部にアセンブリのフットを形成する下方部分１３を備える。アセンブリのフット１３は、炉心のダイアグリッド（支持部）のガイドソケットに垂直方向に挿入され得るように、円錐形または円形に形作られた遠位端部１５を有する。アセンブリのフット１３は、その周縁部に中へと開口する開口１６を備える。
【００１４】
したがって、燃料アセンブリが設置構成にある場合に、すなわち燃料アセンブリが炉心内に装填される際に占める位置にある場合に、燃料アセンブリは、雄形状であるアセンブリ１のフット１３は、炉のダイアグリッドの開口に挿入され、したがってアセンブリ１の長手方向軸Ｘが垂直方向にある状態でアセンブリ１をその開口内に保持する。
【００１５】
一次冷却材ナトリウムは、アセンブリ１のケーシング１０の内部を循環し、したがって熱伝導により燃料ピンによって放出された熱を搬送する。したがって、ナトリウムは、フット１３の開口１６を通して導入され、燃料ピンの束に沿って通過した後にヘッド１１の中央開口１１０を通して出現する。
【００１６】
アセンブリの中央部分１２は、複数の核燃料ピン１２０を備える。各ピンは、封止された円筒状被覆管の形態をとり、その内部では核分裂燃料（または親燃料）ペレットのカラムが積層され、その中において熱を放出する核反応が行われる。全てのカラムが、核分裂（または親）ゾーンと通常呼ばれるものを画成し、これは、アセンブリ１の高さの約中間に位置する。
【００１７】
１つの同一の炉の全てのアセンブリが、ダイアグリッド上に垂直方向に配置されて、コンパクトな六角形状セルグリッドを有する炉心を形成する。
【００１８】
ダイアグリッド上で定位置に位置するアセンブリは、典型的には２つの隣接し合う六角形状断面ケーシングの対向し合う面間において数ｍｍだけ、それらのベース（フット）において相互から離間される。
【００１９】
この間隔は、炉が動作中である間、アセンブリの全高にわたって実質的に一定に維持される必要がある。
【００２０】
これは、２つの隣接し合う燃料アセンブリ間の間隙の狭まりが、反応の上昇すなわち出力の急激な増加に即座につながり、これが、過熱、閉塞等の重大な結果を招き炉心溶融事故につながり得るからである。
【００２１】
これを防ぐために、既存のＳＦＲでは、アセンブリのケーシングの上方部分において核分裂ピンの直上にスペーサデバイス１２１を追加することが慣例的に知られている
【００２２】
一般的に、これらのデバイスは、ダイアグリッドの上方に突出するアセンブリの高さの約２／３の高さに等しい高さに位置決めされる。
【００２３】
「ストラップ」と通常呼ばれるこれらのスペーサデバイスは、本質的にアセンブリ本体の外部に突出するボス、すなわち追加的な厚さ部分からなる。ケーシングの六角形断面の各面は、ボス（ストラップ）を備える。
【００２４】
かかるスペーサストラップは、緊急停止制御棒に、より具体的にはパッドリングと呼ばれるリングの外周部上に、実質的には「パッド」と通常呼ばれる内部追加的厚さ部分と同一の長手方向レベルにて見られる。
【００２５】
燃料アセンブリでは、中央部分１２とＵＮＳ本体１４との間またはＵＮＳ本体１４とグリッパヘッド１１との間に形成される連結部は、特定数の要件を満たす必要がある。特に、液体ナトリウム冷却原子炉アセンブリ専用のアセンブリでは、連結部は、以下の主要要件を満たす必要がある。
ｉ／  連結部は、アセンブリの製造および組立てに適合性を有する必要がある。
ｉｉ／  連結部は、動作段階およびハンドリング段階の最中の力に対する耐久性を有する必要がある。
ｉｉｉ／  連結部は、一次冷却材ナトリウム回路内において移動体を発生させる必要がない。
【００２６】
「フェニックス」および「スーパーフェニックス」の名称でそれぞれ知られるＳＦＲ用の燃料アセンブリの場合には、この連結部は、溶接によって形成された。溶接を用いないこの連結部に関する製造フィードバックは、完全には満足のいくものではなかった。この溶接部は、実現が困難であるばかりでなく、試験体を使用して試験されるため、試験体の製造と結果が入手可能となる時点との間における遅延が生じる。さらに、燃料ピンの束は、六角管内において定位置に配置され、その後、溶接連結部が、この管と構成要素質量との間で全面にわたり作製されるため、保護を伴った溶接と、溶接、検査、または修理作業の最中に多大な時間およびコストを要するアセンブリのハンドリングが必要となる。最後に、定位置に燃料ピンの束がある状態でなされた溶接の欠陥は、アセンブリ全体のロスにつながる。
【００２７】
現時点では、ＡＳＴＲＩＤ炉用に想像される燃料アセンブリの場合には、新規燃料中に存在する同位元素は、フェニックスアセンブリおよびスーパーフェニックスアセンブリの場合よりもはるかにより高い放射能および熱を発生する。したがって、オペレータに放射線防護を与えることが重要な課題となる。実際に、六角形管１２およびＵＮＳ本体１４が共に溶接されるべき場合にそうであるように、燃料ピンがアセンブリ内に位置する状態において、オペレータが溶接を行い溶接部を検査することは論外である。
【００２８】
他方で、中央部分１２およびアセンブリのフット１３を共に溶接することが実施され、その後にピンがアセンブリ内に取り付けられる。
【００２９】
したがって、溶接の実施後にピン束が定位置に配置されることと、この配置の実施後に実施および検査がより容易である非溶接作業のみが実施されることとが推奨される。
【００３０】
この推奨はなおさら必要になる。なぜならば、ＡＳＴＲＩＤの場合に、ＥＭ１０タイプのフェライト鋼から作製された中央部分を使用することにより、ＵＮＳがこの例ではオーステナイト鋼である別のタイプの鋼から作製されることによって、高温溶接後安定化熱処理作業がさらに必要となるからである。
【００３１】
スーパーフェニックスアセンブリで燃料補給を受けるために実施された研究は、この問題の解決策として、特許文献１に詳述されるようなＵＮＳ１４と中央部分１２との間のプレス連結部を提案している。このタイプの連結では、中央部分の六角形ケーシングが、その各面の中間部において球状パンチにより変形され、したがってＵＮＳの面に機械加工された凹部内に押し込まれる。
【００３２】
この解決策は、軸方向に（ＵＮＳおよび六角形ケーシングの一方が他方の内部に押し込まれる程度に）使用可能な空間と、ＵＮＳを変形させるリスクを伴わずに良好なプレス形状を保証可能にする鋼ＵＮＳの大きな厚みとを与えられたスーパーフェニックスアセンブリの形状に比較的よく適する。しかし、このプレス連結部は、十分な引抜き強度をプレス連結部に与えるのに十分な深さを有するＵＮＳ凹部内に位置することが必要となり、プレス段階の最中におけるこのプレス連結部の変形が排除されるように十分な厚さをＵＮＳが有することが必要となる。
【００３３】
ここで、本発明者らは、計画されるようなＡＳＴＲＩＤ炉の専用アセンブリのＵＮＳの本体の厚さが、このタイプの連結部を信頼性のあるものにするには小さすぎると分析している。例えば、プレス作業が、ＵＮＳを変形させる重大なリスクを示す。プレスが、引戻り式カウンタパンチを付与することにより実現可能である場合でも、この連結部の機械的完全性は、ハンドリング荷重を模した引張（引抜き）試験を介して確認される必要がある。スーパーフェニックスアセンブリに比べてより小さなヘビーゲージプレートの厚さと、ＵＮＳのこのより小さな厚みによってより小さくなる凹部深さとを前提とした場合に、本発明者らは、連結部の機械強度がより低くなることが予想され得ると考えている。
【００３４】
結果として、前述の主要要件ｉ／およびｉｉ／が満たされることはないため、ＡＳＴＲＩＤ専用の燃料アセンブリの場合には、ＵＮＳとアセンブリ（六角形管）の本体との間にプレス加工連結部を形成することは、技術的に考えられないと本発明者らは考えている。
【００３５】
スーパーフェニックス設計研究の場合に予想される溶接に対するもう１つの代替的な解決策は、ペグ連結部を形成することであった。このタイプの連結は、中央部分にＵＮＳの本体を押しこむことにより実現されて、燃料アセンブリの中空本体を形成し、ＵＮＳのオリフィスにペグを強制的に挿入することによりこれらの２つの要素を共に接合する。面ごとに複数のペグが、十分な機械強度を実現するために必要となる。
【００３６】
しかし、ペグを嵌入することは、ＡＳＴＲＩＤ専用の燃料アセンブリおよび停止制御棒のアセンブリヘッドならびにパッドリングの場合と同様に、構成要素が小さな厚さのものである場合にはこの構成要素の内面において構成要素を変形させるリスクを伴う。また、ペグの締まり嵌めは、高精度の差し向かい位置決め許容度を必要とするが、これは、組立てのために構成要素間に必要とされる隙間との適合性が無いことは疑いの余地がない。したがって、前述の要件ｉ／との適合性が保証されない場合がある。
【００３７】
さらに、ペグ使用アセンブリは、ペグの中の１つが紛失するまたは外れ、それにより本体が、一次冷却材ナトリウム内で移動し、したがって炉の安全性および操作性に関して深刻な結果をもたらす可能性をもたらすという重大なリスクを伴う。換言すれば、前述の要件ｉｉｉ／が満たされない場合がある。
【００３８】
特許文献２は、高速中性子炉用の燃料アセンブリにおける、六角形断面を有する中央部分とアセンブリヘッドとの間の連結のための溶接に対する代替的解決策に関する。公表されたこの解決策は、アセンブリヘッドと中央部分との間の連結のために装着クランプを使用することにある。これらのアセンブリヘッドおよび中央部分は、位置合わせされ、平坦接触面に沿ってそれらの端部により当接状態におかれる。ヘッドおよび中央部分の各面上には、断面において制約を有する空洞が、構成要素の厚さ部分に機械加工される。クランプが装着されることにより、クランプは、ヘッドのおよび中央部分の空洞に嵌入し、螺合により固定され、したがって２つの要素が共に接合される。
【００３９】
このクランプ連結解決策は、ＡＳＴＲＩＤ炉用のアセンブリの場合には考えられないと本発明者らは考えている。具体的には、第一に、相互嵌通のない付き合せ継手連結は、特に連結部が動作時の炉の側方荷重下において曲げ応力を被る場合に、機械強度要件ｉｉ／を満たすことができない。さらに、このクランプ連結は、空洞部を機械加工することが可能となるのに十分な厚さを有するアセンブリヘッドを必要とする。本発明者らの推定によれば、約１０ｍｍの厚さが必要となる一方で、ＡＳＴＲＩＤ専用の燃料アセンブリのアセンブリヘッドに使用可能な厚さは約５ｍｍのみにすぎない。最後に、クランプのねじ固定部は、機械応力荷重下において、それらの固定部が螺脱状態になり、結果として、連結喪失およびアセンブリの引抜きが不可能になることに加えて、ナトリウム中において移動体の発生が、およびしたがって場合によっては部分閉塞により引き起こされるアセンブリの冷却損失などの深刻な結果がもたらされる可能性があるというリスクを伴う。螺合連結は、ロック溶接を追加することによってよりしっかりしたものにすることが可能であるが、本発明者らの推定によれば、この措置は、十分な信頼性の保証を与えるものではない。ねじまたはクランプの喪失を防止するための信頼性のある機械的解決策は、その特許内にはそれ以上記載がない。したがって、要件ｉｉ／およびｉｉｉ／は、ねじにより固定された装着されたクランプを使用したこのタイプの連結には合致し得ない。
【００４０】
特許文献３は、アセンブリ本体の２つのパーツ間の連結部に対しての適用が想定されるものではない、加圧水型原子炉用の制御機構の２つのアセンブリ案内管間の分解可能連結部を開示している。この連結部は、炉の水中下において不可視状態で多数の組立動作／分解作業を実施するために意図される。２つの管の一方は、２つの可撓性ブレードを備え、それらの厚い端部が、第２の管内部の空洞内に掛かる。この連結部は、可撓性ブレードの端部に対して管の軸に沿って圧力を印加することにより分解される。ブレード同士が共にクリップ留めされる位置におけるブレードの機械ロックは、管内部のリングにより実現される。また、このリングは、２つの管を相互に対して心合わせさせる機能を有する。この連結部を分解する手段は、ブレードの端部に対して同時に軸方向圧力を印加することを必要とする。この連結部は、連結部における軸方向隙間を排除するために２つの管間に戻しばねを使用することを必要とする。リングのおよびばねの嵌着は、容易ではない場合がある。
【００４１】
さらに、制御棒の、ならびにより具体的にはフェニックス炉およびスーパーフェニックス炉の停止制御棒の場合には、パッドリングと棒の中央部分（アセンブリ本体）との間の連結は、中央部分の２つのセクション上で溶接を行うことにより通常は実施される。
【００４２】
この場合に、ＡＳＴＲＩＤのいわゆる「低ボイド効果炉心」の設計は、溶接連結が維持された場合には、アセンブリの頂部の方向に束がオフセットし、したがってパッドリングと中央部分との間の溶接部においてより高い線量がもたらされる。これは、特に目標耐用年数がフェニックスまたはスーパーフェニックスに比べてより長いということに留意した場合には、束下の溶接部の完全性を危険にさらす。したがって、本明細書において上述した要件ｉｉ／は、溶接連結を用いた停止制御棒に対して保証され得ない。さらに、中央部分およびリングが同一グレードの鋼から作製されるスーパーフェニックス停止制御棒アセンブリとは異なり、ＡＳＴＲＩＤ用の停止制御棒アセンブリの中央部分は、タイプＥＭ１０のフェライト鋼であることが予想されるが、対応するパッドリングは、グレード３１６Ｔｉのオーステナイト鋼であることが予想される。したがって、これらの２つの構成要素を接合する溶接は、追加的な高温安定化処理を必要とする。結果として、ＡＳＴＲＩＤ専用の停止制御棒の製造は、前述の要件ｉ／に合致する保証を欠いたさらなるリスクを伴う。
【００４３】
したがって、中央部分とパッドリングとの間の溶接連結は、ＡＳＴＲＩＤ専用のアセンブリ（停止制御棒）については満足のゆくものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】仏国特許発明第２５４４１２２号明細書
【特許文献２】特開平０７−２６０９７３号公報
【特許文献３】中国特許出願公開第１０４５７５６２９号明細書
【特許文献４】仏国特許出願公開第３０４０２３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４５】
したがって、特に前述の要件ｉ／〜ｉｉｉ／を満たすためにおよび燃料ピンの束が燃料アセンブリ内に存在する状態で連結部が形成され得るように、ならびに連結されることとなる要素の壁厚さが小さい場合において、燃料アセンブリのＵＮＳと中央部分（アセンブリ本体）との間の、またはＳＦＲタイプの高速中性子原子炉用の制御棒の、より具体的には停止制御棒のパッドリングと中央部分（アセンブリ本体）との間の既存の非溶接連結部に対する代替案を提供する必要性が依然としてある。
【００４６】
本発明の目的は、この必要性を少なくとも部分的に満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
このために、本発明の１つの主題は、原子炉、特に液体ナトリウム冷却高速中性子炉ＳＦＲに挿入されることが意図されたアセンブリであって、
長手方向軸Ｘに沿って細長形状であるアセンブリ中空本体であって、中空本体の壁部が少なくとも１つの開端部開口を備える、アセンブリ中空本体と、
中空本体に少なくとも部分的に挿入され、少なくとも１つの可撓性ブレードを備えるアセンブリ要素であって、この少なくとも１つの可撓性ブレードの自由端部が、中空本体の内部から開端部開口と協働してクリップ固定するクリップ固定フックの形状に形作られ、中空本体にアセンブリ要素を連結する、アセンブリ要素と、
開端部開口内にクリップ固定された可撓性ブレードをロックするための少なくとも１つの取外し可能ロック手段であって、可撓性ブレードが撓曲するのを防止し、したがってアセンブリ要素と中空本体との間の連結をロックすることを可能にする、少なくとも１つの取外し可能ロック手段と
を備える、アセンブリである。
【００４８】
したがって、本発明は、本質的にはこのアセンブリ本体の外部から取外し可能である機械ロック部を用いて、アセンブリ要素の可撓性ブレードの厚自由端部のクリップ固定連結を、アセンブリ本体の内部から確立することにある。
【００４９】
本発明による解決策の利点は、多数あり、以下のものを含む。
【００５０】
ＳＦＲタイプの炉専用の燃料アセンブリの場合は以下の通りである。
背景技術の章で詳述したような溶接、プレス加工、およびペギング（ピンニング）という既知の解決策と比較した場合に、連結部を製造、適格化、および場合によってはさらに熱機械的にサイズ設定することが簡単である。要件ｉ／が、本発明による連結およびロッキングを用いることにより燃料アセンブリに関して満たされる。
先行技術のプレス加工解決策との比較による、軸方向牽引下におけるアセンブリヘッド（ＵＮＳを収容した）の低滑動性、またはいずれの場合でも、可撓性ブレードの厚端部と六角形断面管からなるアセンブリ本体の開端部開口との間の側方隙間の範囲に限定された滑動。要件ｉｉ／が、本発明による連結およびロッキングを用いることにより燃料アセンブリに関して満たされる。
既知の溶接連結およびプレス連結とは異なり、燃料アセンブリの照射後に分解可能連結が場合によって可逆的になること。これによりアセンブリヘッドを複数回にわたり再利用することが可能となり得る。この副産物は、経済的削減と、廃棄量の削減となる。
既知のペギング解決策（ペグ喪失リスクを伴う）とは異なり、炉の一次冷却材回路内における移動体の発生リスクがないこと。要件ｉｉｉ／は、本発明による連結およびロッキングを用いることにより燃料アセンブリに関して満たされる。
アセンブリ本体（六角形管）に六角形ストラップ補強スリーブを連結するために、特許文献４による解決策に対して本発明による連結を適用することが可能であること。
【００５１】
ＳＮＦタイプ原子炉専用の原子炉停止制御棒の場合は以下の通りである。
パッドリングとアセンブリ本体（六角形管）との間に溶接連結がなく、したがって製造が容易になり、要件ｉ／が満たされること。
アセンブリヘッドに至る範囲まで六角形管の単一部分が完全状態のまま存在し、それによりアセンブリ本体の良好な機械完全性が確保され、要件ｉｉ／が満たされること。
アセンブリ本体（六角形管）に六角形ストラップ補強スリーブを連結するために特許文献４による解決策に対して本発明による連結を適合化することが可能であること。また、補強スリーブは、ストラップに対してオフセットして位置し得るパッドを備える。
【００５２】
有利には、クリップ固定フックは、可撓性ブレードの自由端部の厚部分により形成される。
【００５３】
有利な一実施形態によれば、中空本体は、六角形断面のものであり、六角形の各面ごとに１つの開端部開口を備え、アセンブリ要素は、各開端部開口内にクリップ固定される可撓性ブレードを備える。
【００５４】
有利には、取外し可能ロック手段は、ロッキングねじからなり、ロッキングねじは、可撓性ブレードに螺入された位置において、ブレードが撓曲し非クリップ状態になるのを防止し得る。
【００５５】
実施形態の第１の代替形態によれば、各可撓性ブレードは、アセンブリ要素の厚さを切り込むことにより形成される。
【００５６】
この第１の代替形態によれば、アセンブリ本体の壁部は、ロッキングねじが中空本体の外部から通り、ねじ頭が収容されるのを可能にするように設計された少なくとも１つの開端部ボアを備える。
【００５７】
第２の代替形態によれば、各可撓性ブレードは、固定ねじによりアセンブリ要素に装着および固定される。
【００５８】
この第２の代替形態によれば、各固定ねじが、螺入位置において、アセンブリ要素および／または可撓性ブレードに溶接される。
【００５９】
有利には、アセンブリ要素は、少なくとも１つの空洞を備え、クリップ固定フックは、ブレードが撓曲位置にある場合にこの空洞内に留まった状態になることが可能であり、ロッキングねじは、フックに螺挿され、ブレードが中にクリップされると空洞内に収容されて、ブレードが撓曲するのを防止する。
【００６０】
直前に述べたアセンブリは、核燃料アセンブリを構成し得るものであり、中空本体は、燃料ピンを被覆するケーシングを形成する中央部分であり、アセンブリ要素は、上部中性子遮蔽体（ＵＮＳ）デバイスまたはアセンブリのグリッパヘッドを形成する上方部分である。
【００６１】
したがって、このアセンブリは、特に反射材アセンブリ、側部中性子遮蔽体（ＬＮＳ）アセンブリ、停止および／または制御棒、試験アセンブリ、追加の安全デバイス、緩和アセンブリの中から選択された非燃料アセンブリを構成し得る。
【００６２】
このアセンブリが停止および／または制御棒である場合に、アセンブリ要素は、ケーシングを形成する中空本体内部に挿入されたいわゆるパッドリングであり、ケーシングは、その外部周縁部上に、少なくとも１つのスペーサプレートとプレートの各側に少なくとも１対の開端部開口とを備え、パッドリングは、その内部周縁部上に、少なくとも１つのパッドと少なくとも１対の可撓性ブレードとを備え、少なくとも１対の可撓性ブレードは、対のブレードの各クリップ固定フックが開端部開口の中の１つとのクリップ固定において協働するように配置される。
【００６３】
また、本発明は、本明細書において上述したアセンブリを組み立てるための方法であって、
ａ／並進移動によりアセンブリ中空本体にアセンブリ要素を挿入することによって、中空本体の内部の方向への可撓性ブレードの同時的な撓曲が実現されて、可撓性ブレードが、中空本体の外部に向かって、可撓性ブレードのフックが中空本体の対応する開端部開口内にクリップ固定されることによりアセンブリ要素に中空本体が連結される位置に戻るまで、中空本体内部の下方にアセンブリ要素が下げられる、ステップと、
ｂ／取外し可能ロック手段を使用して開端部開口の内にクリップ固定された状態に各可撓性ブレードをロックするステップと
を含む、方法に関する。
【００６４】
また、本発明は、本明細書において上述したアセンブリを分解するための方法であって、
ａ１／取外し可能ロック手段を取り外すことにより、開端部開口内にクリップ固定されるフックを有する各可撓性ブレードをロック解除するステップと、
ｂ１／開端部開口の外部から各可撓性ブレードのフックに径方向力を印加することにより、可撓性ブレードを中空本体の内部の方向へと同時に撓曲させて、フックをクリップ解除させるステップと、
ｃ１／並進移動によりアセンブリ中空本体の内部からアセンブリ要素を引き抜くステップと
を含む、方法に関する。
【００６５】
好ましくは、ステップａ１／〜ｃ１／は、１００℃超の温度にて実施されて、連結部の隙間に存在する残留液体金属、ＳＦＲの場合であればナトリウムの凍結を防止する。
【００６６】
有利には、径方向力は、フックの軸に対して垂直な力であり得る。
【００６７】
アセンブリ要素が、複数の可撓性ブレードを備え、複数の可撓性ブレードのフックが、中空本体の開端部開口内に個別にクリップ固定され、ロックされる場合に、ステップｂ１／は、好ましくはアクチュエータの同時作動により実施され、アクチュエータは、好ましくは１つの同一の心合わせカラー上に取り付けられ、開端部開口の中の１つに個別に対面するように配置される。
【００６８】
本発明による連結部は、ＡＳＴＲＩＤ炉の六角形断面管などの管状断面アセンブリの本体と、いずれもＡＳＴＲＩＤ専用である、燃料アセンブリの場合にはＵＮＳ本体または停止制御棒の場合にはパッドリングとの間の連結部の存在を必要とする任意のタイプの原子炉に適用可能である。この連結部は、あらゆる高速中性子炉（ナトリウム、ガス、鉛、鉛−ビスマス等）に対応し得る。
【００６９】
本発明による連結部は、アセンブリ（アセンブリ本体、吸収剤ロッド本体、ＵＮＳ本体、試験用カプセル本体、差圧デバイス等）を構成する管状本体と、これらの要素の形状（六角形、円筒形、矩形等）とは無関係にこの管状要素の端部への挿入または連結が必要な別のアセンブリ要素（フット、ヘッド、パッドリング等）との間の任意の連結部に対してより一般的に適用可能である。
【００７０】
本発明は、一例を使用して燃料アセンブリおよび停止制御棒に関して説明するが、全ての他のアセンブリ（反射材、ＬＮＳ、制御棒、緩和アセンブリ、試験アセンブリ等）にも適用可能である。
【００７１】
本発明のさらなる利点および特徴が、非限定的な例示として示され以下の図面を参照とする本発明の詳細な説明を読むことにより、さらに明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】ＳＮＦナトリウム冷却原子炉において既に使用されている先行技術による燃料アセンブリの外部斜視図である。
【図２】図１に示すアセンブリの断面図である。
【図３】本発明による連結部がアセンブリ本体を構成する中央部分とＵＮＳ本体との間に作製された、燃料アセンブリの一部の外部斜視図である。
【図３Ａ】アセンブリ本体とＵＮＳ本体とが連結される前のアセンブリ本体の外部斜視図である。
【図３Ｂ】アセンブリ本体とＵＮＳ本体とが連結される前のＵＮＳ本体の外部斜視図である。
【図４】図３と同一の要素の斜視図である。
【図４Ａ】図３Ａと同一の要素の斜視図である。
【図４Ｂ】図３Ｂと同一の要素の斜視図である。
【図５Ａ】可撓性ブレードがＵＮＳ本体中への切削により製造される例において、燃料アセンブリの本発明によるロッキングがロック位置にある状態における、可撓性ブレード連結部の実施形態の第１の代替形態の概略長手方向断面図である。
【図５Ｂ】可撓性ブレードがＵＮＳ本体中への切削により製造される例において、燃料アセンブリの本発明によるロッキングが組立過程にある状態における、可撓性ブレード連結部の実施形態の第１の代替形態の概略長手方向断面図である。
【図６Ａ】可撓性ブレードがＵＮＳ本体上に取り付けられる例において、燃料アセンブリの本発明によるロッキングがロック位置にある状態における、可撓性ブレード連結部の実施形態の第２の代替形態の概略長手方向断面図である。
【図６Ｂ】可撓性ブレードがＵＮＳ本体上に取り付けられる例において、燃料アセンブリの本発明によるロッキングが組立過程にある状態における、可撓性ブレード連結部の実施形態の第２の代替形態の概略長手方向断面図である。
【図７】パッドリングが組立て位置にある状態における、パッドリングの領域内の中央部分を示す図である。
【図７Ａ】パッドリングが組立て位置にない状態における、パッドリングの領域内の中央部分を示す図である。
【図８】パッドリングが組立て位置にある状態における、パッドリングの領域内の中央部分を示す図である。
【図８Ａ】パッドリングが組立て位置にない状態における、パッドリングを示す図である。
【図９】本発明による中空構成要素内に組み付けられた要素を挿入解除する方法を示す図である。
【図１０】本発明による中空構成要素内に組み付けられた要素を挿入解除する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
明瞭化のために、先行技術および本発明による燃料アセンブリおよびストラップスペーサデバイスの同一の要素を示す同一の参照符号が、図１〜図１０の全てにわたって使用される。
【００７４】
本願の全体を通じて、「垂直な」、「下方の」、「上方の」、「底部の」、「頂部の」、「の下方の」、「の上方の」という用語は、燃料アセンブリが原子炉内部で垂直構成にあるような燃料アセンブリを基準として理解されるべきである。
【００７５】
先行技術に関する図１および図２は、背景技術の章で既に詳細に説明しており、したがって以降ではコメントしない。
【００７６】
アセンブリ中空本体１２（中央部分）と燃料アセンブリのＵＮＳであるアセンブリ要素１４との間の本発明による非溶接連結部が、図３〜図４Ｂにおいて種々の角度から図示される。中央部分１２およびＵＮＳ１４は、組立位置においておよび個別に図示される。
【００７７】
厚部分２１が、ＵＮＳの可撓性ブレード２０の端部に形成され、組立位置においてすなわちＵＮＳ本体１４が中央部分１２に挿入される場合には、中央部分の開端部開口１２２内にクリップする。好ましくは、図示するように、厚部分２１の下方部分は、ＵＮＳ１４が六角形管の端部に係入するときに、ブレード２０が撓曲するのを容易にするように面取りされる。
【００７８】
図５Ａ〜図６Ｂに示すように、厚部分２１が、管１２の開口１２２内にクリップ固定すると、ＵＮＳ１４の上方部分上に製造されたショルダ２２が、管１２の頂部と当接状態になるが、厚部分２１の上方部分上に製造されたショルダ２４は、開口１２２の上方エッジ１２４に対して当接状態になる。
【００７９】
図示するこの代替形態によれば、中空構成要素１２からのＵＮＳの引抜きは、ブレードの端部に位置するショルダ２４により画定された厚部分２１の不連続プロファイルによって防止される一方で、中空構成要素１２へのＵＮＳのさらに深い挿入は、中空構成要素の外部断面と実質的に同等である中空構成要素への挿入用に設計されたヘッドの上方の外部断面を有する、ＵＮＳ１４のショルダ２２により画定されたプロファイルによって防止される。
【００８０】
このようにすることで、所望に応じて燃料アセンブリの製造およびサイズ設定を著しく簡易化し得る非溶接連結部が得られる。さらに、移動体（ねじ、ペグ等）が一次冷却回路に導入された状態になるリスクが回避される。
【００８１】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、可撓性ブレード２０は、アセンブリ要素１４の厚さが小さい場合には、アセンブリ要素１４へと切削される。
【００８２】
代替的には、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、要素１４が十分な厚さを有する場合には、ブレード２０は、固定ねじ４０を使用して要素１４に装着され得る。連結部が組み立てられると、固定ねじ４０は、管１２の存在によってそれ自体において固定される。
【００８３】
図５Ａおよび図６Ａに示す組立位置では、可撓性ブレード２０は、要素１４が中空構成要素１２に挿入された後に追加されるロッキングねじ４２によって機械的にロックされる。
【００８４】
図５Ａの代替形態では、ロッキングねじ４２は、管１２にこの目的のために設けられた穴１２３を通りブレード２０中に形成されたタッピング２３内へと螺入し、このタッピング２３は、クリップ固定位置にブレード２０がある場合にはタッピング１２３の対向側に位置する。
【００８５】
図６Ａの代替形態では、ブレードが撓曲するのを防止するためにねじ４２によりブレードをロックすることが、ねじ４２の端部がアセンブリ要素１４の本体に対して当接状態になることによって実現される。
【００８６】
ロッキングねじ４２が使用される場合には、ロッキングねじ４２が偶発的に緩むのを防止ししたがってアセンブリ内におけるロッキングねじ４２の位置を保護するために、保持溶接を実施することが必要となる。このねじ４２は機械強度機能を有さず、したがって、このねじを緩ませるリスクは最小限である。さらに、このねじの紛失が、連結の喪失に必ずしもつながらない。ねじ４２のヘッドが、ケーシング１２のまたは可撓性ブレード２０の厚さ内に収められ、それによりこのヘッドが、ケーシングにより形成された体積を越えて延在しないことが、設計により確保されるように注意が払われる。
【００８７】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、可撓性ブレード２０は、厚部分２１の全周縁部にわたり数ミリメートルの長さの張り出し部２５を備える。この張り出し部２５の役割は、ケーシングの開端部開口１２２を最も良好に覆い、したがって液体金属のためのある種の迷路を形成し、したがってこの開口を通る金属の漏れを最小限に抑えることが可能となる。
【００８８】
図７Ａ〜図８Ａは、パッドリング１７と中空構成要素１２との間の停止制御棒における本発明による非溶接連結部を示す。パッド１８は、中空構成要素１２のスペーサストラップ１２１と同一平面内に位置する。これらの２つの構成要素が、別個におよび組立位置において図示される。
【００８９】
この例では、組立位置において厚部分２１が中空構成要素内におけるリングの上方移動および下方移動の両方に対してパッドリングの位置をロックするように、２つの逆方向に向いた２つの可撓性ブレード２０が、リング１７の同一面上に存在する。
【００９０】
本発明による連結部の別の利点は、照射されても、本発明によるアセンブリを非常に容易に分解することが可能である点である。したがって、例えば中央部分よりもはるかにより少ない放射を受けているアセンブリヘッドが、再利用されることにより、経済的な観点および廃棄管理の観点における節減につながり得る。
【００９１】
本発明による組み立てられた２つの要素を挿入解除する１つの方法が、図９および図１０に示される。この例では、アクチュエータ３０を支持するカラー３が、中空構成要素１２の周囲に挿入される。アクチュエータ３０の個数は、可撓性ブレード２０、２１の個数と等しい。各アクチュエータは、ブレード２０の厚部分２１に対面して位置決めされる。
【００９２】
アセンブリが分解されるべき場合に、アクチュエータ３０は、同時に作動され、したがって各ブレードの厚部分２１に対して径方向圧力を印加し、それにより要素１４は、もはや中空構成要素１２に対して連結されず、上方並進移動を介して引き抜かれ得る。
【００９３】
他の代替形態および改良形態が、本発明の範囲から全く逸脱することなく生み出され得る。
【００９４】
したがって、図示する実施形態では、可撓性ブレードはロッキングねじによりロックされるが、内部の可撓性ブレード中にこの目的のために設けられた溝内に収容された内部弾性リングを使用することにより、可撓性ブレードが撓曲するのを防止することを予期することも可能である。
【００９５】
本発明は、既述の例に限定されない。特に、図示する例の特徴は、図示しない実施形態の代替形態へと相互に組み合わされ得る。
【００９６】
「１つを備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ａ）」という表現は、逆のことが明示されない限り、「少なくとも１つを備える」を意味するものとして理解されたい。
【符号の説明】
【００９７】
１  燃料アセンブリ
３  カラー
１０  管、ケーシング、六角形ケーシング
１１  上方部分、グリッパヘッド
１２  中央部分、六角形管、アセンブリ中空本体、中空構成要素
１３  下方部分、フット
１４  本体、ＵＮＳ本体、ＵＮＳ、アセンブリ要素
１５  遠位端部
１６  開口
１７  パッドリング、リング
１８  パッド
２０  可撓性ブレード
２１  厚部分
２２  ショルダ
２３  タッピング
２４  ショルダ
２５  張り出し部
３０  アクチュエータ
４０  固定ねじ
４２  ロッキングねじ
１１０  中央開口
１２０  燃料ピン
１２１  スペーサデバイス、スペーサトラップ
１２２  開端部開口
１２３  穴、タッピング
１２４  上方エッジ
１４０  ブロック
【図１】
2019049527.tif 000003
【図２】
2019049527.tif 000004
【図３】
2019049527.tif 000005
【図３Ａ】
2019049527.tif 000006
【図３Ｂ】
2019049527.tif 000007
【図４】
2019049527.tif 000008
【図４Ａ】
2019049527.tif 000009
【図４Ｂ】
2019049527.tif 000010
【図５Ａ】
2019049527.tif 000011
【図５Ｂ】
2019049527.tif 000012
【図６Ａ】
2019049527.tif 000013
【図６Ｂ】
2019049527.tif 000014
【図７】
2019049527.tif 000015
【図７Ａ】
2019049527.tif 000016
【図８】
2019049527.tif 000017
【図８Ａ】
2019049527.tif 000018
【図９】
2019049527.tif 000019
【図１０】
2019049527.tif 000020
【外国語明細書】
2019049527000001.pdf