(57)【要約】本発明は、下端構造と、上部ノズル（５）を備える下端構造と、複数の燃料棒と、複数の案内シンブル（３）とを備える燃料アセンブリに関する。上部ノズルは、通路と、前記通路内の環状の溝（１０）とを備える。スリーブ（１１）が、案内シンブル（３）を上部ノズル（５）に取り付けるために設けられる。スリーブは、少なくとも３つのスロット（１２）を有し、少なくとも３つの張り出し部（１３）を有する。各々の張り出し部（１３）は２つの終端を有し、スロット（１２）の２つの間に延びる。張り出し部（１３）の終端の少なくとも１つは、それぞれのスロット（１２）から距離（ｄ）の位置まで延びる。本発明はまた、燃料アセンブリに使用するための案内シンブル装置（９）に関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端構造（６）と、
上部ノズル（５）を備える上端構造と、
複数の細長い燃料棒（２）と、
前記下端構造（６）から前記上部ノズル（５）まで長手方向に延びる複数の長手方向に延びた案内シンブル（３）であって、前記上部ノズル（５）は、該上部ノズル（５）を通して延びる通路と、前記通路に形成される環状の溝（１０）とを備える、案内シンブル（３）と、
前記案内シンブル（３）を前記上部ノズル（５）に取り付けるための細長いスリーブ（１１）と、
を備える、加圧水型原子炉のための燃料アセンブリ（１）であって、
前記スリーブ（１１）は、該スリーブ（１１）の上端部において少なくとも３つのスロット（１２）を有し、各々のスロット（１２）は前記スリーブ（１１）の上端から下方に延び、前記スリーブ（１１）の上端部は少なくとも３つの張り出し部（１３）を備え、前記スリーブ（１１）が前記通路内の拡張した固定された位置にある場合、前記張り出し部（１３）は前記環状の溝（１０）に着座し、各々の前記張り出し部（１３）は、２つの終端を有し、かつ、前記スロット（１２）の２つの間に延び、前記張り出し部（１３）の終端の少なくとも１つはそれぞれの前記スロット（１２）から距離（ｄ）の位置まで延びる、加圧水型原子炉のための燃料アセンブリ（１）。
【請求項２】
前記張り出し部（１３）は、それぞれの終端において端部を有し、前記端部は、前記張り出し部（１３）に沿った縦断面および横断面において湾曲形状を有する、請求項１に記載の燃料アセンブリ（１）。
【請求項３】
前記張り出し部（１３）の両端は、それぞれの前記スロット（１２）から距離（ｄ）の位置まで延びる、請求項１または２に記載の燃料アセンブリ。
【請求項４】
前記張り出し部は、隣接するスロット（１２）の各対の間に１つの張り出し部（１３）があるように設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料アセンブリ。
【請求項５】
前記張り出し部（１３）は、円周方向に互いに間隔をあけて設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料アセンブリ。
【請求項６】
前記スリーブ（１１）は、長手方向に沿って半径方向に見て、壁厚を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料アセンブリ。
【請求項７】
前記張り出し部（１３）の終端と、前記スロット（１２）との間の距離（ｄ）は、前記スリーブ（１１）の壁厚と少なくとも等しい長さである、請求項６に記載の燃料アセンブリ。
【請求項８】
前記張り出し部（１３）の終端と、前記スロット（１２）との間の距離（ｄ）は、前記スリーブ（１１）の壁厚より２または３倍長い、請求項６に記載の燃料アセンブリ。
【請求項９】
前記スリーブ（１１）の壁厚は、０．２０〜０．５０ｍｍの範囲である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の燃料アセンブリ。
【請求項１０】
前記スリーブ（１１）は、３、４、５または６個のスロット（１２）を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の燃料アセンブリ。
【請求項１１】
前記張り出し部（１３）は、縦断面において見て、円筒形の輪郭を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料アセンブリ。
【請求項１２】
案内シンブル（３）と、該案内シンブル（３）を燃料アセンブリの上部ノズル（５）に取り付けるように構成される細長いスリーブ（１１）と、を備える案内シンブル装置（９）であって、前記上部ノズル（５）は、環状の溝（１０）を有する少なくとも１つの通路を備え、前記スリーブ（１１）は、該スリーブ（１１）の上端部において少なくとも３つのスロット（１２）を有し、各々のスロット（１２）は、前記スリーブ（１１）の上端から下方に延び、前記スリーブ（１１）の上端部は、少なくとも３つの張り出し部（１３）を備え、前記スリーブ（１１）が、前記通路内の拡張した固定された位置にある場合、前記張り出し部（１３）は前記環状の溝（１０）に着座し、各々の前記張り出し部（１３）は２つの終端を有し、かつ前記スロット（１２）の２つの間に延び、前記張り出し部（１３）の終端の少なくとも１つは、それぞれの前記スロット（１２）から距離（ｄ）の位置まで延びる、案内シンブル装置（９）。
【請求項１３】
前記張り出し部（１３）の両端は、それぞれの前記スロット（１２）から距離（ｄ）の位置まで延びる、請求項１２に記載の案内シンブル装置（９）。
【請求項１４】
前記スリーブ（１１）は、長手方向に沿って半径方向に見て、壁厚を有し、前記張り出し部（１３）の終端と、前記スロット（１２）との間の距離（ｄ）は、前記スリーブ（１１）の壁厚と少なくとも等しい長さである、請求項１２に記載の案内シンブル装置（９）。
【請求項１５】
前記スリーブ（１１）の壁厚は、０．２０〜０．５０ｍｍの範囲である、請求項１２に記載の案内シンブル装置（９）。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料アセンブリにおける請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の案内シンブル装置（９）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の特徴部分に係る加圧水型原子炉のための燃料アセンブリに関する。本発明はまた、請求項１１に記載の特徴部分に係る案内シンブル装置および燃料アセンブリにおける該案内シンブル装置の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、アセンブリの長さに沿って間隔をあけられ、案内シンブルに取り付けられたスペーサによって一緒に保持された複数の細長い燃料要素または燃料棒および案内シンブルを備える、加圧水型原子炉のための燃料アセンブリを開示している。上部および下部のノズルは、反対端において燃料棒の端部の上および下にわずかに延び、案内シンブルに固定される。
【０００３】
上部ノズルは取り外し可能であり、上部ノズルを通して延びる通路と、前記通路に形成される環状の溝とを備える。
【０００４】
案内シンブル装置は、案内シンブルと、案内シンブルを上部ノズルに取り付けるように構成される細長いスリーブと、を備える。スリーブは、該スリーブの上端部にスロットを有する。各スロットは前記スリーブの上端から下方に延び、スリーブの上端部は肩部または張り出し部を備える。スリーブが通路内の拡張した固定された位置にある場合、張り出し部は、上部ノズルにおける前記通路に含まれる環状の溝に着座する。各々の張り出し部は２つの端部を有し、スロットの２つの間に延びる。各々の張り出し部は円周方向に張り出し部の輪郭（外形、ｐｒｏｆｉｌｅ）を有する。
【０００５】
上部ノズルは取り外し可能なように燃料アセンブリに接続される。これは、いくつかの理由のために必要である。例えば燃料棒を取り替えることが必要な場合、燃料棒にアクセスする必要性がある。燃料アセンブリは、上部ノズルにより燃料アセンブリを持ち上げることによって原子炉内および原子炉外に運ばれる。このことは、上部ノズルを案内シンブルに接続する取り付け構造が、燃料アセンブリの重量を保持するのに十分な強度を必要とすることを意味する。
【０００６】
機械的取り付け機能とは別に、案内シンブルはまた、連鎖反応をいつでも制御するように使用される吸収材または制御棒を収容するのに役立つ。これらの制御棒は、上部ノズルを通して案内シンブル内に挿入され、この目的のために通路を有する。制御棒は、強制的に可能な限り迅速に案内シンブル内に挿入される。再度、取り付け構造はこれらの力に耐えるのに十分であることが重要である。
【０００７】
特許文献２は、案内シンブルのスリーブ上の張り出し部が異なる輪郭を有する燃料アセンブリを記載している。記載されている張り出し部は、例えば取り付けスレッド（図４）を有する矩形の輪郭（図３）、または双円錐の輪郭（図５）を有し得る。
【０００８】
従来技術に記載されている全ての張り出し部は円周方向においてスロット間に延びる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４，６３１，１６８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６１７，１７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、燃料アセンブリの上部ノズルにおいて案内シンブル装置の取り付けを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、最初に定義される案内シンブル装置であって、張り出し部の少なくとも１つの終端がそれぞれのスロットから一定の距離の位置まで延びることを特徴とする、案内シンブル装置によって達成される。
【００１２】
張り出し部のこの新規の輪郭の１つの効果は、案内シンブル装置が、張り出し部が直線になり始める前に、より大きい軸荷重に耐え得ることである。これにより、案内シンブルの上部ノズルへの取り付けの強度を増加させる。
【００１３】
改良された設計を有する利点は、スリーブの円筒形部分が張り出し部の少なくとも１つの側を通過させることであり、この領域における材料が、張り出し部が直線になり始め得る前に、張力の降伏点を超えなければならない。従って、張り出し部は、より高い荷重に耐えることができる。張り出し部の既存の設計において、張り出し部は降伏点に到達する前に直線になり始め得る。上記で説明したように、この結果、原子炉プラントにおいて改良された安全性を生じる。
【００１４】
改良された張り出し部は、結合する他の部分を再設計する必要を有さずに既存の取り付け構造において使用され得る。
【００１５】
従来技術において、張り出し部の異なる輪郭が前記取り付けを改良するために設計されている。記載されている全ての張り出し部は、円周方向においてスロット間を延びる。張り出し部が２つの終端から構成され、それによって、張り出し部の少なくとも１つの終端がそれぞれのスロットから一定の距離の位置まで延びることにより、取り付けの強度が改良され得るという示唆は与えられていない。
【００１６】
本発明はさらに、最初に定義される案内シンブル装置であって、張り出し部の少なくとも１つの終端がそれぞれのスロットから一定の距離の位置まで延びることを特徴とする、案内シンブル装置に関する。
【００１７】
本発明はまた、燃料アセンブルにおける案内シンブル装置の使用に関する。
【００１８】
本発明の一実施形態において、張り出し部はそれぞれの終端において端部を有し、その端部は、張り出し部に沿って縦断面および横断面において湾曲形状を有する。このような湾曲は、スリーブの強度をさらに向上させ、張り出し部およびスリーブの変形に対する耐性を増加させる。このように、上部ノズルの通路におけるスリーブの取り付けがさらに向上する。
【００１９】
本発明の一実施形態において、張り出し部の両端はそれぞれのスロットから一定の距離の位置まで延びる。別の実施形態において、張り出し部の一端はそれぞれのスロットから一定の距離の位置まで延びる。
【００２０】
本発明の別の実施形態において、張り出し部は、隣接するスロットの各対の間に１つの張り出し部があるように設けられる。
【００２１】
本発明の一実施形態において、張り出し部は、円周方向に互いに間隔をあけて設けられる。
【００２２】
本発明の一実施形態において、スリーブは、長手方向に沿って半径方向に見て、壁厚を有する。
【００２３】
張り出し部の終端とスロットとの間の距離は材料の軸強度にとって重要であり得る。本発明の一実施形態において、その距離は、スリーブの壁厚と等しい長さであるか、または少なくとも等しい長さである。別の実施形態において、その距離は、スリーブの壁厚より２または３倍長いか、あるいはそれ以上長い。
【００２４】
スリーブの壁厚はまた、材料の軸強度にとって重要であり得る。本発明の一実施形態において、壁厚は０．２０〜０．５０ｍｍの範囲である。
【００２５】
スリーブはいくつかのスロットに分けられてもよい。本発明の一実施形態において、スリーブは３、４、５または６個のスロットを有する。
【００２６】
張り出し部の輪郭は変化させてもよい。本発明の一実施形態において、張り出し部は縦断面で見て円筒形の輪郭を有する。
【００２７】
ここで、本発明を種々の実施形態の詳細によって、および添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】加圧水型原子炉のための燃料アセンブリの側面図を示す。
【図２】図１における燃料アセンブリの上部ノズルに対する案内シンブル装置の取り付けの部分的断面図を示す。
【図３】図２に示される部分の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は加圧水型原子炉のための燃料アセンブリ１を示す。燃料アセンブリ１は、燃料アセンブリ１の長さに沿って間隔をあけられ、案内シンブル３に取り付けられたスペーサ４によって一緒に保持される複数の細長い燃料棒２および案内シンブル、または案内管３を備える。上部ノズル５および下部ノズル６は、反対端において燃料棒２の端部の上および下にわずかに延び、案内シンブル３に固定される。上部ノズル５は、直立した側壁８を有する横方向に延びるアダプタプレート７を備える。側壁８によって規定される開口部内に、案内シンブル３において制御棒を垂直方向に移動するのに導入可能な従来の棒クラスター制御アセンブリ（図示せず）が存在する。
【００３０】
図２および３は上部ノズル５に存在する案内シンブル装置９の一部を示す。上部ノズル５は、その上部ノズル５のアダプタプレート７を通して延びる複数の通路を備える。環状の溝１０が各々の通路に形成される。案内シンブル装置９は、案内シンブル３と、案内シンブル３の上端に設けられる細長いスリーブ１１とを備える。細長いスリーブ１１は円筒形であり、スリーブ１１の上端部においてスロット１２を有する。スロット１２はスリーブ１１の上端から下方に延びる。張り出し部１３がスロット１２から距離ｄで配置されるスロット１２の間に設けられる。張り出し部１３は円筒形のスリーブ１１から外側に突出する。距離ｄのおかげで、張り出し部１３の端部とスロット１２との間に位置する円筒形領域１４が存在する。固定部材１５が上部ノズル５の上からスリーブ１１内に導入される。
【００３１】
案内シンブル３に含まれるスリーブ１１は、案内シンブル３の一体化した部分であってもよい。スリーブ１１はまた、任意の手段によって、例えば図２に示すような塑性変形
によってスリーブ１１に取り付けられた案内シンブル３の別個の部分であってもよい。
【００３２】
開示される実施形態において、上記のように、張り出し部１３の両端は、それぞれのスロット１２から距離ｄの位置まで延びる。張り出し部１３の一端のみを、それぞれのスロット１２から距離ｄの位置まで延びさせてもよい。
【００３３】
図３に部分的に見られ得るように、各々の張り出し部１３は、張り出し部１３のそれぞれの終端において端部を有する。それぞれの終端を画定するまたは含む端部は、半径方向で見て、湾曲形状を有する。さらに、端部の各々は、張り出し部に沿った縦断面（長手方向断面）および横断面において湾曲形状を有する。
【００３４】
張り出し部１３は、１つの張り出し部１３が隣接するスロット１２の各対の間にあるように設けられる。張り出し部１３は、代替として、２つの張り出し部１３が、隣接するスロット１２の各対の間にあるように設けられてもよいか、またはさらに３つの張り出し部１３が、隣接するスロット１２の各対の間にあるように設けられてもよい。
【００３５】
さらに、張り出し部１３は互いに間隔をあけて円周方向に設けられる。代替として、隣接する張り出し部１３は、円周方向に設けられず、スリーブ１１の上端から異なる距離で設けられる。
【００３６】
スリーブ１１は長手方向に沿って半径方向に見て、壁厚を有する。壁厚は０．２０〜０．５０ｍｍの範囲である。壁厚は、０．２５〜０．４０ｍｍの範囲または０．３０〜０．３５ｍｍの範囲であってもよい。代替として、壁厚は、０．２０〜０．３５ｍｍ、０．２０〜０．４０ｍｍ、または０．３０〜０．４０ｍｍの範囲である。
【００３７】
上述の距離ｄは、等しい長さであるか、またはスリーブ１１の壁厚と少なくとも等しい長さである。距離ｄはまた、スリーブ１１の壁厚より２倍長くてもよい。代替として、距離ｄは、スリーブ１１の壁厚より３倍長くてもよい。他の場合、距離ｄは、スリーブ１１の壁厚の１〜５倍の範囲である。
【００３８】
上記のように、スリーブ１１は、いくつかのスロット１２を備えてもよいか、またはいくつかのスロット１２に分けられてもよい。開示された実施形態において、スリーブ１１は４つのスロット１２を有する。代替として、スリーブ１１は３つのスロット１２を有してもよいか、またはスリーブ１１は５つのスロット１２もしくはそれ以上を有してもよい。
【００３９】
張り出し部１３は、少なくとも端部の間に、縦断面（長手方向断面）から見て円筒形の輪郭（外形、ｐｒｏｆｉｌｅ）を有してもよい。代替として、張り出し部１３は、矩形または双円錐の輪郭などの任意の好適な外側に突出する輪郭を有してもよい。
【００４０】
本発明は開示される実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲内で変更および修飾されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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