(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体に整合被嵌される所定寸法諸元の大形角筒状チャンネルボックスを被嵌するようにし、この際当該大形角筒状チャンネルボックスの各辺部に、所要数の外側凹陥部を凹設することによって内側凸設部を突出し、当該各辺部に形成された複数の上記内側凸設部における全周側面により、前記の小形沸騰水型原子炉用燃料体が包持されるようにしたことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法。
【請求項２】
大形角筒状チャンネルボックスの各辺部に所要数の外側凹陥部を凹設することによって内側凸設部を突出する際、上記外側凹陥部の設定位置を、その凹設による残置外側面部が、沸騰水型原子炉の炉心構成単位セルにあって、上下動する制御棒のガイドローラと摺接するように選定した請求項１に記載の沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法。
【請求項３】
所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体に整合被嵌される所定寸法諸元の小形角筒状チャンネルボックスを被嵌するようにし、この際当該小形角筒状チャンネルボックスの各辺部における全内周面を削除することにより肉薄として拡成内周面を形成し、当該拡成内周面に、前記の大形沸騰水型原子炉用燃料体が嵌合されるようにしたことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は沸騰水型原子炉用燃料体に角筒状のチャンネルボックスを被嵌して沸騰水型原子炉用燃料集合体を形成するための被嵌方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既知の通り、沸騰水型原子炉に使用される沸騰水型原子炉用燃料集合体１は、図４に明示の如く上部タイプレート２と下部タイプレート３との間に、多数の燃料棒４ａと連結燃料棒４ｂおよび水管４ｃとからなる燃料要素４が、所定の相互間隔ｇだけ離間した併装立設の状態で連結され、さらに上記の燃料要素４は、その長手方向に離間して複数個だけ被嵌されたスペーサ５により支持されてなる沸騰水型原子炉用燃料体６を具備している。
そして、上記の沸騰水型原子炉用燃料体６における上部タイプレート２と下部タイプレート３とに、角筒状チャンネルボックス７が連装被嵌されることで、前掲沸騰水型原子炉用燃料集合体１が構成されることになる。
【０００３】
さて、上記の沸騰水型原子炉用燃料集合体１は、これまた既知の如く原子炉炉心の一部である炉心構成単位セル８を構成するため、図５に示す通り４体が用いられ、当該４体の間にあって十字に空いた隙間Ｇには、制御棒９が上下動自在なるよう挿入されることで、燃料の出力を制御できるようにしてあり、当該炉心構成単位セル８を多数整列配置することで、原子炉炉心が構成されている。
【０００４】
ここで、沸騰型原子炉には、現在４種類の炉心が採択されており、当該種類別は、図５に示す通り角筒状チャンネルボックス７の内面間における対面距離Ｌ１と、制御棒９から角筒状チャンネルボックス７までの離間距離Ｌ２と、炉心構成単位セル８の境界８ａと角筒状チャンネルボックス７との離間距離Ｌ３の寸法如何によって定められていると共に、角筒状チャンネルボックス７の種類としては、その対面距離Ｌ１が長い大形角筒状チャンネルボックスと、当該対面距離Ｌ１が短い小形角筒状チャンネルボックスの２種類が現用されている。
【０００５】
このように、沸騰水型原子炉が４種類、そして角筒状チャンネルボックスを２種類用いるようにし、前記の大形角筒状チャンネルボックスを僅少な隙間をもって被嵌することになる大形沸騰水型原子炉用燃料体と、小形角筒状チャンネルボックスを、これまた僅少な隙間をもって被嵌することになる小形沸騰水型原子炉用燃料体との２種類を設計、製作するようにし、これにより夫々大形と小形の沸騰水型原子炉用燃料集合体を得て、炉心に対し選択的に装荷するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術によるときは、沸騰水型原子炉用燃料集合体が、少なくとも大小２種類用意しなければならないことから、夫々につき核設計、構造設計、試作、部品の強度試験、熱水力試験等の全ての手続を、各別に実施しなければならず、この結果当然のことながら可成りの労力を費やすこととなり、当該各沸騰水型原子炉用燃料集合体がコスト高となっている。
【０００７】
本発明では上記従来の問題点を解消するために検討されたもので、請求項１にあっては２種類の沸騰水型原子炉用燃料体を用意するのではなく、前記した小形沸騰水型原子炉用燃料体だけを製造するようにし、これに対し前記の大形角筒状チャンネルボックスを適切に加工して残置外側面部と内側凸設部とを形成し、当該内側凸設部により、上記の小形沸騰水型原子炉用燃料体を包持して沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成するのである。
そして当該請求項１によるときは、前記の残置外側面部によって大形角筒状チャンネルボックスとしての炉心における寸法諸元の条件をも満足できるようにし、当然のことながら小形沸騰水型原子炉用燃料体に小形角筒状チャンネルボックスを被嵌して使用できることから、大形沸騰水型原子炉用燃料体の製造は廃止してしまい、このことによってこの種製品の製造に要する労力を大幅に軽減すると共に、そのコスト削減を可能にしようとしている。
【０００８】
さらに、請求項１では大形角筒状チャンネルボックスに、前記の内側凸設部を突出させるために、外側凹陥部を凹設するようにしたから、前記制御棒９の挿入される角筒状チャンネルボックス７の隙間Ｇが大となることになり、これにより炉停止余裕が改善され、核設計の自由度増加に寄与できるようにしている。
【０００９】
次に請求項２にあっては、請求項１の構成にあって、前記外側凹陥部の凹設位置を選定することで、当該凹設によって残設される残置外側面部に対して、炉心への装荷に際し、制御棒のガイドローラが摺接するようにし、これにより制御棒の上下動による炉心の出力調査が円滑に実施できるようにしている。
【００１０】
さらに請求項３にあっては、請求項１におけるチャンネルボックスの被嵌方法とは反対に、大形沸騰水型原子炉用燃料体のみを製造して、小形沸騰水型原子炉用燃料体の製造を廃止することができるようにしようとすることを目的としている。すなわち本発明では、大形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、大形角筒状チャンネルボックスを採択するときには、通常の手段で被嵌することにより沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成するが、小形角筒状チャンネルボックスを使用して炉心の構成に整合させたいときには、当該小形角筒状チャンネルボックスの内面を削除して拡成内周面を形成し、これに大形沸騰水型原子炉用燃料体を嵌合するのである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため請求項１にあっては所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体に整合被嵌される所定寸法諸元の大形角筒状チャンネルボックスを被嵌するようにし、この際当該大形角筒状チャンネルボックスの各辺部に、所要数の外側凹陥部を凹設することによって内側凸設部を突出し、当該各辺部に形成された複数の上記内側凸設部における全周側面により、前記の小形沸騰水型原子炉用燃料体が包持されるようにしたことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法を提供しようとしている。
【００１２】
次に請求項２では、上記請求項１において大形角筒状チャンネルボックスの各辺部に所要数の外側凹陥部を凹設することによって内側凸設部を突出する際、上記外側凹陥部の設定位置を、その凹設による残置外側面部が、沸騰水型原子炉の炉心構成単位セルにあって、上下動する制御棒のガイドローラと摺接するように選定したことを内容としている。
【００１３】
請求項３の場合には、所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体に対して、所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体に整合被嵌される所定寸法諸元の小形角筒状チャンネルボックスを被嵌するようにし、この際当該小形角筒状チャンネルボックスの各辺部における全内周面を削除することにより肉薄として拡成内周面を形成し、当該拡成内周面に、前記の大形沸騰水型原子炉用燃料体が嵌合されるようにしたことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法を提供しようとしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る沸騰水型原子炉用燃料体に対するチャンネルボックスの整合被嵌方法につき、図１と図２を参照して説示すると、前記のように寸法、形状が特定された所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ａを用意し、これに対して、所定寸法諸元の同図には示されていない大形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ｂ（図３参照）に整合被嵌される所定寸法諸元の大形角筒状チャンネルボックス１１Ａを被嵌するのである。
もちろん、そのままでは被嵌状態とはなし得ないが、本発明では先ず、上記大形角筒状チャンネルボックス１１Ａの全四面である各辺部１１ａにあって、所要数の外側凹陥部１１ｂを凹設することで、内側凸設部１１ｃを突設させるのである。
【００１５】
上記の凹設方法としては、適宜の手段を採択し得るが、プレス加工が好適であり、図１の実施態様では外側凹陥部１１ｂが各辺部１１ａにあって、夫々２個形成され、従って内側凸設部１１ｃも２個宛突出されており、上記外側凹陥部１１ｂの凹設により、当該加工の施されていない残置外側面部１１ｄが、各辺部１ａに両コーナ部に２個と、幅方向中央部に１個宛形成されている。
【００１６】
これに対し、図２にあっては上記の残置外側面部１１ｄが、コーナ部にあって夫々残設されていると共に、外側凹陥部１１ｂと内側凸設部１１ｃについては、各辺部１１ａに１個宛形成されており、従って、図１の内側凸設部１１ｃにおける周側面１１ｅの面積よりも、図２の内側凸設部１１ｃにおける周側面１１ｅの方が広く形成されている。
【００１７】
以上の説示から理解される通り、図１と図２にあって二点鎖線で示されているのが、大形角筒状チャンネルボックス１１Ａの内面ラインＬＡを示し、ＬＬ１がその内面ラインＬＡ間における対面距離であり、本発明にあっては前記した小形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ａが、上記の内側凸設部１１ｃにおける各周側面１１ｅ全面によって、当接包被されるよう形成されている。
【００１８】
このようにすることで、小形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ａは、大形角筒状チャンネルボックス１１Ａの全周側面ではないが、その可成り広い周側面部分と接触して被嵌される。
従って、変形加工の当該大形角筒状チャンネルボックス１１Ａによるときは、小形角筒状チャンネルボックスにより被嵌固定された場合と同等の強度で、沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成することができ、このため大形沸騰水型原子炉用燃料体を設計製造することなく、小形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ａのみの製造だけで、要求されている各種の沸騰水型原子炉を構成することが可能となる。
【００１９】
また、本発明によるときは、図示の如く制御棒９と変形加工の施された大形角筒状チャンネルボックス１１Ａとの隙間Ｇ、すなわち水ギャップが増大することにより炉停止余裕が改善されて、核設計の自由度を増加することができ、また、大形角筒状チャンネルボックス１１Ａは、変形加工による凹凸の形成でその強度をも向上できる。
【００２０】
次に請求項２にあっては、上記請求項１において前記の如く大形角筒状チャンネルボックス１１Ａの各辺部１１ａに、所要数の外側凹陥部１１ｂを凹設することで、内側凸設部１１ｃを突設させる際、当該突出位置を選定するようにしている。
すなわち、上記外側凹陥部１１ｂの設定位置を、その凹設によって決定される残置外側面部１１ｄが、沸騰水型原子炉の図５により説示した炉心構成単位セル８にあって、上下動する制御棒９のガイドローラ９ａと摺接可能なるよう選定されており、このようにすることでガイドローラ９ａと、大形角筒状チャンネルボックス１１Ａとの接触を確保し得るようになり、当該炉心の出力制御を円滑に行い得ることになる。
【００２１】
請求項３によるときは、図３の如く請求項１に比し大形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ｂのみを製造し、小形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ａの製造を不要にしようとしており、所定寸法諸元の大形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ｂに対して、所定寸法諸元の小形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ａ（図１、図２参照）に整合被嵌される所定寸法諸元の小形角筒状チャンネルボックス１１Ｂを被嵌するのである。
このため本発明にあっては、当該小形角筒状チャンネルボックス１１Ｂの各辺部１１ｆにおける内周面の全面にわたって、その肉厚が薄くなるように削除し、このことにより拡成内周面１１ｇを形成するのであり、この際その削除程度を調整することで、この拡成内周面１１ｇに、大形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ｂが丁度嵌合するようにし、当該被嵌固定の作業により、沸騰水型原子炉用燃料集合体を構成するのである。
【００２２】
図３にあって二点鎖線で示されているのが、小形角筒状チャンネルボックス１１Ｂの前記内周面を示す内面ラインＬＢであり、ＳＬ１がその内面ラインＬＢ間における対面距離を示しており、この内面ラインＬＢから、大形沸騰水型原子炉用燃料体１０Ｂが被嵌可能となるまで、前記の如く内周面を削除して実線で示されている拡成内周面１１ｇを形成することとなるが、実際上当該加工は切削手段によって行うのがよく、この際、小形角筒状チャンネルボックス１１Ｂの板厚Ｄが３〜４ｍｍ程度である場合、その切削厚ｄは０．５〜１．５ｍｍ程度となり、また切削加工により強度上の問題がある場合には、その外周側面に補強板を付加するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は以上のようにして実施し得るものであるから、請求項１によるときは、小形沸騰水型原子炉用燃料体一種のみの製造で事足り、大形沸騰水型原子炉用燃料体の製造が不要となるため、沸騰水型原子炉用燃料集合体製造に要する労力を大幅に削減して安価に提供でき、かつ制御棒挿入用の水ギャップを大とすることで、核設計の自由度をも増加させることが可能となる。
また既存の大形、小形各角筒状チャンネルボックスや複数サイクル繰り返し使用する同上チャンネルボックスは、沸騰水型原子炉用燃料体を本発明の如く一種に統一しても、これに対し有効に利用することができる。
また請求項２によるときは、大形角筒状チャンネルボックスに対する外側凹陥部の凹設位置を選定することで、制御棒による炉心の出力調整を円滑に実施できることが保証される。
【００２４】
そして請求項３によるときは、請求項１とは反対に大形沸騰水型原子炉用燃料体のみの製造ですむようにし、これと小形角筒状チャンネルボックスとの関係では、これを削設により拡成内周面を形成して、被嵌自在としたので、上記の請求項と同等の基本的効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜２に係るチャンネルボックスの整合被嵌方法を示した沸騰水型原子炉の要部を示す平面略示図である。
【図２】請求項１〜２に係る同上整合被嵌方法の他実施例を示した要部平面略示図である。
【図３】請求項３に係る同上整合被嵌方法を示した沸騰水型原子炉の要部を示す平面略示図である。
【図４】通常の沸騰水型原子炉用燃料集合体を示す一部切欠の縦断正面図である。
【図５】従来の沸騰水型原子炉における炉心構成単位セルを示した要部を示す平面略示である。
【符号の説明】
８    炉心構成単位セル
９    制御棒
９ａ  ガイドローラ
１０Ａ  小形沸騰水型原子炉用燃料体
１０Ｂ  大形沸騰水型原子炉用燃料体
１１Ａ  大形角筒状チャンネルボックス
１１Ｂ  小形角筒状チャンネルボックス
１１ａ  辺部
１１ｂ  外側凹陥部
１１ｃ  内側凸設部
１１ｄ  残置外側面部
１１ｅ  周側面
１１ｆ  辺部
１１ｇ  拡成内周面
【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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