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JPH032275B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH032275B2
JPH032275B2 JP58118386A JP11838683A JPH032275B2 JP H032275 B2 JPH032275 B2 JP H032275B2 JP 58118386 A JP58118386 A JP 58118386A JP 11838683 A JP11838683 A JP 11838683A JP H032275 B2 JPH032275 B2 JP H032275B2
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JP
Japan
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guide tube
end member
annular
ring
bulge
Prior art date
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Application number
JP58118386A
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English (en)
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JPS5920892A (ja
Inventor
Fuetore Kuroodo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of JPS5920892A publication Critical patent/JPS5920892A/ja
Publication of JPH032275B2 publication Critical patent/JPH032275B2/ja
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/02—Details
    • G21C5/06—Means for locating or supporting fuel elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G—PHYSICS
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/33—Supporting or hanging of elements in the bundle; Means forming part of the bundle for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent bundles
    • G21C3/3315—Upper nozzle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は原子炉用燃料集合体、特に加圧水冷
型原子炉用の燃料集合体に関する。さらに詳しく
は、この発明は、その構造についてその概要を後
述するこのような燃料集合体の案内チユーブの改
良に関する。
既知の水冷型原子炉用燃料集合体に関しては、
ウエスチングハウス電気株式会社へのフランス特
許第1536527号および7018102号が参照できる。こ
れらの特許に開示された型式の要素のうち、原子
炉の核燃料は、原子炉心内に配設された複数の燃
料棒が一般に正方形に並置状態で配置されされた
集合体である。数メートルの長さにわたつて延び
かつ剛性の機械的構造をもつ各燃料集合体は上方
炉心板と下方炉心板との間に支持されている。こ
の構造体は、上端部材と下端部材を有し、これら
の頂部から底部へ垂直に冷却水を循環流通させる
オリフイス、および或る数の案内チユーブを具備
し、これらの案内チユーブは、それらがスペーサ
として機能する上端部材および下端部材へのそれ
らの取付によつて燃料集合体の保持を保証する。
或る数の支持格子が各集合体に沿つて配置され、
これを横切つて案内チユーブが横断しかつ該支持
格子は正方形の細孔をもち、下端部材に自身が取
付けられた燃料棒の通過および横方向支持を果
す。
既知の方法では、前記案内チユーブは、任意の
時に連鎖反応を制御するために用いられる吸収棒
を収容するのに使用され、かつ何等かの理由で原
子炉を急速に停止したいとき、この目的のために
上端部材に開口している孔を通して出来る限り速
かに集合体内に吸収棒が挿入される。
一般に、燃料集合体の端部材は、下銹鋼、即ち
比較的高い中性子吸収性をもつ材料で造られる
が、案内チユーブははるかに小さい好適な中性子
吸収特性をもつジルカロイで造られる。この両者
の材料の相違が案内チユーブと端部材との結合問
題の解決を比較的困難にしている。
既知の構造において、ジルカロイ製案内チユー
ブを鋼部材に直接溶接することは不可能であるか
ら、案内チユーブは、上端部材の材料と匹敵する
材料で造られた中間スリーブを介して集合体の上
端部材に固定される。よつて、案内チユーブの上
部の外側面に係合しかつ案内チユーブにスリーブ
を確実に固定する或る数の機械的変形個所によつ
て取付けられた鋼製中間スリーブを用いる必要が
ある。このスリーブは、それ自身一方において上
端部材に溶接又は半田付され、他方において上部
格子に溶接又は半田付され、これによつて、構造
組立体への端部材に機械的結合を保証する。
しかし、これらの既知の装置は或る数の重大な
不利点をもつ、特に不具合燃料棒を交換するため
例えば貯水区域内で上端部材の遠隔式の分解又は
取外しの可能性に関して特に不都合がある。
一方、案内チユーブを燃料集合体の上端部材に
取外し可能に取付けるのに用いられる結合部を構
成するために、中間スリーブにねじ手段を備えた
種々の対策が採られた。理論的には、それらの装
置は取外し可能構造を有効に得ることができる
が、実際面での要求に対しては、何等批判をこう
むらない解決方法を得ることは極めて困難であ
る。よつて、要求される或る数の基準は、その最
も重要なものについては後述するが、このような
取外し可能な取付具の構造を特に困難にさせる。
従つて、使用可能な合格し得る構造の結合部と
しては、； １ ねじ締め又はねじ弛め中に案内チユーブの軸
方向捩りを起さず； ２ 組立てられる諸部品の前もつて実施する回動
的な位置決めを必要とせず； ３ 特に或る照射期間後の取外し中に、ねじ結合
部の固着を起さず； ４ 任意臨時の弛めを提供するためにこのシステ
ムの安全な制動を提供し； ５ 貯水区域内での操作状態を配慮しつつ容易な
遠隔分離ができ、並びに； ６ 自由な案内チユーブの末端取付具上への上端
部材の再導入を容易にさせること； が必要である。
この発明は、原子炉燃料集合体端部材の孔の中
に案内チユーブを取外し可能に固定する装置に関
し、これは、その設計が簡単である反面、上記の
種々の状態を満足できるものを提供することを目
的とするものである。
本発明によれば、上記の目的は以下のようにし
て解決された。即ち、原子炉燃料集合体、特に加
圧水冷型原子炉用の燃料集合体の上端部材の孔内
の案内チユーブを取外し可能に固定する装置であ
つて、案内チユーブは末端取付具を有し、末端取
付具は、上方端部がその外面に膨出部及びその内
側に円筒状内周面とを備え且つ或る数の可撓セク
タを形成するようにそのセクタの全高にわたつて
溝割られ、これらの可撓セクタは、下部に円錐形
ブツシングを備えた円筒固定リングが内部に挿入
された際の押圧作用のもとに押し広げられて上端
部材の孔の内側に設けられた環状凹所に膨出部が
係合しており、固定リングは、孔内において上端
部材に対する軸方向移動を阻止されており、且つ
固定リングの開放を遠隔的にできるように、外側
から案内される解離装置の突出部を受入れること
ができる環状円筒溝が孔の内壁に設けられたこと
である。
本発明にの上記構成によれば、固定装置は、そ
の作用が３つの部品、即ち案内チユーブの末端取
付具、固定リング、および燃料集合体の上端部材
の間で円錐形の形状部分の押圧効果を用いること
を本質とする。すなわち、末端取付具の可撓セク
タが、下部に円錐形ブツシングを備えた円筒固定
リングを内部に挿入された際の押圧作用のもとに
押し広げられて上端部材の孔の内側に設けられた
環状凹所に膨出部を係合させることである。さら
に、その実現に際しては、諸部品の接合やその回
動を行う前にこれら諸部品の角度上の位置決めを
必要とせず、これによつて、部品はすべて回動で
きそれぞれの回動位置で結合できる。この発明に
よれば、案内チユーブの末端取付具を構成する可
撓セクタを固定させるため上端部材の各内孔の周
辺に設けられた環状凹所は求める技術上の成果を
達成するために数多くの形状とすることができ
る。
例えば、この発明による装置の第１実施例によ
れば、上端部材に設けられた環状凹所が、沈み彫
状に形成され、円錐形ブツシングを有する可撓セ
クタのそれぞれの外周に浮彫り状に設けられた膨
出部の円筒状肩部と対応する。
別の変形実施例においては、上端部材に設けら
れた環状凹所が前記可撓セクタの外側面の球形状
の膨出部の輪郭と対応する中空の環状室である。
他の実施例において、上端部材の可撓セクタの
膨出部を受容する環状凹所が、環状円筒形であ
り、該可撓セクタの端部の外側面の膨出部の輪郭
と対応する形状である。
同様にして、集合体の上端部材に対し軸方向の
移動を阻止する手段には３つの異る形式がある。
第１の形式の構造においては、固定リングの軸
方向移動を阻止する手段は、上端部材と固定リン
グに互いに向き合うように形成された２つの環状
円筒形溝と弾性オーリングとから成り、弾性オー
リングはこの２つの溝によつて構成された空所内
に配置される。
第２の形式の構造においては、固定リングの軸
方向移動を阻止する手段は、本質的に固定リング
の外面に形成された環凹円筒形溝と、末端取付具
の可撓セクタの前方に設けられた脱落防止反り部
を含み、弾性オーリングがこの溝と反り部との間
に、このようにして形成された環状空所内に配設
される。
第３の形式の構造において、固定リングの軸方
向移動を阻止する手段は、前記上端部材の内孔の
入口近くの壁に形成された環状溝内に導入され
る、前記固定リングの壁に断続部分として設けら
れたリングの或る数の着座部から成る。
最後に、この発明の第２態様によれば、各案内
チユーブの末端取付具は、燃料集合体の上端部材
の前方での軸方向移動に対しその位置づけを便利
にするための当接部として作用する肩部を有す
る。
この発明を限定するものではない実施例につい
て、附図を参照しつつ、以下にこの発明を詳細に
説明する。
第１図は加圧式水冷型原子炉燃料集合体の案内
チユーブの末端取付具１を示し、この発明による
装置は前記集合体の上端部材３の孔２内に固定さ
れる。
この発明によれば、末端取付具１の上方端部４
は、外側に膨出部３０が設けられてフエルール
（口輪）状に形成され、その孔５の内側の形状は
円筒形に加工されている。さらにこのフエルール
状部分はその全高にわたつて溝割られており、或
る数のセクタ６、例えば６つの可撓セクタを備え
ている。各可撓セクタ６は、中央に円筒形肩部７
をもち、これが両側の２つの円錐形部分８，９に
連らなる外郭形状を有する。可撓セクタ６を有す
る末端取付具１の上方端部４は、上端部材３内に
案内チユーブの末端取付具１の軸方向の嵌入高さ
を形成するために上端部材３に加工された同一形
状の環状凹所１０内にその膨出部３０を介して係
合される。同じ目的のために、肩部１１は末端取
付具１のはめ合い用の安全当接部（ストツパ）と
して役立ち、かつ通常は上端部材３とは接触しな
い。
この発明によれば、末端取付具１の孔５内に導
入される円錐形ブツシング１３を有する内側円筒
形固定リング１２が可撓セクタ６を押し広げ、固
定リング１２を膨出部３０を介して環状凹所１０
に固定させる。
この固定装置を完成するために、固定リング１
２の上端部材３に対する軸方向移動を阻止する手
段が設けられ、これは本質的に、向い合つてえぐ
られた形態でそれぞれ上端部材３および固定リン
グ１２に互いに向き合うように形成された２つの
円筒形溝１４および１５を含み、これらの溝１
４，１５によつて形成された空所内に弾性オーリ
ング１６が配設され、このオーリングの移動が固
定リング１２の軸方向位置付けを保証する。
最後に、固定リング１２の開放を遠隔的に出来
るように、固定リング１２の内周面には環状の円
筒形溝１７が形成され、この中に上端部材３の外
側から突出部１８をもつ解離装置を受入れること
ができるようになされている。
第２図に示す変形例において、第１図について
述べた要素と同じ要素には同一参照数字を付す。
しかし、この場合、可撓セクタ６を受容する上端
部材３の壁に設けられた異なる環状凹所１０は、
末端取付具１の上方端部４の可撓セクタ６の外側
面上の球形セグメントに対応する球形環状中空室
である。第２図の装置の作用は全く第１図の装置
と同じである。
第３図は１変形例で、上端部材３環状凹所１０
は末端取付具１の上方端部４の浮彫状の肩部と対
応する、断面が長方形の中空円筒環状室によつて
構成される。この変形例において、末端取付具１
の上方端部４と上端部材３との間に、或る大きさ
の軸方向すき間があり、これは案内チユーブの高
さの差を補償する。
第４図に示す他の変形例において、この発明の
すべての必要な構成要素は第１図ないし第３図と
同一参照数字が再び用いられる。しかし、この場
合、案内チユーブの軸方向位置は、末端取付具１
の上方端部４の浮彫状のに設けられた膨出部３０
の上の取付ねじ山２０と、上端部材３の内壁の環
状凹所１０の領域に設けられた沈み彫り状の或る
数の円形取付けねじ山２０によつて上端部材３に
対して決定される。これらの取付ねじ山２０は、
固定リング１２が末端取付具１の孔５内部に挿入
されていない時には前記ねじ山２０同士が接触す
ることがなく、且つ挿入されているときには円錐
形ブツシング１３が可撓セクタ６を押し広げて前
記ねじ山２０同士が互いに２０に係合する。そし
て、対応するねじ山が係合されると、案内チユー
ブの末端取付具１１は固定リング１２の嵌入量の
如何に拘らず上端部材３に対して固定された軸方
向位置にある。
第５図は、この発明による固定装置の他の変形
例を示し、内孔２内の末端取付具１の末端の軸方
向位置の決定は、双円錐形をもちかつ可撓セクタ
の末端の外周縁に配置された肩部２１によつて形
成された膨出部によつて行われる。この肩部は同
一形状をもつ溝１０内に配置されかつ上端部材３
と向き合う。
第６図は、固定リング１２の軸方向の移動を阻
止する装置が他の実施例および変形例の移動阻止
装置とは相違する。第６図の場合、前記装置は、
固定リング１２の外面に形成された円筒形溝２５
と、案内チユーブの末端取付具１の可撓セクタ６
の前述の溝に面して形成された脱落防止用の反り
部２６から成る。溝２５と反り部２６間にこのよ
うにして形成された環状空所内で、弾性オーリン
グ１６は、末端取付具１の上方端部に形成された
可撓セクタ６内の、固定リング１２の直接制動を
保証する。よつて、この変形例は、固定リング１
２の解離を、末端取付具１の上方端部４と上端部
材３との間の起り得る軸方向移動から離れて考え
ることができる。
最後に、第７図は固定リング１２の軸方向移動
を阻止する装置の別の実施例を示す。この場合、
固定リング１２の内壁に設けられた符号２２で示
すような可撓性断絶部分から構成される或る数の
リング１２の着座部の助けを受けて固定状態が得
られ、前記着座部２２は、対応する断面形状をも
ちかつ前記上端部材３の孔２の壁に向き合つて配
置された環状溝２３内にはまり合う。第７図の実
施例における他の装置は、第１図のものと同じで
従つて再び説明はしない。
以上述べたすべての実施例に対する、この発明
による取外し可能な固定装置の作用は本質的に以
下の段階を含む。
案内チユーブの末端取付具１は、案内チユーブ
のフエルール状の末端取付具を形成する溝付き可
撓セクタ６の可撓性を用いることによつて任意の
方位位置で上端部材３内に導入される。末端取付
具１の上方端部４は次に、孔５内に挿入される固
定リング１２によつて可撓セクタ６の膨出部３０
が外方に押し広げられ、各溝の周縁にこの目的の
ために設けられかつ末端取付具の上方端部の形状
に対応する形状をもつ環状凹所１０に上述の方法
の１つの助けを受けて位置づけられる。必要なら
ば、肩部１１は位置決め制御当接部として用いら
れる。内側固定リング１２が次に肩部２４との接
触が得られるまで導入され、この位置はオーリン
グ１６が溝１４，１５内に係合した状態に対応
し、このようにして移動を阻止された固定リング
１２を取外すことができないことを保証する。可
撓セクタ６の異る内側の孔５に対すると同様に固
定リング１２の円錐形ブツシング１３に与えられ
た特別円錐形が固定リング１２のはめ合いを保証
し、一方この目的のために上端部材３に設けられ
た環状凹所１０内に末端取付具１の上方端部４を
支持させる。この時点において、末端取付具１の
異る可撓セクタ６が上端部材内に固定される。
必要ならば、上端部材３の環状凹所１０内の末
端取付具の僅かな位置決め修正が、円錐形ブツシ
ング１３によつて作用される半径方向圧力および
円錐形ブツシング１３とこれに接触する可撓セク
タ６の円錐部分の反作用の効果を受けて自動的に
実行される。末端取付具１に軸方向に引張にせよ
圧縮にせよ応力が作用されるとき、円筒状の孔５
と固定リング１２の円錐形ブツシング１３との接
触により発生する半径方向分力は固定リング１２
の円錐形ブツシング１３の固定を強化するから、
この発明による固定装置の自己固定性に寄与す
る。
【図面の簡単な説明】
第１部は、この発明による取外し式固定装置の
第１実施例の断面図、第２図は、第１図の実施例
の第１変形例、第３図は、前記実施例の第２変形
例、第４図は、前記実施例の第３変形例、第５図
は、前記実施例の第４変形例、第６図は、オーリ
ングによる固定リングの軸方向制動が案内チユー
ブ末端取付具の可撓セクタ上で直接に行われる形
式の変形例、第７図は、上端部材に対する固定リ
ングの軸方向移動を阻止する装置の可能な構造を
示す。 図中の符号、１…末端取付具、２…孔、３…上
端部材、４…上部、５…孔、６…可撓セクタ、７
…肩部、８，９…円錐形部分、１０…環状凹所、
１１…肩部、１２…固定リング、１３…円錐形ブ
ツシング、１４，１５…円筒形溝、１６…オーリ
ング、１７…円筒形溝、１８…突出部、２０…ね
じ山、２１…肩部、２２…断続部分、２３…環状
溝、２４…肩部、２５…円筒形溝、を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 原子炉燃料集合体、特に加圧水冷型原子炉用
    の燃料集合体の上端部材の孔２内に案内チユーブ
    を取外し可能に固定する装置であつて、案内チユ
    ーブは末端取付具１を有し、末端取付具１は、上
    方端部４がその外面に膨出部３０及びその内側に
    円筒状内周面５とを備え且つ或る数の可撓セクタ
    ６を形成するようにそのセクタの全高にわたつて
    溝割られ、これらの可撓セクタ６は、下部に円錐
    形ブツシング１３を備えた円筒固定リング１２が
    内部に挿入された際の押圧作用のもとに押し広げ
    られて上端部材３の孔２の内側に設けられた環状
    凹所１０に膨出部３０が係合しており、固定リン
    グ１２は、上端部材３の孔２内において上端部材
    ３に対する軸方向移動を阻止されており、且つ固
    定リング１２の開放を遠隔的にできるように、外
    側から案内される解離装置の突出部１８を受入れ
    ることができる環状円筒溝１７が孔２の内壁に設
    けられたことを特徴とする原子炉燃料集合体の案
    内チユーブ固定装置。 ２ 上端部材３に設けられた環状凹所１０が、沈
    み彫状に形成され、円錐形ブツシング１３を有す
    る可撓セクタ６のそれぞれの外周に浮彫り状に設
    けられた膨出部３０の円筒形肩部と対応すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の案内チ
    ユーブ固定装置。 ３ 上端部材３に設けられた環状凹所１０が前記
    セクタ６の外側面上の球形状の膨出部３０の輪郭
    と対応する中空の環状室であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の案内チユーブ固定装
    置。 ４ 上端部材３の可撓セクタ６の膨出部３０を受
    容する環状凹所１０が、環状円筒形であり、該可
    撓セクタ６の端部の外側面の輪郭と対応すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の案内チ
    ユーブ固定装置。 ５ 上端部材３の可撓セクタ６の膨出部３０を受
    容する環状凹所１０は可撓セクタ６の末端の外側
    面の膨出部３０の形状に対応する双円錐形又は長
    方形形状をもつ環状円筒室であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の案内チユーブ固定
    装置。 ６ 上端部材３の環状凹所１０の領域にはねじ山
    ２０が設けられ、末端取付具１の可撓セクタ６に
    設けた膨出部３０の外面には、固定リング１２が
    内部に挿入されていない時に前記ねじ山２０に接
    触することがなく且つ挿入されているときには前
    記ねじ山２０に係合するねじ山２０が形成された
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の案
    内チユーブ固定装置。 ７ 固定リング１２の軸方向移動を阻止する手段
    は、上端部材３と固定リング１２に互いに向き合
    うように形成された２つの環状円筒形溝１５，１
    ４と弾性オーリング１６とから成り、弾性オーリ
    ング１６はこの２つの溝によつて構成された空所
    内に配置されることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の案内チユーブ固定装置。 ８ 固定リング１２の軸方向移動を阻止する手段
    が、固定リングの外面に形成された環状円筒形溝
    ２５と、末端取付具３の可撓セクタ６の前方に設
    けられた脱落防止反り部２６を含み、弾性オーリ
    ング１６がこの溝２５と反り部２６との間に形成
    された環状空所内に配設されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の案内チユーブ固定装
    置。 ９ 固定リング１２の軸方向移動を阻止する手段
    が、前記上端部材３の孔２の入口近くの壁に形成
    された環状溝２３内に導入される、前記固定リン
    グ１２の壁に断続部分として設けられたリングの
    或る数の着座部２２から成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の案内チユーブ固定装
    置。 １０ 案内チユーブ１２の末端取付具３がその基
    部に、この集合体の上端部材内の軸方向移動に対
    しその位置決めをするための当接部として用いら
    れる環状肩部１１を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の案内チユーブ固定装置。
JP58118386A 1982-07-01 1983-07-01 原子炉燃料集合体の案内チユ−ブ固定装置 Granted JPS5920892A (ja)

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