JPH01229998A - 原子燃料集合体 - Google Patents

原子燃料集合体

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JPH01229998A
JPH01229998A JP63055836A JP5583688A JPH01229998A JP H01229998 A JPH01229998 A JP H01229998A JP 63055836 A JP63055836 A JP 63055836A JP 5583688 A JP5583688 A JP 5583688A JP H01229998 A JPH01229998 A JP H01229998A
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JP
Japan
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control rod
rod guide
guide tube
fuel assembly
nuclear fuel
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JP63055836A
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Itaru Yokota
至 横田
Nobuyuki Ueno
信行 上野
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Nuclear Fuel Industries Ltd
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Nuclear Fuel Industries Ltd
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    • 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
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は原子燃料集合体、特に集合体の伸び量を低残し
、燃料設計を容易ならしめた加圧水型原子炉(PWR)
用燃料集合体に関するものである。
(従来の技術) 従来の原子燃料集合体は第5図に示す如く燃料捧(1)
、制御棒案内管(2)、炉内計装用案内管(3)、支持
格子(4)、上下部ノズル(5)、 (6)、押えばね
(力からなっており、第6図に示すように支持格子(4
)の燃料棒挿通セル(1)′内の所定数の選択されたセ
ル位置は制御棒案内管挿通セル(2)′として燃料棒に
替えて前記制御棒案内管(2)が挿通され、また中央部
付近には炉内計装用の案内管を挿通ずるセル(3)′が
形成され、前記炉内計装用案内管(3)が挿通されて集
合体に構成されている。
そして、燃料棒(1)および制御棒案内管(2)、更に
炉内計装用案内管(3)は上部ノズル(5)と下部ノズ
ル(6)間に位置する複数個、例えば7〜9個の支持格
子(4)で各燃料棒(1)、制御棒案内管(2)、炉内
計装用案内管(3)間に夫々所定の間隔をもって正方格
子状に配列支持されている。
叙上のような第5図で示される燃料集合体の構成におい
て、その支持格子(4)は通常、最上部および最下部の
2個所で制御棒案内管(2)に固定されているか、また
は別のタイプの燃料集合体ではすべての支持格子位置で
制御棒案内管(2)に固定されている。
そのため、燃料棒が照射により成長すると、その軸方向
の伸び量は一般に制御棒案内管の伸び量より大きいので
、支持格子を介して制御棒案内管に伝わり、固定された
支持格子間の制御″ill棒案内答案内管棒の伸び量に
応じて伸びる。そこで支持格子が制御棒案内管の最上部
、最下部の両端で固定されている場合には、その支持格
子間の燃料棒の伸び量が制御棒案内管を伸張させること
により、集合体の伸びに直接影響する。また、すべての
支持格子を固定している場合にもその効果は同じで燃料
棒の伸びはひとしく集合体の伸びにつながる。
そして、この集合体の伸び量は原子力発電の経済性向上
を目脂して現在、有効な方策と考えられている高燃焼度
までの使用にあたってはさらに増加するものと思われる
。
若し、集合体の伸び量が大きいと最悪の場合、集合体上
部の押えばね(7)が第5図における上部炉心板(8)
と過度に干渉し、変位量が過大になって健全性が損なわ
れる。と云って、この過度の干渉を避けるために集合体
の全長を短くすると、上部の押えばねは燃料寿命中にわ
たるより大きな変位量に対応して上昇する冷却材流によ
る燃料集合体の浮き上がりの防止を確保しなければなら
ないが、これは極めて厳しい設計条件となる。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は上述の如き実状に対処し、支持格子と制?’f
U棒案内管との相互関連に着目し、これを究明すること
により、上記燃料集合体の伸び量を低減し、前記矛盾を
解消することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 即ち、上記目的に適合する本発明の特徴とするところは
、前述の如き第5図図示の燃料集合体において、特にそ
の最下部又は実質的に最下方に位置する複数の支持格子
のみを制御棒案内管に固定せしめることにある。
また、上記第5図図示の如き燃料集合体において支持格
子と制御棒案内管との固定を、最下部支持格子の制御棒
案内管セルにスリーブ管を溶接してこれに制御棒案内管
を一体拡管手段によって固定せしめ、他の支持格子は制
御棒案内管に固定することなく摺動可能とすること、更
に最上部支持格子に制御棒の外径より稍大きい内径をも
つガイド管を溶接し、軸方向の移動は制限することなく
、横方向の動きを制限したことにある。
ここで、支持格子と制御棒案内管との固定は、例えば支
持格子に溶接やロー付などによって冶金結合されたステ
ンレス鋼製短尺中空管であるスリーブの中に制御棒案内
管を嵌挿し、両者型なった部分の一部を専用治具を用い
て同時に外方に膨らませ、塑性変形させることによって
軸方向に固定する、いわゆるバルジ法が適用されるのが
普通であるが、支持格子材質としてジルカロイ−4が用
いられた時は、支持格子と制御棒案内管または支持格子
に冶金結合されたジルカロイ−4製短尺中空管のスリー
ブと制御棒案内管が直接、溶接などの冶金結合を施され
ることもある。
また、制御棒案内管の支持格子対応位置上下に所定の間
隔をおいて、移動制限のためフエルールなどのストッパ
一部材を設けることもあるが、フェルールの固定もやは
り上記バルジ法が適用される。
(作用) 上述の如く最下部又は実質的に最下方に近く位置する支
持格子のみを制御棒案内管に固定せしめたことにより燃
料棒が照射成長し、伸びたとしてもその変位が制御棒案
内管に伝わることはなく、従って、燃料集合体は何ら影
響を受けることはない。
特に最下部の外、その上の支持格子を固定することによ
り冷却材流に対する強度を増加する。
また、最下部、更に最上部支持格子の制御棒案内管挿通
セルにスリーブまたはガイド管を付設することにより集
合体の横剛性を強化し、かつ最上部では支持格子と制’
<′In棒案内管の摺動部の構造強度をより高めること
となる。
(実施例) 以下、更に添付図面を参照し、本発明の具体的実施例を
説明する。
第1図は本発明に係る燃料集合体の1例を示す概要説明
図で、燃料棒(1)、制御棒案内管(2)、支持格子(
4)を夫々、実際は第5図、第61に示す如く複数であ
るが、略画的に各体宛又は幾つか例を示し、制御棒案内
管(2)の上下に夫々上部ノズル(5)。
下部ノズル(6)を配している。
しかして、本発明燃料集合体は上記の集合体において、
最下部の支持格子(4a)のみを制御棒案内管(2)に
固定(9)シた集合体である。
従って、他の支持格子(4)は制御棒案内管(2)に固
定されることなく、そのため、燃料棒(1)が伸びても
その変位が制御棒案内管(2)に伝わることはない。
しかし、このように最下部の支持格子(4a)以外は制
御棒案内管に対し摺動可能であるが、支持格子の過度な
移動を防ぐために第2図に示すように上下にフェルール
00)を固定している。勿論、最上部の支持格子にも図
示していないが、同様にフェルールを支持格子上下に設
けている。
なお、支持格子と制御棒案内管の固定(9)は前述の如
き普通はバルジ法によって行われる。即ち、最下部支持
格子に溶接したスリーブ管(11)を制御棒案内管(2
)と局所的に一体拡管させるものである。
また第2図に示すフェルールの固定もやはりバルジ法が
適用可能である。
第3図および第4図は前記実施例の別の応用例を示して
おり、第3図では最下部の支持格子およびその上の支持
格子の2つを固定している。これは固定支持格子数を所
期の目的、効果を阻害しない範囲において増やして冷却
材流に対する強度増加をねらったものである。
又、第4図は最上部支持格子の制御棒案内管位置に制御
棒案内管(2)の外径とほぼ等しい内径をもつガイド管
02)を支持格子の上または下に溶接し、これに制御棒
案内管(2)を嵌挿した状態で、最上部支持格子は制御
棒案内管に対し摺動可能な構造であるが、最上部支持格
子と制御棒案内管の摺動部の構造強度を高めて集合体の
横剛性の強化を意図するものである。
かくして、燃料棒が照射成長し、伸びを示しても支持格
子と制御棒案内管は最下部または実質的に最下部に位置
する支持格子のみで固定されているにすぎないため、そ
の伸び量が制御棒案内管を伸張させるに至らず、従って
集合体の伸びに直接影響を与えることがなく、集合体の
伸びに起因する種々の問題点を解決することができる。
(発明の効果) 本発明は以上のように原子燃料集合体において最下部ま
たは実質的に最下方に位置する複数の支持格子のみを制
御棒案内管に固定せしめ、他の支持格子は固定すること
なく摺動可能となしたものであり、最下部または実質的
に下方の支持格子以外では支持格子は制御棒案内管に対
し摺動可能状態にあるので、燃料棒が照射成長してもそ
の伸びは支持格子の摺動により吸収されて集合体は何ら
その影響を受けることがなく、また集合体の伸び量は支
持格子の燃料棒保持力の影響を受けにくくなるので、燃
料設計時の伸び予測解析が簡素化されると共に、伸び量
が低減することから上部押えばねの設計も楽になり、材
料の選択幅が広がり、現行の燃料設計製造技術に基づく
改良に頗る顕著な効果を有し、原子力発電の経済性向上
に対処しその有効さが期待される高燃焼度までの使用の
面でもその実効が期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る燃料集合体の1例を示す要部説明
概略図、第2図はフェルール固定態様を示す説明図、第
3図は本発明の他の実施例の要部概略図、第4図は最上
部支持格子と制御棒案内管の結合態様の1例を示す説明
図、第5図は燃料集合体の構成例を示す一部省略正面概
要図、第6図は燃料棒、制御棒案内管等の配置例を示す
支持格子横断面図である。 (1)・・・燃料棒1(2)・・・制御棒案内管。 (3)・・・炉内計装用案内管。 (4)・・・支持格子、(5)・・・上部ノズル。 (6)・・・下部ノズル、  (10)  ・・・フェ
ルール。 (11)・スリーブ管、  (12)  ・・・ガイド
管。 特許出願人  原子燃料工業株式会社 、7−メ 代理人 弁理士  宮  本  泰  −゛、  ノ第
1図     第2I2I

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の長尺燃料棒を互いに平行に正方格子状に配列
    して軸方向に所定の間隔で配置させた複数個の支持格子
    で横方向移動を拘束し、上記燃料棒の正方格子状配列の
    少なくとも一部の個所には燃料棒に替えて長尺中空の制
    御棒案内管を置換、嵌挿させ、かつ上記制御棒案内管の
    上下端には夫々燃料棒の上下端を区画する上部ノズル、
    下部ノズルを取り付けてなる原子燃料集合体において、
    最下部または実質的に最下方に位置する複数の支持格子
    のみを前記制御棒案内管に固定せしめたことを特徴とす
    る原子燃料集合体。 2、複数の長尺燃料棒を互いに平行に正方格子状に配列
    した軸方向に所定の間隔で配置させた複数個の支持格子
    で横方向移動を拘束し、上記燃料棒の正方格子状配列の
    少なくとも一部の個所には燃料棒に替えて長尺中空の制
    御棒案内管を置換、嵌挿させ、かつ、上記制御棒案内管
    の上下端には夫々燃料棒の上下端を区画する上部ノズル
    、下部ノズルを取り付けてなる原子燃料集合体において
    、最下部支持格子の制御棒案内管セルに溶接されたスリ
    ーブ管に制御棒案内管を一体拡管手段によって固定せし
    め、他の支持格子を制御棒案内管に固定することなく摺
    動可能となしたことを特徴とする原子燃料集合体。 3、請求項2記載の原子燃料集合体において、最上部の
    支持格子に制御棒案内管の外径より稍大きい内径をもつ
    ガイド管を溶接し、軸方向の移動は制限することなく、
    横方向の動きを制限せしめたことを特徴とする原子燃料
    集合体。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5821193A (ja) * 1981-07-31 1983-02-07 三菱原子力工業株式会社 原子燃料集合体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5821193A (ja) * 1981-07-31 1983-02-07 三菱原子力工業株式会社 原子燃料集合体

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