JPH01242993A - 高速増殖炉 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は高速増殖炉に係り、特に高燃焼度、長期サイク
ル運転炉心に好適な炉心構成要素の構造に関する。

［従来の技術］ 従来の高速増殖炉では、特開昭６２−１９５５９１号に
記載のように、発熱量の比較的大きい炉心構成要素即ち
炉心燃料集合体は収納管なしとし、発熱量の比較的小さ
い炉心構成要素は収納管有りとする構造が提案されてい
る。炉心燃料集合体の例として第２図に示すものが、ま
た、収納管有りの炉心構成要素の例として第３図に示す
ものが知られている。なお、第２図のＡＡ断面を第５図
に示す。第２図の炉心燃料集合体ｌと第３図の収納管有
り炉心構成要素２を炉心で隣接させた場合、双方の上部
についているパッド３により相互の距離を保つ様にして
いるため５炉心燃料集合体１と収納管有り炉心構成要素
２は第４図に横断面で示す様な隣接関係となる。即ち、
炉心燃料集合体を構成する炉心燃料要素４の１本当りの
冷却材流路面積は、炉心燃料集合体ｌ内側では第４図中
のＳ工であるが、外周部ではＳ２あるいはＳ、で示され
る様に大きくなる。このため、炉心燃料集合体の下方か
ら流入した冷却材は流路の広い外周部に偏って流れ易く
なることから、内側の炉心燃料要素表面温度は外周部の
炉心燃料要素表面温度より高くなる。また、同様の原因
によって外周部の炉心燃料要素表面温度は、内側に面し
た方向が高く、外側に面した方向が低くなる。即ち外周
部の燃料要素における周方向温度差が顕著となる。この
様に周方向温度差が顕著になると、炉心燃料集合体内に
局部的な温度ピーキングが増大する。その結果、熱膨張
及びスウェリングによる炉心燃料要素４の湾曲が加速さ
れる等の燃料健全性上の問題が発生する。

第４図の場合は、炉心燃料集合体間及び炉心燃料集合体
と収納管有り炉心構成要素間の両方で、炉心燃料要素１
本当りの冷却材流路面積Ｓ、、Ｓ２が内側の８１よりも
大きくなっているが、炉心燃料集合体１間で生じる冷却
材流路面積Ｓ□と８２の違いの問題については、炉心燃
料集合体の断面を、インターナショナル　コンファレン
ス　オン　ファスト　ブリーダ　リアクタフェニル　パ
フォーマンス　トビカル　ミーティング（１９７９年）
のアドバンスト　コンセプト　フォー　ツユエルアセン
ブリ　デザイン　中にニス・カブラン（工ｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｆａｓｔ
　Ｂｒｅｅｄｅｒ　Ｒｅａｃｔｏｒ　Ｆｕｅｌ　Ｐｅｒ
ｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｔｏｐｉｃａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ（
１９７９）；Ａｄｖａｎｃａｄ　Ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｆ
ｏｒ　Ｆｕｅｌ　Ａｓ５ｅａ＋ｂｌｙ　Ｄｅｓｉｇｎ；
Ｓ、Ｋａｐｌａｎ、ｅｔａｌ、）が提案した第６図に示
す形状にすることにより解決することができる。この場
合、第６図に見られるように、炉心燃料集合体１は六角
コーナに設置した６本のタイロッド７でグリッドスペー
サ８の軸方向位置を固定している。また隣接する炉心燃
料集合体の間は第７図に示す様にタイロッド７同志で接
触している。炉心燃料要素４中心間の距１ｉｄ１及び炉
心燃料要素中心とタイロッド７中心との距離ｄ２は同一
であり、隣接する炉心燃料集合体中の炉心燃料要素との
距＠ｄ□とｄ□と同一である。従って、外周部の流路面
積Ｓ２と内側の流路面積Ｓ８は等しく冷却材流量の偏り
もないため、前述の燃料健全性上の問題は生じない。し
かし、この場合においても、炉心燃料集合体１と収納管
有り炉心構成要素２間の流路面積Ｓ、は、炉心燃料集合
体１の脱装苛性を考慮してタイロッド７と収納管５の間
に約ＩＩ＋ｆｉのギャップｄ４を設けているため、先の
８０及びＳ２よりも大きくなり、冷却材流量が収納管５
の外面側に偏る構造となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、上記従来技術は、収納管有り炉内構造物側にあ
る炉心燃料集合体外周部の炉心燃料要素１本当りの冷却
材流路面積Ｓ３と炉心燃料集合体内側の炉心燃料１本の
冷却材流路面積Ｓ１を同一にする点について配慮がされ
ておらず、依然として炉心燃料集合体内の温度ピーキン
グが大きく、炉心燃料要素の湾曲が加速される等の燃料
健全性上の問題があった。

本発明の課題は、炉心燃料要素１本当りの冷却材流路面
積を、炉心燃料集合体内側と収納管有り炉心構成要素側
にある外周とで同一とすることにより、燃料要素間の温
度差をなくし、健全性を向上させることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題は、収納感有り炉心構成要素と収納管無し燃料
集合体を隣接配置してなるものにおいて、前記収納管無
し燃料集合体内の各燃料要素当りの冷却材流路断面積を
等しくするための冷却材流路断面積調整部材を収納管有
り炉心構成要素と収納管無し燃料集合体の隣接境界部に
配置することにより解決される。

［作用］ 発熱量の比較的小さい収納有り炉心構成要素の収納管外
面の周方向に凹凸形状の冷却材流路断面積調整部材を設
けることにより、これに隣接する炉心燃料集合体の炉心
燃料要素１本当りの冷却材流路面積を他の炉心燃料要素
の場合と実質的に同一とすることができるため、全燃料
要素についての冷却を均一にすることができ炉心燃料要
素間の温度ピーキングおよび炉心燃料要素の湾曲を低減
することができ、従って燃料健全性が向上する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は、炉心燃料集合体１が２体と収納管有り炉心構
成要素の代表としてブランケット燃料集合体１３が１体
の隣接関係を、６角コーナーの１箇所の横断面について
部分的に示したものである。

炉心燃料集合体１にはグリッドスペーサ８の一部も示さ
れている。収納管即ち、ブランケット燃料のラッパ管１
４の６角コ一ナ一部にはタイロッド７と安定的に接触が
図れる様に凸部９と凹部１０が設けてあり、また、ラッ
パ管１４とタイロッド７の間の距離ｄ４は第７図の場合
と同じ約ｌｌ１１ｉである。炉心燃料要素４とラッパ管
１４との距！Ｉ′ｉｄ、は、ラッパ管１４側に凹部１０
及び凸部１１を設けることにより第７図の場合よりも小
さくできる。従って、第１図の実施例では炉心燃料要素
１本当りの冷却材流路面積を内部と外周部で実質的に等
しくできる。即ちＳｌとＳ、を等しくできるため、炉心
燃料集合体１内の温度ピーキング及び炉心燃料要素４の
湾曲を著しく低減でき、燃料健全性を向上させることが
できる。また、第７図の従来技術ではタイロッド７と収
納管５は線接触する構造であるが、第１図の実施例では
タイロッド７とラッパ管１４は面接触であるため、接触
部の損傷低減効果も有している。

第８図は、本発明の他の実施例を示したものである。ラ
ッパ管１４の外形は、６角コ一ナ部の凸部９及びこれに
隣接する凹部１０は第１図と同一であるが、それ以外の
部分の凸部１１を廃した構成となっている。この様に形
状が簡略されたことで、第１図の実施例よりも製造性が
向上する。その結果炉心燃料要素１本当りの冷却材流路
面積は、炉心燃料集合体１の内部の値Ｓ２よりも外周部
の値Ｓ、の方がわずかに大きくなるが、外周部の炉心燃
料要素４とラッパ管１４との距離ｄ、は第１図と等　ｌ
しく、第７図の従来技術のｄ、よりも小さくなる。

従って炉心燃料集合体内の温度ピーキング及び炉心燃料
要素の周方向温度差は減少し、湾曲を実質的に低減する
ことができる。例えば、炉心燃料集合体の発熱量が１４
．５５ＭＷ、Ｎａ流量が５３゜１ｋｇ／ｓｅｅ、炉心燃
料要素外径１０．５ｍｍ、炉心燃料要素配列ピッチ１２
．２ｏｍの場合、炉心上端高さにおける上記周方向温度
差は第７図の場合が約１２０℃であるのに対して第８図
の場合約３０℃である。この様に、本実施例によれば、
前述の温度ピーキング及び湾曲を低減して燃料健全性の
向上を図るとともに、製造性の向上も同時に図ることが
できる。

〔発明の効果］ 以上の如く、本発明によれば炉心燃料要素１本当りの冷
却材流路面積を実質的に同等とすることができるので、
炉心燃料集合体内の温度ピーキング及び炉心燃料要素の
湾曲を低減し、燃料健全性を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第８図は、本発明の一実施例の炉心構成要
素設置状態の概略を表わす部分横断面図、第２図は従来
技術による炉心燃料集合体の縦断面図、第３図は従来技
術による収納管あり炉心構成要素の一部切欠表示による
斜視図、第４図及び第７図は、従来技術の炉心構成要素
設置状態の概略を表わす部分横断面図、第５図は第２図
のＡ−Ａ矢視概略図、第６図は従来技術による炉心燃料
集合体の横断面図、第８図は本発明の他の実施例になる
炉心構成要素設置状態を示す部分横断面図である。 １・・・炉心燃料集合体、２・・・収納管有り炉心構成
要素、３・・・パッド、４・・・炉心燃料要素、５・・
・収納管、７・・・タイロッド、８・・・グリッドスペ
ーサ、１３・・ブランケット燃料集合体、１４・・・ラ
ッパ管。 ９・・・凸部、１０・・・凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、収納管有り炉心構成要素と収納管無し燃料集合体を
   隣接配置してなるものにおいて、前記収納管無し燃料集
   合体内の各燃料要素当りの冷却材流路断面積を等しくす
   るための冷却材流路断面積調整部材を収納管有り炉心構
   成要素と収納管無し燃料集合体の隣接境界部に配置する
   ようにしたことを特徴とする高速増殖炉。 ２、前記冷却材流路断面積調整部材を前記収納管有り収
   納構成要素の収納管の外周部に形成するようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速増殖炉。 ３、前記収納管無し燃料集合体に隣接する収納管有り炉
   心構成要素の外側に配置される他の収納管有り炉心構成
   要素の収納管の外周部に、前記収納管無し燃料集合体に
   隣接する収納管有り炉心構成要素の外周部に形成された
   形状に適合する形状を形成するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の高速増殖炉。 ４、前記収納管無し燃料集合体の角部に多角形段面を有
   するタイロッドを備えてなるものにおいて、同燃料集合
   体に隣接する前記収納管有り炉心構成要素の収納管の外
   周部の角部において前記タイロッドの多角形断面に適合
   する形状を形成するようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の高速増殖炉。 ５、前記冷却材流路断面積調整部材を前記収納管有り炉
   心構成要素の収納管の外周部に形成するようにしてなる
   ものにおいて、同冷却材流路断面積調整部材を同収納管
   の角部に形成し、その他の部分は平板としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の高速増殖炉。