JPH02116789A - 燃料集合体 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子炉で使用される燃料集合体に関する。

（従来の技術） 燃料集合体、例えば、沸騰水型原子炉用の燃料集合体２
１は第５図しこ示すように構成されており角筒状のチャ
ンネルボックス２２内に多数の燃料棒２３及び数本のウ
ォータロッド２４とが複数のスペーサ２５により、間隔
が保持され、格子状に配置され上部タイプレート２６及
び下部タイプレート２７によって支持されている。この
下部タイプレート２７と前記チャンネルボックス２２の
間には、下部タイプレート２７とチャンネルボックス２
２の間隙に漏洩する冷却材の流量を制御するフィンガス
プリング２８が設けられている。

ところでこのフィンガスプリング２８は、第６１菌に示
すように一定肉厚の板バネの下半分に複数本の切込み２
９を入れて短冊状の舌片３０を作り、この舌片３０をく
の字状に屈曲して、前記下部タイプレート２７とチャン
ネルボックス２２との間に挿入し、チャンネルボックス
２２のクリープ変形による冷却材の漏洩量の経年変化を
防止するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 下部タイプレート２７にチャンネルボックス２２を挿入
する際、フィンガスプリング２８は、第７図に示すδだ
け変位する。この時、フィンガスプリング２８の舌片３
０に作用する外力により、舌片３０の一部が塑性変形す
る可能性がある。

また、チャンネルボックス２２には、フィンガスプリン
グ２８を変位させる際、作用する反力により、応力が発
生した状態でこの状態を保ちつつ、炉内温度の上昇及び
照射によりクリープ速度が増加し、チャンネルボックス
２２の外側へのクリープ変形が促進される。この時に、
前述したように舌片３０の一部が塑性変形を生じている
と、舌片３０の変形がチャンネルボックス２２のクリー
プ変形に追従できなくなり、フィンガスプリング２８と
チャンネルボックス２２間の間隙が広がり、当該間隙に
おける冷却材漏洩量に経年変化が生じてしまう。特に近
年の燃料の高燃焼変化においては、照射量の増大。

炉内滞在時間の増大に伴い、チャンネルボックス２２の
クリープ変形量が増大するため、冷却材漏洩量の制御が
困難になってきていた。

本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、下
部タイプレート２７とチャンネルボックス２２間の冷却
材の漏洩流量の経年変化を防止することができる燃料集
合体を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（ｉｌｌｌ！題を解決するための手段）チャンネルボッ
クス下端に対応する位置の下部タイプレート側面に複数
の貫通孔を設けることにより達成される。

（作　用） 燃料集合体の内側、外側を流れる冷却材の圧力差を利用
して下部タイプレート側面に設けた複数の貫通孔を通し
て、下部タイプレート内側から外側へ向けて冷却材を流
出させる。

この際、貫通孔４がノズルあるいは、オリフィスの働き
をするので、下記ベルヌイの方程式０％式％ ここで　Ｐ　：　水圧 ρ　：　水の密度 矛　：　流速 Ｈ：　定数 より、貫通孔の冷却材出口近傍は、下部タイプレート２
内側の冷却材圧力よりも低下する。さらに貫通孔の断面
積を調整することによって下部タイプレートとチャンネ
ルボックス間の水圧を下部タイプレート外側即ちチャン
ネルボックス外側を流れる冷却材圧力よりも低い圧力に
することができる。

（実施例） 本発明の実施例を図面により説明する。第１図から第３
図は、本発明による燃料集合体の一実施例を示す。

なお、従来例と同一部材には同符号を付して詳細な説明
は省略する。

第１図は、本発明の燃料集合体１を示す斜視図である。

このうち下部タイプレート２の構造及び、フィンガスプ
リング２８がないことを除けば従来例と同様の構造であ
る。

第２図は、本発明の燃料集合体１を構成する下部タイプ
レート２の正面図である。下部タイプレート２には、燃
料棒２３及びウォータロッド２４を支持する支持部６が
複数個配置され、この支持部６は、ブリッジ７を介して
互いに格子状に連結されている。

この支持部６には、燃料棒２３の下部端栓（図示せず）
を支持する支持体８が設けられている。前記下部タイプ
レート２の下端部には、冷却材流入口９が開口するとと
もにノーズピース１０が一体に形成され、上記冷却材流
入口９から流入した冷却材をチャンネルボックス２２内
に案内するようになっている。また、前記下部タイプレ
ート２の側面には、チャンネルボックス２２の下端に相
当する位置に、複数のノズル状の貫通孔４が設けられて
いる。第３図は本発明の燃料集合体の下部タイプレート
２の断面図である。

通常、燃料集合体内を流れる冷却材は、圧カフ３ｋｇ／
ｄ、温度約２９０℃の飽和沸騰水の環境下で使用される
。また、燃料集合体１外、すなわち、チャンネルボック
ス２２外を流れる冷却材は、前述したように中性子針３
１’ｌ系や制御棒の冷却に使われるもので、通常炉心流
量の約１０％が、これにあてられている。

即ち、前述の冷却材流入口９から取入れられた冷却材の
うち約９０％は下部タイプレート２のブリッジ７間を抜
けて燃料集合体１内にとりこまれるが、約１０％の冷却
材は前述の貫通孔４を抜けて、燃料集合体１外を流れる
。冷却材流量の比率及び流路断面積の比から燃料集合体
内外には通常約２ｋｇ／ａｄの圧力差が生じており、燃
料集合体１外側が低圧となっているため、冷却材は、前
記貫通孔４を通じて強制的に燃料集合体１外へ流れ出る
。

この際、貫通孔４はノズル状であるので、ベルヌイの方
程式より、流路面積が小さくなり、流速が増大した分だ
け、水圧が低下する。貫通孔４を抜けると水圧は回復す
るが、前述したように、燃。

るにの関係は燃料の燃焼度、炉内滞在時間の関係なく、
常に一定であり、圧力差は、炉心冷却材流量２貫通孔部
流路面積で決まる。

このような水圧の関係があるので、チャンネルボックス
２２はこの水圧差によって、下部タイプレート２側へ圧
着される力が働く。

したがって、チャンネルボックス２２のふくらむ側への
クリープ変形を押えることができる。また。

フィンガスプリング２８のような複雑な形状の部品の製
造１組込みを行う必要がなく、かつ、チャンネルボック
スに働く外力は、燃料の燃焼度、炉内滞在時間に関係し
ないので、冷却材漏洩量の経年変化を防ぐことができる
。

第４図に本発明の他の実施例を示す。本発明の他の実施
例では、下部タイプレート１２側面とチャンネルボック
ス下端１３とで流路面積が漸増するように、下部タイプ
レート１２側面が下方向に向かって弯曲していることを
除けば、前記本発明の実施例と同じである。下部タイプ
レート１２側面とチャンネルボックス下端１３とで囲む
部分で流路面積が漸増しているので、低圧領域がこの部
分全面にわたり、チャンネルボックスに作用する効果が
更に高まる。また、燃焼に伴うチャンネルボックスの伸
びによるチャンネルボックス下端１３位置の変動にも裕
度がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃料の燃焼度、炉内滞在時間に関係な
く、また、フィンガースプリングのように複雑な形状の
部品を用いることなく、下部タイプレートとチャンネル
ボックス間の間隙を適当に保つことができ、冷却材漏洩
量の経年変化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１−図は本発明の燃料集合体の一実施例の斜視図、第
２図は本発明の一実施例の下部タイプレート正面図、第
３図は第２図のＡ−Ａ断面図、第４図は本発明の他の実
施例の下部タイプレート近傍断面図、第５図は従来の燃
料集合体の斜視図、第６図は従来のフィンガスプリング
の斜視図、第７図は従来の下部タイプレート近傍断面図
である。 １・・・燃料集合体　　２，１２・・・下部タイプレー
ト３．１３・・・チャンネルボックス下端４．１４・・
・貫通孔　　５，１５・・・冷却材出口近傍６・・・支
持部　　　　７・・・ブリッジ８・・・支持孔　　　　
９・・・冷却材流入口１０・・・ノーズピース　１６・
・・弯曲部２１・・・燃料集合体　　２２・・・チャン
ネルボックス２３・・・燃料棒　　　　２４・・・ウォ
ータロッド２５・・・スペーサ　　　２６・・・上部タ
イプレート２７・・下部タイプレート ２８・・・フィンガスプリング ２９・・・切込み　　　　３０・・・舌片代理人　弁理
士　　則　近　憲　佑 同　　　　　第子丸　　　健 第 図 第 図 第 図 第 図 第５ 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の燃料棒と複数本のウォータロッドを複数のスペー
   サで束ね、その上下端を上部タイプレート及び下部タイ
   プレートで支持し、チャンネルボックスに収納した燃料
   集合体において、下部タイプレートのチャンネルボック
   ス下端に相当する位置に当該タイプレート側面に内側か
   ら外側に向かって下方向に複数のオリフィス状の貫通孔
   を設けたことを特徴とする燃料集合体。