JPH02216088A - 燃料集合体用のスペーサ - Google Patents
燃料集合体用のスペーサInfo
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- JPH02216088A JPH02216088A JP1035051A JP3505189A JPH02216088A JP H02216088 A JPH02216088 A JP H02216088A JP 1035051 A JP1035051 A JP 1035051A JP 3505189 A JP3505189 A JP 3505189A JP H02216088 A JPH02216088 A JP H02216088A
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- Japan
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- pieces
- rows
- lattice
- water tube
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- 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
Landscapes
- Fuel Cell (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。
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）
この発明は燃料集合体中として太径の水管を用いるよう
にした燃料集合体のスペーサに関する。
にした燃料集合体のスペーサに関する。
（従来の技術）
近年、軽水炉では原子力発電所の運転コストを低減する
ために、原子炉の長期サイクル運転化と燃料集合体中の
燃料（ウラン）のより経済的な燃焼化が要求されており
、その要求に応える手段の一つとして、集合体自体の大
きさを変えることなく、燃料からできるだけ多量の熱エ
ネルギーを引出すように燃料の濃縮度を高める一方、水
管を太くして集合体内の未沸騰水体積を多くして燃料の
反応度を高めるようにしたものが知られている。
ために、原子炉の長期サイクル運転化と燃料集合体中の
燃料（ウラン）のより経済的な燃焼化が要求されており
、その要求に応える手段の一つとして、集合体自体の大
きさを変えることなく、燃料からできるだけ多量の熱エ
ネルギーを引出すように燃料の濃縮度を高める一方、水
管を太くして集合体内の未沸騰水体積を多くして燃料の
反応度を高めるようにしたものが知られている。
その概略を示せば第４図イ７口のとおりであり、７０数
本の燃料棒ｎを９行９列に配列すると共に中心部には３
行３列または２行２列の燃料棒ｎが占有する面積に相当
する断面積を持つ角形の水管Ｒを配置し、それらの燃料
棒ｎと水管Ｒとを、軸方向に数段に配設されるスペーサ
Ｓの外側フレームＳ１の内部を縦横の格子板Ｓ２、Ｓ３
によって区分した格子セルＣと、中心部に形成された広
い角形空間ｄ（セルＣの３行３列または２行２列分の広
さ）にそれぞれ嵌挿し、燃料棒ｎは、各セルＣの四辺の
中央部に取付けられ第４図ハのように一側に山形弾性片
ｅ１を備え他側には角形または弧状の突部ｅ２を形成し
たインコネル合金製クリップ状の保持ばねｅによって弾
性的に支持すると共に水管Ｒはその四側面をそれぞれ三
つまたは二つの同様のクリップ状ばねｅで支持するよう
になし、また、燃料棒ｎおよび水管Ｒの上下端は上下の
タイプレートＬＩ＋ ＬＺに装着し、外側にはチ中ン
ネルボックスＢを被嵌して燃料集合体となし、その所定
数のものを炉心構造体Ｆの受座Ｆ１上に立設し、炉の運
転中には受は座Ｆ１のオリフィスＦ２を通じて冷却材を
水管Ｒの内部およびチャンネルボンクスＢの内側に送り
込み、熱を外部に取出すようにしている。
本の燃料棒ｎを９行９列に配列すると共に中心部には３
行３列または２行２列の燃料棒ｎが占有する面積に相当
する断面積を持つ角形の水管Ｒを配置し、それらの燃料
棒ｎと水管Ｒとを、軸方向に数段に配設されるスペーサ
Ｓの外側フレームＳ１の内部を縦横の格子板Ｓ２、Ｓ３
によって区分した格子セルＣと、中心部に形成された広
い角形空間ｄ（セルＣの３行３列または２行２列分の広
さ）にそれぞれ嵌挿し、燃料棒ｎは、各セルＣの四辺の
中央部に取付けられ第４図ハのように一側に山形弾性片
ｅ１を備え他側には角形または弧状の突部ｅ２を形成し
たインコネル合金製クリップ状の保持ばねｅによって弾
性的に支持すると共に水管Ｒはその四側面をそれぞれ三
つまたは二つの同様のクリップ状ばねｅで支持するよう
になし、また、燃料棒ｎおよび水管Ｒの上下端は上下の
タイプレートＬＩ＋ ＬＺに装着し、外側にはチ中ン
ネルボックスＢを被嵌して燃料集合体となし、その所定
数のものを炉心構造体Ｆの受座Ｆ１上に立設し、炉の運
転中には受は座Ｆ１のオリフィスＦ２を通じて冷却材を
水管Ｒの内部およびチャンネルボンクスＢの内側に送り
込み、熱を外部に取出すようにしている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、上記のように太径の水管を用いることは燃料
の高燃焼度化に役立つが、太径の水管は、燃料棒やこれ
と同径のこれまでの水管に比べ剛性が大きくなるために
、これを囲む格子板との間隙が適当でない場合、地震時
に生じる格子板に対する衝撃力ばかなり大きくなり、保
持ばねの永久変形を招き、水管が不安定になってスペー
サの機能を消失する恐れがあり、また、太径の水管は非
発熱体であり、かつ内側を通る冷却材の容量がこれまで
のものより大きいために、その外周面には液相の冷却材
が膜状になって存在することになり、このような現象は
非発熱体側に冷却材が片寄ることになって、燃料に対す
る冷却効率上好ましくない そこで、この発明は太径の水管とこれを囲むスペーサ格
子板の間隔を最適化することにより、地震などに際して
の衝撃力を緩和して太径の水管を適切に保持できると共
に強度を増し、かつ液膜を拡散させて冷却効率を向上で
きるようにしたスペーサを提供することを目的とする。
の高燃焼度化に役立つが、太径の水管は、燃料棒やこれ
と同径のこれまでの水管に比べ剛性が大きくなるために
、これを囲む格子板との間隙が適当でない場合、地震時
に生じる格子板に対する衝撃力ばかなり大きくなり、保
持ばねの永久変形を招き、水管が不安定になってスペー
サの機能を消失する恐れがあり、また、太径の水管は非
発熱体であり、かつ内側を通る冷却材の容量がこれまで
のものより大きいために、その外周面には液相の冷却材
が膜状になって存在することになり、このような現象は
非発熱体側に冷却材が片寄ることになって、燃料に対す
る冷却効率上好ましくない そこで、この発明は太径の水管とこれを囲むスペーサ格
子板の間隔を最適化することにより、地震などに際して
の衝撃力を緩和して太径の水管を適切に保持できると共
に強度を増し、かつ液膜を拡散させて冷却効率を向上で
きるようにしたスペーサを提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記目的のもとにこの発明は、外側フレームの内部を縦
、横所定数の燃料棒挿入セルに区分し、中心部には上記
セルの３行３列または２行２列の広さに相当し枠板で囲
まれた角形空間を設け、該空間内に角形太径の水管を嵌
挿配置するスペーサとして、」−記角形空間を囲む枠板
の各辺に縁部に平行し空間内に突出する打出し片をそれ
ぞれ形成し、この打出し片の形成部分にクリップ状の保
持ばねを取付け、それらのばねによって水管を弾性的に
支持するようにしたことを特徴としている。
、横所定数の燃料棒挿入セルに区分し、中心部には上記
セルの３行３列または２行２列の広さに相当し枠板で囲
まれた角形空間を設け、該空間内に角形太径の水管を嵌
挿配置するスペーサとして、」−記角形空間を囲む枠板
の各辺に縁部に平行し空間内に突出する打出し片をそれ
ぞれ形成し、この打出し片の形成部分にクリップ状の保
持ばねを取付け、それらのばねによって水管を弾性的に
支持するようにしたことを特徴としている。
（実施例）
第１図イ９ロ、ハはこの発明に係るジルカロイ−４製の
スペーサＳの一実施例を示すものであり、角筒状の外側
フレーム１の内部は、縦、横各所定数の格子板２．３に
よって９行９列に配列された７０数本の燃料棒ｎをそれ
ぞれ嵌挿すべき格子セル４に区分されると共に中心部に
は燃料棒挿入用の格子セル４の３×３箇分の広さに相当
する水管Ｒ嵌挿用の角形空間５が形成されており、縦、
横の格子板２．３によって区分された格子セル４の四辺
の中央部には、それぞれインコネル合金製で細幅の板（
幅約２ｍｍ、肉厚約０．５ｍｍ）を折曲げ、第１図口、
ハのように一側に山形弾性片６ａを、他側には複数の角
形または弧状の突部６ｂを形成したクリップ状の保持ば
ね６（但し、外側フレームに取付けられるばねは山形弾
性片だけが設けられる）が挾み付けられていて、格子セ
ル４に嵌挿される燃料棒ｎについては三方の山形弾性片
６ａと他の三方の突部６ｂで支持し、中心部の角形空間
５に嵌挿される水管Ｒについては四側面のすべてをそれ
ぞれ複数の山形弾性片６ａで支持するようになされてい
る。しかし、このよ・うな構成は前記のものと変りない
。ところで、この発明の上述の例では中心部の角形空間
５を形成している各二つの縦格子板２と横格子板３の中
央部分には、第１図口のように上縁と下縁に沿って各隣
接格子セル４に対応する位置に空間５内に突出する打出
し片７がそれぞれ形成され、この部分に設けられるクリ
ップ状の保持ばね６はそれぞれ同図ハのように格子板本
体と上下の打出し片７を挾むようにして取付けられてい
る。そこで、集合体の組立てに当たり、上記スペーサＳ
を数段に整列させて、それらの各格子セル４に燃料棒ｎ
を嵌挿すると共に中心の角形空間５に前述のような太径
の角形水管Ｒを嵌挿させれば、各セル４ではその二辺に
取付けられた保持ばね６の山形弾性片６ａと他の二辺に
おけるばねの突部６ｂが燃料棒ｎの周面に当接してこれ
を支持し、一方、角形空間５では、これを囲む縦、横の
格子板２．３の中央部分にそれぞれ複数ずつ取イ」けら
れた保持ばね６の山形弾性片６ａが水管Ｒの穴側面に当
接してこれを弾性的に支持すると共に各格子板２，３に
設けた打出し片７が水管Ｒの側面に近接する。そして、
地震などにより燃料集合体に横荷重が加わり、集合体が
変形してその力が水管ＲとスペーサＳとの間に作用した
際には、その力が作用する例の保持ばね６の弾性片６ａ
が直ちに変形し、縦または横の格子板上の打出し片７が
水管Ｒに当接してこれを一定の状態に支持することにな
る。この場合、打出し片７は水管Ｒに近接していて両者
の間隙は通常の格子板との間隙より小さいので、ばね６
の変形は弾性変形内に止まり、かつ衝撃力も小さく緩和
され、ばねやスペーサは損傷しない。
スペーサＳの一実施例を示すものであり、角筒状の外側
フレーム１の内部は、縦、横各所定数の格子板２．３に
よって９行９列に配列された７０数本の燃料棒ｎをそれ
ぞれ嵌挿すべき格子セル４に区分されると共に中心部に
は燃料棒挿入用の格子セル４の３×３箇分の広さに相当
する水管Ｒ嵌挿用の角形空間５が形成されており、縦、
横の格子板２．３によって区分された格子セル４の四辺
の中央部には、それぞれインコネル合金製で細幅の板（
幅約２ｍｍ、肉厚約０．５ｍｍ）を折曲げ、第１図口、
ハのように一側に山形弾性片６ａを、他側には複数の角
形または弧状の突部６ｂを形成したクリップ状の保持ば
ね６（但し、外側フレームに取付けられるばねは山形弾
性片だけが設けられる）が挾み付けられていて、格子セ
ル４に嵌挿される燃料棒ｎについては三方の山形弾性片
６ａと他の三方の突部６ｂで支持し、中心部の角形空間
５に嵌挿される水管Ｒについては四側面のすべてをそれ
ぞれ複数の山形弾性片６ａで支持するようになされてい
る。しかし、このよ・うな構成は前記のものと変りない
。ところで、この発明の上述の例では中心部の角形空間
５を形成している各二つの縦格子板２と横格子板３の中
央部分には、第１図口のように上縁と下縁に沿って各隣
接格子セル４に対応する位置に空間５内に突出する打出
し片７がそれぞれ形成され、この部分に設けられるクリ
ップ状の保持ばね６はそれぞれ同図ハのように格子板本
体と上下の打出し片７を挾むようにして取付けられてい
る。そこで、集合体の組立てに当たり、上記スペーサＳ
を数段に整列させて、それらの各格子セル４に燃料棒ｎ
を嵌挿すると共に中心の角形空間５に前述のような太径
の角形水管Ｒを嵌挿させれば、各セル４ではその二辺に
取付けられた保持ばね６の山形弾性片６ａと他の二辺に
おけるばねの突部６ｂが燃料棒ｎの周面に当接してこれ
を支持し、一方、角形空間５では、これを囲む縦、横の
格子板２．３の中央部分にそれぞれ複数ずつ取イ」けら
れた保持ばね６の山形弾性片６ａが水管Ｒの穴側面に当
接してこれを弾性的に支持すると共に各格子板２，３に
設けた打出し片７が水管Ｒの側面に近接する。そして、
地震などにより燃料集合体に横荷重が加わり、集合体が
変形してその力が水管ＲとスペーサＳとの間に作用した
際には、その力が作用する例の保持ばね６の弾性片６ａ
が直ちに変形し、縦または横の格子板上の打出し片７が
水管Ｒに当接してこれを一定の状態に支持することにな
る。この場合、打出し片７は水管Ｒに近接していて両者
の間隙は通常の格子板との間隙より小さいので、ばね６
の変形は弾性変形内に止まり、かつ衝撃力も小さく緩和
され、ばねやスペーサは損傷しない。
また、炉の運転時に水管Ｒの表面に沿って冷却材の液膜
が形成されたにしても、スペーサＳの部分においては水
管Ｒを囲む格子板２，３の打出し片７が水管表面に接近
していて、液膜の流れを剥離、分散させて燃料棒側に向
わせることができる。
が形成されたにしても、スペーサＳの部分においては水
管Ｒを囲む格子板２，３の打出し片７が水管表面に接近
していて、液膜の流れを剥離、分散させて燃料棒側に向
わせることができる。
第２図イ２口は中心部の角形空間５を形成する一つの縦
格子板２と横格子板３の中央部分の上縁と下縁に設ける
打出し片７を、隣接格子セル４ごとに区分することは複
数の格子セル４にまたがる一連の長いものとした変更例
を示すが、その機能は上述の例と変りない。
格子板２と横格子板３の中央部分の上縁と下縁に設ける
打出し片７を、隣接格子セル４ごとに区分することは複
数の格子セル４にまたがる一連の長いものとした変更例
を示すが、その機能は上述の例と変りない。
一方、第３図は燃料棒の挿入セル１４をジルカロイ−４
製の円管素子としたスペーサＳに適用した例であり、こ
の場合には、外側フレーム１１の内部に、同図ハのよう
に一定高さの筒枠をなし、内面上下の複数箇所に突起１
２ａを有すると共に側周の一部に中央が内側に突出する
ように屈曲させた板ばね１２ｂを取付けた円管素子１２
が９行９列に配列されて相互が一連に溶接され、中心部
には大よそ円管素子１２の３行３列（または２行２列）
分の広さに相当するほぼ角形の空間１５が形成されてお
り、その空間１５の内側には、空間を囲む円管素子１２
に内接する角形内枠１３が配設されていてその接触部は
？８接されている。
製の円管素子としたスペーサＳに適用した例であり、こ
の場合には、外側フレーム１１の内部に、同図ハのよう
に一定高さの筒枠をなし、内面上下の複数箇所に突起１
２ａを有すると共に側周の一部に中央が内側に突出する
ように屈曲させた板ばね１２ｂを取付けた円管素子１２
が９行９列に配列されて相互が一連に溶接され、中心部
には大よそ円管素子１２の３行３列（または２行２列）
分の広さに相当するほぼ角形の空間１５が形成されてお
り、その空間１５の内側には、空間を囲む円管素子１２
に内接する角形内枠１３が配設されていてその接触部は
？８接されている。
そして、内枠１３の各辺には同図口に示すように上縁と
下縁に沿って並列する円管素子１２の間の位置に空間１
５内に突出する打出し片１７がそれぞれ形成され、その
打出し片１７の形成部分にクリップ状の保持ばね１６が
内枠本体と打出し片を挾むようにして取付けられ、それ
らの山形弾性片１６ａによって水管Ｒを支持するように
なされている。
下縁に沿って並列する円管素子１２の間の位置に空間１
５内に突出する打出し片１７がそれぞれ形成され、その
打出し片１７の形成部分にクリップ状の保持ばね１６が
内枠本体と打出し片を挾むようにして取付けられ、それ
らの山形弾性片１６ａによって水管Ｒを支持するように
なされている。
かくて、内枠１３の打出し片１７によって水管Ｒの表面
に生じる冷却材の液膜の流れを剥離分散させることがで
きると共に地震時には打出し片１７で水管Ｒを受は止め
てその衝撃力を緩和することができる。
に生じる冷却材の液膜の流れを剥離分散させることがで
きると共に地震時には打出し片１７で水管Ｒを受は止め
てその衝撃力を緩和することができる。
なお、第３図の例において打出し片１７は個別的でなく
第２図のように一連の長いものとしてもよい。
第２図のように一連の長いものとしてもよい。
また、打出し片は図示のように格子板や内枠の縁辺に直
接沿う状態でなく、縁辺に平行する状態であってもよく
、クリップ状の保持ばねも図示のものに限らず他の形体
のものでもよい。
接沿う状態でなく、縁辺に平行する状態であってもよく
、クリップ状の保持ばねも図示のものに限らず他の形体
のものでもよい。
（発明の効果）
以上のようにこの発明によれば、外側フレームの内部を
縦、横所定数の燃料棒挿入セルに区分し、中心部にはセ
ルの３行３列または２行２列分の広さに相当し枠板で囲
まれた角形空間を設け、この空間内に角形太径の水管を
嵌挿配置する燃料集合体用のスペーサとして、角形空間
を囲む枠板の各辺には縁部に平行し空間内に突出する打
出し片をそれぞれ形成したので、水管挿入部の剛性が向
上し、そして、地震などの発生時には、木管とこれを囲
む格子板の間隔が最適化されていることにより、水管に
近接する打出し片によって直ちに受は止めてその衝撃力
を小さく緩和させることができ、かつこの部分に保持ば
ねを取付けることによりばねの変形を弾性変形内に止め
ることができ、スペーサと保持ばねの損傷が防止され、
しかも、炉の運転時に水管の表面に生じる冷却材の液膜
の流れを燃料棒側に分散させることができ、冷却効率を
向上させることができるなどの利点を有する。
縦、横所定数の燃料棒挿入セルに区分し、中心部にはセ
ルの３行３列または２行２列分の広さに相当し枠板で囲
まれた角形空間を設け、この空間内に角形太径の水管を
嵌挿配置する燃料集合体用のスペーサとして、角形空間
を囲む枠板の各辺には縁部に平行し空間内に突出する打
出し片をそれぞれ形成したので、水管挿入部の剛性が向
上し、そして、地震などの発生時には、木管とこれを囲
む格子板の間隔が最適化されていることにより、水管に
近接する打出し片によって直ちに受は止めてその衝撃力
を小さく緩和させることができ、かつこの部分に保持ば
ねを取付けることによりばねの変形を弾性変形内に止め
ることができ、スペーサと保持ばねの損傷が防止され、
しかも、炉の運転時に水管の表面に生じる冷却材の液膜
の流れを燃料棒側に分散させることができ、冷却効率を
向上させることができるなどの利点を有する。
第１図はこの発明の一実施例の平面図。
同図口はその中心部二辺の斜視図。
同図ハは第１図Ｘ−Ｘ線Ｑこ沿った断面図。
第２図イは変更例の中心二辺部分の斜視図。
同図口はその中心部分の平面図。
第３図イは更に他の変更例の部分平面図。
同図口はその中心部−辺の斜視図。
第３図ハは円管素子の斜視図。
第４図イは燃料集合体の概略的な側面図。
同図口はそのＹ−Ｙ線に沿った従来のスペーサの平面図
。 同図ハは四回のＺ−Ｘ線に沿った側断面。
。 同図ハは四回のＺ−Ｘ線に沿った側断面。
Claims (1)
- 外側フレームの内部を縦、横所定数の燃料棒挿入セルに
区分し、中心部には上記セルの３行３列または２行２列
分の広さに相当し枠板で囲まれた角形空間を設け、該空
間内に角形太径の水管を嵌挿配置するスペーサにおいて
、上記角形空間を囲む枠板の各辺に縁部に平行し空間内
に突出する打出し片をそれぞれ形成し、該打出し片の形
成部分にそれぞれクリップ状の保持ばねを取付け、それ
らのばねによって水管を弾性的に支持するようにしたこ
とを特徴とする燃料集合体用のスペーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1035051A JPH02216088A (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料集合体用のスペーサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1035051A JPH02216088A (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料集合体用のスペーサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216088A true JPH02216088A (ja) | 1990-08-28 |
Family
ID=12431241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1035051A Pending JPH02216088A (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料集合体用のスペーサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02216088A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5345487A (en) * | 1993-05-03 | 1994-09-06 | General Electric Company | Spacer capture method for rectilinear sectioned water rods |
| JP2013036917A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 沸騰水型原子炉燃料集合体用格子型スペーサ |
-
1989
- 1989-02-16 JP JP1035051A patent/JPH02216088A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5345487A (en) * | 1993-05-03 | 1994-09-06 | General Electric Company | Spacer capture method for rectilinear sectioned water rods |
| JP2013036917A (ja) * | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 沸騰水型原子炉燃料集合体用格子型スペーサ |
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