JPH0225473B2 - - Google Patents

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JPH0225473B2
JPH0225473B2 JP56176319A JP17631981A JPH0225473B2 JP H0225473 B2 JPH0225473 B2 JP H0225473B2 JP 56176319 A JP56176319 A JP 56176319A JP 17631981 A JP17631981 A JP 17631981A JP H0225473 B2 JPH0225473 B2 JP H0225473B2
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JP
Japan
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fuel
fuel assembly
assembly
square
lattice
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JP56176319A
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Herumeruson Sutsure
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Westinghouse Electric Sweden AB
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ASEA Atom AB
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/326Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements comprising fuel elements of different composition; comprising, in addition to the fuel elements, other pin-, rod-, or tube-shaped elements, e.g. control rods, grid support rods, fertile rods, poison rods or dummy rods
    • G21C3/328Relative disposition of the elements in the bundle lattice
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の垂直燃料棒を含む4個の燃料
小集合体を有し、断面がほぼ正方形の燃料集合体
であつて、各前記燃料棒が対応する燃料棒位置に
配置されていて、これら燃料棒位置が仮想の水平
ラチスの節目の点を構成しており、また、各前記
燃料小集合体が、燃料集合体が有する全部の燃料
棒のうちの約4分の1を含んでいて、それぞれの
燃料小集合体の断面形状が実質的に正方形になつ
ているものに関する。
なお、本発明の燃料集合体は、それぞれが複数
の垂直燃料棒を有している4つの燃料集合体単位
を含んでおり、それぞれの燃料集合体単位を、本
明細書では「燃料小集合体」と称している。
また、本明細書において、燃料集合体の断面形
状に関して記載する「実質的に」或いは「実質的
な」正方形とは、所定長の平行な2辺とこれに直
交する方向へ延びる所定長の他の平行な2辺とを
含み、これら4辺が所定のほぼ正方形の図形の各
辺上の位置にあるような形状を意味している。
例えば、正方形の4つの角部を丸くしたような
形状は、厳密な意味では正方形とは言えない。し
かしながら、その形状における4つの辺はこれら
を延長させて互いに交わらせれば、正方形とな
る。即ち、これら4つの辺は、正方形図形の4辺
上の位置にある。従つて、その形状は本明細書に
記載の実質的な正方形であると言える。同様に、
正方形の4つの角部を斜めに切落としたような形
状も、実質的な正方形である。
上記型式の燃料集合体は、例えば英国特許第
2054247号に記載されている。
また、西独特許公開公報第2656590号に記載さ
れている公知の燃料集合体は円形断面形状を有し
ている。この燃料集合体においては、1つの燃料
棒を除いた他のすべての燃料棒は隣接する燃料棒
間の接線方向の距離を最小にするようにして2つ
の同心の円に沿つて均等に分配配置されている。
上記英国特許に記載の技術においては、所定の
大きさの空間内に収容できる燃料棒の数は、必ず
しも、所定の大きさの空間を十分に利用しきつて
いるほどに多くはなかつた。
本発明は、前記英国特許に記載の燃料集合体を
改良し、燃料集合体内の空間の大きさを一定にし
たままで、燃料棒その空間内により多くの燃料棒
を収容できるようにした燃料集合体を提供するこ
とを目的とする。
すなわち本発明は、前記した燃料集合体におい
て、前記ラチスは複数の正三角形と複数の四角形
とを含んでおり、4個の前記燃料小集合体のうち
の少なくとも1つは17個の燃料棒位置を有し、そ
の燃料棒位置のうちの9個は4個の四角形によつ
て形成される正方形ラチス部分の各節目の点に対
応しており、残りの8個の燃料棒位置は三角形の
角部を構成していて前記四角形ラチス部分の外側
に位置し、これら8個の燃料棒位置の2個づつ
が、前記正方形ラチス部分のそれぞれの辺の近く
に位置していることを特徴とする。
本発明は上述した構成でなるから、炉心におけ
る燃料の量を増大させることができる。かくて、
燃料の単位重量当りの出力を一定の原子炉出力の
ために減少させることができる。このことは中性
子の経済性を改善する。さらに、出力密度が減少
することにより、燃料棒の単位長さ当りの出力を
減少させることができ、燃料棒のケーシングを通
しての漏洩の危険性を減少させる。
以下、添付概略図を参照して本発明を説明す
る。
第1図において、7は17個の垂直燃料棒2を囲
むチヤンネルボツクス1を備えた燃料小集合体を
示す。燃料棒2の位置、即ち燃料棒2の垂直中心
軸線のとる位置は図中点で示し、これらの点の間
に引いた鎖線は燃料棒2の各位置の間の幾何学的
相対関係を説明するための補助線である。この補
助線は相互にラチス3を形成する。第1図から、
ラチス3は4個の相互に均等な正方形ラチス単
位、並びに12個の相互に均等な正三角形のラチス
単位とを含むことが判る。17個の燃料棒位置の中
の9個は4個の正方形ラチス単位によつて形成さ
れる1つの正方形ラチス部分の各節目の点に対応
しており、その正方形ラチス部分の四隅はA,
B,CおよびDで示してある。前記正方形ラチス
単位の各々は正方形ラチス部分ABCDの4分の
1を構成している。残りの8個の燃料棒位置は、
正方形ラチス部分ABCDの各側部の外方に2個
づつ分配されている。
17個の燃料棒位置を有する燃料小集合体7は、
正方形の各角部が切落とされた八角形の断面形状
でなるチヤンネルボツクス1を有している。この
チヤンネルボツクス1の断面形状の各角部が切落
とされていないと仮定した仮想の正方形は、正方
形ラチス部分ABCDに対して、これらの軸線の
まわりに、45度回転された配列状態になつてい
る。
第2図においては、4は原子炉の炉心格子の一
部を示す。全体の炉心格子4は複数個の四角形部
分(第2図には1つの四角形部分のみが示されて
いる。)より構成されている。各四角形部分が、
4個の燃料小集合体からなる1個の燃料集合体を
含んでいる。この燃料集合体は炉心格子の四角形
部分の隣接する2側部に装着された2個の垂直案
内棒5によつて正確な位置に保持されている。図
中、6は十字形断面の制御棒6である。原子炉に
おける燃料集合体は第2図に示すように、前述し
た構成の燃料小集合体7が1個と、通常の構造の
燃料小集合体7′が3個とで構成されている。燃
料小集合体7の燃料棒2は燃料小集合体7′の燃
料棒2と全く同じ寸法ではあるが、通常の燃料小
集合体7′における燃料棒2の数が16個であるの
に対し、燃料小集合体7は17個の燃料棒2を含ん
でいる。図示されている燃料集合体は上述した特
徴をもつ燃料小集合体7を1個含んでいる。しか
しながら、例えば第2図に示す通常の燃料小集合
体7′を全て上述した燃料小集合体7に置き代え
てしまつた方が好ましい。
本発明による燃料集合体を使用することによ
り、炉心における燃料の量を増すことができ、そ
のため出力密度、即ち燃料の単位重量当りの出力
を一定の原子炉出力において減少させることがで
きる。このため中性子の経済性を向上させる。ま
た、出力密度が減少することにより、燃料棒の単
位長さ当りの出力を減少させ、燃料棒のケーシン
グを通しての漏洩の危険性を減少させる。
第2図から明らかなように、燃料棒2を第1図
に示すラチス状に配置することにより、本発明が
含む燃料集合体7におけるチヤンネルボツクス1
の角部は通常構造の燃料小集合体7′のチヤンネ
ルボツクス1′よりも著しく面取りあるいは丸味
をつけることができる。即ち、燃料小集合体7の
平坦な側面は、燃料小集合体7′の対応する寸法
よりも著しく小さい幅を有し、一方、平行な長
辺の間の距離である、幅は燃料小集合体7と
7′とで同じ値を有する。燃料小集合体7は前記
の幅が幅の大きくても65%であるように設計
することが好ましい。このようにすれば、通常構
造の燃料小集合体7′と比較して内部が過圧され
ることによるチヤンネルボツクスの壁のふくれ上
がりを減少させる。
ある場合には、1つの燃料小集合体に、燃料棒
の代りに、いわゆるスペーサホールダ棒を設ける
ことが好ましいであろう。この場合、第1図に示
す燃料小集合体において、例えば燃料棒の数は16
であり、燃料棒位置は17となる。燃料小集合体
7′に対して、燃料小集合体7の方はその中心に
燃料棒位置を有するので、機械的な観点からみ
て、使用する可能性のあるスペーサホールド棒を
特に好ましくここに位置づけることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例による燃料集合体
に含まれる燃料小集合体の水平断面図であり、第
2図は4個の燃料小集合体を含む燃料集合体の断
面図であつて、この燃料集合体は原子炉の炉心に
配置されるが、その中で燃料小集合体の1個のみ
が第1図に示す構造のもので、他の燃料小集合体
は通常の正方形ラチス状にのみ配置した燃料棒を
有するものとして示してある。 図において、1,1′…チヤンネルボツクス、
2…燃料棒、3…ラチス、4…炉心格子、5…案
内棒、6…制御棒、7,7′…燃料小集合体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の垂直燃料棒を含む4個の燃料小集合体
    を有し、断面がほぼ正方形の燃料集合体であつ
    て、各前記燃料棒が対応する燃料棒位置に配置さ
    れていて、これら燃料棒位置が仮想の水平ラチス
    の節目の点を構成しており、また、各前記燃料小
    集合体7,7′が、燃料集合体が有する全部の燃
    料棒のうちの約4分の1を含んでいて、それぞれ
    の燃料小集合体の断面形状が実質的に正方形にな
    つている、前記燃料集合体において、 前記ラチス3は複数の正三角形と複数の四角形
    とを含んでおり、4個の前記燃料小集合体のうち
    の少なくとも1つは17個の燃料棒位置を有し、そ
    の燃料棒位置のうちの9個は4個の四角形によつ
    て形成される正方形ラチス部分(ABCD)の各
    節目の点に対応しており、残りの8個の燃料棒位
    置は三角形の角部を構成していて前記四角形ラチ
    ス部分の外側に位置し、これら8個の燃料棒位置
    の2個づつが、前記正方形ラチス部分(ABCD)
    のそれぞれの辺の近くに位置していることを特徴
    とする燃料集合体。 2 特許請求の範囲第1項記載の燃料集合体にお
    いて、17個の燃料棒位置を有する前記燃料小集合
    体は、実質的に正方形の断面形状を有するチヤン
    ネルボツクス1を有し、このチヤンネルボツクス
    1の断面形状である前記正方形は、前記正方形ラ
    チス部分に対して、これら正方形の軸線のまわり
    に、45度回転された配置状態になつていることを
    特徴とする燃料集合体。 3 特許請求の範囲第2項記載の燃料集合体にお
    いて、前記チヤンネルボツクス1の断面形状が4
    本の等しい長さで且つ対となつた平行の直線を含
    む周囲を有し、各直線の長さaは、2本の前記平
    行な直線の間の距離bの大きくとも65%であるこ
    とを特徴とする燃料集合体。
JP56176319A 1980-11-05 1981-11-02 Fuel assembly Granted JPS57106896A (en)

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