JPH022976A - 燃料集合体の小燃料棒束 - Google Patents
燃料集合体の小燃料棒束Info
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- JPH022976A JPH022976A JP63307970A JP30797088A JPH022976A JP H022976 A JPH022976 A JP H022976A JP 63307970 A JP63307970 A JP 63307970A JP 30797088 A JP30797088 A JP 30797088A JP H022976 A JPH022976 A JP H022976A
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
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- G—PHYSICS
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- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/326—Bundles 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
- G21C3/328—Relative disposition of the elements in the bundle lattice
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
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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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Supports For Pipes And Cables (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】
本発明は一般に原子炉の燃料集合体に関し、特に、臨界
熱流束(CHF )の特性を改善するために直径が減じ
られた内側燃料棒を有する小燃料棒束を備えた沸騰水型
原子炉(I3WR)用燃料集合体に関するものである。
熱流束(CHF )の特性を改善するために直径が減じ
られた内側燃料棒を有する小燃料棒束を備えた沸騰水型
原子炉(I3WR)用燃料集合体に関するものである。
先j」支貨flu朋−
原子炉内の核分裂によって大量のエネルギが放出され、
このエネルギは、原子炉の細長い燃料要素、即ち燃料棒
内で熱として放散されるのが典型的である。有用な仕事
を行うため、この熱を冷却材から取り出すように、燃料
棒に対して熱交換関係で冷却材を流すことによってこの
熱を除去するのが一般的である。
このエネルギは、原子炉の細長い燃料要素、即ち燃料棒
内で熱として放散されるのが典型的である。有用な仕事
を行うため、この熱を冷却材から取り出すように、燃料
棒に対して熱交換関係で冷却材を流すことによってこの
熱を除去するのが一般的である。
原子炉内では、一般に、複数の燃料棒が一緒に群別され
1つの燃料集合体を形成している。複数のこれらの燃料
集合体は、通常、自己持続性の核分裂反応を行うことが
できる原子炉の炉心を形成するように、マトリックスに
配置されている。炉心は、軽水のような流れる液体中に
浸漬されており、この軽水は、燃料棒から熱を取り出す
冷却材として、また、中性子減速材として作用する。特
に、BWRにおいて、燃料集合体は、4つ1組のクラス
タに通常組分けされ、4つずつの燃料集合体に1つの制
御棒が組み合わされている。制御棒は、炉心の反応度を
制御するため燃料集合体に挿入することができる。1つ
の制御棒を囲む4つの燃料集合体の各クラスタは、通常
、炉心の燃料セルと呼ばれている。
1つの燃料集合体を形成している。複数のこれらの燃料
集合体は、通常、自己持続性の核分裂反応を行うことが
できる原子炉の炉心を形成するように、マトリックスに
配置されている。炉心は、軽水のような流れる液体中に
浸漬されており、この軽水は、燃料棒から熱を取り出す
冷却材として、また、中性子減速材として作用する。特
に、BWRにおいて、燃料集合体は、4つ1組のクラス
タに通常組分けされ、4つずつの燃料集合体に1つの制
御棒が組み合わされている。制御棒は、炉心の反応度を
制御するため燃料集合体に挿入することができる。1つ
の制御棒を囲む4つの燃料集合体の各クラスタは、通常
、炉心の燃料セルと呼ばれている。
クラスタ中の典型的なりWR用燃料集合体は、N列×N
列の細長い燃料棒の配列によって通常形成される。燃料
棒束は、横方向に離隔された関係に支持され、はぼ矩形
断面の外側管状流れチャンネルにより取り囲まれている
。外側流れチャンネルは、燃料集合体のほぼ全長に沿っ
て延びており、上部ノズルを、下部ノズルに相互連結し
ている。下部ノズルは炉心支持板内に嵌合し、燃料集合
体の外側チャンネル内に冷却材を流すための入口として
機能する。冷却材は下部ノズルを経て流入し、その後、
燃料棒に沿って流れ、その加熱された表面からエネルギ
を除去する。このようなりWR用燃料集合体は、米国特
許第4,560,532号明a書に開示されている。
列の細長い燃料棒の配列によって通常形成される。燃料
棒束は、横方向に離隔された関係に支持され、はぼ矩形
断面の外側管状流れチャンネルにより取り囲まれている
。外側流れチャンネルは、燃料集合体のほぼ全長に沿っ
て延びており、上部ノズルを、下部ノズルに相互連結し
ている。下部ノズルは炉心支持板内に嵌合し、燃料集合
体の外側チャンネル内に冷却材を流すための入口として
機能する。冷却材は下部ノズルを経て流入し、その後、
燃料棒に沿って流れ、その加熱された表面からエネルギ
を除去する。このようなりWR用燃料集合体は、米国特
許第4,560,532号明a書に開示されている。
この型式の燃料集合体においては、燃料棒束の中心領域
の燃料棒が減速不足且つ濃縮過剰となる場合がある。燃
料集合体内880号を通る減速材の流量を増してかかる
状態を救済するために、細長い中心配置のウォータ・ク
ロスがしばしば燃料集合体内で用いられている。中心ウ
ォータ・クロスは、共働して十字形の水流れチャンネル
を形成する複数の四方向且つ半径方向のパネルを有し、
このチャンネルは、燃料集合体を4つの独立した纒長い
隔室に区分している。また、燃料棒束はそれぞれの隔室
内に配置される小燃料棒束に分割されている。このよう
にして、ウォータ・クロスは、チャンネル内に、サブク
ールされた中性子減速材を流すための中心配置された十
字形の流路を形成し、この流路は、小燃料棒束内の隣合
う燃料棒の長手方向に沿うが、該燃料棒からは離間され
ている。各小燃料棒束の燃料棒は、上部タイプレートと
下部タイプレートとの間を横方向に互いに隔てられた関
係で延びており、チャンネルの各隔室内で個々の燃料棒
サブアセンブリを構成するように、タイブレートに相互
連結されている。ウォータ・クロスは燃料棒サブアセン
ブリとほぼ同じ軸方向長さを有し、上部タイプレートと
下部タイプレートとの間で延びている。
の燃料棒が減速不足且つ濃縮過剰となる場合がある。燃
料集合体内880号を通る減速材の流量を増してかかる
状態を救済するために、細長い中心配置のウォータ・ク
ロスがしばしば燃料集合体内で用いられている。中心ウ
ォータ・クロスは、共働して十字形の水流れチャンネル
を形成する複数の四方向且つ半径方向のパネルを有し、
このチャンネルは、燃料集合体を4つの独立した纒長い
隔室に区分している。また、燃料棒束はそれぞれの隔室
内に配置される小燃料棒束に分割されている。このよう
にして、ウォータ・クロスは、チャンネル内に、サブク
ールされた中性子減速材を流すための中心配置された十
字形の流路を形成し、この流路は、小燃料棒束内の隣合
う燃料棒の長手方向に沿うが、該燃料棒からは離間され
ている。各小燃料棒束の燃料棒は、上部タイプレートと
下部タイプレートとの間を横方向に互いに隔てられた関
係で延びており、チャンネルの各隔室内で個々の燃料棒
サブアセンブリを構成するように、タイブレートに相互
連結されている。ウォータ・クロスは燃料棒サブアセン
ブリとほぼ同じ軸方向長さを有し、上部タイプレートと
下部タイプレートとの間で延びている。
米国特許第3,689,358号及び同第3,802,
423号明m書に開示されているような他のオープンラ
チス型BWR用燃料集合体の構造とは異なり、米国特許
第4,560.532号明細書に開示の上述のBWRは
、ウォータ・クロスがあるために、2倍の大きさの“低
温壁若しくは熱せられていない壁”面を有している。こ
のために、より多くの液体冷却材が、燃料集合体の熱せ
られていない部分に8積若しくは付着する傾向がある。
423号明m書に開示されているような他のオープンラ
チス型BWR用燃料集合体の構造とは異なり、米国特許
第4,560.532号明細書に開示の上述のBWRは
、ウォータ・クロスがあるために、2倍の大きさの“低
温壁若しくは熱せられていない壁”面を有している。こ
のために、より多くの液体冷却材が、燃料集合体の熱せ
られていない部分に8積若しくは付着する傾向がある。
この結果、小燃料棒束の内部位置における加熱面で、液
体冷却材が相対的に不足状態となる。
体冷却材が相対的に不足状態となる。
CHFの問題は、加熱面を冷却する液体膜が乾燥した場
合に生ずる。このような冷却材の流れの配分は、BWR
用燃料集合体の内側の燃料棒位置において、この燃料集
合体構造のCHF特性を実質的に低下させる傾向がある
のが自然である。この熱的・水力的効果は、1977年
、^NS−Monograph発行、アール・ティー・
ラハイ(R,T、Lahey)他著、「沸騰水型原子炉
の熱的水力学」の第125頁、図4.42に明瞭に示さ
れている。その図は棒束集合体内の液体と蒸気の相対的
配分を示し、液質が等蓄線で描かれている。液質が低く
なると、液体含有量が大きくなり、逆に液質が高くなる
と、液体含有量が少なくなることに注意されたい、液体
が壁部に付着する傾向及び蒸気が内部に蓄積する傾向が
明瞭に示されている。このような状態は、時期尚早の(
即ち、より低い東出力レベルでの)乾燥の原因となる。
合に生ずる。このような冷却材の流れの配分は、BWR
用燃料集合体の内側の燃料棒位置において、この燃料集
合体構造のCHF特性を実質的に低下させる傾向がある
のが自然である。この熱的・水力的効果は、1977年
、^NS−Monograph発行、アール・ティー・
ラハイ(R,T、Lahey)他著、「沸騰水型原子炉
の熱的水力学」の第125頁、図4.42に明瞭に示さ
れている。その図は棒束集合体内の液体と蒸気の相対的
配分を示し、液質が等蓄線で描かれている。液質が低く
なると、液体含有量が大きくなり、逆に液質が高くなる
と、液体含有量が少なくなることに注意されたい、液体
が壁部に付着する傾向及び蒸気が内部に蓄積する傾向が
明瞭に示されている。このような状態は、時期尚早の(
即ち、より低い東出力レベルでの)乾燥の原因となる。
かかるBWR用燃料集合体構造の場合、この低下は、最
近性われたC)(F試験に基づくならば、コーナー/側
方の燃料棒位置と内側燃料棒位置とについての性能にお
いて約15〜20%の差となる。
近性われたC)(F試験に基づくならば、コーナー/側
方の燃料棒位置と内側燃料棒位置とについての性能にお
いて約15〜20%の差となる。
このような甚だしい変動は、本来、内部ピーキングの場
合で最大20%まで東臨界出力性能を減する。
合で最大20%まで東臨界出力性能を減する。
従って、この性能の低下を最小とする、或は除去する手
段が必要であることは明らかである。
段が必要であることは明らかである。
従って、CHF特性及び性能を相当に改善することによ
ってその有効寿命を延ばすように、BWR用燃F+集合
体の更なる改良が必要とされている。
ってその有効寿命を延ばすように、BWR用燃F+集合
体の更なる改良が必要とされている。
1哩匹」」
本発明は、前述の必要性を満足するように設計された変
更を提供する0本発明は、加熱面及び流れ面積に関する
CHFの実証された熱的・水力的効果、即ち、加熱面に
対する流れ面積が大きい程、伝熱特性、ひいてはCHF
性能が良好となるという効果を用いることにより、上記
目的を解決する。
更を提供する0本発明は、加熱面及び流れ面積に関する
CHFの実証された熱的・水力的効果、即ち、加熱面に
対する流れ面積が大きい程、伝熱特性、ひいてはCHF
性能が良好となるという効果を用いることにより、上記
目的を解決する。
この効果は、各小燃料棒束の内側の燃料棒の幾つかにつ
いてその直径を外周の燃料棒に比して縮小することによ
り、ウォータ・クロス型BWR用燃料集合体の構造に適
用される。燃料棒の直径を約10−12%減少させるこ
とにより、燃料棒束の臨界出力を全体として約15%ま
で改善することが分かった0例えば、4×4配列の小燃
料棒束においては、最も内側に位置する4本の燃料棒の
それぞれの直径が減じられる。
いてその直径を外周の燃料棒に比して縮小することによ
り、ウォータ・クロス型BWR用燃料集合体の構造に適
用される。燃料棒の直径を約10−12%減少させるこ
とにより、燃料棒束の臨界出力を全体として約15%ま
で改善することが分かった0例えば、4×4配列の小燃
料棒束においては、最も内側に位置する4本の燃料棒の
それぞれの直径が減じられる。
従って、本発明はBWR用燃料集合体の改良された特徴
を開示するものである。BWR用燃料集合体は、該燃料
集合体を通る冷却材/減速材の流れを導くための囲いを
形成する外側管状流れチャンネルと、該チャンネルを通
って延び、チャンネルの内部に沿って取り付けられた半
径方向に延びる複数の部材を有し、且つ該チャンネルを
複数の一個々の隔室に分割するウォータ・クロスとを備
えている。改良された特徴は、外側流れチャンネルの内
部と、ウォータ・クロスの半径方向に延びる部材の外部
との間における各隔室内に位置された細長い燃料棒の小
燃料棒束毎に存する。小燃料棒束は、(a)所定の第1
の直径寸法をそれぞれが有する燃料棒か、ら成る内側配
列と、(b)前記第1の直径寸法よりも大きな所定の第
2の直径寸法をそれぞれが有する燃料棒から成る外周配
列と、・から構成されている。
を開示するものである。BWR用燃料集合体は、該燃料
集合体を通る冷却材/減速材の流れを導くための囲いを
形成する外側管状流れチャンネルと、該チャンネルを通
って延び、チャンネルの内部に沿って取り付けられた半
径方向に延びる複数の部材を有し、且つ該チャンネルを
複数の一個々の隔室に分割するウォータ・クロスとを備
えている。改良された特徴は、外側流れチャンネルの内
部と、ウォータ・クロスの半径方向に延びる部材の外部
との間における各隔室内に位置された細長い燃料棒の小
燃料棒束毎に存する。小燃料棒束は、(a)所定の第1
の直径寸法をそれぞれが有する燃料棒か、ら成る内側配
列と、(b)前記第1の直径寸法よりも大きな所定の第
2の直径寸法をそれぞれが有する燃料棒から成る外周配
列と、・から構成されている。
より詳細には、燃料棒の内側配列は、中心配置のほぼ正
方形の内側パターンを形成する。正方形内側パターンに
存する燃料棒だけが、第1の直径寸法を有する燃料棒で
ある。また、燃料棒の外周配列は、外周に配置され内側
配列を取り囲むほぼ正方形の外側環状パターンを形成す
る。外側正方形パターンにおける燃料棒のみが、第2の
直径寸法を有する燃料棒である。燃料棒の内側配列と外
周配列とが共働して正方形配列を構成し、各配列の燃料
棒は縦列及び横列で互いに整列されている。
方形の内側パターンを形成する。正方形内側パターンに
存する燃料棒だけが、第1の直径寸法を有する燃料棒で
ある。また、燃料棒の外周配列は、外周に配置され内側
配列を取り囲むほぼ正方形の外側環状パターンを形成す
る。外側正方形パターンにおける燃料棒のみが、第2の
直径寸法を有する燃料棒である。燃料棒の内側配列と外
周配列とが共働して正方形配列を構成し、各配列の燃料
棒は縦列及び横列で互いに整列されている。
内側配列の燃料棒の直径寸法は、外周配列の燃料棒に比
して10〜b 本発明の上記及びその他の利点や効果は、本発明の実施
例を例示し記載した図面に関する以下の詳細な説明を読
むことにより当業者にとって一層明らかとなろう。
して10〜b 本発明の上記及びその他の利点や効果は、本発明の実施
例を例示し記載した図面に関する以下の詳細な説明を読
むことにより当業者にとって一層明らかとなろう。
の舌 を二B
以下の説明において、同一符号は、各図を通じ同−又は
相当部分を表すように用いられている。
相当部分を表すように用いられている。
また、以下の説明において、「前方」、「後方」、[左
」、「右」、「上方」又は「下方j等の用語は、説明の
都合上用いられており、本発明を限定する語として解釈
すべきではない。
」、「右」、「上方」又は「下方j等の用語は、説明の
都合上用いられており、本発明を限定する語として解釈
すべきではない。
=1吐rL1
図面、特に第1図〜第3図には、本発明による改良が組
み込まれた沸騰水型原子炉(B W R)用の燃料集合
体が符号10により総括的に示されている。
み込まれた沸騰水型原子炉(B W R)用の燃料集合
体が符号10により総括的に示されている。
この燃料集合体10は、細長い外側管状流れチャンネル
12を有し、このチャンネル12は、燃料集合体10の
ほぼ全長に亘って延び、上部支持取付横道、即ち上部ノ
ズル14を下部基体、即ち下部ノズル16に相互連結し
ている。燃料集合体10の外側チャンネル12内への冷
却材の入口として作用する下部ノズル16は、該下部ノ
ズル16及び燃料集合体10を炉心支持板(図示しない
)内へ、若しくは例えば使用済み燃料プール中の燃料貯
蔵ラック内へ案内するための複数の脚部18を備えてい
る。
12を有し、このチャンネル12は、燃料集合体10の
ほぼ全長に亘って延び、上部支持取付横道、即ち上部ノ
ズル14を下部基体、即ち下部ノズル16に相互連結し
ている。燃料集合体10の外側チャンネル12内への冷
却材の入口として作用する下部ノズル16は、該下部ノ
ズル16及び燃料集合体10を炉心支持板(図示しない
)内へ、若しくは例えば使用済み燃料プール中の燃料貯
蔵ラック内へ案内するための複数の脚部18を備えてい
る。
はぼ矩形断面の外側管状流れチャンネル12(第4図及
び第5図参照)は、互いに連結された4つの直立壁部2
0から成っており、各壁部20は、次の壁部から約90
度隔たっている。複数の構造リブ22が、外側流れチャ
ンネル12の各壁部20の内面に、互いに隔てられた関
係に形成され、該内面に沿った中心位置で垂直の列にな
って延びている。外側流れチャンネル12(従って、こ
のチャンネルに形成された構造リブ22)は、例えばジ
ルカロイとして一最に知られるジルコニウノ、合金のよ
うな金罵材料から好ましくは形成される。外側流れチャ
ンネル12の壁部20上に固定された複数の上方に延び
る取付ボルト24は、上部ノズル14をチャンネル12
に連結するために、構造リブ22の上端部の上方で使用
されている。
び第5図参照)は、互いに連結された4つの直立壁部2
0から成っており、各壁部20は、次の壁部から約90
度隔たっている。複数の構造リブ22が、外側流れチャ
ンネル12の各壁部20の内面に、互いに隔てられた関
係に形成され、該内面に沿った中心位置で垂直の列にな
って延びている。外側流れチャンネル12(従って、こ
のチャンネルに形成された構造リブ22)は、例えばジ
ルカロイとして一最に知られるジルコニウノ、合金のよ
うな金罵材料から好ましくは形成される。外側流れチャ
ンネル12の壁部20上に固定された複数の上方に延び
る取付ボルト24は、上部ノズル14をチャンネル12
に連結するために、構造リブ22の上端部の上方で使用
されている。
第1図、第2図、第4図及び第5図に総括的に符号26
で示した中空のウォータ・クロスは、中性子減速及び経
済を改善するために、燃料集合体10を通るサブクール
された減速材流のための解放された内側チャンネル(中
心中空チャンネル)28を提供すると共に、燃料集合体
10を4つの個々別々の細長い隔室30に区画するよう
に、外側チャンネル12を通り軸方向に延びている。ウ
ォータ・クロス26は4つの半径方向パネル32を有し
、これらのパネル32は、4つの金属製の細長いほぼL
字形のアングル材、即ち板部材34によって形成され、
これらの板部材34は、チャンネル12のほぼ全長に亘
り延びている。また、各パネル32のこれらの板部材3
4は、そこに形成され両方の間に延在するデインプル3
6の形態の一連の要素によって、相互に連結され且つ互
いに隔てられている。デインプル36は、板部材34の
向かい合った部分を適切な離間関係に保持するために、
板部材34の長さ方向に沿って互いに接触する向かい合
う対を形成する。互いに接触したデインプル36の対は
、中心のウォータ・クロス26のパネル32を形成する
板部材34間の間隔が正確に保たれるように、例えば溶
接により互いに結合されている。
で示した中空のウォータ・クロスは、中性子減速及び経
済を改善するために、燃料集合体10を通るサブクール
された減速材流のための解放された内側チャンネル(中
心中空チャンネル)28を提供すると共に、燃料集合体
10を4つの個々別々の細長い隔室30に区画するよう
に、外側チャンネル12を通り軸方向に延びている。ウ
ォータ・クロス26は4つの半径方向パネル32を有し
、これらのパネル32は、4つの金属製の細長いほぼL
字形のアングル材、即ち板部材34によって形成され、
これらの板部材34は、チャンネル12のほぼ全長に亘
り延びている。また、各パネル32のこれらの板部材3
4は、そこに形成され両方の間に延在するデインプル3
6の形態の一連の要素によって、相互に連結され且つ互
いに隔てられている。デインプル36は、板部材34の
向かい合った部分を適切な離間関係に保持するために、
板部材34の長さ方向に沿って互いに接触する向かい合
う対を形成する。互いに接触したデインプル36の対は
、中心のウォータ・クロス26のパネル32を形成する
板部材34間の間隔が正確に保たれるように、例えば溶
接により互いに結合されている。
中空のウォータ・クロス26は、外側管状流れチャンネ
ル12の角度的に変位された壁部20に取り付けられて
いる。好ましくは、ウォータ・クロス26のパネル32
の細長い外縁部38は、燃料集合体10内の所望の中心
位置にウォータ・クロス26を確実に保持するために、
構造リブ22にその全長に沿って例えば溶接により結合
されている。更に、パネル32の内端は、その外端と共
に、中空のウォータ・クロス26の軸方向の全長に延び
る十字形の内側中心チャンネル28を画定している。ま
た、ウォータ・クロス26は下方の流入端39と、反対
側の上方の流出端40とを有し、これらは、サブクール
された冷却材の流れが内側チャンネル28を貫流できる
ように、内側チャンネル28とそれぞれ連通している。
ル12の角度的に変位された壁部20に取り付けられて
いる。好ましくは、ウォータ・クロス26のパネル32
の細長い外縁部38は、燃料集合体10内の所望の中心
位置にウォータ・クロス26を確実に保持するために、
構造リブ22にその全長に沿って例えば溶接により結合
されている。更に、パネル32の内端は、その外端と共
に、中空のウォータ・クロス26の軸方向の全長に延び
る十字形の内側中心チャンネル28を画定している。ま
た、ウォータ・クロス26は下方の流入端39と、反対
側の上方の流出端40とを有し、これらは、サブクール
された冷却材の流れが内側チャンネル28を貫流できる
ように、内側チャンネル28とそれぞれ連通している。
外側管状流れチャンネル12内には燃料棒42の束が配
置されており、図示実施例では64本の燃料棒42があ
り、8×8配列を形成している。この燃料棒束はウォー
タ・クロス26によって4つの小燃料棒束に分離されて
いる。各小燃料棒束は、以下で述べる本発明の改良され
た特徴を備えている。各小燃料棒束の燃料棒42 (1
6本あり、4X4配列を有する)は、上部タイプレート
44と下部タイプレート46との間を横方向に離間した
関係で延びており、また、上部及び下部タイプレート4
4.46に接続されてそれらと共働して、外側チャンネ
ル12の各隔室30内に別個の燃料棒サブアセンブリ4
8を構成する。各燃料棒サブアセンブリ48の燃料棒4
2に沿って軸方向に隔てられた複数のスペーサ若しくは
支持格子50は、燃料棒42を横方向に隔てられた関係
に保持している。冷却材の流路、及びクロスと冷却材流
れとの流通が、各々の構造リプ22間にその長さに沿っ
て形成された複数の開口52によって、燃料集合体10
の個々の隔室30中における燃料棒サブアセンブリ48
rrfIで与えられている。rM口52を通る冷却材の
流れは、4つの独立した隔室30間の水圧を平衡させ、
それによって、燃料棒サブアセンブリ48間の熱的・水
力的不安定の可能性を最小とする作用を有する。
置されており、図示実施例では64本の燃料棒42があ
り、8×8配列を形成している。この燃料棒束はウォー
タ・クロス26によって4つの小燃料棒束に分離されて
いる。各小燃料棒束は、以下で述べる本発明の改良され
た特徴を備えている。各小燃料棒束の燃料棒42 (1
6本あり、4X4配列を有する)は、上部タイプレート
44と下部タイプレート46との間を横方向に離間した
関係で延びており、また、上部及び下部タイプレート4
4.46に接続されてそれらと共働して、外側チャンネ
ル12の各隔室30内に別個の燃料棒サブアセンブリ4
8を構成する。各燃料棒サブアセンブリ48の燃料棒4
2に沿って軸方向に隔てられた複数のスペーサ若しくは
支持格子50は、燃料棒42を横方向に隔てられた関係
に保持している。冷却材の流路、及びクロスと冷却材流
れとの流通が、各々の構造リプ22間にその長さに沿っ
て形成された複数の開口52によって、燃料集合体10
の個々の隔室30中における燃料棒サブアセンブリ48
rrfIで与えられている。rM口52を通る冷却材の
流れは、4つの独立した隔室30間の水圧を平衡させ、
それによって、燃料棒サブアセンブリ48間の熱的・水
力的不安定の可能性を最小とする作用を有する。
BWR用の燃料隼合体10の前述した基本的な構成要素
は、以下で述べるような本発明の改良された特徴を備え
るように幾つかの燃料棒42が変更されている点を除き
、当該技術分野では既知である。
は、以下で述べるような本発明の改良された特徴を備え
るように幾つかの燃料棒42が変更されている点を除き
、当該技術分野では既知である。
米国特許第4.560.532号明細書により詳細に開
示されているBWR用燃料集合体10は、本発明の後述
の改良点を当業者が理解できる程度に、十分に本明細書
で説明した。BWR用燃料集合体の構造の一層詳細な説
明については、前記米国特許明細書を参照されたい。
示されているBWR用燃料集合体10は、本発明の後述
の改良点を当業者が理解できる程度に、十分に本明細書
で説明した。BWR用燃料集合体の構造の一層詳細な説
明については、前記米国特許明細書を参照されたい。
儂れ
本発明は各小燃料棒束における改良された特徴、即ち内
側配列54と外周配列56とで燃料棒42の直径寸法が
2種類あるという形の特徴を提供している。
側配列54と外周配列56とで燃料棒42の直径寸法が
2種類あるという形の特徴を提供している。
各小燃料束における内側配列54の燃料棒42Aは所定
の第1の直径寸法を有し、外周配列56の燃料棒42B
は、第1の直径寸法よりも大きな所定の第2・の直径寸
法を有している。好ましくは、内側配列54の燃料棒4
2Aの直径寸法は、外周配列56の燃料棒42Bに比し
て10〜b 更に、内側配列54及び外周配列56の燃料棒42は、
全体として燃料棒の正方形配列を構成する。内側配列5
4の燃料棒42Aは、中心に配置されたほぼ正方形の内
側、パターンを形成し、各小燃料棒束の4×4配列内に
4本の燃料棒42Aを有している。内側正方形パターン
に存する燃料棒のみが、小さい方の第1の直径寸法を有
する燃料棒42Aである。
の第1の直径寸法を有し、外周配列56の燃料棒42B
は、第1の直径寸法よりも大きな所定の第2・の直径寸
法を有している。好ましくは、内側配列54の燃料棒4
2Aの直径寸法は、外周配列56の燃料棒42Bに比し
て10〜b 更に、内側配列54及び外周配列56の燃料棒42は、
全体として燃料棒の正方形配列を構成する。内側配列5
4の燃料棒42Aは、中心に配置されたほぼ正方形の内
側、パターンを形成し、各小燃料棒束の4×4配列内に
4本の燃料棒42Aを有している。内側正方形パターン
に存する燃料棒のみが、小さい方の第1の直径寸法を有
する燃料棒42Aである。
外周配列56の燃料棒42Bは、内側配列54を取り囲
み且つ外周に配置されたほぼ正方形の外側環状パターン
を形成し、各小燃料棒束の4×4配列内に12本の燃料
棒42Bを有している。外側正方形パターンにある燃料
棒のみが、大きい方の第2の直径寸法を有する燃料棒4
2Bである。このように、内側配列54の燃料棒42A
と外周配列56の燃料棒42Bとは共働して全体として
正方形配列を構成し、縦列及び横列に互いに整列されて
いる。
み且つ外周に配置されたほぼ正方形の外側環状パターン
を形成し、各小燃料棒束の4×4配列内に12本の燃料
棒42Bを有している。外側正方形パターンにある燃料
棒のみが、大きい方の第2の直径寸法を有する燃料棒4
2Bである。このように、内側配列54の燃料棒42A
と外周配列56の燃料棒42Bとは共働して全体として
正方形配列を構成し、縦列及び横列に互いに整列されて
いる。
概略的に述べるならば、本発明による改良された特徴は
、実証された熱的・水力的効果を用いており、これによ
って内側燃料棒位置と外周燃料棒位置とで2種の燃料棒
の直径寸法を有する独特なりWR用のウォータ・クロス
組込み型燃料集合体構造が得られ、“低温壁”面が付加
されるために、CHF特性上の固有の制限が緩和される
ようになっている。各小燃料棒束における4本の内側の
燃料棒42Aの相対的棒直径は、外周の燃料棒42Bの
直径よりも、好適には約り0%小さな値で設定されてい
る。臨界熱流束(CHF )の特性についての実験結果
により、コーナーと側方の燃料棒が4本の内側の燃料棒
に対して非常に優れた特性(臨界出力の10〜15%以
上の改W)を呈することが証明されている0本発明は、
内側燃料棒について欅毎の流通面積を増加させ、それに
よって伝熱を改善し、同時に、燃料棒寸法(従って、燃
料ペレット)をより小さくすることで出力定格を減する
。標準的な核設計手段では、発生される全燃料集合体出
力が同等に維持されるべく、側方/コーナーの燃料棒の
濃縮度を増加させる手段が用いられるであろう。
、実証された熱的・水力的効果を用いており、これによ
って内側燃料棒位置と外周燃料棒位置とで2種の燃料棒
の直径寸法を有する独特なりWR用のウォータ・クロス
組込み型燃料集合体構造が得られ、“低温壁”面が付加
されるために、CHF特性上の固有の制限が緩和される
ようになっている。各小燃料棒束における4本の内側の
燃料棒42Aの相対的棒直径は、外周の燃料棒42Bの
直径よりも、好適には約り0%小さな値で設定されてい
る。臨界熱流束(CHF )の特性についての実験結果
により、コーナーと側方の燃料棒が4本の内側の燃料棒
に対して非常に優れた特性(臨界出力の10〜15%以
上の改W)を呈することが証明されている0本発明は、
内側燃料棒について欅毎の流通面積を増加させ、それに
よって伝熱を改善し、同時に、燃料棒寸法(従って、燃
料ペレット)をより小さくすることで出力定格を減する
。標準的な核設計手段では、発生される全燃料集合体出
力が同等に維持されるべく、側方/コーナーの燃料棒の
濃縮度を増加させる手段が用いられるであろう。
要素のこの独特な組合せは、内側の燃料棒のCHF特性
を側方/コーナーの燃料棒のレベルまで改善することに
より、優れたCHF特性(約10%)を有する燃料集合
体を得ることができる。
を側方/コーナーの燃料棒のレベルまで改善することに
より、優れたCHF特性(約10%)を有する燃料集合
体を得ることができる。
本発明及びこれに付随する多くの利・点は、上の説明か
ら理解されるであろう、また、本発明の精神及び範囲を
逸脱することなく、或はその実質的な利点を犠牲にする
ことなく形態、構成及び配列に関し、種々の変更が可能
であることは明らかであり、よって、以上に述べられた
形態は単に本発明の好適な実施例に過ぎない。
ら理解されるであろう、また、本発明の精神及び範囲を
逸脱することなく、或はその実質的な利点を犠牲にする
ことなく形態、構成及び配列に関し、種々の変更が可能
であることは明らかであり、よって、以上に述べられた
形態は単に本発明の好適な実施例に過ぎない。
第1図は、本発明の特徴点が適用されたBWR用燃料集
合体を、明瞭化のために、一部断面、−部切欠きで表し
た正面図、第2図は第1図の2−2線に沿って見た燃料
集合体の拡大平面図、第3図は第1図の3−311に沿
って見た燃料集合体の拡大底面図、第4図は第1図の4
−4!Itに沿っての燃料集合体の断面図であり、ウォ
ータ・クロスによって個々の小燃料棒束に分離された燃
料集合体を示すと共に、小燃料棒束の1つを囲む支持格
子を実線で、他の3つの小燃料棒束を囲む支持格子を一
点鎖線で外形のみで示し、更に各小燃料棒束の燃料棒が
本発明の改良された特徴を有しているところを示す図、
第5図は第1図の5−5線に沿っての第4図と同様な断
面図である0図中、10・・・燃料集金体 12・・・外側管状流れチャンネル 26・・・ウォータ・クロス 28・・・内側チャンネル(中心中空チャンオ・ル)3
0・・・隔室 42A・・・内側配列の燃料棒 42B・・・外周配列の燃料棒 54・・・内側配列 56・・・外周配列 IG
合体を、明瞭化のために、一部断面、−部切欠きで表し
た正面図、第2図は第1図の2−2線に沿って見た燃料
集合体の拡大平面図、第3図は第1図の3−311に沿
って見た燃料集合体の拡大底面図、第4図は第1図の4
−4!Itに沿っての燃料集合体の断面図であり、ウォ
ータ・クロスによって個々の小燃料棒束に分離された燃
料集合体を示すと共に、小燃料棒束の1つを囲む支持格
子を実線で、他の3つの小燃料棒束を囲む支持格子を一
点鎖線で外形のみで示し、更に各小燃料棒束の燃料棒が
本発明の改良された特徴を有しているところを示す図、
第5図は第1図の5−5線に沿っての第4図と同様な断
面図である0図中、10・・・燃料集金体 12・・・外側管状流れチャンネル 26・・・ウォータ・クロス 28・・・内側チャンネル(中心中空チャンオ・ル)3
0・・・隔室 42A・・・内側配列の燃料棒 42B・・・外周配列の燃料棒 54・・・内側配列 56・・・外周配列 IG
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 沸騰水型原子炉用の燃料集合体における複数の個々独立
した隔室であって、前記燃料集合体を通して冷却材/減
速材の流れを導くための中空の外側管状流れチャンネル
と、前記燃料集合体を通して冷却材/減速材を流すため
の中心中空チャンネルを提供すると共に前記外側管状流
れチャンネルを前記隔室に分離するように、前記外側管
状流れチャンネルを通って延び且つ該外側管状流れチャ
ンネルの内部に沿つて取り付けられた中空のウォータ・
クロスとによって形成されている前記隔室の各々で用い
られる小燃料棒束において、 (a)所定の第1の直径寸法をそれぞれが有する燃料棒
から成る内側配列と、 (b)前記第1の直径寸法よりも大きな所定の第2の直
径寸法をそれぞれが有する燃料棒から成る外周配列と、 から構成されている燃料集合体の小燃料棒束。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/130,034 US4818478A (en) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | BWR fuel assembly mini-bundle having interior fuel rods of reduced diameter |
| US130,034 | 1987-12-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022976A true JPH022976A (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=22442740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63307970A Pending JPH022976A (ja) | 1987-12-07 | 1988-12-07 | 燃料集合体の小燃料棒束 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4818478A (ja) |
| EP (1) | EP0319744B1 (ja) |
| JP (1) | JPH022976A (ja) |
| KR (1) | KR970004417B1 (ja) |
| DE (1) | DE3877726D1 (ja) |
| ES (1) | ES2037182T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04358564A (ja) * | 1991-06-04 | 1992-12-11 | Mamoru Hosoi | 黄金畳表の製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE501790C2 (sv) * | 1993-09-22 | 1995-05-15 | Asea Atom Ab | Styrstav till en kokarreaktor där absorbatordelen innefattar en central kanal |
| US5488644A (en) | 1994-07-13 | 1996-01-30 | General Electric Company | Spring assemblies for adjoining nuclear fuel rod containing ferrules and a spacer formed of the spring assemblies and ferrules |
| US5519747A (en) | 1994-10-04 | 1996-05-21 | General Electric Company | Apparatus and methods for fabricating spacers for a nuclear fuel rod bundle |
| US5546437A (en) | 1995-01-11 | 1996-08-13 | General Electric Company | Spacer for nuclear fuel rods |
| US5566217A (en) | 1995-01-30 | 1996-10-15 | General Electric Company | Reduced height spacer for nuclear fuel rods |
| SE9502149D0 (sv) * | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Asea Atom Ab | Reaktorhärd och bränslepatron för kokarvattenreaktor |
| US5675621A (en) | 1995-08-17 | 1997-10-07 | General Electric Company | Reduced height flat spring spacer for nuclear fuel rods |
| SE505739C2 (sv) * | 1996-01-25 | 1997-10-06 | Asea Atom Ab | Bränslepatron för kokarvattenreaktor |
| KR100442274B1 (ko) * | 2002-06-25 | 2004-07-30 | 엘지전자 주식회사 | 수소 이동을 통해 공기조화를 하는 공기조화기용 릴리프밸브 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE572515A (ja) * | 1957-11-01 | |||
| NL258581A (ja) * | 1959-12-11 | |||
| US3318779A (en) * | 1965-06-09 | 1967-05-09 | Richard F Turner | Fuel element |
| US3378457A (en) * | 1965-08-18 | 1968-04-16 | Allis Chalmers Mfg Co | Cermet and ceramic fuel element |
| US3933582A (en) * | 1968-09-26 | 1976-01-20 | General Electric Company | Plutonium fuel adjacent burnable poison |
| US3910818A (en) * | 1969-10-30 | 1975-10-07 | Gen Atomic Co | Method for increasing the burn-up capability of boiling water nuclear reactors containing plutonium-bearing fuel assemblies |
| US3745069A (en) * | 1969-10-30 | 1973-07-10 | United Nuclear Corp | Fuel assemblies containing uo2 and puo2-uo2 for water cooled nuclear reactors |
| BE789401A (fr) * | 1971-09-30 | 1973-01-15 | Gen Electric | Assemblage de barres de combustible pour reacteurs nucleaires |
| BE791885A (fr) * | 1971-11-26 | 1973-03-16 | Gen Electric | Coeur de reacteur nucleaire avec commande de refrigerant en derivation |
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| US4059484A (en) * | 1975-05-02 | 1977-11-22 | Exxon Nuclear Company, Inc. | Hybrid nuclear fuel assembly with reduced linear heat generation rates |
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| US4123328A (en) * | 1976-09-15 | 1978-10-31 | Institute Of Nuclear Energy Research, Atomic Energy Council | Utilization of heavy elements in thermal and epithermal reactors |
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| US4326922A (en) * | 1978-02-06 | 1982-04-27 | Westinghouse Electric Corp. | Composite nuclear fuel assembly |
| SE420545B (sv) * | 1979-07-03 | 1981-10-12 | Asea Atom Ab | Brenslepatron for en kokarreaktor |
| SE421969B (sv) * | 1980-03-17 | 1982-02-08 | Asea Atom Ab | Brenslepatron for en kokarreaktor |
| DE3266144D1 (en) * | 1981-05-15 | 1985-10-17 | Hitachi Ltd | Fuel assembly |
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| FR2552921B1 (fr) * | 1983-09-30 | 1985-12-27 | Framatome Sa | Assemblage combustible pour un reacteur nucleaire a eau sous pression |
| US4606880A (en) * | 1984-10-22 | 1986-08-19 | Westinghouse Electric Corp. | Symmetric blanket nuclear fuel assembly |
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-
1987
- 1987-12-07 US US07/130,034 patent/US4818478A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-11-15 DE DE8888118996T patent/DE3877726D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-15 EP EP88118996A patent/EP0319744B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-15 ES ES198888118996T patent/ES2037182T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-06 KR KR1019880016221A patent/KR970004417B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-07 JP JP63307970A patent/JPH022976A/ja active Pending
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| JPH04358564A (ja) * | 1991-06-04 | 1992-12-11 | Mamoru Hosoi | 黄金畳表の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR890010927A (ko) | 1989-08-11 |
| EP0319744B1 (en) | 1993-01-20 |
| EP0319744A3 (en) | 1990-01-31 |
| DE3877726D1 (de) | 1993-03-04 |
| US4818478A (en) | 1989-04-04 |
| KR970004417B1 (ko) | 1997-03-27 |
| ES2037182T3 (es) | 1993-06-16 |
| EP0319744A2 (en) | 1989-06-14 |
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