JPH027435B2 - - Google Patents

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JPH027435B2
JPH027435B2 JP57073234A JP7323482A JPH027435B2 JP H027435 B2 JPH027435 B2 JP H027435B2 JP 57073234 A JP57073234 A JP 57073234A JP 7323482 A JP7323482 A JP 7323482A JP H027435 B2 JPH027435 B2 JP H027435B2
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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
    • G21C3/326—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
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
    • G21C15/04—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices from fissile or breeder material
    • G21C15/06—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices from fissile or breeder material in fuel elements
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S376/00—Induced nuclear reactions: processes, systems, and elements
    • Y10S376/908—Reactor geometry, or part thereof, defined in terms of numerical values

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料チヤネルを有する核燃料集合体に
おいて、前記燃料チヤネルが実質的に方形の断面
を有し、かつ該燃料チヤネルの中に複数の垂直チ
ユーブエレメントが配設され、前記チユーブエレ
メントの大多数のものが燃料棒であり、前記燃料
エレメントのあるものが少なくとも二つの第１列
と、少なくとも二つの第２列とを形成するように
配置され、前記各列が水平方向に前後に配置され
た９個の燃料エレメントによつて構成されてお
り、前記第１列が燃料チヤネル壁と平行であり、
かつ前記第２列が第２対の燃料チヤネル壁と平行
であり、さらに前記チユーブエレメントが前記燃
料チヤネル内において、前記各チユーブエレメン
トの垂直中心線が実質的に仮想方形格子内の対応
する節点と交叉するように位置決めされている燃
料集合体に関する。
本発明による燃料集合体は同じ外部断面寸法を
有し、かつ方形格子内に配置された64個の燃料棒
を備え、前記燃料棒が周知の燃料集合体の場合と
同じ、または幾分小さな直径を有する燃料集合体
の交換を行い得るようになつている。
本発明による燃料集合体においては、燃料チヤ
ネルの壁の構造および燃料棒の配置は、周知の同
様な燃料集合体に比して、中性子束に対する作用
が最適となると同時に、燃料の経済性を相当改良
し得るようにされている。これは燃料チヤネルの
壁の中に形成された突出部およびポケツトを使用
することにより、炉心内の水平方向において、比
較的均一に配分された減速効果が得られるように
し、したがつて平均濃縮度が不変であれば、中性
子束の配分がさらに均一となり、ひいては燃料集
合体の反応度を相当に増加せしめ、したがつて出
力負荷および燃焼とみなされる燃料集合体の燃料
棒間の差を相当減少させることによつて達成され
る。好適な減速効果は、燃料棒の長さの大部分に
沿つて延びる少なくとも一つの貫流垂直水チヤネ
ルを有する突出部を形成し、かつその下端に水を
通すための入口を設けることによつて達成され
る。前記の如き垂直チヤネルを通る水はサブクー
ルされ、かつ燃料棒との接触が阻止されるからそ
のボイド部分は零となり、または非常に小さくな
り、かつその減速効果は最大となる。
本発明による核燃料集合体においては、燃料チ
ヤネルの四つの各壁は中空の突出部を有し、該突
出部は壁の中央に配置され、減速水に対する垂直
通路を形成するようになつており、この時前記チ
ユーブエレメントの少なくとも３個、しかも７個
以下の数よりなる一つの列が平行燃料チヤネル壁
の各対の突出部の間に配置される。
次に添付図面によつて本発明の実施例を説明す
る。
すべての図面において燃料集合体の燃料棒、す
なわち核燃料の充填されたチユーブエレメントは
７によつて表わされている。なお図示の各燃料集
合体は少なくとも一つの水管８を含み、該水管は
燃料棒７とほぼ等しい長さを有し、かつ燃料集合
体の下端を流れる水の部分を通すようになつてい
る。前記水は燃料チヤネルに水力的および機械的
に連結された集合体底部１６を通つて流れ、該燃
料チヤネルは核燃料の充填された複数のチユーブ
と少なくとも一つの水管８とを囲繞している。各
水管は少なくとも一つの入口１８と少なくとも一
つの出口１９とを有している。集合体底部１６は
グリツド装置１７を支持し、該グリツド装置の上
に燃料棒７および水管８の下端が触座している。
集合体底部を通る水の部分は中空突出部９によつ
て画定された流動通路１４に分配される。
第１，２，３，４，５および６図において燃料
チヤネルはそれぞれ１，２，３，４，５，６によ
つて表わされている。各燃料チヤネルは相互に平
行した２対の壁を有し、１対の燃料チヤネル壁内
の壁は第２対の燃料チヤネル壁内の壁と90度の角
度をなしている。各燃料チヤネル１，２，３，
４，５，６内において、該燃料チヤネルの四つの
各壁には、内向きの中空突出部分９が形成され、
該突出部分は燃料チヤネルの全長に沿つて延び、
かつ減速水に対する垂直通路を形成している。し
たがつて相互に平行な燃料チヤネル壁の各対は二
つの中空突出部９を有し、該突出部は燃料チヤネ
ルの垂直中心線を通る垂直面内に位置している。
図示の各燃料集合体において、燃料チヤネルに
よつて囲繞されたチユーブエレメント７，８は、
それらの垂直中心線が第１図に示される如く辺ａ
を有する正方形よりなる仮想炉格子内の節点１３
を通るように配置される。燃料集合体のチユーブ
エレメントは、少なくとも二つの列にして、各列
が相互に平行な燃料チヤネル壁と平行な９個のチ
ユーブエレメントを含む列と、少なくとも二つの
列にして、各列が相互に平行な燃料チヤネル壁の
第２の対と平行な列とよりなつている。すべての
燃料集合体において、二つの突出部９の間に位置
決めされ、かつ一つの同じ垂直面内に位置するチ
ユーブエレメントの数は少なくとも３個、しかも
７個以下である。
第１，２および５図はそれぞれ、１対の中空突
出部９の間に位置するチユーブエレメントの各列
が５個のチユーブエレメントを有する一つの燃料
集合体を示す。第１図に示された実施例において
は二つの突出部９の間に位置するチユーブエレメ
ントの各列は燃料棒７だけを有し、これに反し第
２図および５図に示された各列は４個の燃料棒７
と１個の水管８よりなつている。第１，２および
５図に示された各燃料集合体は９個のチユーブエ
レメントよりなる列を８個有し、これら列のうち
の４個は第１の壁の対と平行であり、かつ別の４
個の列は第２の壁の対と平行である。第１図およ
び２図においては、１列当り９個のチユーブエレ
メントを含む各平行列は、２個のチユーブエレメ
ントが水管８よりなる列を二つ有している。第５
図においては９個のチユーブエレメントよりなる
列は全部で８個あり、これら各列は燃料の充填さ
れたチユーブ７だけを有している。
第３図および６図においては二つの突出部９の
間に位置するチユーブエレメントの各列は７個の
チユーブエレメントを有し、これらチユーブエレ
メントのうち３個および１個がそれぞれ水管とし
て構成されている。９個のチユーブエレメントよ
りなる列の数は各方向において６個であり、これ
ら６列のうち４列は燃料棒７だけを有している。
他の二つの各列はそれぞれ３個および２個の水管
８と６個および７個の燃料棒７とよりなつてい
る。
第４図に示された燃料集合体においては、二つ
の突出部９の間に位置するチユーブエレメントの
各列の中のチユーブエレメントの数は３個であ
り、そのうち燃料集合体の垂直中心線１３を囲繞
する一つのチユーブエレメントは水管として形成
されている。燃料集合体は燃料チヤネル壁の第１
対と平行に延びる２列の９チユーブエレメント
と、燃料チヤネル壁の第２対と平行に延びる２列
の９チユーブエレメントだけによつて形成され、
前記列は燃料棒７だけによつて構成されている。
本発明のすべての実施例においては、中空突出
部９は燃料チヤネル壁の中央部分に延びるポケツ
トの形を有し、かつその外方が、たとえば複数の
貫通孔１１を有する垂直棒１０により、またはた
とえば幾分可撓性を有する複数の連結部材１２に
よつて密封され、前記連結部材は上下に隔置関係
を有するように配置されている。
本発明によれば各突出部分９は燃料チヤネル壁
の一体部分として形成することができ、または隣
接する燃料チヤネル部材に溶接されて図示の燃料
チヤネルのあるものを形成するようになつた特定
部材となすことができる。
前述の各燃料集合体１，２，３，４，５，６に
おいては、チユーブエレメント７，８は異なる高
さに配置された複数の隔置装置によつて位置決め
され、前記各隔置装置は単一のスペーサ２０より
なり、その場合スペーサセルの数は燃料集合体内
のチユーブエレメントの数と等しくされる。なお
前記隔置装置は各燃料チヤネルの一つの隅に配置
された４個の等しい部分スペーサとなし、たとえ
ば各部分スペーサ内に16個のスペーサセルを配置
し、かつ中央に配置されたスペーサと結合するよ
うになすことができる。前記中央スペーサはなる
べくは他のスペーサより大なる剛性を有し、かつ
剛固な力伝達部材を形成するように配置され、相
互に平行な燃料チヤネル壁の各対内の突出部９の
間に水平な力を伝達するようにされる。中央スペ
ーサと中空突出部９との機械的連結はなるべく
は、上向きに作用する力を加えた時だけスペーサ
を燃料チヤネルから取外し得るようにされ、これ
はたとえば前記機械的連結をありつぎ装置の形に
形成することによつて行われる。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図、第３図、第４図、第５図およ
び第６図はそれぞれ本発明による燃料集合体の１
実施例の、燃料棒を横切る水平断面図；第７図は
第２図の線−に沿つて取られた断面図で、第
７図の線−に沿つて取られた断面を示す。 １〜６……燃料チヤネル、７……燃料棒、８…
…水管、９…突出部、１３……節点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料集合体にして、実質的に方形断面を有す
    る燃料チヤネル１，２，３，４，５，６と、該燃
    料チヤネル内に配設された複数のチユーブエレメ
    ントとを有し、前記チユーブエレメントの大多数
    のものが燃料棒であり、前記燃料エレメントのあ
    るものが少なくとも二つの第１列と、少なくとも
    二つの第２列とを形成するように配置され、前記
    各列が水平方向に前後に配置された９個の前記燃
    料エレメントによつて構成されており、前記第１
    列が第１対の燃料チヤネル壁と平行であり、かつ
    前記第２列が第２対の燃料チヤネル壁と平行であ
    り、さらに前記チユーブエレメントが前記燃料チ
    ヤネル内において、前記各チユーブエレメント内
    の垂直中心線が実質的に仮想方形格子内の対応す
    る節点１３と交叉するように位置決めされている
    燃料集合体において、前記燃料チヤネルの四つの
    壁がそれぞれその中央に配置された中空突出部９
    を備え、減速水に対する垂直通路１４を形成する
    ようになつており、この時前記チユーブエレメン
    ト７，８の少なくとも３個、しかも７個以下のも
    のよりなる１列が平行燃料チヤネル壁の各対の二
    つの突出部９の間に配置されるようになつている
    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、二つの中空突出部９の間に配置された前記
    チユーブエレメント７，８の列が燃料チヤネルの
    垂直中心線１３を囲繞する少なくとも一つの水管
    ８を有している燃料集合体。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の燃料集合体にお
    いて、二つの突出部９の間に配置された前記チユ
    ーブエレメントの数が５個である燃料集合体。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の燃料集合体にお
    いて、二つの突出部９の間に配置された前記チユ
    ーブエレメントの数が７個である燃料集合体。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の燃料集合体にお
    いて、二つの突出部の間に配置された前記チユー
    ブエレメントの３個が水管８であり、かつ他のチ
    ユーブエレメントが燃料棒７である燃料集合体。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体にお
    いて、二つの突出部の間に配置された前記チユー
    ブエレメントが燃料棒７だけよりなり、かつ該燃
    料集合体が全体として４個の垂直水管８を有し、
    該水管が燃料集合体の垂直中心線１３を通る垂直
    面に対して対称的に配置されている燃料集合体。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体にお
    いて、前記燃料チヤネルの壁の各対と平行に、９
    個のチユーブエレメントを有する四つの列が配置
    され、前記列の二つのものが燃料棒７だけよりな
    り、かつ他の二つの各列が７個の燃料棒７と２個
    の水管８とよりなつている燃料集合体。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体にお
    いて、前記燃料チヤネル壁の各対と平行に、９個
    のチユーブエレメントを有する六つの列が配置さ
    れ、前記列の四つのものが燃料棒７だけよりな
    り、かつ他の二つの各列が少なくとも２個、多く
    の場合は３個の水管８よりなつている燃料集合
    体。 ９ 特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体にお
    いて、前記燃料チヤネル壁の各対と平行に、９個
    のチユーブエレメントを有する四つの列だけが配
    置され、前記各列が燃料棒７だけよりなつている
    燃料集合体。
JP57073234A 1981-05-04 1982-04-30 Nuclear fuel assembly Granted JPS57186190A (en)

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JPS57186190A JPS57186190A (en) 1982-11-16
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