JPH03181887A - Spacer for reactor fuel assembly, and fuel assembly - Google Patents
Spacer for reactor fuel assembly, and fuel assemblyInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、燃料棒などの棒状要素を相互に間隔を開け
て正方格子配列に束ねた状態に保持する原子炉燃料集合
体用スペーサーに関するものであり、特に沸騰水型原子
炉における燃料棒の耐バーンアウト性の改善に関するも
のである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a spacer for a nuclear reactor fuel assembly that holds rod-like elements such as fuel rods bundled in a square lattice arrangement with mutual spacing. In particular, this invention relates to improving the burnout resistance of fuel rods in boiling water reactors.
[従来の技術]
沸騰水型の原子炉(BWR)に装荷される燃料集合体で
は、例えば第5図に示すように、所要数の燃料棒Aと水
管Wとを含む棒状要素を正方配列し、それらの上下端は
端栓を介して上下のタイブレート2,3に装着し、中間
高さ位置の複数個所には薄い帯板を格子組みしてなるス
ペーサー5を所定間隔で配置して各棒状要素の間隔を所
定間隔に保持したものが一般的である。このような燃料
集合体1は、炉心R内においては各燃料棒Aを除熱、す
る冷却水の確保のためにジルカロイ製の角筒状のチャン
ネルボックス4内に収められて炉心構造体の受座に所要
数立設状態で装荷され、原子炉運転中には受座の下部オ
リフィス(図示せず)からチャンネルボックス4内に冷
却水を送り込んで各燃料集合体1内の燃料棒の間を上向
きに流れるようにし、燃料棒Aの反応熱で冷却水を沸騰
させて熱を外部に取り出すと共に燃料集合体1の除熱を
行なうようにしている。尚、第5図においてCは炉心R
内の各燃料集合体間のl1lJa棒を示す。[Prior Art] In a fuel assembly loaded into a boiling water reactor (BWR), rod-shaped elements including a required number of fuel rods A and water tubes W are arranged in a square arrangement, as shown in FIG. 5, for example. , their upper and lower ends are attached to the upper and lower tie plates 2 and 3 via end plugs, and spacers 5 made of a lattice of thin strips are arranged at predetermined intervals at multiple locations at intermediate height positions to connect each rod-shaped Generally, the intervals between the elements are maintained at predetermined intervals. In the reactor core R, such a fuel assembly 1 is housed in a rectangular cylindrical channel box 4 made of Zircaloy to secure cooling water for removing heat from each fuel rod A. The required number of fuel rods are loaded vertically in the seat, and during reactor operation, cooling water is fed into the channel box 4 from the lower orifice (not shown) of the catch to flow between the fuel rods in each fuel assembly 1. The cooling water is made to flow upward, and the reaction heat of the fuel rods A boils the cooling water, extracting the heat to the outside and removing heat from the fuel assembly 1. In addition, in Fig. 5, C is the reactor core R.
The l1lJa rods are shown between each fuel assembly in the figure.
従来、このような燃料集合体において各燃料棒などの棒
状要素の配列間隔を所定値に保持するためのスペーサー
5としては、例えば第6a図に示すような帯板51の格
子組みによって桝目状の複数の棒状要素挿通セル52を
構成し、各セルの四辺の側壁に、前記棒状要素をほぼそ
の径方向について支持するためにセルの中心方向へ向け
て各々突出する弾性・剛性支持突起部53を対向配置し
たものが知られており、このようなスペーサー5を燃料
集合体1の軸方向に間隔を開けて例えば7個所に配置し
ている。Conventionally, spacers 5 for maintaining the arrangement interval of rod-like elements such as fuel rods at a predetermined value in such fuel assemblies have been used, for example, as shown in FIG. A plurality of rod-shaped element insertion cells 52 are constructed, and elastic/rigid support protrusions 53 are provided on four side walls of each cell, each protruding toward the center of the cell in order to support the rod-shaped element substantially in its radial direction. It is known that spacers 5 are arranged facing each other, and such spacers 5 are arranged at, for example, seven locations at intervals in the axial direction of the fuel assembly 1.
BWRは炉内で水蒸気を発生させる直接サイクル方式で
あるため、炉心内で沸騰を許している。Since BWR is a direct cycle system that generates steam within the reactor, boiling is allowed within the reactor core.
従って燃料の冷却は、液相・蒸気(ボイド)の二相流の
条件下で行なわれ、ボイド率の高い燃料集合体上部の冷
却水流動様式は、第7図に示すように膜状の液相(液膜
)a+がチャンネルボックス4の内壁面と燃料棒Aの外
周面で連続した環状流れを形成し、チャンネルボックス
と燃料棒との間及び燃料棒同士の間には液滴a2を伴う
蒸気相すが流れるという所謂環状流であり、燃料棒の外
周面の前記液膜a1が燃料棒の冷却に重要な役割を果た
す。Therefore, fuel cooling is performed under two-phase flow conditions of liquid phase and vapor (voids), and the flow pattern of cooling water in the upper part of the fuel assembly, which has a high void ratio, is a film-like liquid flow as shown in Figure 7. The phase (liquid film) a+ forms a continuous annular flow on the inner wall surface of the channel box 4 and the outer peripheral surface of the fuel rod A, and droplets a2 are present between the channel box and the fuel rods and between the fuel rods. This is a so-called annular flow in which a vapor phase flows, and the liquid film a1 on the outer peripheral surface of the fuel rod plays an important role in cooling the fuel rod.
[発明が解決しようとする課題1
しかしながら、例えば過出力状態等の何らかの原因で燃
料集合体が熱的に厳しい状態におかれ、所謂核沸騰状態
から膜沸騰状態への遷移が生じると、第8図に示すよう
に燃料棒Aの外周面の液膜n、h<fWi廖l、て論軌
鮪里が争−増に票イトする怨め、燃、料棒Aの液膜消失
領域における温度が急激C上昇し、遂にはその部分で熱
焼損(バーンアウト)を生じることになる。BWR燃料
に特徴的な液膜の消失によるバーンアウトを特にドライ
アウトと呼び、バーンアウトの生じる燃料集合体全体の
負荷を限界出力と呼んでいる。[Problem to be Solved by the Invention 1] However, if the fuel assembly is placed in a thermally severe state for some reason, such as an overpower state, and a transition occurs from the so-called nucleate boiling state to the film boiling state, As shown in the figure, the liquid film on the outer circumferential surface of fuel rod A is n, h < f Wi 廖l, and the temperature in the liquid film disappearing region of fuel and fuel rod A is high. C suddenly rises, and eventually thermal burnout occurs in that part. Burnout due to loss of liquid film, which is characteristic of BWR fuel, is particularly called dryout, and the load on the entire fuel assembly at which burnout occurs is called critical output.
一般に、8X8型および9×9型燃料ともに1体の燃料
集合体に7個のスペーサーを具備しているが、燃料集合
体内の燃料棒が熱的に最も厳しくなるのは集合体の上か
ら2番目の第6スベーサー直下部分より上方(冷却水流
れの下流側)の部分であることが既に実験により確認さ
れている。また、第10図に示したように燃料集合体の
断面で燃料pJAなどで区分された流路部分(サブチャ
ンネル)fに注目してみると、第10図に示すように、
−殻内にチャンネルボックス4に隣接したコーナロッド
ACの外側のサブチャンネルf1やサイドロッドA、の
外側のサブチャンネルf、では冷却水流れの摩擦圧損が
大きいので質量流速が小さく、これに対してそれより内
側のサブチャンネルf2〜f4およびf6〜f、では質
量流速が相対的に大きくなる傾向がある。そして実際に
冷却水流量が最も小さくなるコーナ一部での外側サブチ
ャンネルf1に接するコーナーロッドAeにおいて、次
いでサイド部の外側サブチャンネルf。Generally, both 8x8 type and 9x9 type fuels have seven spacers in one fuel assembly, but the fuel rods in the fuel assembly are most thermally severe in the upper two spacers of the assembly. It has already been confirmed through experiments that this is the portion above (downstream side of the flow of cooling water) from the portion immediately below the sixth spacer. Also, as shown in Fig. 10, if we pay attention to the flow path portion (subchannel) f divided by fuel pJA etc. in the cross section of the fuel assembly, as shown in Fig. 10,
- In the outer subchannel f1 of the corner rod AC adjacent to the channel box 4 in the shell and the outer subchannel f of the side rod A, the friction pressure loss of the cooling water flow is large, so the mass flow rate is small; In the inner subchannels f2 to f4 and f6 to f, the mass flow rate tends to be relatively large. Then, in the corner rod Ae that contacts the outer subchannel f1 at a part of the corner where the cooling water flow rate is actually the smallest, then the outer subchannel f in the side part.
に接するサイドロッドA、において冷却水液膜の離脱に
よるドライアウトが生じ易いことが確かめられている。It has been confirmed that dryout due to separation of the cooling water film is likely to occur at the side rod A in contact with the cooling water.
このように、コーナーロッドAcやサイドロッドAヨの
ドライアウト出力を高めることは、8×8型燃料及び9
×9型燃料の如何を問わず限界出力を高め、これら燃料
集合体の耐バーンアウト性能を改善する意義を持つこと
になる。In this way, increasing the dryout output of corner rod Ac and side rod A is possible with 8x8 type fuel and 9
Regardless of the x9 type fuel, it has the significance of increasing the limit output and improving the burnout resistance performance of these fuel assemblies.
ところで燃料集合体の外寸は、チャンネルボックス内で
最も外側に張り出すスペーサーの外寸によって決まるが
、従来、一般にスペーサーの外寸は燃料集合体をチャン
ネルボックス内にスムースに収めるためにチャンネルボ
ックスの内寸の製造公差を考慮した下限値(内寸公差寸
法の最小値)C更に余裕を見て小さめに決定されてし)
た。従つてチャンネルボックス内に燃料集合体を収めた
状態では、第6a図に示したように燃料集合体1はチャ
ンネルボックス4の中心から成る方向に偏心した状態と
なり、必ずしも346b図に示すようにチャンネルボッ
クス4の中心に位置して四辺の水ギャップが対称的にな
るとはかぎらなかった。この燃料集合体のチャンネルボ
ックス内での断面位置の偏りは、チャンネルボックス内
壁面と燃料集合体との水ギャップが成る辺では大きく、
成る辺では小さくなる結果を招いており、この水ギャッ
プの偏りが成るコーナーロッドまたはサイドロッドの耐
バーンアウト特性を特に低下させ、延いては燃料集合体
全体の耐バーンアウト特性の低下を招いていたのである
。By the way, the outer dimensions of the fuel assembly are determined by the outer dimensions of the spacer that protrudes outward most inside the channel box. Conventionally, the outer dimensions of the spacer were generally set based on the outer dimensions of the channel box in order to fit the fuel assembly smoothly inside the channel box. The lower limit value (minimum value of the inner dimension tolerance) that takes into account the manufacturing tolerance of the inner dimension (C is determined to be smaller considering the margin)
Ta. Therefore, when the fuel assembly is housed in the channel box, the fuel assembly 1 is eccentric in the direction of the center of the channel box 4 as shown in FIG. Located at the center of box 4, the water gaps on the four sides were not always symmetrical. The bias in the cross-sectional position of this fuel assembly within the channel box is large at the side where there is a water gap between the channel box inner wall surface and the fuel assembly.
This results in a decrease in the burnout resistance of the corner rod or side rod where the water gap is formed, which in turn causes a reduction in the burnout resistance of the entire fuel assembly. It was.
従来、燃料棒の耐バーンアウト特性の向上については、
スペーサー外周の側板に冷却材流れをかき混ぜるための
複数個の固定羽根を設け、スペーサーの下流側で冷却材
流れの主キシングによって流れの中の液滴を燃料棒表面
の液膜に補給し、この補給効果により燃料棒のドライア
ウト出力の向上を図ることが行なわれているが、¥sa
a図に示したように燃料集合体がチャンネルボックス内
で偏心配置されていたので、偏心の方向に応じた特定の
コーナーロッドまたはサイドロッドの耐バーンアウト特
性が他に比べて特に低下するという問題が未解決であり
、しかも前記偏心の方向は炉心内で定まっていないこと
もあって、その対策に苦慮していたのが実情であった。Conventionally, improvements in the burnout resistance of fuel rods have been made.
A plurality of fixed vanes are installed on the side plate around the outer circumference of the spacer to stir the coolant flow, and on the downstream side of the spacer, the main kissing of the coolant flow replenishes droplets in the flow to the liquid film on the surface of the fuel rod. Efforts are being made to improve the dryout output of fuel rods through the replenishment effect, but the
As shown in Figure a, the fuel assembly was arranged eccentrically in the channel box, so the burnout resistance characteristics of certain corner rods or side rods depending on the direction of eccentricity were particularly degraded compared to others. The problem was unresolved, and the direction of the eccentricity was not determined within the reactor core, so it was difficult to find a countermeasure.
この発明は上述のような問題点に鑑みてなされたもので
あり、スペーサーに工夫をして冷却材流れに対する流路
抵抗を殆ど増すことなく燃料集合体をなるべくチャンネ
ルボックス中央に収めるようにすることで、四辺の水ギ
ャップの偏りを極力少なくし、結果として成る偏った位
置のコーナーロッドまたはサイドロッドの耐バーンアウ
ト特性が特に低下しないようにして、燃料集合体全体の
耐バーンアウト特性の低下を防止することができるよう
にした原子炉燃料集合体用スペーサーを提供しようとす
るものである。This invention was made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to devise a spacer so that the fuel assembly is housed in the center of the channel box as much as possible without increasing the resistance to the coolant flow. In order to reduce the unevenness of the water gaps on the four sides as much as possible so that the burnout resistance of corner rods or side rods in uneven positions does not particularly deteriorate as a result, the burnout resistance of the entire fuel assembly is reduced. It is an object of the present invention to provide a spacer for a nuclear reactor fuel assembly that can prevent the above.
[1課題を解決するための手段]
請求項1に記載の発明に係る原子炉燃料集合体用スペー
サーでは、角筒状のチャンネルボックス内で燃料棒など
の棒状要素を相互に間隔を開けて正方格子配列に束ねた
状態上保持する原子炉燃料集合体用スペーサーにおいて
、桝目状の複数の棒状要素挿通セルを構成する帯板の格
子組みの外周側板の四周各辺に、前記チャンネルボック
ス内に配置されたとき(前記チャンネルボックスの内壁
面と前記外周側板の外面との間隔が四周の対向辺同士で
ほぼ対称となるように前記チャンネルボックス内壁面と
それぞれ当接する突出部を設けることにより前述の課題
を解決したものである。[Means for Solving 1 Problem] In the spacer for a nuclear reactor fuel assembly according to the invention described in claim 1, rod-like elements such as fuel rods are spaced apart from each other in a rectangular cylindrical channel box and arranged in a square shape. In a spacer for a nuclear reactor fuel assembly that is held in a bundled state in a lattice arrangement, the spacer is placed in the channel box on each of the four sides of the outer circumferential side plate of the lattice arrangement of band plates constituting a plurality of square-shaped rod-shaped element insertion cells. (The above-mentioned problem can be solved by providing protrusions that come into contact with the inner wall surfaces of the channel box so that the distance between the inner wall surface of the channel box and the outer surface of the outer circumferential side plate is approximately symmetrical between the four opposing sides.) This is the solution.
また請求項2に記載の発明では、前述請求項1に記載の
構成に加えて、前記各突出部を実質的に剛性の突起部と
し、各々対向する前記剛性突起部間の外寸を前記チャン
ネルボックスの対応する内寸公差寸法の最小値以下でほ
ぼこの最小値に等しくした原子炉燃料集合体用スペーサ
ーを提供するものである。Further, in the invention according to claim 2, in addition to the configuration described in claim 1, each of the protrusions is a substantially rigid protrusion, and the outer dimension between the opposing rigid protrusions is the channel of the channel. The present invention provides a spacer for a nuclear reactor fuel assembly that is less than or equal to the minimum value of the corresponding internal tolerance of the box.
また請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の構成
に加えて、少なくとも隣接する二辺の前記突出部を前記
剛性突起部と実質的に弾性の突起部とを備えたものとし
、前記弾性突起部を前記剛性突起部より大なる突出寸法
とした原子炉燃料集合体用スペーサーを提供するもので
ある。Further, in the invention according to claim 3, in addition to the configuration according to claim 2, the protrusion portions on at least two adjacent sides are provided with the rigid protrusion portion and a substantially elastic protrusion portion, The present invention provides a spacer for a nuclear reactor fuel assembly in which the elastic protrusion has a larger protrusion dimension than the rigid protrusion.
また請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の構成
に加えて、前記各突出部を実質的に弾性の突起部とし、
各々対向する前記弾性突起部間の外寸を前記チャンネル
ボックスの対応する内寸公差寸法の最小値以上にした原
子炉燃料集合体用スペーサーを提供するものである。Further, in the invention according to claim 4, in addition to the configuration according to claim 1, each of the protrusions is a substantially elastic protrusion,
The present invention provides a spacer for a nuclear reactor fuel assembly in which the outer dimension between the opposing elastic protrusions is greater than or equal to the minimum value of the corresponding inner dimension tolerance of the channel box.
また請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の構成
に加えて、隣接する二辺の前記突出部を実質的に剛性の
突起部とすると共に、他の隣接する二辺の前記各突出部
を実質的に弾性の突起部とし、各々対向する前記剛性突
起部と弾性突起部間の外寸を前記チャンネルボックスの
対応する内寸公差寸法の最小値以上にした原子炉燃料集
合体用スペーサーを提供するものである。Further, in the invention set forth in claim 5, in addition to the configuration set forth in claim 1, the protrusions on two adjacent sides are substantially rigid protrusions, and each of the protrusions on the other two adjacent sides is For a nuclear reactor fuel assembly, the protruding portion is substantially an elastic protruding portion, and the outer dimension between the opposing rigid protruding portion and the elastic protruding portion is greater than or equal to the minimum value of the corresponding internal tolerance dimension of the channel box. It provides a spacer.
更に請求項6に記載の発明では、請求項1〜5のいずれ
か1項に記載のスペーサを少なくとも一つ備えた沸騰水
型原子炉用燃料集合体を提供するものである。Furthermore, the invention according to claim 6 provides a fuel assembly for a boiling water reactor comprising at least one spacer according to any one of claims 1 to 5.
[作 用]
請求項1に記載の発明に係る原子炉燃料集合体用スペー
サーにおいては、角筒状のチャンネルボックス内で燃料
棒などの棒状要素を相互に間隔を開けて正方格子配列に
束ねた状態に保持する原子炉燃料集合体用スペーサーに
おいて、桝目状の複数の棒状要素挿通セルを構成する帯
板の格子組みの外周側板の四周各辺に、前記チャンネル
ボックス内に配置されたときに前記チャンネルボックス
の内壁面と前記外周側板の外面との間隔が四周の対向辺
同士でほぼ対称となるように前記チャンネルボックス内
壁面とそれぞれ当接する突出部を設けたので、チャンネ
ルボックス内において燃料集合体はチャンネルボックス
内壁面と四辺の全てでそのスペーサーの前記突出部によ
り当接支持されることCなり、前記間隔、即ちチャンネ
ルボックス内での燃料集合体周囲の水ギャップの大きさ
は四辺にいずれににおいても前記突出部の当接時の突出
寸法によって定められ、これにより燃料集合体にチャン
ネルボックス内での断面位置の対称性が保証される。[Function] In the spacer for a nuclear reactor fuel assembly according to the invention as claimed in claim 1, rod-shaped elements such as fuel rods are bundled in a square lattice arrangement with mutual spacing in a rectangular cylindrical channel box. In a spacer for a reactor fuel assembly to be maintained in a state, when placed in the channel box, on each side of the outer peripheral side plate of a lattice of strips constituting a plurality of square-shaped rod-shaped element insertion cells, the above-mentioned Since the protrusions that come into contact with the inner wall surfaces of the channel box are provided so that the distance between the inner wall surface of the channel box and the outer surface of the outer peripheral side plate is almost symmetrical between the four opposing sides, the fuel assembly can be assembled in the channel box. is supported by the protrusion of the spacer on all four sides of the inner wall of the channel box, and the distance, that is, the size of the water gap around the fuel assembly in the channel box, is It is also determined by the protrusion size of the protrusion when they abut, thereby ensuring the symmetry of the cross-sectional position of the fuel assembly within the channel box.
前述したように、従来のスペーサー外寸はチャンネルボ
ックス内寸の製造公差を考慮した下限値に余裕をみて更
に小さめに決定されていたため、燃料集合体は第6a図
に示したようにチャンネルボックス内で偏心して納まっ
ており、スペーサー側板の隣接する二辺の打ち出しデイ
ンプルDがチャンネルボックス4の内壁面に当接する結
果となっていたが、この場合、デインプル当接辺でのコ
ーナーロッドもしくはサイドロッドとチャンネルボック
スとの間の水ギャップは、燃料集合体が第6b図に示す
ようにチャンネルボックス中央に位置している場合に比
べて狭くなっている。As mentioned above, the conventional spacer outer dimensions were determined to be even smaller than the lower limit value considering the manufacturing tolerance of the channel box inner dimension, so the fuel assembly was set inside the channel box as shown in Figure 6a. This resulted in the projecting dimples D on two adjacent sides of the spacer side plate coming into contact with the inner wall surface of the channel box 4, but in this case, the corner rod or side rod on the dimple contact side The water gap between the fuel assembly and the channel box is narrower than when the fuel assembly is located in the center of the channel box as shown in Figure 6b.
このように、従来のスペーサーを装備した燃料集合体が
チャンネルボックス内で偏心して納まつて?)る場合に
は、チャンネルボックス内壁面から比較的大きく離れた
側のコーナーロッドやサイドロッドのドライアウト出力
は上昇するものの、逆にチャンネルボックス内壁面に近
付いた側のコーナーロッドやサイドロッドのドライアウ
ト出力はかなり低下するため、燃料集合体全体としての
耐バーンアウト特性は燃料集合体がチャンネルボックス
の中央に収まっている場合よりも低下する。In this way, the fuel assembly equipped with a conventional spacer is housed eccentrically in the channel box? ), the dryout output of the corner rods and side rods on the side relatively far from the inner wall of the channel box will increase, but conversely, the dryout output of the corner rods and side rods on the side closer to the inner wall of the channel box will increase. Since the output power is considerably reduced, the burnout resistance of the fuel assembly as a whole is lower than when the fuel assembly is located in the center of the channel box.
即ち、一般に燃料棒の除熱によって発生したボイドは質
量流速の大きな流路へ移動(ドリフト)する傾向がある
ので、チャンネルボックスと燃料棒とで挟まれたサブチ
ャンネル(第9図:f。That is, in general, voids generated by heat removal from fuel rods tend to move (drift) to a flow path with a large mass flow velocity, so the subchannel sandwiched between the channel box and the fuel rod (Fig. 9: f).
f2)では、第7図に示したように、発生したボイドの
一部が他の内部のサブチャンネル(f3やf6等)に移
動し、また液相の大部分は、発熱が無視できるほど小さ
いチャンネルボックスの冷壁面効果によってチャンネル
ボックス内壁面を覆う厚い液膜となって流れ、コーナー
ロッドやサイドロッドの表面には液相の一部が蒸発によ
って薄くなった液膜として流れることになる。f2), as shown in Figure 7, some of the generated voids move to other internal subchannels (f3, f6, etc.), and most of the liquid phase generates so little heat that it can be ignored. Due to the cold wall effect of the channel box, the liquid flows as a thick film covering the inner wall surface of the channel box, and part of the liquid phase flows on the surfaces of the corner rods and side rods as a thin liquid film due to evaporation.
このチャンネルボックス内壁面を覆って流れる液膜の流
量は、コーナーロッドやサイドロッドとチャンネルボッ
クス内壁面とのギャップが大きくなるほど増大し、これ
は燃料集合体周縁部での実質的なサブチャンネルの流路
断面積の減少によって摩擦圧損が減少してこれら周縁部
のサブチャンネル内の冷却材流量が増加すると共に液相
の大部分が冷壁面効果によってチャンネルボックス内壁
面に沿って流れる傾向があるからである。The flow rate of the liquid film that flows over the inner wall of the channel box increases as the gap between the corner rod or side rod and the inner wall of the channel box increases, and this is due to the fact that the flow rate of the liquid film at the periphery of the fuel assembly is substantial. This is because the reduction in the cross-sectional area of the channel reduces the friction pressure drop and increases the coolant flow rate in these peripheral subchannels, and most of the liquid phase tends to flow along the inner wall surface of the channel box due to the cold wall effect. be.
このチャンネルボックス内壁面を覆って流れるtl l
liはコーナーロッドやサイドロッドの各表面への液滴
の供給源であり、従ってチャンネルボックス内壁面を覆
って流れる液膜の流量に応じてコーナーロッドやサイド
ロッドの各表面の液膜も変化する。tl l flowing over the inner wall of this channel box
li is the source of droplets to each surface of the corner rod and side rod, and therefore the liquid film on each surface of the corner rod and side rod changes depending on the flow rate of the liquid film flowing over the inner wall surface of the channel box. .
従来のスペーサーを装備した燃料集合体では、チャンネ
ルボックス内での偏心によって燃料集合体がチャンネル
ボックス内壁面に近付いた側のサブチャンネルが他に比
べて無視できないほど狭くなっており、この狭いサブチ
ャンネルにおけるチャンネルボックス内壁面の液膜流量
の低下によってそれに対面するコーナーロッドやサイド
ロッドのドライアウト出力はかなり低下する。In a fuel assembly equipped with a conventional spacer, the subchannel on the side where the fuel assembly approaches the inner wall of the channel box is so narrow that it cannot be ignored due to eccentricity within the channel box, and this narrow subchannel Due to the decrease in the flow rate of the liquid film on the inner wall surface of the channel box, the dryout output of the corner rods and side rods facing the channel box decreases considerably.
本発明のスペーサーでは、燃料集合体を全体としてみた
ときのチャンネルボックス内でのコーナーロッドやサイ
ドロッドとチャンネルボックス内壁面とのギャップの最
小値をほぼ平均値にまで増加させるものであり、従って
、チャンネルボックス内壁面の液膜流量の最小値もその
ほぼ平均値にまで増大し、燃料棒の除熱に最も寄与する
燃料棒表面の液膜をいずれの位置のコーナーロッドやサ
イドロッドにおいても極端に減少させることがなく、結
果としてコーナーロッドやサイドロッドの耐ドライアウ
ト性能を底上げすることが可能である。The spacer of the present invention increases the minimum value of the gap between the corner rod or side rod in the channel box and the inner wall surface of the channel box to almost the average value when the fuel assembly is viewed as a whole. The minimum value of the flow rate of the liquid film on the inner wall of the channel box has also increased to almost its average value, and the liquid film on the surface of the fuel rod, which contributes most to the heat removal of the fuel rod, is extremely large at any position on the corner rod or side rod. As a result, it is possible to improve the dryout resistance performance of corner rods and side rods.
このように、本発明のスペーサーを装備した燃料集合体
ではチャンネルボックス内での偏心が防止されるので、
どの位置のコーナーロッドやサイドロッドもチャンネル
ボックス内壁面に近付き過ぎることがなく、コーナーロ
ッドやサイドロッドのドライアウト出力の偏った低下が
抑制されるため、燃料集合体全体としての耐バーンアウ
ト特性は燃料集合体がチャンネルボックス内で偏って収
められている場合よりも明らかに改善される。In this way, the fuel assembly equipped with the spacer of the present invention prevents eccentricity within the channel box.
Corner rods and side rods at any position do not come too close to the inner wall surface of the channel box, suppressing a biased drop in the dryout output of corner rods and side rods, which improves the burnout resistance of the fuel assembly as a whole. This is clearly an improvement over the case where the fuel assembly is housed unevenly within the channel box.
本発明において、スペーサーの外周側板の四周各辺に夫
々設けられた前記突出部は、このスペーサーを装着した
燃料集合体をチャンネルボックス内に配置したときに前
記チャンネルボックスの内壁面と前記外周側板の外面と
の間隔を四周の対向辺同士でほぼ対称となるような寸法
で突出する。In the present invention, the protrusions provided on each of the four circumferential sides of the outer peripheral side plate of the spacer are arranged between the inner wall surface of the channel box and the outer peripheral side plate when the fuel assembly equipped with the spacer is placed in the channel box. The protrusion is dimensioned so that the distance from the outer surface is approximately symmetrical between the opposing sides of the four circumferences.
この突出部は、基本的にはチャンネルボックスの公称内
寸値以上のスペーサー外寸を与える各辺均等な突出寸法
をもつことにより燃料集合体のチャンネルボックス内で
の断面位置の対称性を保証する。This protrusion basically guarantees the symmetry of the cross-sectional position of the fuel assembly within the channel box by having equal protrusion dimensions on each side that give the spacer outer dimensions greater than the nominal inner dimensions of the channel box. .
このための具体的な方式の一つとして、請求項2に記載
のスペーサーでは前記突出部の各々が実質的に剛性の突
起部からなり、しかも各々対向する前記剛性突起部間の
外寸を前記チャンネルボックスの対応する内寸公差寸法
の最小値以下でほぼこの最小値に等しくしである。具体
的には、スペーサー側板にチャンネルボックスへの挿入
時の案内と振動防止のために通常1個ないし2個程度設
けられる打ち出しによる突出デインプルの突き出し寸法
を従来のものよりも高くすることによってスペーサー外
寸をチャンネルボックス内寸と同一にするのがよい。こ
れにより、前記間隔、即ちチャンネルボックス内での燃
料集合体周縁の水ギャップの大きさは、四辺において前
記剛性突起部の突出寸法以上となることが保証される。As one specific method for this purpose, in the spacer according to claim 2, each of the protrusions is made of a substantially rigid protrusion, and the outer dimension between the opposing rigid protrusions is It is less than or approximately equal to the minimum value of the corresponding internal tolerance dimension of the channel box. Specifically, by increasing the protrusion dimension of one or two protruding dimples, which are normally provided on the spacer side plate for guidance and vibration prevention when inserting into the channel box, compared to conventional ones, the spacer can be easily removed from the spacer. It is best to make the dimensions the same as the inside dimensions of the channel box. This ensures that the spacing, ie the size of the water gap at the periphery of the fuel assembly in the channel box, is equal to or greater than the protrusion dimension of the rigid protrusion on all sides.
請求項2によるスペーサーでは、チャンネルボックス内
寸の公差が負の場合にはデインプルが変形しにくいので
、前記剛性突起部間の外寸を前記チャンネルボックスの
対応する内寸公差寸法の最小値以上にすると燃料集合体
をチャンネルボックス内に挿入する際にチャンネルボッ
クス内壁面を傷つけたり、スペーサーに過度の力が加わ
ってその位置ずれや変形を起こすことが考えられる。こ
のため、チャンネルボックスの内寸公差との寸法管理を
厳格にする必要があると共に内寸公差が正の場合に冷却
材流れによってチャンネルボックス内で燃料集合体が振
動を起こす可能性があるが、請求項3によるスペーサー
では、少なくとも隣接する二辺の前記突出部を前記剛性
突起部および実質的に弾性の突起部を備えたものとし、
前記弾性突起部を前記剛性突起部より大なる突出寸法と
することでこれを解決している。この場合、剛性突起部
と弾性突起部は同じ位置に組み合わせて構成したもの、
あるいは個々に別の位置で独立して設けたもののいずれ
でもよく、スペーサー四辺の全てに剛性突起部と弾性突
起部の両者を設けてもよい。請求項3によるスペーサー
では、前記剛性突起部間の外寸が前記チャンネルボック
スの対応する内寸公差寸法の最小値以下でありさえすれ
ばよく、チャンネルボックスの内寸公差が正であっても
前記弾性突起部の弾性変形によってスペーサー外寸の余
剰長さが吸収されてスペーサー四辺で各突起部によるチ
ャンネルボックス内壁面への当接支持が果たされ、しか
も少なくとも二辺ではこれが弾性を以って行なわれるの
で、冷却材流れによるチャンネルボックス内での燃料集
合体の振動も防止されることになる。In the spacer according to claim 2, since the dimples are difficult to deform when the tolerance of the inner dimensions of the channel box is negative, the outer dimension between the rigid protrusions is set to be greater than or equal to the minimum value of the corresponding inner dimension tolerance of the channel box. Then, when inserting the fuel assembly into the channel box, the inner wall surface of the channel box may be damaged, or excessive force may be applied to the spacer, causing its position to shift or deform. For this reason, it is necessary to strictly control the dimensions of the channel box with respect to its internal dimension tolerance, and if the internal dimension tolerance is positive, there is a possibility that the fuel assembly may vibrate within the channel box due to the flow of coolant. In the spacer according to claim 3, the protrusions on at least two adjacent sides include the rigid protrusion and the substantially elastic protrusion,
This problem is solved by making the elastic protrusion have a larger protrusion dimension than the rigid protrusion. In this case, the rigid protrusion and the elastic protrusion are combined at the same position,
Alternatively, they may be provided independently at different positions, or both rigid protrusions and elastic protrusions may be provided on all four sides of the spacer. In the spacer according to claim 3, it is only necessary that the outer dimension between the rigid protrusions be less than or equal to the minimum value of the corresponding inner dimension tolerance of the channel box, and even if the inner dimension tolerance of the channel box is positive, Due to the elastic deformation of the elastic protrusions, the excess length of the outer dimensions of the spacer is absorbed, and each protrusion on the four sides of the spacer achieves abutting support against the inner wall surface of the channel box, and at least two sides are elastically supported. This also prevents vibration of the fuel assembly within the channel box due to the coolant flow.
また請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の構成
に加えて、前記各突出部を実質的に弾性の突起部とし、
各々対向する前記弾性突起部間の外寸を前記チャンネル
ボックスの対応する内寸公差の最小値以上にしてあり、
この場合もチャンネルボックスの内寸公差が正であって
もスペーサー四辺で好ましくは均等に前記各弾性突起部
の弾性変形によってスペーサー外寸の余剰長さが吸収さ
れ、各弾性突起部によるチャンネルボックス内壁面への
当接支持による燃料集合体の断面配置位置の対称性が保
証されると共に、燃料集合体をチャンネルボックスに挿
入する際にチャンネルボックス内壁面を傷つけたりスペ
ーサーの位置ずれを起こしたりする恐れもなくなる。Further, in the invention according to claim 4, in addition to the configuration according to claim 1, each of the protrusions is a substantially elastic protrusion,
The outer dimensions between the opposing elastic protrusions are greater than or equal to the minimum value of the corresponding inner dimension tolerance of the channel box,
In this case as well, even if the inner dimensional tolerance of the channel box is positive, the excess length of the outer dimension of the spacer is preferably evenly absorbed by the elastic deformation of each elastic protrusion on the four sides of the spacer, and the excess length of the outer dimension of the spacer is absorbed by each elastic protrusion. The symmetry of the cross-sectional arrangement position of the fuel assembly is guaranteed by supporting the fuel assembly in contact with the wall surface, and there is no risk of damaging the inner wall surface of the channel box or misaligning the spacer when inserting the fuel assembly into the channel box. It also disappears.
請求項4によるスペーサーではスペーサー四辺の突出部
がいずれも弾性突起部であるのでチャンネルボックス内
での燃料集合体の位置決めが多少不備かとなり、またチ
ャンネルボックス内で燃料集合体が弾性突起部の弾性に
応じた自由振動を起こす可能性があるが、請求項5によ
るスペーサーでは、請求項1に記載の構成に加えて、隣
接する二辺の前記突出部を実質的に剛性の突起部とする
と共に、他の隣接する二辺の前記各突出部を実質的に弾
性の突起部とし、各々対向する前記剛性突起部と弾性突
起部間の外寸を前記チャンネルボックスの対応する内寸
公差の最小値以上にすることでこれを解決している。こ
れは請求項2によるスペーサーと請求項4によるスペー
サーの各機能を補い合い、両者の長所の相乗効果を得る
ようにしたものである。In the spacer according to claim 4, since all of the protrusions on the four sides of the spacer are elastic protrusions, the positioning of the fuel assembly within the channel box may be somewhat inadequate. However, in the spacer according to claim 5, in addition to the configuration according to claim 1, the protrusions on two adjacent sides are substantially rigid protrusions, and , the protrusions on the other two adjacent sides are substantially elastic protrusions, and the outer dimension between the opposing rigid protrusions and elastic protrusions is the minimum value of the corresponding inner dimensional tolerance of the channel box. This is resolved by doing the above. This is intended to complement each of the functions of the spacer according to claim 2 and the spacer according to claim 4 to obtain a synergistic effect of the advantages of both.
更に請求項6に記載の発明は本発明によるスペーサーを
備えた燃料集合体であり、この場合番よ請求項1〜5の
いずれか1項に記載のスペーサを少なくとも一つ備える
ことで燃料集合体として前述のようにコーナロッドおよ
びサイドロッドの耐ノ〈−ンアウト性能を向上したもの
を提供するものである。勿論、1体の燃料集合体に請求
項1〜5によるスペーサーを組み合わせて複数装備した
ものもヒの発明の範喝に含まれる。Furthermore, the invention according to claim 6 is a fuel assembly provided with the spacer according to the present invention, and in this case, the fuel assembly is provided with at least one spacer according to any one of claims 1 to 5. As mentioned above, the present invention provides corner rods and side rods with improved knock-out resistance. Of course, a single fuel assembly equipped with a plurality of spacers according to claims 1 to 5 in combination is also included within the scope of the invention.
本発明の好適な実施例として、燃料棒を9行9列の正方
配列とし、その中央に9セル分の断面積を持つ一本の角
型大口径ウォーターチャンネルを配置した燃料集合体用
のスペーサーについて図面と共に以下に説明する。As a preferred embodiment of the present invention, a spacer for a fuel assembly has fuel rods arranged in a square array of 9 rows and 9 columns, and a square large-diameter water channel having a cross-sectional area of 9 cells is arranged in the center. This will be explained below along with the drawings.
[実施例]
第1図は本発明の実施例に係る9×9型燃料集合体用ス
ペーサーを示しており、チャンネルボックス4と燃料棒
AおよびウォーターチャンネルWは第5図のものと同様
である。[Example] Figure 1 shows a spacer for a 9x9 type fuel assembly according to an example of the present invention, and the channel box 4, fuel rods A, and water channel W are the same as those in Figure 5. .
第1図に示すように、スペーサー10は複数の帯板を格
子組みしてなる格子板11の四周を同様のやや厚い帯板
からなる側板12で囲んで溶接により正方格子状に゛組
み立てたものであり、内部には前記格子組みによって複
数のセル13が形成され、各セル13内に燃料棒Aが挿
通されるようになされていると共に、中央には9セル分
の大きなスペースが設けられて大口径ウォーターチャン
ネルWが挿通可能になされている。各セル13の四辺に
は、セル側壁の格子板11に設けられた貫通孔(図示せ
ず)に係合するようにクリップ型スプリング部材14が
装着され、このクリップ型スプリング部材14はクリッ
プの一辺が弾性支持突起部、他の一辺が剛性支持突起部
としてクリップ状に成形されたインコネル製のばね帯板
材からなる公知の構成のもので、両辺でセル側壁の格子
板11を挟むように前記貫通孔に係合されている。スペ
ーサー側板12にも同様なりリップ型スプリング部材1
5が装着されているが、このクリップ型スプリング部材
15は大部分がセル側に弾性支持突起部のみをもつもの
である。As shown in FIG. 1, the spacer 10 is constructed by welding a lattice plate 11 made of a plurality of strips, surrounding the four circumferences of the lattice plate 11 with side plates 12 made of similar slightly thicker strips, into a square lattice shape. Inside, a plurality of cells 13 are formed by the latticework, and a fuel rod A is inserted into each cell 13, and a large space for nine cells is provided in the center. A large-diameter water channel W can be inserted therethrough. A clip-type spring member 14 is attached to the four sides of each cell 13 so as to engage with a through hole (not shown) provided in the grid plate 11 of the cell side wall, and this clip-type spring member 14 is attached to one side of the clip. It is of a known structure consisting of an Inconel spring strip material formed into a clip shape, with one side serving as an elastic support protrusion and the other side serving as a rigid support protrusion. engaged with the hole. The same applies to the spacer side plate 12 as well.Lip type spring member 1
5 is attached, but this clip-type spring member 15 mostly has only an elastic support protrusion on the cell side.
スペーサー側板12の四辺X I+X 2+Y 1.Y
t (7)各コーナ一部近傍には外側へ突出して打ち
出しにより縦割りスリット付きデインプル16が設けら
れており、このうち一方の隣接する二辺X 、、Y 。Four sides of spacer side plate 12 X I+X 2+Y 1. Y
t (7) A dimple 16 with vertical slits is provided near a portion of each corner by protruding outward and being punched out, one of the two adjacent sides X,,Y.
のデインプル16にはそのスリットに別のクリップ型ス
プリング部材17が装着されており、このクリップ型ス
プリング部材17はセル側とスベーサニ外側の両方に弾
性支持突起部18.19を有している。即ち、この縦割
りスリット付きデインプル16は本発明の要部を構成す
る剛性突起部として従来のデインプルD(第6a、6b
図)より大なる突出寸法を有し、またそのスリットに装
着されたクリップ型スプリング部材17の外側の弾性支
持突起部19は同じく本発明の要部を構成する弾性突起
部として前記デインプル16より大なる突出寸法を有し
ている。この場合、対向辺のデインプル16間の外寸は
チャンネルボックス4の製造公差を考慮した内寸の最小
値以下でほぼこの最小値に等しくされ、スプリング部材
17の外側の弾性支持突起部19を含めたスペーサーの
外寸は、チャンネルボックス4へ挿入していない状態で
チャンネルボックス4の製造公差を考慮した内寸の最大
値より大きくされている。Another clip-type spring member 17 is attached to the dimple 16 in its slit, and this clip-type spring member 17 has elastic support protrusions 18, 19 both on the cell side and on the outer side of the base. That is, this dimple 16 with vertical slits serves as a rigid protrusion constituting the main part of the present invention, and is similar to the conventional dimple D (Nos. 6a and 6b).
Figure) The elastic support protrusion 19 on the outside of the clip-type spring member 17, which has a larger protruding dimension and is attached to the slit, is also larger than the dimple 16 as an elastic protrusion that constitutes the essential part of the present invention. It has a protruding dimension. In this case, the outer dimension between the dimples 16 on opposite sides is set to be equal to or less than the minimum value of the inner dimension considering manufacturing tolerances of the channel box 4, and includes the outer elastic support protrusion 19 of the spring member 17. The outer dimensions of the spacer are larger than the maximum inner dimensions of the channel box 4 in consideration of manufacturing tolerances when the spacer is not inserted into the channel box 4.
第2a図は前記スリット付きデインプル16とそのスリ
ットに装着されたクリップ型スプリング部材17の部分
の拡大平面図であり、第2b図は同じく縦断面図である
。FIG. 2a is an enlarged plan view of the slit dimple 16 and the clip-type spring member 17 attached to the slit, and FIG. 2b is a longitudinal cross-sectional view.
第2a図及び第2b図において、クリップ型スプリング
部材17はデインプル16のスリット16aとほぼ等し
い幅寸法をもち、またその材質と板厚との相関で弾性支
持突起部18.19が所要の弾性係数となるように成型
されている。外側の弾性支持突起部19の弾性は図示の
ように山形状などの突出形状によって所要の弾性にする
ことができ、第2b図では山形状の両裾がデインプル1
6のスリット16a内に収まっているが、デインプル1
6にスリット16aが存在しない場合は第3a図に示す
ように両側の弾性支持突起部18゜19をほぼ対称形状
にして突き出し量のみ変えるようにしたり、あるいは第
3b図に示すように外側の弾性支持突起部19をデイン
プル16に裾部分で接する山形状にしたりして、チャン
ネルボックス4の内壁面に対する押し付は力が適当にな
るように弾性を調整すればよい。2a and 2b, the clip-type spring member 17 has a width approximately equal to the slit 16a of the dimple 16, and the elastic support projections 18 and 19 have a required elastic modulus due to the correlation between the material and the plate thickness. It is molded to be. The elasticity of the outer elastic support protrusion 19 can be made to the required elasticity by using a protruding shape such as a chevron shape as shown in the figure, and in FIG.
Although it fits within the slit 16a of dimple 1
If the slit 16a does not exist in the slit 16a, as shown in Fig. 3a, the elastic support protrusions 18 and 19 on both sides are made almost symmetrical so that only the protrusion amount is changed, or as shown in Fig. 3b, the elastic support protrusions 18 and 19 on the outside are The support protrusion 19 may be formed into a mountain shape that contacts the dimple 16 at its hem, and the elasticity may be adjusted so that the pressing force against the inner wall surface of the channel box 4 is appropriate.
クリップ型スプリング部材17のセル側の弾性支持突起
部18は、格子板11のクリップ型スプリング部材14
および側板12の他のクリップ型ス、ブリング部材15
と共(燃料棒Aの支持の役目を果たし、この場合、一つ
のセル2についてセル側壁四辺の対向する二辺で弾性支
持突起部と剛性支持突起部とが向い合うように各クリッ
プ型スプリング部材の装着の向きが定められ、これら対
向突起部の間に燃料棒Aを適度な押圧力でセル中心に挟
持するようになっている。The cell-side elastic support protrusion 18 of the clip-type spring member 17 is connected to the clip-type spring member 14 of the lattice plate 11.
and other clip types of the side plate 12 and the bling member 15.
In this case, for each cell 2, each clip-type spring member is arranged such that the elastic support protrusion and the rigid support protrusion face each other on two opposite sides of the four sides of the cell side wall. The installation direction of the fuel rod A is determined, and the fuel rod A is held between these opposing protrusions at the center of the cell with an appropriate pressing force.
尚、クリップ型スプリング部材17では弾性支持突起部
19の突出寸法が比較的大きくなることからζチャンネ
ルボックス4への燃料集合体の挿入時にチャンネルボッ
クスとの機械的干渉でその姿勢安定性が不安定になるこ
とが考えられるが、これに対する対策としてクリップ型
スプリング部材17がスペーサー側板12に対して傾動
しないように、その側板12との接触部に姿勢安定化の
ための広幅支持片などをスプリング部材17に一体形成
したり、あるいは側板12と係合する構造を採用して位
置ずれを起こさないようにしたりすることは好ましいこ
とである。Note that in the clip-type spring member 17, since the protruding dimension of the elastic support protrusion 19 is relatively large, when the fuel assembly is inserted into the ζ channel box 4, mechanical interference with the channel box causes instability in its posture. However, as a countermeasure against this, a wide support piece or the like is installed at the contact portion of the clip-type spring member 17 with the side plate 12 to stabilize its posture so that the clip-type spring member 17 does not tilt relative to the spacer side plate 12. It is preferable to form it integrally with the side plate 17 or adopt a structure that engages with the side plate 12 to prevent positional displacement.
第6a図に示した従来のスペーサーまたは第1図に示し
た本発明の実施例に係るスペーサーを装着した9×9型
燃料集合体について、チャンネルボックス4と燃料集合
体とのギャップ、正確にはチャンネルボックス4の内壁
面とスペーサー10の側板12外表面との間隔δと、コ
ーナーロッドまたはサイドロッドの限界出力との関係を
第4図に示す。この燃料集合体はNo、 1〜No、7
2の燃料棒を含み、限界出力を求めたのはN011のコ
ーナーロッド、No、2のサイドロッド、 No、11
の第2列目の内部ロンド、No、22のウォーターチャ
ンネルWに隣接したセンターロンドの四本である。Regarding a 9×9 type fuel assembly equipped with the conventional spacer shown in FIG. 6a or the spacer according to the embodiment of the invention shown in FIG. FIG. 4 shows the relationship between the distance δ between the inner wall surface of the channel box 4 and the outer surface of the side plate 12 of the spacer 10 and the limit output of the corner rod or side rod. This fuel assembly is No. 1 to No. 7.
2 fuel rods are included, and the limit output was determined for corner rod No. 11, side rod No. 2, and No. 11.
There are four inner rondos in the second row of , the center rondo adjacent to No. 22 water channel W.
第4図において、横軸は前記間隔6を示し、縦軸は、第
6a図に示したように従来のスペーサー5を装備した燃
料集合体1がそのスペーサー側板のデインプルDをチャ
ンネルボックス4の内壁面に接触させて偏心配置されて
いる場合(間隔δ=δcoN)の燃料棒のドライアウト
出力を基準にした任意の間隔δにおけるドライアウト出
力比を示している。横軸上のδ!TYMは、本発明に係
るスペーサーによって燃料集合体を第6b図に示すよう
にチャンネルボックス4内に偏心なく対称配置した場合
の公称ギャップであり、これは次式で表わされる。In FIG. 4, the horizontal axis indicates the spacing 6, and the vertical axis indicates that the fuel assembly 1 equipped with the conventional spacer 5 has the dimple D of the spacer side plate inside the channel box 4, as shown in FIG. 6a. The graph shows the dryout output ratio at an arbitrary interval δ based on the dryout output of the fuel rods when they are eccentrically arranged in contact with a wall surface (interval δ=δcoN). δ on the horizontal axis! TYM is the nominal gap when the fuel assembly is arranged symmetrically without eccentricity in the channel box 4 as shown in FIG. 6b using the spacer according to the present invention, and is expressed by the following equation.
δsym = (LCHLIIP)/ 2但し、上
式でLCHはチャンネルボックス内寸の公称値、Lsp
は現用スペーサー外寸の公称値であり、本発明のスペー
サーにおいてはチャンネルボックス内に挿入したときに
前述突出部の突出量によって四辺でδS□を確保するも
のである。δsym = (LCHLIIP)/2 However, in the above formula, LCH is the nominal value of the channel box inner dimension, Lsp
is the nominal value of the outer dimension of the currently used spacer, and in the spacer of the present invention, when inserted into the channel box, δS□ is ensured on all four sides by the amount of protrusion of the above-mentioned protrusion.
δ、□は一般的には1mm以下の小さい値であるが、第
4図かられかるように耐ドライアウト性能に及ぼす影響
は大である。コーナーロッドNo、 1はチャンネルボ
ックス内壁面の液膜の流量の影響を最も大きく受け、δ
。。8の場合に比べて対称配置のδsYMの場合にはそ
のドライアウト出力は約6%増大し、またサイドロッド
No、2でも約3%のドライアウト出力の増大が認めら
れる。内部ロッドはチャンネルボックス内壁面から離れ
ているため対称配置による改善効果は少ないが、それで
も内部ロッドNo、11では約1%のドライアウト出力
の改善が認められる。Although δ and □ are generally small values of 1 mm or less, as can be seen from FIG. 4, they have a large effect on the dryout resistance performance. Corner rod No. 1 is most affected by the flow rate of the liquid film on the inner wall of the channel box, and δ
. . In the case of the symmetrically arranged δsYM, the dryout output increases by about 6% compared to the case of No. 8, and an increase in the dryout output of about 3% is also observed for side rod No. 2. Since the internal rods are separated from the inner wall surface of the channel box, the improvement effect due to the symmetrical arrangement is small, but an improvement of approximately 1% in dryout output is still observed for internal rod No. 11.
この場合、完全な対称配置を行なわなくても、各辺のδ
を6゜。8からδIIYMへ近付けるように燃料集合体
のチャンネルボックス内での偏心の度合いを軽減するこ
とで、第4図辷示すように周辺ロッドのドライアウト出
力を増大でき、延いては燃料集合体全体としての耐バー
ンアウト性能を改善することが可能である。In this case, even if the arrangement is not completely symmetrical, δ of each side
6°. By reducing the degree of eccentricity within the channel box of the fuel assembly so that it approaches δIIYM from 8, it is possible to increase the dryout output of the peripheral rods as shown in Figure 4, and by extension, the overall fuel assembly It is possible to improve the burnout resistance of
以上に述べた実施例は本願発明の一つの例示に過ぎず、
8X8型燃料集合体に対しても、あるいはウォーターチ
ャンネルを複数本含むものでも同様な効果を得ることが
でき、従って本発明はこの他にも種々の変形が可能であ
ることは述べるまでもない。The embodiment described above is only one illustration of the present invention,
The same effect can be obtained with an 8×8 type fuel assembly or one including a plurality of water channels, and it goes without saying that the present invention can be modified in various other ways.
[発明の効果]
以上に述べたように、本発明のスペーサーを装備した燃
料集合体ではチャンネルボックス内での偏心が防止され
るので、どの位置のコーナーロッドやサイドロッドもチ
ャンネルボックス内壁面に近f寸き過ぎることがなく、
コーナーロッドやサイドロッドのドライアウト出力の偏
った低下が抑制されるkめ、燃料集合体全体としての耐
バーンアウト特性は燃料集合体がチャンネルボックス内
で偏って収められている場合よりも改善されるものであ
る。[Effects of the Invention] As described above, in the fuel assembly equipped with the spacer of the present invention, eccentricity within the channel box is prevented, so corner rods and side rods at any position are not close to the inner wall surface of the channel box. The f dimension is not too large,
Because the uneven drop in dryout output of corner rods and side rods is suppressed, the burnout resistance of the fuel assembly as a whole is improved compared to when the fuel assembly is housed unevenly in the channel box. It is something that
第1図はこの発明の第1実施例に係るスペーサーを示す
模式平面図、第2a図は要部の拡大平面図、第2b図は
同じく要部の拡大縦断面図、第3a図は変形例の要部を
示す拡大断面図、i3b図は別の変形例の要部を示す拡
大断面図、第4図は従来のスペーサーまたは本発明の実
施例に係るスペーサーを装着した9×9型燃料集合体に
ついてチャンネルボックスと燃料集合体との間隔δとコ
ーナーロッドまたはサイドロッドの限界出力との関係を
示す線図、第5図は一般的なりWR炉心平面配置と燃料
集合体の部分切り欠き構造を示す説明図、第6a図は従
来のスペーサーを装備した燃料集合体のチャンネルボッ
クス内での偏心配置の様子を示す模式平面図、第6b図
は燃料集合体を偏心なく対称配置した状態を示す模式平
面図、第7図はコーナ一部分近傍での冷却材の二相流の
様子を示す拡大断面図、第8図は燃料棒表面の冷却材流
れの様子と温度分布を示す説明図、第9図はチャンネル
ボックス内での燃料集合体内を流れる冷却材の流路の様
子を示す説明図、第10図は燃料集合体内に流れる冷却
材の位置による質量流速の違いを示す線図である。
(主要部分の符号の説明)
10・・・スペーサー、11・・・格子板、 12・・
・スペーサー側板、13・・・セル、I6・・・縦割り
スリット付きデインプル(剛性支持突起部)、17・・
・クリップ型スプリング部材、19・・・弾性支持突起
部、W・・・ウォーターチャンネル、4・・・チャンネ
ルボックス、A・・・燃料棒。Fig. 1 is a schematic plan view showing a spacer according to the first embodiment of the present invention, Fig. 2a is an enlarged plan view of the main part, Fig. 2b is an enlarged longitudinal cross-sectional view of the main part, and Fig. 3a is a modified example. Figure i3b is an enlarged sectional view showing the main parts of another modified example, and Figure 4 is a 9x9 fuel assembly equipped with a conventional spacer or a spacer according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a diagram showing the relationship between the interval δ between the channel box and the fuel assembly and the limit output of the corner rod or side rod. Fig. 6a is a schematic plan view showing the eccentric arrangement of fuel assemblies equipped with conventional spacers in a channel box, and Fig. 6b is a schematic diagram showing the state in which the fuel assemblies are arranged symmetrically without eccentricity. A plan view, Fig. 7 is an enlarged sectional view showing the state of two-phase flow of coolant near a part of the corner, Fig. 8 is an explanatory diagram showing the state of coolant flow and temperature distribution on the surface of the fuel rod, and Fig. 9 10 is an explanatory diagram showing the flow path of the coolant flowing inside the fuel assembly in the channel box, and FIG. 10 is a diagram showing the difference in mass flow rate depending on the position of the coolant flowing inside the fuel assembly. (Explanation of symbols of main parts) 10... Spacer, 11... Grid plate, 12...
・Spacer side plate, 13... Cell, I6... Dimple with vertical slit (rigid support protrusion), 17...
- Clip type spring member, 19... Elastic support protrusion, W... Water channel, 4... Channel box, A... Fuel rod.
Claims (1)
要素を相互に間隔を開けて正方格子配列に束ねた状態に
保持する原子炉燃料集合体用スペーサーにおいて、桝目
状の複数の棒状要素挿通セルを構成する帯板の格子組み
の外周側板の四周各辺に、前記チャンネルボックス内に
配置されたときに前記チャンネルボックスの内壁面と前
記外周側板の外面との間隔が四周の対向辺同士でほぼ対
称となるように前記チャンネルボックス内壁面とそれぞ
れ当接する突出部を設けたことを特徴とする原子炉燃料
集合体用スペーサー。 2、前記各突出部が実質的に剛性の突起部からなり、各
々対向する前記剛性突起部間の外寸が前記チャンネルボ
ックスの対応する内寸公差寸法の最小値以下でほぼこの
最小値に等しくされていることを特徴とする請求項1に
記載の原子炉燃料集合体用スペーサー。 3、少なくとも隣接する二辺の前記突出部が前記剛性突
起部と実質的に弾性の突起部とを備え、前記弾性突起部
が前記剛性突起部より大なる突出寸法を有することを特
徴とする請求項2に記載の原子炉燃料集合体用スペーサ
ー。 4、前記各突出部が実質的に弾性の突起部からなり、各
々対向する前記弾性突起部間の外寸が前記チャンネルボ
ックスの対応する内寸公差寸法の最小値以上にされてい
ることを特徴とする請求項1に記載の原子炉燃料集合体
用スペーサー。 5、隣接する二辺の前記突出部が実質的に剛性の突起部
からなると共に他の隣接する二辺の前記各突出部が実質
的に弾性の突起部からなり、各々対向する前記剛性突起
部と弾性突起部間の外寸が前記チャンネルボックスの対
応する内寸公差寸法の最小値以上にされていることを特
徴とする請求項1に記載の原子炉燃料集合体用スペーサ
ー。 6、請求項1〜5のいずれか1項に記載のスペーサを少
なくとも一つ備えたことをに特徴とする沸騰水型原子炉
用燃料集合体。[Claims] 1. In a spacer for a nuclear reactor fuel assembly that holds rod-like elements such as fuel rods bundled in a square lattice arrangement with mutual spacing in a rectangular cylindrical channel box, On each of the four circumferential sides of the outer circumferential side plate of the latticework of strips constituting the plurality of rod-shaped element insertion cells, there is a space between the inner wall surface of the channel box and the outer surface of the outer circumferential side plate when placed in the channel box. A spacer for a nuclear reactor fuel assembly, characterized in that a spacer for a nuclear fuel assembly is provided with protrusions that abut each of the inner wall surfaces of the channel box so as to be substantially symmetrical between the four opposing sides. 2. Each of the protrusions is substantially composed of a rigid protrusion, and the outer dimension between the opposing rigid protrusions is less than or equal to the minimum value of the corresponding inner tolerance of the channel box. The spacer for a nuclear reactor fuel assembly according to claim 1, characterized in that: 3. The protrusion on at least two adjacent sides includes the rigid protrusion and a substantially elastic protrusion, and the elastic protrusion has a larger protrusion dimension than the rigid protrusion. Item 2. Spacer for a nuclear reactor fuel assembly according to item 2. 4. Each of the protrusions is substantially made of an elastic protrusion, and the outer dimension between the opposing elastic protrusions is greater than or equal to the minimum value of the corresponding inner tolerance of the channel box. The spacer for a nuclear reactor fuel assembly according to claim 1. 5. The protrusions on two adjacent sides are substantially made of rigid protrusions, and each of the protrusions on the other two adjacent sides is substantially made of elastic protrusions, and the rigid protrusions are opposite to each other. 2. The spacer for a nuclear reactor fuel assembly according to claim 1, wherein an outer dimension between the channel box and the elastic protrusion is greater than or equal to a minimum value of a corresponding inner dimension tolerance of the channel box. 6. A fuel assembly for a boiling water reactor, comprising at least one spacer according to any one of claims 1 to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320686A JP2751078B2 (en) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | Spacer and fuel assembly for reactor fuel assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320686A JP2751078B2 (en) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | Spacer and fuel assembly for reactor fuel assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03181887A true JPH03181887A (en) | 1991-08-07 |
| JP2751078B2 JP2751078B2 (en) | 1998-05-18 |
Family
ID=18124206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1320686A Expired - Lifetime JP2751078B2 (en) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | Spacer and fuel assembly for reactor fuel assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751078B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003073435A3 (en) * | 2002-02-27 | 2004-01-15 | Framatome Anp Gmbh | Spacer for a fuel element of a boiling water reactor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548249A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-05 | Hoechst Ag | Bissnndialkylcarbamoyllquinacridone*its manufacture and pigment made thereof |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP1320686A patent/JP2751078B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548249A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-05 | Hoechst Ag | Bissnndialkylcarbamoyllquinacridone*its manufacture and pigment made thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003073435A3 (en) * | 2002-02-27 | 2004-01-15 | Framatome Anp Gmbh | Spacer for a fuel element of a boiling water reactor |
| US7555093B1 (en) | 2002-02-27 | 2009-06-30 | Areva Np Gmbh | Spacer for a fuel assembly of a boiling water reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2751078B2 (en) | 1998-05-18 |
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