JPH04102494U - 燃料集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 燃料棒の燃焼中におけるチャンネルボックス
の変形を抑止して、チャンネルボックス下端部からの冷
却材の漏洩量を一定に維持することを目的とする。 ［構成］ 下部タイプレート１３の角形をなす上半部の
外周面に、チャンネルボックス１４を被嵌した際、その
下端が達する高さよりやや下側に当たる位置に一定幅の
段部１３ａが全周にわたって形成され、その段部１３ａ
上には断面Ｌ字形の外側板１５が配設され、その下片部
分においてねじ又は溶接手段により下部タイプレート１
３に固着されていて、この外側板１５により下部タイプ
レート１３の上半部外周面には所要の深さの溝１６が全
周にわたって形成され、その溝１６中にチャンネルボッ
クス１４の下端部が嵌挿されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は燃料集合体主として沸騰水型原子炉用の燃料集合体の改良に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

沸騰水型原子炉用の燃料集合体は、周知のように多数の燃料棒と中心部配置の 少数の水管を数段のスペーサで正方状に束ね、それらの上下端を棒状端栓を介し て上下のタイプレートに装着し、その外側に角筒状のチャンネルボックスを被嵌 し、冷却材を下部タイプレートから各燃料棒の間を上昇するように送り込み、そ の沸騰現象を伴う伝熱作用により熱を外部に取り出す一方、集合体を除熱するよ うにしている。

【０００３】 この場合、チャンネルボックスの外側にも所要量冷却材を流す必要があり、そ のため、燃料集合体を立設する支持板に通孔を設けて所要量の冷却材をチャンネ ルボックスの外側に流動させると共に下部タイプレートとその外側をおおうチャ ンネルボックスとのすき間からも一定割合の冷却材を漏洩させる構造になってい るが、燃料棒の燃焼中の温度上昇と内外圧力差によりチャンネルボックスが図５ の点線のように中ふくらみにクリープ変形することが知られており、そのまま放 置するとチャンネルボックス下側からの冷却材の漏洩量が増大してしまう。

【０００４】 この事情を考慮して、図４のように複数の切り込み７を設けて所要数のく字形 短冊状のばね片６ａを形成したばね部材６を下部タイプレート３の四側面にそれ ぞれ添設し、各上端縁に設けた環状座部６ｂを最外周の燃料棒１の下端栓に嵌合 させて装着し、各ばね部材６のばね片６ａをチャンネルボックス４の下部内面に 圧接させて、集合体下側からの冷却材の漏洩量を制御するようにしたものが、特 公昭４９−１６９１９号により提案されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、チャンネルボックス４の変形は照射時間につれて大きくなっていく が、その変形に追随させるには上記ばね部材６に予め付与する弾性変形量を多く とる必要があって、チャンネルボックス４を被嵌する際に各ばね片６ａを内側に たわませなければならず、これをプール内での遠隔操作により行うには作業が甚 だやっかいであり、また、ばね部材６はチャンネルボックス４に強く圧接するこ とになって、これを内側から一層押し広げる作用を呈し、かつ、ばね部材自体も 照射によってへたりを生じ緊密な接触状態を維持できなくなり、上記のようなば ね部材では冷却材の漏洩量を一定に保つことは難しい。

【０００６】 また、従来の燃料集合体では、ばね部材６をチャンネルボックス４と下部タイ プレート３の間のコーナ部分を除く四側面部にだけ設けているため、不規則な変 形に伴うコーナ部分からの冷却材の漏洩を制御することができない。これらのこ とが、集合体からの冷却材の漏洩量を一定に保つことの困難な要因をなしており 、かくて、チャンネルボックスの変形によって冷却材の漏洩量が増大する一方、 チャンネルボックス内の流量の減少をもたらし、除熱能力を低下させてしまう。

【０００７】 そこで、この考案は照射期間中のチャンネルボックスの変形を最小限に抑えて 、チャンネルボックス下端部からの冷却材の漏洩量を確実に一体に維持できる燃 料集合体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的のもとにこの考案は、多数の燃料棒と少数の水管を正方配列し、それ らの上下端は端栓を介して上部タイプレートおよび下部タイプレートに嵌挿装着 し、軸方向の途中は数段に配置したスペーサにより相互を一定間隔に保持し、そ の外側には角筒状のチャンネルボックスを被嵌する燃料集合体において、上記下 部タイプレートの上半部外周には所要の深さで幅がチャンネルボックスの板厚よ り若干大きな溝を全周にわたって形成し、この溝中にチャンネルボックスの下端 部を嵌挿したことを特徴としている。

【０００９】

【実施例】

図１はこの考案に係る燃料集合体の下側部分を示すものであり、多数の燃料棒 １１と中央部に配置される１，２本の水管１２が正方配列（図では８行８列）さ れ、それらの上下端は棒状端栓１１ａを介して上部タイプレート（図示せず）と 下部タイプレート１３に嵌め込み装着され、それらの軸方向の途中は数段に配置 された格子状のスペーサ（図示せず）により一定間隔に保持され、その外側には 角筒状のチャンネルボックス１４が被嵌され、原子炉の運転中には下部タイプレ ート１３下端の鼻状片１３ａから冷却材が送り込まれ、冷却材は下部タイプレー ト１３上端のグリッド部を通り抜け、各燃料棒１１や水管１２の間を上昇するよ うになされている。しかし、このような構成は前記従来のものと変わりない。

【００１０】 ところで、この考案では下部タイプレート１３の角形をなす上半部の外周面に は、チャンネルボックス１４を被嵌した際、その下端が達する高さよりやや下側 に当たる位置に一定幅の段部１３ｂが全周にわたって形成され、その段部１３ｂ 上には周囲方向に複数（図では四つ）に分割された断面Ｌ字形の外側板１５が配 設され、肉厚な下片の部分がねじ又は溶接手段により下部タイプレート１３に固 着されていて、この外側板１５により下部タイプレート１３の上半部外周には所 要の深さでチャンネルボックス１４の板厚より若干大きな幅の溝１６が図２のよ うにタイプレート周面を囲む状態に形成され、図３のようにこの溝１６中にチャ ンネルボックス１４の下端部がルーズに嵌挿されている。

【００１１】 かくて、燃料棒１１の燃焼中には冷却材が下部タイプレート１３の下端鼻状片 １３ａの部分から燃料集合体内に送り込まれると同時に集合体の外側に支持板の 通孔を介して上昇流動させられ、チャンネルボックス１４には内圧と外圧が作用 し、その圧力差（内圧が外圧より大きい）によりチャンネルボックス１４は変形 しようとするが、チャンネルボックス１４の下端部は下部タイプレート１３の全 周に形成された溝１６中に嵌め込まれているので、下端部の変形が抑制され、照 射時間の経過によっても一定の状態に保持され、従来のように変形が時間につれ て大きくならない。そして、下部タイプレート１３に対しチャンネルボックス１ ４の下端部に形成されるすき間はいわゆる迷路状になっているので、冷却材の流 路抵抗が大きく、それに併せて上記のようにチャンネルボックス１４の変形も少 ないために、集合体内の冷却材のチャンネルボックス下端部からの漏洩量が少な く、コーナ部分を含め全周にわたって一定の状態に制御される。

【００１２】 なお、上述の例では下部タイプレートの上半部外周に外側板を取付けて、チャ ンネルボックス挿入用の溝を形成したものを示したが、これは工作上便利なため で、他の手段によっても差し支えない。

【００１３】

【考案の効果】

以上のようにこの考案では、沸騰水型原子炉用の燃料集合体として、下部タイ プレートの上半部外周に所要の深さで幅がチャンネルボックスの板厚より若干大 きな溝を全周にわたつて形成し、その溝中にチャンネルボックスの下端部を嵌挿 したので、燃料棒の燃焼中におけるチャンネルボックス下端部の変形を抑止する ことができ、下部タイプレートに対する間が小さく一定の状態に維持され、チャ ンネルボックス下端部からの漏洩量をコーナ部を含む全周にわたって確実に一定 になるように制御することができる。そして、チャンネルボックスの変形を抑制 することができるため、耐クリープ強度の面からチャンネルボックスの板厚を薄 くすることが可能であり、中性子経済性の良い集合体が得られ、また、チャンネ ルボックス内寸が拡大され、冷却材の圧力損失が小さくなってポンプ動力の低減 が可能になると云った二次的な効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る燃料集合体の下方部分の斜視
図。

【図２】その下部タイプレートの平面図。

【図３】下部タイプレートの半断面側面図。

【図４】従来の燃料集合体の下方部分の一部を切除した
斜視図。

【図５】チャンネルボックスの変形状態を示す平面図。

【符号の説明】

１１ 燃料棒 １２ 水管 １３ 下部タイプレート １３ａ 鼻状片 １３ｂ 段部 １４ チャンネルボックス １５ 外側板 １６ 溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の燃料棒と少数の水管を正方配列
   し、それらの上下端は端栓を介して上部タイプレートお
   よび下部タイプレートに嵌挿装着し、軸方向の途中は数
   段に配置したスぺーサにより相互を一定間隔に保持し、
   その外側には角筒状のチャンネルボックスを被嵌する燃
   料集合体において、上記下部タイプレートの上半部外周
   には所要の深さで幅がチャンネルボックスの板厚より若
   干大きな溝を全周にわたって形成し、該溝中にチャンネ
   ルボックスの下端部を嵌挿してなる燃料集合体。