JPH0519081A - Fuel assembly - Google Patents
Fuel assemblyInfo
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- JPH0519081A JPH0519081A JP3169608A JP16960891A JPH0519081A JP H0519081 A JPH0519081 A JP H0519081A JP 3169608 A JP3169608 A JP 3169608A JP 16960891 A JP16960891 A JP 16960891A JP H0519081 A JPH0519081 A JP H0519081A
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- coolant
- temperature
- core
- flowing out
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- 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
Landscapes
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高温と低温の冷却材の混合領域を下方に拡大し
て熱衝撃を緩和する燃料集合体を提供する。
【構成】燃料集合体1は液体金属を冷却材とする高速増
殖炉の炉心を構成するものであり、ハンドリングヘッド
4の内側の開口部を上方へいくにつれて拡大した。
【効果】高温の冷却材を流出する燃料集合体と、隣接す
る低温の冷却材を流出する集合体の冷却材の混合領域が
拡大するため、炉心上部の冷却材の温度揺らぎを抑制で
き、熱衝撃が緩和され、上部機構に対する疲労を緩和す
ることができる。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a fuel assembly that expands a mixed region of high-temperature and low-temperature coolant downwards to mitigate thermal shock. [Constitution] The fuel assembly 1 constitutes the core of a fast breeder reactor using liquid metal as a coolant, and the opening inside the handling head 4 expands as it goes upward. [Effect] Since the mixed region of the fuel assembly flowing out of the high temperature coolant and the coolant of the adjacent low temperature coolant flowing out is expanded, the temperature fluctuation of the coolant above the core can be suppressed and the heat The impact is relieved, and the fatigue to the upper mechanism can be relieved.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高速増殖炉の燃料集合
体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel assembly for a fast breeder reactor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の高速増殖炉の燃料集合体1を図4
をもとに説明する。燃料集合体1の下端には複数個の冷
却材流入口2をもつた入口ノズル3が装着され、上端に
はハンドリングヘッド4が装着されている。燃料集合体
1内には燃料棒5が、螺旋状に巻きつけられたワイヤ6
を介し、燃料集合体1内下部に水平に装着された支持板
7により配置されている。2. Description of the Related Art A fuel assembly 1 for a conventional fast breeder reactor is shown in FIG.
I will explain based on. An inlet nozzle 3 having a plurality of coolant inlets 2 is attached to the lower end of the fuel assembly 1, and a handling head 4 is attached to the upper end. In the fuel assembly 1, a fuel rod 5 and a wire 6 spirally wound.
The support plate 7 is horizontally mounted in the lower part of the fuel assembly 1 via the.
【0003】冷却材は入口ノズル3の冷却材流入口2よ
り流入し、燃料棒5の間の流路8を除熱しながら通って
ハンドリングヘッド4に至り、燃料集合体1上部へと流
出する。燃料集合体1から流出する冷却材は、燃料棒5
の発熱量が大きいために高温になっている。これに対
し、例えば、制御棒集合体又はブランケット燃料集合体
のような発熱量が小さい集合体から流出する冷却材は、
燃料集合体1から流出する冷却材に比べて低温となる。
高速増殖炉では消費したプルトニウムより多くのプルト
ニウムを生産するためブランケット燃料集合体を炉内に
装荷している。ブランケット燃料集合体は燃料集合体1
とほぼ同じ構造の集合体であるが、減損ウラン(U
O2 )のうちウラン238は中性子を吸収し、数段の崩
壊を経てプルトニウムになる。ブランケット燃料集合体
は核分裂性のウラン235が0.3% 以下の減損ウラン
を使用しているため、プルトニウムの生成が少ない使用
初期には入口ノズル3からハンドリングヘッド4にいた
る間の温度上昇は小さく、入口ノズル3における温度と
近い温度でハンドリングヘッド4からブランケット燃料
集合体の上方へ流出する。この低温度の冷却材はブラン
ケット燃料集合体が装荷された原子炉の冷却材の出口温
度を低下させ、原子炉の熱特性を悪くする。The coolant flows in through the coolant inlet port 2 of the inlet nozzle 3, passes through the passage 8 between the fuel rods 5 while removing heat, reaches the handling head 4, and flows out to the upper part of the fuel assembly 1. The coolant flowing out from the fuel assembly 1 is the fuel rod 5
It is hot because of the large amount of heat it generates. On the other hand, for example, the coolant flowing out from an assembly having a small heating value such as a control rod assembly or a blanket fuel assembly,
The temperature becomes lower than that of the coolant flowing out from the fuel assembly 1.
In a fast breeder reactor, blanket fuel assemblies are loaded in the reactor to produce more plutonium than it has consumed. Blanket fuel assembly is fuel assembly 1
It is an aggregate of almost the same structure as
Of the O 2 ), uranium 238 absorbs neutrons and undergoes several stages of decay to become plutonium. Since the blanket fuel assembly uses depleted uranium whose fissionable uranium 235 is less than 0.3%, the temperature rise from the inlet nozzle 3 to the handling head 4 is small in the early stage of use when the amount of plutonium produced is small. , Out of the handling head 4 above the blanket fuel assembly at a temperature close to that at the inlet nozzle 3. This low temperature coolant lowers the outlet temperature of the coolant in the reactor loaded with the blanket fuel assemblies, degrading the thermal properties of the reactor.
【0004】炉心上部ではこれらの高温と低温の冷却材
が混合しながら上部構造物9へ上昇していく。上部構造
物9は制御棒を確実に炉心に挿入する機能や炉心監視の
ための各種計装機構の支持機能、および冷却材の整流機
能等をもつている。このような上部構造物9の高温と低
温の冷却材にさらされる表面付近では熱衝撃を受けるこ
とになり、疲労亀裂が発生・進展する可能性がある。こ
のためインコネル等の耐熱合金で上部構造物9表面を覆
う方法もあるが原子炉内での使用実績がなく、製作・加
工も難かしいためコストも高くなる。In the upper part of the core, these high-temperature and low-temperature coolants are mixed and rise to the upper structure 9. The upper structure 9 has a function of surely inserting the control rod into the core, a function of supporting various instrumentation mechanisms for core monitoring, and a function of rectifying the coolant. The vicinity of the surface of the upper structure 9 exposed to the high-temperature and low-temperature coolants is subjected to thermal shock, which may cause fatigue cracks to develop. For this reason, there is a method of covering the surface of the upper structure 9 with a heat-resistant alloy such as Inconel, but there is no record of use in the nuclear reactor, and manufacturing and processing are difficult, resulting in high cost.
【0005】この問題点を解決するために、特願昭63−
109392号明細書に記載の燃料集合体1のラッパ管10に
周方向に分布して孔を設けた構造が知られており、孔付
近で高温と低温の冷却材を混合させようとするものであ
る。To solve this problem, Japanese Patent Application No. 63-
There is known a structure in which the holes are provided in the trumpet tube 10 of the fuel assembly 1 described in the specification of No. 109392 in the circumferential direction, and it is intended to mix high-temperature and low-temperature coolants near the holes. is there.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、燃料集合体と制御棒集合体の流れが主流路から分岐
して途中で混合する状態となり大流量を有する燃料集合
体の流体の一部が、小流量の制御棒集合体等に流れ込む
可能性があり、好ましくない。In the above-mentioned prior art, the flow of the fuel assembly and the control rod assembly is branched from the main flow path and mixed in the middle, so that a part of the fluid of the fuel assembly having a large flow rate However, it may flow into a control rod assembly having a small flow rate, which is not preferable.
【0007】本発明の目的は、高温と低温の冷却材の混
合領域を下方に拡大して熱衝撃を緩和する燃料集合体を
提供することにある。It is an object of the present invention to provide a fuel assembly which expands a mixed region of high-temperature and low-temperature coolant downwards to mitigate thermal shock.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の燃料集合体は液
体金属を冷却材とする高速増殖炉の炉心を構成するもの
であり、ハンドリングヘッドの内側の開口部が上方へい
くに従って拡大したものである。The fuel assembly of the present invention constitutes the core of a fast breeder reactor using liquid metal as a coolant, and the opening inside the handling head expands upward. Is.
【0009】[0009]
【作用】上記構成の本発明の燃料集合体を使用した炉心
上部では、隣接して流出する低温の冷却材との混合領域
が下方に拡大し、炉心上部の冷却材の温度ゆらぎが抑制
される。そのため炉心の上部構造物に対する疲労損傷が
緩和されることになる。In the upper part of the core using the fuel assembly of the present invention having the above structure, the mixing region with the low temperature coolant flowing out adjacently expands downward, and the temperature fluctuation of the coolant in the upper part of the core is suppressed. . Therefore, the fatigue damage to the upper structure of the core is alleviated.
【0010】[0010]
【実施例】図1は本発明により構成した燃料集合体1の
縦断面図である。ここでハンドリングヘッド4では内側
の開口部が上方へいくに従って拡大している。燃料集合
体1には入口ノズル3の冷却材流入口2より冷却材が流
入し、燃料棒5の間の流路8を通ってハンドリングヘッ
ド4に到り燃料集合体1の上部へ流出する。燃料集合体
1から流出する冷却材は、燃料棒5の発熱量が大きいた
めに高温になっている。これに対し、例えば、制御棒集
合体やブランケット燃料集合体のような発熱量が小さい
集合体から流出する冷却材は、燃料集合体1から流出す
る冷却材に比べ低温となる。炉心上部ではこれらの高温
と低温の冷却材が混合しながら上部構造物9の方へ上昇
していく。図2は従来から用られている燃料集合体1か
ら流出する高温の冷却材と隣接する集合体から流出する
低温の冷却材が炉心上部で混合する状態を模式的に示し
た図であり、図3は本発明による燃料集合体1から流出
する高温と低温の冷却材が混合する状態を示した図であ
る。両図中で右下に向かう斜線を施した区域Aは高温の
冷却材が流出する領域を示し、左下に向かう斜線を施し
た区域Bは低温の冷却材が流出する領域を示し、点の区
域Cは高温と低温の冷却材が混合している領域を示す。
区域C内の下の部分では高温と低温の冷却材どうしが乱
流状態で揺らいでいるが、上に流れるに従って温度が均
一化して来る。図2に示すように、従来から用られてい
る燃料集合体1では高温と低温の冷却材が充分に混合さ
れてなく、上部構造物9の冷却材にさらされる表面付近
では厳しい熱衝撃を受けることになる。本発明による燃
料集合体1を用いると図3に示すように、区域Cの領域
が集合体の直上まで拡大して混合が充分に行われ、上部
構造物9の表面付近では熱衝撃が緩和される。1 is a vertical sectional view of a fuel assembly 1 constructed according to the present invention. Here, in the handling head 4, the inner opening is enlarged as it goes upward. The coolant flows into the fuel assembly 1 from the coolant inlet port 2 of the inlet nozzle 3, passes through the flow path 8 between the fuel rods 5, reaches the handling head 4, and flows out to the upper part of the fuel assembly 1. The coolant flowing out from the fuel assembly 1 has a high temperature because the calorific value of the fuel rods 5 is large. On the other hand, for example, the coolant that flows out from the control rod assembly or the blanket fuel assembly that generates a small amount of heat has a lower temperature than the coolant that flows out from the fuel assembly 1. At the upper part of the core, these high-temperature and low-temperature coolants are mixed and rise toward the upper structure 9. FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which a high-temperature coolant flowing out from a fuel assembly 1 that has been conventionally used and a low-temperature coolant flowing out from an adjacent assembly are mixed in the upper part of the core. FIG. 3 is a diagram showing a state in which the high temperature and low temperature coolants flowing out from the fuel assembly 1 according to the present invention are mixed. In both figures, a shaded area A to the lower right shows an area where the high temperature coolant flows out, and a shaded area B to the bottom left shows an area where the low temperature coolant flows out. C indicates a region where the high temperature and low temperature coolants are mixed.
In the lower part of the area C, the high-temperature and low-temperature coolants fluctuate in a turbulent state, but the temperature becomes uniform as they flow upward. As shown in FIG. 2, in the conventionally used fuel assembly 1, high-temperature and low-temperature coolants are not sufficiently mixed, and severe thermal shock occurs near the surface of the upper structure 9 exposed to the coolant. It will be. When the fuel assembly 1 according to the present invention is used, as shown in FIG. 3, the region of the area C is expanded to just above the assembly to sufficiently perform the mixing, and the thermal shock is mitigated near the surface of the upper structure 9. It
【0011】本発明による燃料集合体はラッパ管10の
側面に孔を空けないため各集合体間で冷却材そのものの
相互干渉がなく、高精度の設計ができる。またハンドリ
ングヘッド4の製作・加工も従来技術により可能であ
る。Since the fuel assembly according to the present invention has no holes on the side surface of the trumpet tube 10, there is no mutual interference of the coolant itself between the assemblies, and a highly accurate design can be achieved. Further, the manufacturing and processing of the handling head 4 can be performed by the conventional technique.
【0012】[0012]
【発明の効果】本発明によれば、高温の冷却材を流出す
る燃料集合体と、隣接する低温の冷却材を流出する集合
体の冷却材の混合領域が拡大するため、炉心上部の冷却
材の温度揺らぎを抑制でき熱衝撃が緩和されることにな
るので、上部機構の熱疲労を緩和できる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the mixed region of the fuel assembly that flows out of the high temperature coolant and the coolant of the adjacent assembly that flows out of the low temperature coolant is expanded, so that the coolant in the upper core is Since the temperature fluctuation of the above can be suppressed and the thermal shock can be mitigated, the thermal fatigue of the upper mechanism can be mitigated.
【図1】本発明の一実施例の燃料集合体の縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view of a fuel assembly according to an embodiment of the present invention.
【図2】集合体から流出する低温の冷却材が炉心上部で
混合する状態の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of a state where low-temperature coolant flowing out from the assembly is mixed in the upper part of the core.
【図3】集合体から流出する低温の冷却材が炉心上部で
混合する状態を説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state where low-temperature coolant flowing out of the assembly is mixed in the upper part of the core.
【図4】従来の燃料集合体の縦断面図。FIG. 4 is a vertical sectional view of a conventional fuel assembly.
1…燃料集合体、2…冷却材流入口、3…入口ノズル、
4…ハンドリングヘッド、5…燃料棒、6…ワイヤ、7
…支持板、8…流路、9…上部構造物、10…ラッパ
管。1 ... Fuel assembly, 2 ... Coolant inlet, 3 ... Inlet nozzle,
4 ... Handling head, 5 ... Fuel rod, 6 ... Wire, 7
... Support plate, 8 ... Flow path, 9 ... Upper structure, 10 ... Trumpet tube.
Claims (1)
料集合体において、前記燃料集合体のハンドリングヘッ
ドの内側の開口部が上方へいくにつれて拡大することを
特徴とする燃料集合体。Claim: What is claimed is: 1. In a fuel assembly in which a coolant flows upward from below, the opening inside the handling head of the fuel assembly expands as it goes upward. Fuel assembly to do.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169608A JPH0519081A (en) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | Fuel assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169608A JPH0519081A (en) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | Fuel assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519081A true JPH0519081A (en) | 1993-01-26 |
Family
ID=15889656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3169608A Pending JPH0519081A (en) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | Fuel assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0519081A (en) |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP3169608A patent/JPH0519081A/en active Pending
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