JPH0519081A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel assembly
- coolant
- temperature
- core
- flowing out
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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。
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。
Description
【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。
体に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の一実施例の燃料集合体の縦断面図。
【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。
混合する状態の説明図。
【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。
混合する状態を説明図。
【図４】従来の燃料集合体の縦断面図。
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。
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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】冷却材が内部を下方から上方へと流れる燃
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169608A JPH0519081A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3169608A JPH0519081A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519081A true JPH0519081A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15889656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3169608A Pending JPH0519081A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0519081A (ja) |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP3169608A patent/JPH0519081A/ja active Pending
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