JPH05196765A - Channel box and fuel assembly - Google Patents
Channel box and fuel assemblyInfo
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- JPH05196765A JPH05196765A JP4031383A JP3138392A JPH05196765A JP H05196765 A JPH05196765 A JP H05196765A JP 4031383 A JP4031383 A JP 4031383A JP 3138392 A JP3138392 A JP 3138392A JP H05196765 A JPH05196765 A JP H05196765A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 沸騰水型原子炉用の燃料集合体に用いる角筒
状としたチャンネルボックス本体につき、その辺面所定
箇所に熱影響を与えて硬化させ、照射による辺面の変形
を活用して冷却材による燃料棒の除熱効率を向上し、そ
の出力を高める。
【構成】 複数の辺面を有し、角筒状に形成されたチャ
ンネルボックス本体10にあって、所望辺面には燃料集
合体に組込まれた際、そのスぺーサ5の上流側近傍に、
電子ビームなどにより巾方向への仮溶接箇所11、すな
わち溶接熱影響部ないし部分溶融部による硬化箇所を設
ける。
【効果】 変形し難い仮溶接箇所11の下側が外側へ変
形して生じる膨らみ10fにより、冷却材を矢印Gへ変
向してスぺーサ5における燃料棒3に流当させること
で、液相が剥離し易い当該燃料棒箇所の除熱効率を上げ
て出力を増大させる。
(57) [Summary] (Revised) [Purpose] Irradiation of a rectangular box-shaped channel box body used for a fuel assembly for boiling water reactors, which is cured by heat effect on a predetermined part of its side surface. By utilizing the deformation of the side surface due to, the heat removal efficiency of the fuel rod by the coolant is improved and its output is increased. In a channel box main body 10 having a plurality of side faces and formed in a rectangular tube shape, a desired side face is provided in the vicinity of an upstream side of a spacer 5 when assembled in a fuel assembly. ,
A provisional welded portion 11 in the width direction by an electron beam or the like, that is, a welded heat-affected zone or a cured portion by a partially molten portion is provided. [Effect] By the bulge 10f that is generated when the lower side of the temporary welding portion 11 that is difficult to deform is deformed to the outside, the coolant is turned to the arrow G and applied to the fuel rod 3 in the spacer 5, so that the liquid phase The heat removal efficiency of the fuel rod portion where is easily peeled off is increased to increase the output.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は燃料バンドルを囲成する
チャンネルボックスと、これを用いて構成される燃料集
合体に係り、特にチャンネルボックスの変形を活用して
燃料集合体の限界出力を向上させようとするものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a channel box surrounding a fuel bundle and a fuel assembly formed by using the channel box. Particularly, the deformation of the channel box is utilized to improve the limit output of the fuel assembly. It is the one that tries to make it.
【0002】[0002]
【従来の技術】既知の如く沸騰水型原子炉(BWR)用
の燃料集合体は、図3に示した通り上部タイプレート
1、下部タイプレート2、複数本の燃料棒3、水ロッド
4、複数個のスぺーサ5、ロッドスプリング6およびチ
ャンネルボックス本体7等を具備している。そして、上
記の上部タイプレート1と下部タイプレート2との間に
多数本の燃料棒3と、水ロッド4が縦装連結され、これ
らの燃料棒3と水ロッド4とが、縦方向に所定間隔だけ
離して配設された前記複数個のスぺーサ5により均一間
隔をもって弾支されることで燃料バンドル8が形成され
ており、さらに、この燃料バンドル8を囲むチャンネル
ボックス本体7が、前記の上部タイプレート1と下部タ
イプレート2に被嵌固定されるようになっている。2. Description of the Related Art As is well known, a fuel assembly for a boiling water reactor (BWR) has an upper tie plate 1, a lower tie plate 2, a plurality of fuel rods 3, a water rod 4, as shown in FIG. It is provided with a plurality of spacers 5, a rod spring 6, a channel box body 7, and the like. A large number of fuel rods 3 and water rods 4 are vertically connected between the upper tie plate 1 and the lower tie plate 2, and these fuel rods 3 and water rods 4 are vertically arranged in a predetermined direction. A fuel bundle 8 is formed by being elastically supported at a uniform interval by the plurality of spacers 5 arranged at intervals, and further, the channel box body 7 surrounding the fuel bundle 8 is The upper tie plate 1 and the lower tie plate 2 are fitted and fixed.
【0003】ところで、上記のチャンネルボックス本体
7はジルカロイ−4製であり、図示例の如く複数(4
個)の辺面7aをもって角筒状に形成されたもので、こ
れを組み込んだ燃料集合体は、BWR内において複数本
が隣り合わせで正方行列状に装荷されることとなり、こ
れらの燃料集合体における下部側から上部側へ向けて冷
却材が流れ、この際、沸騰を伴う伝熱現象により、燃料
棒3等の除熱が行われる。By the way, the channel box body 7 is made of Zircaloy-4, and a plurality of (4
The number of side surfaces 7a is formed in a rectangular tube shape, and a fuel assembly incorporating this is loaded with a plurality of adjacent fuel cells in a square matrix in the BWR. The coolant flows from the lower side to the upper side, and at this time, the heat transfer phenomenon accompanied by boiling removes heat from the fuel rods 3 and the like.
【0004】ここで、既知の通り上記除熱作用がなされ
ることで、当該冷却材における気相と液相との空間的な
分離状態は、図4の如くチャンネルボックス本体7にお
ける下部Aと中間部Bと上部Cとにあって、夫々気泡流
D、スラブ流E、環状流Fが形成される。ここで、気泡
流Dとは、燃料棒3等の表面である伝熱面から盛んに、
小さな蒸気泡(ボイド)9aが発生し、これが液相の冷
却材中に混じたものである。Here, as is known, the heat removal action is performed so that the spatial separation state of the gas phase and the liquid phase in the coolant is intermediate with the lower portion A of the channel box body 7 as shown in FIG. A bubble flow D, a slab flow E, and an annular flow F are formed in the portion B and the upper portion C, respectively. Here, the bubbly flow D is actively generated from the heat transfer surface, which is the surface of the fuel rod 3 or the like,
Small vapor bubbles (voids) 9a are generated, and these are mixed in the liquid phase coolant.
【0005】次に、中間部Bにおけるスラブ流Eとは、
上記の小さなボイドが集結することで、ボイドよりも大
きな蒸気小塊9bが、冷却材中に生じている状態を示
し、さらに、燃料集合体の上部Cにおける前記の環状流
Fにあっては、上記の蒸気小塊9bが集結して、一層大
きな蒸気塊9cが形成されるのであり、これまた知られ
ているように、上記燃料棒3の表面には、液相である冷
却材が膜状となって存在しているのである。Next, the slab flow E in the intermediate portion B is
As a result of the small voids converging, a small vapor nodule 9b larger than the void is shown in the coolant, and further, in the annular flow F in the upper part C of the fuel assembly, The vapor lumps 9b are aggregated to form larger vapor lumps 9c, and as is also known, the surface of the fuel rods 3 is coated with a liquid coolant. Is present.
【0006】上記冷却材が膜状に存在している燃料集合
体の最大熱出力は、冷却材の前記除熱能力によって規定
されることとなり、この除熱能力を超えた熱出力が発生
したとき、上記の膜状となって存在していた冷却材が燃
料棒3等の表面から剥離される。この結果、燃料棒3等
の表面が直接蒸気膜で覆われてしまうこと(沸騰遷移)
になり、当該温度が急上昇して燃料棒3が焼損(バーン
アウト)し、これにより高い放射能をもつ核分裂性生成
物が流出してしまうことになるから、燃料集合体の出力
は、一定の出力(限界出力)以下に抑制しておかねばな
らないのである。The maximum heat output of the fuel assembly in which the coolant is present in the form of a film is defined by the heat removal capacity of the coolant, and when a heat output exceeding this heat removal capacity occurs. The coolant which has been present in the form of the above film is separated from the surface of the fuel rod 3 or the like. As a result, the surface of the fuel rod 3 etc. is directly covered with the vapor film (boiling transition).
Then, the temperature rapidly rises, the fuel rods 3 are burned out (burned out), and the fissile products having high radioactivity flow out, so that the output of the fuel assembly is constant. It must be kept below the output (limit output).
【0007】発熱体としての燃料棒3における表面で
は、冷却材の気液分布が上記のようになるが、これに対
し非発熱体であるチャンネルボックス本体7の辺面7a
における内面や水ロッド4の外面には、上記燃料棒3の
表面における液膜よりも厚い冷却材の液膜が存在してい
る。On the surface of the fuel rod 3 as a heating element, the gas-liquid distribution of the coolant is as described above, whereas the side surface 7a of the channel box body 7 which is a non-heating element is in contrast to this.
A liquid film of a coolant thicker than the liquid film on the surface of the fuel rod 3 exists on the inner surface of the fuel rod 3 and the outer surface of the water rod 4.
【0008】一方、燃料集合体は前記のように炉内装荷
期間中にあって、燃料集合体内を流れる冷却材の圧力損
失に基因して、チャンネルボックス本体7の内側圧が外
側圧よりも大きくなることから、辺面7aは外側へ向け
て膨らむことも知られており、このような変形が生ずる
と、原子炉の反応度を調節する既知の制御棒を、各燃料
集合体のチャンネルボックス本体7相互の間隙に挿入し
難くなったり、挿入不能となってしまう危険性もある。On the other hand, as described above, the fuel assembly is in the reactor interior loading period, and due to the pressure loss of the coolant flowing in the fuel assembly, the inner pressure of the channel box body 7 is larger than the outer pressure. Therefore, it is also known that the side surface 7a bulges outward, and when such deformation occurs, a known control rod for adjusting the reactivity of the nuclear reactor is attached to the channel box body of each fuel assembly. 7 There is a risk that it will be difficult or difficult to insert them into the mutual gap.
【0009】このような問題は、現在BWRにあって、
その燃料コストを削減するため、燃料の高燃焼度化が進
められていることを考えたとき、チャンネルボックス本
体7の外側への膨れによる変形が、これまでよりも一段
と大きくなることが予想されることから、その対応策が
より重視されるに至っている。[0009] Such a problem is presently present in BWRs,
Considering that high burnup of fuel is being promoted in order to reduce the fuel cost, it is expected that the deformation of the channel box body 7 due to the outward bulge will be much larger than ever. Therefore, the countermeasures have become more important.
【0010】そこで、既に上記の如き不本意な変形の防
止策が提案されているが、特公平1−13075号、特
開昭63−253290号、特開平1−227991
号、特開平1−269085号等にあっては、何れもチ
ャンネルボックス本体の四隅部分とか中央部分における
肉厚に差異をもたせて凹凸を設定するなど、その形状自
体に特殊性をもたせたもので、夫々、それなりの効果を
有するものの製作加工が面倒となり、また冷却材の流れ
に対する影響もあり満足すべきものとなっていない。Therefore, although measures for preventing the above-mentioned undesired deformation have already been proposed, Japanese Patent Publication No. 13075/1989, Japanese Patent Laid-Open No. 253290/1988, and Japanese Patent Laid-Open No. 1-227991.
In Japanese Patent Laid-Open No. 1-269085, etc., the shape itself has peculiarities such as setting unevenness by making the wall thickness different at the four corners and the central part of the channel box body. Although they have their own effects, they are not satisfactory because the manufacturing process is troublesome and the flow of the coolant is affected.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本願は上記従来例の有
する難点に鑑み、このチャンネルボックスにあっては、
角筒状に形成されたチャンネルボックス本体の辺面に、
電子ビームなどによって適所に熱影響を与えておくこと
で、辺面の膨らみによる変形が生じ難いようにし、これ
により、従来と同じチャンネルボックス本体に、熱的な
処理を適所だけに施すだけの簡易な手段で、信頼性の高
いチャンネルボックスを安価に提供しようとするのが、
その第1の目的である。In view of the drawbacks of the above-mentioned conventional example, the present application has the following problems.
On the side surface of the channel box body formed in a rectangular tube shape,
By applying a thermal effect to the proper place by the electron beam, the deformation due to the bulge of the side surface is less likely to occur, which makes it easy to perform thermal treatment only on the proper place on the same channel box body as before. To provide a highly reliable channel box at low cost
That is the first purpose.
【0012】しかし、本願に係る請求項1の発明では、
さらに、上記の変形を抑制するだけでなく、当該変形を
有効に利用することによって、冷却材の流れ方向を、チ
ャンネルボックス本体の辺面内側から燃料棒におけるス
ぺーサ弾支箇所近傍へ指向させ、これにより、スぺーサ
による冷却材流の乱れで、液膜が剥れてしまっている燃
料棒の当該部分に対する冷却効果を向上し、これによっ
て燃料棒の出力を高めたり、冷却材の流量を減らしての
運転を可能にしようとしている。However, in the invention of claim 1 according to the present application,
Further, by not only suppressing the above deformation but also effectively utilizing the deformation, the flow direction of the coolant is directed from the inside of the side surface of the channel box main body to the vicinity of the spacer support portion of the fuel rod. , This improves the cooling effect for the relevant part of the fuel rod where the liquid film is peeled off due to the turbulence of the coolant flow due to the spacer, thereby increasing the output of the fuel rod and the flow rate of the coolant. I am trying to enable driving with less.
【0013】次に請求項2にあっては、辺面における特
に上部側の位置にあって、前記の熱影響を与えておくこ
とで、燃料棒の表面に付着している前記の環状流におけ
る蒸気塊等を前記冷却材の変向による流当で排除し、燃
料棒に対する冷却作用を効果的に向上させようとしてい
る。Next, in the second aspect of the present invention, in the above-mentioned annular flow adhering to the surface of the fuel rod, the thermal effect is exerted at the position particularly on the upper side of the side surface. An attempt is made to effectively improve the cooling effect on the fuel rods by eliminating steam lumps and the like by diverting due to the deflection of the coolant.
【0014】さらに、請求項3の燃料集合体にあって
は、請求項1におけるチャンネルボックスを組み込むこ
とで、高燃焼度化されて行くBWRにあっても、充分な
除熱効果を発揮し得るようにして、冷却性能によって高
燃焼度化が阻害されないようにすることを、その目的と
している。Further, in the fuel assembly according to claim 3, by incorporating the channel box according to claim 1, it is possible to exhibit a sufficient heat removal effect even in a BWR having a high burnup. In this way, the purpose is to prevent the high burnup from being hindered by the cooling performance.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、請求項1にあっては、複数の辺面を有
し、角筒状に形成されたチャンネルボックス本体にあっ
て、上記辺面には燃料集合体に組み込まれた際、そのス
ぺーサの上流側近傍となる位置に、巾方向への仮溶接箇
所が形成されていることを特徴とするチャンネルボック
スを有提供しようとしている。In order to achieve the above object, the present invention provides a channel box body having a plurality of side faces and formed in a rectangular tube shape. Provided with a channel box characterized in that a temporary welding portion in the width direction is formed at a position near the upstream side of the spacer when assembled in the fuel assembly on the side surface. Trying to.
【0016】さらに請求項2では請求項1のチャンネル
ボックスにおいて、その辺面に形成された仮溶接箇所
が、燃料集合体に組み込まれた際、その上部側となる位
置にあってスぺーサの上流側近傍に配設されているの
が、その内容である。According to a second aspect of the present invention, in the channel box according to the first aspect, the temporary welding portion formed on the side surface of the channel box is located on the upper side of the spacer when it is incorporated into the fuel assembly. The contents are arranged near the upstream side.
【0017】また、請求項3では請求項1のチャンネル
ボックスを用いたもので、上部タイプレートと下部タイ
プレートとの間に、多数本の燃料棒と水ロッドが引揃え
状態にて縦装連結され、これらの燃料棒と水ロッドと
が、縦方向に所定間隔だけ離して配設された複数個のス
ぺーサにより、均一間隔をもって弾支されることで燃料
バンドルが形成され、この燃料バンドルを囲むチャンネ
ルボックス本体を、前記の上部タイプレートと下部タイ
プレートに被装固定し、上記チャンネルボックス本体の
角筒状に形成された複数の辺面にあって、燃料集合体に
組み込まれた際、そのスぺーサ上流側近傍となる位置
に、巾方向への仮溶接箇所が形成されていることを特徴
とする原子燃料集合体を提供しようとするものである。In the third aspect, the channel box of the first aspect is used, and a large number of fuel rods and water rods are vertically connected and connected between the upper tie plate and the lower tie plate. A fuel bundle is formed by elastically supporting the fuel rod and the water rod at a uniform interval by a plurality of spacers arranged at a predetermined distance in the vertical direction. When the channel box body surrounding the above is fixedly mounted on the above-mentioned upper tie plate and lower tie plate, and the plurality of side faces formed in the rectangular tube shape of the above channel box body are assembled into the fuel assembly. An object of the present invention is to provide a nuclear fuel assembly characterized in that a temporary welding portion in the width direction is formed at a position near the upstream side of the spacer.
【0018】[0018]
【作用】請求項1のチャンネルボックスでは、チャンネ
ルボックス本体の所望辺面における箇所に仮溶接箇所が
形成されており、この仮溶接とは溶接手段で対象物に接
着させてしまうのではなく、単に溶接熱影響部とかライ
ン状の部分溶融部を、電子ビームなどを用いて形成する
ことである。In the channel box according to the first aspect, the temporary welding portion is formed at a desired side surface of the channel box body, and the temporary welding is not performed to adhere the object to the object by the welding means. This is to form a welding heat affected zone or a line-shaped partially melted zone by using an electron beam or the like.
【0019】従って、当該仮溶接箇所のジルカロイは、
β領域あるいはα+β領域まで加熱され、冷却されるこ
とで局所的にβ焼入れあるいはα+β焼入れされること
となり、これにより硬度が高くなるから変形に強くなっ
て、冷却材の圧力損失に基づく外側への膨らみを抑制す
ることになる。ここで、本発明では前記の仮溶接箇所
が、スぺーサの上流側近傍位置にあって、巾方向となる
ように形成されているから、当該仮溶接箇所が膨らま
ず、その上下側が外側へ膨らむこととなるため、チャン
ネルボックス本体の冷却材は、この仮溶接箇所からスぺ
ーサに弾支されている燃料棒部分へ向けて変向して流れ
ることとなる。Therefore, the zircaloy at the temporary welding location is
By heating to the β region or α + β region and then cooling, β-quenching or α + β-quenching is locally performed, which increases the hardness and thus the deformation, and the outward pressure based on the pressure loss of the coolant. Swelling will be suppressed. Here, in the present invention, since the temporary welding portion is formed in the vicinity of the upstream side of the spacer and in the width direction, the temporary welding portion does not swell and the upper and lower sides thereof are outward. Since it swells, the coolant of the channel box body is deflected and flows from this temporary welding portion toward the fuel rod portion elastically supported by the spacer.
【0020】ここで、上記のスぺーサ箇所では、冷却材
の流れに乱れが生じ、当該乱流によって燃料棒の表面に
あって形成されている冷却材の液膜が剥離されやすく、
従って、この剥離された部分には、熱伝達率の低い前掲
蒸気泡9a、蒸気小塊9b、蒸気塊9cが存在すること
となるが、これらが変向された冷却材によって排除され
て、当該冷却材が直接燃料棒と触れることとなり、燃料
棒における当該部分の除熱作用が向上する。Here, at the above-mentioned spacer portion, the flow of the coolant is disturbed, and the liquid film of the coolant formed on the surface of the fuel rod is easily separated due to the turbulent flow.
Therefore, the above-mentioned vapor bubbles 9a, small vapor masses 9b, and small vapor masses 9c having a low heat transfer coefficient are present in the separated portion, but these are removed by the diverted coolant, The coolant comes into direct contact with the fuel rods, and the heat removal action of the relevant portion of the fuel rods is improved.
【0021】請求項2のチャンネルボックスによるとき
は、仮溶接箇所が辺面にあって、蒸気小塊9bとか蒸気
塊9cが存在する上部側に形成されていることから、除
熱作用が効率的に発揮されることとなり、燃料集合体の
出力向上を、より一層高めることができる。According to the channel box of claim 2, the temporary welding portion is on the side surface and is formed on the upper side where the small vapor mass 9b or the small steam mass 9c is present, so that the heat removal effect is efficient. Therefore, the output of the fuel assembly can be further improved.
【0022】請求項3の燃料集合体によるときは、チャ
ンネルボックス本体が上記の如き作用を営むことによっ
て、信頼性の高い高出力の原子炉の運転が保証される。In the fuel assembly according to the third aspect, the channel box main body performs the above-described operation, so that reliable and high-power operation of the nuclear reactor is guaranteed.
【0023】[0023]
【実施例】請求項1に係る、チャンネルボックスにつき
図1と図2によってこれを詳記すれば、図1の(A)
は、チャンネルボックス本体10を組み込んだ燃料集合
体の一部を切欠した正面図で、同図の(B)は当該燃料
集合体におけるスぺーサ5の近傍を示した部分縦断拡大
正面図であって、図2は上記チャンネルボックス本体1
0の上端側を示した斜視図を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A channel box according to claim 1 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
1B is a front view of a fuel assembly incorporating the channel box body 10 with a part cut away, and FIG. 1B is an enlarged partial vertical sectional front view showing the vicinity of the spacer 5 in the fuel assembly. 2 shows the channel box body 1 described above.
The perspective view which showed the upper end side of 0 is shown.
【0024】本発明にあっても従来例と同じく四辺など
複数の辺面10a、10b、10c、10dを有し、こ
れにより角筒状となるようチャンネルボックス本体10
が形成されているが、さらに、当該辺面の一以上には、
これが燃料集合体に組み込まれた際、そのスぺーサ5に
おける冷却材の上流側近傍にあって、当該辺面の巾方向
へ仮溶接箇所11が、電子ビームなどによって形成され
ている。Also in the present invention, the channel box main body 10 has a plurality of side faces 10a, 10b, 10c, 10d such as four sides as in the conventional example, so that the channel box body 10 is formed into a rectangular tube shape.
Are formed, and moreover, one or more of the side faces are
When this is incorporated into a fuel assembly, a temporary welding spot 11 is formed by an electron beam or the like in the vicinity of the upstream side of the coolant in the spacer 5 in the width direction of the side face.
【0025】ここで、仮溶接箇所11とは溶接熱影響部
ないしライン状の部分溶融部が形成された箇所を示して
おり、これを形成するには、真空雰囲気(10-4 To
rr以下)にあって、電子ビーム加速電圧100〜50
0KV、電子ビーム電流10〜50mAといった条件下
で電子ビーム照射を施せばよい。もちろんチャンネルボ
ックス本体10の肉厚にも各種のものがあるから、これ
に対応させた処理をしなければならず仮溶接箇所11は
他の部分よりも熱影響を受けて、その硬度が大となる
が、当該仮溶接箇所11の溶け込み深さを変えれば、当
該硬度も変化するので、上記の条件はチャンネルボック
ス本体自体や、その使用条件により変更しなければなら
ない。Here, the temporary welding spot 11 indicates a spot where a welding heat affected zone or a line-shaped partial fusion zone is formed. To form this, a vacuum atmosphere (10 −4 To
rr or less), electron beam acceleration voltage 100 to 50
The electron beam irradiation may be performed under the conditions of 0 KV and an electron beam current of 10 to 50 mA. Of course, since there are various thicknesses of the channel box body 10, it is necessary to perform a treatment corresponding to this, and the temporary welded portion 11 is affected by heat more than other portions, and its hardness is large. However, if the penetration depth of the temporary welded portion 11 is changed, the hardness is also changed. Therefore, the above conditions must be changed depending on the channel box main body itself and its usage conditions.
【0026】ここで、図2に示したチャンネルボックス
本体10にあっては、これをジルカロイ−4により形成
する際、四辺形に曲折された両側端縁を突き合せて溶接
することにより、四辺の角筒に形成したもので、同上図
にて点線で示されているのが辺面10dにおける溶接ラ
イン12である。このような溶接ライン12が形成され
ると、辺面10dのみが硬度を増すことにより照射によ
る伸びが小さくなるのに対し、その対辺である辺面10
bの方が伸び易くなり、この結果、当該チャンネルボッ
クス本体10は曲がり易くなってしまうので、当該チャ
ンネルボックス本体10は、辺面10bにも点線で示す
ように既設仮溶接箇所12′が形成されている。Here, in the channel box body 10 shown in FIG. 2, when the channel box body 10 is formed of Zircaloy-4, both side edges bent into a quadrangle are butted and welded to each other. The welding line 12 formed on the side face 10d is formed in a rectangular tube and is shown by a dotted line in the same figure. When such a welding line 12 is formed, the hardness of only the side surface 10d increases the elongation due to irradiation, while the side surface 10d, which is the opposite side thereof, decreases.
Since b becomes easier to stretch, and as a result, the channel box body 10 becomes easier to bend, the channel box body 10 also has an existing temporary welding portion 12 'formed on the side surface 10b as shown by the dotted line. ing.
【0027】そして、図示の実施例では巾方向へ形成さ
れた仮溶接箇所11が、何れも直線状となっているけれ
ども、もちろん、曲線状とが鋸歯状に形成することもで
き、このようにして形成された、仮溶接箇所11は、作
用の項にて説示の如く電子ビームによりジルカロイがβ
領域、α+β領域へ加熱後、急冷されることで夫々β焼
入れ、α+β焼入れされ、これにて硬度が大となり、変
形にも強くなる。この結果、図1の(B)に明示の如く
辺面10bにおける仮溶接箇所11の上側および下側
に、チャンネルボックス本体10における冷却材の圧力
損失による内外圧差によって、外側へ向けての膨らみ1
0e、10fを生ずることとなり、変形しにくい仮溶接
箇所11と膨らみ10fとによって、直上へ向けて流れ
て来た冷却材が、矢印Gのように、その流れが燃料棒3
側へ向けて変向されることとなる。In the illustrated embodiment, the temporary welding points 11 formed in the width direction are all linear, but of course, the curved shape and the sawtooth shape can be formed. The tentative welded portion 11 formed as described above has a zircaloy of β due to the electron beam as explained in the section of action.
After being heated to the region and the α + β region, they are rapidly cooled to be β-quenched and α + β-quenched, respectively, which increases hardness and strengthens deformation. As a result, as clearly shown in FIG. 1B, on the upper and lower sides of the temporary welding portion 11 on the side surface 10b, the bulge 1 toward the outside due to the pressure difference between the inside and outside due to the pressure loss of the coolant in the channel box body 10.
0e and 10f are generated, and the temporary welding portion 11 and the bulge 10f, which are not easily deformed, cause the coolant that has flowed directly upward to the fuel rod 3 as indicated by an arrow G.
It will be turned to the side.
【0028】このように仮溶接箇所11の形成で、辺面
の不本意な変形が抑制されるだけでなく、冷却材の流れ
も矢印Gのようになることから、当該冷却材はスぺーサ
5によって弾支されている燃料棒3の部分へ向けて流当
して行くこととなり、この際、当該部分はスぺーサ5の
存在による冷却材の乱れにより、燃料棒3の表面におけ
る液膜が剥れ易いにも拘らず、変向された冷却材が直接
流されることとなり、この結果、最も熱交換の悪い部分
の冷却作用が改善される。By forming the temporary welded portion 11 in this way, not only the undesired deformation of the side surface is suppressed, but also the flow of the coolant becomes as indicated by the arrow G. Therefore, the coolant is a spacer. 5 will flow toward the portion of the fuel rod 3 which is elastically supported by the fuel rod 5, and at this time, due to the disturbance of the coolant due to the presence of the spacer 5, the liquid film on the surface of the fuel rod 3 will flow. Despite the easy peeling, the deflected coolant is directly flowed, and as a result, the cooling action of the portion with the worst heat exchange is improved.
【0029】ここで、図1、図2に示した実施例では、
全辺面に仮溶接箇所11を形成したが、一辺面だけで
も、それだけの効果を上げることができ、また、全長に
わたって全スぺーサ5に対応して仮溶接箇所11を臨設
するようにしたが、これについても所望のスぺーサ5に
だけ臨設することもでき、この際には請求項2に示した
通り、上部側にあって仮溶接箇所11を設けるようにし
た方が、効率のよい冷却作用の向上を実現させることが
できる。何故ならば、前記の通り燃料集合体に組み込ん
だ場合、チャンネルボックス本体10の下流側へ向けて
ボイドが多くなり、かつ当該ボイドが大きく成長して行
くこととなるから、チャンネルボックス本体10の上部
側ほど、燃料棒は冷却材により冷却されにくくなってお
り、これらのボイドが変向された冷却材によって燃料棒
の表面から排除されることになるからである。Here, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2,
Although the temporary welding spots 11 are formed on all the side faces, the effect can be improved even with only one side face, and the temporary welding spots 11 are provided correspondingly to all the spacers 5 over the entire length. However, this can also be provided only on the desired spacer 5, and at this time, as shown in claim 2, it is more efficient to provide the temporary welding portion 11 on the upper side. A good cooling effect can be realized. The reason for this is that when it is incorporated into the fuel assembly as described above, the number of voids increases toward the downstream side of the channel box body 10 and the voids grow to a large extent. This is because the fuel rod is less likely to be cooled by the coolant toward the side, and these voids are removed from the surface of the fuel rod by the deflected coolant.
【0030】請求項3に係る燃料集合体は、前記の図3
によって詳記した従来の燃料集合体にあって、そのチャ
ンネルボックス本体7にかえて、上記請求項1のチャン
ネルボックス本体10を組み込むことにより得られるも
のである。The fuel assembly according to claim 3 is the same as that shown in FIG.
It is obtained by incorporating the channel box body 10 of the above-mentioned claim 1 in place of the channel box body 7 in the conventional fuel assembly described in detail above.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明は以上のようにして構成されてい
るから、請求項1によるときは、チャンネルボックス本
体に適度の凹凸を生じさせて、チャンネルボックス本体
の内面に添って流れる冷却水が、燃料棒のスぺーサによ
る弾支箇所へ向けて流れるよう、その方向を変更させる
ことができ、これにより効率的に冷却材による除熱作用
を向上させ得ることとなり、当該燃料棒の出力を高めた
運転または冷却材流量を減らした運転が可能となる。Since the present invention is constituted as described above, according to the first aspect, the channel box main body is formed with appropriate unevenness so that the cooling water flowing along the inner surface of the channel box main body is prevented. , The direction of the fuel rod can be changed so that it flows toward the elastically supported portion by the spacer, which effectively improves the heat removal effect of the coolant, and the output of the fuel rod can be improved. Increased operation or operation with reduced coolant flow is possible.
【0032】さらに、請求項2によるときは、チャンネ
ルボックス本体の上部側に仮溶接箇所を臨設すること
で、上記請求項1による効果を、より効率よく発揮する
ことができる。そして、請求項3の燃料集合体によると
きは、上記のチャンネルボックス本体を具備させてある
から、特に燃焼高度化に際しても、変形が抑制されて高
い信頼性を確保できると共に、除熱効果の向上により、
燃焼高度化の要請を満足させることができる。Further, according to the second aspect, the effect of the first aspect can be more efficiently exhibited by providing the temporary welding portion on the upper side of the channel box body. Further, according to the fuel assembly of claim 3, since the above-mentioned channel box main body is provided, deformation is suppressed and high reliability can be ensured, and heat removal effect is improved, even when the combustion is advanced. Due to
It is possible to satisfy the demand for advanced combustion.
【図1】(A)は本発明に係るチャンネルボックス本体
を付した燃料集合体を示す一部切欠の正面図で、(B)
はその要部を示した部分縦断拡大正面図である。FIG. 1A is a partially cutaway front view showing a fuel assembly having a channel box body according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a partially longitudinally enlarged front view showing the main part thereof.
【図2】同上チャンネルボックス本体の上端側を示した
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an upper end side of the same channel box body.
【図3】従来の沸騰水型原子炉用である燃料集合体を示
すチャンネルボックスを切欠した正面図である。FIG. 3 is a front view in which a channel box is cut away showing a fuel assembly for a conventional boiling water reactor.
【図4】従来のチャンネルボックス本体内における冷却
材の気相と液相との空間的な分離状態を示す縦断分布説
明図である。FIG. 4 is a longitudinal distribution explanatory view showing a spatially separated state of a gas phase and a liquid phase of a coolant in a conventional channel box body.
【符号の説明】 1 上部タイプレート 2 下部タイプレート 3 燃料棒 4 水ロッド 5 スぺーサ 8 燃料バンドル 10 チャンネルボックス本体 10a 辺面 10b 辺面 10c 辺面 10d 辺面 11 仮溶接箇所[Explanation of Codes] 1 Upper tie plate 2 Lower tie plate 3 Fuel rod 4 Water rod 5 Spacer 8 Fuel bundle 10 Channel box body 10a Side face 10b Side face 10c Side face 10d Side face 11 Temporary welding point
Claims (3)
チャンネルボックス本体にあって、上記辺面には燃料集
合体に組み込まれた際、そのスぺーサの上流側近傍とな
る位置に、巾方向への仮溶接箇所が形成されていること
を特徴とするチャンネルボックス。1. A channel box main body having a plurality of side faces and formed in a rectangular tube shape, wherein the side faces are near the upstream side of the spacer when assembled in a fuel assembly. A channel box characterized in that a temporary welding portion in the width direction is formed at the position.
合体に組み込まれた際、その上部側となる位置にあって
スぺーサの上流側近傍に配設されている請求項1記載の
チャンネルボックス。2. The temporary welded portion formed on the side surface is arranged near the upstream side of the spacer at a position that is an upper side of the temporary welded portion when the temporary welded portion is incorporated into the fuel assembly. The listed channel box.
の間に、多数本の燃料棒と水ロッドが引揃え状態にて縦
装連結され、これらの燃料棒と水ロッドとが、縦方向に
所定間隔だけ離して配設された複数個のスぺーサによ
り、均一間隔をもって弾支されることで燃料バンドルが
形成され、この燃料バンドルを囲むチャンネルボックス
本体を、前記の上部タイプレートと下部タイプレートに
被装固定し、上記チャンネルボックス本体の角筒状に形
成された複数の辺面にあって、燃料集合体に組み込まれ
た際、そのスぺーサ上流側近傍となる位置に、巾方向へ
の仮溶接箇所が形成されていることを特徴とする原子燃
料集合体。3. A large number of fuel rods and water rods are vertically connected in a state of being aligned between the upper tie plate and the lower tie plate, and these fuel rods and water rods are vertically arranged in a predetermined direction. A fuel bundle is formed by being elastically supported at a uniform interval by a plurality of spacers arranged at intervals, and the channel box body surrounding the fuel bundle is attached to the upper tie plate and the lower tie plate. A plurality of side faces formed in a rectangular tube shape of the channel box main body, which are mounted and fixed to the fuel cell assembly, and when assembled in a fuel assembly, at a position near the spacer upstream side, in the width direction. The nuclear fuel assembly is characterized in that the temporary welding points of are formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031383A JPH05196765A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Channel box and fuel assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4031383A JPH05196765A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Channel box and fuel assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196765A true JPH05196765A (en) | 1993-08-06 |
Family
ID=12329736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4031383A Withdrawn JPH05196765A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Channel box and fuel assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05196765A (en) |
-
1992
- 1992-01-22 JP JP4031383A patent/JPH05196765A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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