JPH05346473A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPH05346473A JPH05346473A JP4154715A JP15471592A JPH05346473A JP H05346473 A JPH05346473 A JP H05346473A JP 4154715 A JP4154715 A JP 4154715A JP 15471592 A JP15471592 A JP 15471592A JP H05346473 A JPH05346473 A JP H05346473A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tubular body
- fuel
- tie plate
- partial length
- assembly
- 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
Links
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】筒状体８は、部分長燃料棒７の上端から上部タ
イプレートにかけて設置される。筒状体８の上端部は上
部タイプレートによって支持されており、下端部は部分
長燃料棒７の上端部とはめあい等により接合されてい
る。筒状体８は、上端部側面に複数の開口部９をもつ。
この開口部９から冷却材が筒状体８内部に流入し、筒状
体内部を満たす。内部の冷却材が満たされた筒状体８
は、水ロッドと同等の効果を持つ。 【効果】筒状体の中に冷却材（減速材）が充填されるの
で、集合体上部の減速効果が増進され、部分長燃料棒の
導入に伴う出力ミスマッチを低減できる。
イプレートにかけて設置される。筒状体８の上端部は上
部タイプレートによって支持されており、下端部は部分
長燃料棒７の上端部とはめあい等により接合されてい
る。筒状体８は、上端部側面に複数の開口部９をもつ。
この開口部９から冷却材が筒状体８内部に流入し、筒状
体内部を満たす。内部の冷却材が満たされた筒状体８
は、水ロッドと同等の効果を持つ。 【効果】筒状体の中に冷却材（減速材）が充填されるの
で、集合体上部の減速効果が増進され、部分長燃料棒の
導入に伴う出力ミスマッチを低減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉用の核
燃料集合体に関する。
燃料集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉用の燃料集合体は、複数
の燃料棒と水ロッドが規則的に配列され、その上下端部
をそれぞれ上部タイプレート及び下部タイプレートによ
って支持され、燃料棒に沿って数箇所に燃料棒の間隙を
維持するためのスペーサが配置された燃料バンドルを角
筒状のチャンネルボックスで囲んだ構造をなす。燃料集
合体の下端部から流入した冷却材は、チャンネルボック
ス内を上昇するにつれて燃料棒の発熱によって沸騰し、
二相流になる。燃料集合体の上部では、冷却材の流れは
チャンネルボックスの内面及び燃料棒の表面を流れる液
膜流と燃料棒間の流路を流れる噴霧流からなる環状噴霧
流である。
の燃料棒と水ロッドが規則的に配列され、その上下端部
をそれぞれ上部タイプレート及び下部タイプレートによ
って支持され、燃料棒に沿って数箇所に燃料棒の間隙を
維持するためのスペーサが配置された燃料バンドルを角
筒状のチャンネルボックスで囲んだ構造をなす。燃料集
合体の下端部から流入した冷却材は、チャンネルボック
ス内を上昇するにつれて燃料棒の発熱によって沸騰し、
二相流になる。燃料集合体の上部では、冷却材の流れは
チャンネルボックスの内面及び燃料棒の表面を流れる液
膜流と燃料棒間の流路を流れる噴霧流からなる環状噴霧
流である。
【０００３】核分裂反応を起こす熱中性子は、核分裂に
よって生成した高速中性子が減速材である水分子中の水
素原子と衝突することによって減速されたものであるた
め、水対燃料比の高い集合体下部で熱中性子束が大き
く、核分裂反応は活発に起こる。したがって、燃料棒は
軸方向に発熱分布を持ち、集合体下部で高い値を示す。
集合体内に反応度分布があると、燃料の燃焼度にむらが
できることになり、燃料の経済性上好ましくない。従来
は、このような出力差を低減するために、燃料棒の軸方
向及び集合体内の燃料棒位置によって濃縮度の異なる燃
料ペレットを使用している。
よって生成した高速中性子が減速材である水分子中の水
素原子と衝突することによって減速されたものであるた
め、水対燃料比の高い集合体下部で熱中性子束が大き
く、核分裂反応は活発に起こる。したがって、燃料棒は
軸方向に発熱分布を持ち、集合体下部で高い値を示す。
集合体内に反応度分布があると、燃料の燃焼度にむらが
できることになり、燃料の経済性上好ましくない。従来
は、このような出力差を低減するために、燃料棒の軸方
向及び集合体内の燃料棒位置によって濃縮度の異なる燃
料ペレットを使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在の燃料集合体は燃
料棒を８行８列の格子状に配列した８×８型であるが、
燃料の経済性向上の観点から、高燃焼度型に移行しつつ
ある。高燃焼度型燃料集合体では、線出力密度を低減す
るために、燃料棒を細径化し、９×９型配列にして伝熱
面積を増やす。しかし、伝熱面積の増加に伴って圧力損
失が増大し、熱水力安定性が悪化する。そこで、考案さ
れたのが部分長燃料棒である。通常の燃料棒が上部及び
下部タイプレートによって両端を保持されるのに対し
て、部分長燃料棒は短尺であり、その下端部は下部タイ
プレートに保持されるが、上端部は上部タイプレートに
達していない。燃料棒の一部を部分長燃料棒にすること
によって、集合体上部の流路面積が拡大するので、圧力
損失が低減し、安定性が向上する。
料棒を８行８列の格子状に配列した８×８型であるが、
燃料の経済性向上の観点から、高燃焼度型に移行しつつ
ある。高燃焼度型燃料集合体では、線出力密度を低減す
るために、燃料棒を細径化し、９×９型配列にして伝熱
面積を増やす。しかし、伝熱面積の増加に伴って圧力損
失が増大し、熱水力安定性が悪化する。そこで、考案さ
れたのが部分長燃料棒である。通常の燃料棒が上部及び
下部タイプレートによって両端を保持されるのに対し
て、部分長燃料棒は短尺であり、その下端部は下部タイ
プレートに保持されるが、上端部は上部タイプレートに
達していない。燃料棒の一部を部分長燃料棒にすること
によって、集合体上部の流路面積が拡大するので、圧力
損失が低減し、安定性が向上する。
【０００５】一方、部分長燃料棒の導入によって、集合
体上部の燃料割合が減少すると、燃料集合体下部と上部
の出力差が従来よりも大きくなる。安定性向上のために
部分長燃料棒を使用することは有効であるが、これ以上
集合体内の出力差が大きくなることは好ましくない。そ
こで、本発明では部分長燃料棒を有する燃料集合体の上
部と下部の出力差を低減する方法を提案する。
体上部の燃料割合が減少すると、燃料集合体下部と上部
の出力差が従来よりも大きくなる。安定性向上のために
部分長燃料棒を使用することは有効であるが、これ以上
集合体内の出力差が大きくなることは好ましくない。そ
こで、本発明では部分長燃料棒を有する燃料集合体の上
部と下部の出力差を低減する方法を提案する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１に示すように、部分
長燃料棒の上に上端が開口した筒状体を設置する。
長燃料棒の上に上端が開口した筒状体を設置する。
【０００７】
【作用】噴霧流中の液滴や筒状体表面を上昇する液膜流
の一部は、筒状体上部の開口部から、徐々に筒状体の中
に流入し、やがて筒状体内部は水で充たされる。する
と、筒状体は水ロッドと同じ役割を果たすことになり、
集合体上部における中性子の減速を促進する。したがっ
て、集合体上部と下部の出力差が低減できる。
の一部は、筒状体上部の開口部から、徐々に筒状体の中
に流入し、やがて筒状体内部は水で充たされる。する
と、筒状体は水ロッドと同じ役割を果たすことになり、
集合体上部における中性子の減速を促進する。したがっ
て、集合体上部と下部の出力差が低減できる。
【０００８】
【実施例】図１に、９×９型燃料集合体に本発明を適用
した実施例を模式的に示す。図２は、図１におけるＸ−
Ｘ矢視図である。複数の燃料棒１及び水ロッド２は下端
部を下部タイプレート３に支持され、上端部を上部タイ
プレート４に支持される。また、燃料集合体の軸方向に
複数設置されたスペーサ５によってその間隔を維持され
ている。外周は角筒状のチャンネルボックス６によって
取り囲まれている。部分長燃料棒７は、下端部は下部タ
イプレート３に支持されるが、上端は上部タイプレート
４よりも下にある。筒状体８は、部分長燃料棒７の上端
から上部タイプレート４にかけて設置される。筒状体８
の上端部は上部タイプレート４によって支持されてお
り、下端部は部分長燃料棒７の上端部とはめあい等によ
り接合されている（図３）。筒状体８は、上端部側面に
複数の開口部９をもつ。この開口部９から冷却材が筒状
体８内部に流入し、筒状体内部を満たす。内部に冷却材
が満たされた筒状体８は、水ロッドと同等の効果を持
つ。したがって、集合体上部における冷却材（減速材）
の割合が増加し、中性子の減速が促進される。
した実施例を模式的に示す。図２は、図１におけるＸ−
Ｘ矢視図である。複数の燃料棒１及び水ロッド２は下端
部を下部タイプレート３に支持され、上端部を上部タイ
プレート４に支持される。また、燃料集合体の軸方向に
複数設置されたスペーサ５によってその間隔を維持され
ている。外周は角筒状のチャンネルボックス６によって
取り囲まれている。部分長燃料棒７は、下端部は下部タ
イプレート３に支持されるが、上端は上部タイプレート
４よりも下にある。筒状体８は、部分長燃料棒７の上端
から上部タイプレート４にかけて設置される。筒状体８
の上端部は上部タイプレート４によって支持されてお
り、下端部は部分長燃料棒７の上端部とはめあい等によ
り接合されている（図３）。筒状体８は、上端部側面に
複数の開口部９をもつ。この開口部９から冷却材が筒状
体８内部に流入し、筒状体内部を満たす。内部に冷却材
が満たされた筒状体８は、水ロッドと同等の効果を持
つ。したがって、集合体上部における冷却材（減速材）
の割合が増加し、中性子の減速が促進される。
【０００９】図４，図５には、筒状体８の他の実施例を
示す。図４のように開口部９を筒状体８の上端面に設け
ると冷却材が入りやすい。また、図５のように、側面の
開口部９のうえを廂状にせり出た構造にすると噴霧流中
の液滴を筒状体内に導入できる。
示す。図４のように開口部９を筒状体８の上端面に設け
ると冷却材が入りやすい。また、図５のように、側面の
開口部９のうえを廂状にせり出た構造にすると噴霧流中
の液滴を筒状体内に導入できる。
【００１０】図６の実施例では、筒状体８は上部タイプ
レート４に支持されていない。筒状体８は上端が開口し
た円管であり、下端部は部分長燃料棒の上端部と溶接な
どの方法により固定される。筒状体８の上端は、上部タ
イプレート４内にあっても良い。又は、上部タイプレー
トを貫通し、上部タイプレートより上方にあっても良
い。
レート４に支持されていない。筒状体８は上端が開口し
た円管であり、下端部は部分長燃料棒の上端部と溶接な
どの方法により固定される。筒状体８の上端は、上部タ
イプレート４内にあっても良い。又は、上部タイプレー
トを貫通し、上部タイプレートより上方にあっても良
い。
【００１１】筒状体８の外径は、燃料被覆管と同じにす
ると、製造上都合が良い。筒状体を太くすれば、より大
きな減速効果を得ることができる。また、細くすれば圧
力損失を低減できる。筒状体外径は、軸方向に変化して
も良い。又、円管状に限らず角筒でも良い。
ると、製造上都合が良い。筒状体を太くすれば、より大
きな減速効果を得ることができる。また、細くすれば圧
力損失を低減できる。筒状体外径は、軸方向に変化して
も良い。又、円管状に限らず角筒でも良い。
【００１２】
【発明の効果】部分長燃料棒の上方に、上端に開口部を
有する筒状体を設けることによって、筒状体の中に冷却
材（減速材）が充填されるので、集合体上部の減速効果
が増進され、部分長燃料棒の導入に伴う出力ミスマッチ
を低減できる。
有する筒状体を設けることによって、筒状体の中に冷却
材（減速材）が充填されるので、集合体上部の減速効果
が増進され、部分長燃料棒の導入に伴う出力ミスマッチ
を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である燃料集合体の縦断面
図。
図。
【図２】図１の横断面図。
【図３】図１の実施例の構造の説明図。
【図４】本発明による筒状体の他の実施例を示す斜視
図。
図。
【図５】本発明による筒状体の他の実施例を示す斜視
図。
図。
【図６】本発明の他の実施例の燃料集合体の縦断面図。
１…燃料棒、２…水ロッド、３…下部タイプレート、４
…上部タイプレート、５…スペーサ、６…チャンネルボ
ックス、７…部分長燃料棒、８…筒状体、９…開口部。
…上部タイプレート、５…スペーサ、６…チャンネルボ
ックス、７…部分長燃料棒、８…筒状体、９…開口部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 折井 明仁 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 西田 浩二 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 永吉 拓至 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】上部タイプレートと、下部タイプレート
と、上部及び下部タイプレートに両端部が保持される複
数の燃料棒と、下端部が下部タイプレートに支持される
短尺な部分長燃料棒と、前期燃料棒相互の間隔を保持す
る燃料スペーサと、これらを取り囲むチャンネルボック
スとを備えた燃料集合体において、前記部分長燃料棒の
上方に上端に開口部を有する筒状体を設けたことを特徴
とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154715A JPH05346473A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154715A JPH05346473A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346473A true JPH05346473A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15590384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4154715A Pending JPH05346473A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05346473A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611586A (ja) * | 1992-03-16 | 1994-01-21 | General Electric Co <Ge> | 部分長燃料棒の上方に位置する上部充填式の水領域 |
| JP2009250980A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 着脱可能な原子炉燃料アセンブリ構成要素 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4154715A patent/JPH05346473A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611586A (ja) * | 1992-03-16 | 1994-01-21 | General Electric Co <Ge> | 部分長燃料棒の上方に位置する上部充填式の水領域 |
| JP2009250980A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | 着脱可能な原子炉燃料アセンブリ構成要素 |
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