JPH063472A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPH063472A JPH063472A JP4159131A JP15913192A JPH063472A JP H063472 A JPH063472 A JP H063472A JP 4159131 A JP4159131 A JP 4159131A JP 15913192 A JP15913192 A JP 15913192A JP H063472 A JPH063472 A JP H063472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel assembly
- coolant
- temperature
- assembly
- fuel
- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】特定領域において、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の内側に、上方へいくに従い燃料集合体１の中心軸に
対して一方向に偏心していく開口部をもつ回転可能な円
筒１４を設けた。
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の内側に、上方へいくに従い燃料集合体１の中心軸に
対して一方向に偏心していく開口部をもつ回転可能な円
筒１４を設けた。
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５
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を有した入口ノズル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を有した入口ノズル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に到り、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１５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で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
（ＵＯ2 ）のうちウラン２３８は中性子を吸収し、数段
の核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
い使用の初期においては入口ノズル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に到り、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１５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で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
（ＵＯ2 ）のうちウラン２３８は中性子を吸収し、数段
の核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
い使用の初期においては入口ノズル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の方へ上昇していく。上部
構造物９は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有している。整流装置は制
御棒駆動機構用案内管１１と、その周りに格子上に配置
された格子板１３に支持される整流筒１２からなるが、
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、疲労損傷
が大きくなる。特に、制御棒駆動機構用の案内管１１と
格子板１３の結合部は熱衝撃による疲労亀裂が発生・進
展しやすくなる。このためインコネル等の耐熱合金で上
部構造物９の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の方へ上昇していく。上部
構造物９は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有している。整流装置は制
御棒駆動機構用案内管１１と、その周りに格子上に配置
された格子板１３に支持される整流筒１２からなるが、
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、疲労損傷
が大きくなる。特に、制御棒駆動機構用の案内管１１と
格子板１３の結合部は熱衝撃による疲労亀裂が発生・進
展しやすくなる。このためインコネル等の耐熱合金で上
部構造物９の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のものが知られてお
り、孔付近で高温と低温の冷却材の混合が開始される。
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のものが知られてお
り、孔付近で高温と低温の冷却材の混合が開始される。
【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で、上方へいくに従
い燃料集合体の中心軸に対して一方向に偏心していく開
口部を有する、回転可能な円筒を設けた。
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で、上方へいくに従
い燃料集合体の中心軸に対して一方向に偏心していく開
口部を有する、回転可能な円筒を設けた。
【０００９】
【作用】上記構成の本発明の燃料集合体を使用した炉心
上部の制御棒駆動機構用案内管と格子板の結合部などの
特定部位では、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。
上部の制御棒駆動機構用案内管と格子板の結合部などの
特定部位では、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。
【００１０】
【実施例】図１は本発明により構成した燃料集合体１の
縦断面図であり、図２は本発明により構成した燃料集合
体１のハンドリングヘッド４における横断面図である。
ここでハンドリングヘッド４の内側で、上方へいくに従
い燃料集合体１の中心軸に対して一方向に偏心していく
開口部を有する回転可能な円筒を設けている。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１５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て低温となる。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３は従来から用いられている燃料集
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４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。図４で燃料集合体１のハンドリングヘッド
４に取り付けられた円筒１４は、その開口部の上方が隣
接する制御棒集合体１５の方向を向くように設置されて
いる。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３に示すように従来から用いられ
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、ハンドリングヘッド４の偏
心した開口部に沿って冷却材が流出するため、図４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、制御棒駆動機構用案内管１１と格子板
１３の結合部の表面付近では熱衝撃が緩和されることに
なる。
縦断面図であり、図２は本発明により構成した燃料集合
体１のハンドリングヘッド４における横断面図である。
ここでハンドリングヘッド４の内側で、上方へいくに従
い燃料集合体１の中心軸に対して一方向に偏心していく
開口部を有する回転可能な円筒を設けている。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１５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て低温となる。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３は従来から用いられている燃料集
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４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。図４で燃料集合体１のハンドリングヘッド
４に取り付けられた円筒１４は、その開口部の上方が隣
接する制御棒集合体１５の方向を向くように設置されて
いる。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３に示すように従来から用いられ
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、ハンドリングヘッド４の偏
心した開口部に沿って冷却材が流出するため、図４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、制御棒駆動機構用案内管１１と格子板
１３の結合部の表面付近では熱衝撃が緩和されることに
なる。
【００１１】本発明による燃料集合体１では、ハンドリ
ングヘッド４の内側に取り付けられた円筒１４の開口部
の向きを任意の方向に設定可能であり、制御棒駆動機構
用案内管１１と格子板１３の結合部のみならず、炉心の
上部構造物９の任意の部位における熱衝撃が緩和でき
る。
ングヘッド４の内側に取り付けられた円筒１４の開口部
の向きを任意の方向に設定可能であり、制御棒駆動機構
用案内管１１と格子板１３の結合部のみならず、炉心の
上部構造物９の任意の部位における熱衝撃が緩和でき
る。
【００１２】また、本発明による燃料集合体１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。
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。
【００１３】
【発明の効果】本発明の燃料集合体によれば、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、上部機構に対する疲労を緩和でき
る。
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、上部機構に対する疲労を緩和でき
る。
【００１４】また、上部構造物の破損を防止することに
より、燃料集合体内への構造物落下による冷却材の流路
閉塞を防ぐことができる。
より、燃料集合体内への構造物落下による冷却材の流路
閉塞を防ぐことができる。
【図１】本発明の一実施例の燃料集合体の縦断面図。
【図２】本発明の一実施例の燃料集合体の横断面図。
【図３】従来から用いられている燃料集合体から流出す
る高温の冷却材と隣接する制御棒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
説明図。
る高温の冷却材と隣接する制御棒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
説明図。
【図４】本発明による燃料集合体から流出する高温の冷
却材と隣接する制御棒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説明図。
却材と隣接する制御棒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説明図。
【図５】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、８
…流路、１０…ラッパ管、１４…円筒。
４…ハンドリングヘッド、５…燃料棒、６…ワイヤ、８
…流路、１０…ラッパ管、１４…円筒。
Claims (1)
- 【請求項１】冷却材が内部を下方から上方へと流れる燃
料集合体のハンドリングヘッドの内側において、開口部
が上方へいくに従い前記燃料集合体の中心軸に対して一
方向に偏心していく、回転可能な円筒を有することを特
徴とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159131A JPH063472A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159131A JPH063472A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063472A true JPH063472A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15686928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159131A Pending JPH063472A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063472A (ja) |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159131A patent/JPH063472A/ja active Pending
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