JPH0763868A - 圧力管型原子炉の燃料集合体 - Google Patents
圧力管型原子炉の燃料集合体Info
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- JPH0763868A JPH0763868A JP5214144A JP21414493A JPH0763868A JP H0763868 A JPH0763868 A JP H0763868A JP 5214144 A JP5214144 A JP 5214144A JP 21414493 A JP21414493 A JP 21414493A JP H0763868 A JPH0763868 A JP H0763868A
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱的余裕の向上した沸騰軽水冷却圧力管型原
子炉の燃料集合体、及び圧力管内の冷却材温度が均一化
された加圧重水冷却圧力管型原子炉の燃料集合体を提供
する。 【構成】圧力管１と燃料集合体３の最外層の燃料棒２と
の間に燃料集合体３を取り囲む燃料集合体収納円筒４を
有し、燃料集合体収納円筒４には冷却材取り込み口５を
設けてある。
子炉の燃料集合体、及び圧力管内の冷却材温度が均一化
された加圧重水冷却圧力管型原子炉の燃料集合体を提供
する。 【構成】圧力管１と燃料集合体３の最外層の燃料棒２と
の間に燃料集合体３を取り囲む燃料集合体収納円筒４を
有し、燃料集合体収納円筒４には冷却材取り込み口５を
設けてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧力管型原子炉の燃料集
合体に係り、特に沸騰軽水冷却圧力管型原子炉及び加圧
重水冷却圧力管型原子炉に関する。
合体に係り、特に沸騰軽水冷却圧力管型原子炉及び加圧
重水冷却圧力管型原子炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明に関連する従来技術を、沸騰軽水
冷却圧力管型原子炉を例にとり、図７及び図８を用いて
説明する。図７は炉心の横断面図、図８は圧力管と燃料
集合体最外層の燃料棒との間の要部の部分断面図であ
る。
冷却圧力管型原子炉を例にとり、図７及び図８を用いて
説明する。図７は炉心の横断面図、図８は圧力管と燃料
集合体最外層の燃料棒との間の要部の部分断面図であ
る。
【０００３】図７に示すように、複数個の燃料棒２を円
柱状に束ねた燃料集合体３が、圧力管１内に収納されて
いる。冷却材は、燃料集合体３の核反応の際に生じる熱
により一部が蒸気に変化し、圧力管１と燃料集合体３と
の間を流れる冷却材は、気相と液相との二相になる。す
なわち、冷却材の液相部分は、圧力管１内の燃料棒２の
表面に付着している液膜８、圧力管１の内壁表面に付着
している液膜７、及び蒸気中に液滴９として存在する。
柱状に束ねた燃料集合体３が、圧力管１内に収納されて
いる。冷却材は、燃料集合体３の核反応の際に生じる熱
により一部が蒸気に変化し、圧力管１と燃料集合体３と
の間を流れる冷却材は、気相と液相との二相になる。す
なわち、冷却材の液相部分は、圧力管１内の燃料棒２の
表面に付着している液膜８、圧力管１の内壁表面に付着
している液膜７、及び蒸気中に液滴９として存在する。
【０００４】沸騰軽水冷却圧力管型原子炉は、どのよう
な過渡事象が起きても、燃料棒２の表面の液膜８が消失
しないように、熱的余裕を保持した熱出力で運転されて
いる。そして、熱的余裕は、燃料棒２に沿った液膜８の
流量が多いほど大きくなる。したがって、図８におい
て、発熱部を有していない圧力管１の内壁に付着してい
る液膜７、及び圧力管１の内壁と燃料集合体３との間に
存在する液滴９を燃料棒２に付着させることができれ
ば、それだけ熱的余裕は大きくなる。なお、燃料スペー
サ１４は、燃料棒２間の間隔を正しく保持するためのも
のである。
な過渡事象が起きても、燃料棒２の表面の液膜８が消失
しないように、熱的余裕を保持した熱出力で運転されて
いる。そして、熱的余裕は、燃料棒２に沿った液膜８の
流量が多いほど大きくなる。したがって、図８におい
て、発熱部を有していない圧力管１の内壁に付着してい
る液膜７、及び圧力管１の内壁と燃料集合体３との間に
存在する液滴９を燃料棒２に付着させることができれ
ば、それだけ熱的余裕は大きくなる。なお、燃料スペー
サ１４は、燃料棒２間の間隔を正しく保持するためのも
のである。
【０００５】一方、加圧重水冷却圧力管型原子炉では、
圧力管は、後述のように重力方向に対して直角に横置き
されている。
圧力管は、後述のように重力方向に対して直角に横置き
されている。
【０００６】次に、本発明に関連する従来技術について
説明する。従来の圧力管型原子炉では、例えば、基本的
には燃料棒を複数本に束ねた燃料集合体を冷却材ととも
に圧力管の中に封入する構造が、特開平３−２０６９９
７号公報に開示されている。また、圧力管型原子炉の熱
的余裕を向上させるため、燃料スペーサにベーンを設け
る構造にする方法が、特願平１−１０６５８９号公報、
及び特願平２−１９４９１０号公報に開示されている。
そのほか、圧力管型ではない沸騰水型原子炉では、冷却
材流路に凹凸を付ける構造が、特開昭６３−２６１１９
１号公報、及び特開平２−４４２８９号公報に開示され
ている。
説明する。従来の圧力管型原子炉では、例えば、基本的
には燃料棒を複数本に束ねた燃料集合体を冷却材ととも
に圧力管の中に封入する構造が、特開平３−２０６９９
７号公報に開示されている。また、圧力管型原子炉の熱
的余裕を向上させるため、燃料スペーサにベーンを設け
る構造にする方法が、特願平１−１０６５８９号公報、
及び特願平２−１９４９１０号公報に開示されている。
そのほか、圧力管型ではない沸騰水型原子炉では、冷却
材流路に凹凸を付ける構造が、特開昭６３−２６１１９
１号公報、及び特開平２−４４２８９号公報に開示され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術のう
ち、燃料スペーサにベーンを取り付ける方法は、燃料棒
間に存在する液滴を燃料棒に付着させるために行われる
ものである。したがって、この方法からは、圧力管の内
壁に付着した液膜、及び圧力管の内壁と燃料集合体との
間に存在する液滴を、それぞれ燃料棒に付着させる効果
は期待できない。
ち、燃料スペーサにベーンを取り付ける方法は、燃料棒
間に存在する液滴を燃料棒に付着させるために行われる
ものである。したがって、この方法からは、圧力管の内
壁に付着した液膜、及び圧力管の内壁と燃料集合体との
間に存在する液滴を、それぞれ燃料棒に付着させる効果
は期待できない。
【０００８】また、冷却材流路に凹凸を付ける構造を沸
騰軽水冷却圧力管型原子炉に適用する場合、圧力管の内
壁に加工を施す必要がある。しかし、圧力管に加工を施
した場合、圧力管に残留応力が発生し、それがそのまま
残ることになる。したがって、内部が高圧である使用条
件の圧力管の場合、圧力管の材料の健全性を保持する上
で問題がある。更に、圧力管は基本的には炉心を構成す
る固定部品であるので、圧力管に一度加工を施した場
合、取り替え燃料についての設計自由度が狭くなるとい
う問題が生じる。
騰軽水冷却圧力管型原子炉に適用する場合、圧力管の内
壁に加工を施す必要がある。しかし、圧力管に加工を施
した場合、圧力管に残留応力が発生し、それがそのまま
残ることになる。したがって、内部が高圧である使用条
件の圧力管の場合、圧力管の材料の健全性を保持する上
で問題がある。更に、圧力管は基本的には炉心を構成す
る固定部品であるので、圧力管に一度加工を施した場
合、取り替え燃料についての設計自由度が狭くなるとい
う問題が生じる。
【０００９】一方、加圧重水冷却圧力管型原子炉の場
合、圧力管は、前述のように、重力方向に対して横置き
されるので、圧力管内の冷却材は浮力の影響を受けて、
上側の冷却材は下側のものよりも高温度となる。すなわ
ち、圧力管は冷却材から受熱するが、この場合、圧力管
の上側が下側よりも大きく熱膨張し、圧力管に発生する
応力が不均一となるという問題も生じる。
合、圧力管は、前述のように、重力方向に対して横置き
されるので、圧力管内の冷却材は浮力の影響を受けて、
上側の冷却材は下側のものよりも高温度となる。すなわ
ち、圧力管は冷却材から受熱するが、この場合、圧力管
の上側が下側よりも大きく熱膨張し、圧力管に発生する
応力が不均一となるという問題も生じる。
【００１０】このような不均一な応力の発生を防止する
には、圧力管内の冷却材全体を撹拌し、冷却材の温度を
均一にする必要がある。しかし、従来では、そのような
対策はなされていない。
には、圧力管内の冷却材全体を撹拌し、冷却材の温度を
均一にする必要がある。しかし、従来では、そのような
対策はなされていない。
【００１１】本発明の目的は、熱的余裕の向上した沸騰
軽水冷却圧力管型原子炉の燃料集合体、及び圧力管内の
冷却材温度が均一化された加圧重水冷却圧力管型原子炉
の燃料集合体を提供することにある。
軽水冷却圧力管型原子炉の燃料集合体、及び圧力管内の
冷却材温度が均一化された加圧重水冷却圧力管型原子炉
の燃料集合体を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。
して達成することができる。
【００１３】（１）圧力管の内部に燃料集合体及び冷却
材を収納する圧力管型原子炉の燃料集合体において、圧
力管の内部に燃料集合体を取り囲む円筒を有し、円筒に
冷却材の流動方向に対して圧力管の側から燃料集合体の
側への冷却材の取り込み口を少なくとも１個設置してあ
ること。
材を収納する圧力管型原子炉の燃料集合体において、圧
力管の内部に燃料集合体を取り囲む円筒を有し、円筒に
冷却材の流動方向に対して圧力管の側から燃料集合体の
側への冷却材の取り込み口を少なくとも１個設置してあ
ること。
【００１４】（２）（１）において、円筒の内外壁のう
ちの少なくともいずれかの壁に、冷却材の流動方向に下
り傾斜状の凹部を形成してあること。
ちの少なくともいずれかの壁に、冷却材の流動方向に下
り傾斜状の凹部を形成してあること。
【００１５】（３）（１）において、円筒の内外壁のう
ちの少なくともいずれかの壁に、冷却材の流動方向に上
り傾斜状の凸部を形成してあること。
ちの少なくともいずれかの壁に、冷却材の流動方向に上
り傾斜状の凸部を形成してあること。
【００１６】（４）（１）において、円筒の内外壁のう
ちの少なくともいずれかの壁に円筒の軸方向に対して少
なくとも１個の螺旋状の凸部又は凹部を形成してあるこ
と。（５）（１）において、円筒の内外壁のうちの少な
くともいずれかの壁に円筒の軸方向に対して複数個の螺
旋状の凸部又は凹部を形成してあり、複数個の螺旋状の
凸部又は凹部の間に、冷却材の取り込み口を少なくとも
１個設置してあること。
ちの少なくともいずれかの壁に円筒の軸方向に対して少
なくとも１個の螺旋状の凸部又は凹部を形成してあるこ
と。（５）（１）において、円筒の内外壁のうちの少な
くともいずれかの壁に円筒の軸方向に対して複数個の螺
旋状の凸部又は凹部を形成してあり、複数個の螺旋状の
凸部又は凹部の間に、冷却材の取り込み口を少なくとも
１個設置してあること。
【００１７】（６）（１）において、円筒の内外壁のう
ちの少なくともいずれかの壁に円筒の軸方向に対して複
数個の螺旋状の凸部又は凹部を形成してあり、隣接する
螺旋状の凸部又は凹部の間に、燃料集合体の側から圧力
管の側への冷却材の放出口を少なくとも１個設置してあ
ること。
ちの少なくともいずれかの壁に円筒の軸方向に対して複
数個の螺旋状の凸部又は凹部を形成してあり、隣接する
螺旋状の凸部又は凹部の間に、燃料集合体の側から圧力
管の側への冷却材の放出口を少なくとも１個設置してあ
ること。
【００１８】（７）（１）において、冷却材の取り込み
口を、燃料集合体の燃料スペーサよりも冷却材の上流側
に設置してあること。
口を、燃料集合体の燃料スペーサよりも冷却材の上流側
に設置してあること。
【００１９】（８）（１）〜（６）のいずれかに記載の
円筒の構成材料が、ジルカロイ又はジルカロイ・ニオブ
合金であること。
円筒の構成材料が、ジルカロイ又はジルカロイ・ニオブ
合金であること。
【００２０】
【作用】本発明では、沸騰軽水冷却圧力管型原子炉にお
いて、燃料集合体を収納する前述の円筒（以下、燃料集
合体収納円筒と称す）に冷却材取り込み口を設けてあ
る。
いて、燃料集合体を収納する前述の円筒（以下、燃料集
合体収納円筒と称す）に冷却材取り込み口を設けてあ
る。
【００２１】したがって、圧力管の内壁に付着している
液膜が上昇した場合、液膜は途中で冷却材取り込み口の
縁に当たって削りとられ、液膜の通路は圧力管の内壁か
ら燃料集合体収納円筒内へとそらされる。すなわち、液
膜は燃料集合体へ向かって移動し、燃料棒に付着するの
で、熱的余裕が増大する。また、圧力管と円筒との間を
上昇する液滴は、冷却材取り込み口の中に移動して液膜
に当たり、液膜と共に燃料集合体へと移動するので、熱
的余裕が増大する。
液膜が上昇した場合、液膜は途中で冷却材取り込み口の
縁に当たって削りとられ、液膜の通路は圧力管の内壁か
ら燃料集合体収納円筒内へとそらされる。すなわち、液
膜は燃料集合体へ向かって移動し、燃料棒に付着するの
で、熱的余裕が増大する。また、圧力管と円筒との間を
上昇する液滴は、冷却材取り込み口の中に移動して液膜
に当たり、液膜と共に燃料集合体へと移動するので、熱
的余裕が増大する。
【００２２】更に、上記の場合、燃料集合体収納円筒の
外壁における冷却材取り込み口よりも冷却材上流側に、
冷却材流動方向に下り傾斜状の凹部、又は冷却材流動方
向に上り傾斜状の凸部を設けてあるので、液膜及び液滴
は、より効果的に燃料集合体へと移動するようになり、
熱的余裕が一層増大する。
外壁における冷却材取り込み口よりも冷却材上流側に、
冷却材流動方向に下り傾斜状の凹部、又は冷却材流動方
向に上り傾斜状の凸部を設けてあるので、液膜及び液滴
は、より効果的に燃料集合体へと移動するようになり、
熱的余裕が一層増大する。
【００２３】一方、加圧重水冷却圧力管型原子炉の場
合、燃料集合体収納円筒の内外壁のうちの少なくともい
ずれかの壁に、その円筒の軸方向に対して螺旋状の凸部
又は凹部を設け、更に隣接する螺旋状の凸部又は凹部の
間に、冷却材の取り入れ口及び放出口を設けてある。し
たがって、圧力管内の冷却材は旋回流となり、冷却材全
体を撹拌するので、圧力管内の冷却材温度は均一化さ
れ、圧力管の場所による熱膨張差の発生を防止すること
ができる。
合、燃料集合体収納円筒の内外壁のうちの少なくともい
ずれかの壁に、その円筒の軸方向に対して螺旋状の凸部
又は凹部を設け、更に隣接する螺旋状の凸部又は凹部の
間に、冷却材の取り入れ口及び放出口を設けてある。し
たがって、圧力管内の冷却材は旋回流となり、冷却材全
体を撹拌するので、圧力管内の冷却材温度は均一化さ
れ、圧力管の場所による熱膨張差の発生を防止すること
ができる。
【００２４】
【実施例】本発明の第１実施例を図１及び図２を用いて
説明する。図１は本実施例の沸騰軽水冷却圧力管型原子
炉の斜視図、図２は図１の要部の縦断面図である。
説明する。図１は本実施例の沸騰軽水冷却圧力管型原子
炉の斜視図、図２は図１の要部の縦断面図である。
【００２５】本実施例は、圧力管１と、燃料集合体３の
最外層の燃料棒２との間に、冷却材取り込み口５を有す
る燃料集合体収納円筒４を設けた場合である。
最外層の燃料棒２との間に、冷却材取り込み口５を有す
る燃料集合体収納円筒４を設けた場合である。
【００２６】すなわち、圧力管１の内壁に付着している
液膜７が冷却材流動方向６に上昇した場合、液膜７は冷
却材取り込み口５の縁に到達し、この縁により削り取ら
れ、冷却材取り込み口５から燃料集合体収納円筒４内へ
と移動方向がそらされる。その後、液膜７は既に燃料棒
２に付着している液膜８と合流する。これにより、燃料
棒２に付着している液膜８の流量が増加し、燃料の熱的
余裕が増大する。
液膜７が冷却材流動方向６に上昇した場合、液膜７は冷
却材取り込み口５の縁に到達し、この縁により削り取ら
れ、冷却材取り込み口５から燃料集合体収納円筒４内へ
と移動方向がそらされる。その後、液膜７は既に燃料棒
２に付着している液膜８と合流する。これにより、燃料
棒２に付着している液膜８の流量が増加し、燃料の熱的
余裕が増大する。
【００２７】また、圧力管１と燃料集合体収納円筒４と
の間を浮遊する液滴９も、冷却材流動方向６に移動した
場合、冷却材取り込み口５によって移動方向がそらされ
ている液膜１０に衝突する。これにより、液滴９は液膜
１０と共に燃料棒２へと移動するので、熱的余裕が増大
する。
の間を浮遊する液滴９も、冷却材流動方向６に移動した
場合、冷却材取り込み口５によって移動方向がそらされ
ている液膜１０に衝突する。これにより、液滴９は液膜
１０と共に燃料棒２へと移動するので、熱的余裕が増大
する。
【００２８】本発明の第２実施例を図３を用いて説明す
る。図３は本実施例の要部の縦断面図である。本実施例
は、燃料集合体収納円筒４の内外壁における冷却材取り
込み口５よりも冷却材上流側に、冷却材流動方向６に下
り傾斜状の凹部１１を設けた場合である。
る。図３は本実施例の要部の縦断面図である。本実施例
は、燃料集合体収納円筒４の内外壁における冷却材取り
込み口５よりも冷却材上流側に、冷却材流動方向６に下
り傾斜状の凹部１１を設けた場合である。
【００２９】この場合は、凹部１１の上端部によって、
燃料集合体収納円筒４の外壁に付着していた液膜１２は
圧力管１に付着している液膜７へ、燃料集合体収納円筒
４の内壁に付着していた液膜１２は燃料棒２に付着して
いる液膜８へ、それぞれ移動方向がそらされる。
燃料集合体収納円筒４の外壁に付着していた液膜１２は
圧力管１に付着している液膜７へ、燃料集合体収納円筒
４の内壁に付着していた液膜１２は燃料棒２に付着して
いる液膜８へ、それぞれ移動方向がそらされる。
【００３０】そして、燃料集合体収納円筒４の外壁に付
着した液膜１２は、まだ冷却材取り込み口５まで流動し
ていない液膜７に合流した後、冷却材取り込み口５を通
って燃料棒２の表面に付着する。一方、燃料集合体収納
円筒４の内壁に付着した液膜１２は直接に液膜８に付着
する。すなわち、第１実施例に比べて燃料の熱的余裕を
一層増大させることができる。
着した液膜１２は、まだ冷却材取り込み口５まで流動し
ていない液膜７に合流した後、冷却材取り込み口５を通
って燃料棒２の表面に付着する。一方、燃料集合体収納
円筒４の内壁に付着した液膜１２は直接に液膜８に付着
する。すなわち、第１実施例に比べて燃料の熱的余裕を
一層増大させることができる。
【００３１】本発明の第３実施例を図４を用いて説明す
る。図４は本実施例の要部の縦断面図である。本実施例
は、燃料集合体収納円筒４の内外壁における冷却材取り
込み口５よりも冷却材上流側に、冷却材流動方向６に上
り傾斜状の凸部１３を設けた場合である。
る。図４は本実施例の要部の縦断面図である。本実施例
は、燃料集合体収納円筒４の内外壁における冷却材取り
込み口５よりも冷却材上流側に、冷却材流動方向６に上
り傾斜状の凸部１３を設けた場合である。
【００３２】すなわち、凹部１３の上端部によって、燃
料集合体収納円筒４の外壁に付着していた液膜１２は圧
力管１に付着している液膜７へ、燃料集合体収納円筒４
の内壁に付着していた液膜１２は燃料棒２に付着してい
る液膜８へ、それぞれ移動方向がそらされる。
料集合体収納円筒４の外壁に付着していた液膜１２は圧
力管１に付着している液膜７へ、燃料集合体収納円筒４
の内壁に付着していた液膜１２は燃料棒２に付着してい
る液膜８へ、それぞれ移動方向がそらされる。
【００３３】そして、燃料集合体収納円筒４の外壁に付
着した液膜１２は、冷却材取り込み口５まで流動してい
ない液膜７に合流した後、冷却材取り込み口５を通って
燃料棒２の表面に付着する。また、燃料集合体収納円筒
４の内壁に付着した液膜１２は直接に液膜８に付着す
る。すなわち、第２実施例の凹部１１（図３参照）と同
様な作用が生じるため、第１実施例に比べて、第２実施
例と同様に、燃料の熱的余裕を一層増大することができ
る。
着した液膜１２は、冷却材取り込み口５まで流動してい
ない液膜７に合流した後、冷却材取り込み口５を通って
燃料棒２の表面に付着する。また、燃料集合体収納円筒
４の内壁に付着した液膜１２は直接に液膜８に付着す
る。すなわち、第２実施例の凹部１１（図３参照）と同
様な作用が生じるため、第１実施例に比べて、第２実施
例と同様に、燃料の熱的余裕を一層増大することができ
る。
【００３４】本発明の第４実施例を図５を用いて説明す
る。図５は本実施例の要部の縦断面図である。本実施例
は、沸騰軽水冷却圧力管型原子炉の冷却材取り込み口５
を燃料スペーサ１４の上流側に配置した場合である。
る。図５は本実施例の要部の縦断面図である。本実施例
は、沸騰軽水冷却圧力管型原子炉の冷却材取り込み口５
を燃料スペーサ１４の上流側に配置した場合である。
【００３５】公開文献（Journal of Nuclear Science &
Technology 25[2],pp204〜206（Feb.1988)）によれ
ば、燃料集合体３に付着する液膜は、燃料スペーサ１４
の近傍で一番薄くなることが知られている。したがっ
て、この箇所の熱的余裕が一番小さいと考えられる。
Technology 25[2],pp204〜206（Feb.1988)）によれ
ば、燃料集合体３に付着する液膜は、燃料スペーサ１４
の近傍で一番薄くなることが知られている。したがっ
て、この箇所の熱的余裕が一番小さいと考えられる。
【００３６】本実施例は、このように熱的余裕が一番小
さくなる、燃料集合体３の燃料スペーサ１４の近傍に第
１実施例と同様のものを適用した場合である。これによ
り、圧力管１の内壁に付着した液膜７を燃料スペーサ１
４の近傍に移動させることができ、熱的余裕が一番小さ
くなる箇所に従来よりも液膜を多く供給することが可能
となる。すなわち、冷却材取り込み口５を最適位置に設
定でき、燃料の熱的余裕、及び炉の出力能力を向上させ
ることができる。また、燃料集合体収納円筒４を設計製
作するときの工数削減と製作費低減が可能となる。
さくなる、燃料集合体３の燃料スペーサ１４の近傍に第
１実施例と同様のものを適用した場合である。これによ
り、圧力管１の内壁に付着した液膜７を燃料スペーサ１
４の近傍に移動させることができ、熱的余裕が一番小さ
くなる箇所に従来よりも液膜を多く供給することが可能
となる。すなわち、冷却材取り込み口５を最適位置に設
定でき、燃料の熱的余裕、及び炉の出力能力を向上させ
ることができる。また、燃料集合体収納円筒４を設計製
作するときの工数削減と製作費低減が可能となる。
【００３７】本発明の第５実施例を図６を用いて説明す
る。図６は本実施例の加圧重水冷却圧力管型原子炉の斜
視図である。
る。図６は本実施例の加圧重水冷却圧力管型原子炉の斜
視図である。
【００３８】本実施例は、燃料集合体収納円筒４の内外
壁に、燃料集合体収納円筒４の軸方向に対して螺旋状の
凸部１５を設け、隣接する螺旋状の凸部１５間に、冷却
材取り込み口５及び冷却材放出口１６を設けた場合であ
る。
壁に、燃料集合体収納円筒４の軸方向に対して螺旋状の
凸部１５を設け、隣接する螺旋状の凸部１５間に、冷却
材取り込み口５及び冷却材放出口１６を設けた場合であ
る。
【００３９】本実施例では、圧力管１内を流れる冷却材
は、螺旋状の凸部１５に沿った冷却材流動方向６に示す
ような流れとなる。また、燃料集合体収納円筒４外の冷
却材は冷却材取り込み口５によって燃料集合体収納円筒
４内へ、燃料集合体収納円筒４内の冷却材は冷却材放出
口１６によって燃料集合体収納円筒４外へとそれぞれ流
動する。
は、螺旋状の凸部１５に沿った冷却材流動方向６に示す
ような流れとなる。また、燃料集合体収納円筒４外の冷
却材は冷却材取り込み口５によって燃料集合体収納円筒
４内へ、燃料集合体収納円筒４内の冷却材は冷却材放出
口１６によって燃料集合体収納円筒４外へとそれぞれ流
動する。
【００４０】すなわち、圧力管１内の冷却材は、全体的
に旋回流れとなり、よく撹拌される。したがって、冷却
材温度が均一化し、圧力管１の場所による熱膨張差の発
生を防止することができる。
に旋回流れとなり、よく撹拌される。したがって、冷却
材温度が均一化し、圧力管１の場所による熱膨張差の発
生を防止することができる。
【００４１】なお、上記のいずれの実施例でも、燃料集
合体収納円筒４の構成材料として、ジルカロイ又はジル
コニウム・ニオブ合金を使用した。これにより、圧力管
型原子炉内における燃料集合体収納円筒４による中性子
吸収が、ステンレスなどの炭素鋼を使用する場合よりも
減少するので、炉心の中性子経済が良好となる。
合体収納円筒４の構成材料として、ジルカロイ又はジル
コニウム・ニオブ合金を使用した。これにより、圧力管
型原子炉内における燃料集合体収納円筒４による中性子
吸収が、ステンレスなどの炭素鋼を使用する場合よりも
減少するので、炉心の中性子経済が良好となる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。
れる。
【００４３】（１）沸騰軽水冷却圧力管型原子炉におい
て、圧力管内壁に付着した液膜、及び圧力管と燃料集合
体収納円筒との間に存在する液滴が燃料棒に付着するの
で、燃料の熱的余裕、及び炉の出力能力が増大し、炉の
安全性が向上する。
て、圧力管内壁に付着した液膜、及び圧力管と燃料集合
体収納円筒との間に存在する液滴が燃料棒に付着するの
で、燃料の熱的余裕、及び炉の出力能力が増大し、炉の
安全性が向上する。
【００４４】（２）沸騰軽水冷却圧力管型原子炉におい
て、燃料棒に付着させる液膜、及び液滴に加えて、燃料
集合体収納円筒の内外壁に付着している液膜も燃料棒に
付着するので、燃料の熱的余裕、及び炉の出力能力が更
に増大し、原子炉の安全性が一層向上する。
て、燃料棒に付着させる液膜、及び液滴に加えて、燃料
集合体収納円筒の内外壁に付着している液膜も燃料棒に
付着するので、燃料の熱的余裕、及び炉の出力能力が更
に増大し、原子炉の安全性が一層向上する。
【００４５】（３）沸騰軽水冷却圧力管型原子炉におい
て、燃料集合体収納円筒に設ける冷却材取り込み口の最
適な位置設定が可能となるので、燃料の熱的余裕、及び
炉の出力能力を向上させることができる。また、燃料集
合体収納円筒を設計製作するときの工数削減と製作費低
減が可能となる。
て、燃料集合体収納円筒に設ける冷却材取り込み口の最
適な位置設定が可能となるので、燃料の熱的余裕、及び
炉の出力能力を向上させることができる。また、燃料集
合体収納円筒を設計製作するときの工数削減と製作費低
減が可能となる。
【００４６】（４）加圧重水冷却圧力管型原子炉におい
て、圧力管内の冷却材の温度が均一化できるので、圧力
管の温度分布を均一にし、圧力管への不均一な熱応力の
発生を防止することが可能となり、圧力管の健全性及び
安全性が向上する。
て、圧力管内の冷却材の温度が均一化できるので、圧力
管の温度分布を均一にし、圧力管への不均一な熱応力の
発生を防止することが可能となり、圧力管の健全性及び
安全性が向上する。
【００４７】（５）圧力管型原子炉内における燃料集合
体収納円筒の構成材料として、ジルカロイ又はジルコニ
ウム・ニオブ合金を使用してあるので、その円筒による
中性子吸収を、円筒材料としてステンレスなどの炭素鋼
を使用する場合よりも減少でき、炉の中性子経済が良好
となり、燃料の経済性が向上する。
体収納円筒の構成材料として、ジルカロイ又はジルコニ
ウム・ニオブ合金を使用してあるので、その円筒による
中性子吸収を、円筒材料としてステンレスなどの炭素鋼
を使用する場合よりも減少でき、炉の中性子経済が良好
となり、燃料の経済性が向上する。
【図１】本発明の第１実施例の斜視図である。
【図２】図１の要部の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の要部の縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施例の要部の縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施例の要部の縦断面図である。
【図６】本発明の第５実施例の斜視図である。
【図７】従来の圧力管型原子炉の圧力管の横断面図であ
る。
る。
【図８】従来の圧力管型原子炉の圧力管要部の縦断面図
である。
である。
１…圧力管、２…燃料棒、３…燃料集合体、４…燃料集
合体収納円筒、５…冷却材取り込み口、６…冷却材流動
方向、７、８、１０、１２…液膜、９…液滴、１１…凹
部、１３…凸部、１４…燃料スペーサ、１５…螺旋状の
凸部、１６…冷却材放出口。
合体収納円筒、５…冷却材取り込み口、６…冷却材流動
方向、７、８、１０、１２…液膜、９…液滴、１１…凹
部、１３…凸部、１４…燃料スペーサ、１５…螺旋状の
凸部、１６…冷却材放出口。
Claims (8)
- 【請求項１】 圧力管の内部に燃料集合体及び冷却材を
収納する圧力管型原子炉の燃料集合体において、前記圧
力管の内部に前記燃料集合体を取り囲む円筒を有し、前
記円筒に前記冷却材の流動方向に対して前記圧力管の側
から前記燃料集合体の側への前記冷却材の取り込み口を
少なくとも１個設置してあることを特徴とする圧力管型
原子炉の燃料集合体。 - 【請求項２】 前記円筒の内外壁のうちの少なくともい
ずれかの壁に、前記冷却材の流動方向に下り傾斜状の凹
部を形成してある請求項１記載の圧力管型原子炉の燃料
集合体。 - 【請求項３】 前記円筒の内外壁のうちの少なくともい
ずれかの壁に、前記冷却材の流動方向に上り傾斜状の凸
部を形成してある請求項１記載の圧力管型原子炉の燃料
集合体。 - 【請求項４】 前記円筒の内外壁のうちの少なくともい
ずれかの壁に前記円筒の軸方向に対して少なくとも１個
の螺旋状の凸部又は凹部を形成してある請求項１記載の
圧力管型原子炉の燃料集合体。 - 【請求項５】 前記円筒の内外壁のうちの少なくともい
ずれかの壁に前記円筒の軸方向に対して複数個の螺旋状
の凸部又は凹部を形成してあり、隣接する前記螺旋状の
凸部又は凹部の間に、前記冷却材の取り込み口を少なく
とも１個設置してある請求項１記載の圧力管型原子炉の
燃料集合体。 - 【請求項６】 前記円筒の内外壁のうちの少なくともい
ずれかの壁に前記円筒の軸方向に対して複数個の螺旋状
の凸部又は凹部を形成してあり、隣接する前記螺旋状の
凸部又は凹部の間に、前記燃料集合体の側から前記圧力
管の側への前記冷却材の放出口を少なくとも１個設置し
てある請求項１記載の圧力管型原子炉の燃料集合体。 - 【請求項７】 前記冷却材の取り込み口を、前記燃料集
合体の燃料スペーサよりも前記冷却材の上流側に設置し
てある請求項１又は５記載の圧力管型原子炉の燃料集合
体。 - 【請求項８】 前記円筒の構成材料が、ジルカロイ又は
ジルカロイ・ニオブ合金である請求項１〜６のいずれか
１項に記載の圧力管型原子炉の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5214144A JPH0763868A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 圧力管型原子炉の燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5214144A JPH0763868A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 圧力管型原子炉の燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763868A true JPH0763868A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16650961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5214144A Pending JPH0763868A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 圧力管型原子炉の燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763868A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190083132A (ko) * | 2018-01-03 | 2019-07-11 | 한국수력원자력 주식회사 | 중수로용 핵연료봉과 이를 포함하는 핵연료봉집합체 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP5214144A patent/JPH0763868A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190083132A (ko) * | 2018-01-03 | 2019-07-11 | 한국수력원자력 주식회사 | 중수로용 핵연료봉과 이를 포함하는 핵연료봉집합체 |
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