JPH0763869A - チャンネル流量調整型燃料集合体 - Google Patents
チャンネル流量調整型燃料集合体Info
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- JPH0763869A JPH0763869A JP5232257A JP23225793A JPH0763869A JP H0763869 A JPH0763869 A JP H0763869A JP 5232257 A JP5232257 A JP 5232257A JP 23225793 A JP23225793 A JP 23225793A JP H0763869 A JPH0763869 A JP H0763869A
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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】 従来のスペーサワイヤを用いた燃料集合体は
集合体内の冷却材温度分布が不均一であったのを平坦化
するものである。 【構成】 ラッパ管内に少なくとも１本の円筒形の流量
調整要素４と、ラッパ管２内壁内側に複数の流量抑制ロ
ッド４とを配設する。
集合体内の冷却材温度分布が不均一であったのを平坦化
するものである。 【構成】 ラッパ管内に少なくとも１本の円筒形の流量
調整要素４と、ラッパ管２内壁内側に複数の流量抑制ロ
ッド４とを配設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高速増殖炉の炉心燃料集
合体や、炉心の内部及び周囲に配設されるブランケット
燃料集合体に用いられるチャンネル流量調整型燃料集合
体に関するものである。
合体や、炉心の内部及び周囲に配設されるブランケット
燃料集合体に用いられるチャンネル流量調整型燃料集合
体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の高速増殖炉の炉心燃料集合体及び
ブランケット燃料集合体（両者を合せて「燃料集合体」
と言う。）は、外周に螺旋状にスペーサワイヤが巻回さ
れた燃料要素がラッパ管内に格子状に配設された構造で
あった。
ブランケット燃料集合体（両者を合せて「燃料集合体」
と言う。）は、外周に螺旋状にスペーサワイヤが巻回さ
れた燃料要素がラッパ管内に格子状に配設された構造で
あった。
【０００３】また、前記構造ではラッパ管内側と燃料要
素との間の断面積が大きく、集合体内部との流量分布が
異なるので、特公昭５１−６３１８号公報に開示されて
いるように、燃料要素に巻回されるスペーサワイヤの形
状及び断面積を変更し、また、これと併用してラッパ管
内壁の形状を変更したり、内壁にリブを配設したりする
構造が発明された。
素との間の断面積が大きく、集合体内部との流量分布が
異なるので、特公昭５１−６３１８号公報に開示されて
いるように、燃料要素に巻回されるスペーサワイヤの形
状及び断面積を変更し、また、これと併用してラッパ管
内壁の形状を変更したり、内壁にリブを配設したりする
構造が発明された。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記スペー
サワイヤを用いた燃料集合体には次の欠点があった。 ワイヤ巻付けピッチを長くすると冷却材混合効果が充
分でない。 ワイヤ巻付けピッチを短くすると集合体圧力損失が大
きくなる。
サワイヤを用いた燃料集合体には次の欠点があった。 ワイヤ巻付けピッチを長くすると冷却材混合効果が充
分でない。 ワイヤ巻付けピッチを短くすると集合体圧力損失が大
きくなる。
【０００５】また、前記特公昭５１−６３１８号公報に
開示された燃料集合体においては、周辺の流量の抑制機
構は集合体内部の流量分布を変えられない、という欠点
があった。
開示された燃料集合体においては、周辺の流量の抑制機
構は集合体内部の流量分布を変えられない、という欠点
があった。
【０００６】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、ラッパ管内に少なくとも１本の円筒形の流量調整
要素と、ラッパ管内壁内側に複数の流量抑制ロッドとを
配設することにより、燃料集合体内の冷却材温度分布を
平坦化することを目的とするものである。
ので、ラッパ管内に少なくとも１本の円筒形の流量調整
要素と、ラッパ管内壁内側に複数の流量抑制ロッドとを
配設することにより、燃料集合体内の冷却材温度分布を
平坦化することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は六角形横断面のラッパ管と、該ラッパ管内
に規則的な格子状に配設された複数の燃料要素及び少な
くとも１本の流量調整要素と、前記ラッパ管の内壁及び
その内側の隣接する燃料要素で形成される空間にそれぞ
れ配設された複数の流量抑制ロッドとを具備し、前記流
量調整要素は、円筒形で、炉心下端付近に冷却材の入口
孔が、炉心上端付近に冷却材の出口孔がそれぞれ配設さ
れ、前記ラッパ管は下部にエントランスノズルが、上端
に出口孔を有するハンドリングヘッドがそれぞれ形成さ
れていることを特徴とするものである。
め、本発明は六角形横断面のラッパ管と、該ラッパ管内
に規則的な格子状に配設された複数の燃料要素及び少な
くとも１本の流量調整要素と、前記ラッパ管の内壁及び
その内側の隣接する燃料要素で形成される空間にそれぞ
れ配設された複数の流量抑制ロッドとを具備し、前記流
量調整要素は、円筒形で、炉心下端付近に冷却材の入口
孔が、炉心上端付近に冷却材の出口孔がそれぞれ配設さ
れ、前記ラッパ管は下部にエントランスノズルが、上端
に出口孔を有するハンドリングヘッドがそれぞれ形成さ
れていることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】流量調整要素は、ステンレス製の円管で入口孔
と出口孔とを有し、入口孔から冷却材が入り、出口孔か
ら出る。入口孔は炉心下端付近に、出口孔は炉心上端よ
りも下側に配置する。炉心の中央近傍の通常の炉心燃料
集合体の場合、集合体内の中央の冷却材温度は、周辺に
較べ高く、被覆管最高温度が生じやすい。流量調整要素
は、新たな流路を集合体内に設けることにより、集合体
内冷却材流量を図４の鎖線で示すような分布から、図４
の実戦で示すように変える。他方、チャンネル当たりの
出力密度は破線のようになっているので、集合体内冷却
材温度分布を平坦化し、被覆最高温度を低減する。また
炉心の周辺の炉心燃料集合体あるいはブランケット燃料
集合体の場合には集合体内の中央から離れた位置に被覆
管最高温度が生じやすいので流量調整要素は、適当な位
置に配置し被覆管最高温度を低減する。図において、鎖
線は従来の流量調整要素なしの場合、実線は本発明の流
量調整要素有りの場合、破線はチャンネル当たりの出力
強度である。
と出口孔とを有し、入口孔から冷却材が入り、出口孔か
ら出る。入口孔は炉心下端付近に、出口孔は炉心上端よ
りも下側に配置する。炉心の中央近傍の通常の炉心燃料
集合体の場合、集合体内の中央の冷却材温度は、周辺に
較べ高く、被覆管最高温度が生じやすい。流量調整要素
は、新たな流路を集合体内に設けることにより、集合体
内冷却材流量を図４の鎖線で示すような分布から、図４
の実戦で示すように変える。他方、チャンネル当たりの
出力密度は破線のようになっているので、集合体内冷却
材温度分布を平坦化し、被覆最高温度を低減する。また
炉心の周辺の炉心燃料集合体あるいはブランケット燃料
集合体の場合には集合体内の中央から離れた位置に被覆
管最高温度が生じやすいので流量調整要素は、適当な位
置に配置し被覆管最高温度を低減する。図において、鎖
線は従来の流量調整要素なしの場合、実線は本発明の流
量調整要素有りの場合、破線はチャンネル当たりの出力
強度である。
【０００９】流量抑制ロッドは、通常の燃料集合体のラ
ッパ管と燃料要素との間に置かれ、このチャンネル（燃
料要素と燃料要素との間の冷却材の流路、燃料要素とラ
ッパ管との間の冷却材の流路）の流量を抑制する。図５
に示すように、通常の燃料集合体の場合、燃料要素とラ
ッパ管との間のチャンネルは、チャンネルの流路断面積
が大きく、通常、燃料要素と燃料要素との間のチャンネ
ルにくらべ、約２倍の流量が流れる。他方、チャンネル
当たりの出力密度は、破線のようにほぼ同じである。こ
の為、集合体内の周辺の冷却材温度は、中央に較べ、低
くく、集合体出口の冷却材温度が低めとなる。流量抑制
ロッドは、この無駄な流量を抑制することにより、冷却
材流量分布を図５の鎖線で示すような分布から、図５の
実線で示すような分布に変え、被覆管最高温度を低く
く、あるいは、冷却材の集合体出口温度を高くする。図
において鎖線は従来のワイヤスペーサの場合、実線は本
発明の流量調整ロッドの場合、破線はチャンネル当りの
出力密度である。
ッパ管と燃料要素との間に置かれ、このチャンネル（燃
料要素と燃料要素との間の冷却材の流路、燃料要素とラ
ッパ管との間の冷却材の流路）の流量を抑制する。図５
に示すように、通常の燃料集合体の場合、燃料要素とラ
ッパ管との間のチャンネルは、チャンネルの流路断面積
が大きく、通常、燃料要素と燃料要素との間のチャンネ
ルにくらべ、約２倍の流量が流れる。他方、チャンネル
当たりの出力密度は、破線のようにほぼ同じである。こ
の為、集合体内の周辺の冷却材温度は、中央に較べ、低
くく、集合体出口の冷却材温度が低めとなる。流量抑制
ロッドは、この無駄な流量を抑制することにより、冷却
材流量分布を図５の鎖線で示すような分布から、図５の
実線で示すような分布に変え、被覆管最高温度を低く
く、あるいは、冷却材の集合体出口温度を高くする。図
において鎖線は従来のワイヤスペーサの場合、実線は本
発明の流量調整ロッドの場合、破線はチャンネル当りの
出力密度である。
【００１０】この結果、流量調整要素と流量抑制ロッド
を併用すると、図６の実線に示すようにチャンネル当り
の出力密度と流量はほぼ比例するようになり被覆管温度
は更に低減される。図において、鎖線は、通常の燃料集
合体の場合、実線は、流量調整要素及び流量調整ロッド
を併用した場合、破線は、チャンネル当りの出力密度で
ある。
を併用すると、図６の実線に示すようにチャンネル当り
の出力密度と流量はほぼ比例するようになり被覆管温度
は更に低減される。図において、鎖線は、通常の燃料集
合体の場合、実線は、流量調整要素及び流量調整ロッド
を併用した場合、破線は、チャンネル当りの出力密度で
ある。
【００１１】
【実施例】以下、添付図に基づいて本発明の実施例を詳
細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すチャンネ
ル流量調整型燃料集合体の横断面図、図２は本発明の一
実施例を示すチャンネル流量調整型燃料集合体の概念を
示す縦断面図、図３の（ａ）、（ｂ）は流量調整要素の
配置例を示す横断面図である。図１，図２に示す、チャ
ンネル流量調整型燃料集合体の構造は、被覆管にウラン
（Ｕ）及びプルトニウム（Ｐｕ）を含む燃料ペレットと
劣化ウランを含むブランケットペレットと遮蔽体を装て
んした通常の高速炉用の燃料要素３、流量調整要素４及
び流量抑制ロッド１を、上下に端栓を溶接して密封した
ものをラッパ管２に組み込んだものである。下側には、
エントランスノズル、上側には、ハンドリングヘッドを
有する。流量抑制ロッド１は、ステンレス製の棒で、ラ
ッパ２管の内壁及びその内側の隣接する燃料要素で形成
される空間にそれぞれ配設させる。図２に於て矢印は冷
却材の流れを示す。
細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すチャンネ
ル流量調整型燃料集合体の横断面図、図２は本発明の一
実施例を示すチャンネル流量調整型燃料集合体の概念を
示す縦断面図、図３の（ａ）、（ｂ）は流量調整要素の
配置例を示す横断面図である。図１，図２に示す、チャ
ンネル流量調整型燃料集合体の構造は、被覆管にウラン
（Ｕ）及びプルトニウム（Ｐｕ）を含む燃料ペレットと
劣化ウランを含むブランケットペレットと遮蔽体を装て
んした通常の高速炉用の燃料要素３、流量調整要素４及
び流量抑制ロッド１を、上下に端栓を溶接して密封した
ものをラッパ管２に組み込んだものである。下側には、
エントランスノズル、上側には、ハンドリングヘッドを
有する。流量抑制ロッド１は、ステンレス製の棒で、ラ
ッパ２管の内壁及びその内側の隣接する燃料要素で形成
される空間にそれぞれ配設させる。図２に於て矢印は冷
却材の流れを示す。
【００１２】流量調整要素４は、ステンレス製の円管で
下側に入口孔５と上側に出口孔６を有してする。入口孔
５は、炉心下端付近に、出口孔６は、炉心上端よりも下
側に配置する。流量調整要素４の位置及び個数は、各燃
料集合体の集合体内発熱分布を考慮して、周辺にまた、
２個以上配置することができる。たとえば、ブランケッ
ト燃料集合体にチャンネル流量調整型燃料集合体を用い
た場合炉心中心側で平均の約２〜３倍の発熱があるた
め、図３のように設計される。
下側に入口孔５と上側に出口孔６を有してする。入口孔
５は、炉心下端付近に、出口孔６は、炉心上端よりも下
側に配置する。流量調整要素４の位置及び個数は、各燃
料集合体の集合体内発熱分布を考慮して、周辺にまた、
２個以上配置することができる。たとえば、ブランケッ
ト燃料集合体にチャンネル流量調整型燃料集合体を用い
た場合炉心中心側で平均の約２〜３倍の発熱があるた
め、図３のように設計される。
【００１３】下部のエントランスノズルは、通常の燃料
集合体と同様に、冷却材を取り入れ、炉心支持板に装着
することによりチャンネル流量調整型燃料集合体を支持
する。ラッパ管は、通常の燃料集合体と同じく、他の炉
心構成要素と冷却材流路を分離するとともに、構造的強
度を保持するように設計される。上端のハンドリングヘ
ッドは、冷却材の出口であるとともに、燃料交換機のつ
かみ代の役割を有する。
集合体と同様に、冷却材を取り入れ、炉心支持板に装着
することによりチャンネル流量調整型燃料集合体を支持
する。ラッパ管は、通常の燃料集合体と同じく、他の炉
心構成要素と冷却材流路を分離するとともに、構造的強
度を保持するように設計される。上端のハンドリングヘ
ッドは、冷却材の出口であるとともに、燃料交換機のつ
かみ代の役割を有する。
【００１４】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば、下
記のような効果を奏するものである。 チャンネル流量を流量調整要素及び流量抑制ロッドを
用いて効率的に燃料要素を冷却する。この結果、被覆管
最高温度を低くく、あるいは、冷却材の集合体出口温度
を高くすることができ、燃料寿命が長くなり、かつ、事
故時等の異常時に被覆管最高温度が低くくなるため、燃
料の破損を生じにくくする、あるいは、使用温度を上げ
ることにより、タービンの熱効率が上げる効果がある。
記のような効果を奏するものである。 チャンネル流量を流量調整要素及び流量抑制ロッドを
用いて効率的に燃料要素を冷却する。この結果、被覆管
最高温度を低くく、あるいは、冷却材の集合体出口温度
を高くすることができ、燃料寿命が長くなり、かつ、事
故時等の異常時に被覆管最高温度が低くくなるため、燃
料の破損を生じにくくする、あるいは、使用温度を上げ
ることにより、タービンの熱効率が上げる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すチャンネル流量調整型
燃料集合体の横断面図である。
燃料集合体の横断面図である。
【図２】本発明の一実施例を示すチャンネル流量調節型
燃料集合体の概念を示す縦断面図である。
燃料集合体の概念を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す流量調整要素の配置例
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
【図４】本発明の一実施例を示し、流量調整要素の有無
による流量の変化とチャンネル当りの出力密度を示すグ
ラフである。
による流量の変化とチャンネル当りの出力密度を示すグ
ラフである。
【図５】本発明の一実施例を示し、従来のワイヤスペー
サの場合、及び本発明の流量調整ロッドの場合による流
量の変化とチャンネル当りの出力密度を示すグラフであ
る。
サの場合、及び本発明の流量調整ロッドの場合による流
量の変化とチャンネル当りの出力密度を示すグラフであ
る。
【図６】本発明の一実施例を示し、通常の燃料集合体の
場合、及び本発明の流量調整要素と流量調整ロッドとを
併用した場合による流量の変化を示し、また、チャネル
当たりの出力密度を示す。
場合、及び本発明の流量調整要素と流量調整ロッドとを
併用した場合による流量の変化を示し、また、チャネル
当たりの出力密度を示す。
１ 流量抑制ロッド ２ ラッパ管 ３ 燃料要素 ４ 流量調整要素 ５ 入口孔 ６ 出口孔
Claims (1)
- 【請求項１】 六角形横断面のラッパ管と、該ラッパ管
内に規則的な格子状に配設された複数の燃料要素及び少
なくとも１本の流量調整要素と、前記ラッパ管の内壁及
びその内側の隣接する燃料要素で形成される空間にそれ
ぞれ配設された複数の流量抑制ロッドとを具備し、前記
流量調整要素は、円筒形で、炉心下端付近に冷却材の入
口孔が、炉心上端付近に冷却材の出口孔がそれぞれ配設
され、前記ラッパ管は下部にエントランスノズルが、上
端に出口孔を有するハンドリングヘッドがそれぞれ形成
されていることを特徴とするチャンネル流量調整型燃料
集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232257A JPH0763869A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | チャンネル流量調整型燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232257A JPH0763869A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | チャンネル流量調整型燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763869A true JPH0763869A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16936438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5232257A Withdrawn JPH0763869A (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | チャンネル流量調整型燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763869A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178178A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 核燃料集合体 |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP5232257A patent/JPH0763869A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178178A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 核燃料集合体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |