JPH0772279A - Pwr燃料集合体の下部ノズル - Google Patents

Pwr燃料集合体の下部ノズル

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JPH0772279A
JPH0772279A JP5246428A JP24642893A JPH0772279A JP H0772279 A JPH0772279 A JP H0772279A JP 5246428 A JP5246428 A JP 5246428A JP 24642893 A JP24642893 A JP 24642893A JP H0772279 A JPH0772279 A JP H0772279A
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JP
Japan
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plate
foreign matter
adapter plate
lower nozzle
fuel assembly
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Withdrawn
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JP5246428A
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English (en)
Inventor
Masaaki Kiyama
正昭 来山
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Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0772279A publication Critical patent/JPH0772279A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 PWR燃料集合体の下部ノズルにおいて、冷
却水中の異物を捕捉すると共に、この捕捉した異物をケ
ージ内に滞留させ、冷却水と上記異物の恒久的な分離と
除去とを図る。 【構成】 下部ノズルNのアダプタプレート3の外周部
下方に、側部,底部,内側部等の各プレート6,7,8
にて形成された異物捕捉ケージ10を付設し、冷却水流
による異物Dの側部移動現象を利用することにより、上
記アダプタプレート3下面で捕捉した異物を上記ケージ
10内に流入させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型原子炉(PW
R)にて使用される燃料集合体の下部ノズルに係り、詳
しくは、該ノズル脚部間を通り外方に流出する冷却水中
の異物を捕捉することにより、上記異物の燃料棒束部へ
の侵入を防止する下部ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】加圧水型原子炉にて使用される燃料集合
体は、多数の燃料棒を並列し、かつシンブル管等を混入
して複数の支持格子で支持せしめた燃料棒束部と、それ
を固定する上部ノズルと下部ノズルとで構成されてい
る。そして、上記下部ノズルNは、図14に示す如く、
燃料集合体の骨格となる上記シンブル管を固定する複数
のシンブルスクリュー穴1と多数の流水孔2とを有する
四角形のアダプタプレート3と、該アダプタプレート3
のコーナー部から垂下し、下部炉心板4との間に所定の
間隔を設けて上記アダプタプレート3を支持せしめる4
本の脚部5とによって構成されている。
【0003】一方、上記加圧水型原子炉においては、冷
却水は図13に示す如き下部炉心板4に設けられた流水
孔Hより燃料集合体の下部ノズルNに至り、この下部ノ
ズルNに至った冷却水は、図14に示すような下部ノズ
ルNにあけられた前記大小多数の流水孔2より燃料集合
体内へ流入し、支持格子・燃料棒の間を通って上部ノズ
ルに至る。そして、上部ノズルの流水孔を通過した冷却
水は蒸気発生器等を経て下部炉心板4へ至り循環する。
【0004】ところで、この冷却水の系統にまぎれ込ん
だ金属片等の異物は、下部ノズルを通過したのちは、支
持格子でとらえられることが多い。このとらえられた異
物は、冷却水流によって激しく振動し、周辺にある燃料
棒を傷つけることがある。そこで、従来においては、こ
の異物の燃料体内への流入を防ぐために、下部ノズルの
アダプタプレートの流水孔を小さくしたりする等、下部
ノズル下面からの流入を防ぐ方法を採用し、上記冷却水
中の異物を上記下部ノズルアダプタプレートの下面で捕
捉することにより、該異物による燃料棒損傷の防止を図
っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の異物対策では、上記アダプタプレートの下面にて異
物の燃料棒束部への侵入を一時的に阻止できても、恒久
的に捕捉しておくことは不可能である。即ち、例えば一
次冷却水の流速が何らかの理由で低下し、その後再び増
加した場合では、上記流速の減少により異物がアダプタ
プレートから沈降し、その後再び上昇することから、上
記アダプタプレートによって捕捉されていた異物にも再
度燃料棒束部への侵入の機会が与えられるからである。
【0006】従って、これらの点を考えた場合、一次冷
却水中の異物は燃料集合体のどこかの部分で滞留させ
て、燃料取替時に恒久的に上記冷却水から除去すること
が望ましい。
【0007】一方、本願の発明者等が上記問題について
鋭意研究を重ねる中で、透明な試験槽に模擬燃料集合体
を装荷して流水試験を繰り返し実施した結果、図12に
示すように、下部ノズルNのアダプタプレート3下面に
捕捉された異物Dは、断続的な挙動によりノズルNの側
部に向かって移動することを発見した。
【0008】本発明は、上記試験結果に基づいてなされ
たものであり、下部ノズルのアダプタプレートの周縁部
に異物捕捉ケージを形成することにより、捕捉した異物
を滞留せしめて該異物の恒久的な除去を図ることを目的
とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明下部ノズルの特徴は、前記多数の流水孔を有す
るアダプタプレートを、脚部により下部炉心板との間に
一定間隔を設けて支持せしめた下部ノズルにおいて、上
記アダプタプレートの外周部から垂下した側部プレート
と、この側部プレートの下端部から内方に延設された底
部プレートと、この底部プレートの内周部から上方に、
上記アダプタプレートとの間に間隔を設けて立設された
内側部プレートとを形成すると共に、少なくとも上記側
部プレートと底部プレートに、冷却水を通過させること
により異物を捕捉する通水部を具備せしめ、上記側部、
底部、内側部各プレートにより上記異物を捕捉し滞留さ
せる異物捕捉ケージを形成せしめたところにある。ま
た、上記下部ノズルにおいて、上記内側部プレートの上
端部から外方に、あご状の返りプレートを延設し、ある
いは、上記脚部の底板の外周部から上方に、上記通水部
を備えた脚用側部プレートを形成することも、前記異物
の捕捉・滞留機能をさらに増大させる上で有効である。
そして、上記アダプタプレートの一部や異物捕捉ケージ
に適度な圧力損失等を与えることにより、アダプタプレ
ート下面での異物の側部移動を促進することも好適であ
る。
【0010】
【作用】上記本発明の下部ノズルは、アダプタプレート
の外周部下方に、側部、底部、内側部各プレートにて形
成された異物捕捉ケージを設けたものであり、上記アダ
プタプレートの下面にて一旦捕捉した異物を、前記した
異物の移動現象を利用して上記ケージに滞留させ、この
異物の恒久性な分離および除去を図ることが可能であ
る。
【0011】
【実施例】以下、さらに添付図面を参照して、本発明の
実施例を説明する。
【0012】図1は本発明第1実施例の下部ノズルの正
面図、図2は同、底面図、図3は同、部分拡大端面図、
図4は図3の変形例を示す端面図、図5は同実施例の作
用を示す端面図である。
【0013】即ち、この実施例の下部ノズルNは、図
1,図2に示すように、シンブル管を固定する複数のシ
ンブルスクリュー穴1ならびに多数の流水孔2を有する
正方形のアダプタプレート3と、該アダプタプレート3
のコーナー部から垂下し、下部炉心板4との間に所定の
間隔を設けて上記アダプタプレート3を支持せしめる4
本の脚部5とを備えた基本的構成を有している。
【0014】一方、本発明では、上記下部ノズルNにお
いて、図3に示す如く、上記アダプタプレート3の外周
部から垂下した側部プレート6と、この側部プレート6
の下端部から内方に略水平に延設された底部プレート7
と、この底部プレート7の内周部から上方に、上記アダ
プタプレート3との間に異物流入用の間隔を設けて立設
された内側部プレート8とを形成している。そして、上
記側部プレート6と底部プレート7に、また好適には内
側部プレート8にも、冷却水を通させることにより異物
を捕捉する通水部9を具備せしめ、上記側部、底部、内
側部各プレート6,7,8により上記異物を捕捉し滞留
させる異物捕捉ケージ10を形成せしめている。この異
物捕捉ケージ10は、下部ノズルNと同じ材料によって
製作され、溶接等によってこの下部ノズルNに取り付け
られる。
【0015】上記通水部9としては、この第1実施例に
おいては、上記側部プレート6の流水孔6aならびに底
部プレート7のスリット孔7aによって形成している
が、第2実施例として図6,図7に示すように3mm角
程度の穴を有するメッシュ板6b,7bを採用すること
によって、より小さな異物まで捕捉・滞留させることも
可能である。
【0016】またさらに、上記第1,第2の各実施例に
おいて、図4に示す如く、内側部プレート8の上端部か
らノズルの外方に、あご状の返りプレート11を延出さ
せることも好適であり、かかる構成を採用することによ
って、燃料集合体を炉心から取り出す際に燃料集合体が
横倒しになったとしても、上記異物捕捉ケージ10から
の異物の脱落を防止することができる。
【0017】なお、この図4に示す異物捕捉ケージ10
では、側部プレート6と底部プレート7の各孔6a,7
aに図示の如きテーパTを施すことによってこの異物捕
捉ケージ10内に適度な圧力損失を起こし、またこれと
共にアダプタプレート3下面での冷却水の横流れを増大
させ、これらによって上記異物捕捉ケージ10への異物
の流入をより促進している。即ち、この例では上記冷却
水の横流れと圧力損失特性の改善とを両立させることが
できる。
【0018】そして、図8,図9に示すように、ノズル
Nの脚部5の底板5aの外周部からスリット状通水部9
を備えた脚用側部プレート12を上方に延出し、上記異
物捕捉ケージ10がないこの脚部5の位置で落下する異
物を収容することにより、上記ケージ10の捕捉機能を
補うことも好適である。(但し、ガイドピン用の穴5b
を有する2本の脚部は除く)。
【0019】他方、本発明では、下部ノズルNのアダプ
タプレート3下面での異物の側部移動を利用することか
ら、上記アダプタプレート下面の冷却水の横流れ成分を
より増やすことが好ましい。この冷却水の横流れ促進
は、前記した異物捕捉ケージ10の構造による以外に、
図10,図11に示すようにアダプタプレート3を改良
することによっても成すことが可能である。
【0020】即ち、図10に示すものは、アダプタプレ
ート3の下面を中央が下がり周辺部が上がるように形成
し、また図11に示すものは、流水孔2に施したテーパ
T全体を、アダプタプレート3の中央から周辺部に行く
に従い大きくなるよう形成している。これらの構成によ
って、冷却水の横流れは上記異物捕捉ケージ10に向か
って増大する。
【0021】しかして、以上説明した実施例の下部ノズ
ルにおいては、図5に示すように、アダプタプレート3
の下面にて一旦捕捉された異物Dを、自然の異物Dの側
部移動、ないしは上記の如く冷却水の横流れを利用する
ことにより、前記異物捕捉ケージ10に流入させる。こ
のケージ10に流入した異物は、例えば原子炉停止時等
の冷却材流速の低下時には上記ケージ10の底部プレー
ト7に着底し、該ケージ10に滞留したまま出ることが
なく、燃料の炉外への取り出しと共に恒久的に一次冷却
水から除去される。
【0022】以上、本発明の実施例を説明したが、上記
異物捕捉ケージを構成する、側部、底部、内側部、およ
び返り各プレート6,7,8,11は、例えば断面がU
字状またはC字状等に、連続して円弧をなすよう形成す
ることも可能である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明燃料集合体
の下部ノズルは、該ノズルのアダプタプレートの外周部
下方に、側部、底部、内側部等の各プレートにて形成さ
れた異物捕捉ケージを付設したものであり、冷却水流に
よる異物の側部移動現象を利用することにより、上記ア
ダプタプレート下面で一旦捕捉した異物を上記異物捕捉
ケージ内に流入させ、該ケージ内に滞留させることが可
能で、これにより冷却水流速が変化した場合でも上記異
物を連続的に保持し、冷却材と異物の恒久的な分離を図
ることが可能である。
【0024】即ち、上記本発明では、従来は炉内に取り
残されていた上記異物を燃料の取り出しと共に恒久的に
除去することができ、異物による燃料損傷の確率を大減
に低減するとの顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例の下部ノズルを示す正面図で
ある。
【図2】同、底面図である。
【図3】同、部分拡大端面図である。
【図4】図3の変形例を示す端面図である。
【図5】同実施例の作用を示す端面図である。
【図6】本発明他の実施例の下部ノズルを示す正面図で
ある。
【図7】同、底面図である。
【図8】本発明のさらに他の実施例を示す正面図であ
る。
【図9】同、底面側から見た斜視図である。
【図10】アダプタプレートを改良した本発明実施例を
示す一部断面正面図である。
【図11】アダプタプレートを改良した他の本発明実施
例を示す一部断面正面図である。
【図12】流水試験による異物の側部移動をしめす説明
図である。
【図13】下部炉心板流水孔と下部ノズルの位置関係を
示す説明図である。
【図14】従来の下部ノズル示す斜視図である。
【符号の説明】
1 シンブルスクリュー 2 下部ノズル流水孔 3 アダプタプレート 4 下部炉心板 5 脚部 6 側部プレート 7 底部プレート 8 内側部プレート 9 通水部 10 異物捕捉ケージ 11 返りプレート 12 脚用側部プレート N 下部ノズル D 異物 H 炉心板流水孔 T テーパ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の流水孔を有するアダプタプレート
    と、このアダプタプレートのコーナー部から垂下し、下
    部炉心板との間に一定の間隔を設けて上記アダプタプレ
    ートを支持する複数の脚部とを備えた燃料集合体の下部
    ノズルにおいて、上記アダプタプレートの外周部から垂
    下した側部プレートと、この側部プレートの下端部から
    内方に延設された底部プレートと、この底部プレートの
    内周部から上方に、上記アダプタプレートとの間に間隔
    を設けて立設された内側部プレートとを形成すると共
    に、少なくとも上記側部プレートと底部プレートに、冷
    却水を通過させることにより異物を捕捉する通水部を具
    備せしめ、上記側部、底部、内側部各プレートにより上
    記異物を捕捉し滞留させる異物捕捉ケージを形成せしめ
    たことを特徴とするPWR燃料集合体の下部ノズル。
  2. 【請求項2】 上記内側部プレートの上端部から外方
    に、あご状の返りプレートを延設した請求項1記載のP
    WR燃料集合体の下部ノズル。
  3. 【請求項3】 上記脚部の底板の外周部から上方に脚用
    側部プレートを形成し、この脚用側部プレートに、冷却
    水の通過により異物を捕捉する通水部を具備せしめた請
    求項1または2記載のPWR燃料集合体の下部ノズル。
  4. 【請求項4】 上記異物捕捉ケージに適度な圧力損失を
    与えることにより、上記アダプタプレート下面での冷却
    水の横流れを促進せしめた請求項1,2または3記載の
    PWR燃料集合体の下部ノズル。
  5. 【請求項5】 上記アダプタプレートの下面を、中央部
    が下がり周辺部が上がる形状に形成せしめて、上記アダ
    プタプレート下面での冷却水の横流れを促進した請求項
    1,2,3または4記載のPWR燃料集合体の下部ノズ
    ル。
  6. 【請求項6】 上記アダプタプレートの流水孔に下面側
    が拡がるテーパを設けると共に、これらテーパを上記ア
    ダプタプレートの中央から周辺部に行くに従い大きくな
    し、アダプタプレート下面での冷却水の横流れを促進し
    た請求項1,2,3,4または5記載のPWR燃料集合
    体の下部ノズル。
JP5246428A 1993-09-06 1993-09-06 Pwr燃料集合体の下部ノズル Withdrawn JPH0772279A (ja)

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