JPH08105988A - 原子燃料集合体 - Google Patents

原子燃料集合体

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JPH08105988A
JPH08105988A JP6266205A JP26620594A JPH08105988A JP H08105988 A JPH08105988 A JP H08105988A JP 6266205 A JP6266205 A JP 6266205A JP 26620594 A JP26620594 A JP 26620594A JP H08105988 A JPH08105988 A JP H08105988A
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JP
Japan
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holes
fuel assembly
water flow
lower nozzle
plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6266205A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Kiyama
正昭 来山
Daisuke Maruga
大輔 丸賀
Shinsuke Matsumoto
晋介 松本
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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 JPH08105988A publication Critical patent/JPH08105988A/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】 原子燃料集合体において、ワイヤ等の線状の
異物を下部ノズルの流水孔で捕捉する。 【構成】 下部ノズル・アダプタプレート8の流水孔7
の軸向角度7aを支持格子3′の流路方向10aに対し
て傾斜させ、かつ隣合う列の流水孔同士の傾きを互に逆
方向にしたことを特徴としている。

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に係り、詳しくは、下部
ノズルの流水孔を通って流出する冷却水中の異物を捕捉
する原子燃料集合体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6′は、図9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Sと多数の流水孔7′とを有す
る四角形のアダプタプレート8′と、該アダプタプレー
ト8′のコーナー部から垂下し、下部炉心板Bとの間に
所定の間隔を設けて上記アダプタプレート8′を支持せ
しめる4本の脚部12′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8に示す如き下部炉心板Bに設けられた炉心板
流水孔Hより燃料集合体の下部ノズル6′に至り、この
下部ノズル6′に至った冷却水は、図9に示すような下
部ノズル6′にあけられた前記多数の流水孔7′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B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、下部ノズルの流水孔を通過したの
ちは、燃料集合体の燃料棒の間に引掛かることが多く、
この引掛かった異物は、冷却水流によって激しく振動
し、燃料棒を傷つけることがある。
【0005】上記異物に対する対策としては、これま
で、異物の燃料集合体内への侵入を防止するという観点
から、下部ノズルの異物トラップ能力の改善、あるいは
最下部支持格子の異物トラップ能力の改善が行われてい
る。
【0006】上記、下部ノズルの異物トラップ能力の改
善には、アダプタプレート流水孔径の縮小や、異物フィ
ルターの取付けなどがある。しかし、これらの設計は集
合体の圧力損失を増加させるため、流水孔径やフィルタ
ーのメッシュ径を小さくすることには限度がある。この
ため、断面の小さな異物に対しては、その侵入を阻止す
ることは難しい。
【0007】一方、最下部支持格子の異物トラップ能力
の改善には、位置下げ、異物トラップ用ディンプルの追
加等が含まれる。最下部支持格子の位置下げは、支持格
子のストラップにより下部ノズル流水孔を分割して、よ
り小さな断面を有する異物まで、集合体内への侵入を阻
止しようと言うものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、異物を混入
した流水試験を行い燃料集合体下部ノズル部を観察した
結果、以上述べてきた異物対策はいずれも、最小断面の
径が4mm以上の異物に対しては有効であるが、断面が
小さなワイヤーのような直径が2mm以下の線状の異物
に対しては殆ど用をなさないことが分かった。
【0009】高速度ビデオを用いた観察によれば、これ
らの線状異物は、下部ノズルに衝突した後、冷却材の流
れ方向にその長手方向を一致させようとする傾向があ
る。従って、下部ノズルアダプタプレート流水孔に先端
を入れた線状の異物Tは、図7に示すように、その長手
方向を燃料集合体軸方向に一致させるように姿勢を変
え、集合体内に侵入していく。このような姿勢をとる異
物Tに対しては、下部ノズル6′あるいは下部ノズル
6′と最下部支持格子3′との組み合わせによりトラッ
プできる確率は極めて低いと言わざるをえない。
【0010】本発明は上記の如き実状に鑑み、下部ノズ
ルの流水孔に新規な構成を見出すことによって、上記ワ
イヤ等の線状の異物を上記下部ノズルにおいて捕捉する
ことを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明の原子燃料集合体の特徴は、下部ノズルのアダ
プタプレート上面に支持格子を近接させ、該支持格子の
格子板にて上記アダプタプレートの流水孔出口を細分化
してなる燃料集合体において、上記流水孔の軸角度を上
記支持格子の流路方向に対して傾斜させ、かつ隣合う列
の流水孔同士の傾きを互いに逆方向となしたところにあ
る。
【0012】また、上記本発明の燃料集合体において、
上記アダプタプレートの下方に多数の流水孔を有するフ
ロントプレートを配設し、これら流水孔の軸角度を、上
方に位置する前記アダプタプレートの流水孔に対し逆方
向に傾斜せしめることも可能である。
【0013】そして、上記アダプタプレート及びフロン
トプレートの流水孔の軸角度としては、捕捉する異物が
長い程小さい傾斜で済むが、実際上は上記略垂直に形成
される流路に対し、概ね20〜40度の範囲で傾斜する
ことが好適である。
【0014】
【作用】上記本発明の燃料集合体では、流水孔と支持格
子とが形成する経路がくの字状に屈曲することから、こ
の屈曲した経路により前述の如き線状の異物を詰まらせ
て、これを捕捉することが可能となる。
【0015】そして、隣合う列の流水孔同士の傾きを逆
とすることにより、下部ノズルから上昇する冷却材流に
一方向に偏る横流れ成分を発生させずに、均一な炉心の
冷却作用を維持することが可能である。
【0016】また、前記の如くフロントプレートを配設
することにより、上記のくの字状の経路が2段となり、
異物の捕捉確率をより向上させることが可能である。
【0017】
【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。
【0018】図1は本発明実施例燃料集合体の下部ノズ
ル・アダプタプレートと支持格子を示す部分拡大断面
図、図2は同実施例のアダプタプレートの部分拡大斜視
図、図3は同実施例燃料集合体の概要図、図4は同、燃
料集合体の下部ノズルと最下部支持格子を示す説明図で
ある。
【0019】上記本発明実施例の燃料集合体は、図3に
示すように、多数の燃料棒1を並列すると共に、これに
シンブル管2等を混入して、複数の支持格子3で支持せ
しめた燃料棒束部4と、この燃料棒束部4を固定する上
部ノズル5及び下部ノズル6とを具備する構成を有して
いる。そして、図4にも示すように、上記燃料集合体で
は、多数の流水孔7を有する下部ノズル6のアダプタプ
レート8上面に、最下部の支持格子3′を当接させて、
この支持格子3′の格子板9にて上記流水孔7の出口を
十文字状に細分化している。
【0020】また、上記アダプタプレート8の上面に当
接させる支持格子としては、上記最下部支持格子3′を
下げる代わりに、板材を格子状に組み合わせた異物対策
専用の支持格子(図示せず)を上記アダプタプレート8
上面に接するように追加することも可能である。
【0021】一方、本発明実施例では、上記の如き燃料
集合体において、図1に示すように上記流水孔7の軸角
度7aを、全て上記格子板9が形成する流路10の方向
10aに対し約30度の角度で傾斜するよう上記流水孔
7を形成せしめ、さらに図2に示すように、隣合う列の
流水孔7同士の傾きを互いに逆方向にそろえている。
【0022】これら流水孔7の軸角度は、捕捉しようと
する異物の長さや上記アダプタプレート8の厚さによっ
ても異なってくるが、上記略垂直に形成される流路10
の流路方向10aに対し、概ね20〜40度の範囲で傾
斜することが、ワイヤ等の線状の異物を捕捉する上で好
適である。
【0023】他方、図5及び図6に示すものは本発明第
2実施例の燃料集合体であり、この実施例では先の第1
実施例の構成に加えて、アダプタプレート8の下方にフ
ロントプレート11を下部ノズル6の脚部12に固定せ
しめて配設し、このフロントプレート11全体に多数形
成された流水孔13の軸角度を、上方に位置する上記ア
ダプタプレート8の流水孔7の列に対し逆方向に傾斜さ
せている。すなわち、このフロントプレート11におい
ても、隣合う列の流水孔13同士の傾きは互いに逆方向
となしている。このフロントプレート11の流水孔13
の傾斜角度も、先に説明したアダプタプレート8の流水
孔7の傾斜角度と同様の範囲が好適である。
【0024】なお、この実施例では、図5に示すよう
に、上記フロントプレート11の流水孔13を、上方の
アダプタプレート流水孔7の真下に重ならないように所
要ずらせた位置に配設している。
【0025】しかして、上記構成を有する本発明実施例
の燃料集合体においては、図1に示す如く長尺棒状の異
物Tが下部ノズル6の流水孔7を通過しようとした場合
でも、上記流水孔7と支持格子3とが形成する経路がく
の字状に屈曲することから、図示の如く異物Tをこの屈
曲した経路にて詰まらせて、これを捕捉することが可能
である。
【0026】そして、隣合う列の流水孔7,13同士の
傾きを逆としたことにより、下部ノズル6から上昇する
冷却材流に一方向に偏る横流れ成分を発生させず、均一
な炉心の冷却作用を維持することが可能である。
【0027】また、本発明の第2実施例では、前記の如
くフロントプレート11を配したことにより、上記のく
の字状の経路が2段となり、異物の捕捉確率をより一層
向上させることが可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の原子燃料
集合体は、下部ノズル・アダプタプレートの流水孔の軸
角度を上記支持格子の流路方向に対して傾斜させ、かつ
隣合う列の流水孔同士の傾きを互いに逆方向となしたも
のであり、ワイヤ等の線状の異物が上記流水孔を通過し
ようとした場合でも、上記異物をこの経路で詰まらせて
捕捉することができ、しかも前記隣合う列の流水孔同士
の傾きを逆としたことにより、下部ノズルから上昇する
冷却材流に一方向に偏る横流れ成分を発生させずに均一
な炉心の冷却作用を維持せしめ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】本発明実施例燃料集合体の下部ノズル・アダプ
タプレートと支持格子を示す部分拡大断面図である。
【図2】同実施例のアダプタプレートの部分拡大斜視図
である。
【図3】同実施例燃料集合体の概要図である。
【図4】同、燃料集合体の下部ノズルと最下部支持格子
を示す説明図である。
【図5】本発明第2実施例のアダプタプレート、フロン
トプレート、および支持格子を示す部分拡大断面図であ
る。
【図6】同、支持格子とフロントプレートを示す斜視図
である。
【図7】従来例燃料集合体の下部ノズル・アダプタプレ
ートと支持格子を示す部分拡大断面図である。
【図8】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9】従来例の下部ノズルを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 燃料棒 2 シンブル管 3 支持格子 4 燃料棒束部 5 上部ノズル 6 下部ノズル 7 流水孔 7a 流水孔の軸角度 8 アダプタプレート 9 格子板 10 支持格子の流路 10a 流路の方向 11 フロントプレート 12 下部ノズル脚部 13 フロントプレート流水孔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の流水孔を有する下部ノズルのアダ
    プタプレート上面に支持格子を近接させ、この支持格子
    の格子板にて上記流水孔出口を細分化してなる原子燃料
    集合体において、上記流水孔の軸角度を上記支持格子の
    流路方向に対して傾斜させ、かつ隣合う列の流水孔同士
    の傾きを互いに逆方向となしたことを特徴とする原子燃
    料集合体。
  2. 【請求項2】 上記アダプタプレートの下方に多数の流
    水孔を有するフロントプレートを配設し、これら流水孔
    の軸角度を、上方に位置する前記アダプタプレートの流
    水孔に対し逆方向に傾斜せしめた請求項1記載の原子燃
    料集合体。
  3. 【請求項3】 上記アダプタプレート及びフロントプレ
    ートの流水孔の軸角度が、上記略垂直に形成される支持
    格子の流路に対し、約20〜40度の範囲で傾斜する請
    求項1または2記載の原子燃料集合体。
JP6266205A 1994-10-04 1994-10-04 原子燃料集合体 Withdrawn JPH08105988A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006189434A (ja) * 2004-12-30 2006-07-20 Global Nuclear Fuel Americas Llc デブリフィルタ
WO2012073461A1 (ja) 2010-12-03 2012-06-07 原子燃料工業株式会社 デブリフィルタ
CN108010590A (zh) * 2017-12-18 2018-05-08 岭澳核电有限公司 突起式下管座及燃料组件

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Effective date: 20020115