JPH08110389A - 加圧水型原子炉用燃料集合体及び炉心 - Google Patents
加圧水型原子炉用燃料集合体及び炉心Info
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- JPH08110389A JPH08110389A JP6270144A JP27014494A JPH08110389A JP H08110389 A JPH08110389 A JP H08110389A JP 6270144 A JP6270144 A JP 6270144A JP 27014494 A JP27014494 A JP 27014494A JP H08110389 A JPH08110389 A JP H08110389A
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- 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
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高圧損グリッドの燃料集合体の基本設計（グ
リッド、上下部ノズル等）を変更することなく、このＤ
ＮＢペナルティを緩和する加圧水型原子炉用燃料集合体
及び炉心を得る。 【構成】 下端部に下部ノズルを貫いてこのノズル下方
空間と連通する連通孔を有した制御棒案内管の軸方向中
部領域に、炉心部空間と連通する炉心連通孔を備え、前
記ノズル下方空間から炉心空間に到るバイパス流路を形
成したものである。
リッド、上下部ノズル等）を変更することなく、このＤ
ＮＢペナルティを緩和する加圧水型原子炉用燃料集合体
及び炉心を得る。 【構成】 下端部に下部ノズルを貫いてこのノズル下方
空間と連通する連通孔を有した制御棒案内管の軸方向中
部領域に、炉心部空間と連通する炉心連通孔を備え、前
記ノズル下方空間から炉心空間に到るバイパス流路を形
成したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば冷却材の圧力損失
の相違する加圧水型原子炉用燃料集合体において、高い
圧力損失を緩和する燃料集合体及びこの燃料集合体を装
荷した炉心に関するものである。
の相違する加圧水型原子炉用燃料集合体において、高い
圧力損失を緩和する燃料集合体及びこの燃料集合体を装
荷した炉心に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は沸騰伝熱曲線を示す線図であり、
図において、縦軸は熱流束ｑ”の対数，横軸は伝熱面過
熱温度（伝熱面温度と飽和液温度との差）ΔＴSAT の対
数を示す。軽水炉（加圧水型及び沸騰水型）では、冷却
材による燃料の円滑な冷却を維持し、燃料の健全性を確
保するために燃料棒表面にて膜沸騰状態にならないよう
に設計し管理している。これは、図３に示すように膜沸
騰状態では、燃料棒表面からの熱流束が著しく低下し、
燃料棒表面温度が急激に上昇するためである。
図において、縦軸は熱流束ｑ”の対数，横軸は伝熱面過
熱温度（伝熱面温度と飽和液温度との差）ΔＴSAT の対
数を示す。軽水炉（加圧水型及び沸騰水型）では、冷却
材による燃料の円滑な冷却を維持し、燃料の健全性を確
保するために燃料棒表面にて膜沸騰状態にならないよう
に設計し管理している。これは、図３に示すように膜沸
騰状態では、燃料棒表面からの熱流束が著しく低下し、
燃料棒表面温度が急激に上昇するためである。
【０００３】加圧水型原子炉では、このような膜沸騰領
域への移行を図３中の核沸騰離脱点（ＤＮＢ(Departure
from Nucleate Boiling) ）を指標に運転及びその監視
を行っている。具体的には核沸騰離脱点（以下、ＤＮＢ
と記す）に到る燃料棒表面の熱流束（所謂「限界熱流束
ｑ"DNB」）を次のような相関式により予測評価し、各燃
料棒表面熱流束がｑ"DNBを越えないようにしている。
域への移行を図３中の核沸騰離脱点（ＤＮＢ(Departure
from Nucleate Boiling) ）を指標に運転及びその監視
を行っている。具体的には核沸騰離脱点（以下、ＤＮＢ
と記す）に到る燃料棒表面の熱流束（所謂「限界熱流束
ｑ"DNB」）を次のような相関式により予測評価し、各燃
料棒表面熱流束がｑ"DNBを越えないようにしている。
【０００４】 ｑ"DNB＝ｆ（Ｐ，Ｇ，Ｄ，Ｘ・・・） …(1) Ｐ：圧力，Ｇ：質量速度，Ｄ：燃料棒直径，Ｘ：局所ク
オリティ
オリティ
【０００５】尚、ＤＮＢとは、核沸騰の状態から熱負荷
をしだいに上げていき、あるところまでくると、気泡の
合体が顕著になって発泡の挙動も核沸騰における独立発
泡核からの発泡とは様子がかけ離れてくる。そのような
核沸騰からのずれの始まる点をいう。
をしだいに上げていき、あるところまでくると、気泡の
合体が顕著になって発泡の挙動も核沸騰における独立発
泡核からの発泡とは様子がかけ離れてくる。そのような
核沸騰からのずれの始まる点をいう。
【０００６】また、「限界熱流束ｑ"DNB」とは、沸騰状
態における伝熱の熱流束と伝熱面過熱度（伝熱面温度と
飽和液温度との差）との関係は図のような沸騰伝熱曲線
に従うが、核沸騰から膜沸騰に移る境目のところで熱流
束は極限値をとり、この点の熱流束のことを限界熱流束
という。熱負荷が限界熱流束に達するとバーンアウトを
生じる可能性があるので、この点が熱設計上の限界とな
っている。
態における伝熱の熱流束と伝熱面過熱度（伝熱面温度と
飽和液温度との差）との関係は図のような沸騰伝熱曲線
に従うが、核沸騰から膜沸騰に移る境目のところで熱流
束は極限値をとり、この点の熱流束のことを限界熱流束
という。熱負荷が限界熱流束に達するとバーンアウトを
生じる可能性があるので、この点が熱設計上の限界とな
っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４は加圧水型原子炉
用燃料集合体の構成を示す説明図である。図４に示す通
り、加圧水型原子炉用燃料集合体は、複数本の燃料棒(4
1)と、上部ノズル(42)から下部ノズル(43)に差し渡され
た制御棒案内管(44)とを７つの支持格子（グリッド）(4
5)によって、バンドル状に束ねて構成されている。
用燃料集合体の構成を示す説明図である。図４に示す通
り、加圧水型原子炉用燃料集合体は、複数本の燃料棒(4
1)と、上部ノズル(42)から下部ノズル(43)に差し渡され
た制御棒案内管(44)とを７つの支持格子（グリッド）(4
5)によって、バンドル状に束ねて構成されている。
【０００８】図に示す、１４×１４の燃料集合体では、
１６本の制御棒案内管(44)が中央部１本の炉内計装用案
内管と共に配されている。この燃料集合体では、燃料棒
(41)（燃料被覆管），上部ノズル(42)，下部ノズル(4
3)，及び制御棒案内管(44)が同一のものでも、グリッド
(45)の設計の相違から、得られる燃料集合体の圧力損失
が相違することがある。
１６本の制御棒案内管(44)が中央部１本の炉内計装用案
内管と共に配されている。この燃料集合体では、燃料棒
(41)（燃料被覆管），上部ノズル(42)，下部ノズル(4
3)，及び制御棒案内管(44)が同一のものでも、グリッド
(45)の設計の相違から、得られる燃料集合体の圧力損失
が相違することがある。
【０００９】図５はグリッド設計から圧損特性の異なる
２種類の燃料集合体を隣接させた場合の流路を示す説明
図である。図に示すように、２種類の燃料集合体のう
ち、燃料集合体ａは高い圧力損失となる高圧損グリッド
(45a) を有する燃料集合体ａであり、燃料集合体ｂは燃
料集合体ａに比べて低い圧力損失となる低圧損グリッド
(45b) を有する燃料集合体ｂである。燃料集合体ａを通
る流路Ａの流速は低圧損グリッドの流路Ｂの流速よりも
小さい。
２種類の燃料集合体を隣接させた場合の流路を示す説明
図である。図に示すように、２種類の燃料集合体のう
ち、燃料集合体ａは高い圧力損失となる高圧損グリッド
(45a) を有する燃料集合体ａであり、燃料集合体ｂは燃
料集合体ａに比べて低い圧力損失となる低圧損グリッド
(45b) を有する燃料集合体ｂである。燃料集合体ａを通
る流路Ａの流速は低圧損グリッドの流路Ｂの流速よりも
小さい。
【００１０】ところで、図５に示すように、グリッド設
計から圧力損失（以下、「圧損」と記す）特性の相違す
る例えば２種の燃料集合体を混在させた場合には、高圧
損グリッドの集合体では低圧損グリッドに比べ冷却材は
流れにくい。このため(1) 式により、冷却材の質量速度
Ｇが小さくなる高圧損グリッドの集合体ではｑ"DNBも小
さくなりよりＤＮＢが発生し易くなる。これは取替炉心
の燃料装荷位置を決定する取替炉心設計の条件を狭め、
その設計フレキシビリティを低減させるものである。
計から圧力損失（以下、「圧損」と記す）特性の相違す
る例えば２種の燃料集合体を混在させた場合には、高圧
損グリッドの集合体では低圧損グリッドに比べ冷却材は
流れにくい。このため(1) 式により、冷却材の質量速度
Ｇが小さくなる高圧損グリッドの集合体ではｑ"DNBも小
さくなりよりＤＮＢが発生し易くなる。これは取替炉心
の燃料装荷位置を決定する取替炉心設計の条件を狭め、
その設計フレキシビリティを低減させるものである。
【００１１】従って、加圧水型原子炉において、グリッ
ド（支持格子）設計から圧損特性の異なる２種の燃料を
混在させる場合に、高圧損グリッドの燃料集合体におい
ては、相対的に流量低下が生じ、「ＤＮＢＲ」がより厳
しくなる（所謂、ＤＮＢペナルティ）。尚、「ＤＮＢ
Ｒ」とは、燃料棒表面に蒸気の膜が形成されて急激な伝
熱劣化の始まるＤＮＢ熱負荷と呼ばれる燃料棒表面の限
界熱負荷の値を、運転熱負荷の値で割った指標である。
ド（支持格子）設計から圧損特性の異なる２種の燃料を
混在させる場合に、高圧損グリッドの燃料集合体におい
ては、相対的に流量低下が生じ、「ＤＮＢＲ」がより厳
しくなる（所謂、ＤＮＢペナルティ）。尚、「ＤＮＢ
Ｒ」とは、燃料棒表面に蒸気の膜が形成されて急激な伝
熱劣化の始まるＤＮＢ熱負荷と呼ばれる燃料棒表面の限
界熱負荷の値を、運転熱負荷の値で割った指標である。
【００１２】本発明は、このような高圧損グリッドの燃
料集合体の基本設計（グリッド、上下部ノズル等）を変
更することなく、このＤＮＢペナルティを緩和する加圧
水型原子炉用燃料集合体及び炉心を得ることを目的とす
る。
料集合体の基本設計（グリッド、上下部ノズル等）を変
更することなく、このＤＮＢペナルティを緩和する加圧
水型原子炉用燃料集合体及び炉心を得ることを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本請求項１に記載された
発明に係る加圧水型原子炉用燃料集合体では、燃料棒
と、上部ノズルから下部ノズルに差し渡された制御棒案
内管とをバンドル状に束ねた加圧水型原子炉用燃料集合
体において、下端部に前記下部ノズルを貫いて該ノズル
下方空間と連通する連通孔を有した制御棒案内管の軸方
向中部領域に、炉心部空間と連通する炉心連通孔を備
え、前記ノズル下方空間から炉心空間に到るバイパス流
路を形成したものである。
発明に係る加圧水型原子炉用燃料集合体では、燃料棒
と、上部ノズルから下部ノズルに差し渡された制御棒案
内管とをバンドル状に束ねた加圧水型原子炉用燃料集合
体において、下端部に前記下部ノズルを貫いて該ノズル
下方空間と連通する連通孔を有した制御棒案内管の軸方
向中部領域に、炉心部空間と連通する炉心連通孔を備
え、前記ノズル下方空間から炉心空間に到るバイパス流
路を形成したものである。
【００１４】本請求項２に記載された発明に係る加圧水
型原子炉の炉心では、内部に下方から上方に向けて循環
される冷却水による圧力損失が同程度の幾つかの燃料集
合体を装荷した加圧水型原子炉の炉心において、前記幾
つかの燃料集合体が、下方空間から、制御棒案内管の下
端部の下部ノズルを貫いて前記下方空間と連通する連通
孔と、前記制御棒案内管の軸方向中部領域に形成された
炉心部空間と連通する炉心連通孔とを経て炉心空間に到
るバイパス流路によって、他の燃料集合体と同程度の圧
力損失にされた燃料集合体を含むものである。
型原子炉の炉心では、内部に下方から上方に向けて循環
される冷却水による圧力損失が同程度の幾つかの燃料集
合体を装荷した加圧水型原子炉の炉心において、前記幾
つかの燃料集合体が、下方空間から、制御棒案内管の下
端部の下部ノズルを貫いて前記下方空間と連通する連通
孔と、前記制御棒案内管の軸方向中部領域に形成された
炉心部空間と連通する炉心連通孔とを経て炉心空間に到
るバイパス流路によって、他の燃料集合体と同程度の圧
力損失にされた燃料集合体を含むものである。
【００１５】
【作用】本発明においては、下端部に下部ノズルを貫い
てこのノズル下方空間と連通する連通孔を有した制御棒
案内管の軸方向中部領域に、炉心部空間と連通する炉心
連通孔を備え、前記ノズル下方空間から炉心空間に到る
バイパス流路を形成したものであるため、燃料集合体の
圧力損失を低下させることができる。また、冷却材の流
量の低下によって生じるＤＮＢペナルティを緩和するこ
とができる。
てこのノズル下方空間と連通する連通孔を有した制御棒
案内管の軸方向中部領域に、炉心部空間と連通する炉心
連通孔を備え、前記ノズル下方空間から炉心空間に到る
バイパス流路を形成したものであるため、燃料集合体の
圧力損失を低下させることができる。また、冷却材の流
量の低下によって生じるＤＮＢペナルティを緩和するこ
とができる。
【００１６】即ち、加圧水型原子炉用燃料集合体の制御
棒案内管の全部又は一部に、大きな局所圧損を生じるグ
リッド部を通過しない前記バイパス流路を形成すること
により、そのバイパス流路の大きさ，数に応じて燃料集
合体の圧力損失を低下させることができる。
棒案内管の全部又は一部に、大きな局所圧損を生じるグ
リッド部を通過しない前記バイパス流路を形成すること
により、そのバイパス流路の大きさ，数に応じて燃料集
合体の圧力損失を低下させることができる。
【００１７】従って、例えばバイパス流路の大きさ，数
を選択することにより、高い圧力損失を生じるグリッド
を有する燃料集合体の平均的圧損を減少させ、低い圧力
損失を生じるグリッドを有する燃料集合体との冷却材流
量の差を減少もしくは同等なものにすることができる。
を選択することにより、高い圧力損失を生じるグリッド
を有する燃料集合体の平均的圧損を減少させ、低い圧力
損失を生じるグリッドを有する燃料集合体との冷却材流
量の差を減少もしくは同等なものにすることができる。
【００１８】ところで、このようなバイパス流路を通る
冷却材は全く燃料棒の冷却には寄与しない。このため、
単にグリッド部を通過しない別の流路を形成して、燃料
集合体としての冷却材の流量を確保しても、前述のＤＮ
Ｂペナルティを緩和することにはつながらない。そこ
で、通常ＤＮＢがより厳しくなる集合体上部領域では制
御棒案内管の外へ冷却材が流出していくように工夫する
必要がある。
冷却材は全く燃料棒の冷却には寄与しない。このため、
単にグリッド部を通過しない別の流路を形成して、燃料
集合体としての冷却材の流量を確保しても、前述のＤＮ
Ｂペナルティを緩和することにはつながらない。そこ
で、通常ＤＮＢがより厳しくなる集合体上部領域では制
御棒案内管の外へ冷却材が流出していくように工夫する
必要がある。
【００１９】従って、本発明では炉心連通孔を制御棒案
内管の軸方向中部領域に設けたために、通常ＤＮＢがよ
り厳しくなる集合体上部領域では制御棒案内管の外へ冷
却材が流出するため、冷却材の流量の低下によって生じ
るＤＮＢペナルティを緩和することができる。このた
め、炉心連通孔を設ける軸方向中部領域は、炉心全長の
下から４０〜７０％が好ましい。
内管の軸方向中部領域に設けたために、通常ＤＮＢがよ
り厳しくなる集合体上部領域では制御棒案内管の外へ冷
却材が流出するため、冷却材の流量の低下によって生じ
るＤＮＢペナルティを緩和することができる。このた
め、炉心連通孔を設ける軸方向中部領域は、炉心全長の
下から４０〜７０％が好ましい。
【００２０】尚、炉心連通孔での制御棒案内管の内外圧
力差を考慮した場合、冷却材が高い圧力損失を生じるグ
リッド部を介さない内部の方が高圧力であり、従って冷
却材はこの炉心連通孔よりスムーズに制御棒案内管の外
部へ流出し、燃料集合体上部領域でのＤＮＢを改善す
る。
力差を考慮した場合、冷却材が高い圧力損失を生じるグ
リッド部を介さない内部の方が高圧力であり、従って冷
却材はこの炉心連通孔よりスムーズに制御棒案内管の外
部へ流出し、燃料集合体上部領域でのＤＮＢを改善す
る。
【００２１】また、本発明においては、加圧水型原子炉
の炉心に装荷した幾つかの燃料集合体が、下方空間か
ら、制御棒案内管の下端部の下部ノズルを貫いて前記下
方空間と連通する連通孔と、前記制御棒案内管の軸方向
中部領域に形成された炉心部空間と連通する炉心連通孔
とを経て炉心空間に到るバイパス流路によって、他の燃
料集合体と同程度の圧力損失にされた燃料集合体を含む
ものであるため、圧損特性の異なる２種の燃料集合体を
炉心に混在させた場合でも、高圧損グリッドの燃料集合
体の基本設計（グリッド、上下部ノズル等）を変更する
ことなく、ＤＮＢペナルティを緩和することができる。
の炉心に装荷した幾つかの燃料集合体が、下方空間か
ら、制御棒案内管の下端部の下部ノズルを貫いて前記下
方空間と連通する連通孔と、前記制御棒案内管の軸方向
中部領域に形成された炉心部空間と連通する炉心連通孔
とを経て炉心空間に到るバイパス流路によって、他の燃
料集合体と同程度の圧力損失にされた燃料集合体を含む
ものであるため、圧損特性の異なる２種の燃料集合体を
炉心に混在させた場合でも、高圧損グリッドの燃料集合
体の基本設計（グリッド、上下部ノズル等）を変更する
ことなく、ＤＮＢペナルティを緩和することができる。
【００２２】尚、本発明において、バイパス流路は、制
御棒案内管の下端部の下部ノズルを貫いて前記下方空間
と連通する連通孔と、前記制御棒案内管の軸方向中部領
域に形成された炉心部空間と連通する炉心連通孔とを経
て炉心空間に到る流路である。これは、加圧水型の燃料
集合体には、他のバイパス流路を形成する余裕がないた
め、γ発熱などの冷却のために水が透される制御棒案内
管を利用するものであり、他の集合体の中心に設けられ
ている計装管は対象外である。
御棒案内管の下端部の下部ノズルを貫いて前記下方空間
と連通する連通孔と、前記制御棒案内管の軸方向中部領
域に形成された炉心部空間と連通する炉心連通孔とを経
て炉心空間に到る流路である。これは、加圧水型の燃料
集合体には、他のバイパス流路を形成する余裕がないた
め、γ発熱などの冷却のために水が透される制御棒案内
管を利用するものであり、他の集合体の中心に設けられ
ている計装管は対象外である。
【００２３】
【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を示す燃料集
合体の制御棒案内管の構成を示す説明図である。図２は
図１に示した制御棒案内管を装荷した高圧損グリッドを
有する燃料集合体と低圧損グリッドを有する燃料集合体
とを隣接させた場合の流路を示す説明図である。
合体の制御棒案内管の構成を示す説明図である。図２は
図１に示した制御棒案内管を装荷した高圧損グリッドを
有する燃料集合体と低圧損グリッドを有する燃料集合体
とを隣接させた場合の流路を示す説明図である。
【００２４】図１及び図２に示すように、本実施例で
は、案内管下部端栓(16)を介して下部ノズル(13)に連結
される全長約4000ｍｍの制御棒案内管(14)の軸方向中部
（下端から約2000ｍｍの）に周上に３列に並んで設けら
れた炉心連通孔(10)を備えた制御棒案内管(14)を高圧損
グリッド(15a) を有する燃料集合体ａに用いている。
は、案内管下部端栓(16)を介して下部ノズル(13)に連結
される全長約4000ｍｍの制御棒案内管(14)の軸方向中部
（下端から約2000ｍｍの）に周上に３列に並んで設けら
れた炉心連通孔(10)を備えた制御棒案内管(14)を高圧損
グリッド(15a) を有する燃料集合体ａに用いている。
【００２５】図２に示すように、グリッド(15)で燃料棒
(11)と、上部ノズル（図示せず）から下部ノズル(13)に
差し渡された制御棒案内管(14)とを束ねた燃料集合体に
おいて、燃料棒(11)，制御棒案内管(14)，高圧損グリッ
ド(15a) の間を通る流路Ａの流速は、同じく燃料棒(1
1)，制御棒案内管(14)，低圧損グリッド(15b) の間を通
る流路Ｂの流速よりも小さい。
(11)と、上部ノズル（図示せず）から下部ノズル(13)に
差し渡された制御棒案内管(14)とを束ねた燃料集合体に
おいて、燃料棒(11)，制御棒案内管(14)，高圧損グリッ
ド(15a) の間を通る流路Ａの流速は、同じく燃料棒(1
1)，制御棒案内管(14)，低圧損グリッド(15b) の間を通
る流路Ｂの流速よりも小さい。
【００２６】しかしながら、燃料集合体ａには、バイパ
ス流路Ｃが形成されている。このバイパス流路Ｃは、下
端部に下部ノズル(13)を貫いてこのノズル下方空間と連
通する連通孔(17)を有した制御棒案内管(14)の軸方向中
部領域に、炉心部空間と連通する炉心連通孔(10)を備え
たものである。
ス流路Ｃが形成されている。このバイパス流路Ｃは、下
端部に下部ノズル(13)を貫いてこのノズル下方空間と連
通する連通孔(17)を有した制御棒案内管(14)の軸方向中
部領域に、炉心部空間と連通する炉心連通孔(10)を備え
たものである。
【００２７】このように大きな局所圧損を生じるグリッ
ド部を介さない新たなバイパス流路Ｃを設けてやること
により、高圧損グリッド集合体の平均的圧損を減少さ
せ、低圧損グリッド集合体との冷却材流量の差を減少も
しくは同等なものにすることができる。
ド部を介さない新たなバイパス流路Ｃを設けてやること
により、高圧損グリッド集合体の平均的圧損を減少さ
せ、低圧損グリッド集合体との冷却材流量の差を減少も
しくは同等なものにすることができる。
【００２８】ところで、単に流路Ｃを通る冷却材は全く
燃料棒(11)の冷却には寄与しないため集合体としての流
量を確保しても、前述のＤＮＢペナルティを緩和するこ
とにはつながらない。そこで通常ＤＮＢがより厳しくな
る集合体上部領域では制御棒案内管の外へ冷却材が流出
していくように工夫する必要がある。炉心連通孔(10)を
制御棒案内管の中部領域に設けたのはそのためである。
燃料棒(11)の冷却には寄与しないため集合体としての流
量を確保しても、前述のＤＮＢペナルティを緩和するこ
とにはつながらない。そこで通常ＤＮＢがより厳しくな
る集合体上部領域では制御棒案内管の外へ冷却材が流出
していくように工夫する必要がある。炉心連通孔(10)を
制御棒案内管の中部領域に設けたのはそのためである。
【００２９】尚、炉心連通孔での制御棒案内管の内外圧
力差を見た場合、冷却材が高圧損グリッド部を介さない
内部の方が高圧力であり、従って冷却材はこの炉心連通
孔よりスムーズに案内管外部へ流出していく。
力差を見た場合、冷却材が高圧損グリッド部を介さない
内部の方が高圧力であり、従って冷却材はこの炉心連通
孔よりスムーズに案内管外部へ流出していく。
【００３０】以上のように本発明では、集合体の僅かな
設計変更により混在炉心における異種燃料間の流量差を
低減もしくは無くしＤＮＢペナルティ緩和もしくはなく
すことができる。
設計変更により混在炉心における異種燃料間の流量差を
低減もしくは無くしＤＮＢペナルティ緩和もしくはなく
すことができる。
【００３１】ところで、本発明では、ＤＮＢ特性を向上
させる別の効果もある。それは図２において高圧損集合
体上部で流路Ａに加わる流路Ｃの冷却材は集合体下部ノ
ズル入口から発熱部（燃料棒）を介していないために比
較的低温のままなので、(1)式における局所クオリティ
Ｘを下げることによりｑ"DNBは上昇し、その結果ＤＮＢ
がより発生しにくくなることである。
させる別の効果もある。それは図２において高圧損集合
体上部で流路Ａに加わる流路Ｃの冷却材は集合体下部ノ
ズル入口から発熱部（燃料棒）を介していないために比
較的低温のままなので、(1)式における局所クオリティ
Ｘを下げることによりｑ"DNBは上昇し、その結果ＤＮＢ
がより発生しにくくなることである。
【００３２】尚、以上のような効果が高圧損グリッド集
合体側に生じても低圧損グリッド集合体の冷却材の流量
は従来より特に少なくなるわけではなくＤＮＢの点では
何ら影響はない。また、制御棒案内管の上部には、その
γ発熱の冷却等のため、炉心連通孔が設けられている
が、中部領域に設ける本願炉心連通孔とは目的，作用，
効果上別のものである。
合体側に生じても低圧損グリッド集合体の冷却材の流量
は従来より特に少なくなるわけではなくＤＮＢの点では
何ら影響はない。また、制御棒案内管の上部には、その
γ発熱の冷却等のため、炉心連通孔が設けられている
が、中部領域に設ける本願炉心連通孔とは目的，作用，
効果上別のものである。
【００３３】以上のように、バイパス流路Ｃを形成した
制御棒案内管を備えた燃料集合体では、グリッド設計の
違いから圧損が異なる２種の燃料集合体が混在する炉心
において、 (1) 異種燃料間の流量差を緩和もしくは無くし、従来高
圧損グリッド燃料集合体側に生じていたＤＮＢペナルテ
ィを緩和もしくはなくす。 (2) (1) の効果に加え、高圧損グリッド集合体のＤＮＢ
特性を更に向上させる。等の効果を有する。
制御棒案内管を備えた燃料集合体では、グリッド設計の
違いから圧損が異なる２種の燃料集合体が混在する炉心
において、 (1) 異種燃料間の流量差を緩和もしくは無くし、従来高
圧損グリッド燃料集合体側に生じていたＤＮＢペナルテ
ィを緩和もしくはなくす。 (2) (1) の効果に加え、高圧損グリッド集合体のＤＮＢ
特性を更に向上させる。等の効果を有する。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、下端部に
下部ノズルを貫いてこのノズル下方空間と連通する連通
孔を有した制御棒案内管の軸方向中部領域に、炉心部空
間と連通する炉心連通孔を備え、前記ノズル下方空間か
ら炉心空間に到るバイパス流路を形成したものであるた
め、燃料集合体の圧力損失を低下させることができる。
また、冷却材の流量の低下によって生じるＤＮＢペナル
ティを緩和することができる。
下部ノズルを貫いてこのノズル下方空間と連通する連通
孔を有した制御棒案内管の軸方向中部領域に、炉心部空
間と連通する炉心連通孔を備え、前記ノズル下方空間か
ら炉心空間に到るバイパス流路を形成したものであるた
め、燃料集合体の圧力損失を低下させることができる。
また、冷却材の流量の低下によって生じるＤＮＢペナル
ティを緩和することができる。
【００３５】また、本発明においては、加圧水型原子炉
の炉心に装荷した幾つかの燃料集合体が、下方空間か
ら、制御棒案内管の下端部の下部ノズルを貫いて前記下
方空間と連通する連通孔と、前記制御棒案内管の軸方向
中部領域に形成された炉心部空間と連通する炉心連通孔
とを経て炉心空間に到るバイパス流路によって、他の燃
料集合体との圧力損失の差を低減された燃料集合体を含
むものであるため、圧損特性の異なる２種の燃料集合体
を炉心に混在させた場合でも、高圧損グリッドの燃料集
合体の基本設計（グリッド、上下部ノズル等）を変更す
ることなく、ＤＮＢペナルティを緩和することができる
という効果がある。
の炉心に装荷した幾つかの燃料集合体が、下方空間か
ら、制御棒案内管の下端部の下部ノズルを貫いて前記下
方空間と連通する連通孔と、前記制御棒案内管の軸方向
中部領域に形成された炉心部空間と連通する炉心連通孔
とを経て炉心空間に到るバイパス流路によって、他の燃
料集合体との圧力損失の差を低減された燃料集合体を含
むものであるため、圧損特性の異なる２種の燃料集合体
を炉心に混在させた場合でも、高圧損グリッドの燃料集
合体の基本設計（グリッド、上下部ノズル等）を変更す
ることなく、ＤＮＢペナルティを緩和することができる
という効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す燃料集合体の制
御棒案内管の構成を示す説明図である。
御棒案内管の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示した制御棒案内管を装荷した高圧損グ
リッドを有する燃料集合体と低圧損グリッドを有する燃
料集合体とを隣接させた場合の流路を示す説明図であ
る。
リッドを有する燃料集合体と低圧損グリッドを有する燃
料集合体とを隣接させた場合の流路を示す説明図であ
る。
【図３】沸騰伝熱曲線を示す線図であり、図において、
縦軸は熱流束ｑ”の対数，横軸は伝熱面過熱温度（伝熱
面温度と飽和液温度との差）ΔＴSAT の対数を示す。
縦軸は熱流束ｑ”の対数，横軸は伝熱面過熱温度（伝熱
面温度と飽和液温度との差）ΔＴSAT の対数を示す。
【図４】加圧水型原子炉用燃料集合体の構成を示す説明
図である。
図である。
【図５】グリッド設計から圧損特性の異なる２種類の燃
料集合体を隣接させた場合の流路を示す説明図である。
料集合体を隣接させた場合の流路を示す説明図である。
(10)…炉心連通孔、 (11)…燃料棒、 (13)…下部ノズル、 (14)…制御棒案内管、 (15)…グリッド、 (15a) …高圧損グリッド、 (15b) …低圧損グリッド、 (16)…案内管下部端栓、 (17)…連通孔、 Ｃ…バイパス流路
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料棒と、上部ノズルから下部ノズルに
差し渡された制御棒案内管とをバンドル状に束ねた加圧
水型原子炉用燃料集合体において、 下端部に前記下部ノズルを貫いて該ノズル下方空間と連
通する連通孔を有した制御棒案内管の軸方向中部領域
に、炉心部空間と連通する炉心連通孔を備え、前記ノズ
ル下方空間から炉心空間に到るバイパス流路を形成した
ことを特徴とする加圧水型原子炉用燃料集合体。 - 【請求項２】 内部に下方から上方に向けて循環される
冷却水による圧力損失が同程度の幾つかの燃料集合体を
装荷した加圧水型原子炉の炉心において、 前記幾つかの燃料集合体が、下方空間から、制御棒案内
管の下端部の下部ノズルを貫いて前記下方空間と連通す
る連通孔と、前記制御棒案内管の軸方向中部領域に形成
された炉心部空間と連通する炉心連通孔とを経て炉心空
間に到るバイパス流路によって、他の燃料集合体と同程
度の圧力損失にされた燃料集合体を含むことを特徴とす
る加圧水型原子炉の炉心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6270144A JPH08110389A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 加圧水型原子炉用燃料集合体及び炉心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6270144A JPH08110389A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 加圧水型原子炉用燃料集合体及び炉心 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110389A true JPH08110389A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17482163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6270144A Withdrawn JPH08110389A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 加圧水型原子炉用燃料集合体及び炉心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08110389A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019529894A (ja) * | 2016-09-06 | 2019-10-17 | ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー | 燃料集合体 |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP6270144A patent/JPH08110389A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019529894A (ja) * | 2016-09-06 | 2019-10-17 | ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー | 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: 20020115 |