JPH08240675A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
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- JPH08240675A JPH08240675A JP7277290A JP27729095A JPH08240675A JP H08240675 A JPH08240675 A JP H08240675A JP 7277290 A JP7277290 A JP 7277290A JP 27729095 A JP27729095 A JP 27729095A JP H08240675 A JPH08240675 A JP H08240675A
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/33—Supporting or hanging of elements in the bundle; Means forming part of the bundle for inserting it into, or removing it from, the core; Means for coupling adjacent bundles
- G21C3/332—Supports for spacer grids
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/324—Coats or envelopes for the bundles
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- 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
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- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 最適化された臨界出力性能をもたらすことの
できる燃料集合体を提供する。 【解決手段】 本発明に係る燃料集合体は、上部タイプ
レートと下部タイプレートとの間に一定間隔の配列を成
して配置されている複数の燃料棒と、これら複数の燃料
棒を一定間隔の配列に保持するために軸方向に隔設され
ている複数のスペーサＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 と、前述
の配列を包囲しており、冷却材を燃料棒の周囲を上方に
導く開放端フローチャンネル３０とを含んでいる。開放
端フローチャンネル３０は、多角形の断面を、実質的に
平坦な側面部が角部分の間に連結された状態で有してい
る。燃料集合体は、チャンネル３０の上部のみにおい
て、軸方向に間隔をあけた複数の位置の各々で複数の内
部突起３２′、３６′を含んでおり、これらの位置は、
チャンネル３０の上部二相領域内のスペーサＳ1 、
Ｓ2、Ｓ3 、Ｓ4 の位置に対応している。
できる燃料集合体を提供する。 【解決手段】 本発明に係る燃料集合体は、上部タイプ
レートと下部タイプレートとの間に一定間隔の配列を成
して配置されている複数の燃料棒と、これら複数の燃料
棒を一定間隔の配列に保持するために軸方向に隔設され
ている複数のスペーサＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 と、前述
の配列を包囲しており、冷却材を燃料棒の周囲を上方に
導く開放端フローチャンネル３０とを含んでいる。開放
端フローチャンネル３０は、多角形の断面を、実質的に
平坦な側面部が角部分の間に連結された状態で有してい
る。燃料集合体は、チャンネル３０の上部のみにおい
て、軸方向に間隔をあけた複数の位置の各々で複数の内
部突起３２′、３６′を含んでおり、これらの位置は、
チャンネル３０の上部二相領域内のスペーサＳ1 、
Ｓ2、Ｓ3 、Ｓ4 の位置に対応している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉の燃料
バンドルに関する。具体的には、本発明は、燃料バンド
ルの上部二相領域での燃料バンドルのチャンネル構成部
及びスペーサ構成部を、臨界出力性能を最適化するよう
に改良した設計に関する。
バンドルに関する。具体的には、本発明は、燃料バンド
ルの上部二相領域での燃料バンドルのチャンネル構成部
及びスペーサ構成部を、臨界出力性能を最適化するよう
に改良した設計に関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の燃料バンド
ルは、上部タイプレートと下部タイプレートとの間に支
持されている直立して互いに並んだ燃料棒の配列を含ん
でいる。各々のバンドルには、設計された間隔をあけた
関係に燃料棒を保持する多数の（例えば、バンドルに沿
って軸方向に隔設されている７つの）スペーサが必要と
される。バンドルは、上部タイプレートと下部タイプレ
ートとの間で燃料バンドル・チャンネルによって包囲さ
れており、このチャンネルは、中空であって、全体的に
正方形の断面形状を有している細長いスリーブのような
部材である。下部タイプレートは、減速用の冷却水をチ
ャンネルを通して流入させ得るように構成されており、
一方、上部タイプレートは、冷却水及び発生した蒸気の
両方をチャンネルから流出させ得るように構成されてい
る。周囲のチャンネルはこのようにして冷却水の流れ
を、各々の燃料バンドルを取り巻く炉心バイパス領域に
充溢した水から分離されている蒸気を生成する燃料棒の
周りの経路に制限している。
ルは、上部タイプレートと下部タイプレートとの間に支
持されている直立して互いに並んだ燃料棒の配列を含ん
でいる。各々のバンドルには、設計された間隔をあけた
関係に燃料棒を保持する多数の（例えば、バンドルに沿
って軸方向に隔設されている７つの）スペーサが必要と
される。バンドルは、上部タイプレートと下部タイプレ
ートとの間で燃料バンドル・チャンネルによって包囲さ
れており、このチャンネルは、中空であって、全体的に
正方形の断面形状を有している細長いスリーブのような
部材である。下部タイプレートは、減速用の冷却水をチ
ャンネルを通して流入させ得るように構成されており、
一方、上部タイプレートは、冷却水及び発生した蒸気の
両方をチャンネルから流出させ得るように構成されてい
る。周囲のチャンネルはこのようにして冷却水の流れ
を、各々の燃料バンドルを取り巻く炉心バイパス領域に
充溢した水から分離されている蒸気を生成する燃料棒の
周りの経路に制限している。
【０００３】従来の燃料集合体は、上部タイプレートと
下部タイプレートとの間に支持されている複数の燃料要
素又は燃料棒を含んでいる。燃料棒は、複数の燃料棒ス
ペーサを貫通しており、スペーサは、細長い棒を中間で
支持していると共に間隔をあけた関係に保持している。
各々のスペーサは、フェルールＦのマトリクスを含んで
おり、各々のフェルールは、対応する燃料棒を受け入れ
ると共に取り巻くように構成されている。典型的な構成
では、上述のような７つのスペーサが、燃料バンドルの
約１３フィートの長さにわたって配置されている。
下部タイプレートとの間に支持されている複数の燃料要
素又は燃料棒を含んでいる。燃料棒は、複数の燃料棒ス
ペーサを貫通しており、スペーサは、細長い棒を中間で
支持していると共に間隔をあけた関係に保持している。
各々のスペーサは、フェルールＦのマトリクスを含んで
おり、各々のフェルールは、対応する燃料棒を受け入れ
ると共に取り巻くように構成されている。典型的な構成
では、上述のような７つのスペーサが、燃料バンドルの
約１３フィートの長さにわたって配置されている。
【０００４】燃料棒の各々は細長い管を含んでおり、こ
の管は、それぞれ上部端栓及び下部端栓によって管に封
入されている核分裂燃料、及び親燃料、可燃性毒物、不
活性物質等のようなその他の物質を収納している。下部
端栓は、下部タイプレートに形成されている開口内に整
合すると共に開口内で支持される延長部を設けて形成さ
れている。同時に上部端栓は、上部タイプレートの開口
に適合して支持されるような延長部を設けて形成されて
いる。
の管は、それぞれ上部端栓及び下部端栓によって管に封
入されている核分裂燃料、及び親燃料、可燃性毒物、不
活性物質等のようなその他の物質を収納している。下部
端栓は、下部タイプレートに形成されている開口内に整
合すると共に開口内で支持される延長部を設けて形成さ
れている。同時に上部端栓は、上部タイプレートの開口
に適合して支持されるような延長部を設けて形成されて
いる。
【０００５】燃料集合体は又、薄肉の管状フローチャン
ネルを含んでおり、このチャンネルは、燃料バンドルに
容易に着脱することができるように、上部タイプレート
及び下部タイプレート、並びにスペーサに被せて滑り嵌
めを成すような寸法の実質的に正方形の断面を有してい
る。従来のスペーサ構造では、スペーサの周縁バンドの
周りの間隔をあけた位置に突起状ローブが形成されてい
た。その目的は、バンドルをチャンネル内に、スペーサ
のローブとチャンネルとの間に所定の間隙を設けて中心
合わせすることである（このような一構成を後述のよう
に図１に示す。）。
ネルを含んでおり、このチャンネルは、燃料バンドルに
容易に着脱することができるように、上部タイプレート
及び下部タイプレート、並びにスペーサに被せて滑り嵌
めを成すような寸法の実質的に正方形の断面を有してい
る。従来のスペーサ構造では、スペーサの周縁バンドの
周りの間隔をあけた位置に突起状ローブが形成されてい
た。その目的は、バンドルをチャンネル内に、スペーサ
のローブとチャンネルとの間に所定の間隙を設けて中心
合わせすることである（このような一構成を後述のよう
に図１に示す。）。
【０００６】下部タイプレートは、原子炉圧力容器内の
炉心支持板（図示されていない）にあるソケット内で燃
料集合体を支持するように構成されているノーズ部品を
設けて形成されている。このノーズ部品の先端は、上向
き流れ方向の加圧された冷却材を受け入れる開口を設け
て形成されている。
炉心支持板（図示されていない）にあるソケット内で燃
料集合体を支持するように構成されているノーズ部品を
設けて形成されている。このノーズ部品の先端は、上向
き流れ方向の加圧された冷却材を受け入れる開口を設け
て形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】沸騰水型原子炉の燃料
バンドルについて、臨界出力能力はより重要な性能パラ
メータの１つである。従来の沸騰水型原子炉の燃料バン
ドルは、最終的なバンドルの組み立て中にチャンネルを
バンドルに被せて滑り嵌めにすることができるように、
チャンネルとバンドル・スペーサの接触点又はローブと
の間に適当な間隙（全間隙は、約．０２５インチ）を設
けて、周囲を取り巻いているチャンネル内に配置されて
いる。しかしながら、組み立ての後にチャンネル壁に対
するバンドルの正確な位置を知ることは不可能なので、
角（コーナ）の棒とチャンネルとの間隔を保守的（控え
目）に想定することになり、従って、相当な臨界出力性
能の潜在能力を喪失している。
バンドルについて、臨界出力能力はより重要な性能パラ
メータの１つである。従来の沸騰水型原子炉の燃料バン
ドルは、最終的なバンドルの組み立て中にチャンネルを
バンドルに被せて滑り嵌めにすることができるように、
チャンネルとバンドル・スペーサの接触点又はローブと
の間に適当な間隙（全間隙は、約．０２５インチ）を設
けて、周囲を取り巻いているチャンネル内に配置されて
いる。しかしながら、組み立ての後にチャンネル壁に対
するバンドルの正確な位置を知ることは不可能なので、
角（コーナ）の棒とチャンネルとの間隔を保守的（控え
目）に想定することになり、従って、相当な臨界出力性
能の潜在能力を喪失している。
【０００８】バンドルの全規模試験中に、外側の棒の臨
界出力性能は、バンドルがチャンネル内に中心合わせさ
れているときの方が、最大オフセット位置にあるときよ
りも５％〜１０％も高くなる可能性のあることが観測さ
れている。この問題に対する１つの解決案が、本出願人
が共有する米国特許番号第５，２６７，２９１号に提案
されている。この特許では、燃料バンドル・スペーサの
周縁バンドが、バンドの隣接した側面上の異なる高さを
有する複数対の突起を、高さの低い方の突起を有してい
るバンドの側面上の板ばねと組み合わせて含むように改
変されており、チャンネル壁からの燃料棒バンドルの間
隔をより均一に保持している。
界出力性能は、バンドルがチャンネル内に中心合わせさ
れているときの方が、最大オフセット位置にあるときよ
りも５％〜１０％も高くなる可能性のあることが観測さ
れている。この問題に対する１つの解決案が、本出願人
が共有する米国特許番号第５，２６７，２９１号に提案
されている。この特許では、燃料バンドル・スペーサの
周縁バンドが、バンドの隣接した側面上の異なる高さを
有する複数対の突起を、高さの低い方の突起を有してい
るバンドの側面上の板ばねと組み合わせて含むように改
変されており、チャンネル壁からの燃料棒バンドルの間
隔をより均一に保持している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の主要な目的は、
燃料バンドル・スペーサをチャンネル内に、より正確に
中心合わせすることにあると共に、これにより、燃料バ
ンドルの格子設計又はスペーサ設計に依らず、いかなる
沸騰水型原子炉の燃料バンドルに対しても最適化された
臨界出力性能をもたらすことにある。外側の棒の臨界出
力性能は、バンドルの上部二相領域においてチャンネル
壁面を流れる液膜が外側の棒に向けて偏向されれば、向
上され得ることが観測されている。本発明は、これらの
目的の両方を同時に達成するために提案される。この目
的のために、標準的な構造のチャンネル壁及び燃料棒ス
ペーサの両者に対して改変が行われているが、この改変
は、バンドルの上部二相領域においてのみ行われてい
る。
燃料バンドル・スペーサをチャンネル内に、より正確に
中心合わせすることにあると共に、これにより、燃料バ
ンドルの格子設計又はスペーサ設計に依らず、いかなる
沸騰水型原子炉の燃料バンドルに対しても最適化された
臨界出力性能をもたらすことにある。外側の棒の臨界出
力性能は、バンドルの上部二相領域においてチャンネル
壁面を流れる液膜が外側の棒に向けて偏向されれば、向
上され得ることが観測されている。本発明は、これらの
目的の両方を同時に達成するために提案される。この目
的のために、標準的な構造のチャンネル壁及び燃料棒ス
ペーサの両者に対して改変が行われているが、この改変
は、バンドルの上部二相領域においてのみ行われてい
る。
【００１０】本発明の実施例では、燃料バンドル・チャ
ンネルの上部二相領域は、上部の第２及び第３の燃料バ
ンドル・スペーサ、即ち、バンドルの頂部から２番目及
び３番目のスペーサの位置に対応する軸方向に間隔をあ
けた位置に、周縁凹部（indentation）を設けて形成さ
れている。特定の設計上の配慮に応じて、チャンネル
は、第１のスペーサ及び／又は第４のスペーサに対応す
る位置でも同様に改変され得る。換言すると、チャンネ
ル壁の断面積は、上方のスペーサに相当する正確な軸方
向位置で、チャンネルの４つの側面に沿って縮小されて
いる。その結果、縮小された面積を有しているこれらの
領域内のスペーサも又、チャンネル壁の凹部内に適合し
得るように改変されなければならない。バンドル内の残
りのスペーサは、従来の設計のままでよい。
ンネルの上部二相領域は、上部の第２及び第３の燃料バ
ンドル・スペーサ、即ち、バンドルの頂部から２番目及
び３番目のスペーサの位置に対応する軸方向に間隔をあ
けた位置に、周縁凹部（indentation）を設けて形成さ
れている。特定の設計上の配慮に応じて、チャンネル
は、第１のスペーサ及び／又は第４のスペーサに対応す
る位置でも同様に改変され得る。換言すると、チャンネ
ル壁の断面積は、上方のスペーサに相当する正確な軸方
向位置で、チャンネルの４つの側面に沿って縮小されて
いる。その結果、縮小された面積を有しているこれらの
領域内のスペーサも又、チャンネル壁の凹部内に適合し
得るように改変されなければならない。バンドル内の残
りのスペーサは、従来の設計のままでよい。
【００１１】一実施例では、縮小された寸法（縮小寸
法）のスペーサは、スペーサとチャンネルの２つの隣接
した側面上の凹部との間に設けられた中実のストップ
と、残りの隣接した２つの側面上のやはり凹部とスペー
サとの間に設けられた板ばね部材とを利用することによ
り、凹形区域内に中心合わせされ得る。もう１つの実施
例では、縮小寸法のスペーサは、チャンネル壁の外側か
らチャンネル壁を通して挿入されたファスナを利用し
て、チャンネルの凹形区域内に中心合わせされ得る。そ
の他の適切な取り付け技術も又、本発明の範囲内にあ
る。
法）のスペーサは、スペーサとチャンネルの２つの隣接
した側面上の凹部との間に設けられた中実のストップ
と、残りの隣接した２つの側面上のやはり凹部とスペー
サとの間に設けられた板ばね部材とを利用することによ
り、凹形区域内に中心合わせされ得る。もう１つの実施
例では、縮小寸法のスペーサは、チャンネル壁の外側か
らチャンネル壁を通して挿入されたファスナを利用し
て、チャンネルの凹形区域内に中心合わせされ得る。そ
の他の適切な取り付け技術も又、本発明の範囲内にあ
る。
【００１２】従って、より広範な観点では、本発明は、
次のような燃料集合体に関連する。この燃料集合体は、
上部タイプレートと下部タイプレートとにより一定間隔
の配列を成して配置されている複数の燃料棒と、これら
複数の燃料棒を一定間隔の配列に保持するために軸方向
に設けられている複数のスペーサと、前述の配列を包囲
しており、冷却材を燃料棒の周囲を上方に導く開放端フ
ローチャンネルとを含んでおり、この開放端フローチャ
ンネルは、多角形の断面を、実質的に平坦な側面部が角
部分の間に連結された状態で有している。開放端フロー
チャンネルにおける改良は、チャンネルの上部のみにお
いて、軸方向に間隔をあけた複数の位置の各々に複数の
内部突起を含んでいることにあり、これらの位置は、チ
ャンネルの上部内の燃料棒スペーサの位置に対応してい
る。
次のような燃料集合体に関連する。この燃料集合体は、
上部タイプレートと下部タイプレートとにより一定間隔
の配列を成して配置されている複数の燃料棒と、これら
複数の燃料棒を一定間隔の配列に保持するために軸方向
に設けられている複数のスペーサと、前述の配列を包囲
しており、冷却材を燃料棒の周囲を上方に導く開放端フ
ローチャンネルとを含んでおり、この開放端フローチャ
ンネルは、多角形の断面を、実質的に平坦な側面部が角
部分の間に連結された状態で有している。開放端フロー
チャンネルにおける改良は、チャンネルの上部のみにお
いて、軸方向に間隔をあけた複数の位置の各々に複数の
内部突起を含んでいることにあり、これらの位置は、チ
ャンネルの上部内の燃料棒スペーサの位置に対応してい
る。
【００１３】他の観点では、本発明は、次のような燃料
集合体に関連する。この燃料集合体は、上部タイプレー
トと下部タイプレートとの間に一定間隔の配列を成して
配置されている複数の燃料棒と、これら複数の燃料棒を
一定間隔の配列に保持するために軸方向に隔設されてい
る複数のスペーサと、前述の配列を包囲しており、冷却
材を燃料棒の周囲を上方に導く開放端フローチャンネル
とを含んでおり、この開放端フローチャンネルは、多角
形の断面を、実質的に平坦な側面部が角部分の間に連結
された状態で有している。燃料集合体における改良は、
チャンネルの内面上の冷却材を配列内の外側の燃料棒に
向けて再配向すると同時に、少なくとも一対のスペーサ
をチャンネル内に中心合わせする手段を含んでいること
にある。
集合体に関連する。この燃料集合体は、上部タイプレー
トと下部タイプレートとの間に一定間隔の配列を成して
配置されている複数の燃料棒と、これら複数の燃料棒を
一定間隔の配列に保持するために軸方向に隔設されてい
る複数のスペーサと、前述の配列を包囲しており、冷却
材を燃料棒の周囲を上方に導く開放端フローチャンネル
とを含んでおり、この開放端フローチャンネルは、多角
形の断面を、実質的に平坦な側面部が角部分の間に連結
された状態で有している。燃料集合体における改良は、
チャンネルの内面上の冷却材を配列内の外側の燃料棒に
向けて再配向すると同時に、少なくとも一対のスペーサ
をチャンネル内に中心合わせする手段を含んでいること
にある。
【００１４】本発明のその他の目的及び利点は、以下の
詳細な記述から明らかになろう。
詳細な記述から明らかになろう。
【００１５】
【実施例】沸騰水型原子炉用の従来の燃料集合体１０
は、上部タイプレート１４と下部タイプレート１６との
間に支持されている複数の燃料要素又は燃料棒１２を含
んでいる。燃料棒１２は、複数の燃料棒スペーサ１８を
貫通しており、スペーサ１８は、細長い棒を中間で支持
していると共に間隔をあけた関係に保持している。各々
のスペーサ１８は、フェルールＦのマトリクスを含んで
おり、各々のフェルールは、対応する燃料棒１２を受け
入れると共に取り巻くように構成されている。典型的な
構成では、上述のような７つのスペーサ１８が、燃料バ
ンドルの約１３フィートの長さにわたって配置されてい
る。
は、上部タイプレート１４と下部タイプレート１６との
間に支持されている複数の燃料要素又は燃料棒１２を含
んでいる。燃料棒１２は、複数の燃料棒スペーサ１８を
貫通しており、スペーサ１８は、細長い棒を中間で支持
していると共に間隔をあけた関係に保持している。各々
のスペーサ１８は、フェルールＦのマトリクスを含んで
おり、各々のフェルールは、対応する燃料棒１２を受け
入れると共に取り巻くように構成されている。典型的な
構成では、上述のような７つのスペーサ１８が、燃料バ
ンドルの約１３フィートの長さにわたって配置されてい
る。
【００１６】燃料棒１２の各々は細長い管を含んでお
り、この管は、それぞれ上部端栓２０及び下部端栓２２
によって管に封入されている核分裂燃料、及び親燃料、
可燃性毒物、不活性物質等のようなその他の物質を収納
している。下部端栓２２は、下部タイプレート１６に形
成された開口内に整合すると共に開口内で支持される延
長部を設けて形成されている。同時に上部端栓２０は、
上部タイプレート１４の開口に適合して支持されるよう
な延長部を設けて形成されている。
り、この管は、それぞれ上部端栓２０及び下部端栓２２
によって管に封入されている核分裂燃料、及び親燃料、
可燃性毒物、不活性物質等のようなその他の物質を収納
している。下部端栓２２は、下部タイプレート１６に形
成された開口内に整合すると共に開口内で支持される延
長部を設けて形成されている。同時に上部端栓２０は、
上部タイプレート１４の開口に適合して支持されるよう
な延長部を設けて形成されている。
【００１７】燃料集合体１０は又、薄肉の管状フローチ
ャンネル２４を含んでおり、チャンネル２４は、燃料バ
ンドルに容易に着脱することができるように、上部タイ
プレート１４及び下部タイプレート１６、並びにスペー
サ１８に被せて滑り嵌めを成すような寸法の実質的に正
方形の断面を有している。更にこの観点で、スペーサ１
８の周縁バンドには、チャンネル２４内に燃料バンドル
を全体的に中心合わせすることを意図して突起状ローブ
又はストップＬが設けられていてもよい。但し、スペー
サのローブＬとチャンネル２４の内壁との間には、特定
の間隙が残されており、各々の側面で約．０１２インチ
の間隙、即ちスペーサのどれでも２つの対向した面と、
隣接したチャンネル壁との間で、全体で約．０２５イン
チの間隙が残されていることに留意されたい。
ャンネル２４を含んでおり、チャンネル２４は、燃料バ
ンドルに容易に着脱することができるように、上部タイ
プレート１４及び下部タイプレート１６、並びにスペー
サ１８に被せて滑り嵌めを成すような寸法の実質的に正
方形の断面を有している。更にこの観点で、スペーサ１
８の周縁バンドには、チャンネル２４内に燃料バンドル
を全体的に中心合わせすることを意図して突起状ローブ
又はストップＬが設けられていてもよい。但し、スペー
サのローブＬとチャンネル２４の内壁との間には、特定
の間隙が残されており、各々の側面で約．０１２インチ
の間隙、即ちスペーサのどれでも２つの対向した面と、
隣接したチャンネル壁との間で、全体で約．０２５イン
チの間隙が残されていることに留意されたい。
【００１８】下部タイプレート１６は、原子炉圧力容器
内の炉心支持板（図示されていない）にあるソケット内
で燃料集合体１０を支持するように構成されているノー
ズ部品２６を設けて形成されている。このノーズ部品２
６の先端は、上向きの流れ方向を有している加圧された
冷却材を受け入れる開口２８を設けて形成されている。
内の炉心支持板（図示されていない）にあるソケット内
で燃料集合体１０を支持するように構成されているノー
ズ部品２６を設けて形成されている。このノーズ部品２
６の先端は、上向きの流れ方向を有している加圧された
冷却材を受け入れる開口２８を設けて形成されている。
【００１９】ここで図２〜図５を詳細に参照すると、本
発明による燃料バンドル・チャンネル３０は、バンドル
の最上部の３つのスペーサＳ1 、Ｓ2 及びＳ3 に対応し
ている軸方向に間隔をあけた３つの位置の各々で、チャ
ンネルの周縁の周りに水平方向に細長い４つの窪み又は
凹部３２、３４、３６及び３８を含むように、上部二相
（蒸気及び水）領域内で改変されている。対照のため
に、第４の従来のスペーサＳ4 が、チャンネルに沿った
改変されていない他の位置に図示されている。窪み又は
凹部３２、３４、３６及び３８は、チャンネル３０の内
部に、対応する突起３２′、３４′、３６′及び３８′
を形成しており、これにより、このような位置の各々で
チャンネルの内部断面積を減少させていることが認めら
れよう。チャンネル３０及びスペーサＳ1 〜Ｓ4 は、図
２〜図５では、本発明のより明瞭な理解を助けるために
単純化された形態で示されていることが了解されよう。
発明による燃料バンドル・チャンネル３０は、バンドル
の最上部の３つのスペーサＳ1 、Ｓ2 及びＳ3 に対応し
ている軸方向に間隔をあけた３つの位置の各々で、チャ
ンネルの周縁の周りに水平方向に細長い４つの窪み又は
凹部３２、３４、３６及び３８を含むように、上部二相
（蒸気及び水）領域内で改変されている。対照のため
に、第４の従来のスペーサＳ4 が、チャンネルに沿った
改変されていない他の位置に図示されている。窪み又は
凹部３２、３４、３６及び３８は、チャンネル３０の内
部に、対応する突起３２′、３４′、３６′及び３８′
を形成しており、これにより、このような位置の各々で
チャンネルの内部断面積を減少させていることが認めら
れよう。チャンネル３０及びスペーサＳ1 〜Ｓ4 は、図
２〜図５では、本発明のより明瞭な理解を助けるために
単純化された形態で示されていることが了解されよう。
【００２０】図２には、本発明に従って改変されたチャ
ンネル３０及びスペーサＳ1 〜Ｓ3が図示されている
が、好適な構成は、Ｓ2 及びＳ3 の位置でのみチャンネ
ル及びそれぞれのスペーサを改変することにあり、Ｓ1
及びＳ4 の位置に対する本発明の適用は、設計上の配慮
に応じて選択されることも指摘されるべきである。いず
れの場合でも、典型的な７つのスペーサ構成では、残り
のスペーサＳ5 〜Ｓ7 （図示されていない）の位置での
チャンネル及びスペーサは、従来の設計のままでよい。
ンネル３０及びスペーサＳ1 〜Ｓ3が図示されている
が、好適な構成は、Ｓ2 及びＳ3 の位置でのみチャンネ
ル及びそれぞれのスペーサを改変することにあり、Ｓ1
及びＳ4 の位置に対する本発明の適用は、設計上の配慮
に応じて選択されることも指摘されるべきである。いず
れの場合でも、典型的な７つのスペーサ構成では、残り
のスペーサＳ5 〜Ｓ7 （図示されていない）の位置での
チャンネル及びスペーサは、従来の設計のままでよい。
【００２１】チャンネル壁の凹部は、図示のスペーサ位
置Ｓ1 、Ｓ2 及びＳ3 の各々で同一であるので、このよ
うな凹部の１つのみを詳述すればよい。図４に示すよう
にいずれの場合でも、参照番号３２、３４、３６及び３
８で示す凹部は、チャンネル３０のそれぞれの側面上で
中心合わせされていることに留意されたい。好適な実施
例では、各々の凹部の高さは２０ｍｍ〜４０ｍｍで、長
さは２５ｍｍ〜５０ｍｍであり、各々の凹部は、閉じた
チャンネル空間に内向きに突出して、対応する突起３
２′、３４′、３６′及び３８′を形成している。これ
らの突起は、それぞれのスペーサ位置Ｓ1 、Ｓ2 及びＳ
3 でのチャンネルの断面積を効果的に減少させている。
その他の寸法及び／又は凹部形状も同様に適切であり得
る。代替的には、チャンネル自体を滑らかな内壁面とし
て形成すると共に中実な金属片をチャンネルの内面に形
成し、このようにして、図示の凹部３２、３４、３６及
び３８と同じ機能を果たすことも可能である。しかしな
がら、この構造は、具体的には製造経費及び関連経費の
点で比較的好ましくない。
置Ｓ1 、Ｓ2 及びＳ3 の各々で同一であるので、このよ
うな凹部の１つのみを詳述すればよい。図４に示すよう
にいずれの場合でも、参照番号３２、３４、３６及び３
８で示す凹部は、チャンネル３０のそれぞれの側面上で
中心合わせされていることに留意されたい。好適な実施
例では、各々の凹部の高さは２０ｍｍ〜４０ｍｍで、長
さは２５ｍｍ〜５０ｍｍであり、各々の凹部は、閉じた
チャンネル空間に内向きに突出して、対応する突起３
２′、３４′、３６′及び３８′を形成している。これ
らの突起は、それぞれのスペーサ位置Ｓ1 、Ｓ2 及びＳ
3 でのチャンネルの断面積を効果的に減少させている。
その他の寸法及び／又は凹部形状も同様に適切であり得
る。代替的には、チャンネル自体を滑らかな内壁面とし
て形成すると共に中実な金属片をチャンネルの内面に形
成し、このようにして、図示の凹部３２、３４、３６及
び３８と同じ機能を果たすことも可能である。しかしな
がら、この構造は、具体的には製造経費及び関連経費の
点で比較的好ましくない。
【００２２】スペーサＳ1 、Ｓ2 及びＳ3 は、これらの
位置で縮小されたチャンネルの断面積に適合させるため
に、バンドル下部の従来設計のスペーサとは異なるバン
ド設計を有していることが必然的に要求される。具体的
には、上部のスペーサＳ1 、Ｓ2 及びＳ3 は、対応する
スペーサ位置の各々で、チャンネル壁の凹部の内側３
２′、３４′、３６′及び３８′に中心合わせされるよ
うに、外周を縮小して設計されている。凹部が設けられ
たチャンネル領域内での各々のスペーサの中心合わせ
は、凹部とスペーサの周縁バンドとの間の間隙を本質的
に０（ゼロ）近くにする方法を含めて多様な方法によっ
て達成され得る。
位置で縮小されたチャンネルの断面積に適合させるため
に、バンドル下部の従来設計のスペーサとは異なるバン
ド設計を有していることが必然的に要求される。具体的
には、上部のスペーサＳ1 、Ｓ2 及びＳ3 は、対応する
スペーサ位置の各々で、チャンネル壁の凹部の内側３
２′、３４′、３６′及び３８′に中心合わせされるよ
うに、外周を縮小して設計されている。凹部が設けられ
たチャンネル領域内での各々のスペーサの中心合わせ
は、凹部とスペーサの周縁バンドとの間の間隙を本質的
に０（ゼロ）近くにする方法を含めて多様な方法によっ
て達成され得る。
【００２３】代替的には、スペーサＳ1 は例えば（図４
に示すように）、スペーサの周縁バンドの隣接した側面
上のばね４０及び４２と、スペーサの周縁バンドの残り
の隣接した側面上に配置されている中実のストップ対４
４及び４６とを併用することを通じて、凹部３２、３
４、３６及び３８によって形成された（並びに同様に内
部チャンネル突起３２′、３４′、３６′及び３８′に
よって画定された）区域内に中心合わせされ得る。ばね
４０及び４２は好ましくは、スペーサの周縁バンド内に
装着されている板ばねである。スペーサの周縁バンドに
完全に沿って延在している周縁板ばね（図示されていな
い）も又、ストップ４４及び４６、並びにばね４０及び
４２に代用され得ることが認められよう。
に示すように）、スペーサの周縁バンドの隣接した側面
上のばね４０及び４２と、スペーサの周縁バンドの残り
の隣接した側面上に配置されている中実のストップ対４
４及び４６とを併用することを通じて、凹部３２、３
４、３６及び３８によって形成された（並びに同様に内
部チャンネル突起３２′、３４′、３６′及び３８′に
よって画定された）区域内に中心合わせされ得る。ばね
４０及び４２は好ましくは、スペーサの周縁バンド内に
装着されている板ばねである。スペーサの周縁バンドに
完全に沿って延在している周縁板ばね（図示されていな
い）も又、ストップ４４及び４６、並びにばね４０及び
４２に代用され得ることが認められよう。
【００２４】もう１つの実施例では、図５に示すように
スペーサの周縁バンドの側面の各々は、適切なファスナ
５０によって、隣接したチャンネル壁の凹部に固定され
ている。ファスナは図示のように、単純なナット及びボ
ルト構造であってもよい。スペーサを凹部が設けられた
区域内に中心合わせするための上述の手段は、限定され
るものではなく、同じ目的のために、及び同じチャンネ
ル構造を達成するために、あらゆる適切な手段が用いら
れ得ることが認められよう。
スペーサの周縁バンドの側面の各々は、適切なファスナ
５０によって、隣接したチャンネル壁の凹部に固定され
ている。ファスナは図示のように、単純なナット及びボ
ルト構造であってもよい。スペーサを凹部が設けられた
区域内に中心合わせするための上述の手段は、限定され
るものではなく、同じ目的のために、及び同じチャンネ
ル構造を達成するために、あらゆる適切な手段が用いら
れ得ることが認められよう。
【００２５】使用時には、チャンネル側壁の凹部３２、
３４、３６及び３８、並びに対応する内部突起３２′、
３４′、３６′及び３８′は、スペーサ位置Ｓ3 及びＳ
4 （並びに選択によりＳ1 及びＳ2 ）の各々で、２つの
機能を果たす。第１に、これらの凹部又は突起は、チャ
ンネル壁面の液膜の流れを、沸騰遷移の発生する領域で
は燃料バンドルの燃料棒のうちの外側の棒に向けて再配
向し、これにより、臨界出力性能を向上させる。このよ
うに本発明は、この点で、スペーサの間に軸方向に通常
存在しているフロートリッパの別個の必要性を解消す
る。第２に、これらの凹部又は突起は、スペーサをチャ
ンネル内に中心合わせして保持し、従って、不均等な間
隔に起因して臨界出力が低下することを防止する。
３４、３６及び３８、並びに対応する内部突起３２′、
３４′、３６′及び３８′は、スペーサ位置Ｓ3 及びＳ
4 （並びに選択によりＳ1 及びＳ2 ）の各々で、２つの
機能を果たす。第１に、これらの凹部又は突起は、チャ
ンネル壁面の液膜の流れを、沸騰遷移の発生する領域で
は燃料バンドルの燃料棒のうちの外側の棒に向けて再配
向し、これにより、臨界出力性能を向上させる。このよ
うに本発明は、この点で、スペーサの間に軸方向に通常
存在しているフロートリッパの別個の必要性を解消す
る。第２に、これらの凹部又は突起は、スペーサをチャ
ンネル内に中心合わせして保持し、従って、不均等な間
隔に起因して臨界出力が低下することを防止する。
【００２６】又、凹部又は突起がチャンネルの上部二相
領域に存在することにより、チャンネルの設置又は取り
外しが深刻な程度にまでは妨げられないことも測定され
た。現時点で最も実用的で好適な実施例であると考えら
れる事柄と関連させて本発明を記載してきたが、本発明
は、ここに開示した実施例に限定されるものではなく、
逆に、特許請求の範囲の要旨に包含される種々の改変及
び均等構成を網羅しているものと理解されたい。
領域に存在することにより、チャンネルの設置又は取り
外しが深刻な程度にまでは妨げられないことも測定され
た。現時点で最も実用的で好適な実施例であると考えら
れる事柄と関連させて本発明を記載してきたが、本発明
は、ここに開示した実施例に限定されるものではなく、
逆に、特許請求の範囲の要旨に包含される種々の改変及
び均等構成を網羅しているものと理解されたい。
【図１】沸騰水型原子炉に用いられている従来の燃料バ
ンドルを部分的に断面で示す側面図である。
ンドルを部分的に断面で示す側面図である。
【図２】本発明に従って改変された燃料バンドル・チャ
ンネルの側面断面図である。
ンネルの側面断面図である。
【図３】図１の線２−２に沿って切り取った断面の平面
図である。
図である。
【図４】本発明の一実施例に従ってスペーサが凹部内に
中心合わせされた所定の位置に保持された状態における
本発明の燃料バンドル・チャンネルを示す平面断面図で
ある。
中心合わせされた所定の位置に保持された状態における
本発明の燃料バンドル・チャンネルを示す平面断面図で
ある。
【図５】本発明のもう１つの実施例に従ってスペーサが
凹部内に中心合わせされた所定の位置に保持された状態
における本発明に従って改変された燃料バンドル・チャ
ンネルを示す平面断面図である。
凹部内に中心合わせされた所定の位置に保持された状態
における本発明に従って改変された燃料バンドル・チャ
ンネルを示す平面断面図である。
１０ 燃料集合体 １２ 燃料要素又は燃料棒 １４ 上部タイプレート １６ 下部タイプレート １８ 燃料棒スペーサ ２０ 上部端栓 ２２ 下部端栓 ２４ フローチャンネル ２６ ノーズ部品 ２８ 開口 ３０ チャンネル（本発明） ３２、３４、３６、３８ 凹部 ３２′、３４′、３６′、３８′ 突起 ４０、４２ ばね ４４、４６ 中実のストップ対 ５０ ファスナ Ｌ ローブ又はストップ Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 ３つの最上部スペーサ Ｓ4 第４の従来のスペーサ
Claims (12)
- 【請求項１】 上部タイプレートと下部タイプレートと
の間に一定間隔の配列を成して配置されている複数の燃
料棒と、該複数の燃料棒を前記一定間隔の配列に保持す
るために軸方向に隔設されている複数のスペーサと、前
記配列を包囲しており、冷却材を前記燃料棒の周囲を上
方に導く開放端フローチャンネルであって、該開放端フ
ローチャンネルは、多角形の断面を、実質的に平坦な側
面部が角部分の間に連結された状態で有している、開放
端フローチャンネルとを含んでいる燃料集合体であっ
て、 前記チャンネルの上部のみにおいて、軸方向に間隔をあ
けた複数の位置の各々に複数の内部突起を備えており、
前記位置は、前記チャンネルの前記上部内の前記スペー
サの位置に対応している燃料集合体。 - 【請求項２】 前記位置の各々において前記複数の内部
突起の各々は、前記チャンネルが前記位置の各々で縮小
された内部断面積を有するように、前記チャンネルの外
面の対応する窪みにより形成されている請求項１に記載
の燃料集合体。 - 【請求項３】 前記複数の位置は、前記チャンネルの前
記上部の少なくとも２つの位置を含んでおり、該位置
は、前記上部タイプレートから２番目及び３番目のスペ
ーサの位置に対応している請求項２に記載の燃料集合
体。 - 【請求項４】 各々の細長い窪みは、高さが約２０ｍｍ
〜４０ｍｍであり、長さが約２５ｍｍ〜４０ｍｍである
請求項２に記載の燃料集合体。 - 【請求項５】 前記突起に隣接した前記チャンネル内の
スペーサは、前記チャンネルの下部のスペーサと比較し
て縮小された外周を有している請求項２に記載の燃料集
合体。 - 【請求項６】 前記スペーサを前記内部突起に関して中
心合わせして前記位置に保持する手段を含んでいる請求
項２に記載の燃料集合体。 - 【請求項７】 前記縮小された外周を有しているスペー
サは、複数のファスナにより前記突起の間の所定の位置
に保持されている請求項２に記載の燃料集合体。 - 【請求項８】 前記縮小された外周を有しているスペー
サを、前記内部突起の間の所定の位置に保持する弾力性
の手段を含んでいる請求項２の燃料集合体。 - 【請求項９】 前記弾力性の手段は、前記スペーサの２
つの隣接した側面上の一対のばね要素を、前記スペーサ
の残りの２つの隣接した側面上の一対のストップと組み
合わせて含んでいる請求項８に記載の燃料集合体。 - 【請求項１０】 前記チャンネルは、４つの側面を有し
ており、該側面の各々の内側に１つの内部突起が中心合
わせされている請求項１に記載の燃料集合体。 - 【請求項１１】 上部タイプレートと下部タイプレート
との間に一定間隔の配列を成して配置されている複数の
燃料棒と、該複数の燃料棒を前記一定間隔の配列に保持
するために軸方向に隔設されている複数のスペーサと、
前記配列を包囲しており、冷却材を前記燃料棒の周囲を
上方に導く開放端フローチャンネルであって、該開放端
フローチャンネルは、多角形の断面を、実質的に平坦な
側面部が前記角部分の間に連結された状態で有してい
る、開放端フローチャンネルとを含んでいる燃料集合体
であって、 前記チャンネルの内面上の冷却材を前記配列内の外側の
燃料棒に向けて再配向すると同時に、少なくとも一対の
前記スペーサを前記チャンネル内に中心合わせする手段
を備えている燃料集合体。 - 【請求項１２】 前記手段は、前記上部タイプレートか
ら２番目及び３番目のスペーサの位置に対応している２
つの位置に配置されている請求項１１に記載の燃料集合
体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US32843494A | 1994-10-25 | 1994-10-25 | |
| US08/328434 | 1994-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240675A true JPH08240675A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=23280967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7277290A Withdrawn JPH08240675A (ja) | 1994-10-25 | 1995-10-25 | 燃料集合体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0709857A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08240675A (ja) |
| MX (1) | MX9504487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217661A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 沸騰水型原子炉用の燃料集合体、及び該燃料集合体のスペーサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2525367A1 (en) | 2011-05-20 | 2012-11-21 | Areva NP | Nuclear fuel assembly spacer grid and corresponding nuclear fuel assembly |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3834611C3 (de) * | 1987-10-13 | 1998-02-12 | Toshiba Kawasaki Kk | Brennstoffanordnung für einen Kernreaktor |
| DE58907249D1 (de) * | 1989-11-29 | 1994-04-21 | Siemens Ag | Brennelement mit Filmabstreifer für einen Siedewasserreaktor. |
| JPH0816709B2 (ja) * | 1990-05-25 | 1996-02-21 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体，チヤンネルボツクス，チヤンネルボツクスの製造方法及び原子炉の炉心 |
| US5267291A (en) * | 1992-02-21 | 1993-11-30 | General Electric Company | Spacer band with optimized fuel bundle to channel clearance in a boiling water reactor |
-
1995
- 1995-10-16 EP EP95307320A patent/EP0709857A1/en not_active Withdrawn
- 1995-10-25 JP JP7277290A patent/JPH08240675A/ja not_active Withdrawn
- 1995-10-25 MX MX9504487A patent/MX9504487A/es unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217661A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | 沸騰水型原子炉用の燃料集合体、及び該燃料集合体のスペーサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX9504487A (es) | 1997-03-29 |
| EP0709857A1 (en) | 1996-05-01 |
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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: 20030107 |