JPH09197079A - Asymmetric fuel assemblies for boiling water reactors - Google Patents

Asymmetric fuel assemblies for boiling water reactors

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JPH09197079A
JPH09197079A JP8027281A JP2728196A JPH09197079A JP H09197079 A JPH09197079 A JP H09197079A JP 8027281 A JP8027281 A JP 8027281A JP 2728196 A JP2728196 A JP 2728196A JP H09197079 A JPH09197079 A JP H09197079A
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JP
Japan
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fuel
spacer
control rod
water channel
channel
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Withdrawn
Application number
JP8027281A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Ito
義章 伊藤
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Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries Ltd
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Publication date
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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】 【課題】 正方格子配列とした燃料棒を保持するスぺー
サにつき、その対角線上から一コーナ寄りに、角形ウォ
ータチャンネルを偏倚配装した沸騰水型原子炉用非対称
燃料集合体にあって、規制用タブの突設箇所を選定する
ことで、燃料棒の熱的余裕を均等化し、燃料棒の限界出
力特性を向上する。 【解決手段】 角形ウォータチャンネル14Aを、スぺ
ーサ12の軸心から対角線19上で一コーナ12a側へ
偏倚されることで、燃料棒13の熱的余裕が、コーナ1
2a側では大となるが、領域E内の燃料棒13では小と
なり、この結果限界出力特性が低下する。本発明では燃
焼中の角形ウォータチャンネル14Aと燃料棒13の照
射伸び差に伴いスぺーサ12が軸方向へ移動しないよう
上下配置で設けた規制用タブ20を、側壁14Bのコー
ナ12a寄り壁面14c、14dのみに設けることで、
領域E側の冷却材流路断面を増大させ、限界出力の向上
を図る。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: For a spacer holding fuel rods in a square lattice arrangement, asymmetrical fuel assemblies for boiling water reactors, in which angular water channels are arranged in a biased manner, one corner away from the diagonal line. By selecting the protruding portion of the regulating tab in the body, the thermal margins of the fuel rods are made uniform and the limiting output characteristics of the fuel rods are improved. A prismatic water channel (14A) is biased from a shaft center of a spacer (12) to a corner (12a) side on a diagonal line (19), so that a thermal margin of a fuel rod (13) is increased.
Although it becomes large on the side of 2a, it becomes small at the fuel rods 13 in the region E, and as a result, the limiting output characteristic deteriorates. In the present invention, the regulating tab 20 is provided vertically so as not to move the spacer 12 in the axial direction due to the difference in irradiation expansion between the rectangular water channel 14A and the fuel rod 13 during combustion, and the side wall 14c near the corner 12a of the side wall 14B. , 14d only,
The coolant passage cross section on the region E side is increased to improve the limit output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は沸騰水型原子炉の炉
心に装荷して使用される原子燃料集合体のうち、正方格
子配列とした多数の燃料棒にあって、当該正方格子にお
ける対角線上の一コーナ寄りに角形ウォータチャンネル
を偏倚して配装するようにした非対称燃料集合体に関
し、当該角形ウォータチャンネルに突設することによっ
て、スぺーサの上下への不本意な変動を規制するように
した規制用タブにつき、その突設位置を適所に選定する
ことで、燃料棒の限界出力特性を向上させようとするも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a large number of fuel rods arranged in a square lattice among nuclear fuel assemblies used by being loaded in a core of a boiling water nuclear reactor, which are arranged on a diagonal line of the square lattice. Regarding an asymmetric fuel assembly in which the rectangular water channels are installed so as to be biased toward one corner, the undesired vertical movement of the spacer is restricted by projecting the rectangular water channels. It is intended to improve the limiting output characteristic of the fuel rod by selecting the projecting position of the regulating tab in the appropriate position.

【0002】[0002]

【従来の技術】既知の通り、沸騰水型原子炉の炉心に対
し、その原子燃料集合体aを装荷するには、図4に開示
の如く、炉心1の下位に配設された炉心支持板2にあっ
て、これに設けられた燃料支持金具3に対し、4個一組
とした原子燃料集合体aの各下部タイプレート10を着
座させ、これにより立装状態となった当該原子燃料集合
体aの各上部側を、炉心1の上位に配設された上部格子
板4の格子枠内4aに装入させるようにしている。
2. Description of the Related Art As is known, in order to load a nuclear fuel assembly a into a core of a boiling water nuclear reactor, a core support plate disposed below the core 1 as disclosed in FIG. 2, the lower tie plates 10 of the set of four nuclear fuel assemblies a are seated on the fuel support fittings 3 provided therein, and thereby the nuclear fuel assembly is in a standing state. Each upper side of the body a is inserted into the lattice frame 4a of the upper lattice plate 4 arranged above the core 1.

【0003】ここで、同上図4にあって5は、炉心1の
下方から燃料支持金具3を通過して立装され、十字状に
形成された既知の制御棒を示しており、これが、上記し
た4個の原子燃料集合体a相互間に離間された冷却材流
路Gに挿入または引抜き自在なるよう構成されており、
この場合、当該冷却材流路Gの構成としては、図3
(A)(B)に明示の如く、C格子とD格子と呼ばれる
タイプのものが知られている。そして、上記のC格子で
は同上図(A)の通り、各制御棒5が挿入される4個一
組の原子燃料集合体a1 、a2 、a3 、a4 間にあっ
て、離間形成された制御棒側冷却材流路g1 の離間幅w
1 と、当該制御棒5の挿入されない4個一組の原子燃料
集合体a4 、a3 、a2 、a1 間にあって、離間形成さ
れた非制御棒側冷却材流路g2 の離間幅w2 とが、相等
しくなっている。
Here, in FIG. 4 of the above, reference numeral 5 shows a known control rod which is formed in the shape of a cross, which is erected from below the core 1 through the fuel support fitting 3 and is erected. It is configured such that it can be inserted into or withdrawn from the coolant passage G separated from each other among the four nuclear fuel assemblies a,
In this case, the structure of the coolant channel G is as shown in FIG.
As clearly shown in (A) and (B), types called C lattice and D lattice are known. Then, in the above-mentioned C lattice, as shown in the same figure (A), the control rods 5 are formed between four sets of nuclear fuel assemblies a 1 , a 2 , a 3 and a 4 into which the control rods 5 are inserted and are separated from each other. Control rod side coolant flow path g 1 separation width w
1 and the separation width of the non-control rod side coolant flow passage g 2 that is formed between 1 and the set of four nuclear fuel assemblies a 4 , a 3 , a 2 , a 1 in which the control rod 5 is not inserted. w 2 is equal to w 2 .

【0004】これに対し上記のD格子と呼ばれるもので
は、図3(B)の如く制御棒側冷却材流路G1 の離間幅
1 と、非制御棒側冷却材流路G2 の離間幅W2 とが、
1>W2 となるよう設定されている。ここで、上記し
た原子燃料集合体aなるものは、図5と図6によって理
解される通り、上部タイプレート11と前記の下部タイ
プレート10との間に、複数のスぺーサ12により保持
された多数本の燃料棒13と少数本のウォータチャンネ
ル14とが、所定間隔だけ離して縦装されている燃料本
体15と、この燃料本体15に被嵌して前記の上部タイ
プレート11と下部タイプレート10に固定されたチャ
ンネルボックス16とを具備している。
On the other hand, in the so-called D grid, as shown in FIG. 3B, the separation width W 1 of the control rod side coolant passage G 1 and the separation width of the non-control rod side coolant passage G 2 are separated. The width W 2 is
It is set such that W 1 > W 2 . Here, the above-mentioned nuclear fuel assembly a is held by a plurality of spacers 12 between the upper tie plate 11 and the lower tie plate 10 as understood from FIGS. 5 and 6. In addition, a fuel main body 15 in which a large number of fuel rods 13 and a small number of water channels 14 are vertically installed at a predetermined interval, and the upper tie plate 11 and the lower type that are fitted on the fuel main body 15 are fitted. And a channel box 16 fixed at rate 10.

【0005】さらに、上記の原子燃料集合体aなるもの
は、チャンネルボックス16の一隅であるコーナ上端部
にあって、図5に明示の如くチャンネルファスナ17が
取着されており、その一対であるリーフスプリング17
a、17bが、チャンネルボックス16における一方の
側壁16aと、これに直交して連設された他方の側壁1
6bとに沿って、夫々離間垂設されている。そして、上
記の如き原子燃料集合体aは、上記の図5および前記の
図3に明示の通り、原子燃料集合体a1 とa2 、a3
4 、a1 とa3 、そしてa2 とa4 が、上記のチャン
ネルファスナ17における夫々のリーフスプリング17
a、17bを相互に当接状態とすることで、これに基づ
く弾力により、4個の原子燃料集合体a1 、a2 、a
3 、a4 における各チャンネルボックス16における一
対の側壁が、前記の炉心1における上部格子板4に弾接
状態となるよう装荷されているのである。
Further, the above-mentioned nuclear fuel assembly a is at a corner upper end of one corner of the channel box 16, and a channel fastener 17 is attached as shown in FIG. Leaf spring 17
a and 17b are one side wall 16a in the channel box 16 and the other side wall 1 which is continuously provided orthogonally thereto.
6b and 6b, respectively. Then, the nuclear fuel assembly a as described above has the nuclear fuel assemblies a 1 and a 2 , a 3 and a 4 , a 1 and a 3 , and a 1 as shown in FIG. 5 and FIG. 2 and a 4 are the respective leaf springs 17 of the channel fastener 17 described above.
By bringing the a and 17b into contact with each other, elastic force based on the a and 17b causes the four nuclear fuel assemblies a 1 , a 2 , a
The pair of side walls of each channel box 16 in 3 and a 4 are loaded so as to be in elastic contact with the upper lattice plate 4 in the core 1.

【0006】さて、上記の如き原子燃料集合体aを炉心
1に装荷した場合、図3(A)によって前記したC格子
の場合にあっては、制御棒側冷却材流路g1 と非制御棒
側冷却材流路g2 の各離間幅w1 、w2 が、同幅長に形
成されていることから、冷却材の流量配置が均等となる
ため、燃料要素の濃縮度配置に片寄りがなくとも、原子
燃料集合体aの出力は全面にわたって平坦となる。
When the nuclear fuel assembly a as described above is loaded in the core 1, in the case of the C lattice described in FIG. 3A, the control rod side coolant passage g 1 and the non-control Since the separation widths w 1 and w 2 of the rod-side coolant flow path g 2 are formed to have the same width length, the flow rate distribution of the coolant becomes uniform, and therefore the concentration distribution of the fuel element is biased. Even if there is not, the output of the nuclear fuel assembly a becomes flat over the entire surface.

【0007】しかし、図3(B)に示したD格子にあっ
ては、前記の如く制御棒側冷却材流路G1 の離間幅W1
が、非制御棒側冷却材流路G2 の離間幅W2 より大きく
設定されているので、制御棒側冷却材流路G1 の方が冷
却材の流量が多くなるため反応し易くなって燃料棒の出
力は増大し、これに対し非制御棒側冷却材流路G2
は、同上冷却材の流量が少なくなり、従って反応が起こ
りにくいことから、同上出力が低下する傾向にあり、こ
れに伴い局所ピーキング係数が増大するという潜潜在的
な問題を有している。このため、当該局所ピーキング係
数を抑える手段として、現在では原子燃料集合体aにお
ける広幅とした制御棒側冷却材流路G1 寄りの燃料につ
いては、濃縮度を予め低くしておき、これに対して、狭
幅である非制御棒側冷却材流路G2 寄りの燃料について
は、その濃縮度を高くしておくことで、出力の平坦化が
図られている。
However, in the D grid shown in FIG. 3B, the separation width W 1 of the control rod side coolant passage G 1 is as described above.
However, since it is set to be larger than the separation width W 2 of the non-control rod side coolant passage G 2 , the control rod side coolant passage G 1 is more likely to react because the flow rate of the coolant is larger. The output of the fuel rods increases, whereas in the non-control rod side coolant flow passage G 2 , the flow rate of the coolant is the same as in the above, and the reaction is less likely to occur, so the output tends to decrease. Therefore, there is a latent problem that the local peaking coefficient increases. For this reason, as a means for suppressing the local peaking coefficient, at present, for the fuel near the control rod side coolant flow passage G 1 which is wide in the nuclear fuel assembly a, the enrichment degree is set to a low level in advance. As for the fuel near the non-control rod side coolant passage G 2 which is narrow, the output is flattened by increasing the concentration of the fuel.

【0008】しかし、上記の如き濃縮度分布による対応
策によるときは、局所ピーキング係数を低下させること
によって、全体の反応度も低下してしまうことから、中
性子利用率の向上を図るという観点からすれば、最適の
方策とは言えないことになる。
However, when the countermeasures based on the enrichment distribution as described above are taken, the local peaking coefficient is reduced, so that the overall reactivity is also reduced. Therefore, from the viewpoint of improving the neutron utilization rate, If this is the case, it will not be the optimal measure.

【0009】一方、原子燃料集合体の高燃焼度化のた
め、図6に示されている通り格子タイプであったり、ま
たリング素子タイプにより燃料棒を正方格子配列とする
スぺーサ12にあって、その軸心部における燃料棒13
の複数本が占めていたスペースに、太い角形ウォータチ
ャンネル14Aを縦装するようにしたものが知られてい
るが、このような原子燃料集合体に関しても、前記した
局所ピーキング係数を抑える目的から、図6にあって仮
想線にて示した如く、角形ウォータチャンネル14Aの
配置を偏倚位置18まで変位させた非対称燃料集合体な
るものが提案されている。
On the other hand, in order to increase the burnup of the nuclear fuel assembly, there is a lattice type as shown in FIG. 6 or a spacer 12 in which the fuel rods are arranged in a square lattice by the ring element type. The fuel rod 13 at its axial center
It is known that a thick rectangular water channel 14A is vertically installed in the space occupied by a plurality of the above. However, even for such a nuclear fuel assembly, from the purpose of suppressing the above-mentioned local peaking coefficient, As shown by the phantom line in FIG. 6, an asymmetric fuel assembly has been proposed in which the arrangement of the rectangular water channels 14A is displaced to the biased position 18.

【0010】この非対称燃料集合体は、図6から理解さ
れる通りスぺーサ12の一対角線19上にあって、一つ
のコーナ12a寄りとなるよう角形ウォータチャンネル
14Aを偏倚させたものである。このように構成すれ
ば、狭幅である非制御棒側冷却材流路G2 寄りに角形ウ
ォータチャンネル14Aが片寄り、この結果、非対称燃
料集合体が炉心1に装荷された状態にあっては、制御棒
側冷却材流路G1 、非制御棒側冷却材流路G2 、そして
チャンネルボックス16内を含む全体からして、減速材
分布が径方向に均一化され、前記の局所ピーキング係数
を抑える点で効果的となる。
As can be seen from FIG. 6, this asymmetric fuel assembly has a rectangular water channel 14A which is located on the diagonal line 19 of the spacer 12 and is closer to one corner 12a. According to this structure, prismatic water channel 14A to the non-control rod side coolant passage G 2 closer with a narrow width is offset, this result, in a state in which the asymmetric fuel assemblies loaded in the core 1 , The control rod side coolant passage G 1 , the non-control rod side coolant passage G 2 , and the inside of the channel box 16, the moderator distribution is made uniform in the radial direction, and the local peaking coefficient is obtained. It is effective in suppressing

【0011】また、この種の角形ウォータチャンネル1
4Aを用いるようにした沸騰水型原子炉用燃料集合体
は、これまた既知のように、燃焼中における角形ウォー
タチャンネル14Aと燃料棒13の照射伸びに差異があ
るため、当該照射伸び差に伴うスぺーサ12(7個)の
軸方向への移動を、所望程度の範囲に制限する必要か
ら、図7に示す如く角形ウォータチャンネル14Aの側
壁14Bにあって、スぺーサ12を上下から挟み込むよ
うに、一対の規制用タブ20が突設されている。
Also, this type of rectangular water channel 1
The boiling water reactor fuel assembly configured to use 4A has a difference in irradiation elongation between the rectangular water channel 14A and the fuel rod 13 during combustion as known in the art. Since it is necessary to limit the movement of the spacers 12 (7 pieces) in the axial direction to a desired extent, the spacers 12 are sandwiched from above and below on the side wall 14B of the rectangular water channel 14A as shown in FIG. As described above, the pair of regulating tabs 20 is provided so as to project.

【0012】そして、上記既往の規制用タブ20として
は、図7と図8(A)に例示した通り、角形ウォータチ
ャンネル14Aのの四面である全側壁14Bの各壁面1
4a、14b、14c、14dから突設するか、図8
(B)のように制御棒側冷却材流路G1 に面した壁面1
4aと非制御棒側冷却材流路G2 に面した壁面14cと
から夫々突設するようにしている。
As the above-mentioned restricting tab 20 in the past, as shown in FIGS. 7 and 8A, each wall surface 1 of the four side walls 14B of the rectangular water channel 14A.
4a, 14b, 14c, 14d, or the structure shown in FIG.
Wall surface 1 facing the control rod side coolant flow path G 1 as in (B)
4a and the wall surface 14c facing the non-control rod side coolant flow path G 2 are provided so as to project from each other.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上従来技術として説
示した通り、非対称燃料集合体によるときは、局所ピー
キング係数を抑えるのには効果を発揮し得ることになる
が、燃料棒13の除熱に寄与するチャンネルボックス1
6内における冷却材の分布につき考察すると、燃料棒は
明らかに非対称配置になることから、チャンネルボック
ス16によって囲成された当該対象燃料集合体内におけ
る燃料棒13の熱的余裕については、図6から理解され
るように、非制御棒側冷却材流路G2 側が大となり、こ
れに比し制御棒側冷却材流路G1 側の熱的余裕は小さく
なるから、当該両者間に熱的余裕の差が生ずることとな
り、この結果限界出力性能は低下してしまうことにな
る。
As described above as the prior art, when an asymmetric fuel assembly is used, it can be effective in suppressing the local peaking coefficient, but it is effective in removing heat from the fuel rods 13. Channel Box 1 to contribute
Considering the distribution of the coolant within the fuel cell 6, the fuel rods obviously have an asymmetrical arrangement. Therefore, the thermal margin of the fuel rods 13 in the target fuel assembly surrounded by the channel box 16 is shown in FIG. As will be understood, the non-control rod side coolant flow passage G 2 side becomes large, and the thermal margin on the control rod side coolant flow passage G 1 side becomes smaller compared to this, so the thermal margin between the two is large. Difference occurs, and as a result, the marginal output performance deteriorates.

【0014】さらに、当該非対称燃料集合体につき考察
してみると、既知の如く、一般に燃料棒13の発熱によ
り生じた蒸気は、横断面方向、すなわち、前記した非対
称燃料集合体の径方向において、流路断面積の広い方側
へ移行する傾向のあることが知られている。従って、本
発明に係る図1によって説示すると、非制御棒側冷却材
流路G2 に比して離間幅W1 は広幅である制御棒側冷却
材流路G1 側における仮想線により明示の領域E内に存
する燃料棒13側に蒸気が集まり易く、この結果、当該
領域Eにあって蒸気密度が増加し、燃料棒13に対する
除熱性が低下することで、前掲熱的余裕の低減する傾向
が大きくなると考えられる。
Further, considering the asymmetric fuel assembly, as is known, generally, the steam generated by the heat generation of the fuel rods 13 is cross-sectional direction, that is, in the radial direction of the asymmetric fuel assembly described above. It is known that there is a tendency to shift to the side with a larger flow passage cross-sectional area. Therefore, as illustrated by FIG. 1 according to the present invention, the separation width W 1 is clearly shown by an imaginary line on the control rod side coolant flow passage G 1 side which is wider than the non-control rod side coolant flow passage G 2 . Steam tends to collect on the side of the fuel rods 13 existing in the region E, and as a result, the vapor density in the region E increases and the heat removal property for the fuel rods 13 decreases, so that the thermal margin tends to decrease. Is expected to grow.

【0015】本発明では上記の如き考察に基づき、この
種の非対称燃料集合体にあっては、そのチャンネルボッ
クス内における制御棒側冷却材流路寄りの冷却材流路断
面積を、でき得る限り大きくとるようにすることが、当
該非対称燃料集合体の限界出力を向上するのに有効であ
るとの考え方からして、以下の如き構成を具備させるこ
とに着目することができた。
In the present invention, based on the above consideration, in this type of asymmetric fuel assembly, the cross sectional area of the coolant passage near the control rod side coolant passage in the channel box can be made as long as possible. It was possible to focus on providing the following configurations from the idea that a large value is effective for improving the limit output of the asymmetric fuel assembly.

【0016】すなわち、前記の従来例にあって、チャン
ネルボックス内における冷却材の流路に設けられること
で、その流路断面積を小さくしている規制用タブを、角
形ウォータチャンネルの側壁にあって、その全四面に設
けてしまったり、非制御棒側冷却材流路側だけでなく、
制御棒側冷却材流路側にも突設するようなことをせず、
制御棒側冷却材流路側の側壁には設けず、非制御棒側冷
却材流路側の壁面のみに、上下一対の規制用タブを選定
して突設するのである。
That is, in the above-mentioned conventional example, a regulating tab, which is provided in the channel of the coolant in the channel box to reduce the cross-sectional area of the channel, is provided on the side wall of the rectangular water channel. , Not only on the non-control rod side coolant flow path side,
Do not project on the control rod side coolant channel side,
It is not provided on the side wall on the control rod side coolant flow path side, but a pair of upper and lower regulating tabs are selected and protruded only on the wall surface on the non control rod side coolant flow path side.

【0017】このようにすることで、本発明では従来の
非対称燃料集合体にあって、制御棒側冷却材流路側にお
けるチャンネルボックス内の冷却材流路断面積を、従来
例に比し大きく設定し得るようにし、このことで、冷却
材のチャンネルボックス内における分布を均等化し、か
くて燃料棒の熱的余裕差に基づく限界出力性能の低下
を、回避可能にしようとするのが、その目的である。
By doing so, in the present invention, in the conventional asymmetric fuel assembly, the coolant channel cross-sectional area in the channel box on the control rod side coolant channel side is set to be larger than that of the conventional example. The purpose of this is to equalize the distribution of the coolant in the channel box, and thus to avoid the deterioration of the limit output performance due to the thermal margin difference of the fuel rods. Is.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、上部タイプレートと下部タイプレートと
の間に、上下配置とした複数の正方格子配列であるスぺ
ーサにより保持された多数本の燃料棒と、当該スぺーサ
の一対角線上にあって一コーナ寄りに偏倚して配装され
た一本の角形ウォータチャンネルとが、所定の間隔だけ
離間して縦装された燃料本体と、この燃料本体に被嵌し
て前記上部タイプレートと下部タイプレートに固定され
ているチャンネルボックスとを具備し、上記の角形ウォ
ータチャンネルの側壁には、前記スぺーサの上下位置に
あって突設することにより、燃料中の角形ウォータチャ
ンネルと前記燃料棒の照射伸び差に伴うスぺーサの軸方
向への移動を所定範囲に制限するための規制用タブが具
備されている非対称燃料集合体において、上記の規制用
タブが、沸騰水型原子炉の炉心に装荷された際、十字形
である制御棒が挿入される広幅な制御棒側冷却材流路側
に指向する前記側壁における一対の壁面と、制御棒の挿
入されない狭幅な非制御棒側冷却材流路側に指向する他
の一対の壁面のうち、当該後者である一対の壁面にあっ
て、その一壁面または両壁面のみに、夫々前記の如くス
ぺーサの上下位置にて突設されていることを特徴とする
沸騰水型原子炉用非対称燃料集合体を提供しようとして
いる。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is held between a top tie plate and a bottom tie plate by a spacer, which is a plurality of square lattice arrays arranged vertically. A large number of fuel rods and a single rectangular water channel, which is located on a diagonal line of the spacer and is biased toward one corner, are vertically installed at a predetermined interval. A fuel body and a channel box fitted to the fuel body and fixed to the upper tie plate and the lower tie plate are provided, and a side wall of the rectangular water channel is provided above and below the spacer. It is provided with a restricting tab for restricting the axial movement of the spacer due to the difference in irradiation expansion between the rectangular water channel and the fuel rod in the fuel within a predetermined range. versus In the fuel assembly, the above-mentioned restriction tab, when loaded into the core of a boiling water reactor, in the side wall facing the wide control rod-side coolant flow channel side into which the control rod having a cross shape is inserted. Of the pair of wall surfaces and the other pair of wall surfaces directed toward the narrow non-control rod side coolant flow path side where the control rod is not inserted, the latter pair of wall surfaces, and only one or both wall surfaces. The asymmetric fuel assemblies for boiling water reactors are characterized in that they are respectively provided at the upper and lower positions of the spacer as mentioned above.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明につき、図1における格子
タイプのスぺーサを用いた場合と、図2のリング素子タ
イプのスぺーサを用いた沸騰水型原子炉用非対称燃料集
合体とにつき以下詳記する。その基本的構成は図5と図
6によって既に詳記された構成と同じであり、同一構成
部材については従来例における原子燃料集合体や非対称
燃料集合体、そして図4に明示の炉心における部材につ
いて、同一符号が採択されている。すなわち、燃料本体
15と、これに被嵌固定したチャンネルボックス16と
を具有し、燃料本体15は、上部タイプレート11と下
部タイプレート10との間にあって、上下配置で複数設
けられたスぺーサ12により保持されている多数本の燃
料棒13と角形ウォータチャンネル14Aとが、所定間
隔だけ離間された状態で縦装弾持されたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, a case of using a lattice type spacer in FIG. 1 and an asymmetric fuel assembly for a boiling water reactor using a ring element type spacer in FIG. Will be described in detail below. The basic structure is the same as the structure already described in detail with reference to FIGS. 5 and 6, and the same constituent members are the nuclear fuel assembly and the asymmetric fuel assembly in the conventional example, and the members in the core explicitly shown in FIG. , The same code is adopted. That is, the fuel main body 15 and the channel box 16 fitted and fixed to the fuel main body 15 are provided, and the fuel main body 15 is provided between the upper tie plate 11 and the lower tie plate 10 and is provided with a plurality of spacers arranged vertically. A large number of fuel rods 13 held by 12 and a rectangular water channel 14A are vertically mounted and held while being separated from each other by a predetermined distance.

【0020】さらに、これまた前記従来例と同じく、チ
ャンネルボックス16の一隅であるコーナ上端部には、
チャンネルファスナ17が取着され、これより分岐され
た一対のリーフスプリング17a、17bが、沸騰水型
原子炉の炉心1に装荷された状態にあって、制御棒5が
挿入される広幅とした各制御棒側冷却材流路G1 側へ向
けて突出され、もちろん、隣装された原子燃料集合体a
1 、a2 におけるチャンネルファスナ17にあって、そ
のリーフスプリング17a、17bが、相互に弾接状態
にて炉心1に装荷されることも、既述の通りである。
Further, similarly to the above-mentioned conventional example, at the corner upper end which is one corner of the channel box 16,
A pair of leaf springs 17a, 17b branched from the channel fastener 17 are attached to the core 1 of the boiling water reactor, and the control rod 5 is inserted into each of the wide widths. The control rod side coolant passage G 1 is projected toward the side of the coolant passage G, and of course, the adjacent nuclear fuel assembly a is mounted.
As described above, the leaf springs 17a and 17b of the channel fasteners 17 of 1 and a 2 are loaded in the core 1 in the elastically contacting state with each other.

【0021】また、前記した角形ウォータチャンネル1
4Aの側壁14Bには、上記したスぺーサ12の上下位
置にあって突設することにより、燃焼中の角形ウォータ
チャンネル14Aと、燃料棒13の照射伸び差に伴うス
ぺーサ12の軸方向への移動を、所定範囲に制限するた
めの規制用タブ20が具備され、上記角形ウォータチャ
ンネル14Aは、スぺーサ12の一対角線19上にあっ
て、一コーナ12a寄りに偏倚して一本が縦装されるこ
とで、非対称燃料集合体が構成されている。
The above-mentioned rectangular water channel 1 is also used.
On the side wall 14B of 4A, the rectangular water channel 14A during combustion and the axial direction of the spacer 12 due to the difference in irradiation expansion of the fuel rod 13 are provided by projecting above and below the spacer 12. Is provided with a restriction tab 20 for restricting the movement to a predetermined range, and the rectangular water channel 14A is located on the diagonal line 19 of the spacer 12 and is biased toward one corner 12a. The asymmetrical fuel assembly is configured by vertically mounting.

【0022】図1と図2にあって12bは、既知の如く
角形ウォータチャンネル14Aを挿入して、これを支持
するためスぺーサ12に固設された内側枠板を示し、図
1にあって12cは正方形の外側枠板、12dは外側枠
板12cに内装固設した縦横の格子板であり、図2にあ
っては、上記外側枠板12c内にあって、多数のリング
素子12eが外接状態にて固設されている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 12b denotes an inner frame plate fixed to the spacer 12 for inserting and supporting the rectangular water channel 14A as is known, and is shown in FIG. 12c is a square outer frame plate, and 12d is a vertical and horizontal lattice plate internally fixed to the outer frame plate 12c. In FIG. 2, a large number of ring elements 12e are provided inside the outer frame plate 12c. It is fixed in the circumscribed state.

【0023】本発明では、このような沸騰水型原子炉用
非対称燃料集合体にあって、前記の図1、図2に示され
る通り、沸騰水型原子炉の炉心1に装荷された際、前記
の規制用タブ20が、角形ウォータチャンネル14Aに
おける側壁14Bにあって、十字形である制御棒5の挿
入される広幅な制御棒側冷却材流路G1 側へ指向する一
対の前記壁面14a、14bと、当該制御棒5の挿入さ
れない狭幅な非制御棒側冷却材流路G2 側に指向する他
の一対の壁面14c、14dのうち、後者である一対の
壁面14c、14dにあって、その選定した一壁面、ま
たは図示例の如く両側壁にのみ、夫々前記の通りスぺー
サ12の上下位置にあって突設されるよう構成するので
ある。
In the present invention, in such an asymmetric fuel assembly for a boiling water reactor, as shown in FIGS. 1 and 2, when loaded in the core 1 of the boiling water reactor, The regulating tab 20 is located on the side wall 14B of the rectangular water channel 14A and is directed to the side of the wide control rod side coolant passage G 1 into which the cross-shaped control rod 5 is inserted. , 14b and another pair of wall surfaces 14c, 14d directed toward the narrow non-control rod side coolant flow path G 2 side in which the control rod 5 is not inserted, the latter pair of wall surfaces 14c, 14d are provided. Then, only the selected one wall surface or both side walls as shown in the drawing is arranged so as to project at the vertical position of the spacer 12 as described above.

【0024】本発明にあっては、上記の如く規制用タブ
20が選定された位置、すなわち非制御棒側冷却材流路
2 側にあってのみ設けられているので、制御棒側冷却
材流路G1 にあっては、角形ウォータチャンネル14A
の側壁14Bにあって、冷却水である冷却材の流れを阻
害することとなる規制用タブ20が存在しないこととな
り、従って、前記した制御棒側冷却材流路G1 側の流路
断面積が大きくなることになることから、当該非対称燃
料集合体の限界出力性能を向上させることが可能とな
る。
In the present invention, since the regulating tab 20 is provided only at the selected position, that is, on the non-control rod side coolant passage G 2 side, the control rod side coolant is provided. In the flow channel G 1 , the rectangular water channel 14A
Since there is no regulating tab 20 on the side wall 14B of the control bar that hinders the flow of the coolant that is the cooling water, the flow passage cross-sectional area on the side of the control rod side coolant flow passage G 1 is therefore set. As a result, the limit output performance of the asymmetric fuel assembly can be improved.

【0025】従って、非対称燃料集合体としての局所ピ
ーキング係数を抑制し得るだけでなく、この種従来例と
しての欠陥である限界出力性能の低下という問題に解決
を与えることができる。
Therefore, not only the local peaking coefficient of the asymmetric fuel assembly can be suppressed, but also the problem of the deterioration of the critical output performance, which is a defect of the conventional example of this kind, can be solved.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は以上のようにして構成されるも
のであるから、これまで、全く考慮されていなかった角
形ウォータチャンネルにおける規制用タブにつき、制御
棒側冷却材流路側の側壁には、これを突設せず、非制御
棒側冷却材流路側の側壁にのみ、選択的に突設するよう
にしたので、もちろん、当該規制用タブ本来の効用を達
成し得ると共に、制御棒側冷却材流路側における燃料棒
に対し、従来例に比し多くの冷却材を供与することがで
き、このため非対称燃料集合体でありながら、チャンネ
ルボックス内における燃料棒に対しての熱的余裕に大き
な差が発生しなくなり、この結果、燃料棒の除熱を促進
させて熱的裕度を増大させることができ、このことで限
界出力性能の向上を図ることが可能となる。
Since the present invention is constructed as described above, the regulating tab in the rectangular water channel, which has not been considered at all, is provided on the side wall on the control rod side coolant passage side. Since this is not projected, but is selectively projected only on the side wall on the non-control rod side coolant flow path side, of course, the original effect of the regulation tab can be achieved, and the control rod side can be achieved. It is possible to supply a larger amount of coolant to the fuel rods on the coolant channel side than in the conventional example. Therefore, even though it is an asymmetric fuel assembly, there is a thermal margin for the fuel rods in the channel box. A large difference does not occur, and as a result, the heat removal of the fuel rods can be promoted and the thermal margin can be increased, which can improve the marginal output performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る沸騰水型原子炉用非対称燃料集合
体の炉心装荷状態における正方格子タイプのスぺーサ箇
所を示した平面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory plan view showing a square lattice type spacer portion in a core loaded state of an asymmetric fuel assembly for a boiling water reactor according to the present invention.

【図2】同上沸騰水型原子炉用非対称燃料集合体の炉心
装荷状態における正方リング素子タイプのスぺーサ箇所
を示した平面説明図である。
FIG. 2 is a plan view showing a square ring element type spacer portion in the core-loaded state of the asymmetric fuel assembly for a boiling water reactor.

【図3】沸騰水型炉心における上部格子板に対する原子
燃料集合体の配装位置を示したもので、(A)はC格子
タイプ、(B)はD格子タイプの夫々平面説明図であ
る。
FIG. 3 is a plan view showing the arrangement positions of the nuclear fuel assemblies with respect to the upper lattice plate in the boiling water reactor core, (A) is a C lattice type, and (B) is a D lattice type.

【図4】従来の沸騰水型炉心における原子燃料集合体の
据付状態を示した要部斜視略示図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view of a main part showing an installed state of a nuclear fuel assembly in a conventional boiling water reactor core.

【図5】従来の沸騰水型原子炉用原子燃料集合体につ
き、その炉心装荷状態を示した一部切欠の縦断正面図で
ある。
FIG. 5 is a partially cutaway vertical front view showing a core loaded state of a conventional boiling water nuclear reactor nuclear fuel assembly.

【図6】従来の角形ウォータチャンネルが夫々軸心位置
と偏倚位置に縦設された原子燃料集合体の炉心装荷状態
における正方格子タイプのスぺーサ箇所を示した略示平
面説明図である。
FIG. 6 is a schematic plan view showing a square lattice type spacer portion in a core loaded state of a nuclear fuel assembly in which conventional rectangular water channels are vertically installed at an axial center position and a biased position, respectively.

【図7】従来の角形ウォータチャンネルが偏倚位置に配
設された非対称燃料集合体につき、当該角形ウォータチ
ャンネルのスぺーサに対する挿入支持状態を示した略示
斜視図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing an insertion support state of a conventional rectangular water channel with respect to a spacer for an asymmetric fuel assembly in which the rectangular water channel is arranged at a biased position.

【図8】(A)は、従来の非対称燃料集合体における角
形ウォータチャンネルにあって、その側壁に設けた規制
用タブの突設箇所を示した平面説明図で、(B)は他の
具体例による同上平面説明図である。
FIG. 8A is an explanatory plan view showing a protruding portion of a regulating tab provided on a side wall of a rectangular water channel in a conventional asymmetric fuel assembly, and FIG. It is a plane explanatory view same as the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炉心 5 制御棒 10 下部タイプレート 11 上部タイプレート 12 スぺーサ 12a コーナ 13 燃料棒 14A 角形ウォータチャンネル 14B 側壁 14a 壁面 14b 壁面 14c 壁面 14d 壁面 15 燃料本体 16 チャンネルボックス 19 対角線 20 規制用タブ G1 制御棒側冷却材流路 G2 非制御棒側冷却材流路1 core 5 control rod 10 lower tie plate 11 upper tie plate 12 spacer 12a corner 13 fuel rod 14A square water channel 14B side wall 14a wall surface 14b wall surface 14c wall surface 14d wall surface 15 fuel body 16 channel box 19 diagonal wire 20 regulation tab G 1 Control rod side coolant channel G 2 Non-control rod side coolant channel

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、上下配置とした複数の正方格子配列であるスぺ
ーサにより保持された多数本の燃料棒と、当該スぺーサ
の一対角線上にあって一コーナ寄りに偏倚して配装され
た一本の角形ウォータチャンネルとが、所定の間隔だけ
離間して縦装された燃料本体と、この燃料本体に被嵌し
て前記上部タイプレートと下部タイプレートに固定され
ているチャンネルボックスとを具備し、上記の角形ウォ
ータチャンネルの側壁には、前記スぺーサの上下位置に
あって突設することにより、燃料中の角形ウォータチャ
ンネルと前記燃料棒の照射伸び差に伴うスぺーサの軸方
向への移動を所定範囲に制限するための規制用タブが具
備されている非対称燃料集合体において、上記の規制用
タブが、沸騰水型原子炉の炉心に装荷された際、十字形
である制御棒が挿入される広幅な制御棒側冷却材流路側
に指向する前記側壁における一対の壁面と、制御棒の挿
入されない狭幅な非制御棒側冷却材流路側に指向する他
の一対の壁面のうち、当該後者である一対の壁面にあっ
て、その一壁面または両壁面のみに、夫々前記の如くス
ぺーサの上下位置にて突設されていることを特徴とする
沸騰水型原子炉用非対称燃料集合体。
1. A large number of fuel rods held by a spacer, which is a plurality of square lattice arrays arranged vertically, between an upper tie plate and a lower tie plate, and a diagonal line of the spacer. There is a fuel main body in which a single rectangular water channel, which is arranged so as to be biased toward one corner, is vertically installed at a predetermined distance, and the upper tie plate fitted to the fuel main body. And a channel box fixed to the lower tie plate. The side wall of the rectangular water channel is located above and below the spacer so as to project from the rectangular water channel in the fuel and the rectangular water channel. In an asymmetric fuel assembly provided with a regulating tab for limiting the movement of the spacer in the axial direction due to the irradiation expansion difference of the fuel rod to a predetermined range, the regulating tab is a boiling water source. When loaded into the core of the sub-reactor, a pair of wall surfaces in the side walls facing the wide control rod side coolant flow path side where a control rod having a cross shape is inserted, and a narrow non-control in which the control rod is not inserted Of the other pair of wall surfaces directed to the rod-side coolant flow path side, the latter pair of wall surfaces is projected on only one wall surface or both wall surfaces at the vertical position of the spacer as described above. An asymmetric fuel assembly for a boiling water reactor characterized by being installed.
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