JPH0968585A - 原子炉用燃料集合体 - Google Patents
原子炉用燃料集合体Info
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- JPH0968585A JPH0968585A JP7223008A JP22300895A JPH0968585A JP H0968585 A JPH0968585 A JP H0968585A JP 7223008 A JP7223008 A JP 7223008A JP 22300895 A JP22300895 A JP 22300895A JP H0968585 A JPH0968585 A JP H0968585A
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- JP
- Japan
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- fuel
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- fuel assembly
- control rod
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 10
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Classifications
-
- 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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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子炉冷却材に伴流される異物による燃料棒
破損を低コストで防止する。 【解決手段】 燃料集合体の下部ノズルと最下部支持格
子の間には、次のような構造の異物捕獲フィルタ２０が
設けられる。即ち、燃料棒５の各々に整列し、その燃料
棒５の下部端栓８を取り囲んで配置されると共に互いに
連結された複数の短円管２３，２５，２７から構成さ
れ、最外縁に位置する円管２５，２７の外側面が切り欠
かれている。
破損を低コストで防止する。 【解決手段】 燃料集合体の下部ノズルと最下部支持格
子の間には、次のような構造の異物捕獲フィルタ２０が
設けられる。即ち、燃料棒５の各々に整列し、その燃料
棒５の下部端栓８を取り囲んで配置されると共に互いに
連結された複数の短円管２３，２５，２７から構成さ
れ、最外縁に位置する円管２５，２７の外側面が切り欠
かれている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉で燃焼に供
される燃料集合体に関し、特に冷却材に伴流する異物が
燃料集合体の燃料棒部に流入することを防止する構造に
関する。
される燃料集合体に関し、特に冷却材に伴流する異物が
燃料集合体の燃料棒部に流入することを防止する構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】原子炉、例えば加圧水型原子炉で燃焼に
供される核燃料は、多数の核燃料棒を束ねた構造の燃料
集合体の形を採っている。これを図７を参照して説明す
れば、多数の冷却材流路孔を有する上部ノズル１及び下
部ノズル２が、複数の制御棒案内管４で連結されてい
て、これに複数の支持格子３が互いに間隔を置いて取り
付けられて骨格構造体を形成している。支持格子３は、
多数の薄い帯板即ちストラップを互いに直角に交差させ
て組み立てたもので、複数の矩形断面開口即ちセルを画
成し、これらのセルの一部に制御棒案内管４が挿通固定
されている。そして制御棒案内管４が入らないセルに一
本づつ挿通された多数の燃料棒５が弾性的に支持されて
燃料集合体１０が構成されている。前述の制御棒案内管
４と下部ノズル２との連結構造が図８に示されている。
支持格子３のうちの最下部支持格子３ａの所定のセル内
に円筒形のインサート６が挿着され、これを貫いて制御
棒案内管４が延び、下部ノズル２に挿通された取付け螺
子７が制御棒案内管４の下端のプラグに螺合し、このよ
うにして下部ノズル２と制御棒案内管４とを締結してい
る。燃料棒５の被覆管５ａの下端は、中実の下部端栓８
で閉じられていて、これは最下部支持格子３ａから下方
に延出している。
供される核燃料は、多数の核燃料棒を束ねた構造の燃料
集合体の形を採っている。これを図７を参照して説明す
れば、多数の冷却材流路孔を有する上部ノズル１及び下
部ノズル２が、複数の制御棒案内管４で連結されてい
て、これに複数の支持格子３が互いに間隔を置いて取り
付けられて骨格構造体を形成している。支持格子３は、
多数の薄い帯板即ちストラップを互いに直角に交差させ
て組み立てたもので、複数の矩形断面開口即ちセルを画
成し、これらのセルの一部に制御棒案内管４が挿通固定
されている。そして制御棒案内管４が入らないセルに一
本づつ挿通された多数の燃料棒５が弾性的に支持されて
燃料集合体１０が構成されている。前述の制御棒案内管
４と下部ノズル２との連結構造が図８に示されている。
支持格子３のうちの最下部支持格子３ａの所定のセル内
に円筒形のインサート６が挿着され、これを貫いて制御
棒案内管４が延び、下部ノズル２に挿通された取付け螺
子７が制御棒案内管４の下端のプラグに螺合し、このよ
うにして下部ノズル２と制御棒案内管４とを締結してい
る。燃料棒５の被覆管５ａの下端は、中実の下部端栓８
で閉じられていて、これは最下部支持格子３ａから下方
に延出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
燃料集合体１０は、原子炉容器内の下部炉心板上に相隣
接して並べられて使用され、冷却材である軽水が下部炉
心板を貫流して上昇し、燃料集合体１０の燃料棒５を冷
却する。軽水は、多数の燃料集合体１０から構成される
炉心を通る冷却材循環系を循環するので、滅多に無いこ
とではあるが、異物を伴流することが確率的には想定さ
れる。その場合、異物が支持格子３と燃料棒５との間の
隙間に引っ掛かって滞留すると、軽水流により振動し、
燃料棒５の被覆管５ａにフレッティング損傷を起こすこ
とが危惧される。従来、異物侵入対策としては、下部ノ
ズル２の冷却材流路孔の径を小さくし、異物が下部ノズ
ル２を通過しないようにした構造を採用していた。しか
しながら、下部ノズル２の冷却材流路孔の径を小さくす
ると、一般的に各流路孔の流路抵抗が大きくなるので、
圧力降下の増大を防ぐため冷却材流路孔の数を増やして
いる。このため、冷却材流路孔を形成するための加工費
等の製造コストが増大するという問題が生じている。従
って、本発明は、燃料集合体の基本的な構造を変更する
必要がなく、低コストで異物捕獲効率に優れた構造を持
つ原子炉用燃料集合体を提供することを目的とするもの
である。
燃料集合体１０は、原子炉容器内の下部炉心板上に相隣
接して並べられて使用され、冷却材である軽水が下部炉
心板を貫流して上昇し、燃料集合体１０の燃料棒５を冷
却する。軽水は、多数の燃料集合体１０から構成される
炉心を通る冷却材循環系を循環するので、滅多に無いこ
とではあるが、異物を伴流することが確率的には想定さ
れる。その場合、異物が支持格子３と燃料棒５との間の
隙間に引っ掛かって滞留すると、軽水流により振動し、
燃料棒５の被覆管５ａにフレッティング損傷を起こすこ
とが危惧される。従来、異物侵入対策としては、下部ノ
ズル２の冷却材流路孔の径を小さくし、異物が下部ノズ
ル２を通過しないようにした構造を採用していた。しか
しながら、下部ノズル２の冷却材流路孔の径を小さくす
ると、一般的に各流路孔の流路抵抗が大きくなるので、
圧力降下の増大を防ぐため冷却材流路孔の数を増やして
いる。このため、冷却材流路孔を形成するための加工費
等の製造コストが増大するという問題が生じている。従
って、本発明は、燃料集合体の基本的な構造を変更する
必要がなく、低コストで異物捕獲効率に優れた構造を持
つ原子炉用燃料集合体を提供することを目的とするもの
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によれば、互いに対向する上部ノズル及び下
部ノズル、互いに平行な関係で両ノズル間を延びると共
に両ノズルに両端がそれぞれ連結された複数の制御棒案
内管並びにその制御棒案内管に長手方向に間隔を置いて
取着された複数の支持格子から骨格構造体が形成され、
両端が端栓によって閉じられた被覆管を有する燃料棒が
一本づつ前記骨格構造体の前記支持格子の複数の支持セ
ルの一内に挿通されて支持された燃料集合体において、
燃料棒の各々に整列しその下部端栓を取り囲んで配置さ
れると共に互いに連結された複数の短円管から構成し、
前記短円管のうち最外縁に位置する短円管の外側面を切
り欠いて成る異物捕獲フィルタを最下部の支持格子と下
部ノズルとの間に介装したことを特徴としている。
め、本発明によれば、互いに対向する上部ノズル及び下
部ノズル、互いに平行な関係で両ノズル間を延びると共
に両ノズルに両端がそれぞれ連結された複数の制御棒案
内管並びにその制御棒案内管に長手方向に間隔を置いて
取着された複数の支持格子から骨格構造体が形成され、
両端が端栓によって閉じられた被覆管を有する燃料棒が
一本づつ前記骨格構造体の前記支持格子の複数の支持セ
ルの一内に挿通されて支持された燃料集合体において、
燃料棒の各々に整列しその下部端栓を取り囲んで配置さ
れると共に互いに連結された複数の短円管から構成し、
前記短円管のうち最外縁に位置する短円管の外側面を切
り欠いて成る異物捕獲フィルタを最下部の支持格子と下
部ノズルとの間に介装したことを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。なお、前述の従来技術を含め、同一
の部分には、同一の符号を付し、理解に便ならしめてい
る。燃料集合体の骨格構造体及びその支持格子３のセル
に挿通される燃料棒５の構造とその配置は、従来のもの
（図７）と同じである。本発明の特徴的部分である異物
捕獲フィルタ２０の構造及び配置状況が図１及び図２に
示されている。従来のものと同様に、最下部支持格子３
ａには、制御棒案内管４及び燃料棒５が挿通されてい
る。図２は、その平断面の１象限を示している。最下部
支持格子３ａには、円筒形のインサート６が挿着され、
これに従来と同様制御棒案内管４の下端部が挿入され、
取付け螺子（図示しない）によって下部ノズル２に締結
されている。燃料棒５は、図示しない燃料ペレットが積
重充填された被覆管５ａを有し、その下端が下部端栓８
により密封されている。この下部端栓８は、最下部支持
格子３ａより下方に位置している。このような下部ノズ
ル２と最下部支持格子３ａとの間に異物捕獲フィルタ２
０が設けられている。異物捕獲フィルタ２０は、溶接２
１によりインサート６に固定されているが、その詳細な
構造が図３及び図４に示されている。
施形態を説明する。なお、前述の従来技術を含め、同一
の部分には、同一の符号を付し、理解に便ならしめてい
る。燃料集合体の骨格構造体及びその支持格子３のセル
に挿通される燃料棒５の構造とその配置は、従来のもの
（図７）と同じである。本発明の特徴的部分である異物
捕獲フィルタ２０の構造及び配置状況が図１及び図２に
示されている。従来のものと同様に、最下部支持格子３
ａには、制御棒案内管４及び燃料棒５が挿通されてい
る。図２は、その平断面の１象限を示している。最下部
支持格子３ａには、円筒形のインサート６が挿着され、
これに従来と同様制御棒案内管４の下端部が挿入され、
取付け螺子（図示しない）によって下部ノズル２に締結
されている。燃料棒５は、図示しない燃料ペレットが積
重充填された被覆管５ａを有し、その下端が下部端栓８
により密封されている。この下部端栓８は、最下部支持
格子３ａより下方に位置している。このような下部ノズ
ル２と最下部支持格子３ａとの間に異物捕獲フィルタ２
０が設けられている。異物捕獲フィルタ２０は、溶接２
１によりインサート６に固定されているが、その詳細な
構造が図３及び図４に示されている。
【０００６】図３は、異物捕獲フィルタ２０の平面図の
１象限を示しており、図２に対応しているが、完全円形
断面の円管２３、半円形断面の円管２５及び４分の１円
形断面の円管２７（円管２５，２７の形状は、必ずしも
円管と呼ぶに相応しくなく弧状断面部材と呼べるもので
あるが、本発明の趣旨からみて円管と呼ぶこととしてい
る。）の中心軸は、図２に示された燃料棒５に整列して
いる。即ち、各円管２３，２５，２７の軸間距離即ちピ
ッチは、最下部支持格子３ａのセルのピッチに一致して
いて、且つ重なり合うことなく互いに接しているので、
その外径は、支持格子３ａのセルのピッチと実質的に等
しいものになっている。又、図２と図３を対照すれば明
らかなように、円管２３の間のデッドスペースは、制御
棒案内管４の位置に対応しており、更に半円形断面の円
管２５は、最外側の燃料棒５に対応している。このよう
な円管２３，２５，２７は、図４に示すように上下端に
位置する溶接２９により互いに連結されていて、一体化
構造の異物捕獲フィルタ２０を形成している。 図１に
戻って、異物捕獲フィルタ２０の上端は、最下部支持格
子３ａの下端に近接していて、円管２３の上端部が燃料
棒５の下部端栓８を取り囲んでいるので、両者の間に狭
い隙間を画成している。
１象限を示しており、図２に対応しているが、完全円形
断面の円管２３、半円形断面の円管２５及び４分の１円
形断面の円管２７（円管２５，２７の形状は、必ずしも
円管と呼ぶに相応しくなく弧状断面部材と呼べるもので
あるが、本発明の趣旨からみて円管と呼ぶこととしてい
る。）の中心軸は、図２に示された燃料棒５に整列して
いる。即ち、各円管２３，２５，２７の軸間距離即ちピ
ッチは、最下部支持格子３ａのセルのピッチに一致して
いて、且つ重なり合うことなく互いに接しているので、
その外径は、支持格子３ａのセルのピッチと実質的に等
しいものになっている。又、図２と図３を対照すれば明
らかなように、円管２３の間のデッドスペースは、制御
棒案内管４の位置に対応しており、更に半円形断面の円
管２５は、最外側の燃料棒５に対応している。このよう
な円管２３，２５，２７は、図４に示すように上下端に
位置する溶接２９により互いに連結されていて、一体化
構造の異物捕獲フィルタ２０を形成している。 図１に
戻って、異物捕獲フィルタ２０の上端は、最下部支持格
子３ａの下端に近接していて、円管２３の上端部が燃料
棒５の下部端栓８を取り囲んでいるので、両者の間に狭
い隙間を画成している。
【０００７】次に、以上のような異物捕獲フィルタ２０
を持つ燃料集合体を原子炉容器内に装荷したときの異物
捕獲状況を説明する。原子炉容器内に流入した冷却材た
る軽水は、炉心槽の外側の環状下降空間を流下し、下部
プレナム内で反転し、下部炉心板を貫いて上昇する。そ
して、通常の大きさの冷却材流路孔を持つ下部ノズル２
を貫流する。ここを通った軽水は、図５に示すように異
物捕獲フィルタ２０の円管２３と燃料棒５との間の環状
隙間Ｃ及び円管２３相互間の銀杏葉形空間Ｓを分かれて
流れる。前者を通る軽水に異物Ａが伴流していた場合、
その大きさにより図６に示すような形で異物Ａがトラッ
プされる。この場合は、異物Ａは、燃料棒５に接触して
いるが、接触場所が中実の下部端栓８の外面であるので
フレッティングが生じても被覆管５ａは損傷せず、内部
の燃料ペレット充填空間に通じる貫通孔は生じない。
又、後者の銀杏葉空間Ｓを流れる軽水に異物Ｂが伴流し
ていた場合、図６に示すように円管２３と最下部支持格
子３ａの間でトラップされるが、この場合異物Ｂが振動
しても、燃料棒５の被覆管５ａには何ら接触していない
ので、問題になるような不具合損傷は生じない。
を持つ燃料集合体を原子炉容器内に装荷したときの異物
捕獲状況を説明する。原子炉容器内に流入した冷却材た
る軽水は、炉心槽の外側の環状下降空間を流下し、下部
プレナム内で反転し、下部炉心板を貫いて上昇する。そ
して、通常の大きさの冷却材流路孔を持つ下部ノズル２
を貫流する。ここを通った軽水は、図５に示すように異
物捕獲フィルタ２０の円管２３と燃料棒５との間の環状
隙間Ｃ及び円管２３相互間の銀杏葉形空間Ｓを分かれて
流れる。前者を通る軽水に異物Ａが伴流していた場合、
その大きさにより図６に示すような形で異物Ａがトラッ
プされる。この場合は、異物Ａは、燃料棒５に接触して
いるが、接触場所が中実の下部端栓８の外面であるので
フレッティングが生じても被覆管５ａは損傷せず、内部
の燃料ペレット充填空間に通じる貫通孔は生じない。
又、後者の銀杏葉空間Ｓを流れる軽水に異物Ｂが伴流し
ていた場合、図６に示すように円管２３と最下部支持格
子３ａの間でトラップされるが、この場合異物Ｂが振動
しても、燃料棒５の被覆管５ａには何ら接触していない
ので、問題になるような不具合損傷は生じない。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実質的に短い円管から構成される異物捕獲フィルタは、
加工が容易でありことから低コストで製作できると共
に、燃料棒の熱膨張及び照射成長を許容しつつ燃料棒被
覆管から隔離された異物捕獲空間を画成しているので、
異物による燃料棒被覆管のフレッティング損傷を確実に
防止することができる。更に、異物捕獲フィルタの円管
は、薄肉で製作できるので、そこを通過する冷却材流の
圧力降下を増大せず、また外縁部の円管の外側が切り欠
かれているので、燃料棒の照射成長量を検出するため容
易にアクセスすることができる。
実質的に短い円管から構成される異物捕獲フィルタは、
加工が容易でありことから低コストで製作できると共
に、燃料棒の熱膨張及び照射成長を許容しつつ燃料棒被
覆管から隔離された異物捕獲空間を画成しているので、
異物による燃料棒被覆管のフレッティング損傷を確実に
防止することができる。更に、異物捕獲フィルタの円管
は、薄肉で製作できるので、そこを通過する冷却材流の
圧力降下を増大せず、また外縁部の円管の外側が切り欠
かれているので、燃料棒の照射成長量を検出するため容
易にアクセスすることができる。
【図１】本発明の実施形態の要部を示す一部切欠き部分
側面図である。
側面図である。
【図２】前記実施形態の部分平断面図である。
【図３】前記実施形態の要部を示す１象限平面図であ
る。
る。
【図４】図３に対応する異物捕獲フィルタ２０の側面図
である。
である。
【図５】前記実施形態の作用説明図である。
【図６】前記実施形態の作用説明用斜視図である。
【図７】本発明が適用される燃料集合体の一例を示す一
部切欠き斜視図である。
部切欠き斜視図である。
【図８】従来の燃料集合体の構造を示す部分側面図であ
る。
る。
１ 上部ノズル ２ 下部ノズル ３ 支持格子 ３ａ 最下部支持格子 ４ 制御棒案内管 ５ 燃料棒 ５ａ 被覆管 ８ 下部端栓 １０ 燃料集合体 ２０ 異物捕獲フィルタ ２３ 円管 ２５ 円管 ２７ 円管 Ａ，Ｂ 異物
Claims (1)
- 【請求項１】 互いに対向する上部ノズル及び下部ノズ
ル、互いに平行な関係で前記両ノズル間を延びると共に
同両ノズルに両端がそれぞれ連結された複数の制御棒案
内管並びに同制御棒案内管に長手方向に間隔を置いて取
着された複数の支持格子から骨格構造体が形成され、両
端が端栓によって閉じられた被覆管を有する燃料棒が一
本づつ前記骨格構造体の前記支持格子の複数の支持セル
の一内に挿通されて支持された燃料集合体において、最
下部の前記支持格子と前記下部ノズルとの間に介装され
る異物捕獲フィルタを、前記燃料棒の各々に整列し同燃
料棒の下部端栓を取り囲んで配置されると共に互いに連
結された複数の短円管から構成し、前記短円管のうち最
外縁に位置する短円管の外側面を切り欠いてなることを
特徴とする原子炉用燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223008A JPH0968585A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7223008A JPH0968585A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 原子炉用燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968585A true JPH0968585A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16791390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7223008A Withdrawn JPH0968585A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0968585A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030015852A (ko) * | 2001-08-15 | 2003-02-25 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 가압수형 원자로의 연료 집합체용 이물질 필터 |
| CN109935361A (zh) * | 2017-12-19 | 2019-06-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种方形双面冷却环形燃料组件 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP7223008A patent/JPH0968585A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030015852A (ko) * | 2001-08-15 | 2003-02-25 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 가압수형 원자로의 연료 집합체용 이물질 필터 |
| US6901128B2 (en) | 2001-08-15 | 2005-05-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Foreign matter filter for fuel assembly in pressurized water reactor |
| KR100724318B1 (ko) * | 2001-08-15 | 2007-06-04 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 이물질 필터 |
| EP1291883A3 (en) * | 2001-08-15 | 2007-10-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Foreign matter filter for fuel assembly in pressurized water reactor |
| CN109935361A (zh) * | 2017-12-19 | 2019-06-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种方形双面冷却环形燃料组件 |
| CN109935361B (zh) * | 2017-12-19 | 2024-05-31 | 中国原子能科学研究院 | 一种方形双面冷却环形燃料组件 |
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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: 20021105 |