JPS60224092A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPS60224092A JPS60224092A JP59079652A JP7965284A JPS60224092A JP S60224092 A JPS60224092 A JP S60224092A JP 59079652 A JP59079652 A JP 59079652A JP 7965284 A JP7965284 A JP 7965284A JP S60224092 A JPS60224092 A JP S60224092A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- rods
- fuel rods
- fuel assembly
- assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、沸騰水型原子炉に用いられる除熱特性の優れ
た燃料集合体に関する。
た燃料集合体に関する。
一般に、沸騰水型原子炉は、第６図に示すように、原子
炉圧力容器１の中心部に多数の燃料集合体２を装荷して
なる炉心３を設けている。この炉心３の上部には気水分
離器５および蒸気乾燥器６が順に設けられており、通常
は気水分離器５の中間部まで冷却水４が充填されている
。そして、冷却水４はジェットポンプやインターナルポ
ンプ（共に図示せず）等によって強制的に循環させられ
、炉心３内を上方に向って流れる。また、原子炉圧力容
器１の周壁土部には主蒸気出口ノズル７が設けられてお
り、その下方には給水入口ノズル８が設けられている。
炉圧力容器１の中心部に多数の燃料集合体２を装荷して
なる炉心３を設けている。この炉心３の上部には気水分
離器５および蒸気乾燥器６が順に設けられており、通常
は気水分離器５の中間部まで冷却水４が充填されている
。そして、冷却水４はジェットポンプやインターナルポ
ンプ（共に図示せず）等によって強制的に循環させられ
、炉心３内を上方に向って流れる。また、原子炉圧力容
器１の周壁土部には主蒸気出口ノズル７が設けられてお
り、その下方には給水入口ノズル８が設けられている。
また、燃料集合体２は、第７図および第８図に示すよう
に、角筒状の長尺なチャンネル９内に、多数の燃料棒１
０を正方格子状（通常は８Ｘ８−６４本）に配列し、各
燃料棒１０の上下端を上部タイプレート１１Ｆ３よび下
部タイプレート１２により支持し、更に上下のタイプレ
ート１１，１２間の複数箇所をスペーサ１３にて支持す
ることにより各燃料棒１０の相互間隔を一定に保つよう
に形成されている。
に、角筒状の長尺なチャンネル９内に、多数の燃料棒１
０を正方格子状（通常は８Ｘ８−６４本）に配列し、各
燃料棒１０の上下端を上部タイプレート１１Ｆ３よび下
部タイプレート１２により支持し、更に上下のタイプレ
ート１１，１２間の複数箇所をスペーサ１３にて支持す
ることにより各燃料棒１０の相互間隔を一定に保つよう
に形成されている。
この燃料棒１０は、第９図に示すように、被覆管１４の
内部に多数の円柱状のペレット１５を積層し、上方より
ばね１６で弾力的に押えて封入して形成されている。ま
た、各ペレット１５は酸化ウランの粉末を焼結して一定
形状に形成される。
内部に多数の円柱状のペレット１５を積層し、上方より
ばね１６で弾力的に押えて封入して形成されている。ま
た、各ペレット１５は酸化ウランの粉末を焼結して一定
形状に形成される。
このようにして形成された沸騰水型原子炉の運転は、次
のようにして行なわれる。すなわち、炉心３における各
ペレット１５内のウランの核分裂により、原子炉圧力容
器１内の冷却水４を沸騰させ、これによって発生した蒸
気を気水分離器５および蒸気乾燥器６を通し、更に主蒸
気出口ノズル７から発電所のタービン駆動用蒸気として
取出す。
のようにして行なわれる。すなわち、炉心３における各
ペレット１５内のウランの核分裂により、原子炉圧力容
器１内の冷却水４を沸騰させ、これによって発生した蒸
気を気水分離器５および蒸気乾燥器６を通し、更に主蒸
気出口ノズル７から発電所のタービン駆動用蒸気として
取出す。
一方、タービンを回転させて発電に供された蒸気は、復
水器において復水せしめられ、冷却水４として給水入口
ノズル８を通して原子炉圧力容器１内へ還流させられる
。
水器において復水せしめられ、冷却水４として給水入口
ノズル８を通して原子炉圧力容器１内へ還流させられる
。
従来の燃料集合体２においては、６４本の全燃料棒１０
を同一形状、同一寸法に形成していた。
を同一形状、同一寸法に形成していた。
そのため、第１０図に示すように各燃料集合体２の熱中
性子束分布を調べると、燃料集合体２の外周部は多聞の
冷却水４に接するため熱中性子束φは高く、逆に中央部
では低くなっている。従って、原子炉運転時における燃
料集合体２の水平断面における各所の出力Ｐは、第１０
図に示すように、燃料集合体２の外周部が高くなる。よ
って、冷却水４の沸騰による燃料棒１０の除熱に関して
も、燃料集合体２の外周部の方が中央部に比べて厳しく
なってしまい、熱的余裕が燃料集合体２の各所において
相違してしまう。
性子束分布を調べると、燃料集合体２の外周部は多聞の
冷却水４に接するため熱中性子束φは高く、逆に中央部
では低くなっている。従って、原子炉運転時における燃
料集合体２の水平断面における各所の出力Ｐは、第１０
図に示すように、燃料集合体２の外周部が高くなる。よ
って、冷却水４の沸騰による燃料棒１０の除熱に関して
も、燃料集合体２の外周部の方が中央部に比べて厳しく
なってしまい、熱的余裕が燃料集合体２の各所において
相違してしまう。
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、水平
断面における各所の熱的余裕が均等であり、除熱特性の
優れた燃料集合体を提供することを目的とする。
断面における各所の熱的余裕が均等であり、除熱特性の
優れた燃料集合体を提供することを目的とする。
本発明の燃料集合体は、外側から２列目に位置する燃料
のうちの適当数を他の燃料棒より短かく形成したことを
特徴とする。
のうちの適当数を他の燃料棒より短かく形成したことを
特徴とする。
一般に、燃料集合体において、一部の燃料棒を短かく形
成すると次のような利点が生じる。
成すると次のような利点が生じる。
すなわち、熱的に厳しい位置にある燃料棒において、そ
の燃料棒の最とも熱的に厳しくなる上部を除去して短か
くすると、大幅に熱的余裕が増大する。なぜなら、通常
燃料集合体において、出力が異常に高くなって除熱不足
状態が現われるのは、燃料棒の最上部または、２番目の
スペーサ付近であるから、これらの領域部分の燃料棒を
除去すれば、短かい燃料棒自身の熱的問題は無くなくな
る。
の燃料棒の最とも熱的に厳しくなる上部を除去して短か
くすると、大幅に熱的余裕が増大する。なぜなら、通常
燃料集合体において、出力が異常に高くなって除熱不足
状態が現われるのは、燃料棒の最上部または、２番目の
スペーサ付近であるから、これらの領域部分の燃料棒を
除去すれば、短かい燃料棒自身の熱的問題は無くなくな
る。
また、同時に短かい燃料棒に隣接する燃料棒の熱的余裕
も増大する。これは、燃料棒の上部を除去したことによ
り、周囲の燃料棒１本当りの冷却水量が増加するためで
ある。すなわち、燃料棒の限界出力は、第５図に示すよ
うに、冷却水量の増加に伴って増加する性質があり、短
かい燃料棒に隣接する通常の長尺な燃料棒の限界出力は
、同図Ａ点から８点へと向上されることとなる。
も増大する。これは、燃料棒の上部を除去したことによ
り、周囲の燃料棒１本当りの冷却水量が増加するためで
ある。すなわち、燃料棒の限界出力は、第５図に示すよ
うに、冷却水量の増加に伴って増加する性質があり、短
かい燃料棒に隣接する通常の長尺な燃料棒の限界出力は
、同図Ａ点から８点へと向上されることとなる。
−ｈｌ一部の燃料棒を短かく形成すると、燃料集合体内
の核分裂物質量が減少してしまい、残りの長尺な燃料棒
１体当りの出力負担が増大するという難点がある。
の核分裂物質量が減少してしまい、残りの長尺な燃料棒
１体当りの出力負担が増大するという難点がある。
そこで、本発明においては、短かくする燃料棒の数を少
なくし、かつ熱的余裕を均一にするのに効果的な位置に
短かい燃料棒を配置するようにしたものであり、外側か
ら２列目の燃料棒を短かく形成する。これは、燃料集合
体において外周部はど熱的余裕が厳しいことと、外側か
ら２列目の燃料棒が外周部のほぼ全体の熱的余裕を調整
することができるからである。また、外側から２列目の
燃料棒のうち、適当数を短かく形成するものであり、特
に２列目の４隅に位置する４本は、出力が最大となる燃
料集合体の隅部に位置するので、その熱的余裕を均一化
する作用が最大に発揮されることとなる。
なくし、かつ熱的余裕を均一にするのに効果的な位置に
短かい燃料棒を配置するようにしたものであり、外側か
ら２列目の燃料棒を短かく形成する。これは、燃料集合
体において外周部はど熱的余裕が厳しいことと、外側か
ら２列目の燃料棒が外周部のほぼ全体の熱的余裕を調整
することができるからである。また、外側から２列目の
燃料棒のうち、適当数を短かく形成するものであり、特
に２列目の４隅に位置する４本は、出力が最大となる燃
料集合体の隅部に位置するので、その熱的余裕を均一化
する作用が最大に発揮されることとなる。
次に、本発明の実施例を第１図から第５図について具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図および第２図は本発明の燃料集合体１８の一実施
例を示し、８×８の正方格子状に配置した燃料棒のうち
、外側から２列目の４隅部にある４本の燃料棒１７を短
かく形成したものである。
例を示し、８×８の正方格子状に配置した燃料棒のうち
、外側から２列目の４隅部にある４本の燃料棒１７を短
かく形成したものである。
伯の６０本は従来と同様な長尺な燃料棒１０によって形
成されている・。この短かい燃料棒１７の発熱長、すな
わち、燃料ペレット装荷長ｐ （第１図）は、短かい燃
料棒を採用することによる前記得失を考慮して決定すれ
ばよく、１つの目安としては、通常の燃料棒１０の発熱
長Ｌ（第１図）の約３／４程度とすればよい。これによ
り、燃料棒１７は通常の燃料棒１０と比較して、熱的に
厳しい燃料棒の最上部および２番目のスペーサ部分のロ
ッドを除去することができるので、熱的余裕の改善を飛
躍的に増加させることができる。なお、短かい燃料棒１
７は下部タイプレート１２へ下端を螺入させ、途中をス
ペーサ１３により支承するようにして取付りられている
。
成されている・。この短かい燃料棒１７の発熱長、すな
わち、燃料ペレット装荷長ｐ （第１図）は、短かい燃
料棒を採用することによる前記得失を考慮して決定すれ
ばよく、１つの目安としては、通常の燃料棒１０の発熱
長Ｌ（第１図）の約３／４程度とすればよい。これによ
り、燃料棒１７は通常の燃料棒１０と比較して、熱的に
厳しい燃料棒の最上部および２番目のスペーサ部分のロ
ッドを除去することができるので、熱的余裕の改善を飛
躍的に増加させることができる。なお、短かい燃料棒１
７は下部タイプレート１２へ下端を螺入させ、途中をス
ペーサ１３により支承するようにして取付りられている
。
このように形成されるから、第２図に示すように、短か
い燃料棒１７に隣接した３２本の燃料棒１０（同図斜線
部）の熱的余裕が向上されられ、かつ、これらの燃料棒
１０は燃料集合体１８の外周部の四隅部に位置するので
、燃料集合体１８全体の熱的余裕が各所において均一ど
なり、除熱特性が優れたものとなる。
い燃料棒１７に隣接した３２本の燃料棒１０（同図斜線
部）の熱的余裕が向上されられ、かつ、これらの燃料棒
１０は燃料集合体１８の外周部の四隅部に位置するので
、燃料集合体１８全体の熱的余裕が各所において均一ど
なり、除熱特性が優れたものとなる。
また、第３図に示すように、外側から２列目の４隅部の
他に、各辺部にも短かい燃料棒１７を設けて、外周部に
ある全部の通常の燃料棒１０が短か′い燃料棒１７によ
る熱的余裕の向上作用を受けるようにしてｂよい。この
場合、燃料集合体１８の装荷ウラン量が異常に減少しな
いようにする。
他に、各辺部にも短かい燃料棒１７を設けて、外周部に
ある全部の通常の燃料棒１０が短か′い燃料棒１７によ
る熱的余裕の向上作用を受けるようにしてｂよい。この
場合、燃料集合体１８の装荷ウラン量が異常に減少しな
いようにする。
また、本発明は燃料棒の配列が８×８の正方格子状のも
のばかりでなく、第４図に示すように、９×９の正方格
子状またはその他の正方格子状に配列したものにも同様
にして適用される。第４図のものは、第３図と同様に、
外周部の全部の通常の燃料棒１０の熱的余裕が向上させ
られ、除熱特性が優れたものとなる。
のばかりでなく、第４図に示すように、９×９の正方格
子状またはその他の正方格子状に配列したものにも同様
にして適用される。第４図のものは、第３図と同様に、
外周部の全部の通常の燃料棒１０の熱的余裕が向上させ
られ、除熱特性が優れたものとなる。
なお、燃料集合体としては、中央部に１〜２本のウォー
タ・ロッドを配置したものなど、その形式はどのような
ものでもよい。このウォータ・ロッドは従来通り用いる
とよい。
タ・ロッドを配置したものなど、その形式はどのような
ものでもよい。このウォータ・ロッドは従来通り用いる
とよい。
このように本発明の燃料集合体は、水平断面における各
所の熱的余裕が均一化され、全体としての熱的余裕が大
きくなり、除熱特性が優れたものとなり、この燃料集合
体を用いることにより原子炉の安全性をより高くするこ
とができる等の効果を奏する。
所の熱的余裕が均一化され、全体としての熱的余裕が大
きくなり、除熱特性が優れたものとなり、この燃料集合
体を用いることにより原子炉の安全性をより高くするこ
とができる等の効果を奏する。
第１図から第４図は本発明の燃料集合体の実施例を示し
、第１図は縦断側面図、第２図は第１図の■−■線に沿
った断面図、第３図および第４図はそれぞれ他の実施例
を示す第２図同様の断面図、第５図は冷却水流量と限界
出力との関係を示す特性図、第６図は沸騰水型原子炉の
概略断面図、第７図は従来の燃料集合体を示す第２図同
様の断面図、第８図は燃料集合体の一部切断斜視図、第
９図は燃料棒の一部切断側面図、第１０図は従来の燃料
集合体の出力分布図である。 ９・・・チャンネル、１０・・・通常の長い燃料棒、１
７・・・短かい燃料棒、１８・・・燃料集合体。 出願人代理人 猪 股 清 第１園 １１５２図 躬３目 躬４園 ！Ｒ 躬５図 冷去Ｐ水流量 第６目 躬Ｏ囮 第９図 豹１０図 把料儂会寸本位置
、第１図は縦断側面図、第２図は第１図の■−■線に沿
った断面図、第３図および第４図はそれぞれ他の実施例
を示す第２図同様の断面図、第５図は冷却水流量と限界
出力との関係を示す特性図、第６図は沸騰水型原子炉の
概略断面図、第７図は従来の燃料集合体を示す第２図同
様の断面図、第８図は燃料集合体の一部切断斜視図、第
９図は燃料棒の一部切断側面図、第１０図は従来の燃料
集合体の出力分布図である。 ９・・・チャンネル、１０・・・通常の長い燃料棒、１
７・・・短かい燃料棒、１８・・・燃料集合体。 出願人代理人 猪 股 清 第１園 １１５２図 躬３目 躬４園 ！Ｒ 躬５図 冷去Ｐ水流量 第６目 躬Ｏ囮 第９図 豹１０図 把料儂会寸本位置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 チャンネル内に長尺な燃料棒を正方格子状に配列
してなる燃料集合体において、その燃料集合体の外側か
ら２列目に位置する前記燃料棒のうち適当数を他の燃料
棒より短かく形成したことを特徴とする燃料集合体。 ２、 燃料集合体の外側から２列目の４隅部に位置する
４本の燃料棒を、他の燃料棒より短かく形成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079652A JPS60224092A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079652A JPS60224092A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224092A true JPS60224092A (ja) | 1985-11-08 |
| JPH0452911B2 JPH0452911B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=13696056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079652A Granted JPS60224092A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224092A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177486A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | 株式会社東芝 | 燃料集合体 |
| JPS62273485A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
| JPS62276493A (ja) * | 1986-05-24 | 1987-12-01 | 株式会社日立製作所 | 核燃料集合体 |
| JPS63127190A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | 株式会社東芝 | 原子炉燃料集合体 |
| JPS6431089A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Nippon Atomic Ind Group Co | Fuel assembly |
| JPH0212087A (ja) * | 1988-04-04 | 1990-01-17 | General Electric Co <Ge> | 沸騰水型原子炉に配置する燃料バンドル集合体 |
| JPH0395486A (ja) * | 1989-07-03 | 1991-04-19 | General Electric Co <Ge> | ２相圧力降下減少式沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
| US5995577A (en) * | 1997-02-10 | 1999-11-30 | General Electric Company | Optimized steam vent locations for a nuclear fuel bundle |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59079652A patent/JPS60224092A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62177486A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | 株式会社東芝 | 燃料集合体 |
| JPS62273485A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体 |
| JPS62276493A (ja) * | 1986-05-24 | 1987-12-01 | 株式会社日立製作所 | 核燃料集合体 |
| JPS63127190A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | 株式会社東芝 | 原子炉燃料集合体 |
| JPS6431089A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Nippon Atomic Ind Group Co | Fuel assembly |
| JPH0212087A (ja) * | 1988-04-04 | 1990-01-17 | General Electric Co <Ge> | 沸騰水型原子炉に配置する燃料バンドル集合体 |
| JPH0395486A (ja) * | 1989-07-03 | 1991-04-19 | General Electric Co <Ge> | ２相圧力降下減少式沸騰水型原子炉用燃料集合体 |
| US5995577A (en) * | 1997-02-10 | 1999-11-30 | General Electric Company | Optimized steam vent locations for a nuclear fuel bundle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452911B2 (ja) | 1992-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |