JPS6049271B2 - 燃料棒スペ−サ - Google Patents
燃料棒スペ−サInfo
- Publication number
- JPS6049271B2 JPS6049271B2 JP55031148A JP3114880A JPS6049271B2 JP S6049271 B2 JPS6049271 B2 JP S6049271B2 JP 55031148 A JP55031148 A JP 55031148A JP 3114880 A JP3114880 A JP 3114880A JP S6049271 B2 JPS6049271 B2 JP S6049271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- outer frame
- fuel rod
- coolant
- rod spacer
- 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.)
- Expired
Links
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
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉の燃料チャンネル内に内装された多数の
燃料棒を適正位置に支持する燃料棒スペーサに係り、燃
料チャンネルの内周面に沿つて上昇する冷却材流を外枠
内に導入することのできる燃料棒スペーサに関する。
燃料棒を適正位置に支持する燃料棒スペーサに係り、燃
料チャンネルの内周面に沿つて上昇する冷却材流を外枠
内に導入することのできる燃料棒スペーサに関する。
従来、この種の燃料棒スペーサは第１〜２図のように構
成されている。
成されている。
この燃料棒スペーサ１は、第３図に示す原子炉２の炉心
３内に交換自在に取付けられた複数の燃料集合体４を構
成する要素の１つである。各燃料集合体４は第４図に示
すように、多数の燃料棒５、５および１本のウ’オーダ
ロッド６を上部タイプレート７と下部タイプレート８と
で支持しつつ長い筒状の燃料チャンネル９内に内装され
、前記燃料棒５の長手方向の複数個所に燃料スペーサ１
、１を装着して各燃料棒５、５を適正位置に支持するよ
うにして構成されている。各燃料棒スペーサ１は第１〜
２図に示すように、一端にコーナハンド１４、１５、１
６、１７をそれぞれ有する４個のサイドハンド１０１、
１１、１２、１３を相互に結合して略正方形状の筒状の
外枠１８を形成し、この外枠１８内に複数のデバイダ１
９とバー２０とを交叉させて設けて多数の略正方形状の
燃料棒通路２１、２１を形成しＪたものである。
３内に交換自在に取付けられた複数の燃料集合体４を構
成する要素の１つである。各燃料集合体４は第４図に示
すように、多数の燃料棒５、５および１本のウ’オーダ
ロッド６を上部タイプレート７と下部タイプレート８と
で支持しつつ長い筒状の燃料チャンネル９内に内装され
、前記燃料棒５の長手方向の複数個所に燃料スペーサ１
、１を装着して各燃料棒５、５を適正位置に支持するよ
うにして構成されている。各燃料棒スペーサ１は第１〜
２図に示すように、一端にコーナハンド１４、１５、１
６、１７をそれぞれ有する４個のサイドハンド１０１、
１１、１２、１３を相互に結合して略正方形状の筒状の
外枠１８を形成し、この外枠１８内に複数のデバイダ１
９とバー２０とを交叉させて設けて多数の略正方形状の
燃料棒通路２１、２１を形成しＪたものである。
デバイグ１９の各燃料棒通路２１に面する部分にはＳ字
形のスプリング２２、２２が形成され、バー２０同志の
交叉点には外方に突出したはね材２４を有する角形スプ
リング２３が形成され、各サイドハンド１０、１１、１
２、１ク３の各燃料棒通路２１に面する部分にはロープ
２５、２５ａが形成され、各コーナハンド１４、１５、
１６、１７にはそれぞれ１対の球状突起２６、２６が形
成されている。中央部の各燃料棒通路２１内に挿通され
た燃料棒５，５は、それぞれ２個のＳ字形のスプリング
２２，２２とばね材２４によつて弾力的に支持され、隅
部の燃料棒通路２１内に挿通された燃料棒５，５はそれ
ぞれ２個の球状突起２６，２６とばね材２４によつて弾
力的に支持され、周辺部の各燃料棒通路２１内に挿通さ
れた燃料棒５，５はそれぞれ、Ｓ字形のスプリング２２
とはね材２４とローブ２５とによつて弾力的に支持され
る。この燃料棒スペーサ１は、各コーナハンド１４，１
５，１６，１７に隣接した大きいローブ２５ａ，２５ａ
を燃料チャンネル９の内周面２７に当接されてその燃料
チャンネル９内の適正位置に支持される。このように燃
料棒スペーサ１，１によつて燃料チャンネル９内の適正
位置に支持された燃料棒５，５は、下部タイプレート８
の鼻状片２８を通して燃料チャンネル９内に供給される
軽水等の冷却材によつて冷却される。
形のスプリング２２、２２が形成され、バー２０同志の
交叉点には外方に突出したはね材２４を有する角形スプ
リング２３が形成され、各サイドハンド１０、１１、１
２、１ク３の各燃料棒通路２１に面する部分にはロープ
２５、２５ａが形成され、各コーナハンド１４、１５、
１６、１７にはそれぞれ１対の球状突起２６、２６が形
成されている。中央部の各燃料棒通路２１内に挿通され
た燃料棒５，５は、それぞれ２個のＳ字形のスプリング
２２，２２とばね材２４によつて弾力的に支持され、隅
部の燃料棒通路２１内に挿通された燃料棒５，５はそれ
ぞれ２個の球状突起２６，２６とばね材２４によつて弾
力的に支持され、周辺部の各燃料棒通路２１内に挿通さ
れた燃料棒５，５はそれぞれ、Ｓ字形のスプリング２２
とはね材２４とローブ２５とによつて弾力的に支持され
る。この燃料棒スペーサ１は、各コーナハンド１４，１
５，１６，１７に隣接した大きいローブ２５ａ，２５ａ
を燃料チャンネル９の内周面２７に当接されてその燃料
チャンネル９内の適正位置に支持される。このように燃
料棒スペーサ１，１によつて燃料チャンネル９内の適正
位置に支持された燃料棒５，５は、下部タイプレート８
の鼻状片２８を通して燃料チャンネル９内に供給される
軽水等の冷却材によつて冷却される。
即ち、冷却材は各燃料棒通路２１，２１および燃料チャ
ンネル９の内周面２７と外枠１８との間の間隙２９を上
昇する間に燃料棒５，５の保有する熱エネルギを吸収し
て燃料棒５，５を冷却する。燃料棒５，５がバーンアウ
トするのを防止し、且つ燃料棒５，５の限界出力を増大
させるためには、燃料チャンネル９内に供給された冷却
材を各，燃料棒５，５に有効に接させて冷却効率を高く
する必要がある。
ンネル９の内周面２７と外枠１８との間の間隙２９を上
昇する間に燃料棒５，５の保有する熱エネルギを吸収し
て燃料棒５，５を冷却する。燃料棒５，５がバーンアウ
トするのを防止し、且つ燃料棒５，５の限界出力を増大
させるためには、燃料チャンネル９内に供給された冷却
材を各，燃料棒５，５に有効に接させて冷却効率を高く
する必要がある。
燃料チャンネル９内の冷却材の分布状態を調べると、燃
料チャンネル９の中央部より内周面２７の近傍に冷却材
が集中する傾向にある。
料チャンネル９の中央部より内周面２７の近傍に冷却材
が集中する傾向にある。
これは、！中央部が燃料棒５，５の核反応により高温で
あるのに対し、内周面２７の部分は低温であるため、冷
却材が低温な内周面２７の方向へ流れるからである。従
つて、間隙２９では内周面２７に沿つて上昇する冷却材
流が形成されている。 Ｊ燃料棒５の冷却効率
を向上させるには、この内周面２７に沿つた冷却材流を
燃料棒スペーサ１内に導入できればよい。ところが従来
の燃料棒スペーサ１は、第５図に示すように、外枠１８
は内周面２７から離れてお４り、また外枠１８に形成さ
れたローブ２５，２５ａは単に外方へ膨出形成したもの
てあり内周面２７に沿つた冷却材流３０を外枠１８内へ
導入させることができない。
あるのに対し、内周面２７の部分は低温であるため、冷
却材が低温な内周面２７の方向へ流れるからである。従
つて、間隙２９では内周面２７に沿つて上昇する冷却材
流が形成されている。 Ｊ燃料棒５の冷却効率
を向上させるには、この内周面２７に沿つた冷却材流を
燃料棒スペーサ１内に導入できればよい。ところが従来
の燃料棒スペーサ１は、第５図に示すように、外枠１８
は内周面２７から離れてお４り、また外枠１８に形成さ
れたローブ２５，２５ａは単に外方へ膨出形成したもの
てあり内周面２７に沿つた冷却材流３０を外枠１８内へ
導入させることができない。
従つて、同図に示すように、冷却材流３０を有効に冷却
に利用することができず、燃料棒５の外周を流れる冷却
材流３１はその量が少ない。そのため従来の燃料棒スペ
ーサを用いた場合の燃料棒の冷却効率は低く、原子炉の
限界出力も第７図破線Ａに示すように低いものであつた
。本発明は、上記不都合を取除き、燃料チャンネルの内
周面に沿つた冷却材流を外枠内に導くことができ、燃料
棒の冷却効率を高くし、原子炉の限ノ界出力を高くする
ことのできる燃料棒スペーサを提供することを目的とす
る。
に利用することができず、燃料棒５の外周を流れる冷却
材流３１はその量が少ない。そのため従来の燃料棒スペ
ーサを用いた場合の燃料棒の冷却効率は低く、原子炉の
限界出力も第７図破線Ａに示すように低いものであつた
。本発明は、上記不都合を取除き、燃料チャンネルの内
周面に沿つた冷却材流を外枠内に導くことができ、燃料
棒の冷却効率を高くし、原子炉の限ノ界出力を高くする
ことのできる燃料棒スペーサを提供することを目的とす
る。
本発明は第６図に示すように、外枠１８の一部分に燃料
チャンネル９の内周面２７に沿つて流れる冷却材流３０
をその外枠１８内へ導く冷却材導−入路３２を設けて構
成される。
チャンネル９の内周面２７に沿つて流れる冷却材流３０
をその外枠１８内へ導く冷却材導−入路３２を設けて構
成される。
この冷却材導入路３２は、外枠１８の一部分を内周面２
７に達するまで外方に膨出させ、その下端を開口させて
冷却材流３０が流入できるようにして形成されている。
以下本発明を第８〜１４図に示す実施例について更に詳
しく説明する。
７に達するまで外方に膨出させ、その下端を開口させて
冷却材流３０が流入できるようにして形成されている。
以下本発明を第８〜１４図に示す実施例について更に詳
しく説明する。
第８〜１１図は本発明の一実施例を示し、外枠１８に形
成されたローブ２５，２５ａを利用して冷却材導入路３
２を形成したものである。
成されたローブ２５，２５ａを利用して冷却材導入路３
２を形成したものである。
本実施例のローブ２５，２５ａは外枠１８の軸方向長さ
の途中の一部分に形成されている。
の途中の一部分に形成されている。
各コーナハンド１４，１５，１６，１７に隣接した大き
いローブ２５ａは第１０図に示すように膨出部の背を燃
料チャンネル９の内周面２７に当接させている。このロ
ーブ２５ａの下端傾斜部を切開いて内周面２７に当接す
るまで外方向に曲げ起して開口３３を形成し、この開口
３３およびローブ２５ａの内部によつて冷却材導入路３
２が形成されている。一方小さいローブ２５には、第１
１図に示すように、下端傾斜部３４を切開いて内周面２
７に達するまで曲げ起して開口３３ａを形成し、この開
口３３ａおよびローブ２５の内部によつて冷却材導入路
３２が形成されている。第１２〜１４図は本発明の他の
実施例を示し、ローブ２５，２５ａを外枠１８の軸方向
の下端に達する大きさに形成して冷却材導入路３２を設
けている。
いローブ２５ａは第１０図に示すように膨出部の背を燃
料チャンネル９の内周面２７に当接させている。このロ
ーブ２５ａの下端傾斜部を切開いて内周面２７に当接す
るまで外方向に曲げ起して開口３３を形成し、この開口
３３およびローブ２５ａの内部によつて冷却材導入路３
２が形成されている。一方小さいローブ２５には、第１
１図に示すように、下端傾斜部３４を切開いて内周面２
７に達するまで曲げ起して開口３３ａを形成し、この開
口３３ａおよびローブ２５の内部によつて冷却材導入路
３２が形成されている。第１２〜１４図は本発明の他の
実施例を示し、ローブ２５，２５ａを外枠１８の軸方向
の下端に達する大きさに形成して冷却材導入路３２を設
けている。
大きいローブ２５ａは、第１２〜１３図に示すように燃
料チャンネル９の内周面２７に当接される背３５を外枠
１８の下端に達するまて形成されている。
料チャンネル９の内周面２７に当接される背３５を外枠
１８の下端に達するまて形成されている。
従つて、ローブ２５ａの下端は第１５図に示すように山
形に開口しており、この山形の開口とローブ２５ａの内
部とにより冷却材導入路３２が形成されている。小さい
ローブ２５は、背に連続する下端部３６を内周面２７に
達するまで膨出させて、下端に同様の山形の開口を形成
している。この山形の開口とローブ２５の内部とにより
冷却材導入路３２が形成されている。次に本発明の作用
を説明する。
形に開口しており、この山形の開口とローブ２５ａの内
部とにより冷却材導入路３２が形成されている。小さい
ローブ２５は、背に連続する下端部３６を内周面２７に
達するまで膨出させて、下端に同様の山形の開口を形成
している。この山形の開口とローブ２５の内部とにより
冷却材導入路３２が形成されている。次に本発明の作用
を説明する。
燃料チャンネル９の内周面２７に沿つて上昇する冷却材
流３０は燃料棒スペーサ１の部分に来ると、各ローブ２
５，２５ａの開口３３，３３ａ若しくは山形の開口を通
つて多数の冷却材導入路３２，３２内へ流入する。
流３０は燃料棒スペーサ１の部分に来ると、各ローブ２
５，２５ａの開口３３，３３ａ若しくは山形の開口を通
つて多数の冷却材導入路３２，３２内へ流入する。
各冷却材導入路３２，３２内に流入した冷却材は外枠１
８内に流入し、各燃料棒５，５の周囲を流れる冷却材の
主流に合流する。この合流により第６図に示すように、
燃料棒周囲の冷却材流３１の流量が増大し、冷却効果が
増大する。また、この合流に伴なつて、冷却材の主流に
乱れが生り、燃料棒の表面に核反応によつて生じる蒸気
泡と冷却材との気液混合が促進され、更に気液混合が均
一となつて、燃料棒５の伝熱面が気相のみで覆われるこ
とが防止され、液相部分即ち冷却材を有効に利用した冷
却を行なうことができる。更に、内周面２７に沿つて流
れる冷却材流は冷却材導入路３２の部分を通過する際に
、流れを乱され、燃料棒スペーサ１を通過した後に一部
の冷却材が周囲に位置する燃料棒５の方向に流れて、燃
料棒５を冷却するようになる。このようにして、本発明
によつては冷却効率が高められるから、原子炉の限界出
力が第７図実線Ｂに示すように従来より高くなる。なお
、冷却材導入路は上記実施例のように外枠を膨出形成す
るほかに、外枠の外周面に曲管を固着して形成したり、
外枠の下端に内図面２７に達する舌片を設けて形成する
ことができる。
８内に流入し、各燃料棒５，５の周囲を流れる冷却材の
主流に合流する。この合流により第６図に示すように、
燃料棒周囲の冷却材流３１の流量が増大し、冷却効果が
増大する。また、この合流に伴なつて、冷却材の主流に
乱れが生り、燃料棒の表面に核反応によつて生じる蒸気
泡と冷却材との気液混合が促進され、更に気液混合が均
一となつて、燃料棒５の伝熱面が気相のみで覆われるこ
とが防止され、液相部分即ち冷却材を有効に利用した冷
却を行なうことができる。更に、内周面２７に沿つて流
れる冷却材流は冷却材導入路３２の部分を通過する際に
、流れを乱され、燃料棒スペーサ１を通過した後に一部
の冷却材が周囲に位置する燃料棒５の方向に流れて、燃
料棒５を冷却するようになる。このようにして、本発明
によつては冷却効率が高められるから、原子炉の限界出
力が第７図実線Ｂに示すように従来より高くなる。なお
、冷却材導入路は上記実施例のように外枠を膨出形成す
るほかに、外枠の外周面に曲管を固着して形成したり、
外枠の下端に内図面２７に達する舌片を設けて形成する
ことができる。
また外枠の形状は円筒形等の形状でもよい。このように
本発明の燃料棒スペーサは、燃料チャンネルの内周面に
沿つた冷却材流を外枠内に導びいて燃料棒の冷却に直接
関与できるように構成したから、冷却効率が高くなり、
燃料捧の伝熱面が蒸気泡によつて部分的にも覆われるこ
とを防止し、燃料捧のバーンアウト現象が生じるのを防
止でき、原子炉の限界出力を高くすることがてきる。
本発明の燃料棒スペーサは、燃料チャンネルの内周面に
沿つた冷却材流を外枠内に導びいて燃料棒の冷却に直接
関与できるように構成したから、冷却効率が高くなり、
燃料捧の伝熱面が蒸気泡によつて部分的にも覆われるこ
とを防止し、燃料捧のバーンアウト現象が生じるのを防
止でき、原子炉の限界出力を高くすることがてきる。
更に、原子炉の運転余裕が拡大し、原子炉の高出力密度
化を可能とする等の効果を奏する。
化を可能とする等の効果を奏する。
第１図は従来の燃料棒スペーサを示す平面図、第２図は
第１図の■−■線による階段断面図、第３図は原子炉の
炉心構造を示す縦断面図、第４図は１個の燃料集合体を
示す縦断面図、第５図は従来の燃料棒スペーサによる冷
却材料の流れを示す略断面図、第６図は本発明の燃料棒
スペーサによる第５図同様の図、第７図は燃料集合体内
の冷却材の流量と原子炉の限界出力との関係を示ず特性
図、第８〜１１図は本発明の一実施例を示［，、第８図
は部分平面図、第９図は部分平面図、第１０図は第９図
のＸ−Ｘ線断面図、第１１図は第９図のＭ−Ｍ線断面図
、第１２〜１５図は本発明の他の実施例を示し、第１２
図は部分正面図、第１３図は第１２図のｘ■−Ｘ■線断
面図、第１４図は第１２図のｘ■−Ｘ■線断面図、第１
５図は冷却材導入路の開口部を示す外枠の部分底面図で
ある。 １・・・・・・燃料棒スペーサ、５・・・・・・燃料棒
、９・・・燃料チャンネル、１８・・・・・外枠、２５
，２５ａ・・・・・・ローブ、２７・・・・・・燃料チ
ャンネルの内周面、２９・・・・・・間隙、３０・・・
・・・燃料チャンネルの内周面に沿つた冷却材流、３２
・・・・・・冷却材導入路、３３，５３３ａ・・・・・
開口。
第１図の■−■線による階段断面図、第３図は原子炉の
炉心構造を示す縦断面図、第４図は１個の燃料集合体を
示す縦断面図、第５図は従来の燃料棒スペーサによる冷
却材料の流れを示す略断面図、第６図は本発明の燃料棒
スペーサによる第５図同様の図、第７図は燃料集合体内
の冷却材の流量と原子炉の限界出力との関係を示ず特性
図、第８〜１１図は本発明の一実施例を示［，、第８図
は部分平面図、第９図は部分平面図、第１０図は第９図
のＸ−Ｘ線断面図、第１１図は第９図のＭ−Ｍ線断面図
、第１２〜１５図は本発明の他の実施例を示し、第１２
図は部分正面図、第１３図は第１２図のｘ■−Ｘ■線断
面図、第１４図は第１２図のｘ■−Ｘ■線断面図、第１
５図は冷却材導入路の開口部を示す外枠の部分底面図で
ある。 １・・・・・・燃料棒スペーサ、５・・・・・・燃料棒
、９・・・燃料チャンネル、１８・・・・・外枠、２５
，２５ａ・・・・・・ローブ、２７・・・・・・燃料チ
ャンネルの内周面、２９・・・・・・間隙、３０・・・
・・・燃料チャンネルの内周面に沿つた冷却材流、３２
・・・・・・冷却材導入路、３３，５３３ａ・・・・・
開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃料チャンネル内にその燃料チャンネルの内周面と
の間に間隙を隔てた状態に内装される大きさを有する外
枠と、前記間隙内に前記内周面に沿つて流れる冷却材流
を前記外枠内に導く冷却材導入路とを有する燃料棒スペ
ーサ。 ２ 冷却材導入路は、外枠の一部分を燃料チャンネルの
内周面に当接するまで膨出させ、その膨出部の下端部に
上記内周面に沿つて流れる冷却材流が膨出部内に流入す
る開口を設けて形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の燃料棒スペーサ。 ３ 膨出部は、外枠に膨出形成されたロープとしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の燃料棒スペー
サ。 ４ ロープは、外枠の軸方向長さの途中の一部分に形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の燃料棒スペーサ。 ５ ロープの下端が外枠の下端部まで達しており、冷却
材導入路の開口部は山形の形状をしていることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の燃料棒スペーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55031148A JPS6049271B2 (ja) | 1980-03-12 | 1980-03-12 | 燃料棒スペ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55031148A JPS6049271B2 (ja) | 1980-03-12 | 1980-03-12 | 燃料棒スペ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56126795A JPS56126795A (en) | 1981-10-05 |
| JPS6049271B2 true JPS6049271B2 (ja) | 1985-10-31 |
Family
ID=12323344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55031148A Expired JPS6049271B2 (ja) | 1980-03-12 | 1980-03-12 | 燃料棒スペ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049271B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62178774A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-05 | Yukishige Oya | 電流を容易に点火させるピストンア−ス点火方式 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083542B2 (ja) * | 1985-11-21 | 1996-01-17 | 株式会社日立製作所 | 核燃料集合体 |
| 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 |
-
1980
- 1980-03-12 JP JP55031148A patent/JPS6049271B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62178774A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-05 | Yukishige Oya | 電流を容易に点火させるピストンア−ス点火方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56126795A (en) | 1981-10-05 |
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