JPS6238674B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的に原子炉に関し、一層詳細に
は液体金属冷却高速中性子増殖炉のための核燃料
サブアセンブリに関する。

日本国公開公報第87199／1976号に開示されて
いる如き既知の液体金属冷却高速中性子増殖炉に
おいて、燃料アセンブリは、ナトリウムの如き液
体金属冷却材が上方を流れる多数の細長い燃料要
素あるいはピンで構成されている。便宜上燃料ア
センブリは、交換可能な複数のサブアセンブリに
分割され、これらのサブアセンブリは、細長く持
ち上げヘツドを備えるラツパーにより囲まれた複
数の燃料ピンから構成されている。サブアセンブ
リは並べて位置決めされ、それぞれが、燃料アセ
ンブリ支持構造部に差し込まれる下端スパイクに
よつて、片持ちばり様式で配置されている。ラツ
パーは、横断面が六角形の管状スリーブから成
り、且つ中性子吸収を減らすために、比較的薄い
壁でつくられている。原子炉の作動の際、サブア
センブリを通る冷却材流れの圧力はラツパーを膨
張させ、かかる膨張は通常弾性変形であるけれど
も、連続的な照射の後、ラツパーは、クリープお
よび照射硬化のため原形に戻ることはできなくな
る。高速中性子誘導排せつによる曲げと組み合わ
さつた膨張のため、サブアセンブリは、燃料アセ
ンブリにおいて互いに身動きがとれなくなり、燃
料補給の際の抜取りを非常に困難にする。膨張お
よび曲げを許容するために、サブアセンブリの間
にかなりのすき間を設ける必要があるが、大きな
すき間は、燃料アセンブリの中で振動および反応
の不安定性を生じさせる。従来のラツパーの各コ
ーナにおける区域は外側へ凸状のコーナであり、
この区域は、弾性変形を減少させるという効果を
有し、又かかる区域を増大させることによつてな
お一層の減少を達成することができることは既に
明らかであるけれども、不幸にも、増大した区域
から成るコーナーは、六角形の束のコーナーにあ
る１つあるいはそれ以上の燃料ピンを犠牲にしな
ければならず、かくて燃料の量は減少し都合が悪
い。

本発明の目的は、核燃料サブアセンブリ用の六
角形状ラツパーの各コーナに中心に向かつて中高
になつた（即ち、内側へ凸状の）小側部を設け、
この小側部によつて六角形状の主要側部を連結す
ることにより、六角形状のラツパーの平面を横切
る膨張に対する抵抗を増大させ、従つて燃料アセ
ンブリの中にサブアセンブリを互に一層接近させ
て位置させることができ、かくてサブアセンブリ
相互間のすき間を一層小さくすることによつて、
サブアセンブリの振動および反応の不安定性を減
少させた改良型の液体金属冷却高速中性子増殖炉
を提供することにある。

本発明に依れば核燃料アセンブリは、管状ラツ
パー内に隔置された複数の燃料ピンを有し、管状
ラツパーの横断面は、六角形状に整列するよう配
置された６つのまつすぐな主要側部を有する閉鎖
形状から成り、主要側部は、形状の中心に向かつ
て中高になつた小側部によつて連結される。他の
面から本発明は、横断面が大体六角形であるが、
コーナーが、凸面がラツパーの内側に配置されて
いる区域によつて置きかえられる管状ラツパー内
に、複数の隔置された燃料ピンを有する核燃料サ
ブアセンブリに存在するということができる。

横断面の中心に向かつて中高である、本発明に
よる核燃料サブアセンブリのラツパーの横断面の
小側部は、ラツパーのコーナーの剛性を増大さ
せ、さらに膨張に対する抵抗を増大させる。

本発明による燃料サブアセンブリのラツパーに
あつては、平面を横切る同一の寸法を有する六角
形の束に通常設けられる燃料ピンの幾本かを除く
必要があるけれども、本発明によるサブアセンブ
リは、膨張が少なくなり、さらに振動および反応
の不安定性を減少させるため、相互のすき間を一
層小さくして燃料アセンブリの中に位置させるこ
とができ、かくて燃料アセンブリは、慣用的な原
子炉の同一の大きさから成る燃料アセンブリより
一層多くの燃料サブアセンブリを収容することが
できる。従つて本発明は、核燃料アセンブリが、
支持構造部から並んだ直立し接近して位置した複
数の細長い燃料サブアセンブリを有し、各サブア
センブリは、横断面が、六角形状をなすように配
置されたまつすぐな６つの主要側部を備えた閉鎖
形状から成る管状ラツパー内部の隔置された燃料
ピンの束から成り、主要側部が、形状の中心に向
かつて中高になつた小側部によつて連結されるよ
うな種類の液体金属冷却高速中性子増殖炉に存在
する。

本発明を具体化する液体金属冷却高速中性子増
殖炉および燃料サブアセンブリの構造を、例とし
て添付の図面を参照して説明する。

第１図は、一次容器３の中の液体ナトリウム冷
却材のプール２に沈められた燃料アセンブリ１を
有する液体金属冷却高速中性子増殖炉を示してい
る。一次容器は、格納室４の屋根から吊り下げら
れ、さらに複数の冷却材ポンプ５および熱交換器
６（それぞれ一つのみ図示）が設けられている。
支持構造部７の上に設けられた燃料アセンブリ１
は、熱交換器とともに炉心タンク８の中に収容さ
れ、一方冷却材をダイヤグリツドへ放出するポン
プ５は、炉心タンクの外側に配置されている。炉
心あるいは燃料アセンブリ１は、密に並んでダイ
ヤグリツドから直立する複数のサブアセンブリか
ら成り、バレル７ａによつて取り囲まれ、周囲が
拘束されている。制御棒９および計装１０が、格
納室の屋根を貫通している。

第２図に示されているように、サブアセンブリ
はそれぞれ、中央燃料部分１１、下端位置決め部
分１２および上端中性子しやへい部分１３から構
成されている。この中央燃料部分は、横断面が大
体六角形の管状ラツパー１５で囲まれた細長い燃
料ピン１４の束から成つている。ピンは、ラツパ
ーの内部で下端がグリツド１６によつて支持さ
れ、ハチの巣形状のセル状グリツド１７によつて
長さ方向の中間で支えられている。下端位置決め
部分は、燃料アセンブリ支持構造部７のソケツト
に係合するためのスパイク１８を有し且つ開口１
９を備え、冷却材は、前記構造部の内部から開口
を通つて流れることができる。上端部分１３は、
管状部材を構成する肉厚のスチールから成り、こ
の管状部材は、冷却材の流出口および持ち上げヘ
ツドを構成する。

同じ平面さしわたし一の寸法から成り且つ比較
的鋭いコーナーを備えた慣用的な六角形サブアセ
ンブリは、271本の燃料ピンの束を収容するが、
前述のサブアセンブリにおいては、６つのコーナ
ーの各々から３本の燃料ピンを取り除く必要があ
り、それ故一つの束は253本のピンしか収容する
ことができない。しかしながな、ラツパーの剛性
が増大するため膨張が小さくなり、従つてサブア
センブリを、燃料アセンブリの中に互いに一層接
近させて位置させることができる。

換言すれば、１つのサブアセンブリの中に収容
しうる燃料ピンの数は若干減少するけれども、本
発明の構成によりラツパーの剛性が増大するため
膨張が小さくなり、従つて燃料アセンブリの中に
サブアセンブリを互に一層接近させて位置させる
ことができるので、燃料アセンブリの全体的な寸
法を大きくすることなく付加的なサブアセンブリ
を追加して燃料インベントリを維持することがで
きる。従つて、１つのサブアセンブリの中に収容
しうる燃料ピンの数がたとえ減少しても、コアの
中の燃料ピンの全数は減少させる必要がないのみ
でなく、逆に増大させることさえできる。それ
故、本発明の配置は、各ラツパーの剛性を増大さ
せ、コア内の燃料の量には減少がない。かくて、
サブアセンブリ相互間のすき間を一層小さくする
ことによつて、振動および反応の不安定性が減
り、燃料インベントリを効率よく得ることができ
る。

第３図の燃料サブアセンブリにおいて、ラツパ
ーの横断面の小側部１５ｂは、横断面を中心に向
かつて中高になつており、かくてラツパーのコー
ナーの剛性は、膨張に対する抵抗を極めて増大さ
せる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原子炉構造体の断面図である。第２
図は、燃料サブアセンブリ構造体の側面図であ
る。第３図は燃料サブアセンブリ構造体のための
ラツパーの断片的横断面図である。 １……燃料アセンブリ、７……支持構造部、１
４……燃料ピン、１５……管状ラツパー、１５ａ
……主要側部、１５ｂ……小側部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管状ラツパーの内部に、複数の隔置された燃
   料ピンを有する核燃料サブアセンブリにおいて、
   ラツパーの横断面が、六角形状に整列するよう配
   置された６つのまつすぐな主要側部を有する閉鎖
   形状から成り、前記主要側部が、前記形状の中心
   に向かつて中高になつた小側部によつて連結され
   ていることを特徴とする核燃料サブアセンブリ。 ２ 燃料アセンブリが、支持構造部から並んで直
   立し接近して位置した複数の細長い燃料サブアセ
   ンブリを有し、各サブアセンブリが、管状ラツパ
   ーの内部に、複数の隔置された燃料ピンを有する
   ものからなるような種類の液体金属冷却高速中性
   子増殖炉において、ラツパーの横断面が、六角形
   状に整列するよう配置された６つのまつすぐな主
   要側部を有する閉鎖形状から成り、且つ前記主要
   側部が、前記形状の中心に向かつて中高になつた
   小側部によつて連結されていることを特徴とする
   液体金属冷却高速中性子増殖炉。