JPS63201593A - 原子炉の燃料集合体 - Google Patents
原子炉の燃料集合体Info
- Publication number
- JPS63201593A JPS63201593A JP62033278A JP3327887A JPS63201593A JP S63201593 A JPS63201593 A JP S63201593A JP 62033278 A JP62033278 A JP 62033278A JP 3327887 A JP3327887 A JP 3327887A JP S63201593 A JPS63201593 A JP S63201593A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel assembly
- fuel
- assembly
- nuclear reactor
- tie rod
- 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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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)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は原子炉用の燃料集合体に係り、特に高速増殖炉
用として好適な燃料集合体に関する。
用として好適な燃料集合体に関する。
ラッパ管削除型燃料集合体は、ニー・エヌ・工ス イン
ターナショナル コンファレンス オンエフ・ビー・ア
ール ツユ−イル パフォーマンストビカル ミーティ
ング プロシーディンゲス。
ターナショナル コンファレンス オンエフ・ビー・ア
ール ツユ−イル パフォーマンストビカル ミーティ
ング プロシーディンゲス。
モンテレイ シー・ニー（１９７９年）第７５８頁から
第７７６頁（ＡＮＳ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆ、 ｏｎＦＢＲＦｕｅｌ Ｐｅｒｆｏｒｍ
ａｎｃｅ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｔｇ。
第７７６頁（ＡＮＳ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆ、 ｏｎＦＢＲＦｕｅｌ Ｐｅｒｆｏｒｍ
ａｎｃｅ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｔｇ。
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、 Ｍｏｎｔｅｒｅｙ ＣＡ
（１９７９）ＰＰ７５８−７７６）において論じられて
いる。
（１９７９）ＰＰ７５８−７７６）において論じられて
いる。
この燃料集合体は、通常の燃料集合体においてラッパ管
を削除し、正三角形格子状に配列された燃料ピン群のう
ちのコーナに位置する６本を、ハンドリングヘッドとエ
ントランスノズル間を連結するための６本の、対面中が
燃料ビン直径より大きい六角棒状タイロッドで置き換え
たものであり、燃料ピン間の間隙は、コーナが６本のタ
イロッドに連結され、適当な軸方向間隔を置いて配置さ
れたグリッド型スペーサによって保持される。炉内にお
いて、隣合う燃料集合体間の間隙は、タイロッドによっ
て確保されるので、グリッド型スペーサ同志の干渉は防
止され、燃料集合体の挿入及び引抜きを円滑に行うこと
ができる。また、３体の隣合う燃料集合体のタイロッド
３本によって形成される流路間隙は、タイロッドが非発
熱体であるため狭いことが望ましいが、六角棒状のタイ
ロッドを使用しているので、流路間隙狭く、無駄流量を
抑制することができる。
を削除し、正三角形格子状に配列された燃料ピン群のう
ちのコーナに位置する６本を、ハンドリングヘッドとエ
ントランスノズル間を連結するための６本の、対面中が
燃料ビン直径より大きい六角棒状タイロッドで置き換え
たものであり、燃料ピン間の間隙は、コーナが６本のタ
イロッドに連結され、適当な軸方向間隔を置いて配置さ
れたグリッド型スペーサによって保持される。炉内にお
いて、隣合う燃料集合体間の間隙は、タイロッドによっ
て確保されるので、グリッド型スペーサ同志の干渉は防
止され、燃料集合体の挿入及び引抜きを円滑に行うこと
ができる。また、３体の隣合う燃料集合体のタイロッド
３本によって形成される流路間隙は、タイロッドが非発
熱体であるため狭いことが望ましいが、六角棒状のタイ
ロッドを使用しているので、流路間隙狭く、無駄流量を
抑制することができる。
ラッパ管削除型燃料集合体は、通常の燃料集合体と比べ
て、以下の利点がある。燃料ビン束とラッパ管の相互作
用や、ラッパ管同志の相互作用の発生が無いので、燃料
長寿命化上有利である。ラッパ管を削除できるので、中
性子経済が改善され、また燃料加工費、再処理費の低減
や腐棄物量の低減も期待できる。さらにまた、隣合う燃
料集合体間の冷却材混合が生じるので、集合体出口温度
差が低減され、炉心上部機構への熱衝撃が緩和されるこ
とに加えて、流路閉塞に対する潜在な安全性が期待され
る。
て、以下の利点がある。燃料ビン束とラッパ管の相互作
用や、ラッパ管同志の相互作用の発生が無いので、燃料
長寿命化上有利である。ラッパ管を削除できるので、中
性子経済が改善され、また燃料加工費、再処理費の低減
や腐棄物量の低減も期待できる。さらにまた、隣合う燃
料集合体間の冷却材混合が生じるので、集合体出口温度
差が低減され、炉心上部機構への熱衝撃が緩和されるこ
とに加えて、流路閉塞に対する潜在な安全性が期待され
る。
しかしながら、上記従来技術は燃料集合体内の径方向冷
却材温度分布の平担度が十分でなく、タイロッドやこれ
に隣接する最外層燃料ピンに生じる熱湾曲モーメシトが
、特に大きいという問題があった。その結果、グリッド
型スペーサに加わる機械的荷重、及び燃料ピンの被覆管
に発生する熱応力は大きくなり、燃料集合体の炉内使用
条件は厳しいものとなる可能性があった。
却材温度分布の平担度が十分でなく、タイロッドやこれ
に隣接する最外層燃料ピンに生じる熱湾曲モーメシトが
、特に大きいという問題があった。その結果、グリッド
型スペーサに加わる機械的荷重、及び燃料ピンの被覆管
に発生する熱応力は大きくなり、燃料集合体の炉内使用
条件は厳しいものとなる可能性があった。
尚、従来の六角棒状タイロッドを集合体外側方向に移動
させた構造とすることによっても、燃料集合体内のタイ
ロッドに面した流路間隙を広げることは可能であるが、
この場合、隣接する燃料集合体間の間隙も同時に広げる
必要があり、本来温度の低い集合体間の流路間隙におけ
る冷却材温度をさらに下げることとなるので、径方向冷
却材温度の平担度を上げることはできない。
させた構造とすることによっても、燃料集合体内のタイ
ロッドに面した流路間隙を広げることは可能であるが、
この場合、隣接する燃料集合体間の間隙も同時に広げる
必要があり、本来温度の低い集合体間の流路間隙におけ
る冷却材温度をさらに下げることとなるので、径方向冷
却材温度の平担度を上げることはできない。
このように従来の燃料集合体においては、六角棒状タイ
ロッドを使用しているので、燃料集合体内のタイロッド
に面した流路間隙が著しく狭くなり、この間隙を流れる
冷却材温度が特に高くなるため、冷却材温度分布の平担
度が悪くなっていた。
ロッドを使用しているので、燃料集合体内のタイロッド
に面した流路間隙が著しく狭くなり、この間隙を流れる
冷却材温度が特に高くなるため、冷却材温度分布の平担
度が悪くなっていた。
本発明の目的は、径方向冷却材温度分布の平担度を向上
させることにある。
させることにある。
上記目的は、燃料集合体内の冷却材流路間隙のうち、タ
イロッドに面した流路間隙が広がるように、タイロッド
の集合体中心側を一部削り落とした横断面外形を有する
ものをタイロッドとして使用することにより達成される
。
イロッドに面した流路間隙が広がるように、タイロッド
の集合体中心側を一部削り落とした横断面外形を有する
ものをタイロッドとして使用することにより達成される
。
（作用〕
本発明によれば、燃料集合体内のタイロッドに面した流
路間隙が広がり、この間隙を流れる軸方向流量が増加し
、この間隙を流れる冷却材温度は低下するので、温度分
布の平担度は向上する。
路間隙が広がり、この間隙を流れる軸方向流量が増加し
、この間隙を流れる冷却材温度は低下するので、温度分
布の平担度は向上する。
以下、本発明の一実施例を第１図から第４図までの各回
に基づき説明する。第１図は、ラッパ管削除型燃料集合
体の横断面のうち、コーナ部のみを示したものであり、
外径φ８薗の燃料ピン１が三角形格子状にＩｏｎｓの中
心間比＠（配列ピッチ）を置いて配列され、コーナには
、燃料ピンに代ってタイロッド２が配置されている。
に基づき説明する。第１図は、ラッパ管削除型燃料集合
体の横断面のうち、コーナ部のみを示したものであり、
外径φ８薗の燃料ピン１が三角形格子状にＩｏｎｓの中
心間比＠（配列ピッチ）を置いて配列され、コーナには
、燃料ピンに代ってタイロッド２が配置されている。
第２図は、３体のラッパ管削除型燃料集合体の横断面の
うち、それぞれの集合体内のタイロッド２各１本が近接
する部分のみを示したものであり、ａからｅまでのアル
ファベット記号は、集合体内および集合体間の流路間隙
の種類を区別するためのものである。ｂおよびｄが集合
体内、またａ。
うち、それぞれの集合体内のタイロッド２各１本が近接
する部分のみを示したものであり、ａからｅまでのアル
ファベット記号は、集合体内および集合体間の流路間隙
の種類を区別するためのものである。ｂおよびｄが集合
体内、またａ。
Ｑ、ｅ、およびｆが集合体間の流路間隙をそれぞれ示す
。
。
第３図は、ラッパ管削除型燃料集合体の側面図を示し、
複数本の燃料ピン１と６本のタイロッド２がその上下端
をそれぞれハンドリングヘッド３およびエントランスノ
ズル４に連結されてなり、燃料ピン間および燃料ピンと
タイロッド間の間隙は、軸方向に配置された複数個のグ
リッド型スペーサ５にて保持されている。
複数本の燃料ピン１と６本のタイロッド２がその上下端
をそれぞれハンドリングヘッド３およびエントランスノ
ズル４に連結されてなり、燃料ピン間および燃料ピンと
タイロッド間の間隙は、軸方向に配置された複数個のグ
リッド型スペーサ５にて保持されている。
第４図はタイロッドの断面形状を説明するための図であ
り、正六角断面のうち、コーナ部２ケ所をタイロッド２
の中心０を円孤の中心とした角度１２０度の範囲で円弧
状に削った形状であることを示す。
り、正六角断面のうち、コーナ部２ケ所をタイロッド２
の中心０を円孤の中心とした角度１２０度の範囲で円弧
状に削った形状であることを示す。
次に、本発明の第二の実施例を第５図を用いて説明する
。タイロッドとして、第５図に示したように、正１六角
形断面のうち、コーナ部２ケ所を直線状に削った形状の
ものを採用し、第一の実施例と同様に、削った箇所が集
合体中心側に向くようにしたラッパ管削除型燃料集合体
が第二の実施例である。
。タイロッドとして、第５図に示したように、正１六角
形断面のうち、コーナ部２ケ所を直線状に削った形状の
ものを採用し、第一の実施例と同様に、削った箇所が集
合体中心側に向くようにしたラッパ管削除型燃料集合体
が第二の実施例である。
以下、第一および第二の実施例による効果を表１にて説
明する。流路間隙ａおよびｂは３本の、Ｃおよびｄは２
本の、またｅは１本の燃料ピンにそれぞれ隣接している
ので、各間隙を軸方向に流れる冷却材の温度を等しくす
るためには、流路間隙ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの流路面積を
それぞれＡ ａ ｖＡｂ、Ａｃ、Ａｄ、Ａｅとしたとき
、Ａａ／３゜Ａ ｂ ／ ３ 、 Ａ ｃ ／ ２ 、
Ａ ｄ ／ ２、およびＡｅが互いに等しくなるよう
にすれば良い。表１に示したように、従来例の場合には
Ａｄ／２の値が小さく、間隙ｄを流れる冷却材の温度が
高くなることが分かる。第一および第二の実施例の場合
には、Ａｄ／２の値は従来例より大きく、第一の実施例
の場合には間隙ｄを流れる冷却材の温度は間隙すを流れ
る冷却材の温度にほぼ等しくなり、第二の実施例の場合
には間隙すを流れる冷却材の温度よりも若干低くなるこ
とが分る。
明する。流路間隙ａおよびｂは３本の、Ｃおよびｄは２
本の、またｅは１本の燃料ピンにそれぞれ隣接している
ので、各間隙を軸方向に流れる冷却材の温度を等しくす
るためには、流路間隙ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの流路面積を
それぞれＡ ａ ｖＡｂ、Ａｃ、Ａｄ、Ａｅとしたとき
、Ａａ／３゜Ａ ｂ ／ ３ 、 Ａ ｃ ／ ２ 、
Ａ ｄ ／ ２、およびＡｅが互いに等しくなるよう
にすれば良い。表１に示したように、従来例の場合には
Ａｄ／２の値が小さく、間隙ｄを流れる冷却材の温度が
高くなることが分かる。第一および第二の実施例の場合
には、Ａｄ／２の値は従来例より大きく、第一の実施例
の場合には間隙ｄを流れる冷却材の温度は間隙すを流れ
る冷却材の温度にほぼ等しくなり、第二の実施例の場合
には間隙すを流れる冷却材の温度よりも若干低くなるこ
とが分る。
以上述べたように、いずれの実施例においても、冷却材
温度の平担度向上が実現され、第二の実施例の方がその
効果は大きい。担し、グリッド型スペーサとタイロッド
間の結合性の観点では、第一の実施例の方が優れている
と考えられる。
温度の平担度向上が実現され、第二の実施例の方がその
効果は大きい。担し、グリッド型スペーサとタイロッド
間の結合性の観点では、第一の実施例の方が優れている
と考えられる。
本発明によれば、各冷却材流路面積をその流路間隙に隣
接する燃料ピンの本数で除した量のばらつきを低減でき
るので、冷却材温度平担度向上の効果がある。
接する燃料ピンの本数で除した量のばらつきを低減でき
るので、冷却材温度平担度向上の効果がある。
第１図は本発明の一実施例による原子炉燃料集合体の部
分横断面図、第２図はその実施例の集合体３体が隣接す
る部分の横断面図、第３図はその実施例の原子炉燃料集
合体の立面図、第４図はその実施例におけるタイロッド
の横断面図、第５図は本発明の他の実施例におけるタイ
ロッドの横断面図である。 １・・・燃料ピン、２・・・タイロッド、３・・・ハン
ドリン２・・・クイ口・ンド 第 ２０ 第 ３ 目 第４ 目 第 ５ 口 、大ｔく木十ヒ・ン ・・タイロッド 、・Ｉ＼ソ１゛リシγへ・ノＹ。 １ントランスノス°ル ・グリフＦ’！Ｉ！Ｘ’＜−サ
分横断面図、第２図はその実施例の集合体３体が隣接す
る部分の横断面図、第３図はその実施例の原子炉燃料集
合体の立面図、第４図はその実施例におけるタイロッド
の横断面図、第５図は本発明の他の実施例におけるタイ
ロッドの横断面図である。 １・・・燃料ピン、２・・・タイロッド、３・・・ハン
ドリン２・・・クイ口・ンド 第 ２０ 第 ３ 目 第４ 目 第 ５ 口 、大ｔく木十ヒ・ン ・・タイロッド 、・Ｉ＼ソ１゛リシγへ・ノＹ。 １ントランスノス°ル ・グリフＦ’！Ｉ！Ｘ’＜−サ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数本の燃料ピンを集合させ、その集合領域の外周
近傍にタイロッドを装備した原子炉の燃料集合体におい
て、前記タイロッドは、前記集合体の中心寄りの部分が
、逆寄りの部分よりも外形が小さいことを特徴とした原
子炉の燃料集合体。 ２、複数本の燃料ピンを集合させ、その集合領域の外周
近傍にタイロッドを装備した原子炉の燃料集合体におい
て、前記タイロッドの横断面外形は、前記集合体の中心
寄りの前記タイロッドの少なくとも一部分が欠如された
形状としたことを特徴とした原子炉の燃料集合体。 ３、特許請求の範囲の第２項において、前記タイロッド
の横断面形状は、六角形の形状から燃料集合体の中心寄
りの角部を切除した形状であることを特徴とした原子炉
の燃料集合体。 ４、複数本の燃料ピンとタイロッドとを正三角形格子状
に配列して燃料集合部を構成し、前記燃料集合体の角部
に前記タイロッドが配置され、前記タイロッドにより上
方のハンドリングヘッドとか方のエントランスノズルと
を連結して成るラッパ感削除型の燃料集合体において、
前記タイロッドとして、正六角形の隣合う２箇所の角部
を曲線又は直線にて切り取つた横断面外形形状の棒を用
い、前記２箇所の角部が前記燃料集合体の中心側である
ことを特徴とした原子炉の燃料集合体。 ５、特許請求の範囲の第４項において、前記棒は、中実
な棒であることを特徴とした原子炉の燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033278A JP2507389B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 原子炉の燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033278A JP2507389B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 原子炉の燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201593A true JPS63201593A (ja) | 1988-08-19 |
| JP2507389B2 JP2507389B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=12382061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033278A Expired - Lifetime JP2507389B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 原子炉の燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507389B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS561388A (en) * | 1979-06-08 | 1981-01-09 | Babcock & Wilcox Co | Fuel element assembly |
| JPS5927287A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-13 | 株式会社日立製作所 | 高速増殖炉 |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62033278A patent/JP2507389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS561388A (en) * | 1979-06-08 | 1981-01-09 | Babcock & Wilcox Co | Fuel element assembly |
| JPS5927287A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-13 | 株式会社日立製作所 | 高速増殖炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2507389B2 (ja) | 1996-06-12 |
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