JPS646423B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は加圧水型軽水炉等の原子炉において
使用される燃料集合体に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の燃料集合体としては、第１図な
いし第３図に示すものがある。これらの図におい
て、符号１，２は上下に対向配置された上部ノズ
ル、下部ノズルである。これら上部ノズル１と下
部ノズル２との間には、上端部と下端部とがそれ
ぞれ上部ノズル１と下部ノズル２とに支持された
複数の制御棒案内管３が設けられている。この制
御棒案内管３には、支持格子４が固定されてい
る。この支持格子４は、第３図に示すように、剛
性支持部５および弾性支持部６を多数組有するも
のであり、これら剛性支持部５および弾性支持部
６によつて多数の燃料棒７がその軸線を上下に向
けた状態で挟持固定されている。この燃料棒７
は、多数の燃料ペレツト８を収納するジルカロイ
製の被覆管９と、この被覆管９の上下の開口部を
それぞれ密封する端栓１０とからなるものであ
る。

このように構成された燃料集合体Ａは、第４図
に示すように、原子炉容器１１内の炉心１２に垂
直状態で多数挿入され、上部炉心板１３および下
部炉心板１４に挟持固定される。そして、原子炉
容器１１の流入口１５から流入し、下部プレナム
部１６で反転して上向きに流れる冷却水を、それ
が下部ノズル２のノズル孔２ａを通つて燃料棒
７，７間を通過する際に加熱するものである。な
お、加熱された冷却水は流出口１７から熱交換器
（図示せず）へ送られ、発電に供される。

ところで、上記の燃料集合体Ａは、原子力発電
に用いられるものであるから、トラブルの発生を
極力防止し得るものであることが必要である。特
に、燃料棒７の被覆管９についてはそれが燃料ペ
レツト８を収納するものであることから、その点
が強く要望される。

ところが、上記従来の燃料集合体Ａにおいて
は、被覆管９の下端部が損傷するおそれがあるこ
とが判明した。すなわち、下部ノズル２のノズル
孔２ａから燃料集合体Ａ内に流入した冷却水は、
燃料棒７の下端部においては流れが激しく乱れて
いる。このため、冷却水中に何らかの原因によつ
て、ごみ、金属くず等の異物が混入すると、その
異物が被覆管９の下端部に激しく衝突し、この結
果被覆管９の下端部が損傷を受けるおそれがある
のである。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、冷却水中に異物が混入したとしても燃料棒の
下端部が損傷されるおそれのない燃料集合体を提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

この発明は、上記の目的を達成するために、燃
料棒の下端部と下部ノズルの上面との中間部分に
スクリーンを配設したことを構成上の特徴とする
ものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について、第５図お
よび第６図を参照して説明する。なお、これらの
図において上記従来例と同様な部分には同一符号
を付してその説明を省略する。

第５図はこの発明に係る燃料集合体A′の上端
部を省略して示す正面図である。この図に示す燃
料集合体A′においては、燃料棒７の下端部と下
部ノズル２の上面との中間部分に、冷却水中の異
物を捕捉除去するスクリーン１８が水平な状態で
配設されている。このスクリーン１８は、ステン
レス製の金網１８ａ等により形成されたもので、
下部ノズル２の上面と略同形の四角形状をなすと
ともに、その所定位置には複数の挿入孔１８ｂ
が、その孔径と位置を制御棒案内管３や計装管１
９に合わせて穿設されており、また、その周縁部
と上記挿入孔１８ｂの縁部等は補強部材１８ｃに
よつて適宜に補強されている。そして、スクリー
ン１８は、上記複数の挿入孔１８ｂに制御棒案内
管３や計装管１９を挿通することにより燃料棒７
の下端部と下部ノズル２の上面との中間部分の所
定位置に位置せしめられ、溶接等の固定手段によ
り制御棒案内管３に固定されている。

なお、上記スクリーン１８の金網１８ａとして
は、例えば線材径が0.3〜1.0mmφ、網目が0.5〜
2.0mm□の32〜７メツシユのものを使用すること
ができる。また、スクリーン１８は、燃料棒７の
熱による伸長を考慮に入れた高さに設けられる必
要がある。

しかして、上記構成の燃料集合体A′において
は、燃料棒７の下端部と下部ノズル２の上面との
中間部分にスクリーン１８が配設されているか
ら、ごみ、金属くず等の異物を含んだ冷却水が下
部ノズル２のノズル孔２ａから流入してきたとし
ても、その異物はスクリーン１８によつて捕捉除
去される。加えて、スクリーン１８を燃料棒７の
下端部と下部ノズル２の上面との中間部分に設け
ているので、隣接する下部ノズル２，２間の僅か
な間隙を通つて燃料棒７下部に流れ込んでくる冷
却水中の異物も捕捉除去することができる。した
がつて、燃料棒７の被覆管９の下端部が異物によ
り損傷を受けるおそれはなく、燃料集合体A′の
健全性は向上する。

また、異物が燃料棒７の外面等の各所に付着す
ると、その異物は燃料ペレツト８からの放射能に
より汚染されて放射性物質となるが、上記燃料集
合体A′では、異物は、燃料ペレツト８から離れ
たスクリーン１８に集中的に付着するので、その
除去が容易である。

さらに、冷却水は、下部ノズル２のノズル孔２
ａから乱流として流入してスクリーン１８を通過
するが、その際スクリーン１８が下部ノズル２の
上面から離間しているので、このスクリーン１８
により一層激しい乱流となる。したがつて、冷却
水と燃料棒７との間の熱交換効率が一段と高ま
る。

一方、第７図はこの発明の他の実施例を示すも
ので、金網１８ａにより形成された所定高さの垂
直な立上り部２０ａを周縁部に有するスクリーン
２０を、燃料棒７の下端部と、下部ノズル２の上
面との中間部分に配設したものである。この場
合、下部ノズル２のノズル孔２ａを通つて流入し
てきた冷却水中の異物は、スクリーン２０の水平
部２０ｂによつて捕捉除去される。また、スクリ
ーン２０には立上り部２０ａが設けられているの
で、下部ノズル２と該下部ノズル２に隣り合う下
部ノズル２′との間のわずかな間隙（約１mm）を
通つて流入してくる冷却水中の異物が、スクリー
ン２０の周縁部の側傍を通つて燃料棒７の下端部
に流入するのを一層確実に防ぐことができる。

また、上記において、スクリーン１８，２０
は、所定メツシユの金網１８ａを用いて形成した
が、下部ノズル２のノズル孔２ａを垂直に投影し
た位置とその周辺部分にのみこの金網１８ａを設
け、他の部分は金属板により形成してもよい。さ
らに、所定径の多数の透孔を全面に備えたステン
レス製の多孔板を用いてスクリーン１８，２０を
構成してもよいし、第８図に示すように、下部ノ
ズル２のノズル孔２ａを垂直に投影した位置とそ
の周辺部分にのみ透孔２１ａを設けた多孔板２１
を用いてもよい。またさらに、スクリーン１８，
２０は上下方向に複層に設けても構わない。加え
て、スクリーン１８，２０にミキシングベーンを
付けると、さらに冷却水の乱流の促進がなされる
ので熱交換効率が高まる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の燃料集合体に
あつては、燃料棒の下端部と下部ノズルの上面と
の中間部分にスクリーンを配設しているから、た
とえ冷却水中に異物が混入したとしても、この異
物は上記スクリーンにより確実に捕捉除去され
る。したがつて、燃料棒の下端部が損傷されるお
それは全くなくなり、燃料集合体の健全性が格段
と高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来の燃料集合体の一例
を示すもので、第１図は一部切り欠き正面図、第
２図は下端部の拡大正面図、第３図は第２図の
円部の拡大図である。また、第４図はこの種の燃
料集合体が用いられる原子炉容器の内部構造の一
例を示す縦断面図、第５図および第６図はこの発
明の一実施例を示すもので、第５図は下端部の拡
大正面図、第６図はスクリーンの一部分の平面図
である。さらに、第７図および第８図はそれぞれ
この発明の他の実施例を示し、第７図は下端部の
拡大正面図、第８図はスクリーンの一部分の平面
図である。 ２……下部ノズル、７……燃料棒、８……燃料
ペレツト、１８……スクリーン、A′……燃料集
合体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上下に対向配置された上部ノズルと下部ノズ
   ルとの間に、燃料ペレツトを収納する複数の燃料
   棒が、その軸線を上下に向けて並設されてなる燃
   料集合体において、上記燃料棒の下端部と下部ノ
   ズルの上面との中間部分にスクリーンが配設され
   てなることを特徴とする燃料集合体。