JP2004340580A - Lower tie plate, method for assembling it and fuel assembly - Google Patents

Lower tie plate, method for assembling it and fuel assembly Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lower tie plate, a method for assembling it and fuel assemblies which can improve the performance of catching linear and slender foreign bodies. <P>SOLUTION: The lower tie plate has a network part 7 for holding the lower parts of fuel rods 2 so that they can be laid out in a lattice form at intervals between them respectively, a nozzle part 8 which extends downward from the circumference of the network part 7 to form a lower tie plate cavity 9 below the network part 7 and has an inlet opening 10 at its lower end, a partition board 30 which is horizontally located below the network part 7 in the lower tie plate cavity 9 to divide it into upper and lower parts and cylindrical filters 32 which are mounted on the partition board 30 and have opening parts below and above them. In the fuel rods 2, lower end plugs 11 including rod-shaped parts extending downward are located. The upper parts of the cylindrical filters 32 are placed so as to surround the rod-shaped parts, and the space between them is almost plugged up. Opening parts 39 of the cylindrical filters 32 above the partition board 30 are placed mainly on lateral faces of the cylindrical filters 32. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽水型原子炉用の燃料集合体の下部タイプレート、特に、冷却材中に混入した異物が燃料部に流入するのを阻止・抑制できるようにした下部タイプレートとその下部タイプレートの組み立て方法に関し、さらにその下部タイプレートを利用した燃料集合体に関する。
【0002】
【従来の技術】
沸騰水型原子炉用の燃料集合体は、例えば図23に示すように、ほぼ正方形の断面を有する筒形のチャンネルボックス1を有し、このチャンネルボックス1内に正方格子状に配列された複数の燃料棒2と少なくとも1本のウォータロッド3が収容されている。この燃料集合体の上下部にはそれぞれ上部タイプレート4および下部タイプレート5が装着されている。ウォータロッド3には、その軸方向に所定の間隔をおいて複数のスペーサ6(図23では一つだけを示す)が取り付けられ、このスペーサ6によって燃料棒2が整列・支持されている。
【0003】
下部タイプレート5は、燃料棒2およびウォータロッド3を直接的に固定・支持するネットワーク部7と、ネットワーク部7の周辺部から下方に延びるノズル部8とを有し、これらによって、ネットワーク部7の下方に下部タイプレート空洞9が形成されている。ノズル部8の下部には下部タイプレート入口開口10が形成されている。
【0004】
各燃料棒2は被覆管の中に複数の燃料ペレットを充填したものであるが(図示せず)、この被覆管の下端部を閉じる栓として下部端栓11がある。燃料棒の下部端栓11の下部は細い円柱の棒状になっていて、この部分が下部タイプレートのネットワーク部7のボス40(図1、2等参照)に設けられた挿入孔13に挿入され、それによって燃料棒の下部端栓11が支持されている。
【0005】
一方、ウォータロッド3は中空の金属管であって、チャンネルボックス1内の下部タイプレート5のわずか上方に入口孔26が設けられ、上部タイプレート4のわずか下方に出口孔27が設けられている。入口孔26から液相の冷却材がウォータロッド3内に流入し、液相のままの冷却材がウォータロッド3内を上昇して、出口孔27から流出するようになっている。
【0006】
このウォータロッド3の下端部にも燃料棒の下部端栓11とほぼ同様の構造の下部端栓12があり、下部端栓12の下部は細い円柱の棒状になっていて、この部分が下部タイプレートのネットワーク部7に設けられた挿入孔13に挿入され、それによってウォータロッドの下部端栓12が支持されている。
【0007】
下部タイプレートのネットワーク部7には、下部端栓11、12が挿入されてそれらの下部端栓11、12を支持する挿入孔13を有するボス40と、ボス40同士を水平方向に連絡するウェブ41(図1、2等参照)があって、ウェブ41の間の流通孔を冷却材が通り抜けられるようになっている。
【0008】
図23の燃料集合体で、冷却材15は、下部タイプレート入口開口10から、下部タイプレート空洞9内に入り、ネットワーク部7の流通孔を通り抜けて、チャンネルボックス1内の燃料棒2およびウォータロッド3の周辺へと流れ、上部タイプレート4を通って燃料集合体の外へ出ていく。
【0009】
なお、図23に示すように、下部タイプレートノズル部8の側面には微小なリークホール17が設けられており、下部タイプレート空洞9内の冷却材15のうちの若干量がチャンネルボックス1の外側へ流れるようになっている。
【0010】
近年の高性能化された燃料集合体では、燃料集合体内部に異物が侵入するのを防ぐことを目的としてフィルタ機能を付加するものもある。例えば、下部タイプレートのネットワーク部の流通孔の口径を従来よりも小さく約5mmとすることにより、流れに対する抵抗を増加(即ち、高圧損化)する設計もあり、これによって炉心の安定性の改善が図られているが、これは異物フィルタの役目も果たしている。
【0011】
燃料集合体に侵入することが予想される異物としては、プラント建設時に原子炉一次系内に僅かに残された金屑、機器洗浄時の金属性ブラシの折れ片、機器損傷時の破片等が想定されている。その形状も、板状、弦巻バネ状(螺旋状)、針金状(直線状)等、多岐にわたることが予想されている。
【0012】
図24は、異物フィルタ機能を有する下部タイプレートの例を示す(例えば特開平7−306284号公報参照)。図24で、燃料棒2とウォータロッド3の下部端栓11、12の下部が、下部タイプレート5のネットワーク部7の挿入孔13を貫通している。ネットワーク部7の下方には、異物フィルタの機能を有する仕切り板20が、下部タイプレート空洞9を横断してほぼ水平に設けられている。仕切り板20には、図25に示すように、燃料棒2とウォータロッド3の各下部端栓11、12が通る貫通孔21、22のほかに、冷却材が流通し、異物の流通を阻止する小孔24が多数設けられている。
【0013】
図24の構成で、冷却材15は、下部タイプレート入口開口10から下部タイプレート空洞9内に流入し、仕切り板20の小孔24を通り、さらにネットワーク部7の流通孔を通って、チャンネルボックス1内の燃料棒2およびウォータロッド3の周辺へと流れる。このとき、冷却材15中の異物は、仕切り板20の小孔24を通り抜けにくいので、チャンネルボックス1内への異物流入が抑制される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の異物フィルタを有する下部タイプレートでは、炉心入口部に達した異物を炉心内に侵入することをある程度の確率で防止することはできた。しかしながら、従来の仕切り板20の小孔24を通ってネットワーク部7の流通孔を通る流れは、ほぼ鉛直上向きの直線状である。このため、特に直線的な細長い異物が冷却材によって流れに対して縦方向に運ばれたときに、これらの流路を通過してしまう可能性がないとはいえなかった。
本発明の目的は、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた下部タイプレートとその組み立て方法ならびに燃料集合体を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するものであって、請求項1に記載の発明は、原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、を有する下部タイプレートであって、前記複数の燃料棒の少なくとも一部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が配置され、前記複数の筒状フィルタの上部は前記棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記棒状部の間はほぼ閉塞されており、前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられていること、を特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた下部タイプレートを提供できる。
【0016】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の下部タイプレートにおいて、あらかじめ前記仕切り板に前記筒状フィルタを取り付けた後に、前記仕切り板と、前記ネットワ−ク部と、前記ノズル部とを互いに結合してなること、を特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明による作用・効果が得られるほか、筒状フィルタの形状を柔軟に選択することができ、組み立ても容易である。
【0017】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の下部タイプレートにおいて、前記仕切り板が前記ネットワ−ク部と前記ノズル部との間に配置されるようにあらかじめ形成されたものに、前記ノズル部の前記入口開口から挿入された前記筒状フィルタが取り付けられてなること、を特徴とする。
【0018】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明による作用・効果が得られるほか、下部タイプレートの以外の部分を従来と同様の方法で組み立てることができ、これに筒状フィルタを取り付ける作業を追加するだけですむ。
【0019】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の下部タイプレートにおいて、前記複数の筒状フィルタを相互に結合して複数の筒状フィルタの群を構成するための複数の連結棒があって、前記仕切り板の下面に、前記連結棒を着脱可能な係合部を有すること、を特徴とする。
【0020】
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明による作用・効果が得られるほか、複数の筒状フィルタをあらかじめ結合しておくので、筒状フィルタの取り付け作業の省力ができる。さらに、筒状フィルタを着脱できるので、原子炉の定期点検のときなどに、必要に応じて筒状フィルタを交換するなどの保守が容易である。
【0021】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、円筒形状であること、を特徴とする。
請求項5に記載の発明によれば、請求項1ないし4に記載の発明による作用・効果が得られるほか、筒状フィルタの製造が容易である。
【0022】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記複数の燃料棒は正方格子状に配列され、前記筒状フィルタは、前記正方格子の向きに合わせて配置された四角筒形状であること、を特徴とする。
【0023】
請求項6に記載の発明によれば、請求項1ないし4に記載の発明による作用・効果が得られるほか、筒状フィルタを多数配列したときに全体の流路面積を大きくとることができる。
【0024】
また、請求項7に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、先細形状のものと末広がり形状のものが交互に配置されていること、を特徴とする。
【0025】
請求項7に記載の発明によれば、請求項1ないし4に記載の発明による作用・効果が得られるほか、筒状フィルタを多数配列したときに全体の流路面積を大きくとることができ、また、冷却材中の異物がフィルタに捕捉された場合に、その異物が下部タイプレートの下に落下することを抑制することができる。
【0026】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタの側面に設けられた開口部は円形であること、を特徴とする。
請求項8に記載の発明によれば、請求項1ないし4に記載の発明による作用・効果が得られるほか、筒状フィルタの製造が容易である。
【0027】
また、請求項9に記載の発明は、原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、を有する下部タイプレートであって、前記複数の燃料棒の少なくとも一部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が配置され、前記複数の筒状フィルタの上部は前記棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記棒状部の間はほぼ閉塞されており、前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられている下部タイプレートの組み立て方法において、前記複数の筒状フィルタを前記仕切り板に固定する第1の工程と、前記第1の工程の後に、前記仕切り板を前記ネットワーク部と前記ノズル部との間に挟み込むようにして相互に結合する第2の工程と、を有すること、を特徴とする。
【0028】
請求項9に記載の発明によれば、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた下部タイプレートを提供でき、しかも、筒状フィルタの形状を柔軟に選択することができ、組み立ても容易である。
【0029】
また、請求項10に記載の発明は、原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、を有する下部タイプレートであって、前記複数の燃料棒の少なくとも一部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が配置され、前記複数の筒状フィルタの上部は前記棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記棒状部の間はほぼ閉塞されており、前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられている下部タイプレートの組み立て方法において、前記仕切り板が前記ネットワーク部と前記ノズル部との間に配置されるように形成する第1の工程と、前記第1の工程の後に、前記筒状フィルタを前記ノズル部の前記入口開口から挿入して前記仕切り板に取り付ける第2の工程と、を有すること、を特徴とする。
【0030】
請求項10に記載の発明によれば、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた下部タイプレートを提供でき、しかも、下部タイプレートの以外の部分を従来と同様の方法で組み立てることができ、これに筒状フィルタを取り付ける作業を追加するだけですむ。
【0031】
また、請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の下部タイプレートの組み立て方法において、前記第2の工程の前に、前記筒状フィルタの複数個を、前記ノズル部の前記入口開口から挿入可能な範囲で相互に結合して、複数の筒状フィルタ群をあらかじめ作る第3の工程をさらに有すること、を特徴とする。
【0032】
請求項11に記載の発明によれば、請求項10に記載の発明による作用・効果が得られるほか、複数の筒状フィルタをあらかじめ結合しておくので、フィルタの取り付け作業の省力ができる。
【0033】
また、請求項12に記載の発明は、請求項10または11に記載の下部タイプレートの組み立て方法において、前記仕切り板の下面には凹凸が設けられており、前記第2の工程は、前記仕切り板の下面の前記凹凸に前記筒状フィルタを嵌め込む工程を含むこと、を特徴とする。
請求項12に記載の発明によれば、請求項10または11に記載の発明による作用・効果が得られるほか、フィルタの取り付け作業の省力ができる。
【0034】
また、請求項13に記載の発明は、原子燃料を充填した複数の燃料棒と、内部に冷却材が通る少なくとも1本のウォータロッドと、前記燃料棒およびウォータロッドの上部を保持する上部タイプレートと、前記燃料棒およびウォータロッドの下部を保持する下部タイプレートと、を有する燃料集合体において、前記下部タイプレートは、前記燃料棒およびウォータロッドが互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒およびウォータロッドの下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、を有し、前記燃料棒およびウォータロッドの少なくとも一部の下部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が取り付けられていて、前記複数の筒状フィルタの上部は前記下部端栓の棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記下部端栓の棒状部の間はほぼ閉塞されており、前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられていること、を特徴とする。
請求項13に記載の発明によれば、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた燃料集合体を提供できる。
【0035】
また、請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の燃料集合体において、前記下部端栓の少なくとも一つの内部には、冷却材流路である下部端栓流路が形成されていて、その下部端栓流路の入口は、前記仕切部材よりも下方にあって下方を向いて開口し、またその下部端栓流路の出口は、前記筒状フィルタの上方にあって水平方向に開口していること、を特徴とする。
【0036】
請求項14に記載の発明によれば、請求項13に記載の発明による作用・効果が得られるほか、下部端栓流路によって全体の流路面積が大きく取れ、圧力損失を低減できる。
【0037】
また、請求項15に記載の発明は、請求項13または14に記載の燃料集合体において、前記下部端栓の少なくとも一つの下端から上方に延びる少なくとも一つの切り込みが形成されていること、を特徴とする。
【0038】
請求項15に記載の発明によれば、請求項13または14に記載の発明による作用・効果が得られるほか、切り込みによって冷却材中の異物の捕捉確率を高めることができる。
【0039】
また、請求項16に記載の発明は、原子燃料を充填した複数の燃料棒と、内部に冷却材が通る少なくとも1本のウォータロッドと、前記燃料棒およびウォータロッドの上部を保持する上部タイプレートと、前記燃料棒およびウォータロッドの下部を保持する下部タイプレートと、を有する燃料集合体において、前記下部タイプレートは、前記燃料棒およびウォータロッドが互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒およびウォータロッドの下部を保持するネットワーク部と、このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、前記燃料棒およびウォータロッドの真下の位置で前記仕切り板に取り付けられ、その仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、を有し、前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられており、前記燃料棒およびウォータロッドの少なくとも一部の下部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が取り付けられていて、この棒状部の下端は前記筒状フィルタの上端よりも高い位置にあり、この棒状部の下端に下向きの入口開口部を有しその上方に水平方向を向いた出口開口部を有する下部端栓流路が下部端栓内に形成されていること、を特徴とする。
請求項16に記載の発明によれば、特に直線的な細長い異物の捕捉性能にすぐれた燃料集合体を提供できる。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図22を参照しながら本発明に係る原子燃料集合体用の下部タイプレートの実施の形態を説明する。ただし、従来の技術と、あるいは互いに、共通もしくは類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は適宜省略する。
【0041】
まず、図1〜図5を参照して本発明の第1の実施の形態を説明する。この実施の形態では、図1に示すように、下部タイプレートは従来の一体形成のものではなく、ネットワーク部7と、ノズル部8とが別個の部品としてそれぞれ鋳造され、これらの間に、水平な板状の仕切り板30を挟み込んで、これらを、例えば溶接によって互いに接合する。
【0042】
下部端栓11、12が仕切り板30を通り抜ける部分に、下部端栓11、12を囲むようにして筒状フィルタ32が配置され、これらの筒状フィルタ32は仕切り板30の開口35(図2参照)に取り付けられている。筒状フィルタ32と仕切り板30の取り付け部は、少なくとも冷却材中の異物が通り抜けない程度に隙間なく構成され、仕切り板30には開口35のほかに開口は設けられていない。仕切り板30の厚みは例えば2mmである。なお、図1では、チャンネルボックス1(図18)を示すのを省略している。
【0043】
図2〜図5に示すように、フィルタ32は、寸法が例えば、直径12mm、高さ20mmで、下面は開放していて、仕切り板30の開口35を覆うように、仕切り板30に取り付けられている。フィルタ32の上面36には下部端栓11、12の棒状部が貫通する円形の穴37が設けられている。穴37の直径は例えば7.2mmであって、下部端栓11、12と穴37の間の間隙は、冷却材中の異物が通り抜けない程度に小さくなっている。フィルタ32の側面38には、複数の孔39が設けられている。孔39は例えば円形であってその直径は、例えば約2mmである。なお、孔39の形状は、円形のほか、多角形、星型など種々のものがありうる。
【0044】
個々の円筒状フィルタ32の中心軸は、下部端栓11、12の中心軸と一致するように、例えば図5に示すように配置されている。なお、図2、図4等で、燃料棒の下部端栓11が示されているが、ウォータロッドの下部端栓12でも全く同様である。
【0045】
下部タイプレートの組み立てにあたっては、あらかじめ、図5に示すように仕切り板30にフィルタ32を取り付けておき、その後、ネットワーク部7とノズル部8の間に仕切り板30を挟み込むようにして、溶接によって相互に接合する。
【0046】
本実施の形態で、例えば、長さが20mm〜30mmの針金状の異物(図示せず)が、冷却材15とともに下部タイプレート入口開口10から下部タイプレート空洞9内に侵入した場合、仕切り板30の開口35からフィルタ32内に上向きに流れて入る。冷却材15の流れはフィルタ32内で向きを変えて水平方向になり、孔39から仕切り板30の上方の空間に出る。このとき、異物は向きを変えにくいので、異物が、孔39を通ってフィルタ32の外に出る可能性は非常に小さい。小片板状の異物も、フィルタ32で止められる。
【0047】
また、プラントの機器不具合時に万が一大量の異物が発生した場合でも、必要な冷却材流量を確保する可能性を高めることができることができる。さらに、燃料集合体を原子炉心外に取り出す際に、捕獲した異物を、燃料集合体とともに原子炉外に取り出すことができる。また、フィルタ部は構造上信頼度が高く、フィルタ部自体が異物となって燃料集合体チャンネル内に侵入することを防止することができる。
【0048】
次に、図6および図7を参照して、本発明の第2の実施の形態を説明する。この実施の形態では、第1および第2の円錐台状フィルタ45、46が仕切り板30の上に交互に配置されて固定されている。第1の円錐台状フィルタ45は下方が太くなっており、第2の円錐台状フィルタ46は下方が細くなっている。なお、この明細書では、これらの円錐台状フィルタも含めて「筒状フィルタ」と呼ぶ。
【0049】
仕切り板30の、第1の円錐台状フィルタ45および第2の円錐台状フィルタ46との取り付け部にはそれぞれ、第1の開口47、第2の開口48が形成されている(図7参照)。第1の円錐台状フィルタ45は下方が太くなっており、第2の円錐台状フィルタ46は下方が細くなっていることから、第1の開口47の方が第2の開口48よりも大きくなっている。仕切り板30と第1および第2の円錐台状フィルタ45、46との取り付け部は、少なくとも冷却材中の異物が通り抜けない程度に隙間なく構成され、仕切り板30には開口47、48のほかに開口は設けられていない。
【0050】
第1の円錐台状フィルタ45は、第1の実施の形態における円筒状フィルタ32と同様に、下部端栓11、12の棒状部の周りに配置され、下部端栓11、12の下端は仕切り板30の第1の開口47を貫通してその下方まで延びている。第1の円錐台状フィルタ45の上部は次第に細くなっていて、その上端には下部端栓11、12の棒状部が通れる穴49が形成されている。穴49の直径は、下部端栓11、12の棒状部の直径(例えば7mm)よりも僅かに大きい。第1の円錐台状フィルタ45の側面50には、複数の孔39が形成されている。第1の円錐台状フィルタ45は上面を覆う板部が不要であり、フィルタ製作が簡単化される。
【0051】
第2の円錐台状フィルタ46では、その中央に配置される下部端栓11aの下端が第2の円錐台状フィルタ46内にあって、仕切り板30の開口48に達していない。第2の円錐台状フィルタ46の上面51には下部端栓11aの棒状部が貫通する穴52が設けられている。第2の円錐台状フィルタ46の側面53には、複数の孔39が形成されている。この第2の円錐台状フィルタ46では、一旦フィルタ46に捕捉された異物が、フィルタ46の入口より外に(下方に)出にくくなるという利点がある。
【0052】
上記第2の実施の形態の変形例として、第1の円錐台状フィルタ45と第2の円錐台状フィルタ46を交互に配列する代わりに、その他の任意の配列としたり、一方だけの配列とすることも可能である。
【0053】
次に、図8ないし図10を参照して、本発明の第3の実施の形態を説明する。この実施の形態では、フィルタ56は、横断面が正方形の四角筒状である。正方形の一辺の長さは例えば12mmであり、四角筒の高さは例えば20mmである。また、各側面部57には、例えば高さ4mm、幅8mmの長方形の窓58が2個ずつ開けられている。フィルタ部上面59には、下部端栓11、12の棒状部が貫通する正方形の穴60が形成されている。この実施の形態における下部端栓11、12の棒状部(図示せず)は断面が例えば一辺が4mmの正方形であって、穴60との隙間は、冷却材中の異物が通り抜けない程度に小さくなっている。
【0054】
図に示す実施の形態では、フィルタ56は仕切り板30を貫通して、その途中で固定されている。側面部57の窓58はいずれも仕切り板30より上方に設けられている。また、フィルタ56の下端は開放している。下部端栓11、12の棒状部はフィルタ56の中央を貫通してフィルタ56の下端より下方まで延びている。
【0055】
この第3の実施の形態では、図10に示すように、断面が正方形のフィルタ56が水平面内に正格子状に配列され、しかも各側面部57の向きを配列の方向に合わせて配置する。このため、フィルタ56の流路面積を大きくとることができ、第1、第2の実施の形態に比べてフィルタ部で発生する圧力損失を減少させることができる。また、側面部57の窓58は、第1、第2の実施の形態における孔39よりも大きな流路面積をとることができ、そのことからも圧力損失を減少させることができる。
【0056】
なお、上記各実施の形態の変形例として、第1または第2の実施の形態と、第3の実施の形態の特徴を部分的に任意に組み合わせることができる(図示せず)。例えば、第1または第2の実施の形態における孔39を図8および図9に示すような側面部の大きな窓58で置き替えることも可能である。また、第3の実施の形態で、図8および図10に示す穴60を円形に変えて、通常の円形断面の下部端栓11、12の棒状部と組み合わせて使用することも可能である。さらに、第3の実施の形態で、フィルタ56を図9に示すように仕切り板30を貫通させる代わりに、第1、第2の実施の形態と同様に仕切り板30の開口の上方にフィルタ56を被せるようにしてもよい。
【0057】
次に、図11ないし図13を参照して、本発明の第4の実施の形態を説明する。この実施の形態では、フィルタ65は、第1の実施の形態(図1〜図5)におけるフィルタ32とほぼ同様の円筒形状であるが、仕切り板30の開口の上方に配置するのでなく、仕切り板30の円形の開口66を途中まで貫通した状態に配置されている。
【0058】
この実施の形態では、初めに、仕切り板30をネットワーク部7とノズル部8の間に挟み込むようにして、溶接によって相互に接合する。そして、その後、ノズル部8の入口開口10からフィルタ65を挿入して、これを仕切り板30に取り付ける。
【0059】
図12に示すように、フィルタ65は隣接する複数個が連結棒67によって互いに水平方向に結合され、複数(図12の例では9個)の群をなしている。これらの群はそれぞれ、ノズル部8の入口開口10を通して挿入できる大きさであって、例えば、図12に示すように3行3列を基本とする。
【0060】
図13に示すように、仕切り板30の下面には連結棒67を嵌め込むことができる溝68が形成されている。またこの溝68ができるように、溝68を挟んでそれぞれ二つの凸部69が形成されている。溝68は、すべての連結棒67に対応する位置に形成してもよいが、フィルタ65の各群を保持できるものであれば、図13に示すように、連結棒67の数よりも溝68の数を少なくしてもよい。
【0061】
この実施の形態では、下部タイプレートのフィルタ65以外の部分をあらかじめ組み立てておき、後からフィルタ65を挿入して組み立てることができる。また、燃料交換時等に、異物を捕捉したフィルタ65を取り外して新しいフィルタに取り替えることもできる。
【0062】
また、この実施の形態では、複数のフィルタ65を連結棒67によってあらかじめ複数の群に結合しておき、これらの群をノズル部8の入口開口10を通して挿入して仕切り板30に取り付ける。このため、各フィルタ65を個々に仕切り板30に取り付ける場合に比べて、フィルタ65の取り付け作業を省力化できる。ここで、複数のフィルタ65を連結棒67によって結合する作業は広い場所でできるので比較的容易な作業であり、自動化も比較的容易であるのに対して、フィルタ65を仕切り板30に取り付ける作業はノズル部8の入口開口10を通して行なうので、比較的困難な作業である。
【0063】
なお、第4の実施の形態の変形例として、複数のフィルタ65を連結棒67によって結合することをせず、各フィルタ65を個々に仕切り板30に取り付けることも可能である(図示せず)。その場合、連結棒67を仕切り板30の溝68に嵌める代わりに、各フィルタ65を個々に取り付けることのできる凹凸(図示せず)を仕切り板30に設ける必要がある。
【0064】
さらに、第4の実施の形態の変形例として、ネットワーク部7と仕切り板30とノズル部8とを溶接によって相互に接合する構造とせず、これらを一体として例えば鋳造することも可能である。すなわち、下部タイプレートのフィルタ65以外の部分をあらかじめ組み立てておき、後からフィルタ65を挿入して組み立てるものだからである。このようにすれば、下部タイプレートのフィルタ65以外の部分を組み立てる工程は従来と同様の工程とすることができる。
上記第4の実施の形態の組み立て方法で、フィルタは必ずしも円筒形でなくともよく、図6〜図9に示す他の形状のフィルタに適用してもよい。
【0065】
次に、図14ないし図16を参照して、本発明の第5の実施の形態を説明する。この実施の形態では、一つの下部タイプレートで、種々のフィルタを組み合わせたものとして示してある。すなわち、第1の実施の形態におけるフィルタ32があるとともに、その他のフィルタも有している。
【0066】
図15に示すように、下部端栓72の棒状部に縦穴73を設けたものが含まれている。縦穴73の下端は仕切り板30の下方にあって下向きに開口している。また、縦穴73の上端には横穴74が接続されていて、横穴74は仕切り板30の上方で横向きに開口している。下部端栓72の棒状部の外側を囲んで、円筒状フィルタ75が配置されている。円筒状フィルタ75は、第1の実施の形態におけるフィルタ32とほぼ同様のものであって、下端82は開放しており、上端83は閉じている。また、側面の仕切り板30の上方には複数の孔39が設けられている。
【0067】
冷却材15は、円筒状フィルタ75の内面と下部端栓72の棒状部外面の間の環状部のほか、棒状部の縦穴73内にも入って上昇流を形成する。それらの流れのいずれもが上昇方向から水平方向に流れの向きを変えるので、そこで冷却材中の異物を捕捉することができる。下部端栓の棒状部内に流路がない場合に比べて流路面積を大きくとることができるので、圧力損失を小さくすることができる。
【0068】
なお、図14に示すように、上記穴明きの下部端栓72を単独で、すなわちフィルタ75を伴わないで配置するものがあってもよい。
また、図16に示すように、下部端栓77の棒状部は短くなっていてその下端は仕切り板30の上方に位置し、この下部端栓77には下端に開口のある縦穴78と、縦穴78の上端に接続されて横向きに開口する横穴79が形成されている。この下部端栓77の下方には、円錐台状のフィルタ80が配置されている。フィルタ80はその途中まで仕切り板30を貫通して仕切り板30に取り付けられていて、下端85は開放しており、上端86は閉じている。また、側面の仕切り板30の上方には複数の孔39が設けられている。下部端栓77の棒状部の下端とフィルタ80の上端との間には間隔があいている。
【0069】
さらに、図14に示すように、下部端栓と干渉しない位置の仕切り板30の上にフィルタ88を配置することもできる。このフィルタ88は断面が円形または正方形の筒状のもので、フィルタ80と同様に、途中まで仕切り板30を貫通する状態で仕切り板30に取り付けられている。下端は開放していて、上端は閉じている。側面には比較的大きな横長の窓89が設けられている。このように種々の形状のフィルタ機能を組み合わせることにより、多様な形状の異物に対応することができ、かつ、流路閉塞が発生する可能性を減らすことができる。
【0070】
次に、図15に示した第5の実施の形態における下部端栓72とフィルタ75の種々の変形例を、図17〜図22を参照して説明する。
図17に示す例では、下部端栓92の棒状部の外径は例えば7mmであって、下部端栓棒状部の下部に、鉛直方向に幅0.5mm、長さ2cmの切り込み93が1本設けられている。そして、切り込み93の上方に、棒状部の側面から斜め上向きに延びる幅0.5mm、長さ3mmの切り込み94が4本設けられている。
【0071】
図18に示す例では、下部端栓96の棒状部の外径は例えば7mmであって、下部端栓棒状部の下部に、鉛直方向に幅0.5mm、長さ2cmの切り込み97が2本設けられている。そして、2本の切り込み97によって挟まれた中央部98が切り込み97の外側の外側部99よりも長く延びている。これにより、異物は、切り込み部に挟まり捕獲される可能性が高まる。
【0072】
図19に示す例では、図15の例とほぼ同様に、下部端栓102の棒状部の外径は例えば7mmであって、下部端栓棒状部の中央の鉛直方向に直径が4mmの下端開放の縦穴73が設けられている。この縦穴73の上端に横穴74が接続されていて、横穴74はフィルタ75の上端よりも上方で開口している。図19の例では、下部端栓102の下端から、鉛直方向に幅0.5mm、長さ2cmの切り込み103を2本入れている。これにより、冷却材中の異物は、切り込み103に挟まって捕獲する可能性を高めることができる上に、流路閉塞の可能性を減少させることができる。
【0073】
図20に示す例は図19の例の変形であって、下部端栓105の棒状部の縦穴73の途中に水平方向の貫通孔106が複数個形成されている。これにより、冷却材中の異物が流路を閉塞させる可能性をさらに減少させることができる。
【0074】
図21に示す例では、下部端栓107の棒状部の外径は例えば7mmである。その外側に、例えば直径12mm、長さが25mmの円筒状フィルタ75が配置され、仕切り板30に固定されている。下部端栓107の棒状部の外側の仕切り板30より上方の部分に、鉛直方向に深さ1.5mmの溝108が4本形成されており、これによって、フィルタ75の上面36の穴37の内側に流路が形成される。この流路自体は上向きに開いているが、ここを通る流路はその前後で必ず曲り部を通るので、特に、針金状の異物を捕獲することができる。その上、流路閉塞の可能性を減少させることができる。
【0075】
図22に示す例では、直径12mm、長さが32mmの円筒状フィルタ110が仕切り板30に取り付けられている。フィルタ110の下端111は仕切り板30の下面よりも5mm下方にあり、フィルタの側面112に、下端111から鉛直方向に、深さ2mm、長さ25mmの溝113を4本設ける。これにより、仕切り板30の下方からの流れに対する流路を確保している。フィルタの側面112には、溝113を周方向に取り囲むように、幅2mmの円環114が取り付けられている。これにより、特に、針金状の異物を捕獲することができる上に、流路閉塞の可能性を減少させることができる。
【0076】
以上、本発明に係る下部タイプレートの種々の実施の形態を示した。これらの各実施の形態の種々の特徴を任意に組み合わせることも可能である。例えば図15〜図22で下部端栓や筒状フィルタの平断面形状が円形になっているのを、図8〜図10のように正方形で置き換えることも考えられる。また、一つの下部タイプレートで、種々のフィルタまたは下部端栓を組み合わせて配置することも可能である。
【0077】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のフィルタが取り付けられた仕切り板を有する下部タイプレートを採用することにより、異物を炉心入口部で捕捉することの確実性を向上させることができる。
【0078】
また、板状、つるまきバネ状(らせん状)、針金状(直線状)等の多様な形状の異物を捕捉することが可能となり、異物が原因となる燃料破損に対する信頼性が向上し、プラントの運転性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る下部タイプレートとその周辺の第1の実施の形態の模式的立断面図。
【図2】図1の下部タイプレートの要部拡大立断面図。
【図3】図1のフィルタを1個だけ仕切り板に取り付けた状態を示す部分的斜視図。
【図4】図1のフィルタを1個だけ仕切り板に取り付けた状態を示す立面図。
【図5】図1のフィルタを仕切り板に取り付けた状態を示す平面図。
【図6】本発明に係る下部タイプレートとその周辺の第2の実施の形態の模式的立断面図。
【図7】図6の下部タイプレートの要部拡大立断面図。
【図8】本発明に係る下部タイプレートの第3の実施の形態における角筒状フィルタの取り付け前の状態を示す斜視図。
【図9】図8のフィルタを1個だけ仕切り板に取り付けた状態を示す立面図。
【図10】図8のフィルタを仕切り板に取り付けた状態を示す平面図。
【図11】本発明に係る下部タイプレートとその周辺の第4の実施の形態の模式的立断面図。
【図12】図11のX− X線矢視底面図。
【図13】図11のフィルタ取り付け前の状態におけるX− X線矢視底面図。
【図14】本発明に係る下部タイプレートとその周辺の第5の実施の形態の模式的立断面図。
【図15】(a)は図14のY部拡大立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視底断面図。
【図16】(a)は図14のZ部拡大立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視底面図。
図14のZ部拡大立断面図。
【図17】図15に示す下部端栓とフィルタの組合せの他の例を示す図であって、(a)は立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視底断面図。
【図18】図15に示す下部端栓とフィルタの組合せのさらに他の例を示す図であって、(a)は立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視底断面図。
【図19】図15に示す下部端栓とフィルタの組合せのさらに他の例を示す図であって、(a)は立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視底断面図。
【図20】図15に示す下部端栓とフィルタの組合せのさらに他の例を示す図であって、(a)は立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視底断面図。
【図21】図15に示す下部端栓とフィルタの組合せのさらに他の例を示す図であって、(a)は立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視平断面図、(c)は(a)のC−C線矢視平断面図。
【図22】図15に示す下部端栓とフィルタの組合せのさらに他の例を示す図であって、(a)は立断面図、(b)は(a)のB−B線矢視平断面図、(c)は(a)のC−C線矢視平断面図。
【図23】従来の燃料集合体の全体立断面図。
【図24】図23の下部タイプレートとその周辺の拡大立断面図。
【図25】図23の仕切り板だけを取り出して示す平面図。
【符号の説明】
1…チャンネルボックス、2…燃料棒、3…ウォータロッド、4…上部タイプレート、5…下部タイプレート、6…スペーサ、7…ネットワーク部、8…ノズル部、9…下部タイプレート空洞、10…下部タイプレート入口開口、11,11a…燃料棒の下部端栓、12…ウォータロッドの下部端栓、13…挿入孔、15…冷却材、17…リークホール、20…仕切り板、21…燃料棒の下部端栓が通る貫通孔、22…ウォータロッドの下部端栓が通る貫通孔、24…小孔、26…ウォータロッドの入口孔、27…ウォータロッドの出口孔、30…仕切り板、32…円筒状フィルタ、35…開口、37…穴、38…側面、39…孔、40…ボス、41…ウェブ、45…第1の円錐台状フィルタ、46…第2の円錐台状フィルタ、47…第1の開口、48…第2の開口、49…穴、50…側面、51…上面、52…穴、53…側面、56…フィルタ、57…側面部、58…窓、59…フィルタ上面、60…穴、65…フィルタ、66…開口、67…連結棒、68…溝、69…凸部、72…下部端栓、73…縦穴、74…横穴、75…円筒状フィルタ、77…下部端栓、78…縦穴、79…横穴、80…フィルタ、82…下端、83…上端、85…下端、86…上端、88…フィルタ、89…窓、92…下部端栓、93…切り込み、94…切り込み、96…下部端栓、97…切り込み、99…外側部、102…下部端栓、103…切り込み、105…下部端栓、106…貫通孔、107…下部端栓、108…溝、110…円筒状フィルタ、111…下端、112…側面、113…溝、114…円環。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lower tie plate of a fuel assembly for a light water reactor, and more particularly to a lower tie plate and a lower tie plate capable of preventing and suppressing foreign substances mixed in a coolant from flowing into a fuel section. And a fuel assembly using the lower tie plate.
[0002]
[Prior art]
A fuel assembly for a boiling water reactor has, for example, as shown in FIG. 23, a cylindrical channel box 1 having a substantially square cross section, and a plurality of fuel cells arranged in a square lattice in the channel box 1. Fuel rod 2 and at least one water rod 3 are accommodated. An upper tie plate 4 and a lower tie plate 5 are mounted on the upper and lower portions of the fuel assembly, respectively. A plurality of spacers 6 (only one is shown in FIG. 23) are attached to the water rod 3 at predetermined intervals in the axial direction, and the fuel rods 2 are aligned and supported by the spacers 6.
[0003]
The lower tie plate 5 has a network portion 7 for directly fixing and supporting the fuel rod 2 and the water rod 3 and a nozzle portion 8 extending downward from a peripheral portion of the network portion 7. The lower tie plate cavity 9 is formed below the lower tie plate. A lower tie plate inlet opening 10 is formed below the nozzle portion 8.
[0004]
Each fuel rod 2 has a cladding tube filled with a plurality of fuel pellets (not shown), and there is a lower end plug 11 as a stopper for closing the lower end of the cladding tube. The lower portion of the lower end plug 11 of the fuel rod has a thin cylindrical rod shape, and this portion is inserted into an insertion hole 13 provided in a boss 40 (see FIGS. 1 and 2) of the network portion 7 of the lower tie plate. Thereby, the lower end plug 11 of the fuel rod is supported.
[0005]
On the other hand, the water rod 3 is a hollow metal tube, and the inlet hole 26 is provided slightly above the lower tie plate 5 in the channel box 1, and the outlet hole 27 is provided slightly below the upper tie plate 4. . The coolant in the liquid phase flows into the water rod 3 from the inlet hole 26, and the coolant in the liquid phase rises in the water rod 3 and flows out from the outlet hole 27.
[0006]
At the lower end of the water rod 3, there is also a lower end plug 12 having substantially the same structure as the lower end plug 11 of the fuel rod. The lower portion of the lower end plug 12 is formed in a thin cylindrical rod shape, and this portion is a lower type. The lower end plug 12 of the water rod is supported by an insertion hole 13 provided in the rate network portion 7.
[0007]
A boss 40 having lower end plugs 11, 12 inserted therein and having an insertion hole 13 for supporting the lower end plugs 11, 12 is provided in the lower tie plate network section 7, and a web for horizontally connecting the bosses 40 to each other. 41 (see FIGS. 1 and 2 and the like) so that the coolant can pass through the flow holes between the webs 41.
[0008]
In the fuel assembly of FIG. 23, the coolant 15 enters the lower tie plate cavity 9 from the lower tie plate inlet opening 10, passes through the flow hole of the network section 7, and passes through the fuel rod 2 and the water in the channel box 1. It flows around the rod 3 and exits the fuel assembly through the upper tie plate 4.
[0009]
As shown in FIG. 23, a small leak hole 17 is provided on the side surface of the lower tie plate nozzle section 8, and a small amount of the coolant 15 in the lower tie plate cavity 9 is formed in the channel box 1. It flows outward.
[0010]
Some recent high performance fuel assemblies have a filter function added for the purpose of preventing foreign substances from entering the fuel assembly. For example, there is a design in which the diameter of the flow hole of the network portion of the lower tie plate is made smaller than the conventional one to about 5 mm to increase the resistance to the flow (that is, to reduce the high pressure), thereby improving the stability of the core. However, this also serves as a foreign matter filter.
[0011]
Foreign materials that are expected to enter the fuel assembly include gold scraps slightly left in the reactor primary system during plant construction, broken pieces of metallic brushes during equipment cleaning, and debris from equipment damage. It is assumed. It is expected that the shape may be various, such as a plate shape, a helical spring shape (spiral shape), and a wire shape (linear shape).
[0012]
FIG. 24 shows an example of a lower tie plate having a foreign matter filter function (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-306284). In FIG. 24, the lower portions of the lower end plugs 11 and 12 of the fuel rod 2 and the water rod 3 pass through the insertion holes 13 of the network portion 7 of the lower tie plate 5. Below the network section 7, a partition plate 20 having the function of a foreign matter filter is provided substantially horizontally across the lower tie plate cavity 9. As shown in FIG. 25, in addition to the through holes 21 and 22 through which the lower end plugs 11 and 12 of the fuel rod 2 and the water rod 3 pass, coolant flows through the partition plate 20 to prevent foreign matter from flowing. Many small holes 24 are provided.
[0013]
In the configuration of FIG. 24, the coolant 15 flows into the lower tie plate cavity 9 from the lower tie plate inlet opening 10, passes through the small holes 24 of the partition plate 20, further passes through the flow holes of the network section 7, and passes through the channel. It flows around the fuel rod 2 and the water rod 3 in the box 1. At this time, foreign matter in the coolant 15 is unlikely to pass through the small holes 24 of the partition plate 20, so that foreign matter flowing into the channel box 1 is suppressed.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In a lower tie plate having a conventional foreign matter filter, foreign matter that has reached the core entrance can be prevented from entering the core with a certain probability. However, the flow passing through the small hole 24 of the conventional partition plate 20 and the flow hole of the network portion 7 is a straight line that is substantially vertically upward. For this reason, it cannot be said that there is no possibility of passing through these flow paths, particularly when linear and elongated foreign matter is carried by the coolant in the vertical direction with respect to the flow.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lower tie plate having excellent linear and elongated foreign matter trapping performance, a method of assembling the lower tie plate, and a fuel assembly.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present invention achieves the above-mentioned object, and the invention according to claim 1 has a structure in which a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel are arranged so as to be arranged in a grid at intervals. A network portion for holding the lower portion, a lower portion extending from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion, and a nozzle portion having an inlet opening at a lower end, and the nozzle portion in the lower tie plate cavity. A partition plate that is disposed substantially horizontally below the network unit and vertically partitions the lower tie plate cavity, and a plurality of cylindrical filters that are attached to the partition plate and have openings below and above the partition plate. A lower end plug including a downwardly extending rod-shaped portion is arranged on at least a part of the plurality of fuel rods, and the plurality of cylindrical rods are provided. The upper part of the filter is arranged so as to surround the rod-shaped part, and the space between the upper part of the cylindrical filter and the rod-shaped part is substantially closed, and the opening part of the cylindrical filter above the partition plate is mainly The filter is provided on a side surface of the cylindrical filter.
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a lower tie plate having excellent linear and elongated foreign matter capturing performance.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the lower tie plate according to the first aspect, after the cylindrical filter is attached to the partition plate in advance, the partition plate, the network portion, and the nozzle And the parts are connected to each other.
According to the second aspect of the invention, the operation and effect of the first aspect of the invention can be obtained, and the shape of the cylindrical filter can be flexibly selected, and the assembly is easy.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the lower tie plate of the first aspect, the partition plate is formed in advance so as to be disposed between the network portion and the nozzle portion. And the cylindrical filter inserted from the inlet opening of the nozzle portion is attached.
[0018]
According to the third aspect of the present invention, the operation and effect of the first aspect of the present invention can be obtained, and the portions other than the lower tie plate can be assembled in the same manner as in the related art. All you have to do is add the work of installing the filter.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the lower tie plate according to the third aspect, a plurality of connecting rods for connecting the plurality of tubular filters to each other to form a group of a plurality of tubular filters. There is provided an engaging portion on the lower surface of the partition plate to which the connecting rod can be attached and detached.
[0020]
According to the fourth aspect of the present invention, the operation and effect of the third aspect of the present invention can be obtained, and a plurality of cylindrical filters are connected in advance, so that the work of attaching the cylindrical filters can be saved. . Further, since the cylindrical filter can be attached and detached, maintenance such as replacement of the cylindrical filter as necessary at the time of periodic inspection of the nuclear reactor or the like is easy.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the lower tie plate according to any one of the first to fourth aspects, the tubular filter has a cylindrical shape.
According to the fifth aspect of the invention, the functions and effects of the first to fourth aspects of the invention are obtained, and the manufacture of the cylindrical filter is easy.
[0022]
According to a sixth aspect of the present invention, in the lower tie plate according to any one of the first to fourth aspects, the plurality of fuel rods are arranged in a square lattice, and the cylindrical filter is formed of a square lattice. It is a quadrangular cylindrical shape arranged in accordance with the direction.
[0023]
According to the invention set forth in claim 6, the functions and effects of the inventions set forth in claims 1 to 4 can be obtained, and the overall flow passage area can be increased when a large number of cylindrical filters are arranged.
[0024]
According to a seventh aspect of the present invention, in the lower tie plate according to any one of the first to fourth aspects, the cylindrical filters are arranged such that a tapered filter and a divergent filter are alternately arranged. , Is characterized.
[0025]
According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the functions and effects of the first to fourth aspects of the present invention, when a large number of cylindrical filters are arranged, the entire flow passage area can be increased, Further, when foreign matter in the coolant is captured by the filter, the foreign matter can be prevented from falling below the lower tie plate.
[0026]
According to an eighth aspect of the present invention, in the lower tie plate according to any one of the first to seventh aspects, an opening provided on a side surface of the cylindrical filter is circular.
According to the invention described in claim 8, the functions and effects of the inventions described in claims 1 to 4 can be obtained, and the manufacture of the cylindrical filter is easy.
[0027]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a network unit for holding a lower portion of a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel such that the plurality of fuel rods are arranged in a grid at intervals. A lower tie plate cavity extending downward from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion, and a nozzle portion having an inlet opening at a lower end, and disposed substantially horizontally below the network portion in the lower tie plate cavity. A lower tie plate, comprising: a partition plate that partitions the lower tie plate cavity up and down; and a plurality of cylindrical filters attached to the partition plate and having openings below and above the partition plate. A lower end plug including a rod portion extending downward is disposed on at least a part of the plurality of fuel rods, and an upper portion of the plurality of cylindrical filters surrounds the rod portion. The cylindrical filter is disposed, and the upper part of the cylindrical filter and the rod-like part are substantially closed, and the opening of the cylindrical filter above the partition plate is mainly provided on the side surface of the cylindrical filter. In the method of assembling a tie plate, a first step of fixing the plurality of tubular filters to the partition plate, and after the first step, sandwiching the partition plate between the network unit and the nozzle unit. And a second step of mutually coupling in such a manner.
[0028]
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to provide a lower tie plate having particularly excellent linear and elongated foreign matter capturing performance, and furthermore, it is possible to flexibly select the shape of the cylindrical filter, and it is easy to assemble. is there.
[0029]
Further, the invention according to claim 10 is a network unit that holds a lower part of a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel such that the plurality of fuel rods are arranged in a grid at intervals. A lower tie plate cavity extending downward from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion, and a nozzle portion having an inlet opening at a lower end, and disposed substantially horizontally below the network portion in the lower tie plate cavity. A lower tie plate, comprising: a partition plate that partitions the lower tie plate cavity up and down; and a plurality of cylindrical filters attached to the partition plate and having openings below and above the partition plate. A lower end plug including a rod portion extending downward is disposed on at least a part of the plurality of fuel rods, and an upper portion of the plurality of cylindrical filters surrounds the rod portion. And the space between the upper part of the cylindrical filter and the rod-shaped part is substantially closed, and the opening part of the cylindrical filter above the partition plate is provided mainly on the side surface of the cylindrical filter. In the method of assembling the lower tie plate, a first step of forming the partition plate so as to be disposed between the network section and the nozzle section, and after the first step, the cylindrical filter is formed. A second step of inserting from the inlet opening of the nozzle portion and attaching to the partition plate.
[0030]
According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to provide a lower tie plate having an excellent linear and elongated foreign matter trapping performance, and to assemble portions other than the lower tie plate by a conventional method. It is only necessary to add the work of attaching the cylindrical filter to this.
[0031]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the method of assembling a lower tie plate according to the tenth aspect, before the second step, a plurality of the cylindrical filters are connected to the inlet opening of the nozzle portion. And a third step of forming a plurality of cylindrical filter groups in advance by mutually coupling in a range in which the filter can be inserted.
[0032]
According to the eleventh aspect, the function and effect of the tenth aspect can be obtained, and since a plurality of cylindrical filters are connected in advance, the labor for mounting the filters can be reduced.
[0033]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method of assembling the lower tie plate according to the tenth or eleventh aspect, the lower surface of the partition plate is provided with irregularities, and the second step includes the step of forming the partition. A step of fitting the cylindrical filter into the irregularities on the lower surface of the plate.
According to the twelfth aspect of the invention, the operation and effect of the tenth or eleventh aspect can be obtained, and labor for mounting the filter can be saved.
[0034]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an upper tie plate which holds a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel, at least one water rod through which a coolant passes, and an upper part of the fuel rod and the water rod. And a lower tie plate that holds the lower portions of the fuel rods and water rods, wherein the lower tie plate is arranged such that the fuel rods and water rods are arranged in a grid at intervals. A network portion that holds the lower portions of the fuel rods and the water rods, a nozzle portion that extends downward from the periphery of the network portion, forms a lower tie plate cavity below the network portion, and has an inlet opening at the lower end. The lower tie plate disposed substantially horizontally below the network portion within the lower tie plate cavity. A partition plate that partitions the cavity up and down, and a plurality of cylindrical filters attached to the partition plate and having openings below and above the partition plate, and at least a part of the fuel rod and the water rod. A lower end plug including a rod portion extending downward is attached to a lower portion of the lower end plug, and the upper portions of the plurality of cylindrical filters are arranged so as to surround the rod portion of the lower end plug. The space between the rod-shaped portions of the lower end plug is substantially closed, and an opening of the cylindrical filter above the partition plate is mainly provided on a side surface of the cylindrical filter.
According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a fuel assembly having excellent linear and elongated foreign matter trapping performance.
[0035]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the fuel assembly according to the thirteenth aspect, a lower end plug channel that is a coolant channel is formed inside at least one of the lower end plugs. The inlet of the lower end plug flow path is below the partition member and opens downward, and the outlet of the lower end plug flow path is above the tubular filter and extends horizontally. Characterized by being open.
[0036]
According to the fourteenth aspect of the present invention, the operation and effect of the thirteenth aspect of the present invention can be obtained, and the lower end plug flow path can provide a large flow area and reduce pressure loss.
[0037]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fuel assembly according to the thirteenth or fourteenth aspect, at least one notch extending upward from at least one lower end of the lower end plug is formed. And
[0038]
According to the fifteenth aspect, the operation and effect of the thirteenth or fourteenth aspect can be obtained, and in addition, the probability of trapping foreign matter in the coolant can be increased by the cut.
[0039]
The invention according to claim 16 provides a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel, at least one water rod through which a coolant passes, and an upper tie plate that holds upper portions of the fuel rod and the water rod. And a lower tie plate that holds the lower portions of the fuel rods and water rods, wherein the lower tie plate is arranged such that the fuel rods and water rods are arranged in a grid at intervals. A network portion that holds the lower portions of the fuel rods and the water rods, a nozzle portion that extends downward from the periphery of the network portion, forms a lower tie plate cavity below the network portion, and has an inlet opening at the lower end. The lower tie plate disposed substantially horizontally below the network portion within the lower tie plate cavity. A partition plate for partitioning the cavity up and down, and a plurality of cylindrical filters attached to the partition plate at positions directly below the fuel rods and the water rods and having openings below and above the partition plate. An opening of the cylindrical filter above the partition plate is provided mainly on a side surface of the cylindrical filter, and includes a rod-like portion extending downward at a lower part of at least a part of the fuel rod and the water rod. A lower end plug is attached, and the lower end of the rod portion is located higher than the upper end of the cylindrical filter, and has a downward inlet opening at the lower end of the rod portion and has a horizontal direction above it. A lower end plug passage having an outlet opening is formed in the lower end plug.
According to the sixteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a fuel assembly having particularly excellent linear and elongated foreign matter capturing performance.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a lower tie plate for a nuclear fuel assembly according to the present invention will be described with reference to FIGS. However, common or similar parts to those of the related art or to each other are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.
[0041]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the lower tie plate is not a conventional one-piece, but the network part 7 and the nozzle part 8 are cast as separate parts, and a horizontal part is provided between them. These flat plate-shaped partition plates 30 are sandwiched, and these are joined to each other by, for example, welding.
[0042]
At the portion where the lower end plugs 11 and 12 pass through the partition plate 30, cylindrical filters 32 are arranged so as to surround the lower end plugs 11 and 12, and these cylindrical filters 32 are formed by openings 35 of the partition plate 30 (see FIG. 2). Attached to. An attachment portion between the cylindrical filter 32 and the partition plate 30 is formed without a gap so that at least foreign matter in the coolant does not pass through. The partition plate 30 has no opening other than the opening 35. The thickness of the partition plate 30 is, for example, 2 mm. In FIG. 1, the illustration of the channel box 1 (FIG. 18) is omitted.
[0043]
As shown in FIGS. 2 to 5, the filter 32 has a size of, for example, a diameter of 12 mm and a height of 20 mm, has a lower surface open, and is attached to the partition plate 30 so as to cover the opening 35 of the partition plate 30. ing. The upper surface 36 of the filter 32 is provided with a circular hole 37 through which the rod portions of the lower end plugs 11 and 12 pass. The diameter of the hole 37 is, for example, 7.2 mm, and the gap between the lower end plugs 11, 12 and the hole 37 is so small that foreign matter in the coolant does not pass through. A plurality of holes 39 are provided in the side surface 38 of the filter 32. The hole 39 is, for example, circular and has a diameter of, for example, about 2 mm. The shape of the hole 39 may be various shapes such as a polygon, a star, and the like in addition to a circle.
[0044]
The central axis of each cylindrical filter 32 is arranged, for example, as shown in FIG. 5 so as to coincide with the central axis of the lower end plugs 11 and 12. Although the lower end plug 11 of the fuel rod is shown in FIGS. 2 and 4 and the like, the same applies to the lower end plug 12 of the water rod.
[0045]
In assembling the lower tie plate, a filter 32 is attached to the partition plate 30 in advance as shown in FIG. 5, and then the partition plate 30 is sandwiched between the network section 7 and the nozzle section 8 by welding. Join with each other.
[0046]
In the present embodiment, for example, when a wire-like foreign matter (not shown) having a length of 20 mm to 30 mm enters the lower tie plate cavity 9 from the lower tie plate inlet opening 10 together with the coolant 15, the partition plate The fluid flows upward from the opening 35 into the filter 32. The flow of the coolant 15 changes its direction in the filter 32 to become horizontal, and exits from the hole 39 into the space above the partition plate 30. At this time, since it is difficult to change the direction of the foreign matter, the possibility that the foreign matter goes out of the filter 32 through the hole 39 is very small. The small plate-like foreign matter is also stopped by the filter 32.
[0047]
Further, even in the event that a large amount of foreign matter is generated in the event of a plant malfunction, the possibility of securing a necessary coolant flow rate can be increased. Further, when the fuel assembly is taken out of the reactor core, the captured foreign matter can be taken out of the reactor together with the fuel assembly. Further, the filter portion has a high structural reliability, and can prevent the filter portion itself from becoming a foreign substance and entering the fuel assembly channel.
[0048]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, first and second truncated conical filters 45 and 46 are alternately arranged and fixed on the partition plate 30. The first truncated conical filter 45 is thicker at the bottom, and the second truncated cone filter 46 is thinner at the lower part. In this specification, these frusto-conical filters are also referred to as “cylindrical filters”.
[0049]
A first opening 47 and a second opening 48 are formed at the mounting portions of the partition plate 30 with the first truncated cone filter 45 and the second truncated cone filter 46, respectively. ). The first frusto-conical filter 45 is thicker at the bottom and the second frustum-shaped filter 46 is thinner at the bottom. Therefore, the first opening 47 is larger than the second opening 48. Has become. Attachment portions between the partition plate 30 and the first and second truncated conical filters 45 and 46 are configured without gaps at least to such an extent that foreign matter in the coolant does not pass through. No opening is provided.
[0050]
The first frusto-conical filter 45 is disposed around the rod-shaped portions of the lower end plugs 11, 12 similarly to the cylindrical filter 32 in the first embodiment, and the lower ends of the lower end plugs 11, 12 are partitioned. It extends through the first opening 47 of the plate 30 and below it. The upper part of the first truncated conical filter 45 is gradually narrower, and the upper end thereof is formed with a hole 49 through which the rod-shaped parts of the lower end plugs 11 and 12 can pass. The diameter of the hole 49 is slightly larger than the diameter (for example, 7 mm) of the rod portion of the lower end plugs 11 and 12. A plurality of holes 39 are formed in the side surface 50 of the first truncated conical filter 45. The first truncated conical filter 45 does not require a plate portion that covers the upper surface, and the filter fabrication is simplified.
[0051]
In the second truncated conical filter 46, the lower end of the lower end plug 11 a disposed at the center thereof is inside the second truncated conical filter 46, and does not reach the opening 48 of the partition plate 30. The upper surface 51 of the second truncated conical filter 46 is provided with a hole 52 through which the rod portion of the lower end plug 11a penetrates. A plurality of holes 39 are formed in the side surface 53 of the second truncated conical filter 46. The second frusto-conical filter 46 has the advantage that foreign matter once captured by the filter 46 is less likely to come out (downward) from the inlet of the filter 46.
[0052]
As a modified example of the second embodiment, instead of alternately arranging the first truncated conical filters 45 and the second truncated conical filters 46, any other arrangement or an arrangement of only one of them may be used. It is also possible.
[0053]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the filter 56 is in the shape of a square tube having a square cross section. The length of one side of the square is, for example, 12 mm, and the height of the square tube is, for example, 20 mm. In addition, two rectangular windows 58 each having a height of 4 mm and a width of 8 mm are opened in each side surface portion 57, for example. A square hole 60 through which the rod-shaped portions of the lower end plugs 11 and 12 penetrate is formed in the filter portion upper surface 59. The rod-like portions (not shown) of the lower end plugs 11 and 12 in this embodiment have a cross section of, for example, a square having a side of 4 mm, and the gap with the hole 60 is so small that foreign matter in the coolant does not pass through. Has become.
[0054]
In the embodiment shown in the figure, the filter 56 penetrates the partition plate 30 and is fixed in the middle thereof. Each of the windows 58 of the side surface portion 57 is provided above the partition plate 30. The lower end of the filter 56 is open. The rod portions of the lower end plugs 11 and 12 pass through the center of the filter 56 and extend below the lower end of the filter 56.
[0055]
In the third embodiment, as shown in FIG. 10, filters 56 each having a square cross section are arranged in a regular lattice in a horizontal plane, and the direction of each side surface 57 is arranged in accordance with the arrangement direction. Therefore, the flow path area of the filter 56 can be increased, and the pressure loss generated in the filter section can be reduced as compared with the first and second embodiments. Further, the window 58 of the side surface portion 57 can have a larger flow area than the hole 39 in the first and second embodiments, which can reduce the pressure loss.
[0056]
As a modification of the above embodiments, the features of the first or second embodiment and the features of the third embodiment can be partially and arbitrarily combined (not shown). For example, it is also possible to replace the hole 39 in the first or second embodiment with a large window 58 on the side as shown in FIGS. In the third embodiment, the hole 60 shown in FIGS. 8 and 10 may be changed to a circular shape and used in combination with the rod-shaped portions of the lower end plugs 11 and 12 having a normal circular cross section. Further, in the third embodiment, instead of allowing the filter 56 to pass through the partition plate 30 as shown in FIG. 9, the filter 56 is placed above the opening of the partition plate 30 as in the first and second embodiments. May be covered.
[0057]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the filter 65 has a substantially cylindrical shape similar to that of the filter 32 in the first embodiment (FIGS. 1 to 5), but instead of being arranged above the opening of the partition plate 30, the filter 65 It is arranged so as to pass through the circular opening 66 of the plate 30 halfway.
[0058]
In this embodiment, first, the partition plate 30 is joined to each other by welding so as to be sandwiched between the network portion 7 and the nozzle portion 8. After that, the filter 65 is inserted from the inlet opening 10 of the nozzle unit 8 and attached to the partition plate 30.
[0059]
As shown in FIG. 12, a plurality of adjacent filters 65 are connected to each other in the horizontal direction by connecting rods 67 to form a plurality (in the example of FIG. 12, nine) of groups. Each of these groups is of a size that can be inserted through the inlet opening 10 of the nozzle section 8, and for example, is basically of three rows and three columns as shown in FIG.
[0060]
As shown in FIG. 13, a groove 68 into which the connecting rod 67 can be fitted is formed on the lower surface of the partition plate 30. Further, two convex portions 69 are formed so as to sandwich the groove 68 so as to form the groove 68. The grooves 68 may be formed at positions corresponding to all the connecting rods 67. However, as long as each group of the filters 65 can be held, as shown in FIG. May be reduced.
[0061]
In this embodiment, parts other than the lower tie plate filter 65 can be assembled in advance, and the filter 65 can be inserted and assembled later. Further, at the time of refueling or the like, it is also possible to remove the filter 65 capturing foreign matter and replace it with a new filter.
[0062]
Further, in this embodiment, a plurality of filters 65 are previously connected to a plurality of groups by connecting rods 67, and these groups are inserted through the inlet opening 10 of the nozzle unit 8 and attached to the partition plate 30. Therefore, as compared with the case where each filter 65 is individually attached to the partition plate 30, the work of attaching the filter 65 can be saved. Here, the operation of connecting the plurality of filters 65 by the connecting rods 67 is relatively easy because it can be performed in a wide place, and automation is relatively easy. On the other hand, the operation of attaching the filter 65 to the partition plate 30 is performed. Is a relatively difficult operation since it is performed through the inlet opening 10 of the nozzle portion 8.
[0063]
As a modified example of the fourth embodiment, each filter 65 can be individually attached to the partition plate 30 without connecting the plurality of filters 65 with the connecting rod 67 (not shown). . In this case, instead of fitting the connecting rod 67 into the groove 68 of the partition plate 30, it is necessary to provide the partition plate 30 with unevenness (not shown) to which each filter 65 can be individually attached.
[0064]
Further, as a modified example of the fourth embodiment, it is possible to integrally cast, for example, the network part 7, the partition plate 30, and the nozzle part 8 without welding them together. That is, parts other than the lower tie plate filter 65 are assembled in advance, and the filter 65 is inserted and assembled later. In this way, the process of assembling the parts other than the lower tie plate filter 65 can be the same as the conventional process.
In the assembling method of the fourth embodiment, the filter does not necessarily have to be cylindrical, and may be applied to filters having other shapes shown in FIGS. 6 to 9.
[0065]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, one lower tie plate is shown as a combination of various filters. That is, the filter 32 according to the first embodiment is included, and other filters are also included.
[0066]
As shown in FIG. 15, the lower end plug 72 includes a bar-shaped portion provided with a vertical hole 73. The lower end of the vertical hole 73 is located below the partition plate 30 and opens downward. A horizontal hole 74 is connected to the upper end of the vertical hole 73, and the horizontal hole 74 opens laterally above the partition plate 30. A cylindrical filter 75 is arranged so as to surround the outside of the rod portion of the lower end plug 72. The cylindrical filter 75 is substantially the same as the filter 32 in the first embodiment, and the lower end 82 is open and the upper end 83 is closed. Further, a plurality of holes 39 are provided above the side partition plate 30.
[0067]
The coolant 15 enters the vertical hole 73 of the rod as well as the annular portion between the inner surface of the cylindrical filter 75 and the outer surface of the rod of the lower end plug 72 to form an upward flow. Any of those flows will change the direction of the flow from the ascending direction to the horizontal direction, where foreign matter in the coolant can be captured. Since the area of the flow path can be increased as compared with the case where there is no flow path in the rod portion of the lower end plug, the pressure loss can be reduced.
[0068]
As shown in FIG. 14, the perforated lower end plug 72 may be arranged independently, that is, without the filter 75.
As shown in FIG. 16, the lower end plug 77 has a bar-shaped portion that is shorter and has a lower end located above the partition plate 30. The lower end plug 77 has a vertical hole 78 having an opening at the lower end, and a vertical hole 78. A lateral hole 79 connected to the upper end of the opening 78 and opening horizontally is formed. Below this lower end plug 77, a frusto-conical filter 80 is arranged. The filter 80 is attached to the partition plate 30 through the partition plate 30 halfway, and the lower end 85 is open and the upper end 86 is closed. Further, a plurality of holes 39 are provided above the side partition plate 30. There is a gap between the lower end of the rod-shaped portion of the lower end plug 77 and the upper end of the filter 80.
[0069]
Further, as shown in FIG. 14, the filter 88 may be disposed on the partition plate 30 at a position not interfering with the lower end plug. The filter 88 has a cylindrical shape having a circular or square cross section, and is attached to the partition plate 30 so as to penetrate the partition plate 30 halfway, similarly to the filter 80. The lower end is open and the upper end is closed. On the side surface, a relatively large horizontally long window 89 is provided. By combining the filter functions of various shapes in this way, it is possible to cope with foreign substances of various shapes, and to reduce the possibility of occurrence of blockage of the flow path.
[0070]
Next, various modifications of the lower end plug 72 and the filter 75 in the fifth embodiment shown in FIG. 15 will be described with reference to FIGS.
In the example shown in FIG. 17, the outer diameter of the rod portion of the lower end plug 92 is, for example, 7 mm, and one notch 93 having a width of 0.5 mm and a length of 2 cm in the vertical direction is provided below the lower end plug rod portion. Is provided. Above the notch 93, four notches 94 each having a width of 0.5 mm and a length of 3 mm extending obliquely upward from the side surface of the rod portion are provided.
[0071]
In the example shown in FIG. 18, the outer diameter of the rod portion of the lower end plug 96 is, for example, 7 mm, and two cuts 97 having a width of 0.5 mm and a length of 2 cm in the vertical direction are provided below the lower end plug rod portion. Is provided. The central portion 98 sandwiched between the two cuts 97 extends longer than the outer portion 99 outside the cut 97. This increases the possibility that the foreign matter is caught between the cut portions.
[0072]
In the example shown in FIG. 19, similarly to the example of FIG. 15, the outer diameter of the rod portion of the lower end plug 102 is, for example, 7 mm, and the lower end opening having a diameter of 4 mm in the vertical direction at the center of the lower end plug rod portion. Vertical hole 73 is provided. A horizontal hole 74 is connected to the upper end of the vertical hole 73, and the horizontal hole 74 opens above the upper end of the filter 75. In the example of FIG. 19, two cuts 103 having a width of 0.5 mm and a length of 2 cm are vertically inserted from the lower end of the lower end plug 102. Thus, the possibility of foreign matter in the coolant being caught in the cut 103 can be increased, and the possibility of blockage of the flow path can be reduced.
[0073]
The example shown in FIG. 20 is a modification of the example of FIG. 19, in which a plurality of horizontal through holes 106 are formed in the middle of the vertical hole 73 of the rod-shaped portion of the lower end plug 105. Thereby, the possibility that foreign matter in the coolant closes the flow path can be further reduced.
[0074]
In the example shown in FIG. 21, the outer diameter of the rod-shaped portion of the lower end plug 107 is, for example, 7 mm. A cylindrical filter 75 having a diameter of, for example, 12 mm and a length of 25 mm is disposed outside the filter, and is fixed to the partition plate 30. Four grooves 108 having a depth of 1.5 mm are formed vertically in a portion above the partition plate 30 outside the rod-shaped portion of the lower end plug 107, whereby the holes 37 in the upper surface 36 of the filter 75 are formed. A flow path is formed inside. Although the flow path itself is open upward, the flow path passing through the flow path always passes through a bent portion before and after the flow path, so that a wire-like foreign matter can be particularly captured. In addition, the possibility of channel blockage can be reduced.
[0075]
In the example shown in FIG. 22, a cylindrical filter 110 having a diameter of 12 mm and a length of 32 mm is attached to the partition plate 30. The lower end 111 of the filter 110 is 5 mm below the lower surface of the partition plate 30, and four grooves 113 having a depth of 2 mm and a length of 25 mm are provided in the side surface 112 of the filter in the vertical direction from the lower end 111. Thereby, a flow path for the flow from below the partition plate 30 is secured. An annular ring 114 having a width of 2 mm is attached to the side surface 112 of the filter so as to surround the groove 113 in the circumferential direction. Thereby, in particular, it is possible to capture wire-like foreign matter, and it is possible to reduce the possibility of blockage of the flow path.
[0076]
Various embodiments of the lower tie plate according to the present invention have been described above. Various features of each of the embodiments can be arbitrarily combined. For example, it is conceivable that the lower end plug or the cylindrical filter in FIGS. 15 to 22 has a circular flat cross-sectional shape and is replaced with a square as shown in FIGS. 8 to 10. It is also possible to arrange various filters or lower end plugs in combination in one lower tie plate.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, by employing the lower tie plate having the partition plate to which the filter of the present invention is attached, it is possible to improve the reliability of capturing foreign matter at the core inlet.
[0078]
In addition, it is possible to capture foreign materials having various shapes such as a plate shape, a spiral spring shape (spiral shape), a wire shape (straight shape), etc., thereby improving reliability against fuel damage caused by the foreign materials, and Driving performance is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic elevation sectional view of a first embodiment of a lower tie plate and its periphery according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a main part of the lower tie plate of FIG. 1;
FIG. 3 is a partial perspective view showing a state where only one filter of FIG. 1 is attached to a partition plate.
FIG. 4 is an elevation view showing a state where only one filter of FIG. 1 is attached to a partition plate.
FIG. 5 is a plan view showing a state where the filter of FIG. 1 is attached to a partition plate.
FIG. 6 is a schematic elevation sectional view of a lower tie plate according to a second embodiment of the present invention and its periphery.
FIG. 7 is an enlarged vertical sectional view of a main part of the lower tie plate of FIG. 6;
FIG. 8 is a perspective view of a lower tie plate according to a third embodiment of the present invention in a state before a rectangular tubular filter is attached.
FIG. 9 is an elevation view showing a state where only one filter of FIG. 8 is attached to a partition plate.
FIG. 10 is a plan view showing a state where the filter of FIG. 8 is attached to a partition plate.
FIG. 11 is a schematic elevation sectional view of a lower tie plate according to a fourth embodiment of the present invention and its periphery.
FIG. 12 is a bottom view taken along line XX of FIG. 11;
FIG. 13 is a bottom view as viewed in the direction of arrows XX in a state before the filter of FIG. 11 is attached.
FIG. 14 is a schematic elevation sectional view of a lower tie plate according to a fifth embodiment of the present invention and its periphery.
15A is an enlarged vertical sectional view of a portion Y in FIG. 14, and FIG. 15B is a bottom sectional view taken along line BB of FIG.
16A is an enlarged vertical sectional view of a portion Z in FIG. 14, and FIG. 16B is a bottom view taken along line BB of FIG.
FIG. 15 is an enlarged vertical sectional view of a part Z in FIG. 14.
17A and 17B are diagrams showing another example of the combination of the lower end plug and the filter shown in FIG. 15, wherein FIG. 17A is a vertical sectional view, and FIG. 17B is a bottom sectional view taken along line BB of FIG. FIG.
18A and 18B are diagrams showing still another example of the combination of the lower end plug and the filter shown in FIG. 15, wherein FIG. 18A is a vertical sectional view, and FIG. 18B is a bottom view taken along line BB of FIG. Sectional view.
19A and 19B are diagrams showing still another example of the combination of the lower end plug and the filter shown in FIG. 15, wherein FIG. 19A is a vertical sectional view, and FIG. 19B is a bottom view taken along line BB of FIG. Sectional view.
20 is a view showing still another example of the combination of the lower end plug and the filter shown in FIG. 15, wherein (a) is a vertical sectional view, and (b) is a bottom view taken along line BB of (a). Sectional view.
21A and 21B are diagrams showing still another example of the combination of the lower end plug and the filter shown in FIG. 15, wherein FIG. 21A is a vertical sectional view, and FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
22 is a view showing still another example of the combination of the lower end plug and the filter shown in FIG. 15, wherein (a) is a vertical sectional view, and (b) is a view taken along line BB of (a). FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
FIG. 23 is an entire vertical sectional view of a conventional fuel assembly.
FIG. 24 is an enlarged vertical sectional view of the lower tie plate and its periphery in FIG. 23;
FIG. 25 is a plan view showing only the partition plate of FIG. 23;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Channel box, 2 ... Fuel rod, 3 ... Water rod, 4 ... Upper tie plate, 5 ... Lower tie plate, 6 ... Spacer, 7 ... Network part, 8 ... Nozzle part, 9 ... Lower tie plate cavity, 10 ... Lower tie plate inlet opening, 11, 11a: lower end plug of fuel rod, 12: lower end plug of water rod, 13: insertion hole, 15: coolant, 17: leak hole, 20: partition plate, 21: fuel rod Through hole through which the lower end plug of the water rod passes, 22 ... through hole through which the lower end plug of the water rod passes, 24 ... small hole, 26 ... inlet hole of the water rod, 27 ... outlet hole of the water rod, 30 ... partition plate, 32 ... Cylindrical filter, 35 opening, 37 hole, 38 side surface, 39 hole, 40 boss, 41 web, 45 first frustoconical filter, 46 second frustoconical filter, 47 First Mouth, 48 ... second opening, 49 ... hole, 50 ... side surface, 51 ... top surface, 52 ... hole, 53 ... side surface, 56 ... filter, 57 ... side portion, 58 ... window, 59 ... filter top surface, 60 ... hole 65, filter, 66, opening, 67, connecting rod, 68, groove, 69, convex, 72, lower end plug, 73, vertical hole, 74, horizontal hole, 75, cylindrical filter, 77, lower end plug, 78 ... vertical hole, 79 ... horizontal hole, 80 ... filter, 82 ... lower end, 83 ... upper end, 85 ... lower end, 86 ... upper end, 88 ... filter, 89 ... window, 92 ... lower end plug, 93 ... cut, 94 ... cut, 96 ... lower end plug, 97 ... cut, 99 ... outer part, 102 ... lower end plug, 103 ... cut, 105 ... lower end plug, 106 ... through hole, 107 ... lower end plug, 108 ... groove, 110 ... cylindrical filter Reference numerals 111, bottom end, 112 side, 113 groove, 1 4 ... circle ring.

Claims (16)

原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、
を有する下部タイプレートであって、
前記複数の燃料棒の少なくとも一部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が配置され、
前記複数の筒状フィルタの上部は前記棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記棒状部の間はほぼ閉塞されており、
前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられていること、
を特徴とする下部タイプレート。
A network unit that holds a lower part of the fuel rods such that a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel are arranged in a grid at intervals.
A nozzle portion extending downward from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion and having an inlet opening at a lower end;
A partition plate disposed substantially horizontally below the network portion in the lower tie plate cavity to partition the lower tie plate cavity up and down;
A plurality of cylindrical filters attached to the partition plate and having openings below and above the partition plate,
A lower tie plate having
A lower end plug including a downwardly extending rod portion is disposed on at least a part of the plurality of fuel rods,
The upper portions of the plurality of cylindrical filters are arranged so as to surround the rod portion, and the space between the upper portion of the cylindrical filter and the rod portion is substantially closed,
An opening of the cylindrical filter above the partition plate is provided mainly on a side surface of the cylindrical filter,
Characterized by a lower tie plate.
請求項1に記載の下部タイプレートにおいて、あらかじめ前記仕切り板に前記筒状フィルタを取り付けた後に、前記仕切り板と、前記ネットワ−ク部と、前記ノズル部とを互いに結合してなること、を特徴とする下部タイプレート。2. The lower tie plate according to claim 1, wherein said partition plate, said network portion, and said nozzle portion are connected to each other after said tubular filter is attached to said partition plate in advance. Characteristic lower tie plate. 請求項1に記載の下部タイプレートにおいて、前記仕切り板が前記ネットワ−ク部と前記ノズル部との間に配置されるようにあらかじめ形成されたものに、前記ノズル部の前記入口開口から挿入された前記筒状フィルタが取り付けられてなること、を特徴とする下部タイプレート。2. The lower tie plate according to claim 1, wherein said partition plate is inserted through said inlet opening of said nozzle portion into a pre-formed so that said partition plate is disposed between said network portion and said nozzle portion. A lower tie plate, wherein the cylindrical filter is attached. 請求項3に記載の下部タイプレートにおいて、前記複数の筒状フィルタを相互に結合して複数の筒状フィルタの群を構成するための複数の連結棒があって、前記仕切り板の下面に、前記連結棒を着脱可能な係合部を有すること、を特徴とする下部タイプレート。In the lower tie plate according to claim 3, there are a plurality of connecting rods for connecting the plurality of tubular filters to each other to form a group of a plurality of tubular filters, and on a lower surface of the partition plate, A lower tie plate, comprising an engaging portion to which the connecting rod can be attached and detached. 請求項1ないし4のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、円筒形状であること、を特徴とする下部タイプレート。The lower tie plate according to any one of claims 1 to 4, wherein the tubular filter has a cylindrical shape. 請求項1ないし4のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記複数の燃料棒は正方格子状に配列され、前記筒状フィルタは、前記正方格子の向きに合わせて配置された四角筒形状であること、を特徴とする下部タイプレート。5. The lower tie plate according to claim 1, wherein the plurality of fuel rods are arranged in a square lattice shape, and the tubular filter has a square tubular shape arranged in the direction of the square lattice. There is a lower tie plate. 請求項1ないし4のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタは、先細形状のものと末広がり形状のものが交互に配置されていること、を特徴とする下部タイプレート。The lower tie plate according to any one of claims 1 to 4, wherein the cylindrical filter (1) has a tapered shape and a divergent shape (2). 請求項1ないし7のいずれかに記載の下部タイプレートにおいて、前記筒状フィルタの側面に設けられた開口部は円形であること、を特徴とする下部タイプレート。The lower tie plate according to any one of claims 1 to 7, wherein an opening provided on a side surface of the tubular filter is circular. 原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、
を有する下部タイプレートであって、
前記複数の燃料棒の少なくとも一部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が配置され、
前記複数の筒状フィルタの上部は前記棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記棒状部の間はほぼ閉塞されており、
前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられている下部タイプレートの組み立て方法において、
前記複数の筒状フィルタを前記仕切り板に固定する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記仕切り板を前記ネットワーク部と前記ノズル部との間に挟み込むようにして相互に結合する第2の工程と、
を有すること、を特徴とする下部タイプレートの組み立て方法。
A network unit that holds a lower part of the fuel rods such that a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel are arranged in a grid at intervals.
A nozzle portion extending downward from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion and having an inlet opening at a lower end;
A partition plate disposed substantially horizontally below the network portion in the lower tie plate cavity to partition the lower tie plate cavity up and down;
A plurality of cylindrical filters attached to the partition plate and having openings below and above the partition plate,
A lower tie plate having
A lower end plug including a downwardly extending rod portion is disposed on at least a part of the plurality of fuel rods,
The upper portions of the plurality of cylindrical filters are arranged so as to surround the rod portion, and the space between the upper portion of the cylindrical filter and the rod portion is substantially closed,
In the method of assembling the lower tie plate, wherein the opening of the cylindrical filter above the partition plate is provided mainly on the side surface of the cylindrical filter,
A first step of fixing the plurality of cylindrical filters to the partition plate;
A second step of connecting the partition plates to each other so as to be sandwiched between the network section and the nozzle section after the first step;
A method of assembling a lower tie plate.
原子燃料を充填した複数の燃料棒が互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒の下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、
を有する下部タイプレートであって、
前記複数の燃料棒の少なくとも一部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が配置され、
前記複数の筒状フィルタの上部は前記棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記棒状部の間はほぼ閉塞されており、
前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられている下部タイプレートの組み立て方法において、
前記仕切り板が前記ネットワーク部と前記ノズル部との間に配置されるように形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記筒状フィルタを前記ノズル部の前記入口開口から挿入して前記仕切り板に取り付ける第2の工程と、
を有すること、を特徴とする下部タイプレートの組み立て方法。
A network unit that holds a lower part of the fuel rods such that a plurality of fuel rods filled with nuclear fuel are arranged in a grid at intervals.
A nozzle portion extending downward from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion and having an inlet opening at a lower end;
A partition plate disposed substantially horizontally below the network portion in the lower tie plate cavity to partition the lower tie plate cavity up and down;
A plurality of cylindrical filters attached to the partition plate and having openings below and above the partition plate,
A lower tie plate having
A lower end plug including a downwardly extending rod portion is disposed on at least a part of the plurality of fuel rods,
The upper portions of the plurality of cylindrical filters are arranged so as to surround the rod portion, and the space between the upper portion of the cylindrical filter and the rod portion is substantially closed,
In the method of assembling the lower tie plate, wherein the opening of the cylindrical filter above the partition plate is provided mainly on the side surface of the cylindrical filter,
A first step of forming the partition plate so as to be disposed between the network section and the nozzle section;
After the first step, a second step of inserting the cylindrical filter from the inlet opening of the nozzle portion and attaching the filter to the partition plate;
A method of assembling a lower tie plate.
請求項10に記載の下部タイプレートの組み立て方法において、前記第2の工程の前に、前記筒状フィルタの複数個を、前記ノズル部の前記入口開口から挿入可能な範囲で相互に結合して、複数の筒状フィルタ群をあらかじめ作る第3の工程をさらに有すること、を特徴とする下部タイプレートの組み立て方法。The method for assembling a lower tie plate according to claim 10, wherein a plurality of the cylindrical filters are connected to each other within a range that can be inserted from the inlet opening of the nozzle portion before the second step. A method of assembling a lower tie plate, further comprising a third step of previously forming a plurality of cylindrical filter groups. 請求項10または11に記載の下部タイプレートの組み立て方法において、前記仕切り板の下面には凹凸が設けられており、前記第2の工程は、前記仕切り板の下面の前記凹凸に前記筒状フィルタを嵌め込む工程を含むこと、を特徴とする下部タイプレートの組み立て方法。The method of assembling a lower tie plate according to claim 10, wherein the lower surface of the partition plate is provided with irregularities, and the second step is configured such that the cylindrical filter is provided on the lower surface of the partition plate. A method of assembling the lower tie plate. 原子燃料を充填した複数の燃料棒と、内部に冷却材が通る少なくとも1本のウォータロッドと、前記燃料棒およびウォータロッドの上部を保持する上部タイプレートと、前記燃料棒およびウォータロッドの下部を保持する下部タイプレートと、を有する燃料集合体において、
前記下部タイプレートは、
前記燃料棒およびウォータロッドが互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒およびウォータロッドの下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記仕切り板に取り付けられてその仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、
を有し、
前記燃料棒およびウォータロッドの少なくとも一部の下部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が取り付けられていて、
前記複数の筒状フィルタの上部は前記下部端栓の棒状部を囲むように配置され、その筒状フィルタの上部と前記下部端栓の棒状部の間はほぼ閉塞されており、
前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられていること、
を特徴とする燃料集合体。
A plurality of fuel rods filled with nuclear fuel, at least one water rod through which a coolant passes, an upper tie plate holding upper portions of the fuel rods and the water rods, and a lower portion of the fuel rods and the water rods; And a lower tie plate to retain;
The lower tie plate is
A network section that holds the lower portions of the fuel rods and water rods such that the fuel rods and water rods are arranged in a grid at intervals.
A nozzle portion extending downward from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion and having an inlet opening at a lower end;
A partition plate disposed substantially horizontally below the network portion in the lower tie plate cavity to partition the lower tie plate cavity up and down;
A plurality of cylindrical filters attached to the partition plate and having openings below and above the partition plate,
Has,
A lower end plug including a rod portion extending downward is attached to a lower portion of at least a part of the fuel rod and the water rod,
The upper part of the plurality of cylindrical filters is arranged so as to surround the rod part of the lower end plug, and the space between the upper part of the cylindrical filter and the rod part of the lower end plug is substantially closed,
An opening of the cylindrical filter above the partition plate is provided mainly on a side surface of the cylindrical filter,
A fuel assembly characterized by the following.
請求項13に記載の燃料集合体において、前記下部端栓の少なくとも一つの内部には、冷却材流路である下部端栓流路が形成されていて、その下部端栓流路の入口は、前記仕切部材よりも下方にあって下方を向いて開口し、またその下部端栓流路の出口は、前記筒状フィルタの上方にあって水平方向に開口していること、を特徴とする燃料集合体。The fuel assembly according to claim 13, wherein a lower end plug channel that is a coolant channel is formed inside at least one of the lower end plugs, and an entrance of the lower end plug channel is: The fuel, characterized in that it is open below and below the partition member, and the outlet of the lower end plug flow path is above the tubular filter and opens horizontally. Aggregation. 請求項13または14に記載の燃料集合体において、前記下部端栓の少なくとも一つの下端から上方に延びる少なくとも一つの切り込みが形成されていること、を特徴とする燃料集合体。The fuel assembly according to claim 13, wherein at least one notch extending upward from at least one lower end of the lower end plug is formed. 原子燃料を充填した複数の燃料棒と、内部に冷却材が通る少なくとも1本のウォータロッドと、前記燃料棒およびウォータロッドの上部を保持する上部タイプレートと、前記燃料棒およびウォータロッドの下部を保持する下部タイプレートと、を有する燃料集合体において、
前記下部タイプレートは、
前記燃料棒およびウォータロッドが互いに間隔をあけて格子状に配列されるようにそれらの燃料棒およびウォータロッドの下部を保持するネットワーク部と、
このネットワーク部の周囲から下方に延びてこのネットワーク部の下方に下部タイプレート空洞を形成し、下端に入口開口を有するノズル部と、
前記下部タイプレート空洞内の前記ネットワーク部の下方にほぼ水平に配置されて前記下部タイプレート空洞を上下に区画する仕切り板と、
前記燃料棒およびウォータロッドの真下の位置で前記仕切り板に取り付けられ、その仕切り板の下方および上方に開口部を有する複数の筒状フィルタと、
を有し、
前記仕切り板の上方にある前記筒状フィルタの開口部はおもに前記筒状フィルタの側面に設けられており、
前記燃料棒およびウォータロッドの少なくとも一部の下部には下方に延びる棒状部を含む下部端栓が取り付けられていて、この棒状部の下端は前記筒状フィルタの上端よりも高い位置にあり、この棒状部の下端に下向きの入口開口部を有しその上方に水平方向を向いた出口開口部を有する下部端栓流路が下部端栓内に形成されていること、
を特徴とする燃料集合体。
A plurality of fuel rods filled with nuclear fuel, at least one water rod through which a coolant passes, an upper tie plate holding upper portions of the fuel rods and the water rods, and a lower portion of the fuel rods and the water rods; And a lower tie plate to retain;
The lower tie plate is
A network section that holds the lower portions of the fuel rods and water rods such that the fuel rods and water rods are arranged in a grid at intervals.
A nozzle portion extending downward from the periphery of the network portion to form a lower tie plate cavity below the network portion and having an inlet opening at a lower end;
A partition plate disposed substantially horizontally below the network portion in the lower tie plate cavity to partition the lower tie plate cavity up and down;
A plurality of cylindrical filters attached to the partition plate at a position directly below the fuel rod and the water rod, and having openings below and above the partition plate;
Has,
An opening of the cylindrical filter above the partition plate is provided mainly on a side surface of the cylindrical filter,
A lower end plug including a rod portion extending downward is attached to a lower portion of at least a part of the fuel rod and the water rod, and a lower end of the rod portion is located at a position higher than an upper end of the cylindrical filter. A lower end plug channel having a downwardly directed inlet opening at the lower end of the rod-shaped portion and having a horizontally oriented outlet opening above the lower end plug passage is formed in the lower end plug,
A fuel assembly characterized by the following.
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