JP2009244126A - 燃料集合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料集合体は、複数の燃料棒2の下端部を下部タイプレート3の燃料保持部4に保持し、上端部を上部タイプレート5に保持する。燃料保持部4は下部タイプレートの上端に位置する。スペクトルシフトロッド(SSR)7は、燃料集合体の横断面の中央部に配置されて燃料棒2の間に配置されている。SSR7は、上昇管8及び上昇管8の上端部に接続される下降管9を有する。上昇管8内の上昇通路11が下降管9内の下降通路12に接続される。下端が密封された下降管9の下端部の側壁に複数の開口部14が形成される。上昇通路11内で発生した蒸気は各開口部14から放出される。各開口部14から放出された蒸気泡は、サブクール水によって非沸騰領域上端までの間に完全に凝縮される。
【選択図】図1
Description
上昇通路形成部材の下端部が、燃料棒の下端部を保持する、下部タイプレートの燃料保持部に保持され、上昇通路と燃料保持部より下方の領域とを連通する第1開口部が、上昇通路形成部材の下端部に形成され、下降通路に連絡されて燃料保持部よりも上方の領域に開放される複数の第2開口部が、燃料集合体の燃料有効長の下端とこの下端から上方に向かって50cmの位置との間で前記下降通路形成部材に形成され、第2開口部の開口面積が下降通路の流路断面積よりも小さくなっていることにある。
0<S≦3.12×10-4×(50−T)2+5.82×10-2×(50−T)を満足していることが望ましい。開口面積Sが上記の条件を満足することによって、第2開口部から放出された蒸気泡が非沸騰領域で完全に凝縮される。このため、スペクトルシフトロッドを有する燃料集合体を炉心に装荷した原子炉に対する適切な制御棒計画の作成に要する時間をさらに短縮することができる。
0≦T≦50 ……(1)
の範囲に設定することにより、開口部26から放出される蒸気泡を非沸騰領域内に放出させることが可能となる。したがって、蒸気泡を凝縮させることができ、燃料集合体の軸方向ボイド率の全体的な増加を抑制することができる。これにより、SSRから放出される蒸気のボイド率に対する影響を軽減できるので、沸騰水型原子炉の運転サイクルに対する適切な制御棒計画(運転サイクル初期での各制御棒の挿入量、及び制御棒引き抜き時における制御棒引き抜き量及び引き抜きタイミング)を作成するために行われる解析における繰り返し計算を少なくすることができる。すなわち、解析により軸方向のボイド率分布を求める計算の繰り返し数を低減できる。したがって、SSRを有する燃料集合体を炉心に装荷した原子炉に対する適切な制御棒計画の作成に要する時間を短縮することができる。
S=0.0405×S1 ……(3)
(2)式及び(3)式から蒸気泡の断面積S1を消去することによって、開口部26の開口面積S(mm2)と蒸気泡が凝縮するまでに上昇する距離L(cm)に関する(4)式が得られた。
また、非沸騰領域よりも上方の領域では蒸気泡を凝縮することができないため、SSR20の開口部26の、燃料有効長の下端からの高さTと蒸気泡が凝縮するまでに上昇する距離Lとの関係は、非沸騰長(50cm)を用いて(5)式のように表すことができる。
(4)式及び(5)式より、下降管23において高さTの位置に形成された開口面積Sの開口部26から放出される蒸気泡が非沸騰領域内で完全に消滅するための条件は(6)式で表すことができる。
以上に述べたように、発明者らは、下降通路24の開口部26の開口面積Sを(6)式を満たすように決定することにより、開口部26から放出された蒸気泡が非沸騰領域の最上端に達する前に全て凝縮させることが可能となることを発見した。全開口部26の開口面積Sの合計は、下降管23の流力振動を抑制する観点から、下降通路24の流路断面積よりも大きくすることが望ましい。
Claims (5)
- 上部タイプレートと、下部タイプレートと、内部に核燃料物質が充填されて上端部が前記上部タイプレートに保持され、下端部が前記下部タイプレートの燃料保持部に保持される複数の燃料棒と、内部に上昇通路を形成する上昇通路形成部材、上端部で前記上昇通路形成部材に接続されて内部に前記上昇通路に連絡される下降通路を形成する下降通路形成部材を有し、前記燃料棒に取り囲まれて配置される水ロッドとを備え、
前記上昇通路形成部材の下端部が前記燃料保持部に保持され、前記上昇通路と前記燃料保持部より下方の領域とを連通する第1開口部が、前記上昇通路形成部材の下端部に形成され、前記下降通路に連絡されて前記燃料保持部よりも上方の領域に開放される複数の第2開口部が、燃料集合体の燃料有効長の下端とこの下端から上方に向かって50cmの位置との間で前記下降通路形成部材に形成され、前記第2開口部の開口面積が前記下降通路の流路断面積よりも小さくなっていることを特徴とする燃料集合体。 - 前記下降通路の流路断面積が前記上昇通路の流路断面積よりも小さい請求項1に記載の燃料集合体。
- 前記複数の第2開口部の開口面積の合計が、前記下降通路の流路断面積より大きくなっている請求項1または2に記載の燃料集合体。
- 複数の前記第2開口部を形成する複数の分岐管が前記下降通路形成部材の側壁に取り付けられている請求項1ないし2のいずれか1項に記載の燃料集合体。
- それぞれの前記第2開口部の前記開口面積をS(mm2)、及び燃料集合体の燃料有効長の下端からの高さをT(cm)としたとき、前記開口面積Sが
0<S≦3.12×10-4×(50−T)2+5.82×10-2×(50−T)を満足している請求項1ないし4のいずれか1項に記載の燃料集合体。
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---|---|---|---|---|
JPH05188167A (ja) * | 1992-01-09 | 1993-07-30 | Toshiba Corp | 燃料集合体及び原子炉運転方法 |
JPH06273555A (ja) * | 1993-03-18 | 1994-09-30 | Hitachi Ltd | 燃料集合体及び水ロッドの製造方法 |
JPH07209459A (ja) * | 1994-01-11 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | 燃料集合体及び原子炉炉心並びに沸騰水型原子炉の運転方法 |
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2008
- 2008-03-31 JP JP2008091593A patent/JP4664389B2/ja active Active
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