JP2583022B2 - 核燃料集合体 - Google Patents

核燃料集合体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉の核燃料
集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉のための核燃料集合体は
管束内に配置されている数個の立て燃料棒を有し、燃料
棒は四角形横断面の燃料チャンネルボックスによって囲
まれている。例えば、特開昭６０−３９５８９号公報に
記載の核燃料集合体は、その内部の熱中性子束分布を平
坦化するために、核燃料集合体の組み替え前の第１モー
ドと核燃料集合体の組み替え後の第２モードとの２つの
モードで核燃料集合体を操作するもので、核燃料集合体
の寿命時間の第１期間のために第１モードで使用し、第
２期間のために第２モードで使用するものが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような核
燃料集合体の組み替え前の第１モードと核燃料集合体の
組み替え後の第２モードとの２つのモードで核燃料集合
体を操作することなく、大量な連続した量の非沸騰水を
完全な燃料サイクルにおいて核燃料集合体に与えて核燃
料における改良された中性子減速をより効果的に得ると
共に、作業中に核燃料をより良い方法で利用し、更に燃
料チャンネルボックス内に補助管束を間違って挿入する
ことのない核燃料集合体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち、本願発明に係る沸
騰水型原子炉のための核燃料集合体は、実質的に正四角
形横断面の燃料チャンネルボックスを備え、該燃料チャ
ンネルボックス内で燃料棒の４個の補助管束が一方向で
のみ位置決めされ、該補助管束のそれぞれが実質的に正
四角形横断面であり、十字型横断面の垂直な補助チャン
ネル形成支承部材で前記４個の補助管束を互いに隔置す
ると共に、該補助チャンネル形成支承部材が、前記燃料
チャンネルボックスの中央に向いた前記補助管束の各中
央部の１個の燃料棒を除いた空間に形成した中央非沸騰
水通路と、４個の翼部分とを設け、隣接した前記補助管
束間で各翼部分が予め決められた寸法の非沸騰水通路を
構成すると共に前記燃料チャンネルボックスの一側に固
定され、前記各翼部分内に設けられた対向して互いに結
合された長手方向の折り重ねで前記翼部分の非沸騰水通
路が中央非沸騰水通路から分離されている構成を特徴と
する。
【０００５】
【発明の効果】以上の通り、本願発明に係る核燃料集合
体は、燃料チャンネルボックス内で燃料棒の４個の補助
管束が一方向でのみ位置決めされるもので、核燃料集合
体内の熱中性子束分布を平坦化するために燃焼の開始後
一定期間が経過した時点で核燃料集合体の組み替えを要
するものとその構造が異なり、原子炉における補助管束
の向きを変えることによる、その構造が複雑になるのを
防止するだけでなく、構造上のミスや故障の発生原因や
燃料棒の向きを変える操作の誤動作を解消して原子炉の
大きな事故発生の危険を防止する。
【０００６】更に、実質的に正四角形横断面の燃料チャ
ンネルボックス、実質的に正四角形横断面の４個の補助
管束及び十字型横断面の垂直な補助チャンネル形成支承
部材を設けると共に、補助チャンネル形成支承部材の中
央非沸騰水通路に加えて、隣接した補助管束間に形成し
た各翼部分の非沸騰水通路とで大量な連続した量の非沸
騰水を与えて、核燃料における改良された中性子減速を
より効果的に得ると共に、作業中に核燃料をより良い方
法で利用し、且つコールドコンデション中の改良された
吸収機能、即ち改良された遮断範囲を得、更に十字型横
断面形状の補助チャンネル形成支承部材を、燃料チャン
ネルボックスの一側に固定して補助チャンネル形成支承
部材の形状と相俟って燃料チャンネルボックス、中央非
沸騰水通路、４個の翼部分及びその非沸騰水通路等の強
度を増加して核燃料集合体の中の超過圧力によって生じ
る引張力等による破損等の事故を防止し、部品点数を少
なくして保守点検や部品管理等をも容易にし、また更に
燃料チャンネルボックス内に補助管束を間違って挿入す
ることのない核燃料集合体を提供することができる。
【０００７】
【実施例】図１及び図２において、１は実質的に正四角
形横断面の燃料チャンネルボックスを示し、燃料チャン
ネルボックス１はその４個の壁に十字型横断面形状の補
助チャンネル形成支承部材７、８を固着して４個の補助
管束６を取り囲んでいる。図１において、冷却水と減速
用水のための下方に面した円形の入り口開口３を有する
底部分２は、燃料チャンネルボックス１に囲まれ、燃料
チャンネルボックス１及び支承板４を支持している。即
ち、燃料チャンネルボックス１はその底部を比較的厚い
壁として底部分２と支承板４へ数個の水平ボルトで一点
鎖線５によって示されている水平方向に固着されてい
る。
【０００８】補助チャンネル形成支承部材は、燃料チャ
ンネルボックス１の中央に向いた４個の補助管束６の中
央部のそれぞれの１個の燃料棒を除いた空間に形成した
中央非沸騰水通路７と、４個の翼部分８とで構成され、
その底部において減速用水のための入口管９へ連結され
ている。燃料チャンネルボックス１内の４個の補助管束
６はそれぞれ２４本の燃料棒１０を有しており、それぞ
れの補助管束６は図２に示すように５列の対称な格子状
に配列され均一に分配されている燃料棒から中央部の１
本の燃料棒を除去した隅部分を有している。
【０００９】各補助管束は、グリッド状底部タイプレー
ト１１と、グリッド状上部タイプレート１２と、そして
複数個の間隔保持片１３と共に設けられている。燃料チ
ャンネルボックス１と、補助チャンネル形成支承部材
７、８と、間隔保持片１３とはジルカロイ４のようなジ
ルコニウム合金で作られる。４個の底部タイプレート１
１は支承板４によって支持され、支承板の四角い孔１４
の中に部分的に挿入されている。各補助管束の中におい
ては燃料棒１０の少なくとも一つが比較的長い、ねじ付
き端部プラグを有し、この下端部プラグは底部タイプレ
ート１１を貫通してナット１５を装着されており、また
上端部プラグは上部タイプレート１２を貫通してナット
１６を装着されている。
【００１０】燃料チャンネルボックス１の上端部には引
き上げ板１７が設けられ、この引き上げ板は鋼鉄製で引
き上げ把手１８を有すると共に、補助チャンネル形成支
承部材７、８に立て棒１９を介して固着されている。各
立て棒１９の上端部にボルト部分２０を形成しており、
このボルト部分を引き上げ板１７の各対応孔を貫通して
ナット２１を装着している。燃料チャンネルボックス１
は図１に示すようにくぼみ２２を間欠的に長手方向に形
成し、このくぼみに補助チャンネル形成支承部材７、８
を固着している。
【００１１】図２の核燃料集合体は図１のＩＩ−ＩＩ断
面図として示され、補助チャンネル形成支承部材７、８
が翼部分８の４方向の端部を燃料チャンネルボックス１
に固着しており、隣接した前記補助管束間に各翼部分８
の対向壁８ａが予め決められた寸法の間隔を設けて非沸
騰水通路を構成している。この翼部分８の非沸騰水通路
は各翼部分８内の互いに結合された長手方向の対向折り
重ね２３により中央非沸騰水通路７から分離されてい
る。なお、４個の補助管束６の中央部のそれぞれの１個
の燃料棒を除いた空間に形成した中央非沸騰水通路７
は、図２では正四角形であるが、円形とすることもでき
る。
【００１２】補助チャンネル形成支承部材７、８はその
中央非沸騰水通路７と４個の翼部分８とを一体に設け、
翼部分８の４方向の端部を燃料チャンネルボックス１に
固着して核燃料集合体の中の超過圧力によって生じる引
張力を燃料チャンネルボックス１及び補助チャンネル形
成支承部材７、８が吸収するに十分な強度を有する構造
にしており、長手方向の折り重ね２３に沿っての結合は
スポット溶接である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による核燃料集合体の具体例を図２の線
Ｉ−Ｉで切断した縦断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【符号の説明】
１ 燃料チャンネルボックス ２ 底部分 ３ 入り口開口 ４ 支承板 ５ 一点鎖線 ６ 補助管束 ７ 補助チャンネル形成支承部材の中央非沸騰水通路 ８ 補助チャンネル形成支承部材の翼部分 ８ａ 対向壁 ９ 入口管 １０ 燃料棒 １１ 底部タイプレート １２ 上部タイプレート１２ １３ 間隔保持片 １４ 四角い孔 １５ ナット １６ ナット １７ 引き上げ板 １８ 引き上げ把手 １９ 立て棒 ２０ ボルト部分 ２１ ナット ２２ くぼみ ２３ 折り重ね

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質的に正四角形横断面の燃料チャンネ
    ルボックス（１）を備え、該燃料チャンネルボックス内
    で燃料棒の４個の補助管束が一方向でのみ位置決めさ
    れ、該補助管束のそれぞれが実質的に正四角形横断面で
    あり、十字型横断面の垂直な補助チャンネル形成支承部
    材（７、８）で前記４個の補助管束を互いに隔置すると
    共に、該補助チャンネル形成支承部材が、前記燃料チャ
    ンネルボックス（１）の中央に向いた前記補助管束の隈
    部の各１個の燃料棒を除いた空間に形成した中央非沸騰
    水通路（７）と、４個の翼部分（８）とを設け、隣接し
    た前記補助管束間で各翼部分（８）が予め決められた寸
    法の非沸騰水通路を構成すると共に前記燃料チャンネル
    ボックス（１）に固定され、前記各翼部分（８）内に設
    けられた対向して互いに結合された長手方向の折り重ね
    （２３）で前記翼部分（８）の非沸騰水通路が中央非沸
    騰水通路（７）から分離されていることを特徴とする沸
    騰水型原子炉のための核燃料集合体。
  2. 【請求項２】 長手方向の折り重ね（２３）がスポット
    溶接によって互いに結合されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の核燃料集合体。
  3. 【請求項３】 前記中央非沸騰水通路（７）が実質的に
    正四角形横断面を有することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項に記載の核燃料集合体。
  4. 【請求項４】 前記中央非沸騰水通路（７）が実質的に
    丸い横断面を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の核燃料集合体。
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