JP2960381B2 - コンパートメント型照射燃料集合体 - Google Patents
コンパートメント型照射燃料集合体Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高速増殖炉に用いる
コンパートメントタイプ照射試験用燃料集合体に関す
る。
コンパートメントタイプ照射試験用燃料集合体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】「常陽」の炉心では、Ａ型（バンドル
型）、Ｂ型（コンパートメントタイプ）およびＣ型（バ
ンドル型）の照射試験用燃料集合体（照射リグ）を装荷
することにより、燃料の照射試験を実施している。Ａ型
照射リグは、通常、１０８本の炉心燃料集合体の内側に
配置したダクト内に７本の試験用燃料ピンを装荷し、Ｃ
型照射リグでは、試験用燃料ピンのみでバンドルを組ん
でおり、これらバンドル型では、単一の照射リグで単一
の照射条件のもとで照射試験が可能である。
型）、Ｂ型（コンパートメントタイプ）およびＣ型（バ
ンドル型）の照射試験用燃料集合体（照射リグ）を装荷
することにより、燃料の照射試験を実施している。Ａ型
照射リグは、通常、１０８本の炉心燃料集合体の内側に
配置したダクト内に７本の試験用燃料ピンを装荷し、Ｃ
型照射リグでは、試験用燃料ピンのみでバンドルを組ん
でおり、これらバンドル型では、単一の照射リグで単一
の照射条件のもとで照射試験が可能である。
【０００３】これに対してコンパートメントタイプで
は、コンパートメント毎に流路が独立しているので、コ
ンパートメント毎に照射条件を設定することができ、Ｂ
型照射リグでは最大６パラメータによる照射試験が可能
であり、また、現在開発中のＤ型（コンパートメントタ
イプ）照射リグでは、最大１８パラメータの照射試験が
可能である。すなわち、コンパートメントタイプでは、
単一の照射リグで複数の照射条件が設定でき、燃料ピン
がコンパートメント内に納められているため照射後の取
り扱い性がバンドル型より高く、照射リグの再組み立て
による継続照射が可能である。また、燃料ピンの外側が
コンパートメントによって覆われているので、被覆管の
破損を伴う照射試験を実施することができる。
は、コンパートメント毎に流路が独立しているので、コ
ンパートメント毎に照射条件を設定することができ、Ｂ
型照射リグでは最大６パラメータによる照射試験が可能
であり、また、現在開発中のＤ型（コンパートメントタ
イプ）照射リグでは、最大１８パラメータの照射試験が
可能である。すなわち、コンパートメントタイプでは、
単一の照射リグで複数の照射条件が設定でき、燃料ピン
がコンパートメント内に納められているため照射後の取
り扱い性がバンドル型より高く、照射リグの再組み立て
による継続照射が可能である。また、燃料ピンの外側が
コンパートメントによって覆われているので、被覆管の
破損を伴う照射試験を実施することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、コンパー
トメントタイプ照射リグにおいては、装荷可能なコンパ
ートメントが多種あり、各々特有の流動特性を有してい
る。また、コンパートメントごとに照射条件を設定でき
るメリットを有しているが、その反面、同一集合体内に
各種コンパートメントを混在させた場合、各コンパート
メント相互およびバイパス流量との流量配分バランスを
とることが困難となり、照射条件として設定できる流量
設定範囲が非常に狭い。そのため、要求された照射条件
を満足できなくなるおそれがあり、照射試験自体の計画
に影響が出てくることになる。
トメントタイプ照射リグにおいては、装荷可能なコンパ
ートメントが多種あり、各々特有の流動特性を有してい
る。また、コンパートメントごとに照射条件を設定でき
るメリットを有しているが、その反面、同一集合体内に
各種コンパートメントを混在させた場合、各コンパート
メント相互およびバイパス流量との流量配分バランスを
とることが困難となり、照射条件として設定できる流量
設定範囲が非常に狭い。そのため、要求された照射条件
を満足できなくなるおそれがあり、照射試験自体の計画
に影響が出てくることになる。
【０００５】従来、この解決法として、コンパートメン
ト周囲を流れるバイパス流量を多くし、コンパートメン
ト冷却材出口部で合流圧損を増やすことで、各種コンパ
ートメントの流動特性をほぼ一定のものとし、流量配分
バランスを確保し流量設定を行ってきた。
ト周囲を流れるバイパス流量を多くし、コンパートメン
ト冷却材出口部で合流圧損を増やすことで、各種コンパ
ートメントの流動特性をほぼ一定のものとし、流量配分
バランスを確保し流量設定を行ってきた。
【０００６】しかし、この手法では、従来の照射試験に
比べ広範囲な照射条件を必要とする試験を実施する際、
照射リグの冷却材出口流量が増大することや、装填する
燃料ピンの本数が少ない等のために照射リグの冷却材出
口部の温度が炉心燃料集合体に比べ低いこと等が重な
り、新たに炉上部機構に対するサーマルストライピング
（冷却材温度差による熱応力の発生）が厳しくなるとい
う問題があった。
比べ広範囲な照射条件を必要とする試験を実施する際、
照射リグの冷却材出口流量が増大することや、装填する
燃料ピンの本数が少ない等のために照射リグの冷却材出
口部の温度が炉心燃料集合体に比べ低いこと等が重な
り、新たに炉上部機構に対するサーマルストライピング
（冷却材温度差による熱応力の発生）が厳しくなるとい
う問題があった。
【０００７】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、照射条件として設定する流量設定範囲の拡大と、炉
上部機構に対するサーマルストライピングの低下を可能
にすることを目的とする。
で、照射条件として設定する流量設定範囲の拡大と、炉
上部機構に対するサーマルストライピングの低下を可能
にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明は、コンパート
メント下部にオリフィスホルダが配置された高速増殖炉
のコンパートメント型照射燃料集合体において、前記オ
リフィスホルダは上段及び下段からなる２段構成であ
り、上段オリフィスホルダには、圧損調整用オリフィス
が設置され、下段オリフィスホルダには流量調整用オリ
フィスが設置されていることを特徴とする。また、本発
明は、コンパートメント下部にオリフィスホルダが配置
された高速増殖炉のコンパートメント型照射燃料集合体
において、ラッパ管に配置される軸心管下部の冷却材流
出口を閉鎖したことを特徴とする。また、本発明は、コ
ンパートメント下部にオリフィスホルダが配置された高
速増殖炉のコンパートメント型照射燃料集合体におい
て、前記オリフィスホルダは上段及び下段からなる２段
構成であり、上段オリフィスホルダには、圧損調整用オ
リフィスが設置され、下段オリフィスホルダには流量調
整用オリフィスが設置されるとともに、ラッパ管に配置
される軸心管下部の冷却材流出口を閉鎖したことを特徴
とする。
メント下部にオリフィスホルダが配置された高速増殖炉
のコンパートメント型照射燃料集合体において、前記オ
リフィスホルダは上段及び下段からなる２段構成であ
り、上段オリフィスホルダには、圧損調整用オリフィス
が設置され、下段オリフィスホルダには流量調整用オリ
フィスが設置されていることを特徴とする。また、本発
明は、コンパートメント下部にオリフィスホルダが配置
された高速増殖炉のコンパートメント型照射燃料集合体
において、ラッパ管に配置される軸心管下部の冷却材流
出口を閉鎖したことを特徴とする。また、本発明は、コ
ンパートメント下部にオリフィスホルダが配置された高
速増殖炉のコンパートメント型照射燃料集合体におい
て、前記オリフィスホルダは上段及び下段からなる２段
構成であり、上段オリフィスホルダには、圧損調整用オ
リフィスが設置され、下段オリフィスホルダには流量調
整用オリフィスが設置されるとともに、ラッパ管に配置
される軸心管下部の冷却材流出口を閉鎖したことを特徴
とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１によりＢ型コンパート
メントタイプ照射リグについて説明する。コンパートメ
ントタイプ照射リグとは、燃料ピンをコンパートメント
内に保持し、エントランスノズルおよびハンドリングヘ
ッドに取り付けた支持板でコンパートメントを保持する
構造のリグである。図１において、六角形状のラッパ管
４内に、６個のコンパートメント２が、エントランスノ
ズル１とハンドリングヘッド３に取り付けた支持板で保
持されており、図１のＣ−Ｃ断面図から分かるように、
コンパートメント２内には、４本の特殊燃料要素（試験
用燃料ピン）５が収納されている。
施の形態について説明する。図１によりＢ型コンパート
メントタイプ照射リグについて説明する。コンパートメ
ントタイプ照射リグとは、燃料ピンをコンパートメント
内に保持し、エントランスノズルおよびハンドリングヘ
ッドに取り付けた支持板でコンパートメントを保持する
構造のリグである。図１において、六角形状のラッパ管
４内に、６個のコンパートメント２が、エントランスノ
ズル１とハンドリングヘッド３に取り付けた支持板で保
持されており、図１のＣ−Ｃ断面図から分かるように、
コンパートメント２内には、４本の特殊燃料要素（試験
用燃料ピン）５が収納されている。
【００１０】図２はコンパートメントの構造と、軸心下
部の詳細を説明する図である。図２（ａ）に示すよう
に、コンパートメント２は、外管２ａと内管２ｂからな
り、その間には約０．９ｍｍ程度の断熱層が設けられて
いる。これは、装填する燃料ピンの本数が少なく（図１
の例では４本）、発熱量も少ないことから、断熱層によ
りコンパートメント内部の照射温度条件を満足するため
である。試験用燃料ピン５は、ピンタイロッド６により
軸方向位置や燃料ピン間隔が保持されている。コンパー
トメント下部には、オリフィスホルダ７がコンパートメ
ント胴部と下部キャップ８の間にはさみ込むように設け
られ、これに２枚のオリフィス７ａ、７ｂが取付けられ
ていて、下端流入口９から流入する冷却材（ナトリウ
ム）の流量を調整している。
部の詳細を説明する図である。図２（ａ）に示すよう
に、コンパートメント２は、外管２ａと内管２ｂからな
り、その間には約０．９ｍｍ程度の断熱層が設けられて
いる。これは、装填する燃料ピンの本数が少なく（図１
の例では４本）、発熱量も少ないことから、断熱層によ
りコンパートメント内部の照射温度条件を満足するため
である。試験用燃料ピン５は、ピンタイロッド６により
軸方向位置や燃料ピン間隔が保持されている。コンパー
トメント下部には、オリフィスホルダ７がコンパートメ
ント胴部と下部キャップ８の間にはさみ込むように設け
られ、これに２枚のオリフィス７ａ、７ｂが取付けられ
ていて、下端流入口９から流入する冷却材（ナトリウ
ム）の流量を調整している。
【００１１】図２（ｂ）、図２（ｃ）はコンパートメン
トが接合されるラッパ管の軸心下部（図１の位置Ｐの部
分）を示している。軸心下部は内部にフラックスモニタ
管や温度モニタを収納している軸心管１１に溶接で接合
されており、そこに形成されている球面座１０の開口に
はコンパートメントの下端部が嵌合し、１０ｂにはコン
パートメント外管２ａの下端が、１０ａには下部キャッ
プ８の側面が接し、冷却材が流入する流入口９は球面座
の開口から下側へ突出した位置となる。また、軸心下部
の周囲に設けられた流入口１２から流入した冷却材は、
軸心管１１内を流れるととともに、軸心下部のバイパス
フローホール１３から流出してコンパートメント間をバ
イパス流として流れる。
トが接合されるラッパ管の軸心下部（図１の位置Ｐの部
分）を示している。軸心下部は内部にフラックスモニタ
管や温度モニタを収納している軸心管１１に溶接で接合
されており、そこに形成されている球面座１０の開口に
はコンパートメントの下端部が嵌合し、１０ｂにはコン
パートメント外管２ａの下端が、１０ａには下部キャッ
プ８の側面が接し、冷却材が流入する流入口９は球面座
の開口から下側へ突出した位置となる。また、軸心下部
の周囲に設けられた流入口１２から流入した冷却材は、
軸心管１１内を流れるととともに、軸心下部のバイパス
フローホール１３から流出してコンパートメント間をバ
イパス流として流れる。
【００１２】燃料ピンの照射条件からコンパートメント
内を流れる冷却材の流量が決定され、また、６本のコン
パートメントの流路はそれぞれ独立している（干渉しな
い）ので、６本のコンパートメントの圧損（レイノルズ
数Ｒｅ（流速の関数）×Ｃｄ（抵抗係数）に比例）が同
じにならなければ内部に必要な冷却材流量が流れない。
従来のコンパートメントでは、抵抗係数のばらつきが大
きく、内部にコンパートメントの圧損の異なる範囲が大
きく、そのままでは必要な流量が流れないくらい流量配
分パランスが悪く、そのため、照射条件を満足させるの
が困難であった。そのため、図２のものでは、コンパー
トメントの外側にバイパス流量を流し、コンパートメン
ト出口部の冷却材の流れと、そのバイパス流による合流
圧損を増加させている。合流圧損がコンパートメント全
体の圧損の大部分をしめるようにすることで、コンパー
トメント内部の圧損による影響を可能な限り減らすこと
ができる。これにより、各コンパートメントの違いによ
ることなく、流動特性（コンパートメントの圧損と流量
の関係）を近づけることが可能である。しかし、前述し
たように、この方法では、広範囲な照射条件を必要とす
る試験を実施する際、照射リグの冷却材出口流量が増大
することや、照射リグの冷却材出口部の温度が炉心燃料
集合体に比べて低いことが重なるため、炉上部機構に対
するサーマルストライピングが激しくなってしまうこと
になる。
内を流れる冷却材の流量が決定され、また、６本のコン
パートメントの流路はそれぞれ独立している（干渉しな
い）ので、６本のコンパートメントの圧損（レイノルズ
数Ｒｅ（流速の関数）×Ｃｄ（抵抗係数）に比例）が同
じにならなければ内部に必要な冷却材流量が流れない。
従来のコンパートメントでは、抵抗係数のばらつきが大
きく、内部にコンパートメントの圧損の異なる範囲が大
きく、そのままでは必要な流量が流れないくらい流量配
分パランスが悪く、そのため、照射条件を満足させるの
が困難であった。そのため、図２のものでは、コンパー
トメントの外側にバイパス流量を流し、コンパートメン
ト出口部の冷却材の流れと、そのバイパス流による合流
圧損を増加させている。合流圧損がコンパートメント全
体の圧損の大部分をしめるようにすることで、コンパー
トメント内部の圧損による影響を可能な限り減らすこと
ができる。これにより、各コンパートメントの違いによ
ることなく、流動特性（コンパートメントの圧損と流量
の関係）を近づけることが可能である。しかし、前述し
たように、この方法では、広範囲な照射条件を必要とす
る試験を実施する際、照射リグの冷却材出口流量が増大
することや、照射リグの冷却材出口部の温度が炉心燃料
集合体に比べて低いことが重なるため、炉上部機構に対
するサーマルストライピングが激しくなってしまうこと
になる。
【００１３】次に、照射条件として設定する流量設定範
囲を拡大し、炉上部機構に対するサーマルストライピン
グを低下させる例について図３により説明する。図３は
本発明のコンパートメントの構造と軸心下部の詳細図で
あり、図２と同一番号は同一内容を示している。本発明
の特徴は、コンパートメント下部の冷却材流路にオリフ
ィスを２枚もつオリフィスホルダを２段設置したこと、
および集合体内の中心に位置する軸心のバイパスフロー
ホールを削除した点にある。オリフィスホルダは、下部
キャップとコンパートメント胴部の内部にはさみ込む構
造としている。そのため、本発明は下部キャップとコン
パートメント胴部によりコンパートメント下部を構成し
ているコンパートメント構造に関しては全てに適用され
る。
囲を拡大し、炉上部機構に対するサーマルストライピン
グを低下させる例について図３により説明する。図３は
本発明のコンパートメントの構造と軸心下部の詳細図で
あり、図２と同一番号は同一内容を示している。本発明
の特徴は、コンパートメント下部の冷却材流路にオリフ
ィスを２枚もつオリフィスホルダを２段設置したこと、
および集合体内の中心に位置する軸心のバイパスフロー
ホールを削除した点にある。オリフィスホルダは、下部
キャップとコンパートメント胴部の内部にはさみ込む構
造としている。そのため、本発明は下部キャップとコン
パートメント胴部によりコンパートメント下部を構成し
ているコンパートメント構造に関しては全てに適用され
る。
【００１４】コンパートメント下部に設置した２段のオ
リフィスホルダ２０、２１は、それぞれ流量設定範囲の
調整機能、流動特性調節機能を分担し受け持っている。
上段のオリフィスホルダ２０には、コンパートメント内
の流動特性をコンパートメント構造および燃料ピンの仕
様等に関わらず一定とするための圧損調整用オリフィス
が２枚設置されている。下段のオリフィスホルダ２１に
は、コンパートメント内を流れる流量を調節するための
オリフィス２０ａ、２０ｂの２枚が設置されている。こ
のように、上段のオリフィスによりコンパートメント内
部の圧損を調整して各種のコンパートメントでほぼ同一
となるように調整し、下段のオリフィスで照射条件を満
たすための流量を調節している。
リフィスホルダ２０、２１は、それぞれ流量設定範囲の
調整機能、流動特性調節機能を分担し受け持っている。
上段のオリフィスホルダ２０には、コンパートメント内
の流動特性をコンパートメント構造および燃料ピンの仕
様等に関わらず一定とするための圧損調整用オリフィス
が２枚設置されている。下段のオリフィスホルダ２１に
は、コンパートメント内を流れる流量を調節するための
オリフィス２０ａ、２０ｂの２枚が設置されている。こ
のように、上段のオリフィスによりコンパートメント内
部の圧損を調整して各種のコンパートメントでほぼ同一
となるように調整し、下段のオリフィスで照射条件を満
たすための流量を調節している。
【００１５】Ｂ型照射リグに装荷する６種類のコンパー
トメントについて、本発明の構造を適用する以前と、適
用以後の流動特性をそれぞれ図４および図５に示す。図
４（ａ）、図５（ａ）は単位時間当たりの流量（ＭＡＳ
Ｓ ＦＬＯＷ）に対するコンパートメント内部の圧力損
失（Ｂｕｎｄｌｅ ＤＰ）を示し、図４（ｂ）、図５
（ｂ）はレイノルズ数（Ｒｅ）に対するコンパートメン
トの抵抗係数（Ｃｄ）を示している。
トメントについて、本発明の構造を適用する以前と、適
用以後の流動特性をそれぞれ図４および図５に示す。図
４（ａ）、図５（ａ）は単位時間当たりの流量（ＭＡＳ
Ｓ ＦＬＯＷ）に対するコンパートメント内部の圧力損
失（Ｂｕｎｄｌｅ ＤＰ）を示し、図４（ｂ）、図５
（ｂ）はレイノルズ数（Ｒｅ）に対するコンパートメン
トの抵抗係数（Ｃｄ）を示している。
【００１６】図４（ａ）において、特性Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ、Ｆはそれぞれ Ａ：６．５ｍｍ ５ ｐｉｎ ｇｒｉｄ（燃料ピン外径
６．５ｍｍ、５本の燃料ピンを装荷するタイプのグリッ
ドスペーサ型コンパートメント） Ｂ：６．５ｍｍ ５ ｐｉｎ ｗｉｒｅ（燃料ピン外径
６．５ｍｍ、５本の燃料ピンを装荷するタイプのワイヤ
スペーサ型コンパートメント） Ｃ：８．５ｍｍ ３ ｐｉｎ ｇｒｉｄ Ｄ：６．８６ｍｍ ４ ｐｉｎ ｗｉｒｅ Ｅ：７．５ｍｍ ４ ｐｉｎ ｇｒｉｄ Ｆ：７．５ｍｍ ４ ｐｉｎ ｗｉｒｅ であり、図５（ａ）は、特性Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対応
するものである。
Ｄ、Ｅ、Ｆはそれぞれ Ａ：６．５ｍｍ ５ ｐｉｎ ｇｒｉｄ（燃料ピン外径
６．５ｍｍ、５本の燃料ピンを装荷するタイプのグリッ
ドスペーサ型コンパートメント） Ｂ：６．５ｍｍ ５ ｐｉｎ ｗｉｒｅ（燃料ピン外径
６．５ｍｍ、５本の燃料ピンを装荷するタイプのワイヤ
スペーサ型コンパートメント） Ｃ：８．５ｍｍ ３ ｐｉｎ ｇｒｉｄ Ｄ：６．８６ｍｍ ４ ｐｉｎ ｗｉｒｅ Ｅ：７．５ｍｍ ４ ｐｉｎ ｇｒｉｄ Ｆ：７．５ｍｍ ４ ｐｉｎ ｗｉｒｅ であり、図５（ａ）は、特性Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対応
するものである。
【００１７】図４（ａ）に示すように、コンパートメン
トの形状が異なるために、同一流量に対する圧損が大き
く異なっている。これに対して、図５（ａ）では、コン
パートメントの形状がそれぞれ異なるものでも、内部の
流量が同じならばコンパートメント内部の圧損は同じに
なることが分かる。
トの形状が異なるために、同一流量に対する圧損が大き
く異なっている。これに対して、図５（ａ）では、コン
パートメントの形状がそれぞれ異なるものでも、内部の
流量が同じならばコンパートメント内部の圧損は同じに
なることが分かる。
【００１８】また、図４（ｂ）、図５（ｂ）は、特性
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対応し、コンパートメントの形状
が異なるために、同一レイノルズ数に対するコンパート
メントの抵抗係数が大きく異なり、レイノルズ数が変化
するとコンパートメントの抵抗係数も変化している。こ
れに対して図５（ｂ）では、同一レイノルズ数に対して
コンパートメントの抵抗係数が同じであり、レイノルズ
数が変化してもどの種類のコンパートメントでもほぼ同
程度の抵抗係数を有していることが分かる。このよう
に、オリフィスホルダを２段構成とし、一方で圧損調
整、他方で流量調整することにより、各コンパートメン
トの圧損や抵抗係数をほぼ同じにすることができる。
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対応し、コンパートメントの形状
が異なるために、同一レイノルズ数に対するコンパート
メントの抵抗係数が大きく異なり、レイノルズ数が変化
するとコンパートメントの抵抗係数も変化している。こ
れに対して図５（ｂ）では、同一レイノルズ数に対して
コンパートメントの抵抗係数が同じであり、レイノルズ
数が変化してもどの種類のコンパートメントでもほぼ同
程度の抵抗係数を有していることが分かる。このよう
に、オリフィスホルダを２段構成とし、一方で圧損調
整、他方で流量調整することにより、各コンパートメン
トの圧損や抵抗係数をほぼ同じにすることができる。
【００１９】また、軸心のバイパスフローホールを削除
したことにより、コンパートメント周囲の冷却材の状態
がスタグナント（よどんだ状態）になる。また、上部キ
ャップ部の整流筒により冷却材は集合体鉛直方向に流れ
る。これにより、従来の問題点であったコンパートメン
ト周囲のバイパス流量と同一集合体内のコンパートメン
ト出口冷却材流量との相互作用（流量配分バランス）が
解消されるため、冷却材流量設定範囲をコンパートメン
ト毎に自由に設定することができる。また、バイパス流
量を流さないので集合体出口の冷却材流量が少なくな
り、炉上部機構に対するサーマルストライピングも低下
させることができる。なお、整流筒をつけないと、上部
キャップから水平方向に冷却材が流出し、いくらコンパ
ートメント管外の冷却材がスタグナントな状態であると
いっても、近接するコンパートメントの冷却材の流れの
影響を受けることになる。また、軸心管下部の球面座と
コンパートメントの接触部を通して、エントランスノズ
ル側からラッパ管側へ若干の漏洩流の影響もあり、これ
らの影響をこれを避けるために整流筒を設けて冷却材を
鉛直方向に流出させることが望ましい。
したことにより、コンパートメント周囲の冷却材の状態
がスタグナント（よどんだ状態）になる。また、上部キ
ャップ部の整流筒により冷却材は集合体鉛直方向に流れ
る。これにより、従来の問題点であったコンパートメン
ト周囲のバイパス流量と同一集合体内のコンパートメン
ト出口冷却材流量との相互作用（流量配分バランス）が
解消されるため、冷却材流量設定範囲をコンパートメン
ト毎に自由に設定することができる。また、バイパス流
量を流さないので集合体出口の冷却材流量が少なくな
り、炉上部機構に対するサーマルストライピングも低下
させることができる。なお、整流筒をつけないと、上部
キャップから水平方向に冷却材が流出し、いくらコンパ
ートメント管外の冷却材がスタグナントな状態であると
いっても、近接するコンパートメントの冷却材の流れの
影響を受けることになる。また、軸心管下部の球面座と
コンパートメントの接触部を通して、エントランスノズ
ル側からラッパ管側へ若干の漏洩流の影響もあり、これ
らの影響をこれを避けるために整流筒を設けて冷却材を
鉛直方向に流出させることが望ましい。
【００２０】図６は本発明を適用したＤ型照射リグを示
す図であり、図６（ａ）は集合体、図６（ｂ）はコンパ
ートメントを示している。図６（ａ）に示すように、Ｄ
型（コンパートメントタイプ）照射リグでは、ラッパ管
４内に最大１８本のコンパートメントを収納可能であ
り、軸心管１１の周囲に、１８本のコンパートメント２
が上部支持板３１、下部支持板３４で支持され、ロック
ナット３０で固定されている。なお、３３は他のラッパ
管との干渉を避けるためのスペーサパッド、３５は軸心
方向を決めるためのセルフオリエンテーションキー、３
６はエントランスノズル１から流入する冷却材の流量調
整用オリフィスである。
す図であり、図６（ａ）は集合体、図６（ｂ）はコンパ
ートメントを示している。図６（ａ）に示すように、Ｄ
型（コンパートメントタイプ）照射リグでは、ラッパ管
４内に最大１８本のコンパートメントを収納可能であ
り、軸心管１１の周囲に、１８本のコンパートメント２
が上部支持板３１、下部支持板３４で支持され、ロック
ナット３０で固定されている。なお、３３は他のラッパ
管との干渉を避けるためのスペーサパッド、３５は軸心
方向を決めるためのセルフオリエンテーションキー、３
６はエントランスノズル１から流入する冷却材の流量調
整用オリフィスである。
【００２１】図６（ｂ）に示すように、コンパートメン
ト２は、胴部の下部に圧損調整用のシュラウド管オリフ
ィス２０、下部キャップ８内に流量調整用のコンパート
メントオリフィス２１を配置しており、これらで２段の
オリフィスホルダ構成となっている。また、コンパート
メント上端には整流筒３７が、コンパートメント胴部に
は上部ストレーナ４２、下部ストレーナ４４が配置され
ており、試験用燃料ピン５はシュラウド管４１内に配置
されている。シュラウド管は、燃料ピンの径が異なるも
のをコンパートメントに挿入した場合でもコンパートメ
ント径を変化させることなくピンを保持するためのもの
でる。なお、３９はベローズ、４３は支持バネである。
なお、軸心下部の詳細は省略するが、軸心管径や孔径、
球面座の径が異なるだけで図３の場合と同様であり、バ
イパスフローホールも閉鎖している。
ト２は、胴部の下部に圧損調整用のシュラウド管オリフ
ィス２０、下部キャップ８内に流量調整用のコンパート
メントオリフィス２１を配置しており、これらで２段の
オリフィスホルダ構成となっている。また、コンパート
メント上端には整流筒３７が、コンパートメント胴部に
は上部ストレーナ４２、下部ストレーナ４４が配置され
ており、試験用燃料ピン５はシュラウド管４１内に配置
されている。シュラウド管は、燃料ピンの径が異なるも
のをコンパートメントに挿入した場合でもコンパートメ
ント径を変化させることなくピンを保持するためのもの
でる。なお、３９はベローズ、４３は支持バネである。
なお、軸心下部の詳細は省略するが、軸心管径や孔径、
球面座の径が異なるだけで図３の場合と同様であり、バ
イパスフローホールも閉鎖している。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を達
成することができる。 コンパートメントの冷却材流量設定範囲の拡大 各種コンパートメントの流動特性を概ね一致させ、バイ
パス流量を流さない構造としたため従来より広い範囲で
流量設定を行うことが可能である。 炉上部機構に対するサーマルストライピングの低下 バイパス流を流さなくしたことにより、集合体の冷却材
出口流量が減少し、そのため、集合体冷却材出口から流
出する低温の冷却材が炉心上部機構に到達する前に、炉
心燃料集合体より流出する冷却材と混合し易くなり、炉
心上部機構に対するサーマルストライピングが低下す
る。 設計コストの削減 本構造では、流量設定に関する制御機能をオリフィス部
に集約していることにより、流量設計とコンパートメン
ト構造との設計が独立している。そのため、流量設定が
オリフィスの設計だけとなるため設計コストの削減が可
能である。
成することができる。 コンパートメントの冷却材流量設定範囲の拡大 各種コンパートメントの流動特性を概ね一致させ、バイ
パス流量を流さない構造としたため従来より広い範囲で
流量設定を行うことが可能である。 炉上部機構に対するサーマルストライピングの低下 バイパス流を流さなくしたことにより、集合体の冷却材
出口流量が減少し、そのため、集合体冷却材出口から流
出する低温の冷却材が炉心上部機構に到達する前に、炉
心燃料集合体より流出する冷却材と混合し易くなり、炉
心上部機構に対するサーマルストライピングが低下す
る。 設計コストの削減 本構造では、流量設定に関する制御機能をオリフィス部
に集約していることにより、流量設計とコンパートメン
ト構造との設計が独立している。そのため、流量設定が
オリフィスの設計だけとなるため設計コストの削減が可
能である。
【００２３】新たなコンパートメント設計に関する自
由度の増加 新たな形状のコンパートメントを設計する場合、本構造
を採用することにより、同一集合体での集合体内流量配
分に関して既存のコンパートメントとの共存性が確保さ
れる。
由度の増加 新たな形状のコンパートメントを設計する場合、本構造
を採用することにより、同一集合体での集合体内流量配
分に関して既存のコンパートメントとの共存性が確保さ
れる。
【図１】 Ｂ型コンパートメントタイプ照射リグを説明
する図である。
する図である。
【図２】 コンパートメントの構造と、軸心下部の詳細
図である。
図である。
【図３】 コンパートメントの構造と、軸心下部の詳細
図である。
図である。
【図４】 従来のＢ型照射リグにおける流動特性を示す
図である。
図である。
【図５】 本発明のＢ型照射リグにおける流動特性を示
す図である。
す図である。
【図６】 Ｄ型照射リグへの適用を説明する図である。
１…エントランスノズル、２…コンパートメント、３…
ハンドリングヘッド、４…ラッパ管、５…燃料ピン、６
…ピンタイロッド、８…下部キャップ、１０…球面座、
１１…軸心管、１２…流入口、１３…オーバーフローホ
ール、２０，２１…オリフスホルダ、２０ａ，２０ｂ，
２１ａ，２１ｂ…オリフィス。
ハンドリングヘッド、４…ラッパ管、５…燃料ピン、６
…ピンタイロッド、８…下部キャップ、１０…球面座、
１１…軸心管、１２…流入口、１３…オーバーフローホ
ール、２０，２１…オリフスホルダ、２０ａ，２０ｂ，
２１ａ，２１ｂ…オリフィス。
フロントページの続き (72)発明者 関根 隆 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター 内 (56)参考文献 特開 昭56−12588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−276498（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 23/00
Claims (3)
- 【請求項１】 コンパートメント下部にオリフィスホル
ダが配置された高速増殖炉のコンパートメント型照射燃
料集合体において、 前記オリフィスホルダは上段及び下段からなる２段構成
であり、上段オリフィスホルダには、圧損調整用オリフ
ィスが設置され、下段オリフィスホルダには流量調整用
オリフィスが設置されていることを特徴とするコンパー
トメント型照射燃料集合体。 - 【請求項２】 コンパートメント下部にオリフィスホル
ダが配置された高速増殖炉のコンパートメント型照射燃
料集合体において、 ラッパ管に配置される軸心管下部の冷却材流出口を閉鎖
したことを特徴とするコンパートメント型照射燃料集合
体。 - 【請求項３】 コンパートメント下部にオリフィスホル
ダが配置された高速増殖炉のコンパートメント型照射燃
料集合体において、 前記オリフィスホルダは上段及び下段からなる２段構成
であり、上段オリフィスホルダには、圧損調整用オリフ
ィスが設置され、下段オリフィスホルダには流量調整用
オリフィスが設置されるとともに、 ラッパ管に配置される軸心管下部の冷却材流出口を閉鎖
したことを特徴とするコンパートメント型照射燃料集合
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275726A JP2960381B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | コンパートメント型照射燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275726A JP2960381B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | コンパートメント型照射燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11109090A JPH11109090A (ja) | 1999-04-23 |
| JP2960381B2 true JP2960381B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=17559534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9275726A Expired - Fee Related JP2960381B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | コンパートメント型照射燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2960381B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104879963A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-09-02 | 合肥锦利丰机械有限公司 | 一种新型过冷管组总成 |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP9275726A patent/JP2960381B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11109090A (ja) | 1999-04-23 |
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