JP3188155B2 - 燃料集合体用下部ノズル - Google Patents
燃料集合体用下部ノズルInfo
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- JP3188155B2 JP3188155B2 JP22075595A JP22075595A JP3188155B2 JP 3188155 B2 JP3188155 B2 JP 3188155B2 JP 22075595 A JP22075595 A JP 22075595A JP 22075595 A JP22075595 A JP 22075595A JP 3188155 B2 JP3188155 B2 JP 3188155B2
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- Japan
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- slit
- lower nozzle
- fuel assembly
- top plate
- nozzle
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉、特に加圧
水型原子炉の燃料集合体の構造に関する。
水型原子炉の燃料集合体の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】加圧水型原子炉では、ラッパー管或いは
チャンネル等と称する外側包囲管の無い所謂キャンレス
燃料集合体が使用される例が多い。この一例を図７を参
照して説明すると、多数の冷却材流路孔がそれぞれ形成
された上部ノズル１と下部ノズル２が、複数の互いに平
行な制御棒案内管３によって連結されている。制御棒案
内管３に長手方向に間隔を置いて複数の支持格子４が固
定され、この支持格子４の行及び列を成して形成された
小開口即ちセルに、細長い燃料棒５が一本つづ挿入され
て弾性的に支持されている。なお、図においては、燃料
集合体を構成しない制御棒組立体７が挿入されて示され
ている。下部ノズル２の基本的機能の一は、燃料集合体
全体の重量を支え、これを炉内装荷時にしっかりと下部
炉心板に固定することであるが、前述のように冷却材の
貫通、上昇を許容するため、多数の冷却材流路孔を有し
ている。図８に従来の下部ノズル２の典型的な構造を示
す。図示されるように、４隅の下面には、それぞれ脚６
が形成され、制御棒案内管３（図７）を固定するための
取付け孔７及び冷却材流路孔８が天板部９に分布して形
成されている。そして天板部９と脚６とは、溶接又は他
の適宜な手段により一体的に形成されている。
チャンネル等と称する外側包囲管の無い所謂キャンレス
燃料集合体が使用される例が多い。この一例を図７を参
照して説明すると、多数の冷却材流路孔がそれぞれ形成
された上部ノズル１と下部ノズル２が、複数の互いに平
行な制御棒案内管３によって連結されている。制御棒案
内管３に長手方向に間隔を置いて複数の支持格子４が固
定され、この支持格子４の行及び列を成して形成された
小開口即ちセルに、細長い燃料棒５が一本つづ挿入され
て弾性的に支持されている。なお、図においては、燃料
集合体を構成しない制御棒組立体７が挿入されて示され
ている。下部ノズル２の基本的機能の一は、燃料集合体
全体の重量を支え、これを炉内装荷時にしっかりと下部
炉心板に固定することであるが、前述のように冷却材の
貫通、上昇を許容するため、多数の冷却材流路孔を有し
ている。図８に従来の下部ノズル２の典型的な構造を示
す。図示されるように、４隅の下面には、それぞれ脚６
が形成され、制御棒案内管３（図７）を固定するための
取付け孔７及び冷却材流路孔８が天板部９に分布して形
成されている。そして天板部９と脚６とは、溶接又は他
の適宜な手段により一体的に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上のような燃料集合
体は、図示しない原子炉容器の中の下部炉心板上に相隣
接して並べられて装荷され、使用即ち燃焼に供される。
図９に装荷されたときの隣接する燃料集合体の下部ノズ
ル２の相互関係が示されている。下部ノズル２は、図示
しないピン等により位置決めされ、相互間に隙間ｄが形
成される。このように配置された燃料集合体には、運転
時冷却材が下方から流入し、燃料棒の周りを上向きに流
れ、核反応熱を奪って冷却する。しかして、上述のよう
に流れる冷却材には、小さな異物が伴流することがあ
る。図８から容易に推測できるように、天板部の流路孔
は、比較的小さなもので網目状に配置されているから、
一応の異物侵入阻止機能がある。しかしながら、前記隙
間ｄの空間は、下部ノズル２の各辺に沿って形成されて
いるので比較的流路面積が大きく、伴流異物がこの隙間
を通って上方の燃料棒部に流入し、燃料棒の薄肉被覆管
を損傷する惧れがある。一方、単純に前記隙間ｄを小さ
くすると、燃料集合体が相互に干渉して装荷作業の困難
性を増大するという別の問題を生ずるので、無闇に小さ
くはできず最小限の隙間は存在することになる。従っ
て、本発明は、炉心内で隣接する燃料集合体の下部ノズ
ル間の隙間を伴流異物が通過しないようにした燃料集合
体の下部ノズルを提供することを目的とするものであ
る。
体は、図示しない原子炉容器の中の下部炉心板上に相隣
接して並べられて装荷され、使用即ち燃焼に供される。
図９に装荷されたときの隣接する燃料集合体の下部ノズ
ル２の相互関係が示されている。下部ノズル２は、図示
しないピン等により位置決めされ、相互間に隙間ｄが形
成される。このように配置された燃料集合体には、運転
時冷却材が下方から流入し、燃料棒の周りを上向きに流
れ、核反応熱を奪って冷却する。しかして、上述のよう
に流れる冷却材には、小さな異物が伴流することがあ
る。図８から容易に推測できるように、天板部の流路孔
は、比較的小さなもので網目状に配置されているから、
一応の異物侵入阻止機能がある。しかしながら、前記隙
間ｄの空間は、下部ノズル２の各辺に沿って形成されて
いるので比較的流路面積が大きく、伴流異物がこの隙間
を通って上方の燃料棒部に流入し、燃料棒の薄肉被覆管
を損傷する惧れがある。一方、単純に前記隙間ｄを小さ
くすると、燃料集合体が相互に干渉して装荷作業の困難
性を増大するという別の問題を生ずるので、無闇に小さ
くはできず最小限の隙間は存在することになる。従っ
て、本発明は、炉心内で隣接する燃料集合体の下部ノズ
ル間の隙間を伴流異物が通過しないようにした燃料集合
体の下部ノズルを提供することを目的とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる問題を解決するた
め、本発明によれば、上部ノズル、下部ノズル、複数の
制御棒案内管、支持格子及び複数の燃料棒を有する原子
炉用燃料集合体において、その下部ノズルを、制御棒案
内管を固定するための取付け穴と多数の冷却材流路孔と
が分布して形成された天板及び４隅の脚をスカート状部
材で相互に連結して成る下部構造体から構成し、前記天
板の下面と前記スカート状部材との間に外側に向かって
窄まるスリット流路を画成し、更にこのスリット流路
は、炉内装荷時に隣接燃料集合体の下部ノズルのスリッ
ト無し側面に対向して開口して構成されることを特徴と
する。加えて、スリット流路の途中で天板の下面に下方
に向かって突出する山形断面部材を形成し、又は、前記
スリット流路の途中で前記天板の下面に下方に向かって
突出する短冊形断面部材を形成して異物通過阻止機能の
向上を図っている。
め、本発明によれば、上部ノズル、下部ノズル、複数の
制御棒案内管、支持格子及び複数の燃料棒を有する原子
炉用燃料集合体において、その下部ノズルを、制御棒案
内管を固定するための取付け穴と多数の冷却材流路孔と
が分布して形成された天板及び４隅の脚をスカート状部
材で相互に連結して成る下部構造体から構成し、前記天
板の下面と前記スカート状部材との間に外側に向かって
窄まるスリット流路を画成し、更にこのスリット流路
は、炉内装荷時に隣接燃料集合体の下部ノズルのスリッ
ト無し側面に対向して開口して構成されることを特徴と
する。加えて、スリット流路の途中で天板の下面に下方
に向かって突出する山形断面部材を形成し、又は、前記
スリット流路の途中で前記天板の下面に下方に向かって
突出する短冊形断面部材を形成して異物通過阻止機能の
向上を図っている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。尚、全図にわたり、同一又は
対応部分には、同一の符号を付している。図１及び図２
に本発明にかかる燃料集合体用の下部ノズル１０を示し
ているが、下部ノズル１０以外の燃料集合体の構成は、
前述した燃料集合体（図７）のものと同じである。図２
の分解斜視図からより明らかなように、下部ノズル１０
は、基本的に天板１１と下部構造体１３とから構成さ
れ、両者は適宜な手段によって図１に示すように接合さ
れる。天板１１には、多数の冷却材流路孔１５と制御棒
案内管取付け孔１７が所定の配置に従って穿設されてい
る。中央部には、計装用孔もあるが、本発明には直接の
関係はない。下部構造体１３は、４隅に配置された４個
の脚１９とこれらを相互に連絡するスカート部２１とか
ら形成され、図１に示すように接合したとき、天板１１
の辺部の下面とスカート部２１の上面との間に狭い間隔
のスリット流路２３が画成される。図３にスリット流路
２３の断面が示されている。図３から明らかなようにス
リット流路２３の幅は、内側で大きく、下部ノズル１０
の外側面側で小さくなっており、外側に向かって窄まる
形になっている。尚、スリット流路２３の基本的形状
は、図３に示すとおりであるが、図４に示すように天板
１１１の辺部の下面に山形断面の条突起１２５を形成し
たスリット流路１２３を画成したり、図５に示すように
天板２１１の辺部下面に短冊形断面の条突起２２５を形
成したスリット流路２２３を画成してもよい。尚、符号
１１０，２１０は、前述した変形構造を持つ変形例の下
部ノズルであり、符号１１３，２１３は、その下部構造
体、符号１２１，２２１はスカート部である。
明の実施形態を説明する。尚、全図にわたり、同一又は
対応部分には、同一の符号を付している。図１及び図２
に本発明にかかる燃料集合体用の下部ノズル１０を示し
ているが、下部ノズル１０以外の燃料集合体の構成は、
前述した燃料集合体（図７）のものと同じである。図２
の分解斜視図からより明らかなように、下部ノズル１０
は、基本的に天板１１と下部構造体１３とから構成さ
れ、両者は適宜な手段によって図１に示すように接合さ
れる。天板１１には、多数の冷却材流路孔１５と制御棒
案内管取付け孔１７が所定の配置に従って穿設されてい
る。中央部には、計装用孔もあるが、本発明には直接の
関係はない。下部構造体１３は、４隅に配置された４個
の脚１９とこれらを相互に連絡するスカート部２１とか
ら形成され、図１に示すように接合したとき、天板１１
の辺部の下面とスカート部２１の上面との間に狭い間隔
のスリット流路２３が画成される。図３にスリット流路
２３の断面が示されている。図３から明らかなようにス
リット流路２３の幅は、内側で大きく、下部ノズル１０
の外側面側で小さくなっており、外側に向かって窄まる
形になっている。尚、スリット流路２３の基本的形状
は、図３に示すとおりであるが、図４に示すように天板
１１１の辺部の下面に山形断面の条突起１２５を形成し
たスリット流路１２３を画成したり、図５に示すように
天板２１１の辺部下面に短冊形断面の条突起２２５を形
成したスリット流路２２３を画成してもよい。尚、符号
１１０，２１０は、前述した変形構造を持つ変形例の下
部ノズルであり、符号１１３，２１３は、その下部構造
体、符号１２１，２２１はスカート部である。
【０００６】以上説明したようなスリット流路２３，１
２３，２２３を四辺部に画成した下部ノズル１０，１１
０，２１０を有する燃料集合体を使用したとき、冷却材
に伴流した異物が捕捉される状況を従来の場合と対比し
て説明する。図６の（ａ）のように従来の下部ノズル２
が並んだ場合、冷却材は矢印に示すように隙間に向かっ
て流れ、伴流して来た異物Ａは自然に下部ノズル間隙間
を通過する。図６の（ｂ）に示すように、本発明の下部
ノズル１０を使用した場合、下部ノズル１０内に流入し
た冷却材に伴流していた異物Ａは、スリット流路２３の
部分で捕捉される。しかも、スリット流路２３は、外側
に向かって徐々に窄まっているので、流路抵抗はそれほ
ど大きくならない。通常の大きさの加圧水型原子炉の場
合、炉心に同時に装荷される燃料集合体の数は、百数十
体であり、本発明の下部ノズル１０を持つ燃料集合体
と、従来の下部ノズル２を持つ燃料集合体が共存するこ
とがある。この場合は、図６の（ｃ）に示すように、外
側に向かって窄まるスリット流路２３によりそこを通る
冷却材の流速が大きくなり、ジェット流が発生する。こ
のため、隙間に向かって流れて来た異物Ａは、横方向に
流されて下部ノズル間隙間には流入しない。このように
して、異物の通過、流入が阻止される。
２３，２２３を四辺部に画成した下部ノズル１０，１１
０，２１０を有する燃料集合体を使用したとき、冷却材
に伴流した異物が捕捉される状況を従来の場合と対比し
て説明する。図６の（ａ）のように従来の下部ノズル２
が並んだ場合、冷却材は矢印に示すように隙間に向かっ
て流れ、伴流して来た異物Ａは自然に下部ノズル間隙間
を通過する。図６の（ｂ）に示すように、本発明の下部
ノズル１０を使用した場合、下部ノズル１０内に流入し
た冷却材に伴流していた異物Ａは、スリット流路２３の
部分で捕捉される。しかも、スリット流路２３は、外側
に向かって徐々に窄まっているので、流路抵抗はそれほ
ど大きくならない。通常の大きさの加圧水型原子炉の場
合、炉心に同時に装荷される燃料集合体の数は、百数十
体であり、本発明の下部ノズル１０を持つ燃料集合体
と、従来の下部ノズル２を持つ燃料集合体が共存するこ
とがある。この場合は、図６の（ｃ）に示すように、外
側に向かって窄まるスリット流路２３によりそこを通る
冷却材の流速が大きくなり、ジェット流が発生する。こ
のため、隙間に向かって流れて来た異物Ａは、横方向に
流されて下部ノズル間隙間には流入しない。このように
して、異物の通過、流入が阻止される。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料集合体の下部ノズルの脚の間にスカート状部材を設
け、冷却材流路孔のある天板とスカート状部材との間に
スリット流路を形成したので、下部ノズル間の隙間を流
れる冷却材がそのスリット流路を流れるときに伴流異物
が捕捉除去される。又、そのスリット流路を貫流する冷
却材は、ジェット流のように噴出するので、前記スリッ
ト流路を通らないで前記隙間へ向かう冷却材流中の異物
も横方向へ流すから、異物の隙間通過を防止することが
できる。このようにして、炉心内に装荷された燃料集合
体の隣接する下部ノズル間の隙間を通る異物の侵入は効
果的に防止され、ひいては燃料集合体の燃料棒被覆管の
損傷を防止することができる。
燃料集合体の下部ノズルの脚の間にスカート状部材を設
け、冷却材流路孔のある天板とスカート状部材との間に
スリット流路を形成したので、下部ノズル間の隙間を流
れる冷却材がそのスリット流路を流れるときに伴流異物
が捕捉除去される。又、そのスリット流路を貫流する冷
却材は、ジェット流のように噴出するので、前記スリッ
ト流路を通らないで前記隙間へ向かう冷却材流中の異物
も横方向へ流すから、異物の隙間通過を防止することが
できる。このようにして、炉心内に装荷された燃料集合
体の隣接する下部ノズル間の隙間を通る異物の侵入は効
果的に防止され、ひいては燃料集合体の燃料棒被覆管の
損傷を防止することができる。
【図１】本発明の実施形態を全体的に示す斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の要部を示す部分断面図であ
る。
る。
【図４】前記実施形態の要部を改変した改変実施形態を
示す部分断面図である。
示す部分断面図である。
【図５】前記実施形態の要部を改変した改変実施形態を
示す部分断面図である。
示す部分断面図である。
【図６】前記実施形態の作用を説明する図である。
【図７】本発明が適用される燃料集合体の一例を示す全
体立面図である。
体立面図である。
【図８】従来のものの構造を示す全体斜視図である。
【図９】従来のものの使用状態を示す説明図である。
１０ 下部ノズル １１ 天板 １３ 下部構造体 １５ 冷却材流路孔 １７ 制御棒案内管取付け孔 １９ 脚 ２１ スカート部 ２３ スリット流路 １１０ 下部ノズル １２３ スリット流路 ２１０ 下部ノズル ２２３ スリット流路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−72279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−172090（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−146798（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 3/30
Claims (2)
- 【請求項１】 上部ノズル、下部ノズル、複数の制御棒
案内管、支持格子及び複数の燃料棒を有する原子炉用燃
料集合体において、前記下部ノズルを、前記制御棒案内
管を固定するための取付け穴と多数の冷却材流路孔とが
分布して形成された天板及び４隅の脚をスカート状部材
で相互に連結して成る下部構造体から構成し、前記天板
の下面と前記スカート状部材との間に外側に向かって窄
まるスリット流路を画成してなり、 前記スリット流路の途中で前記天板の下面に下方に向か
って突出する山形断面部材を形成し 、更に 前記スリット
流路は、炉内装荷時に隣接燃料集合体の下部ノズルのス
リット無し側面に対向して開口していることを特徴とす
る燃料集合体用下部ノズル。 - 【請求項２】 上部ノズル、下部ノズル、複数の制御棒
案内管、支持格子及び複数の燃料棒を有する原子炉用燃
料集合体において、前記下部ノズルを、前記制御棒案内
管を固定するための取付け穴と多数の冷却材流路孔とが
分布して形成された天板及び４隅の脚をスカート状部材
で相互に連結して成る下部構造体から構成し、前記天板
の下面と前記スカート状部材との間に外側に向かって窄
まるスリット流路を画成してなり、 前記スリット流路の途中で前記天板の下面に下方に向か
って突出する短冊形断面部材を形成し、更に 前記スリッ
ト流路は、炉内装荷時に隣接燃料集合体の下部ノズルの
スリット無し側面に対向して開口していることを特徴と
する燃料集合体用下部ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22075595A JP3188155B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 燃料集合体用下部ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22075595A JP3188155B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 燃料集合体用下部ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961572A JPH0961572A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3188155B2 true JP3188155B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=16756041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22075595A Expired - Lifetime JP3188155B2 (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 燃料集合体用下部ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188155B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP22075595A patent/JP3188155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0961572A (ja) | 1997-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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