JP3999361B2 - 燃料集合体 - Google Patents
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧水型原子炉に使用される燃料集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧水型原子炉に使用される燃料集合体は、ＦＲＡＭＡＴＯＭＥ発行のパンフレット「ＳＮＥ９７ −Ｌａ Ｃｏｒｕｎａ‐ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ５−７，１９９７」に開示されているように、加圧水型原子炉の下部炉心板上に置かれる下部ノズルと、この下部ノズルを下部炉心板に押え付けるための押えバネを有する上部ノズルと、この上部ノズルの中を通過した制御棒を下部炉心板へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブルと、これらの制御棒案内シンブルに取り付けられた複数個の支持格子と、これらの支持格子に制御棒案内シンブルと平行に保持された多数本の燃料棒とを備えている。
【０００３】
このような燃料集合体では、原子炉の緊急停止時に制御棒駆動装置から切り離された制御棒が制御棒案内シンブル内を減速されずに落下すると、上部ノズルに過大な衝撃が加わる。このため、制御棒案内シンブルには細管状のダッシュポットが形成されており、このダッシュポットによって制御棒案内シンブル内を落下する制御棒の速度を減速して上部ノズルに加わる過大な衝撃を緩和するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した燃料集合体では、制御棒案内シンブルの長さをＬとすると、ダッシュポットが０．１６Ｌ〜０．１８Ｌの長さを有していることから、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重によってダッシュポットに曲げ変形が生ずることがあり、ダッシュポットに曲げ変形が生じた場合には制御棒の挿入性が損なわれる惧れがある。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重によってダッシュポットに曲げ変形が生ずることを防止できる燃料集合体を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、加圧水型原子炉の下部炉心板上に置かれる下部ノズルと、この下部ノズルを下部炉心板に押え付けるための押えバネを有する上部ノズルと、この上部ノズルの中を通過した制御棒を下部炉心板へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブルと、これらの制御棒案内シンブルに取り付けられた複数個の支持格子と、これらの支持格子に制御棒案内シンブルと平行に保持された多数本の燃料棒と、前記制御棒の落下速度を減速するために前記制御棒案内シンブルに形成された細管状のダッシュポットとを備え、前記ダッシュポットは該ダッシュポットの下部に前記制御棒案内シンブルと略同径の大径部を有し、この大径部を除いたダッシュポットの実質的な有効長が前記制御棒案内シンブルの長さをＬとしたとき、０．０３Ｌ〜０．１Ｌの範囲内に設定されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料集合体において、前記ダッシュポットの実質的な有効長が０．０４Ｌ〜０．０６Ｌの範囲内に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図３には本発明の第１の実施形態が示されており、この実施形態に係る燃料集合体は、加圧水型原子炉の下部炉心板１上に置かれる下部ノズル２と、この下部ノズル２を下部炉心板１に押え付けるための押えバネ３を有する上部ノズル４と、この上部ノズル４の中を通過した制御棒を下部炉心板１へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブル５と、これらの制御棒案内シンブル５に取り付けられた複数個の支持格子６と、これらの支持格子６に制御棒案内シンブル５と平行に保持された多数本の燃料棒７とを備えている。
【０００８】
下部ノズル２は正方形状に形成されたプレート部２ａの下面四隅に脚部２ｂを夫々設けて形成されており、この下部ノズル２のプレート部２ａには、多数の冷却水流通孔が穿設されているとともに、制御棒案内シンブル５に対応した数のシンブル取付け孔が穿設されている。これらのシンブル取付け孔にはシンブル取付けボルト８（図２参照）が下部ノズル２の下面側から挿入されており、このシンブル取付けボルト８によって制御棒案内シンブル５の下端が下部ノズル２の上面に固定されている。
【０００９】
上部ノズル４は正方形状に形成された箱体の上蓋をくりぬいたような形状に形成されており、この上部ノズル４には、複数個の制御棒挿入孔９（図３参照）が形成されている。これらの制御棒挿入孔９は制御棒案内シンブル５に対応しており、各制御棒挿入孔９には、制御棒案内シンブル５の上端を上部ノズル４に連結する連結管１０が溶接されている。この連結管１０の内径は制御棒案内シンブル５の外径よりわずかに大きく形成されており、制御棒案内シンブル５と連結管１０には、両者を結合するためのバルジ゛加工が施されている。
【００１０】
支持格子６は正方形状に形成された枠体の内側に多数の金属板を格子状に組み込んで形成されており、これらの金属板には複数のスリーブ１１が溶接固定されている。これらのスリーブ１１は支持格子６を制御棒案内シンブル５に取り付けるためのものであり、制御棒案内シンブル５とスリーブ１１には両者を結合するためのバルジ加工が施されている。
【００１１】
制御棒案内シンブル５は直管状に形成されており、各制御棒案内シンブル５の下部には細管状のダッシュポット１２が形成されている。このダッシュポット１２は制御棒駆動装置から切り離された制御棒の落下速度を減速して上部ノズル４に加わる衝撃を緩和するためのものであり、各ダッシュポット１２の下部には大径部１３が形成されている。この大径部１３の外径は制御棒案内シンブル５の外径と略同径に形成されており、この大径部１３を除いたダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓは、制御棒案内シンブル５の長さをＬとすると、Ｓ＝０．０３Ｌ〜０．１Ｌ、好ましくはＳ＝０．０４Ｌ〜０．０６Ｌの範囲内に設定されている。
【００１２】
図４には制御棒を制御棒駆動装置から切り離した時に上部ノズル４に加わる衝撃力Ｆと大径部１３を除いたダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓとの関係を解析した解析結果が示されており、この図から明らかなように上部ノズル４に加わる衝撃力Ｆを許容限界値Ｆ０以下にするためには、ダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓを０．０３Ｌ以上にすれば良いことが判る。
【００１３】
次に、図５にはダッシュポット１２の曲げ剛性とダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓとの関係を解析した解析結果が示されており、この図から明らかなようにダッシュポット１２の実質的な有効長ＳをＳ＝０．１Ｌに設定すると、ダッシュポット１２の曲げ剛性が従来に比べて１５％程度高くなり、またダッシュポット１２の実質的な有効長ＳをＳ＝０．０５Ｌに設定すると、ダッシュポット１２の曲げ剛性が従来に比べて３０％程度高くなる。
【００１４】
従って、上述した実施形態では大径部１３を除いたダッシュポット１２の実質的な有効長ＳをＳ＝０．０３Ｌ〜０．１Ｌ、好ましくはＳ＝０．０４Ｌ〜０．０６Ｌの範囲内に設定したことにより、上部ノズル４に加わる衝撃力Ｆを許容限界値Ｆ０以下に抑えられるとともにダッシュポット１２の曲げ剛性が高まるので、制御棒案内シンブル５の軸方向に作用する圧縮荷重によってダッシュポット１２に曲げ変形が生ずることを防止できる。
【００１５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態ではダッシュポット１２の下端部の外径を制御棒案内シンブル５の外径と略同径に形成したが、図６に示す第２の実施形態のようにダッシュポット１２の下端部の外径を制御棒案内シンブル５の外径より小さく形成しても良い。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダッシュポットの下部に制御棒案内シンブルと略同径の大径部を形成し、この大径部を除いたダッシュポットの実質的な有効長を制御棒案内シンブルの長さをＬとしたとき、０．０３Ｌ〜０．１Ｌの範囲内に設定したことにより、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重によって曲げ変形が生ずることを防止できる燃料集合体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料集合体の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る燃料集合体の下部ノズルと制御棒案内シンブルとの接続構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る燃料集合体の上部ノズルと制御棒案内シンブルとの接続構造を示す図である。
【図４】制御棒を制御棒駆動装置から切り離した時に上部ノズルに加わる衝撃力とダッシュポットの実質的な有効長との関係を解析した解析結果を示す図である。
【図５】 ダッシュポットの曲げ剛性とダッシュポットの実質的な有効長との関係を解析した解析結果を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料集合体の要部を示す図である。
【符号の説明】
１ 下部炉心板 ２ 下部ノズル
３ 押えバネ ４ 上部ノズル
５ 制御棒案内シンブル ６ 支持格子
７ 燃料棒 １２ ダッシュポット
１３ 大径部
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧水型原子炉に使用される燃料集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加圧水型原子炉に使用される燃料集合体は、ＦＲＡＭＡＴＯＭＥ発行のパンフレット「ＳＮＥ９７ −Ｌａ Ｃｏｒｕｎａ‐ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ５−７，１９９７」に開示されているように、加圧水型原子炉の下部炉心板上に置かれる下部ノズルと、この下部ノズルを下部炉心板に押え付けるための押えバネを有する上部ノズルと、この上部ノズルの中を通過した制御棒を下部炉心板へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブルと、これらの制御棒案内シンブルに取り付けられた複数個の支持格子と、これらの支持格子に制御棒案内シンブルと平行に保持された多数本の燃料棒とを備えている。
【０００３】
このような燃料集合体では、原子炉の緊急停止時に制御棒駆動装置から切り離された制御棒が制御棒案内シンブル内を減速されずに落下すると、上部ノズルに過大な衝撃が加わる。このため、制御棒案内シンブルには細管状のダッシュポットが形成されており、このダッシュポットによって制御棒案内シンブル内を落下する制御棒の速度を減速して上部ノズルに加わる過大な衝撃を緩和するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した燃料集合体では、制御棒案内シンブルの長さをＬとすると、ダッシュポットが０．１６Ｌ〜０．１８Ｌの長さを有していることから、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重によってダッシュポットに曲げ変形が生ずることがあり、ダッシュポットに曲げ変形が生じた場合には制御棒の挿入性が損なわれる惧れがある。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重によってダッシュポットに曲げ変形が生ずることを防止できる燃料集合体を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、加圧水型原子炉の下部炉心板上に置かれる下部ノズルと、この下部ノズルを下部炉心板に押え付けるための押えバネを有する上部ノズルと、この上部ノズルの中を通過した制御棒を下部炉心板へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブルと、これらの制御棒案内シンブルに取り付けられた複数個の支持格子と、これらの支持格子に制御棒案内シンブルと平行に保持された多数本の燃料棒と、前記制御棒の落下速度を減速するために前記制御棒案内シンブルに形成された細管状のダッシュポットとを備え、前記ダッシュポットは該ダッシュポットの下部に前記制御棒案内シンブルと略同径の大径部を有し、この大径部を除いたダッシュポットの実質的な有効長が前記制御棒案内シンブルの長さをＬとしたとき、０．０３Ｌ〜０．１Ｌの範囲内に設定されていることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料集合体において、前記ダッシュポットの実質的な有効長が０．０４Ｌ〜０．０６Ｌの範囲内に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図３には本発明の第１の実施形態が示されており、この実施形態に係る燃料集合体は、加圧水型原子炉の下部炉心板１上に置かれる下部ノズル２と、この下部ノズル２を下部炉心板１に押え付けるための押えバネ３を有する上部ノズル４と、この上部ノズル４の中を通過した制御棒を下部炉心板１へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブル５と、これらの制御棒案内シンブル５に取り付けられた複数個の支持格子６と、これらの支持格子６に制御棒案内シンブル５と平行に保持された多数本の燃料棒７とを備えている。
【０００８】
下部ノズル２は正方形状に形成されたプレート部２ａの下面四隅に脚部２ｂを夫々設けて形成されており、この下部ノズル２のプレート部２ａには、多数の冷却水流通孔が穿設されているとともに、制御棒案内シンブル５に対応した数のシンブル取付け孔が穿設されている。これらのシンブル取付け孔にはシンブル取付けボルト８（図２参照）が下部ノズル２の下面側から挿入されており、このシンブル取付けボルト８によって制御棒案内シンブル５の下端が下部ノズル２の上面に固定されている。
【０００９】
上部ノズル４は正方形状に形成された箱体の上蓋をくりぬいたような形状に形成されており、この上部ノズル４には、複数個の制御棒挿入孔９（図３参照）が形成されている。これらの制御棒挿入孔９は制御棒案内シンブル５に対応しており、各制御棒挿入孔９には、制御棒案内シンブル５の上端を上部ノズル４に連結する連結管１０が溶接されている。この連結管１０の内径は制御棒案内シンブル５の外径よりわずかに大きく形成されており、制御棒案内シンブル５と連結管１０には、両者を結合するためのバルジ゛加工が施されている。
【００１０】
支持格子６は正方形状に形成された枠体の内側に多数の金属板を格子状に組み込んで形成されており、これらの金属板には複数のスリーブ１１が溶接固定されている。これらのスリーブ１１は支持格子６を制御棒案内シンブル５に取り付けるためのものであり、制御棒案内シンブル５とスリーブ１１には両者を結合するためのバルジ加工が施されている。
【００１１】
制御棒案内シンブル５は直管状に形成されており、各制御棒案内シンブル５の下部には細管状のダッシュポット１２が形成されている。このダッシュポット１２は制御棒駆動装置から切り離された制御棒の落下速度を減速して上部ノズル４に加わる衝撃を緩和するためのものであり、各ダッシュポット１２の下部には大径部１３が形成されている。この大径部１３の外径は制御棒案内シンブル５の外径と略同径に形成されており、この大径部１３を除いたダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓは、制御棒案内シンブル５の長さをＬとすると、Ｓ＝０．０３Ｌ〜０．１Ｌ、好ましくはＳ＝０．０４Ｌ〜０．０６Ｌの範囲内に設定されている。
【００１２】
図４には制御棒を制御棒駆動装置から切り離した時に上部ノズル４に加わる衝撃力Ｆと大径部１３を除いたダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓとの関係を解析した解析結果が示されており、この図から明らかなように上部ノズル４に加わる衝撃力Ｆを許容限界値Ｆ０以下にするためには、ダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓを０．０３Ｌ以上にすれば良いことが判る。
【００１３】
次に、図５にはダッシュポット１２の曲げ剛性とダッシュポット１２の実質的な有効長Ｓとの関係を解析した解析結果が示されており、この図から明らかなようにダッシュポット１２の実質的な有効長ＳをＳ＝０．１Ｌに設定すると、ダッシュポット１２の曲げ剛性が従来に比べて１５％程度高くなり、またダッシュポット１２の実質的な有効長ＳをＳ＝０．０５Ｌに設定すると、ダッシュポット１２の曲げ剛性が従来に比べて３０％程度高くなる。
【００１４】
従って、上述した実施形態では大径部１３を除いたダッシュポット１２の実質的な有効長ＳをＳ＝０．０３Ｌ〜０．１Ｌ、好ましくはＳ＝０．０４Ｌ〜０．０６Ｌの範囲内に設定したことにより、上部ノズル４に加わる衝撃力Ｆを許容限界値Ｆ０以下に抑えられるとともにダッシュポット１２の曲げ剛性が高まるので、制御棒案内シンブル５の軸方向に作用する圧縮荷重によってダッシュポット１２に曲げ変形が生ずることを防止できる。
【００１５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態ではダッシュポット１２の下端部の外径を制御棒案内シンブル５の外径と略同径に形成したが、図６に示す第２の実施形態のようにダッシュポット１２の下端部の外径を制御棒案内シンブル５の外径より小さく形成しても良い。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダッシュポットの下部に制御棒案内シンブルと略同径の大径部を形成し、この大径部を除いたダッシュポットの実質的な有効長を制御棒案内シンブルの長さをＬとしたとき、０．０３Ｌ〜０．１Ｌの範囲内に設定したことにより、制御棒案内シンブルの軸方向に作用する圧縮荷重によって曲げ変形が生ずることを防止できる燃料集合体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料集合体の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る燃料集合体の下部ノズルと制御棒案内シンブルとの接続構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る燃料集合体の上部ノズルと制御棒案内シンブルとの接続構造を示す図である。
【図４】制御棒を制御棒駆動装置から切り離した時に上部ノズルに加わる衝撃力とダッシュポットの実質的な有効長との関係を解析した解析結果を示す図である。
【図５】 ダッシュポットの曲げ剛性とダッシュポットの実質的な有効長との関係を解析した解析結果を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料集合体の要部を示す図である。
【符号の説明】
１ 下部炉心板 ２ 下部ノズル
３ 押えバネ ４ 上部ノズル
５ 制御棒案内シンブル ６ 支持格子
７ 燃料棒 １２ ダッシュポット
１３ 大径部
Claims (2)
- 加圧水型原子炉の下部炉心板上に置かれる下部ノズルと、この下部ノズルを下部炉心板に押え付けるための押えバネを有する上部ノズルと、この上部ノズルの中を通過した制御棒を下部炉心板へ向けて案内する複数本の制御棒案内シンブルと、これらの制御棒案内シンブルに取り付けられた複数個の支持格子と、これらの支持格子に制御棒案内シンブルと平行に保持された多数本の燃料棒と、前記制御棒の落下速度を減速するために前記制御棒案内シンブルに形成された細管状のダッシュポットとを備え、
前記ダッシュポットは該ダッシュポットの下部に前記制御棒案内シンブルと略同径の大径部を有し、この大径部を除いたダッシュポットの実質的な有効長が前記制御棒案内シンブルの長さをＬとしたとき、０．０３Ｌ〜０．１Ｌの範囲内に設定されていることを特徴とする燃料集合体。 - 前記ダッシュポットの実質的な有効長が０．０４Ｌ〜０．０６Ｌの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１記載の燃料集合体。
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| EP99302474A EP0971364B1 (en) | 1998-07-08 | 1999-03-30 | Fuel assembly for a nuclear reactor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP19323698A JP3999361B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 燃料集合体 |
Publications (2)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (4)
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| EP (1) | EP0971364B1 (ja) |
| JP (1) | JP3999361B2 (ja) |
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2001
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