JPH01105193A - Fuel assembly - Google Patents
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Classifications
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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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は燃料集合体に係り、特に熱的余裕の改善と燃料
経済性を同時に達成することのできる沸騰水型原子炉に
好適な燃料集合体に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a fuel assembly, and in particular to a boiling water nuclear reactor that can simultaneously achieve improved thermal margin and fuel economy. The present invention relates to a fuel assembly suitable for.
(従来の技術)
従来の沸騰水型原子炉(BWR>の燃料集合体は、第1
7図ないし第19図に示すように金属製被覆管(図示せ
ず)の内部に核燃料物質を充填した多数の燃料棒30を
規則正しく配列したものを複数のスペーサ31により固
定しく燃料バンドル)、その上部に上部タイプレート3
3.下部に下部タイプレート34を取付けて方形のチャ
ンネルボックス32の内部に収納されて構成されている
。35はハンドルである。(Prior art) The fuel assembly of a conventional boiling water reactor (BWR) is
As shown in FIGS. 7 to 19, a large number of fuel rods 30 filled with nuclear fuel material are regularly arranged inside a metal cladding tube (not shown) and fixed by a plurality of spacers 31 to form a fuel bundle), Upper tie plate 3 on top
3. It is constructed such that a lower tie plate 34 is attached to the lower part and housed inside a rectangular channel box 32. 35 is a handle.
そして、沸騰水型原子炉の炉心では、通常1体の十字型
制御棒とそれを取り囲む4体の燃料集合体とで構成され
たセルが規則正しく配置されている。すなわち、BWR
の炉心の各燃料集合体および制御棒は、それらの軸が垂
直で互に平行となるように配列され、減速材としての機
能を有する冷却水は炉心の下方から上方に向って流れる
ように構成されている。燃料棒は核分裂反応により発熱
しており、冷却水はその熱を燃′F31棒から取り除き
ながら上方(下流)に向って流れている。冷却水の一部
は気化して気泡(ボイド)を発生する。炉心有効部下端
、即ら発熱部下端の近傍では気泡は発生しないが、下端
付近を除くとヂVンネルボックス内では炉心内のいたる
ところで気泡が発生しており、炉心の軸方向中央部から
上端部にかけては冷却水通路に占める気泡の割合、すな
わちボイド率は非常に高まり、炉心上端近傍では70%
を越える。ボイド率が高くなると、冷却水通路の軸と直
角方向の断面積はチャンネルボックス内の高さ方向で一
定でおるため、冷却水の流速は必然的に大きくなる。流
路の摩擦抵抗はおおよそ流速の2乗に比例して増加する
ので、流速が大きい(ボイド率が高い)炉心の中央から
上部にかけては冷却水の圧力損失が大きくなる。In the core of a boiling water reactor, cells each consisting of one cross-shaped control rod and four fuel assemblies surrounding it are regularly arranged. That is, BWR
The fuel assemblies and control rods in the core are arranged so that their axes are perpendicular and parallel to each other, and the cooling water, which functions as a moderator, flows from the bottom of the core to the top. has been done. The fuel rods generate heat due to the nuclear fission reaction, and the cooling water flows upward (downstream) while removing the heat from the fuel rods. A portion of the cooling water evaporates and generates bubbles (voids). Bubbles do not occur near the effective lower end of the core, i.e., near the lower end of the heat generating part, but bubbles are generated everywhere in the core inside the tunnel box, except near the lower end, and from the axial center of the core to the upper end. The percentage of bubbles in the cooling water passages, that is, the void ratio, increases significantly towards the end of the core, reaching 70% near the top of the core.
exceed. As the void ratio increases, the cross-sectional area of the cooling water passage in the direction perpendicular to the axis remains constant in the height direction within the channel box, so the flow rate of the cooling water inevitably increases. Since the frictional resistance of the flow path increases approximately in proportion to the square of the flow velocity, the pressure loss of the cooling water increases from the center to the top of the core where the flow velocity is high (the void ratio is high).
単位長さ当たりの圧力損失ΔPT/ΔZは、下記4つの
要素の和として示される。The pressure loss ΔPT/ΔZ per unit length is expressed as the sum of the following four elements.
ここで、△Phは位置損失、△Paは加速損失。Here, △Ph is position loss and △Pa is acceleration loss.
ΔPfは摩擦損失、△PLはスペーサ等による局所損失
である。スペーサのない区間で最も大きな要素は摩擦損
失であり、次式で表わされる。ΔPf is friction loss, and ΔPL is local loss due to spacers and the like. The largest factor in the section without spacers is friction loss, which is expressed by the following equation.
ここで、Mは冷却材(水)質但流L Aは冷却材流路面
積、Pは冷却材密度、7は重力定数、fは燃料バンドル
摩擦損失係数、△Pfは燃料バンドル摩擦損失である。Here, M is the coolant (water) quality flow L, A is the coolant flow path area, P is the coolant density, 7 is the gravitational constant, f is the fuel bundle friction loss coefficient, and △Pf is the fuel bundle friction loss. .
冷却材を流すに要する力は主として再循環ポンプの出口
部の吐出圧によって与えられるので、圧力損失が大ぎい
ことはポンプに大きな動力を与えなければならないこと
であり、機器の大型化と発電効率の低下原因となる。従
って、この圧力損失が低減できれば、ポンプ動力を低減
できることになる。The force required to flow the coolant is mainly provided by the discharge pressure at the outlet of the recirculation pump, so a large pressure loss means that a large amount of power must be applied to the pump, which increases the size of the equipment and reduces power generation efficiency. This causes a decrease in Therefore, if this pressure loss can be reduced, the pump power can be reduced.
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ□ の目
的は、冷却材の圧力損失の低減により発電効率の向上お
よび燃料に対する熱的制限値に対する余裕を向上させて
燃料の健全性を向上し、さらに炉心の中性子経済性を向
上させ核燃料の有効利用を図った燃料集合体を提供する
ことにある。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to improve power generation efficiency by reducing the pressure loss of the coolant and to provide a margin for the thermal limit value for the fuel. The object of the present invention is to provide a fuel assembly that improves the soundness of the fuel by improving the neutron efficiency of the reactor core, and further improves the neutron economy of the reactor core to effectively utilize nuclear fuel.
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明は、上記目的を達成するために、上端に上部タイ
プレートを、下端に下部タイプレートを配置し、上部タ
イプレートと下部タイプレートとの間に所定の間隔を隔
てて複数のスペーサを配置し、上部タイプレート、下部
タイプレートおよび複数のスペーサを用いて、多数の燃
料棒を規則正しく配列して燃料バンドルとなし、燃料バ
ンドルの外周に金属製のチャンネルボックスを配置し、
冷却水が燃料棒周辺を燃料棒の軸方向に流れ、燃料棒で
発生する熱を除去するように構成された燃料集合体にお
いて、前記チャンネルボックスはその外形がチャンネル
ボックスの軸方向に一様であり、チャンネルボックス材
の肉厚は冷却水の流れの上流において厚肉とされ、上部
タイプレートが当接する下流端部を除き、下流に向って
漸次薄肉化され、チャンネルボックスの内部の横断面積
が増大するごとく構成されたことを特徴とするものであ
る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention arranges an upper tie plate at the upper end and a lower tie plate at the lower end, and connects the upper tie plate and the lower tie plate. A plurality of spacers are arranged at predetermined intervals between the upper tie plate, the lower tie plate, and the plurality of spacers, and a large number of fuel rods are regularly arranged to form a fuel bundle, and the outer periphery of the fuel bundle is Place a metal channel box in the
In a fuel assembly configured such that cooling water flows around the fuel rods in the axial direction of the fuel rods and removes heat generated in the fuel rods, the channel box has an outer shape that is uniform in the axial direction of the channel box. The wall thickness of the channel box material is thicker upstream of the flow of cooling water, and except for the downstream end where the upper tie plate comes into contact, the wall thickness of the channel box material becomes gradually thinner toward the downstream, and the internal cross-sectional area of the channel box is It is characterized by being configured to increase in size.
(作 用)
本発明の燃料集合体では、冷却水の圧損が大きくなる下
流において、チャンネルボックスの内部を削り、流路面
積を拡大しているので、次の■〜■のような作用・効果
を奏する。(Function) In the fuel assembly of the present invention, the inside of the channel box is cut to expand the flow path area downstream where the pressure drop of cooling water becomes large, so that the following functions and effects are achieved. play.
■、圧力損失が効果的に低減できる。このことはポンプ
動力を低減できることであり、直ちに発電の経済性向上
を意味する。また逆にサイクル末期において冷却水の流
mを正規以上に上げ、ボイド率を下げることによって炉
心反応度を高め、サイクルの長期化を行うことができ、
このことも発電の経済性向上に繋がる。■Pressure loss can be effectively reduced. This means that the pump power can be reduced, which immediately means an improvement in the economic efficiency of power generation. Conversely, by increasing the cooling water flow m above the normal level at the end of the cycle and lowering the void ratio, it is possible to increase the core reactivity and extend the cycle.
This also leads to improved economic efficiency of power generation.
■、ヂVンネルボックス肉厚の減少により減速材の機能
を有する冷却水が占める体積が増大するので、中性子減
速効果が向上し、中性子増倍率が向上する。(2) As the wall thickness of the tunnel box decreases, the volume occupied by the cooling water, which functions as a moderator, increases, which improves the neutron moderating effect and improves the neutron multiplication factor.
■、燃料バンドル内の流路が拡大したことにより冷却水
の流速が低下する。これにより前記■の圧損が低減され
かつ燃料表面の冷却水の流速低下により表面の液膜の剥
離が起こりにくくなり冷却能率が向上するので、燃FI
健全性が向上する。(2) The flow rate of cooling water decreases due to the expansion of the flow path within the fuel bundle. As a result, the pressure loss described in (1) above is reduced, and the flow rate of cooling water on the fuel surface is reduced, making it difficult for the liquid film on the surface to peel off and improving the cooling efficiency.
Improves health.
■、冷却水の流れの下流において流速が低下する結果、
冷却水とボイドとの移動速度の差、即ちスリップ現象が
増大し、ボイド率が低下する。■As a result of the flow velocity decreasing downstream of the cooling water flow,
The difference in moving speed between the cooling water and the voids, that is, the slip phenomenon increases, and the void ratio decreases.
■、その結果下流部の出力が増大し、炉心上半部で出力
が低下する傾向のあるBWRの特性が改良され、炉心上
下方向の出力分布が平坦化ので、燃料健全性に対する裕
度が増大する。■As a result, the output in the downstream region increases, and the characteristics of BWR, which tends to decrease in the upper half of the core, are improved, and the power distribution in the vertical direction of the core is flattened, increasing the margin for fuel integrity. do.
■、上述の如く炉心上部でのボイド率が低下するため、
ボイドによる炉心反応度の低下が抑制される。このこと
はわずかではあるが、サイクルの長期化に寄与するので
経済性の向上に役立つ。また、ボイドによる炉心反応度
の低下が抑制されることは、異常時にボイド率が低下し
たときの異常な炉心反応度の上昇がいくらかなりとも抑
制されるので、炉心の安全性の向上に役立つ。■As mentioned above, the void rate in the upper part of the core decreases,
Decrease in core reactivity due to voids is suppressed. Although this is a small amount, it contributes to lengthening the cycle and thus helps improve economic efficiency. In addition, suppressing the decrease in core reactivity due to voids helps to improve the safety of the core, since an abnormal increase in core reactivity when the void rate decreases in an abnormal situation is suppressed to some extent.
次に、本発明の基本的考え方について説明する。Next, the basic idea of the present invention will be explained.
冷却水の圧損は集合体を軸方向にみると、主として流れ
が二相流となる軸方向下流部で生じる。When looking at the assembly in the axial direction, the pressure loss of the cooling water mainly occurs in the axially downstream part where the flow is a two-phase flow.
従って、軸方向下流部で冷却水の流路を拡大することに
よって、二相流の速度を減少させ、圧力損失の増大を抑
制することができる。Therefore, by enlarging the flow path of the cooling water in the axially downstream portion, the speed of the two-phase flow can be reduced and an increase in pressure loss can be suppressed.
そこで、チャンネルボックスの過剰に厚肉となっている
部分を、応力問題とクリープ問題の両方から検討して、
過剰厚肉部分が流路拡大を必要とする部分(下流)と一
致することに思い至り、本発明を完成した。Therefore, we examined the excessively thick part of the channel box from both the stress and creep issues.
We came up with the idea that the excessively thick portion corresponds to the portion (downstream) that requires expansion of the flow path, and completed the present invention.
ざらに、チャンネルボックスの応力の軸方向分布と中性
子照射とチャンネル内圧に伴なうクリープ現象の軸方向
分布の検討から、チャンネルボックス材の肉厚を調整す
ることにより各種の作用。In general, by examining the axial distribution of stress in the channel box and the axial distribution of creep phenomena associated with neutron irradiation and channel internal pressure, various effects can be obtained by adjusting the wall thickness of the channel box material.
効果を有効に発揮できることが明らかとなった。It has become clear that the effect can be effectively demonstrated.
すなわち、チャンネルボックスは内圧が高い冷却材の流
れの上流部(下端部)では厚くする必要がある。特に、
上流に近くしかも中性子照射量が高くなる部分では、内
圧の継続的な作用により、チャンネルボックスは外側に
向って脹らむチャンネルクリープ現象を生じるので、こ
の部分では薄肉とすることは避けなければならない。That is, the channel box needs to be thicker at the upstream portion (lower end) of the coolant flow where the internal pressure is high. especially,
In areas near the upstream where the neutron irradiation dose is high, the channel box swells outward due to the continuous action of internal pressure, causing a channel creep phenomenon, so it is necessary to avoid making the wall thin in this area.
チャンネルボックスの軸方向中央付近は、あまり大きく
ないチャンネル内圧と地震時に発生する応力に対応して
、下端部に比べれば薄くできるが、大幅に薄肉とするの
は避けるべきである。地震時の応力分布は軸方向中央付
近で最大となるが、通常は内圧により発生する応力より
小さい。なお、軸方向中央付近にチャンネルボックスの
厚さに段違い状の変化部分があると、地震時に応力が集
中するので、段違い部は中央付近を避けるべきでおる。The area near the axial center of the channel box can be made thinner than the lower end in order to cope with the not-so-large channel internal pressure and stress generated during earthquakes, but it should be avoided to make it significantly thinner. The stress distribution during an earthquake is maximum near the axial center, but is usually smaller than the stress generated by internal pressure. Note that if there is a step-like change in the thickness of the channel box near the center in the axial direction, stress will be concentrated during an earthquake, so the step should be avoided near the center.
ヂVンネルボックスの中央より上部では、内圧による応
力も地震時の応力も小さく、また、内圧も小さいのでチ
ャンネルクリープ現象も殆ど起きないので、薄肉とする
ことができる。但し、上部格子に当接する上端付近、す
なわち上部タイプレートに当接する部分ではあまり大き
くはないくむしろ小さいながら)応力が地震時に発生す
る。従って、巨大地震が予想される地域ではチャンネル
ボックスの上端付近はやや厚肉化した方がよいと考えら
れる。Above the center of the tunnel box, stress due to internal pressure and stress during earthquakes are small, and since the internal pressure is also small, the channel creep phenomenon hardly occurs, so it can be made thin. However, near the upper end that contacts the upper grid, that is, the portion that contacts the upper tie plate, stress (although not very large or rather small) is generated during an earthquake. Therefore, in areas where large earthquakes are expected, it would be better to make the wall near the top of the channel box a little thicker.
いずれにしても、軸方向分布からみた減肉可能部分は、
圧力損失対策としてチャンネル内部の面積を特に拡げた
い部分とほぼ一致するため、本発明により前述の如く多
くの共鳴的相乗的な作用・効果が生ずる。In any case, the areas where thickness can be reduced from the axial distribution are as follows:
Since this area almost coincides with the area where the area inside the channel is particularly desired to be expanded as a countermeasure against pressure loss, the present invention produces many resonant and synergistic actions and effects as described above.
(実施例) 本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図(A)は本発明の一実施例の主要構成要素をなす
チャンネルボックスの縦断面図、同図(B)〜(D)は
第1図(A)のト8線〜D−D線に沿う横断面図、同図
([)は第1図(^)のE−E方向からみたスペーサ当
接部の正面図、同図(F)は同図(G)のF−F線に沿
う本発明の一実施例の平面図、同図(G)は第1図(F
)のG−G線に沿う縦断面図(ただし燃料棒を省略して
いる)である。FIG. 1(A) is a vertical cross-sectional view of a channel box which is a main component of an embodiment of the present invention, and FIG. The figure ([) is a front view of the spacer abutting part seen from the E-E direction in Figure 1 (^), and the figure (F) is a cross-sectional view taken along the line F-F in the figure (G). FIG.
) is a vertical cross-sectional view taken along line GG (however, fuel rods are omitted).
本実施例の燃料集合体は、第1図(F)に示すように、
外形−様のチャンネルボックス1内の中央部に9木の燃
料棒4に相当する太い角筒状水棒3を配置し、チャンネ
ルボックス1の他のスペース部分には燃料棒4を9行9
列規則正しく配置した構成としたものである。The fuel assembly of this example, as shown in FIG. 1(F),
A thick rectangular cylindrical water rod 3 corresponding to 9 fuel rods 4 is arranged in the center of the channel box 1 having a similar external shape, and fuel rods 4 are arranged in 9 rows and 9 in the other space of the channel box 1.
It has a structure in which columns are arranged regularly.
上記角筒状水棒3はその外側面が冷却水の下流が拡大す
るように、下流側でその肉厚3aを削って薄肉3bとし
ており、また、上記チャンネルボックス1の内面は第1
図(八)〜(D)に示すように、下流に向ってla、
lb、 lcと薄肉化され、内面積を拡大している。薄
肉化しただけではバンドルは下部を除き水平方向の押え
がないので不安定となる。そこで、これを避けるために
薄肉個所にスペーサ当接部2をチャンネルボックス1の
内面に局所的に取り付けてあり、この薄肉個所でバンド
ルの水平方向位置を固定させている。The outer surface of the rectangular tubular water rod 3 has a thinner wall 3b by cutting its wall thickness 3a on the downstream side so that the downstream side of the cooling water expands.
As shown in Figures (8) to (D), toward the downstream la,
The walls have been made thinner to lb and lc, and the inner area has been expanded. If the bundle is only made thinner, the bundle becomes unstable because there is no horizontal support except for the lower part. To avoid this, spacer abutting portions 2 are locally attached to the inner surface of the channel box 1 at thin-walled locations, and the horizontal position of the bundle is fixed at these thin-walled locations.
また、太い角筒状の水棒3(内部に非沸騰水の減速材が
緩やかに下流に向って流れている)がバンドル中央に配
置されているが、この水棒3も沸騰冷却水の流路を拡大
するように外側面が下流に向って削られ薄肉化されてい
る。In addition, a thick rectangular cylindrical water rod 3 (within which a moderator of non-boiling water flows gently downstream) is placed in the center of the bundle. The outer surface is carved and thinned toward the downstream so as to enlarge the channel.
次に、本発明による作用をチャンネルボックスに働く応
力面から説明する。Next, the effects of the present invention will be explained from the aspect of stress acting on the channel box.
冷却水は第2図(^)に示すように、チャンネルボック
ス内外を流れるが、チャンネルボックス内外の水圧差で
発生する応力△Pは同図(B)のように上流はど大ぎい
。また、地震時発生応力σは水平振動と考えられるが、
ヂVンネルボックス下端はほぼ固定端になっているが、
上端は多少可変するので同図(C)のようになる。。し
たがって、応力σの最大は中央よりやや上方にシフトし
ている。As shown in Figure 2 (^), the cooling water flows inside and outside the channel box, but the stress △P generated by the water pressure difference inside and outside the channel box is much greater upstream, as shown in Figure 2 (B). In addition, the stress σ generated during an earthquake is considered to be a horizontal vibration, but
The bottom end of the tunnel box is almost a fixed end,
Since the upper end is somewhat variable, it becomes as shown in the same figure (C). . Therefore, the maximum stress σ is shifted slightly above the center.
そこで、チャンネルボックスに働く応力の合成を求める
と、合成応力ΔP十σは第2図(0)に示すようになる
。そして、合成応力についてのこの範囲までの解析では
チャンネルボックスの内面を削るかその外面を削るかは
さして重要な問題ではなく、どららを削ってもよい。Therefore, when the resultant stress acting on the channel box is determined, the resultant stress ΔP+σ is as shown in FIG. 2 (0). In the analysis of the resultant stress up to this range, it is not a very important issue whether to cut the inner surface of the channel box or the outer surface, and it is also possible to cut the gong.
第3図は第2図の応力にざらにチャンネルクリープ現象
を加味して本発明のチャンネルボックスに働く応力を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the stress acting on the channel box of the present invention by roughly adding the channel creep phenomenon to the stress in FIG. 2.
第3図(A)は通常の燃料集合体の概略構成図であり、
図示の燃料集合体は燃料棒4をスペーサ5で規則正しく
配置した燃料バンドルをチャンネルボックス1内に収納
し、その下端に下部タイプレート6を、またその上端に
上部タイプレート7を取り付けている。FIG. 3(A) is a schematic configuration diagram of a normal fuel assembly,
In the illustrated fuel assembly, a fuel bundle in which fuel rods 4 are regularly arranged with spacers 5 is housed in a channel box 1, and a lower tie plate 6 is attached to the lower end of the fuel bundle, and an upper tie plate 7 is attached to the upper end of the fuel bundle.
ところで、チャンネルクリープ現象は内外圧力差と中性
子照射により生じるが、この現象の生じ易い範囲は第3
図(B)で示すように、上流側の(イ)の範囲であるか
ら、この部分より上流側のチャンネルボックス1の肉厚
は厚くされている。By the way, the channel creep phenomenon occurs due to pressure difference between the inside and outside and neutron irradiation, but the range where this phenomenon is likely to occur is within the tertiary range.
As shown in Figure (B), since this is the range (A) on the upstream side, the wall thickness of the channel box 1 on the upstream side is made thicker than this area.
これ以降の下流側の合成応力はほぼ横ば(1)となり、
また下流側はぼ173日以降ではさらに合成応力は小さ
くなるので、チャンネルボックスの肉厚は合成応力の低
下に伴ない階段的に薄くされている。After this, the composite stress on the downstream side becomes almost flat (1),
Further, on the downstream side, the composite stress becomes even smaller after about 173 days, so the wall thickness of the channel box is reduced stepwise as the composite stress decreases.
第4図は本発明のチャンネルボックスを熱水力的に説明
するための図である。第4図(^)は燃料集合体の特に
スペーサ配置図を示し、同図CB)は従来のチャンネル
ボックスの断面図、同図(C)は本発明のチャンネルボ
ックスの断面図を示したものである。ざらに、第4図(
0)は本発明のチャンネルボックスを適用した場合のボ
イド率分布曲線(破線)と従来のチャンネルボックスを
適用した場合のボイド率分布曲線(実線)を比較したも
のであり、本発明の方がボイドの水相からのスリップに
よりわずかながらボイド率が下っている。また、両者の
冷却水のインチヤンネル圧力損失曲線は第4図(E)に
示す通りであり、本発明(破線)の方が、従来(実線)
のものと比べて圧力損失は小さい。FIG. 4 is a diagram for explaining the channel box of the present invention from a thermal-hydraulic perspective. Figure 4 (^) shows a spacer arrangement diagram of the fuel assembly, Figure CB) is a sectional view of a conventional channel box, and Figure 4 (C) is a sectional view of the channel box of the present invention. be. Roughly, Figure 4 (
0) is a comparison of the void ratio distribution curve (broken line) when the channel box of the present invention is applied and the void ratio distribution curve (solid line) when the conventional channel box is applied. The void ratio has decreased slightly due to slip from the aqueous phase. In addition, the inch-jannel pressure loss curves of both cooling water are as shown in FIG.
The pressure loss is smaller than that of
第5図は本発明のチャンネルボックスを用いた燃料集合
体内の冷却水による作用を説明するものである。すなわ
ら、同図(A)に示すように、本発明によれば、チャン
ネルボックス内面および燃料集合体の中心部に位置する
角筒状水棒3の外表面を削っているので、燃料棒の間隙
内にあφ沸騰冷却水の局所的な流れは*印方向に流れる
。これらの流れによって、バンドル内部の軸方向流速が
低下し、燃料棒4の表面から液膜の剥離現象が起き難く
なる。このため第5図(8)に示すように、本発明(実
線)は従来のもの(点線)に比べて熱的限界出力が向上
する。FIG. 5 explains the effect of cooling water in a fuel assembly using the channel box of the present invention. In other words, as shown in FIG. 3A, according to the present invention, since the inner surface of the channel box and the outer surface of the square tubular water rod 3 located at the center of the fuel assembly are shaved, the fuel rod The local flow of boiling cooling water within the gap flows in the direction marked with *. These flows reduce the axial flow velocity inside the bundle, making it difficult for the liquid film to peel off from the surface of the fuel rods 4. Therefore, as shown in FIG. 5(8), the thermal limit output of the present invention (solid line) is improved compared to the conventional one (dotted line).
また、従来のチャンネルボックスの厚さは2.0〜3.
0mm厚であり、軸方向場所によっては’1mm1mm
厚以下る場合もある。一方、水棒はもともと1.0〜1
,5叩厚程度であり、薄いところでも0.5mm厚以下
にするのは機械的強度上支障を来たす。Also, the thickness of conventional channel boxes is 2.0 to 3.
The thickness is 0mm, and depending on the axial location, it is 1mm or 1mm thick.
It may be less than thick. On the other hand, water sticks were originally 1.0 to 1
, 5 mm, and even in thin areas, reducing the thickness to 0.5 mm or less poses a problem in terms of mechanical strength.
したがって、第6図でA1点より右まで水棒を薄くして
流路面積を拡大することはできない。チャンネルボック
スはA2点よりざらに減肉が可能になる。したがって、
合成効果はA3点で直線二から直線ハのように曲がり直
線イと平行に右上がりとなる。すなわち、第6図に示す
ように、本発明ではチャンネルボックス内面を削る効果
である直線イと水棒外側面を削る効果でおる直線口を合
成した効果として直線ハが得られる。Therefore, it is not possible to expand the flow path area by thinning the water rod to the right of point A1 in FIG. The thickness of the channel box can be reduced more roughly than point A2. therefore,
The composite effect curves from straight line 2 to straight line C at point A3, parallel to straight line A, and rises to the right. That is, as shown in FIG. 6, in the present invention, a straight line C is obtained as a combination of the straight line A, which is the effect of scraping the inner surface of the channel box, and the straight line opening, which is the effect of scraping the outer surface of the water rod.
しかして、無限増倍率にωの増大は流路拡大面積(合成
値)に略々比例するので、本発明の燃料集合体はサイク
ル長期化が図られ、経済性が向上する。また、炉心上半
部での減速材としての冷却水の量が増加するので、炉心
上半部での出力が上貸し、出力分布が第7図の点線で示
すように平坦化し、従来のものく実線)に比べて燃料健
全性が向上する。Therefore, since the increase in ω in the infinite multiplication factor is approximately proportional to the flow passage enlargement area (combined value), the fuel assembly of the present invention has a longer cycle time and improves economic efficiency. In addition, since the amount of cooling water as a moderator in the upper half of the core increases, the output in the upper half of the core increases, and the power distribution becomes flat as shown by the dotted line in Figure 7, compared to the conventional one. The fuel integrity is improved compared to the solid line).
第8図は本発明の第2の実施例の縦断面図である。本実
施例では図に示すように、チャンネルボックス1と下部
ノズル10が一体に結合されており、下部タイプレート
6と下部ノズル10は分離可能に構成されている。した
がって、このような燃料集合体では、上部タイプレート
7に取り付けられるバンドルを、チャンネルボックス1
内に挿抜する構成とする。このため、チャンネルボック
ス1の内面を削って薄くした部分ではチャンネルボック
ス1の当接部9をスペーサ8に取り付ける。このスペー
サ8は第10図に示すように、その外周部の両側部にそ
れぞれチャンネル当接部9が形成されている。そして、
スペーサ8の外周の当接部9はチャンネルボックス上部
では大幅に外へ脹らまし、チャンネルボックス下部では
従来のようにわずかに脹らますように構成されている。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the invention. In this embodiment, as shown in the figure, the channel box 1 and the lower nozzle 10 are integrally connected, and the lower tie plate 6 and the lower nozzle 10 are configured to be separable. Therefore, in such a fuel assembly, the bundle attached to the upper tie plate 7 is connected to the channel box 1.
The structure is such that it can be inserted and removed inside the device. For this reason, the abutting portion 9 of the channel box 1 is attached to the spacer 8 at the portion where the inner surface of the channel box 1 is shaved to make it thinner. As shown in FIG. 10, this spacer 8 has channel contact portions 9 formed on both sides of its outer periphery. and,
The contact portion 9 on the outer periphery of the spacer 8 is configured to bulge outward significantly at the upper portion of the channel box, and to bulge slightly at the lower portion of the channel box as in the conventional case.
なお、13は70−タブである。Note that 13 is a 70-tab.
第9図(^)は本発明の第3の実施例の主要構成要素を
なすチャンネルボックスの縦断面図、同図(B)〜([
))は第9図(A)のト8線〜[)−D線に沿う横断面
図、同図(E)は第9図(B)のE部分の拡大図である
。FIG. 9(^) is a vertical cross-sectional view of a channel box which is a main component of the third embodiment of the present invention, and FIG.
)) is a cross-sectional view taken along line G8 to line D in FIG. 9(A), and FIG. 9(E) is an enlarged view of portion E in FIG. 9(B).
本実施例では前記実施例と同様に上流側から下流側にか
けてチャンネルボックス11の肉厚を同図(A) 〜(
D)に示すように11a、 llb、 llcと階段的
に薄くなるように構成している。そして、本実施例の特
徴的なものiま、同図([)に示すように、チャンネル
ボックス11の内側にスペーサのチャンネルコーナが通
れる程度の切込み溝12を設けていることでおる。これ
によりチャンネルボックス11の着脱とバンドルのチャ
ンネル内の横ゆれ防止が同時に達成される。この溝12
は最下部のスペーサ(第4図(^)のspi >の位置
よりわずか下方まで設ける。しかし、この溝12はアウ
トチャンネルへのリータフロ一対策と大きな内圧に対応
するためチャンネルボックス11の下部までは設けない
。チャンネルボックス内部のコーナ部はインチヤンネル
の冷却材内圧のため外向きの大きな応力が発生するので
、厚肉11aとする。つまり溝12が設けられる部分は
コーナ部外向応力とコーナ近傍を除く側面部内側応力と
の釣合い部となるので、応力は小ざく、従って薄くでき
る。これによってチャンネル当接部(スペーサ固着)の
通過部となる溝12を形成できる。(なお、この理由の
詳細は後記する第13図で説明する。)それに続く部分
は内圧に対応して内側向の応力が発生するので、上部の
ように薄肉にすることはできない。In this embodiment, the wall thickness of the channel box 11 from the upstream side to the downstream side is set as shown in FIG.
As shown in D), it is configured to become thinner stepwise from 11a to llb to llc. The characteristic feature of this embodiment is that, as shown in FIG. This simultaneously achieves attachment/detachment of the channel box 11 and prevention of the bundle from moving laterally within the channel. This groove 12
is provided slightly below the lowest spacer (spi > position in Figure 4 (^)). However, this groove 12 is provided to the bottom of the channel box 11 in order to prevent reta flow to the out channel and to cope with large internal pressure. Not provided.The corners inside the channel box generate a large outward stress due to the internal pressure of the coolant in the inch channel, so the thick wall 11a is used.In other words, the part where the groove 12 is provided has the outer stress at the corner and the area near the corner. Since it becomes a balance part for the internal stress of the side surface, the stress is small, and therefore it can be made thin.This allows the formation of the groove 12 which becomes the passage part of the channel contact part (spacer fixation).(Please note the details of the reason for this) (This will be explained in FIG. 13, which will be described later.) Inward stress is generated in the subsequent part in response to internal pressure, so it cannot be made as thin as the upper part.
第11図は本発明の第4の実施例の縦断面図である。本
実施例のチャンネルボックス14の厚さは軸方向で階段
的に2段(14a、 14b)に構成されている。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a fourth embodiment of the present invention. The thickness of the channel box 14 of this embodiment is structured in two steps (14a, 14b) in the axial direction.
このにうなチャンネルボックス14は耐震性が強く要求
されるプラントで有効である。すなわら、圧損低減の効
果はやや低下するが、肉厚がチャンネルボックス上部で
も比較的厚いので、横向応力に強い。また、本実施例の
縦溝15の深さはチャンネルボックス上部の肉厚の厚さ
14bと同じであり、この縦溝15にスペーサのチャン
ネル当接部が挿入される。This channel box 14 is effective in plants where earthquake resistance is strongly required. That is, although the effect of reducing pressure loss is slightly reduced, the wall thickness is relatively thick even at the upper part of the channel box, so it is strong against lateral stress. Further, the depth of the vertical groove 15 in this embodiment is the same as the thickness 14b of the upper part of the channel box, and the channel abutting portion of the spacer is inserted into this vertical groove 15.
第12図は本発明の第5の実施例であり、同図(A)及
び(B)は本実施例の主要構成要素をなすチャンネルボ
ックスの縦断面図、すなわち同図(C)〜(E)の八−
A線またはB−B線に沿う縦断面図、同図(C)〜(E
)は同図(A)、(B)のC−C線〜E−E線に沿う横
断面図、同図(F)、 (G)および(H)はそれぞれ
本発明の第5の実施例の縦断面図、炉心上部の水平方向
の平面図および炉心下部の水平方向の平面図である。FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention, and FIGS. ) No. 8-
Longitudinal cross-sectional views along line A or line B-B, (C) to (E
) is a cross-sectional view taken along line C-C to line E-E in FIGS. 2A and 2B, and FIGS. FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the core, a horizontal plan view of the upper part of the core, and a horizontal plan view of the lower part of the core.
チャンネルコーナを面とり型またはコーナの曲率半径を
大きくするとコーナ部に発生する内圧に基づく応力の最
大値が低減する。本実施例ではこの考えを加えて、チャ
ンネルボックス16の肉厚を更に薄くするものである。When the channel corner is chamfered or the radius of curvature of the corner is increased, the maximum value of stress based on internal pressure generated at the corner is reduced. In this embodiment, this idea is added to make the wall thickness of the channel box 16 even thinner.
この場合、バンドルコーナの燃料棒は同図(G)および
([1)に示すように取り除くかれる。炉心上部では応
力は小さいので、同図CB)に示すように従来形と同様
にチャンネルコーナは面とり型にされていない。チャン
ネルボックス16の肉厚は、同図(^)及び(B)に示
すように上流側から下流側の方に16a、 16b、
16cと薄肉とされている。これにより、コーナ部の冷
却水流路が拡大され、冷却水の流速が低減して圧損が低
減し、燃料健仝性が向上し、ボイド率もボイドのスリッ
プ減少により幾らか低下する。なお、17は燃料バンド
ル、18はスペーサ、19はチャンネル当接部、20は
水棒である。In this case, the fuel rods at the bundle corners are removed as shown in (G) and ([1) of the same figure. Since stress is small in the upper part of the core, the channel corners are not chamfered as in the conventional type, as shown in Figure CB). As shown in the same figure (^) and (B), the wall thickness of the channel box 16 is 16a, 16b, from the upstream side to the downstream side.
It is said to be thin at 16c. As a result, the cooling water flow path at the corner portion is expanded, the flow velocity of the cooling water is reduced, pressure loss is reduced, fuel health is improved, and the void ratio is also reduced to some extent due to the reduction in void slip. In addition, 17 is a fuel bundle, 18 is a spacer, 19 is a channel contact part, and 20 is a water rod.
第13図はチャンネルボックス内の冷却水の内圧に基づ
く応力分布図でおる。すなわち、同図において、実線イ
は従来のチャンネルボックス、点線口は本発明のチャン
ネルボックス(コーナのRが大きいもの)、−点鎖線ハ
は本発明のチャンネルボックス(コーナ面とすしたもの
)の対内圧応力分布図である。図から分かるように、ス
ペーサのチャンネル当接部通過用溝が設けられている個
所はいずれも応力が小さくなる部分であるから縦溝を形
成しても何ら問題とならない。FIG. 13 is a stress distribution diagram based on the internal pressure of the cooling water in the channel box. That is, in the figure, the solid line A is the conventional channel box, the dotted line opening is the channel box of the present invention (one with a large corner radius), and the dashed line C is the channel box of the present invention (one with a corner surface). It is an internal pressure stress distribution diagram. As can be seen from the figure, the stress is reduced at all locations where the grooves for passing the channel abutting portion of the spacer are provided, so forming vertical grooves does not pose any problem.
第14図は本発明の第6の実施例の平面図であり、チャ
ンネルボックス1内に十字状チャンネル22を設け、こ
の十字状チャンネル22とチャンネルボックス1とで区
切られるスペースに4行4列のサブバンドル21がそれ
ぞれ1個づつ配置された構成となっている。十字状チャ
ンネル22内には非沸騰冷却水が、またサブバンドル2
1内には沸騰冷却水が流れている。このサブバンドル2
1内を流れる沸騰冷却水の流路が下流に向って拡大する
ようにチャンネルボックス1の内側は減肉されている。FIG. 14 is a plan view of the sixth embodiment of the present invention, in which a cross-shaped channel 22 is provided in the channel box 1, and a space separated by the cross-shaped channel 22 and the channel box 1 is divided into four rows and four columns. One sub-bundle 21 is arranged. In the cross-shaped channel 22 there is non-boiling cooling water, and also in the sub-bundle 2.
Boiling cooling water is flowing inside 1. This sub-bundle 2
The inside of the channel box 1 is thinned so that the flow path of boiling cooling water flowing through the channel box 1 expands toward the downstream.
すなわち、チャンネルボックス1の肉厚は上流側で厚く
、下流側で薄くなるように階段的に構成されているが、
図では省略されている。In other words, the wall thickness of the channel box 1 is structured in a stepped manner so that it is thicker on the upstream side and thinner on the downstream side.
It is omitted in the figure.
ところで、サブバンドルは4行4列に限らずだの形式の
サブバンドルも適用できるし、またチャンネルボックス
内の非沸騰水領域も例えば中央部にざらに太水棒を配置
する等各種の変形が考えられる。By the way, the sub-bundles are not limited to 4 rows and 4 columns, but sub-bundles in other formats can also be applied, and the non-boiling water area in the channel box can be modified in various ways, such as placing thick water rods roughly in the center. Conceivable.
第15図は本発明の第7の実施例の平面図であり、外形
−様のチャンネルボックス1内の中央部に9木の燃料棒
4に相当する太径水棒23を配置し、チャンネルボック
ス1の他のスペース部分には燃料棒4を9行9列規則正
しく配置した構成としたものである。FIG. 15 is a plan view of a seventh embodiment of the present invention, in which a large-diameter water rod 23 corresponding to nine fuel rods 4 is arranged in the center of a channel box 1 having a similar external shape. In the other space 1, fuel rods 4 are regularly arranged in 9 rows and 9 columns.
この燃料集合体の構成ではチャンネルボックス1とコー
ナ燃料棒4aとの冷却水28aの流れが悪化し、また太
径水棒23まわりの冷却水28bの流れが過大となる傾
向にあるが、本発明では内側面を減肉したチャンネルボ
ックス1および外側面を減肉した太径水棒23を採用す
ることにより前記の冷却水の流れの非均−が改善される
。With this configuration of the fuel assembly, the flow of the cooling water 28a between the channel box 1 and the corner fuel rods 4a tends to deteriorate, and the flow of the cooling water 28b around the large-diameter water rods 23 tends to become excessive. By employing the channel box 1 whose inner surface is thinned and the large diameter water rod 23 whose outer surface is thinned, the non-uniformity of the cooling water flow described above is improved.
第16図は本発明の第8の実施例の平面図である。FIG. 16 is a plan view of an eighth embodiment of the present invention.
図に示すように、チャンネルボックス1内の中央部に4
本の燃料棒4に相当する角筒状水棒24を45度傾斜し
て配置し、この角筒状水棒24にざらに十字状チャンネ
ル25を設け、この角筒状水棒24と十字状チャンネル
25とチャンネルボックス1とで区切られるスペースに
4行・4列のサブバンドル26(ただし丈ブバンドルの
最内側の1本の燃料棒は角筒状水棒のために取り除かれ
ている)がそれぞれ1個づつ配置された構成となってい
る。角筒状水棒24と十字状チャンネル25内には非沸
騰冷却水が、またサブバンドル26内には沸騰冷却水が
流れている。このサブバンドル26内を流れる沸騰冷却
水の流路が下流に向って拡大するようにチャンネルボッ
クス1の内側は削り減肉されている。十字状チャンネル
25および角筒状水棒24も同様に漸次削り減肉されて
いる。ざらに角筒状水棒24の各コーナ部には通水孔2
7が設けられている。流路が拡大すれば、炉停止余裕の
向上と圧損低減、ボイド係数の改善、出力(軸方向)分
布改善が図れる。As shown in the figure, there are four
A rectangular cylindrical water rod 24 corresponding to a real fuel rod 4 is arranged at an angle of 45 degrees, and a roughly cross-shaped channel 25 is provided in this rectangular cylindrical water rod 24. Four rows and four columns of sub-bundles 26 (however, the innermost fuel rod of the long bundle is removed for the rectangular cylindrical water rod) are arranged in the space separated by the channel 25 and the channel box 1, respectively. The configuration is such that one piece is placed at a time. Non-boiling cooling water flows in the rectangular cylindrical water rod 24 and cross-shaped channel 25, and boiling cooling water flows in the sub-bundle 26. The inside of the channel box 1 is cut and thinned so that the flow path of the boiling cooling water flowing within the sub-bundle 26 expands toward the downstream. Similarly, the cross-shaped channel 25 and the rectangular cylindrical water rod 24 are gradually reduced in thickness. A water passage hole 2 is provided at each corner of the roughly rectangular tubular water rod 24.
7 is provided. If the flow path is enlarged, it will be possible to improve the reactor shutdown margin, reduce pressure loss, improve the void coefficient, and improve the power distribution (in the axial direction).
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の燃料集合体はチャンネル
ボックスの内面を削り下流側はど薄クシて流路面積を拡
げているので、冷却水の流速が低下し、冷却水圧損低減
、熱的限界出力の向上および高出力時の反応度向上等の
に顕著な効果を秦する。[Effects of the Invention] As explained above, in the fuel assembly of the present invention, the inner surface of the channel box is shaved and the downstream side is thinly combed to expand the flow passage area, which reduces the flow rate of cooling water and reduces the cooling water pressure. It has remarkable effects on loss reduction, improvement of thermal limit output, and improvement of reactivity at high output.
第1図(A)は本発明の一実施例の主要構成要素をなす
チャンネルボックスの縦断面図、同図(8)〜(D)は
第1図(A)のB−B線〜[)−[)線に沿う横断面図
、同図(E)は第1図(^)のE−E方向からみたスペ
ーサ当接部の正面図、同図(F)は同図(G)のF−F
線に沿う本発明の一実施例の平面図、同図(G)は第1
図(F)のG−G線に沿う縦断面図、第2図(^)〜(
D)は本発明の詳細な説明するための図、第3図(A)
〜(C)は本発明に係るチャンネルボックスに働く合成
応力を説明するための図、−第4図(A)〜(E)は本
発明のチャンネルボックスを熱水力的に説明するための
図、第5図(A)および(B)は本発明の燃料集合体の
作用を説明するための図、第6図は高温出力運転時にお
ける無限増倍率と沸騰冷却水流路拡大面積との関係を示
す図、第7図は炉心軸方向の相対出力分布図、第8図は
本発明の第2の実施例の縦断面図、第9図(A)は本発
明の第3の実施例の主要構成要素をなすチャンネルボッ
クスの縦断面図、同図(B)〜(0)は第9図(^)の
B−B線〜D−[)線に沿う横断面図、同図(E)は第
9図(B)の1部分の拡大図、第10図は第9図で使用
されるスペーサの概略図、第11図は本発明の第4の実
施例の縦断面図、第12図は本発明の第5の実施例であ
り、同図(A)及び(B)は本実施例の主要構成要素を
なすチャンネルボックス、すなわち同図(C)〜(E)
のA−へ線またはト8線に沿う縦断面図、同図(C)〜
(E)は同図(A)、 (B)のC−C線〜E−E線に
沿う横断面図、同図(F)、 (G)および(11)は
それぞれ本発明の第5の実施例の一部縦断面図、炉心上
部の水平方向の平面図および炉心下部の水平方向の平面
図、第13図はチャンネルボックス内の冷却水内圧に基
づく応力分布図、第14図〜第16図はいずれも本発明
の第6〜第8の実施例の平面図、第17図は従来の燃料
集合体の斜視図、第18図は第17図の燃料集合体の縦
断面図1.第19図は第18図の燃料集合体の横断面図
である。
1、11.14.16.・・・チャンネルボックス2、
9.19・・・当接部
3、20.23.24・・・水棒
4・・・燃料棒
5、8.18・・・スペーサ
6・・・下部タイプレート
7・・・上部タイプレート
10・・・下部ノズル
12、15・・・溝
13・・・フロータブ
17・・・燃料バンドル
21、26・・・サブバンドル
22、25・・・十字状チャンネル
27・・・通水孔
(8733)代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ばか
1名)
(Dン
勾腎 0 猷オ
(A)
浄却木ミ糺1
CB)
第5図
第4図
CB)
第1O図
第11図
(A) (B)
第12図
第13図
男 14ifi
!151m
第 16 因
第17図
第19図
第18図FIG. 1(A) is a vertical cross-sectional view of a channel box which is a main component of an embodiment of the present invention, and FIG. 1(8) to (D) are lines BB to [ - A cross-sectional view taken along line [), (E) is a front view of the spacer abutting part seen from the E-E direction in Figure 1 (^), and (F) is F in Figure 1 (G). -F
A plan view of one embodiment of the present invention along the line, (G) is the first
Vertical cross-sectional view along line GG in Figure (F), Figure 2 (^)~(
D) is a diagram for detailed explanation of the present invention, FIG. 3(A)
~(C) are diagrams for explaining the composite stress acting on the channel box according to the present invention, - Figures 4(A) to (E) are diagrams for explaining the channel box of the present invention from a thermo-hydraulic perspective. , Fig. 5(A) and Fig. 5(B) are diagrams for explaining the action of the fuel assembly of the present invention, and Fig. 6 shows the relationship between the infinite multiplication factor and the boiling cooling water flow passage expansion area during high-temperature output operation. 7 is a relative power distribution diagram in the axial direction of the core, FIG. 8 is a vertical sectional view of the second embodiment of the present invention, and FIG. 9(A) is a main view of the third embodiment of the present invention. A vertical cross-sectional view of the channel box which is a constituent element. Figures (B) to (0) are cross-sectional views taken along line B-B to D-[) in Figure 9 (^), and figure (E) is a cross-sectional view along line B-B to D-[) in Figure 9 (^). FIG. 10 is a schematic diagram of a spacer used in FIG. 9, FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. This is the fifth embodiment of the present invention, and (A) and (B) in the same figure are the channel boxes that constitute the main components of this embodiment, that is, (C) to (E) in the same figure.
Longitudinal cross-sectional view along line A- or line G8, the same figure (C) ~
(E) is a cross-sectional view taken along line C-C to line E-E in FIGS. 5A and 3B, and FIGS. A partial vertical sectional view of the embodiment, a horizontal plan view of the upper part of the core, and a horizontal plan view of the lower part of the core, FIG. 13 is a stress distribution diagram based on the internal pressure of cooling water in the channel box, and FIGS. 14 to 16 The figures are all plan views of the sixth to eighth embodiments of the present invention, FIG. 17 is a perspective view of a conventional fuel assembly, and FIG. 18 is a vertical sectional view of the fuel assembly shown in FIG. FIG. 19 is a cross-sectional view of the fuel assembly of FIG. 18. 1, 11.14.16. ...Channel Box 2,
9.19... Contact portion 3, 20.23.24... Water rod 4... Fuel rod 5, 8.18... Spacer 6... Lower tie plate 7... Upper tie plate 10...Lower nozzle 12, 15...Groove 13...Flow tab 17...Fuel bundle 21, 26...Sub bundle 22, 25...Cross-shaped channel 27...Water hole (8733 ) Agent Patent Attorney Yoshiaki Inomata (Baka
1 person) (Don Kōki 0 Io (A) Jōryokomi 1 CB) Fig. 5 Fig. 4 CB) Fig. 1O Fig. 11 (A) (B) Fig. 12 Fig. 13 Man 14ifi ! 151m 16th cause 17th figure 19 figure 18
Claims (7)
ートを配置し、上部タイプレートと下部タイプレートと
の間に所定の間隔を隔てて複数のスペーサを配置し、上
部タイプレート、下部タイプレートおよび複数のスペー
サを用いて多数の燃料棒を規則正しく配列して燃料バン
ドルとなし、燃料バンドルの外周に金属製のチャンネル
ボックスを配置し、冷却水が燃料棒周辺を燃料棒の軸方
向に流れ、燃料棒で発生する熱を除去するように構成さ
れた燃料集合体において、前記チャンネルボックスはそ
の外形がチャンネルボックスの軸方向に一様であり、チ
ャンネルボックス材の肉厚は冷却水の流れの上流におい
て厚肉とされ、上部タイプレートが当接する下流端部を
除き、下流に向つて漸次薄肉化され、チャンネルボック
スの内部の横断面積が増大するごとく構成されたことを
特徴とする燃料集合体。(1) An upper tie plate is arranged at the upper end, a lower tie plate is arranged at the lower end, and a plurality of spacers are arranged at a predetermined interval between the upper tie plate and the lower tie plate, and the upper tie plate and the lower tie plate are arranged. A large number of fuel rods are arranged regularly using multiple spacers to form a fuel bundle, a metal channel box is placed around the outer periphery of the fuel bundle, and cooling water flows around the fuel rods in the axial direction of the fuel rods. In a fuel assembly configured to remove heat generated in the fuel rods, the channel box has a uniform outer shape in the axial direction of the channel box, and the wall thickness of the channel box material is equal to the thickness upstream of the flow of cooling water. A fuel assembly characterized in that the channel box has a thick wall, and the wall is gradually thinned toward the downstream except for the downstream end where the upper tie plate abuts, so that the internal cross-sectional area of the channel box increases.
水の上流側先端から1/4Lないし1/3Lまでは厚肉
とされ、下流側末端から少なくとも1/4Lまでは上部
タイプレートが当接する下流端部を除き薄肉とされ、チ
ャンネルボックス内部の横断面積が増大するごとく構成
されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃
料集合体。(2) The wall thickness of the channel box is thick from 1/4L to 1/3L from the upstream end of the cooling water, and the upper tie plate is thick from the downstream end to at least 1/4L. 2. The fuel assembly according to claim 1, wherein the fuel assembly is made thin except for the downstream end where the channel box comes in contact with the fuel assembly, and is configured such that the cross-sectional area inside the channel box increases.
トと一体不可分に構成され、燃料バンドルとチャンネル
ボックスとの組み合わせがチャンネルボックスの着脱に
よって行なわれる燃料集合体においては、チャンネルボ
ックス材の肉厚が最大の部分を除き、スペーサがチャン
ネルボックス内面において当接する位置にスペーサ当接
部をチャンネルボックス内面に固設し、チャンネルボッ
クス内の燃料バンドルの軸と直角方向位置を正しく保持
する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の燃料集合体。(3) In a fuel assembly in which the lower nozzle for introducing cooling water is constructed inseparably from the lower tie plate, and the fuel bundle and channel box are assembled by attaching and detaching the channel box, the wall thickness of the channel box material is Except for the largest part, a spacer abutting part is fixed to the inner surface of the channel box at the position where the spacer abuts on the inner surface of the channel box, and the configuration is such that the position in the direction perpendicular to the axis of the fuel bundle inside the channel box is maintained correctly. A fuel assembly according to claim 1, characterized in that:
クス下端とが固着され、該下部ノズルと下部タイプレー
トとが分離可能に構成され、燃料バンドルとチャンネル
ボックスとの組み合せが燃料バンドルの挿抜によつて行
なわれる燃料集合体においては、チャンネルボックス材
の肉厚が最大の部分を除き、スペーサ外周部にチャンネ
ルボックス内面当接用のチャンネル当接部を装着させ、
チャンネルボックス内の燃料バンドルの軸と直角方向位
置を正しく保持する構成としたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の燃料集合体。(4) The lower nozzle for introducing cooling water and the lower end of the channel box are fixed to each other, and the lower nozzle and the lower tie plate are configured to be separable, and the combination of the fuel bundle and the channel box can be performed by inserting and removing the fuel bundle. In the fuel assembly to be carried out, except for the thickest part of the channel box material, a channel contact part for contacting the inner surface of the channel box is attached to the outer periphery of the spacer.
2. The fuel assembly according to claim 1, wherein the fuel bundle is configured to correctly maintain a position perpendicular to the axis of the fuel bundle within the channel box.
厚肉部分では、チャンネルボックスのコーナ部と平板部
で隣接するコーナの中心との間のチャンネルボックス内
部の冷却水圧力によつて発生する応力が低下する部位に
おいて、チャンネル材が内側から削られ、スペーサのチ
ャンネル当接部の通路が形成されたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の燃料集合体。(5) In thick-walled parts of the channel box material, excluding the part where the wall thickness is the minimum, pressure is generated by the cooling water inside the channel box between the corner of the channel box and the center of the adjacent corner of the flat plate part. 2. The fuel assembly according to claim 1, wherein the channel material is cut from the inside in a region where stress is reduced to form a passage for a channel abutting portion of the spacer.
料棒を全て除去し、それに対応して方形に構成されたチ
ャンネルボックスのコーナ部を面とり状ないしコーナ部
の曲率を、コーナ燃料棒の挿入が不可能となる程度に緩
和し、それによって低減されるチャンネル内部の冷却水
圧力によつて発生する応力の減少分に見合うだけチャン
ネルボックス材の肉厚を低減したことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の燃料集合体。(6) All the fuel rods at each corner of the square-shaped fuel bundle are removed, and correspondingly, the corners of the square-shaped channel box are chamfered or the curvature of the corner is changed to the corner fuel rods. A patent characterized in that the wall thickness of the channel box material is reduced to the extent that the stress generated by the cooling water pressure inside the channel is reduced to the extent that it becomes impossible to insert the channel box material. A fuel assembly according to claim 1.
外側面を冷却水の下流の流路が拡大するごとく削つて薄
肉としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
燃料集合体。(7) The water rod disposed inside the fuel bundle is thinned by cutting the outer surface of the water rod so that the downstream flow path of the cooling water is enlarged. fuel assembly.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62260810A JPH01105193A (en) | 1987-10-17 | 1987-10-17 | Fuel assembly |
DE3834611A DE3834611C3 (en) | 1987-10-13 | 1988-10-11 | Fuel arrangement for a nuclear reactor |
SE8803619A SE503597C2 (en) | 1987-10-13 | 1988-10-12 | Nuclear reactors for nuclear reactors |
US07/256,576 US4970047A (en) | 1987-10-13 | 1988-10-13 | Fuel assembly for nuclear reactors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62260810A JPH01105193A (en) | 1987-10-17 | 1987-10-17 | Fuel assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01105193A true JPH01105193A (en) | 1989-04-21 |
Family
ID=17353068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62260810A Pending JPH01105193A (en) | 1987-10-13 | 1987-10-17 | Fuel assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01105193A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0396892A (en) * | 1989-09-11 | 1991-04-22 | Hitachi Ltd | Fuel assembly and reactor core |
JP2013217661A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | Fuel assembly for boiling-water type reactor and spacer for fuel assembly |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62256191A (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-07 | 日本電気株式会社 | Change dispensing system |
JPS63261190A (en) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | 株式会社日立製作所 | Fuel aggregate |
-
1987
- 1987-10-17 JP JP62260810A patent/JPH01105193A/en active Pending
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JPS62256191A (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-07 | 日本電気株式会社 | Change dispensing system |
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JP2013217661A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd | Fuel assembly for boiling-water type reactor and spacer for fuel assembly |
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