JPH01182794A - Fuel rod spacer - Google Patents

Fuel rod spacer

Info

Publication number
JPH01182794A
JPH01182794A JP63004871A JP487188A JPH01182794A JP H01182794 A JPH01182794 A JP H01182794A JP 63004871 A JP63004871 A JP 63004871A JP 487188 A JP487188 A JP 487188A JP H01182794 A JPH01182794 A JP H01182794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shell
fuel rod
spring
spacer
connecting portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63004871A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeetsu Shirakawa
健悦 白川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63004871A priority Critical patent/JPH01182794A/en
Publication of JPH01182794A publication Critical patent/JPH01182794A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To achieve a reduction in pressure loss and an increase in a limit output under vapor-liquid 2-phase fluid conditions by providing a spring fixed at a connecting portion of an internal wall of a cylindrical shell while a temple is formed at a non-connecting portion thereof. CONSTITUTION:A spacer 20 has a temple 24 convex inward formed at upper and lower ends of a part excluding a connecting portion of the internal wall of a shell 21. In addition, a spring 25 is provided as bonded on the internal wall surface at the connecting portion of the shell 21. A fuel rod 2 inserted into the shell 21 is elastically supported in compression with the temple 24 and the spring 25. With such an arrangement, the spacer 20 needs no groove for inserting a spring into the side wall of the shell 21 and has no groove as generated by the formation of a fixed stopper and hence, the flow of a coolant flowing into the shell 21 from the upstream side causes no turbulence. This can reduce a fluid resistance caused by a vapor bubble in a narrow space formed by the surface of the fuel rod and the interval wall of the shell 21 thereby achieving a reduction in a pressure loss and an increase in a limit output under vapor-liquid 2-phase fluid conditions.

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、燃料集合体において多数の燃料棒を離間支持
する燃料棒スペーサに係わり、特に冷却材流の圧力損失
低減を図った燃料棒スペーサに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a fuel rod spacer that supports a large number of fuel rods at a distance in a fuel assembly. Regarding the fuel rod spacer.

(従来の技術) 一般に、沸騰水型原子炉の炉心は、複数の燃料集合体を
相互に等間隔をおいて格子状に配列して装荷しており、
これら燃料集合体は第4図に示すように構成されている
。すなわち、断面が四角形の角筒状のチャンネルボック
ス1内には複数本の燃料棒2が収容されており、燃料棒
2の下部は下部タイプレート3により、その上部は上部
タイプレート4により、それぞれ固定されている。炉心
の熱を取り出す冷却材は下部タイプレート3を通してチ
ャンネルボックス1内を昇流し、上部タイプレート4の
上方へ流れる。
(Prior Art) Generally, the core of a boiling water reactor is loaded with a plurality of fuel assemblies arranged in a lattice pattern at equal intervals.
These fuel assemblies are constructed as shown in FIG. That is, a plurality of fuel rods 2 are housed in a rectangular tube-shaped channel box 1 with a square cross section, and the lower part of the fuel rod 2 is connected to a lower tie plate 3, and the upper part thereof is connected to an upper tie plate 4. Fixed. Coolant for extracting heat from the core flows upward in the channel box 1 through the lower tie plate 3 and flows above the upper tie plate 4.

上記燃料棒2は、例えば外径が10数ミリで、全長が数
メートルと細長く形成されており、チャンネルボックス
1内に装着するに際しては、複数の燃料棒2相互をスペ
ーサ5により径方向に等間隔をおいて束状に結束し、燃
料棒2相互間および燃料棒2とチャンネルボックス1と
の間を数ミリの微小間隔に設定している。原子炉運転時
には、冷却材の流動や熱膨張等によって燃料棒2相互間
および燃料棒2とチャンネルボックス1との間の間隔が
設定値・よりずれ、安全運転を脅かす恐れがあるので、
通常は、第4図に示すようにスペーサ6を流れ方向に複
数段介在させて上記間隔を保つようにしており、燃料棒
の湾曲等を強制すると共に燃料棒の撮動を低く抑えるよ
うにしである。
The fuel rods 2 are elongated and have an outer diameter of, for example, about 10 mm and a total length of several meters. When installed in the channel box 1, a plurality of fuel rods 2 are spaced evenly in the radial direction by spacers 5. The fuel rods 2 are bundled at intervals, and the intervals between the fuel rods 2 and between the fuel rods 2 and the channel box 1 are set to be minute intervals of several millimeters. During reactor operation, the spacing between the fuel rods 2 and between the fuel rods 2 and the channel box 1 may deviate from the set value due to coolant flow, thermal expansion, etc., which may threaten safe operation.
Normally, as shown in Fig. 4, spacers 6 are interposed in multiple stages in the flow direction to maintain the above-mentioned distance, which forces the fuel rods to bend and suppresses the movement of the fuel rods. be.

第5図〜第8図に従来の燃料棒スペーサの構造を示す。The structure of a conventional fuel rod spacer is shown in FIGS. 5 to 8.

第5図において燃料棒スペーサ5は側枠6内にほぼ円筒
状のシェルフを多数連接して配置したもので、8X8=
64本の燃料棒を正方格子状に配置するようになってい
る。すなわち、全く同一形状に形成した64個の略円形
筒状のシェルフを8X8の正方格子状に配置しており、
各シェルフは相互に連接しているので、隣接する4個の
シェルフの側壁によって略四角筒状の冷却材流通路10
が形成されている。各シェルフには、スプリング8と固
定ストッパ9とをそれぞれ設け、内部に挿通される燃料
棒2を各側壁部から若干離間させて弾力的に支持するよ
うにしている。
In FIG. 5, the fuel rod spacer 5 has a number of approximately cylindrical shelves arranged in a side frame 6, 8×8=
The 64 fuel rods are arranged in a square grid. That is, 64 approximately circular cylindrical shelves formed in exactly the same shape are arranged in an 8x8 square grid,
Since each shelf is connected to each other, the side walls of the four adjacent shelves form a substantially rectangular cylindrical coolant flow passage 10.
is formed. Each shelf is provided with a spring 8 and a fixed stopper 9, so that the fuel rod 2 inserted therein is elastically supported at a slight distance from each side wall.

なお、側枠6の外面には燃料棒スペーサ5を燃ねチャン
ネル1内に支持する台形状のロブ11が固着されている
。また、燃料棒スペーサ5の材料としては、スプリング
8に発条性のあるインコネル材を用いるだけで、他の構
成部分には熱中性子吸収の、少ないジルカロイ材を用い
ている。
Note that a trapezoidal lobe 11 is fixed to the outer surface of the side frame 6 to support the fuel rod spacer 5 within the combustion channel 1. Further, as the material for the fuel rod spacer 5, only an Inconel material with springiness is used for the spring 8, and a Zircaloy material with low thermal neutron absorption is used for the other components.

ところで、今日、原子カプラントの自動制御化や、日間
負荷追従運転の導入等、運転融通性を拡大することが望
まれている。この要望に沿い、例えば沸騰水型原子炉で
は炉心の熱水力特性をより改善するため、炉心の安定性
の改善、熱的余裕の拡大、炉心圧力損失の低減等の開発
が進められている。
Nowadays, there is a desire to expand operational flexibility, such as automatic control of nuclear couplers and introduction of daily load following operation. In line with this demand, for example, in boiling water reactors, in order to further improve the thermal-hydraulic characteristics of the reactor core, development efforts are underway to improve core stability, expand thermal margin, and reduce core pressure loss. .

ここで、炉心圧力損失に着目すると、その内訳は炉心下
方から上方に向けて、オリフィス圧損、下部タイプレー
ト圧損、スペーサ圧損、位置圧損、上部タイプレート圧
損となり、ざらに摩擦圧損および加速圧損が加わる。こ
れらの圧損のうち、燃料棒スペーサ部分で生じる圧損、
すなわちスペーサ圧損は全体の約2割に相当する。
Here, if we focus on core pressure loss, its breakdown is from the bottom to the top of the core: orifice pressure loss, lower tie plate pressure loss, spacer pressure loss, position pressure loss, upper tie plate pressure loss, and to which friction pressure loss and acceleration pressure loss are added. . Among these pressure losses, the pressure loss occurring at the fuel rod spacer portion,
That is, the spacer pressure loss corresponds to about 20% of the total.

したがって、スペーサ圧損を低減することは炉心圧力損
失を大幅に低減することとなる。
Therefore, reducing spacer pressure loss will significantly reduce core pressure loss.

ところが、従来の燃料棒スペーサでは、第7図に示すよ
うに、略円形筒状のシェルフの側壁にはスプリング8(
第8図参照)を挿着するための溝12およびシェルフの
上下端部を内側に突出させてくびれ状の固定ストッパ9
を形成させたことによる溝13がおって、冷却材流通部
10とシェルフの内部との間に冷却材の流れが生ずる。
However, in the conventional fuel rod spacer, as shown in FIG. 7, a spring 8 (
(see Fig. 8) and a constricted fixed stopper 9 with the upper and lower ends of the shelf protruding inward.
The grooves 13 formed by forming the grooves 13 create a flow of coolant between the coolant flow section 10 and the inside of the shelf.

また、固定ストッパ9によりシェルフの内部の冷却材の
流れに乱れが生ずる。これらが原因となってスペーサ圧
損が増大する。ざらに、シェルフ内に流入した冷却材の
一部はシェルフの側壁部の溝12より流出するため、燃
料棒2の冷却に有効にはたらかないという問題もある。
Furthermore, the fixed stopper 9 causes disturbances in the flow of coolant inside the shelf. These factors increase spacer pressure loss. Furthermore, since a portion of the coolant that has flowed into the shelf flows out through the grooves 12 in the side wall of the shelf, there is also the problem that it does not effectively cool the fuel rods 2.

(発明が解決しようとする課題) 本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので必って
、冷却材流の圧力損失を減少させ、2相流下における冷
却材流動性を向上させることができる燃料棒スペーサを
提供することを目的とするものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention was made in view of the above circumstances, and it is necessary to reduce the pressure loss of the coolant flow and improve the coolant fluidity under two-phase flow. The purpose is to provide a fuel rod spacer that can be used.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、側枠の内部に燃料棒挿通支持用の多数の円筒
状シェルを相互に連接して設けてなる燃料棒スペーサに
おいて、前記円筒状シェルの内壁の連接部分に固定した
スプリングを設け、かつ前記内壁の非連接部分にデンプ
ルを形成せしめたことにより上記目的を達成したち“の
である。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a fuel rod spacer in which a number of cylindrical shells for supporting insertion of fuel rods are provided in a side frame in a connected manner. The above object has been achieved by providing a fixed spring in the connected portion of the inner wall of the shaped shell and forming dimples in the non-connecting portion of the inner wall.

(作用) 本発明の燃料棒スペーサは、上記したようにシェル内壁
の隣接シェルとの連接部分に固定したスプリングを設け
、ざらにシェル内壁の非連接部分にデンプルを形成せし
めて、これらにより燃料棒を保持するようにしたので、
シェル側壁には従来のような冷却材がシェル内と冷却材
流通路とを流通する溝がなくなる。したがって、シェル
内を流れる冷却材は従来のような乱れを生じないので、
スペーサ圧損を低減することができる。また、冷却材は
燃料棒の冷却に無駄なく利用されるので限界出力を向上
させることができる。
(Function) As described above, the fuel rod spacer of the present invention is provided with a spring fixed to the connecting portion of the inner wall of the shell with an adjacent shell, and roughly forms dimples in the unconnected portion of the inner wall of the shell. I decided to keep it, so
There is no longer a groove in the side wall of the shell that allows the coolant to flow between the inside of the shell and the coolant flow path as in the conventional case. Therefore, the coolant flowing inside the shell does not cause turbulence as in the conventional case.
Spacer pressure loss can be reduced. In addition, the coolant is used without waste for cooling the fuel rods, so the limit output can be improved.

(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図〜第3図を参照して説明
する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

本実施例の燃料棒スペーサ20は、従来と同様に内部に
燃料棒を挿通して支持する円筒状のシェル21を外枠2
2内に連接して正方格子状に配置し、隣接する4個のシ
ェル21の側壁に囲まれた略四角筒状の空間により冷却
材流通路23を形成しているが、シェル21の内壁の連
接部分でない個所に、その上下端に内側へ凸のデンプル
24を形成し、ざらにシェル21の連接部内壁面に固着
したスプリング25を設けている。シェル21に挿通さ
れた燃料棒2は上記デンプル24とスプリング25によ
って弾性的に圧接支持される。
The fuel rod spacer 20 of this embodiment has a cylindrical shell 21 that supports the fuel rods inserted therein, as well as an outer frame 21, as in the conventional case.
The coolant flow passage 23 is formed by a substantially rectangular cylindrical space surrounded by the side walls of four adjacent shells 21. Inwardly projecting dimples 24 are formed at the upper and lower ends of the portions that are not the connecting portions, and springs 25 are roughly fixed to the inner wall surfaces of the connecting portions of the shell 21. The fuel rod 2 inserted into the shell 21 is elastically supported by the dimple 24 and the spring 25.

本実施例のスペーサ20はこのように構成されているの
で、シェル21の側壁にスプリングを挿着するための溝
や固定ストッパを形成させたことによる溝が存在せず、
このため上流側よりシェル21内、  に流入する冷却
材の流れは、従来のようにシェル内と冷却材流通路との
間を流通して乱流となることがない。
Since the spacer 20 of this embodiment is configured in this way, there is no groove for inserting a spring in the side wall of the shell 21 or a groove formed by forming a fixed stopper.
Therefore, the flow of coolant flowing into the shell 21 from the upstream side does not flow between the inside of the shell and the coolant flow path and become turbulent, unlike in the conventional case.

したがって、燃料棒2表面とシェル21の内壁とで形成
されている狭窄間26での蒸気気泡による流動抵抗を低
減でき、気液2相流流動条件下での圧損特性を向上する
ことができる。
Therefore, flow resistance due to steam bubbles in the constriction 26 formed between the surface of the fuel rod 2 and the inner wall of the shell 21 can be reduced, and pressure drop characteristics under gas-liquid two-phase flow conditions can be improved.

またシェル21内と冷却材流通路23とが相互に隔離さ
れているので、冷却材の整流効果を増大することができ
、またシェル21内に流入する冷却材は燃料棒2を冷却
するのに無駄なく利用されるので限界出力を向上させる
ことができるという効果を生ずる。
Further, since the inside of the shell 21 and the coolant flow passage 23 are isolated from each other, the rectifying effect of the coolant can be increased, and the coolant flowing into the shell 21 is used to cool the fuel rods 2. Since it is used without waste, it has the effect that the marginal output can be improved.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、2相流動条件下で
の圧力損失を低減させ、かつ限界出力を増大することが
できる。そしてかかる効果により冷却材駆動ポンプの容
量を小さくすることも可能である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, pressure loss under two-phase flow conditions can be reduced and the limit output can be increased. Due to this effect, it is also possible to reduce the capacity of the coolant-driven pump.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図および第3図は本発明の燃料棒スペーサ
の一実施例を示すもので、それぞれ平面図、正面図およ
び斜視図である。第4図は従来の燃料集合体の斜視図、
第5図および第6図はそれぞれ従来の燃料棒スペーサの
平面図および正面図、第7図は第5図におけるシェルの
斜視図、第8図は第5図におけるスプリングの斜視図で
ある。 2・・・燃料棒 20・・・燃料棒スペーサ 21・・・円筒状シェル 22・・・側枠 23・・・冷却材流通路 24・・・デンプル 25・・・スプリング 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  第子丸 叶 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図
FIGS. 1, 2, and 3 show an embodiment of the fuel rod spacer of the present invention, and are a plan view, a front view, and a perspective view, respectively. Figure 4 is a perspective view of a conventional fuel assembly;
5 and 6 are respectively a plan view and a front view of a conventional fuel rod spacer, FIG. 7 is a perspective view of the shell in FIG. 5, and FIG. 8 is a perspective view of the spring in FIG. 5. 2...Fuel rod 20...Fuel rod spacer 21...Cylindrical shell 22...Side frame 23...Coolant flow passage 24...Demple 25...Spring agent Patent attorney Nori Chika Ken Yudo Daishimaru Kano Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)側枠の内部に燃料棒挿通支持用の多数の円筒状シ
ェルを相互に連接して設けてなる燃料棒スペーサにおい
て、前記円筒状シェルの内壁の連接部分に固定したスプ
リングを設け、かつ前記内壁の非連接部分にデンプルを
形成せしめたことを特徴とする燃料棒スペーサ。
(1) A fuel rod spacer comprising a plurality of interconnected cylindrical shells for supporting fuel rod insertion inside a side frame, in which a spring fixed to the interconnected portion of the inner wall of the cylindrical shells is provided, and A fuel rod spacer characterized in that dimples are formed in non-connecting portions of the inner wall.
JP63004871A 1988-01-14 1988-01-14 Fuel rod spacer Pending JPH01182794A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63004871A JPH01182794A (en) 1988-01-14 1988-01-14 Fuel rod spacer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63004871A JPH01182794A (en) 1988-01-14 1988-01-14 Fuel rod spacer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01182794A true JPH01182794A (en) 1989-07-20

Family

ID=11595734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63004871A Pending JPH01182794A (en) 1988-01-14 1988-01-14 Fuel rod spacer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01182794A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4544522A (en) Nuclear fuel assembly spacer
US4923669A (en) Nuclear fuel rod grid spring and dimple structures having chamfered edges for reduced pressure drop
US4698204A (en) Intermediate flow mixing nonsupport grid for BWR fuel assembly
IT8322456A1 (en) SPACER FOR NUCLEAR FUEL ASSEMBLY
US4357298A (en) Nuclear fuel assembly space arrangement
JPH07198884A (en) Spacer
US5778035A (en) Control of coolant flow in a nuclear reactor
US4740350A (en) BWR fuel assembly having fuel rod spacers axially positioned by exterior springs
EP0563694B1 (en) Low pressure drop spacer for nuclear fuel assemblies
JPH05341074A (en) Spacer band optimizing the clearance between fuel bundle and channel in boiling water reactor
US5272741A (en) Nuclear fuel assembly
JPH08179070A (en) Fuel assembly for pressurised water reactor
KR100900917B1 (en) Space grid for dual cooling nuclear fuel rods by using a supporting structure at intersection
JPH01182794A (en) Fuel rod spacer
JP3676615B2 (en) Fuel assemblies and reactor cores
JP4416970B2 (en) Fuel spacer and fuel assembly
JP2656287B2 (en) Fuel rod spacer
JPH0634716Y2 (en) Fuel assembly spacer
JPH01121793A (en) Fuel rod spacer
JPH0198994A (en) Fuel assembly
JPH06214073A (en) Nuclear fuel spacer
JPS6228689A (en) Large-diameter water rod
JPS61226687A (en) Fuel rod spacer
JPH0533357B2 (en)
JPH0634052B2 (en) Fuel rod spacer