JPH02147889A - Fuel assembly for boiling water reactor - Google Patents

Fuel assembly for boiling water reactor

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JPH02147889A
JPH02147889A JP63299565A JP29956588A JPH02147889A JP H02147889 A JPH02147889 A JP H02147889A JP 63299565 A JP63299565 A JP 63299565A JP 29956588 A JP29956588 A JP 29956588A JP H02147889 A JPH02147889 A JP H02147889A
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JP
Japan
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fuel
channel box
channel
spacer
bundle
Prior art date
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Pending
Application number
JP63299565A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Ueda
精 植田
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Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02147889A publication Critical patent/JPH02147889A/en
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    • 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

Abstract

PURPOSE:To improve stability to fluid vibration by forming fuel spacer abutting parts at channel box thin-thickness parts. CONSTITUTION:Channel abutting parts 6 are formed on both sides of the outer peripheral part of fuel spacers 2, which are all in the same structure; and the internal surfaces 41, 42, and 43 of channel box 4 decrease in thickness toward the downstream side of a cooling material. Here, the thin internal surfaces 42 and 43 are dimpled to form the spacer abutting parts 5 and a fuel bundle 3 is supported from inside. No spacer abutting part 5, however, is provided at a position next to where the thick part becomes the thin part, and gaps 71 and 72 are formed between the channel box 4 and spacers 2 as shown in figures (C) and (D). Consequently, the bundle is prevented from vibrating owing to a cooling water flow and vibrating laterally owing to an earthquake, thereby improving the mechanical soundness.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は沸騰水型原子炉用燃料集合体に係り、特に熱的
余裕の向上を行った燃料集合体にお(プる耐震健全性お
よび流体振動に対する安定性の向上を図った沸騰水型原
子炉用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 for a boiling water nuclear reactor, and particularly to a fuel assembly with improved thermal margin. This invention relates to a fuel assembly for a boiling water reactor that has improved seismic integrity and stability against fluid vibration.

(従来の技術) 沸騰水型原子炉(BWR>の燃料集合体は、金属製被覆
管の内部に核燃料物質を充填した多数の燃料棒を規則正
しく配列したもの(燃料バンドル)が方形のチャンネル
ボックスの内部に収納されて構成されている。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。すなわら、BWRの炉心の
各燃料集合体およびi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料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、即ち発熱部
下端の近!では気泡は発生しないが、下端付近を除くと
チャ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あるため
、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。
(Prior Art) A fuel assembly for a boiling water reactor (BWR) consists of a metal cladding tube in which a large number of fuel rods filled with nuclear fuel material are regularly arranged (fuel bundle) in a rectangular channel box. It is configured by being stored inside.
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. In other words, the fuel assemblies and i control rods in the BWR 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. It is structured so that it flows in the opposite direction. The fuel rods generate heat due to the nuclear fission reaction, and the cooling water removes that heat from the fuel rods while flowing upward (
flowing downstream). A portion of the cooling water evaporates and generates bubbles (voids). Near the effective lower end of the core, that is, the lower end of heat generation! However, bubbles are generated everywhere in the core inside the channel box except near the bottom end, and from the axial center of the core to the top end, the proportion of air bubbles occupying the cooling water passage, that is, voids. The ratio increases significantly and exceeds 70% near the top of the core. When the void ratio increases, the cross-sectional area of the cooling water passage in the direction perpendicular to the axis is 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).

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、圧力損失が大きい
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 will cause a decrease. Therefore, if this pressure loss can be reduced, the pump power can be reduced.

ところで、原子力発電の経済性向上の観点から、近年い
ろいろの研究がなされている。例えば、燃料ハンドル内
で燃料棒間の間隙を変えることによって、原子炉運転中
の中性子増倍率を向上させ、それによって運転サイクル
の長期化を達成し、燃焼度を伸長させることができるこ
とが判ってぎた。
Incidentally, various studies have been conducted in recent years from the perspective of improving the economic efficiency of nuclear power generation. For example, it has been found that by varying the spacing between fuel rods within the fuel handle, it is possible to improve the neutron multiplication factor during reactor operation, thereby achieving longer operating cycles and extending burnup. I got it.

このように、原子炉運転中の中性子増倍率が向上する原
因は、燃料棒相互効果により、共鳴を逃れる確率が向上
できること、熱中性子利用率はやや不利になるものの、
原子炉を高温で出力運転中にはその不利になる程度が抑
制されるという現象に基いている。この研究の一端は、
本発明者らににつで特開昭62−75378@に開示さ
れている。
In this way, the reason why the neutron multiplication factor improves during reactor operation is that the probability of escaping resonance can be improved due to the mutual effect of the fuel rods, and although the thermal neutron utilization rate is slightly disadvantageous,
This is based on the phenomenon that the degree of disadvantage is suppressed when a nuclear reactor is operated at high temperature and output. Part of this research is
This method was disclosed by the present inventors in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-75378@.

ところが、燃料棒間の間隙を燃料バンドル内で変化させ
ることは、冷却材に流れ易い所と流れにくい所を構成す
ることに対応するため、新たな対応が必要となる。冷却
材の流れが悪くなると熱的余裕が減少し、燃料健全性が
確保される余裕が低下することになるためである。
However, changing the gap between the fuel rods within the fuel bundle corresponds to configuring areas where the coolant flows easily and areas where it does not flow easily, so new measures are required. This is because when the coolant flow deteriorates, the thermal margin decreases, and the margin for ensuring fuel integrity decreases.

本発明者等はこれを改善するために、特願昭62−25
6191@に示す発明を行った。すなわち、この発明は
、上端に上部タイプレートを。
In order to improve this, the inventors of the present invention applied for a patent application filed in
He made the invention shown in 6191@. That is, this invention has an upper tie plate at the upper end.

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。
A lower tie plate is arranged at the lower end, a plurality of spacers are arranged at predetermined intervals between the upper tie plate and the lower tie plate, and the upper tie plate is arranged at a lower end thereof.

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、燃料棒周辺を燃料棒の軸方向に流れ、燃料棒で発生
する熱を除去する冷却水の流れが、燃料バンドル内で少
なくとも冷却材の下流において不均一となるごとく構成
された燃料集合体において、前記ヂV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もの
である。
Using a lower tie plate and multiple spacers, a large number of fuel rods are regularly arranged to form a fuel bundle, and a metal channel box is placed around the outer periphery of the fuel bundle to allow flow around the fuel rods in the axial direction of the fuel rods. In a fuel assembly configured such that the flow of cooling water for removing heat generated in the fuel rods is non-uniform within the fuel bundle at least downstream of the coolant, the tunnel box has an external shape similar to that of a channel box. is uniform in the axial direction of
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, increasing the internal cross-sectional area of the channel box. It is structured as follows.

ところで、上記特願昭62−256191@に開示され
た燃料集合体はチャンネルボックス内外の水流、すなわ
ち、インチヤンネルフローとアウトチャンネルフローの
違いから生じる水圧差によりチャンネルボックスにおけ
る発生応力の分布と地震時発生する応力の合成値および
中性子照射と前記水圧差に基づく応力によって生じるチ
ャンネルクリープ現象に着目し、チャンネルボックスの
軸方向において減肉可能な分布を明らかにし、減肉可能
な部分が正しく燃料集合体の熱的余裕改善で特に効果的
である部分と一致することを発見し、チャンネルボック
スの下流側を削ってチャンネルボックス内側の面積が拡
大するように構成したものである。
By the way, the fuel assembly disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 62-256191@ has a water flow inside and outside the channel box, that is, a water pressure difference caused by the difference between the inch channel flow and the out channel flow, and the stress distribution in the channel box and the earthquake. By focusing on the combined value of the generated stress and the channel creep phenomenon caused by the stress caused by neutron irradiation and the water pressure difference, we clarified the distribution of possible thinning in the axial direction of the channel box, and determined that the parts that can be thinned are correctly assembled into the fuel assembly. The team discovered that this corresponds to the part that is particularly effective in improving the thermal margin of the channel box, and the downstream side of the channel box was shaved to expand the area inside the channel box.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、前記特願昭62−256191号の燃料集合
体に検討を加えているうちに、地震時発生応力には燃料
スペースが軸方向に離間配置されていることに基づく局
所的な応力の発生がおり、燃料集合体の健全性向上には
ざらに改良の余地がおることが明らかになった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, while considering the fuel assembly of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 62-256191, it was discovered that the fuel spaces are spaced apart in the axial direction due to the stress generated during earthquakes. As a result, local stress was generated, and it became clear that there was room for improvement in improving the integrity of the fuel assembly.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、地震発生時の燃料集合体の健全性をさらに向上し、か
つ燃料スペーサの構造を軸方向に同じとしながらチャン
ネルボックスの内面と該スペーサとの当接を良好なもの
とし、流体振動に対する安定性の向上を図った沸騰水型
原子炉用燃料集合体を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to further improve the soundness of a fuel assembly in the event of an earthquake, and to keep the structure of the fuel spacer the same in the axial direction while keeping the structure of the fuel spacer the same in the axial direction. It is an object of the present invention to provide a fuel assembly for a boiling water reactor that has good contact with a spacer and has improved stability against fluid vibrations.

[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、多数の燃料棒を
燃料スペーサを用いて規則的に配置して燃料ハンドルと
なし、該燃料バンドルを取り囲むようにチャンネルボッ
クスを配置し、該チャンネルボックスの肉厚はチャンネ
ルボックス内を流れる冷却水の下流側において流路面積
が拡大するごとく下流側に向って段階的に薄肉とされた
沸騰水型原子炉用燃料集合体において、肉厚が段階状に
厚肉側から薄肉側に変化した次に位置する燃料スペーサ
は、燃料集合体を垂直に直立静止させた状態において当
該チャンネルボックスの内面に当接しない程度に離間さ
れており、その他のチャンネル当接部では燃料スペーサ
位置に対応してチャンネルボックスの内側に向かって凸
部を形成するごとく外側から内側へゲインプリングを行
い燃料スペーサ当接部を構成したことを特徴とするもの
でおる。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel handle in which a large number of fuel rods are regularly arranged using fuel spacers, and the fuel rods are arranged regularly using fuel spacers. A channel box is arranged to surround the bundle, and the wall thickness of the channel box is made gradually thinner toward the downstream side so that the flow area of the cooling water flowing inside the channel box increases. In fuel assemblies for nuclear reactors, the next fuel spacer whose wall thickness changes stepwise from the thicker side to the thinner side is placed on the inner surface of the channel box when the fuel assembly is standing vertically and stationary. At other channel contact parts, gain pulling is performed from the outside to the inside to form a convex part toward the inside of the channel box corresponding to the fuel spacer position, and the fuel spacer contact part It is characterized by comprising the following.

(作 用) 本発明の沸騰水型原子炉用燃料集合体は、チャンネルボ
ックスの肉厚を冷却水の上流側において厚肉とし、下流
側に向かって階段的に薄肉とし、肉厚が階段的に厚肉側
から薄肉側へ変化した下流側に位置する燃料スペーサが
燃料集合体を垂直静止させた状態において、チャンネル
ボックスの内側に当接しないように、離間させた構成と
したので、地震発生時の水平撮動時、該燃料スペーサが
チャンネルボックスに与える局所的応力は著しく緩和さ
れ、応力が集中しがちな肉厚段差部分の応力が大幅に低
減し、燃料集合体の健全性が向上する。
(Function) In the boiling water reactor fuel assembly of the present invention, the wall thickness of the channel box is thick on the upstream side of the cooling water, and thinner in a stepwise manner toward the downstream side. The fuel spacer located on the downstream side, which changes from the thick wall side to the thin wall side, is spaced apart so that it does not come into contact with the inside of the channel box when the fuel assembly is vertically stationary, thereby preventing the occurrence of an earthquake. During horizontal photography, the local stress exerted by the fuel spacer on the channel box is significantly alleviated, and the stress at the thick stepped portion where stress tends to be concentrated is significantly reduced, improving the integrity of the fuel assembly. .

また、その他のチャンネル薄肉部では燃料スペーザ位首
に対応してチャンネルボックスの内側に向って凸部を形
成するごとく外側から内側ヘディンブリングを行い燃料
スペーサ当接部としたので、燃料バンドルはチャンネル
当接部(スペーサの外側に凸とした部分)に当接し、チ
ャンネルボックスで燃料集合体の軸と直角方向の位置決
めが行われるので、冷却水の流れによるバンドルの振動
や地震横揺れによる撮動がなくなり、燃料の機械的健全
性が向上する。
In addition, in other thin-walled portions of the channel, inward heading was performed from the outside to form a convex portion toward the inside of the channel box corresponding to the fuel spacer neck, which served as the fuel spacer contact portion, so that the fuel bundle did not come into contact with the channel. The channel box makes contact with the contact part (the convex part on the outside of the spacer), and the channel box positions the fuel assembly in a direction perpendicular to its axis, preventing vibrations of the bundle caused by the flow of cooling water and imaging caused by seismic lateral shaking. This improves the mechanical integrity of the fuel.

(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一部縦断面図、同図
(8)〜(E)は第1図(A)のイーイ線〜二−二線に
沿う横断面の略半分を示した図である。
FIG. 1(A) is a partial vertical sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. It is a diagram showing a half.

本実施例の燃料集合体は、多数の燃料棒1を燃料スペー
サ2を用いて規則的に配列して燃料ハンドル3となし、
この燃料バンドル3を取り囲むようにチャンネルボック
ス4を配置している。
The fuel assembly of this embodiment has a large number of fuel rods 1 arranged regularly using fuel spacers 2 to form a fuel handle 3,
A channel box 4 is arranged to surround this fuel bundle 3.

ところで、燃料スペーサ2は第2図の(八)の平面図お
よび(B)の正面図に示すように、その外周部の両側部
にそれぞれチャンネル当接部6が形成されておりすべて
同一構造であるが、チャンネルボックス4は上方(冷却
材下流)はど流路拡大のため内側が削り取られて41.
42.43のように簿くなっている。したがって、その
ままでは厚肉部41を除きバンドル3は垂直時、チャン
ネルボックス内面では支えられないことになる。これを
避けるために薄肉部42.43ではチャンネルボックス
4の外側から内側に向ってデインプリングを行ない内側
に凸部5を形成している。この凸部5を本発明ではスペ
ーサ当接部とよぶことにする。しかしながら、スペーサ
当接部5をすべて同一構造にするのではなく、厚肉部か
ら薄肉側へ(すなわち厚肉部から中肉部へ及び中肉部か
ら薄肉部へ)移った次に来るスペーサ部ではチャンネル
ボックス4の内面にはスペーサ当接部5を設けないよう
に構成している。したがって、チャンネルボックス4と
スペーサ2との間に間隙71.72が形成される。この
ため、地震などでバンドル3に横揺れが生じたときでも
応力が集中し易い薄肉側段差部に応力が集中しない。す
なわち、バンドル3がチせンネルボックス4に当接しな
いのでチャンネルボックス4の健全性が向上する。段差
の厚肉側に当接するスペーサ位置はなるべく段差部から
離れるように肉厚段差位置を決定する。これによって上
記応力集中の更なる制御が図られる。
By the way, as shown in the plan view of (8) and the front view of (B) of FIG. 2, the fuel spacer 2 has channel contact portions 6 formed on both sides of its outer periphery, and they all have the same structure. However, the inside of the channel box 4 has been shaved off in order to enlarge the upper (coolant downstream) flow path.
It is written as 42.43. Therefore, if left as is, the bundle 3, except for the thick portion 41, will not be supported by the inner surface of the channel box when it is vertical. In order to avoid this, in the thin wall portions 42 and 43, dimples are performed from the outside of the channel box 4 toward the inside to form the convex portion 5 on the inside. In the present invention, this convex portion 5 will be referred to as a spacer contact portion. However, instead of making all the spacer contact parts 5 have the same structure, the next spacer part moves from the thick part to the thin part (that is, from the thick part to the middle part and from the middle part to the thin part). In this case, the channel box 4 is configured so that the spacer contact portion 5 is not provided on the inner surface thereof. Therefore, gaps 71 and 72 are formed between the channel box 4 and the spacer 2. Therefore, even when the bundle 3 is shaken horizontally due to an earthquake or the like, stress does not concentrate on the thin-walled side step portion where stress tends to be concentrated. That is, since the bundle 3 does not come into contact with the channel box 4, the health of the channel box 4 is improved. The thickness step position is determined so that the spacer position that contacts the thick side of the step is as far away from the step portion as possible. This allows further control of the stress concentration.

次に、本発明による作用をチャンネルボックスに動く応
力面から説明する。
Next, the effect of the present invention will be explained from the perspective of the stress surface moving in the channel box.

冷却水は第3図(^)に示すように、チャンネルボック
ス内外を流れるが、ヂVンネルボックス内での水圧差で
発生する応力△Pは同図(B)のように上流はど大きい
。また、地震時発生応力σは水平撮動と考えられるが、
チャ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。したがって、地震時に発生する応
力σの最大は第3図(C)に示すように、中央よりやや
上方にシフトしている。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△P+σは第3図
(D)に示すようになる。
As shown in Fig. 3 (^), the cooling water flows inside and outside the channel box, but the stress △P generated by the water pressure difference within the channel box is much greater upstream, as shown in Fig. 3 (B). In addition, the stress σ generated during an earthquake is considered to be taken horizontally, but
The bottom end of the channel box is almost a fixed end,
The top edge is somewhat variable. Therefore, the maximum stress σ generated during an earthquake is shifted slightly upward from the center, as shown in FIG. 3(C). Therefore, when the resultant stress acting on the channel box is determined, the resultant stress ΔP+σ is as shown in FIG. 3(D).

第4図は第3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. 4 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 shown in FIG. 3.

第4図(八)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10をスベーナSP1〜SP
7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11内に収納し、その下端に下部タイプレート12
を、またその上端に上部タイブレー!・13を取り付け
ている。
Figure 4 (8) is a schematic configuration diagram of a normal fuel assembly,
In the illustrated fuel assembly, fuel rods 10 are connected to Svena SP1 to SP1.
7, the regularly arranged fuel bundles are stored in the channel box 11, and a lower tie plate 12 is placed at the lower end of the channel box 11.
, and also the top tie-brake on its top edge!・13 is installed.

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4
図(B)で示すように、上流側の(イ)の範囲であるか
ら、本発明ではこの部分より上流側のチャンネルボック
ス4の肉厚41は厚くされている。これ以降の下流側の
合成応力はほぼ横ばいとなり、またチャンネルボックス
全長1」の上流側はぼ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4の肉厚は合成
応力の低下に伴ない階段的に41.42と薄くされてい
る。
By the way, the channel creep phenomenon occurs due to the pressure difference between the inside and outside and neutron irradiation, but the range where this phenomenon is likely to occur is in the fourth region.
As shown in Figure (B), since this is the range (A) on the upstream side, in the present invention, the wall thickness 41 of the channel box 4 on the upstream side of this area is made thicker. After this, the resultant stress on the downstream side remains almost the same, and the resultant stress on the upstream side of the channel box total length 1'' becomes even smaller after about 173 days, so the wall thickness of channel box 4 will change as the resultant stress decreases. It is gradually thinned to 41.42.

したがって、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、炉心上手部での出力が上昇し、出力分
布は平坦化し、燃1’l健仝性も向上する。また、どの
スペーサ(spl〜5i)7 )もチャンネルボックス
に当接するようにすると、スペーサsp3とsp6で破
線へのような局所応力が発生するが、本発明のようにス
ペーサsp3とSp6はチャンネルボックスに当接しな
いように構成するので、破線ハのような局所応力は発生
しない。スペーサSp3に対してはスペーサSp2とS
p4において、スペーサSp6に対してはスペー(JS
p5とSp7において若干応力が高まるが、肉厚段差部
分から離れているため、段差部分での応力の増大は避け
られ燃料健全性がざらに向上する。
Therefore, the amount of cooling water as a moderator in the upper half of the core increases, so the power in the upper part of the core increases, the power distribution becomes flat, and the fuel integrity improves. Furthermore, if any spacer (spl~5i)7) is brought into contact with the channel box, local stress as shown in the dashed line will occur in the spacers sp3 and sp6, but as in the present invention, the spacers sp3 and sp6 are in contact with the channel box. Since the structure is configured so that it does not come into contact with , local stress as indicated by the broken line C does not occur. For spacer Sp3, spacers Sp2 and S
In p4, spacer (JS
Stress increases slightly at p5 and Sp7, but since they are far from the thick stepped portion, an increase in stress at the stepped portion is avoided, and fuel integrity is greatly improved.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の沸騰水型原子炉用燃料集
合体によると、チャンネルボックスの肉厚を冷却水の上
流側において厚肉とし、下流側に向かって階段的に薄肉
とし、肉厚が階段的に厚肉側から薄肉側へ変化した下流
側に位置する燃料スペーサが燃料集合体を垂直静止させ
た状態において、チャンネルボックスの内側に当接しな
いように離間させた構成としたので、地震発生時の水平
(騒動時、燃料スベー■すがチャンネルボックスに与え
る局所的応力は著しく緩和され、応力が集中しがらな肉
厚段差部分の応力が大幅に低減し、燃料集合体の健全性
が向上する。また、その他のチャンネル薄肉部では燃料
スペーサ位置に対応してチャンネルボックスの内側に向
って凸部を形成して燃料スペーサ当接部としたので、燃
料バンドルはチャンネル当接部に当接し、チャンネルボ
ックスで燃Fl集合体の軸と直角方向の位置決めが行わ
れるので、冷却水の流れによるバンドルの振動や地震横
揺れによる撮動がなくなり、燃料の機械的健全性が向上
する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the fuel assembly for a boiling water reactor of the present invention, the wall thickness of the channel box is made thicker on the upstream side of the cooling water, and stepped in a stepped manner toward the downstream side. The fuel spacer, which is located on the downstream side and whose wall thickness changes stepwise from the thick side to the thin side, is spaced apart so that it does not come into contact with the inside of the channel box when the fuel assembly is vertically stationary. Because of this structure, the local stress exerted on the horizontal (fuel base) channel box in the event of an earthquake (in the event of a commotion) is significantly alleviated. The integrity of the assembly is improved.Also, in the other thin channel parts, protrusions are formed toward the inside of the channel box corresponding to the fuel spacer position to serve as fuel spacer abutting parts, so the fuel bundle does not fit into the channel. Since the channel box makes contact with the abutting part and positions the fuel-flour assembly in a direction perpendicular to the axis of the fuel-flour assembly, vibration of the bundle due to the flow of cooling water and imaging due to seismic lateral shaking are eliminated, and the mechanical integrity of the fuel is improved. will improve.

【図面の簡単な説明】 第1図(^)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CB)〜([)は
第1図(^)のイーイ線〜二−二線に沿う横断面図、第
2図(A)および(8)は第1図のスペーサの平面図お
よび正面図1、第3図(^)〜(D)は本発明に係るチ
ャンネルボックスに動く合成応力を説明するための図、
第4図(A)〜(C)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。 1.10・・・燃料棒 2・・・スペーサ 3・・・燃料バンドル 4.11・・・チャンネルボックス 5・・・スペーサ当接部 6・・・チVンネル当接部 12・・・下部タイプレート 13・・・上部タイプレート (8733)代理人 弁理士 猪股祥晃 (ほか 1名) CD) 第 図
[Brief Description of the Drawings] Figure 1 (^) is a vertical cross-sectional view of a channel box that constitutes the main components of an embodiment of the present invention, and Figure CB) to ([) are 2 (A) and (8) are plan views and front views of the spacer in FIG. A diagram for explaining the resultant stress moving in such a channel box,
FIGS. 4(A) to 4(C) are diagrams for explaining the channel box of the present invention in terms of thermal hydraulics. 1.10 Fuel rod 2 Spacer 3 Fuel bundle 4.11 Channel box 5 Spacer contact portion 6 Channel V channel contact portion 12 Lower part Tie plate 13... Upper tie plate (8733) Agent: Yoshiaki Inomata, patent attorney (and one other person) CD) Fig.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多数の燃料棒を燃料スペーサを用いて規則的に配
置して燃料バンドルとなし、該燃料バンドルを取り囲む
ようにチャンネルボックスを配置し、該チャンネルボッ
クスの肉厚はチャンネルボックス内を流れる冷却水の下
流側において流路面積が拡大するごとく下流側に向つて
段階的に薄肉とされた沸騰水型原子炉用燃料集合体にお
いて、肉厚が段階状に厚肉側から薄肉側に変化した次に
位置する燃料スペーサは、燃料集合体を垂直に直立静止
させた状態において当該チャンネルボックスの内面に当
接しない程度に離間されており、その他のチャンネル薄
肉部では燃料スペーサ位置に対応してチャンネルボック
スの内側に向かつて凸部を形成するごとく外側から内側
へディンプリングを行い燃料スペーサ当接部を構成した
ことを特徴とする沸騰水型原子炉用燃料集合体。
(1) A large number of fuel rods are regularly arranged using fuel spacers to form a fuel bundle, a channel box is arranged to surround the fuel bundle, and the wall thickness of the channel box is determined by the cooling that flows inside the channel box. In fuel assemblies for boiling water reactors whose walls are gradually thinner toward the downstream side so that the flow path area expands downstream, the wall thickness changes from thicker to thinner in a stepwise manner. The next fuel spacer is spaced apart enough that it does not come into contact with the inner surface of the channel box when the fuel assembly is standing still vertically, and in the other thin channel parts, the channels correspond to the fuel spacer positions. 1. A fuel assembly for a boiling water reactor, characterized in that a fuel spacer abutting portion is formed by dimpling from the outside to the inside so as to form a convex portion toward the inside of the box.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003073435A3 (en) * 2002-02-27 2004-01-15 Framatome Anp Gmbh Spacer for a fuel element of a boiling water reactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003073435A3 (en) * 2002-02-27 2004-01-15 Framatome Anp Gmbh Spacer for a fuel element of a boiling water reactor
US7555093B1 (en) 2002-02-27 2009-06-30 Areva Np Gmbh Spacer for a fuel assembly of a boiling water reactor

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