JPH02271292A - 制御棒クラスタ案内管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加圧水型原子炉の燃料集合体に挿入されたり
同燃料集合体から引き抜かれたりする制御棒クラスタを
案内するための制御棒クラスタ案内管に関するものであ
る。

［従来の技術］ 加圧水型原子炉においては、第４図に示すように、原子
炉容器１内に装荷されて炉心４を形成する複数（図には
代表的に１体のみを示す）の燃料集合体３の上方に位置
する上部構造物８内に、制御棒クラスタ案内管（以下、
単に案内管という）７が整列して垂設されており、原子
炉容器１の着脱自在な蓋体２に装着された制御棒駆動装
置９の駆動軸１０により把持された制御棒クラスタ６（
第５図参照）が、制御棒駆動装置９の作動時に、上述の
案内管７により案内且つ支持されされながら、対。

応の燃料集合体３内に挿入されたり同燃料集合体３から
引き抜かれるようになっている。

この制御棒クラスタ６は、第５図に示すように、周知の
スパイダ軸６ａから放射状に延びるスパイダ６ｂによっ
て房状に保持された複数の制御棒６Ｃから形成されてい
る。同制御棒クラスタ６は、第４図において鎖線■で囲
まれた領域を示す第７図から分かるように、そのスパイ
ダ軸６ａの上端で駆動軸１０の下端に周知の態様で結合
されている。制御棒クラスタ６の駆動は、原子炉容器１
の蓋体２に上述のごとく立設された制御棒駆動装′ｆ！
、９の駆動軸１０によって行なわれるが、第７図におい
ては制御棒クラスタ６は案内管７内へ引っ込んだ位置に
ある。

一方、各案内管７は、第４図及び第６図から諒解される
ように、上部炉心支持板１１の上方にある上部案内管７
ａと、同上部炉心支持板１１及び上部炉心板５の間に位
置する下部案内管７ｂとからなっている。第８図に示す
ようにほぼ円形断面の上部案内管７ａ内には、軸方向に
離間した複数の上部案内板１３が装着されており、また
、第９図に示すようにほぼ角筒断面の下部案内管７ｂ内
には、軸方向に離間した複数の中間案内板１４が挿入さ
れている。

各案内板１３．１４は第５図に示した制御棒クラスタ６
の運動を案内するために、制御棒クラスタ６のスパイダ
軸６ａ、スパイダ６ｂ及び制御棒６Ｃの通過をそれぞれ
許容する、中央開口１３ａ、１４ａ、スリット１３ｂ、
１４ｂ及びＣ形断面溝１３ｃ、１４ｃをそれぞれ有する
。

更に、第６図に示すように、下部案内管７ｂの底板もし
くは下部フランジ１７の近傍上方には、下部案内板１６
が挿入されており、同下部案内板１６と底板１７との間
には、角筒形の下部案内管７ｂの各辺について２個、合
計８個の開口部１５が形成されている。下部案内板１６
と底板１７との間はコンティニュアス部と呼ばれており
、この部分においては、上述のように開口部１５が形成
されているため、後述するように冷却材の流れ方向が変
化するので、第６図及び第１０図から分かるように、複
数の案内筒１８と複数の開板１９とが連続的に延びてい
て、冷却材の流れにより励振が生じないように第５図に
示した制御棒６ｃを保護するようになつ・ている。

しかし、第１１図に示すように、従来、案内筒１８及び
開板１９の上端は、上方の開口部近傍の下部案内板１６
で終端しており、それ等の下端は、下部案内管７ｂの底
板１７で終端していた。

［発明が解決しようとする課題］ このような加圧木型原子炉の運転時においては、第４図
に矢印で示すように、水冷却材の主流は、原子炉容器１
の側部上方に一体的に設けられた入口ノズル１ａから原
子炉容器１内に流入して、原子炉容器１と炉心槽４ａと
の間の環状下降領域を流下し、原子炉容器１の底部プレ
ナムで反転して上昇流となってから、下部炉心支持板１
２の流路孔を経て炉心４を上方に通過する。その際に燃
料集合体３によって加熱された冷却材は、上部炉心板５
の流路孔（図示せず）を経て上部構造物８に流入し、こ
こで案内管７の内部を上昇しながら、冷却材の一部は同
案内管７に形成された開口部１５から出て横方向に流れ
の向きを変え、出口ノズル１ｂから流出する。また、冷
却材の残りの一部は案内管７内を更に上方に流れ、上述
のコンティニュアス部を去って案内筒及び開板が設けら
れていない領域に至る。

しかし、前述したように、案内筒１８及び開板１９の上
端は開口部１５の近傍の下部案内板１６で終端しており
、それ等の下端は下部案内管７ｂの底板１７で終端して
いたので（第１１図参照）、下部案内板１６より上方に
おいては、制御棒６ｃが冷却材の流れに直接さらされて
、制御棒クラスタ６が励振され、また、底板１７と燃料
集合体３の上部ノズル３ａ（第１１図参照）との間にお
いても制御棒６ｃが冷却材の流れに直接さらされ、制御
棒クラスタ６が励振される可能性がある。

制御棒クラスタ６が上述のように励振されると、同制御
棒クラスタ６の制御棒６ｃがそれを支持し案内する案内
板１３．１４．１６や底板１７に接触し、制御棒クラス
タ６に摩耗が発生する可能性がある。

従って、本発明の目的は、制御棒クラスタが冷用材の流
れになるべく直接さらされることのない制御棒クラスタ
案内管を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、燃料集合体内に挿入された
り同燃料集合体から引き抜かれたりする制御棒クラスタ
を案内するため、前記燃料集合体の上方に整列して配置
される制御棒クラスタ案内管は、本発明によると、軸方
向に離間して内部に配置された複数の案内板と、同案内
板を貫いて軸方向に延びる複数の案内筒及び開板とを備
え、該案内筒及び開板の上端が最下方の案内板を超えて
その上方の案内板に向かい上方に延びている。

また、本発明によると、上述の目的は、底板もしくは下
部フランジと、該下部フランジの上方で軸方向に離間し
て内部に配置された複数の案内板と、同案内板を貫いて
軸方向に延びる複数の案内筒及び開板とを備え、該案内
筒及び開板の下端が前記下部フランジを超えて燃料集合
体の上部ノズル内に挿入されている、制御棒クラスタ案
内管によっても達成される。

［作用］ 原子炉の運転中、制御棒クラスタ案内管に入った冷却材
の一部は、横向きに流れ方向を変え、同案内管の下端部
に形成された開口部を経て案内管外に出る。また、冷却
材の残りの一部は更に上方に流れるが、最下方の案内板
の上方にも案内筒及び開板が存在し、制御棒が冷却材に
直接さらされることを防止している。

また、案内筒及び開板の下端が案内管の底板もしくは下
部フランジを超えて燃料集合体の上部ノズルに向かい下
方に延びている場合には、燃料集合体の上部ノズルと案
内管底板との間に制御棒が存在していても、同制御棒は
燃料集合体から出て案内管に入る前の冷却材に直接さら
されることはない。

［実施例］ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。

第１Ａ図は本発明の第１実施例を示しており、案内管７
は、その下部案内管７ｂを上部炉心板５上番こ。

周知の方法で装着して燃料集合体く図示せず）に整列し
て配設されている。案内管７は、下部案内管の他に勿論
上部案内管を有するが、同上部案内管は、従来の技術に
関連して第６図等に示したものと同様でよいので、図示
を省略する。下部案内管７ｂは、底板１７（下部フラン
ジ）と、下部案内板１６と、複数（図には最下方のもの
１４ａのみを示す）中間案内板１４とを有する。これ等
の案内板１４．１６や底板１７は、第５図に示した制御
棒クラスタ６を案内するための開口、スリット及びＣ形
溝等を有するが、それ等は第８図〜第１０図に関連して
説明した従来の技術と同様のものでよい。

案内管７の角筒形のハウジングには、底板１７と下部案
内板１６との間に、各月につき２個の開口部１５が従来
のものと同様に形成され、案内管７内の冷却材がこれ等
の開口部１５から横向きに流れの方向を変えて外部に流
出しうるようになっている。

第１八図の■−■線断面図を示す第２図からも諒解され
るように、下部案内管７内には、第５図に示す制御棒ク
ラスタ６のスパイダ６ｂ及び制御棒６Ｃに対応するパタ
ーンで配置された複数の案内筒１８及び複数の開板１９
が設けられている。従来の案内筒１８及び開板１９の上
端部は、底板１７から垂直上方に延びて下部案内板１６
で終端していたが、本発明の好適な実施例によると、案
内板１８及び開板１９は下部案内板１６を超えて上方に
延び、最下方の中間案内板１４ａで終端している。従っ
て、いわゆるコンティニュアス部は、上側の開口部１５
の近傍の下部案内′板１６ではなく、中間案内板１４ａ
まで続いている。

第１Ｂ図は本発明の第２実施例を示しており、第１実施
例とは異なる部分についてだけ説明すると、第１実施例
の案内筒１８及び開板１９の上端部が中間案内板１４ａ
まで延びていたのに対して、第２実施例のものの上端部
は従来と同様に下部案内板１６で終端しているが、その
代わりに、案内筒１８及び開板１９の下端部が底板１７
を超えて燃料集合体３の上部ノズル３ａに向かい下方に
延びている。上部ノズル３ａと案内筒１８及び開板１９
の下端との間には、諸部材の熱膨張率の違いや燃料集合
体の照射成長に。

よる相対的変位を吸収するために、適当な間隙２０を設
けておくことが好ましい。

尚、図面には示さないが、第１及び第２実施例を組み合
わせて、案内筒１８及び発根１９の上端部及び下端部の
双方をそれぞれ中間案内板１４ａ、上部ノズル３ａに向
かい延長させてもよい。

案内管７を本発明に従って上述のように構成すると、原
子炉運転時に炉心を循環する冷却材は燃料集合体を出て
案内管７に流入して、その一部が開口部１５から流出し
、残りの主流が案内管７内を更に上方に流れることは従
来と同様であるが、案内筒１８及び発根１９の下端が燃
料集合体３の上部ノズル３ａ近傍まで延びている場合に
は、制御棒６Ｃが上部ノズル３ａと上部炉心板５との間
の領域で直接冷却材の軸流及び交差流に露出しないため
、該領域における流体振動により制御棒クラスタ６が励
振されることがなくなり、また、案内筒１８及び発根１
９の上端が中間案内板１４ａにまで延びている場合には
、冷却材の一部が開口部１５から流出することにより下
部案内板１６の近傍で乱流が発生しても、それにより制
御棒クラスタ６が励振されることがなくなる。

［発明の効果］ 従って、本発明によれば１．制御棒クラスタの励振が防
止されるため、制御棒と案内板の穴との接触による辛耗
減肉が低減され、制御棒クラスタの使用時間の延長が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１八図は、本発明による制御棒クラスタ案内管の第１
実施例の要部を部分的に断面で示す立面図、第１Ｂ図は
、本発明による制御棒クラスタ案内管の第２実施例の要
部を部分的に断面で示す立面図、第２図は、第１＾図の
■−■線に沿った断面図、第３図の（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）は、第１Ｂ図の実施例における２種の発根及び案
内筒の長さを点線で示した従来のものの長さと比較して
示す立面図及び断面図、第４図は、従来の制御棒クラス
タ案内管を有する原子炉容器内の冷却材の流れを説明す
る原子炉断面図、第５図は、第４図に示した制御棒クラ
スタ案内管内に挿入される制御棒クラスタの斜視。 図、第６図は、第４図に示した従来の制御棒クラスタ案
内管全体の立面図、第７図は、駆動軸に接続された制御
棒クラスタを部分的に示す、第４図の領域■の拡大断面
図、第８図は、第６図の■−■線に沿った断面図、第９
図は、第６図のＩＩ　−ＩＩ線に沿った断面図、第１０
図は、第６図のＸ−Ｘ線に沿った断面図５第１１図は、
第６図に示した従来の制御棒クラスタ案内管の要部断面
図である。 ３　・・・燃料集合体　　　３ａ・・・上部ノズル６　
・・・制御棒クラスタ ７　・・・制御棒クラスタ案内管 １３・・・上部案内板（案内板） １４・・・中間案内板（案内板） １４ａ・・・中間案内板（上方の案内板）１６・・・下
部案内板（ｆｉ上下方案内板）１７・・・底板（下部フ
ランジ） １８・・・案内筒　　　　　１９・・・鞘板第３図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　（ｃ
）第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料集合体内に挿入されたり同燃料集合体から引き
   抜かれたりする制御棒クラスタを案内するため、前記燃
   料集合体の上方に整列して配置される制御棒クラスタ案
   内管であって、軸方向に離間して内部に配置された複数
   の案内板と、該案内板を貫いて軸方向に延びる複数の案
   内筒及び鞘板とを備え、該案内筒及び鞘板の上端が最下
   方の案内板を超えてその上方の案内板に向かい上方に延
   びている、制御棒クラスタ案内管。 ２）上部ノズルを有する燃料集合体内に挿入されたり同
   燃料集合体から引き抜かれたりする制御棒クラスタを案
   内するため、前記燃料集合体の上方に整列して配置され
   る制御棒クラスタ案内管であつて、下部フランジと、該
   下部フランジの上方で軸方向に離間して内部に配置され
   た複数の案内板と、該案内板を貫いて軸方向に延びる複
   数の案内筒及び鞘板とを備え、該案内筒及び鞘板の下端
   が前記下部フランジを超えて前記燃料集合体の上部ノズ
   ル内に挿入されている、制御棒クラスタ案内管。