JPH028789A - Fuel assembly for nuclear reactor - Google Patents

Fuel assembly for nuclear reactor

Info

Publication number
JPH028789A
JPH028789A JP63160242A JP16024288A JPH028789A JP H028789 A JPH028789 A JP H028789A JP 63160242 A JP63160242 A JP 63160242A JP 16024288 A JP16024288 A JP 16024288A JP H028789 A JPH028789 A JP H028789A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rod
fuel
water rod
water
rods
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
JP63160242A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Mitsutake
光武 徹
Jiro Kimura
木村 次郎
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
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63160242A priority Critical patent/JPH028789A/en
Publication of JPH028789A publication Critical patent/JPH028789A/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

Abstract

PURPOSE:To increase a value of a neutron multiplication factor and to improve a thermal performance by forming an outer circle of water rod with a member having a recessed part the interval between the water rod and a fuel rod adjacent to the water rod is kept wider than a specific distance. CONSTITUTION:A main part of a fuel assembly 11 is constituted with a channel box 12, small diameter fuel rods 13 arranged in the box 12 and larger diameter fuel rods 14 arranged at a central part of a horizontal cross section in the box 12. An outer shape 14a of the rod 14 has a shape which is connected arcs each of which is larger than the fuel rod 13a, and is shaped around centers of diameters of the fuel rods 13a being adjacent each other, as its center point. With shaping the rods 14 to be of such a cross sectional shape, an adjacent flow pass areas can be diminished at around 45% and a cross sectional area of the water rod can be increased at around 45%. In this way, the cross sectional area of the water rod can be increased and a coolant flow in a fuel element can be homogenized as well therefore a neutron multiplication factor can be increased and thermal performances can be much improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は原子炉燃料集合体に係り、特に水減速原子炉の
燃料集合体に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a nuclear reactor fuel assembly, and particularly to a fuel assembly for a water-moderated nuclear reactor.

(従来の技術) 近年、水減速炉、特に主流である軽水減速型原子炉にお
いては、原子カプラントの運転コスト低減のため、長期
サイクル運転とこれを実現するだめの燃料集合体の経済
的燃焼方法が検討されている。
(Prior art) In recent years, in water-moderated reactors, especially light water-moderated reactors, which are the mainstream, in order to reduce the operating costs of nuclear couplers, long-term cycle operation and economical combustion methods of fuel assemblies to achieve this have been developed. is being considered.

第10図は、従来の沸騰水型軽水炉で採用されている燃
料集合体の断面形状の一例を示す図で、燃料集合体1は
、チャンネルボックス2と、このチャンネルボックス2
内に8行8列の正方格子形状に配列された燃料棒3と、
チャンネルボックス内の水平断面中央部に配置された2
本の水ロッド4とから構成されている。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the cross-sectional shape of a fuel assembly employed in a conventional boiling water light water reactor.
fuel rods 3 arranged in a square lattice shape of 8 rows and 8 columns;
2 placed in the center of the horizontal section inside the channel box
It consists of a main water rod 4.

この水ロッド4は、その内油に非沸騰水を貫流させて、
この水の中性子減速効果により、燃料集合体中央部にお
ける熱中性子束の低下を緩和し、熱中性子の利用効率を
向上させる役割を果している。
This water rod 4 allows non-boiling water to flow through the internal oil,
The neutron moderating effect of this water plays a role in alleviating the decrease in thermal neutron flux at the center of the fuel assembly and improving the efficiency of thermal neutron utilization.

このような沸騰水型軽水炉における燃料集合体の構造は
、燃料の効率的燃焼を実現するための設工1がなされて
いなければならない。
The structure of the fuel assembly in such a boiling water light water reactor must be constructed in order to achieve efficient combustion of fuel.

従来より考えられている手段としては、水ロッドの本数
を増やしたり、ロッド径を大きくする等して、水ロッド
の断面積を大きくする手段が考えられている。
Conventionally considered means include increasing the cross-sectional area of the water rods by increasing the number of water rods or increasing the diameter of the rods.

即ち、水ロッドの断面積を大きくすることにより、炉心
内のH/U比(水素原子対核分裂性ウラン原子)を増し
て中性子の減速(熱化)を効果的に行わせ、中性子の増
倍率に、、、を高めようとするものである。
That is, by increasing the cross-sectional area of the water rods, the H/U ratio (hydrogen atoms to fissile uranium atoms) in the core is increased, effectively slowing down (thermalizing) neutrons, and increasing the neutron multiplication rate. It aims to increase the...

例えば、第11図に示すように、チャンネルボックス2
内の水平断面中央部に配置する4本の燃料棒の代わりに
1本の大径水ロッド5を配置した構成の燃料集合体1や
、また、第12図に示すように、このチャンネルボック
ス2内に細径の燃料棒6を9行9列の正方格子形状に配
列し、このチャンネルボックス2内の水平断面中央部に
配置する9本の細径燃料棒の代わりに1本の太径水ロッ
ド7を配置した構成の燃料集合体が検討されている。こ
のような断面積を大きくした水ロッドを何する燃料集合
体では、水ロッドのない構造の燃料集合体に比べて、燃
料集合体内の燃料棒本数の減少による表面熱流束の増加
や、非発熱部の導入による冷却材流量の不均一化等によ
り、熱的限界出力が低下することから、径方向出力分布
の平坦化等の対応策がとられている。
For example, as shown in FIG.
In addition, as shown in FIG. Inside the channel box 2, small diameter fuel rods 6 are arranged in a square lattice shape of 9 rows and 9 columns, and instead of the 9 small diameter fuel rods placed at the center of the horizontal section inside this channel box 2, one large diameter water rod is arranged. A fuel assembly having a configuration in which rods 7 are arranged is being considered. In fuel assemblies that use water rods with a large cross-sectional area, compared to fuel assemblies without water rods, there is an increase in surface heat flux due to a decrease in the number of fuel rods in the fuel assembly, and a non-heat generating effect. Since the thermal limit output decreases due to non-uniformity of the coolant flow rate due to the introduction of parts, countermeasures such as flattening the radial output distribution are being taken.

また、水ロッドの断面積を増加する場合、高燃焼度化に
より水ロッドに隣接する燃料棒が熱的に厳しくなるため
、水ウッドと隣接燃料棒との間隙が極端に狭くならない
範囲で、水ロッドの断面積を最大にする必要がある。
In addition, when increasing the cross-sectional area of the water rod, the fuel rods adjacent to the water rod become thermally harsh due to higher burnup. It is necessary to maximize the cross-sectional area of the rod.

(発明が解決しようとする課題) ところで、上述した第11図および第12図のような正
方格子状に配列した燃料棒中に太径水ロッドを設置した
構造の燃料集合体の短所としては、水ロツド径を増すと
ともに、大径水口・ソド周辺の流路面積が大径水ロッド
なしの燃料集合体に比べて増加し、また、大径水口・ソ
ド周辺の熱的等価直径も減少するため、全体の冷却材流
量のうち大径水ロツド周辺に流れる割合が増加し、燃料
棒の冷t、11に費やされる冷却材が相対的に減少する
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the disadvantages of a fuel assembly having a structure in which large-diameter water rods are installed in fuel rods arranged in a square lattice as shown in FIGS. 11 and 12 are as follows. As the water rod diameter increases, the flow path area around the large diameter water port and rod increases compared to a fuel assembly without a large diameter water rod, and the thermal equivalent diameter around the large diameter water port and rod also decreases. , the proportion of the total coolant flow flowing around the large diameter water rod increases, and the coolant spent on cooling the fuel rods is relatively reduced.

このような傾向は、第13図に示すような燃料棒6を2
種類の燃料棒ピッチPI、P2を採用して配列させた燃
料集合体に大径水ロッド8を配置した場合には、特に燃
料棒ピッチの狭い流路の冷却l流量の減少を増幅し、熱
的限界出力が均−洛子配列に比べて低下すると考えられ
る。
This tendency can be explained by the fact that two fuel rods 6 as shown in FIG.
When large-diameter water rods 8 are arranged in fuel assemblies arranged with different fuel rod pitches PI and P2, it amplifies the decrease in the cooling l flow rate in the flow path with a narrow fuel rod pitch, and It is thought that the critical output power is lower than that of the uniform-Rakuko arrangement.

このような熱的限界出力の減少は炉心の設計余を谷を少
なくし、運転性の悪化につながる恐れがあるという問題
があった。
There is a problem in that such a reduction in the thermal limit power reduces the number of valleys in the core design, which may lead to deterioration in operability.

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、水ロッドの断面積を大きくするとともに、燃料集
合体内の冷却材流量を均一化させることができ、中性子
増倍率が大きく、熱的性能も良好な原子炉燃料集合体を
提供することを目的とする。
The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to increase the cross-sectional area of the water rod, equalize the flow rate of coolant in the fuel assembly, have a large neutron multiplication factor, and The objective is to provide a nuclear reactor fuel assembly with good physical performance.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の原子炉燃料集合体は、チャンネルボックス内に
多数収容された燃料棒と、この燃料棒詳の中に配置され
た水ロッドとを備えた原子炉燃料集合体において、前記
水ロッドの側面形状を、前記水ロッドに隣接する燃料棒
とほぼ一定の間隙を保持するような曲面の集合により構
成したことを特徴とするものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The nuclear reactor fuel assembly of the present invention includes a large number of fuel rods housed in a channel box, and a water rod arranged inside the fuel rods. In the nuclear reactor fuel assembly, the side surface of the water rod is configured by a set of curved surfaces that maintain a substantially constant gap between the water rod and the fuel rod adjacent to the water rod.

(作 用) 水ロッドと水ロッドに隣接する燃料棒との間隙を一定以
上に保つような凹面形状によって水ロッドの外周を構成
することにより、水ロッドの断面積を大きくするととも
に、水ロッドに隣接する冷却材の流路が大きくならない
ようにすることができる。水ロッドの外周を構成する凹
面形状は、燃料棒が円柱形状であることを考慮して、水
ロッドに隣接する燃料棒との間隙を一定以上に保つよう
に燃料棒との間隙の狭い部分を円弧または楕円等の滑ら
かな曲線形状とする。
(Function) By configuring the outer periphery of the water rod with a concave shape that maintains a gap between the water rod and the fuel rod adjacent to the water rod above a certain level, the cross-sectional area of the water rod is increased and Adjacent coolant flow paths can be prevented from becoming large. Considering that the fuel rod has a cylindrical shape, the concave shape that forms the outer periphery of the water rod is designed so that the narrow part of the gap between the water rod and the fuel rod adjacent to the water rod is kept above a certain level. The shape should be a smooth curve such as an arc or an ellipse.

水ロッドの面禎を最大にする凹面形状は、水ロッドに隣
接する燃料棒の半径に水ロッドと隣接燃料棒との最少間
隙を加えた半径の同心円を、隣接する燃料棒の外周を中
心として描き、その円弧を結ぶ曲線により水ウッドの外
周を構成することであり、このような構成により水ロッ
ドの周長に沿う最少間隙の部分の長さが最長となり、最
も水ロッドの断面積が最大になる。
The concave shape of the water rod that maximizes the surface area is based on a concentric circle whose radius is the radius of the fuel rod adjacent to the water rod plus the minimum gap between the water rod and the adjacent fuel rod, with the outer periphery of the adjacent fuel rod as the center. The outer periphery of the water wood is constructed by a curve connecting the arcs of the water rod.With this configuration, the length of the minimum gap along the circumference of the water rod becomes the longest, and the cross-sectional area of the water rod becomes the largest. become.

また、水ロッドの面積を最大にする凹面形状は、上記凹
曲面に外接する凸曲面の集合により構成してもよい。
Further, the concave shape that maximizes the area of the water rod may be formed by a collection of convex curved surfaces circumscribing the concave curved surface.

この場合、水ロッドの外周を構成する凸曲線としては、
水ロッドに隣接する燃料棒の半径に水ロッドと隣接する
燃料棒との最小間隙を加えた半径の同心円を、隣接する
燃料棒の外周を中心として描き、その円弧を繋げた曲線
に外接する円弧を、上記同心円と同半径を有する円の円
弧を繋げた凸曲線とする。
In this case, the convex curve forming the outer circumference of the water rod is
A circular arc that circumscribes a curve that connects concentric circles whose radius is the radius of the fuel rod adjacent to the water rod plus the minimum gap between the water rod and the adjacent fuel rod, centered on the outer periphery of the adjacent fuel rod. Let be a convex curve connecting arcs of circles having the same radius as the concentric circle.

こうして、水ロッドの断面積を増加しながら水ウッド周
辺の冷却材流路断面積の増加を抑制し、集合体内を流れ
る冷却材が水ロツド周辺に偏在しないようにするととも
に、水ロッドに隣接する燃料棒の冷却も同時に確保する
ことができる。
In this way, while increasing the cross-sectional area of the water rod, the increase in the cross-sectional area of the coolant flow path around the water wood is suppressed, and the coolant flowing inside the assembly is not unevenly distributed around the water rod, and the coolant flowing in the aggregate is prevented from being unevenly distributed around the water rod. Cooling of the fuel rods can also be ensured at the same time.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、実施例の燃料集合体の断面構造を示す図で、
燃料集合体11は、チャンネルボックス12と、ジルコ
ニウム合金製被覆管に二酸化ウランのペレットを内挿し
てチャンネルボックス内に9行9列の正方格子形状に配
列された細径の燃料棒13と、このチャンネルボックス
12内の水平断面中央部に細径燃料棒9本分の代わりに
配置した1本の大径水ロッド14とから主要部分が構成
されている。
FIG. 1 is a diagram showing the cross-sectional structure of the fuel assembly of the example.
The fuel assembly 11 includes a channel box 12, small-diameter fuel rods 13 arranged in a square lattice shape of 9 rows and 9 columns in the channel box by inserting uranium dioxide pellets into a zirconium alloy cladding tube, and these fuel rods 13. The main part consists of one large-diameter water rod 14 placed in the center of the horizontal cross section of the channel box 12 in place of nine small-diameter fuel rods.

大径水ロッド14の断面形状は、従来の太径水ロッドの
形状aと隣接燃料棒13aとの最少間隙を保持するよう
な外周形状14aを有している。
The cross-sectional shape of the large-diameter water rod 14 has an outer peripheral shape 14a that maintains the minimum gap between the shape a of the conventional large-diameter water rod and the adjacent fuel rod 13a.

即ち、大径水ロッド14の外周形状14aは、隣接する
燃料棒13aの径の中心を中心点として描いた燃料棒1
3aよりも大きい円弧を繋ぎ合せて形成した形状を有し
ている。
That is, the outer peripheral shape 14a of the large diameter water rod 14 is the same as the fuel rod 1 drawn with the center of the diameter of the adjacent fuel rod 13a as the center point.
It has a shape formed by connecting arcs larger than 3a.

大径水ロッド14をこのような断面形状にすることによ
り、大径水ロッド14に隣接する流路面積は約45%低
減し、−力水ロッド断面積を約45%増加させることが
可能となる。
By making the large-diameter water rod 14 into such a cross-sectional shape, the flow path area adjacent to the large-diameter water rod 14 can be reduced by about 45%, and the cross-sectional area of the power hydraulic rod can be increased by about 45%. Become.

なお、大径水ロッド14の外周形状は、円弧の繋ぎ合わ
せでなくともよく、例えば楕円の一部やなだらかな曲線
でもよい。
Note that the outer peripheral shape of the large-diameter water rod 14 does not have to be a series of circular arcs, and may be, for example, a part of an ellipse or a gentle curve.

第2図は本発明の他の実施例を示す図で、燃料集合体1
1は、3行3列からなる燃料棒13を小単位15として
、この小単位15をチャンネルボックス12内に8組収
容した構成となっており、チャンネルボックス12の断
面中央部に小単位15に相当する大きさの大径水ロッド
16が配置されている。
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention, in which a fuel assembly 1
1 has a structure in which 8 sets of fuel rods 13 arranged in 3 rows and 3 columns are housed in a channel box 12. A large diameter water rod 16 of corresponding size is arranged.

大径水ロッドの断面形状は、第1図と同様に隣接燃料棒
13 aとの最少間隙を保持するように円弧を繋ぎ合わ
せた外周形状16aを有している。
The cross-sectional shape of the large-diameter water rod has an outer circumferential shape 16a formed by connecting arcs so as to maintain a minimum gap with the adjacent fuel rod 13a, as in FIG.

この(1■造の燃料集合体11では、大径水ロッド16
に隣接する流路面積は約37%低減し、一方、水ロツド
断面積を約54%増加させることが可能である。
In this fuel assembly 11 of 1-inch construction, the large diameter water rod 16
The flow area adjacent to the water rod can be reduced by about 37%, while the water rod cross-sectional area can be increased by about 54%.

このように、上述した実施例では、内部燃料棒の冷却に
使われる流量比W   /W   (但し、rod  
 Lot W  :全チャンネル流量、W  :全チャンネtot
             totル流量)が高まるた
め、第3図中曲線(ロ)て示熱的限界出力が増加する。
Thus, in the embodiment described above, the flow rate ratio W /W used for cooling the internal fuel rods (where rod
Lot W: All channel flow rate, W: All channels tot
Since the total flow rate increases, the thermal limit output increases as shown by curve (b) in FIG.

また、本例によれば第4図中曲線(ロ)で示したように
、水ロッドの断面積の増加により、曲線(イ)で示した
従来装置に比べて中性子無限増倍率が高くなるため、燃
料の効率的燃焼を増すことができる。
In addition, according to this example, as shown by curve (B) in Figure 4, due to the increase in the cross-sectional area of the water rod, the infinite neutron multiplication factor becomes higher than that of the conventional device shown by curve (A). , can increase the efficient combustion of fuel.

ところで、本例により、冷却材の流量分布が燃料集合体
内で均一化する機構について以下に説明する。
By the way, a mechanism for making the flow rate distribution of the coolant uniform within the fuel assembly according to this example will be described below.

集合体断面内を前述第7図に示すように燃料棒間の間隙
が最少になる点で副流路A(サブチャンネル)に分割し
、簡単のため、副流路A(サブチャンネル)を流れる単
位面積当りの冷却材流量G、のプロフィールが、単相部
の△Pが等しくなるように定まると仮定する。すると、
各サブチャンネルの単位面積当りの冷却材流量Glは単
位面積当りの平均冷却材流ff1G  を用いて、下記
Ve (1)式より与えられる。
As shown in Figure 7 above, the cross section of the assembly is divided into subchannels A (subchannels) at the point where the gap between the fuel rods is the smallest, and for simplicity, the fuel flows through subchannels A (subchannels). It is assumed that the profile of the coolant flow rate G per unit area is determined such that ΔP in the single-phase part is equal. Then,
The coolant flow rate Gl per unit area of each subchannel is given by the following expression Ve (1) using the average coolant flow per unit area ff1G.

G1−Fg*G、vo        ・・−・−・(
1)F  −[A   *(D、)4] g     tot したように、曲線(イ)で示した従来装置に比べ/ [
nA (D  ) t+n、 Ay  (Dhv)〜h +n A (D )1+nwlRAwlRehc +D    ]                 ・
・・・・・・・・(2)W/R ここで、 A  :集合体流路断面積 tot A   : nA+n、A、+ncAcot +0wlRAwlR n  :内部サブチャンネルの数 ”W/R’水ロッドに隣接するサブチャンネルの数 :外周サブチャンネルの数(n を除く):コーナサブ
チャンネルの数 :内部サブチャンネル水力直径 :水ロッドに隣接するサブチャンネル 水力直径 :外周サブチャンネル水力直径 (n を除く) :コーナサブチャンネル水力直径 :内部サブチャンネル流路面積 A  :水ロッドに隣接するサブチャンネルW/R 流路面積 AI、:外周サブチャンネル流路面積 Ao  :コーナサブチャンネル流路面櫃但し、D、は
内部サブチャンネルの水力直径を表す。
G1-Fg*G, vo ・・−・−・(
1) F − [A * (D,) 4] g tot Compared to the conventional device shown by curve (A), / [
nA (D) t+n, Ay (Dhv) ~ h +n A (D)1+nwlRAwlRehc +D] ・
・・・・・・・・・(2) W/R Where, A: Cross-sectional area of the aggregate flow path tot A: nA+n, A, +ncAcot +0wlRAwlR n: Number of internal subchannels “W/R” adjacent to the water rod Number of subchannels: Number of outer subchannels (excluding n): Number of corner subchannels: Internal subchannel hydraulic diameter: Subchannel hydraulic diameter adjacent to water rod: Outer subchannel hydraulic diameter (excluding n): Corner subchannel hydraulic diameter: Internal subchannel passage area A: Subchannel adjacent to water rod W/R passage area AI,: Outer subchannel passage area Ao: Corner subchannel passage surface However, D is inside Represents the hydraulic diameter of the subchannel.

従って、単位面積当りの流量分布は、サブチャンネルご
との水力直径の平方根に比例する。
Therefore, the flow distribution per unit area is proportional to the square root of the hydraulic diameter per subchannel.

また全チャンネル流量W  と全チャンネル流ot 量W  から、水ロッドに隣接する燃料棒の冷却ot に使われる流量を除いた内部の燃料棒の冷却に使われる
流@W   との比W   /W   は以下のrod
     rod   tot 式のように与えられる。
In addition, the ratio W /W of the total channel flow rate W and the flow rate used for cooling the internal fuel rods excluding the flow rate used for cooling the fuel rods adjacent to the water rods from the total channel flow rate W is W /W The following rods
It is given as the rod tot expression.

W    /W    −1/ll+[A     (
D    )1rod     tot       
    W/RV/R/[A     (D    )
  〜 ] ) ・・・(3)rod      ro
d ここで添字  は水ロッドに隣接するサブチャod ンネルを除いた流路に関する量であることを示す。
W /W -1/ll+[A (
D) 1 rod tot
W/RV/R/[A (D)
~ ] ) ... (3) rod ro
d Here, the subscript indicates the quantity related to the flow path excluding the subchannel adjacent to the water rod.

通常、(D   )’/(D   )’は1より大、W
/Rrod 流路面積比A   /A   は0.1程度であるから
、W/Rrod 内部の燃料棒の冷却に使われる流量は、全チャンネル流
量の90%以下と評価される。
Usually, (D)'/(D)' is greater than 1, W
/Rrod Since the channel area ratio A /A is about 0.1, the flow rate used for cooling the fuel rods inside W/Rrod is estimated to be 90% or less of the total channel flow rate.

本例による作用は、同一断面積を有する円柱状の水ロッ
ドに比べて、上記(3)式中の(D   ”)〜/(D
  )〜 V/Rrod 流路面積比A   /A V/Rrod を共に減少させ、内部燃料棒の冷却に使われる流量比W
   /W   を高めることができる。
The effect of this example is that (D '') ~/(D
) ~ V/Rrod The flow rate ratio W used for cooling the internal fuel rods by reducing both the flow path area ratio A /A V/Rrod
/W can be increased.

rod      tot ところで、水ロッドの外周形状は照射成長等を考慮した
場合、各円弧の交点が鋭角的にならないように配慮する
ことも必要であり、そのような場合には第5図に示した
ように、交点を切り落とした外周形状17aを有する水
ロッド17とすることも考えられる。
rod tot By the way, when considering irradiation growth, etc., it is necessary to consider the outer circumferential shape of the water rod so that the intersection points of each arc do not have acute angles. In such a case, as shown in Figure 5, Alternatively, the water rod 17 may have an outer peripheral shape 17a with the intersection points cut off.

さらに本発明の他の実施例として、第6図に示したよう
に、水ロッドの断面形状が角型形状の水ロッドbを採用
した従来の燃料集合体(特公昭節62−118297号
公報参照)に本発明を適用することもできる。一般に、
従来の角型水口・ノドbを採用した燃料集合体では、断
面形状が円形状の水口・ノドに比べ、内部燃料棒の冷却
に使われる流量比は小さくないが、本発明を適用した水
ロッド18を採用することにより、内部燃料棒の冷却効
率を改善することが期待できる。
Furthermore, as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. ) The present invention can also be applied to. in general,
In fuel assemblies that employ conventional square water ports and throats, the flow rate ratio used for cooling internal fuel rods is not small compared to water ports and throats that have circular cross-sectional shapes. By adopting No. 18, it is expected that the cooling efficiency of the internal fuel rods will be improved.

ところで上述各実施例では、水ロッドの側面形状を、水
ロッドに隣接する燃料棒とほぼ一定の間隙を保持するよ
うな凹曲面の集合により構成したが、本発明はこれに限
定されず、水ロッドの側面形状を水ロッドに隣接する燃
料棒とほぼ一定の間隙を保持するような凹曲面に外接す
る凸曲面の集合により構成してもよい。
Incidentally, in each of the above-mentioned embodiments, the side shape of the water rod is constituted by a set of concave curved surfaces that maintain a substantially constant gap with the fuel rod adjacent to the water rod, but the present invention is not limited to this. The side shape of the rod may be constituted by a set of convex curved surfaces circumscribing a concave curved surface that maintains a substantially constant gap from the fuel rod adjacent to the water rod.

以下、このような実施例について説明する。Hereinafter, such an embodiment will be described.

尚、第1図と同一部分には同一符号を付して重複する部
分の説明を省略する。
Note that the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation of the overlapping parts will be omitted.

第7図は、本実施例の燃料集合体の断面構造を示す図で
、太径水ロッド21の断面形状は、従来の太径水ロッド
の形状aと隣接燃料棒13aとの最少間隙を保持するよ
うな凹曲線すに外接する円弧を繋ぎ合わせた凸状曲線か
ら構成される外周形状21aを有している。
FIG. 7 is a diagram showing the cross-sectional structure of the fuel assembly of this embodiment, and the cross-sectional shape of the large-diameter water rod 21 maintains the minimum gap between the shape a of the conventional large-diameter water rod and the adjacent fuel rod 13a. It has an outer circumferential shape 21a formed of a convex curve formed by connecting a concave curve and circumscribed circular arcs.

即ち、大径水ロッド21の断面形状21aは、まず、隣
接する燃料棒13aの径の中心を中心点として燃料棒1
3aよりも大きい円弧を繋ぎ合せて凹曲線すを描き、次
にこの凹曲線すに外接するような円弧を繋ぎ合わせて描
いた凸状曲線形状になるように形成されている。
That is, the cross-sectional shape 21a of the large-diameter water rod 21 is first defined by the fuel rod 1 with the center point of the diameter of the adjacent fuel rod 13a as the center point.
It is formed so that a concave curved line is drawn by connecting arcs larger than 3a, and then a convex curved shape is drawn by connecting arcs that are circumscribed to this concave curved line.

太径水ロッド21をこのような断面形状にすることによ
り、大径水ロッド21に隣接する流路重粘は約15%低
減し、−力水ロッド断重粘を約15%増加させることが
可能となる。
By making the large-diameter water rod 21 into such a cross-sectional shape, the heavy viscosity of the flow path adjacent to the large-diameter water rod 21 can be reduced by about 15%, and the sheer viscosity of the power hydraulic rod can be increased by about 15%. It becomes possible.

なお、曲線すの形状は、円弧の繋ぎ合わせでなくともよ
く、例えば楕円の一部やなだらかな曲線でもよい。
Note that the shape of the curved line does not need to be a combination of circular arcs, and may be, for example, a part of an ellipse or a gentle curve.

また、水ロツド断面の外周形状を凸曲線で構成すること
により、環状二相流流動様式における液膜流量割合が凹
形の曲線の場合よりも小さくでき、従って、水ロッドの
外面上に捕らえられて燃料棒の冷却に寄与しない冷却材
の流量割合を低減させることができる。
In addition, by configuring the outer peripheral shape of the water rod cross section with a convex curve, the liquid film flow rate in the annular two-phase flow mode can be made smaller than in the case of a concave curve. This makes it possible to reduce the flow rate of coolant that does not contribute to cooling the fuel rods.

ところで、本例の他の実施例として、第8図に示したよ
うに、水ロッドの断面形状が角型形状の水ロッドを採用
した従来の燃料集合体(特公昭第62−118297号
公報参照)に本例を適用することもできる。このように
本例を適用した水ロッド22を採用することにより、内
部燃料棒の冷却効率を改苫することが期待できる。
By the way, as another example of this example, as shown in FIG. ) can also be applied to this example. By employing the water rod 22 to which this example is applied in this manner, it is expected that the cooling efficiency of the internal fuel rods will be improved.

さらに、本発明の他の実施例として、第9図に示すよう
に、隣接燃料棒13aのうち、対角方向に位置する3本
の燃料棒13bを夫々中心とする3つの同心円の円弧を
描き、これら円弧を繋げた凹曲線を水ロッド23の外周
形状23aに含めてもよく、この場合、水ロッド23の
対角位置における4つのギャップ部23aの流路面積を
縮小でき、さらに燃料の冷却に寄与する冷却材流量割合
を増大できる。
Further, as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, three concentric circular arcs are drawn, each centering on three diagonally located fuel rods 13b among the adjacent fuel rods 13a. , a concave curve connecting these circular arcs may be included in the outer peripheral shape 23a of the water rod 23. In this case, the flow path area of the four gap portions 23a at diagonal positions of the water rod 23 can be reduced, and the cooling of the fuel can be further reduced. The proportion of coolant flow rate contributing to this can be increased.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、中性子増倍率が
大きく、熱的性能も良好な原子炉燃料集合体を提供する
ことができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to provide a nuclear reactor fuel assembly with a large neutron multiplication factor and good thermal performance.

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

第1図は燃料棒を9行9列格子形状に配列した燃料集合
体の太径水ロッドに本発明を適用した実施例を示す断面
図、第2図は燃料棒を9行9列格子形状に配列し、燃料
棒ピッチを2FIi類にした燃料集合体の大径水ロッド
に本発明を適用した実施例を示す断面図、第3図は実施
例の効果を熱的限界出力と流量との関係で示した図、第
4図は実施例の効果を中性子無限増倍率と減速材と燃料
の原子数比H/U比との関係で示した図、第5図は第1
図の実施例に基づいた他の実施例を示す断面図、第6図
はさらに他の実施例を示す断面図、第7図はさらに他の
実施例を示す断面図、第8図は他の実施例を示す断面図
、第9図はさらに他の実施例を示す断面図、第10図は
従来の燃料集合体の断面図、第11図は8行8列格子形
状に配列した燃料集合体に太径水ロッドを設置した従来
の燃料集合体を示す断面図、第12図は9行9列格子形
状に配列し、燃料集合体に大径水ロッドを設置した従来
の燃料集合体を示す断面図、第13図は燃料棒ピッチを
2種類にした従来の燃料集合体を示す断面図である。 11・・・・・・・・・燃料集合体 12・・・・・・・・・チャンネルボックス13・・・
・・・・・・燃料棒 14.16.17.18.21.22.23・・・・・
・・・・水ロッド 出願人      日本原子力事業株式会社同    
   株式会社 東芝 代理人 弁理士  須 山 佐 − 流量 第3図 H/U比 第4図 n 第7図 、11
Fig. 1 is a sectional view showing an embodiment in which the present invention is applied to a large-diameter water rod of a fuel assembly in which fuel rods are arranged in a lattice shape with 9 rows and 9 columns, and Fig. 2 is a sectional view showing an embodiment in which fuel rods are arranged in a lattice shape with 9 rows and 9 columns. Fig. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the present invention is applied to a large-diameter water rod of a fuel assembly with a fuel rod pitch of 2FIi type. Figure 4 is a diagram showing the effect of the example in terms of the relationship between the neutron infinite multiplication factor and the atomic ratio H/U ratio of moderator and fuel, and Figure 5 is
6 is a sectional view showing another embodiment, FIG. 7 is a sectional view showing still another embodiment, and FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment. 9 is a sectional view showing another embodiment, FIG. 10 is a sectional view of a conventional fuel assembly, and FIG. 11 is a fuel assembly arranged in a lattice shape of 8 rows and 8 columns. Figure 12 is a cross-sectional view showing a conventional fuel assembly in which large diameter water rods are installed in the fuel assembly. 13 is a cross-sectional view showing a conventional fuel assembly with two types of fuel rod pitches. 11...Fuel assembly 12...Channel box 13...
...Fuel rod 14.16.17.18.21.22.23...
...Water rod applicant: Japan Atomic Energy Corporation
Toshiba Corporation Representative Patent Attorney Satoshi Suyama - Flow rate figure 3 H/U ratio figure 4 n figure 7, 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 チャンネルボックス内に多数収容された燃料棒と、この
燃料棒群の中に配置された水ロッドとを備えた原子炉燃
料集合体において、 前記水ロッドの側面形状を、前記水ロッドに隣接する燃
料棒とほぼ一定の間隙を保持するような曲面の集合によ
り構成したことを特徴とする原子炉燃料集合体。
[Scope of Claim] A nuclear reactor fuel assembly including a large number of fuel rods housed in a channel box and a water rod arranged in the group of fuel rods, wherein the side shape of the water rod is defined as described above. A nuclear reactor fuel assembly characterized by comprising a collection of curved surfaces that maintain a substantially constant gap between a water rod and a fuel rod adjacent to the fuel rod.
JP63160242A 1988-06-27 1988-06-27 Fuel assembly for nuclear reactor Pending JPH028789A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63160242A JPH028789A (en) 1988-06-27 1988-06-27 Fuel assembly for nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63160242A JPH028789A (en) 1988-06-27 1988-06-27 Fuel assembly for nuclear reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH028789A true JPH028789A (en) 1990-01-12

Family

ID=15710776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63160242A Pending JPH028789A (en) 1988-06-27 1988-06-27 Fuel assembly for nuclear reactor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH028789A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH04128688A (en) Fuel assembly and reactor core
US4235669A (en) Nuclear reactor composite fuel assembly
US5572560A (en) BWR fuel assembly having fuel rods with variable fuel rod pitches
JP2573399B2 (en) Fuel assembly
EP0196655A1 (en) Fuel assembly for nuclear reactor
JP2009042110A (en) Reactor core
JPS63235891A (en) Fuel aggregate
JPH028789A (en) Fuel assembly for nuclear reactor
JPH1082879A (en) Nuclear reactor core
JP3241071B2 (en) Light water reactor core
JP5607688B2 (en) Nuclear reactor core
JP3036129B2 (en) Fuel assembly
JP5078981B2 (en) Nuclear reactor core
JP2006184174A (en) Fuel assembly of boiling water reactor
JP2504514B2 (en) Reactor fuel assembly
JPS5816157B2 (en) Nenriyousyuugoutai
JP2002189094A (en) Fuel assembly for boiling water reactor
JPH01227993A (en) Boiling water reactor and fuel loading method thereof
JP2507408B2 (en) Fuel assembly
JP2003344575A (en) Spacer with vanes for boiling water reactor and fuel assembly
JPH02222863A (en) Fuel assembly for boiling water reactor
JPH0269694A (en) Fuel assembly for boiling water reactor
JPS6325593A (en) Boiling water type reactor
JPH0277687A (en) Fuel assembly, assembling method for fuel assembly and core
JPH03223696A (en) Fuel assembly