JPH03205590A - 原子炉の燃料集合体の下部コネクタに関連した濾板 - 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】 本発明は、原子炉用燃料集合体の下部コネクタの濾板に
関する。

特に、加圧水で冷却される水冷式原子炉は、プリズム形
燃料集合体から戊る炉心を持ち、燃料集合体は互いに隣
合わせに垂直方向に配置され、がつ下部コネクタによっ
て原子炉の下部炉心板に載っている。原子炉の冷却水は
一般に「底部ノズル」と呼ばれる下部コネクタを通り、
燃料集合体内で、底部から垂直上方に循環する。

この冷却水は、下部コネクタの取付板に開口したオリフ
ィスを通って燃料集合体に運び込まれる粒子を含みがち
である。粒子は、燃料棒と燃料集合体の第１スペーサグ
リッド、即ち、燃料集合体の下部コネクタに最も近くに
配置したスペーサグリッドのセルの壁との間に位置する
ギャップに留まるようになる。

循環する流体により、燃料集合体の被覆に摩耗を生じさ
せる程度まで、粒子に軸線方向及び横方向の応力が与え
られる。したがって、粒子が燃料集合体に入るのを防止
するため、冷却流体に含まれる粒子を保持することが望
ましい。

文献の米国特許第４，６６４．８８０号及び米国特許第
４，６７８，６２７号は、例えば、金属線または穴あけ
された薄板金属からできており、かつ燃料集合体の下部
コネクタに配置された構造体の形態の保持装置を提供し
ている。

また、米国特許第４，６７８，４９６号では、保持装置
としてウエハから成る格子の形態に製造されかつ燃料集
合体の下部コネクタと関連した濾板を使用することが提
案されている。

これらの公知の装置では、一般に、原子炉の冷却流体の
水頭のかなりの損失が導入される。その理由は、流れ断
面に直角な平面内に投影される流路断面が小さい過ぎる
からである。

欧州特許第Ａ−０２８９，８２９号及び欧州特許第Ａ−
０．３１），０３７号は、また、取付板内に特殊なダク
トを設けること、または取付板内に特殊に加工したオリ
フィスに局部的に濾過手段を挿入することのいずれかに
より、濾過要素として下部コネクタのその取付板自体を
用いることによって濾過装置を製造することが提案され
ている。

下部コネクタのこの本質的な構造要素の特殊な機械加工
を実行することには欠点がある。

したがって、本発明は、原子炉の冷却流体に含まれる粒
子を保持するための原子炉用燃料集合体の下部コネクタ
の濾板を提供することにあり、この下部コネクタは、燃
，料集合体が作動位置にあるとき、原子炉の下部コネク
タに載り、この濾板は、原子炉の冷却流体の循環中にほ
んのわずかな水頭の損失しか導入せず、同時に、有効な
濾過を確保する。

このことを達或するため、濾板は、少なくとも１つの有
効領域を有し、その有効領域内で、濾板には原子炉の下
部炉心板を貫通する水路孔と向き合うようになるように
した決められた寸法の孔があけられている。

本発明を理解するのを容易にするため、本発明による濾
板の複数の実施例を添付図面を参照して以下に説明する
。

第１図は、燃料集合体の下部コネクタ３の領域に水路孔
２を持つ原子炉の下部炉心板１の一部を示す。

下部コネクタ３は燃料集合体の枠の一部を形或し、枠に
は、ガイドチューブ４がその下部で連結されている。枠
は、また、カイドチューブ４に連結された１組のスペー
サグリッドに連結されており、下部のスペーサグリッド
９だけが第１図に示されている。

コネクタ３は取付板６と下部炉心板１の上面に載るよう
になっている脚７とを有する。

下部コネクタ及びスペーサグリッドは燃料集合体の断面
に対応するほぼ正方形の形状を有する。

下部コネクタ３の２つの脚７は、燃料集合体用の心出し
及び位置決めスタッド８に係合するようになっているオ
リフィスを有し、スタッド８は下部炉心板１の上面に固
定されている。

濾板１０は、粒子が燃料集合体に入る前に原子炉の冷却
流体に含まれる粒子の保持を確保するように、脚７の下
面と下部炉心板１の上面との間に挿入されている。

原子炉の冷却流体は流路孔２の領域内で下部炉心板１を
通過し、その後取付板６のオリフィスを経て燃料集合体
に入る。

濾板１０は取付板６よりも低い位置で冷却流体内の循環
に介在されており、この濾板１０は循環中の粒子を保持
できる。その理由は、この濾板が特定の制限値より大き
な寸法の粒子を止めることができる決められた寸法の孔
を持つからである。

この制限値は、一般に、燃料集合体の燃料棒と第１スペ
ーサグリッド９のセルとの間に存在するギャップの寸法
によって決められ、２ｍｍと４開の間の範囲内にある。

この濾板に決められた寸法のオリフィスがあけられた濾
板１０の有効領域は、燃料集合体が第１図に示すように
作動位置にあるとき、下部炉心板の水路孔（流路孔〉に
向合゛うようになる濾板の領域にほぼ対応する。

これらの有効領域は下部炉心板の水路孔の断面の対応す
るほぼ円形形状を持つ。

第２図は、水路及び粒子保持オリフィスが正方形形状を
持つ本発明による濾板の有効領域の一部を示す。

濾板から切り欠かれたオリフィス１２は保持すべき粒子
の最小寸法に対応する寸法の辺を持つ。

第２図は、本発明による濾板の有効部分のほぼ約８分の
１を示し、この有効部分の半径は下部炉心板内の水路孔
２の半径に対応する。

第３図は、別の実施例を示し、この実施例では、濾板を
貫通する正方形の切欠き１３は第２図に示す濾板の切欠
き１２の寸法より実質的に大きな寸法を持つ。

したがって、正方形のこれらの切欠きは保持すべき粒子
の最小寸法より実質的に大きな寸法を持つ。

第３Ａ図に示すように、濾板から切り欠かれた正方形の
セル１３の各々がセルの内部に向く４つのボス１５を持
つ。ボス１５は、セル１３内で、保持すべき粒子の最小
寸法より小さな寸法で水路孔を構成している。

第４図は、本発明による濾板の有効領域の第３実施例を
示し、この領域は、水路及び三角形オリフィス１４の寸
法による特定の制限値より大きな寸法の粒子保持網を形
成するため、互いに隣接して配置された直角三角形の形
状の切欠きから成る。

第５図及び第６図は、本発明による濾板の第４実施例を
示す。

濾板２０は、下部炉心板２１の水路孔２２の各々と向か
い合わせに配置された有効領域を有し、その有効領域内
で、濾板２０はオリフィス２３を形成するように型打加
工され、オリフィスの形状は第６図に示されている。オ
リフィス２３の各々は型打加工のとき濾板２０の面から
押し出された４つのフィン２４によって楕或されている
。

フィン２４によって構或された中央水路孔２３により、
水路及び特定の制限値より大きな寸法の粒子を保持する
ことができる。

もし濾板が型打加工によって作られるならば、型打加工
された領域は、型打加工された領域が受け入れられる水
路断面２２に完全に対応しなげればならない。

第７図及び第８図は、濾板２５を示し、濾板２５の有効
領域２６は平行な薄板２７から成る格子の形態で作られ
、薄板の間隔は濾板２５の領域に保持すべき粒子の最小
寸法に対応している。

薄板２７は濾板２５内に作られた円形オリフィス内で互
いに隣合わせに配置され、円形オリフィスの寸法は下部
炉心板３０の水路孔２９の寸法に対応している。これら
の薄板２７は端部で濾板のオリフィスの縁部に溶接され
ている。

濾板２５を通過中、冷却流体の水頭の損失を制限するた
め、薄板２７は、第８Ａ図からわかるように、異形形状
を持つ。濾板に直角な方向の流体の流れに一致したこの
異形形状により、水頭の損失がかなり減少できる。

濾板２５の有効部分の薄板２７は両端だけが固定されて
おり、互いに平行に配置されている。これらの薄板は濾
板２５の有効領域を通過する冷却液体の液圧応力の作用
で振動し易い。

この振動を防止するため、第９図からわかるように、薄
板２７′の方向と直角な方向に補剛材３１を配置するの
がよい。補剛材３１は、薄板２７′に、及び濾板２５に
開口したオリフイスの縁部に、溶接されるか、もしくは
その他の仕方で固定される。

いずれにしても、本発明による濾板は、原子炉の冷却流
体に含まれ、かつ特定の制限値よりも大きな寸法を持つ
粒子の有効な保持を確保する。

この濾板は冷却流体に中程度の水頭の損失しか導入しな
い。その理由は、濾板のオリフイスが下部炉心板の開ロ
オリフイスの延長部に配置されているからである。

もしこれらのオリフイスが濾板の型打加工によって作ら
れるならば、板のデフレクタ要素２４は流れの方向に向
けられ、かくして、水頭の損失を減少させることができ
る。

本発明は説明した実施例に限定されない。

したがって、別な方法で濾板に切り欠いたまたは機械加
工した、説明した形態とは異なった形態の孔、またはオ
リフイスを作ることができる。

濾板は、冷却流体に対して及び原子炉の作動条件に対し
て耐性のある任意の材料、例えば二・ンケル主戒分合金
またはマルテンサイト鋼から作ることができる。

本発明による濾板は、説明したように下部炉心板の上面
に接触して配置することができるばかりでなく、燃料集
合体の下部コネクタ内にその下端とその取付板の中間位
置で配置でき、または取付板の下面に接触して固定でき
る。

いずれにしても、濾板のオリフイスは、木頭の損失を制
限するため、下部炉心板を貫通する冷却流体用オリフィ
スと向かい合わせに配置されねばならない。

本発明は水冷式原子炉のどんな燃料集合体に対して用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による濾板を持つ燃料集合体の下部の
垂直面の概略断面図である。 第２図は、第１実施例の本発明による濾板の有効領域の
一部の平面図である。 第３図は、第２実施例の本発明の濾板の有効領域の一部
の平面図てある。 第３Ａ図は、第３図の詳細Ａの拡大図てある。 第４図は、第３実施例の本発明による濾板の有効領域の
一部の平面図である。 第５図は、原子炉の下部炉心板に載る本発明による濾板
の垂直断面図である。 第６図は、第５図の６で示す方向に見た部分図である。 第７図は、格子の形態に製造された本発明による濾板の
部分断面図である。 第８図は、第７図の８で示す方向に見た平面図である。 第８Ａ図は、第８図のＡ−Ａ部分の、第８図の格子の２
つの薄板の拡大断面図である。 第９図は、濾板の別の実施例を示す、第８図と同様な平
面図である。 １・・・下部炉心板、 ３・・・下部コネクタ、 １０・・・濾板 １２、１３、１４、２６・・・オリフィス、２、２２、
２９・・・水路孔、 ２１、３０・・・下部炉心板。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉の冷却流体に含まれる粒子を保持するため
   原子炉の燃料集合体の下部に配置された濾板であって、
   燃料集合体が作動位置にあるとき、燃料集合体が原子炉
   の下部炉心板（１）に載る下部コネクタを有する、濾板
   において、濾板は少なくとも１つの有効領域を有し、濾
   板は、その有効領域に原子炉の下部炉心板（１、２１、
   ３０）を貫通した水路孔（２、２２、２９）と向き合う
   ようにした決められた寸法の貫通するオリフィス（１２
   、１３、１４、２６）を有する、ことを特徴とする濾板
   。
2. （２）請求項１記載の濾板において、有効領域の水路オ
   リフィスは正方形の切欠き（１２）から成り、正方形の
   辺が保持しようとする粒子の最小寸法に対応する寸法を
   有する、ことを特徴とする濾板。
3. （３）請求項１記載の濾板において、有効領域の水路オ
   リフィスは正方形の切欠き（１３）から成り、正方形の
   辺は保持しようとする粒子の寸法よりも大きな寸法を有
   し、正方形内で、ボス（１５）が正方形の中心の方向に
   延び、前記ボスは間に、保持しようとする粒子の寸法に
   対応する方向の保持スペースを形成する、ことを特徴と
   する濾板。
4. （４）請求項１記載の濾板において、有効領域の水路オ
   リフィスは三角形の切欠き（１４）から成り、三角形の
   辺の最大寸法が保持しようとする粒子の寸法に対応する
   、ことを特徴とする濾板。
5. （５）請求項１記載の濾板において、有効領域の水路オ
   リフィスは板（２０）の型打加工した部分から成り、水
   路（２３）は冷却水の循環方向にデフレクタを形成する
   ように盛り上がった板（２０）の部分によって構成され
   ている、ことを特徴とする濾板。
6. （６）請求項１記載の濾板において、水路オリフィスは
   互いに平行な薄板（２７）によって構成され、かつ下部
   炉心板（３０）の水路孔（２９）に対応する濾板（２５
   ）のオリフィス内に配置されている、ことを特徴とする
   濾板。
7. （７）請求項６記載の濾板において、薄板（２７）の断
   面は原子炉の冷却水の循環方向に異形にされている、こ
   とを特徴とする濾板。
8. （８）請求項６または７のいずれか１つに記載の濾板に
   おいて、補剛材（３１）が薄板と直角な方向に薄板に固
   定されている、ことを特徴とする濾板。
9. （９）請求項１乃至８のいずれか１つに記載の濾板にお
   いて、濾板は構造的に硬化されたニッケル合金から成る
   、ことを特徴とする濾板。
10. （１０）請求項１乃至８のいずれか１つに記載の濾板に
    おいて、濾板はマルテンサイト鋼から作られる、ことを
    特徴とする濾板。