JPH03209192A - Atomic fuel assembly - Google Patents
Atomic fuel assemblyInfo
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は原子燃料集合体、特に上部ノズルバッド部に改
良を加えた加圧水型原子炉燃料集合体に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a nuclear fuel assembly, and particularly to a pressurized water reactor fuel assembly with an improved upper nozzle bud portion.
（従来の技術）
従来の加圧水型原子炉用燃料集合体（Ａ）は第４図に示
す如く多数の燃料棒００を並列し、かつ制御棒案内シン
プル０２１などを混入して複数の支持格子（３）で支持
せしめた燃料支持部と、それを固定する上下部ノズル（
４）（５）から構威されており、その上部ノズル（４）
には上部炉心板（図示せず）に抗して燃料集合体に下向
きのばね力を付加し、原子炉運転中の上向き流体力によ
る同集合体の浮き上がりを防止するためホールドダウン
スプリング又はリーフスプリングと呼ばれる押さえばね
（６）が四辺に取り付けられている。(Prior Art) A conventional fuel assembly (A) for a pressurized water reactor has a large number of fuel rods 00 arranged in parallel as shown in FIG. 3) and the upper and lower nozzles (
4) It is configured from (5), and its upper nozzle (4)
A hold-down spring or leaf spring is used to apply a downward spring force to the fuel assembly against the upper core plate (not shown) and to prevent the assembly from floating due to upward fluid force during reactor operation. Presser springs (6) called `` are attached to the four sides.
そして、上記燃料集合体における上部ノズルでは第５図
に示すようにリーフスプリングが高く位置し、パッド部
（７）とクランプ部（８）は略同じ高さに形威されてい
る。In the upper nozzle of the fuel assembly, the leaf spring is located high, as shown in FIG. 5, and the pad portion (7) and the clamp portion (8) are formed at approximately the same height.
（発明が解決しようとする課題）
ところが、上記の如き燃料集合体は一般に剛構造であり
、集合体伸びを機械的に吸収する構造にはなっていない
。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned fuel assemblies generally have a rigid structure, and do not have a structure that mechanically absorbs the elongation of the assembly.
そして、通常、運転時はリーフスプリングが上部炉心板
と接触していて上部ノズルのバンド部及び、クランプ部
は共に炉心板と干渉しないが、集合体伸びが過度に大き
くなるとリーフスプリングの変形量が大きくなり、リー
フスプリング高さがノ・ッド部と等しくなる時点で集合
体に係る荷重はリーフスプリングとバンド部で分担する
ようになく一般に現行の燃料設計では運転中は炉心構造
物（ステンレス鋼）の方が燃料集合体の構造部材（生に
ジルカロイ）まり熱膨張が大きいため、二〇ようなバン
ド部と上部炉心板との干渉が起こることはないが、燃料
集合体の伸びが大きい場合、燻焼末期の運転停止時に、
冷態となった時には上剖ノズルと上部炉心板が干渉し、
バンド部とリーフスプリングで荷重を支える事態となり
、集合体に軸方向圧縮力が働く。そして、その圧縮力は
スケルトンを構或するシンプル管に伝わり、荷重が過大
なときは該シンプル管の座屈や集合体の横方向変位、即
ち曲がりを起こし、これが隣接する集合体にも悪影響を
及ぼすという可能性を有していたしかも、近時、燃料の
高燃焼度化に伴い、燃料棒伸びや、燃料集合体伸びなど
燃料構或材の照射による寸法変化が問題となる傾向の昂
まりと共に集合体伸びを機械的に吸収する埋料設計には
強い関心が寄せられている。Normally, during operation, the leaf springs are in contact with the upper core plate, and neither the band section nor the clamp section of the upper nozzle interferes with the core plate, but if the aggregate elongation becomes excessively large, the amount of deformation of the leaf springs will increase. As the height of the leaf spring increases and the height of the leaf spring becomes equal to the nod part, the load on the assembly is divided between the leaf spring and the band part. ) is a structural member of the fuel assembly (raw Zircaloy) and has a larger thermal expansion, so interference between the band part and the upper core plate as in 20 does not occur, but if the elongation of the fuel assembly is large. , when the operation is stopped at the final stage of smoking,
When it is cold, the upper nozzle and the upper core plate interfere,
The load is supported by the band and leaf springs, and axial compressive force is applied to the assembly. The compressive force is then transmitted to the simple tubes that make up the skeleton, and when the load is excessive, it causes buckling of the simple tubes and lateral displacement, or bending, of the aggregate, which has a negative impact on adjacent aggregates. Recently, with the increase in fuel burnup, dimensional changes in fuel structural materials due to irradiation, such as elongation of fuel rods and elongation of fuel assemblies, have become a problem. At the same time, there is a strong interest in buried burial design that mechanically absorbs aggregate elongation.
本発明は上述の如き実状に鑑み、これに対処して特に燃
料集合体の上部ノズルの構成に集合体伸びを吸収する機
能を付与することにより燃料集合体の伸びにより燃料集
合体へ過度の荷重が加わることをなくし、燃料の健全性
を保持させることを目的とするものである。In view of the above-mentioned actual situation, the present invention deals with this by providing a function to absorb the elongation of the fuel assembly to the structure of the upper nozzle of the fuel assembly, thereby causing excessive load on the fuel assembly due to the elongation of the fuel assembly. The purpose is to maintain the integrity of the fuel by eliminating the addition of
（課題を解決するための手段）
即ち、上記目的に適合する本発明の特徴とするところは
、上記燃料集合体の上部ノズルにおいて、パッド部の高
さを、クランプ部のそれに比し相対的に高くなし、しか
も縮小を可能ならしめている点にある。(Means for Solving the Problems) That is, a feature of the present invention that satisfies the above object is that in the upper nozzle of the fuel assembly, the height of the pad portion is set relatively to that of the clamp portion. The advantage is that it is not expensive and can be downsized.
ここで、上部ノズルのパッド部とクランプ部の相対的な
高さの差は、バンド部を稍高くすることも可能であるが
、、クランプ部を従来に比し稍短くすることも包含され
、通常はかかる設計が用いられる。Here, the difference in relative height between the pad part and the clamp part of the upper nozzle includes making the band part a little taller, but also making the clamp part a little shorter than before. Such a design is normally used.
（作用〉
−Ｅ記の如き構威を採り入れることにより、その燃料集
合体は先ず、通常、運転時には従来と同じくリーフスプ
リングが上部炉心板と接触し、上部ノズルのパッド部及
び、クランプ部は共に炉心板と干渉しない。(Function) By adopting the structure as described in -E, the fuel assembly normally has its leaf springs in contact with the upper core plate in the same way as before during operation, and both the pad part and the clamp part of the upper nozzle Does not interfere with the core plate.
そして、集合体伸びが過度に大きくなり、リーフスグリ
ングの変形量が次第に大きくなってリーフスプリングの
高さがパッド部と等しくなった時点で集合体にかかる荷
重はリーフスプリングとパッド部で分担される。Then, when the elongation of the aggregate becomes excessively large and the amount of deformation of the leaf spring gradually increases until the height of the leaf spring becomes equal to the pad part, the load on the aggregate is shared between the leaf spring and the pad part. Ru.
このとき、更にパッド部が軸方向に縮小し、再び荷重は
実質上、リーフスプリングのみで支えられ、パッド部に
は殆ど荷重がかがらなくなり、集合体本体への影響を阻
止する。At this time, the pad part further contracts in the axial direction, and the load is again substantially supported only by the leaf springs, so that almost no load is applied to the pad part, preventing any influence on the assembly main body.
（実施例）
以下、更に添付図面にもとづいて本発明の実施例を説明
する。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described further based on the accompanying drawings.
第１図は前述の如き本発明の特徴をなす上部ノズルの概
要図であり、上部ノズル（４）のバンド部（７）と、ク
ランプ部（８）の高さに差が設けられ、図においては、
クランプ部（８）が従来の上部ノズル（第５図参照）に
比し稍短く、通常、干渉が避けられる２〜５閣程度短く
なっていて、相対的にバッド部（７）の高さが、クラン
プ部（８）より高くなっている。FIG. 1 is a schematic diagram of the upper nozzle which is a feature of the present invention as described above, and there is a difference in height between the band portion (7) and the clamp portion (8) of the upper nozzle (4). teeth,
The clamp part (8) is slightly shorter than the conventional upper nozzle (see Figure 5), and is usually about 2 to 5 cm shorter to avoid interference, and the height of the butt part (7) is relatively shorter. , is higher than the clamp part (8).
そして、一方、パッド部（７）は、これに過大な圧縮荷
重が加わったときに縮む構造となっており、その一例を
第２図に示しているが、例えばパッド部（７）を上下２
つの部分（９）ａωに分け、その間に縮み代（ｆ）をお
いて照射前に下側部分の凹部０団と上側部分（９）の上
下両凹部（１０（Ｅのうち下部凹部ＯＤに金属球Ｑ４）
を嵌め込んでおき、過大な荷重が加わると上部凹部０２
１に金属球圓が移動し、縮み代＜ｉ＞に応して縮むよう
になっている。なお、０９はガイドピン嵌合穴である。On the other hand, the pad part (7) has a structure that shrinks when an excessive compressive load is applied to it. An example of this is shown in FIG.
It is divided into two parts (9) aω, with a shrinkage margin (f) between them, and before irradiation, the concave part 0 group in the lower part and the upper and lower concave parts (10 Ball Q4)
If an excessive load is applied to the upper recess 02
1, the metal sphere moves and contracts in accordance with the shrinkage margin <i>. Note that 09 is a guide pin fitting hole.
しかして、上記例において、金属球圓の数はパッド部（
７）の一辺に３〜７個配置することにより充分、その機
能を果たすことができる。Therefore, in the above example, the number of metal spheres is the same as the pad part (
7) By arranging 3 to 7 pieces on one side, the function can be sufficiently fulfilled.
また、バンド部（７）の縮み代（ｌとしては予想される
干渉量はそれ程大きいものではなく、１〜４■で充分で
ある。Further, the amount of interference expected for the shrinkage margin (l) of the band portion (7) is not so large, and 1 to 4 cm is sufficient.
勿論、上記縮み構造は前記の外、他の手段をもって代替
し得ることは云うまでもない。Of course, it goes without saying that the contracted structure described above may be replaced by other means.
一方、、クランプ部（８）はリーフスプリングを固定す
るボルトが嵌人しているため、上記の如き構造を適用す
るにはなじまないので、前述のように干渉を避けるため
２〜５閣程度短くしている。On the other hand, since the clamp part (8) is fitted with a bolt that fixes the leaf spring, it is not suitable for applying the above structure, so it should be shortened by about 2 to 5 times to avoid interference as mentioned above. are doing.
第３図＜４＞ （ＩＩ）は上記の如き上部ノズルを用い
た場合の運転中、燃焼末期の冷態停止の時間，冷態の夫
々の時期における状態であり、運転中にあっては（イ）
図のように上下炉心板０ω０７）間において上部ノズル
（４）のリーフスプリング（６）が上部炉心板０ωと接
触しているが、燃焼末期停止時で冷態停止瞬間において
は（ＩＩ）図のように上部ノズル（４）のリーフスプリ
ング（６）とバンド部（７）が上部炉心板０ωと接触し
、干渉する。そして、この状態より燃料集合体に軸方向
圧縮力が作用すると、（ハ）図のように燃料集合体が縮
み、より短くなる。Figure 3 <4> (II) shows the conditions during operation, the cold stop time at the end of combustion, and the cold state when using the upper nozzle as described above. stomach)
As shown in the figure, the leaf spring (6) of the upper nozzle (4) is in contact with the upper core plate 0ω between the upper and lower core plates 0ω07). The leaf spring (6) and band portion (7) of the upper nozzle (4) contact and interfere with the upper core plate 0ω. When an axial compressive force is applied to the fuel assembly in this state, the fuel assembly contracts and becomes shorter as shown in Figure (C).
即ち、図においてＬＨｏｚ ＞ ＬＳＬＯＰ ＞ ＬＣ
ＯＩ ａである。That is, in the figure, LHoz > LSLOP > LC
OI a.
コレにより、燃料集合体にかかる圧縮力は、リーフスプ
リングのみで支えるか、またはリーフスブリングとバッ
ド部でささえるかになるが、Ｌｓｔｏｐ〉し。Ｌ６であ
るため、その分だけ圧縮力は小さくなるメリットがある
。Due to this, the compressive force applied to the fuel assembly can be supported by the leaf spring alone, or by the leaf spring and the butt part, but Lstop>. Since it is L6, there is an advantage that the compressive force is reduced accordingly.
なお、上記手段を用いれば上部ノズル高さを低くしても
燃焼開始時に燃料集合体を固定するための上部炉心板ガ
イドビン（通常、パッド部がガイドビンと嵌合するよう
になっている。）との嵌合性に関しては別段、問題はな
い。従って、第１図と第５図との対比から分かるように
（ｌ′）分だけ予め上部ノズルを短くし、燃料集合体の
全長を短くすることも可能である。Note that by using the above means, even if the height of the upper nozzle is lowered, the upper core plate guide bin (usually, the pad part fits into the guide bin) is used to fix the fuel assembly at the start of combustion. ) There are no particular problems with regard to the fitability. Therefore, as can be seen from the comparison between FIG. 1 and FIG. 5, it is also possible to shorten the upper nozzle by (1') in advance to shorten the overall length of the fuel assembly.
（発明の効果）
以上のように本発明は燃料集合体において上部ノズルパ
ッド部が、クランプ部より高く、しかも異常な外力によ
り軸方向に縮む構造を有するものであり、燃焼末期の運
転停止時にそのバンド部が異常な荷重を受けて軸方向に
縮むことにより、燃料集合体に対し圧縮荷重が加わるこ
とを回避することができ、シンプル管の座屈や集合体の
曲がりなど隣接燃料集合体に悪影響を及ぼす原因を解消
して隣接燃料への影響波及をなくし、集合体伸びが太き
《なっても燃料健全性を保つことができる顕著な効果が
期待される。(Effects of the Invention) As described above, the present invention has a structure in which the upper nozzle pad part of the fuel assembly is higher than the clamp part and contracts in the axial direction due to abnormal external force. When the band part receives an abnormal load and contracts in the axial direction, it is possible to avoid applying compressive load to the fuel assembly, which causes negative effects on adjacent fuel assemblies such as buckling of simple tubes and bending of the assembly. It is expected that this method will have the remarkable effect of eliminating the causes of this, eliminating its influence on adjacent fuels, and maintaining fuel integrity even when the aggregate elongation becomes thick.
第１図は本発明の特徴をなす上部ノズルの１例を示す正
面概要図、第２図は同上部ノズルの要部詳細図、第３図
（＜） （Ｉｌｌ） Ｄｉ）は本発明における上部ノズ
ルの作用説明図、第４図は従来の燃料集合体の一般構成
を示す正面概要図、第５図は同燃料集合体における従来
の上部ノズルの１例を示す正面概要図である。
（Ａ） ・・・燃料集合体５
（１） ・・・燃料棒，
（３）・・・支持格子，
（４）・・・上部ノズル，
（５）・・・下部ノズル，
（６）・・・リーフスプリング，
（７）・ ・ ・バッド部，
（８）・・・クランプ部，
（イ）
１日
第３！！！！ｌ
（ロ）
（ハ）
第４
図FIG. 1 is a schematic front view showing an example of the upper nozzle that is a feature of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of the main parts of the upper nozzle, and FIG. FIG. 4 is a schematic front view showing the general configuration of a conventional fuel assembly, and FIG. 5 is a schematic front view showing an example of a conventional upper nozzle in the same fuel assembly. (A)...Fuel assembly 5 (1)...Fuel rod, (3)...Support grid, (4)...Upper nozzle, (5)...Lower nozzle, (6)... ...Leaf spring, (7)...Bud part, (8)...Clamp part, (a) Day 3! ! ! ! l (b) (c) Figure 4
Claims (1)
、その上下を上部ノズルおよび下部ノズルで夫々固定す
ると共に、上部ノズルにリーフスプリングを取り付けて
なる燃料集合体において、前記上部ノズルのパッド部の
高さが、クランプ部のそれより稍高く、かつ軸方向に縮
小可能であることを特徴とする原子燃料集合体。1. In a fuel assembly in which a large number of fuel rods arranged in parallel are supported by a plurality of support grids, the top and bottom of which are fixed by an upper nozzle and a lower nozzle, and a leaf spring is attached to the upper nozzle, the upper nozzle is A nuclear fuel assembly characterized in that the height of the pad portion is slightly higher than that of the clamp portion and is reducible in the axial direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004089A JPH03209192A (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Atomic fuel assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004089A JPH03209192A (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Atomic fuel assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209192A true JPH03209192A (en) | 1991-09-12 |
Family
ID=11575068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004089A Pending JPH03209192A (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Atomic fuel assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03209192A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001042082A (en) * | 1999-07-08 | 2001-02-16 | Siemens Power Corp | Radiation induction growth indicator |
-
1990
- 1990-01-10 JP JP2004089A patent/JPH03209192A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001042082A (en) * | 1999-07-08 | 2001-02-16 | Siemens Power Corp | Radiation induction growth indicator |
| JP4690525B2 (en) * | 1999-07-08 | 2011-06-01 | アレバ エヌピー インコーポレイティド | Radiation-induced growth indicator |
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