JPH03267792A - Channel box - Google Patents
Channel boxInfo
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- JPH03267792A JPH03267792A JP2067421A JP6742190A JPH03267792A JP H03267792 A JPH03267792 A JP H03267792A JP 2067421 A JP2067421 A JP 2067421A JP 6742190 A JP6742190 A JP 6742190A JP H03267792 A JPH03267792 A JP H03267792A
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Classifications
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- Y—GENERAL 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- 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、沸騰水型原子炉(以下BWRと略す)用燃料
集合体の燃料棒バンドルを囲むチャンネルボックスにお
いて、BWR炉心の中性子経済の向上と、その内外圧差
に起因する外側面の膨れ変形を最小にすることに関する
ものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention provides a channel box surrounding a fuel rod bundle of a fuel assembly for a boiling water reactor (hereinafter abbreviated as BWR) to improve the neutron economy of a BWR core. This invention relates to minimizing the swelling deformation of the outer surface caused by the difference in internal and external pressure.
〔従来の技術]
従来使用されているBWR用燃料集合体は、第6図の簡
略説明図に示すように、主に上部タイプレート11.下
部タイプレート12.複数本の燃料棒13、ウォーター
ロッド14.スペーサ15.およびこれを収納するチャ
ンネルボックス16より構成されている。上、下部タイ
プレート11.12は複数本の燃料棒13の両端を固定
している。スペーサ】5はチャンネルボックス16内で
軸方向に所定の間隔をおいて複数個設けられ、複数本の
燃料棒を整列支持し、燃料棒バンドル20を形成する。[Prior Art] As shown in the simplified explanatory diagram of FIG. 6, a conventionally used BWR fuel assembly mainly consists of an upper tie plate 11. Lower tie plate 12. A plurality of fuel rods 13, water rods 14. Spacer 15. and a channel box 16 that houses this. The upper and lower tie plates 11.12 fix both ends of the plurality of fuel rods 13. A plurality of spacers 5 are provided in the channel box 16 at predetermined intervals in the axial direction, and align and support a plurality of fuel rods to form a fuel rod bundle 20.
この燃料棒バンドルを囲むチャンネルボックスはジルカ
ロイ−4製で、水平断面が四角形の筒状をしている。The channel box surrounding this fuel rod bundle is made of Zircaloy-4 and has a cylindrical shape with a square horizontal cross section.
これらの燃料集合体に設けられるチャンネルボックスは
、燃料集合体毎に隔離された冷却材流路を形成すること
により、燃料集合体間の出力ミスマツチに起因する冷却
材のクロスフローを防止し、燃料集合体内を流れる冷却
材流量を確保し、冷却材を均一に流す機能を有している
。The channel boxes provided in these fuel assemblies prevent coolant cross-flow caused by output mismatch between fuel assemblies by forming isolated coolant flow paths for each fuel assembly, and prevent fuel It has the function of ensuring the flow rate of the coolant flowing inside the assembly and allowing the coolant to flow uniformly.
この燃料集合体の原子炉内装荷期間中には、燃料集合体
間を流れる冷却材の圧力損失のため、チャンネルボック
ス側面に内外圧差を生じ、第5図に示すように、側面部
が外側へ膨らむ。同図において、17は製造時のチャン
ネルボックス、18は燃焼末期のチャンネルボックス、
19は制御棒、20は燃料棒バンドルである。膨らみの
変形が著しい場合には原子炉の反応度を調節するために
、チャンネルボックス間に挿入される制御棒19の妨げ
となる危険性がある。During the loading period of the fuel assemblies into the reactor, pressure loss of the coolant flowing between the fuel assemblies causes a pressure difference between the inside and outside of the side of the channel box, and as shown in Figure 5, the side faces move outward. Inflates. In the figure, 17 is a channel box at the time of manufacture, 18 is a channel box in the final stage of combustion,
19 is a control rod, and 20 is a fuel rod bundle. If the bulge is significantly deformed, there is a risk that it will interfere with the control rods 19 inserted between the channel boxes in order to adjust the reactivity of the reactor.
現在BWRでは燃料コスト低減のため、燃料の高燃焼度
化が進められているが、このように高燃焼度まで燃料が
照射された場合、前述したチャンネルボックス側面部の
外部への膨れ変形は、従来よりも大きくなると予想され
る。Currently, in order to reduce fuel costs in BWRs, efforts are being made to increase the burnup of fuel, but when the fuel is irradiated to such a high burnup, the above-mentioned outward bulging deformation of the side surface of the channel box will occur. It is expected to be larger than before.
また、チャンネルボックスの材料であるジルカロイ−4
は原子炉内で23rUの核分裂反応を起こすために必要
な中性子の吸収体であるため、−層の燃料コストの低減
のためには、チャンネルボックスの肉厚を薄くすること
により、チャンネルボックスでの中性子吸収を減少させ
、中性子経済を向上させることが非常に有効である。In addition, Zircaloy-4, which is the material of the channel box,
is a neutron absorber necessary to cause a 23rU nuclear fission reaction in a nuclear reactor, so in order to reduce the fuel cost of the - layer, the wall thickness of the channel box should be made thinner. It is very effective to reduce neutron absorption and improve neutron economy.
[発明が解決しようとする課題]
本発明は、以上の点に鑑みチャンネルボックスを設けた
BWR用燃料集合体において、中性子経済を向上させ、
そのためにチャンネルボックスの薄肉化を図り、チャン
ネルボックスの内外圧差による径方向の膨れを低減し、
燃料の燃焼末期においても、原子炉の反応度を調節する
ための制御棒の挿入性に問題のないチャンネルボックス
を設けた燃料集合体を提供することが本発明の目的であ
る。[Problems to be Solved by the Invention] In view of the above points, the present invention improves neutron economy in a BWR fuel assembly provided with a channel box,
To achieve this, we have made the channel box thinner to reduce radial swelling due to the pressure difference between the inside and outside of the channel box.
It is an object of the present invention to provide a fuel assembly provided with a channel box that does not cause problems in inserting control rods for adjusting the reactivity of the nuclear reactor even in the final stage of fuel combustion.
[課題を解決するための手段]
上記の目的を達成するために、第1図および第2図に示
すように、チャンネルボックスの外側面を各コーナー1
から隣のコーナー2へ向かって直線状テーパー3または
内側へ凸形状のテーパー4とし、各コーナーに薄肉部5
と厚肉部6とができるようにした。[Means for solving the problem] In order to achieve the above object, as shown in Figs. 1 and 2, the outer surface of the channel box is
A linear taper 3 or an inwardly convex taper 4 is formed from the corner 2 toward the adjacent corner 2, and a thin wall portion 5 is provided at each corner.
and a thick wall portion 6.
[作用コ
中性子吸収体であるジルカロイ−4材がテーパー状に削
除されるので、その重量が減少し、中性子経済が向上す
ると共に、外面がテーパー状に削除されているため、内
外圧差に起因する変形による外側への膨れを小さく抑え
ることができる。即ち、上述のような形状としているた
め、変形した際も、制御棒との接触で問題となる従来の
チャンネルボックス外表面の線から外側に出る量は小さ
くなる。[Effects] Since the Zircaloy-4 material, which is a neutron absorber, is removed in a tapered shape, its weight is reduced and the neutron economy is improved. It is possible to suppress outward swelling due to deformation. In other words, since the shape is as described above, even when the channel box is deformed, the amount of protrusion outside the line of the outer surface of the conventional channel box, which is a problem due to contact with the control rod, is reduced.
[実施例]
本発明のチャンネルボックスの変形量比較のために、第
3図に示すような従来のチャンネルボックス(肉厚2
、54 m m r−辺長139.14mm)について
、有限要素法の計算コードを用いて変形量を弾性的に解
析した結果を第4図に示す。[Example] In order to compare the deformation amount of the channel box of the present invention, a conventional channel box (wall thickness 2
, 54 mm r - side length 139.14 mm), the results of elastically analyzing the amount of deformation using a finite element method calculation code are shown in FIG.
解析条件は下記の通りである。The analysis conditions are as follows.
チャンネルボックス材料 ジルカロイ−4冷却材温度
280C
冷却材圧力
チャンネルボックス内 l barチャンネルボ
ックス外 Obar
解析した結果、最大変形量△は約0.7mmであった。Channel box material Zircaloy-4 Coolant temperature 280C Coolant pressure Inside the channel box l bar Outside the channel box Obar As a result of analysis, the maximum deformation amount △ was about 0.7 mm.
次に上記と同一の解析条件で本発明のチャンネルボック
ス(第1図)について変形量を解析したところ、チャン
ネルボックスの重量は従来のものと比較して約20%減
少しているにもかかわらず、本発明のチャンネルボック
スの変形後の外面は従来のチャンネルボックスの変形後
の外面と同程度であった。Next, when we analyzed the amount of deformation of the channel box of the present invention (Fig. 1) under the same analysis conditions as above, we found that although the weight of the channel box was reduced by about 20% compared to the conventional one, The outer surface of the channel box of the present invention after deformation was comparable to the outer surface of the conventional channel box after deformation.
これは本発明のチャンネルボックスでは外面を削除して
いるためである。なお、本解析では最小肉厚を最大肉厚
の約60%とした。This is because the channel box of the present invention eliminates the outer surface. In this analysis, the minimum wall thickness was set to approximately 60% of the maximum wall thickness.
既に述べたように第1図に示す例は、直線的に外側面を
削ったものであるが、さらに変形量を最小にするために
、外側面を内側へ凸の曲面形状としたものを第2図に示
す。第2図のようなテーパー形状とすることにより、先
願の特願平1−313899に準じた作用が期待できる
ため外側への変形は一層小さく抑えられる。As already mentioned, the example shown in Fig. 1 has the outer surface cut in a straight line, but in order to further minimize the amount of deformation, the outer surface has a curved shape that is convex inward. Shown in Figure 2. By forming the tapered shape as shown in FIG. 2, an effect similar to that of the earlier patent application No. 1-313899 can be expected, so that outward deformation can be further suppressed.
[発明の効果コ
チャンネルボックスの外側面を各コーナーから隣のコー
ナーへ向かってテーパー形状にすることにより、中性子
吸収体であるジルカロイ−4の重量を減らし、中性子経
済を向上させると共に、チャンネルボックス内外圧差に
起因する膨らみにより、従来型のチャンネルボックスの
製造時の外面から外側へ畠る量を小さくすることができ
る。従って制御棒の挿入を妨げることがない;[Effects of the Invention] By tapering the outer surface of the co-channel box from each corner to the next corner, the weight of Zircaloy-4, which is a neutron absorber, is reduced and neutron economy is improved. The bulge caused by the pressure differential can reduce the amount of bulging outward from the outer surface during manufacture of conventional channel boxes. Therefore, the insertion of control rods is not obstructed;
第1図および第2図はいずれも本発明のチャンネルボッ
クス外側面の実施例に関するもので、それぞれ各コーナ
ーから隣のコーナーへ向かって削り取るテーパー形状が
直線状のものと内側へ凸の曲線形状のものの説明図、第
3図はチャンネルボックス外側面の従来例簡略図、第4
図は第3図の解析結果説明図、第5図はチャンネルボッ
クス外側面変形説明図、第6図はBWR用燃料集合体の
簡略要部説明図である。
1.2・・コーナー、3・・直線状テーパー4・・内側
へ凸形状のテーパー、5・・薄肉部、6・・厚肉部、1
3・・燃料棒、16・・チャンネルボックス、17・・
チャンネルボックス(製造時)、18・・チャンネルボ
ックス(燃焼末期)、19・・制御棒、
20・
・燃料棒バンドル。
第6図
CすFigures 1 and 2 both relate to embodiments of the outer surface of the channel box of the present invention, and show one in which the taper shape cut from each corner toward the next corner is linear, and the other is a curved shape convex inward. Figure 3 is a simplified diagram of the conventional example of the outer surface of the channel box.
The drawings are an explanatory diagram of the analysis results of FIG. 3, FIG. 5 is an explanatory diagram of deformation of the outer surface of the channel box, and FIG. 6 is a simplified explanatory diagram of the main parts of the BWR fuel assembly. 1.2... Corner, 3... Straight taper 4... Inwardly convex taper, 5... Thin wall part, 6... Thick wall part, 1
3...Fuel rod, 16...Channel box, 17...
Channel box (at the time of manufacture), 18... Channel box (in the final stage of combustion), 19... Control rod, 20... Fuel rod bundle. Figure 6C
Claims (1)
むチャンネルボックスにおいて、その外側面が各コーナ
ーから隣のコーナーへ向って直線状または内側へ凸形状
のテーパーを有していることを特徴とするチャンネルボ
ックス。1. In a channel box surrounding a fuel rod bundle of a fuel assembly for a boiling water reactor, the outer surface thereof has a linear or inwardly convex taper from each corner to the next corner. Features a channel box.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2067421A JPH03267792A (en) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | Channel box |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2067421A JPH03267792A (en) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | Channel box |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03267792A true JPH03267792A (en) | 1991-11-28 |
Family
ID=13344428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2067421A Pending JPH03267792A (en) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | Channel box |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03267792A (en) |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP2067421A patent/JPH03267792A/en active Pending
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