JPH04161886A - 燃料集合体 - Google Patents
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- JPH04161886A JPH04161886A JP2285998A JP28599890A JPH04161886A JP H04161886 A JPH04161886 A JP H04161886A JP 2285998 A JP2285998 A JP 2285998A JP 28599890 A JP28599890 A JP 28599890A JP H04161886 A JPH04161886 A JP H04161886A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/34—Spacer grids
- G21C3/344—Spacer grids formed of assembled tubular elements
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
- G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
- G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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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。
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、燃料集合体、特に沸騰水形原子炉用燃料集合
体に関するものである。
体に関するものである。
従来、原子炉用の燃料集合体では熱伝達の向上を目的と
したスペーサの構造の改良が行われている。加圧水形の
場合には、例えば特公昭４２−３２３７２号公報に開示
されているように、格子形スペーサに羽根状の突起物を
燃料棒を取り囲む四辺の中央部にそれぞれ１個ずつ設け
た構造になっている。このような構造では、適切な羽根
の位置と形状により、冷却材は燃料棒を覆うように周り
に沿って流れることになる。その結果、冷却材をミキシ
ングさせることになって、熱伝達の向上を図り、炉心の
熱的余裕を増大させている。
したスペーサの構造の改良が行われている。加圧水形の
場合には、例えば特公昭４２−３２３７２号公報に開示
されているように、格子形スペーサに羽根状の突起物を
燃料棒を取り囲む四辺の中央部にそれぞれ１個ずつ設け
た構造になっている。このような構造では、適切な羽根
の位置と形状により、冷却材は燃料棒を覆うように周り
に沿って流れることになる。その結果、冷却材をミキシ
ングさせることになって、熱伝達の向上を図り、炉心の
熱的余裕を増大させている。
しかしながら、上記従来例の技術は、加圧水彩原子炉で
使用するものであり、これを沸騰水形原子炉に適用した
場合には上記の目的を達成することは困難となる。第３
図は沸騰水形原子炉の燃料棒間の冷却材の流動状態を示
す図であり、１は燃料棒、２は液膜、３は液滴である。
使用するものであり、これを沸騰水形原子炉に適用した
場合には上記の目的を達成することは困難となる。第３
図は沸騰水形原子炉の燃料棒間の冷却材の流動状態を示
す図であり、１は燃料棒、２は液膜、３は液滴である。
沸騰水形原子炉の燃料集合体では、ボイドの発生により
燃料棒間の冷却材の流動状態は、第３図に示すような二
相流状態となる。すなわち、燃料棒１の表面上に液膜２
流が生じ、燃料棒１間の空間は蒸気と液滴３が混じり合
った流動状態となる。
燃料棒間の冷却材の流動状態は、第３図に示すような二
相流状態となる。すなわち、燃料棒１の表面上に液膜２
流が生じ、燃料棒１間の空間は蒸気と液滴３が混じり合
った流動状態となる。
このような流動状態において、上記従来例に示すような
スペーサを使用すると、冷却材は燃料棒１の周囲を沿う
ような流れとなる。そのため、燃料棒１に付着している
液膜２をはぎ取るような流れとなり、燃料棒１に付着す
る液膜２の量は少なくなる。すなわち、燃料棒１の表面
の液膜２が消滅し沸騰遷移を起こしやすくなる。このた
め、この沸騰遷移時の出力、すなわち限界出力は下がる
ことになる。
スペーサを使用すると、冷却材は燃料棒１の周囲を沿う
ような流れとなる。そのため、燃料棒１に付着している
液膜２をはぎ取るような流れとなり、燃料棒１に付着す
る液膜２の量は少なくなる。すなわち、燃料棒１の表面
の液膜２が消滅し沸騰遷移を起こしやすくなる。このた
め、この沸騰遷移時の出力、すなわち限界出力は下がる
ことになる。
本発明の目的は、上記問題点を解消し、熱的余裕と安定
性に富む燃料集合体を提供することにある。
性に富む燃料集合体を提供することにある。
上記の目的は、次のようにして達成される。
（１）円筒状の丸セルリングを束ねた構造からなる光セ
ル形スペーサと、丸セルリングにより相互の間隔が保持
される燃料棒と、光セル形スペーサを取り囲む断面が多
角形のチャネルボックスと、チャネルボックスの隣り合
う２側面の各面に、２側面の各面がそれぞれ向い合うよ
うに配設されている制御棒を有する沸騰水形原子炉にお
いて、チャネルボックス内で制御棒から最も離れたコー
ナ部及びその周辺に、旋回流を生じさせるベーンを配設
すること。
ル形スペーサと、丸セルリングにより相互の間隔が保持
される燃料棒と、光セル形スペーサを取り囲む断面が多
角形のチャネルボックスと、チャネルボックスの隣り合
う２側面の各面に、２側面の各面がそれぞれ向い合うよ
うに配設されている制御棒を有する沸騰水形原子炉にお
いて、チャネルボックス内で制御棒から最も離れたコー
ナ部及びその周辺に、旋回流を生じさせるベーンを配設
すること。
（２Ｈ，Ｌ）において、チャネルボックス内の制御棒か
ら最も離れたコーナ部及びその周辺で、かつ制御棒に面
しない前記チャネルボックスの２側面の内面に最も近い
側にそれぞれ並設してある第１列目の燃料棒とチャネル
ボックスの各内面により囲まれる第１空間内、及び第１
列目の燃料棒と更にこれより１列内側に並設されている
第２列目の燃料棒により囲まわる第２空間内で発生する
Ｍ、滴が遠心力により、第１及び第２の各空間を形成し
ている各燃料棒に向うような旋回流を生じさせるベーン
を設けること。
ら最も離れたコーナ部及びその周辺で、かつ制御棒に面
しない前記チャネルボックスの２側面の内面に最も近い
側にそれぞれ並設してある第１列目の燃料棒とチャネル
ボックスの各内面により囲まれる第１空間内、及び第１
列目の燃料棒と更にこれより１列内側に並設されている
第２列目の燃料棒により囲まわる第２空間内で発生する
Ｍ、滴が遠心力により、第１及び第２の各空間を形成し
ている各燃料棒に向うような旋回流を生じさせるベーン
を設けること。
（３）（１）において２チヤネルボツクス内の制御棒か
ら最も離れたコーナ部及びその周辺で、かつチャネルボ
ックスの制御棒と面しない側面の内面に、燃料棒の長手
方向に対して斜め方向にあたる方向に旋回流発生用のベ
ーンを設けること。
ら最も離れたコーナ部及びその周辺で、かつチャネルボ
ックスの制御棒と面しない側面の内面に、燃料棒の長手
方向に対して斜め方向にあたる方向に旋回流発生用のベ
ーンを設けること。
（４）（２）において、第１列目の燃料棒及び第２列目
の燃料棒を保持する各丸セルリングの側面に。
の燃料棒を保持する各丸セルリングの側面に。
燃料棒の長手方向に対して斜めにあたる方向に旋回流発
生用のベーンを設けること。
生用のベーンを設けること。
（５）（４）において、チャネルボックス内の制御棒か
ら最も離れたコーナ部及びその近くで、丸セルリングを
束ねるサイドバンドの内面に旋回流発生用のベーンを設
けること。
ら最も離れたコーナ部及びその近くで、丸セルリングを
束ねるサイドバンドの内面に旋回流発生用のベーンを設
けること。
（６）（４）又は（５）において、旋回流発生用のベー
ンを設けた丸セルリング又はサイドバンドを上から２段
目と３段目の各光セル形スペーサに配設すること。
ンを設けた丸セルリング又はサイドバンドを上から２段
目と３段目の各光セル形スペーサに配設すること。
（７）（４）において、丸セルリングの一部が隣接する
丸セルリングと長手方向で重畳するような構成にするこ
と。
丸セルリングと長手方向で重畳するような構成にするこ
と。
沸騰水形原子炉用燃料集合体の二相流領域において、燃
料棒間に旋回流を発生させたときの流動状態を第４図に
示す、第４図において、４は旋回流であり、他は前出の
符号と同一である。燃料棒１にはさまれた空間内に旋回
流４を生じさせることにより、蒸気中に含まれている液
滴３が、旋回流４による遠心力のため、燃料棒１に沿う
液膜２に付着する。したがって、従来に比べて、燃料棒
１の表面の液膜２流の量が増えるため、沸騰遷移に対す
る熱的余裕が増加し、限界出力が向上する。
料棒間に旋回流を発生させたときの流動状態を第４図に
示す、第４図において、４は旋回流であり、他は前出の
符号と同一である。燃料棒１にはさまれた空間内に旋回
流４を生じさせることにより、蒸気中に含まれている液
滴３が、旋回流４による遠心力のため、燃料棒１に沿う
液膜２に付着する。したがって、従来に比べて、燃料棒
１の表面の液膜２流の量が増えるため、沸騰遷移に対す
る熱的余裕が増加し、限界出力が向上する。
上記理由により、丸セルスペーサを形成している丸セル
リングの側面に旋回流発生用のベーンを設けると、燃料
棒１で囲まれる空間内で旋回流４が生じ、熱的余裕を増
加させることができる。旋回流４の強さを増せば熱的余
裕は更に増加し、旋回流４を強めるためには旋回流発生
用のベーンを大きくすればよいが、ベーンを大きくする
ことは圧力損失が増大する結果を招く、シたがって、圧
力損失を増大させずに熱的余裕を増やすことが必要とな
る。
リングの側面に旋回流発生用のベーンを設けると、燃料
棒１で囲まれる空間内で旋回流４が生じ、熱的余裕を増
加させることができる。旋回流４の強さを増せば熱的余
裕は更に増加し、旋回流４を強めるためには旋回流発生
用のベーンを大きくすればよいが、ベーンを大きくする
ことは圧力損失が増大する結果を招く、シたがって、圧
力損失を増大させずに熱的余裕を増やすことが必要とな
る。
しかし、沸騰遷移は全ての燃料棒１で同時に生ずるので
はなく１局所的に生ずるものである。−般に、沸騰遷移
が生じやすい、すなわち出力が高く、熱的に厳しい位置
は制御棒に面しない光セル形スペーサ側面の内面の制御
棒から最も離れたコーナ部及びその周辺の燃料棒１が位
置する領域である。このため、これらの燃料棒１で囲ま
れる空間のみで旋回流４が発生するように光セル形スペ
ーサを構成している丸セルリングの側面にベーンを設け
ると、大きなベーンを使用してもベーンの数が少ないた
めに圧力損失の増加はほとんどなく、逆に大きなベーン
の採用により燃料棒表面に沿って流れる液膜流量が増加
し、熱的余裕が増大する。
はなく１局所的に生ずるものである。−般に、沸騰遷移
が生じやすい、すなわち出力が高く、熱的に厳しい位置
は制御棒に面しない光セル形スペーサ側面の内面の制御
棒から最も離れたコーナ部及びその周辺の燃料棒１が位
置する領域である。このため、これらの燃料棒１で囲ま
れる空間のみで旋回流４が発生するように光セル形スペ
ーサを構成している丸セルリングの側面にベーンを設け
ると、大きなベーンを使用してもベーンの数が少ないた
めに圧力損失の増加はほとんどなく、逆に大きなベーン
の採用により燃料棒表面に沿って流れる液膜流量が増加
し、熱的余裕が増大する。
第５図にベーンの数とスペーサ部における圧力損失との
関係を示すが、ベーンを多数使用するとスペーサ内部に
おける投影面積（スペーサを上から見たときの面積）が
増大するため、スペーサ内部の流路が挾まり圧力損失が
増大する。しかし１本発明の場合は使用するベーンの数
を１５程度以下にすることができるので、圧力損失はほ
とんど増大しないことになる。
関係を示すが、ベーンを多数使用するとスペーサ内部に
おける投影面積（スペーサを上から見たときの面積）が
増大するため、スペーサ内部の流路が挾まり圧力損失が
増大する。しかし１本発明の場合は使用するベーンの数
を１５程度以下にすることができるので、圧力損失はほ
とんど増大しないことになる。
次いで、前記したように、燃料集合体の沸騰遷移の発生
しやすい位置は、制御棒と面しない光セル形スペーサ側
面の内側コーナ近傍であるが、軸方向には上から１段目
と２段目の各光セル形スペーサの上流で発生する。光セ
ル形スペーサは普通は７段前後からなり、光セル形スペ
ーサを形成している各丸セルリングが上下方向に、ある
間隔をおいて７段にわたり、それぞれの燃料棒を保持し
ているが、その最上段近傍において沸騰遷移が発生しや
すい。このことは次のように説明される。
しやすい位置は、制御棒と面しない光セル形スペーサ側
面の内側コーナ近傍であるが、軸方向には上から１段目
と２段目の各光セル形スペーサの上流で発生する。光セ
ル形スペーサは普通は７段前後からなり、光セル形スペ
ーサを形成している各丸セルリングが上下方向に、ある
間隔をおいて７段にわたり、それぞれの燃料棒を保持し
ているが、その最上段近傍において沸騰遷移が発生しや
すい。このことは次のように説明される。
第６図に燃料棒の軸方向位置と燃料棒表面に沿う液膜厚
さとの関係を示す、光セル形スペーサの配設位置近傍を
除くと、軸の上方に向うにつれて液膜は蒸発して減るこ
とから、液膜厚さは単調に減少する。しかし、光セル形
スペーサの配設位置近傍では、光セル形スペーサにより
流れが乱されることから付着量が増加し、液膜厚さがス
テップ状に変化する。すなわち、１段目と２段目の各光
セル形スペーサの上流で液膜厚さが薄くなるため、出力
を上げると、この位置で沸騰遷移が発生することになる
。しかし、本発明になるベーンの付いた光セル形スペー
サを、液膜厚さの薄い部分に配設すれば液膜厚さが増加
することになる。
さとの関係を示す、光セル形スペーサの配設位置近傍を
除くと、軸の上方に向うにつれて液膜は蒸発して減るこ
とから、液膜厚さは単調に減少する。しかし、光セル形
スペーサの配設位置近傍では、光セル形スペーサにより
流れが乱されることから付着量が増加し、液膜厚さがス
テップ状に変化する。すなわち、１段目と２段目の各光
セル形スペーサの上流で液膜厚さが薄くなるため、出力
を上げると、この位置で沸騰遷移が発生することになる
。しかし、本発明になるベーンの付いた光セル形スペー
サを、液膜厚さの薄い部分に配設すれば液膜厚さが増加
することになる。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を用いて説
明する。第１図は本実施例を上方から見た場合について
の説明図であり、第２図は同じ〈実施例における丸セル
リングにベーンを設けた場合についての説明図である。
明する。第１図は本実施例を上方から見た場合について
の説明図であり、第２図は同じ〈実施例における丸セル
リングにベーンを設けた場合についての説明図である。
第１図及び第２図において、５はチャネルボックス、６
は光セル形スペーサ、７は丸セルリング、８はベーン、
９は制御棒であり、前出のものと同じ部分には同一符号
を付してある。第１図は燃料棒ｌを保持する丸セルリン
グ７が隣接する丸セルリング７と点溶接などによって連
結して束ねられた構造になる光セル形スペーサ６がサイ
ドバンド（図示せず）で束ねられ、チャネルボックス５
内に牧められており、かつ制御棒９に面しないチャネル
ボックス５の側−面の内側に配設してある燃料棒１にベ
ーン８が設けられた状態を示し、第２図は丸セルリング
７にベーン８を設けた状態を示している。゛沸騰水形原
子炉用燃料集合体では１作用の項で説明したように、制
御棒に面しない光セル形スペーサ側面の内側に位置する
燃料棒１近傍の出力が高くなり、熱的には厳しくなる。
は光セル形スペーサ、７は丸セルリング、８はベーン、
９は制御棒であり、前出のものと同じ部分には同一符号
を付してある。第１図は燃料棒ｌを保持する丸セルリン
グ７が隣接する丸セルリング７と点溶接などによって連
結して束ねられた構造になる光セル形スペーサ６がサイ
ドバンド（図示せず）で束ねられ、チャネルボックス５
内に牧められており、かつ制御棒９に面しないチャネル
ボックス５の側−面の内側に配設してある燃料棒１にベ
ーン８が設けられた状態を示し、第２図は丸セルリング
７にベーン８を設けた状態を示している。゛沸騰水形原
子炉用燃料集合体では１作用の項で説明したように、制
御棒に面しない光セル形スペーサ側面の内側に位置する
燃料棒１近傍の出力が高くなり、熱的には厳しくなる。
したがって本実施例では、これらの燃料棒１を保持する
丸セルリング７の側面に、燃料棒１の長手方向に対して
斜めにあたる方向に、第２＠に示すようなベーン８を設
けた。その結果、ベーン８により燃料棒１間の空間に旋
回流が生じ、燃料棒１の表面上の液膜が厚くなって熱伝
達が促進され、限界出力が向上し熱的余裕を増加させる
ことができた。また、ベーン８の取り付は数も少ないた
め、圧力損失の増大はほとんどなかった。ベーン８は簡
単な切り込みにより形成でき、光セル形スペーサ６と一
体構造となるため信頼性の点で優れていることも確めら
れた。なお、第２図に示したベーン８は、三角形状をし
ているが、方形状であっても同様の効果が得られた６更
に、ベーン８は光セル形スペーサ６から独立した部分１
例えばチャネルボックス５の内面に設けても、はぼ同様
の効果が得られた。
丸セルリング７の側面に、燃料棒１の長手方向に対して
斜めにあたる方向に、第２＠に示すようなベーン８を設
けた。その結果、ベーン８により燃料棒１間の空間に旋
回流が生じ、燃料棒１の表面上の液膜が厚くなって熱伝
達が促進され、限界出力が向上し熱的余裕を増加させる
ことができた。また、ベーン８の取り付は数も少ないた
め、圧力損失の増大はほとんどなかった。ベーン８は簡
単な切り込みにより形成でき、光セル形スペーサ６と一
体構造となるため信頼性の点で優れていることも確めら
れた。なお、第２図に示したベーン８は、三角形状をし
ているが、方形状であっても同様の効果が得られた６更
に、ベーン８は光セル形スペーサ６から独立した部分１
例えばチャネルボックス５の内面に設けても、はぼ同様
の効果が得られた。
次に、光セル形スペーサ６が燃料棒１の軸方向のどの位
置に配設すればよいか検討した。沸騰遷移の発生しやす
い燃料棒の軸方向の位置については５作用の項で説明し
た０本実施例では光セル形スペーサ６は７段にしており
５上がら２段目と３段目の各光セル形スペーサ６に本発
明を適用すると、光セル形スペーサ６の上端で薄くなっ
ている液膜を厚くする効果が、最小限の数のベーン８の
使用で得られることがわかった。第７図は、２段目と３
段目の各光セル形スペーサ６に本発明を実施したときの
結果を示す、第６図の場合に比べて、液膜厚さが増加し
ており、したがって熱的余裕も増大することがわかった
。
置に配設すればよいか検討した。沸騰遷移の発生しやす
い燃料棒の軸方向の位置については５作用の項で説明し
た０本実施例では光セル形スペーサ６は７段にしており
５上がら２段目と３段目の各光セル形スペーサ６に本発
明を適用すると、光セル形スペーサ６の上端で薄くなっ
ている液膜を厚くする効果が、最小限の数のベーン８の
使用で得られることがわかった。第７図は、２段目と３
段目の各光セル形スペーサ６に本発明を実施したときの
結果を示す、第６図の場合に比べて、液膜厚さが増加し
ており、したがって熱的余裕も増大することがわかった
。
このように本実施例では、旋回流発生用のベーンは最小
限に使用しているため、圧力損失はほとんど増大せず、
熱的余裕を大幅に向上させることができたので、この熱
的余裕の増加分を利用して、圧力損失を低下させる方法
について検討した。燃料集合体の圧力損失のうちの２割
は光セル形スペーサ６の部分における損失である。この
光セル形スペーサ６の使用段数を現状の７段から６段に
段数を減らすと、圧力損失は大幅に低減される。しかし
１段数を少なくすると光セル形スペーサ６の設置間隔、
すなわちピッチが長くなり、第８因にスペーサピッチと
限界出力の関係を示すが、これから明らかなように、限
界出力、すなわち沸騰遷移時の出力が低下して、熱的余
裕が／ＪＳさくなる。
限に使用しているため、圧力損失はほとんど増大せず、
熱的余裕を大幅に向上させることができたので、この熱
的余裕の増加分を利用して、圧力損失を低下させる方法
について検討した。燃料集合体の圧力損失のうちの２割
は光セル形スペーサ６の部分における損失である。この
光セル形スペーサ６の使用段数を現状の７段から６段に
段数を減らすと、圧力損失は大幅に低減される。しかし
１段数を少なくすると光セル形スペーサ６の設置間隔、
すなわちピッチが長くなり、第８因にスペーサピッチと
限界出力の関係を示すが、これから明らかなように、限
界出力、すなわち沸騰遷移時の出力が低下して、熱的余
裕が／ＪＳさくなる。
しかし、この６段の光セル形スペーサ６に本発明のベー
ンを適用した結果、熱的余裕が向上するために、上記問
題点は解消され、熱的余裕が従来並以上で、かつ圧力損
失を大幅に低減させることができた。
ンを適用した結果、熱的余裕が向上するために、上記問
題点は解消され、熱的余裕が従来並以上で、かつ圧力損
失を大幅に低減させることができた。
本発明の別の実施例を第９図に示す、第９図における（
ａ）は上部から見た説明図、（ｂ）は要部の説明図であ
る。また、前出と同じ部分には同一符号を付してある１
本実施例は丸セルリング７の一部分が隣接する丸セルリ
ング７と長手方向でオーバラップさせたものであるにの
ため、投影面積が減り、圧力損失が大幅に低減するもの
である。したがって１本実施例を本発明の前出の実施例
におけるベーンと組み合わせた結果、旋回流発生用のベ
ーンは熱的に厳しくなる領域のみに使用するため、圧力
損失を大幅に低減しながら熱的余裕を増加させることが
できた。更に、この熱的余裕を利用して、６段からなる
光セル形スペーサ６に適用して圧力損失を一層低減させ
、安全性を大幅に向上することができた。
ａ）は上部から見た説明図、（ｂ）は要部の説明図であ
る。また、前出と同じ部分には同一符号を付してある１
本実施例は丸セルリング７の一部分が隣接する丸セルリ
ング７と長手方向でオーバラップさせたものであるにの
ため、投影面積が減り、圧力損失が大幅に低減するもの
である。したがって１本実施例を本発明の前出の実施例
におけるベーンと組み合わせた結果、旋回流発生用のベ
ーンは熱的に厳しくなる領域のみに使用するため、圧力
損失を大幅に低減しながら熱的余裕を増加させることが
できた。更に、この熱的余裕を利用して、６段からなる
光セル形スペーサ６に適用して圧力損失を一層低減させ
、安全性を大幅に向上することができた。
本発明によれば、燃料棒表面に沿って流れる液膜流量を
増すことができ、これにより熱伝達が促進され、熱的余
裕を増加させる効果が得られる。
増すことができ、これにより熱伝達が促進され、熱的余
裕を増加させる効果が得られる。
また、この熱的余裕の増加分を利用して、光セル形スペ
ーサの段数を減らすことにより圧力損失を低減させ、光
セル形スペーサの安定性を改善できる効果も得られる。
ーサの段数を減らすことにより圧力損失を低減させ、光
セル形スペーサの安定性を改善できる効果も得られる。
更に、これらの効果的な手段を沸騰遷移の起こしやすい
燃料棒近傍において使用することにより、燃料集合体の
限界出力の向上と安定性に大きく寄与することができる
。
燃料棒近傍において使用することにより、燃料集合体の
限界出力の向上と安定性に大きく寄与することができる
。
第１．２図は本発明の一実施例の説明図、第３図は燃料
棒間の冷却材の流動状態の説明図、第４図は燃料棒間に
旋回流を発生させたときの流動状態の説明図、第５図は
旋回流発生用のベーンの使用数とスペーサ部における圧
力損失との関係を示す図、第６図は軸方向の液膜厚さの
解析結果を示す図、第７図は本発明を実施したときの解
析結果を示す図、第８図はスペーサピッチと限界出力と
の関係を示す図、第９図は本発明の別の一実施例の説明
図。 １・・・燃料棒、３・・・液滴、４・・・旋回流、５・
・・チャネルボックス、６・・・光セル形スペーサ、７
・・・丸セルリング、８・・・ベーン、９・・・制御棒
。
棒間の冷却材の流動状態の説明図、第４図は燃料棒間に
旋回流を発生させたときの流動状態の説明図、第５図は
旋回流発生用のベーンの使用数とスペーサ部における圧
力損失との関係を示す図、第６図は軸方向の液膜厚さの
解析結果を示す図、第７図は本発明を実施したときの解
析結果を示す図、第８図はスペーサピッチと限界出力と
の関係を示す図、第９図は本発明の別の一実施例の説明
図。 １・・・燃料棒、３・・・液滴、４・・・旋回流、５・
・・チャネルボックス、６・・・光セル形スペーサ、７
・・・丸セルリング、８・・・ベーン、９・・・制御棒
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円筒状の丸セルリングを束ねた構造からなる丸セル
形スペーサと、前記丸セルリングにより相互の間隔が保
持される燃料棒と、前記丸セル形スペーサを取り囲む断
面が多角形のチャネルボックスと、前記チャネルボック
スの隣り合う２側面の各面に、２側面の各面がそれぞれ
向い合うように配設されている制御棒を有する沸騰水形
原子炉において、前記チャネルボックス内の前記制御棒
から最も離れたコーナ部及びその周辺に、旋回流を生じ
させるベーンを配設したことを特徴とする燃料集合体。 ２、前記チャネルボックス内の前記制御棒から最も離れ
たコーナ部及びその周辺で、かつ前記制御棒に面しない
前記チャネルボックスの２側面の内面に最も近い側にそ
れぞれ並設してある第１列目の燃料棒と前記チャネルボ
ックスの２側面の各内面により囲まれる第１空間内、及
び前記第１列目の燃料棒と更にこれより１列内側に並設
されている第２列目の燃料棒により囲まれる第２空間内
で発生する液滴が遠心力により、前記第１及び第２の各
空間を形成している各燃料棒に向うような旋回流を生じ
させるベーンを設けてなる請求項１記載の燃料集合体。 ３、前記チャネルボックス内の前記制御棒から最も離れ
たコーナ部及びその周辺で、かつ前記チャネルボックス
の前記制御棒と面しない側面の内面に、前記燃料棒の長
手方向に対して斜めにあたる方向に前記旋回流発生用の
ベーンを設けてなる請求項１記載の燃料集合体。 ４、前記第１列目の燃料棒及び前記第２列目の燃料棒を
保持する各前記丸セルリングの側面に、前記燃料棒の長
手方向に対して斜めにあたる方向に前記旋回流発生用の
ベーンを設けてなる請求項２記載の燃料集合体。 ５、前記チャネルボックス内の前記制御棒から最も離れ
たコーナ部及びその近くで、かつ前記丸セルリングを束
ねるサイドバンドの内面に前記旋回流発生用のベーンを
設けてなる請求項４記載の燃料集合体。 ６、前記旋回発生用のベーンを設けた前記丸セルリング
又は前記サイドバンドを上から２段目と３段目の各前記
丸セル形スペーサに配設してなる請求項４又は５記載の
燃料集合体。 ７、前記丸セルリングの一部が隣接する丸セルリングと
長手方向で重畳する前記丸セル形スペーサで構成される
請求項４記載の燃料集合体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285998A JP2945459B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 燃料集合体 |
| US07/782,812 US5272741A (en) | 1990-10-25 | 1991-10-25 | Nuclear fuel assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285998A JP2945459B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161886A true JPH04161886A (ja) | 1992-06-05 |
| JP2945459B2 JP2945459B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=17698688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2285998A Expired - Lifetime JP2945459B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 燃料集合体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5272741A (ja) |
| JP (1) | JP2945459B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004502185A (ja) * | 2000-07-03 | 2004-01-22 | ウェスチングハウス アトム アクチボラゲット | 原子炉用のスペーサおよび燃料集合体 |
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| JP3121972B2 (ja) * | 1993-12-03 | 2001-01-09 | 三菱原子燃料株式会社 | 核燃料集合体 |
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| US8116423B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-02-14 | Thorium Power, Inc. | Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly |
| CN101911211B (zh) | 2007-12-26 | 2014-02-12 | 钍能源股份有限公司 | 核反应堆(可选的)、用于核反应堆(可选的)的点火区-再生区子组件的燃料组件和用于燃料组件的燃料元件 |
| KR101546814B1 (ko) | 2008-12-25 | 2015-08-24 | 토륨 파워 인코포레이티드 | 경수형 원자로용 핵연료 집합체(실시예), 경수형 원자로 및 핵연료 집합체의 연료 요소 |
| US10192644B2 (en) | 2010-05-11 | 2019-01-29 | Lightbridge Corporation | Fuel assembly |
| US10170207B2 (en) | 2013-05-10 | 2019-01-01 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
| WO2011143172A1 (en) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof |
| US11087896B2 (en) | 2019-12-10 | 2021-08-10 | Henry Crichlow | High level nuclear waste capsule systems and methods |
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|---|---|---|---|---|
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| US3862000A (en) * | 1972-08-31 | 1975-01-21 | Exxon Nuclear Co Inc | Coolant mixing vanes |
| US3933584A (en) * | 1973-04-23 | 1976-01-20 | Nuclear Fuel Services, Inc. | Grid for nuclear fuel assembly |
| US4021300A (en) * | 1975-05-23 | 1977-05-03 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Improved nuclear fuel assembly grid spacer |
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| US5068082A (en) * | 1987-07-18 | 1991-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel assembly for nuclear reactor |
| JPH0713664B2 (ja) * | 1989-04-26 | 1995-02-15 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体および燃料スペーサ |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP2285998A patent/JP2945459B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-25 US US07/782,812 patent/US5272741A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004502185A (ja) * | 2000-07-03 | 2004-01-22 | ウェスチングハウス アトム アクチボラゲット | 原子炉用のスペーサおよび燃料集合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2945459B2 (ja) | 1999-09-06 |
| US5272741A (en) | 1993-12-21 |
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