JPH05157869A - 燃料集合体 - Google Patents
燃料集合体Info
- Publication number
- JPH05157869A JPH05157869A JP3324229A JP32422991A JPH05157869A JP H05157869 A JPH05157869 A JP H05157869A JP 3324229 A JP3324229 A JP 3324229A JP 32422991 A JP32422991 A JP 32422991A JP H05157869 A JPH05157869 A JP H05157869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coolant
- fuel assembly
- temperature
- assembly
- flows out
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高温と低温の冷却材の混合領域を下方に拡大し
て熱衝撃を緩和する燃料集合体を提供する。 【構成】本発明の燃料集合体１は液体金属を冷却材とす
る高速増殖炉の炉心を構成し、ハンドリングヘッド４の
中心孔の周囲に冷却材の流出孔１１を設けたものであ
る。 【効果】高温の冷却材を流出する燃料集合体と、隣接す
る低温の冷却材を流出する集合体の冷却材の混合領域が
拡大するため炉心上部の冷却材の温度揺らぎを抑制でき
熱衝撃が緩和され、上部機構に対する疲労を緩和するこ
とができる。
て熱衝撃を緩和する燃料集合体を提供する。 【構成】本発明の燃料集合体１は液体金属を冷却材とす
る高速増殖炉の炉心を構成し、ハンドリングヘッド４の
中心孔の周囲に冷却材の流出孔１１を設けたものであ
る。 【効果】高温の冷却材を流出する燃料集合体と、隣接す
る低温の冷却材を流出する集合体の冷却材の混合領域が
拡大するため炉心上部の冷却材の温度揺らぎを抑制でき
熱衝撃が緩和され、上部機構に対する疲労を緩和するこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば高速増殖炉の
燃料集合体に関する。
燃料集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高速増殖炉の燃料集合体１を図５
をもとに説明する。燃料集合体１の下端には複数個の冷
却材流入口２をもった入口ノズル３が装着され、上端に
はハンドリングヘッド４が装着されている。燃料集合体
１内には燃料棒５が、螺旋状に巻きつけられたワイヤ６
を介し、燃料集合体１内下部に水平に装着された支持板
７により配置されている。
をもとに説明する。燃料集合体１の下端には複数個の冷
却材流入口２をもった入口ノズル３が装着され、上端に
はハンドリングヘッド４が装着されている。燃料集合体
１内には燃料棒５が、螺旋状に巻きつけられたワイヤ６
を介し、燃料集合体１内下部に水平に装着された支持板
７により配置されている。
【０００３】冷却材は入口ノズル３の冷却材流入口２よ
り流入し、燃料棒５の間の流路８を除熱しながら通って
ハンドリングヘッド４に到り、燃料集合体１の上部へと
流出する。燃料集合体１から流出する冷却材は、燃料棒
５の発熱量が大きいために高温になっている。これに対
し、例えば、制御棒集合体又はブランケット燃料集合体
のような発熱量が小さい集合体から流出する冷却材は、
燃料集合体１から流出する冷却材に比べ低温となる。高
速増殖炉では消費したプルトニウムより多くのプルトニ
ウムを生産する目的でブランケット燃料集合体を炉内に
装荷している。ブランケット燃料集合体は燃料集合体１
とほぼ同じ構造の集合体であるが、減損ウラン（Ｕ
Ｏ2 ）のうちウラン２３８は中性子を吸収し、数段の核
崩壊を経てプルトニウムになる。ブランケット燃料集合
体は核分裂性のウラン２３５が０.３％以下の減損ウラ
ンを使用しているため、プルトニウムの生成が少ない使
用の初期には入口ノズル３からハンドリングヘッド４に
いたる間の温度上昇は小さく、入口ノズル３における温
度と近い温度でハンドリングヘッド４からブランケット
燃料集合体の上方へ流出する。この低温度の冷却材はブ
ランケット燃料集合体が装荷された原子炉の冷却材の出
口温度を低下させ、原子炉の熱特性を悪くする。炉心上
部ではこれらの高温と低温の冷却材が混合しながら上部
構造物９の方へ上昇していく。上部構造物９は制御棒を
確実に炉心に挿入する機能や炉心監視のための各種計装
機構の支持機能、および冷却材の整流機能等をもってい
る。このような上部構造物９の高温と低温の冷却材にさ
らされる表面付近では熱衝撃を受けることになり、疲労
亀裂が発生・進展しやすくなる。また、インコネル等の
耐熱合金で上部構造物９表面を覆う方法もあるが原子炉
内での使用実績がなく、製作・加工も難かしいためコス
トも高くなる。
り流入し、燃料棒５の間の流路８を除熱しながら通って
ハンドリングヘッド４に到り、燃料集合体１の上部へと
流出する。燃料集合体１から流出する冷却材は、燃料棒
５の発熱量が大きいために高温になっている。これに対
し、例えば、制御棒集合体又はブランケット燃料集合体
のような発熱量が小さい集合体から流出する冷却材は、
燃料集合体１から流出する冷却材に比べ低温となる。高
速増殖炉では消費したプルトニウムより多くのプルトニ
ウムを生産する目的でブランケット燃料集合体を炉内に
装荷している。ブランケット燃料集合体は燃料集合体１
とほぼ同じ構造の集合体であるが、減損ウラン（Ｕ
Ｏ2 ）のうちウラン２３８は中性子を吸収し、数段の核
崩壊を経てプルトニウムになる。ブランケット燃料集合
体は核分裂性のウラン２３５が０.３％以下の減損ウラ
ンを使用しているため、プルトニウムの生成が少ない使
用の初期には入口ノズル３からハンドリングヘッド４に
いたる間の温度上昇は小さく、入口ノズル３における温
度と近い温度でハンドリングヘッド４からブランケット
燃料集合体の上方へ流出する。この低温度の冷却材はブ
ランケット燃料集合体が装荷された原子炉の冷却材の出
口温度を低下させ、原子炉の熱特性を悪くする。炉心上
部ではこれらの高温と低温の冷却材が混合しながら上部
構造物９の方へ上昇していく。上部構造物９は制御棒を
確実に炉心に挿入する機能や炉心監視のための各種計装
機構の支持機能、および冷却材の整流機能等をもってい
る。このような上部構造物９の高温と低温の冷却材にさ
らされる表面付近では熱衝撃を受けることになり、疲労
亀裂が発生・進展しやすくなる。また、インコネル等の
耐熱合金で上部構造物９表面を覆う方法もあるが原子炉
内での使用実績がなく、製作・加工も難かしいためコス
トも高くなる。
【０００４】この問題点を解決するために、特願昭６３
−109392号明細書に記載の燃料集合体１のラッパ管１０
に周方向に分布して孔を設けた構造のものが知られてお
り、孔付近で高温と低温の冷却材の混合が開始される。
−109392号明細書に記載の燃料集合体１のラッパ管１０
に周方向に分布して孔を設けた構造のものが知られてお
り、孔付近で高温と低温の冷却材の混合が開始される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、燃料集合体と制御棒集合体の流れが主流路から分岐
して途中で混合する状態となり大流量を有する燃料集合
体の流体の一部が、小流量の制御棒集合体等に流れ込む
可能性があり、好ましくない。
て、燃料集合体と制御棒集合体の流れが主流路から分岐
して途中で混合する状態となり大流量を有する燃料集合
体の流体の一部が、小流量の制御棒集合体等に流れ込む
可能性があり、好ましくない。
【０００６】本発明の目的は上記の背景をもととして、
高温と低温の冷却材の混合領域を下方に拡大して熱衝撃
を緩和する燃料集合体を提供することにある。
高温と低温の冷却材の混合領域を下方に拡大して熱衝撃
を緩和する燃料集合体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料集合体は液
体金属を冷却材とする高速増殖炉の炉心を構成するもの
であり、ハンドリングヘッドの中心孔の周囲に冷却材の
流出孔を設けたものである。
体金属を冷却材とする高速増殖炉の炉心を構成するもの
であり、ハンドリングヘッドの中心孔の周囲に冷却材の
流出孔を設けたものである。
【０００８】
【作用】上記構成の本発明の燃料集合体を使用した炉心
上部では、隣接して流出する低温の冷却材との混合領域
が下方に拡大し、炉心上部の冷却材の温度ゆらぎが抑制
される。そのため炉心の上部構造物に対する疲労損傷が
緩和される。
上部では、隣接して流出する低温の冷却材との混合領域
が下方に拡大し、炉心上部の冷却材の温度ゆらぎが抑制
される。そのため炉心の上部構造物に対する疲労損傷が
緩和される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明により構成した燃料集合体１の
縦断面図であり、図２は本発明により構成した燃料集合
体１のハンドリングヘッド４における横断面図である。
ここでハンドリングヘッド４の中心孔の周囲に冷却材流
出孔１１が設けられている。燃料集合体１には入口ノズ
ル３の冷却材流入口２より冷却材が流入し、燃料棒５の
間の流路８を通ってハンドリングヘッド４に到り、燃料
集合体１の上部へ流出する。燃料集合体１から流出する
冷却材は、燃料棒５の発熱量が大きいために高温になっ
ている。これに対し、例えば、制御棒集合体やブランケ
ット燃料集合体のような発熱量が小さい集合体から流出
する冷却材は、燃料集合体１から流出する冷却材に比べ
て低温となる。炉心上部ではこれらの高温と低温の冷却
材が混合しながら上部構造物９の方へ上昇していく。図
３は従来から用いられている燃料集合体１から流出する
高温の冷却材と隣接する集合体から流出する低温の冷却
材が炉心上部で混合する状態を模式的に示した図であ
り、図４は本発明による燃料集合体１から流出する高温
と低温の冷却材が混合する状態を示した説明図である。
両図中で右下に向かう斜線を施した区域Ａは高温の冷却
材が流出する領域を示し、左下に向かう斜線を施した区
域Ｂは低温の冷却材が流出する領域を示し、点の区域Ｃ
は高温と低温の冷却材が混合している領域を示す。区域
Ｃ内の下の部分では高温と低温の冷却材どうしが乱流状
態で揺らいでいるが、上に流れるにつれて温度が均一化
して来る。図３に示すように従来から用いられている燃
料集合体１では高温と低温の冷却材が充分に混合されて
なく、上部構造物９の冷却材にさらされる表面付近では
厳しい熱衝撃を受けることになる。本発明による燃料集
合体１を用いると、ハンドリングヘッド４の中心孔の周
辺に設けられた冷却材流出孔１１からも冷却材が流出す
るため、図４に示すように、区域Ｃの領域が集合体の直
上まで拡大して混合が充分に行われ、上部構造物９の表
面付近では熱衝撃が緩和される。
縦断面図であり、図２は本発明により構成した燃料集合
体１のハンドリングヘッド４における横断面図である。
ここでハンドリングヘッド４の中心孔の周囲に冷却材流
出孔１１が設けられている。燃料集合体１には入口ノズ
ル３の冷却材流入口２より冷却材が流入し、燃料棒５の
間の流路８を通ってハンドリングヘッド４に到り、燃料
集合体１の上部へ流出する。燃料集合体１から流出する
冷却材は、燃料棒５の発熱量が大きいために高温になっ
ている。これに対し、例えば、制御棒集合体やブランケ
ット燃料集合体のような発熱量が小さい集合体から流出
する冷却材は、燃料集合体１から流出する冷却材に比べ
て低温となる。炉心上部ではこれらの高温と低温の冷却
材が混合しながら上部構造物９の方へ上昇していく。図
３は従来から用いられている燃料集合体１から流出する
高温の冷却材と隣接する集合体から流出する低温の冷却
材が炉心上部で混合する状態を模式的に示した図であ
り、図４は本発明による燃料集合体１から流出する高温
と低温の冷却材が混合する状態を示した説明図である。
両図中で右下に向かう斜線を施した区域Ａは高温の冷却
材が流出する領域を示し、左下に向かう斜線を施した区
域Ｂは低温の冷却材が流出する領域を示し、点の区域Ｃ
は高温と低温の冷却材が混合している領域を示す。区域
Ｃ内の下の部分では高温と低温の冷却材どうしが乱流状
態で揺らいでいるが、上に流れるにつれて温度が均一化
して来る。図３に示すように従来から用いられている燃
料集合体１では高温と低温の冷却材が充分に混合されて
なく、上部構造物９の冷却材にさらされる表面付近では
厳しい熱衝撃を受けることになる。本発明による燃料集
合体１を用いると、ハンドリングヘッド４の中心孔の周
辺に設けられた冷却材流出孔１１からも冷却材が流出す
るため、図４に示すように、区域Ｃの領域が集合体の直
上まで拡大して混合が充分に行われ、上部構造物９の表
面付近では熱衝撃が緩和される。
【００１０】本発明による燃料集合体１はラッパ管１０
の側面に孔を空けないため各集合体間で冷却材そのもの
の相互干渉がなく、高精度の設計ができる。また、ハン
ドリングヘッド４の製作・加工も従来技術により可能で
ある。
の側面に孔を空けないため各集合体間で冷却材そのもの
の相互干渉がなく、高精度の設計ができる。また、ハン
ドリングヘッド４の製作・加工も従来技術により可能で
ある。
【００１１】
【発明の効果】本発明の燃料集合体によれば、高温の冷
却材を流出する燃料集合体と、隣接する低温の冷却材を
流出する集合体の冷却材の混合領域が拡大するため、炉
心上部の冷却材の温度揺らぎを抑制でき熱衝撃が緩和さ
れることになるので、上部機構に対する疲労を緩和でき
る。
却材を流出する燃料集合体と、隣接する低温の冷却材を
流出する集合体の冷却材の混合領域が拡大するため、炉
心上部の冷却材の温度揺らぎを抑制でき熱衝撃が緩和さ
れることになるので、上部機構に対する疲労を緩和でき
る。
【図１】本発明の一実施例の燃料集合体の縦断面図。
【図２】本発明の一実施例の燃料集合体の横断面図。
【図３】従来の燃料集合体から流出する高温の冷却材と
隣接する集合体から流出する低温の冷却材が炉心上部で
混合する状態の説明図。
隣接する集合体から流出する低温の冷却材が炉心上部で
混合する状態の説明図。
【図４】本発明による燃料集合体から流出する高温の冷
却材と隣接する集合体から流出する低温の冷却材が炉心
上部で混合する状態の説明図。
却材と隣接する集合体から流出する低温の冷却材が炉心
上部で混合する状態の説明図。
【図５】従来の燃料集合体の縦断面図である。
１…燃料集合体、２…冷却材流入口、３…入口ノズル、
４…ハンドリングヘッド、５…燃料棒、６…ワイヤ、７
…支持板、８…流路、１０…ラッパ管、１１…冷却材流
出孔。
４…ハンドリングヘッド、５…燃料棒、６…ワイヤ、７
…支持板、８…流路、１０…ラッパ管、１１…冷却材流
出孔。
Claims (1)
- 【請求項１】冷却材が内部を下方から上方へと流れる燃
料集合体のハンドリングヘッドにおいて、ハンドリング
ヘッドの中心孔の周囲に冷却材の流出孔を設けたことを
特徴とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324229A JPH05157869A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324229A JPH05157869A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157869A true JPH05157869A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18163483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3324229A Pending JPH05157869A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157869A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013176789A1 (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Fuel bundle for a liquid metal cooled nuclear reactor |
-
1991
- 1991-12-09 JP JP3324229A patent/JPH05157869A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013176789A1 (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Fuel bundle for a liquid metal cooled nuclear reactor |
| KR20150007331A (ko) * | 2012-05-15 | 2015-01-20 | 지이-히타치 뉴클리어 에너지 어메리카스 엘엘씨 | 액체 금속 냉각 원자로용 연료 다발 |
| CN104350548A (zh) * | 2012-05-15 | 2015-02-11 | 通用电气-日立核能美国有限责任公司 | 用于液态金属冷却式核反应堆的燃料棒束 |
| JP2015517664A (ja) * | 2012-05-15 | 2015-06-22 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーＧｅ−Ｈｉｔａｃｈｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｍｅｒｉｃａｓ， Ｌｌｃ | 液体金属冷却原子炉用の燃料束 |
| US9455052B2 (en) | 2012-05-15 | 2016-09-27 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Fuel bundle for a liquid metal cooled nuclear reactor |
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