JPH05249268A - Fuel assembly - Google Patents

Fuel assembly

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Publication number
JPH05249268A
JPH05249268A JP4050700A JP5070092A JPH05249268A JP H05249268 A JPH05249268 A JP H05249268A JP 4050700 A JP4050700 A JP 4050700A JP 5070092 A JP5070092 A JP 5070092A JP H05249268 A JPH05249268 A JP H05249268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
channel box
flow
bundle
tie plate
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
Application number
JP4050700A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shungo Sakurai
俊吾 桜井
Atsuji Hirukawa
厚治 蛭川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4050700A priority Critical patent/JPH05249268A/en
Publication of JPH05249268A publication Critical patent/JPH05249268A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE:To make a plurality of vertical grooves for forming a thick water film connected to a float stopper provided on the inner face of a channel box and obtain a fuel assembly superior in output effect with supply to fuel bundles of coolant smoothed. CONSTITUTION:A fuel assembly consists of a plurality of fuel rod 2 wherein an upper tie plate 5 and a lower tie plate 6 are arranged in upper and lower parts respectively, an upper end is held on the upper tie plate 5 and a lower end is kept on the lower tie plate 6, and whose inside is filled with a plurality of pellets, a fuel bundle 23 wherein a plurality of spacers 21a, 21b for holding the fuel rods 2 at intervals are arranged between upper and lower tie plates and a cylindrical channel box wherein the fuel bundle 23 is surrounded and a coolant passage is formed. With a float ripper composed of a plurality of vertical grooves provided on the inner face of the channel box 24, coolant flow in the inside of the channel box 24 is turned to the fuel bundle 23 and a plurality of the vertical grooves reaching the float ripper from the lower part of the channel box 24 are provided at the position corresponding to the fuel rods 2 on the outer circumferential part of the fuel bundle 23.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉におけ
る冷却材流路に係り、特に燃料集合体内部における燃料
束の冷却と出力効率の向上に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coolant passage in a boiling water reactor, and more particularly to cooling a fuel bundle inside a fuel assembly and improving output efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】沸騰水型原子炉における燃料集合体は図
14の斜視図に示すように、燃料集合体1は、核燃料物質
を含む多数の燃料棒2と、1本または複数本のウォータ
ーロッド3、およびこれ等燃料棒2とウォーターロッド
3を所定の間隔をもって保持する複数のスペーサー4
と、これ等を上部タイプレート5と下部タイプレート6
に装着してなる燃料束7を、4角筒状のチャンネルボッ
クス8で包囲して構成されている。なお、前記チャンネ
ルボックス8の肉厚は上下、周方向とも均一であり、こ
のチャンネルボックス8により燃料集合体1は燃料集合
体の内部と外部に区分される。
2. Description of the Related Art A fuel assembly in a boiling water reactor is shown in FIG.
As shown in the perspective view of FIG. 14, the fuel assembly 1 includes a large number of fuel rods 2 containing a nuclear fuel material, one or a plurality of water rods 3, and these fuel rods 2 and the water rods 3 at predetermined intervals. Holding multiple spacers 4
And these, upper tie plate 5 and lower tie plate 6
The fuel bundle 7 mounted on the above is surrounded by a square tubular channel box 8. The thickness of the channel box 8 is uniform in the vertical and circumferential directions, and the channel box 8 divides the fuel assembly 1 into the inside and the outside of the fuel assembly.

【0003】燃料集合体1の内部では燃料棒2からの熱
伝達により冷却材である水の蒸気ボイドが発生するが、
燃料集合体1の外部では熱伝達や発熱が少ないため蒸気
ボイドは発生しない。特に沸騰水型原子炉においては、
燃料集合体1外部の冷却材は中性子の減速作用に効果的
なように水の密度が高く、蒸気ボイドが発生しないよう
にチャンネルボックス8内部の流れと外部の流れの特性
を設定している。またチャンネルボックス8の外側には
図示しない十字形の制御棒を配して、この制御棒がチャ
ンネルボックス8の滑らかな外面を案内として炉心へ円
滑に挿抜できる構造となっている。
Inside the fuel assembly 1, vapor voids of water, which is a coolant, are generated due to heat transfer from the fuel rods 2.
Since there is little heat transfer or heat generation outside the fuel assembly 1, vapor voids do not occur. Especially in boiling water reactors,
The coolant outside the fuel assembly 1 has a high water density so as to effectively suppress the neutron moderation, and the characteristics of the flow inside and outside the channel box 8 are set so that vapor voids do not occur. A cross-shaped control rod (not shown) is arranged on the outside of the channel box 8 so that the control rod can be smoothly inserted into and removed from the core by using the smooth outer surface of the channel box 8 as a guide.

【0004】さらに、炉心で直接蒸気ボイドを発生させ
る沸騰水型原子炉においては、燃料集合体1の出力に応
じて燃料集合体1の発生ボイド量が異なるため、燃料集
合体1の夫々にチャンネルボックス8を装着して、冷却
材流路を横方向に制限しないと2相流の燃料束7間の横
流(クロスフロー)が生じ、熱出力の大きい燃料束周囲
から熱出力の小さい燃料束へ冷却材が逃れて燃料の冷却
能力が低下する。従って、このような目的で設けられて
いるチャンネルボックス8の内側と外側の間には圧力差
が存在し、内圧の方が高くなっている。
Further, in a boiling water nuclear reactor in which steam voids are directly generated in the core, the amount of voids generated in the fuel assembly 1 varies depending on the output of the fuel assembly 1, so that the channels in each fuel assembly 1 are different. If the box 8 is not installed and the coolant flow path is not restricted in the lateral direction, a cross flow between the two-phase fuel bundles 7 (cross flow) occurs, and from the periphery of the fuel bundle with a large heat output to the fuel bundle with a small heat output. The coolant escapes and the cooling capacity of the fuel decreases. Therefore, there is a pressure difference between the inside and the outside of the channel box 8 provided for such a purpose, and the internal pressure is higher.

【0005】この結果、チャンネルボックス8は熱効
果、中性子照射効果等も加わって外側に膨脹する。この
膨脹量を抑制し、制御棒の挿入を滑らかにして燃料集合
体1の剛性を確保するため、チャンネルボックス8には
中性子吸収の少ないジルコニウム合金製で、ある程度の
板厚材を使用している。従来は、このようなチャンネル
ボックス8を、板材を曲げて]形の角筒の半分を形成
し、これを2つ組み合わせて一体に溶接し、角筒にする
ことによって製作している。
As a result, the channel box 8 expands outward due to the effects of heat and neutron irradiation. In order to suppress the expansion amount and smooth the insertion of the control rod to secure the rigidity of the fuel assembly 1, the channel box 8 is made of a zirconium alloy with a small neutron absorption, and is made of a thick plate to some extent. .. Conventionally, such a channel box 8 is manufactured by bending a plate material to form a half of a square tube of a shape, and combining two of these to weld them together to form a square tube.

【0006】図15の要部拡大縦断面図に示すようにチャ
ンネルボックス8の下端近傍では冷却材9の水が飽和温
度以下から飽和温度にまで加熱されている領域であり、
チャンネルボックス8の内部には蒸気は存在せず、冷却
材9が燃料集合体1の内部に充満している。しかしチャ
ンネルボックス8内部の軸方向の大半の領域では冷却材
流は蒸気10と水の混合物からなり、チャンネルボックス
8の内面に一層の水膜11が形成され、また各燃料棒2の
表面にも一層の水膜11が接する。なお、符号12は水滴を
示す。
As shown in the enlarged vertical sectional view of the main part of FIG. 15, in the vicinity of the lower end of the channel box 8, there is a region where the water of the coolant 9 is heated from below the saturation temperature to the saturation temperature,
There is no steam inside the channel box 8 and the coolant 9 fills the inside of the fuel assembly 1. However, in the majority of the axial direction inside the channel box 8, the coolant flow consists of a mixture of steam 10 and water, forming a layer of water film 11 on the inner surface of the channel box 8 and also on the surface of each fuel rod 2. The water film 11 of one layer contacts. Note that reference numeral 12 indicates a water drop.

【0007】この冷却材流は軸方向に上方に行くに従っ
て、燃料棒2の表面で発生した蒸気10が冷却材流の中で
占める体積が増え、燃料棒2の表面に接する水膜11の厚
さは減少する。若し、燃料棒2に接する水膜11の厚さが
過少になり、そこでの燃料棒2の発熱が大きい時は、過
熱と熱的不安定が生じる(遷移沸騰、膜沸騰が生じて冷
却不足になる)。水はまた燃料束7を囲むチャンネルボ
ックス8の内面に接する形で水膜11を形成して上方に流
れる。
As the coolant flow goes upward in the axial direction, the volume occupied by the steam 10 generated on the surface of the fuel rod 2 in the coolant flow increases, and the thickness of the water film 11 contacting the surface of the fuel rod 2 increases. Is reduced. If the thickness of the water film 11 in contact with the fuel rod 2 is too small and the heat generation of the fuel rod 2 is great there, overheating and thermal instability occur (transition boiling, film boiling occur and insufficient cooling occurs). become). Water also flows upward by forming a water film 11 in contact with the inner surface of the channel box 8 surrounding the fuel bundle 7.

【0008】しかしながら、燃料棒2と異なりチャンネ
ルボックス8は、主に中性子やγ線で加熱されるのみで
あり、その加熱量は僅かである。その結果、チャンネル
ボックス8の内面に接する水膜11は厚いままで上方に流
れて、燃料束出力、燃料束7内への冷却水量および軸方
向高さに比較的無関係である。
However, unlike the fuel rods 2, the channel box 8 is heated mainly by neutrons and γ rays, and the amount of heating is small. As a result, the water film 11 in contact with the inner surface of the channel box 8 flows upward while remaining thick, and is relatively independent of the fuel bundle output, the amount of cooling water into the fuel bundle 7, and the axial height.

【0009】またチャンネルボックス8内の水平断面に
おける流れの分布の数値解析の結果では、冷却材流の速
度分布の違いからチャンネルボックス8の内面に接する
水膜11は、図16の要部拡大横断面図に示すように波打っ
ており、燃料束7の最外周の燃料棒2とチャンネルボッ
クス8の内壁との間隙の小さい部分は薄くなっている。
なお、最近の燃料集合体設計では、最大熱中性子束と最
大局所出力はチャンネルボックス8の壁に隣接する燃料
棒2において生じている。
Further, in the result of the numerical analysis of the flow distribution in the horizontal cross section in the channel box 8, the water film 11 contacting the inner surface of the channel box 8 shows the enlarged cross section of the main part of FIG. As shown in the plan view, it is wavy, and the small gap between the outermost fuel rod 2 of the fuel bundle 7 and the inner wall of the channel box 8 is thin.
In the recent fuel assembly design, the maximum thermal neutron flux and the maximum local power are generated in the fuel rod 2 adjacent to the wall of the channel box 8.

【0010】この問題を解決するために特開昭63−2611
91号には、その要旨を図17の要部拡大縦断面図に示すよ
うに、チャンネルボックス8の上部内面に切削により斜
面型の横溝を設けてフロートリッパー13を設けることに
より、チャンネルボックス8内面壁上を上方に流れる水
膜11を、このフロートリッパー13とエッジ部13aにより
チャンネルボックス8に隣接する燃料棒2の方へ反転さ
せ、燃料束7の冷却に利用してチャンネルボックス8に
隣接する燃料棒2の遷移沸騰発生を抑制し、その結果燃
料束7全体の限界出力(燃料束内のどこかで遷移沸騰が
生じ始める燃料束の最大出力)を向上させることが開示
されている。
To solve this problem, JP-A-63-2611
In No. 91, as shown in the enlarged vertical cross-sectional view of the main part of FIG. 17, the inside of the upper part of the channel box 8 is provided with a slope-shaped lateral groove by cutting and the flow tripper 13 is provided. The water film 11 flowing upward on the surface wall is inverted by the flow tripper 13 and the edge portion 13a toward the fuel rod 2 adjacent to the channel box 8 and used to cool the fuel bundle 7 and adjacent to the channel box 8. It is disclosed that the occurrence of transition boiling of the fuel rod 2 is suppressed, and as a result, the limit output of the entire fuel bundle 7 (the maximum output of the fuel bundle at which transition boiling starts to occur somewhere in the fuel bundle) is disclosed.

【0011】また上記のほか、冷却材9を積極的に燃料
束7の上部に誘導する方法として、図18の燃料集合体の
一部切断正面図で示すように、チャンネルボックス8の
内側に第2のチャンネルボックス15を2重に配設すると
共に、チャンネルボックス8と第2のチャンネルボック
ス15との間隙に流路16を形成し、第2のチャンネルボッ
クス15に開けた下部開口17と上部開口18と連通した構成
の燃料集合体19が知られている。この燃料集合体19は冷
却材を前記下部開口17から流路16を介して上部開口18に
導き、燃料集合体19の上部の燃料束7に供給するもので
ある。
In addition to the above, as a method of positively guiding the coolant 9 to the upper portion of the fuel bundle 7, as shown in the partially cut front view of the fuel assembly in FIG. Two channel boxes 15 are arranged in a double manner, and a channel 16 is formed in a gap between the channel box 8 and the second channel box 15, and a lower opening 17 and an upper opening opened in the second channel box 15. A fuel assembly 19 configured to communicate with 18 is known. The fuel assembly 19 guides the coolant from the lower opening 17 to the upper opening 18 through the flow path 16 and supplies it to the fuel bundle 7 above the fuel assembly 19.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記燃料集合体1およ
び燃料集合体19については、下記のような課題がある。
すなわち、前記燃料集合体1では、チャンネルボックス
8の内面に生じる水膜11の厚さの周方向の分布は、チャ
ンネルボックス8の上部の最も冷却材9が要求される最
外周の燃料棒2近傍で薄く、フロートリッパー13を介し
て燃料束最外周の燃料棒の上部へ効率良く冷却材9が供
給され難いため、フロートリッパー13よる限界出力の向
上が十分でない。
The fuel assembly 1 and the fuel assembly 19 have the following problems.
That is, in the fuel assembly 1, the distribution of the thickness of the water film 11 formed on the inner surface of the channel box 8 in the circumferential direction is in the vicinity of the outermost fuel rod 2 on the upper part of the channel box 8 where the coolant 9 is most required. Since it is difficult to efficiently supply the coolant 9 to the upper part of the fuel rods at the outermost periphery of the fuel bundle through the flow tripper 13, it is difficult to improve the limit output by the flow tripper 13.

【0013】またフロートリッパー13はチャンネルボッ
クス8の上部内面に斜面型に設けた横溝で形成している
が、チャンネルボックス8を燃料束7の上部から装着す
る際に、燃料束7の最外周にあるスペーサー4のサイド
バンドの突起部とフロートリッパー13のエッジ部13aが
引っかかり、燃料集合体1の組立に不都合を生じ易い。
The flow tripper 13 is formed by a lateral groove formed in a slanting shape on the inner surface of the upper portion of the channel box 8. When the channel box 8 is mounted from the upper portion of the fuel bundle 7, the flow tripper 13 is placed on the outermost periphery of the fuel bundle 7. The protrusion of the side band of a certain spacer 4 and the edge portion 13a of the flow tripper 13 are caught, so that an inconvenience is likely to occur in the assembly of the fuel assembly 1.

【0014】さらに、またチャンネルボックス8は、角
筒を2分割した形の]形材を2つ溶接して製作するが、
フロートリッパー13部における溶接作業は、断面厚さが
軸方向に変化しているため溶接入熱の制御が困難で良好
な溶接がし難い。燃料集合体19においては、流路16を形
成する2重チャンネルボックスの構造と製作が複雑で、
しかも形状が大きくなるという難点があった。
Further, the channel box 8 is manufactured by welding two shape members each having a shape in which a square tube is divided into two.
In the welding operation in the 13 part of the flow tripper, the cross-section thickness changes in the axial direction, so that it is difficult to control the welding heat input and it is difficult to perform good welding. In the fuel assembly 19, the structure and fabrication of the dual channel box forming the flow path 16 are complicated,
Moreover, there is a problem that the shape becomes large.

【0015】本発明の目的とするところは、チャンネル
ボックスの内面に設けたフロートリッパーに接続する厚
い水膜を形成する複数の縦溝を刻設し、冷却材の燃料束
への供給を円滑化して、出力効率の優れた燃料集合体を
提供することにある。
The object of the present invention is to engrave a plurality of vertical grooves which form a thick water film connected to a flow tripper provided on the inner surface of the channel box to facilitate the supply of the coolant to the fuel bundle. And to provide a fuel assembly with excellent output efficiency.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上下部に夫々上部タイプ
レートおよび下部タイプレートを配し、上端が前記上部
タイプレートに、また下端が下部タイプレートに保持さ
れて内部に複数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒
と、この燃料棒を間隔をもって保持する複数のスペーサ
ーを前記上下部タイプレート間に配した燃料束と、この
燃料束を囲繞し冷却材流路を形成する筒状のチャンネル
ボックスからなる燃料集合体において、前記チャンネル
ボックスの内面に複数の横溝からなるフロートリッパー
を設けてチャンネルボックス内面の冷却材流を前記燃料
束に転向させると共に、チャンネルボックスの下部から
前記フロートリッパーに達する複数の縦溝を前記燃料束
外周部の燃料棒に対応する位置に設けたことを特徴とす
る。
An upper tie plate and a lower tie plate are respectively arranged at upper and lower parts, and an upper end is held by the upper tie plate and a lower end is held by a lower tie plate, and a plurality of fuel pellets are filled inside. A plurality of fuel rods, a fuel bundle in which a plurality of spacers for holding the fuel rods at intervals are arranged between the upper and lower tie plates, and a tubular channel box surrounding the fuel bundle to form a coolant flow path. In the fuel assembly consisting of a plurality of transverse grooves are provided on the inner surface of the channel box to divert the coolant flow on the inner surface of the channel box to the fuel bundle, and to reach the flow tripper from the lower part of the channel box. Is provided at a position corresponding to the fuel rod on the outer peripheral portion of the fuel bundle.

【0017】[0017]

【作用】チャンネルボックス内面の下部から昇流する水
膜は、燃料棒正面で水膜が薄くなり易い部位に設けた縦
溝により内面より実効的に厚くなり、従って最下段のフ
ロートリッパーに達する冷却材の供給量が増加する。こ
の結果、フロートリッパー部でチャンネルボックス内壁
から剥がれて燃料束最外周の燃料棒の方向に偏向される
水滴の量が増加して燃料棒の遷移沸騰発生を抑制し、限
界出力が向上する。
[Function] The water film rising from the lower part of the inner surface of the channel box is effectively thicker than the inner surface by the vertical groove provided in the portion where the water film is apt to be thin on the front surface of the fuel rod, and therefore the cooling reaches the lowermost flow tripper. The amount of wood supply increases. As a result, the amount of water drops peeled off from the inner wall of the channel box at the flow tripper portion and deflected in the direction of the fuel rod at the outermost periphery of the fuel bundle is increased, the transition boiling of the fuel rod is suppressed, and the limit output is improved.

【0018】またチャンネルボックスにおいては、内面
に設けたフロートリッパーと縦溝は、組立て時の溶接部
と、スペーサーのサイドバンドの突起部と摺動する部
分、さらにチャンネルボックス下端の下部タイプレート
に摺動して嵌合する部分には設けられていないので、溶
接作業が容易で、チャンネルボックスを燃料束の上方か
ら装着する燃料集合体の組立て工程において、チャンネ
ルボックスとスペーサーの滑りが良くなり、スペーサー
の破損が生じない。
Further, in the channel box, the flow tripper and the vertical groove provided on the inner surface are slidable on the welded portion at the time of assembling and the projection of the side band of the spacer, and further on the lower tie plate at the lower end of the channel box. Since it is not provided in the part that moves and fits, the welding work is easy, and during the assembly process of the fuel assembly where the channel box is mounted from above the fuel bundle, the sliding of the channel box and the spacer is improved and the spacer Will not be damaged.

【0019】さらに、フロートリッパーの横方向端の局
所形状によってフロートリッパーが設けられていない部
分においても、隣接のフロートリッパーから冷却材が誘
導されのため、燃料束最外周の燃料棒に対する冷却効果
が均一化される。
Further, even in the portion where the flow tripper is not provided due to the local shape of the lateral end of the flow tripper, the coolant is guided from the adjacent flow tripper, so that the cooling effect on the fuel rods at the outermost periphery of the fuel bundle is obtained. Be homogenized.

【0020】[0020]

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、上記した従来技術と同じ構成部分については
同一符号を付して詳細な説明を省略する。図1の縦断面
図に示すように燃料集合体20は、多数本の細長い燃料棒
2とウォーターロッド3を備え、この燃料棒2等は上部
タイプレート5と下部タイプレート6との間に支持され
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same components as those of the above-described conventional technique are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. As shown in the longitudinal sectional view of FIG. 1, the fuel assembly 20 includes a large number of elongated fuel rods 2 and water rods 3, which are supported between an upper tie plate 5 and a lower tie plate 6. Has been done.

【0021】燃料棒2は複数のスペーサー21a,21bを
貫通しており、これらのスペーサー21a,21bは中間支
持手段として燃料棒2を相隔てて保持する共に、水平方
向の振動を抑制する。各燃料棒2は、細長い管内にペレ
ット状の核分裂性燃料を下部端栓22aおよび上部端栓22
bで密封したものである。下部端栓22aは、下部タイプ
レート6に形成した支持穴に嵌合して支持され、上部端
栓22bには延長部が形成され上部タイプレート5に設け
た支持穴に嵌合する。
The fuel rod 2 passes through a plurality of spacers 21a and 21b. The spacers 21a and 21b serve as an intermediate supporting means to hold the fuel rods 2 apart from each other and suppress horizontal vibration. Each of the fuel rods 2 has pellets of fissionable fuel in an elongated tube and has a lower end plug 22a and an upper end plug 22.
It is sealed with b. The lower end plug 22a is fitted and supported in a support hole formed in the lower tie plate 6, and the upper end plug 22b is formed with an extension portion and fitted in a support hole provided in the upper tie plate 5.

【0022】下部タイプレート6の支持穴のいくつか
(例えば、周縁にある特定位置の穴)にはネジ山が形成
され、ネジ付き下部端栓を持つ燃料棒2をネジ結合す
る。同じ燃料棒2の上部端栓22bの延長部は上部タイプ
レート5の支持穴を貫通して上部タイプレート5の上面
に突出し、図示しない保持ナットで螺合されて燃料束23
が構成される。さらに、この燃料束23の外周を薄板で角
筒状のチャンネルボックス24で包囲して燃料集合体20が
構成される。
Some of the support holes in the lower tie plate 6 (eg, holes at specific locations on the periphery) are threaded to threadably connect the fuel rod 2 with the threaded lower end plug. The extension portion of the upper end plug 22b of the same fuel rod 2 penetrates through the support hole of the upper tie plate 5 and projects to the upper surface of the upper tie plate 5, and is screwed by a holding nut (not shown) so that the fuel bundle 23
Is configured. Further, the outer periphery of the fuel bundle 23 is surrounded by a thin plate with a channel box 24 in the shape of a rectangular tube to form a fuel assembly 20.

【0023】チャンネルボックス24は、水平断面がほぼ
正方形で、上部および下部タイプレート5,6とスペー
サー21a,21bに滑りばめ構造とし、上端に溶接した片
材によりチャンネルボックス24をボルトで燃料束23に固
定する。なお、下部タイプレート6には先端片が形成さ
れており、この先端片は図示しない炉心支持板の燃料支
持金具の開口に挿入される。
The channel box 24 has a substantially square horizontal cross section, and has a slip fit structure on the upper and lower tie plates 5 and 6 and the spacers 21a and 21b. The channel box 24 is bolted to the fuel bundle by a piece material welded to the upper end. Fix at 23. A tip piece is formed on the lower tie plate 6, and the tip piece is inserted into an opening of a fuel support fitting of a core support plate (not shown).

【0024】さらに、チャンネルボックス24の内側に
は、図2の斜視図および図3の一部切断斜視図に示すよ
うに、燃料束23の燃料有効部(燃料棒内の燃料ペレット
が充填されている部分)に対する上部1/4乃至1/2
の区間に、複数の横溝のフロートリッパー13を設ける。
さらに、この複数のフロートリッパー13の最下段に達す
る縦溝25をチャンネルボックス24の下部から刻設し、こ
の縦溝25は幅が10mm以下で軸方向に平行に複数本設け
る。
Further, as shown in the perspective view of FIG. 2 and the partially cut perspective view of FIG. 3, the inside of the channel box 24 is filled with the fuel effective portion of the fuel bundle 23 (the fuel pellets in the fuel rods are filled. Upper part) to 1/4 to 1/2
A plurality of lateral groove flow trippers 13 are provided in the section.
Further, a vertical groove 25 reaching the lowermost stage of the plurality of flow trippers 13 is carved from the lower part of the channel box 24, and the vertical groove 25 has a width of 10 mm or less and is provided in parallel in the axial direction.

【0025】なお、前記フロートリッパー13および縦溝
25は、チャンネルボックス24の内面に切削、放電、電
解、腐食エッチング等の加工により刻設するが、チャン
ネルボックス24を燃料束23に装着する時に、図4,5に
示すスペーサー21a,21bのサイドバンド30の突起部32
と摺動する内面部分26や、チャンネルボックス24の下端
の下部タイプレート6と摺動する内面には、フロートリ
ッパー13と縦溝25のいずれも配設せず、軸方向に平坦な
内面とする。
The flow tripper 13 and the vertical groove
25 is engraved on the inner surface of the channel box 24 by processing such as cutting, electric discharge, electrolysis, and corrosion etching. When the channel box 24 is attached to the fuel bundle 23, the sides of the spacers 21a and 21b shown in FIGS. Protrusion 32 of band 30
Neither the flow tripper 13 nor the vertical groove 25 is disposed on the inner surface portion 26 that slides with the inner surface portion that slides with the lower tie plate 6 at the lower end of the channel box 24, and the inner surface is flat in the axial direction. ..

【0026】また縦溝25は、図4の図1におけるA−A
矢視断面図に示すように、チャンネルボックス24の内面
で、燃料棒2の正面に位置するように設けてある。この
図4に示すスペーサー21a、および図5の図1における
B−B矢視断面図に示すスペーサー21bは、いずれもフ
ェルールスペーサーの例で、燃料有効長を軸方向にほぼ
7分割して、その分割区間の上端にスペーサーを配した
例である。
The vertical groove 25 is AA in FIG. 4 in FIG.
As shown in the sectional view taken in the direction of the arrow, it is provided so as to be located in front of the fuel rod 2 on the inner surface of the channel box 24. The spacer 21a shown in FIG. 4 and the spacer 21b shown in the cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 are all examples of ferrule spacers, and the active fuel length is divided into approximately 7 in the axial direction. In this example, a spacer is arranged at the upper end of the divided section.

【0027】この例では、燃料集合体20の上部の2相流
圧損と炉停止余裕の改善のため、下方から数えて第6、
第7のスペーサー21b,21bには8ヶ所の燃料棒2を配
置しない空所27がある。この空所27部分の燃料棒2は、
上端が第5のスペーサー21aを貫通した位置で終わって
いる部分長燃料棒28が配置されている。このスペーサー
21a,21bは燃料棒2と同数の円筒スリーブ29を格子状
に配列して、さらに、この円筒スリーブ29の束の外周を
帯状のサイドバンド30にて取り囲んだものである。
In this example, in order to improve the two-phase flow pressure loss in the upper part of the fuel assembly 20 and the reactor shutdown margin, the sixth,
The seventh spacers 21b, 21b have voids 27 in which eight fuel rods 2 are not arranged. The fuel rod 2 in the 27th part of this space is
A partial length fuel rod 28 is arranged whose upper end ends at a position where it penetrates the fifth spacer 21a. This spacer
21a and 21b are formed by arranging the same number of cylindrical sleeves 29 as the fuel rods 2 in a grid pattern, and further enclosing the outer periphery of the bundle of the cylindrical sleeves 29 with a band-shaped side band 30.

【0028】格子状に配列された円筒スリーブ29は、隣
接しているもの同士が点溶接にて接合されている。また
円筒スリーブ29の上下端部には、突起が2個ずつ設けら
れている。これらの突起は、円筒スリーブ29の一部を内
側に突出させたものである。また隣接している2個の円
筒スリーブ29に跨って連続ループバネ31が設置されてお
り、この連続ループバネ31の形状は、高さ方向の中央部
が外側に突設している。
The cylindrical sleeves 29 arranged in a grid pattern are adjacent to each other and are joined by spot welding. Two projections are provided on the upper and lower ends of the cylindrical sleeve 29. These protrusions are formed by projecting a part of the cylindrical sleeve 29 inward. Further, a continuous loop spring 31 is installed so as to straddle two adjacent cylindrical sleeves 29, and the shape of the continuous loop spring 31 is such that the central portion in the height direction projects outward.

【0029】スペーサー21a,21bのサイドバンド30の
外側にはチャンネルボックス24の内壁との距離を保ち、
またスペーサー21a,21bとチャンネルボックス24との
摺動部の役目をする突起部32がスペーサー21a,21b外
周の隅部近傍に各辺に2個ずつ設けられている。さらに
スペーサー21a,21bのサイドバンド30の上端には、一
定の間隔をおいて複数のフロータブ33を設けて構成され
ている。
On the outside of the side bands 30 of the spacers 21a and 21b, keep a distance from the inner wall of the channel box 24,
Further, two protrusions 32, which serve as sliding parts between the spacers 21a and 21b and the channel box 24, are provided on each side near the corners of the outer peripheries of the spacers 21a and 21b. Further, a plurality of flow tabs 33 are provided on the upper ends of the side bands 30 of the spacers 21a and 21b at regular intervals.

【0030】次に上記構成による作用について説明す
る。原子炉の冷却材である水は、下部タイプレート6の
下部開口から燃料支持枠の開口を通って、チャンネルボ
ックス24内の冷却チャンネルに入る。冷却材は燃料棒2
と、部分長燃料棒28からの熱を受けて飽和温度に達し、
さらに蒸気ボイドが発生する。この蒸気ボイドは軸方向
に上昇するに従ってボイド量が増加する。
Next, the operation of the above configuration will be described. Water, which is the coolant of the nuclear reactor, enters the cooling channel in the channel box 24 from the lower opening of the lower tie plate 6 through the opening of the fuel support frame. Coolant is fuel rod 2
And, the heat from the partial length fuel rod 28 is received to reach the saturation temperature,
Furthermore, vapor voids are generated. The amount of voids in this vapor void increases as it rises in the axial direction.

【0031】従って、このような2相流は、図6の要部
拡大縦断面図に示すように、燃料棒2および部分長燃料
棒28の表面とチャンネルボックス24の内面、およびウォ
ーターロッド3の表面に薄い冷却材の水膜11ができ、そ
の水膜11の厚さが発熱している燃料棒2および部分長燃
料棒28では軸方向に上方に行くに従って薄くなる。燃料
棒2、部分長燃料棒28間の空間では蒸気流の中に水滴12
が混じるような流れで、上方に行くに従って蒸気流中の
水滴12量が減る。
Therefore, such a two-phase flow is generated by the surfaces of the fuel rods 2 and the partial length fuel rods 28, the inner surface of the channel box 24, and the water rods 3 as shown in the enlarged longitudinal sectional view of the main part of FIG. A thin water film 11 of a coolant is formed on the surface, and the thickness of the water film 11 becomes thinner in the axial direction in the fuel rods 2 and the partial length fuel rods 28 where heat is generated. In the space between the fuel rod 2 and the partial length fuel rod 28, water droplets 12
The amount of water droplets 12 in the steam flow decreases as it goes upwards.

【0032】沸騰水型原子炉の炉心に装架された燃料棒
集合体20の相互間には、チャンネルボックス24の外側に
水ギャップを有し、ここで中性子が効率的に熱化される
ので、燃料束23の最外周近傍で熱中性子束が大きく、燃
料棒2の発熱も燃料束23の中心部のものに比較して大き
い。従って、燃料集合体20の燃料束23における燃料有効
部(燃料棒内の燃料ペレットが充填されている部分)に
対する下部1/2乃至3/4の領域で冷却材9がより多
く、最外周の燃料棒2とチャンネルボックス24の内面と
の間は、チャンネルボックス24の内面に設けた縦溝25の
表面張力によって、従来のチャンネルボックス8の平坦
な内面の場合と異なり、厚い水膜11aが形成されて流れ
る。
Between the fuel rod assemblies 20 mounted on the core of a boiling water reactor, there is a water gap outside the channel box 24, where neutrons are efficiently heat-treated. The thermal neutron flux is large near the outermost periphery of the fuel bundle 23, and the heat generation of the fuel rods 2 is also larger than that of the central portion of the fuel bundle 23. Therefore, the coolant 9 is larger in the lower half or 3/4 region of the fuel bundle 23 of the fuel assembly 20 with respect to the fuel effective portion (portion filled with the fuel pellets in the fuel rod), and the outermost peripheral portion Unlike the conventional flat inner surface of the channel box 8, a thick water film 11a is formed between the fuel rods 2 and the inner surface of the channel box 24 due to the surface tension of the vertical groove 25 provided on the inner surface of the channel box 24. It is played and flows.

【0033】さらに、燃料束23内の冷却材流は軸方向に
上昇するに従って蒸気の占める体積が増加し、燃料棒
2、部分長燃料棒28の表面の水膜11が薄くなり、その傾
向が強い燃料束23の最外周の燃料棒2で、燃料棒2の冷
却が悪くなる沸騰遷移の始まる条件との余裕が小さくな
る燃料有効長の下方から1/2乃至3/4の位置におい
て、フロートリッパー13に冷却材がより多く供給され
る。また、この際にフロートリッパー13に供給される冷
却材の量は、縦溝25により厚い水膜11aとなって多く集
まり、その水滴12は燃料棒2の正面位置にて効率良く燃
料棒2に偏向される。
Furthermore, as the coolant flow in the fuel bundle 23 rises in the axial direction, the volume occupied by the steam increases, and the water film 11 on the surfaces of the fuel rods 2 and the partial length fuel rods 28 becomes thin, which tends to occur. At the outermost fuel rods 2 of the strong fuel bundle 23, the margin with respect to the condition for starting the boiling transition that deteriorates the cooling of the fuel rods 2 becomes small, and the flow is made at a position of 1/2 to 3/4 from below the active fuel length. More coolant is supplied to the tripper 13. Further, at this time, a large amount of the coolant supplied to the flow tripper 13 becomes a thick water film 11a due to the vertical groove 25, and the water droplets 12 are efficiently collected on the fuel rod 2 in front of the fuel rod 2. Biased.

【0034】なお、燃料束23の下部の蒸気ボイドが少な
い領域から、燃料束23の最外周の燃料棒2とチャンネル
ボックス24の内面との間隔をチャンネルボックス24の周
方向内面全てに亘って大きくすると、冷却水の流れが燃
料束23の外周に片寄りすぎ、逆に燃料束23内部の燃料棒
2、部分長燃料棒28の冷却不足を生じたり、チャンネル
ボックス24の内面に付着した水膜11が高速の2相流によ
りはぎ取られて、チャンネルボックス24の内面と最外周
の燃料棒2との間の空間に水滴12として流れ、フロート
リッパー13に供給される水の量が増加せず、燃料棒2の
冷却に寄与しない。
The interval between the outermost fuel rod 2 of the fuel bundle 23 and the inner surface of the channel box 24 is increased over the entire inner surface in the circumferential direction of the channel box 24 from the region where the number of vapor voids is small in the lower portion of the fuel bundle 23. Then, the flow of the cooling water is excessively offset to the outer periphery of the fuel bundle 23, and conversely, the fuel rods 2 and the partial length fuel rods 28 inside the fuel bundle 23 are insufficiently cooled, or the water film attached to the inner surface of the channel box 24 11 is stripped off by the high-speed two-phase flow, flows as water droplets 12 into the space between the inner surface of the channel box 24 and the outermost fuel rod 2, and the amount of water supplied to the flow tripper 13 does not increase. , Does not contribute to the cooling of the fuel rod 2.

【0035】従って、図7の要部拡大横断面図に示すよ
うに、縦溝25の幅はチャンネルボックス24の内面の水膜
11が2相流によってはぎ取られないように、水膜11とチ
ャンネルボックス24の内面との表面張力を利用するよう
に、縦溝25の幅を小さくすることが考えられる。例え
ば、3mm以下で1mm程度が加工と表面張力利用の兼ね合
いで望ましい。
Therefore, as shown in the enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 7, the width of the vertical groove 25 is the water film on the inner surface of the channel box 24.
It is conceivable to reduce the width of the vertical groove 25 so as to utilize the surface tension between the water film 11 and the inner surface of the channel box 24 so that 11 is not stripped by the two-phase flow. For example, if it is 3 mm or less, about 1 mm is desirable because of the balance between processing and use of surface tension.

【0036】また燃料束23の外周の燃料棒2の冷却が悪
くなる燃料上部1/4乃至1/2の部分のチャンネルボ
ックス24の内面に斜面型の溝を切ったフロートリッパー
13を形成することによって、加熱されないチャンネルボ
ックス24の内面に沿って縦溝25によって実効的に厚くな
って上昇する膜状水流は、最下段のフロートリッパー13
の横溝に流入し、その後、横溝の上のエッジ部13aで燃
料束23方向に転向され、隣合う発熱燃料棒2に向られ
る。
Further, a flow tripper in which a slanted groove is cut in the inner surface of the channel box 24 in the upper 1/4 to 1/2 portion of the fuel where cooling of the fuel rods 2 on the outer periphery of the fuel bundle 23 becomes poor.
By forming 13, the membranous water flow that is effectively thickened by the flutes 25 along the inner surface of the unheated channel box 24 and rises is formed in the bottommost flow tripper 13
Flow into the lateral groove of the fuel cell 2 and then are deflected toward the fuel bundle 23 at the edge portion 13a above the lateral groove and toward the adjacent exothermic fuel rods 2.

【0037】なお、横溝の下縁は水膜11の流れが滑らか
に流入できるようにテーパーが付いている。このテーパ
ーは流れの剥離が生じないような浅い角度とし、フロー
トリッパー13の溝の上縁エッジ部13aでチャンネルボッ
クス24の内面から剥がされた水流は水滴12となって、一
部は隣合う燃料棒2の表面に付着し、核沸騰からの遷移
と燃料棒2の加熱を防ぐ。
The lower edge of the lateral groove is tapered so that the flow of the water film 11 can smoothly flow in. This taper has a shallow angle so that flow separation does not occur, and the water flow separated from the inner surface of the channel box 24 at the upper edge portion 13a of the groove of the flow tripper 13 becomes a water droplet 12 and a part of the fuel is adjacent to the fuel. It adheres to the surface of the rod 2 and prevents the transition from nucleate boiling and heating of the fuel rod 2.

【0038】また最初のフロートリッパー13のエッジ部
13aで剥がれなかった水膜11は、次のフロートリッパー
13に供給される。こうして図6に示すように、上記図18
に示した従来のフロートリッパー13の下方が平滑な内面
のチャンネルボックス8の場合よりもフロートリッパー
13による最外周の燃料棒2に対する冷却効果は極めて向
上する。
The edge part of the first flow tripper 13
The water film 11 that was not peeled off by 13a is the next flow tripper.
Supplied to 13. Thus, as shown in FIG.
The flow tripper shown in Fig. 3 is lower than that of the conventional channel box 8 with a smooth inner surface below the flow tripper 13.
The cooling effect of the outermost fuel rod 2 by 13 is extremely improved.

【0039】さらに、燃料束23を保持しているスペーサ
ー21a,21bのサイドバンド30の上縁には、燃料束23の
内部に冷却水流を誘引するフロータブ33を設けてあるの
で、このフロータブ33により、チャンネルボックス24の
内面と燃料束23の最外周の燃料棒2との間の冷却水流
を、最外周の燃料棒2および外側から2層目の燃料棒2
と部分長燃料棒28に向ける。この結果、スペーサー21
a,21bを通過した冷却水流中の水滴12は燃料棒2と部
分長燃料棒28の表面に大量に付着して、核沸騰からの遷
移と燃料棒2および部分長燃料棒28の過熱を防ぐ。
Furthermore, since the flow tabs 33 for attracting the cooling water flow inside the fuel bundle 23 are provided on the upper edges of the side bands 30 of the spacers 21a and 21b holding the fuel bundle 23, the flow tabs 33 , The cooling water flow between the inner surface of the channel box 24 and the outermost fuel rods 2 of the fuel bundle 23 is changed to the outermost fuel rods 2 and the second outermost fuel rods 2.
And turn to the partial length fuel rod 28. As a result, spacer 21
A large amount of water droplets 12 in the cooling water flow passing through a and 21b adhere to the surfaces of the fuel rods 2 and the partial length fuel rods 28 to prevent transition from nucleate boiling and overheating of the fuel rods 2 and the partial length fuel rods 28. ..

【0040】なお、チャンネルボックス24の内面に加工
するフロートリッパー13、および縦溝25を刻設するに当
たって、チャンネルボックス24の溶接部14、およびスペ
ーサー21a,21bのサイドバンド30の突起部32と摺動す
る内面部分にはフロートリッパー13および縦溝25のいず
れも加工を施さない。
When the flow tripper 13 for machining the inner surface of the channel box 24 and the vertical groove 25 are engraved, the welded portion 14 of the channel box 24 and the protrusions 32 of the side bands 30 of the spacers 21a and 21b are slid. Neither the flow tripper 13 nor the vertical groove 25 is processed on the moving inner surface portion.

【0041】チャンネルボックス24を角筒を2分割した
形の2つの]形材を溶接して組立てる工程において、溶
接部14にフロートリッパー13および縦溝25の溝が加工さ
れていると、溶接部14における断面厚さが軸方向により
変化し、溶接入熱の制御が難しくなる。すなわち、薄い
部分では溶接部14が溶け過ぎ、ピットができたりして溶
接強度が低下したり、金属結晶粒の大きさ、相が変化し
て耐食性が低下したりする不具合が生じるが、溶接部14
における厚さ変化がないと、これ等の不具合が生じるこ
とは無く溶接が容易で堅固にできる。
In the process of assembling the channel box 24 by welding two shape members of a rectangular tube into two parts, if the flow tripper 13 and the vertical groove 25 are formed in the welded portion 14, the welded portion The cross-sectional thickness at 14 changes in the axial direction, making it difficult to control the welding heat input. That is, in the thin portion, the welded portion 14 is excessively melted, the weld strength is lowered due to the formation of a pit, the size of the metal crystal grains, the phase is changed, and the corrosion resistance is lowered. 14
If there is no change in the thickness at, the above problems do not occur and welding can be performed easily and firmly.

【0042】さらに、燃料束23の上方からチャンネルボ
ックス24の下端開口をかぶせて、燃料集合体20に組立て
る工程において、チャンネルボックス24の内面とスペー
サー21a,21bのサイドバンド30にある突起部32との摺
動部分でチャンネルボックス24の内面が平滑であるので
滑りが良い。特にフロートリッパー13の溝は斜面型をし
ていて、下縁はテーパー付きで、上縁が垂直状のエッジ
部13aであり、このような構造でないと燃料束23の上方
からチャンネルボックス24を装着する作業においてサイ
ドバンド30の突起部32に引っかかり易い。
Further, in the process of assembling the fuel assembly 20 by covering the lower end opening of the channel box 24 from above the fuel bundle 23, the inner surface of the channel box 24 and the projections 32 on the side bands 30 of the spacers 21a and 21b are formed. Since the inner surface of the channel box 24 is smooth at the sliding part, the sliding is good. In particular, the groove of the flow tripper 13 has a sloped shape, the lower edge is tapered, and the upper edge is a vertical edge portion 13a. Without this structure, the channel box 24 is mounted from above the fuel bundle 23. It is easy to get caught in the protrusion 32 of the side band 30 during the work.

【0043】またチャンネルボックス24の下端内面の下
部タイプレート6と摺動する区間はチャンネルボックス
24の内面と下部タイプレート6側面との間隙からバイパ
ス領域に冷却水が流れるので、この部分の流量を抑制す
るためにも、また下端のチャンネルボックス24の肉厚が
薄くなって間隙がクリープ等によって使用中に大きくな
ることを防止するためにもチャンネルボックス24の下端
内面には縦溝25を設けない方が良い。
The section of the inner surface of the lower end of the channel box 24 that slides with the lower tie plate 6 is the channel box.
Since the cooling water flows from the gap between the inner surface of 24 and the side surface of the lower tie plate 6 to the bypass area, the wall thickness of the channel box 24 at the lower end is also reduced in order to suppress the flow rate of this portion, and the gap is creeped. Therefore, it is better not to provide the vertical groove 25 on the inner surface of the lower end of the channel box 24 in order to prevent the channel box from becoming large during use.

【0044】さらに、縦溝25を燃料集合体20の下部の非
沸騰水領域に設けたことにより、縦溝25による冷却材の
整流効果が得られて、非沸騰水領域での冷却材の乱流が
抑制され摩擦圧損が低減する。燃料集合体20の遷移沸騰
を生じない最大熱力を決めている燃料束23上部の最外周
燃料棒2の周囲への冷却材流量を増大するために、縦溝
25によってフロートリッパー13に対してより多くの水膜
流を供給する。
Further, since the vertical groove 25 is provided in the lower non-boiling water region of the fuel assembly 20, the flow rectifying effect of the coolant by the vertical groove 25 is obtained, and the disturbance of the coolant in the non-boiling water region is obtained. The flow is suppressed and the friction pressure loss is reduced. In order to increase the flow rate of the coolant around the outermost peripheral fuel rods 2 above the fuel bundle 23, which determines the maximum thermal power that does not cause the transition boiling of the fuel assembly 20,
25 provides more water film flow to the flow tripper 13.

【0045】またスペーサー21a,21bのサイドバンド
30のフロータブ33、およびチャンネルボックス24内面の
フロートリッパー13によって、チャンネルボックス24の
内面に沿って昇流する水膜11を水滴12の形で燃料束23へ
誘引することにより、燃料束23の遷移沸騰開始と過熱を
防止し、燃料集合体20の限界出力が向上する。なお以上
は、スペーサー21a,21bの構造をフェルール型を例と
して説明したが、上記と同様の作用と効果はエッグプレ
ート型等、他の方式でも同様に得られる。
Sidebands of the spacers 21a and 21b
The flow tab 33 of 30 and the flow tripper 13 on the inner surface of the channel box 24 attract the water film 11 rising along the inner surface of the channel box 24 to the fuel bundle 23 in the form of water droplets 12, thereby transitioning the fuel bundle 23. The start of boiling and overheating are prevented, and the limit output of the fuel assembly 20 is improved. Although the structure of the spacers 21a and 21b has been described above by taking the ferrule type as an example, the same action and effect as above can be obtained by other methods such as an egg plate type.

【0046】次にフロートリッパー等に係る本発明の変
形例について説明する。図8はチャンネルボックスの斜
視図で、第2の実施例を示し、図9はチャンネルボック
スの一部切断斜視図、また図10はフロートリッパーの拡
大斜視図である。図8に示すように4角筒状のチャンネ
ルボックス40の内面の上部には、複数の横溝のフロート
リッパー41を設け、その下部には多数の縦溝25が上端を
前記フロートリッパー41の最下部の横溝に接し、下端は
前記図1に示す燃料集合体の下部タイプレート6と嵌着
する部分を避けた位置まで刻設する。
Next, a modification of the present invention relating to the flow tripper and the like will be described. 8 is a perspective view of a channel box showing a second embodiment, FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of the channel box, and FIG. 10 is an enlarged perspective view of a flow tripper. As shown in FIG. 8, a plurality of lateral grooved flow trippers 41 are provided at the upper part of the inner surface of the square tubular channel box 40, and a plurality of vertical grooves 25 are provided at the lower part of the flow trippers 41 at the uppermost end of the flow tripper 41. Of the fuel assembly shown in FIG. 1 is cut to a position avoiding a portion where the lower tie plate 6 is fitted.

【0047】またフロートリッパー41はチャンネルボッ
クス40を組立てた際の溶接部14および、このチャンネル
ボックス40内に挿入する前記図1および図4,5に示す
燃料束23のスペーサー21a,21bのサイドバンド30との
摺動部分26には設けない。従って、この近傍に隣接する
燃料棒2はチャンネルボックス40の内面からの水膜11の
はぎ取り付着は少ない。そこでフロートリッパー41の左
右端では図10において矢印で示すように、左右の外側方
向に水膜11を誘導して、はぎ取り付着を両端で増加させ
るため、斜面型の横溝の両端を外側へ斜め上方に形成し
たことを特徴としている。なお、この角度は45度以上と
する。
The flow tripper 41 includes the welded portion 14 when the channel box 40 is assembled, and the side bands of the spacers 21a and 21b of the fuel bundle 23 shown in FIGS. 1 and 4 and 5 which are inserted into the channel box 40. It is not provided in the sliding part 26 with 30. Therefore, in the fuel rods 2 adjacent to this vicinity, the water film 11 from the inner surface of the channel box 40 is hardly peeled off and attached. Therefore, at the left and right ends of the flow tripper 41, as shown by the arrows in FIG. 10, the water film 11 is guided in the left and right outer directions to increase the peeling adhesion at both ends. It is characterized by being formed in. This angle is 45 degrees or more.

【0048】図11に示すチャンネルボックスの一部切断
斜視図は、第3の実施例で、4角筒状のチャンネルボッ
クス50の内面の隅部において、前記図1および図4,5
に示す燃料束23のスペーサー21a,21bのサイドバンド
30と摺動しない部分にも前記図3に示す、フロートリッ
パー13および縦溝25と同形状のフロートリッパー51およ
び縦溝52を刻設したものである。
A partially cutaway perspective view of the channel box shown in FIG. 11 is a third embodiment, and the corners of the inner surface of the channel box 50 having a square tubular shape are shown in FIGS.
Side bands of the spacers 21a and 21b of the fuel bundle 23 shown in FIG.
A portion which does not slide with 30 is provided with a flow tripper 51 and a vertical groove 52 having the same shape as the flow tripper 13 and the vertical groove 25 shown in FIG.

【0049】また図12に示すチャンネルボックスの一部
切断斜視図は、第4の実施例で、チャンネルボックス60
の内面の隅部において、前記図1および図4,5に示め
す燃料束23のスペーサー21a,21bのサイドバンド30と
摺動しない部分にも、前記図9に示したフロートリッパ
ー41および縦溝25と同形状のフロートリッパー61および
縦溝62を刻設した例である。この第3、第4の実施例の
チャンネルボックス50,60においては、燃料束23の最外
周の隅部の燃料棒2においても遷移沸騰や過熱が防止さ
れる効果がある。
A partially cutaway perspective view of the channel box shown in FIG. 12 shows the channel box 60 according to the fourth embodiment.
At the corners of the inner surface of the fuel cell, the flow stripper 41 and the vertical groove shown in FIG. 9 are also provided in the portions of the fuel bundle 23 shown in FIGS. This is an example in which a flow tripper 61 and a vertical groove 62 having the same shape as 25 are engraved. In the channel boxes 50 and 60 of the third and fourth embodiments, transition boiling and overheating are also prevented in the fuel rods 2 at the outermost corners of the fuel bundle 23.

【0050】以上の実施例は、いずれも燃料束23が4角
筒状のチャンネルボックスに囲まれている構造の燃料集
合体の例であるが、第5の実施例として、図13の燃料集
合体の横断面図に示すように、燃料集合体70は4角筒状
の外筒71内に冷却チャンネル区画板72を設けて、燃料集
合体70の内部に十字形のウォータークロス(水ギャッ
プ)73を設け、このウォータークロス73で4つに分割さ
れた各小燃料束74に対して外筒71の内面、および冷却チ
ャンネル区画板72の小燃料束74側にフロートリッパー1
3、および図示しない縦溝を設けた構成としている。な
お、符号75は制御棒を示し、さらに小燃料束74における
図示しないスペーサーと、この配置は前記一実施例と同
じにすることにより同様の作用、効果が得られるもので
ある。
The above-mentioned embodiments are examples of the fuel assembly having the structure in which the fuel bundle 23 is surrounded by the rectangular channel box, but as the fifth embodiment, the fuel assembly of FIG. As shown in the transverse cross-sectional view of the body, the fuel assembly 70 includes a cooling channel partition plate 72 in an outer cylinder 71 having a rectangular tubular shape, and a cross-shaped water cloth (water gap) inside the fuel assembly 70. The flow tripper 1 is provided on the inner surface of the outer cylinder 71 and on the small fuel bundle 74 side of the cooling channel partition plate 72 with respect to each small fuel bundle 74 divided into four by the water cloth 73.
3 and a vertical groove (not shown). The reference numeral 75 indicates a control rod, and the spacer (not shown) in the small fuel bundle 74 and the arrangement thereof are the same as those in the above-described embodiment, so that the same operation and effect can be obtained.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上本発明によれば、チャンネルボック
スの内面に形成されて上方に流れる水の層を、縦溝によ
り実効的に厚さを増し、かつ整流してチャンネルボック
ス上部に設けたフロートリッパーから燃料束に対する水
滴量を効果的に増加供給して、燃料束の有効冷却に利用
し、燃料棒の遷移沸騰発生を抑制する。その結果、燃料
集合体における燃料束全体の限界出力が向上する。また
チャンネルボックス等の溶接部にはフロートリッパーを
配設しないため、チャンネルボックスの組立てが容易と
なる等の効果がある。
As described above, according to the present invention, a layer of water formed on the inner surface of the channel box and flowing upward is effectively increased in thickness by the vertical grooves and rectified to provide the flow on the upper portion of the channel box. The amount of water droplets for the fuel bundle is effectively increased and supplied from the tripper to be used for effective cooling of the fuel bundle, and the transition boiling of the fuel rod is suppressed. As a result, the limit output of the entire fuel bundle in the fuel assembly is improved. Further, since the flow tripper is not provided at the welded portion of the channel box or the like, there is an effect that the assembly of the channel box becomes easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る一実施例の燃料集合体の縦断面
図。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a fuel assembly according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る一実施例のチャンネルボックスの
斜視図。
FIG. 2 is a perspective view of a channel box according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る一実施例のチャンネルボックスの
一部切断斜視図。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a channel box according to an embodiment of the present invention.

【図4】図1のA−A矢視断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図5】図1のB−B矢視断面図。5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【図6】本発明に係る一実施例のチャンネルボックス要
部拡大縦断面図。
FIG. 6 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part of a channel box of one embodiment according to the present invention.

【図7】本発明に係る一実施例のチャンネルボックス要
部拡大横断面図。
FIG. 7 is an enlarged transverse cross-sectional view of a main part of the channel box of the embodiment according to the present invention.

【図8】本発明に係る第2の実施例を示すチャンネルボ
ックスの斜視図。
FIG. 8 is a perspective view of a channel box showing a second embodiment according to the present invention.

【図9】本発明に係る第2の実施例を示すチャンネルボ
ックスの一部切断斜視図。
FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of a channel box showing a second embodiment according to the present invention.

【図10】本発明に係る第2の実施例を示すフロートリ
ッパーの拡大斜視図
FIG. 10 is an enlarged perspective view of a flow tripper showing a second embodiment according to the present invention.

【図11】本発明に係る第3の実施例を示すチャンネル
ボックスの一部切断斜視図。
FIG. 11 is a partially cutaway perspective view of a channel box showing a third embodiment according to the present invention.

【図12】本発明に係る第4の実施例を示すチャンネル
ボックスの一部切断斜視図。
FIG. 12 is a partially cutaway perspective view of a channel box showing a fourth embodiment according to the present invention.

【図13】本発明に係る第5の実施例を示す燃料集合体
の横断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a fuel assembly showing a fifth embodiment according to the present invention.

【図14】従来の燃料集合体の一部切断斜視図。FIG. 14 is a partially cutaway perspective view of a conventional fuel assembly.

【図15】従来の燃料集合体の要部拡大縦断面図。FIG. 15 is an enlarged vertical sectional view of a main part of a conventional fuel assembly.

【図16】従来のチャンネルボックスの要部拡大横断面
図。
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a conventional channel box.

【図17】従来のチャンネルボックスの要部拡大縦断面
図。
FIG. 17 is an enlarged vertical sectional view of a main part of a conventional channel box.

【図18】従来の2重チャンネルボックス式燃料集合体
の一部切断斜視図。
FIG. 18 is a partially cutaway perspective view of a conventional dual channel box type fuel assembly.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…燃料棒、3…ウォーターロッド、5…上部タイプレ
ート、6…下部タイプレート、10…蒸気ボイド、11…水
膜、11a…厚い水膜、12…水滴、13,41,51,61…フロ
ートリッパー、13a…エッジ部、14…溶接部、20,70…
燃料集合体、21a,21b…スペーサー、23…燃料束、2
4,40,50,60…チャンネルボックス、25,52,62…縦
溝、26…摺動部、27…空所、28…部分長燃料棒、29…円
筒スリーブ、30…サイドバンド、31…連続ループバネ、
32…サイドバンドの突起部、33…サイドバンドのフロー
タブ、71…外筒、72…冷却チャンネル区画板、73…ウォ
ータークロス、74…小燃料束。
2 ... Fuel rod, 3 ... Water rod, 5 ... Upper tie plate, 6 ... Lower tie plate, 10 ... Steam void, 11 ... Water film, 11a ... Thick water film, 12 ... Water drop, 13, 41, 51, 61 ... Flow tripper, 13a ... Edge part, 14 ... Welded part, 20, 70 ...
Fuel assembly, 21a, 21b ... Spacer, 23 ... Fuel bundle, 2
4, 40, 50, 60 ... Channel box, 25, 52, 62 ... Vertical groove, 26 ... Sliding part, 27 ... Vacancy, 28 ... Partial length fuel rod, 29 ... Cylindrical sleeve, 30 ... Side band, 31 ... Continuous loop spring,
32 ... Sideband protrusions, 33 ... Sideband flow tabs, 71 ... Outer cylinder, 72 ... Cooling channel partition plate, 73 ... Water cloth, 74 ... Small fuel bundle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上下部に夫々上部タイプレートおよび下
部タイプレートを配し、上端が前記上部タイプレート
に、また下端が下部タイプレートに保持されて内部に複
数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒と、この燃料
棒を間隔をもって保持する複数のスペーサーを前記上下
部タイプレート間に配した燃料束と、この燃料束を囲繞
し冷却材流路を形成する筒状のチャンネルボックスから
なる燃料集合体において、前記チャンネルボックスの内
面に複数の横溝からなるフロートリッパーを設けてチャ
ンネルボックス内面の冷却材流を前記燃料束に転向させ
ると共に、チャンネルボックスの下部から前記フロート
リッパーに達する複数の縦溝を前記燃料束外周部の燃料
棒に対応する位置に設けたことを特徴とする燃料集合
体。
1. A plurality of fuels, each of which has an upper tie plate and a lower tie plate disposed at the upper and lower parts thereof, and has an upper end held by the upper tie plate and a lower end held by the lower tie plate and filled with a plurality of fuel pellets therein. A fuel assembly consisting of a rod, a fuel bundle in which a plurality of spacers holding the fuel rods at intervals are arranged between the upper and lower tie plates, and a tubular channel box surrounding the fuel bundle and forming a coolant flow path. In the body, a flow tripper consisting of a plurality of lateral grooves is provided on the inner surface of the channel box to divert the coolant flow on the inner surface of the channel box to the fuel bundle, and a plurality of vertical grooves reaching the flow tripper from the lower part of the channel box are provided. A fuel assembly provided at a position corresponding to a fuel rod on an outer peripheral portion of the fuel bundle.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111613350A (en) * 2020-06-04 2020-09-01 中国核动力研究设计院 Pressurized water reactor fuel assembly capable of enhancing heat conduction between fuel elements
JP2020530898A (en) * 2018-04-13 2020-10-29 ジョイント ストック カンパニー “ステート サイエンティフィック センター オブ ザ ロシアン フェデレーション − インスティテュート フォー フィジックス アンド パワー エンジニアリング ネームド アフター エー・アイ リピンスキー” Reactor core

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