JPH05256970A - Fuel assembly - Google Patents

Fuel assembly

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JPH05256970A
JPH05256970A JP4055409A JP5540992A JPH05256970A JP H05256970 A JPH05256970 A JP H05256970A JP 4055409 A JP4055409 A JP 4055409A JP 5540992 A JP5540992 A JP 5540992A JP H05256970 A JPH05256970 A JP H05256970A
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channel box
bundle
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fuel bundle
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Atsuji Hirukawa
川 厚 治 蛭
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Abstract

PURPOSE:To enlarge a cooling water area formed on the circumference of outermost fuel rods on the upper part of a fuel bundle without thinning the thickness of a channel box. CONSTITUTION:A fuel bundle 21 is arranged and a fuel assembly 20 is assembled within an angular barrel-like channel box 27. The fuel bundle 21 consists of a fuel rods 22, water rods 23, spacers 24a, 24b, an upper tie plate 25 and a lower tie plate 26. The interval between the neighboring fuel rods 22 is narrowed on the upper part of the fuel bundle 21 and widened on the lower part thereof. Thereby a cooling water area formed on the circumference of the outermost fuel rods is enlarged.

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、沸騰水型原子炉に装荷
される燃料集合体に係り、特にチャンネルボックスおよ
び燃料束の構造の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel assembly loaded in a boiling water reactor, and more particularly to improvement of the structure of a channel box and a fuel bundle.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16は、従来の沸騰水型原子炉(BW
R)用の燃料集合体を示すもので、この燃料集合体は、
核燃料物質を含む複数の燃料棒2と、1本または複数本
のウォーターロッド3と、この燃料棒2およびウォータ
ーロッド3を一定間隔で保持するスペーサ4と、上部タ
イプレート5と、下部タイプレート6とから構成される
燃料束1を備えており、この燃料束1は、チャンネルボ
ックス7により囲繞されている。このチャンネルボック
ス7の肉厚は、上下、周方向ともに均一であり、このチ
ャンネルボックス7により、燃料集合体はその内部と外
部とが区分されている。
2. Description of the Related Art FIG. 16 shows a conventional boiling water reactor (BW).
R) for a fuel assembly, which is
A plurality of fuel rods 2 containing a nuclear fuel material, one or a plurality of water rods 3, spacers 4 for holding the fuel rods 2 and the water rods 3 at regular intervals, an upper tie plate 5, and a lower tie plate 6 It is provided with a fuel bundle 1 composed of and, and the fuel bundle 1 is surrounded by a channel box 7. The wall thickness of the channel box 7 is uniform in the vertical and circumferential directions, and the channel box 7 divides the fuel assembly into the inside and the outside.

【0003】燃料集合体内部では、燃料棒2からの熱伝
達により蒸気ボイドの発生があるが、燃料集合体外部で
は、熱伝達や発熱が少ないため、蒸気ボイドの発生はな
い。特にBWRにおいては、燃料集合体外部の冷却水
は、中性子の減速作用に効果的なように水の密度が高
く、蒸気ボイドのないようにチャンネルボックス7内部
の流れと外部の流れとに特性を設けている。また、図1
6では図示していないが、チャンネルボックス7の外側
に十字形の制御棒を配置し、制御棒がチャンネルボック
ス7の滑らかな外壁を案内として炉心に挿入できる構造
となっている。
Inside the fuel assembly, steam voids are generated due to heat transfer from the fuel rods 2, but outside the fuel assembly, there is little heat transfer and heat generation, so steam voids are not generated. Particularly in the BWR, the cooling water outside the fuel assembly has a high water density so as to be effective in the moderating action of neutrons, and has characteristics for the flow inside the channel box 7 and the flow outside so that there are no vapor voids. It is provided. Also, FIG.
Although not shown in FIG. 6, a cross-shaped control rod is arranged outside the channel box 7 so that the control rod can be inserted into the core by using the smooth outer wall of the channel box 7 as a guide.

【0004】また、炉心で直接蒸気ボイドを発生させる
BWRにおいては、燃料集合体の出力に応じて燃料集合
体の発生ボイド量が異なるため、燃料集合体それぞれに
チャンネルボックス7をつけて冷却材流路を横方向に制
限しないと、二相流の燃料束1間の横流(クロスフロ
ー)が生じ、熱出力の大きい燃料束1の周囲から、熱出
力の小さい燃料束1へ冷却材が逃れ、燃料の冷却能力が
低下する。
Further, in a BWR in which steam voids are directly generated in the core, the amount of voids generated in the fuel assembly differs depending on the output of the fuel assembly, so that a channel box 7 is attached to each fuel assembly to make the coolant flow. If the path is not restricted in the lateral direction, a cross flow between the two-phase flow fuel bundles 1 (cross flow) occurs, and the coolant escapes from the periphery of the fuel bundle 1 having a large heat output to the fuel bundle 1 having a small heat output, Fuel cooling capacity is reduced.

【0005】このような目的で設けられているチャンネ
ルボックス7の内側と外側との間には圧力差が存在し、
内圧の方が高くなっている。この結果、チャンネルボッ
クス7は、熱効果、中性子照射効果等も加わって外側に
膨張することになる。この膨張量を抑制して制御棒の挿
入を滑らかにし、燃料集合体の剛性を確保するため、チ
ャンネルボックス7には、中性子吸収の少ないジルコニ
ウム合金製のある程度の厚板材が使用されている。従
来、こうしたチャンネルボックス7は、2枚の板材を曲
げてコ字状断面の角溝材を形成し、これを2つ組合わせ
て一体に溶接することにより製造されている。
There is a pressure difference between the inside and the outside of the channel box 7 provided for such a purpose,
The internal pressure is higher. As a result, the channel box 7 expands to the outside in addition to the thermal effect, the neutron irradiation effect, and the like. In order to suppress the expansion amount and smooth the insertion of the control rod and to secure the rigidity of the fuel assembly, the channel box 7 is made of a thick plate material made of a zirconium alloy having a small neutron absorption. Conventionally, such a channel box 7 is manufactured by bending two plate materials to form a square groove material having a U-shaped cross section, and combining two of them to integrally weld them.

【0006】図17は、チャンネルボックス7の下端近
傍位置を示すもので、図中、符号8,9は水膜、符号1
0は水滴、符号11は蒸気ボイドである。
FIG. 17 shows a position in the vicinity of the lower end of the channel box 7, where reference numerals 8 and 9 are water films and reference numeral 1 is shown.
Reference numeral 0 is a water drop, and reference numeral 11 is a vapor void.

【0007】ところで、この部分は、燃料集合体冷却材
が飽和温度以下から飽和温度まで加熱されている領域で
あり、チャンネルボックス7内部は蒸気は存在せず水が
燃料集合体内部に充満している。チャンネルボックス7
内部の軸方向の大半の領域では、冷却材流は蒸気と水と
の混合物からなり、チャンネルボックス7の内面には、
一層の水膜8が接し、また各燃料棒2の表面にも、一層
の水膜9が接している。そして、軸方向の上方に行くに
従って、燃料棒2表面で発生した蒸気が冷却材流の中で
占める体積が増え、燃料棒2表面に接する水膜9の厚さ
が減少する。
By the way, this portion is a region in which the fuel assembly coolant is heated from the saturation temperature or lower to the saturation temperature, and there is no steam inside the channel box 7 and water is filled inside the fuel assembly. There is. Channel box 7
In most of the internal axial area, the coolant flow consists of a mixture of steam and water, and the inner surface of the channel box 7 has
One layer of water film 8 is in contact, and one layer of water film 9 is in contact with the surface of each fuel rod 2. Then, as it goes upward in the axial direction, the volume occupied by the steam generated on the surface of the fuel rod 2 in the coolant flow increases, and the thickness of the water film 9 in contact with the surface of the fuel rod 2 decreases.

【0008】もし、燃料棒2に接する水膜9の厚さが過
小となり、そこでの燃料棒2の発熱が大きいと、加熱と
熱的不安定が生じる(遷移沸騰、膜沸騰が生じて冷却不
足となる)。
If the thickness of the water film 9 in contact with the fuel rods 2 is too small and the heat generation of the fuel rods 2 there is large, heating and thermal instability occur (transition boiling, film boiling and insufficient cooling). Will be).

【0009】水はまた、燃料束1を囲むチャンネルボッ
クス7の内面に接する形で水膜8を形成して上方に流れ
る。しかし、燃料棒2と異なり、チャンネルボックス7
が中性子やγ線で加熱される割合がわずかであるため、
チャンネルボックス7内面の水膜8は厚いままで上方に
流れ、燃料束1の出力、燃料束1内への冷却水流量およ
び軸方向高さに比較的無関係である。
Water also flows upward by forming a water film 8 in contact with the inner surface of the channel box 7 surrounding the fuel bundle 1. However, unlike the fuel rod 2, the channel box 7
Is heated by neutrons and gamma rays, so
The water film 8 on the inner surface of the channel box 7 flows upward while remaining thick, and is relatively independent of the output of the fuel bundle 1, the flow rate of cooling water into the fuel bundle 1, and the axial height.

【0010】ところで、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7
の内壁に隣接する燃料棒2において生じており、またB
WRでは、燃料束1の上部の方が、下部におけるよりも
水の量が少なく蒸気の量が多いのが通例である。この水
の密度の差により、原子炉出力は燃料束1の下部に向か
って最大になる。低温停止状態の原子炉は、燃料束1の
上部で反応度(中性子無限増倍率)が最も高い。これ
は、出力運転中、燃料束1の上部の蒸気が占める体積が
大きい領域では、燃料燃焼度が比較的低く、しかもプル
トニウムの生成量が比較的多いためである。
By the way, in the recent fuel assembly design, the maximum thermal neutron flux and the maximum local output are determined by the channel box 7
Occurring in the fuel rod 2 adjacent to the inner wall of the
In a WR, the upper part of the fuel bundle 1 usually has a smaller amount of water and a larger amount of steam than the lower part. Due to this difference in water density, the reactor power becomes maximum toward the lower part of the fuel bundle 1. The reactor in the cold shutdown state has the highest reactivity (infinite neutron multiplication factor) above the fuel bundle 1. This is because during the output operation, the fuel burnup is relatively low and the amount of plutonium produced is relatively large in the region where the volume of the vapor in the upper part of the fuel bundle 1 is large.

【0011】従来、このような問題点を解決する方法と
して、例えば特開昭63−261191号公報に示され
ているように、チャンネルボックス7の上部の平均厚さ
を減少させ、燃料束1の上部の水の量を増やして中性子
減速を増し、ボイド反応度係数の低減、軸方向出力分布
の平坦化、炉停止余裕の増大、およびチャンネルボック
ス7の内側面積の増加による二相流圧損の減少を図るよ
うにする方法、およびチャンネルボックス7の内面に、
図18に示すように斜面形の溝を設けてフロートリッパ
13を形成し、チャンネルボックス7内面壁上を上方に
流れる水膜8を、フロートリッパ13のエッジ13aに
より、チャンネルボックス7に隣接する燃料棒2の方に
水滴10として反らし、燃料束1の冷却に有効利用し、
チャンネルボックス7に隣接する燃料棒2の遷移沸騰発
生を抑制し、結果として、燃料束1全体の限界出力(燃
料束1内のどこかで遷移沸騰が生じる始める燃料束1の
最大出力)を向上させるようにする方法が提案されてい
る。
Conventionally, as a method for solving such a problem, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-261191, the average thickness of the upper portion of the channel box 7 is reduced to reduce the fuel bundle 1 Increase the amount of water in the upper part to increase neutron moderation, reduce void reactivity coefficient, flatten axial power distribution, increase reactor shutdown margin, and decrease two-phase flow pressure loss due to increase in inner area of channel box 7. On the inner surface of the channel box 7,
As shown in FIG. 18, slanted grooves are provided to form the flow tripper 13, and the water film 8 flowing upward on the inner wall of the channel box 7 is separated from the fuel adjacent to the channel box 7 by the edge 13 a of the flow tripper 13. The rod 2 is deflected as a water drop 10 to be effectively used for cooling the fuel bundle 1,
The occurrence of transition boiling of the fuel rods 2 adjacent to the channel box 7 is suppressed, and as a result, the limit output of the entire fuel bundle 1 (maximum output of the fuel bundle 1 at which transition boiling begins to occur somewhere in the fuel bundle 1) is improved. The method of making it do is proposed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フロートリ
ッパ13をチャンネルボックス7に形成する従来の燃料
集合体において、フロートリッパ13は、前述のように
チャンネルボックス7の上部内面に斜面形の溝を設ける
ことにより形成されるため、チャンネルボックス7を、
燃料束1の上部から被せる際に、スペーサ4の最外周バ
ンドの突起部が、フロートリッパ13のエッジ13aに
引掛かり、燃料集合体の組立に不都合を生じるという問
題がある。
By the way, in the conventional fuel assembly in which the flow tripper 13 is formed in the channel box 7, the flow tripper 13 is provided with the slanted groove on the inner surface of the upper portion of the channel box 7 as described above. The channel box 7 is formed by
When the fuel bundle 1 is covered from above, the protrusion of the outermost peripheral band of the spacer 4 is caught by the edge 13a of the flow tripper 13, which causes a problem in assembling the fuel assembly.

【0013】また、角溝材を2個溶接してチャンネルボ
ックス7を組立てる工程において、溶接部がフロートリ
ッパ13の構造になっていると、溶接部断面厚さが軸方
向に変化することになり、溶接入熱の制御が容易でない
という問題もある。
Further, in the process of assembling the channel box 7 by welding two square groove members, if the welded portion has the structure of the flow tripper 13, the cross-sectional thickness of the welded portion changes in the axial direction. Another problem is that it is not easy to control the welding heat input.

【0014】一方、チャンネルボックス7上部の平均厚
さを減少させる従来の燃料集合体において、チャンネル
ボックス7の平均肉厚を低減させること自体は、最近の
NC工作機械を用いれば、比較的容易に自動化でき、製
造上はそれほど問題はないが、燃料集合体の剛性が低下
し、地震時の横方向の撓みが増加するという問題があ
る。
On the other hand, in the conventional fuel assembly in which the average thickness of the upper portion of the channel box 7 is reduced, reducing the average thickness of the channel box 7 is relatively easy by using a recent NC machine tool. Although it can be automated and is not a serious problem in manufacturing, there is a problem in that the rigidity of the fuel assembly is reduced and the lateral deflection during an earthquake is increased.

【0015】本発明は、このような点を考慮してなされ
たもので、チャンネルボックスを溶接により製造する際
に、溶接作業が容易であるとともに、燃料集合体を組立
てる際に、スペーサがフロートリッパに引掛かってスペ
ーサが破損するといった不具合がない燃料集合体を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above points, and when the channel box is manufactured by welding, the welding operation is easy and the spacer is the flow tripper when the fuel assembly is assembled. An object of the present invention is to provide a fuel assembly that does not have a problem that a spacer is damaged due to being caught in the fuel assembly.

【0016】本発明の他の目的は、燃料集合体の剛性を
低下させることなく、軸方向出力分布を平坦化でき、ボ
イド反応度係数の絶対値を小さくすることができる燃料
集合体を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a fuel assembly capable of flattening the axial power distribution and reducing the absolute value of the void reactivity coefficient without reducing the rigidity of the fuel assembly. It is in.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
前記目的を達成する手段として、上部タイプレートと、
下部タイプレートと、これら両タイプレートに上下端部
が保持された複数の燃料棒と、これら各燃料棒を所定間
隔で保持して燃料束を構成する複数のスペーサと、この
燃料束を囲繞して冷却材流路を構成する角筒状のチャン
ネルボックスとを具備する燃料集合体において、前記チ
ャンネルボックスの内壁に、水流をチャンネルボックス
内壁に隣接する流路から前記燃料束外周部の燃料棒に転
向させるためのフロートリッパとして作用する複数の横
溝を設け、かつチャンネルボックス内壁の、溶接部およ
び前記スペーサとの摺動部は、前記横溝を設けず平坦面
とするようにしたことを特徴とする。
The first invention of the present invention is as follows:
As means for achieving the above object, an upper tie plate,
A lower tie plate, a plurality of fuel rods whose upper and lower end portions are held by both of these tie plates, a plurality of spacers which hold each of these fuel rods at predetermined intervals to form a fuel bundle, and surround this fuel bundle. In a fuel assembly including a rectangular channel box that constitutes a coolant flow path, a water flow is provided on an inner wall of the channel box from a flow path adjacent to the inner wall of the channel box to a fuel rod at an outer peripheral portion of the fuel bundle. A plurality of lateral grooves functioning as a flow tripper for diverting are provided, and the welding portion of the inner wall of the channel box and the sliding portion with the spacer are flat surfaces without the lateral grooves. ..

【0018】また、本発明の第2の発明は、前記目的を
達成する手段として上部タイプレートと、下部タイプレ
ートと、これら両タイプレートに上下端部が保持された
複数の燃料棒と、これら各燃料棒を所定間隔で保持して
燃料束を構成する複数のスペーサと、この燃料束を囲繞
して冷却材流路を構成する角筒状のチャンネルボックス
とを具備する燃料集合体において、前記燃料束上部での
燃料棒間隔を、燃料束下部での燃料棒間隔よりも狭く
し、燃料束上部の最外周燃料棒周囲の冷却水領域が大き
くなるようにしたことを特徴とする。
The second aspect of the present invention is, as means for achieving the above object, an upper tie plate, a lower tie plate, a plurality of fuel rods whose upper and lower ends are held by both tie plates, and these. A fuel assembly comprising: a plurality of spacers that hold fuel rods at predetermined intervals to form a fuel bundle; and a prismatic channel box that surrounds the fuel bundle and forms a coolant flow path. The fuel rod spacing in the upper part of the fuel bundle is made narrower than the fuel rod spacing in the lower part of the fuel bundle, and the cooling water region around the outermost peripheral fuel rods in the upper part of the fuel bundle is made larger.

【0019】[0019]

【作用】本発明の第1の発明に係る燃料集合体において
は、チャンネルボックスの内壁に、フロートリッパとし
て作用する複数の横溝が設けられるが、チャンネルボッ
クスの溶接部およびスペーサとの摺動部には横溝が設け
られず、チャンネルボックスの内壁が平坦面のままで残
されている。このため、溶接作業が容易となるととも
に、燃料束の上方からチャンネルボックスを被せて燃料
集合体を組立てる際に、スペーサの滑りがよくなってス
ペーサの破損を防止することが可能となる。
In the fuel assembly according to the first aspect of the present invention, the inner wall of the channel box is provided with a plurality of lateral grooves that act as flow trippers, but the welding portion of the channel box and the sliding portion with the spacer are provided. Is not provided with a lateral groove, and the inner wall of the channel box is left as a flat surface. For this reason, the welding work is facilitated, and when the fuel assembly is assembled by covering the channel box from above the fuel bundle, the spacer slips well and the spacer can be prevented from being damaged.

【0020】また、本発明の第2の発明に係る燃料集合
体においては、燃料束上部での燃料棒間隔を、燃料束下
部での燃料棒間隔よりも狭くし、これにより、燃料束上
部の最外周燃料棒周囲の冷却水領域が大きくなるように
している。このため、チャンネルボックス上部の平均厚
さを減少させる必要がなく、燃料集合体の剛性の低下を
防止することが可能となる。
Further, in the fuel assembly according to the second aspect of the present invention, the fuel rod interval at the upper part of the fuel bundle is made narrower than the fuel rod interval at the lower part of the fuel bundle, whereby the upper part of the fuel bundle is The cooling water area around the outermost fuel rod is made large. Therefore, it is not necessary to reduce the average thickness of the upper portion of the channel box, and it is possible to prevent the rigidity of the fuel assembly from decreasing.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明の第1実施例に係る燃料集
合体を示すもので、この燃料集合体20は、複数本の細
長い燃料棒22、所定本数のウォーターロッド23、ス
ペーサ24a,24b、上端タイプレート25、および
下部タイプレート26等で構成される燃料束21を備え
ており、この燃料束21は、角筒状のチャンネルボック
ス27内に収容されている。
FIG. 1 shows a fuel assembly according to a first embodiment of the present invention. The fuel assembly 20 includes a plurality of elongated fuel rods 22, a predetermined number of water rods 23, spacers 24a and 24b. The fuel bundle 21 includes an upper tie plate 25, a lower tie plate 25, and the like, and the fuel bundle 21 is housed in a channel box 27 having a rectangular tube shape.

【0023】各燃料棒22は、上部タイプレート25と
下部タイプレート26との間に支持されているととも
に、複数のスペーサ24a,24bを貫通しており、こ
れら各スペーサ24a,24bは、中間支持手段として
燃料棒22を所定間隔で保持するとともに、それらの水
平方向の振動を抑制している。
Each fuel rod 22 is supported between an upper tie plate 25 and a lower tie plate 26, and penetrates a plurality of spacers 24a and 24b. These spacers 24a and 24b are intermediately supported. As a means, the fuel rods 22 are held at predetermined intervals and their horizontal vibrations are suppressed.

【0024】また、各燃料棒22は、細長い管内にペレ
ット状の核分裂性燃料を下部端栓28および上部端栓2
9で密封して構成されており、下部端栓28には、下部
タイプレート26に形成した燃料支持枠30の穴に嵌入
支持されるよう、テーパが付けられている。また、上部
端栓29には、延長部が形成され、上部タイプレート2
5に設けた支持穴に嵌入係止されている。
Each fuel rod 22 has pellets of fissionable fuel in a slender tube.
9 is hermetically sealed, and the lower end plug 28 is tapered so as to be fitted and supported in a hole of a fuel support frame 30 formed in the lower tie plate 26. In addition, an extension portion is formed on the upper end plug 29, and the upper tie plate 2
It is fitted and locked in the support hole provided in 5.

【0025】また、下部タイプレート26の燃料支持枠
30の穴のいくつか(例えば、周縁にある特定位置の
穴)には、ねじ山が形成されており、このねじ山にはね
じ付き下部端栓を持つ燃料棒22が結合されている。こ
の燃料棒22の上部端栓29の延長部は、上部タイプレ
ート25の支持穴を貫通して上部に突出しており、この
突出部分には、雌ねじ付き保持ナット(図示せず)が結
合されている。
Also, some of the holes in the fuel support frame 30 of the lower tie plate 26 (for example, holes at specific positions on the periphery) are formed with threads, and these threads have a threaded lower end. A fuel rod 22 having a plug is connected. The extension portion of the upper end plug 29 of the fuel rod 22 penetrates through the support hole of the upper tie plate 25 and protrudes upward, and a retaining nut with a female screw (not shown) is coupled to the protruding portion. There is.

【0026】一方、チャンネルボックス27は、図1な
いし図4に示すように、水平断面がほぼ正方形の薄板四
角筒状をなしており、このチャンネルボックス27は、
両タイプレート25,26およびスペーサ24a,24
bに対し滑りばめ構造となっている。そしてこのチャン
ネルボックス7は、ボルト31により燃料束21に固定
されている。
On the other hand, the channel box 27, as shown in FIGS. 1 to 4, is in the shape of a thin plate quadrangular cylinder whose horizontal cross section is substantially square.
Both tie plates 25, 26 and spacers 24a, 24
It has a slip-fit structure with respect to b. The channel box 7 is fixed to the fuel bundle 21 with bolts 31.

【0027】下部タイプレート26には、先端片が形成
されており、この先端片は、炉心支持板(図示せず)の
燃料支持金具の開口に挿入されて支持されるようになっ
いる。
A tip piece is formed on the lower tie plate 26, and the tip piece is inserted into and supported by an opening of a fuel support fitting of a core support plate (not shown).

【0028】スペーサ24bは、燃料束21の燃料有効
部(燃料棒22内の燃料ペレットが充填されている部
分)に対し、上部1/4〜1/2の区間に設置されてお
り、その格子ピッチBは、下部のスペーサ24aの格子
ピッチAよりも稍小さな値に設定されている。
The spacers 24b are installed in the upper 1/4 to 1/2 section with respect to the fuel effective portion of the fuel bundle 21 (the portion in the fuel rods 22 filled with the fuel pellets), and its lattice. The pitch B is set to a value slightly smaller than the lattice pitch A of the lower spacer 24a.

【0029】図2および図3は、スペーサ24a,24
bとして、フェルールスペーサを用いた例を示すもの
で、このスペーサ24a,24bは、燃料棒22と同数
の円筒スリーブ32a,32bを格子状に配列するとと
もに、その外周を、帯状のサイドバンド33a,33b
で採り囲んだ構造になっている。
2 and 3 show spacers 24a, 24
An example using a ferrule spacer is shown as b. In these spacers 24a and 24b, the same number of cylindrical sleeves 32a and 32b as the fuel rods 22 are arranged in a lattice shape, and the outer periphery thereof is a band-shaped side band 33a. 33b
It has a structure surrounded by.

【0030】格子状に配列された円筒スリーブ32a,
32bは、隣接しているもの同志が点溶接により接合さ
れており、その上端部には、突起34a,34bが2個
づつ設けられている。これら各突起34a,34bは、
円筒スリーブ32a,32bの一部を内側に突出させて
構成されている。
Cylindrical sleeves 32a arranged in a grid pattern,
The adjacent parts of 32b are joined by spot welding, and two projections 34a and 34b are provided at the upper end thereof. These protrusions 34a and 34b are
Part of the cylindrical sleeves 32a and 32b is configured to project inward.

【0031】円筒スリーブ32a,32bにはまた、隣
接する2個の円筒スリーブ32a,32bに跨って、連
続ループばね35a,35bが設置されており、この連
続ループばね35a,35bは、高さ方向中央部を外側
に突出させた形状をなしている。
The cylindrical sleeves 32a and 32b are also provided with continuous loop springs 35a and 35b across two adjacent cylindrical sleeves 32a and 32b. The continuous loop springs 35a and 35b are arranged in the height direction. The shape is such that the central part projects outward.

【0032】サイドバンド33a,33bの外側には、
チャンネルボックス27の内壁との距離を保ち、かつス
ペーサ24a,24bとチャンネルボックス27との摺
動部分の役目を果す突起部36a,36bが、スペーサ
24a,24b外周の隅部近傍に、各辺に2個ずつ設け
られている。また、サイドバンド33a,33bの上端
には、一定の間隔を置いて複数のフロータブ37a,3
7bが設けられている。
Outside the side bands 33a and 33b,
Protrusions 36a and 36b, which maintain a distance from the inner wall of the channel box 27 and serve as a sliding portion between the spacers 24a and 24b and the channel box 27, are provided on the respective sides near the corners of the outer circumference of the spacers 24a and 24b. Two are provided. In addition, a plurality of flow tabs 37a, 3b are formed on the upper ends of the side bands 33a, 33b at regular intervals.
7b is provided.

【0033】円筒スリーブ32bは、円筒スリーブ32
aよりも稍小さい外径(または薄肉)のものが用いら
れ、かつ格子ピッチの縮小に合わせ、突起34bの突出
量および連続ループばね35bの中央の突出量が稍少な
くなっている。なお、スペーサ24bのサイドバンド3
3bは、サイドバンド33aよりも外寸が小さくなる
か、その分突起部36bの突出量が突起部36aよりも
多くなっており、これにより、チャンネルボックス27
内壁と燃料束21最外周の燃料棒22表面との距離が、
スペーサ24aより大きく保たれるようになっている。
The cylindrical sleeve 32b is a cylindrical sleeve 32.
An outer diameter (or thin wall) smaller than a is used, and the protrusion amount of the protrusion 34b and the protrusion amount of the central portion of the continuous loop spring 35b are reduced as the lattice pitch is reduced. The side band 3 of the spacer 24b
The outer size of 3b is smaller than that of the side band 33a, or the protruding amount of the protruding portion 36b is larger than that of the side band 33a, and the protruding amount of the protruding portion 36b is larger than that of the protruding portion 36a.
The distance between the inner wall and the surface of the fuel rod 22 at the outermost periphery of the fuel bundle 21 is
It is designed to be kept larger than the spacer 24a.

【0034】なお、2個のスペーサ24a,24bのみ
では、その間で燃料棒22が撓められて無理な力がかか
るおそれがある場合には、両スペーサ24a,24bの
間に、さらに第3のスペーサを配するようにしてもよ
い。この際、第3のスペーサを別に製作してもよいが、
スペーサ24a,24bの構成部品の寸法検査におい
て、スペーサ24aの場合には寸法が小さめの部品を、
またスペーサ24bの場合には寸法が大き目の部品をそ
れぞれ集め、この部品で第3のスペーサを製作するよう
にしてもよい。これにより、コスト増加を抑えることが
できる。
If there is a possibility that the fuel rod 22 is bent between the two spacers 24a and 24b and an unreasonable force is applied between the two spacers 24a and 24b, a third spacer is provided between the two spacers 24a and 24b. You may make it arrange | position a spacer. At this time, the third spacer may be manufactured separately,
In the dimension inspection of the components of the spacers 24a and 24b, in the case of the spacer 24a, a component having a smaller size is
Further, in the case of the spacer 24b, parts having larger dimensions may be collected, and the third spacer may be manufactured by this part. Thereby, the cost increase can be suppressed.

【0035】一方、チャンネルボックス27の内面に
は、図4および図5に示すように、燃料束21(図1参
照)の燃料有効部に対し、上部1/4〜1/2の区間
に、フロートリッパ38が設けられている。このフロー
トリッパ38は、図5に示すように、切削または腐食エ
ッチングにより形成される斜面形の横溝で構成されてお
り、このフロートリッパ38の溝底部には、水膜流が滑
らかに流入できるようテーパが付けられ、かつこのテー
パは、流れの剥離が生じないよう浅い角度となってい
る。
On the other hand, on the inner surface of the channel box 27, as shown in FIGS. 4 and 5, in the upper 1/4 to 1/2 section with respect to the fuel effective portion of the fuel bundle 21 (see FIG. 1), A flow tripper 38 is provided. As shown in FIG. 5, the flow tripper 38 is composed of sloped lateral grooves formed by cutting or corrosion etching, and a water film flow can smoothly flow into the groove bottom of the flow tripper 38. The taper is tapered and is at a shallow angle to prevent flow separation.

【0036】また、このフロートリッパ38は、図4に
示すように、チャンネルボックス27の溶接部39およ
びスペーサ24a,24bのサイドバンド33a,33
bの突起部36a,36bが摺動する内面部分40には
設けられておらず、この部分は平坦面となっている。
Further, as shown in FIG. 4, the flow tripper 38 includes the welded portion 39 of the channel box 27 and the side bands 33a and 33 of the spacers 24a and 24b.
It is not provided on the inner surface portion 40 on which the protrusions 36a, 36b of b slide, and this portion is a flat surface.

【0037】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0038】原子炉の冷却水は、下部タイプレート26
の下部開口から、燃料支持枠30の開口を通ってチャン
ネルボックス27内の冷却チャンネルに入る。冷却水
は、燃料棒22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し、軸方向の昇流に従って蒸気ボイ
ド量が増加する。
The cooling water for the reactor is the lower tie plate 26.
Through the opening of the fuel support frame 30 into the cooling channel in the channel box 27. The cooling water receives the heat from the fuel rods 22 and reaches the saturation temperature, further vapor voids are generated, and the amount of vapor voids increases in accordance with the upward flow in the axial direction.

【0039】このような二相流は、燃料棒22表面、チ
ャンネルボックス27内壁およびウォーターロッド23
表面に、薄い冷却水の層を形成するが、その層の厚さ
は、発熱している燃料棒22では、軸方向上方に行くに
従って薄くなる。燃料棒22間の空間では、蒸気流の中
に水滴が混じるような流れとなり、上方に行くに従っ
て、蒸気流中の水滴の量が減少する。
Such two-phase flow is generated by the surface of the fuel rod 22, the inner wall of the channel box 27 and the water rod 23.
A thin layer of cooling water is formed on the surface, and the thickness of the layer becomes smaller in the fuel rod 22 that is generating heat as it goes upward in the axial direction. In the space between the fuel rods 22, the flow is such that water drops are mixed in the steam flow, and the amount of water drops in the steam flow decreases as it goes upward.

【0040】ところで、本実施例に係る燃料束21にお
いては、燃料有効部の上部1/4〜1/2の区間におい
て、燃料棒22同志の間隔が、その下方位置における燃
料棒22同志の間隔よりも狭くなっており、その分、チ
ャンネルボックス27内壁と燃料束21最外周の燃料棒
22表面との間隔が大きくなっているので、燃料束21
上部のダンコフ係数(1−C)が低減され、共鳴吸収の
効果が低減して燃料束21上部の反応度(中性子無限増
倍率)が従来よりも増加する。この結果、軸方向出力分
布が平坦化され、ボイド反応度係数も絶対値が小さくな
る。
By the way, in the fuel bundle 21 according to the present embodiment, the interval between the fuel rods 22 in the upper 1/4 to 1/2 section of the fuel effective portion is the interval between the fuel rods 22 in the lower position. Since the distance between the inner wall of the channel box 27 and the surface of the fuel rod 22 at the outermost periphery of the fuel bundle 21 is increased accordingly, the fuel bundle 21
The Dankov coefficient (1-C) in the upper portion is reduced, the effect of resonance absorption is reduced, and the reactivity (infinite neutron multiplication factor) in the upper portion of the fuel bundle 21 is increased as compared with the conventional case. As a result, the axial power distribution is flattened and the void reactivity coefficient also has a small absolute value.

【0041】従来の燃料棒周囲の冷却水流路面積の配分
は、燃料束中央部とほぼ同一の流路面積を、燃料束最外
周の燃料棒にも配するという設計が基本である。しか
し、BWRの燃料集合体は、チャンネルボックスの外側
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、燃料束最外周近傍で熱中性子が大きく、燃料棒
の発熱も、燃料束内部の燃料棒より大きい。
The conventional distribution of the cooling water flow passage area around the fuel rod is based on a design in which the flow passage area which is almost the same as the central portion of the fuel bundle is also arranged at the outermost fuel rods of the fuel bundle. However, the fuel assembly of the BWR has a water gap outside the channel box, where neutrons are efficiently heated, so that thermal neutrons are large in the vicinity of the outermost periphery of the fuel bundle and the heat generation of the fuel rods is also Larger than the fuel rods inside the fuel bundle.

【0042】これに対し本実施例においては、燃料棒2
2の1本当りの冷却材流路は、上部で最外周の燃料棒2
2より大きくなっており、冷却材がより多くの最外周の
燃料棒22に供給される。燃料束21内の冷却材流は、
軸方向上方に行くに従って、蒸気の占める体積が増加
し、燃料棒22表面の水膜が薄くなり、その傾向が強い
燃料束21最外周の燃料棒22に冷却材がより多く供給
されることにより、燃料束21全体の限界出力が従来よ
り向上する。
On the other hand, in this embodiment, the fuel rod 2
The coolant flow path for each of the two fuel rods 2 is the outermost fuel rod at the uppermost portion.
2, the coolant is supplied to more outermost fuel rods 22. The coolant flow in the fuel bundle 21 is
As the volume occupied by the vapor increases as it goes upward in the axial direction, the water film on the surface of the fuel rods 22 becomes thinner, and more coolant is supplied to the fuel rods 22 at the outermost periphery of the fuel bundle 21, which has a strong tendency. The limit output of the entire fuel bundle 21 is improved as compared with the conventional one.

【0043】なお、ここで燃料束21の燃料棒ピッチ
と、下では大きくし、上のみで縮小しているのは、下部
の蒸気ボイドが少ない領域から燃料束21最外周の燃料
棒22とチャンネルボックス27内壁との間隔を大きく
すると、冷却水の流れが燃料束21外周に片寄りすぎ、
逆に燃料束21内部の燃料棒22の冷却不足を防止する
ためである。
Here, the fuel rod pitch of the fuel bundle 21 is made large at the bottom and reduced only at the top, and the reason is that the fuel rods 22 and the channels at the outermost periphery of the fuel bundle 21 are formed from the region where the vapor voids at the bottom are small. When the distance between the inner wall of the box 27 and the inner wall of the box 27 is increased, the flow of the cooling water is excessively offset to the outer periphery of the fuel bundle 21,
On the contrary, this is to prevent insufficient cooling of the fuel rods 22 inside the fuel bundle 21.

【0044】一方、チャンネルボックス27の内壁の水
膜は、上部でもあまり変化せず、燃料棒22の冷却に寄
与しない。そこで、燃料束21最外周の燃料棒22の冷
却が悪くなる燃料棒22上部の1/4〜1/2の区間
に、フロートリッパ38を設けるようにしている。加熱
されないチャンネルボックス27内壁に沿って上昇する
膜状水流は、フロートリッパ38内に流入し、フロート
リッパ38の上端部で燃料束21側に転向し、隣合う発
熱燃料棒22に向かう。そして、燃料棒22表面に付着
し、核沸騰からの遷移と燃料棒22の過熱とを防ぐ。
On the other hand, the water film on the inner wall of the channel box 27 does not change much even at the upper part and does not contribute to the cooling of the fuel rod 22. Therefore, the flow tripper 38 is provided in a 1/4 to 1/2 section above the fuel rods 22 where cooling of the fuel rods 22 at the outermost periphery of the fuel bundle 21 deteriorates. The membranous water flow that rises along the inner wall of the channel box 27 that is not heated flows into the flow tripper 38, turns to the fuel bundle 21 side at the upper end portion of the flow tripper 38, and heads to the adjacent exothermic fuel rods 22. Then, it adheres to the surface of the fuel rod 22 and prevents transition from nucleate boiling and overheating of the fuel rod 22.

【0045】また、燃料束21を束ねているスペーサ2
4a,24bのサイドバンド33a,33bの上縁に
は、燃料束21内部に冷却水流を誘引するフロータブ3
7a,37bが設けられている。このフロータブ37
a,37bにより、チャンネルボックス27内壁と燃料
束21最外周の燃料棒22との間の冷却水流が最外周の
燃料棒22および外側から2層目の燃料棒22に向けら
れる。このため、スペーサ24a,24bを通過した冷
却水流中の水滴は、燃料棒22の表面に付着し、核沸騰
からの遷移と燃料棒22の過熱とが防止される。
The spacer 2 that bundles the fuel bundle 21
At the upper edges of the side bands 33a and 33b of the 4a and 24b, the flow tab 3 that attracts the cooling water flow into the fuel bundle 21 is provided.
7a and 37b are provided. This flow tab 37
By a and 37b, the cooling water flow between the inner wall of the channel box 27 and the fuel rod 22 at the outermost periphery of the fuel bundle 21 is directed to the fuel rod 22 at the outermost periphery and the fuel rod 22 of the second layer from the outside. Therefore, the water droplets in the cooling water flow that have passed through the spacers 24a and 24b adhere to the surface of the fuel rod 22, and the transition from nucleate boiling and the overheating of the fuel rod 22 are prevented.

【0046】特に、本実施例においては、上部のスペー
サ24bの燃料棒ピッチを、下部のスペーサ24aの場
合よりも稍小さくして、燃料束21の上部で最外周部へ
の冷却水の供給を多くし、これをチャンネルボックス2
7内壁のフロートリッパ38とスペーサ24a,24b
のフロータブ37a,37bとによって、効果的に燃料
束21最外周の燃料棒22および2層目の燃料棒22に
水滴を付着させるようにしているので、極めて大きな組
合わせ効果が得られる。
In particular, in this embodiment, the fuel rod pitch of the upper spacer 24b is made smaller than that of the lower spacer 24a so that the cooling water is supplied to the outermost peripheral portion of the fuel bundle 21 at the upper portion. I made this a lot, this is Channel Box 2
7 Inner wall flow tripper 38 and spacers 24a, 24b
Since the flow tabs 37a and 37b are used to effectively attach water droplets to the outermost fuel rod 22 and the second-layer fuel rod 22 of the fuel bundle 21, an extremely large combination effect can be obtained.

【0047】また、フロートリッパ38は、チャンネル
ボックス27の溶接部39および突起部36a,36b
が摺動する内面部分40には設けられていない。前述の
ように、角溝材を2個溶接してチャンネルボックス27
を組立てる工程において、溶接部39にフロートリッパ
38が設けられていると、溶接部断面厚さが軸方向に変
化することになるため、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39が溶け過ぎ、ピット
ができたりして溶接部強度が低下し、また溶接部39の
金属結晶粒の大きさ、相が変化し、耐食性が低下する等
の問題がある。また、燃料束21の上方からチャンネル
ボックス27を被せて燃料集合体20を組立てる際に、
突起部36a,36bがフロートリッパ38に引掛かっ
て、突起部36a,36b等が破損するおそれがある。
The flow tripper 38 has a welded portion 39 of the channel box 27 and projections 36a and 36b.
Is not provided on the inner surface portion 40 on which the slides. As described above, the two channel materials are welded together to form the channel box 27.
If the flow tripper 38 is provided in the welded portion 39 in the step of assembling the above, the cross-sectional thickness of the welded portion changes in the axial direction, making it difficult to control the welding heat input.
That is, in the thin portion, the welded portion 39 is excessively melted, pits are formed, the welded portion strength is lowered, and the size and phase of the metal crystal grains of the welded portion 39 are changed, resulting in a decrease in corrosion resistance. is there. Further, when the fuel assembly 20 is assembled by covering the channel box 27 from above the fuel bundle 21,
The protrusions 36a and 36b may be caught by the flow tripper 38, and the protrusions 36a and 36b may be damaged.

【0048】ところが、本実施例においては、溶接部3
9にはフロートリッパ38が設けられてはおらず、また
突起部36a,36bが摺動する内面部分40にも、フ
ロートリッパ38は設けられていないので、従来のよう
な不具合がない。
However, in this embodiment, the welded portion 3
9 does not have the flow tripper 38, and the inner surface portion 40 on which the protrusions 36a and 36b slide is also not provided with the flow tripper 38, so that there is no problem as in the prior art.

【0049】このように、チャンネルボックス27内壁
と燃料束21最外周の燃料棒22表面との間隔が、燃料
束21上部では、下部よりも大きくなっているので、燃
料束21上部のダンコフ係数(1−C)が低減して共鳴
吸収の効果が低減し、燃料束21上部の反応度(中性子
無限増倍率)を、従来よりも増加させることができる。
このため、軸方向出力分布が平坦化され、ボイド反応度
係数も絶対値を小さくすることができる。また、燃料束
21上部の燃焼がより進むため、炉停止余裕を向上させ
ることができる。さらに、ボイド係数の絶対値を小さく
して、原子炉の圧力上昇過渡特性を緩和することもでき
る。
As described above, since the distance between the inner wall of the channel box 27 and the surface of the fuel rod 22 at the outermost periphery of the fuel bundle 21 is larger in the upper portion of the fuel bundle 21 than in the lower portion, the Dankov coefficient (in the upper portion of the fuel bundle 21 ( 1-C) is reduced, the effect of resonance absorption is reduced, and the reactivity (infinite neutron multiplication factor) in the upper portion of the fuel bundle 21 can be increased more than in the conventional case.
Therefore, the output distribution in the axial direction is flattened, and the void reactivity coefficient can also have a small absolute value. Further, since the combustion of the upper part of the fuel bundle 21 progresses further, the reactor shutdown margin can be improved. Further, the absolute value of the void coefficient can be reduced to mitigate the pressure rise transient characteristic of the reactor.

【0050】また、フロートリッパ38により、チャン
ネルボックス27の一部が除去されることになるので、
チャンネルボックス27による中性子吸収が減り、炉心
上部における水対燃料比が高くなり、炉心上部における
燃料の燃焼が促進して炉停止余裕が向上し、またボイド
係数を小さくして原子炉の圧力上昇過渡特性を緩和する
ことができる。
Further, since the flow tripper 38 removes a part of the channel box 27,
The neutron absorption by the channel box 27 is reduced, the water-fuel ratio in the upper core is increased, the combustion of fuel in the upper core is promoted, the reactor shutdown margin is improved, and the void coefficient is reduced to make the reactor pressure rise transient. The characteristics can be relaxed.

【0051】また、燃料束21上部の最外周の燃料棒2
2周囲の冷却流路が拡大しているので、冷却水の流れが
誘引され、併せてフロートリッパ38によって、チャン
ネルボックス27内壁に沿って昇流する水膜が、水滴の
形で誘引されるので、燃料束の遷移沸騰開始と過熱とが
防止され、燃料集合体20の限界出力を従来よりも向上
させることができる。
Further, the outermost fuel rod 2 above the fuel bundle 21.
(2) Since the cooling flow path around the circumference is expanded, the flow of cooling water is attracted, and at the same time, the water film rising along the inner wall of the channel box 27 is attracted by the flow tripper 38 in the form of water droplets. The start of transitional boiling of the fuel bundle and overheating are prevented, and the limit output of the fuel assembly 20 can be improved more than before.

【0052】さらに、チャンネルボックス27の内壁を
削って燃料束21上部における冷却水流路を拡大する従
来方法では、チャンネルボックス27がジルコニウム合
金であるため、切削加工が難しく、酸化防止を考慮しな
がら切削加工する必要があるにもかかわらず、大面積の
切削加工を要するため、製作コストが嵩むことになる
が、本実施例の場合には、スペーサ24a,24bを複
数タイプ用意するだけでよいので、製作が容易である。
Further, in the conventional method in which the inner wall of the channel box 27 is shaved to expand the cooling water flow path in the upper part of the fuel bundle 21, the channel box 27 is made of a zirconium alloy, so that the cutting process is difficult, and the cutting is performed while considering oxidation prevention. Although a large area is required to be cut in spite of the necessity of processing, the manufacturing cost is increased. However, in the case of this embodiment, it is only necessary to prepare a plurality of types of spacers 24a and 24b. Easy to make.

【0053】なお、チャンネルボックス27内壁と燃料
束21との間隔は、燃料束21上部で下部よりもわずか
に1〜3mm大きくするだけで、充分な効果が得られる。
A sufficient effect can be obtained by making the distance between the inner wall of the channel box 27 and the fuel bundle 21 slightly larger in the upper portion of the fuel bundle 21 than in the lower portion.

【0054】図6おび図7は、本発明の第2実施例を示
すもので、前記実施例におけるサイドバンド33bに代
え、サイドバンド43bを用いるようにしたものであ
る。
6 and 7 show a second embodiment of the present invention, in which a side band 43b is used instead of the side band 33b in the above embodiment.

【0055】すなわち、このサイドバンド43bは、図
7に示すように、円筒スリーブ32bとの溶接部44が
円筒スリーブ32b側に突出しており、これにより、突
起部46bを小さくすることができるとともに、フロー
タブ47bをチャンネルボックス27内壁に近付けるこ
とができるようになっている。図8(a),(b)はこ
の状態を示す。
That is, as shown in FIG. 7, in the side band 43b, the welded portion 44 with the cylindrical sleeve 32b is projected toward the cylindrical sleeve 32b side, which makes it possible to reduce the size of the protrusion 46b. The flow tab 47b can be brought close to the inner wall of the channel box 27. FIGS. 8A and 8B show this state.

【0056】すなわち、図8(a)はサイドバンド43
bを示し、また図8(b)は第1実施例のサイドバンド
33bを示す。このように、フロータブ47bをチャン
ネルボックス27内壁に近付けることにより、チャンネ
ルボックス27内壁の水膜を、効果的に燃料束21外周
部の燃料棒22表面に誘引することができる。
That is, FIG. 8A shows the side band 43.
FIG. 8B shows the side band 33b of the first embodiment. In this way, by bringing the flow tab 47b closer to the inner wall of the channel box 27, the water film on the inner wall of the channel box 27 can be effectively attracted to the surface of the fuel rod 22 at the outer peripheral portion of the fuel bundle 21.

【0057】図9は、本発明の第3実施例を示すもの
で、前記第1実施例におけるスペーサ24bに代え、ス
ペーサ54bを用いるようにしたものである。
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention, in which a spacer 54b is used instead of the spacer 24b in the first embodiment.

【0058】すなわち、このスペーサ54bは、燃料束
21の外周から数えて2層目から内側の格子ピッチBが
小さくなり、外側の格子ピッチAが大きくなるようにな
っている。そしてそのため、内側は円筒スリーブ32b
が用いられ、外側は円筒スリーブ32aが用いられてい
る。また、寸法の異なる2種類の円筒スリーブ32a,
32bが用いられるため、円筒スリーブ32bの外周部
には、補助バンド55が配されている。
That is, in this spacer 54b, the lattice pitch B on the inner side becomes smaller and the lattice pitch A on the outer side becomes larger from the second layer counted from the outer periphery of the fuel bundle 21. And therefore, the inner side is the cylindrical sleeve 32b.
Is used, and a cylindrical sleeve 32a is used on the outer side. In addition, two types of cylindrical sleeves 32a having different sizes,
Since 32b is used, an auxiliary band 55 is arranged on the outer peripheral portion of the cylindrical sleeve 32b.

【0059】このように、このスペーサ54bの場合に
は、補助バンド55を要し、また溶接箇所も多くなるの
で、多少コスト高となるが、第1実施例のスペーサ24
bよりも性能を向上させることができる。
As described above, in the case of this spacer 54b, since the auxiliary band 55 is required and the number of welding points is increased, the cost is somewhat high, but the spacer 24 of the first embodiment is used.
Performance can be improved more than b.

【0060】図10および図11は、本発明の第4実施
例を示すもので、前記第1実施例におけるフロートリッ
パ38に代え、フロートリッパ68を設けるようにした
ものである。
10 and 11 show a fourth embodiment of the present invention, in which a flow tripper 68 is provided instead of the flow tripper 38 in the first embodiment.

【0061】すなわち、このフロートリッパ68は、斜
面形の横溝で構成されており、その左右両端部は、斜め
上方に屈曲し、その角度は45度以上に設定されてい
る。
That is, the flow tripper 68 is composed of inclined lateral grooves, and the left and right ends thereof are bent obliquely upward and the angle thereof is set to 45 degrees or more.

【0062】このように、チャンネルボックス27の溶
接部39および突起部36a,36b(図2および図3
参照)が摺動する内面部分40には、フロートリッパ6
8が設けられていないので、その近傍に隣接する燃料棒
22には、チャンネルボックス27内壁からの水膜の剥
ぎ採り付着が少ない。ところが、フロートリッパ68の
両端を、斜め上方に屈曲させることにより、図12に示
すように、フロートリッパ68内の水膜が積極的に両端
部に誘導され、剥ぎ取り付着を増加させることができ
る。
As described above, the welded portion 39 of the channel box 27 and the protrusions 36a and 36b (see FIGS. 2 and 3).
The inner surface portion 40 on which the reference slip) slides is attached to the flow tripper 6
Since the fuel cell 22 is not provided, the water film from the inner wall of the channel box 27 is less likely to be peeled off and attached to the fuel rod 22 adjacent to the fuel rod 22. However, by bending both ends of the flow tripper 68 obliquely upward, as shown in FIG. 12, the water film in the flow tripper 68 is positively guided to both ends, and peeling adhesion can be increased. ..

【0063】図13は、本発明の第5実施例を示すもの
で、前記第1実施例におけるフロートリッパ38に加
え、チャンネルボックス27の内壁隅部にも、フロート
リッパ78を設けるようにしたものである。
FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention, in which, in addition to the flow tripper 38 in the first embodiment, a flow tripper 78 is provided at the corner of the inner wall of the channel box 27. Is.

【0064】このように、フロートリッパ78を追設す
ることにより、燃料束21の最外周隅部の燃料棒22の
遷移沸騰や過熱を防止することができる。
By additionally installing the flow tripper 78 in this manner, transition boiling or overheating of the fuel rods 22 at the outermost peripheral corners of the fuel bundle 21 can be prevented.

【0065】図14は、本発明の第6実施例を示すもの
で、前記第4実施例におけるフロートリッパ68に加
え、チャンネルボックス27の内壁隅部に、V形状のフ
ロートリッパ88を設けるようにしたものである。
FIG. 14 shows a sixth embodiment of the present invention. In addition to the flow tripper 68 in the fourth embodiment, a V-shaped flow tripper 88 is provided at the corner of the inner wall of the channel box 27. It was done.

【0066】このように、このフロートリッパ88を追
設することにより、前記第5実施例と同様の効果が得ら
れるとともに、水膜の剥ぎ取り付着量をより増大させる
ことができる。
As described above, by additionally providing the flow tripper 88, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained, and the amount of the water film peeled off and attached can be further increased.

【0067】図15は、本発明の第7実施例を示すもの
で、燃料集合体内部に十字形の水ギャップを有する燃料
集合体に適用したものである。
FIG. 15 shows a seventh embodiment of the present invention, which is applied to a fuel assembly having a cruciform water gap inside the fuel assembly.

【0068】すなわち、この燃料集合体のチャンネルボ
ックス127は、外筒128に冷却チャンネル区画板1
29を設けて、燃料集合体内部に十字形の水ギャップと
してのウォータクロス130を設けた構造をなしてお
り、ウォータクロス130で区分された4つの区画に
は、複数の燃料棒131で構成される小燃料束132が
それぞれ配置されている。
That is, in the channel box 127 of this fuel assembly, the cooling channel partition plate 1 is attached to the outer cylinder 128.
29, and a water cloth 130 as a cross-shaped water gap is provided inside the fuel assembly. The four sections divided by the water cloth 130 are composed of a plurality of fuel rods 131. The small fuel bundles 132 are arranged respectively.

【0069】外筒128の内壁および冷却チャンネル区
画板129の小燃料束132に対向する面には、フロー
トリッパ138がそれぞれ設けられており、また各小燃
料束132の燃料棒131の間隔は、図示しないスペー
サにより、上部が小さく下部が大きくなるように設定さ
れている。なお図15中、符号133は制御棒である。
Flow trippers 138 are provided on the inner wall of the outer cylinder 128 and on the surface of the cooling channel partition plate 129 facing the small fuel bundles 132, and the distance between the fuel rods 131 of each small fuel bundle 132 is set to A spacer (not shown) is set so that the upper portion is smaller and the lower portion is larger. In FIG. 15, reference numeral 133 is a control rod.

【0070】しかして、このように構成しても、前記第
1実施例と同様の効果が期待できる。
Even with this structure, the same effect as that of the first embodiment can be expected.

【0071】なお、前記各実施例においては、スペーサ
としてフェルール型スペーサを用いる場合について説明
したが、エッグプレート型等他の構造のスペーサも同様
に適用することができ、同様の効果が期待できる。
Although the ferrule type spacers are used as the spacers in each of the above-described embodiments, spacers of other structures such as an egg plate type can be applied in the same manner, and the same effect can be expected.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の発
明は、チャンネルボックスの内壁にフロートリッパを設
けるとともに、チャンネルボックスの溶接部およびスペ
ーサとの摺動部には、フロートリッパを設けず平坦面の
ままで残すようにしているので、溶接作業が容易である
とともに、燃料束の上方からチャンネルボックスを被せ
て燃料集合体を組立てる際に、スペーサの滑りがよくな
ってスペーサの破損を防止することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the flow tripper is provided on the inner wall of the channel box, and the flow tripper is provided at the welding portion of the channel box and the sliding portion with the spacer. Since it is left as a flat surface without welding, the welding work is easy, and when the fuel assembly is assembled by covering the channel box from above the fuel bundle, the spacer slips well and the spacer is not damaged. Can be prevented.

【0073】また、本発明の第2の発明は、燃料束上部
での燃料棒間隔を、燃料束下部での燃料棒間隔よりも狭
くし、これにより、燃料束上部の最外周燃料棒周囲の冷
却水領域が大きくなるようにしているので、チャンネル
ボックス上部の平均厚さを減少させる必要がなく、燃料
集合体の剛性低下を防止することができる。
In the second aspect of the present invention, the distance between the fuel rods in the upper portion of the fuel bundle is made narrower than the distance between the fuel rods in the lower portion of the fuel bundle. Since the cooling water region is made large, it is not necessary to reduce the average thickness of the upper portion of the channel box, and it is possible to prevent the rigidity of the fuel assembly from being lowered.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る燃料集合体を示す断
面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a fuel assembly according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線拡大断面図。2 is an enlarged sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】図1のIII −III 線拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III of FIG.

【図4】図1のチャンネルボックスの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of the channel box of FIG.

【図5】図4の要部拡大図。5 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図6】本発明の第2実施例を示す図3相当図。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 3 showing a second embodiment of the present invention.

【図7】図6の要部を拡大して示す斜視図。FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a main part of FIG.

【図8】(a)は図7のフロータブを示す説明図、
(b)は図3のフロータブを示す説明図。
8A is an explanatory diagram showing a flow tab of FIG. 7,
(B) is an explanatory view showing the flow tab of FIG.

【図9】本発明の第3実施例を示す図3相当図。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 3 showing a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4実施例を示す図4相当図。FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 4 showing a fourth embodiment of the present invention.

【図11】図10の要部拡大図。11 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図12】図11のフロートリッパの効果を示す説明
図。
FIG. 12 is an explanatory view showing the effect of the flow tripper shown in FIG. 11.

【図13】本発明の第5実施例を示す図5相当図。FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 5 showing a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第6実施例を示す図11相当図。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 11 showing a sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第7実施例を示す燃料集合体の水平
断面図。
FIG. 15 is a horizontal sectional view of a fuel assembly showing a seventh embodiment of the present invention.

【図16】従来の燃料集合体を示す一部破断斜視図。FIG. 16 is a partially cutaway perspective view showing a conventional fuel assembly.

【図17】燃料棒表面およびチャンネルボックス内壁に
おける冷却水の状態を示す模式図。
FIG. 17 is a schematic view showing a state of cooling water on the surface of the fuel rod and the inner wall of the channel box.

【図18】フロートリッパの効果を示す説明図。FIG. 18 is an explanatory view showing the effect of the flow tripper.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 燃料集合体 21 燃料束 22,131 燃料棒 24a,24b,54 スペーサ 25 上部タイプレート 26 下部タイプレート 27,127 チャンネルボックス 38,68,78,88,138 フロートリッパ 39 溶接部 40 内面部分 A,B 格子ピッチ 20 Fuel Assembly 21 Fuel Bundle 22,131 Fuel Rod 24a, 24b, 54 Spacer 25 Upper Tie Plate 26 Lower Tie Plate 27,127 Channel Box 38, 68, 78, 88, 138 Flow Tripper 39 Weld 40 40 Inner Surface A, B lattice pitch

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上部タイプレートと、下部タイプレート
と、これら両タイプレートに上下端部が保持された複数
の燃料棒と、これら各燃料棒を所定間隔で保持して燃料
束を構成する複数のスペーサと、この燃料束を囲繞して
冷却材流路を構成する角筒状のチャンネルボックスとを
具備する燃料集合体において、前記チャンネルボックス
の内壁に、水流をチャンネルボックス内壁に隣接する流
路から前記燃料束外周部の燃料棒に転向させるためのフ
ロートリッパとして作用する複数の横溝を設け、かつチ
ャンネルボックス内壁の、溶接部および前記スペーサと
の摺動部は、前記横溝を設けず平坦面としたことを特徴
とする燃料集合体。
1. An upper tie plate, a lower tie plate, a plurality of fuel rods whose upper and lower ends are held by both of these tie plates, and a plurality of fuel rods which hold these fuel rods at predetermined intervals. A spacer and a rectangular tubular channel box that surrounds the fuel bundle to form a coolant channel, in a channel assembly in which an inner wall of the channel box is provided with a water flow adjacent to the inner wall of the channel box. A plurality of lateral grooves that act as flow trippers for diverting from the fuel bundle to the fuel rods on the outer peripheral portion of the fuel bundle, and the welded portion of the inner wall of the channel box and the sliding portion with the spacer are flat surfaces without the lateral grooves. The fuel assembly is characterized in that
【請求項2】上部タイプレートと、下部タイプレート
と、これら両タイプレートに上下端部が保持された複数
の燃料棒と、これら各燃料棒を所定間隔で保持して燃料
束を構成する複数のスペーサと、この燃料束を囲繞して
冷却材流路を構成する角筒状のチャンネルボックスとを
具備する燃料集合体において、前記燃料束上部での燃料
棒間隔を、燃料束下部での燃料棒間隔よりも狭くし、燃
料束上部の最外周燃料棒周囲の冷却水領域を大きくした
ことを特徴とする燃料集合体。
2. An upper tie plate, a lower tie plate, a plurality of fuel rods whose upper and lower end portions are held by both of these tie plates, and a plurality of fuel rods which hold these fuel rods at predetermined intervals. Of the spacer and a rectangular tubular channel box that surrounds the fuel bundle to form a coolant flow path, in a fuel assembly, the fuel rod spacing at the upper portion of the fuel bundle is set to the fuel rod spacing at the lower portion of the fuel bundle. A fuel assembly characterized in that it is narrower than the rod interval and the cooling water region around the outermost peripheral fuel rod above the fuel bundle is enlarged.
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