JPH053553B2 - - Google Patents
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- JPH053553B2 JPH053553B2 JP59061738A JP6173884A JPH053553B2 JP H053553 B2 JPH053553 B2 JP H053553B2 JP 59061738 A JP59061738 A JP 59061738A JP 6173884 A JP6173884 A JP 6173884A JP H053553 B2 JPH053553 B2 JP H053553B2
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- Japan
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- fuel
- holding force
- fuel rod
- vibration
- fuel rods
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 36
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Catalysts (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、バツフルジエツト流による振動を防
止するようにした核燃料集合体に関するものであ
る。
止するようにした核燃料集合体に関するものであ
る。
（従来技術とその問題点）
加圧水型炉では原子炉内のバツフル板のすき間
から炉心内にジエツト流が流れ込む場合のあるこ
とが知られている。このジエツト流によりバツフ
ル板の当該箇所に隣接する燃料棒は、カルマン渦
振動または流力弾性振動により共鳴振動を起し、
燃料棒と支持格子の接触部に貫通孔があいたり、
振幅が大きい場合には、燃料棒がバツフル板と衝
突し、摩耗により貫通孔の発生する等の破損が生
ずる。
から炉心内にジエツト流が流れ込む場合のあるこ
とが知られている。このジエツト流によりバツフ
ル板の当該箇所に隣接する燃料棒は、カルマン渦
振動または流力弾性振動により共鳴振動を起し、
燃料棒と支持格子の接触部に貫通孔があいたり、
振幅が大きい場合には、燃料棒がバツフル板と衝
突し、摩耗により貫通孔の発生する等の破損が生
ずる。
従来は、バツフル板のすき間からの横流れジエ
ツト流による燃料棒の共命振動を防止するため
に、バツフル板のすき間を機械的に狭小化するピ
ーニングを実施して来ている。しかしながら、た
とえピーニング処置を施しても、バツフル板間同
士の熱変形の相異、およびバツフル板内外の圧力
差により、バツフル板接合部にギヤツプが形成さ
れる。このギヤツプを介して、バツフル板の外側
から炉心内へ冷却材が横向きに流入する。この冷
却材の横向きの流れは、バツフル板接合部付近に
装荷されている核燃料集合体の外周部の燃料棒に
当り、あるいは燃料の間をすり抜けて集合体内部
へ流入し、その流速が比較的遅い場合はカルマン
渦による振動が、また流速が速くなると流力弾性
振動により燃料棒が共鳴振動を起す。
ツト流による燃料棒の共命振動を防止するため
に、バツフル板のすき間を機械的に狭小化するピ
ーニングを実施して来ている。しかしながら、た
とえピーニング処置を施しても、バツフル板間同
士の熱変形の相異、およびバツフル板内外の圧力
差により、バツフル板接合部にギヤツプが形成さ
れる。このギヤツプを介して、バツフル板の外側
から炉心内へ冷却材が横向きに流入する。この冷
却材の横向きの流れは、バツフル板接合部付近に
装荷されている核燃料集合体の外周部の燃料棒に
当り、あるいは燃料の間をすり抜けて集合体内部
へ流入し、その流速が比較的遅い場合はカルマン
渦による振動が、また流速が速くなると流力弾性
振動により燃料棒が共鳴振動を起す。
この燃料棒の振動は、それを支持している支持
格子の支持点との間で摩擦を生じ、硬度の低い被
覆管の方が摩耗して被覆管の破損を招き、内部の
核分裂生成物の漏洩による冷却材の汚染という事
態に至る恐れがある。
格子の支持点との間で摩擦を生じ、硬度の低い被
覆管の方が摩耗して被覆管の破損を招き、内部の
核分裂生成物の漏洩による冷却材の汚染という事
態に至る恐れがある。
（発明の構成）
本発明は上記の点に鑑みなされた核燃料集合体
で、その特徴は、少なくともバツフル板のギヤツ
プに隣接する部分の支持格子セルの保持力を５〜
10Kgである支持力を有するものにしたことであ
る。
で、その特徴は、少なくともバツフル板のギヤツ
プに隣接する部分の支持格子セルの保持力を５〜
10Kgである支持力を有するものにしたことであ
る。
本発明に至つた理由について説明を補足する。
横向き流れの流速が比較的遅い場合のカルマン
渦振動については、燃料棒の外径、配列形状、お
よび固有振動数によつてその振動発生流速V1が
決まり、これを式で示せば下記(1)式の通りであ
る。
渦振動については、燃料棒の外径、配列形状、お
よび固有振動数によつてその振動発生流速V1が
決まり、これを式で示せば下記(1)式の通りであ
る。
V1＝ｆ・Ｄ／Ｓ ……(1)
但し、ｆは燃料棒の固有振動数、Ｄは燃料棒円
形断面の直径、Ｓは燃料棒配列形状で定まるスト
ローハル数である。
形断面の直径、Ｓは燃料棒配列形状で定まるスト
ローハル数である。
また横向き流れの流速が速く、ジエツト流であ
る場合の流力弾性振動については、その振動発生
流速V2は下記(2)式の如く、系の形状、質量が同
じならば燃料棒の固有振動数ｆと対数減衰率δに
よつて定まる。
る場合の流力弾性振動については、その振動発生
流速V2は下記(2)式の如く、系の形状、質量が同
じならば燃料棒の固有振動数ｆと対数減衰率δに
よつて定まる。
但し(2)式においてｆは燃料棒の固有振動数、Ｄ
は燃料棒円形断面の直径、Ｍは燃料棒の質量、δ
は燃料棒の対数減衰率、Ｐは水の密度、Kcrは限
界係数である。
は燃料棒円形断面の直径、Ｍは燃料棒の質量、δ
は燃料棒の対数減衰率、Ｐは水の密度、Kcrは限
界係数である。
ところで核燃料集合体において燃料棒は複数本
が平行に束ねられ、その軸方向に間隔をあけて複
数の支持格子により配列支持されており、その固
有振動数ｆは下記(3)式のように表すことができ
る。
が平行に束ねられ、その軸方向に間隔をあけて複
数の支持格子により配列支持されており、その固
有振動数ｆは下記(3)式のように表すことができ
る。
こゝでｌは燃料棒の長さ、Ｅは燃料棒のヤング
率、Ｉは棒燃棒の断面二次モーメント、ｇは重力
加速度、γは燃料棒の単位体積当りの重量、Ａは
燃料棒の断面積、λiは境界条件によつて定まる定
数であり、燃料棒が同じならばその固有振動数ｆ
は境界条件によつて変わることになる。
率、Ｉは棒燃棒の断面二次モーメント、ｇは重力
加速度、γは燃料棒の単位体積当りの重量、Ａは
燃料棒の断面積、λiは境界条件によつて定まる定
数であり、燃料棒が同じならばその固有振動数ｆ
は境界条件によつて変わることになる。
この発明の目的は燃料棒の固有振動数を高くす
るような支持構造を持つた核燃料集合体を提供す
ることにあり、それによつてバツフル板接合部か
らの冷却材の横向き流れが作用しても燃料棒が共
振を起さないようにして、フレツチング摩耗の原
因を取り除こうとするものである。
るような支持構造を持つた核燃料集合体を提供す
ることにあり、それによつてバツフル板接合部か
らの冷却材の横向き流れが作用しても燃料棒が共
振を起さないようにして、フレツチング摩耗の原
因を取り除こうとするものである。
換言すれば、本発明は燃料棒の固有振動数の値
を大きくするために、支持格子の燃料棒を支える
保持力を大きくすることある。
を大きくするために、支持格子の燃料棒を支える
保持力を大きくすることある。
支持格子の支持力を大きくすると、固有振動数
が上昇することが解析的に解明されており、実際
の実験においても第１図に示すとおり裏付けされ
ている。
が上昇することが解析的に解明されており、実際
の実験においても第１図に示すとおり裏付けされ
ている。
次に、保持力をパラメトリツクに変えて共鳴振
動を発生させる限界流速を求めた。その結果、保
持力が共鳴振動を発生させるしきい値に影響を与
え、保持力を大きくすればする程、共鳴振動発生
のしきい値が大きくなり、保持力を大きくする
と、摩耗破損の防止に有効であることが明らかに
なつた。
動を発生させる限界流速を求めた。その結果、保
持力が共鳴振動を発生させるしきい値に影響を与
え、保持力を大きくすればする程、共鳴振動発生
のしきい値が大きくなり、保持力を大きくする
と、摩耗破損の防止に有効であることが明らかに
なつた。
原子炉内で照射されると、支持格子の燃料棒を
支持する保持力が大きく緩和する。この効果を十
分に考慮し、また、保持力が極端に大きいと、燃
料棒が自由に伸びることができなく、燃料棒曲が
りの原因となることから支持格子部での保持力と
して５〜10Kgが最適であることがわかつた。
支持する保持力が大きく緩和する。この効果を十
分に考慮し、また、保持力が極端に大きいと、燃
料棒が自由に伸びることができなく、燃料棒曲が
りの原因となることから支持格子部での保持力と
して５〜10Kgが最適であることがわかつた。
特に、５Kg以上としたのは第２図より保持力が
５Kg以上であれば共鳴振動発生バツフル流流速が
通常バツフル部で生じる最大流速である16ｍ／
secより大きくなり、共鳴振動が起こらなくなる
ためである。
５Kg以上であれば共鳴振動発生バツフル流流速が
通常バツフル部で生じる最大流速である16ｍ／
secより大きくなり、共鳴振動が起こらなくなる
ためである。
上記のように、バツフル流対策として保持力が
５Kg以上必要であり、燃料棒曲りの観点から10Kg
以下が最適である。
５Kg以上必要であり、燃料棒曲りの観点から10Kg
以下が最適である。
従つて、保持力を５〜10Kgにすることが最適で
ある。
ある。
なお、保持力とは第３図イ，ロに示すＰの値を
定義するもので、１は燃料棒、２はハードストツ
プ、３はソフトストツプである。
定義するもので、１は燃料棒、２はハードストツ
プ、３はソフトストツプである。
（発明の効果）
本発明の核燃料集合体の効果は、少なくともバ
ツフル板のギヤツプに隣接する部分の支持格子セ
ルの保持力が５〜10Kgであるので、バツフルジエ
ツト流による振動を防止できることである。
ツフル板のギヤツプに隣接する部分の支持格子セ
ルの保持力が５〜10Kgであるので、バツフルジエ
ツト流による振動を防止できることである。
第１図は保持力と固有振動数との関係グラフ、
第２図は保持力と共鳴振動発生バツフル流流速と
の関係グラフ、第３図は支持格子セルの燃料棒保
持力定義の説明図で、イは縦断面図、ロは横断面
図である。 １……燃料棒、２……ハードストツプ、３……
ソフトストツプ。
第２図は保持力と共鳴振動発生バツフル流流速と
の関係グラフ、第３図は支持格子セルの燃料棒保
持力定義の説明図で、イは縦断面図、ロは横断面
図である。 １……燃料棒、２……ハードストツプ、３……
ソフトストツプ。
Claims (1)
- １ 原子炉に装荷される核燃料集合体において、
少なくともバツフル板のギヤツプに隣接する部分
の支持格子セルの燃料棒保持力が、５〜10Kgであ
る支持格子を有してなることを特徴とする加圧水
型原子炉用の核燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59061738A JPS60203892A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 加圧水型原子炉用の核燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59061738A JPS60203892A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 加圧水型原子炉用の核燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60203892A JPS60203892A (ja) | 1985-10-15 |
| JPH053553B2 true JPH053553B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=13179829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59061738A Granted JPS60203892A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 加圧水型原子炉用の核燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60203892A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6846223B2 (en) | 2000-12-09 | 2005-01-25 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Abrasive wheels with workpiece vision feature |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5266185A (en) * | 1975-11-28 | 1977-06-01 | Genshi Nenryo Kogyo | Lattice for supporting reactor fuel assembly |
| JPS58169086A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | 原子燃料工業株式会社 | 核燃料集合体 |
| JPS5963588A (ja) * | 1982-08-05 | 1984-04-11 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 燃料棒の支持グリツド |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP59061738A patent/JPS60203892A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5266185A (en) * | 1975-11-28 | 1977-06-01 | Genshi Nenryo Kogyo | Lattice for supporting reactor fuel assembly |
| JPS58169086A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | 原子燃料工業株式会社 | 核燃料集合体 |
| JPS5963588A (ja) * | 1982-08-05 | 1984-04-11 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | 燃料棒の支持グリツド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60203892A (ja) | 1985-10-15 |
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