JPH0641988B2 - 燃料集合体用のスペーサ - Google Patents
燃料集合体用のスペーサInfo
- Publication number
- JPH0641988B2 JPH0641988B2 JP1035052A JP3505289A JPH0641988B2 JP H0641988 B2 JPH0641988 B2 JP H0641988B2 JP 1035052 A JP1035052 A JP 1035052A JP 3505289 A JP3505289 A JP 3505289A JP H0641988 B2 JPH0641988 B2 JP H0641988B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water pipe
- cells
- fuel
- vertical
- central portion
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は燃料集合体主として太径の水管を用いるよう
にした燃料集合体のスペーサに関する。
にした燃料集合体のスペーサに関する。
（従来の技術） 近年、軽水炉では原子力発電所の運転コストを低減する
ために、原子炉の長期サイクル運転化と燃料集合体中の
燃料（ウラン）のより経済的な燃焼化が要求されてお
り、その要求に応える手段の一つとして、集合体自体の
大きさを変えることなく、燃料からできるだけ多量の熱
エネルギーを引出すように燃料の濃縮度を高める一方、
水管をくして集合体内の未沸騰水体積を多くして燃料の
反応度を高めるようにしたものが知られている。
ために、原子炉の長期サイクル運転化と燃料集合体中の
燃料（ウラン）のより経済的な燃焼化が要求されてお
り、その要求に応える手段の一つとして、集合体自体の
大きさを変えることなく、燃料からできるだけ多量の熱
エネルギーを引出すように燃料の濃縮度を高める一方、
水管をくして集合体内の未沸騰水体積を多くして燃料の
反応度を高めるようにしたものが知られている。
その概略を示せば第３図イ，ロのとおりであり、70数本
の燃焼棒ｎを９行９列に配列すると共に中心部には３行
３列または２行２列の燃料棒ｎが占有する面積に相当す
る断面積を持つ角形の水管Ｒを配置し、それらの燃料棒
ｎと水管Ｒとを、軸方向に数段に配設されるスペーサＳ
の外側フレームＳ１の内部を縦横の格子板Ｓ２，Ｓ３に
よって区分した格子セルＣと、中心部に形成された広い
角形空間ｄ（セルＣの３行３列または２行２列分の広
さ）にそれぞれ嵌挿し、燃料棒ｎは、各セルＣの四辺の
中央部に取付けられ第３図ハのように一側に山形弾性片
ｅ１を備え他側には角形または弧状の突部ｅ２を形成し
たインコネル合金製クリップ状の保持ばねｅによって弾
性的に支持すると共に水管Ｒはその四側面をそれぞれ三
つまたは二つの同様のクリップ状ばねｅで支持するよう
になし、また、燃料棒ｎおよび水管Ｒの上下端は上下の
タイプレートｔ１，ｔ２に装着し、外側にはチャンネル
ボックスＢを被嵌して燃料集合体となし、その所定数の
ものを炉心構造体Ｆの受座Ｆ１上に立設し、炉の運転中
には受け座Ｆ１のオリフィスＳ２を通じて冷却材を水管
Ｒの内部およびチャンネルボックスＢの内側に送り込
み、熱を外部に取出すようにしている。
の燃焼棒ｎを９行９列に配列すると共に中心部には３行
３列または２行２列の燃料棒ｎが占有する面積に相当す
る断面積を持つ角形の水管Ｒを配置し、それらの燃料棒
ｎと水管Ｒとを、軸方向に数段に配設されるスペーサＳ
の外側フレームＳ１の内部を縦横の格子板Ｓ２，Ｓ３に
よって区分した格子セルＣと、中心部に形成された広い
角形空間ｄ（セルＣの３行３列または２行２列分の広
さ）にそれぞれ嵌挿し、燃料棒ｎは、各セルＣの四辺の
中央部に取付けられ第３図ハのように一側に山形弾性片
ｅ１を備え他側には角形または弧状の突部ｅ２を形成し
たインコネル合金製クリップ状の保持ばねｅによって弾
性的に支持すると共に水管Ｒはその四側面をそれぞれ三
つまたは二つの同様のクリップ状ばねｅで支持するよう
になし、また、燃料棒ｎおよび水管Ｒの上下端は上下の
タイプレートｔ１，ｔ２に装着し、外側にはチャンネル
ボックスＢを被嵌して燃料集合体となし、その所定数の
ものを炉心構造体Ｆの受座Ｆ１上に立設し、炉の運転中
には受け座Ｆ１のオリフィスＳ２を通じて冷却材を水管
Ｒの内部およびチャンネルボックスＢの内側に送り込
み、熱を外部に取出すようにしている。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のように太径の水管を用いることは燃料
の高燃焼度化に役立つが、一面では太径の水管は燃料棒
やこれと同径のこれまでの水管に比べ剛性が大きくなる
に拘らず、これを囲む格子板との間隙が適当でない場
合、地震時に生じる格子板との衝撃力はかなり大きくな
り、保持ばねの永久変形を招き、スペーサの役割を果さ
なくなる恐れがあり、また、太径の水管は非発熱体であ
る上に内側に存在する冷却材の容量がこれまでのものよ
り大きいために、その外周面上には外側冷却材による液
膜が作られ、これは非発熱体に多くの冷却材が配分され
ることになって燃料の冷却効率上好ましくなく、更に太
径水管の周囲の燃料棒は水管の中性子減速効果により熱
中性子束レベルが高い状態にあり、熱出力が他より高く
なる傾向がある。
の高燃焼度化に役立つが、一面では太径の水管は燃料棒
やこれと同径のこれまでの水管に比べ剛性が大きくなる
に拘らず、これを囲む格子板との間隙が適当でない場
合、地震時に生じる格子板との衝撃力はかなり大きくな
り、保持ばねの永久変形を招き、スペーサの役割を果さ
なくなる恐れがあり、また、太径の水管は非発熱体であ
る上に内側に存在する冷却材の容量がこれまでのものよ
り大きいために、その外周面上には外側冷却材による液
膜が作られ、これは非発熱体に多くの冷却材が配分され
ることになって燃料の冷却効率上好ましくなく、更に太
径水管の周囲の燃料棒は水管の中性子減速効果により熱
中性子束レベルが高い状態にあり、熱出力が他より高く
なる傾向がある。
そこで、この発明は地震などに際しての水管の衝撃力を
緩和できると共に液膜の流れを拡散させて冷却効率の向
上を図り、しかも、水管周囲の燃料棒に熱的余裕を持た
せることができるスペーサを提供することを目的とす
る。
緩和できると共に液膜の流れを拡散させて冷却効率の向
上を図り、しかも、水管周囲の燃料棒に熱的余裕を持た
せることができるスペーサを提供することを目的とす
る。
（問題点を解決するための手段） 上記目的のもとにこの発明は、外側フレームの内部を
縦，横所定数の格子板で燃料棒挿入用のセルに区分し、
中心部には上記セルの３行３列または２行２列分の広さ
にほぼ相当する水管挿入用の角形空間を形成し、上記各
セルの四辺の中央部にクリップ状の保持ばねを取付け、
上記空間に嵌挿する角形太径の水管の側面をそれぞれ複
数のクリップ状ばねで支持するようにした燃料集合体用
スペーサとして、上記角形空間を形成するそれぞれ二つ
の縦、横の格子板の中央部分を両側部に平行に中心側に
折曲げ、該中央部分を水管に近接させると共に水管を囲
むセルを他の部位のセルより広くしたことを特徴として
いる。
縦，横所定数の格子板で燃料棒挿入用のセルに区分し、
中心部には上記セルの３行３列または２行２列分の広さ
にほぼ相当する水管挿入用の角形空間を形成し、上記各
セルの四辺の中央部にクリップ状の保持ばねを取付け、
上記空間に嵌挿する角形太径の水管の側面をそれぞれ複
数のクリップ状ばねで支持するようにした燃料集合体用
スペーサとして、上記角形空間を形成するそれぞれ二つ
の縦、横の格子板の中央部分を両側部に平行に中心側に
折曲げ、該中央部分を水管に近接させると共に水管を囲
むセルを他の部位のセルより広くしたことを特徴として
いる。
（実施例） 第１図，第２図はこの発明の実施例を示すが、スペーサ
Ｓはジルカロイー４からなり、角筒状の外側フレーム１
の内部は、縦、横所定数の格子板２，３によって９行９
列に配列された70数本の燃料棒ｎをそれぞれ嵌挿すべき
格子セル４に区分されると共に中心部には燃料挿入用の
格子セル４のほぼ３×３（または２×２）箇分の広さに
相当する水管Ｒ嵌挿用の角形空間５が形成され、縦，横
の格子板２，３によって区分された格子セル４の四辺の
中央部には、それぞれインコネル合金製で細幅の板（幅
約２mm，肉厚約0.5mm）を折曲げ、第２図イ，ロのよう
に一側に山形弾性片６ａを、他側には複数の角形または
弧状の空部６ｂを形成したクリップ状の保持ばね６（た
だし、外側フレームに取付けられるばねは山形弾性片だ
け設けられる）が挟み付けられていて、格子セル４に嵌
挿される燃料棒ｎについては二方の山形弾性片６ａと他
の二方の突部６ｂで支持し中心部の角形空間５に嵌挿さ
れる角形太径の水管Ｒについては、四辺面のすべてをそ
れぞれ複数の山形弾性片６ａで支持するした点の構成は
前記のものと変りない。
Ｓはジルカロイー４からなり、角筒状の外側フレーム１
の内部は、縦、横所定数の格子板２，３によって９行９
列に配列された70数本の燃料棒ｎをそれぞれ嵌挿すべき
格子セル４に区分されると共に中心部には燃料挿入用の
格子セル４のほぼ３×３（または２×２）箇分の広さに
相当する水管Ｒ嵌挿用の角形空間５が形成され、縦，横
の格子板２，３によって区分された格子セル４の四辺の
中央部には、それぞれインコネル合金製で細幅の板（幅
約２mm，肉厚約0.5mm）を折曲げ、第２図イ，ロのよう
に一側に山形弾性片６ａを、他側には複数の角形または
弧状の空部６ｂを形成したクリップ状の保持ばね６（た
だし、外側フレームに取付けられるばねは山形弾性片だ
け設けられる）が挟み付けられていて、格子セル４に嵌
挿される燃料棒ｎについては二方の山形弾性片６ａと他
の二方の突部６ｂで支持し中心部の角形空間５に嵌挿さ
れる角形太径の水管Ｒについては、四辺面のすべてをそ
れぞれ複数の山形弾性片６ａで支持するした点の構成は
前記のものと変りない。
ところで、この発明では中心部の角形空間５を形成して
いる各二つの縦格子板２と横格子板３の中央部分２ａ，
３ａは第２図イに示すようにそれぞれ両側部に平行して
中心側に曲げられて、水管の表面に近接するようになさ
れており、そのため、角形空間５は縦，横の格子板２，
３が中心側に曲げられた分だけこれまでより狭くなって
いるが、逆に角形空間５を囲むすなわち水管を囲む部分
の格子セル４ａはそれだけ他の部分より広くなってい
る。
いる各二つの縦格子板２と横格子板３の中央部分２ａ，
３ａは第２図イに示すようにそれぞれ両側部に平行して
中心側に曲げられて、水管の表面に近接するようになさ
れており、そのため、角形空間５は縦，横の格子板２，
３が中心側に曲げられた分だけこれまでより狭くなって
いるが、逆に角形空間５を囲むすなわち水管を囲む部分
の格子セル４ａはそれだけ他の部分より広くなってい
る。
そして、縦，横の格子板２，３の上記中央部分２ａ，３
ａにそれぞれクリップ状の保持ばね６が格子セルに対応
させて挾み付けられている。
ａにそれぞれクリップ状の保持ばね６が格子セルに対応
させて挾み付けられている。
そこで、集合体の組立てに当たり、上記スペーサＳを数
段に整列させて、それらの各格子セル４に燃料棒ｎを嵌
挿すると共に中心の角形空間５に前述のような太径の角
形水管Ｒを嵌挿させれば、各セル４ではその二辺に取付
けられた保持ばね６の山形弾性片６ａと他の二辺におけ
るばねの突部６ｂが燃料棒ｎの表面に当接してこれを支
持し、角形空間５では、これを囲む縦，横の格子板２，
３の中央部分２ａ，３ａが第２図ロのような水管Ｒの側
面に近接すると共に各部分に複数ずつ取付けられた保持
ばね６の山形弾性片６ａが当接して水管Ｒを弾性的に支
持する。
段に整列させて、それらの各格子セル４に燃料棒ｎを嵌
挿すると共に中心の角形空間５に前述のような太径の角
形水管Ｒを嵌挿させれば、各セル４ではその二辺に取付
けられた保持ばね６の山形弾性片６ａと他の二辺におけ
るばねの突部６ｂが燃料棒ｎの表面に当接してこれを支
持し、角形空間５では、これを囲む縦，横の格子板２，
３の中央部分２ａ，３ａが第２図ロのような水管Ｒの側
面に近接すると共に各部分に複数ずつ取付けられた保持
ばね６の山形弾性片６ａが当接して水管Ｒを弾性的に支
持する。
この状態で、地震などにより燃料集合体に横荷重が加わ
り、集合体が変形する際にその力が水管ＲとスペーサＳ
との間に作用することになり、その力が作用する側の保
持ばね６の弾性片６ａが直ちに変形し、縦または横の格
子板２，３の中央部分２ａ，または３ａが水管Ｒの側面
に当接してこれを直立状態に保持することになる。
り、集合体が変形する際にその力が水管ＲとスペーサＳ
との間に作用することになり、その力が作用する側の保
持ばね６の弾性片６ａが直ちに変形し、縦または横の格
子板２，３の中央部分２ａ，または３ａが水管Ｒの側面
に当接してこれを直立状態に保持することになる。
この場合、水管Ｒを囲む縦および横の格子板２，３の中
央部分２ａ，３ａは水管Ｒの側面に近接しているので、
両者が突き当たる際の振幅が小さくその衝撃力は緩和さ
れ、かつ各保持ばね６の変形も弾性変形内に止まり、ス
ペーサおよびばねの損傷を招かない。
央部分２ａ，３ａは水管Ｒの側面に近接しているので、
両者が突き当たる際の振幅が小さくその衝撃力は緩和さ
れ、かつ各保持ばね６の変形も弾性変形内に止まり、ス
ペーサおよびばねの損傷を招かない。
そして、炉の運転時に水管Ｒの表面に冷却材の液膜の流
れが生じたにしても、スペーサＳの部位において水管Ｒ
の表面に近接している格子板の中央部分２ａ，３ａによ
り、液膜の流れを剥離して燃料棒側に拡散させることが
できる。
れが生じたにしても、スペーサＳの部位において水管Ｒ
の表面に近接している格子板の中央部分２ａ，３ａによ
り、液膜の流れを剥離して燃料棒側に拡散させることが
できる。
また、水管Ｒを囲む位置の格子セル４ａは他の部分の格
子セル４より広くなっているので、それらのセル４ａ中
を通る冷却材の量が多くなり、それらのセルに挿入され
水管Ｒを囲んでいる燃料棒の熱出力の高まりを制御する
ことになる。
子セル４より広くなっているので、それらのセル４ａ中
を通る冷却材の量が多くなり、それらのセルに挿入され
水管Ｒを囲んでいる燃料棒の熱出力の高まりを制御する
ことになる。
なお、クリップ状の保持ばねは図示のものに限らず他の
形体のものでもよい。
形体のものでもよい。
（発明の効果） 以上のこの発明は、外側フレームの内部を縦、横所定数
の格子板で燃料棒挿入用のセルに区分し、中心部にはセ
ルの３行３列または２行２列の広さにほぼ相当する水管
挿入用の角形空間を形成し、各セルの四辺の中央部にク
リップ状の保持ばねを取付け、空間に嵌挿する角形太径
の水管の側面をそれぞれを複数のクリップ状保持ばねで
支持するようにした燃料集合体用のスペーサとして、角
形空間を形成するそれぞれ二つの縦，横の格子板の中央
部分を両側部に平行に中心側に折曲げ、その中央部分を
水管に近接すると共に水管を囲むセルを他の部位のセル
より広くしたので、地震時に生じる水管とこれを囲む格
子板との衝撃力を小さく緩和できると共に保持ばねの変
形を弾性変形内に止めることができ、スペーサや保持ば
ねの損傷が防止され、また、炉の運転時に水管の表面生
じる冷却材の液膜の流れを燃料棒側に拡張させて冷却効
率を向上させることができ、しかも、水管を囲む燃料棒
の熱出力の高まりを抑制して熱的余裕を持たせることが
できる。
の格子板で燃料棒挿入用のセルに区分し、中心部にはセ
ルの３行３列または２行２列の広さにほぼ相当する水管
挿入用の角形空間を形成し、各セルの四辺の中央部にク
リップ状の保持ばねを取付け、空間に嵌挿する角形太径
の水管の側面をそれぞれを複数のクリップ状保持ばねで
支持するようにした燃料集合体用のスペーサとして、角
形空間を形成するそれぞれ二つの縦，横の格子板の中央
部分を両側部に平行に中心側に折曲げ、その中央部分を
水管に近接すると共に水管を囲むセルを他の部位のセル
より広くしたので、地震時に生じる水管とこれを囲む格
子板との衝撃力を小さく緩和できると共に保持ばねの変
形を弾性変形内に止めることができ、スペーサや保持ば
ねの損傷が防止され、また、炉の運転時に水管の表面生
じる冷却材の液膜の流れを燃料棒側に拡張させて冷却効
率を向上させることができ、しかも、水管を囲む燃料棒
の熱出力の高まりを抑制して熱的余裕を持たせることが
できる。
第１図はこの発明の実施例の平面図。 第２図イはその中心二辺部分の斜視図。 同図ロは第１図Ｘ−Ｘ線に沿った断面図。 第３図イは燃料集合体の概略的な側面図。 同図ロはそのＹ−Ｙ線に沿った従来のスペーサの平面
図。 同図ハはロ図のＺ−Ｚ線に沿った断面図。 図中、 ｎ……燃料棒、Ｒ……水管、Ｓ……スペーサ、 １……外側フレーム、２……縦格子板、 ２ａ……中央部分、３……横格子板、 ３ａ……中央部分、４，４ａ……格子セル、 ５……角形空間、６……保持ばね、
図。 同図ハはロ図のＺ−Ｚ線に沿った断面図。 図中、 ｎ……燃料棒、Ｒ……水管、Ｓ……スペーサ、 １……外側フレーム、２……縦格子板、 ２ａ……中央部分、３……横格子板、 ３ａ……中央部分、４，４ａ……格子セル、 ５……角形空間、６……保持ばね、
Claims (1)
- 【請求項１】外側フレームの内部を縦，横所定数の格子
板で燃料棒挿入用のセルに区分し、中心部には上記セル
の３行３列または２行２列分の広さにほぼ相当する水管
挿入用の角形空間を形成し、上記各セルの四辺の中央部
にクリップ状の保持ばねを取付け、上記空間に嵌挿する
角形太径の水管の側面をそれぞれ複数のクリップ状ばね
で支持するようにしたスペーサにおいて、上記角形空間
を形成するそれぞれ二つの縦、横の格子板の中央部分を
両側部に平行に中心側に折曲げ、該中央部分を水管に近
接させると共に水管を囲むセルを他の部位のセルより広
くしたことを特徴とする燃料集合体用のスペーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1035052A JPH0641988B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料集合体用のスペーサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1035052A JPH0641988B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料集合体用のスペーサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216089A JPH02216089A (ja) | 1990-08-28 |
| JPH0641988B2 true JPH0641988B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=12431269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1035052A Expired - Lifetime JPH0641988B2 (ja) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | 燃料集合体用のスペーサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641988B2 (ja) |
-
1989
- 1989-02-16 JP JP1035052A patent/JPH0641988B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02216089A (ja) | 1990-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090601 Year of fee payment: 15 |