JPH0666974A - Fuel assembly - Google Patents
Fuel assemblyInfo
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- JPH0666974A JPH0666974A JP4223124A JP22312492A JPH0666974A JP H0666974 A JPH0666974 A JP H0666974A JP 4223124 A JP4223124 A JP 4223124A JP 22312492 A JP22312492 A JP 22312492A JP H0666974 A JPH0666974 A JP H0666974A
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- 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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉(BW
R)等の炉心に装荷される燃料集合体に係り、特に限界
出力の増大を図った燃料集合体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a boiling water reactor (BW).
The present invention relates to a fuel assembly loaded in a core such as R), and particularly to a fuel assembly having an increased limit output.
【0002】[0002]
【従来の技術】図11に従来の燃料集合体の構成を示
す。この燃料集合体1は、横断面正方形の縦長な角筒状
チャンネルボックス2内に、互いに並列配置の垂直な複
数本の燃料棒3と、その中央部に並列に配置される少く
とも1本のウォータロッド4とを収容し、これらを正方
格子状に配列した構成となっている。2. Description of the Related Art FIG. 11 shows the structure of a conventional fuel assembly. This fuel assembly 1 includes a plurality of vertical fuel rods 3 arranged in parallel with each other in a vertically long rectangular tubular channel box 2 having a square cross section, and at least one fuel rod 3 arranged in parallel at a central portion thereof. The water rod 4 is housed therein, and these are arranged in a square lattice pattern.
【0003】各燃料棒3およびウォータロッド4の上下
端部には、上部端栓5および下部端栓6がそれぞれ溶接
固着され、これら上部端栓5および下部端栓6が上部タ
イプレート7および下部タイプレート8に支持されてい
る。An upper end plug 5 and a lower end plug 6 are welded and fixed to the upper and lower ends of each fuel rod 3 and water rod 4, respectively, and the upper end plug 5 and the lower end plug 6 are connected to the upper tie plate 7 and the lower part. Supported by tie plate 8.
【0004】各燃料棒3は、ウォータロッド4に保持さ
れる偏平角筒状のスペーサ9によって軸方向(上下方
向)の中間位置を適宜間隔で複数箇所整列支持され、こ
れにより燃料棒3の径方向変位が拘束されるようになっ
ている。Each fuel rod 3 is aligned and supported at a plurality of intermediate positions in the axial direction (vertical direction) at appropriate intervals by spacers 9 each having a flat rectangular tube shape and held by the water rods 4, whereby the diameter of the fuel rod 3 is increased. Directional displacement is constrained.
【0005】ウォータロッド4は、燃料集合体1内で水
対ウラン比を高めて核特性を改善するためのものであ
り、このウォータロッド4の下部端栓4aの軸部には、
ねじ部が形成され、このねじ部が下部タイプレート8の
ねじ孔に螺合されている。The water rod 4 is for improving the water-to-uranium ratio in the fuel assembly 1 to improve the nuclear characteristics. The shaft portion of the lower end plug 4a of the water rod 4 is
A screw portion is formed, and this screw portion is screwed into the screw hole of the lower tie plate 8.
【0006】下部タイプレート8には、軽水などの冷却
材を導入するために底部で開口する冷却材導入口10
と、下部タイプレート8内へ導入された冷却材をチャン
ネルボックス2内へ案内するための冷却流路11とが形
成されている。The lower tie plate 8 has a coolant inlet port 10 that opens at the bottom for introducing a coolant such as light water.
And a cooling channel 11 for guiding the coolant introduced into the lower tie plate 8 into the channel box 2.
【0007】下部タイプレート8の燃料支持部は、平面
視略正方形をなす平板状に形成され(厚さ約20m
m)、燃料棒3およびウォータロッド4の下部端栓6,
4aを支持する嵌合孔を有するボスと、各ボスを略正方
格子状に一体連結するウェブとを有している。この各ボ
スとウェブとで囲繞される空間が軽水などの冷却材の流
路となり、下部タイプレート8の冷却材導入口10より
導入された冷却材は、冷却材流路11を経てチャンネル
ボックス2内に導入される。The fuel support portion of the lower tie plate 8 is formed in a flat plate shape having a substantially square shape in plan view (thickness of about 20 m).
m), the lower end plugs 6 of the fuel rod 3 and the water rod 6,
It has a boss having a fitting hole that supports 4a, and a web that integrally connects the bosses in a substantially square lattice shape. The space surrounded by each boss and the web serves as a flow path for a coolant such as light water, and the coolant introduced from the coolant introduction port 10 of the lower tie plate 8 passes through the coolant flow passage 11 and the channel box 2 Will be introduced in.
【0008】なお近年、一層大幅な核特性を得るため
に、図12および図13(A)に示すように、ウォータ
ロッド4を太径とすることが提案されている。太径のウ
ォータロッド4の直径は燃料棒3のそれよりも大きく、
そのウォータロッド4の下端部は、これに固着した太径
な下部端栓4aによって閉塞されている。Incidentally, in recent years, in order to obtain more significant nuclear characteristics, it has been proposed to make the water rod 4 thick as shown in FIGS. 12 and 13A. The diameter of the large diameter water rod 4 is larger than that of the fuel rod 3,
The lower end of the water rod 4 is closed by a large-diameter lower end plug 4a fixed to the lower end.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、原子力プラ
ントでは自動制御化および日間負荷追従運転の導入等、
運転融通性を拡大すること等が望まれている。この要望
に沿い、例えば沸騰水型原子炉では炉心の熱水力特性を
より改善するため、炉心の安定性の改善、熱的余裕の拡
大(限界出力の増大)、炉心圧力損失の低減等の開発が
進められている。かかる状況のもとで、燃料棒3を正方
格子状に配列した従来の燃料集合体1では熱的余裕の拡
大の余地があることが判った。By the way, in a nuclear power plant, automatic control and introduction of daily load following operation,
It is desired to expand operational flexibility. In line with this request, for example, in a boiling water reactor, in order to further improve the thermal-hydraulic characteristics of the core, it is necessary to improve the stability of the core, increase the thermal margin (increase the limit output), reduce the core pressure loss, etc. Development is in progress. Under such circumstances, it has been found that the conventional fuel assembly 1 in which the fuel rods 3 are arranged in a square lattice has room for expanding the thermal margin.
【0010】すなわち、沸騰水型原子炉の燃料集合体1
では一般に、熱中性子の有効利用を考慮して例えば図1
4に示すように、チャンネルボックス2に面した外周側
の燃料棒出力(ロッド出力)を内部側のロッド出力に比
較して高くしている。That is, the fuel assembly 1 of the boiling water reactor
Generally, in consideration of the effective use of thermal neutrons, for example, Fig. 1
As shown in FIG. 4, the fuel rod output (rod output) on the outer peripheral side facing the channel box 2 is made higher than the rod output on the inner side.
【0011】一方、燃料集合体1内の冷却材の流量分布
を見ると、同図に示すように、チャンネルボックス2と
外周側の燃料棒3とで囲まれた流路の流量が、内部流路
の流量よりも低くなっている。On the other hand, looking at the flow rate distribution of the coolant in the fuel assembly 1, as shown in the figure, the flow rate of the flow path surrounded by the channel box 2 and the fuel rods 3 on the outer peripheral side is the internal flow rate. It is lower than the flow rate of the road.
【0012】そして、燃料集合体1の出力を増大してい
くと、チャンネルボックス2に面した外周側の燃料棒3
(3a)では、その表面領域(図13(B)に斜線で示
した領域B)の温度が急激に増大し、限界出力に達し易
く、図14に示すように、燃料集合体1の内側の燃料に
比較して、外周側の燃料の熱的余裕は小さいものとなっ
ており、この点で燃料集合体全体についての熱的余裕の
拡大ひいては限界出力の増大が阻害されていることが指
摘できる。Then, as the output of the fuel assembly 1 is increased, the fuel rods 3 on the outer peripheral side facing the channel box 2
In (3a), the temperature of the surface region (region B shown by hatching in FIG. 13B) rapidly increases, and the limit output is easily reached. As shown in FIG. The thermal margin of the fuel on the outer peripheral side is smaller than that of the fuel, and it can be pointed out that the expansion of the thermal margin of the entire fuel assembly and thus the increase of the limit output is hindered from this point. .
【0013】そこで、本発明は上記の事情に鑑み、チャ
ンネルボックスと外周側の燃料棒とで囲まれた流路の冷
却材流量を増大させることより、外周側の燃料棒につい
ての限界出力を向上させ、これにより燃料集合体全体の
熱的余裕の増大を図ることを目的とする。In view of the above circumstances, the present invention increases the coolant flow rate of the flow passage surrounded by the channel box and the fuel rods on the outer peripheral side, thereby improving the limit output for the fuel rods on the outer peripheral side. The purpose of this is to increase the thermal margin of the entire fuel assembly.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る燃料集合体は、並列に配置された垂
直な複数本の燃料棒と、この燃料棒と並列にその中央位
置に配置された少くとも1本のウォータロッドと、これ
ら燃料棒およびウォータロッドの上下端部を支持する上
部タイプレートおよび下部タイプレートと、これら上部
タイプレートおよび下部タイプレート間に間隔的に配置
され、前記燃料棒およびウォータロッドを水平方向で離
間保持するスペーサと、これらを収容するチャンネルボ
ックスとを備え、前記下部タイプレートに、前記各燃料
棒およびウォータロッド間へ冷却材を導入する冷却材導
入口を設けた燃料集合体において、前記下部タイプレー
トの燃料支持部をその中央部分が外周部分よりも下方に
突出する形状とするとともに、前記燃料支持部に支持さ
れる前記燃料棒のうち、中央側に配置されるものを外周
側に配置されるものよりも長くし、かつ中央側の燃料棒
の下端部を外周側の燃料棒の下端部よりも低位置で前記
下部タイプレートの燃料支持部に支持させたことを特徴
とする。In order to achieve the above object, a fuel assembly according to the present invention comprises a plurality of vertical fuel rods arranged in parallel, and a central position of the fuel rods arranged in parallel with the fuel rods. At least one water rod, an upper tie plate and a lower tie plate supporting upper and lower ends of the fuel rod and the water rod, and a space between the upper tie plate and the lower tie plate. A spacer for holding the fuel rods and the water rods apart from each other in a horizontal direction, and a channel box for accommodating the spacers, and introducing a coolant into the lower tie plate between the fuel rods and the water rods. In the fuel assembly provided with a mouth, the fuel support portion of the lower tie plate is shaped such that the central portion thereof projects below the outer peripheral portion. In addition, among the fuel rods supported by the fuel support portion, those arranged on the center side are made longer than those arranged on the outer peripheral side, and the lower end portion of the fuel rod on the center side is formed on the outer peripheral side. It is characterized in that it is supported by the fuel support portion of the lower tie plate at a position lower than the lower end portion of the rod.
【0015】[0015]
【作用】本発明によれば、下部タイプレートの燃料支持
部を外周側よりも中央側が低い形状としたので、冷却材
導入口から流入した冷却材は燃料支持部の下面にて分流
され、外周部の熱的に最も厳しいチャンネルボックスと
燃料棒とで囲まれた流路の流量を増大させることが可能
となる。したがって、外周側の燃料棒についての冷却効
果が従来の燃料集合体に比して向上する。According to the present invention, since the fuel support portion of the lower tie plate is shaped such that the center side is lower than the outer peripheral side, the coolant flowing from the coolant introduction port is diverted at the lower surface of the fuel support portion and It is possible to increase the flow rate of the flow path surrounded by the fuel rods and the channel box, which is the most thermally demanding part. Therefore, the cooling effect of the fuel rods on the outer peripheral side is improved as compared with the conventional fuel assembly.
【0016】一方、中央側の燃料棒の下端部を外周側の
燃料棒の下端部よりも下方に位置させたことにより、燃
料集合体の中央側では気泡の発生位置が外周側に比して
低下する。この結果、中央側流路では気泡の発生による
影響で冷却材が流れ難くなり、これにより流量が低下す
る。したがって、燃料集合体内の外周側流路への冷却水
の流入量増加により、外周側の燃料棒の限界出力の向上
ひいては熱的余裕の増大が図られる。On the other hand, since the lower end portion of the fuel rod on the center side is located below the lower end portion of the fuel rod on the outer peripheral side, the bubble generation position on the central side of the fuel assembly is lower than that on the outer peripheral side. descend. As a result, it becomes difficult for the coolant to flow in the central side flow path due to the influence of the generation of bubbles, which reduces the flow rate. Therefore, by increasing the amount of cooling water flowing into the outer peripheral side flow passage in the fuel assembly, it is possible to improve the limit output of the outer peripheral side fuel rods and consequently increase the thermal margin.
【0017】また、中央側の燃料棒が外周側の燃料棒と
比較して下方に長いため、燃料の装荷量が増大し、原子
炉の出力増加にも寄与できる。つまり、原子炉の出力に
大きく影響する因子として、中性子と燃料との反応が挙
げられるが、この反応の度合(反応度)は水が多くある
部分で高くなり、蒸気の多い部分では低くなる性質があ
ることから、燃料棒下部の水の多い部分での燃料装荷量
の増加は、原子炉の出力増大に対して効果的に作用す
る。Further, since the fuel rods on the center side are longer than the fuel rods on the outer peripheral side in the downward direction, the amount of fuel loaded increases, which can also contribute to the increase in the output of the nuclear reactor. In other words, the reaction between neutrons and fuel is a factor that greatly affects the power output of a nuclear reactor, but the degree of this reaction (reactivity) is high in areas with a lot of water and low in areas with a lot of steam. Therefore, the increase in the fuel loading amount in the water-rich portion below the fuel rod effectively acts on the increase in the power output of the reactor.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図10を参照
して説明する。図1は燃料集合体全体の断面構成を示
し、図2はその下部タイプレートの平面形状、図3は図
2のA−A断面形状を示している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 shows a sectional structure of the entire fuel assembly, FIG. 2 shows a planar shape of a lower tie plate thereof, and FIG. 3 shows an AA sectional shape of FIG.
【0019】図1に示すように、本実施例の燃料集合体
21は、横断面正方形の縦長な角筒状チャンネルボック
ス22内に、互いに並列配置の垂直な複数本の燃料棒2
3と、その中央部に並列に配置される2本のウォータロ
ッド24とを収容した構成となっている。As shown in FIG. 1, a fuel assembly 21 of this embodiment has a plurality of vertical fuel rods 2 arranged in parallel in a vertically long rectangular tubular channel box 22 having a square cross section.
3 and two water rods 24 arranged in parallel at the center thereof.
【0020】各燃料棒23およびウォータロッド24の
上下端部には、上部端栓25および下部端栓26がそれ
ぞれ溶接固着され、これら上部端栓25および下部端栓
26が上部タイプレート27および下部タイプレート2
8に支持されている。An upper end plug 25 and a lower end plug 26 are welded and fixed to the upper and lower ends of each fuel rod 23 and water rod 24, and the upper end plug 25 and the lower end plug 26 are in the upper tie plate 27 and the lower part. Tie plate 2
It is supported by 8.
【0021】各燃料棒23は、ウォータロッド24に保
持される偏平角筒状のスペーサ29によって軸方向(上
下方向)の中間位置を適宜間隔で複数箇所整列支持さ
れ、これにより燃料棒23の径方向変位が拘束されるよ
うになっている。ウォータロッド24の下部端栓24a
の軸部には、ねじ部が形成され、このねじ部が下部タイ
プレート28のねじ孔に螺合されている。Each of the fuel rods 23 is aligned and supported at a plurality of positions at appropriate intervals at intermediate positions in the axial direction (vertical direction) by spacers 29 having a flat rectangular tube shape held by the water rods 24. Directional displacement is constrained. Lower end plug 24a of the water rod 24
A threaded portion is formed on the shaft portion of, and this threaded portion is screwed into the screw hole of the lower tie plate 28.
【0022】下部タイプレート28には、軽水などの冷
却材を導入するために底部で開口する冷却材導入口30
と、下部タイプレート28内へ導入された冷却材をチャ
ンネルボックス22内へ案内するための冷却流路31と
が形成されている。The lower tie plate 28 has a coolant inlet port 30 that opens at the bottom for introducing a coolant such as light water.
And a cooling passage 31 for guiding the coolant introduced into the lower tie plate 28 into the channel box 22.
【0023】下部タイプレート28の燃料支持部は、平
面視略正方形をなす平板状に形成され(厚さ約20m
m)、燃料棒23およびウォータロッド24の下部端栓
26,24aを支持する嵌合孔を有するボスと、各ボス
を略正方格子状に一体連結するウェブとを有している。
この各ボスとウェブとで囲繞される空間が軽水などの冷
却材流路となり、下部タイプレート33の冷却材導入口
30より導入された冷却材は、冷却材流路31を経てチ
ャンネルボックス22内に導入される。The fuel support portion of the lower tie plate 28 is formed in a flat plate shape having a substantially square shape in plan view (thickness: about 20 m).
m) has a boss having fitting holes for supporting the lower end plugs 26, 24a of the fuel rod 23 and the water rod 24, and a web integrally connecting the bosses in a substantially square lattice shape.
The space surrounded by the bosses and the web serves as a coolant channel for light water or the like, and the coolant introduced from the coolant inlet port 30 of the lower tie plate 33 passes through the coolant channel 31 and enters the channel box 22. Will be introduced to.
【0024】しかして、本実施例においては、図3に示
すように、下部タイプレート28の燃料支持部28aを
その中央部分が外周部分よりも下方に突出する形状とす
るとともに、図1に示すように、燃料支持部28aに支
持される燃料棒23のうち、中央側に配置されるもの2
3aを外周側に配置されるもの23bよりも長くし、か
つ中央側の燃料棒23aの下端部を外周側の燃料棒23
bの下端部よりも低位置で下部タイプレート28の燃料
支持部28aに支持させた構成となっている。このよう
な構成の本実施例によれば、下部タイプレート28の燃
料支持部28aを外周側よりも中央側が低い形状とした
ので、冷却材導入口11から流入した冷却材は燃料支持
部28aの下面にて分流され、外周部の熱的に最も厳し
いチャンネルボックス22と燃料棒23とで囲まれた流
路の流量を増大させることが可能となる。したがって、
外周側の燃料棒23bについての冷却効果が従来の燃料
集合体に比して向上する。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the fuel support portion 28a of the lower tie plate 28 has a shape in which the central portion thereof projects downward from the outer peripheral portion and is also shown in FIG. Of the fuel rods 23 supported by the fuel support portion 28a, which are arranged on the center side 2
3a is longer than the one 23b arranged on the outer peripheral side, and the lower end portion of the fuel rod 23a on the central side is located on the outer peripheral side.
It is configured to be supported by the fuel support portion 28a of the lower tie plate 28 at a position lower than the lower end portion of b. According to this embodiment having such a configuration, the fuel support portion 28a of the lower tie plate 28 has a shape in which the central side is lower than the outer peripheral side, so that the coolant flowing from the coolant introduction port 11 is generated in the fuel support portion 28a. It becomes possible to increase the flow rate of the flow path which is divided at the lower surface and which is surrounded by the channel box 22 and the fuel rod 23, which are the most thermally severe in the outer peripheral portion. Therefore,
The cooling effect for the fuel rods 23b on the outer peripheral side is improved as compared with the conventional fuel assembly.
【0025】一方、中央側の燃料棒23aの下端部を外
周側の燃料棒23bの下端部よりも下方に位置させたこ
とにより、燃料集合体21の中央側では気泡の発生位置
が外周側に比して低下する。この結果、中央側流路では
気泡の発生による影響で冷却材が流れ難くなり、これに
より流量が低下する。したがって、燃料集合体内の外周
側流路への冷却水の流入量増加により、外周側の燃料棒
23bの限界出力の向上ひいては熱的余裕の増大が図ら
れる。On the other hand, since the lower end portion of the fuel rod 23a on the center side is located lower than the lower end portion of the fuel rod 23b on the outer peripheral side, the bubble generating position on the central side of the fuel assembly 21 is on the outer peripheral side. Lower than that. As a result, it becomes difficult for the coolant to flow in the central side flow path due to the influence of the generation of bubbles, which reduces the flow rate. Therefore, by increasing the amount of cooling water flowing into the outer peripheral side flow passage in the fuel assembly, it is possible to improve the marginal output of the outer peripheral side fuel rods 23b and thus increase the thermal margin.
【0026】また、中央側の燃料棒23aが外周側の燃
料棒23bと比較して下方に長いため、燃料の装荷量が
増大し、原子炉の出力増加にも寄与できる。つまり、原
子炉の出力に大きく影響する因子として、中性子と燃料
との反応が挙げられるが、この反応の度合(反応度)は
水が多くある部分で高くなり、蒸気の多い部分では低く
なる性質があることから、燃料棒下部の水の多い部分で
の燃料装荷量の増加は、原子炉の出力増大に対して効果
的に作用する。Further, since the fuel rod 23a on the center side is longer downward than the fuel rod 23b on the outer peripheral side, the amount of fuel loaded increases, which can also contribute to an increase in the output of the nuclear reactor. In other words, the reaction between neutrons and fuel is a factor that greatly affects the power output of a nuclear reactor, but the degree of this reaction (reactivity) is high in areas with a lot of water and low in areas with a lot of steam. Therefore, the increase in the fuel loading amount in the water-rich portion below the fuel rod effectively acts on the increase in the power output of the reactor.
【0027】なお、図4および図5は下部タイプレート
の変形例を示している。すなわち、前述した図3の下部
タイプレート28では燃料支持部28aが外周側から中
央側に4段階的に低くなる構成であるが、図4に示すよ
うに3段階的に低くなる構成としてもよく、また図5に
示すように2段階的に低くなる構成としてもよい。4 and 5 show a modification of the lower tie plate. That is, in the lower tie plate 28 of FIG. 3 described above, the fuel support portion 28a is lowered in four steps from the outer peripheral side to the center side, but may be lowered in three steps as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 5, the configuration may be lowered in two steps.
【0028】また、図6はウォータロッド24を太径と
した場合の構成例を示している。この場合においても、
燃料支持部28aが高低構成となる等、他の構成は前記
同様であるから、その説明は省略する。Further, FIG. 6 shows a structural example in which the water rod 24 has a large diameter. Even in this case,
Other configurations are the same as the above, such as the fuel support portion 28a having a high and low configuration, and the description thereof will be omitted.
【0029】図7および図8は、燃料集合体内部の流量
分布がどのように変化するかを示したものである。な
お、図中には参考のため、従来構造の下部タイプレート
における流量分布の変化も破線で示している。7 and 8 show how the flow rate distribution inside the fuel assembly changes. For reference, in the figure, the change in the flow rate distribution in the lower tie plate of the conventional structure is also indicated by a broken line.
【0030】本実施例の燃料集合体によると、図7に示
すように、下部タイプレート直後においては外周側(チ
ャンネル側)の流路の流量は内部の流量に比較してかな
り大きくなっているが、チャンネルボックスと燃料棒と
で囲まれた流路の水力直径が内部流路の水力直径に比較
して小さく、外周側の流路のほうが流れにくいため、流
量分布は次第に均一化している。また、図8に示すよう
に、燃料棒温度が上昇する位置での流量は、従来構造に
比して約20%増加する。これによる限界出力の増大は
5%である。図9は下部タイプレートの突出割合と燃料
装荷量の増加割合との関係を示し、図10は軸方向出力
分布を示している。According to the fuel assembly of this embodiment, as shown in FIG. 7, immediately after the lower tie plate, the flow rate in the flow passage on the outer peripheral side (channel side) is considerably larger than the flow rate inside. However, since the hydraulic diameter of the flow passage surrounded by the channel box and the fuel rod is smaller than the hydraulic diameter of the internal flow passage, and the flow passage on the outer peripheral side is less likely to flow, the flow rate distribution is gradually made uniform. Further, as shown in FIG. 8, the flow rate at the position where the fuel rod temperature rises is increased by about 20% as compared with the conventional structure. The increase in the limit output due to this is 5%. FIG. 9 shows the relationship between the protrusion ratio of the lower tie plate and the increase ratio of the fuel loading amount, and FIG. 10 shows the axial power distribution.
【0031】図9に示すように、本発明では、中央に位
置する燃料棒が外周側の燃料棒と比較して長い部分があ
るため、燃料の装荷量が最大で1%程度増大し、従来構
造に比して原子炉の出力の増加を図ることができる。As shown in FIG. 9, in the present invention, since the fuel rod located at the center has a longer portion than the fuel rods on the outer peripheral side, the fuel loading amount is increased by about 1% at the maximum. The output of the reactor can be increased as compared with the structure.
【0032】また、原子炉の出力に大きく影響する因子
として、中性子と燃料との反応が上げられるが、この反
応の度合(反応度)は水が多くある部分で高くなり、蒸
気の多い部分では低くなる性質がある。したがって、図
10に示すように、燃料棒下部の水の多い部分での燃料
装荷量の増加は、原子炉の出力増大に対して効果的に作
用する。As a factor that greatly affects the power output of the nuclear reactor, the reaction between neutrons and fuel is increased. The degree of this reaction (reactivity) is high in a portion where water is abundant and is large in a portion where steam is abundant. It has the property of becoming lower. Therefore, as shown in FIG. 10, the increase in the fuel loading amount in the water-rich portion below the fuel rod effectively acts on the increase in the power output of the reactor.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、チャン
ネルボックスと外周側の燃料棒とで囲まれた流路の冷却
材流量を増大させることより、外周側の燃料棒について
の限界出力を向上させ、これにより燃料集合体全体の熱
的余裕の増大を図ることができる。As described above, according to the present invention, by increasing the flow rate of the coolant in the flow passage surrounded by the channel box and the fuel rods on the outer peripheral side, the limit output for the fuel rods on the outer peripheral side can be obtained. And the thermal margin of the entire fuel assembly can be increased.
【図1】本発明による燃料集合体の一実施例を示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a fuel assembly according to the present invention.
【図2】前記実施例における下部タイプレートを示す平
面図。FIG. 2 is a plan view showing a lower tie plate in the embodiment.
【図3】図2のA−A線断面図。3 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図4】下部タイプレートの変形例を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a modified example of the lower tie plate.
【図5】下部タイプレートの変形例を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a modified example of the lower tie plate.
【図6】太径ウォータロッドを用いた変形例を示す断面
図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modified example using a large diameter water rod.
【図7】前記実施例による流量特性を示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing a flow rate characteristic according to the embodiment.
【図8】同実施例による異なる位置の流量特性を示すグ
ラフ。FIG. 8 is a graph showing flow rate characteristics at different positions according to the example.
【図9】下部タイプレートの突出長さと燃料装荷量の増
加割合を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing a protrusion rate of a lower tie plate and an increase rate of a fuel loading amount.
【図10】前記実施例による出力特性を示す図。FIG. 10 is a diagram showing output characteristics according to the embodiment.
【図11】従来例を示す断面図。FIG. 11 is a sectional view showing a conventional example.
【図12】他の従来例を示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing another conventional example.
【図13】(A)は従来例を示す横断面図、(B)は
(A)の部分拡大図。13A is a cross-sectional view showing a conventional example, and FIG. 13B is a partially enlarged view of FIG. 13A.
【図14】従来例における冷却材流量、熱的余裕、ロッ
ド出力等を示す特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram showing a coolant flow rate, a thermal margin, a rod output and the like in a conventional example.
21 燃料集合体 22 チャンネルボックス 23 燃料棒 24 ウォータロッド 27 上部タイプレート 28 下部タイプレート 28a 燃料支持部 29 スペーサ 30 冷却材導入口 21 fuel assembly 22 channel box 23 fuel rod 24 water rod 27 upper tie plate 28 lower tie plate 28a fuel support 29 spacer 30 coolant inlet
Claims (1)
と、この燃料棒と並列にその中央位置に配置された少く
とも1本のウォータロッドと、これら燃料棒およびウォ
ータロッドの上下端部を支持する上部タイプレートおよ
び下部タイプレートと、これら上部タイプレートおよび
下部タイプレート間に間隔的に配置され、前記燃料棒お
よびウォータロッドを水平方向で離間保持するスペーサ
と、これらを収容するチャンネルボックスとを備え、前
記下部タイプレートに、前記各燃料棒およびウォータロ
ッド間へ冷却材を導入する冷却材導入口を設けた燃料集
合体において、前記下部タイプレートの燃料支持部をそ
の中央部分が外周部分よりも下方に突出する形状とする
とともに、前記燃料支持部に支持される前記燃料棒のう
ち、中央側に配置されるものを外周側に配置されるもの
よりも長くし、かつ中央側の燃料棒の下端部を外周側の
燃料棒の下端部よりも低位置で前記下部タイプレートの
燃料支持部に支持させたことを特徴とする燃料集合体。1. A plurality of vertical fuel rods arranged in parallel, at least one water rod arranged in parallel with the fuel rod at its central position, and upper and lower ends of these fuel rods and water rods. Upper and lower tie plates that support the parts, spacers that are arranged between the upper and lower tie plates at intervals, and that horizontally maintain the fuel rods and the water rods, and channels that accommodate these spacers. In a fuel assembly including a box, the lower tie plate is provided with a coolant inlet for introducing a coolant between the fuel rods and the water rods, a fuel support portion of the lower tie plate is It has a shape projecting downward from the outer peripheral portion and is arranged on the center side of the fuel rods supported by the fuel supporting portion. The fuel rods of the lower tie plate are supported at a lower position than that of the fuel rods on the outer peripheral side, and the lower end of the fuel rods on the central side is lower than the lower end of the fuel rods on the outer peripheral side. A fuel assembly characterized by the following.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4223124A JPH0666974A (en) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Fuel assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4223124A JPH0666974A (en) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Fuel assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0666974A true JPH0666974A (en) | 1994-03-11 |
Family
ID=16793195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4223124A Pending JPH0666974A (en) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | Fuel assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0666974A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008261693A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | Thermal critical output correlation expression formation method and fuel assembly design method |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP4223124A patent/JPH0666974A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008261693A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | Thermal critical output correlation expression formation method and fuel assembly design method |
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