JPH07113673B2 - Fuel assembly - Google Patents

Fuel assembly

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JPH07113673B2
JPH07113673B2 JP63035271A JP3527188A JPH07113673B2 JP H07113673 B2 JPH07113673 B2 JP H07113673B2 JP 63035271 A JP63035271 A JP 63035271A JP 3527188 A JP3527188 A JP 3527188A JP H07113673 B2 JPH07113673 B2 JP H07113673B2
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nuclear fuel
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博将 平川
淳一 小山
貞夫 内川
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料集合体に係り、特に複数本または複雑な
形状を有する水ロツドを用いるのに好適な燃料集合体に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel assembly, and more particularly to a fuel assembly suitable for using a plurality of water rods or complex water rods.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

原子炉の燃料経済性を向上させる対策の1つとして、燃
料集合体内での水平方向出力分布を均一化することが考
えられている。例えば、特開昭61−198096号公報等にあ
るように、燃料集合体中央部に大型ウオータロツドを挿
入して燃料集合体中央部における冷却材による中性子減
速効果を高めて燃料集合体水平方向の出力分布均一化を
図り、燃料集合体の燃料経済性を向上させることができ
る。このような方法を用いて燃料集合体水平方向出力分
布の均一化を図る場合、燃料集合体中央部に挿入される
大型ウオータロツドを可能な限り大きくとり、燃料集合
体内の飽和水領域を大きく確保することが望まれる。単
数の大型水ロツドを採用することに伴い、改善,提案さ
れてきた燃料棒スペーサの代表例として、前記特開昭61
−198096号公報の他に特開昭62−42092号公報があげら
れる。これら従来法では、水ロツド挿入空間部に隣接し
ている丸セル相互を前記水ロツド空間部の円周方向に沿
つて所要の間隔をおいて複数枚配設された支持体により
連結し、前記支持板はスプリングを装着した平状板と丸
セル型スペーサ外枠の中心側へ凸状に湾出する凸状湾出
部を設けた凸状板とから形成され、前記平状板に装着さ
れたスプリングと、前記凸状板の凸状湾出部とで大型水
ロツドを支持している。
As one of the measures for improving the fuel economy of a nuclear reactor, it is considered to make the horizontal power distribution in the fuel assembly uniform. For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-198096, a large water rod is inserted in the center of the fuel assembly to enhance the neutron moderating effect of the coolant in the center of the fuel assembly to output the fuel assembly in the horizontal direction. It is possible to make the distribution uniform and improve the fuel economy of the fuel assembly. In order to make the horizontal distribution of the fuel assembly uniform using such a method, the large water rod inserted in the center of the fuel assembly should be as large as possible to secure a large saturated water region in the fuel assembly. Is desired. As a typical example of the fuel rod spacer that has been improved and proposed with the use of a single large water rod, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No.
-198096 and JP-A-62-42092 can be cited. In these conventional methods, the round cells adjacent to the water rod insertion space portion are connected by a plurality of support bodies arranged at required intervals along the circumferential direction of the water rod space portion, The support plate is composed of a flat plate having a spring mounted thereon and a convex plate having a convex projecting portion projecting convexly toward the center of the outer frame of the round cell type spacer, and is mounted on the flat plate. The large spring rod is supported by the spring and the convex projecting portion of the convex plate.

また、燃料集合体の水ロツド面積の最適化設計が進むに
つれ、最近では、大型の水ロツドを燃料集合体内に複数
本設ける方法や、複雑な形状の水ロツドを用いる方法が
提案されている。
Further, as the optimization design of the water rod area of the fuel assembly progresses, recently, a method of providing a plurality of large water rods in the fuel assembly and a method of using a water rod having a complicated shape have been proposed.

第11図は燃料棒7本分の空隔に2本の大型水ロツドを設
ける燃料集合体に使用される従来技術による水ロツド支
持方法を採用した丸セル型スペーサの全体断面図であ
る。丸セル型スペーサ1の中央部に位置する燃料棒7本
分の水ロツド挿入空間部3には、大型の2本の水ロツド
4a,4bが挿入される。2本の大型水ロツド4a,4bは、支持
板5にとりつけられた板バネ6と支持板7によつて3点
支持される構造になつている。この構造により、スペー
サ1と水ロツド4a,4b間での流動振動が防止できる。
FIG. 11 is an overall cross-sectional view of a round cell type spacer adopting the conventional water rod supporting method used in a fuel assembly in which two large water rods are provided in the space for seven fuel rods. Two large water rods are installed in the water rod insertion space 3 for seven fuel rods located in the center of the round cell type spacer 1.
4a and 4b are inserted. The two large water rods 4a and 4b have a structure in which they are supported at three points by a leaf spring 6 attached to a support plate 5 and a support plate 7. With this structure, flow vibration between the spacer 1 and the water rods 4a and 4b can be prevented.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかし、上記従来技術方式によると、支持板7の一部が
大型水ロツドを支持する固定端を形成しているため、大
型水ロツド4a,4bを大型化していき燃料集合体内の飽和
水領域を確保しようとすると少なくとも支持板7の板厚
の面積分は、水ロツド挿入空間部3の面積から除かなけ
ればならず、水ロツド挿入空間部3を最大限に活用でき
なくなるという問題があつた。また、水ロツドの形状が
複雑になると、従来のように支持板を設置して水ロツド
を保持する構成は、スペーサの関係から難かしくなつて
くる。
However, according to the above-mentioned conventional method, since a part of the support plate 7 forms a fixed end for supporting the large water rod, the large water rods 4a and 4b are increased in size so that the saturated water region in the fuel assembly is increased. In order to secure the space, at least the area of the plate thickness of the support plate 7 must be removed from the area of the water rod insertion space portion 3, and there is a problem that the water rod insertion space portion 3 cannot be used to the maximum extent. . In addition, when the shape of the water rod becomes complicated, it is difficult to install the support plate to hold the water rod as in the conventional case because of the spacer.

本発明の目的は、水ロツドが占める飽和水領域の横断面
積を大きくできる燃料集合体及びそのための燃料スペー
サとその燃料スペーサを構成する円筒状部材を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a fuel assembly capable of increasing a cross-sectional area of a saturated water region occupied by a water rod, a fuel spacer therefor, and a cylindrical member constituting the fuel spacer.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的は、スペーサを構成する円筒状部材であつて水
ロツドに隣接した円筒状部材の構成材の一部にて水ロツ
ドと接触する突出部を形成することにより達成される。
The above-mentioned object is achieved by forming a protruding portion that is in contact with the water rod in a part of the cylindrical member that constitutes the spacer and that is adjacent to the water rod.

〔作用〕[Action]

水ロツドに隣接している円筒状部材の構成材の一部にて
水ロツドと接触する突出部を形成することによつて、円
筒状部材の突出部が水ロツドを強固に支持する。スペー
サの円筒部材自体を利用しているので、水ロツド挿入空
間部を最大限に広げることができる。したがつて、燃料
集合体内の飽和水領域の横断面積をより大きくすること
ができ、燃料集合体の燃料経済性やボイド係数減少によ
る原子炉の安定性を向上することができる。
The protrusion of the cylindrical member firmly supports the water rod by forming the protrusion in contact with the water rod by a part of the constituent material of the cylindrical member adjacent to the water rod. Since the cylindrical member itself of the spacer is used, the water rod insertion space can be maximized. Therefore, the cross-sectional area of the saturated water region in the fuel assembly can be made larger, and the fuel economy of the fuel assembly and the stability of the reactor due to the reduction of the void coefficient can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例である燃料集合体に用いられる
丸セル型燃料スペーサの構成部材である丸セルを第1図
により説明する。第1図(a)は、丸セル型燃料スペー
サに用いられる水ロツド支持用の丸セルの概観図であ
り、第1図(b)は、第1図(a)に示す丸セル10の上
方から見た図である。水ロツド支持用の丸セル10は、円
筒状部材11から成り、円筒状部材11には、燃料棒20保持
用の板バネ15を装着するコの字形の切り欠き12が設けら
れている。また丸セル10には、燃料棒20を保持するため
の突出部13が内側に向けて設けられており、2個の突出
部13と1個の板バネ15で燃料棒20を保持できる構造にな
つている。更に、丸セル10には、丸セル10を構成する円
筒状部材11を変形させて形成した外側に向かつた突出部
14があり、この突出部14は丸セル10の両端に1個ずつ設
けられている。
A round cell which is a constituent member of a round cell type fuel spacer used in a fuel assembly which is one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 (a) is a schematic view of a round cell for supporting a water rod used in a round cell type fuel spacer, and FIG. 1 (b) is an upper side of the round cell 10 shown in FIG. 1 (a). It is the figure seen from. A round cell 10 for supporting a water rod comprises a cylindrical member 11, and the cylindrical member 11 is provided with a U-shaped notch 12 for mounting a leaf spring 15 for holding a fuel rod 20. In addition, the round cell 10 is provided with a protrusion 13 for holding the fuel rod 20 inward, so that the fuel rod 20 can be held by the two protrusions 13 and one leaf spring 15. I'm running. Further, the round cell 10 has an outwardly projecting portion formed by deforming the cylindrical member 11 forming the round cell 10.
14 is provided, and one protruding portion 14 is provided at each end of the round cell 10.

第2図は、第1図に示した丸セル10を使つた丸セル型燃
料スペーサ30の一例である。この燃料スペーサ30は、9
×9の燃料棒配列のうち、中央部の燃料棒7本分のスペ
ーサに2本の水ロツド31,32を設けた燃料集合体用のも
のである。
FIG. 2 is an example of a round cell type fuel spacer 30 using the round cell 10 shown in FIG. This fuel spacer 30 has 9
This is for a fuel assembly in which two water rods 31 and 32 are provided in a spacer for seven fuel rods in the central portion of the × 9 fuel rod arrangement.

本実施例の燃料集合体は、図示されていないが、上部タ
イプレート及び下部タイプレートを有し、燃料棒20の上
下端部が上部及び下部タイプレートにて保持され、水ロ
ツド31及び32の下端部が下部タイプレートに保持されて
構成される。燃料集合体の軸方向に複数の燃料スペーサ
30が配置される。燃料スペーサ30は、格子状に配置され
た多数の丸セル34,丸セル10(具体的には丸セル10a,10
b)、支持板36,37,板バネ33,38及び外枠35を有してい
る。丸セル34及び10は、内部に挿入された燃料棒20を保
持している。燃料スペーサ30は、板バネ33を共有する2
個の丸セル34を1組とする構成要素を複数個用いて構成
する。丸セル34と丸セル34の接触部は溶接にて接合さ
れ、周囲には外枠35を設ける。また、水ロツド31,32に
隣接した2ケ所の丸セルには、第1図に示した水ロツド
保持用の丸セル10を使用する、燃料スペーサ30の剛性を
高めるため、6個の支持板36,37で丸セル間を結合する
とともに、2個の支持板37には板バネ38をとりつけ、水
ロツド31,32を保持する。
Although not shown, the fuel assembly of the present embodiment has an upper tie plate and a lower tie plate, and the upper and lower ends of the fuel rod 20 are held by the upper and lower tie plates, and the water rods 31 and 32 are connected to each other. The lower end is held by the lower tie plate. Multiple fuel spacers in the axial direction of the fuel assembly
30 are placed. The fuel spacer 30 includes a large number of round cells 34 and round cells 10 (specifically, the round cells 10a, 10a,
b) has support plates 36, 37, leaf springs 33, 38 and an outer frame 35. The round cells 34 and 10 hold the fuel rod 20 inserted therein. The fuel spacer 30 shares the leaf spring 33 2
It is configured by using a plurality of constituent elements each including one round cell 34 as a set. The round cells 34 and the contact portions of the round cells 34 are joined by welding, and an outer frame 35 is provided around them. Further, the circular cells 10 for holding the water rods shown in FIG. 1 are used for the two circular cells adjacent to the water rods 31 and 32. In order to increase the rigidity of the fuel spacer 30, six support plates are used. The round cells are connected by 36 and 37, and leaf springs 38 are attached to the two support plates 37 to hold the water rods 31 and 32.

第2図の水ロツド31,32の周辺部を拡大した図を第3図
に示す。水ロツド31に着目すると、水ロツド31は、水ロ
ツド保持用の丸セル10a,10bに設けられた突出部39と、
支持板37に設けられた板バネ38により3点支持される。
水ロツド31と丸セル10a,10bの接触部は、水ロツド31,32
の中心O1,O2と丸セル10a,10bの中心O3,O4を結ぶ線分で
囲まれた矩形領域の内にある。したがつて、水ロツド3
1,32の外径は、最大限、丸セル10a,10bの外壁に接する
ところまで大きくできる。本発明の先願に示された第11
図の水ロツド保持方法に比べ、支持板7の厚さが0.7mm
であるとすると水ロツド31,32の径を1.4mm大きくでき
る。水ロツドの内径を30mmとすれば、丸セル10を利用し
た燃料スペーサ30では、水ロツド領域の面積を約1cm2
加することができる。水ロツド面積を大きくすると、燃
料集合体の水対燃料体積比が大きくなり、効率良く燃料
と燃やせ、また高温時と冷温時の水対燃料体積比の差が
小さくなるので炉停止余裕を緩和できる。第2図の燃料
スペーサ30を用いた燃料集合体は、第11図の燃料スペー
サ1を用いた燃料集合体に比べて、1%の省ウランが可
能であり、炉停止余裕が0.1%緩和できる。また、わず
かではあるが、炉心安定性も向上する。
An enlarged view of the periphery of the water rods 31, 32 in FIG. 2 is shown in FIG. Focusing on the water rod 31, the water rod 31 is a projection 39 provided on the round cells 10a, 10b for holding the water rod,
It is supported at three points by a leaf spring 38 provided on the support plate 37.
The contact area between the water rod 31 and the round cells 10a, 10b is the water rod 31, 32.
Within the rectangular region surrounded by the line segment connecting the centers O 1 and O 2 of the circle cells and the centers O 3 and O 4 of the round cells 10a and 10b. Therefore, water rod 3
The outer diameters of 1 and 32 can be maximized up to the point of contacting the outer walls of the round cells 10a and 10b. No. 11 shown in the prior application of the present invention
Compared to the water rod holding method shown in the figure, the thickness of the support plate 7 is 0.7 mm
If so, the diameter of the water rods 31, 32 can be increased by 1.4 mm. If the inner diameter of the water rod is 30 mm, the area of the water rod region can be increased by about 1 cm 2 in the fuel spacer 30 using the round cells 10. Increasing the water rod area increases the water-to-fuel volume ratio of the fuel assembly, enables efficient combustion with the fuel, and reduces the difference in the water-to-fuel volume ratio between high temperature and low temperature, thus relaxing the reactor shutdown margin. . The fuel assembly using the fuel spacer 30 shown in FIG. 2 can save 1% of uranium and reduce the reactor shutdown margin by 0.1% compared to the fuel assembly using the fuel spacer 1 shown in FIG. . In addition, the core stability is also improved, albeit slightly.

次に、丸セル10の作成方法の一つを述べる。本方法で
は、まず、丸セル10の外側に突出した部分をプレス加工
で成形し、次に丸セル10の内側に突出した部分を、やは
りプレス加工で成形する。
Next, one of the methods for creating the round cell 10 will be described. In this method, first, the outer projecting portion of the round cell 10 is formed by pressing, and then the inner projecting portion of the round cell 10 is also formed by pressing.

第4図は、丸セル10を外側に変形させて、突出した部分
を成形する装置の構造図で、(a)は、装置を軸対称な
面で切つた断面を正面から見た図であり、(b)は
(a)のA−A断面図である。装置40はダイス41aと金
型42a,43aとプレス装置44,45から構成される。プレス装
置44と金型42aは固着しており、プレス装置44とともに
金型42aは上下に移動可能になつている。丸セル46を金
型42a,43aに通し、金型42aをプレス装置44,45で押し下
げ、ダイス41aに押しつけて、突起物を形成する。その
際、丸セル46には変形しやすいよう、事前に切れ込みを
いれておく。
FIG. 4 is a structural view of an apparatus for deforming the round cell 10 to the outside to form a protruding portion, and FIG. 4 (a) is a front view of a cross section of the apparatus cut along an axisymmetric plane. , (B) are AA sectional views of (a). The device 40 includes a die 41a, dies 42a and 43a, and press devices 44 and 45. The pressing device 44 and the mold 42a are fixed to each other, and the mold 42a is movable up and down together with the pressing device 44. The round cell 46 is passed through the dies 42a and 43a, and the dies 42a are pressed down by the pressing devices 44 and 45 and pressed against the dies 41a to form protrusions. At that time, the round cell 46 is preliminarily provided with a notch so as to be easily deformed.

次に、丸セルを内側に変形さて、燃料棒を支持する部分
を形成する。第5図は、その装置で、構成は第4図に示
した装置とほぼ同じである。ダイス41bと金型43bの形状
が第4図の形状と異なつており、プレス加工により、所
要の突起物を形成する。
Next, the round cell is deformed inward to form a portion supporting the fuel rod. FIG. 5 shows the device, and the structure is almost the same as the device shown in FIG. The shapes of the die 41b and the die 43b are different from the shapes shown in FIG. 4, and the required projections are formed by press working.

丸セル46の材料として伸展性に秀でた物質を使えば、第
4図に示した工程を省いて、第5図に示した工程のみ
で、丸セル46の内側と外側の突起物を一度に形成するこ
とも可能である。次に、第1図に示す以外の本発明によ
る水ロツド支持用丸セルの実施例を第6図及び第7図に
示す。各図の(a),(b)とも第1図に示した型式と
同様である。第6図に示す実施例では、水ロツド支持用
突出部51と燃料棒支持用の内側に向かつた突出部52との
間に円筒状部材の原型部53が存在していることが第1図
に示す実施例と異なつている。本実施例では、水ロツド
支持用突出部51及び燃料棒支持用の内側に向かつた突出
部52の変形量が小さいので、本丸セルに挿入される燃料
棒外径や水ロツド外径が大きい場合、第1図に示した実
施例よりも有効である。また、前記の同筒状部材の原型
部53が存在しているので、本実施例の丸セルは第1図に
示した実施例よりも剛性が高い。第7図に示す実施例で
は、水ロツド支持用突出部54と燃料棒支持用の内側に向
かつた突出部55の丸セルを形成する円筒状部材56におけ
る軸方向位置が相異なつている。この実施例でも、第6
図に示す実施例と同様に第1図に示した実施例よりも剛
性が高まる利点を有している。第8図に示す実施例は、
水ロツド支持用突出部57をデインプルによつて形成して
いる。デインプルで水ロツド支持用突出部57を形成する
ことは、例えば水ロツド支持用丸セルに2本の水ロツド
が隣接し、水ロツドの中心と水ロツド支持用丸セルの中
心とを結ぶ線分により囲まれる矩形領域に属する冷却材
流路領域が狭く、水ロツド支持用突出部57が小さい場合
に有効であり、また加工し易いという利点もある。
If a material having excellent extensibility is used as the material for the round cells 46, the steps shown in FIG. 4 can be omitted and only the steps shown in FIG. It is also possible to form it. Next, an embodiment of a round cell for supporting a water rod according to the present invention other than that shown in FIG. 1 is shown in FIGS. 6 and 7. Both (a) and (b) in each figure are the same as the model shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 6, the prototype part 53 of the cylindrical member is present between the water rod supporting projection 51 and the inwardly projecting projection 52 for supporting the fuel rod. This is different from the embodiment shown in the figure. In this embodiment, since the deformation amount of the water rod supporting protrusion 51 and the inward protrusion 52 for supporting the fuel rod is small, the outer diameter of the fuel rod and the outer diameter of the water rod to be inserted into the main cell are large. In this case, it is more effective than the embodiment shown in FIG. Further, since the prototype part 53 of the same tubular member is present, the round cell of this embodiment has higher rigidity than the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 7, the axial positions of the cylindrical members 56 forming the round cells of the water rod supporting projection 54 and the inwardly projecting projection 55 for supporting the fuel rods are different. Also in this embodiment, the sixth
Similar to the embodiment shown in the figure, it has the advantage of higher rigidity than the embodiment shown in FIG. The embodiment shown in FIG.
The water rod supporting projection 57 is formed by a dimple. Forming the water rod supporting protrusion 57 with dimples means, for example, that two water rods are adjacent to a water rod supporting circular cell and a line segment connecting the center of the water rod and the center of the water rod supporting circular cell. This is effective when the coolant flow passage region belonging to the rectangular region surrounded by is narrow and the water rod supporting protrusion 57 is small, and also has the advantage of being easy to process.

第2図では、水ロツド支持用セルを2本の大型水ロツト
を持つ燃料集合体に適用した実施例を示したが、その他
に、水ロツドを支持するためのセル外枠に外側に向かつ
た突出部を有する丸セル10を他の複雑な形状を有する水
ロツドを持つ燃料集合体に用いた実施例を第9図,第10
図に示す。第9図は、丸セル型スペーサ61の中央部の燃
料棒9本分の水ロツド挿入空間部63に、断面が四角形の
水ロツド64を挿入する燃料集合体に利用される、本発明
を適用した丸セル型スペーサを示す。水ロツド64は、外
側に向かつて突出物を有する丸セル、即ち本発明による
水ロツド支持用丸セル65により支持されている。一方、
第10図は、丸セル型スペーサ66の中央部に位置する丸セ
ル67を図に示すように5個欠除して形成される水ロツド
挿入空間部68に横断面が十字型をした水ロツド69を挿入
する燃料集合体に利用される。本発明を適用した丸セル
型スペーサを示す。本発明による丸セル70を4個、スペ
ーサ66の中央部に配置している。十字形水ロツド69は丸
セル70に設けた4つの突出部71と4つの板バネ72で保持
されている。
FIG. 2 shows an embodiment in which the water rod supporting cell is applied to a fuel assembly having two large water rods. 9 and 10 show an embodiment in which a round cell 10 having a protruding portion is used in a fuel assembly having a water rod having another complicated shape.
Shown in the figure. FIG. 9 shows the application of the present invention, which is used for a fuel assembly in which a water rod 64 having a quadrangular cross section is inserted into the water rod insertion space 63 for nine fuel rods at the center of the round cell type spacer 61. 3 shows a round cell type spacer. The water rod 64 is supported by a round cell having outwardly projecting projections, ie a water rod supporting round cell 65 according to the invention. on the other hand,
FIG. 10 shows a water rod having a cross-shaped cross section in a water rod insertion space 68 formed by cutting five round cells 67 located at the center of the round cell type spacer 66 as shown in the figure. Used for fuel assembly to insert 69. 3 shows a round cell type spacer to which the present invention is applied. Four round cells 70 according to the present invention are arranged at the center of the spacer 66. The cruciform water rod 69 is held by four protrusions 71 and four leaf springs 72 provided on the round cell 70.

本発明である丸セルを構成する円筒状部材の一部を外側
に向かつた突出物を有する丸セルを、次世代型軽水炉と
して現存設計が進められている高転換,バーナー炉に装
荷される燃料集合体に適用することができる。第12図は
高転換・バーナー炉に使用可能な丸セル型スペーサの概
略断面図であり、丸セル型スペーサ71は外枠72の中に丸
セル73を三角格子状に配列することにより構成される。
そして、制御棒の挿通路を形成している制御棒案内シン
プル管74を本発明による外側に向かつて突出した部分75
を有する丸セル76により支持することができる。
A round cell having a protrusion in which a part of a cylindrical member constituting the round cell of the present invention is directed to the outside is loaded into a high conversion, burner reactor whose existing design is being advanced as a next-generation light water reactor. It can be applied to fuel assemblies. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a round cell type spacer usable in a high conversion / burner furnace. The round cell type spacer 71 is formed by arranging the round cells 73 in an outer frame 72 in a triangular lattice shape. It
Then, the control rod guide simple tube 74 forming the insertion passage of the control rod is provided with a portion 75 protruding outwardly according to the present invention.
It can be supported by a round cell 76 having

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、丸セル型スペーサの中央部に位置する
丸セルを欠除して得られる水ロツド挿入用空間部を最大
限に活用することができるので、前に説明したように支
持板により水ロツドを支持する場合よりも燃料集合体内
の飽和水領域を大きく確保でき、燃料集合体の中央部の
中性子減速効果を高めることができるので、燃料集合体
の燃料経済性を向上させることができる。また、飽和水
をより多く確保しているので、炉停止余裕を増大させる
ことができ、また、ボイド係数を減少させることができ
るので原子炉の安定性を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to maximize the use of the water rod insertion space obtained by omitting the round cell located in the center of the round cell type spacer. As a result, it is possible to secure a larger saturated water region in the fuel assembly and to enhance the neutron moderating effect in the central portion of the fuel assembly than in the case of supporting the water rod, thus improving the fuel economy of the fuel assembly. it can. Further, since more saturated water is secured, the reactor shutdown margin can be increased, and the void coefficient can be reduced, so that the stability of the nuclear reactor can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例である燃料集合体に用いられ
る燃料スペーサの構成材である丸セルの構成図、第2図
は第1図の構成材を用いしかも本発明の一実施例である
燃料集合体に用いられる丸セル型燃料スペーサの平面
図、第3図は、第2図の水ロツド周辺領域の拡大図、第
4図は第1図の丸セルに突出物の加工をするための装置
の構成図、第5図は第1図の丸セルに燃料棒支持用部分
を加工するための装置の構成図、第6図〜第8図は丸セ
ルの他の実施例の構成図、第9図,第10図及び第12図は
燃料スペーサの他の実施例の平面図、第11図は本発明の
先願に示された複数の水ロツドを持つた燃料集合体で用
いられる丸セル型燃料スペーサの全体断面図である。 1,30,61,66……丸セル型スペーサ、2,10,34,46,62,67,7
0……丸セル、3,63,68……水ロツド挿入空間部、4,31,3
2,64,69……水ロツド、5,7,36,37……支持板、6,15,33,
38……板ばね、11,56……円筒状部材、12……切り抜
き、13,52,55……突出部(内側)、14,39,51,54,57,71
……突出部(外側)、35……外枠、41……ダイス、42,4
3……金型、44,45……プレス装置、53……円筒状部材の
原型部、65……突出物(外側)を有する丸セル。
FIG. 1 is a structural view of a round cell which is a constituent material of a fuel spacer used in a fuel assembly which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a structural drawing of the circular cell shown in FIG. FIG. 3 is a plan view of a round cell type fuel spacer used in the fuel assembly, FIG. 3 is an enlarged view of the water rod peripheral region of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for processing the fuel rod supporting portion in the round cell of FIG. 1, and FIGS. 6 to 8 are views of another embodiment of the round cell. FIG. 9, FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 12 are plan views of another embodiment of the fuel spacer, and FIG. 11 is a fuel assembly having a plurality of water rods shown in the prior application of the present invention. It is the whole cross section of the round cell type fuel spacer used. 1,30,61,66 …… Round cell type spacer, 2,10,34,46,62,67,7
0 …… Round cell, 3,63,68 …… Water rod insertion space, 4,31,3
2,64,69 …… Water rod, 5,7,36,37 …… Support plate, 6,15,33,
38 …… Leaf spring, 11,56 …… Cylindrical member, 12 …… Cutout, 13,52,55 …… Projection (inside), 14,39,51,54,57,71
…… Projection (outside), 35 …… Outer frame, 41 …… Dice, 42,4
3 ... Mold, 44, 45 ... Pressing device, 53 ... Prototype part of cylindrical member, 65 ... Round cell having protrusion (outside).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 肇男 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 平川 博将 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小山 淳一 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 内川 貞夫 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 小沢 通裕 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭63−201594(JP,A) 特開 昭61−198096(JP,A) 特開 昭55−83881(JP,A) 特開 昭59−137884(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hajime Aoyama 1168 Moriyama-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref., Institute of Energy Research, Hitachi, Ltd. (72) Hiromasa Hirakawa 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. Stock Company Hitachi Ltd.Hitachi Plant (72) Inventor Junichi Koyama 1168 Moriyama-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Energy Research Institute (72) Sadao Uchikawa 1168 Moriyama-cho, Hitachi City, Ibaraki Japan Ltd. In the Tate Seisakusho Energy Research Institute (72) Inventor Michihiro Ozawa 3-1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Works (56) Reference JP-A-63-201594 (JP, A) JP 61-198096 (JP, A) JP-A-55-83881 (JP, A) JP-A-59-137884 (JP, A)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】核燃料を充填した複数の核燃料棒と、筒内
に冷却材の通る中空部分をもつ筒状構造の水ロッドと、
前記核燃料棒と水ロッドとを水平方向に拘束するスペー
サとを備え、前記スペーサは構成部品として、前記核燃
料棒を水平方向に拘束するために前記核燃料棒が通され
る複数の円筒状部材を格子状に配列した円筒状部材群を
備えている燃料集合体において、 前記円筒状部材群の最外周部よりも内側にある円筒状部
材を除去することで形成した空間に挿入された前記水ロ
ッドと、 前記空間に隣接した円筒状部材に対して、前記円筒状部
材の一部を前記空間側へ前記水ロッドの筒外壁面に接す
る位置にまで突出させて設けられた突起部分と、 を備え、前記突起部分で前記水ロッドの水平方向を拘束
することを特徴とした、燃料集合体。
1. A plurality of nuclear fuel rods filled with nuclear fuel, and a water rod having a cylindrical structure having a hollow portion through which a coolant passes in the cylinder.
A spacer for horizontally restraining the nuclear fuel rod and the water rod is provided, and the spacer is a component, and a grid of a plurality of cylindrical members through which the nuclear fuel rod is passed in order to horizontally restrain the nuclear fuel rod. In a fuel assembly including a cylindrical member group arranged in a circular shape, the water rod inserted into a space formed by removing a cylindrical member inside an outermost peripheral portion of the cylindrical member group, A cylindrical portion adjacent to the space, a projection portion provided by projecting a part of the cylindrical member to the space side to a position in contact with the outer wall surface of the cylinder of the water rod, A fuel assembly, wherein the water rod is constrained in the horizontal direction by the projection portion.
【請求項2】特許請求の範囲の第1項において、前記空
間に2本の水ロッドが挿入されており、 前記水ロッド内の冷却材の流れに垂直な方向に対する、
前記水ロッド断面の円弧を構成する円の中心どうしを結
んだ線分の中点と、円筒部材の水平断面の中心との距離
が、最も短くなる円筒部材に対して、突起部分が設けら
れ、 前記水ロッド断面の円弧を構成する円の中心と前記円筒
部材の水平断面の中心とを結んで囲まれた矩形領域に前
記突起部分が含まれる配置で前記突起部分が前記円筒部
材に装備されていることを特徴とした燃料集合体。
2. In the first claim, two water rods are inserted in the space, and a direction perpendicular to a flow of the coolant in the water rod is set,
The distance between the midpoint of the line segment connecting the centers of the circles that form the arc of the water rod cross section and the center of the horizontal cross section of the cylindrical member, the protruding portion is provided for the cylindrical member that is the shortest, The cylindrical member is provided with the projecting portion in an arrangement in which the rectangular region enclosed by connecting the center of the circle forming the arc of the water rod cross section and the center of the horizontal cross section of the cylindrical member includes the projecting portion. Fuel assembly characterized by being present.
【請求項3】核燃料棒が通される円筒状部材を格子状に
配列して構成した円筒状部材群の最外周部に周辺支持バ
ンド部材を巻いて構成された、前記核燃料棒の燃料スペ
ーサにおいて、 前記円筒状部材群中の前記円筒状部材の一部を除去する
ことで形成した水ロッドの挿入空間と、 前記空間に隣接した前記円筒状部材の一部分を前記水ロ
ッドの筒外壁面と接触する位置にまで前記空間側に突出
させた突起部分とを備えたことを特徴とした燃料スペー
サ。
3. A fuel spacer for a nuclear fuel rod, wherein a peripheral support band member is wound around an outermost peripheral portion of a cylindrical member group formed by arranging cylindrical members through which nuclear fuel rods are passed in a grid pattern. An insertion space of the water rod formed by removing a part of the cylindrical member in the cylindrical member group, and a part of the cylindrical member adjacent to the space is in contact with an outer wall surface of the water rod. A fuel spacer, which is provided with a protruding portion that protrudes toward the space side up to the position.
【請求項4】核燃料を充填した複数の核燃料棒が通され
る複数の円筒状部材を一群に纏められた円筒状部材群
と、前記円筒状部材群中の前記円筒状部材の一部を除去
することで形成した水ロッド挿入空間とを備えている核
燃料集合体の燃料スペーサの前記円筒状部材であって、 前記挿入空間に隣接した前記円筒状部材はその一部分を
プレス加工により前記水ロッドの外周面と接触する位置
にまで前記空間側に突出させて形成して前記円筒状部材
の原形部材により前記水ロッドの外周面と接触する突起
部を加工することを特徴とした前記円筒状部材の製造方
法。
4. A cylindrical member group in which a plurality of cylindrical members through which a plurality of nuclear fuel rods filled with nuclear fuel are passed, and a part of the cylindrical members in the cylindrical member group are removed. The cylindrical member of the fuel spacer of the nuclear fuel assembly having a water rod insertion space formed by doing, the cylindrical member adjacent to the insertion space is a part of the water rod of the water rod by pressing. The cylindrical member is characterized in that it is formed so as to project to the space side to a position in contact with the outer peripheral surface, and the projection member that contacts the outer peripheral surface of the water rod is processed by the original member of the cylindrical member. Production method.
【請求項5】核燃料を充填した複数の核燃料棒が通され
る複数の円筒状部材を一群に纏められた円筒状部材群
と、前記円筒状部材群中の前記円筒状部材の一部を除去
することで形成した水ロッド挿入空間とを備えている核
燃料集合体の燃料スペーサの前記円筒状部材であって、 前記挿入空間に隣接した前記円筒状部材は、その原形部
材の一部分が前記水ロッドの外周面と接触する位置にま
で前記空間側に突出していることを特徴とした核燃料集
合体の燃料スペーサを構成する円筒状部材。
5. A cylindrical member group in which a plurality of cylindrical members through which a plurality of nuclear fuel rods filled with nuclear fuel are passed, and a part of the cylindrical members in the cylindrical member group are removed. The cylindrical member of the fuel spacer of the nuclear fuel assembly having a water rod insertion space formed by performing the water rod insertion space, wherein the cylindrical member adjacent to the insertion space has a part of its original shape member that is the water rod. A cylindrical member that constitutes a fuel spacer of a nuclear fuel assembly, characterized in that it projects to the space side to a position in contact with the outer peripheral surface of the.
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