JPH07140279A - チャンネルボックス - Google Patents

チャンネルボックス

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Publication number
JPH07140279A
JPH07140279A JP5290684A JP29068493A JPH07140279A JP H07140279 A JPH07140279 A JP H07140279A JP 5290684 A JP5290684 A JP 5290684A JP 29068493 A JP29068493 A JP 29068493A JP H07140279 A JPH07140279 A JP H07140279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel box
hafnium
fuel
neutron
shroud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5290684A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Osato
哲夫 大里
Koji Fukutani
耕司 福谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5290684A priority Critical patent/JPH07140279A/ja
Publication of JPH07140279A publication Critical patent/JPH07140279A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】上部格子板とシュラウドの熱中性子束を低減さ
せる。 【構成】燃料棒束を包囲させるためのチャンネルボック
スにおいて、外周面を形成する面の全てを熱中性子吸収
材、例えばハフニウムで構成する。これにより、その外
側に対向するシュラウドの熱中性子束を低減させる。ま
た、シュラウドの上部約30cmをハフニウムで構成するこ
とにより上部格子板への熱中性子束の照射量を抑えるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉用燃料集
合体のチャンネルボックスに関する。
【0002】
【従来の技術】沸騰水型原子炉に使用されている燃料集
合体のチャンネルボックスについて図4により説明す
る。一般に図4の一部切断斜視図に示すように、燃料集
合体1は、内部に核燃料である多数のペレットを装填し
た複数の燃料棒2を複数の燃料スペーサー3で格子状に
配列し、その上下端を上部タイプレート4と下部タイプ
レート5で保持した燃料束6と、この燃料束6を断面四
角状のチャンネルボックス7内に挿入して形成されてい
る。
【0003】このチャンネルボックス7の構成材は通常
ジルコニウム合金であるジルカロイを用い、図4に示す
ように2枚のジルカロイ板の両端を同方向に折り曲げて
コの字状に形成し、向かい合う2つの面の中央に溶接線
8が位置するように溶接して角筒状に形成している。
【0004】このチャンネルボックス7により原子炉に
おける冷却水の流路が確保されている。チャンネルボッ
クス7の上部外側にはチャンネルボックス同士の間隔を
保持するためのチャンネルスペーサー9が、また上端部
には前記燃料束6との固定のためのクリップ10が取り付
けられ、上部格子板11によって固定されている。
【0005】これらの燃料集合体1は原子炉圧力容器内
に図5に示すように、シュラウド12に包まれるように配
置される。図5は原子炉圧力容器内の炉心内の燃料集合
体1とシュラウド12との配置関係を1/4炉心の状態で
示しており、1a,1bはシュラウド12に近い燃料集合
体、11a,11bは同じく上部格子板、12a,12bは上部
格子板11a,11bに近くなるシュラウドの部位である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】通常、燃料集合体1を
所定の期間、たとえば3〜4年間使用すると上部格子板
11及びシュラウド12は原子炉圧力容器内の冷却水及び中
性子にさらされるため、それらの構成材であるステンレ
ス鋼は中性子照射によって誘起される腐食が生じ易い。
【0007】上部格子板11及びシュラウド12に応力が加
わっている状態で前記の腐食が生じると応力腐食割れ
(IASCC)が発生し、上部格子板11及びシュラウド
12の強度が低下する可能性があった。
【0008】中性子発生源となる燃料集合体の中で最外
周部に位置するものとシュラウド12との距離が図5に示
されるように最も近くなるシュラウドの部位12a,12b
が存在する。それぞれ最も近い燃料集合体は1a,1b
である。その近傍の中性子束分布を計算で求めたのが図
6であり、横断面をとったときの中性子束分布を曲線で
示している。
【0009】図6から明らかなように曲線は右に行くほ
ど中性子束が高いことを示している。図6によれば、中
性子分布は平坦ではなく突出した部分があり、その突出
部分がシュラウドの部位12a,12bに相当している。そ
のような部位では常に中性子束が高く、前記の中性子照
射によって誘起される腐食が他の部分に比較して発生し
易くなる課題がある。
【0010】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、上部格子板及びシュラウドへの中性子照射量
が従来よりも抑えることができ、もって熱中性子束を低
減し、応力腐食割れ発生を防止し、原子力発電プラント
の信頼性向上と長寿命を計ることができるチャンネルボ
ックスを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は複数本の燃料棒
を燃料スペーサーを介在して整列配置し、これらの燃料
棒の両端部を上部及び下部タイプレートに固定してなる
燃料棒束を包囲するための燃料集合体のチャンネルボッ
クスにおいて、第1の発明は前記チャンネルボックスの
全体あるいは一部を中性子吸収体で形成してなることを
特徴とする。
【0012】第2の発明は上部格子板への中性子照射量
を減らすため、前記チャンネルボックスの上端部のみを
中性子吸収体で形成してなることを特徴とする。
【0013】第3の発明は炉内燃料配置によってシュラ
ウドへの中性子照射量を高くする原因となる燃料集合体
のチャンネルボックス構成体の外周部に、中性子吸収体
のチャンネルボックスカバーを設けることを特徴とす
る。
【0014】
【作用】第1の発明ではチャンネルボックスの近傍の中
性子束が低下するため、炉心構造材の上部格子板および
シュラウドの中性子照射量が減少し、中性子照射によっ
て誘起される腐食が抑制される。
【0015】第2の発明では特に上部格子板に対する中
性子照射量を減少させ、中性子照射によって誘起される
腐食が抑制される。
【0016】第3の発明では特にシュラウドに対する中
性子照射量を減少させ、中性子照射によって誘起される
腐食が抑制される。
【0017】
【実施例】本発明に係るチャンネルボックスの実施例を
図面を参照して説明する。なお、各図中ともに従来技術
と同様の構成部分については、同一符号を付して詳細な
説明を省略する。また、図1から図3において(a),
(b)はいずれもチャンネルボックスのそれぞれ反対方
向からみた外観を斜視図で示している。
【0018】図1は第1の発明の実施例に係るチャンネ
ルボックスの斜視図を示している。すなわち、チャンネ
ルボックス13の形状は、図4に示した従来例のチャンネ
ルボックス1と本質的に変わるものではなく、チャンネ
ルボックス13の上端部から約30〜40cm、望ましくは30cm
下方の範囲14aをハフニウムで形成したハフニウム部14
として構成されている。
【0019】このハフニウム部14の構成材であるハフニ
ウムは、従来のチャンネルボックスの構成材であるジル
カロイに比較して著しく中性子を吸収するため、上部格
子板11への中性子照射量が減少し、中性子照射によって
誘起される腐食の発生を抑制する効果がある。ハフニウ
ムは化学的にはジルコニウムと非常によく似ており、ジ
ルカロイとの溶接性もよく、強度・耐食性・安定性など
も従来の構成材であるジルカロイに劣らないものであ
る。
【0020】図2は本発明の第2の実施例におけるチャ
ンネルボックスの斜視図を示している。すなわち、図2
において、チャンネルボックス15の4面のうち隣合った
2面16a,16bをハフニウム部16として構成し、他の2
面をジルカロイで構成する。他の部分は図4で説明した
ものと同様である。
【0021】チャンネルボックス15に従来の構成材であ
るジルカロイを用いた場合には、図5で示した燃料集合
体に近接するシュラウド12a,12bでは、図6に示すよ
うに中性子照射量が突出して高くなる。このシュラウド
12a,12bに最も近い燃料集合体1a,1bの外周側の
上部格子板11a,11bにハフニウムを用いたチャンネル
ボックス15の2面16a,16bが位置するように配置す
る。
【0022】また、従来のチャンネルボックスは前記の
ようにコの字型の板を用い、向かい合う2つの面の中央
に溶接線8が位置するように溶接するが、本実施例のチ
ャンネルボックス15ではL字型の板を用い、向かい合う
角に溶接線17が位置するように溶接している。しかし
て、この第2の実施例によれば、シュラウドに対する中
性子束の突出部をなくし、中性子照射によって誘起され
る腐食を抑制する効果を持つことができる。
【0023】つぎに図3により本発明の第3の実施例を
説明する。燃料集合体は2〜3年ごとに位置交換を行う
ため、第2の実施例では燃料棒束をチャンネルボックス
から取り出し、チャンネルボックスを入れ換える必要が
あるが、第3の実施例ではこの点を改良している。
【0024】すなわち、第3の実施例では図3に示した
ように、チャンネルボックスの外側面を外側から覆うよ
うにチャンネルボックスの隣り合う2面と同形状のL字
形板状体を形成し、この板状体の上下端にフィン18a,
18bを取り付けてハフニウムを構成材とするチャンネル
ボックスカバー18を構成する。
【0025】このチャンネルボックスカバー18をチャン
ネルボックスの外側に取り付け、フィン18a,18bを内
側に曲げて固定する。しかして、第3の実施例によれ
ば、燃料集合体の位置交換の際には容易に着脱できる効
果を有している。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば照射損傷となっている原
子炉圧力容器内の上部格子板とシュラウドの熱中性子束
を低減して応力腐食割れ(IASCC)発生を防止し、
もって、原子力発電プラントの信頼性向上と長寿命化を
計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係るチャンネルボックスの第
1の実施例を示す斜視図、(b)は(a)のチャンネル
ボックスを反対方向からみた外観を示す斜視図。
【図2】(a)は本発明に係るチャンネルボックスの第
2の実施例を示す斜視図、(b)は(a)のチャンネル
ボックスを反対方向からみた外観を示す斜視図。
【図3】本発明に係るチャンネルボックスの第3の実施
例のチャンネルカバーの2面を示す斜視図、(b)は
(a)におけるチャンネルボックスカバーを反対方向か
らみた外観を示す斜視図。
【図4】従来のチャンネルボックスを説明するための燃
料集合体の一部を切断して示す斜視図。
【図5】原子炉圧力容器内の燃料集合体とシュラウドの
位置関係を概略的に示すほぼ1/4炉心の横断面図。
【図6】原子炉圧力容器内の横断面における中性子束分
布図。
【符号の説明】
1…燃料集合体、2…燃料棒、3…燃料スペーサ、4…
上部タイプレート、5…下部タイプレート、6…燃料
束、7,13、15…チャンネルボックス、8,17…溶接
線、9…チャンネルスペーサ、10…クリップ、11…上部
格子板、12…シュラウド、14,16…ハフニウム部、14a
…ハフニウム範囲、18…チャンネルボックスカバー、18
a,18b…フィン。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本の燃料棒を燃料スペーサーを介在
    して整列配置し、これらの燃料棒の両端部を上部及び下
    部タイプレートに固定してなる燃料棒束を包囲するため
    の燃料集合体のチャンネルボックスにおいて、前記チャ
    ンネルボックスの全体または一部を中性子吸収体により
    形成してなることを特徴とするチャンネルボックス。
  2. 【請求項2】 前記チャンネルボックスの構成部材の上
    端部を中性子吸収体で形成してなることを特徴とする請
    求項1記載のチャンネルボックス。
  3. 【請求項3】 請求項1の複数本の燃料棒を燃料スペー
    サーを介在して整列配置し、これらの燃料棒の両端部を
    上部及び下部タイプレートに固定してなる燃料棒束を包
    囲するための燃料集合体のチャンネルボックスにおい
    て、前記チャンネルボックス構成体の外周部に中性子吸
    収体で形成したチャンネルボックスカバーを設けること
    を特徴とするチャンネルボックス。
  4. 【請求項4】 前記中性子吸収体はハフニウム、または
    ハフニウム合金、あるいはボロンカーバイトからなるこ
    とを特徴とする請求項1から3記載のチャンネルボック
    ス。
JP5290684A 1993-11-19 1993-11-19 チャンネルボックス Pending JPH07140279A (ja)

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JP5290684A JPH07140279A (ja) 1993-11-19 1993-11-19 チャンネルボックス

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015129747A (ja) * 2013-12-17 2015-07-16 グローバル・ニュークリア・フュエル・アメリカズ・エルエルシー 原子炉のフルエンス低減システムおよび方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015129747A (ja) * 2013-12-17 2015-07-16 グローバル・ニュークリア・フュエル・アメリカズ・エルエルシー 原子炉のフルエンス低減システムおよび方法

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