JPH07209461A - Boiling water reactor and fuel assembly - Google Patents

Boiling water reactor and fuel assembly

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JPH07209461A
JPH07209461A JP6004102A JP410294A JPH07209461A JP H07209461 A JPH07209461 A JP H07209461A JP 6004102 A JP6004102 A JP 6004102A JP 410294 A JP410294 A JP 410294A JP H07209461 A JPH07209461 A JP H07209461A
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fuel assembly
fuel
channel box
lattice
channel
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Sunao Narabayashi
直 奈良林
Souya Yamamoto
宗也 山本
Shigeru Fujimoto
滋 藤本
Kazuyoshi Kataoka
一芳 片岡
Wataru Mizumachi
渉 水町
Susumu Sumita
侑 住田
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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Abstract

PURPOSE:To reduce the relative displacement of fuel assembly, and prevent the reactivity application in a short time by providing a means for constraining the relative displacement between a plurality of fuel assemblies in the lattice of an upper lattice plate to a degree such that the neutron bundle detected by a detecting means never exceed a prescribed value at earthquake. CONSTITUTION:A fuel assembly 8 upper part is strongly pushed to an upper lattice plate by the action of a highly rigid leaf spring 21 as a rolling preventing metal fitting and a thick fuel pad 24, and the fuel assembly is thus sufficiently rigid to a large horizontal external force. The maximum thickness 2 including the displacement limiting projection 25 of a channel furnace 20 is set sufficiently large, whereby the gap of the fuel assembly 8 can be limited to a prescribed value. The channel furnace 20 is mounted on the fuel assembly 8, and two highly rigid leaf springs 21 are combined thereto. The spring constant of the spring 21 is set to a spring constant calculated from the earthquake scram generation allowable maximum displacement and horizontal load, whereby the relative displacement of the assembly 8 is reduced, and the reactivity application in a short time can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉（ＢＷ
Ｒ）および燃料集合体に係り、特に地震などの振動によ
る集合体間隔の変化量を制限するようにした沸騰水型原
子炉および燃料集合体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a boiling water reactor (BW).
R) and the fuel assembly, and more particularly, to a boiling water reactor and a fuel assembly which are configured to limit the amount of change in the assembly interval due to vibration such as an earthquake.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１９は沸騰水型原子炉の原子炉圧力容
器内の構造を示す概略図であり、この原子炉圧力容器１
内には炉心２が収容され、この炉心２は制御棒駆動装置
３により制御棒を上下動させて核分裂反応が制御され、
反応冷却材である水を沸騰させている。この沸騰した水
は気水分離器４により蒸気と水に分離され、蒸気はさら
に蒸気ドライヤ５で乾燥されて主蒸気管６を経て図示し
ないタービンへ送られ、このタービンにより発電機を回
転駆動させる。2. Description of the Related Art FIG. 19 is a schematic view showing the internal structure of a reactor pressure vessel of a boiling water reactor.
A core 2 is housed therein, and the control rod driving device 3 moves the control rod up and down to control the nuclear fission reaction.
Water, which is the reaction coolant, is boiled. This boiling water is separated into steam and water by a steam separator 4, and the steam is further dried by a steam dryer 5 and sent to a turbine (not shown) via a main steam pipe 6, which drives a generator to rotate. .

【０００３】炉心２は、図２０および図２１に示すよう
に井桁状に形成された上部格子板７により上部が支持さ
れた燃料集合体８と、この燃料集合体８が４体に一体の
割合で装荷される十字型の断面構造の制御棒９と、炉心
下部に設置された燃料支持金具１０および炉心支持板１
１とから構成される。上部格子板７の各格子内に燃料集
合体８が４体入り、その中央に制御棒９が挿入される。
そして、炉心２は燃料集合体８の設置間隔が均一なＣ格
子炉心と、図２１に示すように上部格子板７側に間隔の
狭い部分（ナローギャップ）を有し、燃料集合体８の設
置間隔が不均一なＤ格子炉心の２つがある。As shown in FIGS. 20 and 21, the core 2 has a fuel assembly 8 whose upper portion is supported by an upper lattice plate 7 formed in a grid pattern, and a ratio of the fuel assembly 8 integrated into four bodies. Control rod 9 having a cross-shaped cross-sectional structure, a fuel support fitting 10 and a core support plate 1 installed in the lower part of the core
1 and 1. Four fuel assemblies 8 are placed in each lattice of the upper lattice plate 7, and a control rod 9 is inserted in the center thereof.
Further, the core 2 has a C-lattice core in which the fuel assemblies 8 are installed at uniform intervals, and a portion (narrow gap) having a narrow interval on the upper grid plate 7 side as shown in FIG. There are two non-uniformly spaced D-lattice cores.

【０００４】一般にＢＷＲの場合、燃料集合体８は、図
２２に示すように複数本の燃料棒などを含む断面四角形
状のチャンネルボックス１２と、上部タイプレート１３
と、下部タイプレート１４と、チャンネルファスナ１５
などを有しており、チャンネルボックス１２は、燃料
棒，ウォータロッド，スペーサなどを囲んでいる。チャ
ンネルボックス１２上部には上部タイプレート１３が、
下部には下部タイプレート１４がそれぞれ固定されてい
る。Generally, in the case of BWR, the fuel assembly 8 has a channel box 12 having a rectangular cross section including a plurality of fuel rods and the like, and an upper tie plate 13 as shown in FIG.
, Lower tie plate 14 and channel fasteners 15
The channel box 12 surrounds fuel rods, water rods, spacers, and the like. At the top of the channel box 12, the upper tie plate 13
Lower tie plates 14 are fixed to the lower portions.

【０００５】燃料集合体８は、図２０に示すように４体
毎に原子炉内の炉心支持板１１に保持された燃料支持金
具１０の上部四隅の孔に下部タイプレート１４を嵌め込
むように支持されている。燃料集合体８の上端は上部格
子板７により保持されている。また、十字型の制御棒９
は、燃料支持金具１０の中央の十字部を通って燃料集合
体８間を上下する機構となっている。燃料集合体８に沿
って上部格子板７の格子交差部下方には、炉心下部より
中性子束検出器を内包する計装管が挿入されている。な
お、燃料集合体の間隔は核設計と熱水力設計とで決定さ
れる。As shown in FIG. 20, the fuel assemblies 8 are arranged such that the lower tie plates 14 are fitted into the holes at the four upper corners of the fuel support fittings 10 held by the core support plates 11 in the reactor for every four bodies. It is supported. The upper end of the fuel assembly 8 is held by the upper lattice plate 7. Also, the cross-shaped control rod 9
Is a mechanism for moving up and down between the fuel assemblies 8 through a cross portion in the center of the fuel support fitting 10. An instrumentation tube containing a neutron flux detector is inserted from below the core below the lattice intersection of the upper lattice plate 7 along the fuel assembly 8. The distance between the fuel assemblies is determined by the nuclear design and the thermal hydraulic design.

【０００６】反応冷却材である水は、図２２に示すよう
に下部タイプレート１４からチャンネルボックス１２内
に流入し、上部タイプレート１３から流出する。チャン
ネルボックス１２上外部には、チャンネルファスナ１５
および燃料パッド（チャンネルスペーサともいう。）１
６がチャンネルボックス１２角部２面に配設されてい
る。Water, which is a reaction coolant, flows into the channel box 12 from the lower tie plate 14 and flows out from the upper tie plate 13 as shown in FIG. On the outside of the channel box 12, there is a channel fastener 15
And a fuel pad (also called a channel spacer) 1
6 are arranged on the two sides of the corner portion of the channel box 12.

【０００７】燃料パッド１６は、炉心２に装荷された燃
料集合体８が自重で撓んでも隣り合う燃料集合体８と干
渉しないように、また燃料集合体８の間に挿入される制
御棒９とも干渉しないように、さらに燃料集合体８を炉
心２から出し入れする際に、作業の妨げにならないよう
に設計されている。The fuel pad 16 prevents the fuel assemblies 8 loaded in the core 2 from interfering with the adjacent fuel assemblies 8 even if the fuel assemblies 8 are bent by its own weight, and the control rods 9 are inserted between the fuel assemblies 8. In order not to interfere with each other, it is designed not to hinder the work when the fuel assembly 8 is taken in and out of the core 2.

【０００８】チャンネルファスナ１５は板ばね構造とな
っており、炉心２に装荷された燃料集合体８を隣り合う
燃料集合体と押し付け合うことで、原子炉運転時の冷却
水による流動振動に対しても、燃料集合体８間の間隔を
燃料集合体８の間に挿入される制御棒９と干渉しないよ
うに保持されている。また、燃料集合体８を炉心２から
出し入れする際に、作業の妨げにならないように設計さ
れている。The channel fastener 15 has a leaf spring structure, and by pressing the fuel assemblies 8 loaded in the core 2 against the adjacent fuel assemblies, against flow vibration due to cooling water during operation of the reactor. Also, the space between the fuel assemblies 8 is held so as not to interfere with the control rod 9 inserted between the fuel assemblies 8. Further, it is designed so as not to hinder the work when the fuel assembly 8 is taken in and out of the core 2.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｄ格子
炉心の場合には、図２３に示すように地震の横揺れによ
り炉心２全体に亘り燃料集合体８の設置間隔が均一化す
る方向、すなわち上部格子板７側の間隔が拡大し、制御
棒９側の間隔が縮小する方向に僅か約１．６ｍｍ程度変
位しても、核的な特性によりごく短時間のみ反応度が印
加されて「中性子束高高信号」が発せられ、スクラムと
呼ばれる原子炉緊急停止措置が自動的に作動される。However, in the case of the D-lattice core, as shown in FIG. 23, the direction in which the installation intervals of the fuel assemblies 8 are made uniform over the entire core 2 due to the seismic roll, that is, in the upper part Even if the distance on the side of the lattice plate 7 is expanded and the distance on the side of the control rod 9 is decreased by only about 1.6 mm, the reactivity is applied only for a very short time due to the nuclear characteristics, and the "neutron flux "High signal" is emitted and a reactor emergency shutdown measure called scrum is automatically activated.

【００１０】このスクラム自体は、原子力発電所の安全
性を確保するために設けられた機能であるが、原子力発
電所の構造物に全く影響を及ぼさないような極めて軽微
な地震により、原子力発電所がスクラムすることは、電
力系統網に大きな変動を及ぼすため、原子力発電所の安
定運転上の観点から好ましいことではない。The scrum itself is a function provided for ensuring the safety of the nuclear power plant, but due to an extremely slight earthquake that does not affect the structure of the nuclear power plant at all, Scramming is not preferable from the viewpoint of stable operation of the nuclear power plant because it causes large fluctuations in the power grid.

【００１１】このような極めて軽微な地震により燃料集
合体間隔が均一化する原因は、図２４（Ａ），（Ｂ）に
示すように燃料集合体４体を１単位として上部を上部格
子板７により支持されているためである。地震の横揺れ
により水平方向に荷重が作用すると、上部格子板７に押
圧される燃料集合体と、その燃料集合体に対して倒れ掛
かってくる燃料集合体とがある。The reason why the intervals between the fuel assemblies are made uniform by such an extremely small earthquake is that four fuel assemblies are set as one unit and the upper part is the upper lattice plate 7 as shown in FIGS. 24 (A) and 24 (B). It is because it is supported by. There is a fuel assembly that is pressed against the upper lattice plate 7 and a fuel assembly that leans against the fuel assembly when a load acts in the horizontal direction due to the rolling of the earthquake.

【００１２】燃料集合体８の上部には、図２２に示すよ
うに固定金具であるチャンネルファスナ１５に板ばね１
７が取り付けられ、この板ばね１７は燃料集合体８の変
位を拘束しているものの、ばね力が弱いと燃料集合体８
に作用する水平荷重を受けきれず、上部格子板７側の間
隔が拡大することになる。At the upper portion of the fuel assembly 8, as shown in FIG. 22, a channel fastener 15, which is a fixing member, and a leaf spring 1 are provided.
7, the leaf spring 17 restrains the displacement of the fuel assembly 8, but if the spring force is weak,
Since the horizontal load acting on the upper grid plate 7 cannot be received, the space on the upper lattice plate 7 side is expanded.

【００１３】図２５（Ａ），（Ｂ）は上部格子板と地震
の水平変位方向を示す。図２５（Ａ）は変位が上部格子
板７に平行な場合である。この場合、中性子束増加に加
えて中性子束検出器近傍の水増加（燃料集合体の間隔拡
大）による信号の見掛け上の中性子束増加の合計値によ
り発生する「中性子束高高信号」によりスクラムに至る
ためには、燃料集合体８間の上部相対変位２δmax とし
て、約３．２ｍｍの相対変位が必要である。25 (A) and 25 (B) show the horizontal displacement direction of the upper lattice plate and the earthquake. FIG. 25A shows the case where the displacement is parallel to the upper lattice plate 7. In this case, in addition to the neutron flux increase, the scram is generated by the "neutron flux high signal" generated by the total value of the apparent neutron flux increase of the signal due to the increase of water near the neutron flux detector (expansion of the fuel assembly interval). In order to reach the target, a relative displacement of about 3.2 mm is required as the upper relative displacement 2δ max between the fuel assemblies 8.

【００１４】一方、図２５（Ｂ）は変位が上部格子板７
に対して４５°の場合である。この場合、同様に「中性
子束高高信号」によりスクラムに至るためには、燃料集
合体８間の上部相対変位２δmax として約１．６ｍｍの
相対変位が必要である。すなわち、炉心の耐震性能を向
上するためには、図２５（Ｂ）を想定して対策を講じな
ければならない。また、上部格子板７の製作公差は±
０．９ｍｍであり、これも考慮した設計にする必要があ
る。この対策を採らないと、見掛けの「中性子束高高信
号」によりプラントが不必要にスクラムし易いことが判
る。On the other hand, in FIG. 25 (B), the displacement is the upper lattice plate 7
With respect to 45 °. In this case, similarly, in order to reach the scrum by the “neutron flux high / high signal”, a relative displacement of about 1.6 mm is required as the upper relative displacement 2δ max between the fuel assemblies 8. That is, in order to improve the seismic performance of the core, it is necessary to take measures by assuming FIG. 25 (B). The manufacturing tolerance of the upper grid plate 7 is ±
It is 0.9 mm, and it is necessary to design in consideration of this as well. If this measure is not taken, it can be seen that the apparent "neutron flux high signal" makes the plant unnecessarily liable to scrum.

【００１５】また、最近の沸騰水型原子炉において採用
されている燃料集合体の間隔が均一なＣ格子炉心は、図
２３に示したように配置が最も反応度の高い安定状態の
ため、燃料集合体の間隔が多少変位しても、反応度が僅
かに低下するのみでスクラムに至ることはない。Further, the C-lattice core, which is adopted in the recent boiling water reactor and has uniform intervals between the fuel assemblies, has a stable state with the highest reactivity as shown in FIG. 23. Even if the distance between the aggregates is slightly displaced, the reactivity is slightly decreased and the scrum is not reached.

【００１６】そこで、Ｄ格子炉心をＣ格子炉心に変更す
れば課題は解決されるものの、運転中プラントの炉心構
造を変更することや、上部格子板７を交換するような大
改造は、仮に定期検査中の期間を利用してもできるよう
な簡単なものではなく、また長期に亘るプラントの運転
停止は経済的損失が大きく、電力産業上大きな課題とな
る。Therefore, although the problem can be solved by changing the D-lattice core to the C-lattice core, it is necessary to periodically change the core structure of the operating plant or make a large modification such as replacing the upper lattice plate 7. It is not as simple as using the period during the inspection, and long-term plant shutdowns cause a large economic loss, which is a major issue for the electric power industry.

【００１７】また、上記のような燃料集合体８において
は、地震計による原子炉の地震スクラム設定点以下の比
較的小さな地震などによる振動時においても、振動の水
平成分などによりチャンネルファスナ１５が押し縮んだ
り、延びたりして集合体間隔が変化する場合がある。Further, in the fuel assembly 8 as described above, the channel fastener 15 is pushed by the horizontal component of the vibration even when the seismometer vibrates due to a relatively small earthquake below the seismic scrum set point of the reactor. The assembly interval may change due to contraction or extension.

【００１８】その結果、集合体間隔が変化した場所にお
いて、中性子束が変動し、「中性子束高」と呼ばれる原
子炉スクラム設定点に到達し、原子炉が停止して原子炉
の運転性，経済性，および電力の安定供給の面から不利
になる場合がある。As a result, the neutron flux fluctuates at the place where the assembly interval changes, and the reactor scrum set point called "neutron flux height" is reached, the reactor is shut down and the operability and economy of the reactor are reduced. It may be disadvantageous from the standpoint of stability and stable power supply.

【００１９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、燃料集合体の相対変位を大幅に減少させ、短時
間の反応度印加を防止するとともに、変位しても反応度
の印加のないＣ格子炉心化を図ることが可能な沸騰水型
原子炉および燃料集合体を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and significantly reduces the relative displacement of the fuel assembly to prevent the reactivity from being applied for a short time, and at the same time, to apply the reactivity even if it is displaced. An object of the present invention is to provide a boiling water reactor and a fuel assembly capable of achieving a C-lattice core that does not exist.

【００２０】[0020]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１の沸騰水型原子炉は、水平格
子状の上部格子板と、この上部格子板の複数の格子内に
それぞれ複数立設されその上部格子板により上部を水平
方向に支持される、角筒形チャンネルボックスを有する
燃料集合体と、上記上部格子板の下方より上記複数本の
燃料集合体の間に挿入される制御棒と、上記燃料集合体
近傍の中性子束を検出する手段と、上記中性子束が所定
値を越えたときに上記制御棒を挿入する手段と、を具備
する沸騰水型原子炉において、地震時に上記検出手段に
より検出された中性子束が上記所定値を越えない程度
に、上記上部格子板の格子内の複数本の燃料集合体同士
間の相対変位を拘束する手段を有することを特徴とす
る。In order to solve the above-mentioned problems, a boiling water reactor according to claim 1 of the present invention comprises a horizontal lattice-shaped upper lattice plate and a plurality of lattices of the upper lattice plate. A fuel assembly having a rectangular tubular channel box, each of which is vertically supported by the upper lattice plate and has an upper portion horizontally supported by the upper lattice plate, and is inserted between the plurality of fuel assemblies from below the upper lattice plate. In a boiling water reactor comprising a control rod, means for detecting the neutron flux in the vicinity of the fuel assembly, and means for inserting the control rod when the neutron flux exceeds a predetermined value, A neutron flux detected by the detection means during an earthquake does not exceed the predetermined value, and has means for restraining relative displacement between the plurality of fuel assemblies in the lattice of the upper lattice plate, To do.

【００２１】請求項２の沸騰水型原子炉は、請求項１記
載の拘束する手段が、上記チャンネルボックスの外側の
他のチャンネルボックスと対向する位置に取り付けられ
た高剛性の板ばねを有するチャンネルファスナであるこ
とを特徴とする。A boiling water nuclear reactor according to a second aspect is a channel having a high-rigidity leaf spring in which the restraining means according to the first aspect is mounted at a position facing the other channel box outside the channel box. It is characterized by being a fastener.

【００２２】請求項３の沸騰水型原子炉は、請求項１記
載の拘束する手段が、上記チャンネルボックスの外側の
他のチャンネルボックスと対向する位置に取り付けられ
た燃料パッドであることを特徴とする。In a boiling water reactor according to a third aspect of the present invention, the restraining means according to the first aspect is a fuel pad attached to a position facing the other channel box outside the channel box. To do.

【００２３】請求項４の沸騰水型原子炉は、請求項１記
載の拘束する手段が、上記チャンネルボックスと上記格
子板とを互いに係合するものであることを特徴とする。A boiling water reactor according to a fourth aspect is characterized in that the restraining means according to the first aspect engages the channel box and the lattice plate with each other.

【００２４】請求項５の沸騰水型原子炉は、請求項１記
載の拘束する手段が、上記格子板を挟む複数のチャンネ
ルボックスを互いに係合するものであることを特徴とす
る。The boiling water nuclear reactor of claim 5 is characterized in that the restraining means of claim 1 engages a plurality of channel boxes sandwiching the lattice plate with each other.

【００２５】請求項６の燃料集合体は、断面四角形状の
チャンネルボックス内に複数の燃料棒を格子状に配列
し、上記チャンネルボックスの上部および下部にそれぞ
れ上部タイプレートおよび下部タイプレートを固定して
なる燃料集合体において、上記チャンネルボックスの上
部外面に取り付けられたチャンネルファスナに高剛性板
ばねを固定し、この高剛性板ばねのばね定数の下限値
を、地震スクラム発生時の許容最大変位および水平荷重
から算出されるばね定数に設定したことを特徴とする。In the fuel assembly of claim 6, a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to the upper and lower portions of the channel box, respectively. In the fuel assembly consisting of the above, a high-rigidity leaf spring is fixed to the channel fastener attached to the upper outer surface of the channel box, and the lower limit of the spring constant of the high-rigidity leaf spring is set to the maximum allowable displacement when an earthquake scrum and It is characterized in that it is set to a spring constant calculated from horizontal load.

【００２６】請求項７の燃料集合体は、請求項６記載の
高剛性板ばねが、そのばね定数の上限値を、水中におい
て炉心内にその燃料集合体を自重により装荷可能なばね
定数に設定したことを特徴とする。In the fuel assembly according to claim 7, the high-rigidity leaf spring according to claim 6 sets the upper limit value of its spring constant to a spring constant at which the fuel assembly can be loaded into the core in water by its own weight. It is characterized by having done.

【００２７】請求項８の燃料集合体は、断面四角形状の
チャンネルボックス内に複数の燃料棒を格子状に配列
し、上記チャンネルボックスの上部および下部にそれぞ
れ上部タイプレートおよび下部タイプレートを固定して
なる燃料集合体において、上記チャンネルボックスの上
部外面に取り付けられる燃料パッド厚さを、地震スクラ
ム発生時の最大変位量から算出される厚さ以上に設定し
たことを特徴とする。In the fuel assembly of claim 8, a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to an upper portion and a lower portion of the channel box, respectively. In the fuel assembly, the thickness of the fuel pad attached to the outer surface of the upper portion of the channel box is set to be equal to or greater than the thickness calculated from the maximum displacement amount when an earthquake scrum occurs.

【００２８】請求項９の燃料集合体は、断面四角形状の
チャンネルボックス内に複数の燃料棒を格子状に配列
し、上記チャンネルボックスの上部および下部にそれぞ
れ上部タイプレートおよび下部タイプレートを固定して
なる燃料集合体において、上記チャンネルボックスの上
部外面に固定金具および厚肉燃料パッドを取り付け、こ
れら固定金具および厚肉燃料パッドで上部格子板を挟み
込み、水平方向変位を拘束することを特徴とする。According to a ninth aspect of the fuel assembly of the present invention, a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to the upper and lower portions of the channel box, respectively. In this fuel assembly, a fixture and a thick fuel pad are attached to the outer surface of the upper portion of the channel box, and the upper lattice plate is sandwiched between the fixture and the thick fuel pad to restrain the horizontal displacement. .

【００２９】請求項１０の燃料集合体は、断面四角形状
のチャンネルボックス内に複数の燃料棒を格子状に配列
し、上記チャンネルボックスの上部および下部にそれぞ
れ上部タイプレートおよび下部タイプレートを固定して
なる燃料集合体において、上記チャンネルボックスの複
数の上部を互いに固定する横揺れ防止手段を有すること
を特徴とする。According to a tenth aspect of the fuel assembly, a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to the upper and lower portions of the channel box, respectively. In the fuel assembly thus constituted, there is provided rolling prevention means for fixing the plurality of upper portions of the channel box to each other.

【００３０】請求項１１の燃料集合体は、断面四角形状
のチャンネルボックス内に複数の燃料棒を格子状に配列
し、上記チャンネルボックスの上部および下部にそれぞ
れ上部タイプレートおよび下部タイプレートを固定して
なる燃料集合体において、上記下部タイプレートを偏心
下部タイプレートとするとともに、上記チャンネルボッ
クスの上部外面に燃料パッド金具を取り付けてチャンネ
ルボックスの炉心への装荷間隔を均一とし、且つ装荷方
向を表示する表示部を設けたことを特徴とする。In the fuel assembly of claim 11, a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to an upper portion and a lower portion of the channel box, respectively. In this fuel assembly, the lower tie plate is an eccentric lower tie plate, and a fuel pad fitting is attached to the upper outer surface of the channel box to make the loading intervals of the channel box to the core uniform and display the loading direction. It is characterized in that a display unit for operating is provided.

【００３１】[0031]

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１において
は、地震時に上記検出手段により検出された中性子束が
上記所定値を越えない程度に、上記上部格子板の格子内
の複数本の燃料集合体同士間の相対変位を拘束する手段
を有することにより、比較的小さな地震などによる振動
時において集合体間隔が変化する場合でも、その相対変
位を減少させ、短時間の反応度印加を防止することがで
きる。According to the first aspect of the present invention having the above-mentioned structure, a plurality of fuels in the lattice of the upper lattice plate are provided to the extent that the neutron flux detected by the detecting means during an earthquake does not exceed the predetermined value. By having a means to restrain the relative displacement between the assemblies, even if the assembly interval changes during vibration due to a comparatively small earthquake, etc., the relative displacement is reduced and the application of reactivity for a short time is prevented. be able to.

【００３２】請求項２においては、請求項１の拘束する
手段が、チャンネルボックスの外側の他のチャンネルボ
ックスと対向する位置に取り付けられた高剛性の板ばね
を有するチャンネルファスナであるので、比較的小さな
地震などによる振動時において集合体間隔が変化する場
合でも、その相対変位を高剛性の板ばねにより減少させ
ることができる。According to a second aspect of the present invention, the restraining means of the first aspect is a channel fastener having a high-rigidity leaf spring attached at a position outside the channel box and facing the other channel box. Even when the assembly interval changes during vibration due to a small earthquake, the relative displacement can be reduced by the highly rigid leaf spring.

【００３３】請求項３においては、請求項１の拘束する
手段が、チャンネルボックスの外側の他のチャンネルボ
ックスと対向する位置に取り付けられた燃料パッドであ
ることにより、比較的小さな地震などによる振動時にお
いて集合体間隔が変化する場合でも、その相対変位を燃
料パッドにより減少させることができる。According to a third aspect of the present invention, the restraint means of the first aspect is a fuel pad mounted outside the channel box at a position facing the other channel box. Even if the assembly interval changes at, the relative displacement can be reduced by the fuel pad.

【００３４】請求項４においては、請求項１の拘束する
手段が、チャンネルボックスと上部格子板とを互いに係
合するものであることから、チャンネルボックスを上部
格子板７に強固に固定することができる。In the fourth aspect, since the restraint means of the first aspect engages the channel box and the upper lattice plate with each other, the channel box can be firmly fixed to the upper lattice plate 7. it can.

【００３５】請求項５においては、請求項１の拘束する
手段が、上部格子板を挟む複数のチャンネルボックスを
互いに係合するものであることから、請求項４と同様
に、チャンネルボックスを上部格子板７に強固に固定す
ることができる。According to a fifth aspect of the present invention, the restraint means of the first aspect engages a plurality of channel boxes sandwiching the upper lattice plate with each other. It can be firmly fixed to the plate 7.

【００３６】請求項６においては、チャンネルボックス
の上部外面に取り付けられたチャンネルファスナに高剛
性板ばねを固定し、この高剛性板ばねのばね定数の下限
値を、地震スクラム発生時の許容最大変位および水平荷
重から算出されるばね定数に設定したことにより、請求
項１と同様に、比較的小さな地震などによる振動時にお
いて集合体間隔が変化する場合でも、その相対変位を減
少させ、短時間の反応度印加を防止することができる。According to a sixth aspect of the present invention, a high-rigidity leaf spring is fixed to a channel fastener attached to the outer surface of the upper portion of the channel box, and the lower limit of the spring constant of the high-rigidity leaf spring is defined as the maximum allowable displacement when an earthquake scrum occurs. By setting the spring constant calculated from the horizontal load and the horizontal load, the relative displacement can be reduced and the short time can be shortened even when the assembly interval changes during vibration due to a comparatively small earthquake, as in the case of claim 1. The reactivity application can be prevented.

【００３７】請求項７においては、請求項１記載の高剛
性板ばねがそのばね定数の上限値を、水中において炉心
内にその燃料集合体を自重により装荷可能なばね定数に
設定したことにより、燃料集合体の炉心への出し入れに
支障を来たすことがなく、円滑に装荷することができる
とともに、容易に引き抜くことができる。In the seventh aspect, the high-rigidity leaf spring according to the first aspect sets the upper limit value of the spring constant to a spring constant capable of loading the fuel assembly in the reactor core in water by its own weight. The fuel assembly can be smoothly loaded and unloaded without causing any trouble in putting in and out of the fuel assembly.

【００３８】請求項８においては、チャンネルボックス
の上部外面に取り付けられる燃料パッド厚さを、地震ス
クラム発生時の最大変位量から算出される厚さ以上に設
定したことにより、請求項１と同様に、比較的小さな地
震などによる振動時において、集合体間隔が変化する場
合でも、その相対変位を減少させ、短時間の反応度印加
を防止することができる。According to the eighth aspect, the thickness of the fuel pad attached to the outer surface of the upper portion of the channel box is set to be equal to or more than the thickness calculated from the maximum displacement amount at the time of occurrence of seismic scrum. Even when the assembly interval changes during vibration due to a comparatively small earthquake, the relative displacement can be reduced and application of reactivity for a short time can be prevented.

【００３９】請求項９においては、チャンネルボックス
の上部外面に固定金具および厚肉燃料パッドを取り付
け、これら固定金具および厚肉燃料パッドで上部格子板
を挟み込み、水平方向変位を拘束することにより、チャ
ンネルボックスの上部を上部格子板７に強固に固定する
ことができる。In the ninth aspect, the fixing metal fitting and the thick fuel pad are attached to the outer surface of the upper part of the channel box, and the upper grid plate is sandwiched between the fixing metal fitting and the thick fuel pad to restrain the horizontal displacement. The upper part of the box can be firmly fixed to the upper grid plate 7.

【００４０】請求項１０においては、チャンネルボック
スの複数の上部を互いに固定する横揺れ防止手段を有す
ることにより、燃料集合体自体を加工することなく、既
存の燃料集合体を使用することができるとともに、複数
の燃料集合体を一度で固定することができる。According to the tenth aspect of the present invention, since the rolling preventive means for fixing the plurality of upper portions of the channel box to each other is provided, the existing fuel assembly can be used without processing the fuel assembly itself. , Multiple fuel assemblies can be fixed at once.

【００４１】請求項１１においては、下部タイプレート
を偏心下部タイプレートとするとともに、チャンネルボ
ックスの上部外面に燃料パッド金具を取り付けてチャン
ネルボックスの炉心への装荷間隔を均一とし、且つ装荷
方向を表示する表示部を設けたことにより、上部格子板
などの炉内構造物の交換なしに、Ｄ格子炉心をＣ格子炉
心に変更することができるとともに、燃料集合体の装荷
方向を誤ることなく、正確な方向に装荷することができ
る。In the eleventh aspect, the lower tie plate is an eccentric lower tie plate, and a fuel pad fitting is attached to the upper outer surface of the channel box to make the loading intervals of the channel box to the core uniform and to indicate the loading direction. By providing the display section, the D-lattice core can be changed to the C-lattice core without replacing the internal lattice structure such as the upper lattice plate, and the loading direction of the fuel assembly can be made accurately. It can be loaded in any direction.

【００４２】[0042]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００４３】図１は本発明に係る沸騰水型原子炉の燃料
集合体の第１実施例の要部を示す斜視図である。なお、
従来の構成と同一の部分には同一の符号を用いて説明す
る。また、沸騰水型原子炉の全体構成は図１９〜図２１
と同様であるためその説明を省略するとともに、燃料集
合体８の全体的な構成は従来例と同様に、断面四角形状
のチャンネルボックス１２内に複数の燃料棒が格子状に
配列され、チャンネルボックス１２の上部および下部に
はそれぞれ上部タイプレート１３および下部タイプレー
ト１４が固定されている。FIG. 1 is a perspective view showing the essential parts of a first embodiment of a fuel assembly for a boiling water reactor according to the present invention. In addition,
The same parts as those of the conventional configuration will be described using the same reference numerals. The entire structure of the boiling water reactor is shown in FIGS.
The description thereof will be omitted, and the overall structure of the fuel assembly 8 will be the same as that of the conventional example, and a plurality of fuel rods will be arranged in a lattice in a channel box 12 having a rectangular cross section. An upper tie plate 13 and a lower tie plate 14 are fixed to the upper and lower portions of 12, respectively.

【００４４】図１に示すように、チャンネルボックス１
２の上部外面には、チャンネルファスナ２０が取り付け
られ、このチャンネルファスナ２０に横揺れ防止金具と
しての高剛性板ばね２１が取り付けられている。すなわ
ち、チャンネルファスナ２０および高剛性板ばね２１は
チャンネルボックス１２の上端隅角部に固定された三角
板２２に固定ねじ２３により取り付けられている。チャ
ンネルファスナ２０と厚肉燃料パッド２４はともにチャ
ンネルボックス１２の外表面に取り付けられ、高剛性板
ばね２１および厚肉燃料パッド２４の高さ方向中央部分
が上部タイプレート１３の設置高さと一致している。As shown in FIG. 1, the channel box 1
A channel fastener 20 is attached to the upper outer surface of 2, and a high-rigidity leaf spring 21 is attached to the channel fastener 20 as a roll-preventing metal fitting. That is, the channel fastener 20 and the high-rigidity leaf spring 21 are attached to the triangular plate 22 fixed to the upper corner portion of the channel box 12 by the fixing screw 23. Both the channel fastener 20 and the thick fuel pad 24 are attached to the outer surface of the channel box 12, and the central portions in the height direction of the high-rigidity leaf spring 21 and the thick fuel pad 24 coincide with the installation height of the upper tie plate 13. There is.

【００４５】また、チャンネルファスナ２０には、変位
制限突起２５が一体に形成され、この変位制限突起２５
により高剛性板ばね２１の変形の上限を与えることによ
り、大きな水平外力に対して十分な剛性を有する構造と
なっている。Further, a displacement limiting protrusion 25 is integrally formed on the channel fastener 20, and the displacement limiting protrusion 25 is formed.
By giving the upper limit of deformation of the high-rigidity leaf spring 21, the structure has sufficient rigidity against a large horizontal external force.

【００４６】次に、本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【００４７】図２は図１に示した燃料集合体８を炉心に
装荷した状態を示す。図２に示すように、横揺れ防止金
具としての高剛性板ばね２１と厚肉燃料パッド２４との
作用により燃料集合体８上部は上部格子板７に強く押し
付けられ、大きな水平外力に対して十分な剛性を有する
装荷構造となっている。FIG. 2 shows a state where the fuel assembly 8 shown in FIG. 1 is loaded in the core. As shown in FIG. 2, the upper part of the fuel assembly 8 is strongly pressed against the upper grid plate 7 by the action of the high-rigidity leaf spring 21 as the roll-preventing metal fitting and the thick fuel pad 24, which is sufficient for a large horizontal external force. It has a loading structure with excellent rigidity.

【００４８】チャンネルファスナ２０の変位制限突起２
５を含む最大肉厚ｔを十分大きくすることにより、燃料
集合体８間のギャップｇを以下に説明する所定の値に制
限できる。すなわち、高剛性板ばね２１は２つの燃料集
合体の変位制限突起２５同士が接触することにより、そ
れ以上変形しない。上部格子板７の製作公差は約±０．
９ｍｍであるので、平均ギャップｇを０．９ｍｍ以下に
設定することはできない。これは、炉心への燃料集合体
８の装荷に支障を来たす場合が発生するからである。Displacement limiting projection 2 of channel fastener 20
By making the maximum wall thickness t including 5 sufficiently large, the gap g between the fuel assemblies 8 can be limited to a predetermined value described below. That is, the high-rigidity leaf spring 21 is not further deformed because the displacement limiting protrusions 25 of the two fuel assemblies contact each other. The manufacturing tolerance of the upper grid plate 7 is about ± 0.
Since it is 9 mm, the average gap g cannot be set to 0.9 mm or less. This is because the loading of the fuel assembly 8 into the core may be hindered.

【００４９】一方、製作公差が最も広い上部格子板７で
は、後述の数１から最大ギャップ２ｅが１．８ｍｍにな
り、チャンネルファスナ２０の厚さを厚くするだけで
は、許容最大ギャップが１．６ｍｍ以下に制限する肉厚
ｔを決定することが困難である。そこで、以下に示すよ
うに高剛性板ばね２１のばね定数を所定の値以下に設定
する必要がある。燃料集合体８の水を収容した炉心への
装荷を円滑にするためのばね定数の上限値が存在し、実
際のばね定数はこの上限値に設定することが必要であ
る。なお、燃料集合体８のそれぞれにチャンネルファス
ナ２０が取り付けられているため、２つの高剛性板ばね
２１が組み合わされた組み合せばね定数Ｋｃを用いて以
下に説明する。On the other hand, in the upper lattice plate 7 having the widest manufacturing tolerance, the maximum gap 2e becomes 1.8 mm from the equation 1 described later, and the maximum allowable gap is 1.6 mm only by increasing the thickness of the channel fastener 20. It is difficult to determine the wall thickness t to be limited below. Therefore, it is necessary to set the spring constant of the high-rigidity leaf spring 21 to a predetermined value or less as shown below. There is an upper limit value of the spring constant for facilitating the loading of the fuel assembly 8 onto the core containing water, and it is necessary to set the actual spring constant to this upper limit value. Since the channel fastener 20 is attached to each of the fuel assemblies 8, a description will be given below using a combined spring constant Kc in which two high-rigidity leaf springs 21 are combined.

【００５０】図３は高剛性板ばね２１の組み合せばね定
数Ｋｃと、上部格子板方向の最大上部水平荷重６００Ｎ
（ニュートン：ＳＩ単位）時の燃料集合体上部の水平方
向の燃料集合体間の最大変位２δmax との関係を示す。
図３に示すように、炉心の核的な特性から燃料集合体間
の最大変位２δmax は１．６ｍｍ以下に設定する必要が
あるので、燃料集合体２体のスプリングを直列とした組
み合せばね定数Ｋｃは３７５Ｎ／ｍｍ以上になるように
板ばねの材料および肉厚の幅を設定する必要がある。FIG. 3 shows the combined spring constant Kc of the high-rigidity leaf spring 21 and the maximum upper horizontal load 600 N in the upper lattice plate direction.
The relationship between the maximum displacement 2δ max between the fuel assemblies in the horizontal direction above the fuel assembly at the time of (Newton: SI unit) is shown.
As shown in FIG. 3, the maximum displacement 2δ max between the fuel assemblies needs to be set to 1.6 mm or less from the core characteristics of the core. Therefore, the combined spring constant in which the springs of the two fuel assemblies are connected in series. It is necessary to set the material of the leaf spring and the width of the wall thickness so that Kc becomes 375 N / mm or more.

【００５１】図４は上部格子板方向の最大上部水平荷重
６００Ｎが作用した時の高剛性板ばね２１の最大変位２
δmax を示したもので、高剛性板ばね２１の作用により
燃料集合体上部の水平方向の最大変位は、燃料集合体２
体の合計値として２×δmax＝１．６ｍｍに抑えられ
る。このような組み合せばね定数Ｋｃの計算式は後述の
数２で表される。具体例としては、ばね定数Ｋａ＝１２
００Ｎ／ｍｍ、ばね定数Ｋｂ＝５４０Ｎ／ｍｍとして実
現し得る。これは従来形状の板ばねの肉厚を１．３倍す
ることに相当する。FIG. 4 shows the maximum displacement 2 of the high-rigidity leaf spring 21 when a maximum upper horizontal load of 600 N in the direction of the upper lattice plate is applied.
δ max is shown, and the maximum horizontal displacement of the upper part of the fuel assembly due to the action of the high-rigidity leaf spring 21 is
The total body value is suppressed to 2 × δ max = 1.6 mm. The formula for calculating such a combined spring constant Kc is expressed by the following equation 2. As a specific example, the spring constant Ka = 12
It can be realized as 00 N / mm and a spring constant Kb = 540 N / mm. This is equivalent to 1.3 times the thickness of the conventional leaf spring.

【００５２】したがって、本実施例の高剛性板ばね２１
は、地震スクラム発生許容最大変位および水平荷重から
計算されるばね定数を下限値とし、水中で燃料集合体８
を自重により装荷可能なばね定数を上限値として設定
し、これら下限値と上限値との間に高剛性板ばね２１の
ばね定数が入るように設定されている。Therefore, the high-rigidity leaf spring 21 of this embodiment is used.
Is the lower limit of the spring constant calculated from the maximum allowable displacement of seismic scrum generation and horizontal load, and the fuel assembly 8
Is set as an upper limit of a spring constant that can be loaded by its own weight, and the spring constant of the high-rigidity leaf spring 21 is set between these lower and upper limits.

【００５３】このように本実施例によれば、高剛性板ば
ね２１のばね定数の下限値を地震スクラム発生許容最大
変位および水平荷重から算出されるばね定数に設定した
ことにより、燃料集合体８の相対変位を減少させ、短時
間の反応度印加を防止することができる。As described above, according to this embodiment, the lower limit value of the spring constant of the high-rigidity leaf spring 21 is set to the spring constant calculated from the maximum allowable displacement of seismic scrum generation and the horizontal load. It is possible to reduce the relative displacement of and to prevent the reactivity application for a short time.

【００５４】また、高剛性板ばね２１のばね定数の上限
値を水中で燃料集合体８を自重により装荷可能なばね定
数に設定したことにより、燃料集合体８の炉心への出し
入れに支障を来たすことがなく、円滑に装荷することが
できるとともに、容易に引き抜くことができる。Further, the upper limit of the spring constant of the high-rigidity leaf spring 21 is set to a spring constant that allows the fuel assembly 8 to be loaded in water by its own weight, which hinders the loading and unloading of the fuel assembly 8 into and out of the core. It is possible to smoothly load and easily pull out.

【００５５】図５は第２実施例の燃料集合体を炉心に装
荷した状態を示す平面図である。なお、前記第１実施例
と同一の部分には同一の符号を付して説明する。この実
施例では上部格子板７と燃料集合体８上部とを固定する
ため、横揺れ防止金具として図６に示す上部格子板固定
金具２６を有している。FIG. 5 is a plan view showing a state where the fuel assembly of the second embodiment is loaded in the core. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In this embodiment, in order to fix the upper grid plate 7 and the upper part of the fuel assembly 8, an upper grid plate fixing fitting 26 shown in FIG.

【００５６】図６は第２実施例の燃料集合体の具体的な
構造を示し、上部格子板固定金具２６と厚肉燃料パッド
２４とで上部格子板７を挟み込み、燃料集合体８の水平
方向変位を拘束している。また、反対側のチャンネルボ
ックス１２に固定された上部格子板固定金具２６は、厚
肉燃料パッド２４により生じた上部格子板７との間隙に
挿入される構造となっている。FIG. 6 shows a specific structure of the fuel assembly of the second embodiment, in which the upper grid plate 7 is sandwiched between the upper grid plate fixing fitting 26 and the thick fuel pad 24, and the fuel assembly 8 is arranged in the horizontal direction. Displacement is constrained. Further, the upper lattice plate fixing member 26 fixed to the channel box 12 on the opposite side has a structure to be inserted into a gap with the upper lattice plate 7 generated by the thick fuel pad 24.

【００５７】したがって、この第２実施例によれば、上
部格子板固定金具２６および厚肉燃料パッド２４により
燃料集合体８上部を上部格子板７に強固に固定すること
ができる。Therefore, according to the second embodiment, the upper portion of the fuel assembly 8 can be firmly fixed to the upper lattice plate 7 by the upper lattice plate fixing member 26 and the thick fuel pad 24.

【００５８】図７は第３実施例の燃料集合体を炉心に装
荷した状態を示す平面図である。なお、前記第１実施例
と同一の部分には同一の符号を付して説明する。この実
施例では上部格子板側の燃料集合体上部を互いに固定す
る横揺れ防止金具として複数個の横揺れ防止固定金具３
０が燃料集合体８の４体毎の上部にそれぞれ固定されて
いる。FIG. 7 is a plan view showing a state where the fuel assembly of the third embodiment is loaded in the core. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In this embodiment, a plurality of anti-sway fixing fittings 3 are used as anti-sway fittings for fixing the upper parts of the fuel assemblies on the upper grid plate side to each other.
0 is fixed to the upper part of every four fuel assemblies 8.

【００５９】横揺れ防止固定金具３０の詳細を図８に示
す。この横揺れ防止固定金具３０には上方が太くなるテ
ーパ形に形成された４本の固定脚３１を有し、チャンネ
ルボックス１２上部を挟み込む構造となっている。した
がって、横揺れ防止固定金具３０の４本の固定脚３１は
根元が太くなるテーパ形に形成されたことにより、燃料
交換機つかみハンドル３２を燃料交換機でつかみ、固定
金具３０を燃料集合体８上部へ配置すると、固定金具３
０は自重で燃料集合体８上部を互いに水平方向に引き寄
せ、上部格子板７へ押し付け、強く拘束することとな
る。なお、固定金具３０は冷却材の流れなどによって浮
き上がることのない重量とする。FIG. 8 shows the details of the rolling prevention fixing fitting 30. The roll-prevention fixing fitting 30 has four fixing legs 31 formed in a tapered shape whose upper portion becomes thicker, and has a structure in which the upper portion of the channel box 12 is sandwiched. Therefore, since the four fixing legs 31 of the anti-swaying fixing bracket 30 are formed in a taper shape with a thick base, the fuel exchanger grip handle 32 is grasped by the fuel exchanger, and the fixing bracket 30 is moved to the upper part of the fuel assembly 8. When placed, fixing bracket 3
0 means that the upper part of the fuel assembly 8 is pulled toward each other in the horizontal direction by its own weight and is pressed against the upper lattice plate 7 to strongly restrain it. The fixing metal fitting 30 has a weight that does not float up due to the flow of the coolant or the like.

【００６０】したがって、この第３実施例によれば、燃
料集合体８自体を加工することなく、既存の燃料集合体
８を使用することができるとともに、４体の燃料集合体
８を一度で固定することができる。また、４本の固定脚
３１を上方が太くなるテーパ形に形成したので、固定金
具３０の位置が若干ずれても上部格子板側の燃料集合体
上部を容易に固定することができる。Therefore, according to the third embodiment, the existing fuel assembly 8 can be used without processing the fuel assembly 8 itself, and the four fuel assemblies 8 can be fixed at once. can do. Further, since the four fixing legs 31 are formed in a taper shape in which the upper part is thicker, the upper part of the fuel assembly on the upper lattice plate side can be easily fixed even if the position of the fixing fitting 30 is slightly deviated.

【００６１】図９は第４実施例の燃料集合体の外観を示
す斜視図である。なお、前記第１実施例と同一の部分に
は同一の符号を付して説明する。この実施例は偏心下部
タイプレート４１および上部燃料パッド金具４２を用い
てチャンネルボックス１２の間隔を均一にして上部格子
板などの炉内構造物の交換なしに、Ｄ格子炉心をＣ格子
炉心に変更するものである。FIG. 9 is a perspective view showing the outer appearance of the fuel assembly of the fourth embodiment. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals. In this embodiment, the eccentric lower tie plate 41 and the upper fuel pad fitting 42 are used to make the intervals of the channel boxes 12 uniform, and the D-lattice core is changed to the C-lattice core without replacing the internal structure such as the upper lattice plate. To do.

【００６２】すなわち、偏心下部タイプレート４１は、
図１０に示すようにその先端をＤ格子炉心用の燃料支持
金具穴に挿入し、チャンネルボックス１２をＣ格子炉心
の配置にするために、長手方向の中心軸を燃料支持金具
穴の中心Ｏ1 からチャンネルボックス１２の中心Ｏ2 に
偏心させてある。燃料装荷方向を誤ることがないよう
に、三角板２２上部に矢印などの燃料集合体８の装荷方
向表示部４３を設け、遠隔テレビカメラおよびコンピュ
ータを用いたパターン認識機能により、燃料装荷方向を
自動的に確認するようにしている。That is, the eccentric lower tie plate 41 is
The tip as shown in FIG. 10 and inserted into the fuel support holes for D lattice core, in order to the channel box 12 to the arrangement of the C lattice core, the center O 1 of the fuel support hole central axis in the longitudinal direction Is eccentric to the center O 2 of the channel box 12. In order not to make a mistake in the fuel loading direction, a loading direction display portion 43 such as an arrow is provided on the upper part of the triangular plate 22, and the fuel loading direction is automatically detected by the pattern recognition function using a remote TV camera and a computer. I am trying to confirm.

【００６３】したがって、この第４実施例によれば、燃
料集合体８が変位しても反応度の印加のないＣ格子炉心
化を図ることができ、また、三角板２２上部に装荷方向
明示印を設けたので、燃料集合体８を正確な方向に装荷
することができる。Therefore, according to the fourth embodiment, even if the fuel assembly 8 is displaced, it is possible to realize the C-lattice core in which the reactivity is not applied, and the loading direction explicit mark is provided on the upper portion of the triangular plate 22. Since it is provided, the fuel assembly 8 can be loaded in the correct direction.

【００６４】次に、図１１は本発明に係る沸騰水型原子
炉における燃料集合体の第１実施例の炉心への装荷状態
を示す概略図である。図１１において、チャンネルボッ
クス１２の上端部の直交する２面には、チャンネルファ
スナ１５およびチャンネルスペーサ１６が取り付けら
れ、隣り合うチャンネルボックス１２のそれぞれと対向
している。そして、燃料集合体の上端部は４体ごとに上
部格子板７の枡目の中に保持されている。燃料集合体に
沿って上部格子板７の格子交差部下方には、炉心下部よ
り中性子束検出器５１が挿入されている。Next, FIG. 11 is a schematic view showing a state of loading the fuel assembly in the boiling water reactor according to the present invention into the core of the first embodiment. In FIG. 11, the channel fasteners 15 and the channel spacers 16 are attached to the two orthogonal surfaces of the upper end portion of the channel box 12, and face each adjacent channel box 12. The upper end of each fuel assembly is held in the grid of the upper lattice plate 7 every four bodies. A neutron flux detector 51 is inserted from below the core below the lattice intersection of the upper lattice plate 7 along the fuel assembly.

【００６５】次に、この第１実施例のチャンネルスペー
サ１６の厚みの決定の仕方の例を述べる。そもそも地震
などにより燃料集合体が水平方向の力を受けたときは、
図１２に示すように燃料集合体が揺れ、燃料集合体の間
隔が変化し、図１３に示すグラフのように燃料集合体の
変位に従って原子炉に反応度が入る。Next, an example of how to determine the thickness of the channel spacer 16 of the first embodiment will be described. In the first place, when the fuel assembly receives a horizontal force due to an earthquake,
As shown in FIG. 12, the fuel assembly shakes, the distance between the fuel assemblies changes, and the reactivity enters the reactor according to the displacement of the fuel assembly as shown in the graph of FIG.

【００６６】その反応度は燃料集合体や原子炉炉心設計
と、振動の強さおよび周期とで計算可能であるととも
に、燃料集合体や原子炉炉心設計は対象となる原子炉ご
とに与えられる既知量である。振動に関しては、既に得
られている典型的な地震データを用いることで与えられ
る。その際、地震計による地震スクラム設定点以下の振
動時のみを考慮すればよく、振動の規模としては比較的
小さなものである。The reactivity can be calculated by the fuel assembly or reactor core design and the strength and period of vibration, and the fuel assembly or reactor core design is given for each target reactor. Is the amount. For the vibration, it is given by using the typical seismic data already obtained. At that time, it is sufficient to consider only the time of vibration below the seismic scrum set point by the seismograph, and the scale of vibration is relatively small.

【００６７】図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はある燃料
集合体において、過去に発生した地震スクラム設定点以
下の地震時における最大反応度を燃料集合体の最大変位
毎に計算したものである。なお、燃料集合体の最大変位
を燃料集合体上端での変位量と定義し、以下この定義を
用いる。さらに、図１４では燃料集合体の撓みも考慮し
た場合の最大反応度も示されている。同図において「¢
（セント）」は、投入される反応度の大きさを表し、１
００¢の反応度が投入されると、核分裂反応で発生する
即発中性子だけで臨界以上となり、中性子束が急増す
る。14 (A), (B), and (C), in a certain fuel assembly, the maximum reactivity at the time of an earthquake below the earthquake scrum set point that occurred in the past was calculated for each maximum displacement of the fuel assembly. It is a thing. The maximum displacement of the fuel assembly is defined as the displacement amount at the upper end of the fuel assembly, and this definition will be used below. Further, FIG. 14 also shows the maximum reactivity when the deflection of the fuel assembly is also taken into consideration. In the figure, "¢
“(Cent)” indicates the degree of reactivity to be input, 1
When a reactivity of 00 ¢ is input, only prompt neutrons generated in the fission reaction exceed the critical level, and the neutron flux rapidly increases.

【００６８】続いて、図１５〜図１８に図１４で示され
た最大反応度などに基づく中性子束と平均表面熱流束の
変化の計算結果が示され、それぞれ中性子束のピーク値
が示されている。中性子束高スクラム設定点は、一般に
定常時中性子束の１１８％に設定されているので、図１
７および図１８に示したグラフから最大反応度が１５〜
２０¢程度以上の時に、中性子束が中性子束高スクラム
設定点を越える可能性があることが判る。なお、平均表
面熱流束の変化は小さく問題にならない。Next, FIGS. 15 to 18 show calculation results of changes in neutron flux and average surface heat flux based on the maximum reactivity shown in FIG. 14, and the peak values of the neutron flux are shown. There is. Since the neutron flux high scrum set point is generally set to 118% of the steady state neutron flux,
7 and the graph shown in FIG. 18, the maximum reactivity is 15 to
It can be seen that the neutron flux may exceed the neutron flux high scrum set point when it is about 20 ¢ or more. The change in average surface heat flux is small and does not pose a problem.

【００６９】こうした計算により、ここで示した燃料集
合体の場合は、図１４，図１７および図１８により、振
動による変位量が約１．６ｍｍ以上ならば、例として挙
げた地震の場合には中性子束高スクラムになる可能性が
あることが判る。同様な手法で地震スクラム設定点以下
の地震などの振動により、中性子束高スクラムとなる燃
料集合体の変位量の最小値が求められる。ここで、その
最小値をＬとする。According to these calculations, in the case of the fuel assembly shown here, according to FIGS. 14, 17 and 18, if the displacement amount due to vibration is about 1.6 mm or more, in the case of the earthquake mentioned as an example, It turns out that the neutron flux could be high scrum. By the same method, the minimum value of the displacement of the fuel assembly which becomes the high neutron flux scrum is obtained by the vibration such as the earthquake below the seismic scrum set point. Here, the minimum value is L.

【００７０】図１１に示された燃料集合体で水平方向に
地震などにより力を受けた場合に、チャンネルファスナ
１５の影響がないとすると、燃料集合体の相対的な最大
変位量Δは対面するチャンネルスペーサ１６の間隔ｗと
考えられる。例えば、図１２に示される矢印の方向に揺
れが加わった場合、燃料集合体８ａ〜８ｄは同方向に揺
れると考えられる。中性子束検出器５１のある場所の燃
料集合体間隔、すなわち燃料集合体８ｂ，８ｃの間隔
は、ほぼ同じ幅を保持しながら揺れ始める。When there is no influence of the channel fasteners 15 when the fuel assembly shown in FIG. 11 is horizontally subjected to a force such as an earthquake, the relative maximum displacement Δ of the fuel assembly faces each other. It is considered to be the distance w between the channel spacers 16. For example, when a shake is applied in the direction of the arrow shown in FIG. 12, the fuel assemblies 8a to 8d are considered to shake in the same direction. The fuel assembly interval at a place where the neutron flux detector 51 is located, that is, the interval between the fuel assemblies 8b and 8c begins to sway while maintaining substantially the same width.

【００７１】しかし、間隔の相違により燃料集合体８ｂ
が燃料集合体８ａに接触する前に、燃料集合体８ａおよ
び８ｃは上部格子板７に当接するので、当接した後、燃
料集合体８ｂが燃料集合体８ａに当接するまで、中性子
束検出器５１のある場所の燃料集合体間隔が拡がると考
えられる。したがって、燃料集合体の相対的な最大変位
量Δは対向するチャンネルスペーサ１６の間隔ｗとな
る。However, due to the difference in spacing, the fuel assembly 8b
Before contacting the fuel assembly 8a, the fuel assemblies 8a and 8c contact the upper lattice plate 7. Therefore, after contacting, the neutron flux detector until the fuel assembly 8b contacts the fuel assembly 8a. It is considered that the fuel assembly interval at the place where 51 is present expands. Therefore, the relative maximum displacement Δ of the fuel assembly is the interval w between the facing channel spacers 16.

【００７２】この対向するチャンネルスペーサ１６の間
隔ｗは、上部格子板７の製作公差を±ｅとするとき、設
計燃料集合体間隔Ｂとチャンネルスペーサ１６の厚さｔ
からｗ＝Ｂ−２ｔ＋２ｅとなる。この間隔ｗが上記中性
子束高スクラムとなる燃料集合体の変位量の最小値Ｌよ
り小さければ、中性子束高スクラムは構造的に発生しな
い。The interval w between the opposed channel spacers 16 is the designed fuel assembly interval B and the thickness t of the channel spacer 16 when the manufacturing tolerance of the upper lattice plate 7 is ± e.
Therefore, w = B-2t + 2e. If this interval w is smaller than the minimum value L of the displacement amount of the fuel assembly which becomes the neutron flux high scrum, the neutron flux high scrum does not structurally occur.

【００７３】よって、次の関係を満たすようにチャンネ
ルスペーサ１６の厚さｔを決定すればよい。但し、従来
の燃料集合体間隔に関する設計方法で求められるチャン
ネルスペーサの厚さと較べて厚い方の値を採用する。Therefore, the thickness t of the channel spacer 16 may be determined so as to satisfy the following relationship. However, a thicker value is used as compared with the thickness of the channel spacer obtained by the conventional design method regarding the fuel assembly interval.

【００７４】[0074]

【数１】Δ＝ｗ＝Ｂ−２ｔ＋２ｅ＜Ｌ すなわち、Δ = w = B-2t + 2e <L That is,

【数２】ｔ＞（Ｂ−Ｌ）／２−ｅ＞０ また、多くの構造解析計算コードで燃料集合体の相対的
な最大変位量Δを求めることができるので、上式の代わ
りに解析結果を利用した方が精度が高い。[Mathematical formula-see original document] t> (BL) / 2-e> 0 Further, since the relative maximum displacement amount Δ of the fuel assembly can be obtained by many structural analysis calculation codes, analysis is performed instead of the above equation. It is more accurate to use the result.

【００７５】次に、第１実施例のチャンネルファスナ１
５のばね定数の決定方法を述べる。既に述べたように、
中性子束高によるスクラムにならないためには、燃料集
合体の相対的な最大変位量Δが中性子束高スクラムとな
る燃料集合体の変位量の最小値Ｌより小さければよい。
また、本実施例では、地震スクラム設定点以下の地震な
どの振動時を考慮すればよいので、最大の水平方向に加
わる揺れは、地震スクラム設定点の地震加速度Ｇとする
ことができる。Next, the channel fastener 1 of the first embodiment.
A method for determining the spring constant of No. 5 will be described. As already mentioned,
In order to prevent the scrum due to the high neutron flux, the relative maximum displacement amount Δ of the fuel assembly should be smaller than the minimum value L of the displacement amount of the fuel assembly having the high neutron flux scrum.
Further, in the present embodiment, since it is sufficient to consider the time of vibration such as an earthquake below the seismic scrum set point, the maximum horizontal shaking can be the seismic acceleration G at the seismic scrum set point.

【００７６】互いに対向するように配設されているチャ
ンネルファスナ１５は、一般にそれぞれ異なるばね定数
を有し、それらをＫ1 ，Ｋ2 とする。直列に接続される
ばねなので、換算した組み合せばね定数をＫｃとすれ
ば、次の関係式が成立する。The channel fasteners 15 arranged so as to face each other generally have different spring constants, which are designated as K 1 and K 2 . Since the springs are connected in series, the following relational expression holds when the converted combined spring constant is Kc.

【００７７】[0077]

【数３】Ｋｃ＝（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）／（Ｋ1 ・Ｋ2 ） このばね定数Ｋを有するばねが変位Ｌでの弾性力、上記
地震加速度Ｇより大きければ、中性子束検出器５１のあ
る燃料集合体間隔が、中性子束高スクラムを引き起こす
ほど広くならない。したがって、次の関係があるように
チャンネルファスナのばね定数を決定すればよい。な
お、燃料集合体を質量ｍの剛体と仮定し、下部タイプレ
ートを軸に燃料集合体が傾くと仮定している。## EQU3 ## Kc = (K 1 + K 2 ) / (K 1 · K 2 ) If the spring having this spring constant K is larger than the elastic force at the displacement L and the seismic acceleration G, the neutron flux detector 51 is present. The fuel assembly spacing is not wide enough to cause a neutron flux high scrum. Therefore, it suffices to determine the spring constant of the channel fastener so that the following relationship exists. It is assumed that the fuel assembly is a rigid body having a mass of m and that the fuel assembly is tilted about the lower tie plate.

【００７８】[0078]

【数４】ＫＬ＞ｍＧ／２ すなわち、KL> mG / 2 That is,

【数５】Ｋ＞ｍＧ／（２Ｌ） また、多くの構造解析計算コードでばね定数を与えたチ
ャンネルファスナ１５の最大変位量を求めることができ
るので、上式の代わりに解析結果を利用し、必要なばね
定数を求めた方が精度が高い。[Expression 5] K> mG / (2L) Further, since the maximum displacement amount of the channel fastener 15 given the spring constant can be obtained by many structural analysis calculation codes, the analysis result is used instead of the above equation, It is more accurate to obtain the required spring constant.

【００７９】このように本実施例によれば、地震計によ
る原子炉の地震スクラム設定点以下の比較的小さな地震
などによる振動時において、集合体間隔が変化する場合
でもその変化量で中性子束が変動し、中性子束高と呼ば
れる原子炉スクラム設定点に到達することがなくなり、
原子炉を不必要に停止することなく運転できる。As described above, according to the present embodiment, even when the assembly interval changes, the neutron flux is changed by the amount of change during vibration caused by a relatively small earthquake below the seismic scrum set point of the reactor by the seismometer. Fluctuating and never reaching the reactor scrum set point called neutron flux height,
Operate the reactor without shutting it down unnecessarily.

【００８０】なお、上記各実施例においては、地震時の
原子炉の安全確保のため、地震計などの信号により必要
な原子炉スクラムを起こさせることはいうまでもない。Needless to say, in each of the above-mentioned embodiments, in order to ensure the safety of the nuclear reactor during an earthquake, a necessary reactor scrum is caused by a signal from a seismograph or the like.

【００８１】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、地震時に上記検出手段により検出された中性
子束が上記所定値を越えない程度に、上記上部格子板の
格子内の複数本の燃料集合体同士間の相対変位を拘束す
る手段を有することにより、比較的小さな地震などによ
る振動時において集合体間隔が変化する場合でも、その
相対変位を減少させ、短時間の反応度印加を防止するこ
とができる。これにより、原子炉を不必要に停止するこ
となく運転することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention.
According to the method, there is provided means for restraining relative displacement between the plurality of fuel assemblies in the lattice of the upper lattice plate so that the neutron flux detected by the detecting means during an earthquake does not exceed the predetermined value. This makes it possible to reduce the relative displacement and prevent the reactivity from being applied for a short time even when the assembly interval changes during vibration due to a relatively small earthquake or the like. This allows the reactor to operate without unnecessarily shutting down.

【００８２】請求項２によれば、請求項１の拘束する手
段が、チャンネルボックスの外側の他のチャンネルボッ
クスと対向する位置に取り付けられた高剛性の板ばねを
有するチャンネルファスナであるので、比較的小さな地
震などによる振動時において集合体間隔が変化する場合
でも、その相対変位を高剛性の板ばねにより減少させる
ことができ、構造の簡略化が図れる。According to the second aspect of the present invention, the restraining means of the first aspect is a channel fastener having a high-rigidity leaf spring attached at a position facing the other channel box outside the channel box. Even if the assembly interval changes during vibration due to a small earthquake, the relative displacement can be reduced by the highly rigid leaf spring, and the structure can be simplified.

【００８３】請求項３によれば、請求項１の拘束する手
段が、チャンネルボックスの外側の他のチャンネルボッ
クスと対向する位置に取り付けられた燃料パッドである
ことにより、比較的小さな地震などによる振動時におい
て集合体間隔が変化する場合でも、その相対変位を燃料
パッドにより減少させることができ、構造の簡略化が図
れる。According to the third aspect, since the restraining means of the first aspect is the fuel pad attached to a position facing the other channel box outside the channel box, vibration due to a relatively small earthquake or the like is caused. Even if the assembly interval changes from time to time, the relative displacement can be reduced by the fuel pad, and the structure can be simplified.

【００８４】請求項４によれば、請求項１の拘束する手
段が、チャンネルボックスと上部格子板とを互いに係合
するものであることから、チャンネルボックスを上部格
子板７に強固に固定することができ、信頼性が向上す
る。According to the fourth aspect, since the restraint means of the first aspect engages the channel box and the upper lattice plate with each other, the channel box is firmly fixed to the upper lattice plate 7. And reliability is improved.

【００８５】請求項５によれば、請求項１の拘束する手
段が、上部格子板を挟む複数のチャンネルボックスを互
いに係合するものであることから、請求項４と同様に、
チャンネルボックスを上部格子板７に強固に固定するこ
とができ、信頼性が向上する。According to the fifth aspect, the restraining means of the first aspect engages a plurality of channel boxes sandwiching the upper lattice plate with each other. Therefore, similar to the fourth aspect,
The channel box can be firmly fixed to the upper lattice plate 7, and the reliability is improved.

【００８６】請求項６によれば、チャンネルボックスの
上部外面に取り付けられたチャンネルファスナに高剛性
板ばねを固定し、この高剛性板ばねのばね定数の下限値
を、地震スクラム発生時の許容最大変位および水平荷重
から算出されるばね定数に設定したことにより、請求項
１と同様に、比較的小さな地震などによる振動時におい
て集合体間隔が変化する場合でも、その相対変位を減少
させ、短時間の反応度印加を防止することができる。こ
れにより、原子炉を不必要に停止することなく運転する
ことができる。According to the sixth aspect, the high-rigidity leaf spring is fixed to the channel fastener attached to the upper outer surface of the channel box, and the lower limit value of the spring constant of the high-rigidity leaf spring is set to the maximum allowable value when an earthquake scrum occurs. By setting the spring constant calculated from the displacement and the horizontal load, the relative displacement can be reduced for a short time even when the assembly interval changes during vibration due to a comparatively small earthquake, as in claim 1. Can be prevented from being applied. This allows the reactor to operate without unnecessarily shutting down.

【００８７】請求項７によれば、請求項１記載の高剛性
板ばねがそのばね定数の上限値を水中において自重によ
り装荷可能なばね定数に設定したことにより、燃料集合
体の炉心への出し入れに支障を来たすことがなく、円滑
に装荷することができるとともに、容易に引き抜くこと
ができる。According to the seventh aspect of the present invention, the high-rigidity leaf spring of the first aspect sets the upper limit value of the spring constant to a spring constant that can be loaded in water by its own weight, so that the fuel assembly can be taken in and out of the core. It can be loaded smoothly without any trouble and can be easily pulled out.

【００８８】請求項８によれば、チャンネルボックスの
上部外面に取り付けられるチャンネルスペーサ厚さの最
小値を、地震スクラム発生時の最大変位量から算出され
る厚さに設定したことにより、請求項１と同様に、比較
的小さな地震などによる振動時において、集合体間隔が
変化する場合でも、その相対変位を減少させ、短時間の
反応度印加を防止することができる。これにより、原子
炉を不必要に停止することなく運転することができる。According to the eighth aspect, the minimum value of the thickness of the channel spacer attached to the outer surface of the upper portion of the channel box is set to the thickness calculated from the maximum displacement amount at the time of occurrence of the seismic scrum. Similarly, in the case of vibration due to a comparatively small earthquake or the like, even when the aggregate interval changes, the relative displacement thereof can be reduced and application of reactivity for a short time can be prevented. This allows the reactor to operate without unnecessarily shutting down.

【００８９】請求項９によれば、チャンネルボックスの
上部外面に固定金具および厚肉燃料パッドを取り付け、
これら固定金具および厚肉燃料パッドで上部格子板を挟
み込み、水平方向変位を拘束することにより、チャンネ
ルボックスの上部を上部格子板７に強固に固定すること
ができ、信頼性が向上する。According to the ninth aspect, the fixing metal fittings and the thick fuel pad are attached to the upper outer surface of the channel box,
By sandwiching the upper lattice plate with the fixing metal fittings and the thick fuel pad and restraining the horizontal displacement, the upper portion of the channel box can be firmly fixed to the upper lattice plate 7, and the reliability is improved.

【００９０】請求項１０によれば、チャンネルボックス
の複数の上部を互いに固定する横揺れ防止手段を有する
ことにより、燃料集合体自体を加工することなく、既存
の燃料集合体を使用することができるとともに、複数の
燃料集合体を一度で固定することができる。その結果、
燃料集合体の構造の簡素化が図れ、水平方向変位を容易
に拘束することができる。According to the tenth aspect of the present invention, by providing the rolling prevention means for fixing the plurality of upper portions of the channel box to each other, the existing fuel assembly can be used without processing the fuel assembly itself. At the same time, a plurality of fuel assemblies can be fixed at once. as a result,
The structure of the fuel assembly can be simplified, and horizontal displacement can be easily restrained.

【００９１】請求項１１によれば、下部タイプレートを
偏心下部タイプレートとするとともに、チャンネルボッ
クスの上部外面に燃料パッド金具を取り付けてチャンネ
ルボックスの間隔を均一とし、且つ装荷方向を表示する
表示部を設けたことにより、上部格子板などの炉内構造
物の交換なしに、Ｄ格子炉心をＣ格子炉心に変更するこ
とができるとともに、燃料集合体の装荷方向を誤ること
なく、正確な方向に装荷することができる。したがっ
て、Ｄ格子炉心にも適用可能で、耐震性能を大幅に向上
させることができる。According to the eleventh aspect, the lower tie plate is an eccentric lower tie plate, and the fuel pad fittings are attached to the upper outer surface of the channel box to make the intervals between the channel boxes uniform and to display the loading direction. By providing the above, it is possible to change the D-lattice core to the C-lattice core without exchanging the internal lattice structure such as the upper lattice plate, and at the same time, correct the loading direction of the fuel assembly without making a mistake. Can be loaded. Therefore, it can be applied to the D-lattice core and the seismic performance can be significantly improved.

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

【図１】本発明に係る沸騰水型原子炉の燃料集合体の第
１実施例の要部を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a first embodiment of a fuel assembly of a boiling water reactor according to the present invention.

【図２】図１に示した燃料集合体を炉心に装荷した状態
を示す部分断面図。2 is a partial cross-sectional view showing a state where the fuel assembly shown in FIG. 1 is loaded in a core.

【図３】高剛性板ばねのばね定数と燃料集合体上部の水
平方向の最大変位との関係を示すグラフ図。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the spring constant of a highly rigid leaf spring and the maximum horizontal displacement of the upper part of the fuel assembly.

【図４】最大上部水平荷重が作用したときの高剛性板ば
ねの最大変位を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the maximum displacement of a high-rigidity leaf spring when a maximum upper horizontal load is applied.

【図５】第２実施例の燃料集合体を炉心に装荷した状態
を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing a state where the fuel assembly of the second embodiment is loaded in the core.

【図６】第２実施例の燃料集合体の具体的な構造を示す
要部斜視図。FIG. 6 is a perspective view of a main part showing a specific structure of a fuel assembly according to a second embodiment.

【図７】第３実施例の燃料集合体を炉心に装荷した状態
を示す平面図。FIG. 7 is a plan view showing a state where a fuel assembly according to a third embodiment is loaded in a core.

【図８】第３実施例の横揺れ防止固定金具の詳細を示す
斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing the details of a roll-prevention fixing fitting of the third embodiment.

【図９】第４実施例の燃料集合体の外観を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing the outer appearance of a fuel assembly according to a fourth embodiment.

【図１０】第４実施例の燃料集合体を示す平面図。FIG. 10 is a plan view showing a fuel assembly according to a fourth embodiment.

【図１１】本発明に係る燃料集合体の第１実施例の炉心
への装荷状態を示す概略図。FIG. 11 is a schematic view showing a state where the fuel assembly according to the present invention is loaded on the core of the first embodiment.

【図１２】第１実施例において燃料集合体の揺れに伴う
変位を示す説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a displacement associated with a shake of a fuel assembly in the first embodiment.

【図１３】第１実施例において燃料集合体の揺れに伴う
変位と、その変位による反応度を示すグラフ図。FIG. 13 is a graph showing the displacement of the fuel assembly due to the shaking and the reactivity due to the displacement in the first embodiment.

【図１４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は燃料集合体の最大
反応度と最大変位の関係を示す説明図。14 (A), (B) and (C) are explanatory views showing the relationship between the maximum reactivity and the maximum displacement of the fuel assembly.

【図１５】最大反応度約５¢の時の中性子束と平均表面
熱流速の変化を示すグラフ図。FIG. 15 is a graph showing changes in neutron flux and average surface heat flow rate when the maximum reactivity is approximately 5 ¢.

【図１６】最大反応度約１０¢の時の中性子束と平均表
面熱流速の変化を示すグラフ図。FIG. 16 is a graph showing changes in neutron flux and average surface heat flow rate when the maximum reactivity is about 10 ¢.

【図１７】最大反応度約１５¢の時の中性子束と平均表
面熱流速の変化を示すグラフ図。FIG. 17 is a graph showing changes in neutron flux and average surface heat flow rate when the maximum reactivity is about 15 ¢.

【図１８】最大反応度約２０¢の時の中性子束と平均表
面熱流速の変化を示すグラフ図。FIG. 18 is a graph showing changes in neutron flux and average surface heat flow rate when the maximum reactivity is about 20 ¢.

【図１９】従来の沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器の構
造を示す概略図。FIG. 19 is a schematic diagram showing the structure of a conventional reactor pressure vessel of a boiling water reactor.

【図２０】従来の炉心の上部および下部を示す拡大図。FIG. 20 is an enlarged view showing an upper part and a lower part of a conventional core.

【図２１】従来のＤ格子炉心の配置を示す平面図。FIG. 21 is a plan view showing the arrangement of a conventional D-lattice core.

【図２２】従来の燃料集合体の上部および下部を示す斜
視図。FIG. 22 is a perspective view showing an upper portion and a lower portion of a conventional fuel assembly.

【図２３】従来のＤ格子炉心とＣ格子炉心の燃料集合体
の相対変位と反応度印加の特性を示すグラフ図。FIG. 23 is a graph showing the relative displacement and reactivity application characteristics of the fuel assemblies of the conventional D-lattice core and C-lattice core.

【図２４】（Ａ），（Ｂ）は従来のＤ格子炉心が地震に
よる水平変位を受けた時の燃料集合体の変位を示す概略
側面図，概略平面図。24 (A) and 24 (B) are a schematic side view and a schematic plan view showing the displacement of the fuel assembly when the conventional D-lattice core is horizontally displaced by an earthquake.

【図２５】（Ａ），（Ｂ）は上部格子板に対する地震の
水平変位方向を示す説明図。25 (A) and 25 (B) are explanatory views showing horizontal displacement directions of an earthquake with respect to an upper lattice plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 原子炉圧力容器 ２ 炉心 ７ 上部格子板 ８ 燃料集合体 ９ 制御棒 １０ 燃料支持金具 １１ 炉心支持板 １２ チャンネルボックス １３ 上部タイプレート １４ 下部タイプレート １５ チャンネルファスナ １６ 燃料パッド ２０ チャンネルファスナ ２１ 高剛性板ばね ２２ 三角板 ２４ 厚肉燃料パッド ２６ 上部格子板固定金具 ３０ 横揺れ防止固定金具（横揺れ防止手段） ３１ 固定脚 ４１ 偏心下部タイプレート ４２ 上部燃料パッド金具 ４３ 装荷方向表示部 1 Reactor Pressure Vessel 2 Core 7 Upper Lattice Plate 8 Fuel Assembly 9 Control Rod 10 Fuel Support Metal Fitting 11 Core Support Plate 12 Channel Box 13 Upper Tie Plate 14 Lower Tie Plate 15 Channel Fastener 16 Fuel Pad 20 Channel Fastener 21 High Rigidity Plate Spring 22 Triangular Plate 24 Thick Fuel Pad 26 Upper Lattice Plate Fixing Bracket 30 Rolling Preventing Fixing Bracket (Rolling Prevention Means) 31 Fixed Leg 41 Eccentric Lower Tie Plate 42 Upper Fuel Pad Bracket 43 Loading Direction Indicator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 一芳 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 水町 渉 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 住田 侑 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuyoshi Kataoka, No. 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Corporate Research and Development Center, Toshiba Corporation (72) Inventor Wataru Mizumachi, Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa No. 8 Incorporation company Toshiba Yokohama office (72) Inventor Yu Sumita No. 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Incorporation company Toshiba Yokohama office

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 水平格子状の上部格子板と、この上部格
子板の複数の格子内にそれぞれ複数立設されその上部格
子板により上部を水平方向に支持される、角筒形チャン
ネルボックスを有する燃料集合体と、上記上部格子板の
下方より上記複数本の燃料集合体の間に挿入される制御
棒と、上記燃料集合体近傍の中性子束を検出する手段
と、上記中性子束が所定値を越えたときに上記制御棒を
挿入する手段と、を具備する沸騰水型原子炉において、
地震時に上記検出手段により検出された中性子束が上記
所定値を越えない程度に、上記上部格子板の格子内の複
数本の燃料集合体同士間の相対変位を拘束する手段を有
することを特徴とする沸騰水型原子炉。1. A horizontal lattice-shaped upper lattice plate, and a rectangular tubular channel box in which a plurality of vertical lattice plates are respectively installed upright in a plurality of lattices of the upper lattice plate and the upper portion is horizontally supported by the upper lattice plates. A fuel assembly, a control rod inserted between the plurality of fuel assemblies from below the upper lattice plate, a means for detecting a neutron flux near the fuel assembly, and the neutron flux has a predetermined value. A means for inserting the control rod when it exceeds, in a boiling water reactor comprising:
A neutron flux detected by the detection means during an earthquake does not exceed the predetermined value, and has means for restraining relative displacement between the plurality of fuel assemblies in the lattice of the upper lattice plate, A boiling water reactor. 【請求項２】 上記拘束する手段は、上記チャンネルボ
ックスの外側の他のチャンネルボックスと対向する位置
に取り付けられた高剛性の板ばねを有するチャンネルフ
ァスナであることを特徴とする請求項１記載の沸騰水型
原子炉。2. The channel restrainer according to claim 1, wherein the restraint means is a channel fastener having a high-rigidity leaf spring attached at a position facing the other channel box outside the channel box. Boiling water reactor. 【請求項３】 上記拘束する手段は、上記チャンネルボ
ックスの外側の他のチャンネルボックスと対向する位置
に取り付けられた燃料パッドであることを特徴とする請
求項１記載の沸騰水型原子炉。3. The boiling water nuclear reactor according to claim 1, wherein the restraining means is a fuel pad mounted outside the channel box at a position facing another channel box. 【請求項４】 上記拘束する手段は、上記チャンネルボ
ックスと上記格子板とを互いに係合するものであること
を特徴とする請求項１記載の沸騰水型原子炉。4. The boiling water reactor according to claim 1, wherein the restraining means engages the channel box and the lattice plate with each other. 【請求項５】 上記拘束する手段は、上記格子板を挟む
複数のチャンネルボックスを互いに係合するものである
ことを特徴とする請求項１記載の沸騰水型原子炉。5. The boiling water nuclear reactor according to claim 1, wherein the restraining means engages a plurality of channel boxes sandwiching the lattice plate with each other. 【請求項６】 断面四角形状のチャンネルボックス内に
複数の燃料棒を格子状に配列し、上記チャンネルボック
スの上部および下部にそれぞれ上部タイプレートおよび
下部タイプレートを固定してなる燃料集合体において、
上記チャンネルボックスの上部外面に取り付けられたチ
ャンネルファスナに高剛性板ばねを固定し、この高剛性
板ばねのばね定数の下限値を、地震スクラム発生時の許
容最大変位および水平荷重から算出されるばね定数に設
定したことを特徴とする燃料集合体。6. A fuel assembly in which a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to an upper portion and a lower portion of the channel box, respectively.
A high-rigidity leaf spring is fixed to the channel fastener attached to the upper outer surface of the above-mentioned channel box, and the lower limit of the spring constant of this high-rigidity leaf spring is calculated from the maximum allowable displacement and horizontal load when an earthquake scrum occurs. A fuel assembly characterized by being set to a constant value. 【請求項７】 上記高剛性板ばねは、そのばね定数の上
限値を、水中において炉心内にその燃料集合体を自重に
より装荷可能なばね定数に設定したことを特徴とする請
求項６記載の燃料集合体。7. The high-rigidity leaf spring according to claim 6, wherein an upper limit value of its spring constant is set to a spring constant capable of loading the fuel assembly in the core under water by its own weight. Fuel assembly. 【請求項８】 断面四角形状のチャンネルボックス内に
複数の燃料棒を格子状に配列し、上記チャンネルボック
スの上部および下部にそれぞれ上部タイプレートおよび
下部タイプレートを固定してなる燃料集合体において、
上記チャンネルボックスの上部外面に取り付けられる燃
料パッド厚さを、地震スクラム発生時の最大変位量から
算出される厚さ以上に設定したことを特徴とする燃料集
合体。8. A fuel assembly in which a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to an upper portion and a lower portion of the channel box, respectively.
A fuel assembly characterized in that the thickness of the fuel pad attached to the outer surface of the upper portion of the channel box is set to be equal to or greater than the thickness calculated from the maximum displacement amount when an earthquake scrum occurs. 【請求項９】 断面四角形状のチャンネルボックス内に
複数の燃料棒を格子状に配列し、上記チャンネルボック
スの上部および下部にそれぞれ上部タイプレートおよび
下部タイプレートを固定してなる燃料集合体において、
上記チャンネルボックスの上部外面に固定金具および厚
肉燃料パッドを取り付け、これら固定金具および厚肉燃
料パッドで上部格子板を挟み込み、水平方向変位を拘束
することを特徴とする燃料集合体。9. A fuel assembly in which a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to an upper portion and a lower portion of the channel box, respectively.
A fuel assembly characterized in that a fixing metal fitting and a thick fuel pad are attached to an upper outer surface of the channel box, and the upper grid plate is sandwiched between the fixing metal fitting and the thick fuel pad to restrain horizontal displacement. 【請求項１０】 断面四角形状のチャンネルボックス内
に複数の燃料棒を格子状に配列し、上記チャンネルボッ
クスの上部および下部にそれぞれ上部タイプレートおよ
び下部タイプレートを固定してなる燃料集合体におい
て、上記チャンネルボックスの複数の上部を互いに固定
する横揺れ防止手段を有することを特徴とする燃料集合
体。10. A fuel assembly in which a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to an upper portion and a lower portion of the channel box, respectively. A fuel assembly comprising roll-rolling prevention means for fixing a plurality of upper portions of the channel box to each other. 【請求項１１】 断面四角形状のチャンネルボックス内
に複数の燃料棒を格子状に配列し、上記チャンネルボッ
クスの上部および下部にそれぞれ上部タイプレートおよ
び下部タイプレートを固定してなる燃料集合体におい
て、上記下部タイプレートを偏心下部タイプレートとす
るとともに、上記チャンネルボックスの上部外面に燃料
パッド金具を取り付けてチャンネルボックスの炉心への
装荷間隔を均一とし、且つ装荷方向を表示する表示部を
設けたことを特徴とする燃料集合体。11. A fuel assembly in which a plurality of fuel rods are arranged in a lattice in a channel box having a rectangular cross section, and an upper tie plate and a lower tie plate are fixed to an upper portion and a lower portion of the channel box, respectively. The lower tie plate is an eccentric lower tie plate, and a fuel pad fitting is attached to the upper outer surface of the channel box to make the loading intervals of the channel box to the core uniform and to provide a display section for displaying the loading direction. Is a fuel assembly.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19737629B4 (en) * 1996-08-29 2005-06-30 Toyota Jidosha K.K., Toyota Process for forming an axially expandable bolt by upsetting
JP2015215297A (en) * 2014-05-13 2015-12-03 原子燃料工業株式会社 Securing force measuring apparatus and securing force measuring method
CN113450931A (en) * 2021-04-12 2021-09-28 中广核研究院有限公司 Fuel assembly positioning grid, fuel assembly and reactor core

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