JPH08189981A - 加圧水型原子炉用燃料集合体 - Google Patents

加圧水型原子炉用燃料集合体

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JPH08189981A
JPH08189981A JP7017421A JP1742195A JPH08189981A JP H08189981 A JPH08189981 A JP H08189981A JP 7017421 A JP7017421 A JP 7017421A JP 1742195 A JP1742195 A JP 1742195A JP H08189981 A JPH08189981 A JP H08189981A
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JP
Japan
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control rod
plug
rod guide
guide tube
fuel assembly
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Withdrawn
Application number
JP7017421A
Other languages
English (en)
Inventor
Iwao Baba
巌 馬場
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Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御棒などの挿入または非挿入の位置にかか
わらず共通使用の可能な自己プラギング機能を有する加
圧水型原子炉用燃料集合体の構造を得る。制御棒などの
挿入性を損なわず、製作コストの余分な増加を避ける。 【構成】 制御棒案内管に、上下に絞り部をもった水室
が設けられる。プラグは、軸方向に変位可能な状態で水
室内に入れられ、制御棒案内管の下方からの水流を制限
する。プラグ上限位置は、制御棒全挿入の下端位置より
も上側にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、加圧水型原子炉(以
下、「PWR」という。)用燃料集合体に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】PWR用燃料集合体の構成は、図3に示
すように、上部ノズル310と下部ノズル320との間
に、燃料棒330および制御棒案内管340のそれぞれ
複数本を支持格子(グリッド)350で数か所束ねて一
体化されており、さらに燃料集合体を炉心に固定するた
めのホ−ルドダウンスプリング360が取り付けられて
いる。
【0003】制御棒案内管340は、炉心上方から吊り
下げられるクラスタ−状の制御棒などの挿入を案内する
ためのものであり、クラスタ−となった制御棒が挿入さ
れるほか、燃料が比較的新しいうちの過大な潜在反応度
を抑制するためのバ−ナブルポイズン棒(以下、「BP
R」という。)が装着されることもある。その場合、B
PRは、燃料集合体内にあらかじめ装着されて、炉内に
装架される。このような制御棒案内管340は、現行の
設計では、14×14型燃料で16本、15×15型燃
料で20本、17×17型燃料で24本設けられてい
る。
【0004】PWRの炉心内では、冷却(減速)材とし
ての加圧状態の軽水が下部ノズル320から上部ノズル
310に向かって流れている。制御棒案内管340内の
冷却水は、燃料棒330の冷却に寄与しないので、でき
る限り制御棒案内管340内を流れる冷却水のバイパス
フロ−を抑えて、その分の冷却水を燃料棒330の冷却
に回せば、燃料集合体全体は効率的に冷却されることに
なる。
【0005】炉心内の配置位置に応じて制御棒やBPR
が挿入または装着されている制御棒案内管340では、
図4(b)のように、それらによって制御棒案内管34
0内の冷却水の流れが抑制されるので、制御棒案内管3
40内のバイパスフロ−は大幅に減少する。
【0006】一方、炉心内の配置位置に応じて制御棒な
どが挿入されていない制御棒案内管340については、
管内のバイパスフロ−を抑えるために、図5に示すよう
なプラギングデバイス510を制御棒案内管340内に
挿入している。プラギングデバイス510は、制御棒と
同じ形状で長さがずっと短い複数のシンブルプラグ52
0を、同様なクラスタ−に組んで一体としたものであ
り、BPRと同様に、燃料集合体内にあらかじめ装着さ
れる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のPWR用燃料集
合体では、炉心内における装荷位置に応じて制御棒やB
PRが挿入されない燃料集合体についてプラギングデバ
イスを用意する必要があり、制御棒などが挿入されない
燃料集合体の数やその位置に応じてクラスタ−へのシン
ブルプラグ520の着脱が必要となり、炉心内に装荷さ
れる燃料集合体の数が多くなるほど、再燃焼サイクルで
の燃料交換のたびにこれらの作業量が多くなる。
【0008】すなわち、PWRの運転においては、一定
期間ごとに定期検査と燃料交換や補修などが行われる
が、燃料交換ごとにシンブルプラグの入れかえ作業を行
う必要がある。その一方で、作業員の被曝を少なくさせ
たり、PWRの稼働率を上げたりするために定期検査期
間の短縮の要請があるが、上記理由から、プラギングデ
バイスを使用する従来の技術では、定期検査期間の短縮
は、作業員の熟練度などに頼らざるを得ず、一定の限界
がある。
【0009】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、クラスタ−状のプラギングデバイスを
使用せずに、制御棒案内管内の冷却材バイパスフロ−の
流量を低減させ、制御棒やBPRの挿入または非挿入の
位置にかかわらず共通使用の可能な構造の自己プラギン
グ機能をもったPWR用燃料集合体を提供することを目
的とする。
【0010】また、本発明は、上記目的を達成する燃料
集合体として、制御棒の挿入性を損なうことのない自己
プラギング機能付きPWR用燃料集合体を提供するこ
と、およびその製作コストの余分な増加を避けることを
も目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明では、上部ノズルと下部ノズルとの間に燃料棒および
制御棒案内管を複数束ねてなる加圧水型原子炉用燃料集
合体において、制御棒案内管内の予め定められた軸方向
上下位置間で変位可能な水流制限用のプラグを備えてい
る。
【0012】請求項2に記載された発明では、請求項1
に記載の加圧水型原子炉用燃料集合体において、制御棒
案内管内におけるプラグの上部移動限位置が、該制御棒
案内管内へ挿入される制御棒の下限位置における制御棒
下端よりも上方になっている。
【0013】請求項3に記載された発明では、請求項1
に記載の加圧水型原子炉用燃料集合体において、前記軸
方向上下位置にプラグの移動を規制する縮径部が、制御
棒案内管に設けられている。
【0014】
【作用】請求項1に記載された発明では、制御棒案内管
内に水流制限用のプラグを備えているので、制御棒やB
PRが入っていなくても、また、プラギングデバイスを
用いなくても制御棒案内管内のバイパスフロ−の流量が
抑制される。
【0015】請求項2に記載された発明では、制御棒案
内管内におけるプラグの上部移動限位置が、該制御棒案
内管内へ挿入される制御棒の下限位置における制御棒下
端よりも上方であるので、完全に挿入された制御棒の下
端が上部移動限にあるプラグに当たり、制御棒がプラグ
を下方に移動させる。
【0016】請求項3に記載された発明では、軸方向上
下位置にプラグの移動を規制する縮径部が制御棒案内管
に設けられているので、制御棒案内管の製造の際に、縮
径部が一体的に形成されることになり、請求項1に記載
の制御棒案内管の製造が容易になる。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例に係る自己プラギング機能
付き制御棒案内管の部分断面図を図1に示す。これは、
制御棒案内管1の特徴的な部分を拡大して図示したもの
であり、図示した部分以外は、図3に表された制御棒案
内管340と同様である。図1(a)は、冷却水を実際
に下から上へ流している場合の状態(矢印)を示し、同
図(b)は、冷却水を流していない状態を示す。
【0018】制御棒案内管1には、上下に絞り部2・3
をもつ水室4が設けられ、その内部にプラグ6が入って
いる。プラグ6は、水室4内を軸方向に移動可能な形状
寸法であり、先端部7は常に上側にある。プラグ6は、
冷却水が流れていない状態では、(b)のように下側の
絞り部3に沈んでいる。冷却水が流れると、プラグ6
は、その水流によって上方に押し上げられ、プラグ6の
先端部7が絞り部2に入り込み、(a)のような状態に
なる。冷却水が流れている間は、この状態のままであ
り、冷却水が止まれば、(b)のような最初の状態に戻
る。
【0019】プラグ6の形状は、本実施例では径の異な
る円筒をつなげたものであるが、その形状は問わず、上
記のように押し上げられた状態で絞り部2をふさぐもの
であれば、球形や円すい形のものでも良い。また、プラ
グ6の材質も特に問わず、水流によって上方に押し上げ
られ、水流がなくなると沈むような比重をもっていれば
足りる。
【0020】絞り部2、3は、制御棒案内管1の途中の
径を細くして形成されており、制御棒案内管1の製作過
程において一体的に製作される。なお、本実施例では制
御棒案内管自体を絞って絞り部を製作しているが、その
ほかに、絞り曲面をもった部品を制御棒案内管1の内部
に挿入固定して、それを絞り部としても良い。
【0021】絞り部2には、制御棒案内管1の内外を連
通させるダッシュポット孔5が形成されている。プラグ
6の先端部7が絞り部2に入っているときにはダッシュ
ポット孔5はふさがれ、また、プラグ6が沈んだときに
はダッシュポット孔5は開かれる。水流があるときは、
必ずダッシュポット孔5がふさがれるので、ダッシュポ
ット孔5から制御棒案内管内に多量の冷却水が流入する
ことはない。
【0022】プラグ6の先端部7が絞り部2に入ってい
る場合において、制御棒が制御棒案内管1の上端から部
分的に挿入されているときは、制御棒案内管1内の水流
が弱くなるので、プラグ6はその自重で沈み、ダッシュ
ポット孔5が開かれる。そのため、制御棒の挿入に伴っ
て冷却水がダッシュポット孔5から制御棒案内管1外に
吐き出される(水抜き)ので、制御棒の挿入性が損なわ
れることはなく、制御棒挿入位置のための燃料集合体と
してもこのまま使用することができる。
【0023】図2は、水室4、制御棒81およびプラグ
6の位置関係を示す。位置82は、プラグ6が水流によ
って上方に押し上げられ、先端部7が絞り部2に入り込
んでいる状態での先端部7の上面の位置である。位置8
3は、制御棒が全挿入位置まで挿入された状態での制御
棒の下端の位置である。水室4は、位置83が位置82
よりも下側になるようなところに設けられる。したがっ
て、水流によって上昇したプラグ6が絞り部2に固着し
ていても、全挿入位置に挿入される制御棒81によって
プラグ6が強制的に押し下げられるので、制御棒の全挿
入が損なわれることはない。
【0024】
【発明の効果】請求項1に記載された発明によれば、制
御棒やBPRの非挿入位置に装荷される燃料集合体であ
っても、クラスタ−状のプラギングデバイスを用意する
必要がなく、しかも制御棒案内管内のバイパスフロ−を
確実に抑制することができ、燃料交換作業が容易にでき
るだけでなく、交換作業に要する時間を短くすることに
よる工程および被曝を低減させることができるほか、制
御棒やBPR挿入位置に装荷される燃料集合体としても
そのまま共通使用することができる。
【0025】請求項2に記載された発明によれば、制御
棒の全挿入を妨げるおそれのない自己プラギング機能を
もった燃料集合体を提供することができる。
【0026】請求項3に記載された発明によれば、自己
プラギング機能付きの制御棒案内管の製作が容易とな
り、燃料集合体の製作コストの余分な増加が回避され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る燃料集合体の制御棒案
内管に設けられた水室部分を説明するための部分断面図
である。
【図2】図1において、制御棒を差し込んだ状態を表わ
した説明図である。
【図3】燃料集合体の外観構成を表わした説明図であ
る。
【図4】従来技術における制御棒案内管と制御棒との関
係を表わした説明図である。
【図5】従来技術におけるプラギングデバイスの外観構
成を表わした説明図である。
【符号の説明】
1 制御棒案内管 2 絞り部 3 絞り部 4 水室 5 ダッシュポット孔 6 プラグ 7 先端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21C 15/00 P

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部ノズルと下部ノズルとの間に燃料棒
    および制御棒案内管を複数束ねてなる加圧水型原子炉用
    燃料集合体において、 制御棒案内管内の予め定められた軸方向上下位置間で変
    位可能な水流制限用のプラグを備えたことを特徴とする
    加圧水型原子炉用燃料集合体。
  2. 【請求項2】 制御棒案内管内におけるプラグの上部移
    動限位置が、該制御棒案内管内へ挿入される制御棒の下
    限位置における制御棒下端よりも上方であることを特徴
    とする請求項1に記載の加圧水型原子炉用燃料集合体。
  3. 【請求項3】 前記軸方向上下位置にプラグの移動を規
    制する縮径部が制御棒案内管に設けられていることを特
    徴とする請求項1に記載の加圧水型原子炉用燃料集合
    体。
JP7017421A 1995-01-10 1995-01-10 加圧水型原子炉用燃料集合体 Withdrawn JPH08189981A (ja)

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JP7017421A JPH08189981A (ja) 1995-01-10 1995-01-10 加圧水型原子炉用燃料集合体

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JP (1) JPH08189981A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6246741B1 (en) * 1998-07-08 2001-06-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Fuel assembly
EP1248271A1 (en) * 2001-04-05 2002-10-09 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Fuel assembly and thimble screw of the same

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Effective date: 20020402