JPH08297183A - 燃料スペーサ - Google Patents
燃料スペーサInfo
- Publication number
- JPH08297183A JPH08297183A JP7103401A JP10340195A JPH08297183A JP H08297183 A JPH08297183 A JP H08297183A JP 7103401 A JP7103401 A JP 7103401A JP 10340195 A JP10340195 A JP 10340195A JP H08297183 A JPH08297183 A JP H08297183A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel rods
- liquid films
- increased
- coolant
- 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
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】燃料スペーサを構成しているサイドバンド３の
コーナ部にチャンネルボックスの形状に沿って下方に伸
長した突起部３２を形成する。 【効果】チャンネルボックス内を流れる液膜の一部を燃
料棒に供給することができ、燃料棒表面を流れる液膜が
厚くなり、集合体の限界出力が向上し、熱的余裕度が増
す。
コーナ部にチャンネルボックスの形状に沿って下方に伸
長した突起部３２を形成する。 【効果】チャンネルボックス内を流れる液膜の一部を燃
料棒に供給することができ、燃料棒表面を流れる液膜が
厚くなり、集合体の限界出力が向上し、熱的余裕度が増
す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水型原子炉用の燃
料集合体に係り、特に、複数の燃料棒を所定の位置に保
持する燃料スペーサに関する。
料集合体に係り、特に、複数の燃料棒を所定の位置に保
持する燃料スペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の沸騰水型原子炉用の燃料集合体内
には複数の燃料棒が配置され、上下タイプレートによっ
てその両端を保持される。さらに、この燃料棒には長手
方向にほぼ等間隔に複数箇所燃料スペーサを配置してお
り、燃料棒のわん曲，冷却材の流動による燃料棒の振動
を抑制している。
には複数の燃料棒が配置され、上下タイプレートによっ
てその両端を保持される。さらに、この燃料棒には長手
方向にほぼ等間隔に複数箇所燃料スペーサを配置してお
り、燃料棒のわん曲，冷却材の流動による燃料棒の振動
を抑制している。
【０００３】ところで、燃料スペーサは、従来多数のタ
イプのものが提案されているが、燃料集合体の限界出力
を向上させるものとして、図７に示す丸セル型のスペー
サがある。このスペーサは、基盤状に配列した円筒状の
セル４により構成され、燃料棒をこのセル４内に配置さ
せ、セル４内で押圧支持し、燃料棒の間隔を一定に保つ
ようにしてある。
イプのものが提案されているが、燃料集合体の限界出力
を向上させるものとして、図７に示す丸セル型のスペー
サがある。このスペーサは、基盤状に配列した円筒状の
セル４により構成され、燃料棒をこのセル４内に配置さ
せ、セル４内で押圧支持し、燃料棒の間隔を一定に保つ
ようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】沸騰水型原子炉の通常
運転では冷却材は燃料棒の間隙を流れ、燃料棒から熱を
奪い、沸騰開始点より下流では蒸気−水の二相流状態で
燃料集合体内を流れる。特に、燃料集合体上部では、図
６に示すように、冷却材の水は燃料棒１の周りとチャン
ネルボックス２の周りを液膜５として、蒸気中では液滴
６として存在する流動様式となる。燃料集合体の出力を
増大していくと、燃料棒１の液膜５が表面を覆わなくな
り、燃料棒１が蒸気にさらされる。この現象を沸騰遷移
といい、この現象が発生した時の集合体出力が限界出力
となる。
運転では冷却材は燃料棒の間隙を流れ、燃料棒から熱を
奪い、沸騰開始点より下流では蒸気−水の二相流状態で
燃料集合体内を流れる。特に、燃料集合体上部では、図
６に示すように、冷却材の水は燃料棒１の周りとチャン
ネルボックス２の周りを液膜５として、蒸気中では液滴
６として存在する流動様式となる。燃料集合体の出力を
増大していくと、燃料棒１の液膜５が表面を覆わなくな
り、燃料棒１が蒸気にさらされる。この現象を沸騰遷移
といい、この現象が発生した時の集合体出力が限界出力
となる。
【０００５】近年、原子力発電の経済性向上のニーズに
対応して、燃料サイクル費の低減を目的とした高燃焼度
燃料の開発が進んでいる。燃料の高燃焼度化には熱水力
特性の向上、特に限界出力特性を向上させ、炉心の熱的
余裕を増大させることが重要となっている。
対応して、燃料サイクル費の低減を目的とした高燃焼度
燃料の開発が進んでいる。燃料の高燃焼度化には熱水力
特性の向上、特に限界出力特性を向上させ、炉心の熱的
余裕を増大させることが重要となっている。
【０００６】ところで、限界出力を増大させるため、冷
却材が蒸気−水の二相流となる領域での燃料棒１の表面
に沿って流れる液膜５を厚くし、発熱源である燃料棒１
から熱を奪い、除熱性能を向上させ、熱出力の増加に対
して沸騰遷移を抑える。また、この沸騰遷移現象はチャ
ンネルボックス２のコーナ近辺の燃料棒１で発生しやす
いことがこれまでにわかっており、特にこのコーナ近辺
での沸騰遷移現象の抑制が望まれている。
却材が蒸気−水の二相流となる領域での燃料棒１の表面
に沿って流れる液膜５を厚くし、発熱源である燃料棒１
から熱を奪い、除熱性能を向上させ、熱出力の増加に対
して沸騰遷移を抑える。また、この沸騰遷移現象はチャ
ンネルボックス２のコーナ近辺の燃料棒１で発生しやす
いことがこれまでにわかっており、特にこのコーナ近辺
での沸騰遷移現象の抑制が望まれている。
【０００７】本発明の目的は液膜を厚くして、沸騰遷移
を抑制し、限界出力を向上させる燃料スペーサを提供す
ることにある。
を抑制し、限界出力を向上させる燃料スペーサを提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は燃料棒軸方向に等間隔で複数箇所に設けら
れ、前記燃料棒を押圧支持する燃料スペーサにおいて、
前記燃料スペーサは冷却材流路内の最外周（チャンネル
ボックス内側）のコーナ近辺に、冷却材の主流となる流
れに対し上流に向かって伸長した突起部を有することを
特徴とする。
に、本発明は燃料棒軸方向に等間隔で複数箇所に設けら
れ、前記燃料棒を押圧支持する燃料スペーサにおいて、
前記燃料スペーサは冷却材流路内の最外周（チャンネル
ボックス内側）のコーナ近辺に、冷却材の主流となる流
れに対し上流に向かって伸長した突起部を有することを
特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明によれば、冷却材流路内の最外周（チャ
ンネルボックス内側）のコーナ近辺に、冷却材の主流と
なる流れに対し上流に向かって伸長した突起部が、チャ
ンネルボックス内側に沿って流れる液膜に対して障害物
となり、液膜が一部はぎ取られ、飛散し、燃料棒に沿っ
て流れる液膜に付着し、液膜厚さが増大するため、集合
体の限界出力が向上する。したがって、原子炉の熱的余
裕が増大し、従来より高出力での運転が可能となり、燃
料の高燃焼度かが可能となり、燃料サイクル費の低減が
図れ経済性が大幅に向上する。
ンネルボックス内側）のコーナ近辺に、冷却材の主流と
なる流れに対し上流に向かって伸長した突起部が、チャ
ンネルボックス内側に沿って流れる液膜に対して障害物
となり、液膜が一部はぎ取られ、飛散し、燃料棒に沿っ
て流れる液膜に付着し、液膜厚さが増大するため、集合
体の限界出力が向上する。したがって、原子炉の熱的余
裕が増大し、従来より高出力での運転が可能となり、燃
料の高燃焼度かが可能となり、燃料サイクル費の低減が
図れ経済性が大幅に向上する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明す
る。図１，図２に本発明の一実施例を示す。
る。図１，図２に本発明の一実施例を示す。
【００１１】図１，図２に示すように燃料スペーサを構
成しているサイドバンド３にはコーナ部にチャンネルボ
ックス２の形状に沿って下方に伸長した突起部３２を形
成する。なお、突起部の長さ，大きさはチャンネルボッ
クス２内に収納する観点から制約される。本実施例で
は、サイドバンド３と突起部３２が一体となっている
が、図３に示すように突起部３２を溶接等により設けて
も良い。
成しているサイドバンド３にはコーナ部にチャンネルボ
ックス２の形状に沿って下方に伸長した突起部３２を形
成する。なお、突起部の長さ，大きさはチャンネルボッ
クス２内に収納する観点から制約される。本実施例で
は、サイドバンド３と突起部３２が一体となっている
が、図３に示すように突起部３２を溶接等により設けて
も良い。
【００１２】図５に本実施例による燃料スペーサ内での
冷却材流れを示す。図からわかるようにサイドバンド３
に設けた突起部３２がチャンネルボックス２内に沿って
流れる液膜５に対して障害物となり液膜５の一部がはぎ
取られ、飛散して燃料棒１に向かっているのがわかる。
冷却材流れを示す。図からわかるようにサイドバンド３
に設けた突起部３２がチャンネルボックス２内に沿って
流れる液膜５に対して障害物となり液膜５の一部がはぎ
取られ、飛散して燃料棒１に向かっているのがわかる。
【００１３】この構造にすると、燃料棒１の除熱に寄与
していないチャンネルボックス２内を流れる液膜５の一
部をはぎ取り、沸騰遷移しやすいコーナ部の燃料棒１に
積極的に水を供給できるため、燃料棒１に沿って流れる
液膜５の厚さが増大し、燃料集合体の限界出力が向上す
る。
していないチャンネルボックス２内を流れる液膜５の一
部をはぎ取り、沸騰遷移しやすいコーナ部の燃料棒１に
積極的に水を供給できるため、燃料棒１に沿って流れる
液膜５の厚さが増大し、燃料集合体の限界出力が向上す
る。
【００１４】また、本実施例では突起部３２はサイドバ
ンド３の板厚分だけ軸方向に伸長しているだけであり、
冷却材流路を塞ぐ構造となっていないため、本発明の燃
料スペーサの投影面積は従来と比較しても増大すること
がなく、燃料スペーサでの圧力損失も増大しないという
メリットもある。さらに、本発明の燃料スペーサは燃料
集合体の軸方向に複数個用いても、冷却材流れが二相流
領域となる燃料集合体上部にのみ用いても同じ効果が得
られる。
ンド３の板厚分だけ軸方向に伸長しているだけであり、
冷却材流路を塞ぐ構造となっていないため、本発明の燃
料スペーサの投影面積は従来と比較しても増大すること
がなく、燃料スペーサでの圧力損失も増大しないという
メリットもある。さらに、本発明の燃料スペーサは燃料
集合体の軸方向に複数個用いても、冷却材流れが二相流
領域となる燃料集合体上部にのみ用いても同じ効果が得
られる。
【００１５】図４に本発明の他の実施例を示す。本実施
例では、突起部３２の下端部をチャンネルボックス２の
内側により近付けるようプレス加工等によりさらに外周
部に押し広げたふくらみ部３３を設ける。
例では、突起部３２の下端部をチャンネルボックス２の
内側により近付けるようプレス加工等によりさらに外周
部に押し広げたふくらみ部３３を設ける。
【００１６】この構造にすると、実施例と同様に、コー
ナ部の燃料棒１に積極的に水を供給できるため、燃料棒
１に沿って流れる液膜５の厚さが増大し、燃料集合体の
限界出力が向上する。さらに、突起部３２に設けたふく
らみ部３３により、障害物がチャンネルボックス２に実
施例よりさらに近づくことができるため、燃料棒１表面
の液膜５の厚さをより増加できる。
ナ部の燃料棒１に積極的に水を供給できるため、燃料棒
１に沿って流れる液膜５の厚さが増大し、燃料集合体の
限界出力が向上する。さらに、突起部３２に設けたふく
らみ部３３により、障害物がチャンネルボックス２に実
施例よりさらに近づくことができるため、燃料棒１表面
の液膜５の厚さをより増加できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、チャンネルボックス内
を流れる液膜の一部を燃料棒に供給することができ、燃
料棒表面を流れる液膜が厚くなり、集合体の限界出力が
向上し、熱的余裕度が増大する。
を流れる液膜の一部を燃料棒に供給することができ、燃
料棒表面を流れる液膜が厚くなり、集合体の限界出力が
向上し、熱的余裕度が増大する。
【図１】本発明の一実施例を示すスペーサの側面図。
【図２】図１の斜視図。
【図３】本発明の第二の実施例を示すスペーサの斜視
図。
図。
【図４】本発明の第三の実施例を示すスペーサの斜視
図。
図。
【図５】本発明の一実施例を示すスペーサ内の冷却材流
れの説明図。
れの説明図。
【図６】燃料集合体内上部の冷却材流れの説明図。
【図７】従来の燃料スペーサの斜視図。
１…燃料棒、２…チャンネルボックス、３…サイドバン
ド、４…セル、５…液膜、６…液滴、３１…タブ、３２
…突起部、３３…ふくらみ部。
ド、４…セル、５…液膜、６…液滴、３１…タブ、３２
…突起部、３３…ふくらみ部。
Claims (1)
- 【請求項１】燃料棒軸方向に等間隔で複数箇所に設けら
れ、前記燃料棒を押圧支持する燃料スペーサにおいて、
前記燃料スペーサは冷却材の流路内の最外周のコーナ近
辺に、前記冷却材の主流となる流れに対し上流に向かっ
て伸長した突起部を有することを特徴とする燃料スペー
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7103401A JPH08297183A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 燃料スペーサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7103401A JPH08297183A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 燃料スペーサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08297183A true JPH08297183A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14353039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7103401A Pending JPH08297183A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 燃料スペーサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08297183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003073435A3 (de) * | 2002-02-27 | 2004-01-15 | Framatome Anp Gmbh | Abstandhalter für ein brennelement eines siedewasserreaktors |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP7103401A patent/JPH08297183A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003073435A3 (de) * | 2002-02-27 | 2004-01-15 | Framatome Anp Gmbh | Abstandhalter für ein brennelement eines siedewasserreaktors |
| US7555093B1 (en) | 2002-02-27 | 2009-06-30 | Areva Np Gmbh | Spacer for a fuel assembly of a boiling water reactor |
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