JPH1123763A - 燃料集合体の下部タイプレート - Google Patents
燃料集合体の下部タイプレートInfo
- Publication number
- JPH1123763A JPH1123763A JP9176782A JP17678297A JPH1123763A JP H1123763 A JPH1123763 A JP H1123763A JP 9176782 A JP9176782 A JP 9176782A JP 17678297 A JP17678297 A JP 17678297A JP H1123763 A JPH1123763 A JP H1123763A
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- JP
- Japan
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- filter
- fuel
- tie plate
- fuel rod
- 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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-
- 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
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- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】冷却材に混入した異物の衝突やフレッティング
による燃料棒の損傷を未然に防ぐ、異物フィルタを提供
すること。 【解決手段】下部タイプレートで冷却材が通過する燃料
棒支持部に小孔のフィルタ流路で構成した異物フィルタ
を設置する。
による燃料棒の損傷を未然に防ぐ、異物フィルタを提供
すること。 【解決手段】下部タイプレートで冷却材が通過する燃料
棒支持部に小孔のフィルタ流路で構成した異物フィルタ
を設置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は沸騰型燃料集合体に
係り、特に、冷却材に混入する異物の燃料棒領域への流
入を阻止するのに好適な下部タイプレートの構造に関す
るものである。
係り、特に、冷却材に混入する異物の燃料棒領域への流
入を阻止するのに好適な下部タイプレートの構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電プラントにおいては、運転の
信頼性向上とプラントの安全性確保のために、日常点検
や定期検査が義務づけられている。これらの点検及び検
査で不具合箇所が発見された場合は、プラント又は機器
を開放して補修作業が行われている。このような検査作
業や補修作業はプラントの経年使用にともなって増えて
おり、作業後にプラント内に取り残された金属の切削
片，電線の切り屑，溶接破片，ごみ等の小さな異物量も
増えていると思われる。特に、重要な炉内機器である燃
料集合体では、異物が燃料棒領域に流入すると、燃料棒
間やスペーサに係留されて、異物の流動振動によるフレ
ッティング摩耗により燃料リークを引き起こす恐れがあ
る。そこで、燃料集合体の燃料棒領域への異物の流入を
阻止する従来技術として、次の公知例として特開平7−3
06284 号公報がある。
信頼性向上とプラントの安全性確保のために、日常点検
や定期検査が義務づけられている。これらの点検及び検
査で不具合箇所が発見された場合は、プラント又は機器
を開放して補修作業が行われている。このような検査作
業や補修作業はプラントの経年使用にともなって増えて
おり、作業後にプラント内に取り残された金属の切削
片，電線の切り屑，溶接破片，ごみ等の小さな異物量も
増えていると思われる。特に、重要な炉内機器である燃
料集合体では、異物が燃料棒領域に流入すると、燃料棒
間やスペーサに係留されて、異物の流動振動によるフレ
ッティング摩耗により燃料リークを引き起こす恐れがあ
る。そこで、燃料集合体の燃料棒領域への異物の流入を
阻止する従来技術として、次の公知例として特開平7−3
06284 号公報がある。
【０００３】この公知例を図２に示す。
【０００４】公知例は燃料棒支持部の冷却材流路を細か
く分割して、大きな異物の通過を阻止する機能を持たせ
た異物フィルタである。この方法はフィルタ流路より大
きな異物を確実に捕獲することができるので有効であ
る。しかしながら、異物フィルタの異物捕獲性能を高め
ようとすると、フィルタ流路はさらに小さくなり燃料棒
支持部の圧力損失が増大する。燃料棒支持部の圧力損失
の増大は冷却材流量の減少を招き、炉心の熱出力及び燃
料棒の冷却能力が低下し、同時に燃料集合体の健全性を
損なう恐れがある。
く分割して、大きな異物の通過を阻止する機能を持たせ
た異物フィルタである。この方法はフィルタ流路より大
きな異物を確実に捕獲することができるので有効であ
る。しかしながら、異物フィルタの異物捕獲性能を高め
ようとすると、フィルタ流路はさらに小さくなり燃料棒
支持部の圧力損失が増大する。燃料棒支持部の圧力損失
の増大は冷却材流量の減少を招き、炉心の熱出力及び燃
料棒の冷却能力が低下し、同時に燃料集合体の健全性を
損なう恐れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、異物
フィルタの異物捕獲性能を高め、かつ一体鋳造で製造で
きる下部タイプレートの異物フィルタを提供することで
ある。
フィルタの異物捕獲性能を高め、かつ一体鋳造で製造で
きる下部タイプレートの異物フィルタを提供することで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下部タイプレートの燃料棒支持部における
フィルタ流路の総流路面積の拡大を図り、その流路面積
の拡大効果をフィルタ流路面積の縮小に還元して、異物
フィルタの異物捕獲性能の向上を図るものである。この
ために、燃料棒支持部を従来の格子から平板に変えて、
平板表面に小孔のフィルタ流路をほぼ全面に設けるもの
である。すなわち、従来の格子部分にもフィルタ流路を
設けることにより、フィルタ流路の総流路面積を拡大さ
せるものである。
に、本発明は下部タイプレートの燃料棒支持部における
フィルタ流路の総流路面積の拡大を図り、その流路面積
の拡大効果をフィルタ流路面積の縮小に還元して、異物
フィルタの異物捕獲性能の向上を図るものである。この
ために、燃料棒支持部を従来の格子から平板に変えて、
平板表面に小孔のフィルタ流路をほぼ全面に設けるもの
である。すなわち、従来の格子部分にもフィルタ流路を
設けることにより、フィルタ流路の総流路面積を拡大さ
せるものである。
【０００７】また、燃料棒支持部にフィルタ流路を設け
ることにより、燃料棒支持部と異物フィルタは一体化す
るため、鋳型による一体製作が可能となる。特にフィル
タ流路の流線方向を燃料集合体の軸方向と平行にする
と、鋳造による燃料棒支持部と異物フィルタの一体製作
を容易にする。
ることにより、燃料棒支持部と異物フィルタは一体化す
るため、鋳型による一体製作が可能となる。特にフィル
タ流路の流線方向を燃料集合体の軸方向と平行にする
と、鋳造による燃料棒支持部と異物フィルタの一体製作
を容易にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】フィルタ流路面積と圧力損失の関
係を説明する。まず、フィルタ流路面積と流速の関係は
次式で表される。
係を説明する。まず、フィルタ流路面積と流速の関係は
次式で表される。
【０００９】流速＝流量／流路面積 そのため、冷却材流量が一定でフィルタ流路面積が大き
いと、フィルタ流路の流速は低く抑えられる。次に、圧
力損失は次式で表される。
いと、フィルタ流路の流速は低く抑えられる。次に、圧
力損失は次式で表される。
【００１０】圧力損失＝定数×密度×流速2 密度は一定なので異物フィルタにおける圧力損失はフィ
ルタ流路の流速により決まる。したがって、本発明のフ
ィルタ流路の総流路面積の拡大効果は、従来と同じフィ
ルタ流路の時は圧力損失は減少し、圧力損失を従来と同
一の時は、フィルタ流路を縮小できるのである。これに
より、燃料棒支持部の異物フィルタの異物捕獲性能を向
上させることができる。
ルタ流路の流速により決まる。したがって、本発明のフ
ィルタ流路の総流路面積の拡大効果は、従来と同じフィ
ルタ流路の時は圧力損失は減少し、圧力損失を従来と同
一の時は、フィルタ流路を縮小できるのである。これに
より、燃料棒支持部の異物フィルタの異物捕獲性能を向
上させることができる。
【００１１】以下、本発明の一実施例を説明する。沸騰
水型燃料集合体の構成を図３に示す。燃料集合体１は複
数本の燃料棒２と水ロッド３及びこれらの上端と下端と
をそれぞれ拘束支持する上部タイプレート４と下部タイ
プレート５及びこれらを整列支持するスペーサ６などの
部材で組み立てられた燃料バンドル７とこの燃料バンド
ル７を収納し、かつ冷却材流路を形成するチャンネルボ
ックス８とで構成されている。
水型燃料集合体の構成を図３に示す。燃料集合体１は複
数本の燃料棒２と水ロッド３及びこれらの上端と下端と
をそれぞれ拘束支持する上部タイプレート４と下部タイ
プレート５及びこれらを整列支持するスペーサ６などの
部材で組み立てられた燃料バンドル７とこの燃料バンド
ル７を収納し、かつ冷却材流路を形成するチャンネルボ
ックス８とで構成されている。
【００１２】下部タイプレート５は燃料棒２の下端を支
持すると同時に燃料集合体１を通過する冷却材９の流入
口である。冷却材９は入口ノズル１０から流入して異物
フィルタ１１を通過して、燃料棒領域へ流出する。図４
（ａ）及び（ｂ）は従来の燃料棒支持格子１３を示した
ものである。冷却材流路は燃料棒挿入孔１８と、燃料棒
支持格子１３に囲まれた領域で、フィルタ流路１４は細
かく分割されている。図１（ａ）及び（ｂ）は本発明を
示した下部タイプレート５における燃料棒支持部１５の
異物フィルタ構造である。本発明の異物フィルタ１１の
特徴は、燃料棒支持部１５が平板１６で、かつ、その表
面には小孔のフィルタ流路１４がほぼ全面（図では一部
分を示した）に設けられていることである。図５（ａ）
ないし（ｄ）はフィルタ流路１４の孔形状１７を示した
ものである。
持すると同時に燃料集合体１を通過する冷却材９の流入
口である。冷却材９は入口ノズル１０から流入して異物
フィルタ１１を通過して、燃料棒領域へ流出する。図４
（ａ）及び（ｂ）は従来の燃料棒支持格子１３を示した
ものである。冷却材流路は燃料棒挿入孔１８と、燃料棒
支持格子１３に囲まれた領域で、フィルタ流路１４は細
かく分割されている。図１（ａ）及び（ｂ）は本発明を
示した下部タイプレート５における燃料棒支持部１５の
異物フィルタ構造である。本発明の異物フィルタ１１の
特徴は、燃料棒支持部１５が平板１６で、かつ、その表
面には小孔のフィルタ流路１４がほぼ全面（図では一部
分を示した）に設けられていることである。図５（ａ）
ないし（ｄ）はフィルタ流路１４の孔形状１７を示した
ものである。
【００１３】フィルタ流路１４は、流入口に丸みが付け
られた円筒形状または四角形状で、さらに出口側が拡大
したテーパ状になっているものである。この時のフィル
タ流路１４の配置は一般的な配列（正方形配列，菱形配
列，千鳥配列）であるが、特に強度上の観点から、隣り
合うフィルタ流路間の最小間隔が約１.５mm を保つよう
になっている。また、図１に示すように、燃料棒支持部
１５には従来通りに水ロッド３及び燃料棒の挿入孔１８
がある。
られた円筒形状または四角形状で、さらに出口側が拡大
したテーパ状になっているものである。この時のフィル
タ流路１４の配置は一般的な配列（正方形配列，菱形配
列，千鳥配列）であるが、特に強度上の観点から、隣り
合うフィルタ流路間の最小間隔が約１.５mm を保つよう
になっている。また、図１に示すように、燃料棒支持部
１５には従来通りに水ロッド３及び燃料棒の挿入孔１８
がある。
【００１４】次に図６を用いて、本発明の燃料棒支持部
１５の異物フィルタ１１の異物捕獲性能について説明す
る。図６は横軸にフィルタ流路１４の総流路面積を示
し、縦軸には燃料棒支持部１５の圧力損失を含めた下部
タイプレート５の圧力損失を示したものである。下部タ
イプレート５の圧力損失はフィルタ流路１４の総流路面
積が大きくなるにしたがって、フィルタ流路面積の２乗
に比例して減少することが分かる。すなわち、フィルタ
流路面積の拡大が圧力損失の減少効果に大きく影響する
ことが分かる。
１５の異物フィルタ１１の異物捕獲性能について説明す
る。図６は横軸にフィルタ流路１４の総流路面積を示
し、縦軸には燃料棒支持部１５の圧力損失を含めた下部
タイプレート５の圧力損失を示したものである。下部タ
イプレート５の圧力損失はフィルタ流路１４の総流路面
積が大きくなるにしたがって、フィルタ流路面積の２乗
に比例して減少することが分かる。すなわち、フィルタ
流路面積の拡大が圧力損失の減少効果に大きく影響する
ことが分かる。
【００１５】ところで、燃料集合体の下部タイプレート
５の圧力損失は、燃料集合体１の流動安定性の観点か
ら、基準値が決められており、その基準値に合わせる必
要がある。すなわち、本発明の下部タイプレート５の圧
力損失は従来型の下部タイプレートの圧力損失に合致さ
せなければならない。次に、本実施例と従来型との比較
を行い、本発明の異物捕獲効果を説明する。
５の圧力損失は、燃料集合体１の流動安定性の観点か
ら、基準値が決められており、その基準値に合わせる必
要がある。すなわち、本発明の下部タイプレート５の圧
力損失は従来型の下部タイプレートの圧力損失に合致さ
せなければならない。次に、本実施例と従来型との比較
を行い、本発明の異物捕獲効果を説明する。
【００１６】まず、本実施例と従来型のフィルタ流路１
４の総流路面積を比較すると、本実施例のフィルタ流路
１４の総流路面積は従来型の約１.２ 倍になる。これに
よる下部タイプレート５の圧力損失は従来型の約７０％
に減少される。前述したように、下部タイプレート５の
圧力損失は従来型と合致させなければならないので、こ
の圧力損失の低減効果をフィルタ流路１４の縮小に還元
することができるのである。
４の総流路面積を比較すると、本実施例のフィルタ流路
１４の総流路面積は従来型の約１.２ 倍になる。これに
よる下部タイプレート５の圧力損失は従来型の約７０％
に減少される。前述したように、下部タイプレート５の
圧力損失は従来型と合致させなければならないので、こ
の圧力損失の低減効果をフィルタ流路１４の縮小に還元
することができるのである。
【００１７】すなわち、フィルタ流路１４の総流路面積
の拡大効果はほぼフィルタ流路１４の縮小効果に還元で
きると考えることができる。したがって、本実施例では
フィルタ流路面積も従来型より約２割縮小できることに
なる。これにより、本実施例の燃料棒支持部１５の異物
フィルタ１１は従来型異物フィルタよりも約２割小さい
異物まで捕獲できることになり、異物フィルタ１１の異
物捕獲性能を向上させることができる。
の拡大効果はほぼフィルタ流路１４の縮小効果に還元で
きると考えることができる。したがって、本実施例では
フィルタ流路面積も従来型より約２割縮小できることに
なる。これにより、本実施例の燃料棒支持部１５の異物
フィルタ１１は従来型異物フィルタよりも約２割小さい
異物まで捕獲できることになり、異物フィルタ１１の異
物捕獲性能を向上させることができる。
【００１８】また、本実施例は燃料棒支持部１５にフィ
ルタ流路１４を設けたことにより、燃料棒支持部１５と
異物フィルタ１１は一体化するため、鋳型１９による一
体製作が可能となる。特にフィルタ流路１４の流線方向
を燃料集合体１の軸方向と平行にすると、鋳造による燃
料棒支持部１５と異物フィルタ１１の一体製作を容易に
する。図７に製造方法の一例を示す。本実施例はフィル
タ流路１４を燃料集合体１の軸方向と平行に開けた場合
である。
ルタ流路１４を設けたことにより、燃料棒支持部１５と
異物フィルタ１１は一体化するため、鋳型１９による一
体製作が可能となる。特にフィルタ流路１４の流線方向
を燃料集合体１の軸方向と平行にすると、鋳造による燃
料棒支持部１５と異物フィルタ１１の一体製作を容易に
する。図７に製造方法の一例を示す。本実施例はフィル
タ流路１４を燃料集合体１の軸方向と平行に開けた場合
である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、炉内に取り残された異物の燃
料集合体への流入を阻止するので、燃料棒のフレッティ
ング摩耗を未然に防止することができる。これにより燃
料集合体の健全性を確保すると同時に原子炉運転の安全
性も確保することができる。
料集合体への流入を阻止するので、燃料棒のフレッティ
ング摩耗を未然に防止することができる。これにより燃
料集合体の健全性を確保すると同時に原子炉運転の安全
性も確保することができる。
【図１】この図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例で
ある下部タイプレートの平面図及び断面図。
ある下部タイプレートの平面図及び断面図。
【図２】従来型の下部タイプレートの構造を示す平面
図。
図。
【図３】本発明の燃料集合体を示す断面図。
【図４】この図（ａ）及び（ｂ）は従来型の下部タイプ
レートの構造を示す平面図及び断面図。
レートの構造を示す平面図及び断面図。
【図５】本発明のフィルタ流路の形状を示す部分図。
【図６】本発明の効果を示す圧力損失特性図。
【図７】本発明の鋳型による製造方法を示す断面図。
１…燃料集合体、２…燃料棒、３…水ロッド、４…上部
タイプレート、５…下部タイプレート、６…スペーサ、
７…燃料バンドル、８…チャンネルボックス、９…冷却
材の流れ、１０…入口ノズル、１１…異物フィルタ、１
２…燃料棒領域、１３…燃料棒支持格子、１４…フィル
タ流路、１５…燃料棒支持部、１６…燃料棒支持部の平
板、１７…フィルタ流路の孔形状、１８…燃料棒挿入
孔、１９…鋳型。
タイプレート、５…下部タイプレート、６…スペーサ、
７…燃料バンドル、８…チャンネルボックス、９…冷却
材の流れ、１０…入口ノズル、１１…異物フィルタ、１
２…燃料棒領域、１３…燃料棒支持格子、１４…フィル
タ流路、１５…燃料棒支持部、１６…燃料棒支持部の平
板、１７…フィルタ流路の孔形状、１８…燃料棒挿入
孔、１９…鋳型。
Claims (4)
- 【請求項１】複数本の燃料棒と前記燃料棒の下端を支持
する燃料棒支持部を有する下部タイプレートと、前記燃
料棒の上端を支持する上部タイプレートと、前記複数の
燃料棒を保持するスペーサとを備えた燃料集合体におい
て、 前記下部タイプレートの燃料棒支持部は、多数の小孔で
構成されたフィルタ流路と水ロッド及び燃料棒の挿入孔
とで構成されていることを特徴とする燃料集合体の下部
タイプレート。 - 【請求項２】請求項１において、前記燃料棒支持部のフ
ィルタ流路は、燃料集合体の軸方向にほぼ平行に開けら
れていることを特徴とする燃料集合体の下部タイプレー
ト。 - 【請求項３】請求項１において、前記燃料棒支持部のフ
ィルタ流路は、流入口の角を丸めた円筒形状または四角
形状で出口側が拡大したテーパ状に開けられていること
を特徴とする燃料集合体の下部タイプレート。 - 【請求項４】請求項１におけるフィルタ流路を設ける燃
料棒支持部は、平板になっていることを特徴とする燃料
集合体の下部タイプレート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9176782A JPH1123763A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 燃料集合体の下部タイプレート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9176782A JPH1123763A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 燃料集合体の下部タイプレート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123763A true JPH1123763A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16019756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9176782A Pending JPH1123763A (ja) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | 燃料集合体の下部タイプレート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1123763A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156482A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-05-31 | General Electric Co <Ge> | 核燃料組立体用の多孔デブリキャッチャ |
| US6847695B2 (en) | 2001-12-25 | 2005-01-25 | Global Nuclear Fuel-Japan Co., Ltd. | Nuclear fuel assembly lower tie-plate and method of its assembling |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP9176782A patent/JPH1123763A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156482A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-05-31 | General Electric Co <Ge> | 核燃料組立体用の多孔デブリキャッチャ |
| US6847695B2 (en) | 2001-12-25 | 2005-01-25 | Global Nuclear Fuel-Japan Co., Ltd. | Nuclear fuel assembly lower tie-plate and method of its assembling |
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