JPS58158586A - 核燃料集合体 - Google Patents
核燃料集合体Info
- Publication number
- JPS58158586A JPS58158586A JP57041543A JP4154382A JPS58158586A JP S58158586 A JPS58158586 A JP S58158586A JP 57041543 A JP57041543 A JP 57041543A JP 4154382 A JP4154382 A JP 4154382A JP S58158586 A JPS58158586 A JP S58158586A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- fuel assembly
- spacer
- fuel rods
- rods
- 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
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、バッフルジェット流による燃料棒の振動を防
止する手段を講じた核燃料集合体に関するものである。
止する手段を講じた核燃料集合体に関するものである。
原子炉のバッフル板のすき間から炉心内にジェット流が
流れ込み、これにより燃料棒がカルマン渦振動または流
力弾性振動により共鳴振動が発生 □し、燃料棒と支持
格子の接触部に貫通孔があいたり、振幅が大きい場合に
は、燃料棒がバッフル板にあたり摩耗により貫通孔があ
く等の燃料棒の破損につながる。従来は上述の燃料棒の
振動を防止するために、バッフル板のすき間の狭小化（
ピ−ニング）を行って来た。また在来の支持格子間に格
子状のものを取付ければ有効であることは、既出願（特
願昭ｊ乙−７７３３乙ｇ）に述べたとおりであるが、支
持格子間の中間部に支持格子状のものを数句けると加工
費が上昇するとともに、中性子経済上好ましくなく、又
集合体の炉心への装荷時に、支持格子と干渉し破損の確
立が増加する可能性がある。
流れ込み、これにより燃料棒がカルマン渦振動または流
力弾性振動により共鳴振動が発生 □し、燃料棒と支持
格子の接触部に貫通孔があいたり、振幅が大きい場合に
は、燃料棒がバッフル板にあたり摩耗により貫通孔があ
く等の燃料棒の破損につながる。従来は上述の燃料棒の
振動を防止するために、バッフル板のすき間の狭小化（
ピ−ニング）を行って来た。また在来の支持格子間に格
子状のものを取付ければ有効であることは、既出願（特
願昭ｊ乙−７７３３乙ｇ）に述べたとおりであるが、支
持格子間の中間部に支持格子状のものを数句けると加工
費が上昇するとともに、中性子経済上好ましくなく、又
集合体の炉心への装荷時に、支持格子と干渉し破損の確
立が増加する可能性がある。
核燃料集合体は第１図に示すように燃料棒６を支持格子
４で束ねた構造になっており、バッフルギャップからの
横流れジェット流により支持格子部を節にした大変位振
動が生じる。（なお、１は上部ノズル、２は制御棒案内
シンプル管、５は下部ノズルである）。この振動は流体
から燃料棒に与えるエネルギーと燃料棒が振動するとき
の粘性の効果で消費されるエネルギーのバランスで生じ
るものであり（この現象を流力弾性振動という）、次式
のように振動発生横流れ流速が表される。
４で束ねた構造になっており、バッフルギャップからの
横流れジェット流により支持格子部を節にした大変位振
動が生じる。（なお、１は上部ノズル、２は制御棒案内
シンプル管、５は下部ノズルである）。この振動は流体
から燃料棒に与えるエネルギーと燃料棒が振動するとき
の粘性の効果で消費されるエネルギーのバランスで生じ
るものであり（この現象を流力弾性振動という）、次式
のように振動発生横流れ流速が表される。
但し、 Ｖ：振動発生横流れ流速
ｆ：燃料棒固有振動数
Ｄ：燃料棒外径
Ｍ：燃料棒質量
δ：燃燃料対数減衰率
ＩＯ二原流体密
度＝ｙ’限界係数
上式より、固有振動数及び質量を大きくすれば振動発生
流速が大きくなる。
流速が大きくなる。
そこで核燃料棒の支持格子と支持格子の中間部にスペー
サを設けて燃料棒を結びつければ以下に示すように振動
発生流速が非常に大きくなり、バッフルギャップからの
横流れ流による共振現象は防止できる。
サを設けて燃料棒を結びつければ以下に示すように振動
発生流速が非常に大きくなり、バッフルギャップからの
横流れ流による共振現象は防止できる。
（１） スペーサが新たな節となって振動が発生する
場合、次式に示すように固有振動数は燃料棒の長さの２
乗に比例する。
場合、次式に示すように固有振動数は燃料棒の長さの２
乗に比例する。
ヂ＝Ｈか々麿Ｌ
イ旦り、ｆ：燃料棒固有振動数
１：燃料棒の長さ
Ｆ：ヤング率
■：燃刺俸断面二次モーメント
ｇ：重力加速度
Ａ：俸の断面積
？ｒ：棒の単位体積当りの重量
λ、：燃料燃料支持の状態によって
決まる定数
従って固有振動数はグ倍になり、発生流速も７倍と非常
に大きくなる。
に大きくなる。
（２） スペーサと共に振動する場合、スペーサは７
０本の燃料棒を束ねているため重量的な観点からは約３
倍の抵抗がある。
０本の燃料棒を束ねているため重量的な観点からは約３
倍の抵抗がある。
（３） また、流力弾性振動はジェットスイッチ現象
となり、燃料棒の振動位相は隣接間て°゛逆位相となる
。そこでスペーサを装着すればジェットスイッチ現象は
防止できる。
となり、燃料棒の振動位相は隣接間て°゛逆位相となる
。そこでスペーサを装着すればジェットスイッチ現象は
防止できる。
（４） 流体より燃料棒に与えられるエネルギーは局
部的な２〜３本について！あり、７０本が同位相の連成
共鳴振動を起させるには、エネルギー的には５倍以上必
要となり、共鳴振動は防止できる。
部的な２〜３本について！あり、７０本が同位相の連成
共鳴振動を起させるには、エネルギー的には５倍以上必
要となり、共鳴振動は防止できる。
本発明は上記の点に鑑みなされた核燃料集合体を提供す
るものでその特徴は、脱着可能な格子状の燃料棒支持具
が核燃料集合体の外表面に突出することなく取付けられ
たことにある。
るものでその特徴は、脱着可能な格子状の燃料棒支持具
が核燃料集合体の外表面に突出することなく取付けられ
たことにある。
本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第１図に示す核燃料集合体の支持格子４間のスパン中央
に、第３図（イ）、（ロ）に示すスペーサ６を第２図に
示すような形で取付ける。本スペーサ６は第３図に示す
ように、軸板７とスペーサ素子８とから構成され、スペ
ーサ素子８は軸板７の両側に相対して溶接により取付け
られる。本スペーサの核燃料集合体への脱着は厚さ約／
〜、ｌ ｍｍ 、 ｒｙＷ１約３ ｍｍの軸板７をヲＯ
０回転することにより行う。なお、スペーサ素子８は実
施例としてはバネ性能を有するニッケル、クロム、鉄合
金を採用したが、バネ性を有しているものであれば、中
性子吸収の少ないジルコニウム合金で作ることができる
。
に、第３図（イ）、（ロ）に示すスペーサ６を第２図に
示すような形で取付ける。本スペーサ６は第３図に示す
ように、軸板７とスペーサ素子８とから構成され、スペ
ーサ素子８は軸板７の両側に相対して溶接により取付け
られる。本スペーサの核燃料集合体への脱着は厚さ約／
〜、ｌ ｍｍ 、 ｒｙＷ１約３ ｍｍの軸板７をヲＯ
０回転することにより行う。なお、スペーサ素子８は実
施例としてはバネ性能を有するニッケル、クロム、鉄合
金を採用したが、バネ性を有しているものであれば、中
性子吸収の少ないジルコニウム合金で作ることができる
。
又、本スペーサが炉内で位置ずれが発生しない方法の一
例として、特別のスペーサ素子９（リングの一部欠除）
のように通常のスペーサ素子８を延長して、制御棒案内
シンプル管２にその外周の一部を残して取付ける方法も
ある。
例として、特別のスペーサ素子９（リングの一部欠除）
のように通常のスペーサ素子８を延長して、制御棒案内
シンプル管２にその外周の一部を残して取付ける方法も
ある。
なお、第３図（イ）は平面図、（ロ）は通常スペーサ素
子に特別スペーサ素子を連結したスペーサの側面図であ
る。
子に特別スペーサ素子を連結したスペーサの側面図であ
る。
バッフルジェット横流れ流による撮動は、カルマン渦に
よる振動と流力弾性振動により発生する。
よる振動と流力弾性振動により発生する。
いずれもが共振発生流速が固有振動数に比例する。
固有振動数はスパンの２乗に反比例する。このスペーサ
を使うとスパンの長さがＡとなるため、固有振動数が１
ｌ（４となり、これにともなって共振発生流速が７倍と
なり一層安定する。
を使うとスパンの長さがＡとなるため、固有振動数が１
ｌ（４となり、これにともなって共振発生流速が７倍と
なり一層安定する。
本発明は上述のように、核燃料集合体のうち、バッフル
板１０（第２図参照）ギャップに隣接する燃料棒の支持
格子スパン中央にスペーサを取付け、燃料棒の固有振動
数を大きくし、バッフル横流れジェット流による発振限
界流速を大きくしていることが特徴であり効果である。
板１０（第２図参照）ギャップに隣接する燃料棒の支持
格子スパン中央にスペーサを取付け、燃料棒の固有振動
数を大きくし、バッフル横流れジェット流による発振限
界流速を大きくしていることが特徴であり効果である。
本実施例として第３図に示すスペーサを使用して試験を
行った。その結果、第４図に示すように従来の設計では
、！ｊ′ｍ／Ｓｅｃの流速で共鳴振動が発生しているが
、本スペーサを使った場合には、共鳴振動が発生してい
ない。
行った。その結果、第４図に示すように従来の設計では
、！ｊ′ｍ／Ｓｅｃの流速で共鳴振動が発生しているが
、本スペーサを使った場合には、共鳴振動が発生してい
ない。
この試験結果から本発明の有効性が実証された。
なお、燃料棒６を支持しやすいように第３図に示す如く
スペーサ素子６の内側に突起部１１を設けるのが好まし
いことを付記する。
スペーサ素子６の内側に突起部１１を設けるのが好まし
いことを付記する。
第］−図は核燃料集合体の説明図、第２図は本発明に係
る核燃料集合体の簡略説明図、第３図は本発明の核燃料
集合体の一部拡大、特にスペーサの詳細拡大説明図で、
（イ）は平面図、（ロ）は制御棒案内シンプル管も含む
スペーサの側面図、第４図は本発明の効果を示すバッフ
ル流速と振幅との関係説明グラフである。 １・・・上部ノズル、２・・・制御棒案内シンプル管、
６・・・燃料棒、４・・・支持格子、５・・・下部ノズ
ル、６・・・スヘーサ、７・・・軸板、８・・・スペー
サ素子、９・・・特別スペーサ素子、１０・・・バッフ
ル板、１１・・・突起部。 寒１図 言 一□″□□″′″パ−・・１．１１５．□８．□１．２
−卵 芳２図 關栴梱指■２３ ０ ０ 一 ○○ ○０３ 園−腑〜４１０ ｏ１２ ０ ／旦 一 ○ Ｏ○○○○ 一 ○○○○○○ 一 １重。
る核燃料集合体の簡略説明図、第３図は本発明の核燃料
集合体の一部拡大、特にスペーサの詳細拡大説明図で、
（イ）は平面図、（ロ）は制御棒案内シンプル管も含む
スペーサの側面図、第４図は本発明の効果を示すバッフ
ル流速と振幅との関係説明グラフである。 １・・・上部ノズル、２・・・制御棒案内シンプル管、
６・・・燃料棒、４・・・支持格子、５・・・下部ノズ
ル、６・・・スヘーサ、７・・・軸板、８・・・スペー
サ素子、９・・・特別スペーサ素子、１０・・・バッフ
ル板、１１・・・突起部。 寒１図 言 一□″□□″′″パ−・・１．１１５．□８．□１．２
−卵 芳２図 關栴梱指■２３ ０ ０ 一 ○○ ○０３ 園−腑〜４１０ ｏ１２ ０ ／旦 一 ○ Ｏ○○○○ 一 ○○○○○○ 一 １重。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 核燃料集合体の支持格子間のスパン中央部に脱着
可能なスペーサが、核燃料集合体最外周の２列の燃料棒
間に挿入され、燃刺棒約７０本を束ねるように取付けら
れてなることを特徴とする核燃料集合体。 ２、 スペーサが束ねる燃料棒がバッフル板継ぎ口近傍
にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の・
核燃料集合体。 ６、厚さ約／ｍｍ ”−２ａｍ 、幅約３間の軸板の両
側にバネ性能を有する合金で作られた７辺が欠除した不
等辺多角形状のスペーサ素子を、欠除した７辺と対面す
る７辺で複数個溶接してなる該スペーサを隣接する燃料
棒間に平行にして挿入し、然る後りＯ０回転して取付け
られることを特徴とする特許請求の範囲第７項または第
２項記載の核燃料集合体。 ４、 スペーサ素子が燃料棒を支持しやすいように内側
に複数個の突起部を有していることを特徴とする特許請
求の範囲第１項、第２項。 または第３項記載の核燃料集合体。 ５、軸板に対して一方の側のスペーサ素子に連結して、
一部欠除の円形特別スペーサが制御棒案内シンプル管用
に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項、第２項。 第３項または第１項記載の核燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041543A JPS58158586A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 核燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57041543A JPS58158586A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 核燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158586A true JPS58158586A (ja) | 1983-09-20 |
Family
ID=12611329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57041543A Pending JPS58158586A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 核燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158586A (ja) |
-
1982
- 1982-03-16 JP JP57041543A patent/JPS58158586A/ja active Pending
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